JP5876638B2 - 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を行うために、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。
図３は、従来のクラッチピストンを示す要部断面図である。
図において、クラッチピストン１００は、前記クラッチ機構に設けられるクラッチシリンダ１０１内を軸方向に移動して多板クラッチ（図示せず）を押圧するピストン本体１０２と、ピストン本体１０２の外周面に嵌合固定された環状部材１０３と、環状部材１０３に形成されクラッチシリンダ１０１とピストン本体１０２とを密封するシール部材１０４とを備えている。
シール部材１０４は、合成ゴム等を用いて環状部材１０３の外面に加硫成形されており、クラッチシリンダ１０１の内周面に摺接する環状のシールリップ１０４ａを備えている。
上記クラッチピストン１００は、シール部材１０４を加硫成形した後の環状部材１０３をピストン本体１０２に嵌合することで構成されており、比較的大きいピストン本体１０２にシール部材１０４を直接加硫成形するよりも、より小さい環状部材１０３にシール部材１０４を加硫成形することで、加硫成形に用いる金型等を小型化し、当該シール部材１０４を形成する際のコストの低減化が図られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１３９２４９号公報

ところで、上記流体式変速機は、自動車の種類によってそのサイズや構成等が多様であり、多様な流体式変速機に応じてクラッチ機構やこれに用いるクラッチピストンも多様な形状に設計される。
上記実情から、例えば、前記クラッチ機構の構成に応じて、シリンダ１０１の内周面とクラッチピストン１００の外周面との間のクリアランスＺを比較的大きく設定しなければならない場合がある。
このような場合、環状部材１０３の板厚を厚くすることが考えられるが、環状部材１０３の板厚を厚くすればクラッチピストン全体としての重量が増加し、軽量化の観点から好ましくない。また、シールリップ１０４ａをより長く径方向に延ばすことも考えられるが、この場合、シールリップ１０４ａの変形量が大きくなったり、当該シール部材１０４の摺接面積が増えて摺動抵抗が増大し、クラッチの応答性が悪化するおそれがあった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、シリンダとの間のクリアランスが比較的大きい場合にも、重量の増加を抑制しつつ、クラッチの応答性が悪化するのを抑制する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、
シリンダの開口側を閉鎖して第一流体圧室を構成するとともに、前記第一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クラッチを作動させるピストン本体と、前記ピストン本体の外周面に嵌合された円筒部、及び、当該円筒部から前記シリンダ内周面側に向けて突設された突出部を有する環状部材と、前記環状部材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、前記突出部の先端に突設され前記シリンダ内周面に摺接する環状のシールリップを備え、前記ピストン本体は、前記シリンダと前記環状部材と前記ピストン本体の円筒部とによって囲まれる第二流体圧室に導入される流体の圧力によって前記第一流体圧室側に移動し、前記シールリップは、前記第一流体圧室内の流体が漏洩するのを阻止する第一のシールリップと、前記第二流体圧室内の流体が前記第一流体圧室に流入するのを阻止する第二のシールリップと、で構成され、前記第一のシールリップは、自由状態において前記突出部の先端から前記第一流体圧室側に向かって軸方向に対して傾斜するように形成され、前記シリンダ内周面に導入した状態において前記第一流体圧室側に向かって軸方向に沿うように弾性変形して当該第一流体圧室を密封し、前記第二のシールリップは、自由状態において前記突出部の先端から前記第二流体圧室側に向かって軸方向に対して傾斜するように形成され、前記シリンダ内周面に導入した状態において前記第二流体圧室側に向かって軸方向に沿うように弾性変形して当該第一流体圧室を密封することを特徴とする。

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、ピストン本体の外周面に嵌合された円筒部からシリンダ内周面側に向けて突設された突出部の先端にシリンダ内周面に摺接するシールリップを設けたので、シリンダとの間のクリアランスが比較的大きい場合にも、環状部材の厚みを増加させることなく、シールリップの基端をシリンダの内周面に近接させて配置することができる。このため、シール部材のシールリップについて、摺動抵抗を増大させることなく密封性を維持できる適切な形状とすることが可能となり、この結果、クラッチピストンを全体として軽量なものとでき、かつクラッチの応答性が悪化するのを抑制することができる。

