JP7349232B2 - 密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、密封装置に関し、特に、自動車等の車両用の自動変速機（ＡＴ(Automatic Transmission)やＣＶＴ(Continuously Variable Transmission)等）に用いられるクラッチピストン機構の密封装置に関する。

従来、自動車等の車両の自動変速機に用いられるクラッチピストン機構の密封装置は、ボンデッドピストンシール、キャンセラシールおよび、ボンデッドピストンシールとキャンセラシールとの間に設けられたリターンスプリングを備えている。

ボンデッドピストンシールは、シリンダ状のクラッチハウジング（以下、これを「ハウジング」ともいう。）の内部に設けられた多板クラッチの締結に使用されるゴムリップ加硫接着タイプのピストンシールを備えている。以下の説明では、ボンデッドピストンシールを、単にピストンシールとも呼ぶ。

ピストンシールは、一般に自動変速機の多板クラッチを締結または解放させるため、ハウジングの内部に供給される作動油の供給油圧に応じて当該ハウジングの軸方向に沿って作動（往復動）する金属環からなり、当該金属環に一体形成されたピストンリップを備えている。

ピストンシールが装着されるハウジングの内周面と、当該ピストンシールとの間にはピストン油圧室が形成されており、ハウジングに形成された油穴を介してピストン油圧室に作動油が供給される。

ピストンシールは、この作動油の供給油圧にしたがってハウジングの内周面をピストンリップが摺動しながら軸方向に移動し、当該ピストンシールに設けられたフランジ状の押圧部材により当該クラッチ板を締結させる往動作と、供給油圧が解放されたときリターンスプリングの付勢力によりクラッチ板から押圧部材を離間するように移動して元の基準位置まで戻る復動作とが繰り返し行われる（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００６－２４２３１１号公報

このような上述した構成の密封装置においては、自動変速機の作動性を向上させつつ、かつ、耐圧性を向上させたピストンシールが求められている。ここで、ピストンシールの耐圧性を向上させる手法としては、ピストンリップの肉厚を太くしてリップ剛性を上げることが一般的である。

その一般的な例として上述した特許文献１とは異なるが、例えば、図４に示すように、従来のピストンリップ５０は、ピストンシール６０の内周側（矢印ｂ方向）の先端部６０ａと一体に形成されている。ピストンリップ５０は、当該先端部６０ａを全体的に包み込むように一体に形成された基端部分であるリップ腰部５１と、そのリップ腰部５１から図中斜め上方へ向かって突出し、ハウジングの内周面と接触して摺動するリップ先端部５２とを備えている。

このような構成のピストンリップ５０のリップ剛性を上げるために、図４において２点鎖線で示すように、リップ腰部５１の肉厚ｔｋ１１とリップ先端部５２の肉厚ｔｋ１２との割合がｔｋ１１：ｔｋ１２＝１：０．９～１：０．７程度になるように当該ピストンリップ５０を全体的に太くしていた。

ここで、リップ腰部５１の肉厚ｔｋ１１は、リップ腰部５１とリップ先端部５２との境界付近の当該リップ先端部５２の付け根部分の厚さ（太さ）であり、リップ先端部５２の肉厚ｔｋ１２は、リップ先端部５２の先端側の厚さ（太さ）である。

しかしながら、ピストンリップ５０のリップ腰部５１の肉厚ｔｋ１１およびリップ先端部５２の肉厚ｔｋ１２を上述した割合（１：０．９～１：０．７）のように全体的に太くすると、リップ剛性は上がる一方でハウジングの内周面に摺動するピストンリップのリップ抵抗が大幅に増大するため、自動変速機の作動性が低下してしまう。

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、自動変速機の作動性を低下させることなく、リップの耐圧性を向上させた密封装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の密封装置は、ハウジングの内部においてクラッチ部材と対向したまま軸線に沿って往復動可能に配置され、当該ハウジングの前記軸線に沿った内周面と密封摺動する弾性体からなる環状のピストンリップを有し、前記ハウジングと共にピストン油圧室を形成する環状のピストンシールと、前記ピストンシールを前記ピストン油圧室の側へ付勢する付勢部材とを備え、前記ピストンリップは、前記ピストンシールと一体化されて当該ピストンシールを覆うリップ腰部と、当該リップ腰部から前記ハウジングの前記内周面に向かって延び、当該内周面と密封摺動するリップ先端部とを有し、前記リップ腰部の肉厚と前記リップ先端部の肉厚との比率が１：０．５～０．７であることを特徴とする。

