JP7265405B2 - 自動変速機用ピストンシール、ピストンリップの処理方法、及びキャンセラーリップの処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機用ピストンシール、ピストンリップの処理方法、及びキャンセラーリップの処理方法に関する。

自動車などの車両用のオートマチック・トランスミッションには、例えば特許文献１に記載されているような自動変速機用ピストンシール（特許文献１では「ボンデットピストンシール」）が組み込まれている。自動変速機用ピストンシールは、変速のために用いられる多板クラッチを作動させるために、ハウジングの内部に収納したピストンを往復動させ、多板クラッチの締結と解放とを制御する。

金属製の環状部材であるピストンは、ハウジングの壁面に対面する領域にピストンリップを固定している。ピストンリップはハウジングの壁面に密接し、ハウジングとピストンとの間に密閉されたピストン油圧室を生成する。

多板クラッチを締結させるには、ピストン油圧室に作動オイルを導入する。これによってピストンが多板クラッチに向けて移動し、多板クラッチを押圧して締結させる。多板クラッチを開放するには、ピストン油圧室から作動オイルを退避させる。するとハウジング内に設けたリターンスプリングの復元力によってピストンは元の位置に復帰し、多板クラッチが解放される。こうして多板クラッチの締結と解放とが制御される。

ハウジングが高速回転すると、ピストン油圧室内では遠心力による圧力、いわゆる遠心油圧が発生する。遠心油圧は、リターンスプリングの復元力による復帰方向へのピストンの動きを阻害する。そこで自動変速機用ピストンシールには、キャンセラーが組み込まれている。

キャンセラーは、ピストン油圧室とは反対側の空間に位置固定された金属製の環状部材であり、ピストンとの間にキャンセル油圧室を生成している。キャンセル油圧室は、キャンセラーに設けられたキャンセラーリップをピストンの内周面に密接させることで密閉され、内部に作動油を充填している。これによってハウジングの高速回転時、キャンセル油圧室にも遠心油圧が発生し、ピストン油圧室に生ずる遠心油圧をキャンセルすることができる。その結果ピストンの円滑な動きが確保され、自動変速機用ピストンシールの応答性が向上する。

特開２０１７－１２２４８６号公報

自動車などの車両の燃費は、オートマチック・トランスミッションの作動状態の良否に大きく左右される。このため自動変速機用ピストンシールにおいても、作動の円滑性が求められる。自動変速機用ピストンシールにおける作動の円滑性は、ピストンの動作に着目して考えることができる。ピストンの動作の円滑化を図る上では、ピストンリップやキャンセラーリップと相手部材との間の摩擦力をいかに低減するかが重要になる。

本発明の課題は、自動変速機用ピストンシールの作動部に生ずる摩擦力を低減することである。

本発明の一態様は、自動変速機用ピストンシールであって、回転するハウジングの内部にその軸方向に沿って往復動自在に設けられ、前記ハウジング内の周面にピストンリップを密接させて前記ハウジングとの間にピストン油圧室を生成する環状のピストンと、前記ピストン油圧室とは反対側で前記ピストンに対面するように前記ハウジング内で軸方向に位置固定され、前記ピストンの内周面にキャンセラーリップを密接させて前記ピストンとの間にキャンセル油圧室を生成する環状のキャンセラーと、前記自動変速機用ピストンシールが未使用の状態で、前記ハウジング内の周面に密接する前記ピストンリップのリップ端の硬度を前記ピストンリップの他の部分の硬度よりも界面なしに高くする内部構造を前記ピストンリップに与えるピストンリップ調整部と、を備える。

本発明の別の一態様は、自動変速機用ピストンシールであって、回転するハウジングの内部にその軸方向に沿って往復動自在に設けられ、前記ハウジング内の周面にピストンリップを密接させて前記ハウジングとの間にピストン油圧室を生成する環状のピストンと、前記ピストン油圧室とは反対側で前記ピストンに対面するように前記ハウジング内で軸方向に位置固定され、前記ピストンの内周面にキャンセラーリップを密接させて前記ピストンとの間にキャンセル油圧室を生成する環状のキャンセラーと、前記自動変速機用ピストンシールが未使用の状態で、前記キャンセラーリップのリップ端の硬度を前記キャンセラーリップの他の部分の硬度よりも界面なしに高くする内部構造を前記キャンセラーリップに与えるキャンセラーリップ調整部と、を備える。

本発明のピストンリップの処理方法の一態様は、自動変速機用ピストンシールに用いられ、回転するハウジングの内部でその軸方向に沿って往復動する環状のピストンを用意する工程と、前記ハウジング内の周面に密接するように前記ピストンに設けられ、前記ハウジングと前記ピストンとの間にピストン油圧室を生成するのに寄与するピストンリップに対して、前記自動変速機用ピストンシールが未使用の状態で、前記ハウジング内の周面に密接する前記ピストンリップのリップ端の硬度を前記ピストンリップの他の部分の硬度よりも界面なしに高くする処理を施す工程と、を備える。

本発明のキャンセラーリップの処理方法の一態様は、自動変速機用ピストンシールに用いられ、回転するハウジングとその内部でその軸方向に沿って往復動する環状のピストンとの間に生成されるピストン油圧室とは反対側で、前記ピストンに対面するように前記ハウジング内で軸方向に位置固定される環状のキャンセラーを用意する工程と、前記ピストンの内周面に密接するように前記キャンセラーに設けられ、前記ピストンと前記キャンセラーとの間にキャンセル油圧室を生成するのに寄与するキャンセラーリップに対して、前記自動変速機用ピストンシールが未使用の状態で、前記キャンセラーリップのリップ端の硬度を前記キャンセラーリップの他の部分の硬度よりも界面なしに高くする処理を施す工程と、を備える。

