JP5182474B2

JP5182474B2 - シール一体型ピストン

Info

Publication number: JP5182474B2
Application number: JP2007209354A
Authority: JP
Inventors: 智昭西村; 宏治藤井
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2027-08-10
Also published as: US20090038906A1; JP2009041709A

Description

本発明は、車両の自動変速機の油圧作動クラッチに用いられるシール一体型ピストンに関する。

車両の自動変速機における油圧作動クラッチは、油圧によってクラッチシリンダ内を軸方向移動するクラッチピストンが、多板クラッチにおける駆動軸側のドライブプレートと従動軸側のドリブンプレートとを圧接させるようになっており、前記クラッチピストンとしては、ピストン本体の外周部及び内周部にシールリップが加硫接着によって一体化されたシール一体型ピストン（ボンデッドピストンシール又はシールボンデッドピストンとも呼ばれる）が知られている。

図４は、従来のシール一体型ピストンを用いた油圧作動クラッチの概略構成を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す片側断面図、図５は、図４の一部を拡大した断面図である。図４に示される油圧作動クラッチにおいて、参照符号１は、不図示の駆動軸と共に回転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、このクラッチシリンダ１の端盤部１ａとの間に油圧室４を画成するシール一体型ピストン、３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３１と、不図示の従動軸側に設けられたクラッチハブ３３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３２が軸方向交互に配置された多板クラッチである。クラッチシリンダ１の内筒部１ｃには、油圧室４にオイル（ＡＴＦ）による油圧を導入するための油通路１ｄが開設されている。

シール一体型ピストン２は、金属プレス成形品のピストン本体２１と、その内外周に一体的に成形されて、クラッチシリンダ１の外筒部１ｂ及び内筒部１ｃと摺動可能に密接されたゴム状弾性材料からなるシールリップ２２，２３を一体に有し、不図示のリターンスプリングによって、油圧室４の容積を縮小する方向、言い換えれば多板クラッチ３から遠ざかる方向へ付勢されている。ピストン本体２１の外周筒部２１ａは、その先端がクラッチ押圧部２１ｂとなっていて、多板クラッチ３と軸方向に対向している。

すなわちこの油圧作動クラッチは、油通路１ｄを介して油圧室４に油圧を印加することによって、シール一体型ピストン２が不図示のリターンスプリングの付勢力に抗してクラッチシリンダ１内を軸方向変位し、多板クラッチ３におけるドライブプレート３１をドリブンプレート３２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、油圧室４の油圧を開放すると、シール一体型ピストン２は、リターンスプリングの付勢力によって、油圧室４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３におけるドライブプレート３１とドリブンプレート３２の圧接を解除するので、駆動軸から従動軸への動力伝達を遮断する（例えば、下記の特許文献１参照）。
特開２００１−２４１４６７号公報

この種の油圧作動クラッチのシール一体型ピストン２は、外周側のシールリップ２２をピストン本体２１に一体成形する際に、成形用ゴム材料の流れをピストン本体２１の外周筒部２１ａの外周面で止めることが困難であるため、外周側のシールリップ２２からは、ピストン本体２１の外周筒部２１ａの外周面を被覆するように延びるゴム膜２２ａが形成されている。そして、このゴム膜２２ａの先端がクラッチ押圧部２１ｂに廻り込んでいるようなことがあると、多板クラッチ３との接触の際に、クラッチ押圧部２１ｂのゴムが剥離することによるコンタミを発生してしまうため、従来は、図５に示されるように、クラッチ押圧部２１ｂの外周側に、軸心とほぼ直交する平面をなす環状段差部２１ｃを凹設し、この環状段差部２１ｃにおいて、成形時のゴム止めを行うようにしている。

ところがこの場合、環状段差部２１ｃに金型を押し付けてゴムの廻り込みを確実に遮断するため、環状段差部２１ｃの径方向幅ｗ_１を所定の大きさ以上に形成する必要がある。このため、クラッチ押圧部２１ｂの幅（押圧面積）ｗ_２が狭くなり、多板クラッチ３を押圧する際のクラッチ押圧部２１ｂの面圧が大きくなって摩耗が進行しやすく、またこれにより、多板クラッチ３との距離が変化して変速機の機能に悪影響を及ぼす懸念があった。

