(57)【要約】【課題】シールリップの摺動時における十分な低摩擦化を図ると共に、成形後の離型時におけるシールリップの剥離やむしり取りの発生を防止した密封装置を提供する。【解決手段】シリンダ内に軸方向移動自在に挿入されるピストン本体１０に設けられて前記シリンダの内面に摺動可能に密接されるシールリップ２１を備え、シリンダの内面に対するシールリップ２１の摺動面２１ａの面圧が先端側ほど大きく、この摺動面２１ａに、円周方向へ延びる複数の凹凸２１ｂが形成され、この凹凸２１ｂは、無負荷状態ではシールリップ２１の先端側に存在するものほど谷部の深さ又は山部の高さが大きい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ（２）内に軸方向移動自在に挿入されるピストン本体（１０）に設けられて前記シリンダ（２）の内面に摺動可能に密接されるシールリップ（２１，２２）を備え、前記シリンダ（２）の内面に対する前記シールリップ（２１，２２）の摺動面（２１ａ，２２ａ）の面圧が先端側ほど大きく、この摺動面（２１ａ，２２ａ）に、円周方向へ延びる複数の凹凸（２１ｂ，２２ｂ）が形成され、この凹凸（２１ｂ，２２ｂ）は、無負荷状態では前記シールリップ（２１，２２）の先端側に存在するものほど谷部の深さ又は山部の高さが大きいことを特徴とする密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の変速機に装備されてクラッチを切り替え動作させるクラッチピストン等に用いられる密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車用トランスミッションはＡＴやＣＶＴの搭載が主流となってきており、近年は、操作性や乗り心地に関連した機能向上や変速機多段化による小型化の要求に対応して、油圧によってクラッチシリンダ内を動作して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クラッチピストンに、クラッチシリンダの内面との間をシールする密封装置として、ボンデットピストンシールが採用されている。ボンデットピストンシールは、ピストン本体に密封装置が加硫接着によって一体化されたもので、その典型的な従来技術が、例えば下記の特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平０９−２１００８８号公報
【０００３】
図６は、上記特許文献１の第１図（ｂ）に記載された密封装置をピストン本体の一部と共に示す部分断面図である。すなわち、この密封装置１００は、金属からなるピストン本体１１０の外周部（及び内周部）に、クラッチシリンダの外筒部の内周面及び内筒部の外周面と摺動可能に密接されるシールリップ１０１を有する。
【０００４】
シールリップ１０１におけるクラッチシリンダとの摺動面１０１ａには、円周方向に連続した複数の環状凹凸（環状突起）１０１ｂが形成されている。これらの環状凹凸１０１ｂ，１０１ｂ，・・・は、その谷部の深さ（言い換えれば山部の高さ）ｄが一定の、同一断面形状に形成されており、前記クラッチシリンダに対するシールリップ１０１の接触面積を小さくすると共に、各環状凹凸１０１ｂ内に密封対象の油が介在することによって、シールリップ１０１の低摩擦化を図り、もってピストン本体１１０の作動性の向上を図るものである。
【０００５】
しかしながら、クラッチシリンダに対するシールリップ１０１の摺動面１０１ａの面圧は、シールリップ１０１の背面１０１ｃに作用する油圧によって、シールリップ１０１の先端側ほど大きくなるが、これによって、環状凹凸１０１ｂのつぶし量も、シールリップ１０１の先端側のものほど大きくなるため、摺動面１０１ａの面圧が大きくなる先端側ほど環状凹凸１０１ａによる油保持量が少なくなってしまい、十分な低摩擦化が困難であった。
【０００６】
また、環状凹凸１０１ｂ，１０１ｂ，・・・のうち、シールリップ１０１の基部側のものほど、ピストン本体１１０との距離が小さくなるので、剛性が大きくなる。このため、ピストン本体１１０との一体成形（加硫接着）後において、環状凹凸１０１ｂ，１０１ｂ，・・・から、これに係合状態に密接している不図示の金型凹凸面が、図６における上方へ相対的に離型動作する過程で、シールリップ１０１における基部側に大きな歪が作用し、ピストン本体１１０からのシールリップ１０１の剥離やむしり取りが発生するおそれがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、シールリップの摺動時における十分な低摩擦化を図ると共に、成形後の離型時におけるシールリップの剥離やむしり取りの発生を防止した密封装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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の発明に係