JP5484093B2 - 流体式変速機用クラッチピストン - Google Patents

Description

本発明は、例えば、自動車等の流体式変速機に用いられる流体式変速機用クラッチピストンに関する。

自動車に用いられる流体式変速機は、変速の切り替えや前進後進の切り替えのときの動力断続のために、多板クラッチを備えたクラッチ機構を備えている。このクラッチ機構には、前記多板クラッチを作動させるためのクラッチピストンが組み込まれている。
上記クラッチピストンは、前記クラッチ機構のクラッチシリンダにより形成される環状空間に収納され当該環状空間を流体圧室と外側空間とに仕切るとともに前記クラッチシリンダ内を軸方向に移動して前記多板クラッチを押圧作動させる環状のピストン本体と、このピストン本体の端面に突設されて前記クラッチシリンダとピストン本体とを密封するシールリップとを備えている。
上記シールリップは、流体圧室側に延びてクラッチシリンダの内周面に摺接し、流体圧室内の流体が外側空間側に漏洩を防止するように形成されている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１３９２４９号公報

上記クラッチ機構において、流体圧室の流体圧力によって外側空間側へ移動したクラッチピストンを流体圧室側に移動させる構成としては、当該クラッチピストンを流体圧室側に付勢するリターンスプリングを用いるものが一般的であるが、このほかに、外側空間に流体を導入してクラッチピストンに圧力を作用させ当該クラッチピストンを流体圧室側に移動させる構成を採用することも考えられる。
上記のように外側空間側に流体圧力を作用させる構成を採用したクラッチ機構に、上記従来のクラッチピストンを適用した場合、前記シールリップは、流体圧室内を密封するように流体圧室側に延びて形成されているので、外側空間側から流体圧力を作用させると、当該外側空間側の流体が流体圧室側に漏洩する可能性があり、流体圧力に応じた適切な動作を行えないおそれがある。
このように、従来のクラッチピストンでは、流体圧室側へ移動させるための構成によっては、適切な動作を行えないおそれがあるという問題を有していた。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、流体圧室側へ移動させるための構成に関わらず、流体圧力に応じた適切な動作を行うことができる流体式変速機用クラッチピストンを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る流体式変速機用クラッチピストンは、環状空間を形成するシリンダに収納されて、前記環状空間を流体圧室と外側空間とに仕切るとともに、前記流体圧室内の流体圧力によって前記シリンダ内を軸方向に移動してクラッチを作動させる環状のピストン本体と、前記ピストン本体の内周端及び外周端に設けられ前記シリンダと前記ピストン本体との間を密封するシール部材と、を備え、前記シール部材は、前記流体圧室側に設けられ前記シリンダの周面に摺接することで当該流体圧室を密封する環状の第一のシールリップと、前記外側空間側に設けられ前記シリンダの周面に摺接することで前記外側空間側において前記シリンダと前記ピストン本体との間を密封する環状の第二のシールリップと、を備え、前記シール部材が、前記ピストン本体の外周端に形成された環状の周縁部に設けられ、前記周縁部の前記外側空間側に臨む面が前記クラッチを作動させるための押圧面とされており、前記外周端側の第二のシールリップが、径方向外方に向けて断面凸曲面状に膨出し前記シリンダの周面に摺接していることを特徴としている。

上記のように構成された流体式変速機用クラッチピストンによれば、流体圧室を密封する第一のシールリップに加え、外側空間側においてシリンダとピストン本体とを密封する第二のシールリップを備えているので、外側空間側に流体を導入しその流体の圧力によって当該ピストン本体を流体圧室側に移動させる構成とした場合においても、前記外側空間側に導入される流体が流体圧室側に流入するのを第二のシールリップによって阻止して、流体圧力に応じた適切な動作を行うことができる。従って、本発明のクラッチピストンは、ピストン本体を流体圧室側に移動させる構成として一般的なリターンスプリングの付勢力で移動させるもののみならず、上記のように流体圧力により移動させる構成を採用したものについても適用することができる。
このように本発明のクラッチピストンによれば、流体圧室側へ移動させるための構成に関わらず、流体圧力に応じた適切な動作を行うことができる。

