(57)【要約】  環状ピストン（２）と、キャンセルプレート（３）と、リターンスプリング（４）と、環状ピストン側のスプリングシート（８）と、を有する油圧アクチュエータの密封装置（５０）であって、環状ピストン（２）は、リターンスプリング（４）の荷重を受ける環状の受圧盤部（２ｃ）と、受圧盤部（２ｃ）の内周側からキャンセルプレート（３）に向けて延設された内筒部（２ｂ）と、受圧盤部（２ｃ）と内筒部（２ｂ）との間を連結するとともに受圧盤部（２ｃ）に対してリターンスプリング（４）から軸方向に離間する方向に膨出する屈曲部（２ｇ）と、を有することを特徴とする。
2020230466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状シリンダ内に軸方向に往復自在に配置され、前記環状シリンダとの間で油圧が導入される加圧室を形成する環状ピストンと、
前記環状シリンダに固定されるとともに前記環状ピストンとの間で平衡油室を形成する環状のキャンセルプレートと、
前記環状ピストンと前記キャンセルプレートとの間に介設されるリターンスプリングと、
前記リターンスプリングと前記環状ピストンとの間に介設される環状ピストン側のスプリングシートと、を有し、
前記環状ピストンは、
前記リターンスプリングの荷重を受ける環状の受圧盤部と、
前記受圧盤部の内周側から前記キャンセルプレートに向けて延設された内筒部と、
前記受圧盤部と前記内筒部との間を連結するとともに前記受圧盤部に対して前記リターンスプリングから軸方向に離間する方向に膨出する屈曲部と、を有することを特徴とする油圧アクチュエータの密封装置。
【請求項２】
前記環状ピストン側のスプリングシートは、
前記リターンスプリングの荷重を受ける底部と、
前記底部の内側から前記キャンセルプレートに向けて延設され前記リターンスプリングの内側に配設される突出部と、
前記底部の外側から前記キャンセルプレートに向けて延設される壁部と、を有し、
前記底部は前記受圧盤部に接触するとともに、前記壁部の外面は前記内筒部に接触していることを特徴とする請求項１に記載の油圧アクチュエータの密封装置。
【請求項３】
前記リターンスプリングと前記キャンセルプレートとの間に介設されるキャンセルプレート側のスプリングシートを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油圧アクチュエータの密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧アクチュエータの密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両の自動変速機のクラッチ装置を作動させる油圧アクチュエータにおいて、ピストンとその外周側との間を密封する密封装置が知られている（特許文献１）。図３は、従来の油圧アクチュエータの密封装置を、油圧アクチュエータの一部とともに、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。【０００３】
図３に示すように、車両の自動変速機のクラッチ装置を作動させる油圧アクチュエータ１００は、環状シリンダ１０１と、環状ピストン１０２と、キャンセルプレート１０３と、リターンスプリング１０５とを主に備えて構成されている。環状シリンダ１０１は、不図示の駆動軸に取り付けられ断面略コ字状を呈する。環状ピストン１０２は、環状シリンダ１０１内に軸方向に移動可能に配置されている。キャンセルプレート１０３は、環状ピストン１０２と軸方向に対向配置されるとともにスナップリング１０４を介して環状シリンダ１０１に固定されている。リターンスプリング１０５は、環状ピストン１０２とキャンセルプレート１０３との間に圧縮状態で介設されている。【０００４】
リターンスプリング１０５と環状ピストン１０２との間には、環状ピストン側のスプリングシート１２１が設けられている。また、リターンスプリング１０５とキャンセルプレート１０３との間には、キャンセルプレート側のスプリングシート１２２が設けられている。【０００５】
