JP2022076048A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立て作業性に優れ、かつ、使用中にスプリングが捩じれたり移動したりすることを抑制しつつ、設計自由度に優れた密封装置を提供する。【解決手段】環状ピストン１００と、キャンセルプレート２１０を有するキャンセラーシール２００と、環状ピストン１００とキャンセラーシール２００との間に配される複数のスプリング５００と、を備える密封装置であって、キャンセルプレート２１０には、径方向の中間位置に密封装置の回転中心軸線と同心状の円筒部２１１が設けられると共に、複数のスプリング５００を位置決めするガイド部材２３０が、円筒部２１１の内周面２１１ａに対して嵌合により固定されることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、自動変速機に用いられる密封装置に関する。

自動変速機においては、動力の伝達と伝達解除を行うためのクラッチを駆動する油圧アクチュエータに、密封装置が備えられている。図５及び図６を参照して、従来例に係る密封装置について説明する。図５は従来例に係る密封装置を備える油圧アクチュエータの模式的断面図である。図６は従来例に係る密封装置に備えられるキャンセルプレートの平面図である。

油圧アクチュエータは、環状シリンダ６３０と、環状シリンダ６３０に備えられる環状空間Ｒ０内において往復移動自在に備えられる環状ピストン６１０とを備えている。環状ピストン６１０は、環状空間Ｒ０の一端側に形成される油圧室Ｒ１内の油圧に応じて往復移動することに伴って、クラッチ板を押圧または押圧解除することにより、クラッチ６４０による動力の伝達と伝達解除の切り替えを行う役割を担っている。また、環状ピストン６１０を挟んで、油圧室Ｒ１とは反対側には、キャンセルプレート６２１を有するキャンセラーシール６２０が配置されている。このキャンセラーシール６２０によって、環状ピストン６１０との間に、油圧室Ｒ１内に生ずる遠心油圧を相殺する油圧を生じさせるキャンセル室Ｒ２が形成される。

そして、環状ピストン６１０とキャンセラーシール６２０との間には、複数のスプリング（リターンスプリングとも呼ばれる）６５０が配されている。これにより、油圧室Ｒ１内の油圧が高くなると、スプリング６５０の押圧力に抗して環状ピストン６１０がクラッチ６４０に向かって移動して、クラッチ板を押圧した状態となる。また、油圧室Ｒ１内の油圧が低くなると、スプリング６５０の押圧力によって、環状ピストン６１０はクラッチ６４０から離れる方向に移動して、クラッチ板への押圧が解除される。

以上のように構成される密封装置においては、密封装置の組み立て作業性を高め、かつ、使用中にスプリング６５０が捩じれたり移動したりしないように、キャンセルプレート６２１にスプリング６５０のガイド構造を設ける技術が知られている。すなわち、キャンセルプレート６２１には、筒状部分６２１ａが設けられており（図５参照）、この筒状部分６２１ｂの内周面６２１ｂをガイド面として機能させている。より具体的には、図６に示すように、この内周面６２１ｂに、径方向内側に突出する突出部を周方向に間隔を空けて複数設けることで、隣り合う突出部の間に形成される湾曲面を、スプリング６５０を保持する面として機能させている。なお、図６においては、スプリング６５０の位置を点線にて示している。このような構成を採用することで、密封装置の組み立て時において、環状ピストン６１０及びスプリング６５０に対するキャンセラーシール６２０の位置調整が容易となり、組み立て作業性が高まる。また、使用中にスプリング６５０が捩じれたり移動したりすることを抑制することができる。

ここで、キャンセルプレート６２１は、金属板を板金加工することによって得られる。そのため、上記の内周面６２１ｂに形成する突出部を突出させ過ぎると、部分的に板厚が薄くなりすぎたり、孔が空いたりしてしまうため、突出部の突出量には限度がある。従って、スプリング６５０の外周面を保持する領域を拡げるにも限度があり、スプリング６５０の位置決め機能が不十分になってしまうおそれもある。また、キャンセルプレート６２１の材質によっては、上記の内周面６２１ｂを所望の形状に加工するのが困難な場合もある。

特開２００２－３７２０７３号公報

本発明の目的は、組み立て作業性に優れ、かつ、使用中にスプリングが捩じれたり移動したりすることを抑制しつつ、設計自由度に優れた密封装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明の密封装置は、
環状空間内において往復移動自在に備えられ、前記環状空間の一端側に形成される油圧室内の油圧に応じて往復移動することに伴って、クラッチ板を押圧または押圧解除することにより、クラッチによる動力の伝達と伝達解除を切り替える環状ピストンと、
前記環状ピストンを挟んで、前記油圧室とは反対側に配置されて、前記環状ピストンとの間に、前記油圧室内に生ずる遠心油圧を相殺する油圧を生じさせるキャンセル室を形成するキャンセルプレートを有するキャンセラーシールと、
前記環状ピストンと前記キャンセラーシールとの間に配される複数のスプリングと、
を備える密封装置であって、
前記キャンセルプレートには、径方向の中間位置に密封装置の回転中心軸線と同心状の円筒部が設けられると共に、
前記複数のスプリングを位置決めするガイド部材が、前記円筒部の内周面に対して嵌合により固定されていることを特徴とする。

