| 【発明の名称】 |
密封装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】濱本 耕吉
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| 【要約】 |
【課題】異物の影響による性能の低下を防止することができる、シール性の向上した信頼性の高い密封装置を提供する。
【解決手段】外周シールリップ８（シールリップ）は、保持環３の径方向部３２Ａ（ピストン挿入穴の端面）に常に当接するコンタミキャッチャー９（サブリップ）を備える。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ピストン挿入穴を備えたハウジングと、前記ハウジングのピストン挿入穴内に摺動自在に挿入されるピストン部材と、前記ピストン部材に設けられ、前記ピストン挿入穴の周面に摺動自在に密封接触するシールリップと、を備えた密封装置において、前記シールリップは、前記ピストン挿入穴の端面に常に当接するサブリップを備えることを特徴とする密封装置。
【請求項２】 前記サブリップは、前記シールリップのリップ先端近傍から軸方向に延出し、断面略Ｒ形状部を経て、リップ先端部にて前記ピストン挿入穴の端面に当接し、前記ピストン部材の動作に応じて、撓むことにより常に前記ピストン挿入穴の端面に当接することを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
【請求項３】 前記サブリップは、前記ピストン挿入穴と前記ピストン部材と前記シールリップで囲まれる圧力室を２つに分けるとともに、前記２つに分けられる圧力室の一方と他方を接続するスリットを備え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。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用自動変速機等の変速切り替え装置のクラッチを切り替え作動させるピストン部等に用いられる密封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の密封装置としては、例えば自動車の自動変速機（Ａ／Ｔ，ＣＶＴ，Ｔ／Ｆ）における変速切り替えの入力に関係する環状のピストン部材で、主として、油圧を受け、クラッチに入力伝達させる働きを持つピストン部材の内外周にシールリップを備えたものがある。
【０００３】このような従来の密封装置を用いた自動変速機の要部断面図を図４に示す。
【０００４】図において、１００は図示しない軸に装着されたスリーブ１０１に取付けられている断面略コ字の形状を有する保持環で、その保持環１００の断面略コ字状部が環状のピストン挿入穴１０２を成している。つまり、保持環１００は環状のピストン挿入穴１０２を有するハウジングを成している。
【０００５】ピストン挿入穴１０２には、環状で断面略コ字状のピストン部材１０３を摺動自在に配置してあると共に、そのピストン部材１０３の図中下部の外周側には多板クラッチ１０４を設けてある。
【０００６】また、ピストン部材１０３と多板クラッチ１０４との間には、ピストン挿入穴１０２の内周側に取付けられているキャンセルプレート１０５を設けてある。このキャンセルプレート１０５はストッパ１０６にて軸方向の移動を規制してある。
【０００７】また、キャンセルプレート１０５の外周にはシール部材としてのシールリップ１１２を設けてあり、シールリップ１１２はピストン部材１０３の外周側の円筒部１０３Ａの内周面に密封接触している。
【０００８】さらに、キャンセルプレート１０５とピストン部材１０３との間には、付勢手段としての板ばね状のスプリング１０７を設けてあり、スプリング１０７はピストン部材１０３をキャンセルプレート１０５から離れる方向、即ち、図中上方へと付勢している。
【０００９】ピストン部材１０３はピストン挿入穴１０２の閉塞面１０２Ａにゴム状弾性体１０８を介して接触して静止する。
【００１０】そして、ピストン部材１０３の内，外周にはピストン挿入穴１０２の内，外周面に摺動自在に密封接触するシールリップ１０９Ａ，Ｂを設けてある。
