(57)【要約】【課題】  被押圧部に接触する接触幅を確保し、さらに、断面Ｕ字形状部を分離タイプとすることによって品質の向上を図ったピストンを提供する。【解決手段】  多板クラッチ４に面状に接触するように設けられたクラッチ押圧部１２ｄを有するピストン本体１２と、ピストン本体１２の外周スカート部１２ｃの外周に嵌合される補強環１３と、補強環１３に設けられピストン挿入穴５の外周面に密封接触する外周シールリップ１４ａとを備える。【選択図】  図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状穴内に軸方向に移動自在に設けられ、径方向部、該径方向部の外径端部から軸方向一方側に延びる軸方向部、及び、該軸方向部の軸方向一方側の端部から外径側に延びる外径側径方向部を有するピストン本体と、
前記ピストン本体の前記軸方向部の外周に嵌合される補強部材と、
前記補強部材に設けられ、前記環状穴の外周面に密封接触するシール部材と、
を備えることを特徴とするピストン。
【請求項２】
前記補強部材は、前記ピストン本体の前記外径側径方向部に位置決めされ、前記軸方向部の全域にわたって嵌合していることを特徴とする請求項１に記載のピストン。
【請求項３】
前記ピストン本体が軸方向一方側に移動した場合、前記外径側径方向部は、前記環状穴の外周面近傍に設けられた被押圧部を面状に押圧することを特徴とする請求項１または２に記載のピストン。
【請求項４】
前記ピストン本体に設けられ、前記環状穴の内周面に密封接触する内周側シール部材をさらに備え、
前記シール部材及び前記内周側シール部材は、前記補強部材が前記ピストン本体に嵌合された後、前記補強部材が嵌合された前記ピストン本体に一体に成形されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のピストン。
【請求項５】
前記シール部材は前記補強部材に一体に成形されるものであり、
前記補強部材は、前記シール部材が一体に成形された後、前記ピストン本体に嵌合されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車用自動変速機等に適用されるピストンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に使用される自動変速機としては、回転状態で、油圧がかけられて移動する油圧ピストンの押圧力により、多板クラッチの制御を行い、変速制御が行われる技術が広く知られている。
【０００３】
図４は、自動変速機の変速切換部の概略構成について説明する概略構成半断面図である。
【０００４】
図４に示すように、ハウジング１００の内周面と軸１０１の外周面とは、相互に固定及びシールされており、環状のピストン挿入穴１０２が形成されている。
【０００５】
ハウジング１００の内側には多板クラッチ１０３が設けられていると共に、ピストン挿入穴１０２には、環状のピストン部材１０４が軸方向に移動可能に配置されている。
【０００６】
また、軸１０１の外周には軸方向の移動を規制した環状のスプリングリテーナ１０５を取り付けている。このスプリングリテーナは、軸１０１に設けられたストッパ１０６によって移動が規制されている。
【０００７】
そして、ピストン部材１０４の内周面には軸１０１の外周面をシールすべくシールリップ１１１が設けられ、ピストン部材１０４の外周面にはハウジング１００の内周面をシールすべく該内周面に密封接触するシールリップ１１２を設けている。このように、ピストン挿入穴１０２をシールリップ１１１，１１２でシールすることで、油圧室が形成される。これらシールリップ１１１，１１２はゴム状弾性体により構成されている。
【０００８】
上記構成において、油圧（矢印Ｐ）が作用し、圧力が上昇すると、ピストン部材１０４がスプリング１０８の付勢力に抗してスプリングリテーナ１０５側（図中下方向）にストロークし、ピストン部材１０４の外周側の断面Ｕ字形状部１０４ａの端部（Ｒ部）１０４ｂにて多板クラッチ１０３を押圧する。これにより、ハウジング１００側に設けられたクラッチ板が出力軸（不図示）側のクラッチ板に摩擦接触し、ハウジング１００の回転駆動力が出力軸へと伝達される。
【０００９】
このように、ピストン部材１０４は、油圧を受けて軸方向に移動し、また、シールリップ１１１，１１２を構成するゴム状弾性体１１３が母材に一体成形されたいわゆるボンデッドピストンシールとして機能している。このようなピストン部材は、例えば、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平１１−３５１２７３号公報