また、上記クラッチピストンにおいて、前記シール部材が、前記ピストン本体の外周端に形成された環状の周縁部に設けられ、前記周縁部の前記外側空間側に臨む面が前記クラッチを作動させるための押圧面とされており、前記外周端側の第二のシールリップが、径方向外方に向けて断面凸曲面状に膨出し前記シリンダの周面に摺接している。
このため、第二のシールリップは、押圧面よりも外側空間側に突出することがないので、当該クラッチピストンがクラッチを押圧する動作を妨げるのを防止できる。
また、シール部材は、ピストン本体の周縁部に設けられているので第二のシールリップの基端部の断面積を大きく取ることができない。このため、シール部材を成型する過程、特に成形型から離型する際において、第二のシールリップを径方向外側に延ばしアンダーカット形状となることで当該第二のシールリップを弾性変形させて離型する必要があるときには、その弾性変形によって破損してしまうおそれがある。この点、本発明に係る第二のシールリップは、弾性変形させたとしても破損し難い断面凸曲面状に形成されているので、成型過程における破損を防止することができる。

上記クラッチピストンにおいて、前記周縁部の前記外側空間側に臨む面の周縁には、当該周縁部を幅方向に環状に切り欠いた切欠段差部が形成されており、前記シール部材は、前記切欠段差部に嵌め込まれた環状部を有しており、この環状部に前記外周端側の第二のシールリップが突設されていることが好ましい。
この場合、環状部によって、第二のシールリップの径方向に対する厚みを実質的に増加させることができる。これにより、第二のシールリップの径方向への柔軟性を高めることができ、当該第二のシールリップのシリンダ内周面に対する追従性が高まり、密封性を高めることができる。

本発明の流体式変速機用クラッチピストンによれば、流体圧室側へ移動させるための構成に関わらず、流体圧力に応じた適切な動作を行うことができる。また、クラッチピストンがクラッチを押圧する動作をシールリップが妨げるのを防止できる。さらに、シールリップの成型過程における破損を防止することができる。

本発明の一実施形態に係る流体式変速機用クラッチピストンが用いられている自動車用自動変速機のクラッチ機構の要部を示す断面図である。 （ａ）は、図１中、外側シール部材を拡大した断面図、（ｂ）は、図１中、内側シール部材を拡大した断面図である。 クラッチピストンの正面図である。 クラッチピストンの右側面図である。 クラッチピストンの平面図である。 クラッチピストンの底面図である。 クラッチピストンの斜視図である。 クラッチピストンの断面図である。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る流体式変速機用クラッチピストンが用いられている自動車用自動変速機のクラッチ機構の要部を示す断面図であり、図３はクラッチピストン２の正面図、図４は同右側面図、図５は同平面図、図６は同底面図、図７は同斜視図、図８はクラッチピストン２の断面図を示している。

図１中、クラッチ機構は、ハウジング１と、このハウジング１に収納された流体式変速機用クラッチピストン２（以下、単にクラッチピストン２ともいう）とを備えている。

ハウジング１は、機械構造用鋼等の金属を用いて形成された部材であり、多板クラッチＣ等、クラッチ機構の各構成部材を収納している。このハウジング１には、クラッチピストン２が収納されているクラッチシリンダ３が形成されている。
クラッチシリンダ３は、軸線Ｌを中心とする円環状の底壁３ａと、底壁３ａの外周縁から立設された円筒状の外側壁３ｂと、軸線Ｌを軸中心とする軸部４とによって構成されており、軸方向一方側（図１の下側）に向いて開口する環状空間を形成している。

クラッチピストン２は、クラッチシリンダ３内の環状空間に軸方向移動可能に収納されたピストン本体５と、ピストン本体５の外側端部に設けられた外側シール部材６と、同内側端部に設けられた内側シール部材７とを備えている。なお、図３〜図８では、外側シール部材６及び内側シール部材７に係る部分を実線で示し、他の部分を破線で示している。
ピストン本体５は、圧延鋼板等の金属板を用いて形成された、軸線Ｌを中心とする環状の部材であり、クラッチシリンダ３内の環状空間を流体圧室Ｒと、外側空間Ｓとに仕切っている。このピストン本体５は、軸部４の外周面に沿って配置されている小径円筒部８と、小径円筒部８の上端に繋がる大径円筒部９と、大径円筒部９の上端から径方向外側に延びる環状部１０と、環状部１０の外周端部から僅かに底壁３ａから離れるように配置されその先端が外側壁３ｂの内周面３ｂ１に近接している環状の周縁部１１とを有している。

周縁部１１の軸方向一方側（外側空間Ｓ側）には、動力の伝達を断続するための多板クラッチＣが配置されており、ピストン本体５は、その軸方向の移動によって、この周縁部１１の外側空間Ｓ側に臨む押圧面１１ａを多板クラッチＣに当接させて多板クラッチＣを押圧し、当該多板クラッチＣを作動させる。