【００１１】このようにして、ピストン挿入穴１０２内に圧力室Ｘ、油室Ｙを区分形成している。
【００１２】また、ピストン挿入穴１０２を形成する保持環１００の断面略コ字状部の内周側の円筒部には、外部と圧力室Ｘと連通する圧力ポート１１０と、外部と油室Ｙと連通するポート１１１とを有している。
【００１３】上記構成において、保持環１００の圧力ポート１１０を介して圧力室Ｘに作動圧ＰＡが作用し、圧力が上昇すると、ピストン部材１０３がスプリング１０７の付勢力に抗して軸方向図中下方向へ移動し、ピストン部材１０３の円筒部１０３Ａの端部にて多板クラッチ１０４を押し、動力を伝達させる。
【００１４】一方、保持環１００のポート１１１を介して油室Ｙに油を供給し、圧力室Ｘの圧力を低くすることで、スプリング１０７の付勢力によりピストン部材１０３は軸方向図中上方向に移動し、ピストン部材１０３の円筒部１０３Ａの端部は多板クラッチ１０４から離れ、動力の伝達を解除させる。
【００１５】このように、ピストン部材１０３を軸方向に往復動して、多板クラッチ１０４をＯＮ−ＯＦＦするようにしている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のような従来技術の場合には、自動変速機（Ａ／Ｔ）の、構造上コンタミと呼ばれる金属の切削粉、摩耗粉、ごみ等の異物が、遠心油圧により外周シールリップ１０９Ｂの摺動部にかみ込み、外周シールリップ１０９Ｂの摺動部に傷、摩耗が発生し、シール性の低下が問題となっていた。
【００１７】本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、異物の影響による性能の低下を防止することができる、シール性の向上した信頼性の高い密封装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明にあっては、ピストン挿入穴を備えたハウジングと、前記ハウジングのピストン挿入穴内に摺動自在に挿入されるピストン部材と、前記ピストン部材に設けられ、前記ピストン挿入穴の周面に摺動自在に密封接触するシールリップと、を備えた密封装置において、前記シールリップは、前記ピストン挿入穴の端面に常に当接するサブリップを備えることを特徴とする。
【００１９】この構成によると、シールリップの摺動面に異物が侵入するのを防ぐことができ、リップ傷や摩耗の発生を防止することが可能となる。
【００２０】さらに、油漏れの原因となるリップ傷や摩耗の発生を防止できるので、異物の影響による性能の低下を防止し、より高いシール性が確保でき、耐久性を向上させることが可能となる。
【００２１】前記サブリップは、前記シールリップのリップ先端近傍から軸方向に延出し、断面略Ｒ形状部を経て、リップ先端部にて前記ピストン挿入穴の端面に当接し、前記ピストン部材の動作に応じて、撓むことにより常に前記ピストン挿入穴の端面に当接することも好適である。
【００２２】これにより、ピストン部材のストロークが短く、シールリップと同一摺動面にダストリップを設けるスペースがないような場合でも、シールリップの摺動面に異物が侵入するのを防ぐことができ、より高いシール性が確保できる。
【００２３】前記サブリップは、前記ピストン挿入穴と前記ピストン部材と前記シールリップで囲まれる圧力室を２つに分けるとともに、前記２つに分けられる圧力室の一方と他方を接続するスリットを備えることも好適である。
【００２４】これにより、前記シールリップのリップ部の潤滑を確保することができ、高いシール性を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００２６】本発明の実施の形態に係る密封装置を図１及び図２に示す。本実施の形態に係る密封装置１は、図２に示す通り、従来と同様自動車等の自動変速機（Ａ／Ｔ，ＣＶＴ，Ｔ／Ｆ）のピストン部に用いられるものである。
【００２７】即ち、密封装置１は、概略、自動変速機における変速切り替えの入力に関係する環状のピストン部材で、主として、油圧を受け、クラッチに入力伝達させる働きを持つピストン部材の内外周にシールリップを備えたものである。
