KR100289870B1

KR100289870B1 - 밀봉장치

Info

Publication number: KR100289870B1
Application number: KR1019970002622D
Authority: KR
Inventors: 미치노리 요모기타
Original assignee: 쓰루 마사토; 에누오케 가부시키가이샤
Priority date: 1996-01-29
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 2001-05-15
Also published as: US5899461A; JPH09210088A

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

밀봉장치

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

피스톤부재의 시일립에 의한 마찰의 절감을 도모하고, 이에 의해서 피스톤부재의 작동성의 향상을 도모할 수 있는 밀봉장치를 제공함.

3. 발명의 해결방법의 요지

밀봉장치가, 고리형상의 피스톤 삽입구멍(5)을 구비한 하우징(3)과, 하우징(3)의 피스톤 삽입구멍(5)내에 미끄럼운동이 자유롭게 삽입되는 고리형상의 피스톤부재(6)와, 피스톤부재(6)의 안,바깥둘레에 설치되는 피스톤 삽입구멍(5)의 안,바깥둘레면에 미끄럼운동이 자유롭게 밀봉접촉하는 시일립(7),(8)을 구비한, 시일립(7),(8)의 미끄럼운동면에 요철부(9),(91)를 설치한다.

4. 발명의 중요한 용도

자동차용 자동변속기 등의 변속전환장치의 클러치를 전환동작시키는 피스톤부 등에 이용됨.

Description

밀봉장치

본 발명은, 예를 들면 자동차용 자동변속기 등의 변속전환장치의 클러치를 전환동작시키는 피스톤부 등에 이용되는 밀봉장치에 관한 것이다.

종래의 이러한 종류의 밀봉장치로서는, 예를 들어 자동차의 자동변속기(A/T,CVT,T/F)에서의 변속전환입력에 관계하는 고리형상의 피스톤부재로, 주로, 유압을 받아서, 클러치에 입력전달시키는 작용을 가지는 피스톤부재의 안바깥둘레에 시일립(seal lip)을 구비한 것이 있다.

이와 같은 종래의 밀봉장치를 이용한 자동변속기의 요부단면도를 제4도에 나타낸다.

제4도에 있어서, 100은 도시하지 않은 축에 장착된 슬리브(101)에 장착되어 있는 단면 대략 U자형상을 가지는 유지고리로, 그 유지고리(100)의 단면 대략 U자형상부가 고리형상의 피스톤 삽입구멍(102)을 이루고 있다. 즉, 유지고리(100)는 고리형상의 피스톤 삽입구멍(102)을 가지는 하우징을 이루고 있다.

피스톤 삽입구멍(102)에는, 고리형상으로 단면 대략 U자형상의 피스톤부재(103)를 미끄럼운동이 자유롭게 배치되어 있음과 동시에, 그 피스톤부재(103)의 도면중 하부의 바깥둘레측에는 다판클러치(104)가 설치되어 있다.

또한, 피스톤부재(103)와 다판클러치(104)와의 사이에는, 피스톤 삽입구멍(102)의 안둘레측에 부착되어 있는 캔슬 플레이트(105)가 설치되어 있다. 이 캔슬 플레이트(105)는 스톱퍼(106)로 축방향의 이동이 규제되고 있다.

또한, 캔슬 플레이트(105)의 바깥둘레에는 밀봉부재로서의 시일립(112)이 설치되어 있고, 시일립(112)은 피스톤부재(103)의 바깥둘레측 원통부(103A)의 안둘레면에 밀봉접촉해 있다.

또한, 캔슬 플레이트(105)와 피스톤부재(103)와의 사이에는, 힘을 가하는 수단으로서의 판스프링형상의 스프링(107)이 설치되어 있고, 스프링(107)은 피스톤부재(103)를 캔슬 플레이트(105)로부터 거리가 멀어지는 방향, 즉, 도면 중 윗쪽으로 힘을 가하고 있다.

피스톤부재(103)는 피스톤 삽입구멍(102)의 폐색면(102A)에 고무형상 탄성체(108)를 통해서 접촉하고 정지하고 있다.

그리고, 피스톤부재(103)의 안둘레, 바깥둘레에는 피스톤 삽입구멍(102)의 안, 바깥둘레면에 미끄럼운동이 자유롭게 밀봉접촉하는 시일립(109)이 설치되어 있다.