本発明によれば、複数のスプリングを位置決めするガイド部材は、キャンセルプレートに設けられた円筒部の内周面に対して嵌合により固定される構成が採用されている。従って、板金加工によって、キャンセルプレートに複数のスプリングを位置決めするガイドとなる面を形成する場合に比べて、設計自由度を高めることができる。

前記ガイド部材は、径方向内側に突出する突出部が周方向に間隔を空けて複数設けられる筒状部材により構成されており、隣り合う突出部の間に形成される湾曲面がスプリングの保持面として用いられるとよい。

前記ガイド部材は、金属材料または樹脂材料により構成されるとよい。

これにより、ガイド部材の剛性を高めることができ、スプリングを保持する機能を高めることができる。

前記環状ピストンに、前記複数のスプリングをそれぞれ固定する複数の固定部が設けられているとよい。

以上説明したように、本発明によれば、密封装置の組み立て作業性に優れ、かつ、使用中にスプリングが捩じれたり移動したりすることを抑制しつつ、設計自由度を高めることができる。

図１は本発明の実施例に係る密封装置を備える油圧アクチュエータの模式的断面図である。 図２は本発明の実施例に係る密封装置に備えられるキャンセルプレートの平面図である。 図３は本発明の実施例に係る密封装置に備えられるガイド部材の平面図である。 図４は本発明の実施例に係る密封装置に備えられるキャンセルプレートにガイド部材を嵌合した状態を示す平面図である。 図５は従来例に係る密封装置を備える油圧アクチュエータの模式的断面図である。 図６は従来例に係る密封装置に備えられるキャンセルプレートの平面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例）
図１～図４を参照して、本発明の実施例に係る密封装置について説明する。図１は本発明の実施例に係る密封装置を備える油圧アクチュエータの模式的断面図である。図１においては、環状の密封装置における回転中心軸線を含む面で各部材を切断した断面図を示している。なお、図１中右側が中心軸線側である。図２は本発明の実施例に係る密封装置に備えられるキャンセルプレートの平面図であり、図３は本発明の実施例に係る密封装置に備えられるガイド部材の平面図であり、図４は本発明の実施例に係る密封装置に備えられるキャンセルプレートにガイド部材を嵌合した状態を示す平面図である。なお、図１中のキャンセルプレートとガイド部材の断面図は、図４中のＡＡ断面図に相当する。また、以下の説明において、環状の密封装置等の回転中心軸線が伸びる方向を「軸方向」と称する。

＜油圧アクチュエータ＞
図１を参照して、本実施例に係る密封装置を備える油圧アクチュエータについて説明する。本実施例に係る油圧アクチュエータは、環状シリンダ３００と、環状シリンダ３００に備えられる環状空間Ｒ０内において往復移動自在に備えられる環状ピストン１００とを備えている。この環状ピストン１００は、環状空間Ｒ０の一端側に形成される油圧室Ｒ１内の油圧に応じて往復移動することに伴って、クラッチ板を押圧または押圧解除することにより、クラッチ４００による動力の伝達と伝達解除の切り替えを行う役割を担っている。また、環状ピストン１００を挟んで、油圧室Ｒ１とは反対側には、キャンセルプレート２１０を有するキャンセラーシール２００が配置されている。このキャンセラーシール２００によって、環状ピストン１００との間に、油圧室Ｒ１内に生ずる遠心油圧を相殺する油圧を生じさせるキャンセル室Ｒ２が形成される。また、環状ピストン１００とキャンセラーシール２００との間には、スプリング５００が、周方向に間隔を空けて複数設けられている。このスプリング５００は、リターンスプリングとも呼ばれる。環状ピストン１００とキャンセラーシール２００とスプリング５００は、本実施例に係る密封装置の主要構成部材である。

