JP2006144901A

JP2006144901A - 往復動シール

Info

Publication number: JP2006144901A
Application number: JP2004335424A
Authority: JP
Inventors: Koji Fujii; 宏治藤井
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2004-11-19
Filing date: 2004-11-19
Publication date: 2006-06-08

Abstract

【課題】密封対象空間Ｓの圧力によるシールリップ１０３の摩擦負荷の変化を抑制した往復動シールを提供する。
【解決手段】軸方向相対移動可能な状態に配置された外側部材１０１と内側部材１０２のうち一方の部材に設けられて、外側部材１０１の内周の高圧となる空間Ｓ側を向いたシールリップ１０３が、外側部材１０１と内側部材１０２のうち他方の部材の周面と摺動可能に密接され、シールリップ１０３に、補強板１０４が一体的に設けられ、この補強板１０４は、円周方向に連続すると共に、円周方向と直交する断面上でシールリップ１０３の突出方向へ延びるものである。すなわち、この補強板１０４によって、流体圧力の変動によるシールリップ１０３の変形が抑制される。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧装置などのように、互いに軸方向往復動可能な状態に配置された外側部材と内側部材からなる装置において、これら外側部材と内側部材の間を密封する往復動シールに関する。

往復動シールの一種として、自動車の自動変速機におけるクラッチ装置を作動させる油圧アクチュエータに用いられるものが知られている。図３は、この種の油圧作動クラッチ装置の概略構成を、駆動軸の軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図、図４は、図３の一部を拡大して示す部分断面図である。

まず図３において、参照符号１は不図示の駆動軸に取り付けられて断面形状が略コ字形を呈する環状のクラッチシリンダ、２はクラッチシリンダ１内に軸方向移動可能に配置されたクラッチピストン、３は、このクラッチピストン２と軸方向に対向配置されると共に止め輪３１を介してクラッチシリンダ１の内周筒部１ａに固定されたキャンセルプレート、４は、クラッチシリンダ１に軸方向移動可能な状態で円周方向に係止された複数のドライブプレート４１と、不図示の従動軸側に設けられたクラッチハブ５に軸方向移動可能な状態で円周方向に係止された複数のドリブンプレート４２が軸方向交互に配置された多板クラッチである。クラッチピストン２の外周裾部２ａは、多板クラッチ４のドライブプレート４１と軸方向に対向しており、ピクラッチピストン２とキャンセルプレート３の間には、リターンスプリング６が、適宜圧縮状態に介装されている。

クラッチピストン２は、その内外周に、クラッチシリンダ１の内周筒部１ａ及び外周筒部１ｂと摺動可能に密接されたゴム状弾性材料からなる往復動シールとしてのシールリップ２１，２２を一体に有し、キャンセルプレート３は、その外周縁に、クラッチピストン２の外周筒部２ｂの内周面と摺動可能に密接されたゴム状弾性材料からなる往復動シールとしてのシールリップ３１を一体に有する。また、クラッチシリンダ１の内周筒部１ａには、クラッチシリンダ１とクラッチピストン２の間に画成された加圧室７に油圧を導入するための油通路１１と、クラッチピストン２とキャンセルプレート３の間に画成された油室８に臨む油通路１２が開設されている。

すなわちこの流体圧アクチュエータは、油通路１１を介して加圧室７に油圧を印加することによって、クラッチピストン２がリターンスプリング６を圧縮する（油室８を縮小する）方向へクラッチシリンダ１内を軸方向変位して、多板クラッチ４におけるドライブプレート４１をドリブンプレート４２に押し付けるので、駆動軸から従動軸へ動力を伝達する接続状態となる。

次に、加圧室７の油圧を開放すると、クラッチピストン２は、圧縮されたリターンスプリング６の付勢力によって、加圧室７の容積を縮小させる方向へクラッチシリンダ１内を軸方向変位して、多板クラッチ４におけるドライブプレート４１とドリブンプレート４２の圧接を解除し、これによって、駆動軸から従動軸への動力伝達を遮断する。