本発明に係る密封装置において、前記リップ先端部は、前記リップ腰部から離れるに連れて次第に先細形状になるように形成されているようにしてもよい。

本発明に係る密封装置において、前記ピストンシールの前記軸線に沿った内周面と密封摺動する弾性体からなる環状のキャンセラリップを有し、前記ハウジングに固定され、前記ピストンシールと共にキャンセラ油圧室を形成する環状のキャンセラシールと、前記キャンセラ油圧室に設けられ、前記ピストンシールを前記キャンセラシールから離れるように付勢する付勢部材とを更に備え、前記キャンセラリップは、前記キャンセラシールと一体化されたキャンセラ側リップ腰部と、当該キャンセラ側リップ腰部から前記ピストンシールの内周面に向かって延び、当該内周面と密封摺動するキャンセラ側リップ先端部とを有し、前記キャンセラ側リップ腰部の肉厚と前記キャンセラ側リップ先端部の肉厚との比率が１：０．５～１：０．７であることを特徴とする。

本発明に係る密封装置において、前記ピストンリップにおける前記リップ腰部の肉厚と前記リップ先端部の肉厚との比率が１：０．５であり、前記キャンセラリップにおける前記キャンセラ側リップ腰部の肉厚と前記キャンセラ側リップ先端部の肉厚との比率が１：０．７であることを特徴とする。

本発明に係る密封装置において、前記リップ腰部は、前記軸線と平行な前記ハウジングの内周面の部分と対向した環状かつ平坦な円筒状の円筒面と、前記軸線と垂直な前記ハウジングの内周面の部分と対向して前記ピストン油圧室の油圧を受ける環状かつ平坦な円盤状の円盤面を有し、前記リップ先端部は、前記円筒面に対して当該円筒面から前記軸線の方向に向かって離間するように傾斜した第１円錐状面と、前記円盤面から前記軸線と垂直な前記ハウジングの内周面の部分に向かって離間するように傾斜した第２円錐状面と、前記第１円錐状面と前記第２円錐状面とを繋ぎ、前記ハウジングの内周面と摺動する環状の接触面とを有するようにしてもよい。

本発明に係る密封装置において、前記リップ腰部の肉厚は、当該リップ腰部の円筒面とリップ先端部の第１円錐状面との境界となる交点を始点として、リップ腰部の円筒面に対して外周側へ４５度の角度で傾斜した第１仮想線が前記リップ先端部の第２円錐状面と交差する交点を終点としたときの前記始点および前記終点の間の距離であり、前記リップ先端部の肉厚は、前記第１円錐状面と前記接触面との交点を始点として、前記第１仮想線と平行な第２仮想線が前記第２円錐状面と交差する交点を終点としたときの前記始点および前記終点の間の距離であるようにしてもよい。

本発明に係る密封装置において、前記リップ腰部の肉厚は、当該リップ腰部の円筒面とリップ先端部の第１円錐状面との境界となる交点を始点として、前記リップ腰部の前記円盤面と前記リップ先端部の前記第２円錐状面との交点を終点とした場合の前記始点と前記終点との間の距離であり、前記リップ先端部の肉厚は、当該リップ先端部の前記第１円錐状面と前記接触面との交点と、前記リップ先端部の前記接触面と前記第２円錐状面との交点との間の距離であるようにしてもよい。

本発明によれば、自動変速機の作動性を低下させることなく、リップの耐圧性を向上させた密封装置を実現することができる。

本発明の実施の形態に係る密封装置が変速機のハウジングに装着された状態を示す軸線に沿う断面における部分断面図である。 本発明の実施の形態に係る密封装置のピストンシールのピストンリップにおけるリップ腰部の肉厚とリップ先端部の肉厚との比率の説明に供する軸線に沿う断面における断面図である。 他の実施の形態に係る密封装置のピストンシールのピストンリップにおけるリップ腰部の肉厚とリップ先端部の肉厚との比率の説明に供する軸線に沿う断面における断面図である。 従来のリップ腰部およびリップ先端部の肉厚を太くして剛性を上げる場合の説明に供する拡大断面図である。

＜実施の形態＞
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。ここでは、説明の便宜上、図１乃至図３において、密封装置１の径方向を矢印ａｂ方向とする。外周側とは、密封装置１の外周側すなわち矢印ａ方向とし、内周側とは、密封装置１の内周側すなわち矢印ｂ方向とする。また、筐体側とは、密封装置１の径方向（矢印ａｂ方向）とは直交する矢印ｃ方向とする。多板クラッチ側とは、密封装置１の径方向（矢印ａｂ方向）とは直交する矢印ｄ方向とする。なお、軸線ｘは、駆動軸（図示せず）やハウジング２の回転中心である。

図１に示すように、密封装置１は、自動変速機に用いられるものであり、全体として円環状に形成され、ハウジング２の内部に装着されている。密封装置１は、ピストンシール３、キャンセラシール４、および、リターンスプリング６を備えている。なお、密封装置１がハウジング２に装着された状態で所定の機能を発揮するためには、スナップリング５を用いてキャンセラシール４およびリターンスプリング６がハウジング２に取り付けられる必要がある。