本発明の一態様によれば、自動変速機用ピストンシールの作動部に生ずる摩擦力を低減することできる。

実施の一形態として、軸を中心に自動変速機用ピストンシールを半分にして示す垂直断面図。 （Ａ）はピストンリップの内周側リップを拡大して示す垂直断面図、（Ｂ）はピストンリップの外周側リップを拡大して示す垂直断面図、（Ｃ）はキャンセラーリップを拡大して示す垂直断面図。 ピストンリップ処理方法の実施の形態として、ピストン処理装置にピストンが設置され、リップ端の熱硬化処理を受けている様子を示す垂直断面図。 キャンセラーリップ処理方法の実施の形態として、キャンセラー処理装置にキャンセラーが設置され、リップ端の熱硬化処理を受けている様子を示す垂直断面図。 （Ａ）は全体に熱硬化処理を施したピストンリップが相手部材に密接している状態、（Ｂ）は熱硬化処理を施していないピストンリップが相手部材に密接している状態、（Ｃ）は本実施の形態のピストンリップが相手部材に密接している状態をそれぞれ示す模式図。 ピストンリップ処理方法及びキャンセラーリップ処理方法の別の実施の形態として、（Ａ）はピストンリップの内周側リップ端を、（Ｂ）はピストンリップの外周側リップ端を、（Ｃ）はキャンセラーリップのリップ端をそれぞれ放射線照射によって硬化させる処理を説明するための模式図。 ピストンリップ処理方法及びキャンセラーリップ処理方法のさらに別の実施の形態によって処理された（Ａ）はピストンリップの内周側リップを拡大して示す垂直断面図、（Ｂ）はピストンリップの外周側リップを拡大して示す垂直断面図、（Ｃ）はキャンセラーリップを拡大して示す垂直断面図。 ピストンリップ処理方法及びキャンセラーリップ処理方法のさらに別の実施の形態によって処理された（Ａ）はピストンリップの内周側リップを拡大して示す垂直断面図、（Ｂ）はピストンリップの外周側リップを拡大して示す垂直断面図、（Ｃ）はキャンセラーリップを拡大して示す垂直断面図。

実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態は、自動車などの車両に用いられるオートマチック・トランスミッションに内蔵される自動変速機用ピストンシールの一例である。

（基本的な構成）
図１に示すように、自動変速機用ピストンシール１０１は、ハウジング１１１の内部にピストン１３１を往復動自在に収納し、ピストン１３１の往復動によって複数枚のクラッチ板１５１の締結と解放とを実現している。複数枚のクラッチ板１５１は多板クラッチを構成しており、その締結と解放とによってオートマチック・トランスミッションに変速動作を実行させる。クラッチ板１５１の締結と解放とを制御するピストン１３１は、ボンデッドピストンシール（ＢＰＳ）とも称される。

自動変速機用ピストンシール１０１は、キャンセラー１７１も内蔵している。キャンセラー１７１は、ハウジング１１１の高速回転時にピストン１３１に生ずる遠心油圧をキャンセルし、ピストン１３１の動作を適正化する。このようなキャンセラー１７１は、ボンデッドキャンセラーシール（ＢＣＳ）とも称される。

ハウジング１１１は軸Ａを中心に回転自在であり、その内部に、内周側を向いた周面である内向き周面１１２と、外周側を向いた周面である外向き周面１１３とを備えている。外向き周面１１３は、内向き周面１１２の内周側に位置づけられる。これらの二つの周面１１２，１１３の間で、ピストン１３１は軸Ａに沿って往復動する。複数枚のクラッチ板１５１の締結及び解放方向も、軸Ａに沿った方向である。

ピストン１３１、クラッチ板１５１、及びキャンセラー１７１は、ハウジング１１１と共に回転する。ピストン１３１、クラッチ板１５１、及びキャンセラー１７１も、軸Ａを中心に回転自在である。

ピストン１３１は、例えば板金のプレス加工によって生成された金属製の環状部材であり、ハウジング１１１の外向き周面１１３を貫通させる貫通孔１３２を中央部分に備えている。断面にして見たピストン１３１は、貫通孔１３２を中心に二つのカップ状部材を逆さに並べたような形状を有している。これらのカップ状部材は、内周側から外周側に向けて内筒部１３３、円環部１３４、そして外筒部１３５によって生成されている。

内筒部１３３は、軸Ａと平行に延びて貫通孔１３２を形成する部分であり、ハウジング１１１の外向き周面１１３に非接触状態で対面している。内筒部１３３の先端部分は、内側に向けて屈曲する屈曲部１３３ａをなしている。

円環部１３４は、内周側よりも外周側の方が隆起した形状を有している。隆起方向は、クラッチ板１５１から離れる方向である。説明の便宜上、隆起していない内周側を内周部１３４ａ、隆起した外周側を隆起部１３４ｂと呼ぶ。

外筒部１３５は、軸Ａと平行に延びてピストン１３１の外周面を形成する部分であり、ハウジング１１１の内向き周面１１２に非接触状態で対面している。外筒部１３５の先端部分は外側に向けて屈曲するフランジ１３５ａをなしている。フランジ１３５ａは、ピストン１３１の往復動に応じて最初のクラッチ板１５１ａを押圧し、複数枚のクラッチ板１５１の締結及び開放を制御する。