また、第二流体圧室側内の流体が第一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することができる。

上記流体式変速機用クラッチピストンにおいて、前記シール部材は、前記ピストン本体と前記環状部材の間に介在して両者の間を密封する環状シール部を備えていることが好ましい。
この場合、ピストン本体と環状部材との間から流体が漏洩するのを防止することができる。また、環状シール部は、上記シールリップ等と共に、シール部材として一体に形成することができ、個別に形成する場合と比較して製造コストを低減することができる。

本発明の流体式変速機用クラッチピストンによれば、シリンダとの間のクリアランスが比較的大きい場合にも、重量の増加を抑制しつつ、クラッチの応答性が悪化するのを抑制することができる。また、第二流体圧室内の流体が第一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することができる。

本発明の参考例に係る流体式変速機用クラッチピストンを示す要部断面図である。 本発明の実施形態に係る流体式変速機用クラッチピストンを示す要部断面図である。 従来の流体式変速機用クラッチピストンの要部断面図である。

次に、本発明の参考例及び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、本発明の参考例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。
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、圧延鋼板等の金属板を用いて形成された部材であり、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（図示せず）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ることでその開口を閉鎖し第一流体圧室Ｒ１を構成するピストン本体４と、ピストン本体４の外周面に嵌合された環状部材５と、環状部材５に設けられたシール部材６とを備えている。
ピストン本体４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の底壁３ａの内側面に対向している環状板部７と、環状板部７の外周縁からクラッチシリンダ３の外側壁３ｂに沿って軸方向一方側に延びる円筒部８と、円筒部８の先端から拡径するように形成されたテーパ部９とを備えている。
ピストン本体４の軸方向一方側には、図示しない動力の伝達を断続するための多板クラッチが配置されており、ピストン本体４は、その軸方向の移動によって前記多板クラッチの押圧、又は、押圧の解除を選択的に行い、当該多板クラッチを作動させる。
なお、ピストン本体４の内周側には、前記軸部の外周面に対して摺接して当該軸部とピストン本体４との間をシールするシール部材（図示せず）が設けられている。

円筒部８の外周面には、環状板部７の外側端面に形成された面取部１０から繋がる小径円筒面１１と、小径円筒面１１よりも大径の大径円筒面１２と、これら小径円筒面１１及び大径円筒面１２を繋ぐ段差面１３とが形成されている。

環状部材５は、圧延鋼板等の金属板を用いて断面Ｌ字型に形成された環状の部材であり、ピストン本体４の小径円筒面１１に嵌合固定された円筒部１４と、円筒部１４の軸方向第一流体圧室Ｒ１側の端面から径方向外側に延びる突出部としての鍔部１５とを有している。
鍔部１５は、円筒部１４を基端としてピストン本体４の外周面側から外側壁３ｂの内周面３ｂ１側に向けて突設されており、その径方向外側先端がクラッチシリンダ３の内周面３ｂに対して所定の隙間をおいて近接するように形成されている。

シール部材６は、合成ゴム等の弾性部材を用いて環状部材に加硫成形されており、鍔部１５及び円筒部１４の外周面側を覆うように形成されている基部１６と、鍔部１５の先端から突設されクラッチシリンダ３の内周面３ｂに摺接する環状の第一シールリップ１７とを有している。
第一シールリップ１７は、自由状態において鍔部１５の先端から軸方向に対して第一流体圧室Ｒ１側に傾斜して設けられており、クラッチシリンダ３の外側壁３ｂの内周に導入した状態で、弾性変形して第一流体圧室Ｒ１側に延びている。この第一シールリップ１７は、第一流体圧室Ｒ１内に導入される流体による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４との間から漏洩しないように密封している。

また、シール部材６は、円筒部１４の端部１４ａと、ピストン本体４の段差面１３との間に介在する環状シール部１８を有している。この環状シール部１８は、基部１６から繋がるように一体に形成されており、端部１４ａと段差面１３との間に介在することで、環状部材５とピストン本体４との間から第一流体圧室Ｒ１内の流体が漏洩しないように密封している。このように環状シール部１８は、シール部材６に一体に形成されているので、当該環状シール部１８を個別に形成する場合と比較して製造コストを低減することができる。

以上のように、クラッチシリンダ３及びピストン本体４によって画定されている第一流体圧室Ｒ１は、シール部材６によって、室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、軸方向他方側に付勢されており、第一流体圧室Ｒ１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、その移動に応じて前記多板クラッチを作動させる。