ピストンシール３は、ハウジング２の軸線ｘを中心とする環状の金属材からなる環状部材であり、ハウジング２に装着された状態で当該ハウジング２の回転と共に連れ回るものである。ピストンシール３の金属材としては、ステンレス鋼やＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）等があり、主にＳＰＦＨ（熱間圧延鋼）、ＳＡＰＨ（熱間圧延鋼）である。ピストンシール３は、例えば、プレス加工や鍛造により製造される。

ピストンシール３は、軸線ｘに沿って延び当該軸線ｘを中心とする板状の環状の部分である内周側円筒部３１と、内周側円筒部３１の筐体側（矢印ｃ方向）の端部から外周側（矢印ａ方向）に向かって延びる軸線ｘを中心とする板状の環状の部分である内周側フランジ部３２と、内周側フランジ部３２の外周側（矢印ａ方向）の端部から多板クラッチ側（矢印ｄ方向）に向かって延びる軸線ｘを中心とする板状の環状の部分である外周側円筒部３３と、外周側円筒部３３の多板クラッチ側（矢印ｄ方向）の端部から外周側（矢印ａ方向）に向かって延びる軸線ｘを中心とする板状の環状の部分である外周側フランジ部３４とを備えている。

外周側フランジ部３４は、ピストンシール３全体の軸線ｘに沿った動きに応じて、多層構造の多板クラッチ８を多板クラッチ側（矢印ｄ方向）に向かって押圧する部分、または、多板クラッチ８から離れる部分であり、多板クラッチ８の締結または解放を行う。

ピストンシール３の内周側円筒部３１は、その多板クラッチ側（矢印ｄ方向）の端部から内周側（矢印ｂ方向）に向かって延びる軸線ｘを中心とする板状の環状の部分である内周側突部３１ａを有し、その内周側突部３１ａの内周側（矢印ｂ方向）の先端部分に内周側ピストンリップ３５が加硫接着されている。

内周側ピストンリップ３５は、内周側円筒部３１の内周側突部３１ａにおいて、その先端部がハウジング２の内周面２ａと摺接するように内周側（矢印ｂ方向）かつ筐体側（矢印ｃ方向）に向かって延在している。すなわち、密封装置１のハウジング２に対する装着時、内周側ピストンリップ３５の先端部がハウジング２の内周面２ａに対して軸線ｘ方向に沿って摺動するように当接される。

ピストンシール３における内周側フランジ部３２の外周側（矢印ａ方向）の端部であり、かつ、外周側円筒部３３の筐体側（矢印ｃ方向）の端部には、外周側ピストンリップ３９が加硫接着されている。

外周側ピストンリップ３９は、内周側フランジ部３２の外周側（矢印ａ方向）の端部および外周側円筒部３３の筐体側（矢印ｃ方向）の端部を外周側（矢印ａ方向）および筐体側（矢印ｃ方向）から覆い、かつ、その先端部がハウジング２の内周面２ａと軸線ｘに沿って摺接するように外周側（矢印ａ方向）かつ筐体側（矢印ｃ方向）へ向かって延在している。すなわち、密封装置１のハウジング２に対する装着時、外周側ピストンリップ３９の先端部がハウジング２の内周面２ａに対して軸線ｘ方向に沿って摺動するように当接される。

内周側ピストンリップ３５および外周側ピストンリップ３９は、弾性体であり、例えば、各種のゴム状弾性部材により構成されている。ゴム状弾性部材としては、例えば、二トリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、シリコンゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等の合成ゴムが用いられる。

ピストンシール３は、ハウジング２の内部に装着された状態において、当該ピストンシール３の筐体側(矢印ｃ方向)の上面とハウジング２の内周面２ａとの間にピストン油圧室３８が形成されている。ピストン油圧室３８は、ハウジング２に形成されたポート２ｂと連通されている。

ピストンシール３を軸線ｘに沿って移動させるためのＡＴＦ(Automatic Transmission Fluid)等からなる作動油は、このポート２ｂを介してピストン油圧室３８へ供給される。すなわち、ピストンシール３は、ポート２ｂを介してピストン油圧室３８に供給される作動油の油圧に応じて、ハウジング２の内周面２ａを軸線ｘに沿って当該ハウジング２と相対移動する移動部材である。

キャンセラシール４は、ハウジング２の所定回転数以上の高速回転時に、ピストンシール３の内周側フランジ部３２の外周側（矢印ａ方向）寄りの部分にかかる油圧（以下、これを「遠心油圧」ともいう。）をキャンセルするものである。キャンセラシール４は、ピストンシール３と対向配置された断面略Ｓ字状の金属環であり、ハウジング２に対してスナップリング５を介して固定されている。

キャンセラシール４は、ピストンシール３の外周側円筒部３３の内周面３３ａと軸線ｘに沿って密封摺動する弾性体からなる環状のキャンセラリップ４４を有している。キャンセラシール４の金属材としては、ステンレス鋼やＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）等があり、主にＳＰＦＨ（熱間圧延鋼）、ＳＡＰＨ（熱間圧延鋼）である。キャンセラシール４は、ピストシール３と同様に、例えば、プレス加工や鍛造により製造される。

