(57)【要約】【課題】シールの構成部品であるゴム状弾性体よりなる膜部の耐久性を高めることを目的とする。【解決手段】乾式クラッチにおけるクラッチ板および前記クラッチ板を押圧するピストン間に介装される環状のシールであって、クラッチハウジングに固定する外環および内環間に前記ピストンに固定する中環を有し、前記外環および中環間ならびに前記内環および中環間にそれぞれゴム状弾性体よりなる膜部を有するクラッチ用シールにおいて、前記膜部の初期形状で前記中環をそのストロークの中間位置に配置するとともに、前記膜部の可撓部を軸方向一方に膨らんだ膨らみ部を一山のみ備える形状としたことを特徴とする。【選択図】図１
2014092256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾式クラッチにおけるクラッチ板および前記クラッチ板を押圧するピストン間に介装される環状のシールであって、クラッチハウジングに固定する外環および内環間に前記ピストンに固定する中環を有し、前記外環および中環間ならびに前記内環および中環間にそれぞれゴム状弾性体よりなる膜部を有するクラッチ用シールにおいて、
前記膜部の初期形状で前記中環をそのストロークの中間位置に配置するとともに、前記膜部の可撓部を軸方向一方に膨らんだ膨らみ部を一山のみ備える形状としたことを特徴とするクラッチ用シール。
【請求項２】
請求項１記載のクラッチ用シールにおいて、
前記外環および中環間に配置された外側の膜部は、前記外環に固定された外側固定部および前記中環に固定された内側固定部間に外側根元部、膨らみ部および内側根元部をこの順に一体に有し、前記外側の膜部に前記膨らみ部の頂部から前記外側根元部へかけての軸方向厚みが徐々に厚くなる徐変形状を設け、
前記内環および中環間に配置された内側の膜部は、前記内環に固定された内側固定部および前記中環に固定された外側固定部間に内側根元部、膨らみ部および外側根元部をこの順に一体に有し、前記内側の膜部に前記膨らみ部の頂部から前記内側根元部へかけての軸方向厚みが徐々に厚くなる徐変形状を設けたことを特徴とするクラッチ用シール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾式クラッチにおけるクラッチ板および前記クラッチ板を押圧するピストン間に介装される環状のクラッチ用シールに関する。本発明のクラッチ用シールは例えば、自動車等車両のハイブリッド駆動力伝達装置や自動変速機などに用いられる。
【背景技術】
【０００２】
従来から図２に示すように、乾式クラッチ５１におけるクラッチ板５２および前記クラッチ板５２を押圧するピストン５３間に介装される環状のシール５４であって、クラッチハウジング５５に固定する外環５６および内環５７間にピストン５３に固定する中環５８を有し、外環５６および中環５８間ならびに内環５７および中環５８間にそれぞれゴム状弾性体よりなる膜部５９，６０を有するクラッチ用シール５４が知られている。ピストン５３は作動油に押されて図上右方へ移動し、クラッチ板５２を押圧することによりクラッチＯＮとなり、左方へ復帰動することによりクラッチＯＦＦとなる。シール５４には作動油がクラッチ板５２側へ浸入しないようこれをシールする役割がある。
【０００３】
上記クラッチ用シール５４において、ゴム状弾性体よりなる膜部５９，６０はピストン５３のストローク作動に伴って繰り返し弾性変形し、かつこの膜部５９，６０には高速回転時に絶えず遠心力が作用するため、膜部５９，６０の耐久性を極力高める努力がなされなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−５２５６２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５１３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上の点に鑑みて、シールの構成部品であるゴム状弾性体よりなる膜部の耐久性を高めることができるクラッチ用シールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるクラッチ用シールは、乾式クラッチにおけるクラッチ板および前記クラッチ板を押圧するピストン間に介装される環状のシールであって、クラッチハウジングに固定する外環および内環間に前記ピストンに固定する中環を有し、前記外環および中環間ならびに前記内環および中環間にそれぞれゴム状弾性体よりなる膜部を有するクラッチ用シールにおいて、前記膜部の初期形状で前記中環をそのストロークの中間位置に配置するとともに、前記膜部の可撓部を軸方向一方に膨らんだ膨らみ部を一山のみ備える形状としたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の請求項２によるクラッチ用シールは、上記した請求項１記載のクラッチ用シールにおいて、前記外環および中環間に配置された外側の膜部は、前記外環に固定された外側固定部および前記中環に固定された内側固定部間に外側根元部、膨らみ部および内側根元部をこの順に一体に有し、前記外側の膜部に前記膨らみ部の頂部から前記外側根元部へかけての軸方向厚みが徐々に厚くなる徐変形状を設け、前記内環および中環間に配置された内側の膜部は、前記内環に固定された内側固定部および前記中環に固定された外側固定部間に内側根元部、膨らみ部および外側根元部をこの順に一体に有し、前記内側の膜部に前記膨らみ部の頂部から前記内側根元部へかけての軸方向厚みが徐々に厚くなる徐変形状を設けたことを特徴とする。
【０００８】
例えば自動車等車両におけるハイブリッド駆動力伝達装置の乾式クラッチにおいてクラッチを断続すべくピストンがストローク作動するとシールの中環がこれに従動するので、ゴム状弾性体よりなる膜部が弾性変形し、このとき膜部は中環のストローク一端限から他端限の間で弾性変形する。したがって膜部の初期形状で中環がストローク一端限に配置されていると、膜部は中環がストローク他端限に達するまで全ストロークに亙って弾性変形するので、弾性変形量（ひずみ量）が大きく、これに伴って大きな内部応力が発生し、これが繰り返されるので、膜部が早期に疲労する。これに対し本発明では、膜部の初期形状で中環がストロークの中間位置に配置されているので、この中間位置から中環がストローク一端限へ向かう場合も他端限へ向かう場合も膜部の弾性変形量は小さくて済み、発生する内部応力も小さくて済む。したがって膜部の疲労度合が緩和されるので、膜部の耐久性が高められる。膜部の初期形状とは、膜部が金型によって成形されたときの形状であって、外的負荷を受けて変形していない形状のことを云う。また本発明では併せて、膜部の可撓部が軸方向一方に膨らんだ膨らみ部を一山のみ備える形状とされているために、これによっても膜部の耐久性が高められる。膜部の可撓部とは、膜部の構成要素から固定部を除外したもので、すなわち作動時に弾性変形する部位のことを云う。
【０００９】
膜部の耐久性を一層高めるには、以下の構成とするのが好適である。
【００１０】
（１）外環および中環間に配置された外側の膜部について
（１−１）この外側膜部を、外環に固定された外側固定部および中環に固定された内側固定部の間に、外側根元部、膨らみ部および内側根元部をこの順に一体に有するものとする。
（１−２）外側膜部をストローク一端限（ピストン側ストローク端限）へ向けて引き戻したときに外側根元部にひずみが集中しないように、以下の構成とする。
（１−２−１）膨らみ部の頂部から外側根元部へかけての軸方向厚みを径方向内方から外方へかけて徐々に厚くなる徐変形状とする。
（１−２−２）外側根元部の最大軸方向厚みを膨らみ部の頂部の厚みよりも大きくする（例えば１．２〜３倍）。
（１−３）また、遠心力による膜部の変形を抑制するように、膨らみ部の膨らみ幅を中環のストローク量よりも小さくする（例えば１／４〜２／３）。
【００１１】
（２）内環および中環間に配置された内側の膜部について
（２−１）この内側膜部を、内環に固定された内側固定部および中環に固定された外側固定部の間に、内側根元部、膨らみ部および外側根元部をこの順に一体に有するものとする。
（２−２）内側膜部をストローク一端限（ピストン側ストローク端限）へ向けて引き戻したときに内側根元部にひずみが集中しないように、以下の構成とする。
（２−２−１）膨らみ部の頂部から内側根元部へかけての軸方向厚みを径方向外方から内方へかけて徐々に厚くなる徐変形状とする。
（２−２−２）内側根元部の最大軸方向厚みを膨らみ部の頂部の厚みよりも大きくする（例えば１．２〜３倍）。
（２−３）また、遠心力による膜部の変形を抑制するように、膨らみ部の膨らみ幅を中環のストローク量よりも小さくする（例えば１／４〜２／３）。
【００１２】
上記（１−１）〜（２−３）の各構成はいずれも本願発明者らが鋭意研究の結果として導き出したものであって、これら構成によれば膜部の耐久性を一段と高めることができる。また、膜部における膨らみ部の頂部の厚みは実寸で０．５〜１．２ｍｍと薄目にするのが好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００１４】