ピストン１３１は、内周側及び外周側の全周にわたってピストンリップ１３６を固定している。ピストンリップ１３６は、例えば各種のゴム状弾性材料によって形成することができる。ゴム状弾性材料としては、例えばフッ素ゴム（ＦＫＭ）、シリコーンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）などの各種の合成ゴムを用いることができる。

内周側のピストンリップ１３６は、屈曲部１３３ａに加硫接着された内周側リップ１３６ａである。内周側リップ１３６ａは、ハウジング１１１の外向き周面１１３に密接している。

外周側のピストンリップ１３６は、直角に屈曲する隆起部１３４ｂと外筒部１３５との連結部分に加硫接着された外周側リップ１３６ｂである。外周側リップ１３６ｂは、ハウジング１１１の内向き周面１１２に密接している。

図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、ピストンリップ１３６は、固定端Ｅ１とリップ端Ｅ２とを有している。これらの固定端Ｅ１及びリップ端Ｅ２は、内周側リップ１３６ａにも外周側リップ１３６ｂにも設けられている。

図１に示すように、ピストン１３１の内外周にピストンリップ１３６を設けることで、ハウジング１１１の内部とピストン１３１との間には、密閉された空間が生成される。この空間は、作動オイル（図示せず）を導入するピストン油圧室１３７を構成する。

ハウジング１１１は、ピストン油圧室１３７内に作動オイルを導入し得るように、ピストン油圧室１３７に位置させて、外向き周面１１３にオイルポート１１５を設けている。オイルポート１１５は図示しない油圧回路に連絡し、ピストン油圧室１３７に対するオイルの出し入れを支援する。

自動変速機用ピストンシール１０１は、キャンセラー１７１を組み込んでいる。キャンセラー１７１もピストン１３１と同様に、金属製の環状部材である。キャンセラー１７１は、ピストン油圧室１３７とは反対側の空間に配置されており、ハウジング１１１内の外向き周面１１３に設けられたシールワッシャ１１４によって軸Ａ方向に位置固定されている。

キャンセラー１７１は、ピストン１３１の内周面に密接するキャンセラーリップ１７２を外周部に固定している。ピストン１３１とキャンセラー１７１との間には、キャンセル油圧室１７３が生成される。キャンセル油圧室１７３には、作動オイル（図示せず）が充填されている。

図２（Ｃ）に示すように、キャンセラーリップ１７２もピストンリップ１３６と同様に、固定端Ｅ１とリップ端Ｅ２とを有している。

図１に示すように、キャンセル油圧室１７３には、キャンセラー１７１とピストン１３１との間に、付勢部としてのリターンスプリング１９１が圧縮された状態で設けられている。

（ピストンリップ調整部）
図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、ピストン１３１に設けられている内周側リップ１３６ａ及び外周側リップ１３６ｂは、ピストン１３１に固定される固定端Ｅ１側よりも、ハウジング１１１内の周面１１２，１１３に密接するリップ端Ｅ２側の硬度を高くする内部構造を有している。この内部構造は、界面を生じさせることなく、固定端Ｅ１側よりもリップ端Ｅ２側の硬度を高くしている。

このような内部構造をピストンリップ１３６に与える要素を、本実施の形態ではピストンリップ調整部１３８と呼ぶ。固定端Ｅ１側よりもリップ端Ｅ２側の硬度が界面なしに高いというピストンリップ１３６の内部構造は、その外部からは判別することができない。

（キャンセラーリップ調整部）
図２（Ｃ）に示すように、キャンセラー１７１に設けられているキャンセラーリップ１７２は、キャンセラー１７１に固定される固定端Ｅ１側よりも、ピストン１３１の内周面に密接するリップ端Ｅ２側の硬度を高くする内部構造を有している。この内部構造は、界面を生じさせることなく、固定端Ｅ１側よりもリップ端Ｅ２側の硬度を高くしている。

このような内部構造をキャンセラーリップ１７２に与える要素を、本実施の形態ではキャンセラーリップ調整部１７４と呼ぶ。固定端Ｅ１側よりもリップ端Ｅ２側の硬度が界面なしに高いというキャンセラーリップ１７２の内部構造は、その外部からは判別することができない。

（ピストンリップの処理方法）
ピストンリップ１３６にピストンリップ調整部１３８を設けるためには、ピストンリップの処理方法を実行する。この方法は、ピストン処理装置１４１を用いて行う。

図３に示すように、ピストン処理装置１４１は、設置台１４２に環状のピストン設置部１４３を備え、その内周側と外周側とに環状の熱処理部１４４を配置している。本実施の形態では、内周側の熱処理部１４４を１４４ａ、外周側の熱処理部１４４を１４４ｂと呼ぶ。ピストン設置部１４３と二つの熱処理部１４４（１４４ａ，１４４ｂ）は、すべて同心上に配置されている。

ピストン設置部１４３は、ピストン１３１の隆起部１３４ｂに適合する径を有し、ピストン１３１を逆さまにした状態での隆起部１３４ｂの載置を許容する。これによってピストン設置部１４３は、設置台１４２上でピストン１３１を所定の高さに位置づけて支持する。

内周側の熱処理部１４４ａは、環状の発熱部Ｈ１を備え、この発熱部Ｈ１を外周面の周上に配置している。配置位置は、ピストン設置部１４３にピストン１３１が正しく設置された状態で、内周側リップ１３６ａのリップ端Ｅ２を発熱部Ｈ１自身に接触させ得る位置である。

外周側の熱処理部１４４ｂは、環状の発熱部Ｈ２を備え、この発熱部Ｈ２を内周面の周上に配置している。配置位置は、ピストン設置部１４３にピストン１３１が正しく設置された状態で、外周側リップ１３６ｂのリップ端Ｅ２を発熱部Ｈ２自身に接触させ得る位置である。