ここで、クラッチシリンダ１及びクラッチピストン２は、駆動軸と共に回転しているので、加圧室７内に導入された作動油は遠心力によって外周側へ押し付けられる。したがって加圧室７内には、このような遠心力による油圧（以下、遠心油圧という）が発生し、この遠心油圧は、リターンスプリング６によるクラッチピストン２の復帰動作を妨げるように作用する。しかし、クラッチピストン２とキャンセルプレート３の間には油室８が画成されているので、油通路１２を介してこの油室８内に導入された作動油にも同様に遠心油圧が発生する。このため、クラッチピストン２の軸方向両側で遠心油圧が均衡し、相殺されて、クラッチピストン２の復帰動作によるクラッチの切断を円滑に行うことができる（例えば特許文献１参照）。
特開平９−２１００８８号公報

従来、このような装置に設けられる往復動シールとしてのシールリップ２１，２２，３２は、図４に、キャンセルプレート３の外周に設けたシールリップ３２の場合について示されるように、油室８に発生する油圧（遠心油圧）Ｐが、シールリップ３２をクラッチピストン２の外周筒部２ｂの内周面に押し付けるように作用する。また、シールリップ２１，２２の場合も同様、加圧室７に印加される油圧が、シールリップ２１，２２をクラッチシリンダ１の内周筒部１ａ及び外周筒部１ｂに押し付けるように作用する。

このため、油圧Ｐが高圧になると、シールリップ３２（シールリップ２１，２２）の摩擦負荷も高くなって、クラッチピストン２の軸方向移動を阻害したり、シールリップ３２（シールリップ２１，２２）の早期摩耗を来す問題がある。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、密封対象空間の圧力によるシールリップの摩擦負荷の変化を抑制した往復動シールを提供することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る往復動シールは、軸方向相対移動可能な状態に配置された外側部材と内側部材のうち一方の部材に設けられて、前記外側部材の内周の高圧となる空間側を向いたシールリップが、前記外側部材と内側部材のうち他方の部材の周面と摺動可能に密接され、前記シールリップに、補強板が一体的に設けられ、この補強板は、円周方向に連続すると共に、円周方向と直交する断面上で前記シールリップの突出方向へ延びるものである。すなわち、この補強板によって、流体圧力の変動によるシールリップの変形を抑制するようにしたものである。

請求項２の発明に係る往復動シールは、請求項１に記載の構成において、シールリップの先端側を向いた補強板の端部が、円周方向所定間隔で形成されたスリットによって多数の板バネ部に分割されたものである。

請求項１の発明に係る往復動シールによれば、密封対象の流体圧力の変動によるシールリップの摩擦負荷の変動が抑制されるので、外側部材と内側部材の円滑な軸方向相対移動が確保されると共に、シールリップの早期摩耗を防止することができる。

請求項２の発明に係る往復動シールによれば、請求項１による効果に加え、適度な径方向追随性を確保し、シールリップの摩耗による密封面圧の低下を補償する追随機能を付与することができる。

以下、本発明に係る往復動シールの好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。まず図１は、第一の形態をその軸心を通る平面で切断して示す断面図である。

図１において、参照符号１０１は外側部材であって、例えば油圧作動のクラッチ装置におけるクラッチピストンに相当する。また、参照符号１０２は、外側部材１０１の内側に配置された内側部材であって、例えば前記クラッチ装置におけるキャンセルプレートに相当する。外側部材１０１及び内側部材１０２は、共に鋼板などの金属板の打ち抜きプレス成形によって製作されており、互いに軸方向移動可能に設けられている。

内側部材１０２の外周端部１０２ａには、円周方向に連続したシールリップ１０３が一体的に設けられている。このシールリップ１０３は、ゴム状弾性材料からなるものであって、密封対象空間Ｓ側を向いて突出しており、先端側が大径となるテーパ状に開いた形状に成形され、先端近傍の外周面が外側部材１０１の内周面１０１ａと摺動可能に密接された密封摺動面１０３ａとなっており、膜状の基部１０３ｂ，１０３ｃが、内側部材１０２の外周端部１０２ａを覆うように延びて、加硫接着されている。なお、密封対象空間Ｓは、請求項１に記載された高圧となる空間に相当する。

シールリップ１０３には、その密封対象空間Ｓ側の面に補強板１０４が一体的に設けられている。詳しくは、この補強板１０４は、例えば金属薄板あるいは合成樹脂からなるものであって、円周方向に連続すると共に、円周方向と直交する断面（図示の断面）上でシールリップ１０３の突出方向へ延び、このシールリップ１０３と一体的に加硫接着されている。

