(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダケースの内部に形成された環状空間に軸方向にスライド可能に装着されるピストンと、第１油路と連通する環状の第１油圧室と、第２油路に連通し前記第１油圧室と同芯に設けられた環状の第２油圧室とを備え、これらの油圧室に対する油圧制御に応じて前記ピストンを軸方向にスライドさせる油圧シリンダ装置に用いられるピストン装置であって、
前記ピストンを構成する環状の可動部材と、前記シリンダケースに固定され、前記可動部材に対して径方向に一部をオーバーラップさせて、当該可動部材との間で前記第２油圧室を形成する固定部材とを備え、
前記可動部材が、前記第１油圧室に供給された作動油の油圧を受ける第１受圧部と、前記第２油圧室に供給された作動油の油圧を受ける第２受圧部と、軸方向に延びて前記第１受圧部と前記第２受圧部とを接続する中央筒部とを有し、且つ全体が金属板をプレス加工して一体形成されたピストン環を備え、
前記固定部材が、前記第２油路が開口する、前記環状空間における油圧前室と第２油圧室とを連通させる連通孔を有し、且つ全体が金属板をプレス加工して一体形成された固定環を備え、
前記ピストン環及び固定環に設けられた環状のシールによって、前記第１油圧室及び第２油圧室が密封されていることを特徴とするピストン装置。
【請求項２】
請求項１記載のピストン装置が、前記ピストンで自動変速機の多板クラッチを押圧するボンデッドピストンシールである請求項１記載の油圧シリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はピストン装置及びこれを備えた油圧シリンダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車などの自動変速機（ＡＴ）の動力接続部のクラッチを切替作動させるために、油圧により動作するピストン装置が用いられている。この種のピストン装置においては、通常、シリンダケース内に軸方向に摺動可能に設けられ、且つ、リターンスプリングによってクラッチプレートから離間する方向に付勢された金属製の環状ピストンを、油圧によってクラッチプレート側に移動させ当該クラッチプレートを押圧するように構成されている。
【０００３】
図２は、このような従来のピストン装置を備えた油圧シリンダ装置５１の断面説明図である。なお、図２及び後出する図１に示される油圧シリンダ装置は、回転軸線を中心にほぼ回転対称な構造であるため、図１〜２では片側（右側）だけを示している。
油圧シリンダ装置５１は、シリンダケース５２の内部に形成された環状空間５３内に軸方向にスライド可能に装着されるピストン５４を備えている。環状空間５３は、シリンダケース５２の径方向外側（図２において右側）に形成される外側環状空間５３ａと、シリンダケース５２の径方向内側（図２において左側）に形成される内側環状空間５３ｂとからなっており、外側環状空間５３ａと内側環状空間５３ｂは、環状の隔壁５５により区画されている。
【０００４】
前記ピストン５４は、環状の金属部材を総削り出し加工することによって全体が一体に成形されたものであり、前記外側環状空間５３ａ内に配設される外方部５４ａと、前記内側環状空間５３ｂに配設される内方部５４ｂとを有している。
内方部５４ｂの内周面には環状の凸部５６が形成されており、この凸部５６にはゴムからなる環状のシール部材５７が加硫接着されている。シール部材５７は、シリンダケース５２の内壁面と接触するシールリップを有している。内方部５４ｂの外周面には環状の溝５８が形成されており、この溝５８内には、環状の隔壁５５の内周面と接触するＯリング５９が配設されている。一方、外方部５４ａの内周面には環状の溝６０が形成されており、この溝６０内には、環状の隔壁５５の外周面と接触するＯリング６１が配設されている。外方部５４ａの外周面にはゴムからなる環状のシール部材６２が加硫接着されている。
【０００５】
ピストン５４の内方部５４ｂとシリンダケース５２の内壁面とによって、前記内側環状空間５３ｂにおいて第１油圧室が形成され、ピストン５４の外方部５４ａとシリンダケース５２の内壁面とによって、前記外側環状空間５３ａにおいて第２油圧室が形成される。第１油圧室は、前記シール部材５７及びＯリング５９により密封されており、第２油圧室は、前記シール部材６２及びＯリング６１により密封されている。そして、第１油圧室には第１油路６３が連通しており、第２油圧室には第２油路６４が連通している。これら第１油路６３及び第２油路６４を介して第１油圧室及び第２油圧室にそれぞれ作動油が供給され、また当該第１油圧室及び第２油圧室から作動油が排出される。