이와 같이 하여, 피스톤 삽입구멍(102)내에 압력실(X), 오일(oil)실(Y)을 구분형성하고 있다.

또한, 피스톤 삽입구멍(102)을 형성하는 유지고리(100)의 단면 대략 U자 형상부의 안둘레측 원통부에는, 외부와 압력실(X)과 연속해서 통하는 압력포트(110)와, 외부와 오일실(Y)과 연속해서 통하는 포트(111)를 가지고 있다.

상기 구성에 있어서, 유지고리(100)의 압력포트(110)를 통해서 압력실(X)에 작동압력 PA이 작용한다. 압력이 상승하면, 피스톤부재(103)가 스프링(107)의 가하는 힘에 저항하여 축방향 도면중 아래방향으로 이동하고, 피스톤부재(103)의 원통부(103A)의 끝단부에서 다판클러치(104)를 누르고, 동력을 전달시킨다.

한편, 유지고리(100)의 포트(111)를 통해서 오일실(Y)에 오일을 공급하고, 압력실(X)의 압력을 낮게 함으로써, 스프링(107)의 가하는 힘에 의해서 피스톤부재(103)는 축방향(도면중 윗방향)으로 이동하고, 피스톤부재(103)의 원통부(103A)의 끝단부는 다판클러치(104)로부터 멀어져서, 동력의 전달을 해제시킨다.

이와 같이, 피스톤부재(103)를 축방향으로 왕복이동하고, 다판클러치(104)를 ON-OFF하도록 하고 있다.

그러나, 상기한 종래기술의 경우에는, 피스톤부재(103)의 안쪽 및 바깥둘레에 설치되어 있는 시일립(109)은, 제5(a)도에 나타내는 바와 같이 몰드에 의해서 형성한 몰드립(109A), 제5(b)도에 나타내는 바와 같이 메스커트(messcut)에 의해서 형성한 메스커트립(109B)으로 이루어져 있다.

이에 의해서, 시일립(109)의 미끄럼운동면 전면이 피스톤 삽입구멍(102)의 안,바깥둘레면에 접촉하므로, 마찰이 커지고, 이에 따라서 피스톤부재(103)의 작동불량을 발생시켰다.

이 때문에, 상기한 종래예에서는 자동변속기(A/T)의 변속문제, 예를 들면, 변속시의 쇼크가 크고, 변속시의 필링의 악화를 발생시켰다.

또한, 마찰이 큰 것에 따른 기구의 변경을 요하였다.

즉, 피스톤부재(103)의 리턴용의 힘을 가하는 수단인 스프링(107)의 탄력업이 필요하다. 스프링(107)모양의 변경을 요하였다.

이에 의해서, 비용이 증가됨과 동시에, 장치전체의 확대를 초래하고, 상대장착부인 자동차의 조립공간에 들어가지 않는다는 결점이 있었다.

본 발명의 목적은, 피스톤부재의 시일립에 의한 마찰의 절감을 도모하고, 이에 의해서 피스톤부재의 작동성의 향상을 도모할 수 있는 밀봉장치를 제공하는데 있다.

제1(a)도는 본 발명의 1 실시형태에 관한 밀봉장치의 단면도이고,

제1(b)도는 안둘레 시일립의 평행홈을 나타내는 요부확대단면도이고,

제1(c)도는, 안둘레 시일립의 평행돌기를 나타내는 확대단면도이다.

제2도는 제1도의 밀봉장치가 이용되는 자동변속기의 피스톤부를 나타내는 단면도이다.

제3도는 제1도의 밀봉장치에서의 평행돌기 또는 평행홈의 높이 또는 깊이에 있어서 압력과 마찰력의 관계를 나타내는 그래프이다.

제4도는 종래의 밀봉장치를 이용한 자동변속기의 피스톤부의 단면도이다.