環状ピストン１０２の内周側及び外周側の端部には、環状シリンダ１０１と摺動自在に配置されたシールリップ１０６，１０７がそれぞれ設けられている。キャンセルプレート１０３の外周側の端部には環状ピストン１０２と摺動自在に配置されたシールリップ１０８が設けられている。環状シリンダ１０１の内周筒部１０１ａには、環状シリンダ１０１と環状ピストン１０２との間に形成された加圧室Ａに油圧を導入するための油通路１０１ｃと、環状ピストン１０２とキャンセルプレート１０３との間に形成された平衡油室Ｂに臨む油通路１０１ｄとが形成されている。【０００６】
環状ピストン１０２は、環状の受圧盤部１０２ｃと、受圧盤部１０２ｃからキャンセルプレート１０３側に延設された内筒部１０２ｂと、内筒部１０２ｂから内周筒部１０１ａ側に延設された内周鍔部１０２ａと、内筒部１０２ｂと受圧盤部１０２ｃとを連結する屈曲部１０２ｇと、内筒部１０２ｂと径方向に対向する外筒部１０２ｄと、受圧盤部１０２ｃと外筒部１０２ｄとを斜めに連結する傾斜部１０２ｅと、外筒部１０２ｄから径方向外側に延設されたクラッチ押圧部１０２ｆとを有する。【０００７】
油圧アクチュエータ１００は、油通路１０１ｃを介して加圧室ＡにＡＴＦ（オートマチックトランスミッションフルード：自動変速機用潤滑油）による油圧を印加することによって、環状ピストン１０２がリターンスプリング１０５を圧縮する方向へ環状シリンダ１０１内を軸方向に変位し、クラッチ１０９が接続状態となる。【０００８】
一方、接続状態から加圧室Ａの油圧を開放すると、リターンスプリング１０５の付勢力によって、環状ピストン１０２が加圧室Ａの容積を圧縮させる方向へ環状シリンダ１０１内を軸方向に変位し、クラッチ１０９の摩擦係合状態を解除する。【０００９】
ここで、環状ピストン１０２の屈曲部１０２ｇは、油通路１０１ｃに向けて凸となるように屈曲して形成されている。油圧アクチュエータ１００では、この屈曲部１０２ｇ、特に、屈曲部１０２ｇの凹面Ｎに応力が集中する傾向がある。そこで、屈曲部１０２ｇの曲率を小さく（例えば、曲率半径を大きく）すれば、屈曲部１０２ｇへの応力集中の低減を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２４２３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図４は、参考例に係る油圧アクチュエータの密封装置と、油圧アクチュエータの一部とともに、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。図４に示す油圧アクチュエータ１００Ａは、屈曲部１０２ｇの形状以外は図３に示す油圧アクチュエータ１００と同一である。図４に示すように、屈曲部１０２ｇの曲率を小さくすると、環状ピストン側のスプリングシート１２１が環状ピストン１０２の屈曲部１０２ｇに干渉することから、組付け性の改善が求められている。【００１２】
このような観点から本発明は、環状ピストンに作用する応力集中を軽減するとともにリターンスプリングの作動を安定させ、さらには組付け性の向上を図ることができる油圧アクチュエータの密封装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために本発明は、環状シリンダ内に軸方向に往復自在に配置され、前記環状シリンダとの間で油圧が導入される加圧室を形成する環状ピストンと、前記環状シリンダに固定されるとともに前記環状ピストンとの間で平衡油室を形成する環状のキャンセルプレートと、前記環状ピストンと前記キャンセルプレートとの間に介設されるリターンスプリングと、前記リターンスプリングと前記環状ピストンとの間に介設される環状ピストン側のスプリングシートと、を有する油圧アクチュエータの密封装置である。前記環状ピストンは、前記リターンスプリングの荷重を受ける環状の受圧盤部と、前記受圧盤部の内周側から前記キャンセルプレートに向けて延設された内筒部と、前記受圧盤部と前記内筒部との間を連結するとともに前記受圧盤部に対して前記リターンスプリングから軸方向に離間する方向に膨出する屈曲部と、を有する。【００１４】
本発明によれば、環状ピストンの屈曲部をリターンスプリングから軸方向に離間する方向に膨出させることにより、環状ピストン側のスプリングシートと環状ピストンとの干渉を避けることができる。これにより、リターンスプリングの作動を安定させることができるとともに組付け性の向上を図ることができる。また、屈曲部をリターンスプリングから軸方向に離間する方向に膨出させる分、屈曲部の曲率を小さく（例えば、曲率半径を大きく）設定することが可能となり、当該屈曲部に作用する応力集中の軽減を図ることができる。【００１５】