キャンセラシール４は、軸線ｘとは直交する径方向（矢印ａｂ方向）の外周側（矢印ａ方向）に向かって延び当該軸線ｘを中心とする板状の環状の部分である内周側フランジ部４１と、内周側フランジ部４１の外周側（矢印ａ方向）の端部から軸線ｘに沿って筐体側（矢印ｃ方向）へ延び、当該軸線ｘを中心とする板状の環状の部分である円筒部４２と、円筒部４２の筐体側（矢印ｃ方向）の端部から外周側（矢印ａ方向）に向かって延び当該軸線ｘを中心とする板状の環状の部分である外周側フランジ部４３とを備えている。

キャンセラシール４の内周側フランジ部４１における内周側（矢印ｂ方向）の端部は、スナップリング５に固定されている。スナップリング５は、ハウジング２の内周面２ａに固定されている。すなわち、キャンセラシール４は、スナップリング５を介してハウジング２に固定された固定部材であるが、ハウジング２に固定された状態で当該ハウジング２の回転と共に連れ回るものである。

キャンセラシール４の外周側フランジ部４３の外周側（矢印ａ方向）の端部には、ピストンシール３の軸線ｘに沿った内周面３３ａと密封摺動する弾性体からなる環状のキャンセラリップ４４が加硫接着されている。キャンセラリップ４４は、外周側フランジ部４３の外周側（矢印ａ方向）の端部において、外周側（矢印ａ方向）かつ筐体側（矢印ｃ方向）へ向かって延在している。すなわち、密封装置１のハウジング２に対する装着時、キャンセラリップ４４の先端部がピストンシール３の外周側円筒部３３の内周面３３ａに対して軸線ｘに沿って密封摺動するように当接される。

キャンセラシール４とピストンシール３との間には、キャンセラ油圧室４８が形成されている。キャンセラ油圧室４８には、作動油が充填されており、ハウジング２の回転時には当該キャンセラ油厚室４８に遠心油圧が発生し、ピストン油圧室３８に発生する遠心油圧をキャンセルするように作用する。

ピストンシール３の内周側フランジ部３２とキャンセラシール４の内周側フランジ部４１との間には、リターンスプリング６が周方向に等配した状態で介装されている。リターンスプリング６は、例えば金属の圧縮コイルバネ等からなる弾性部材であり、キャンセラシール４からピストンシール３を離間させるように当該ピストンシール３を筐体側（矢印ｃ方向）へ向かって付勢する付勢力を付与する。

かくして、ピストンシール３は、ハウジング２の高速回転時であっても、ピストン油圧室３８の遠心油圧がキャンセラ油圧室４８の遠心油圧によりキャンセルされるので、リターンスプリング６による当該ピストンシール３の軸線ｘに沿った方向に対する移動動作が阻害されずに済む。これにより、密封装置１は、回転速度依存性が無い状態でピストンシール３をハウジング２の内周面２ａに対して円滑に作動させることが可能となる。

図２に示すように、内周側ピストンリップ３５は、ピストンシール３の内周側円筒部３１における内周側突部３１ａの内周側（矢印ｂ方向）の先端部分に一体に形成されており、リップ腰部３６およびリップ先端部３７を備えている。ここで、破線で示される部分が従来のピストンリップの形状であり、実線で示される部分が本発明の内周側ピストンリップ３５のリップ腰部３６およびリップ先端部３７の形状を示している。

リップ腰部３６は、内周側突部３１ａの先端部分を筐体側（矢印ｃ方向）、内周側（矢印ｂ方向）および多板クラッチ側（矢印ｄ方向）から覆う基端部分である。このリップ腰部３６は、リップ先端部３７がハウジング２の内周面２ａに接触して弾性変形する際の腰部として機能する。

リップ先端部３７は、リップ腰部３６から離れるに連れて次第に先細形状になるように形成され、その先細形状の先端曲面部分３７ｓがハウジング２の内周面２ａと摺動する接触部分となる。

リップ腰部３６は、円筒面３６ａ、上方円盤面３６ｂ、下方円盤面３６ｃを有している。リップ腰部３６の円筒面３６ａは、軸線ｘと平行なハウジング２の内周面２ａの部分と対向する環状かつ平坦な面（以下、これを「基準面」ともいう。）である。

リップ腰部３６の上方円盤面３６ｂは、軸線ｘとは垂直なハウジング２の内周面２ａの部分と対向する平坦な環状かつ円盤状でピストン油圧室３８の油圧を受ける面（以下、これを「油圧受面」ともいう。）である。リップ腰部３６の下方円盤面３６ｃは、円筒面（基準面）３６ａの多板クラッチ側（矢印ｄ方向）の端部から外周側（矢印ａ方向）へ延び、上方円盤面３６ｂと平行かつ平坦な環状の面である。