제5(a)도 및 제5(b)도는 종래의 밀봉장치의 시일립의 요부확대단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 밀봉장치 2 : 슬리브

3 : 하우징(유지고리) 4 : 다판(多板)클러치

5 : 삽입구멍 6 : 피스톤부재

7 : 안둘레 시일립 8 : 바깥둘레 시일립

9 : 평행홈(밀봉부) 10 : 끝단면

10A : 볼록부 11 : 안둘레 피복부

12 : 바깥둘레 피복부 13 : 캔슬(cancel) 플레이트

13A : 원통부 14 : 스톱퍼

15 : 오일시일 16,17 : 통로

18 : 스프링 18A : 원통부

18B : 바깥쪽을 향한 플랜지부 18C : 안쪽을 향한 플랜지부

19 : 상대측 하우징 20 : 포트부

20A : 포트 20B : 구체(球體)

20C : 연통로 31 : 제1고리형상 오목부

31A : 지름방향부 31B : 안둘레측 원통부

32 : 제2고리형상 오목부 32A : 지름방향부

32B : 바깥둘레측 원통부 61 : 끝단벽

62 : 안둘레 스커트부 62A : 안쪽을 향한 플랜지부

63 : 바깥둘레 스커트부 91 : 평행돌기(밀봉부)

100 : 유지고리 101 : 슬리브

102 : 피스톤 삽입구멍 102A : 폐색면

103 : 피스톤부재 103A : 원통부

104 : 다판클러치 105 : 캔슬 플레이트

106 : 스톱퍼 107 : 스프링

109 : 시일립 109A : 몰드립(mold lip)

109B : 메스커트립(messcut lip) 110 : 압력포트

321B : 바깥둘레측 원통부의 큰 지름부

321C : 안둘레측 원통부의 작은 지름부

322B : 바깥둘레측 원통부의 작은 지름부

322C : 안둘레측 원통부의 큰 지름부

A : 압력실 B : 오일실

본 발명에 의한 밀봉장치는, 고리형상의 피스톤 삽입구멍을 구비한 하우징과, 그 하우징의 피스톤 삽입구멍내에 미끄럼운동이 자유롭게 삽입되는 고리형상의 피스톤부재와, 그 피스톤부재의 안,바깥둘레에 설치되는 상기 피스톤 삽입구멍이 안,바깥둘레면에 미끄럼운동이 자유롭게 밀봉접촉하는 시일립을 포함하여 구성되며, 상기 시일립의 미끄럼운동면에 요철을 설치하는 것을 특징으로 한다.

상기 시일립의 미끄럼운동면의 요철은 원주상에 설치되는 병행돌기 또는 병행홈으로, 그 돌기높이 또는 홈깊이는 0.05 내지 0.2mm인 것이 바람직하다.

상기 구성의 밀봉장치에 있어서는, 피스톤 삽입구멍의 안,바깥둘레면에 미끄럼운동이 자유롭게 밀봉접촉하는 피스톤부재의 안,바깥둘레에 설치되는 시일립의 미끄럼운동면에 요철(예를 들면, 병행돌기 또는 병행홈)을 설치하였기 때문에, 상대측 피스톤 삽입구멍의 둘레면과의 접촉면적이 작아짐과 동시에, 오목부내에 밀봉대상측 유체가 존재하게 된다.

이 때문에, 저마찰화가 되고, 시일립에 의한 마찰의 감소화를 도모할 수 있다. 이에 따라서, 피스톤부재의 미끄럼운동은 저마찰에서 행하여지기 때문에, 피스톤부재의 작동성향상을 도모할 수 있다.

이 시일립에 의한 가장 안정되고 저마찰이 되는 가장 적절한 형상은, 실험에 의해서 시일립의 미끄럼운동면의 요철로서 원주상에 평행돌기 또는 평행홈을 설치하고, 이 돌기높이 또는 홈깊이를 0.05 내지 0.2mm로 한다는 것을 알았다.

이것은, 돌기높이 또는 홈깊이를 크게 해 가면 마찰력의 차이가 커지고, 그 차이를 억제하도록 작게 해 가면 마찰력이 커지기 때문에, 저마찰력으로 차이가 작아지는 적정한 값으로서 상기 치수로 한 것이다.

이에 의해서, 보다 마찰의 감소화를 도모할 수 있고, 보다 피스톤부재의 작동성의 향상을 도모할 수 있다.

[실시예]

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 도시된 실시예를 설명한다.

본 발명의 1실시형태에 관한 밀봉장치를 제1도 및 제2도에 나타낸다.

본 실시형태에 관한 밀봉장치(1)는, 제2도에 나타낸 바와 같이, 종래와 마찬가지로 자동차 등의 자동변속기(A/T,CVT,T/F)의 피스톤부에 이용되는 것이다.