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、その技術的課題とするところは、油圧作動クラッチに用いられるシール一体型ピストンにおいて、クラッチ押圧部の極力大きな押圧面積を確保することにある。

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の発明に係るシール一体型ピストンは、クラッチシリンダ内に軸方向移動可能に配置されたピストン本体と、このピストン本体の外周筒部に一体に設けられ前記クラッチシリンダの内面に軸方向摺動可能に密接されるシールリップとを備え、前記ピストン本体の外周筒部の外周面に先端側へ向けて小径となり前記外周筒部の肉厚を減少させる円錐状段差面が形成され、前記ピストン本体の外周筒部の先端に、多板クラッチを押圧可能なクラッチ押圧部が前記円錐状段差面を介して突設され、前記シールリップの基部から前記ピストン本体の外周筒部の外周面を覆うように延びるゴム膜の端部が、前記円錐状段差面又はこの円錐状段差面の端部に位置することを特徴としている。すなわち、ピストン本体の外周筒部にシールリップを一体成形する際のゴム止めを前記円錐状段差面で行うことによって、ピストン本体の外周筒部の径方向幅におけるクラッチ押圧部の大きな径方向幅を確保したものである。

請求項１の発明に係るシール一体型ピストンによれば、シールリップを一体成形する際のゴム止めを、ピストン本体の外周筒部に形成した円錐状段差面で行うことによって、径方向幅が十分に大きなクラッチ押圧部を確保することができ、その結果、多板クラッチを押圧する際のクラッチ押圧部の面圧を低下させて摩耗を抑えることができるので、変速機への悪影響を防止することができる。

以下、本発明に係るシール一体型ピストン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。図１は、本発明に係るシール一体型ピストンの第一の形態を、油圧作動クラッチの一部と共に軸心Ｏを通る平面で切断して示す片側断面図、図２は、図１の要部拡大断面図である。

図１に示される自動変速機用油圧作動クラッチにおいて、参照符号１１０は、不図示の駆動軸と共に軸心Ｏの周りに回転されるクラッチシリンダ、参照符号１２０は、クラッチシリンダ１１０内に軸方向移動可能に配置された、本発明に係るシール一体型ピストン、参照符号１３０は、多板クラッチである。

クラッチシリンダ１１０は、外周部材１１１と内周部材１１２の接合体であって、外周部材１１１は、内向き鍔部１１１ａと、その外周側の円錐壁部１１１ｂと、その外周端から外周側へ展開した円盤部１１１ｃと、さらにその外周端から前記円錐壁部１１１ｂと同心に折り返されるように形成された外筒部１１１ｄからなり、内周部材１１２は、外周縁が外周部材１１１の内向き鍔部１１１ａと密接嵌合した状態で一体に接合された外向き鍔部１１２ａと、その内周端から外周部材１１１の外筒部１１１ｄと同心に延びる内筒部１１２ｂとを備える。

多板クラッチ１３０は、クラッチシリンダ１１０の外筒部１１１ｄ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１３１と、不図示の従動軸側に設けられたクラッチハブ１３３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１３２が軸方向交互に配置された構造を備える。

本発明の第一の形態に係るシール一体型ピストン１２０は、軸心Ｏを中心とする環状を呈するピストン本体１２１と、このピストン本体１２１に一体に設けられたシールリップ１２２，１２３とを備える。

シール一体型ピストン１２０におけるピストン本体１２１は、金属板のプレス成形によって製作されたものであって、クラッチシリンダ１１０における外周部材１１１の円盤部１１１ｃと対向される円盤状の外周側受圧部１２１ａと、前記外周部材１１１の円錐壁部１１１ｂと対向される円錐状の中間受圧部１２１ｂと、前記外周部材１１１の内向き鍔部１１１ａ及び内周部材１１２の外向き鍔部１１２ａと対向される円盤状の内周側受圧部１２１ｃと、さらにその内周側に形成された内周屈曲端部１２１ｄと、前記外周側受圧部１２１ａの外周端から折り返されて、前記外周部材１１１の外筒部１１１ｄと径方向に対向される外周筒部１２１ｅと、さらに、この外周筒部１２１ｅの外周面に先端側へ向けて小径となるように形成された円錐状段差面１２１ｇを介して、前記外周筒部１２１ｅの先端に突設されたクラッチ押圧部１２１ｆとを備える。