また、前記環状ピストン側のスプリングシートは、前記リターンスプリングの荷重を受ける底部と、前記底部の内側から前記キャンセルプレートに向けて延設され前記リターンスプリングの内側に配設される突出部と、前記底部の外側から前記キャンセルプレートに向けて延設される壁部と、を有し、前記底部は前記受圧盤部に接触するとともに、前記壁部の外面は前記内筒部に接触していることが好ましい。このようにすると、環状ピストン側のスプリングシートが環状ピストンによって位置決めされるため、リターンスプリングの作動をより安定させることができる。【００１６】
また、前記リターンスプリングと前記キャンセルプレートとの間に介設されるキャンセルプレート側のスプリングシートを有することが好ましい。このようにすると、リターンスプリングの両端が各スプリングシートで支持されるため、リターンスプリングの作動をより安定させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の油圧アクチュエータの密封装置によれば、環状ピストンに作用する応力集中を軽減するとともに、リターンスプリングの作動を安定させ、さらには組付け性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る油圧アクチュエータの密封装置を、油圧アクチュエータの一部とともに軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【図２】実施形態に係る環状ピストンの屈曲部の拡大図である。
【図３】従来の油圧アクチュエータの密封装置を、油圧アクチュエータの一部とともに軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【図４】参考例に係る油圧アクチュエータの密封装置を、油圧アクチュエータの一部とともに軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に示すように、本実施形態に係る油圧アクチュエータの密封装置５０は、例えば、車両の自動変速機のクラッチ装置を作動させる油圧アクチュエータにおいて、ピストンとシリンダとの間を密封するものである。
【００２０】
油圧アクチュエータの密封装置５０は、環状ピストン２と、キャンセルプレート３と、リターンスプリング４と、環状ピストン側のスプリングシート８と、キャンセルプレート側のスプリングシート９とを主に備えて構成されている。
【００２１】
図１の軸心Ｏと直交する方向を「径方向」とも言う。軸心Ｏと平行となる方向を「軸方向」とも言う。また、リターンスプリング４の伸縮方向に対して環状ピストン２側を「一方側Ｙ１」とし、キャンセルプレート３側を「他方側Ｙ２」とする。
【００２２】
環状ピストン２は、環状シリンダ１との間で油圧が導入される加圧室Ａを形成する環状の部材である。環状ピストン２は、環状シリンダ１内に配置され軸方向に移動可能になっている。キャンセルプレート３は、環状ピストン２との間で平衡油室Ｂを形成する環状の部材である。リターンスプリング４は、環状ピストン２とキャンセルプレート３との間に圧縮状態で介設される付勢部材である。
【００２３】
環状ピストン側のスプリングシート８は、環状ピストン２とリターンスプリング４との間に介設される部材である。キャンセルプレート側のスプリングシート９は、キャンセルプレート３とリターンスプリング４との間に介設される部材である。環状ピストン側のスプリングシート８及びキャンセルプレート側のスプリングシート９は、リターンスプリング４の両端部にそれぞれ当接し、リターンスプリング４の伸縮の安定作動を担う部材である。
【００２４】
環状ピストン２は、リターンスプリング４の荷重を受ける環状の受圧盤部２ｃと、受圧盤部２ｃの内周側からキャンセルプレート３側に向けて延設された内筒部２ｂと、受圧盤部２ｃと内筒部２ｂとの間を屈曲して連結する屈曲部２ｇとを備えている。屈曲部２ｇは、受圧盤部２ｃに対してリターンスプリング４から軸方向に離間する方向、つまり、一方側Ｙ１に向けて膨出するように形成されている。
【００２５】