즉, 밀봉장치(1)는 대략적으로, 자동변속기에서의 변속전환입력에 관계하는 고리형상의 피스톤부재로서, 주로, 유압을 받아서, 클러치에 입력전달시키는 작용을 가지는 피스톤부재의 안쪽 및 바깥둘레에 시일립을 구비한 것이다.

도면에 있어서, 참조부호 2는 슬리브를 나타낸다. 슬리브(2)는 도시하지 않은 회전축에 장착되어 있다. 그리고 슬리브(2)의 바깥둘레측에는, 하우징을 이루는 유지고리(3)를 구비하고 있다.

유지고리(3)는, 단면 대략 S자형상으로, 축방향 바깥쪽(도면중 윗쪽)으로 개구하는 제1고리형상 오목부(31)와 축방향 안쪽(도면중 아래쪽)으로 개구하는 제2고리형상 오목부(32)를 가진다. 제1고리형상 오목부(31)의 안둘레측 원통부(31B)의 축방향 바깥쪽 끝단부를 스톱퍼(14)로 축방향의 이동을 규제하고 슬리브(2)에 장착되어 있다.

제2고리형상 오목부(32)는, 지름방향부(32A)와 바깥둘레측 원통부(32B)와 안둘레측 원통부(32C)(제1고리형상 오목부(31)의 바깥둘레측 원통부)로 이루어져 있고, 바깥둘레측 원통부(32B)는 제1고리형상 오목부(31)의 지름방향부(31A)로부터 축방향 안쪽으로 이어져 있다.

또한 바깥둘레측 원통부(32B)는 단턱부로 이루어져 있고, 축방향 안쪽이 바깥둘레측에 위치하고 큰 지름으로 되어 있다. 또한 안둘레측 원통부(32C)도 단턱부로 이루어져 있고, 제1고리형상 오목부(31)의 지름방향부(31A)근처가 안둘레측에 위치하고, 작은 지름으로 되어 있다.

그리고, 바깥둘레측 원통부(32B)의 축방향 안쪽의 큰 지름부(321B)와 작은 지름부(322B)와의 경계선은 안둘레측 원통부(32C)의 작은 지름부(321C)로부터 축방향 바깥쪽근처로 되어 있고, 큰 지름부(321B)측이 축방향 바깥쪽의 작은 지름부(322B)보다 길게 되어 있다. 이 길게 되어 있는 큰 지름부(321B)의 안둘레측에 다판클러치(4)가 수납되어 있다.

한편, 제2고리형상 오목부(32)의 바깥둘레측 원통부(32B)의 작은 지름부(322B)측은, 그 작은 지름부(322B)와 지름방향부(32A)와 안둘레측 원통부(32C)의 큰 지름부(322C)에서 고리형상의 피스톤 삽입구멍(5)을 형성하고 있다.

이 고리형상의 피스톤 삽입구멍(5)내에 고리형상의 피스톤부재(6)를 축방향으로 미끄럼운동이 자유롭게 삽입되어 있다.

피스톤부재(6)는 단면 대략 U자형상의 금속고리로, 유지고리(3)의 제2고리형상 오목부(32)의 지름방향부(32A)의 끝단면에 면하는 워셔형상의 끝단벽(61)과, 끝단벽(61)의 안, 바깥지름 끝단부로부터 축방향으로 다판클러치(4)쪽을 향해서 이어지는 한 쌍의 안둘레 및 바깥둘레 스커트부(62),(63)로 구성하고 있다. 또한, 끝단벽(61)의 바깥둘레측(바깥둘레 스커트부(63)측)근처는 다판클러치(4)쪽으로 벗어나 있다.

그리고, 안둘레 스커트부(62)의 앞끝단에는, 반지름방향 안쪽으로 약간 연장되는 안쪽을 향한 플랜지부(62A)가 설치되어 있다. 이 안쪽을 향한 플랜지부(62A)의 안지름 끝단에 고무형상 탄성체제의 안둘레 시일립(7)이 일체적으로 부착고정되어 있다.

이 안둘레 시일립(7)은, 축방향 제2고리형상 오목부(32)의 지름방향부(32A)측으로 이어져서 반지름방향 안쪽을 향해서 열리도록 경사져 있고, 립 앞끝단이 피스톤 삽입구멍(5)의 바깥둘레면[안둘레측 원통부(32C)의 큰 지름부(322C)의 바깥둘레면]에 미끄럼운동이 밀봉접촉해 있다.