すなわち、本発明においては以上説明したように、膜部の初期形状で中環をストローク中間位置に配置すること、膜部の可撓部を軸方向一方に膨らんだ膨らみ部を一山のみ備える形状とすること、外側および内側の膜部に膨らみ部の頂部から根元部へかけての軸方向厚みが徐々に厚くなる徐変形状を設けることにより、ゴム状弾性体よりなる膜部の耐久性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例に係るクラッチ用シールの要部断面図
【図２】従来例に係るクラッチ用シールの装着状態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施例に係るクラッチ用シール１１を示している。当該実施例に係るクラッチ用シール（蛇腹シール）１１は、例えば自動車等車両のハイブリッド駆動力伝達装置における乾式クラッチ５１（図２参照）におけるクラッチ板５２（図２参照）および前記クラッチ板５２を押圧するピストン５３（図２参照）の間に介装される環状のシールであって、クラッチハウジング５５（図２参照）に固定される外環１２および内環１３と、外環１２および内環１３の間に配置されるとともにピストン５３に固定される中環１４と、外環１２および中環１４の間に配置されるゴム状弾性体よりなる環状の外側膜部１５と、内環１３および中環１４の間に配置されるゴム状弾性体よりなる環状の内側膜部１６とを有し、更に以下の構成を有している。
【００１８】
すなわち中環１４のストローク端限位置における膜部１５，１６のひずみ量を低減するために、膜部１５，１６の初期形状において中環１４がそのストロークの中間位置に配置されており、換言すると中環１４がそのストロークの中間に位置する状態において膜部１５，１６の初期形状が設定されている。膜部１５，１６の初期形状は、膜部１５，１６が金型によって成形されたときの形状であって、ひずみ量が零または最小値のときの形状である。
【００１９】
膜部１５，１６の初期形状において中環１４が配置されるストロークの中間位置は、ストロークの中央位置、例えば中環１４のピストン側ストローク端限からクラッチ板側ストローク端限へかけてのストロークにおける２５〜７５％の位置であることが原則とされるが、クラッチ５１が長時間使用されるとクラッチ板５２が徐々に摩耗してゆくので、ストロークは徐々に伸びる傾向となる。したがってこのように中環１４のストロークが徐々に伸びることを考慮するとその初期的な位置はクラッチ板側ストローク端限へ向かって長く、すなわち中環１４のピストン側ストローク端限からクラッチ板側ストローク端限へかけてのストロークにおける２５〜９５％の位置であることが好ましく、また５０％を超えて５５〜９０％の位置であることが一層好ましい。そしてこれらによればクラッチ板５２が摩耗しても中環１４がストロークの中間位置に配置されるため、依然として膜部１５，１６の弾性変形量を小さく抑えることができる。
【００２０】
また、膜部１５，１６の可撓部は、軸方向一方（クラッチ板側、図では上方）に膨らんだ膨らみ部１５ｄ，１６ｄを一山のみ備える形状とされている。
【００２１】
また、膜部１５，１６は、ひずみを低減させる方策として、膜長さを極力低減し、かつ膜部１５，１６の中央部に極力大きなＲで形成した膨らみ部１５ｄ，１６ｄを設定したものである。シール１１の外径を１１０〜１２０ｍｍとしてＲの大きさは例えば、膨らみ部１５ｄ，１６ｄの凸面側（クラッチ板側）でＲ２．０〜３．０ｍｍ、凹面側（ピストン側）でＲ１．０〜２．０ｍｍとされている。
【００２２】
また、外側膜部１５および内側膜部１６はそれぞれ、以下の構成を備えている。
【００２３】
（１）外環１２および中環１４の間に配置された外側膜部１５について
（１−１）外側膜部１５は、外環１２に固定（加硫接着）された外側固定部（外周側外側固定部）１５ａおよび中環１４に固定（加硫接着）された内側固定部（外周側内側固定部）１５ｂの間に、外側根元部（外周側外側根元部）１５ｃ、軸方向一方へ向けて膨らんだ断面円弧状の膨らみ部（外周側膨らみ部）１５ｄおよび内側根元部（外周側内側根元部）１５ｅをこの順に一体に有している。
（１−２）外側膜部１５をストローク一端限（ピストン側、図では下方）へ向けて引き戻したときに外側根元部１５ｃにひずみが集中しないように、以下の構成が設けられている。
