JP2007120637A

JP2007120637A - 密封装置

Info

Publication number: JP2007120637A
Application number: JP2005314013A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Taguchi; 紳一郎田口; Yoshiyuki Kanzaki; 芳行勘崎; Kiichiro Goto; 喜一郎後藤
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2007-05-17
Also published as: CN101300441A; US20090140498A1; EP1942293A1; KR20080059398A; WO2007049486A1

Abstract

【課題】金属環２における押圧部５ないしフランジ部６の平面度を厳しく管理しなくても、これらの相手部材１１に対する径方向接触位置を安定化させることができ、また相手部材１１に対する円周方向押圧分布を安定化させることができる密封装置を提供する。
【解決手段】金属環２とパッキン等のシール部とを有する密封装置であって、金属環２は、金属環２が軸方向に変位したときに相手部材１１を押圧する所定の径方向幅を備えた環状の押圧部５を有する密封装置において、押圧部５は、その押圧面７が相手部材１１に向けて凸の向きの断面円弧状またはウェーブ状に形成されていることにした。また押圧部５は、金属環２の筒状部４の先端に一体成形された外向きのフランジ部６よりなり、フランジ部６は、その厚みが筒状部４よりも薄肉化されるとともに断面円弧状またはウェーブ状に形成されてバネ性を有することにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、密封技術に係る密封装置に関し、更に詳しくは例えば、自動車等車両の自動変速機（ＡＴやＣＶＴなど）におけるボンデッドピストンシール（ＢｏｎｄｅｄＰｉｓｔｏｎＳｅａｌ（ＢＰＳ））として用いられるのに適した密封装置に関するものである。

従来から、密封装置の一種として、図６に示すボンデッドピストンシール５１が知られており、このボンデッドピストンシール５１は、金属環５２と、この金属環５２に支持されたパッキン等のシール部５３とを有し、ポート５４からの圧力供給により軸方向（図では上下方向）に変位する当該ボンデッドピストンシール５１の金属環５２にて多層構造のクラッチ板５５を押圧することによりクラッチの締結を行なうように構成されている（特許文献１参照）。

金属環５２は、筒状部５２ａの先端に一体成形された外向きのフランジ部５２ｂを有し、このフランジ部５２ｂをもって環状のクラッチ板５４を押圧する環状の押圧部が形成されている。

しかしながら、従来は、この押圧部を構成するフランジ部５２ｂが当該ボンデッドピストンシール５１の中心軸線０に対して直角をなす平板状に形成されていることから、以下のような不都合がある。

すなわち、軸直角の平板状に形成されたフランジ部５２ｂは、図７（Ａ）に示すように、精度良く加工されてクラッチ板５４に対して所定の径方向接触幅ｗをもって広く面接触することが予定されるが、実際には、金属環５２の製造過程における加工の都合で、図７（Ｂ）または（Ｃ）に示すように、角度θを付けて形成されてしまうことがあり、これによりクラッチ板５４に対する接触位置が径方向に大きくばらつくことがある。図７（Ｂ）のようにフランジ部５２ｂに先下がりのテーパが付けられると、クラッチ板５４に対する接触位置は、予定される接触幅ｗのうちの外周縁部のみとなり、反対に図７（Ｃ）のようにフランジ部５２ｂに先上がりのテーパが付けられると、クラッチ板５４に対する接触位置は、予定される接触幅ｗのうちの内周縁部のみとなり、よって何れの場合も接触位置が極端に片寄ることになる。したがってこの片寄りに起因して、クラッチ板５４に傾斜や偏摩耗によるガタツキが発生し、クラッチ締結時の変速ショックが大きくなったり、クラッチ締結時に異音が発生したりする。そして従来は、これらを防止するため、フランジ部５２ｂの平面度を厳しく管理することにより対策としていることから、金属環５２の製造に手間と時間がかかり、部品コストも高いものとなっている。

また、軸直角の平板状に形成されたフランジ部５２ｂには、上記角度θのほかに、円周方向のうねりが形成されることがあり、この場合には、クラッチ板５４に対する円周方向押圧分布が不均一となることから、やはりクラッチ板５４に傾斜や偏摩耗によるガタツキが発生することが懸念される。