かかる油圧室に対する油圧制御に応じて前記ピストン５４が軸方向にスライドされる。なお、図２において、６５は、ピストン５４の外方部５４ａの下面に当接する環状の押圧プレートであり、ピストン５４は、この押圧プレート６５を介してリターンばね６６によってクラッチから離反する方向（図２において上に向かう方向）に付勢されている。また、図示していないが、押圧プレート６５は、軸方向に沿って延設された押圧部材を備えており、この押圧部材の先端が、ピストン５４の移動に応じて多板クラッチ（図示せず）のクラッチプレートを押圧し得るようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、油圧シリンダ装置５１におけるピストン５４は、環状の金属部材を１個１個総削り出し加工することにより作製していることから、加工に手間がかかるとともに、コストアップの要因となっていた。また、中実の部材であることから、重量が大きくなり、また一体物として加工しているので占有空間が大きいという問題がある。
【０００７】
また、油圧室を密封するのにＯリングを用いているが、このＯリングを装着するためにはピストン５４の周面に環状溝を形成する必要があり、手間がかかっていた。また、ピストン５４は、かかるＯリング取付けスペース（環状溝）を形成するためにある程度の厚さが必要であり、コンパクト化、薄板化を図ることができない。さらに、Ｏリングはシールリップに比べて摺動抵抗が大きく、また摺動する相手側部材の面粗度によっては滑らかに摺動させることができず、安定した応答性を得ることができない。そして、Ｏリングを滑らかに摺動させるためには、相手側部材の面粗度を小さくする必要があり、さらなるコストアップの要因となっていた。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、軽量化及びコンパクト化を図るとともに、摺動抵抗を小さくして応答性を向上させることができるピストン装置及びこれを備えた油圧シリンダ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のピストン装置は、シリンダケースの内部に形成された環状空間に軸方向にスライド可能に装着されるピストンと、第１油路と連通する環状の第１油圧室と、第２油路に連通し前記第１油圧室と同芯に設けられた環状の第２油圧室とを備え、これらの油圧室に対する油圧制御に応じて前記ピストンを軸方向にスライドさせる油圧シリンダ装置に用いられるピストン装置であって、
前記ピストンを構成する環状の可動部材と、前記シリンダケースに固定され、前記可動部材に対して径方向に一部をオーバーラップさせて、当該可動部材との間で前記第２油圧室を形成する固定部材とを備え、
前記可動部材が、前記第１油圧室に供給された作動油の油圧を受ける第１受圧部と、前記第２油圧室に供給された作動油の油圧を受ける第２受圧部と、軸方向に延びて前記第１受圧部と前記第２受圧部とを接続する中央筒部とを有し、且つ全体が金属板をプレス加工して一体形成されたピストン環を備え、
前記固定部材が、前記第２油路が開口する、前記環状空間における油圧前室と第２油圧室とを連通させる連通孔を有し、且つ全体が金属板をプレス加工して一体形成された固定環を備え、
前記ピストン環及び固定環に設けられた環状のシールによって、前記第１油圧室及び第２油圧室が密封されていることを特徴としている。
【００１０】
本発明のピストン装置は、ピストンを構成する環状の可動部材と、シリンダケースに固定され、前記可動部材に対して径方向に一部をオーバーラップするように配置される固定部材とからなっており、これら可動部材及び固定部材を構成するピストン環及び固定環が、それぞれ金属板をプレス加工して一体形成されている。こうして、ピストン装置を構成する部材ないしは要素が、金属板のプレス加工により形成されているので、加工が簡単であり、金属部材を削り出し加工していた従来のピストンに比べて、大幅なコストダウンを図ることができる。また、金属板を成形加工して所定の断面形状としていることから、軽量化を達成することができる。
【００１１】
また、油圧室の密封を環状のシールにより行っているので、Ｏリングのような取付けのための溝を形成する必要がない。その結果、ピストン装置のコンパクト化及び薄板化を実現することができる。
さらに、環状のシールはＯリングに比べて摺動抵抗が小さく、被摺動面上を滑らかに摺動することができるので、安定した応答性を得ることができる。しかも、本発明では、プレス加工された固定環の表面を環状のシールが摺動することになるが、この固定環のプレス面は、特に後加工をしなくても面粗度の小さな摺動面であるので、さらに摺動性を向上させることができる。換言すれば、被摺動部材に加工を施すことなく、良好な摺動面を得ることができる。