또한, 바깥둘레 스커트부(63)와 끝단벽(61)과의 모서리부에 고무형상 탄성체제의 바깥둘레 시일립(8)이 일체적으로 부착고정되어 있다.

이 바깥둘레 시일립(8)은, 축방향 제2형상 오목부(32)의 지름방향부(32A)측에 이어서 반지름방향 바깥쪽을 향해서 열리도록 경사져있고, 립앞끝단이 피스톤 삽입구멍(5)의 바깥둘레면[바깥둘레측 원통부(32B)의 작은 지름부(322B)의 안둘레면]에 미끄럼운동이 자유롭게 밀봉접촉하고 있다.

이와 같이 하여, 안둘레 시일립(7) 및 바깥둘레 시일립(8)을 통해서 피스톤부재(6)와 유지고리(3)의 제2고리형상 오목부(32)의 지름방향부(32A)측과의 사이에 압력실(A)을 형성하고 있다.

그리고, 안둘레 시일립(7)과 바깥둘레 시일립(8)의 미끄럼운동면에는, 원주상에 요철로서, 병행홈으로서의 평행홈(9)[제1(b)도 참조; 또한, 안둘레 시일립(7), 바깥둘레 시일립(8) 양쪽 모두 미끄럼운동면의 형상이 같으므로, 안둘레 시일립(7)만 개시하고 있다.) 또는 병행돌기로서의 평행돌기(91)가 설치되어 있다(제1(c)도 참조; 또한, 평행홈(9)과 마찬가지로 안둘레 시일립(7), 바깥둘레 시일립(8) 양쪽 모두 미끄럼운동면의 형상이 같으므로, 안둘레 시일립(7)만 개시됨].

또한, 안, 바깥둘레 시일립(7),(8)은 제1(b)도, 제1(c)도에 나타내는 바와같이 몰드성형에 의해서 형성하여도, 도면중 화살표 F에 메스커트하여 형성하여도 좋다[안둘레 시일립(7)만 도시됨].

또한, 끝단벽(61)의 끝단면, 안둘레 스커트부(62)의 안둘레면 및 바깥둘레 스커트부(63)의 바깥둘레면을, 고무형상 탄성재에 의한 끝단면, 안둘레 및 바깥둘레 피복부(10),(11),(12)에 의해서 전면을 피복하고 있고, 상기 안둘레 시일립(7)과 바깥둘레 시일립(8)을, 끝단면, 안둘레 및 바깥둘레 피복부(10),(11),(12)와 일체성형하고 있다.

상기 끝단면 피복부(10)에는, 피스톤 삽입구멍(5)의 안끝단면인 제2고리형상 오목부(32)의 지름방향부(32A) 끝단면에 맞닿음으로써 피스톤부재(6)의 위치결정을 하기 위한 볼록부(10A)를 설치하고 있다.

이 피스톤부재(6)에 대향하여 제2고리형상 오목부(32)의 다판클러치(4)측에는, 축방향의 이동을 규제한 고리형상의 규제부재로서의 캔슬 플레이트(13)가 설치되어 있다. 이 캔슬 플레이트(13)는, 얇은 강판으로 만들어진 금속고리로, 제2고리형상 오목부(32)의 안둘레측 원통부(32C)의 작은 지름부(321C)에 대하여 붙이고 떼는 것이 자유로운 안지름에 설정되어 있고, 스톱퍼(14A)에 의해서 축방향, 구체적으로는 피스톤부재(6)로부터 거리가 멀어지는 방향의 이동이 규제되고 있다.

그리고, 캔슬 플레이트(13)의 바깥지름은 피스톤부재(6)의 바깥둘레 스커트부(63)의 안지름보다 작게 되어 있다.

