JP6576745B2 - 密封装置及びこれに用いるキャンセルプレートの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の自動変速機に用いられ、軸方向に摺動可能なピストンシールに対向して配置されたキャンセルプレートを備えた密封装置、及びこれに用いるキャンセルプレートの製造方法に関するものである。

図６に示すように、自動車の自動変速機の動力接続部には、流体圧力により軸方向一方側へ移動して多板クラッチＣを押圧する環状のピストンシール１１０と、このピストンシール１１０の軸方向一方側に当該ピストンシール１１０と同軸心状に配置された環状のキャンセルプレート１１２とを備えた密封装置１０２が組み込まれている（例えば、特許文献１参照）。

キャンセルプレート１１２は、ピストンシール１１０と対向して配置される金属製の環状部材１１８を備えており、この環状部材１１８とピストンシール１１０との間には、コイルバネからなるリターンスプリング１１３が設けられている。このリターンスプリング１１３は、キャンセルプレート１１２から離反する方向にピストンシール１１０を付勢している。

図７に示すように、リターンスプリング１１３は、環状部材１１８の周方向に沿って複数設けられている。環状部材１１８には、リターンスプリング１１３を位置決めするとともに、周方向の捩れを防止するガイド部１１９が周方向の複数個所に突設されている。

特開２００２−３７２０７３号公報

キャンセルプレート１１２の環状部材１１８は、プレス加工によって成形され、ガイド部１１９は、環状部材１１８のプレス加工の際に一体に成形される。しかし、複数のガイド部１１９が形成されることによって環状部材１１８の構造が非常に複雑となり、環状部材１１８のプレス加工に複数工程が必要になる場合がある。また、環状部材１１８の構造が複雑になることによって、成形時に糸状のバリや割れが発生しやすくなるという問題もある。

本発明は、キャンセルプレートの環状部材の形状を簡素化し、その製造を容易に行うことができる密封装置、及びキャンセルプレートの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の密封装置は、流体圧力により軸方向一方側へ移動して多板クラッチを押圧する環状のピストンシールと、前記ピストンシールの軸線方向一方側に当該ピストンシールと同軸心状に配置された環状のキャンセルプレートと、前記ピストンシールと、前記キャンセルプレートとの間に配置され、両者を離反する方向に付勢するリターンスプリングと、を備え、前記キャンセルプレートは、前記ピストンシールと対向する金属製の環状部材と、前記環状部材に接着され、前記リターンスプリングをガイドする弾性材料製のガイド部材と、前記環状部材と前記ピストンシールとの間をシールするために前記環状部材の外周端部に接着され、かつ前記ガイド部材と一体成形品であるシール部材と、を有している。

この構成によれば、リターンスプリングをガイドする弾性材料製のガイド部材が環状部材に接着されているので、従来のようにプレス加工によりガイド部を環状部材と一体成形する場合に比べて環状部材の構造を簡素化することができ、環状部材のプレス加工を容易に行うことができる。

前記キャンセルプレートは、前記環状部材と前記ピストンシールとの間をシールするために前記環状部材の外周端部に接着され、前記ガイド部材と一体成形品であるシール部材を有しているので、シール部材とともにガイド部材の成形をより容易に行うことができる。

本発明に係るキャンセルプレートの製造方法は、流体圧力により軸方向一方側へ移動して多板クラッチを押圧する環状のピストンシールの、前記軸線方向一方側に配置されるキャンセルプレートの製造方法であって、前記キャンセルプレートは、前記ピストンシールと対向する金属製の環状部材と、前記環状部材と前記ピストンシールとの間をシールするために前記環状部材の外周端部に設けられた弾性材料製のシール部材と、前記ピストンシールと前記キャンセルプレートとの間に配置されたリターンスプリングをガイドする弾性材料製のガイド部材とを備えており、前記環状部材と未加硫のゴム素材とを金型内に配置し、前記ゴム素材を加圧・加熱することによって前記シール部材と前記ガイド部材とを一体に加硫成形するとともに前記環状部材に加硫接着することを特徴とする。

この方法によれば、ガイド部材とシール部材とが、一体に加硫成形されるとともに、環状部材に加硫接着されるので、ガイド部材及びシール部材を一体に成形する工程と、ガイド部材及びシール部材を環状部材に接着する工程とを同時に行うことができ、キャンセルプレートの製造を容易に行うことができる。