【００１２】
また、本発明の油圧シリンダ装置は、前記油圧シリンダ装置において、前記ピストン装置が、前記ピストンで自動変速機の多板クラッチを押圧するボンデッドピストンシールであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のピストン装置及びこれを備えた油圧シリンダ装置によれば、軽量化及びコンパクト化を図るとともに、摺動抵抗を小さくして応答性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明のピストン装置及びこれを備えた油圧シリンダ装置の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るピストン装置Ｐを備えた油圧シリンダ装置Ｓの断面説明図である。油圧シリンダ装置Ｓは、シリンダケース２の内部に形成された環状空間３内に軸方向にスライド可能に装着されるピストンを構成する、環状の可動部材４を備えている。環状空間３は、シリンダケース２の径方向外側（図１において右側）に形成される外側環状空間３ａと、シリンダケース２の径方向内側（図１において左側）に形成される内側環状空間３ｂとからなっており、外側環状空間３ａと内側環状空間３ｂは、環状の隔壁５により区画されている。
【００１５】
可動部材４は、金属板をプレス加工して一体形成されたピストン環４ａを備えており、このピストン環４ａの内周端付近及び外周端付近には、それぞれゴムからなるシール部材６、７が加硫接着されている。ピストン環４ａは、内側環状空間３ｂ内に配設される内側平坦部４ａ１と、外側空間３ａ内に配設される外側平坦部４ａ２と、両平坦部の間に位置する中央平坦部４ａ３と、内側平坦部４ａ１の外周端と中央平坦部４ａ３の内周端とを接続する内側筒部４ａ４と、外側平坦部４ａ２の内周端と中央平坦部４ａ３の外周端とを接続する外側筒部４ａ５とで構成されている。
【００１６】
前記外側環状空間３ａには固定部材８が圧入されている。この固定部材８は、前記ピストン環４ａと同様に金属板をプレス加工して一体形成された固定環８ａを備えており、この固定環８ａの内周面及び外周面には、それぞれゴムからなるシール部材９、１０が加硫接着されている。固定環８ａは、隔壁５の下端面５ａ（図１において下側に位置する端面）と対向する内側平坦部８ａ１と、シリンダケース２に係止される外側平坦部８ａ２と、両平坦部の間に位置する中央平坦部８ａ３と、内側平坦部８ａ１の外周端と中央平坦部８ａ３の内周端とを接続する内側筒部８ａ４と、外側平坦部８ａ２の内周端と中央平坦部８ａ３の外周端とを接続する外側筒部８ａ５とで構成されている。
【００１７】
前記ピストン環４ａ及び固定環８ａは、それぞれ金属板をプレス加工して一体形成されているので、加工が簡単であり、金属部材を削り出し加工していた従来のピストンに比べて、大幅なコストダウンを図ることができる。また、金属板を成形加工して所定の断面形状としていることから、軽量化を達成することができる。
前記固定環８ａの中央平坦部８ａ３には、複数の連通孔１１が周方向に沿って等間隔で形成されている。連通孔１１の直径は２〜４ｍｍ程度であり、また、その個数は、特に限定されないが、３〜８個程度が目安である。
【００１８】
シール部材６は、シリンダケース２の内壁面に接触するシールリップを有しており、シール部材７は、固定環８ａの外側筒部８ａ５の内周面に接触するシールリップを有している。また、シール部材９は、ピストン環４ａの内側筒部４ａ４の外周面に接触するシールリップを有しており、シール部材１０は、シリンダケース２の内壁面に接触する半球面状の凸部を有している。
【００１９】
前記ピストン環４ａの内側平坦部４ａ１及び内側筒部４ａ４と、シリンダケース２の内壁面とによって、前記内側空間３ｂにおいて第１油圧室１２が形成されている。また、固定環８ａは、ピストン環４ａに対して径方向に一部オーバーラップするように配設されており、このオーバーラップしているピストン環４ａ及び固定環８ａによって第２油圧室１３が形成されている。第１油圧室１２は、前記シール部材６及びシール部材９により密封されており、第２油圧室１３は、前記シール部材７、シール部材９及びシール部材１０により密封されている。そして、第１油圧室１２には第１油路１４が連通しており、第２油圧室１３には油圧前室２０を経由して第２油路１５が連通している。これら第１油路１４及び第２油路１５を介して第１油圧室１２及び第２油圧室１３にそれぞれ作動油が供給され、また当該第１油圧室１２及び第２油圧室１３から作動油が排出される。