【特許文献２】特開平９−２５７０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、図４に示すようなピストン部材１０４においては、径方向において、軸１０１の外周面とハウジング１００の内周面との間に押し面を形成する必要があり、板金で一体に形成するために断面形状をＵ字状とした断面Ｕ字形状部１０４ａを設けているが、この断面Ｕ字形状部１０４ａのＲ部１０４ｂが多板クラッチ（被押圧部）１０３を押圧する
構成となっているため、多板クラッチ１０３に接触する接触幅を十分に確保することが困難である。（断面Ｕ字形状部の幅を径方向に広くしようとすると、ハウジング１００の内周面及びリテーナ１０５に干渉してしまうおそれがある。また、断面Ｕ字形状部の先端部分に平面を設けようとすると、その部分に応力集中が起こり、強度的に悪化してしまうおそれがある。）このため、Ｒ部１０４ｂの接触圧力が高くなり、耐久時に（長期間または長時間の使用により）摩耗や変形が大きくなってしまい、面圧変化によってクラッチ特性の経時変化をもたらすという機能上の問題が発生するおそれがある。
【００１１】
また、製造面においては、断面Ｕ字形状部１０４ａの製環（製造）難易度が高く、製環の工程数が多くなってしまうという課題がある。
【００１２】
また、品質面では、断面Ｕ字形状のため、板金曲げ加工時に材料にかかる負荷が大きくなってしまい、断面Ｕ字形状部１０４ａの内周側のＲ部に割れが生じ易くなってしまうという課題がある。さらに、断面Ｕ字形状部１０４ａの内周側のＲ部は、外観検査が十分に実施できないという課題もある。
【００１３】
また、ゴム状弾性体をピストン部材１０４に焼き付けるための接着処理が必要であるが、接着剤の付着強度を確保するためにその前工程で洗浄を十分に行う必要がある。特に、断面Ｕ字形状部１０４ａの谷部（内側）の隙間が狭い場合には、洗浄が不十分となるために、ゴム状弾性体の接着が不十分となり、剥がれが発生してしまうおそれがある。
【００１４】
また、断面Ｕ字形状部１０４ａの谷部（内側）にゴム状弾性体を流し込まなければならず、過剰な量のゴム状弾性体を必要とし、ゴム状弾性体が良好に流れない場合には成形不良になるおそれがある。
【００１５】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、被押圧部に接触する接触幅を確保し、さらに、断面Ｕ字形状部を分離タイプとすることによって品質の向上を図ったピストン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】
【００１６】
上記目的を達成するために本発明に係るピストンにあっては、
環状穴内に軸方向に移動自在に設けられ、径方向部、該径方向部の外径端部から軸方向一方側に延びる軸方向部、及び、該軸方向部の軸方向一方側の端部から外径側に延びる外径側径方向部を有するピストン本体と、
前記ピストン本体の前記軸方向部の外周に嵌合される補強部材と、
前記補強部材に設けられ、前記環状穴の外周面に密封接触するシール部材と、
を備えることを特徴とする。
【００１７】
これにより、ピストンが軸方向に移動した場合に、ピストン本体に設けられた外径側径方向部によって十分な接触幅で低面圧で被押圧部を押圧することができる。したがって、長期間または長時間使用される場合であっても、従来よりも摩耗や変形を抑制することが可能となり、面圧変化に伴うクラッチ特性の経時変化を抑制することができる。なお、外径側径方向部の長さ（幅）は、ピストンの仕様に応じて被押圧部を押圧するのに十分な接触幅となるように適宜設定されるとよい。また、従来のピストンにおいて適用されていた断面Ｕ字形状部を分離タイプ（別体）としたことにより、従来の断面Ｕ字形状部に起因する諸問題の発生を抑制することができる。
【００１８】
また、上記の構成において、前記補強部材は、前記ピストン本体の前記外径側径方向部に位置決めされ、前記軸方向部の全域にわたって嵌合していることも好ましい。特に前記補強部材は、前記外径側径方向部の軸方向他方側の端面に位置決めされるとよい。
【００１９】
このように、補強部材をピストン本体の外径側径方向部に接触させて位置決めすることにより、補強部材に設けられたシール部材の密封性能をより安定させることができ、また、外径側径方向部が被押圧部を押圧する場合の押圧力を安定させることができる。また、補強部材を軸方向部の全域にわたって嵌合させることにより、嵌合部分の強度を大きくすることができるので、補強部材に設けられたシール部材の密封性能を安定させることができる。
【００２０】
また、上記の構成において、前記ピストン本体が軸方向一方側に移動した場合、前記外径側径方向部は、前記環状穴の外周面近傍に設けられた被押圧部を面状に押圧することも好ましい。
【００２１】
また、上記の構成において、前記ピストン本体に設けられ、前記環状穴の内周面に密封接触する内周側シール部材をさらに備え、