クラッチシリンダ１１０における外周部材１１１の円盤部１１１ｃから内周部材１１２の外向き鍔部１１２ａにかけての部分と、これに対向されるピストン本体１２１の外周側受圧部１２１ａから内周屈曲端部１２１ｄにかけての部分との間には、シールリップ１２２，１２３によって油圧室１４０が画成され、クラッチシリンダ１１０における内周部材１１２の内筒部１１２ｂには、油圧室１４０にオイル（ＡＴＦ）による油圧を導入するための油通路１１２ｃが開設されている。

また、ピストン本体１２１の内周側受圧部１２１ｃには、油圧室１４０側へ打ち出された複数の突起１２１ｈが、円周方向等間隔で形成されている。この突起１２１ｈは、ピストン本体１２１がその上死点位置まで移動した時に、クラッチシリンダ１１０における内周部材１１２の外向き鍔部１１２ａと当接し、油圧室１４０が閉塞することのないようにするものである

シール一体型ピストン１２０におけるシールリップ１２２，１２３は、ピストン本体１２１の外周筒部１２１ｅにおけるクラッチ押圧部１２１ｆと反対側の肩部と、内周屈曲端部１２１ｄの内周面に、ゴム状弾性材料によって一体的に成形されたものである。このうち、外周側のシールリップ１２２は、クラッチシリンダ１１０の外筒部１１１ｄの内周面と摺動可能に密接され、内周側のシールリップ１２３は、クラッチシリンダ１１０の内周筒部１１２ｂの外周面と摺動可能に密接される。

外周側のシールリップ１２２からは、ピストン本体１２１の外周筒部１２１ｅの外周面を被覆するように延びるゴム膜１２４が形成されている。そして、このゴム膜１２４の先端は、前記外周筒部１２１ｅの外周面に形成された円錐状段差面１２１ｇに位置している。

一方、内周側のシールリップ１２３からは、ピストン本体１２１の内周屈曲端部１２１ｄの内周面を被覆するように延びるゴム膜１２５が形成されている。そして、このゴム膜１２５の先端は、徐々に薄肉になりながら、前記内周屈曲端部１２１ｄと内周側受圧部１２１ｃとの境界部分まで延びている。

以上の構成を備える油圧作動クラッチは、先に説明した図４と同様、油通路１１２ｃを介して油圧室１４０へ油圧を印加し、あるいはこの油圧を開放することによって、本発明に係るシール一体型ピストン１２０がクラッチシリンダ１１０内を軸方向に変位して、多板クラッチ１３０を接続動作あるいは遮断動作させるものである。

すなわち、オイル（ＡＴＦ）の供給によって油圧室１４０が加圧されると、シール一体型ピストン１２０が、不図示のリターンスプリングを圧縮させながら、図１における下方へ変位し、このシール一体型ピストン１２０のクラッチ押圧部１２１ｆが、多板クラッチ１３０を押圧して、この多板クラッチ１３０のドライブプレート１３１とドリブンプレート１３２とを摩擦係合させる。このため、多板クラッチ１３０が接続状態となって、不図示の駆動軸側からの駆動トルクが、クラッチシリンダ１１０、多板クラッチ１３０のドライブプレート１３１とドリブンプレート１３２及びクラッチハブ１３３を介して、不図示の従動軸へ伝達される。

また、この接続状態から、油圧室１４０の油圧を開放すると、圧縮されたリターンスプリングの復元（伸長）によって、シール一体型ピストン１２０が、油圧室１４０の容積を縮小させるように図１における上方へ変位し、多板クラッチ１３０への押圧を解除するので、この多板クラッチ１３０のドライブプレート１３１とドリブンプレート１３２の摩擦係合が解除され、駆動軸から従動軸への駆動トルクの伝達が遮断される。