環状ピストン１００は、金属製のピストン本体１１０と、ピストン本体１１０の内周面側に備えられる第１シールリップ１２０と、ピストン本体１１０の外周面側に備えられる第２シールリップ１３０とを備えている。ピストン本体１１０は、鋼板などの金属板を打
ち抜きプレス成形することにより得られる。このピストン本体１１０は、略平板部１１１と、略平板部１１１の径方向内側に設けられる内筒部１１２と、内筒部１１２の先端に設けられる内向きフランジ部１１３と、略平板部１１１の径方向外側に設けられる外筒部１１４とを有している。そして、内向きフランジ部１１３の先端に第１シールリップ１２０が設けられており、略平板部１１１と外筒部１１４との境界付近に第２シールリップ１３０が設けられている。第１シールリップ１２０と第２シールリップ１３０は、ゴムなどの弾性体により構成される。例えば、ピストン本体１１０をインサート部品として、インサート成形することにより、第１シールリップ１２０及び第２シールリップ１３０をピストン本体１１０に一体的に設けることができる。なお、図示の例では、第１シールリップ１２０と第２シールリップ１３０は、一体に繋がっているが、一体に繋げずに別々に設けても構わない。なお、環状ピストン１００のピストン本体１１０に、複数のスプリング５００をそれぞれ固定する複数の固定部１１６が設けられている。

キャンセラーシール２００は、金属製のキャンセルプレート２１０と、キャンセルプレート２１０の外周面側に備えられる第３シールリップ２２０とを備えている。キャンセルプレート２１０は、鋼板などの金属板を打ち抜きプレス成形（板金加工）することにより得られる。このキャンセルプレート２１０の内周端部２１２は、環状シリンダ３００における径方向内側の壁面３１０に固定されたスナップリング３１３に位置決めされた状態で支持される。そして、このキャンセルプレート２１０の外周端部２１３に、第３シールリップ２２０が設けられている。この第３シールリップ２２０は、ゴムなどの弾性体により構成される。例えば、キャンセルプレート２１０をインサート部品として、インサート成形することにより、第３シールリップ２２０をキャンセルプレート２１０に一体的に設けることができる。

また、キャンセルプレート２１０には、径方向の中間位置に密封装置の回転中心軸線と同心状の円筒部２１１が設けられている。そして、本実施例に係る密封装置においては、複数のスプリング５００を位置決めするガイド部材２３０が、円筒部２１１の内周面２１１ａに対して嵌合により固定されている。

環状シリンダ３００には、油圧室Ｒ１に油圧を導入するための第１油通路３１１と、キャンセル室Ｒ２に油圧を導入するための第２油通路３１２とが設けられている。これら第１油通路３１１と第２油通路３１２は、いずれも環状シリンダ３００における径方向内側の壁面３１０に開口するように設けられている。

クラッチ４００は、環状シリンダ３００における径方向外側の壁面３２０に対して軸方向に移動可能な状態で周方向に係止された複数のドライブプレート４１０を備えている。また、クラッチ４００は、不図示の従動軸側に設けられたクラッチハブ（不図示）に対して軸方向に移動可能な状態で周方向に係止された複数のドリブンプレート４２０を備えている。これら複数のドライブプレート４１０と複数のドリブンプレート４２０は、軸方向に交互に配置されている。

以上のように構成される油圧アクチュエータによれば、第１油通路３１１から送られる油圧によって、油圧室Ｒ１内の油圧が高くなると、環状ピストン１００がスプリング５００による押圧力に抗してクラッチ４００側に向かって移動する。これにより、環状ピストン１００におけるピストン本体１１０の外筒部１１４の先端部１１５がクラッチ板としてのドライブプレート４１０を図１中下方に押圧する。これにより、ドライブプレート４１０が図中下方に移動して、複数のドライブプレート４１０と複数のドリブンプレート４２０とがそれぞれ摩擦係合された状態となる。これにより、クラッチ４００は、動力伝達状態となり、不図示の駆動軸の駆動トルクが、環状ピストン１００及びクラッチ４００等を介して、不図示の従動軸に伝達される。そして、油圧室Ｒ１内の油圧が低下すると、環状
ピストン１００がスプリング５００による押圧力により元の位置に戻るため、環状ピストン１００によるドライブプレート４１０への押圧状態が解除されて、複数のドライブプレート４１０と複数のドリブンプレート４２０との摩擦係合状態も解除される。これにより、駆動軸から従動軸への動力の伝達も解除される。

ここで、環状ピストン１００を含む密封装置及び環状シリンダ３００等は、不図示の駆動軸と共に回転している。そのため、油圧室Ｒ１内においては、油の遠心力が作用する。このような遠心油圧は、環状ピストン１００の動作に影響を与え得る。しかしながら、本実施例においては、第２油通路３１２からキャンセル室Ｒ２内に、上記遠心油圧と同等の遠心油圧を発生させる油が供給される。従って、環状ピストン１００に対しては、油圧室Ｒ１内の遠心油圧とキャンセル室Ｒ２内の遠心油圧の双方が作用するため、これらの油圧は相殺される。これにより、遠心油圧によって、環状ピストン１００の動作に影響が及ぼされることはない。