リップ腰部３６は、主に、円筒面（基準面）３６ａ、上方円盤面（油圧受面）３６ｂ、および、下方円盤面３６ｃにより、ピストンシール３の内周側円筒部３１における内周側突部３１ａの先端部分を覆っている。

リップ先端部３７は、第１円錐状面３７ａ、第２円錐状面３７ｂ、天井面３７ｔ、内丸面３７ｙ、および、接触面３７ｃを有している。第１円錐状面３７ａは、リップ腰部３６の円筒面（基準面）３６ａの筐体側（矢印ｃ方向）の端部から内丸面３７ｙを介して内周側（矢印ｂ方向）かつ筐体側（矢印ｃ方向）へ延びるテーパー状の円錐状の面である。内丸面３７ｙは、円筒面（基準面）３６ａと第１円錐状面３７ａとを滑らかに結ぶ緩やかなカーブ状の面である。

リップ先端部３７の第２円錐状面３７ｂは、リップ腰部３６の油圧受面３６ｂの内周側（矢印ｂ方向）の端部から筐体側（矢印ｃ方向）へ緩やかに傾斜して内周側（矢印ｂ方向）へ延びるテーパー状の円錐状の面である。なお、第２円錐状面３７ｂは、筐体側（矢印ｃ方向）へ僅かに凸状に膨らんだ面であってもよい。天井面３７ｔは、リップ腰部３６の上方円盤面３６ｂと同様に、軸線ｘとは垂直なハウジング２の内周面２ａの部分と対向する平坦な環状かつ円盤状でピストン油圧室３８の油圧を受ける油圧受面である。

リップ先端部３７の接触面３７ｃは、第１円錐状面３７ａの筐体側（矢印ｃ方向）の端部と天井面３７ｔの内周側（矢印ｂ方向）の端部とを結び、ハウジング２の内周面２ａに押し当てられて摺動する環状の湾曲面である。

リップ腰部３６の肉厚ｔｋ１は、当該リップ腰部３６の円筒面（基準面）３６ａの延長線とリップ先端部３７の第１円錐状面３７ａの延長線との交点Ｐ１を始点として、リップ腰部３６の円筒面（基準面）３６ａの延長線に対して外周側（矢印ａ方向）へ傾斜した４５度の角度の仮想線ＣＬ１が第２円錐状面３７ｂと交差する交点Ｐ２を終点としたときの始点および終点間の距離で規定される。

リップ先端部３７の肉厚ｔｋ２は、第１円錐状面３７ａと接触面３７ｃとの交点Ｐ３を始点として、仮想線ＣＬ１と平行な仮想線ＣＬ２が第２円錐状面３７ｂと交差する交点Ｐ４を終点としたときの始点および終点間の距離で規定される。

このような構成の内周側ピストンリップ３５において、リップ腰部３６の肉厚ｔｋ１とリップ先端部３７の肉厚ｔｋ２との比率は、ｔｋ１：ｔｋ２＝１：０．５～１：０．７である。この場合、リップ腰部３６の肉厚ｔｋ１とリップ先端部３７の肉厚ｔｋ２との比率は、ｔｋ１：ｔｋ２＝１：０．５とすることが好ましい。

ここで、リップ腰部３６の肉厚ｔｋ１およびリップ先端部３７の肉厚ｔｋ２は、従来のピストンリップ（破線で示す）の太さよりも双方共に太くなっている。ただし、これに限るものではなく、上記の比率であるｔｋ１：ｔｋ２＝１：０．５が得られれば、リップ先端部３７の肉厚ｔｋ２については従来のピストンリップの太さと基本的に同じ程度であってもよい。

なお、外周側ピストンリップ３９についても、内周側ピストンリップ３５の向きと逆であるものの同一形状のリップ腰部およびリップ先端部を備えており、そのリップ腰部の肉厚をｔｋ３、リップ先端部の肉厚をｔｋ４としたときの比率についても、同様にｔｋ３：ｔｋ４＝１：０．５～１：０．７である。

ただし、外周側ピストンリップ３９については、キャンセラシール４によって遠心油圧を完全にキャンセルできていない場合にリップ抵抗が増大して自動変速機の作動性が低下してしまうことを考慮し、リップ腰部の肉厚ｔｋ３とリップ先端部の肉厚ｔｋ４との比率を、例えばｔｋ３：ｔｋ４＝１：０．７としてリップ抵抗の増大を抑えつつリップ剛性を上げるようにする。

さらに、キャンセラシール４のキャンセラリップ４４についても、内周側ピストンリップ３５と同一形状のリップ腰部およびリップ先端部を備えており、そのリップ腰部の肉厚をｔｋ５、リップ先端部の肉厚をｔｋ６としたときの比率についても、同様にｔｋ５：ｔｋ６＝１：０．５～１：０．７である。