る密封装置は、シリンダ内に移動自在に挿入されるピストン本体に設けられて前記シリンダの内面に摺動可能に密接されるシールリップを備え、前記シリンダの内面に対する前記シールリップの摺動面の面圧が先端側ほど大きく、この摺動面に、円周方向へ延びる複数の凹凸が形成され、この凹凸は、無負荷状態では前記シールリップの先端側に存在するものほど谷部の深さ又は山部の高さが大きく形成されたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る密封装置によれば、シールリップの摺動面に形成された複数の凹凸は、先端側に存在するものほど谷部の深さ又は山部の高さが大きくなっているので、シリンダ内面との密接状態では、シールリップのつぶし量が先端側ほど大きくなることによって、各凹凸の谷部の深さ又は山部の高さが均一化され、シールリップの先端側での摺動面における潤滑不足を防止して十分な低摩擦化を実現することができる。
【００１０】
また、シールリップの摺動面に形成された複数の凹凸は、シールリップの基部側に存在するものほど谷部の深さ又は山部の高さが相対的に小さくなるので、ピストン本体との一体成形（加硫接着）後の離型過程で、前記基部側のシールリップに大きな歪が作用せず、シールリップの剥離やむしり取りの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る密封装置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。まず図１は、本発明を、自動車の変速機に装備されてクラッチを切り替え動作させるクラッチピストンの密封手段（ボンデットピストンシール）に適用した実施の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図、図２は、図１におけるＡ部を拡大して示す部分断面図、図３は、図１におけるＢ部を拡大して示す部分断面図、図４は、図１におけるＡ部の装着状態を拡大して示す部分断面図である。
【００１２】
まず図１に示されるクラッチピストン１は、鋼板等の金属板をプレス成形したピストン本体１０と、このピストン本体１０にゴム状弾性材料で一体的に加硫成形（加硫接着）したボンデットピストンシール２０からなる。なお、クラッチピストン１は、請求項１に記載されたピストンに相当し、ボンデットピストンシール２０は、本発明に係る密封装置に相当するものである。
【００１３】
ここで、図１に二点鎖線で描かれた部分について説明すると、参照符号２は不図示の駆動軸側に設けられたクラッチシリンダで、軸心Ｏを通る平面で切断した断面形状（図示の断面形状）が略コ字形の環状を呈し、すなわち外筒部２ａ、内筒部２ｂ及び端板部２ｃを有する。そして、この外筒部２ａ、内筒部２ｂ及び端板部２ｃで囲まれた空間に、クラッチピストン１が軸方向移動可能に収容されるようになっている。なお、クラッチシリンダ２は、請求項１に記載されたシリンダに相当するものである。
【００１４】
図１における参照符号３は、不図示の従動軸側に設けられたクラッチハブ、参照符号４は、クラッチシリンダ２側に軸方向移動可能かつ回り止め状態に係止された複数のドライブプレート４１と、クラッチハブ３側に軸方向移動可能かつ回り止め状態に係止された複数のドリブンプレート４２が軸方向交互に配置され、クラッチシリンダ２側のリテーナ４３で抜け止めされた多板クラッチ、参照符号５は、クラッチピストン１を多板クラッチ４から離れる方向へ付勢するスプリングである。
【００１５】
クラッチピストン１におけるピストン本体１０は、軸心Ｏを通る平面で切断した断面形状（図示の断面形状）が略コ字形の環状を呈するものであって、すなわち外筒部１１、内筒部１２及び端板部１３からなる。外筒部１１における端板部１３と反対側の開放端部には外向きフランジ部１１ａが、また、内筒部１２における端板部１３と反対側の開放端部には内向きフランジ部１２ａがそれぞれ形成されている。
【００１６】
クラッチピストン１におけるボンデットピストンシール２０は、ピストン本体１０の外筒部１１と端板部１３との間の屈曲部に設けられた外周シールリップ２１と、ピストン本体１０の内筒部１２と内向きフランジ部１２ａとの間の屈曲部に設けられた内周シールリップ２２を有する。外周シールリップ２１と内周シールリップ２２は、ピストン本体１０の端板部１３及び内筒部１２の外面を覆うように被着された膜状の被覆層２３を介して、互いに連続したゴム状弾性材料で成形されている。
【００１７】
図２に示されるように、外周シールリップ２１は、外周の摺動面２１ａが先端側ほど外周側へ張り出した略テーパ面状を呈し、この摺動面２１ａには、円周方向へ連続した複数（図２の例では４条）の環状凹凸２１ｂが形成されている。なお、環状凹凸２１ｂは、請求項１に記載された凹凸に相当するものである。
【００１８】