本発明によれば、キャンセルプレートの環状部材の形状を簡素化し、その製造を容易に行うことができる。

実施形態に係るキャンセルプレートを有する密封装置の断面図である。 実施形態に係るキャンセルプレートの正面図である。 図２のＡ−Ａ矢視断面図である。 図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図３のＣ−Ｃ矢視断面図である。 従来技術に係るキャンセルプレートを有する密封装置の断面図である。 従来技術に係るキャンセルプレートの正面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、実施形態に係るキャンセルプレートを有する密封装置の断面図である。
図１において、動力伝達機構１は、遊星ギヤセット等の変速機構（図示せず）に対する動力の伝達を断続するための多板クラッチ（クラッチ部材）Ｃと、この多板クラッチＣを作動させるためのクラッチピストンとしての機能を備えた密封装置２と、これらを内部に収納しているハウジング２０とを備えている。

ハウジング２０は、例えば、熱間圧延鋼板等を用いた板金プレス加工等によって軸方向一方側に開口する断面凹型に形成された環状の部材であり、密封装置２が挿入されたシリンダ部２１と、このシリンダ部２１の外周壁２１ａの軸方向一方側（図１における左側）の端部に接続された外側円筒部２２とを備え、この外側円筒部２２に、多板クラッチＣが収納されている。シリンダ部２１と外側円筒部２２との間には径方向に沿った円環部２４が設けられている。

密封装置２は、シリンダ部２１の内部に挿入され、シリンダ部２１との間で第１油室Ｒ１を形成する環状のボンデッドピストンシール１０と、このボンデッドピストンシール１０の軸方向一方側に対向して配置された環状のキャンセルプレート１２と、ボンデッドピストンシール１０及びキャンセルプレート１２の間に配置されたリターンスプリング１３とを備えている。ボンデッドピストンシール１０は、多板クラッチＣを作動させるクラッチピストンとして機能している。

ボンデッドピストンシール１０は、金属製の環状の部材である金属環１１と、この金属環１１の外面に固着された第１シール部材１４とを有している。金属環１１は、例えば、ＪＩＳ Ｇ ３１１３に規定されているＳＡＰＨ（自動車構造用熱間圧延鋼板）等の金属製の板材をプレス機械によって打ち抜き加工等をすることによって成形されている。
また、金属環１１は、シリンダ部２１の底壁２１ｂに対向している環状部１１ａと、環状部１１ａの内周縁からシリンダ部２１の内周壁２１ｃに沿って軸方向一方側に延びる内円筒部１１ｂと、環状部１１ａの外周縁からシリンダ部２１の外周壁２１ａに沿って軸方向一方側に延びる外円筒部１１ｃと、この外円筒部１１ｃの軸方向一端部から径方向外方に延びるフランジ部１１ｄとを備えている。

フランジ部１１ｄには、多板クラッチＣを押圧する押圧面１１ｅと、この押圧面１１ｅよりも径方向外側に突出する複数の係合歯１１ｆとが設けられている。
第１シール部材１４は、合成ゴム等の弾性部材を用いて環状部１１ａの第１油室Ｒ１側の側面の径方向外端部に加硫接着されている。また、第１シール部材１４は、外周壁２１ａの内周面に摺接する外周側シールリップ１４ｂとを有している。

シリンダ部２１の内周壁２１ｃの外周面には凹溝２１ｃ２が形成されている。そして、この凹溝２１ｃ２には、Ｏリングからなる第２シール部材１７が装着されている。第２シール部材１７は、ボンデッドピストンシール１０の内円筒部１１ｂの内周面に摺接する。
第１シール部材１４及び第２シール部材１７は、ボンデッドピストンシール１０とシリンダ部２１との間を密封することで、第１油室Ｒ１を密封している。

シリンダ部２１の内周壁２１ｃには、第１油室Ｒ１に作動油を供給するための供給口２１ｃ１が設けられている。この供給口２１ｃ１から第１油室Ｒ１に供給される作動油の油圧を制御することによって、ボンデッドピストンシール１０をシリンダ部２１内で軸方向に往復移動させることができる。
ボンデッドピストンシール１０は、第１油室Ｒ１に供給された作動油の油圧によってシリンダ部２１内を軸方向一方側（図１における左側）に移動し、フランジ部１１ｄの押圧面１１ｅで多板クラッチＣを押圧する。