熱処理部１４４が有する発熱部Ｈ１，Ｈ２としては、例えば電気的な抵抗要素、赤外線ヒータなどを用いることができる。

ピストン処理装置１４１を用いたピストンリップ１３６の処理方法は、次の各工程によって実行される。

まず自動変速機用ピストンシール１０１に用いるピストン１３１を用意し、ピストン処理装置１４１のピストン設置部１４３にピストン１３１を設置する。するとピストン１３１に設けられた内周側リップ１３６ａのリップ端Ｅ２が発熱部Ｈ１に対面し、外周側リップ１３６ｂのリップ端Ｅ２が発熱部Ｈ２に対面する。

つぎに発熱部Ｈ１，Ｈ２を駆動し、発熱させる。これによって内周側リップ１３６ａのリップ端Ｅ２と外周側リップ１３６ｂのリップ端Ｅ２とが加熱され、これらのリップ端Ｅ２は熱によって硬化する。このときリップ端Ｅ２に対する熱の伝達は、発熱部Ｈ１，Ｈ２に近い場所から遠い場所へと勾配を持つため、ピストンリップ１３６の内部に界面を生じさせることなく、固定端Ｅ１側よりもリップ端Ｅ２側の硬度を高くすることができる。

こうしてピストンリップ１３６に対して、固定端Ｅ１側よりもリップ端Ｅ２側の硬度を界面なしに高くする処理が施され、ピストンリップ調整部１３８が生成される。

（キャンセラーリップの処理方法）
キャンセラーリップ１７２にキャンセラーリップ調整部１７４を設けるためには、キャンセラーリップの処理方法を実行する。この方法は、キャンセラー処理装置１８１を用いて行う。

図４に示すように、キャンセラー処理装置１８１は、設置台１８２に環状のキャンセラー設置部１８３を備え、その外周側に環状の熱処理部１８４を配置している。キャンセラー設置部１８３と熱処理部１８４は、同心上に配置されている。

キャンセラー設置部１８３は、キャンセラー１７１の外周側の領域を載置し得る径を有し、逆さまにした状態でのキャンセラー１７１載置を許容する。これによってキャンセラー設置部１８３は、設置台１８２上でキャンセラー１７１を所定の高さに位置づけて支持する。

熱処理部１８４は、環状の発熱部Ｈ３を備え、この発熱部Ｈ３を内周面の周上に配置している。配置位置は、キャンセラー設置部１８３にキャンセラー１７１が正しく設置された状態で、キャンセラーリップ１７２のリップ端Ｅ２を発熱部Ｈ３自身に接触させ得る位置である。

熱処理部１８４が有する発熱部Ｈ３としては、例えば電気的な抵抗要素、赤外線ヒータなどを用いることができる。

キャンセラー処理装置１８１を用いたキャンセラーリップ１７２の処理方法は、次の各工程によって実行される。

まず自動変速機用ピストンシール１０１に用いるキャンセラー１７１を用意し、キャンセラー処理装置１８１のキャンセラー設置部１８３にキャンセラー１７１を設置する。するとキャンセラー１７１に設けられたキャンセラーリップ１７２のリップ端Ｅ２が発熱部Ｈ３に対面する。

つぎに発熱部Ｈ３を駆動し、発熱させる。これによってキャンセラーリップ１７２のリップ端Ｅ２が加熱され、このリップ端Ｅ２は熱によって硬化する。このときリップ端Ｅ２に対する熱の伝達は、発熱部Ｈ３に近い場所から遠い場所へと勾配を持つため、キャンセラーリップ１７２の内部に界面を生じさせることなく、固定端Ｅ１側よりもリップ端Ｅ２側の硬度を高くすることができる。

こうしてキャンセラーリップ１７２に対して、固定端Ｅ１側よりもリップ端Ｅ２側の硬度を界面なしに高くする処理が施され、キャンセラーリップ調整部１７４が生成される。

（リップ端の硬度）
以上説明した処理方法によって増加したリップ端Ｅ２の硬度は、一例として１０ポイント以上である。より詳しくは、ＪＩＳ Ｋ６２５３：１９９７に基づく硬さ測定法で測定したとき（デュロメータ、瞬時）、熱硬化処理前より１０ポイント以上の変化を目安として硬化処理を施している。

（基本的な作用）
以上のように構成された自動変速機用ピストンシール１０１は、つぎのような作用を奏する。

オイルポート１１５を介してピストン油圧室１３７に作動オイルが導入されると、ピストン油圧室１３７の内圧が高まり、油圧の作用でピストン１３１がクラッチ板１５１に向けて移動する。移動したピストン１３１は最初のクラッチ板１５１ａを押圧し、複数枚のクラッチ板１５１の配置間隔を狭め、最終的にすべてのクラッチ板１５１を締結させる。ピストン油圧室１３７から作動オイルを退避させると、ピストン１３１はリターンスプリング１９１に付勢され、元の位置に復帰する。これによって複数枚のクラッチ板１５１が解放される。こうしてクラッチ板１５１の締結と解放とが行なわれる。

キャンセラー１７１は、ハウジング１１１の高速回転時、キャンセル油圧室１７３内に充填されたオイルによってピストン１３１にかかる遠心油圧をキャンセルし、リターンスプリング１９１の作動状態を適正化する。

（摩擦力の低減）
本実施の形態によれば、ハウジング１１１内の周面に対するピストンリップ１３６の摩擦力、及びピストン１３１の内周面に対するキャンセラーリップ１７２の摩擦力をともに減少させることができる。その理由を図５（Ａ）～（Ｃ）に基づいて詳しく説明する。