図２（ａ）は、図１中、外側シール部材６を拡大した断面図である。
周縁部１１における押圧面１１ａの周縁には、当該周縁部１１を幅方向に環状に切り欠いた切欠段差部１１ｂが形成されている。
外側シール部材６は、合成ゴム等の弾性部材を用いてピストン本体５に加硫成形されており、周縁部１１の外端部を覆うように形成されている基部６ａと、周縁部１１における流体圧室Ｒ側の周縁に設けられた第一シールリップ６ｂと、周縁部１１における外側空間Ｓ側の周縁に設けられた第二シールリップ６ｃと、周縁部１１の切欠段差部１１ｂに嵌め込まれた環状部６ｄとを有している。

第一シールリップ６ｂは、周縁部１１における流体圧室Ｒ側の周縁に設けられることで、流体圧室Ｒを密封しており、自由状態において周縁部１１の端部から軸方向に対して流体圧室Ｒ側に傾斜して突設されており、クラッチシリンダ３内に収納された状態で、弾性変形して流体圧室Ｒ側に延びて摺接している。このため、第一シールリップ６ｂは、軸部４に設けられた流体路４ａを通じて流体圧室Ｒ内に導入される流体の圧力によって外側壁３ｂの内周面３ｂ１に押圧され、前記流体がクラッチシリンダ３の内周面３ｂ１と、ピストン本体５との間を確実に密封することができる。これにより、流体圧室Ｒ内の流体が外側空間Ｓ側に漏洩するのをより効果的に防止することができる。

第二シールリップ６ｃは、径方向外方に向けて断面凸曲面状に膨出するように形成されており、クラッチシリンダ３内に収納された状態で、径方向に弾性変形して外側壁３ｂの内周面３ｂ１に押圧されて摺接している。これによって、第二シールリップ６ｃは、外側空間Ｓ側において、クラッチシリンダ３の内周面３ｂ１と、ピストン本体５との間を密封している。
第二シールリップ６ｃは、径方向外方に向けて断面凸曲面状に膨出しクラッチシリンダ３の内周面３ｂ１に摺接しているので、周縁部１１の押圧面１１ａよりも外側空間Ｓ側に突出することがなく、多板クラッチＣを押圧する動作を妨げるのを防止できる。
また、外側シール部材６は、金属板により環状に形成された周縁部１１に設けられているので第二シールリップ６ｃの基端部の断面積を大きく取ることができない。このため、第二シールリップ６ｃを成型する過程、特に成形型から離型する際において、第二シールリップ６ｃを径方向外側に延ばしアンダーカット形状となることで当該第二シールリップ６ｃを弾性変形させて離型する必要があるときには、その弾性変形によって破損してしまうおそれがある。この点、本実施形態に係る第二シールリップ６ｃは、弾性変形させたとしても破損し難い断面凸曲面に形成されているので、成型過程における破損を防止することができる。

環状部６ｄは、切欠段差部１１ｂに嵌め込まれた状態で、周縁部１１の押圧面１１ａに面一となるように形成されている。また、第二シールリップ６ｃは、この環状部６ｄに突設されている。
このように、環状部６ｄに第二シールリップ６ｃを突設することで、第二シールリップ６ｃの径方向に対する厚みを実質的に増加させることができる。これにより、第二シールリップ６ｃの径方向への柔軟性を高めることができ、当該第二シールリップ６ｃの内周面３ｂ１に対する追従性が高まり、密封性を高めることができる。

図２（ｂ）は、図１中、内側シール部材７を拡大した断面図である。
内側シール部材７も、外側シール部材６と同様、合成ゴム等の弾性部材を用いてピストン本体５に加硫成形されており、小径円筒部８の内周面側を覆うように形成されている基部７ａと、小径円筒部８における流体圧室Ｒ側の端部に設けられた第一のシールリップとしての第三シールリップ７ｂと、小径円筒部８における外側空間Ｓ側の端部に設けられた第二のシールリップとしての第四シールリップ７ｃとを有している。

第三シールリップ７ｂは、第一シールリップ６ｂと同様、自由状態において周縁部１１の端部から軸方向に対して流体圧室Ｒ側に傾斜して突設されており、クラッチシリンダ３内に収納された状態で、弾性変形して流体圧室Ｒ側に延びて摺接している。この第三シールリップ７ｂは、軸部４に設けられた流体路４ａを通じて流体圧室Ｒ内に導入される流体の圧力によって軸部４の周面４ｂに押圧され、前記流体がクラッチシリンダ３の内周面を構成する周面４ｂと、ピストン本体５との間から漏洩しないように密封している。