キャンセルプレート１２は、ボンデッドピストンシール１０及びハウジング２０との間に第２油室Ｒ２を形成している。キャンセルプレート１２は、ボンデッドピストンシール１０と同様、金属製の板材をプレス機械により打ち抜き加工等することにより形成された環状部材１８と、この環状部材１８の外周端部に設けられた第３シール部材１６と、リターンスプリング１３をガイドするガイド部材１９とを有している。

環状部材１８は、ボンデッドピストンシール１０の内周側に位置する大径環状部１８ａと、大径環状部１８ａよりも軸方向一端側に位置する小径環状部１８ｂと、これらを軸方向に繋ぐ円筒部１８ｃとを備えている。

小径環状部１８ｂは、その内周端がハウジング２０の内側円筒部２３に沿って配置されており、さらに、内側円筒部２３に固定されたストッパ１５によって、軸方向一方側への移動が規制されている。
大径環状部１８ａの外周端部には、ボンデッドピストンシール１０との間を密封する環状の第３シール部材１６が固着されている。第３シール部材１６は、ゴム等の弾性材料からなり、大径環状部１２ａの外周端部に接着されている。第３シール部材１６は、図２に示すように、大径環状部１２ａの外周端を覆うように設けられた基部１６ｂと、この基部１６ｂから外周側へ延びることでボンデッドピストンシール１０の外円筒部１１ｃの内周面に摺接するシールリップ１６ａを有している。第３シール部材１６は、キャンセルプレート１２とボンデッドピストンシール１０との間をシールすることで、第２油室Ｒ２を密封している。

リターンスプリング１３は、ボンデッドピストンシール１０及びキャンセルプレート１２の間に介在している。具体的に、リターンスプリング１３は、ボンデッドピストンシール１０の環状部１１ａと、環状部材１８の小径環状部１８ｂとに当接することで、両者を軸方向に離反する方向に付勢している。リターンスプリング１３は、ボンデッドピストンシール１０が軸方向一方側へ移動して多板クラッチＣを押圧している状態から当該押圧を解除したときに、その付勢力によって、ボンデッドピストンシール１０を軸方向他方側（図１における右側）へ速やかに移動させる。

多板クラッチＣは、多数のフリクションプレートＣ１を重ね合わせて構成されており、ボンデッドピストンシール１０によって押圧されることで、これらフリクションプレートＣ１が圧着され、変速機構に対して動力を伝達する。一方、押圧が解除されると、動力伝達を切断する。すなわち、密封装置２は、ボンデッドピストンシール１０の軸方向への往復移動によって、多板クラッチＣを作動させ当該多板クラッチＣによる動力の伝達を断続することができ、動力伝達機構１におけるクラッチピストンとしての機能を有している。

図２は、キャンセルプレートの正面図である。
図１及び図２に示すように、キャンセルプレート１２の環状部材１８における円筒部１８ｃの内周面には、ガイド部材１９が設けられている。このガイド部材１９は、ゴム等の弾性材料からなり、円筒部１８ｃの内周面に接着されている。ガイド部材１９は、円筒部１８ｃの内周面に沿って周方向に複数個形成されている。各ガイド部材１９は、略円弧形状に形成され、円筒部１８ｃの内周面から径方向内方へ向けて突出している。隣接するガイド部材１９の間には、径方向外方へ向けて円弧状に凹む凹状部２６が形成されている。リターンスプリング１３は、隣接するガイド部材１９の間の凹状部２６に配置され、そのコイル外周の約半分の領域がガイド部材１９によってガイドされている。

図３〜図５にも示すように、環状部材１８における大径環状部１８ａのピストンシール１０側の側面と、円筒部１８ｃの内周面とには、これらを覆う被覆部材２５が設けられている。この被覆部材２５は、第３シール部材１６とガイド部材１９とを接続する接続部材としても機能している。また、被覆部材２５は、第３シール部材１６及びガイド部材１９と同一の弾性材料により形成されている。第３シール部材１６、ガイド部材１９、及び被覆部材２５は、環状部材１８上において一体成形されている。具体的に、第３シール部材１６、ガイド部材１９、及び被覆部材２５は、次のように成形される。