また、フランジ部とクラッチ板との間に板バネ部材を介装することによって対策とする技術も開発されているが、この場合には、板バネ部材の介装により部品点数および組立作業工数が増加することから、部品および製造コストが増大する不都合がある（特許文献２参照）。

特開２００１−１３２８４９号公報特許第３５１５６３４号公報

本発明は以上の点に鑑みて、金属環における押圧部ないしフランジ部の平面度を厳しく管理しなくても、これらの相手部材に対する径方向接触位置を安定化させることができ、また、相手部材に対する円周方向押圧分布を安定化させることができる密封装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１による密封装置は、金属環と、前記金属環に支持されたパッキン等のシール部とを有する密封装置であって、前記金属環は、前記金属環が軸方向に変位したときに相手部材を押圧する所定の径方向幅を備えた環状の押圧部を有する密封装置において、前記押圧部は、その押圧面が前記相手部材に向けて凸の向きの断面円弧状またはウェーブ状に形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２による密封装置は、金属環と、前記金属環に支持されたパッキン等のシール部とを有する密封装置であって、前記金属環は、前記金属環が軸方向に変位したときに相手部材を押圧する所定の径方向幅を備えた環状の押圧部を有する密封装置において、前記押圧部は、前記金属環の筒状部の先端に一体成形された外向きのフランジ部よりなり、前記フランジ部は、その全体が断面円弧状またはウェーブ状に形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３による密封装置は、金属環と、前記金属環に支持されたパッキン等のシール部とを有する密封装置であって、前記金属環は、前記金属環が軸方向に変位したときに相手部材を押圧する所定の径方向幅を備えた環状の押圧部を有する密封装置において、前記押圧部は、前記金属環の筒状部の先端に一体成形された外向きのフランジ部よりなり、前記フランジ部は、その厚みが前記筒状部よりも薄肉化されるとともに断面円弧状またはウェーブ状に形成されてバネ性を有することを特徴とするものである。

更にまた、本発明の請求項４による密封装置は、上記した請求項１ないし３の何れかに記載した密封装置において、当該密封装置は、自動変速機に用いられるボンデッドピストンシールであり、相手部材は、前記ボンデッドピストンシールの金属環にて押圧されるクラッチ板であることを特徴とする。

上記構成を備えた本発明の請求項１による密封装置においては、金属環における押圧部の押圧面が軸直角の平面状ではなく、相手部材に向けて凸の向き（相手部材に向けて突出した形状）の断面円弧状またはウェーブ（波線）状に形成されていることから、平面管理をすべき平面がなく、よって平面度の管理が不要とされる。断面円弧状は円弧断面を一つ有して径方向一箇所にて線接触する形状であり、また断面ウェーブ状は円弧断面を複数有して径方向複数箇所にて線接触する形状であり、何れの場合も円弧断面には、多少の形状誤差が生じても相手部材に対する接触位置が径方向にそれほど大きく変わってしまうことがないメリットがある。押圧部は断面円弧状またはウェーブ状とされることにより、円周方向のうねりも発生しにくくなる。

また、本発明の請求項２による密封装置においては、押圧部とされる金属環のフランジ部が軸直角の平板状ではなく、全体として断面円弧状またはウェーブ状に形成されていることから、請求項１に係る発明と同様、平面度の管理が不要とされる。断面円弧状は円弧断面を一つ有して径方向一箇所にて線接触する形状であり、断面ウェーブ状は円弧断面を複数有して径方向複数箇所にて線接触する形状であって、何れの場合も円弧断面には、多少の形状誤差が生じても相手部材に対する接触位置が径方向にそれほど大きく変わってしまうことがないメリットがある。フランジ部は断面円弧状またはウェーブ状とされて立体化されるので、円周方向のうねりも発生しにくくなる。