즉, 이 캔슬 플레이트(13)는, 반지름방향 제2고리형상 오목부(32)의 안둘레측 원통부(32C)의 작은 지름부(321C)로부터 피스톤부재(6)의 바깥둘레 스커트부(63)까지 이어지는 금속고리로, 그 반지름방향 중도부에 원통부(13A)를 가지고 있고, 그 원통부(13A)의 다판클러치(4)측 끝단부로부터 작은 지름부(321C)측을 향해서 이어지는 안쪽을 향한 플랜지부(13B)와, 피스톤부재(6)측 끝단부로부터 바깥둘레 스커트부(63)측을 향해서 이어지는 바깥쪽을 향한 플랜지부(13C)를 가지고 있으며, 그 바깥지름끝단에 피스톤부재(6)의 바깥둘레 스커트부(63)의 안둘레면에 미끄럼운동이 자유롭게 밀봉접촉하는 시일부재로서의 오일시일(15)이 설치되어 있다.

이와 같이 하여, 캔슬 플레이트(13)와 피스톤부재(6)와의 사이에 오일실(B)을 형성함과 동시에, 다판클러치(4)측의 오일실(C)과 구분하고 있다.

또한, 유지고리(3)의 제2고리형상 오목부(32)의 안둘레측 원통부(32C)의 큰 지름부(322C)에는 압력실(A)에 연이어 통하는 통로(16)를, 작은 지름부(321C)에는 오일실(B)에 연이어 통하는 통로(17)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 캔슬 플레이트(13)와 피스톤부재(6)와의 사이에, 피스톤부재(6)를 캔슬 플레이트(13)로부터 거리가 멀어지는 방향, 즉 제2도 중 윗쪽으로 힘을 가하는 수단으로서의 스프링(18)이 설치되어 있다.

이 스프링(18)은 판스프링형상으로, 반지름방향 바깥쪽으로 약간 경사지는 원통부(18A)와, 그 원통부(18A)의 피스톤부재(6)측 끝단부로부터 반지름방향 바깥쪽으로 이어지고 피스톤부재(6)의 끝단벽(61)측으로 기울어지는 바깥쪽을 향한 플랜지부(18B)와, 캔슬 플레이트(13)측 끝단부로부터 반지름방향 안쪽으로 이어지는 안쪽을 향한 플랜지부(18C)로 이루어져 있다.

이 안쪽을 향한 플랜지부(18C)의 끝단면이 캔슬 플레이트(13)의 안쪽을 향한 플랜지부(13B)의 끝단면에 맞닿고, 경사져 있는 바깥쪽을 향한 플랜지부(18B)의 바깥지름 끝단부가 피스톤부재(6)의 끝단벽(61)에 맞닿아서 피스톤부재(6)를 캔슬 플레이트(13)로부터 거리가 멀어지는 방향으로 힘을 가하고 있다.

그리고, 유지고리(3)의 제1고리형상 오목부(31)내에 밀봉장치(1)가 조립되는 자동차 등의 조립공간(D)을 형성하는 상대장착부인 상대측 하우징(19)에 가지는 포트부(20)가 밀폐적으로 삽입되어 있다.

포트부(20)에는, 외부와 제1고리형상 오목부(31)내와 연이어 통하는 포트(20A)를 가지고 있으나, 그 개구끝단부는 구체(20B)로 폐색해 있다. 이 포트(20A)에는 유지고리(3)의 통로(16)와 연이어 통하는 연통로(20C)를 가지고 있어, 외부로부터 압력실(A)에 작동압력(PA)가 공급되도록 되어 있다.

상기 구성에 있어서는, 피스톤부재(6) 및 캔슬 플레이트(13)는, 유지고리(3)를 통해서 슬리브(2)에 장착해 있기 때문에, 그 슬리브(2)가 장착되는 회전축의 회전에 의해서, 그 유니트와 함께 회전한다(0 내지 8000rpm).

그리고, 오일실(B)에 유지고리(3)의 통로(17)를 통해서 오일을 공급하고, 압력실(A)이 저압이 될 때는, 스프링(18)의 부세력이 피스톤부재(6)에 가해지고 있고, 끝단면 피복부(10)의 볼록부(10A)가 유지고리(3)의 제2고리형상 오목부(32)의 지름방향부(32A)에 접촉하여 정지하고 있다.

또한, 압력실(A)에 상대측 하우징(19)의 포트부(20)의 포트(20A), 연통로(20C) 및 유지고리(3)의 통로(16)를 통해서 작동압력(PA)이 작용하고(5 내지 30kgf/cm2정도), 압력이 상승하면, 피스톤부재(6)가 스프링(18)의 가하는 힘에 저항하여 제2도 중 아래방향으로 이동하고, 피스톤부재(6)의 바깥둘레 스커트부(63)의 끝단부에서 다판클러치(4)를 눌러서, 동력을 전달시킨다.