図５（Ａ）～（Ｃ）は、ピストンリップ１３６のうち外周側リップ（１３６ｂ）を例に挙げ、この外周側リップ（１３６ｂ）が相手部材Ｏに密接したときの摩擦力の大小を説明する模式図である。図５（Ａ）（Ｂ）は比較例の外周側リップ１３６Ｅ１，１３６Ｅ２、図５（Ｃ）は本実施の形態の外周側リップ１３６ｂがそれぞれ相手部材Ｏに密接している状態を示している。

自動車などの車両の燃費をよくするには、オートマチック・トランスミッションの作動の円滑性を向上させることが必要である。そのためにはオートマチック・トランスミッション内で使用される自動変速機用ピストンシール１０１の作動を円滑にすることが肝要である。

自動変速機用ピストンシール１０１の作動部はピストン１３１である。このためその作動を円滑にするということは、ピストン１３１の作動によって生ずる摩擦力を低減することに他ならない。より詳しくは、ハウジング１１１内の周面に対して摺動するときのピストンリップ１３６のリップ端Ｅ２の摩擦力と、ピストン１３１の内周面に対して摺動するときのキャンセラーリップ１７２のリップ端Ｅ２の摩擦力との低減をそれぞれ目指すことになる。

摩擦力の大小は、摩擦係数と荷重とに依存する。このため自動変速機用ピストンシール１０１のピストン１３１に当てはめて考えると、ピストン１３１の作動時の摩擦力を低減するには、
（１）リップ１３６、１７２のリップ端Ｅ２と相手部材Ｏとの間の接触面積の低減
（２）相手部材Ｏに対するリップ１３６、１７２の接触力の低減
という二種類のアプローチが考えられる。（１）は摩擦係数の問題、（２）は荷重の問題として把握することができる。

図５（Ａ）に示す外周側リップ１３６Ｅ１は、全体を熱処理することでゴム硬度を増加した比較例である。この比較例は、変形を防止して相手部材Ｏとの間の接触面積を低減することが摩擦力の低減につながると考えた上記（１）のアプローチに基づいている。

ところが実験をしてみると、ゴム硬度の増加によって相手部材Ｏに対する外周側リップ１３６Ｅ１の接触力が増加し、却って摩擦力が増大する結果になった。

図５（Ｂ）に示す外周側リップ１３６Ｅ２は、断面積を小さくして剛性を低下させた比較例である。この比較例は、剛性を低下させることが相手部材Ｏに対する接触力の低減につながると考えた上記（２）のアプローチに基づいている。

ところが実験をしてみると、外周側リップ１３６Ｅ２はその剛性の低さから相手部材Ｏに対する接触面積を大きくするように変形し、却って摩擦力を増大させる結果になった。相手部材Ｏに対する接触面積を大きくするような変形は、加圧によって自ら潰れるという現象のみならず、ピストン油圧室１３７内の油圧の高まりとともに、外周側リップ１３６Ｅ２にそのような変形が生ずるのだとも推定される。

以上の実験結果から、相手部材Ｏに対する接触面積（摩擦係数）の低減と接触力（荷重）の低減とはトレードオフの関係に立ってしまうことが判明した。

図５（Ｃ）に示す外周側リップ１３６ｂは、本実施の形態のピストン油圧室１３７で採用されているものである。外周側リップ１３６ｂは、ピストンリップ調整部１３８によって、ピストン１３１に固定される固定端Ｅ１側よりも、ハウジング１１１内の周面に密接するリップ端Ｅ２側の硬度を界面なしに高くする内部構造を与えられている。このような内部構造は、相手部材Ｏとの間の接触面積（摩擦係数）を低減しながら、相手部材Ｏに対する接触力（荷重）も低減することができるという特性を外周側リップ１３６ｂにもたらす。

外周側リップ１３６ｂにおいて相手部材Ｏとの間の接触面積（摩擦係数）を低減することができるのは、リップ端Ｅ２側が熱処理によって硬化しているからである。硬化した結果リップ端Ｅ２は潰れにくくなり、相手部材Ｏとの間の接触面積が減少する。

外周側リップ１３６ｂにおいて相手部材Ｏに対する接触力（荷重）を低減することができるのは、固定端Ｅ１側が熱処理によって硬化していないからである。その結果固定端Ｅ１側に大きな弾性変形を生じさせることができ、相手部材Ｏに対する接触力が減少する。

以上外周側リップ１３６ｂを例に挙げ、相手部材Ｏとの間の接触面積（摩擦係数）を低減しながら、相手部材Ｏに対する接触力（荷重）も低減することができるという特性について説明した。このような特性は、内周側リップ１３６ａ及びキャンセラーリップ１７２についても同様である。

したがって本実施の形態によれば、ハウジング１１１の周面に対するピストンリップ１３６の摩擦力を低減することができ、ピストン１３１の内周面に対するキャンセラーリップの摩擦力を低減することができる。その結果自動変速機用ピストンシール１０１が組み込まれるオートマチック・トランスミッションの作動の円滑性の向上が図られ、このオートマチック・トランスミッションを備えた自動車などの車両の燃費向上に貢献する。

（ピストンリップ及びキャンセラーリップの処理方法の別の実施の形態）
図６（Ａ）～（Ｃ）に基づいて、ピストンリップの処理方法、キャンセラーリップの処理方法の別の実施の形態を説明する。図１ないし図５（Ａ）～（Ｃ）に基づいて説明した上記実施の形態と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する。