＜キャンセルプレート及びガイド部材＞
特に、図２～図４を参照して、キャンセルプレート２１０とガイド部材２３０について、より詳細に説明する。上記の通り、キャンセルプレート２１０に設けられた円筒部２１１の内周面２１１ａに対して、ガイド部材２３０が嵌合により固定される。ガイド部材２３０は、径方向内側に突出する突出部２３１が周方向に間隔を空けて複数設けられる筒状部材により構成されている。なお、本実施例においては、複数の突出部２３１は、周方向に等間隔に設けられている。そして、ガイド部材２３０においては、隣り合う突出部２３１の間に形成される湾曲面２３２がスプリング５００の保持面として用いられる。図４においては、スプリング５００の配置位置を点線にて示している。図示のように、湾曲面２３２は、スプリング５００の外周面に沿うように形成されている。ガイド部材２３０は、スプリング５００を保持する役割を担っているので、剛性の高い材料で構成されるのが望ましい。従って、ガイド部材２３０の材料としては、金属材料を採用するのが望ましいが、樹脂材料を採用することもできる。なお、本実施例に係るガイド部材２３０においては、中心軸線に対して垂直な断面形状は、どの位置で切断しても同一となるように構成されている。

＜本実施例に係る密封装置の優れた点＞
本実施例に係る密封装置によれば、ガイド部材２３０が設けられているため、密封装置の組み立て時において、環状ピストン１００及びスプリング５００に対するキャンセラーシール２００の位置調整が容易となり、組み立て作業性が高まる。また、使用中にスプリング５００が捩じれたり移動したりすることを抑制することができる。そして、ガイド部材２３０は、キャンセルプレート２１０に設けられた円筒部２１１の内周面２１１ａに対して嵌合により固定される構成が採用されている。従って、板金加工によって、キャンセルプレートに複数のスプリングを位置決めするガイドとなる面を形成する場合に比べて、設計自由度を高めることができる。これにより、キャンセルプレート２１０の材質により、板金加工がし難い場合でも、ガイド部材２３０の材料として加工しやすい材料を採用することで、所望の形状の内周面２１１ａを形成することができる。そのため、スプリング５００の外周面を保持する領域を拡げることもでき、スプリング５００の位置決め機能を高めることができる。

このように、本実施例に係る密封装置によれば、密封装置の組み立て作業性に優れ、かつ、使用中にスプリング５００が捩じれたり移動したりすることを抑制しつつ、設計自由度を高めることができる。

１００ 環状ピストン
１１０ ピストン本体
１１１ 平板部
１１２ 内筒部
１１３ 内向きフランジ部
１１４ 外筒部
１１５ 先端部
１１６ 固定部
２００ キャンセラーシール
２１０ キャンセルプレート
２１１ 円筒部
２１１ａ 内周面
２１２ 内周端部
２１３ 外周端部
２３０ ガイド部材
２３１ 突出部
２３２ 湾曲面
３００ 環状シリンダ
３１０ 壁面
３１３ スナップリング
３２０ 壁面
４００ クラッチ
４１０ ドライブプレート
４２０ ドリブンプレート
５００ スプリング
Ｒ０ 環状空間
Ｒ１ 油圧室
Ｒ２ キャンセル室

Claims (4)

1. 環状空間内において往復移動自在に備えられ、前記環状空間の一端側に形成される油圧室内の油圧に応じて往復移動することに伴って、クラッチ板を押圧または押圧解除することにより、クラッチによる動力の伝達と伝達解除を切り替える環状ピストンと、
   前記環状ピストンを挟んで、前記油圧室とは反対側に配置されて、前記環状ピストンとの間に、前記油圧室内に生ずる遠心油圧を相殺する油圧を生じさせるキャンセル室を形成するキャンセルプレートを有するキャンセラーシールと、
   前記環状ピストンと前記キャンセラーシールとの間に配される複数のスプリングと、
   を備える密封装置であって、
   前記キャンセルプレートには、径方向の中間位置に密封装置の回転中心軸線と同心状の円筒部が設けられると共に、
   前記複数のスプリングを位置決めするガイド部材が、前記円筒部の内周面に対して嵌合により固定されていることを特徴とする密封装置。
2. 前記ガイド部材は、径方向内側に突出する突出部が周方向に間隔を空けて複数設けられる筒状部材により構成されており、隣り合う突出部の間に形成される湾曲面がスプリングの保持面として用いられることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
3. 前記ガイド部材は、金属材料または樹脂材料により構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の密封装置。
4. 前記環状ピストンに、前記複数のスプリングをそれぞれ固定する複数の固定部が設けられていることを特徴とする請求項１，２または３に記載の密封装置。

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