前記シール部材及び前記内周側シール部材は、前記補強部材が前記ピストン本体に嵌合された後、前記補強部材が嵌合された前記ピストン本体に一体に成形されることも好ましい。
【００２２】
また、上記の構成において、前記シール部材は前記補強部材に一体に成形されるものであり、
前記補強部材は、前記シール部材が一体に成形された後、前記ピストン本体に嵌合されることも好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、被押圧部に接触する接触幅を確保し、さらに、断面Ｕ字形状部を分離タイプとすることによって品質の向上を実現させたピストンを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良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。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るピストン１１を示す概略構成半断面図である。図２は本発明の実施の形態１に係るピストン１１により構成されるボンデッドピストンシール１を適用した変速切換部の概略構成について説明するための概略構成半断面図である。
【００２６】
図に示すように、変速切換部には、軸２と、軸２の外周側に設けられ内形状断面略Ｌ字状のハウジング３と、が設けられている。
【００２７】
ハウジング３は径方向部３１と円形部３２とを有する。円形部３２の内周側には多板クラッチ（被押圧部）４を収納してある。尚、ブレーキ板として本実施の形態に係る密封装置をブレーキのＯＮ・ＯＦＦ装置に用いても良い。
【００２８】
そして、円形部３２の内周面と軸２の外周面との間にて、環状のピストン挿入穴（環状穴）５を形成しており、そのピストン挿入穴５内にピストン１１が軸方向に移動自在に挿入されている。なお、円形部３２の内周面は、ピストン挿入穴５の外周面ということもでき、また、軸２の外周面は、ピストン挿入穴５の内周面ということもできる。
【００２９】
ピストン１１は、ピストン本体１２と、補強環１３と、ゴム状弾性体からなるシール本体１４とを備えている。
【００３０】
ピストン本体１２は、薄鋼板（例えばＳＡＰＨ４４０）の金属環で、ハウジング３の径方向部３１の端面に面するワッシャ状の端壁１２ａと、端壁１２ａの外径端部から外径側であって軸方向多板クラッチ４側に傾斜して延びる傾斜部１２ｂと、傾斜部１２ｂの外径端部から軸方向多板クラッチ４側に向って延びる外周スカート部１２ｃと、外周スカート部１２ｃの軸方向多板クラッチ４側端部から外径側に延びるクラッチ押圧部１２ｄと、端壁１２ａの内径端部から内径方向であって軸方向多板クラッチ４側に延びる内周スカート部１２ｅとから構成されている。また、ピストン本体１２は、型成形（例えば、プレス成形）により形成される。
【００３１】
ここで、外周スカート部１２ｃは本発明に係る軸方向部を構成し、端壁１２ａと傾斜部１２ｂとは本発明に係る径方向部を構成している。また、クラッチ押圧部１２ｄは、本発明に係る外径側径方向部を構成しており、多板クラッチ４に面状に接触するように設けられている。
【００３２】
補強環１３は、軸方向部１３ａと、軸方向部１３ａのハウジング３の径方向部３１側端部から外径側に延びる径方向部１３ｂとを備えている。
【００３３】
そして、軸方向部１３ａが、ピストン本体１２の外周スカート部１２ｃの外周に嵌合されることにより、補強環１３がピストン本体１２に嵌合装着される。補強環１３がピストン本体１２に嵌合装着された後、補強環１３及びピストン本体１２においては、軸方向であってハウジング３の径方向部３１側に、シール本体１４が焼き付けられる（一体成形される）。ここで、補強環１３は、本発明に係る補強部材を構成している。なお、補強環１３は、例えば溶接によってピストン本体１２に装着されるものであってもよい。
【００３４】
シール本体１４は、円形部３２の内周面に摺動自在に密封接触する外周シールリップ１４ａと、軸２の外周面に摺動自在に密封接触する内周シールリップ１４ｂとを備えている。ここで、外周シールリップ１４ａは本発明に係るシール部材を構成し、また、内周シールリップ１４ｂは本発明に係る内周側シール部材を構成している。
【００３５】
外周シールリップ１４ａは、補強環１３の径方向部１３ｂの外径端部から外径側であってハウジング３の径方向部３１側に傾斜して延びており、また、内周シールリップ１４ｂは、内周スカート部１２ｅから内径側であってハウジング３の径方向部３１側に傾斜して延びている。
【００３６】
このようにして、外周シールリップ１４ａ及び内周シールリップ１４ｂを介してピストン１１とハウジング３との間に圧力室Ｘを形成している。
【００３７】
また、ピストン１１に対向して軸２の外周側には、軸方向の移動を規制した環状の規制部材としてのスプリングリテーナ８を設けてある。このスプリングリテーナ８は、薄鋼板（例えばＳＡＰＨ４４０）の金属環で、軸２に対して着脱自在な内径に設定してあり、ストッパ９により軸方向、具体的にはピストン１１から離れる方向の移動を規制してある。