この場合も、キャンセラリップ４４については、キャンセラシール４によって遠心油圧を完全にキャンセルできていない場合にリップ抵抗が増大して自動変速機の作動性が低下してしまうことを考慮し、リップ腰部の肉厚ｔｋ５とリップ先端部の肉厚ｔｋ６との比率を、例えばｔｋ５：ｔｋ６＝１：０．７としてリップ抵抗の増大を抑えつつリップ剛性を上げるようにする。

以上の構成において、密封装置１において、ピストンシール３が装着されるハウジング２の内周面２ａと、当該ピストンシール３との間にはピストン油圧室３８が形成されており、このピストン油圧室３８にハウジング２のポート２ｂから作動油が供給される。

このとき、駆動軸と一体に回転するハウジング２の高速回転時には、ピストン油圧室３８に遠心油圧が発生するが、ピストンシール３とキャンセラシール４との間のキャンセラ油圧室４８には、ハウジング２の高速回転時に、ピストン油圧室３８と同じ遠心油圧が発生する。

これにより、ハウジング２の高速回転時において、ピストン油圧室３８に発生する遠心油圧を、キャンセラ油圧室４８に発生する遠心油圧でキャンセルすることができる。このため、密封装置１は、ハウジング２の回転速度依存性が無くなり、ピストンシール３の応答性が向上する。

ピストンシール３の内周側ピストンリップ３５においては、リップ先端部３７およびリップ腰部３６の双方ともに従来よりも太くしたものの、リップ腰部３６の肉厚ｔｋ１とリップ先端部３７の肉厚ｔｋ２との比率ｔｋ１：ｔｋ２＝１：０．７～１：０．５とした。これにより、従来に比して内周側ピストンリップ３５のリップ抵抗の増大を抑えつつリップ剛性を上げることができる。

同様に、ピストンシール３の外周側ピストンリップ３９、および、キャンセラシール４のキャンセラリップ４４においても、リップ先端部およびリップ腰部の双方を従来よりも太くしたものの、ｔｋ３：ｔｋ４＝１：０．７、ｔｋ５：ｔｋ６＝１：０．５～１：０．７としたことにより、外周側ピストンリップ３９、キャンセラリップ４４のリップ抵抗の増大を抑えつつリップ剛性を上げることができる。

かくして、ピストンシール３の内周側ピストンリップ３５、外周側ピストンリップ３９およびキャンセラシール４のキャンセラリップ４４の何れにおいても、リップ抵抗を増大させることなくリップ剛性を上げることができるので、自動変速機の作動性を低下させることなく、リップの耐圧性を向上させることができる。

特に、密封装置１では、ピストンシール３の内周側ピストンリップ３５におけるピストン腰部３６の肉厚ｔｋ１とリップ先端部３７の肉厚保ｔｋ２との比率をｔｋ１：ｔｋ２＝１：０．５とする一方、外周側ピストンリップ３９およびキャンセラシール４のキャンセラリップ４４における比率をｔｋ３：ｔｋ４＝１：０．７、比率ｔｋ５：ｔｋ６＝１：０．７とした。

これにより、キャンセラシール４により遠心油圧を完全にキャンセルできていない場合でも、外周側ピストンリップ３９およびキャンセラリップ４４のリップ腰部およびリップ先端部によるリップ抵抗を内周側ピストンリップ３５よりも小さく抑制できるので、自動変速機の作動性を低下させることなく、リップの耐圧性を向上させることができる。

＜他の実施の形態＞
なお、上述した実施の形態においては、リップ腰部３６の肉厚ｔｋ１を、円筒面（基準面）３６ａとリップ先端部３７の第１円錐状面３７ａとの境界となる交点Ｐ１を始点として仮想線ＣＬ１が第２円錐状面３７ｂと交差する交点Ｐ２を終点としたときの始点および終点間の距離として規定するようにした場合について述べた。

しかしながら、本発明はこれに限らず、図３に示すように、リップ腰部３６の円筒面（基準面）３６ａの延長線とリップ先端部３７の第１円錐状面３７ａの延長線との交点Ｐ１と、リップ腰部３６の円盤面３６ｂの延長線とリップ先端部３７の第２円錐状面３７ｂの延長線との交点Ｑ１との間の距離をリップ腰部３６の肉厚ｔｋ１として規定してもよい。

また、リップ先端部３７の第１円錐状面３７ａと接触面３７ｃとの交点Ｐ３を始点として、仮想線ＣＬ１と平行な仮想線ＣＬ２が第２円錐状面３７ｂと交差する交点Ｐ４を終点としたときの始点および終点間の距離をリップ先端部３７の肉厚ｔｋ２として規定するようにした場合について述べた。

しかしながら、本発明はこれに限らず、リップ先端部３７の第１円錐状面３７ａと接触面３７ｃとの交点Ｐ３と、リップ先端部３７の天井面３７ｔと第２円錐状面３７ｂとの交点Ｑ２との間の距離をリップ先端部３７の肉厚ｔｋ２として規定してもよい。