【００２８】図において、２はスリーブであり、スリーブ２は図示しない回転軸に装着されている。そしてスリーブ２の外周側には、ハウジングを成す保持環３を備えている。
【００２９】保持環３は、断面略Ｓ字状で、軸方向外側（図中上側）に開口する第１環状凹部３１と軸方向内側（図中下側）に開口する第２環状凹部３２を有しており、第１環状凹部３１の内周側円筒部３１Ｂの軸方向外側端部をストッパ１４にて軸方向の移動を規制してスリーブ２に取付けてある。
【００３０】第２環状凹部３２は、径方向部３２Ａと外周側円筒部３２Ｂと内周側円筒部３２Ｃ（第１環状凹部３１の外周側円筒部）とから成っており、外周側円筒部３２Ｂは第１環状凹部３１の径方向部３１Ａより軸方向内側に延びている。
【００３１】また外周側円筒部３２Ｂは段付となっており、軸方向内側が外周側に位置し大径となっている。さらに内周側円筒部３２Ｃも段付となっており、第１環状凹部３１の径方向部３１Ａ寄りが内周側に位置し、小径となっている。
【００３２】そして、外周側円筒部３２Ｂの軸方向内側の大径部３２１Ｂと小径部３２２Ｂとの境目は内周側円筒部３２Ｃの小径部３２１Ｃより軸方向外側寄りとなっており、大径部３２１Ｂの方が軸方向外側の小径部３２２Ｂより長くなっている。この長くなっている大径部３２１Ｂの内周側に多板クラッチ４を収納してある。
【００３３】一方、第２環状凹部３２の外周側円筒部３２Ｂの小径部３２２Ｂ側は、その小径部３２２Ｂと径方向部３２Ａと内周側円筒部３２Ｃの大径部３２２Ｃとで環状のピストン挿入穴５を形成している。
【００３４】この環状のピストン挿入穴５内に環状のピストン部材６を軸方向に摺動自在に挿入してある。
【００３５】ピストン部材６は断面略コ字状の金属環で、保持環３の第２環状凹部３２の径方向部３２Ａの端面に面するワッシャ状の端壁６１と、端壁６１の内外径端部から軸方向に多板クラッチ４側に向って延びる一対の内周及び外周スカート部６２，６３と、から構成している。尚、端壁６１の外周側（外周スカート部６３側）寄りは多板クラッチ４側にずれている。
【００３６】そして、内周スカート部６２の先端には、半径方向内方に若干延びる内向きフランジ部６２Ａを設けており、この内向きフランジ部６２Ａの内径端にゴム状弾性体製の内周シールリップ７を一体的に焼き付け固定してある。
【００３７】この内周シールリップ７は、軸方向第２環状凹部３２の径方向部３２Ａ側に延びて半径方向内方に向って開くように傾斜しており、リップ先端がピストン挿入穴５の外周面（内周側円筒部３２Ｃの大径部３２２Ｃの外周面）に摺動自在に密封接触している。
【００３８】さらに、外周スカート部６３と端壁６１との角部にゴム状弾性体製の外周シールリップ８を一体的に焼き付け固定してある。
【００３９】この外周シールリップ８は、軸方向第２環状凹部３２の径方向部３２Ａ側に延びて半径方向外方に向って開くように傾斜しており、リップ先端がピストン挿入穴５の外周面（外周側円筒部３２Ｂの小径部３２２Ｂの内周面）に摺動自在に密封接触している。
【００４０】また、外周シールリップ８（シールリップ）には、サブリップとしてのコンタミキャッチャー９が設けられている。コンタミキャッチャー９は、外周シールリップ８のリップ先端の近傍から軸方向に延出し、断面略Ｒ形状部を経て、リップ先端部にてピストン挿入穴５の端面としての径方向部３２Ａに常に当接しており、コンタミが外周シールリップ８に侵入するのを防いでいる。
【００４１】このようにして、内周シールリップ７及び外周シールリップ８を介してピストン部材６と保持環３の第２環状凹部３２の径方向部３２Ａ側との間に圧力室Ａを形成している。
【００４２】さらに、内周シールリップ７と外周シールリップ８の摺動面には、円周上に凹凸として、並行溝としての平行溝、あるいは並行突起としての平行突起を設けてある。
【００４３】また、内外周シールリップ７，８はモールド成形により形成しても、メスカットして形成しても良い。
【００４４】さらに、端壁６１の端面、内周スカート部６２の内周面及び外周スカート部６３の外周面を、ゴム状弾性材による端面、内周及び外周被覆部１０，１１，１２とによって全面を被覆しており、内周シールリップ７と外周シールリップ８及びコンタミキャッチャー９を、端面、内周及び外周被覆部１０，１１，１２と一体成形している。