また、本発明の請求項３による密封装置においては、押圧部とされる金属環のフランジ部が軸直角の平板状ではなく、全体として薄肉化されたうえで断面円弧状またはウェーブ状に形成されていることから、請求項１に係る発明と同様、平面度の管理が不要とされる。断面円弧状は円弧断面を一つ有して径方向一箇所にて線接触する形状であり、断面ウェーブ状は円弧断面を複数有して径方向複数箇所にて線接触する形状であって、何れの場合も円弧断面には、多少の形状誤差が生じても相手部材に対する接触位置が径方向にそれほど大きく変わってしまうことがないメリットがある。フランジ部は断面円弧状またはウェーブ状とされて立体化されるので、円周方向のうねりも発生しにくくなり、またその薄肉化によるバネ性により弾性変形するので、全周に亙って相手部材に密接可能となる。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち、本発明の請求項１による密封装置においては、金属環における押圧部の押圧面が相手部材に向けて凸の向きの断面円弧状またはウェーブ状に形成されているために、平面度の管理が不要とされる。したがって、この平面管理に費やす作業およびコストを省略することができる。また、その断面形状からして、多少の形状誤差が生じても相手部材に対する接触位置が径方向にそれほど大きく変わらないことから、相手部材に対する径方向接触位置を安定化させることができる。また、その断面形状からして、円周方向のうねりが発生しにくいことから、相手部材に対する円周方向押圧分布を安定化させることができる。

また、本発明の請求項２による密封装置においては、金属環におけるフランジ部が全体として断面円弧状またはウェーブ状に形成されているために、平面度の管理が不要とされる。したがって、この平面管理に費やす作業およびコストを省略することができる。また、その断面形状からして、多少の形状誤差が生じても相手部材に対する接触位置が径方向にそれほど大きく変わらないことから、相手部材に対する径方向接触位置を安定化させることができる。また、その断面形状からして、円周方向のうねりが発生しにくいことから、相手部材に対する円周方向押圧分布を安定化させることができる。

また、本発明の請求項３による密封装置においては、金属環におけるフランジ部が全体として薄肉化されたうえで断面円弧状またはウェーブ状に形成されているために、平面度の管理が不要とされる。したがって、この平面管理に費やす作業およびコストを省略することができる。また、その断面形状からして、多少の形状誤差が生じても相手部材に対する接触位置が径方向にそれほど大きく変わらないことから、相手部材に対する径方向接触位置を安定化させることができる。また、その断面形状からして、円周方向のうねりが発生しにくいことから、相手部材に対する円周方向押圧分布を安定化させることができる。また、フランジ部はその薄肉化によるバネ性により作動時に弾性変形することから、全周に亙って相手部材に密接することが可能であり、よってこの作動によっても円周方向押圧分布を安定化させることができる。

更にまた、本発明の請求項４による密封装置においては、自動変速機に用いられるボンデッドピストンシールにおいて上記請求項１ないし３による作用効果を得ることができる。

尚、本発明には、以下の実施形態が含まれる。

（１）ＢＰＳ外周フランジ部をクラッチ板に対して反った円弧状にすることで、クラッチ板に対する円周方向の接触位置を安定化する。この構造は、切削加工されるアルミ製のピストン（アルミピストン）にも適用可能である。
（２）ＢＰＳ外周フランジ部を薄肉化したうえで円弧状もしくはウェーブ状としてバネ性を持たせることで、クラッチ板押圧分布の均一化を図る。
（３）上記（１）または（２）によれば、ＢＰＳ外周フランジ部がストレート形状でなくなることから、平面度の管理が不要となる。また、板バネ部材を別途介装する場合と比べて、部品点数の削減と組立作業性の改善により、コストが低減できる。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第一実施例・・・
図１は、本発明の第一実施例に係る密封装置としてのボンデッドピストンシール１の断面を示している。また、図２はその要部を拡大して示している。

図１に示すように、当該実施例に係るボンデッドピストンシール１は、クラッチ板１１、リターンスプリング１２およびキャンセルシール１３等とともにＡＴハウジング１４のシリンダ内部に組み込まれ、図示しない圧力ポートから圧力室１５へ油圧が導入されると、リターンスプリング１２の弾性に抗して下方へ変位して多板（多層）クラッチ構造の環状クラッチ板１１を押圧し、クラッチを締結させる。また、油圧が引かれると、リターンスプリング１２の弾性により上方へ復帰動する。したがってこの往復動機能からして、当該ボンデッドピストンシール１は自動変速機用ピストンと称されることもある。

当該実施例に係るボンデッドピストンシール１は先ず、板金（鋼板）のプレス加工にて成形された金属環２を有しており、この金属環２の外周部および内周部にそれぞれ、ゴム状弾性材製のパッキン（シールリップ）よりなるシール部３が被着（焼付接着）されている。これらのシール部３は、ハウジング１４の内面に摺動自在に密接して上記油圧等をシールする。