さらに、上述した実施の形態においては、内周側ピストンリップ３５におけるリップ腰部３６の肉厚ｔｋ１とリップ先端部３７の肉厚ｔｋ２との比率をｔｋ１：ｔｋ２＝１：０．５とし、外周側ピストンリップ３９におけるリップ腰部の肉厚ｔｋ３とリップ先端部の肉厚ｔｋ４との比率をｔｋ３：ｔｋ４＝１：０．７とするようにした場合について述べた。

しかしながら、本発明はこれに限らず、要求されるリップ剛性およびリップ抵抗の兼ね合いに応じて、内周側ピストンリップ３５における比率をｔｋ１：ｔｋ２＝１：０．７とする一方、外周側ピストンリップ３９における比率をｔｋ３：ｔｋ４＝１：０．５としたり、或いは、同じ比率にしたり、任意の比率の組み合わせとしてもよい。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に係る密封装置１に限定されるものではなく、本発明の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題および効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

本願発明の密封装置は、自動車等の車両およびその補機、一般産業機械、建設機械等の汎用機械においてピストンシールを移動させる際の部品点数を削減して簡素化および小型化する場合に利用することが可能である。

１ 密封装置
２ ハウジング
２ａ 内周面
２ｂ ポート
３ ピストンシール
４ キャンセラシール
５ スナップリング
６ リターンスプリング（付勢部材）
８ 多板クラッチ（クラッチ部材）
３１ 内周側円筒部
３１ａ 内周側突部
３２ 内周側フランジ部
３３ 外周側円筒部
３３ａ 内周面
３４ 外周側フランジ部
３５ 内周側ピストンリップ（ピストンリップ）
３６ リップ腰部（ピストン側リップ腰部）
３６ａ 円筒面
３６ｂ 上方円盤面
３６ｃ 下方円盤面
３７ リップ先端部（ピストン側リップ先端部）
３７ａ 第１円錐状面
３７ｂ 第２円錐状面
３７ｃ 接触面
３７ｓ 先端曲面部分
３８ ピストン油圧室
３９ 外周側ピストンリップ（ピストンリップ）
４１ 内周側フランジ部
４２ 円筒部
４３ 外周側フランジ部
４４ キャンセラリップ
４８ キャンセラ油圧室
５１ リップ腰部
５２ リップ先端部
６０ ピストンシール
６０ａ 先端部
ｔｋ１～ｔｋ６、ｔｋ１１、ｔｋ１２ 肉厚
ＣＬ１、ＣＬ２ 仮想線
Ｐ１～Ｐ４、Ｑ１、Ｑ２ 交点
ｘ 軸線

Claims (5)