【００４５】上記端面被覆部１０には、ピストン挿入穴５の奥端面である第２環状凹部３２の径方向部３２Ａの端面に当接することでピストン部材６の位置決めするための凸部１０Ａを設けている。
【００４６】このピストン部材６に対向して第２環状凹部３２の多板クラッチ４側には、軸方向の移動を規制した環状の規制部材としてのキャンセルプレート１３を設けてある。このキャンセルプレート１３は、薄鋼板の金属環で、第２環状凹部３２の内周側円筒部３２Ｃの小径部３２１Ｃに対して着脱自在な内径に設定してあり、ストッパ１４Ａにより軸方向、具体的にはピストン部材６から離れる方向の移動を規制してある。
【００４７】そして、キャンセルプレート１３の外径はピストン部材６の外周スカート部６３の内径より小さくなっている。
【００４８】即ち、このキャンセルプレート１３は、半径方向第２環状凹部３２の内周側円筒部３２Ｃの小径部３２１Ｃからピストン部材６の外周スカート部６３まで延びる金属環で、その半径方向中途部に円筒部１３Ａを有しており、その円筒部１３Ａの多板クラッチ４側端部から小径部３２１Ｃ側に向って延びる内向きフランジ部１３Ｂと、ピストン部材６側端部から外周スカート部６３側に向って延びる外向きフランジ部１３Ｃを有しており、その外径端にピストン部材６の外周スカート部６３の内周面に摺動自在に密封接触するシール部材としてのオイルシール１５を設けてある。
【００４９】このようにして、キャンセルプレート１３とピストン部材６との間に油室Ｂを形成すると共に、多板クラッチ４側の油室Ｃと区分している。
【００５０】尚、保持環３の第２環状凹部３２の内周側円筒部３２Ｃの大径部３２２Ｃには圧力室Ａに連通する通路１６を、小径部３２１Ｃには油室Ｂに連通する通路１７を設けてある。
【００５１】そして、キャンセルプレート１３とピストン部材６との間に、ピストン部材６をキャンセルプレート１３から離れる方向、即ち図２中上方へと付勢する付勢手段としてのスプリング１８を設けてある。
【００５２】このスプリング１８は、板ばね状で、半径方向外側に若干傾斜する円筒部１８Ａと、その円筒部１８Ａのピストン部材６側端部から半径方向外方に延びてピストン部材６の端壁６１側に傾く外向きフランジ部１８Ｂと、キャンセルプレート１３側端部から半径方向内方に延びる内向きフランジ部１８Ｃとから成っている。
【００５３】この内向きフランジ部１８Ｃの端面がキャンセルプレート１３の内向きフランジ部１３Ｂの端面に当接し、傾斜している外向きフランジ部１８Ｂの外径端部がピストン部材６の端壁６１に当接してピストン部材６をキャンセルプレート１３から離れる方向に付勢している。 そして、保持環３の第１環状凹部３１内に密封装置１が組み付けられる自動車等の組付スペースＤを形成する相手取付部である相手側ハウジング１９に有するポート部２０が流体密に挿入してある。
【００５４】ポート部２０には、外部と第１環状凹部３１内と連通するポート２０Ａを有しているが、その開口端部は球体２０Ｂにて閉塞している。このポート２０Ａには保持環３の通路１６と連通する連通路２０Ｃを有しており、外部から圧力室Ａに作動圧ＰＡが供給されるようになっている。
【００５５】上記構成においては、ピストン部材６及びキャンセルプレート１３は、保持環３を介してスリーブ２に取付けているため、そのスリーブ２が装着される回転軸の回転によって、そのユニットと共回りする（０〜８０００ｒｐｍ 程度）。
【００５６】そして、油室Ｂに保持環３の通路１７を介して油を供給して、圧力室Ａが低圧となる際は、スプリング１８の付勢力がピストン部材６に加わっており、端面被覆部１０の凸部１０Ａが保持環３の第２環状凹部３２の径方向部３２Ａに接触して静止している。
【００５７】また、圧力室Ａに相手側ハウジング１９のポート部２０のポート２０Ａ，連通路２０Ｃ及び保持環３の通路１６を介して作動圧ＰＡが作用し（５〜３０ｋｇｆ／ｃｍ2 程度）、圧力が上昇すると、ピストン部材６がスプリング１８の付勢力に抗して図２中下方向へ移動し、ピストン部材６の外周スカート部６３の端部にて多板クラッチ４を押し、動力を伝達させる。