金属環２の外周部には、筒状部４の先端に位置して、クラッチ板１１に対する押圧部５として作用する外向きのフランジ部６が一体に設けられており、この押
圧部５ないしフランジ部６が当該ボンデッドピストンシール１の中心軸線０に対して直角をなす平板状に形成されると、厳しい平面管理を必要とすることは上記したとおりである。

そこで、当該実施例では、図２に拡大して示すように、この押圧部５ないしフランジ部６を、板厚全体としてクラッチ板１１へ向けて凸の向きの一つの円弧断面を有する断面円弧状に形成し、この押圧部５ないしフランジ部６の押圧面７も同じくクラッチ板１１へ向けて凸の向きの一つの円弧断面を有する断面円弧状に形成することにした。したがって、円弧断面一つ分の曲面をなす押圧部５ないしフランジ部６の押圧面７は、押圧部５ないしフランジ部６の径方向幅の中央部の一箇所の接触点Ｐにて線接触状態でクラッチ板１１に接触し、クラッチ板１１を押圧することになる。

このように断面円弧状に形成される押圧部５ないしフランジ部６は、平面状に形成されるものでないために、平面度の管理を必要としないものである。したがって、この平面度の管理に費やす作業およびコストを省略することができる。
また、押圧部５ないしフランジ部６はその断面形状からして、多少の形状誤差が生じても、クラッチ板１１に対する接触位置が径方向にそれほど大きく変化しないものである。したがって、クラッチ板１１に対する径方向接触位置を安定化させることができる。
また、押圧部５ないしフランジ部６はその断面形状からして、円周方向のうねりが発生しにくいものである。したがって、クラッチ板１１に対する円周方向押圧分布を安定化させることもできる。

第二実施例・・・
図３に示す第二実施例に係るボンデッドピストンシールにおいて、押圧部５ないしフランジ部６は、板厚全体としてクラッチ板１１へ向けて凸の向きの二つの円弧断面を有する断面ウェーブ状に形成されており、この押圧部５ないしフランジ部６の押圧面７も同じくクラッチ板１１に向けて凸の二つの円弧断面を有する断面ウェーブ状に形成されている。したがって、円弧断面二つ分の曲面をなす押圧部５ないしフランジ部６の押圧面７は、押圧部５ないしフランジ部６の径方向幅の内周寄りおよび外周寄りの二箇所の接触点Ｐ_１，Ｐ_２にてそれぞれ、線接触状態でクラッチ板１１に接触し、クラッチ板１１を押圧することになる。

この実施例によれば、上記第一実施例で説明した作用効果のほかに、二箇所の接触点Ｐ_１，Ｐ_２の分担比を変えることにより、クラッチ面圧を最適にコントロールできるメリットがある。

第三実施例・・・
図４に示す第三実施例に係るボンデッドピストンシールにおいて、押圧部５ないしフランジ部６は、その厚みｔ_１が筒状部４の厚みｔ_２よりも薄肉化されるとともに、板厚全体としてクラッチ板１１へ向けて凸の向きの一つの円弧断面を有する断面円弧状に形成されて軸方向のバネ性を設定されており、押圧部５ないしフランジ部６の押圧面７も同じくクラッチ板１１に向けて凸の一つの円弧断面を有する断面円弧状に形成されている。したがって、円弧断面一つ分の曲面をなす押圧部５ないしフランジ部６の押圧面７は、押圧部５ないしフランジ部６の径方向幅の中央部の一箇所の接触点Ｐにて線接触状態でクラッチ板１１に接触し、クラッチ板１１を押圧する。

この第三実施例によれば、上記第一実施例で説明した作用効果のほかに、押圧部５ないしフランジ部６が軸方向のバネ性を有して作動時に弾性変形することから、押圧部５ないしフランジ部６は全周に亙ってクラッチ板１１に密接し、よってこの作動によっても円周方向押圧分布を安定化させることができるメリットがある。また、バネ性による緩衝効果やガタツキ防止効果などを期待することもできる。