1. ハウジングの内部においてクラッチ部材と対向したまま軸線に沿って往復動可能に配置され、当該ハウジングの前記軸線に沿った内周面と密封摺動する弾性体からなる環状のピストンリップを有し、前記ハウジングと共にピストン油圧室を形成する環状のピストンシールと、
   前記ピストンシールを前記ピストン油圧室の側へ付勢する付勢部材と
   を備え、
   前記ピストンリップは、前記ピストンシールと一体化されて当該ピストンシールを覆うリップ腰部と、当該リップ腰部から前記ハウジングの前記内周面に向かって延び、当該内周面と密封摺動するリップ先端部とを有し、
   前記リップ腰部は、前記軸線と平行な前記ハウジングの内周面の部分と対向した環状かつ平坦な円筒面、前記軸線と垂直な前記ハウジングの内周面の部分と対向して前記ピストン油圧室の油圧を受ける環状かつ平坦な円盤状の上方円盤面、前記円筒面の前記クラッチ部材の側の端部から外周側へ延び前記上方円盤面と平行かつ平坦な環状の下方円盤面を有し、
   前記リップ先端部は、前記円筒面に対して当該円筒面から前記軸線の方向に向かって離間するように傾斜した第１円錐状面と、前記上方円盤面から前記軸線と垂直な前記ハウジングの内周面の部分に向かって離間するように傾斜した第２円錐状面と、前記第１円錐状面と前記第２円錐状面とを繋ぎ、前記ハウジングの内周面と摺動する環状の接触面と、前記第２円錐状面と前記接触面とを接続する平坦な天井面と、を有し、
   前記リップ腰部の肉厚は、当該リップ腰部の前記円筒面の延長線と前記リップ先端部の前記第１円錐状面の延長線との交点を始点として、前記リップ腰部の前記円筒面の延長線に対して外周側へ４５度の角度で傾斜した第１仮想線が前記リップ先端部の前記第２円錐状面と交差する交点を終点としたときの前記始点および前記終点の間の距離であり、
   前記リップ先端部の肉厚は、当該リップ先端部の前記第１円錐状面と前記接触面との交点を始点として、前記第１仮想線と平行な第２仮想線が前記第２円錐状面と交差する交点を終点としたときの前記始点および前記終点の間の距離であり、
   前記リップ腰部の肉厚と前記リップ先端部の肉厚との比率が１：０．５～１：０．７である
   ことを特徴とする密封装置。
2. 前記リップ先端部は、前記リップ腰部から離れるに連れて次第に先細形状になるように形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
3. 前記ピストンシールの前記軸線に沿った内周面と密封摺動する弾性体からなる環状のキャンセラリップを有し、前記ハウジングに固定され、前記ピストンシールと共にキャンセラ油圧室を形成する環状のキャンセラシールと、
   を更に備え、
   前記付勢部材は、前記ピストンシールと前記キャンセラシールとの間のキャンセラ油圧室に設けられ、前記ピストンシールを前記キャンセラシールから離れるように前記ピストン油圧室の側へ付勢し、
   前記キャンセラリップは、前記キャンセラシールと一体化されたキャンセラ側リップ腰部と、当該キャンセラ側リップ腰部から前記ピストンシールの内周面に向かって延び、当該内周面と密封摺動するキャンセラ側リップ先端部とを有し、
   前記キャンセラ側リップ腰部および前記キャンセラ側リップ先端部は、前記ピストンリップの前記リップ腰部および前記リップ先端部と同一形状からなり、
   前記キャンセラ側リップ腰部の肉厚は、当該キャンセラ側リップ腰部の円筒面の延長線と前記キャンセラ側リップ先端部の第１円錐状面の延長線との交点を始点として、前記キャンセラ側リップ腰部の前記円筒面の延長線に対して内周側へ４５度の角度で傾斜した第１仮想線が前記キャンセラ側リップ先端部の第２円錐状面と交差する交点を終点としたときの前記始点および前記終点の間の距離であり、
   前記キャンセラ側リップ先端部の肉厚は、当該キャンセラ側リップ先端部の前記第１円錐状面と前記第２円錐状面とを、前記ピストンシールの内周面と摺動する環状の接触面、および、前記第２円錐状面と前記接触面とを接続する平坦な天井面により繋いだ状態において、前記第１円錐状面と前記接触面との交点を始点として前記第１仮想線と平行な第２仮想線が前記第２円錐状面と交差する交点を終点としたときの前記始点および前記終点の間の距離で規定され、
   前記キャンセラ側リップ腰部の肉厚と前記キャンセラ側リップ先端部の肉厚との比率が１：０．５～１：０．７である
   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. 前記ピストンリップにおける前記リップ腰部の肉厚と前記リップ先端部の肉厚との比率が１：０．５であり、
   前記キャンセラリップにおける前記キャンセラ側リップ腰部の肉厚と前記キャンセラ側リップ先端部の肉厚との比率が１：０．７である
   ことを特徴とする請求項３に記載の密封装置。
5. ハウジングの内部においてクラッチ部材と対向したまま軸線に沿って往復動可能に配置され、当該ハウジングの前記軸線に沿った内周面と密封摺動する弾性体からなる環状のピストンリップを有し、前記ハウジングと共にピストン油圧室を形成する環状のピストンシールと、
   前記ピストンシールを前記ピストン油圧室の側へ付勢する付勢部材と
   を備え、
   前記ピストンリップは、前記ピストンシールと一体化されて当該ピストンシールを覆うリップ腰部と、当該リップ腰部から前記ハウジングの前記内周面に向かって延び、当該内周面と密封摺動するリップ先端部とを有し、
   前記リップ腰部は、前記軸線と平行な前記ハウジングの内周面の部分と対向した環状かつ平坦な円筒面、前記軸線と垂直な前記ハウジングの内周面の部分と対向して前記ピストン油圧室の油圧を受ける環状かつ平坦な円盤状の上方円盤面、前記円筒面の前記クラッチ部材の側の端部から外周側へ延び前記上方円盤面と平行かつ平坦な環状の下方円盤面を有し、
   前記リップ先端部は、前記円筒面に対して当該円筒面から前記軸線の方向に向かって離間するように傾斜した第１円錐状面と、前記上方円盤面から前記軸線と垂直な前記ハウジングの内周面の部分に向かって離間するように傾斜した第２円錐状面と、前記第１円錐状面と前記第２円錐状面とを繋ぎ、前記ハウジングの内周面と摺動する環状の接触面と、前記第２円錐状面と前記接触面とを接続する平坦な天井面と、を有し、
   前記リップ腰部の肉厚は、当該リップ腰部の前記円筒面の延長線と前記リップ先端部の前記第１円錐状面の延長線との交点と、前記リップ腰部の前記上方円盤面の延長線と前記リップ先端部の前記第２円錐状面の延長線との交点との間の距離であり、
   前記リップ先端部の肉厚は、当該リップ先端部の前記第１円錐状面と前記接触面との交点と、前記リップ先端部の前記天井面と前記第２円錐状面との交点との間の距離であり、
   前記リップ腰部の肉厚と前記リップ先端部の肉厚との比率が１：０．５～１：０．７である
   ことを特徴とする密封装置。
   

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