本実施の形態は、熱硬化処理ではなく、放射線照射による硬化処理をピストンリップ１３６及びキャンセラーリップ１７２に施す一例である。

図６（Ａ）に示すように、ピストンリップ１３６のうちの内周側リップ１３６ａにマスク２０１を成膜し、予めマスキング処理を施しておく。マスク２０１は、内周側リップ１３６ａのリップ端Ｅ２側の一部領域のみを残し、固定端Ｅ１側を全面的に覆った形状である。

図６（Ｂ）に示すように、ピストンリップ１３６のうちの外周側リップ１３６ｂにもマスク２０１を成膜し、予めマスキング処理を施しておく。マスク２０１は、外周側リップ１３６ｂのリップ端Ｅ２側の一部領域のみを残し、固定端Ｅ１側を全面的に覆った形状である。

図６（Ｃ）に示すように、キャンセラーリップ１７２にもマスク２０１を成膜し、予めマスキング処理を施しておく。マスク２０１は、キャンセラーリップ１７２のリップ端Ｅ２側の一部領域のみを残し、固定端Ｅ１側を全面的に覆った形状である。

内周側リップ１３６ａ、外周側リップ１３６ｂ、及びキャンセラーリップ１７２に製膜するマスク２０１は、後述する放射線Ｒに対して遮蔽性を有する性質と、後処理で剥離可能な性質とを有すれば、いかなるものであってもよい。

続いて内周側リップ１３６ａ、外周側リップ１３６ｂ、及びキャンセラーリップ１７２のリップ端Ｅ２に対して、発振器２１１が発振する放射線Ｒを照射する。これによってマスク２０１に覆われていないリップ端Ｅ２は、放射線照射前よりも高い架橋構造（架橋密度）を持つようになり、硬度を高める。

発振器２１１は、内周側リップ１３６ａなどの材料であるゴム状弾性材料に対して物性変化を発生し得る帯域の放射線Ｒを発生する。発振器２１１が発進する放射線Ｒには、例えば１５０ｅＶ～数ＭｅＶ程度のエネルギーを持つ電子線である。

マスク２０１に覆われていないリップ端Ｅ２に対する放射線Ｒの発振時間は、その材料であるゴム状弾性材料の架橋構造を変化させ得るだけの時間に設定される。

リップ端Ｅ２に与える硬度及びその深度については、放射線Ｒのエネルギーとその照射時間とによって適宜設定される。換言すると、放射線Ｒのエネルギーとその照射時間とを適宜設定することによって、リップ端Ｅ２に所望の深度で所望の硬度を与えることができる。

以上の処理によって、固定端Ｅ１側よりもリップ端Ｅ２側の硬度を界面なしに高くする内部構造をピストンリップ１３６及びキャンセラーリップ１７２に与えることができる。

（ピストンリップ及びキャンセラーリップの処理方法のさらに別の実施の形態）
図７（Ａ）～（Ｃ）に基づいて、ピストンリップ及びキャンセラーリップの処理方法のさらに別の実施の形態を説明する。図１ないし図５（Ａ）～（Ｃ）に基づいて説明した上記実施の形態と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する。

本実施の形態は、加硫促進剤による硬化処理をピストンリップ１３６及びキャンセラーリップ１７２に施す一例である。

図７（Ａ）に示すように、ピストンリップ１３６のうちの内周側リップ１３６ａには、ピストンリップ調整部１３８の一部として、リップ端Ｅ２側に硬化処理部３０１が生成されている。

図７（Ｂ）に示すように、ピストンリップ１３６のうちの外周側リップ１３６ｂにも、ピストンリップ調整部１３８の一部として、リップ端Ｅ２側に硬化処理部３０１が生成されている。

図７（Ｃ）に示すように、キャンセラーリップ１７２には、キャンセラーリップ調整部１７４の一部として、リップ端Ｅ２側に硬化処理部３０１が生成されている。

内周側リップ１３６ａ、外周側リップ１３６ｂ、及びキャンセラーリップ１７２のそれぞれのリップ端Ｅ２に生成された硬化処理部３０１は、加硫促進剤によって生成された高硬度部分である。

硬化処理部３０１は、ゴム状弾性材料を用いてピストン１３１にピストンリップ１３６を加硫接着し、キャンセラー１７１にキャンセラーリップ１７２を加硫接着するに際して生成されている。その生成方法の一例としては、ピストンリップ１３６及びキャンセラーリップ１７２を製造するための金型（図示せず）に、加硫促進剤を分散させた離型剤を予め塗布するという方法がとられる。

詳しく説明する。

ピストン１３１にピストンリップ１３６、キャンセラー１７１にキャンセラーリップ１７２をそれぞれ加硫接着するには、一例として金型にピストン１３１及びキャンセラー１７１をセットし、図示しないキャビティに未加硫のゴム材料を充填する。この際、製品の取り出しを容易にするために金型内には離型剤が塗布される。そこでこの離型剤に、加硫促進剤を分散させるわけである。

加硫促進剤を分散させるのは、硬度を高くしようとするリップ端Ｅ２の部分である。一例として、加硫剤として硫黄、加硫促進剤としてチウラム系加硫促進剤、スルフェンアミド系加硫促進剤などを離型剤に添加する。

その後キャビティに充填された未加硫のゴム材料を加硫してゴム製品、つまりピストンリップ１３６、キャンセラーリップ１７２を製造すれば、加硫促進剤を分散させた領域に対応するリップ端Ｅ２の部分が高密度に架橋され、この部分に硬度の高い硬化処理部３０１が生成される。こうして固定端Ｅ１側よりもリップ端Ｅ２側の硬度を高くする内部構造を二種類のリップ１３６、１７２に与えることができる。この内部構造は、界面のないピストンリップ調整部１３８及びキャンセラーリップ調整部１７４となる。