第四実施例・・・
図５に示す第四実施例に係るボンデッドピストンシールにおいて、押圧部５ないしフランジ部６は、その厚みｔ_１が筒状部４の厚みｔ_２よりも薄肉化されるとともに、板厚全体としてクラッチ板１１へ向けて凸の向きの二つの円弧断面を有する断面ウェーブ状に形成されて軸方向のバネ性を設定されており、押圧部５ないしフランジ部６の押圧面７も同じくクラッチ板１１に向けて凸の二つの円弧断面を有する断面ウェーブ状に形成されている。したがって、円弧断面二つ分の曲面をなす押圧部５ないしフランジ部６の押圧面７は、押圧部５ないしフランジ部６の径方向幅の内周寄りおよび外周寄りの二箇所の接触点Ｐ_１，Ｐ_２にてそれぞれ、線接触状態でクラッチ板１１に接触し、クラッチ板１１を押圧する。

この第四実施例によれば、上記第一実施例で説明した作用効果のほかに、二箇所の接触点Ｐ_１，Ｐ_２の分担比を変えることにより、クラッチ面圧を最適にコントロールできるメリットがある。また、押圧部５ないしフランジ部６が軸方向のバネ性を有して作動時に弾性変形することから、押圧部５ないしフランジ部６は全周に亙ってクラッチ板１１に密接し、よってこの作動によっても円周方向押圧分布を安定化させることができるメリットがある。また、バネ性による緩衝効果やガタツキ防止効果などを期待することもできる。

本発明の第一実施例に係るボンデッドピストンシールの断面図（Ａ）は図１の要部拡大図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ部拡大図本発明の第二実施例に係るボンデッドピストンシールの要部断面図本発明の第三実施例に係るボンデッドピストンシールの要部断面図本発明の第四実施例に係るボンデッドピストンシールの要部断面図従来例に係るボンデッドピストンシールの断面図（Ａ）は同ボンデッドピストンシールの要部拡大断面図、（Ｂ）および（Ｃ）は不具合発生状態を示す断面図

符号の説明

１ボンデッドピストンシール（密封装置）
２金属環
３シール部
４筒状部
５押圧部
６フランジ部
７押圧面
１１クラッチ板（相手部材）
１２リターンスプリング
１３キャンセルシール
１４ＡＴハウジング
１５圧力室
Ｐ，Ｐ_１，Ｐ_２接触点

Claims

金属環（２）と、前記金属環（２）に支持されたパッキン等のシール部（３）とを有する密封装置（１）であって、前記金属環（２）は、前記金属環（２）が軸方向に変位したときに相手部材（１１）を押圧する所定の径方向幅を備えた環状の押圧部（５）を有する密封装置（１）において、
前記押圧部（５）は、その押圧面（７）が前記相手部材（１１）に向けて凸の向きの断面円弧状またはウェーブ状に形成されていることを特徴とする密封装置。
金属環（２）と、前記金属環（２）に支持されたパッキン等のシール部（３）とを有する密封装置（１）であって、前記金属環（２）は、前記金属環（２）が軸方向に変位したときに相手部材（１１）を押圧する所定の径方向幅を備えた環状の押圧部（５）を有する密封装置（１）において、
前記押圧部（５）は、前記金属環（２）の筒状部（４）の先端に一体成形された外向きのフランジ部（６）よりなり、前記フランジ部（６）は、その全体が断面円弧状またはウェーブ状に形成されていることを特徴とする密封装置。ううちる
金属環（２）と、前記金属環（２）に支持されたパッキン等のシール部（３）とを有する密封装置（１）であって、前記金属環（２）は、前記金属環（２）が軸方向に変位したときに相手部材（１１）を押圧する所定の径方向幅を備えた環状の押圧部（５）を有する密封装置（１）において、
前記押圧部（５）は、前記金属環（２）の筒状部（４）の先端に一体成形された外向きのフランジ部（６）よりなり、前記フランジ部（６）は、その厚みが前記筒状部（４）よりも薄肉化されるとともに断面円弧状またはウェーブ状に形成されてバネ性を有することを特徴とする密封装置。
請求項１ないし３の何れかに記載した密封装置において、
当該密封装置（１）は、自動変速機に用いられるボンデッドピストンシールであり、相手部材（１１）は、前記ボンデッドピストンシールの金属環にて押圧されるクラッチ板であることを特徴とする密封装置。