以上の構成において、シールリップ１０３は、密封対象空間Ｓ内の流体圧力（例えば油圧）を保持するために、外側部材１０１と内側部材１０２の間で密封対象空間Ｓを密封するものである。そして、シールリップ１０３は、密封対象空間Ｓ内の流体圧力Ｐによる変形が、補強板１０４によって抑制されているので、流体圧力Ｐが高圧になっても、外側部材１０１の内周面１０１ａに対するシールリップ１０３の摩擦負荷の増大が僅かなものに抑えられる。したがって、外側部材１０１と内側部材１０２の円滑な軸方向相対移動が確保されると共に、シールリップ１０３の早期摩耗を防止することができる。

次に図２は、本発明に係る往復動シールの第二の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。

この形態においては、補強板１０４が、円盤部１０４ａと、その外周からシールリップ１０３の本体部分に沿って先端が大径となるように開いたテーパ状に延びると共に円周方向所定間隔で形成されたスリット１０４ｃによって分割された多数の板バネ部１０４ｂからなる。円盤部１０４ａは、シールリップ１０３における密封対象空間Ｓ側の基部１０３ｂに加硫接着され、板バネ部１０４ｂは、シールリップ１０３における本体部分の密封対象空間Ｓ側のテーパ面に加硫接着されている。

シールリップ１０３や、その他の部分の構成は、基本的に、先に説明した図１に示される第一の形態と略同様である。

以上の構成によれば、図１と同様、密封対象空間Ｓ内の流体圧力によるシールリップ１０３の変形が、補強板１０４によって抑制されているので、流体圧力が高圧になっても、外側部材１０１の内周面１０１ａに対するシールリップ１０３の摩擦負荷の増大が僅かなものに抑えられる。したがって、外側部材１０１と内側部材１０２の円滑な軸方向相対移動が確保されると共に、シールリップ１０３の早期摩耗を防止することができる。

また、補強板１０４は円盤部１０４ａを有することによって接着面積が大きくなっており、しかも各板バネ部１０４ｂ間のスリット１０４ｃにもシールリップ１０３のゴム状弾性材料の一部が充填され接着されているので、高圧が負荷された時のシールリップ１０３と補強板１０４の応力差による接着剥がれを有効に防止することができる。

しかも、板バネ部１０４ｂは、上述のように、密封対象空間Ｓ内の流体圧力によるシールリップ１０３の変形を抑制するものであるほか、適当なバネ性を有することから、シールリップ１０３の摩耗による密封面圧の低下を補償する追随機能を付与することができる。

なお、本発明は、先に説明した図３の油圧作動クラッチ装置におけるクラッチピストン２に設けられたシールリップ２１，２２にも同様に適用することができる。また、シールリップが外側部材に設けられて内側部材と摺動可能に密接されるものについても、同様に構成することができる。

本発明に係る往復動シールの第一の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。本発明に係る往復動シールの第二の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。油圧作動クラッチ装置の概略構成を、駆動軸の軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。図３の一部を拡大して示す部分断面図である。

符号の説明

１０１外側部材
１０２内側部材
１０３シールリップ
１０４補強板
１０４ａ円盤部
１０４ｂ板バネ部
１０４ｃスリット
Ｓ空間

Claims

軸方向相対移動可能な状態に配置された外側部材（１０１）と内側部材（１０２）のうち一方の部材に設けられて、前記外側部材（１０１）の内周の高圧となる空間（Ｓ）側を向いたシールリップ（１０３）が、前記外側部材（１０１）と内側部材（１０２）のうち他方の部材の周面（１０１ａ）と摺動可能に密接され、前記シールリップ（１０３）に、補強板（１０４）が一体的に設けられ、この補強板（１０４）は、円周方向に連続すると共に、円周方向と直交する断面上で前記シールリップ（１０３）の突出方向へ延びることを特徴とする往復動シール。
シールリップ（１０３）の先端側を向いた補強板（１０４）の端部が、円周方向所定間隔で形成されたスリット（１０４ｃ）によって多数の板バネ部（１０４ｂ）に分割されたことを特徴とする請求項１に記載の往復動シール。