環状凹凸２１ｂ，２１ｂ，・・・のうち、外周シールリップ２１の最も基部２１ｃ寄りに存在するものは谷部の深さ（言い換えれば山部の高さ）ｄＡが最も小さく（例えばｄＡ＝0.1mm）、最も先端寄りに存在するものは、谷部の深さ（言い換えれば山部の高さ）ｄＢが最も大きい（例えばｄＢ＝0.2mm）。すなわち、環状凹凸２１ｂ，２１ｂ，・・・は、先端側に存在するものほど谷部（山部）が深く（高く）なっている。
【００１９】
また、図３に示されるように、内周シールリップ２２は、内周の摺動面２２ａが先端側ほど内周側へ張り出した略テーパ面状を呈し、この摺動面２２ａには、円周方向へ連続した複数（図３の例では４条）の環状凹凸２２ｂが形成されている。なお、環状凹凸２２ｂは、請求項１に記載された凹凸に相当するものである。
【００２０】
外周シールリップ２１における環状凹凸２１ｂ，２１ｂ，・・・と同様、内周シールリップ２２の環状凹凸２２ｂ，２２ｂ，・・・も、最も基部２２ｃ寄りに存在するものは谷部の深さ（言い換えれば山部の高さ）ｄＡが最も小さく（例えばｄＡ＝0.1mm）、最も先端寄りに存在するものは、谷部の深さ（言い換えれば山部の高さ）ｄＢが最も大きい（例えばｄＢ＝0.2mm）。すなわち、環状凹凸２２ｂ，２２ｂ，・・・は、先端側に存在するものほど谷部（山部）が深く（高く）なっている。
【００２１】
以上の構成において、図１に示されるクラッチシリンダ２の外筒部２ａ、内筒部２ｂ及び端板部２ｃで囲まれた空間は、これに収容されたクラッチピストン１によって、端板部２ｃ側の油圧室Ｓ１と、多板クラッチ４及びスプリング５側の作動室Ｓ２に分離している。また、油圧室Ｓ１は、クラッチシリンダ２の内筒部２ｂに開設された導圧孔２ｄを介して不図示の駆動軸側に設けられた給油路と連通している。
【００２２】
したがって、油圧室Ｓ１への油圧の供給によって、クラッチピストン１が、スプリング５の付勢力に抗して、クラッチシリンダ２内をその端板部２ｃから離れる方向へ軸方向移動し、多板クラッチ４におけるドライブプレート４１とドリブンプレート４２を互いに圧接させるので、駆動軸から従動軸へ動力を伝達する接続状態となる。また、油圧室Ｓ１の油圧を開放することによって、クラッチピストン１が、スプリング５の付勢力によって前記端板部２ｃ側へ移動し、多板クラッチ４におけるドライブプレート４１とドリブンプレート４２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した状態となる。
【００２３】
ここで、油圧室Ｓ１への油圧供給時は、この油圧は、外周シールリップ２１及び内周シールリップ２２に対して、その背面２１ｄ，２２ｄ（摺動面２１ａ，２２ａと反対側の面）に作用するので、クラッチシリンダ２の外筒部１１の内周面に対する外周シールリップ２１の摺動面圧、及び内筒部１２の外周面に対する内周シールリップ２２の摺動面圧が増大する。また、この面圧（外周シールリップ２１及び内周シールリップ２２のつぶし量）は、先端側ほど大きくなる。
【００２４】
しかし、外周シールリップ２１の摺動面２１ａに形成された複数の環状凹凸２１ｂ及び内周シールリップ２２の摺動面２２ａに形成された複数の環状凹凸２２ｂには、シール対象の油の一部が介入して保持されており、この環状凹凸２１ｂ，２２ｂ内の油によって、クラッチシリンダ２の外筒部１１及び内筒部１２との間に潤滑油膜が形成される。しかも、環状凹凸２１ｂ，２２ｂは、無負荷状態では先端寄りのものほど谷部（山部）が深い（高い）ため、先端側ほど大きくなる面圧によって、これらの環状凹凸２１ｂ，２２ｂが先端側で消滅してしまうことがない。
【００２５】
このため、溝環状凹凸２１ｂ，２２ｂによる油保持作用及び摺動面積低減作用が維持される。しかも、環状凹凸２１ｂ，２２ｂは、つぶし量が大きくなる先端側に位置するものほど深く形成されているため、図４に示される装着状態では、基部２１ｃ（２２ｃ）側の谷部の深さ（山部の高さ）と先端側の谷部の深さ（山部の高さ）がほぼ均一化される。したがって、環状凹凸２１ｂ，２２ｂ内の油によるシールリップ２１，２２の良好な潤滑状態が維持され、クラッチピストン１の良好な作動性が維持され、ひいては、自動変速機の変速時のショック増大や、変速時のフィーリングの悪化を防止することができる。
【００２６】
図５は、ピストン本体１０にボンデットピストンシール２０を一体成形してクラッチピストン１を得るための成形型６を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。この成形型６は、下型６Ｌを構成する金型部材６１〜６３と、上型６Ｕを構成する金型部材６４〜６７からなる。
【００２７】
下型６Ｌにおける金型部材６１の上面には、ピストン本体１０を嵌合保持するための、円周方向に連続した嵌合凸部６１ａが形成されており、上型６Ｕには、その金型部材６４の内周面、金型部材６６の下面及び金型部材６７の外周面によって、ピストン本体１０の端板部１３及び内筒部１２との間に、円周方向へ連続した成形用キャビティ６０が画成されるようになっている。また、下型６Ｌにおける金型部材６１には、離型の際に、ピストン本体１０を上方へ突き出して嵌合凸部６１ａから離脱させるための突き出しピン６８が設けられている。