（１−２−１）膨らみ部１５ｄの頂部（断面円弧状の頂部）から外側根元部１５ｃへかけての軸方向厚みが、径方向内方から外方へかけて徐々に厚くなる徐変形状とされている。
（１−２−２）外側根元部１５ｃの最大軸方向厚みｔ１が、膨らみ部１５ｄの頂部の厚みｔ２の１．２〜３倍とされている。膨らみ部１５ｄの頂部の厚みｔ２は実寸で０．５〜１．２ｍｍとされている。
（１−３）また、遠心力による膜部１５の変形を抑制するように、膨らみ部１５ｄの膨らみ幅（根元部からの軸方向突出長さ）ｔ３が、中環１４のストローク量の１／４〜２／３とされている。
【００２４】
（２）内環１３および中環１４の間に配置された内側膜部１６について
（２−１）内側膜部１６は、内環１３に固定（加硫接着）された内側固定部（内周側内側固定部）１６ａおよび中環１４に固定（加硫接着）された外側固定部（内周側外側固定部）１６ｂの間に、内側根元部（内周側内側根元部）１６ｃ、軸方向一方へ向けて膨らんだ断面円弧状の膨らみ部（内周側膨らみ部）１６ｄおよび外側根元部（内周側外側根元部）１６ｅをこの順に一体に有している。
（２−２）内側膜部１６をストローク一端限（ピストン側、図では下方）へ向けて引き戻したときに内側根元部１６ｃにひずみが集中しないように、以下の構成が設けられている。
（２−２−１）膨らみ部１６ｄの頂部（断面円弧状の頂部）から内側根元部１６ｃへかけての軸方向厚みが、径方向外方から内方へかけて徐々に厚くなる徐変形状とされている。
（２−２−２）内側根元部１６ｃの最大軸方向厚みｔ４が、膨らみ部１６ｄの頂部の厚みｔ５の１．２〜３倍とされている。膨らみ部１６ｄの頂部の厚みｔ５は実寸で０．５〜１．２ｍｍとされている。
（２−３）また、遠心力による膜部１６の変形を抑制するように、膨らみ部１６ｄの膨らみ幅（根元部からの軸方向突出長さ）ｔ６が、中環１４のストローク量の１／４〜２／３とされている。
【００２５】
膜部１５，１６はそれぞれ、以下の（イ）〜（ヘ）から選択される材料によって成形されている。
（イ）疲労性・低温性を改良したアクリルゴム
（ロ）高温性・耐油性を改良したクロロプレンゴム
（ハ）耐油性・ゴム強度・疲労性を改良したシリコンゴム
（ニ）高温性・疲労性を改良したニトリルゴム
（ホ）疲労性・低温性を改良した水素化ニトリルゴム
（ヘ）疲労性・低温性を改良したフッ素ゴム
【００２６】
外環１２、内環１３および中環１４はそれぞれ、プレス成形された金属環によって成形されている。
【００２７】
外環１２および内環１３にはそれぞれ、クラッチハウジング５５に金属嵌合する金属嵌合部１２ａ，１３ａが設けられている。
【００２８】
外環１２および内環１３にはそれぞれ、クラッチハウジング５５に密接するゴムシール部１５ｈ，１６ｈが被着（加硫接着）されており、これらゴムシール部１５ｈ，１６ｈは膜部１５，１６の一部として設けられている。
【００２９】
また、外環１２に被着されたゴムシール部１５ｈは、シール方向性を備える軸方向一方に傾斜したリップ状のゴムシール部とされている。
【００３０】
上記構成のクラッチ用シール１１においては上記したように、膜部１５，１６の初期形状において中環１４がそのストロークの中間位置に配置されていること、膜部１５，１６の可撓部が軸方向一方に膨らんだ膨らみ部１５ｄ，１６ｄを一山のみ備える形状とされていること、および上記（１−１）〜（２−３）の構成が採用されていることにより、ゴム状弾性体よりなる膜部１５，１６の耐久性を高めることが可能とされている。また、外環１２および内環１３をプレス成形された金属環としてクラッチハウジング５５に金属嵌合するとともに膜部１５，１６にゴムシール部１５ｈ，１６ｈを併設することにより、クラッチハウジング５５に対するシール１１の固定力を高めるとともにクラッチハウジング５５およびシール１１間のシール性を維持することが可能とされている。また、シール方向性を備える軸方向一方に傾斜したリップ状のゴムシール部１５ｈを用いることにより、ピストン作動油がクラッチ板側へ洩れるのを有効に抑制することが可能とされている。
【符号の説明】
【００３１】
１１  クラッチ用シール
１２  外環
１２ａ，１３ａ  金属嵌合部
１３  内環
１４  中環
１５  外側膜部
１５ａ，１６ｂ  外側固定部
１５ｂ，１６ａ  内側固定部
１５ｃ，１６ｇ  外側根元部
１５ｄ，１６ｄ  膨らみ部
１５ｅ，１６ｅ  内側根元部
１５ｆ，１６ｆ  ゴムシール部
【図１】
2014092256.tif 000003
【図２】
2014092256.tif 000004