まず、金型内に環状部材１８とともに未加硫のゴム素材を配置する。そして、ゴム素材を金型を介して加熱及び加圧する。これにより、第３シール部材１６，ガイド部材１９、及び被覆部材２５は、一体に加硫成形され、同時に環状部材１８に加硫接着される。第３シール部材１６、ガイド部材１９、及び被覆部材２５は、例えば、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等により形成することができる。

ガイド部材１９は、リターンスプリング１３を位置決めするとともに、周方向に関してリターンスプリング１３が捻れるのを抑制することができる。ガイド部材１９は、環状部材１８に加硫接着されるので、従来のように環状部材と一体にガイド部をプレス成形する必要が無くなり、環状部材１８の構造を簡素化することができる。特に、環状部材１８の円筒部１８ｃを凹凸のない円筒面に形成することができる。したがって、環状部材１８のプレス加工が容易となり、糸状のバリや割れの発生を抑制することができる。また、従来のように環状部材１８における円筒部１８ｃにガイド部を一体成形するためには、円筒部１８ｃにある程度の軸方向の幅が必要となり、製造に制限が生じるが、環状部材１８とは別体のガイド部材１９を設けることで、キャンセルプレート１２の製造上の自由度を高めることができる。

被覆部材２５は、環状部材１８における大径環状部１８ａの一側面及び円筒部１８ｃの内周面の全体を覆っている。これにより第３シール部材１６及びガイド部材１９の接着強度を高めることができる。また、被覆部材２５は、環状部材１８における小径環状部１８ｂには及んでいないので、リターンスプリング１３を、金属である小径環状部１８ｂに直接的に接触させることができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更できるものである。
例えば、上記実施形態では、ガイド部材１９と第３シール部材１６とが一体成形されていたが、別体で成形することが可能である。この場合、環状部材１８とともにガイド部材１９及び第３シール部材１６を成形するためのゴム素材をそれぞれ金型に装填し、ガイド部材１９及び第３シール部材１６をそれぞれ環状部材１８に加硫接着してもよい。ただし、ガイド部材１９と第３シール部材１６とを一体成形することによってよりキャンセルプレート１２の製造を容易に行うことができる。

ガイド部材１９及び第３シール部材１６は、環状部材１８とは別に加硫成形等により一体に成形し、成形後に環状部材１８に接着することによって環状部材１８と一体化してもよい。
上記実施形態のガイド部材１９は円弧状に形成されていたが、リターンスプリング１３をガイドできる限り特に形状が限定されるものではない。また、ガイド部材１９の数は、リターンスプリング１３の数に応じて適宜変更することができる。

２：密封装置、１０：ピストンシール、１２：キャンセルプレート、１３：リターンスプリング、１６：第３シール部材、１８：環状部材、１９：ガイド部材、２５：被覆部材、Ｃ：多板クラッチ

Claims (2)

1. 流体圧力により軸方向一方側へ移動して多板クラッチを押圧する環状のピストンシールと、
   前記ピストンシールの軸線方向一方側に当該ピストンシールと同軸心状に配置された環状のキャンセルプレートと、
   前記ピストンシールと、前記キャンセルプレートとの間に配置され、両者を離反する方向に付勢するリターンスプリングと、を備え、
   前記キャンセルプレートは、
   前記ピストンシールと対向する金属製の環状部材と、
   前記環状部材に接着され、前記リターンスプリングをガイドする弾性材料製のガイド部材と、
   前記環状部材と前記ピストンシールとの間をシールするために前記環状部材の外周端部に接着され、かつ前記ガイド部材と一体成形品であるシール部材と、を有している、密封装置。
2. 流体圧力により軸方向一方側へ移動して多板クラッチを押圧する環状のピストンシールの軸線方向一方側にリターンスプリングを介して配置されるキャンセルプレートの製造方法であって、
   前記キャンセルプレートは、前記ピストンシールと対向する金属製の環状部材と、前記環状部材と前記ピストンシールとの間をシールするために前記環状部材の外周端部に設けられた弾性材料製のシール部材と、前記リターンスプリングをガイドする弾性材料製のガイド部材とを備えており、
   前記環状部材と未加硫のゴム素材とを金型内に配置し、前記ゴム素材を加熱及び加圧することによって前記シール部材と前記ガイド部材とを一体に加硫成形するとともに前記環状部材に加硫接着することを特徴とするキャンセルプレートの製造方法。

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