그리고, 동력의 전달을 해제할 때는, 상기한 바와 같이 오일실(B)에 오일을 공급하고, 압력실(A)의 압력을 낮게 함으로써, 스프링(18)의 가하는 힘에 의해서 피스톤부재(6)를 제2도 중 윗방향으로 이동시킨다. 이에 의해서, 원위치로 복귀하게 된다.

상기 구성의 밀봉장치에 있어서는, 피스톤 삽입구멍(5)의 안쪽 및 바깥둘레면에 미끄럼운동이 자유롭게 밀봉접촉하는 피스톤부재(6)의 안쪽 및 바깥둘레에 설치되는 안둘레 시일립(7) 및 바깥둘레 시일립(8)의 미끄럼운동면에 요철로서 평행홈(9) 또는 평행돌기(91)를 설치하였으므로, 상대측 피스톤 삽입구멍(5)의 둘레면과의 실질접촉면적이 작아짐과 동시에, 오목부내에 밀봉대상측 유체인 오일이 개재되게 된다.

그 때문에, 저마찰화가 되고, 안, 바깥둘레 시일립(7),(8)에 의한 마찰의 감소화를 도모할 수 있다. 이에 따라서, 피스톤부재(6)의 미끄럼운동은 저마찰에서 행하여지기 때문에, 피스톤부재(6)의 작동성향상을 도모할 수 있다.

이에 의해서, 자동변속기의 변속문제, 예를 들면 변속시의 쇼크가 크고, 변속시의 필링의 악화가 발생하는 일이 없어져서, 기능향상을 도모할 수도 있다.

또한, 마찰이 커지지 않기 때문에, 기구의 변경을 행할 필요가 없다.

즉, 피스톤부재(6)의 리턴용의 힘을 가하는 수단인 스프링(18)의 탄력을 증가할 필요가 없기 때문에, 스프링(18)의 모양을 변경하는 일이 없다.

이에 의해서, 종래예와 같이 스프링모양의 변경에 따라서 비용증가가 되는 경우가 없음과 동시에, 장치전체의 변경이 없어지고, 상대장착부인 자동차의 조립공간(D)에 들어가지 않게 되는 경우가 없어진다.

여기에서, 안, 바깥둘레 시일립(7),(8)의 미끄럼운동면에 설치된 평행돌기(91) 또는 평행홈(9)의 높이 또는 깊이 H(제1(b)도, 제1(c)도 참조)의 치수에 있어서, 평상온도와 120°에서, 마찰(N)과 압력(MPa)과의 관계를 조사한 결과를 제3도의 그래프를 나타낸다.

또한, 높이 또는 깊이 H를, 소돌기(0.03mm), 중간홈(0.1mm), 큰 홈(0.2mm)으로서 실험하고 있다.

그래프로부터, 평상온도에 있어서, 마찰력은, (고) 소돌기＞ 중간홈 ＞ 큰 홈 (저)의 순으로 되어 있다. 높이 또는 깊이 H를 크게 하면, 마찰력은 작아지지만, 불균형이 커지기 때문에, 높이 또는 깊이 H의 치수는 0.05 내지 0.2mm가 바람직하다.

한편, 온도 120℃시는, 거의 마찰력, 불균형에 차가 없는 결과로 되어 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 자동차 등의 자동변속기의 피스톤부에 이용한 것을 예를 들어 설명하였으나, 그밖의 다른 기구의 피스톤부에 이용하여도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서 나타낸 구성부품의 재질 및 형상은 적절한 모양 등에 의해서 변경되는 것이다.

본 발명에 있어서는, 피스톤 삽입구멍의 안, 바깥둘레면에 미끄럼운동이 자유롭게 밀봉접촉하는 피스톤부재의 안, 바깥둘레에 설치되는 시일립의 미끄럼운동면이 요철을 설치하였으므로, 상대측의 피스톤 삽입구멍의 둘레면과의 접촉면적이 작아짐과 동시에, 오목부내에 밀봉대상측 유체가 개재하게 된다.

이 때문에, 저마찰화가 되고, 시일립에 의한 마찰의 감소화를 도모할 수 있다. 이에 따라서, 피스톤부재의 미끄럼운동은 저마찰상태에서 행하여지기 때문에, 피스톤부재의 작동성향상을 도모할 수 있다.