【００２０】
本実施の形態では、第１油圧室１２及び第２油圧室１３の密封を環状のシール部材６、７、９及び１０のみで行っており、Ｏリングを使用していない。したがって、Ｏリングの取付けに必要である溝をピストンに形成する必要がない。その結果、ピストン装置のコンパクト化及び薄板化を実現することができる。
さらに、シール部材のシールリップはＯリングに比べて摺動抵抗が小さく、被摺動面上を滑らかに摺動することができるので、安定した応答性を得ることができる。しかも、本実施の形態では、プレス加工された固定環８ａの表面をシール部材７のシールリップが摺動することになるが、この固定環８ａのプレス面は、特に後加工をしなくても面粗度の小さな摺動面であるので、さらに摺動性を向上させることができる。
【００２１】
前記ピストン環４ａの内側平坦部４ａ１は、第１油圧室１２に供給された作動油の油圧を受ける第１受圧部を構成しており、ピストン環４ａの中央平坦部４ａ３、外側平坦部４ａ２及び外側筒部４ａ５は、第２油圧室１３に供給された作動油の油圧を受ける第２受圧部を構成している。そして、内側筒部４ａ４が、軸方向に延びて前記第１受圧部と前記第２受圧部とを接続する中央筒部を構成している。
【００２２】
図１において、１６は、ピストン環４ａの中央平坦部４ａ３の下面（図１において下側の面であり、ピストン環４ａの進出方向側の面）に当接する環状の押圧プレートであり、ピストン環４ａ、すなわち可動部材４は、この押圧プレート１６を介してリターンばね１７によってクラッチから離反する方向（図１において上に向かう方向）に付勢されている。リターンばね１７は、周方向に沿って等間隔で複数個配設されている。なお、１８は、リターンばね１７によってクラッチから離反する方向に付勢される可動部材４の固定部材８側への移動位置（終点）を規制するストッパであり、このストッパ１８は、ピストン環４ａの内側平坦部４ａ１の上面において周方向に沿って等間隔で複数個設けられている。
押圧プレート６５は、軸方向に沿って延設された押圧部材（図示せず）を備えており、この押圧部材の先端が、ピストン５４の移動に応じて多板クラッチ（図示せず）のクラッチプレートを押圧し得るようになっている。
【００２３】
前述した構成を有する油圧シリンダ装置Ｓは、例えば、以下のように作動する。
作動油を第２油路１５から供給すると、この作動油は、まず油圧前室２０に入り、ついで固定環８ａの中央平坦部８ａ３に形成された連通孔１１を通って第２油圧室１３内に流れ込む。油圧前室２０及び第２油圧室１３は、前述したシール部材７、９及び１０の各シールリップにより密封されており、当該油圧前室２０及び第２油圧室１３内を作動油で満たすことにより、ピストンである可動部材４が軸方向にスライドして、リターンばね１７の付勢力に抗して押圧プレート６５を押圧する。
【００２４】
そして、第２油圧室１３が加圧された状態で、さらに第１油路１４から第１油圧室１２に作動油が供給され、シール部材６及び９の各シールリップで密封された第１油圧室１２が作動油で満たされると、当該第１油圧室１２内の作動油の油圧によっても、ピストンである可動部材４が軸方向にスライドして、リターンばね１７の付勢力に抗して押圧プレート６５を押圧する。すなわち、本実施の形態では、第２油圧室１３からの圧力に加えて、第１油圧室１２からの圧力でも、押圧プレート６５を押圧するため、より大きな押圧力を得ることができる。
押圧プレート６５が軸方向に移動すると、この押圧プレート６５に付設されている押圧部材の先端が多板クラッチのクラッチプレートを押圧して圧着させ、これにより駆動力の伝達がなされる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のピストン装置の一実施の形態を備えた油圧シリンダ装置の断面説明図である。
【図２】従来のピストン装置を備えた油圧シリンダ装置の断面説明図である
【符号の説明】
【００２６】
２      シリンダケース
３      環状空間
３ａ    外側環状空間
３ｂ    内側環状空間
４      可動部材（ピストン）
４ａ    ピストン環
６      シール部材
７      シール部材
８      固定部材
８ａ    固定環
９      シール部材
１０      シール部材
１１      連通孔
１２      第１油圧室
１３      第２油圧室
１４      第１油路
１５      第２油路
１６      押圧プレート
１７      リターンばね
Ｐ      ピストン装置
Ｓ      油圧シリンダ装置
【図１】
0005053052.tif 000002
【図２】
0005053052.tif 000003