第四シールリップ７ｃは、自由状態において周縁部１１の端部から軸方向に対して外側空間Ｓ側に傾斜して突設されており、クラッチシリンダ３内に収納された状態で、弾性変形して外側空間Ｓ側に延びて摺接している。これによって、第二シールリップ６ｃは、外側空間Ｓ側において、軸部４の周面４ｂと、ピストン本体５との間を密封している。

以上のように、クラッチシリンダ３及びピストン本体５によって仕切られている流体圧室Ｒは、外側シール部材６及び内側シール部材７によって、流体圧室Ｒ内の流体が漏洩しないように密封されている。

また、クラッチピストン２は、図示しないリターンスプリングによって、流体圧室Ｒ側に付勢されており、流体圧室Ｒに導入される流体の圧力を制御することによって、クラッチシリンダ３内を軸方向に移動し、その移動に応じて多板クラッチＣを作動させる。

上記のように構成されたクラッチピストン２によれば、流体圧室Ｒを密封する第一シールリップ６ｂ及び第三シールリップ７ｂに加え、外側空間Ｓ側においてクラッチシリンダ３とピストン本体５とを密封する第二シールリップ６ｃ及び第四シールリップ７ｃを備えているので、外側空間Ｓ側に流体を導入しその流体の圧力によってピストン本体５を流体圧室Ｒ側に移動させる構成とした場合においても、外側空間Ｓ側に導入される流体が流体圧室Ｒ側に流入するのを第二シールリップ６ｃ及び第四シールリップ７ｃによって阻止して、流体圧力に応じた適切な動作を行うことができる。従って、本実施形態のクラッチピストン２は、ピストン本体５を流体圧室Ｒ側に移動させる構成として一般的な前記リターンスプリングの付勢力で移動させるもののみならず、上記のように流体圧力により移動させる構成を採用したものについても適用することができる。
このように本実施形態のクラッチピストン２によれば、クラッチ機構側の流体圧室Ｒ側へ移動させるための構成に関わらず、流体圧力の応じた適切な動作を行うことができる。

なお、上記実施形態では、第二シールリップ６ｃを径方向外方に膨出した凸曲面状としたが、例えば、ピストン本体５の周縁部１１が外側シール部材６を設けるにあたって軸方向に広い面積を確保でき第二シールリップ６ｃの基端部の断面積を十分に確保できる場合には、多板クラッチＣの押圧を妨げない範囲で、自由状態において外側空間Ｓ側に傾斜させ、内周面３ｂ１に摺接した状態で外側空間Ｓ側に延びるように形成してもよい。

２ クラッチピストン
３ クラッチシリンダ
３ｂ１ 内周面
４ｂ 周面
５ ピストン本体
６ 外側シール部材
６ｂ 第一シールリップ（第一のシールリップ）
６ｃ 第二シールリップ（第二のシールリップ）
６ｄ 環状部
７ 内側シール部材
７ｂ 第三シールリップ（第一のシールリップ）
７ｃ 第四シールリップ（第二のシールリップ）
１１ 周縁部
１１ａ 押圧面
１１ｂ 切欠段差部
Ｃ 多板クラッチ
Ｒ 流体圧室
Ｓ 外側空間

Claims (2)

1. 環状空間を形成するシリンダに収納されて、前記環状空間を流体圧室と外側空間とに仕切るとともに、前記流体圧室内の流体圧力によって前記シリンダ内を軸方向に移動してクラッチを作動させる環状のピストン本体と、
   前記ピストン本体の内周端及び外周端に設けられ前記シリンダと前記ピストン本体との間を密封するシール部材と、を備え、
   前記シール部材は、前記流体圧室側に設けられ前記シリンダの周面に摺接することで当該流体圧室を密封する環状の第一のシールリップと、
   前記外側空間側に設けられ前記シリンダの周面に摺接することで前記外側空間側において前記シリンダと前記ピストン本体との間を密封する環状の第二のシールリップと、を備え、
   前記シール部材が、前記ピストン本体の外周端に形成された環状の周縁部に設けられ、
   前記周縁部の前記外側空間側に臨む面が前記クラッチを作動させるための押圧面とされており、
   前記外周端側の第二のシールリップが、径方向外方に向けて断面凸曲面状に膨出し前記シリンダの周面に摺接していることを特徴とする流体式変速機用クラッチピストン。
2. 前記周縁部の前記外側空間側に臨む面の周縁には、当該周縁部を幅方向に環状に切り欠いた切欠段差部が形成されており、
   前記シール部材は、前記切欠段差部に嵌め込まれた環状部を有しており、
   この環状部に前記外周端側の第二のシールリップが突設されている請求項１に記載の流体式変速機用クラッチピストン。

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