【００５８】そして、動力の伝達を解除する時は、上記したように油室Ｂに油を供給し、圧力室Ａの圧力を低くすることで、スプリング１８の付勢力によりピストン部材６を図２中上方向に移動させる。これにより、元の位置へと復帰することになる。
【００５９】上記構成の密封装置にあっては、コンタミキャッチャー９を設けることにより、自動変速機（Ａ／Ｔ）作動時において、スリーブ２が装着される回転軸の回転による遠心油圧により圧力室Ａに移動してくるコンタミが外周シールリップ８の摺動面に侵入するのを防ぐことができ、油漏れの原因となるリップ傷や摩耗の発生を防止することが可能となる。
【００６０】図３に示すように、コンタミキャッチャー９は、ピストン部材６の移動に応じて撓むことにより、ストローク上限時、下限時においても、常に保持環３の径方向部３２Ａに当接して、外周シールリップ８の摺動面へのコンタミの侵入を防止している。
【００６１】ここで、外周シールリップ８部に通常のダストリップを使用してもよいが、ピストンのストロークが短い場合、シールリップと同一摺動面にダストリップを設けるスペースがとれないという問題があり、また、遠心油圧によりコンタミが溜まる位置で、常に溜まったコンタミを掻きながら摺動することになるが、コンタミキャッチャー９は、スペースを問題とせず、コンタミが溜まる位置より内周側にリップ先端部を備えるので、常に溜まったコンタミを掻きながら摺動することもなく耐久性にも優れている。
【００６２】また、コンタミキャッチャー９に、円周２箇所以上の通油穴又はスリット２１を設けることも好ましく、これにより、外周シールリップ８の摺動面の潤滑を確保することができる。通油穴又はスリット２１は円周２箇所程度であれば、そこからのコンタミの侵入の影響は少なく、従来形状に比べより高いシール性の確保が可能となる。
【００６３】尚、本実施の形態では自動車等の自動変速機のピストン部に用いたものを例にとって説明したが、その他の機構のピストン部に用いても良い。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、シールリップに、ピストン挿入穴の外周面との接触部より内周側端面に常に当接するサブリップを備えるので、シールリップの摺動面に異物が侵入するのを防ぐことができ、シールリップにおけるリップ傷や摩耗の発生を防止することが可能となる。
【００６５】さらに、油漏れの原因となるリップ傷や摩耗の発生を防止できるので、異物の影響による性能の低下を防止し、より高いシール性が確保でき、耐久性を向上させた信頼性の高い密封装置を提供することが可能となる。
【００６６】また、サブリップはピストン部材の動作に応じて撓むことにより、常に前記ピストン挿入穴の端面に当接するので、ピストン部材のストロークが短く、シールリップと同一摺動面にダストリップを設けるスペースがないような場合でも、シールリップの摺動面に異物が侵入するのを防ぐことができ、より高いシール性が確保できる。
【００６７】また、２つに分けられる圧力室の一方と他方を接続するスリットにより、シールリップのリップ部の潤滑を確保することができ、高いシール性を得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４３８５
【氏名又は名称】エヌオーケー株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年５月２１日（１９９９．５．２１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８５００６
【弁理士】
【氏名又は名称】世良 和信 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３２９２３５（Ｐ２０００−３２９２３５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１１月３０日（２０００．１１．３０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１４１７１４ |
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