【００２８】
成形用キャビティ６０は、図１に示される外周シールリップ２１、内周シールリップ２２及び被覆層２３と対応する形状の外周賦形空間６０ａ、内周賦形空間６０ｂ及び上部賦形空間６０ｃを有する。そして、外周賦形空間６０ａには、図２に示される環状凹凸２１ｂと対応する形状の、円周方向へ連続した複数条の突条（不図示）が、また、内周賦形空間６０ｂには、図３に示される環状凹凸２２ｂと対応する形状の、円周方向へ連続した複数条の突起（不図示）が、それぞれ形成されている。
【００２９】
すなわち、図１に示されるクラッチピストン１は、予め加硫接着剤を塗布したピストン本体１０の外筒部１１及び内筒部１２を、図５の下型６Ｌにおける金型部材６１の嵌合凸部６１ａの外周面及び内周面に嵌合して位置決めセットし、下型６Ｌと上型６Ｕを型締めすると共にその成形用キャビティ６０内に未加硫ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって、ボンデットピストンシール２０の加硫成形と同時にピストン本体１０に一体的に加硫接着して製造される。
【００３０】
成形（接着）後は、製品を離型する。そして、この離型の際に、例えば図５の上型６Ｕにおける外周の金型部材６４が、図２に示される外周シールリップ２１に対して相対的に上方へ離型動作する過程では、外周シールリップ２１における各環状凹凸２１ｂ，２１ｂが、金型部材６４の内周面に形成された不図示の複数の溝形成用突条との引っ掛かりによって径方向圧縮を受ける。しかしながら、環状凹凸２１ｂ，２１ｂ，・・・の谷部（山部）は、基部２１ｃ側に位置するものほど浅く（低く）、言い換えればピストン本体１０に近いことによって剛性が大きくなる側に位置するものほど浅く（低く）なっているため、金型部材６４の離型動作に伴って、環状凹凸２１ｂ，２１ｂが径方向圧縮を受けた時の圧縮率が、内周にピストン本体１０が存在する基部２１ｃ寄りの部分で大きくなることはない。このため、基部２１ｃ側に位置する環状凹凸２１ｂの引っ掛かりによる抵抗は小さく抑えられる。
【００３１】
一方、環状凹凸２１ｂ，２１ｂ，・・・のうち外周シールリップ２１の先端寄りのものは、谷部（山部）が深く（高く）形成されているが、内周にピストン本体１０が存在しないため、金型部材６４の離型動作に伴って、外周シールリップ２１が径方向へ大きく圧縮されることはない。このため、先端側に位置する環状凹凸２１ｂの引っ掛かりによる抵抗も小さく抑えられる。
【００３２】
また、内周シールリップ２２の環状凹凸２２ｂ，２２ｂ，・・・も同様に形成されているため、同様の作用を有する。
【００３３】
したがって、成形後の離型の際に、ピストン本体１からの外周シールリップ２１及び内周シールリップ２２の剥離やむしり取りが発生するおそれがない。
【００３４】
なお、上述した形態は、クラッチピストン１のボンデットピストンシール２０について本発明を適用したものであるが、ゴム状弾性材料からなるシールリップを剛性の大きい部材に一体的に設けたものであれば、図示の形態以外の密封装置についても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明を、自動車の変速機に装備されるクラッチピストンの密封手段（ボンデットピストンシール）に適用した実施の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図２】図１におけるＡ部を拡大して示す部分断面図である。
【図３】図１におけるＢ部を拡大して示す部分断面図である。
【図４】図１におけるＡ部の装着状態を拡大して示す部分断面図である。
【図５】図１のクラッチピストンを得るための成形型を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図６】従来の技術による密封装置をピストン本体の一部と共に示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  クラッチピストン（ピストン）
２  クラッチシリンダ（シリンダ）
３  クラッチハブ
４  多板クラッチ
５  スプリング
６  成形型
１０  ピストン本体
１１  外筒部
１１ａ  外向きフランジ部
１２  内筒部
１２ａ  内向きフランジ部
１３  端板部
２０  ボンデットピストンシール（密封装置）
２１  外周シールリップ（シールリップ）
２１ａ，２２ａ  摺動面
２１ｂ，２２ｂ  環状凹凸（凹凸）
２１ｃ，２２ｃ  基部
２２  内周シールリップ（シールリップ）
２３  被覆層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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