【００３８】
そして、スプリングリテーナ８の外径はピストン１１の外周スカート部１２ｃの内径より小さくなっている。
【００３９】
そして、スプリングリテーナ８とピストン１１との間には、ピストン１１をスプリング
リテーナ８から離れる方向へと付勢する付勢手段としてのスプリング１０が周方向に複数設けられている。尚、軸２には圧力室Ｘに連通する油圧供給通路２２が設けられている。
【００４０】
上記構成において、圧力室Ｘにライン圧力が作用しない場合は、スプリング１０の付勢力がピストン部材１１に加わっているため、シール本体１４のストッパ１４ｃ（位置決め等配突起）がハウジング３の径方向部３１に接触することによりピストン１１は静止状態にある。
【００４１】
また、圧力室Ｘに軸２の油圧供給通路２２を介して油圧Ｐが作用し、圧力が上昇すると、ピストン部材１１がスプリング１０の付勢力に抗して軸方向多板クラッチ４側へ移動し、ピストン１１のクラッチ押圧部１２ｄにて多板クラッチ４を押し、動力を伝達させる。
【００４２】
そして、動力の伝達を解除する時は、圧力室Ｘの圧力供給をＯＦＦにすることで、スプリング１０の付勢力によりピストン１１を軸方向ハウジング３の径方向部３１側に移動させる。これにより、ピストン１１は元の位置へと復帰することになる。
【００４３】
以上説明したように、本実施の形態においては、多板クラッチ４に面状に接触するようにクラッチ押圧部１２ｄを設けたことにより、従来のピストンにおいて断面Ｕ字形状部のＲ部が多板クラッチに接触した場合のような、接触圧力が高くなるようなことや、面圧変化が生じることを抑制することができる。
【００４４】
そして、ピストン本体１２とは別体に設けた補強環１３の軸方向部１３ａを、ピストン本体１２の外周スカート部１２ｃに嵌合させることにより、クラッチ押圧部１２ｄの強度を大きくすることができるので、接触圧力が高くなるようなことや面圧変化が生じることをより効果的に抑制することができる。
【００４５】
さらに、クラッチ押圧部１２ｄの強度を大きくすることができることにより、クラッチ押圧部１２ｄの平面部分の大きさもより大きくとることができるようになり、接触圧力が高くなるようなことや面圧変化が生じるというデメリットをより効果的に抑制することができる。
【００４６】
そして、接触圧力が高くなることを抑制できることにより、長期間や長時間の使用により摩耗や変形が大きくなってしまうことを抑制することができる。また、面圧変化が生じることを抑制できることにより、面圧変化により生ずるクラッチ特性の経時変化を抑制することができる。したがって、従来懸念されていた機能上の問題の発生を抑制することが可能となる。
【００４７】
また、ピストン１１は、従来のような、製環の困難な断面Ｕ字形状部を備えるものではないので、従来懸念されていた、製環の工程数が多くなってしまうようなことや、断面Ｕ字形状部のＲ部に割れが生じ易くなってしまうことや、断面Ｕ字形状部のＲ部の外観検査が十分に実施できないといったことはなくなる。そして、製環の工程数の増大の抑制により、作業効率の向上や低コスト化を図ることができる。
【００４８】
また、ピストン１１は、従来のような、断面Ｕ字形状部に存在していた狭い隙間を備えるものではないので、接着剤の付着強度を確保するための洗浄を十分に行うことができる。したがって、ゴム状弾性体の接着が不十分となって剥がれが発生してしまうことを抑制することができる。
【００４９】
また、ピストン１１は、断面Ｕ字形状部を備えるものではないので、断面Ｕ字形状部の谷部にゴム状弾性体を流し込むようなことはなく、従来のように過剰な量のゴム状弾性体
は必要とするものではない。また、断面Ｕ字形状部の谷部のような凹部にゴム状弾性体を流し込むようなことはないので、ゴム状弾性体が良好に流れず成形不良になることを抑制することができる。
【００５０】
また、ピストン本体１２とは別体に設けられた補強環１３の軸方向部１３ａは、ピストン本体１２のクラッチ押圧部１２ｄにより位置決めされている。これにより、補強環１３をピストン本体１２に嵌合させる場合の相対位置（どの程度嵌合させるか）を容易に決めることができるので、作業性の向上を図ることができる。また、補強環１３の軸方向部１３ａと、ピストン本体１２のクラッチ押圧部１２ｄとを接触させることにより、外周シールリップ１４ａの密封性能をより安定させることができる。
【００５１】
さらに、補強環１３の軸方向部１３ａと、ピストン本体１２のクラッチ押圧部１２ｄとを接触させることにより、ピストン１１が多板クラッチ４を押圧する場合の押圧力を安定させることができる。したがって、クラッチ押圧部１２ｄは多板クラッチ４に面状に、より安定して接触することとなり、接触圧力が高くなるようなことや、面圧変化が生じることを、より効果的に抑制することができる。これにより、自動変速機の動作をより安定させることが可能となる。