上記のように構成されたクラッチピストン２によれば、ピストン本体４の外周面に嵌合された円筒部１４からシリンダ内周面３ｂ１側に向けて突設された鍔部１５の先端にシリンダ内周面３ｂ１に摺接する第一シールリップ１７を設けたので、シリンダ内周面３ｂ１との間のクリアランスＺが比較的大きい場合にも、環状部材５の厚みを増加させることなく、第一シールリップ１７の基端をシリンダ内周面３ｂ１に近接させて配置することができる。このため、シール部材６の第一シールリップ１７について、摺動抵抗を増大させることなく密封性を維持できる適切な形状とすることが可能となり、この結果、クラッチピストン２全体として軽量なものとでき、かつクラッチの応答性が悪化するのを抑制することができる。

つまり、本参考例では、クラッチシリンダ３の内周面３ｂ１と、クラッチピストン２の外周面である大径円筒面１２との間のクリアランスＺに応じて、鍔部１５の径方向外側への突出量を、適切な形状の第一シールリップ１７とすることができる値に調整することができ、これによって、クラッチピストン２を全体として軽量なものとでき、かつクラッチの応答性が悪化するのを抑制することができる。

図２は、本発明の実施形態に係るクラッチピストンが用いられているクラッチ機構の要部を示す断面図である。
本実施形態と参考例との相違点は、シール部材６が第一シールリップ１７に加えて第二シールリップ２０を有している点である。

第二シールリップ２０は、自由状態において、軸方向に対して第一流体圧室Ｒ１の反対側に傾斜した状態で鍔部１５の先端に突設されており、クラッチシリンダ３の内周面３ｂ１に摺接した状態で図２において軸方向下方へ延びている。

図２に示すクラッチ機構においては、第一流体圧室Ｒ１の外部において、クラッチシリンダ３の内周面３ｂ１と、ピストン本体４との間を第二シールリップ２０によって密封することができる。

このため、ハウジング１と、環状部材５と、ピストン本体４の円筒部８と、テーパ部９とによって囲まれる空間を第二流体圧室Ｒ２とすることで、上述のリターンスプリングを廃し、第二流体圧室Ｒ２に導入される流体の圧力によってピストン本体４を軸方向他方側へ移動させるように構成した場合にも、外側面１５ａに圧力を作用させる流体が第一流体圧室Ｒ１側に流入するのを阻止することができる。
この結果、本実施形態のクラッチピストン２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。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、鍔部１５は、円筒部１４の軸方向第一流体圧室Ｒ１側の端面から径方向外側に延びるように環状部材５に設けたが、例えば、円筒部１４の外周面において端面以外の部分から径方向外側に延びるように形成してもよい。

１ ハウジング
２ クラッチピストン
３ クラッチシリンダ
３ｂ１ 内周面
４ ピストン本体
５ 環状部材
６ シール部材
１４ 円筒部
１５ 突出部
１７ 第一シールリップ
１８ 環状シール部
２０ 第二シールリップ
Ｒ１ 第一流体圧室

Claims (2)

1. シリンダの開口側を閉鎖して第一流体圧室を構成するとともに、前記第一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クラッチを作動させるピストン本体と、
   前記ピストン本体の外周面に嵌合された円筒部、及び、当該円筒部から前記シリンダ内周面側に向けて突設された突出部を有する環状部材と、
   前記環状部材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、前記突出部の先端に突設され前記シリンダ内周面に摺接する環状のシールリップを備え、
   前記ピストン本体は、前記シリンダと前記環状部材と前記ピストン本体の円筒部とによって囲まれる第二流体圧室に導入される流体の圧力によって前記第一流体圧室側に移動し、
   前記シールリップは、前記第一流体圧室内の流体が漏洩するのを阻止する第一のシールリップと、前記第二流体圧室内の流体が前記第一流体圧室に流入するのを阻止する第二のシールリップと、で構成され、
   前記第一のシールリップは、自由状態において前記突出部の先端から前記第一流体圧室側に向かって軸方向に対して傾斜するように形成され、前記シリンダ内周面に導入した状態において前記第一流体圧室側に向かって軸方向に沿うように弾性変形して当該第一流体圧室を密封し、
   前記第二のシールリップは、自由状態において前記突出部の先端から前記第二流体圧室側に向かって軸方向に対して傾斜するように形成され、前記シリンダ内周面に導入した状態において前記第二流体圧室側に向かって軸方向に沿うように弾性変形して当該第一流体圧室を密封す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. 前記シール部材は、前記ピストン本体と前記環状部材の間に介在して両者の間を密封する環状シール部を備えている請求項１に記載の流体式変速機用クラッチピストン。

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