（ピストンリップ及びキャンセラーリップの処理方法のさらに別の実施の形態）
図８（Ａ）～（Ｃ）に基づいて、ピストンリップの処理方法、キャンセラーリップの処理方法の別の実施の形態を説明する。図１ないし図５（Ａ）～（Ｃ）に基づいて説明した上記実施の形態と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する。

本実施の形態は、薬品の塗布による硬化処理をピストンリップ１３６及びキャンセラーリップ１７２に施す一例である。

図８（Ａ）に示すように、ピストンリップ１３６のうちの内周側リップ１３６ａには、ピストンリップ調整部１３８の一部として、リップ端Ｅ２側に硬化処理部４０１が生成されている。

図８（Ｂ）に示すように、ピストンリップ１３６のうちの外周側リップ１３６ｂにも、ピストンリップ調整部１３８の一部として、リップ端Ｅ２側に硬化処理部４０１が生成されている。

図８（Ｃ）に示すように、キャンセラーリップ１７２には、キャンセラーリップ調整部１７４の一部として、リップ端Ｅ２側に硬化処理部４０１が生成されている。

内周側リップ１３６ａ、外周側リップ１３６ｂ、及びキャンセラーリップ１７２のそれぞれのリップ端Ｅ２に生成された硬化処理部４０１は、薬品の塗布によって生成された高硬度部分である。

硬化処理部４０１は、ピストンリップ１３６及びキャンセラーリップ１７２のリップ端Ｅ２に薬品を塗布することによって生成される。このとき用いられる薬品は、これらのリップ１３６、１７２の材料となるゴム状弾性材料の種類によって定められる。つまりリップ１３６、１７２の材料として用いられるゴム状弾性材料を硬化させ得る種類の薬品である。

一例として、上記リップ１３６、１７２にニトリルゴム（ＮＢＲ）が用いられる場合、薬剤としては、酢酸もしくはギ酸の水溶液に過酸化水素を加えた水溶液であって、酢酸もしくはギ酸の水溶液の濃度が０．５～２０重量％、過酸化水素／酸のモル比が１．０～３０の範囲である処理液が用いられる。この処理液は、付加物であるエポキシを介してニトリルゴムの二重結合部分に付加反応を生じさせ、エポキシ化させる。

ピストンリップ１３６及びキャンセラーリップ１７２のリップ端Ｅ２は上記薬品の塗布によって硬化し、この部分に硬度の高い硬化処理部４０１を生成する。こうして固定端Ｅ１側よりもリップ端Ｅ２側の硬度を高くする内部構造を二種類のリップ１３６、１７２に与えることができる。この内部構造は、界面のないピストンリップ調整部１３８及びキャンセラーリップ調整部１７４となる。

（変形例）
実施に際しては、各種の変形や変更が許容される。

例えば上記実施の形態では、ピストンリップ１３６にピストンリップ調整部１３８を設け、キャンセラーリップ１７２にキャンセラーリップ調整部１７４を設けたが、実施に際しては、その一方のみであってもよい。つまりピストンリップ１３６にはピストンリップ調整部１３８を設けるものの、キャンセラーリップ１７２にはキャンセラーリップ調整部１７４を設けない態様であっても、反対にキャンセラーリップ１７２にはキャンセラーリップ調整部１７４を設けるものの、ピストンリップ１３６にはピストンリップ調整部１３８を設けない態様も許容される。

ピストンリップ１３６にピストンリップ調整部１３８を設けるピストンリップの処理方法についても、上記各実施の形態で紹介したものに限らず、界面を生じさせることなく固定端Ｅ１側よりもリップ端Ｅ２側の硬度を高くすることができる手法を採用することが可能である。この点はキャンセラーリップの処理方法についても同様である。

例えばピストンリップ１３６及びキャンセラーリップ１７２に熱硬化処理を施す場合、図３に示したピストン処理装置１４１、あるいは図４に示したキャンセラー処理装置１８１を用いず、他の構造の加熱手段によって熱硬化処理を施すようにしてもよい。

ピストンリップ１３６及びキャンセラーリップ１７２のリップ端Ｅ２側を界面なしに硬化させる加硫促進剤や薬品についても、上記実施の形態で例示したものに限らず、様々な種類のものを用いることが可能である。

その他あらゆる変形や変更が可能である。

１０１ 自動変速機用ピストンシール
１１１ ハウジング
１１２ 内向き周面
１１３ 外向き周面
１１４ シールワッシャ
１１５ オイルポート
１３１ ピストン
１３２ 貫通孔
１３３ 内筒部
１３３ａ 屈曲部
１３４ 円環部
１３４ａ 内周部
１３４ｂ 隆起部
１３５ 外筒部
１３５ａ フランジ
１３６ ピストンリップ
１３６ａ 内周側リップ
１３６ｂ 外周側リップ
１３６Ｅ１ 外周側リップ
１３６Ｅ２ 外周側リップ
１３７ ピストン油圧室
１３８ ピストンリップ調整部
１４１ ピストン処理装置
１４２ 設置台
１４３ ピストン設置部
１４４、１４４ａ、１４４ｂ 熱処理部
１５１ クラッチ板
１５１ａ 最初のクラッチ板
１７１ キャンセラー
１７２ キャンセラーリップ
１７３ キャンセル油圧室
１７４ キャンセラーリップ調整部
１８１ キャンセラー処理装置
１８２ 設置台
１８３ キャンセラー設置部
１８４ 熱処理部
１９１ リターンスプリング（付勢部）
２０１ マスク
２１１ 発振器
３０１ 硬化処理部
４０１ 硬化処理部
Ｅ１ 固定端
Ｅ２ リップ端
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３ 発熱部
Ｏ 相手部材
Ｒ 放射線