【００５２】
また、従来技術において外周スカート部にシールリップが設けられた場合には、ピストン１１が軸方向に移動すると、移動に伴った変形などに起因する外周スカート部の挙動によりシールリップの密封性能が不安定となることが懸念される。本実施の形態では、ピストン本体１２とは別体に設けた補強環１３の軸方向部１３ａを、ピストン本体１２の外周スカート部１２ｃに嵌合させることにより、軸方向部１３ａと外周スカート部１２ｃとの嵌合部分の強度を大きくすることができる。したがって、補強環１３に設けられた外周シールリップ１４ａの密封性能を安定させることができる。
【００５３】
また、ピストン本体１２とは別体に設けた補強環１３の軸方向部１３ａと、ピストン本体１２の外周スカート部１２ｃとの嵌合部分の長さをより長くとることで、多板クラッチ４に面状に接触するクラッチ押圧部１２ｄの強度をより大きくしたり、外周シールリップ１４ａの密封性能をより安定させることができる。
【００５４】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係るピストン２１を示す概略構成半断面図である。なお、上述した実施の形態１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。ここで、ピストン２１においては、図３に示すように、ハウジング３の径方向部３１に接触することによりピストン２１を静止状態とするストッパ（位置決め等配突起）１２ｆが端壁１２ａに設けられている。
【００５５】
実施の形態１では、ピストン本体１２に補強環１３を嵌合させてから、シール本体１４を一体成形するものであったが、本実施の形態においては、補強環１３に外周シールリップ１４ａを一体成形した後に、外周シールリップ１４ａが一体成形された補強環１３をピストン本体１２に嵌合装着するものである。
【００５６】
本実施の形態では、外周シールリップ１４ａを補強環１３に一体成形してからピストン本体１２に嵌合装着しているので、より少ないゴム状弾性体の量でシールリップを構成することができる。また、図に示すように、補強環１３の軸方向部１３ａにおいて、ピストン本体１２との嵌合部位をゴム状弾性体で成形することにより、補強環１３とピストン本体１２との嵌合力を安定させることができ、また、金属環同士の嵌合のように寸法公差を厳しく制約する必要もない。
【００５７】
ここで、内周シールリップ１４ｂはピストン本体１２に一体成形されるとよいが、ピストン本体１２と軸２の外周面との環状隙間を密封する手段としては、内周シールリップ１４ｂに限るものではない。例えば、軸２の外周面（の溝）にＯリングを設け、内周スカート部１２ｅに設けられた軸方向部（軸方向に略直線状に設けられた部分）に該Ｏリングを摺動自在に密封接触させる構成であってもよい。この場合には、ピストン本体１２にゴム状弾性体を一体成形する必要がなくなるので、製造工程の低減化、及び、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係るピストンを示す概略構成半断面図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１に係るピストンにより構成されるボンデッドピストンシールを適用した変速切換部の概略構成について説明するための概略構成半断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２に係るピストンを示す概略構成半断面図である。
【図４】図４は従来技術に係るピストンを適用した変速切換部の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  ボンデッドピストンシール
１１ ，２１  ピストン
１２  ピストン本体
１２ａ  端壁
１２ｂ  傾斜部
１２ｃ  外周スカート部
１２ｄ  クラッチ押圧部
１２ｅ  内周スカート部
１２ｆ  ストッパ（位置決め等配突起）
１３  補強環
１３ａ  軸方向部
１３ｂ  径方向部
１４  シール本体
１４ａ  外周シールリップ
１４ｂ  内周シールリップ
１４ｃ  ストッパ（位置決め等配突起）
２  軸
２２  油圧供給通路
３  ハウジング
３１  径方向部
３２  円形部
４  多板クラッチ
５  ピストン挿入穴
８  スプリングリテーナ
９  ストッパ（スナップリング）
１０  スプリング
【図１】
2005325995.tif 000003
【図２】
2005325995.tif 000004
【図３】
2005325995.tif 000005
【図４】
2005325995.tif 000006