이 시일립에 의한 가장 안정되고 저마찰로 되는 가장 적절한 형상은, 실험에 의해서 시일립의 미끄럼운동면의 요철로서 원주상에 평행돌기 또는 평행홈을 설치하고, 이 돌기높이 또는 홈깊이를 0.05 내지 0.2mm로 하는 것이 좋고, 이 치수로 함으로써, 보다 프리쿠션의 저감화를 도모할 수 있고, 보다 피스톤부재의 작동성의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명에 있어서 가장 중요한 것은, 소정유압의 유지이다.

특히 자동차용의 자동변속기에 본 발명의 밀봉장치를 사용할 때는, 유니트전체가 함께 회전하고 있는 상태에서 소정의 유압을 유지한다. 그리고 다판클러치를 눌러서 변속을 행한다. 회전시에는, 안둘레측에는 작은 원심유압이 작용하고, 바깥둘레측에는 커다란 원심유압이 작용한다. 그 상태에서도, 양호한 유압유지가 달성되어야 한다.

홈의 깊이를 0.05 내지 0.2mm으로 함으로써, 많은 오일을 홈 안에 넣어서 오일막을 두껍게 할 수 있다. 그 결과, 유압유지가 보다 양호해진다. 0.05mm보다도 작으면, 양호한 오일막을 얻기 어렵게 된다. 0.2mm보다 크면, 유압의 차이가 커진다.

본 발명에 있어서는, 소정의 유압을 유지할 수 있는 것이면, 다소의 오일이 새는 것도 허용할 수 있다. 그 때문에, 돌기나 홈의 앞끝단부(접촉부분)의 형상은 둥그스름해진 것으로 하고, 원활한 피스톤운동을 가능하게 한다.

Claims

원통형의 안쪽 및 바깥둘레면을 포함하는 고리형상의 피스톤 삽입구멍(5)을 구비한 하우징(3)과; 상기 피스톤 삽입구멍(5)내에 미끄럼운동이 자유롭게 삽입되며 안쪽 및 바깥둘레부를 포함하는 고리형상부를 가지는 피스톤부재(6)와; 상기 피스톤부재(6)의 안쪽둘레부에 고정되고, 상기 피스톤부재(6)의 안쪽둘레부와 미끄럼운동이 자유롭게 접촉되는 밀봉부(9,91)를 가지는 안둘레 시일립(7) 및; 상기 피스톤부재(6)의 바깥둘레부에 고정되고, 상기 피스톤부재(6)의 바깥둘레부와 미끄럼운동이 자유롭게 접촉되는 밀봉부(9,91)를 가지는 바깥둘레 시일릴(8)을 포함하여 구성되며; 상기 안둘레 시일립(7) 및 바깥둘레 시일립(8)의 밀봉부(9,91)는 상호간에 병행관계로 방사방향으로 배치되며 0.05mm 내지 0.2 mm의 깊이를 가지는 다수개의 홈으로 형성된 요철부를 가지는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제1항에 있어서, 하우징(3)은 피스톤부재(6)가 슬리브(2)에 장착되는 유지고리로서 형성되어 유니트로서 0 내지 8,000 rpm의 속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제1항에 있어서, 하우징(3)과, 피스톤부재(6)와, 안둘레 시일립(7) 및 바깥둘레 시일립(8)은 작동압력(PA)이 가해지는 압력실(A)을 형성하는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제3항에 있어서, 오일실(B)이 상기 피스톤부재(6)에 의하여 형성되고, 그 피스톤부재(6)가 압력실(A)과 오일실(B)의 사이에 위치하도록 한 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제1항에 있어서, 작동압력이 작용하는 압력실(A) 및 오일실(B)이 상기 피스톤부재(6)에 의하여 형성되고, 그 피스톤부재(6)가 압력실(A)과 오일실(B) 사이에 위치되도록 한 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제2항에 있어서, 작용압력이 작용하는 압력실(A) 및 오일실(B)이 상기 피스톤부재(6)에 의하여 형성되고, 그 피스톤부재(6)가 압력실(A)과 오일실(B) 사이에 위치되도록 한 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제1항에 있어서, 밀봉장치가 자동차용 자동변속기에 사용되는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.