Claims (9)

1. 自動変速機用ピストンシールであって、
   回転するハウジングの内部にその軸方向に沿って往復動自在に設けられ、前記ハウジング内の周面にピストンリップを密接させて前記ハウジングとの間にピストン油圧室を生成する環状のピストンと、
   前記ピストン油圧室とは反対側で前記ピストンに対面するように前記ハウジング内で軸方向に位置固定され、前記ピストンの内周面にキャンセラーリップを密接させて前記ピストンとの間にキャンセル油圧室を生成する環状のキャンセラーと、
   前記自動変速機用ピストンシールが未使用の状態で、前記ハウジング内の周面に密接する前記ピストンリップのリップ端の硬度を前記ピストンリップの他の部分の硬度よりも界面なしに高くする内部構造を前記ピストンリップに与えるピストンリップ調整部と、
   を備えることを特徴とする自動変速機用ピストンシール。
2. 前記自動変速機用ピストンシールが未使用の状態で、前記キャンセラーリップのリップ端の硬度を前記キャンセラーリップの他の部分の硬度よりも界面なしに高くする内部構造を前記キャンセラーリップに与えるキャンセラーリップ調整部を備える、
   請求項１に記載の自動変速機用ピストンシール。
3. 自動変速機用ピストンシールであって、
   回転するハウジングの内部にその軸方向に沿って往復動自在に設けられ、前記ハウジング内の周面にピストンリップを密接させて前記ハウジングとの間にピストン油圧室を生成する環状のピストンと、
   前記ピストン油圧室とは反対側で前記ピストンに対面するように前記ハウジング内で軸方向に位置固定され、前記ピストンの内周面にキャンセラーリップを密接させて前記ピストンとの間にキャンセル油圧室を生成する環状のキャンセラーと、
   前記自動変速機用ピストンシールが未使用の状態で、前記キャンセラーリップのリップ端の硬度を前記キャンセラーリップの他の部分の硬度よりも界面なしに高くする内部構造を前記キャンセラーリップに与えるキャンセラーリップ調整部と、
   を備える自動変速機用ピストンシール。
4. 自動変速機用ピストンシールに用いられ、回転するハウジングの内部でその軸方向に沿って往復動する環状のピストンを用意する工程と、
   前記ハウジング内の周面に密接するように前記ピストンに設けられ、前記ハウジングと前記ピストンとの間にピストン油圧室を生成するのに寄与するピストンリップに対して、前記自動変速機用ピストンシールが未使用の状態で、前記ハウジング内の周面に密接する前記ピストンリップのリップ端の硬度を前記ピストンリップの他の部分の硬度よりも界面なしに高くする処理を施す工程と、
   を備えるピストンリップの処理方法。
5. 前記ピストン油圧室とは反対側で前記ピストンに対面するように前記ハウジング内で軸方向に位置固定される環状のキャンセラーを用意する工程と、
   前記ピストンの内周面に密接するように前記キャンセラーに設けられ、前記ピストンと前記キャンセラーとの間にキャンセル油圧室を生成するのに寄与するキャンセラーリップに対して、前記自動変速機用ピストンシールが未使用の状態で、前記キャンセラーリップのリップ端の硬度を前記キャンセラーリップの他の部分の硬度よりも界面なしに高くする処理を施す工程と、
   を備える請求項４に記載のピストンリップの処理方法。
6. 前記ピストンリップの硬度を設定する処理は、
   前記ピストンの設置を受け入れ、前記ピストンが設置された状態で前記ピストンリップのリップ端に発熱部を接触させるピストン設置部に前記ピストンを設置する工程と、
   前記発熱部を駆動して発熱させる工程と、
   を備える請求項４に記載のピストンリップの処理方法。
7. 前記キャンセラーリップの硬度を設定する処理は、
   前記キャンセラーの設置を受け入れ、前記キャンセラーが設置された状態で前記キャンセラーリップのリップ端に発熱部を接触させるキャンセラー設置部に前記キャンセラーを設置する工程と、
   前記発熱部を駆動して発熱させる工程と、
   を備える請求項５に記載のピストンリップの処理方法。
8. 自動変速機用ピストンシールに用いられ、回転するハウジングとその内部でその軸方向に沿って往復動する環状のピストンとの間に生成されるピストン油圧室とは反対側で、前記ピストンに対面するように前記ハウジング内で軸方向に位置固定される環状のキャンセラーを用意する工程と、
   前記ピストンの内周面に密接するように前記キャンセラーに設けられ、前記ピストンと前記キャンセラーとの間にキャンセル油圧室を生成するのに寄与するキャンセラーリップに対して、前記自動変速機用ピストンシールが未使用の状態で、前記キャンセラーリップのリップ端の硬度を前記キャンセラーリップの他の部分の硬度よりも界面なしに高くする処理を施す工程と、
   を備えるキャンセラーリップの処理方法。
9. 前記キャンセラーリップの硬度を設定する処理は、
   前記キャンセラーの設置を受け入れ、前記キャンセラーが設置された状態で前記キャンセラーリップのリップ端に発熱部を接触させるキャンセラー設置部に前記キャンセラーを設置する工程と、
   前記発熱部を駆動して発熱させる工程と、
   を備える請求項８に記載のキャンセラーリップの処理方法。

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