ここで、ピストン本体１２１の外周筒部１２１ｅの外周面を被覆するように延びるゴム膜１２４は、外周側のシールリップ１２２をピストン本体１２１に一体成形する際に、シールリップ１２２を成形する不図示のキャビティからピストン本体１２１の外周筒部１２１ｅの外周面に沿って流れる成形用ゴム材料によって形成されたものである。そしてこのとき、不図示の金型の内面を、ピストン本体１２１の外周筒部１２１ｅに形成した円錐状段差面１２１ｇに密接させることによって、成形用ゴム材料がクラッチ押圧部１２１ｆの押圧面１２１ｉへ廻り込むことのないようにゴム止めされている。

詳しくは、図２に示されるように、円錐状段差面１２１ｇは、十分な幅ｗ_３を確保することができるので、ここに不図示の金型を密接させることによって、確実にゴム止めを行うことができる。しかも、円錐状段差面１２１ｇの傾斜角度をθとすると、円錐状段差面１２１ｇの径方向幅ｗ_１は、
ｗ_１＝ｗ_３ｓｉｎθ
であり、円錐状段差面１２１ｇの幅ｗ_３よりも十分に小さなものとすることができる。したがって、ピストン本体１２１の外周筒部１２１ｅの肉厚ｔに対して、クラッチ押圧部１２１ｆの肉厚（押圧面１２１ｉの径方向幅ｗ_２）がそれほど小さくならず、すなわち多板クラッチ１３０に対する比較的大きな押圧面積が確保されるので、クラッチ押圧部１２１ｆの面圧が抑えられ、ひいては押圧面１２１ｉの摩耗の進行を抑えることができる。

図３は、第一の形態における形状変更例を示す要部拡大断面図である。すなわち、ピストン本体１２１の外周筒部１２１ｅの外周面を被覆するように延びるゴム膜１２４の先端は、図３の（Ａ）に示されるように、金型２００の内面にピストン本体１２１の円錐状段差面１２１ｇと対応して形成した円錐面２０１を密接（面接触）させることによってゴム止めを行ったものでも良く、あるいは図３の（Ｂ）に示されるように、金型２００の内面にピストン本体１２１の円錐状段差面１２１ｇより小さな傾斜角度で形成した円錐面２０２を、ピストン本体１２１の円錐状段差面１２１ｇの肩部と密接（線接触）させることによってゴム止めを行ったものでも良い。

本発明に係るシール一体型ピストンの第一の形態を、油圧作動クラッチの一部と共に軸心Ｏを通る平面で切断して示す片側断面図である。図１の要部拡大断面図である。第一の形態における形状変更例を示す要部拡大断面図である。従来のシール一体型ピストンを用いた油圧作動クラッチの概略構成を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す片側断面図である。図４の一部を拡大した断面図である。

符号の説明

１１０クラッチシリンダ
１２０シール一体型ピストン
１２１ピストン本体
１２１ｅ外周筒部
１２１ｆクラッチ押圧部
１２１ｇ円錐状段差面
１２２，１２３シールリップ
１２４，１２５ゴム膜
１３０多板クラッチ
１４０油圧室
２００金型

Claims

クラッチシリンダ内に軸方向移動可能に配置されたピストン本体と、このピストン本体の外周筒部に一体に設けられ前記クラッチシリンダの内面に軸方向摺動可能に密接されるシールリップとを備え、前記ピストン本体の外周筒部の外周面に先端側へ向けて小径となり前記外周筒部の肉厚を減少させる円錐状段差面が形成され、前記ピストン本体の外周筒部の先端に、多板クラッチを押圧可能なクラッチ押圧部が前記円錐状段差面を介して突設され、前記シールリップの基部から前記ピストン本体の外周筒部の外周面を覆うように延びるゴム膜の端部が、前記円錐状段差面又はこの円錐状段差面の端部に位置することを特徴とするシール一体型ピストン。