油圧アクチュエータの密封装置５０は、環状ピストン２の屈曲部２ｇをリターンスプリング４から軸方向に離間する方向に膨出させることにより、環状ピストン側のスプリングシート８と環状ピストン２との干渉を避けることができる。これにより、リターンスプリング４の作動を安定させることができるとともに、組付け性を向上させることができる。また、屈曲部２ｇをリターンスプリング４から軸方向に離間する方向に膨出させる分、屈曲部２ｇの曲率を小さく（例えば、曲率半径を大きく）設定することが可能となり、当該屈曲部２ｇに作用する応力集中の軽減を図ることができる。以下に、実施形態について詳細に説明する。
【００２６】
環状ピストン２は、鋼板などの金属板に対して打ち抜きプレス成形等を施すことによって製作された環状の部材である。環状シリンダ１と環状ピストン２との間には加圧室Ａが形成される。環状ピストン２は、内周鍔部２ａと、内筒部２ｂと、受圧盤部２ｃと、外筒部２ｄと、傾斜部２ｅと、クラッチ押圧部２ｆと、屈曲部２ｇとで主に構成されている。受圧盤部２ｃは、リターンスプリング４の荷重を受ける部位であって、環状に形成されている。
【００２７】
内筒部２ｂは、受圧盤部２ｃの内周側からキャンセルプレート３側に向けて筒状に延設される部位である。内筒部２ｂは、環状シリンダ１と同心の円筒状を呈しており内周筒部１ａの外周面に対向している。内周鍔部２ａは、内筒部２ｂの他方側Ｙ２の端部から軸心Ｏ側に向けて延設されている。内周鍔部２ａの端部には、環状シリンダ１の内周筒部１ａと摺動自在に接触し、ゴム状弾性体からなる環状ピストン用内側シールリップ６が形成されている。
【００２８】
外筒部２ｄは、内筒部２ｂと径方向に対向して配置される筒状の部位である。傾斜部２ｅは、受圧盤部２ｃと外筒部２ｄとを斜めに連結する部位である。傾斜部２ｅは、外周側に向かうにつれて環状シリンダ１の中間筒部１ｃ側に近接するように傾斜している。クラッチ押圧部２ｆは、外筒部２ｄの他方側Ｙ２の端部から外筒部２ｄの外側に向けて張り出す部位である。外筒部２ｄと傾斜部２ｅとで構成される屈曲部には、環状シリンダ１の外周筒部１ｂと摺動自在に接触し、ゴム状弾性体からなる環状ピストン用外側シールリップ５が形成されている。環状ピストン用外側シールリップ５及び環状ピストン用内側シールリップ６は、いずれも加硫接着によって環状ピストン２に取り付けられている。
【００２９】
屈曲部２ｇは、図１及び図２に示すように、内筒部２ｂの一方側Ｙ１の端部から受圧盤部２ｃの内周側の端部に至る部位である。屈曲部２ｇは、概ね一定の板厚で構成されており、一方側Ｙ１（受圧盤部２ｃに対してリターンスプリング４から軸方向に離間する方向）に凸となるように膨出している。
【００３０】
屈曲部２ｇの曲率、屈曲部２ｇの板厚及び受圧盤部２ｃから屈曲部２ｇの外面２ｇａまでの膨出高さＨ１は、作動中に環状ピストン２と環状ピストン側のスプリングシート８とが干渉せず、かつ、屈曲部２ｇへの応力集中を軽減可能な範囲で適宜設定されている。
【００３１】
キャンセルプレート３は、鋼板などの金属板に対して打ち抜きプレス成形等を施すことによって製作された環状の部材である。キャンセルプレート３は、環状ピストン２に対向して配置されている。環状ピストン２とキャンセルプレート３との間には、平衡油室Ｂが形成される。
【００３２】
キャンセルプレート３の内周側の端部は、スナップリング１３を介して環状シリンダ１０１の内周筒部１ａに固定されている。キャンセルプレート３は、受圧盤部３ａと、筒部３ｂと、延設部３ｃとで構成されている。受圧盤部３ａは、リターンスプリング４の荷重を受ける部位であって、環状に形成されている。
【００３３】
筒部３ｂは、受圧盤部３ａの径方向外側の端部から環状ピストン２側に立ち上がる筒状の部位である。延設部３ｃは、筒部３ｂの一方側Ｙ１の端部から径方向外側に向けて延設されている。延設部３ｃの径方向外側の端部には、環状ピストン２の軸方向の変位に対して摺動自在に接触するキャンセルプレート用外側シールリップ７が形成されている。キャンセルプレート用外側シールリップ７は、ゴム状弾性体で形成されており、加硫接着によりキャンセルプレート３に取り付けられている。
【００３４】
リターンスプリング４は、環状ピストン２とキャンセルプレート３との間で圧縮状態で介設される付勢部材である。リターンスプリング４は、平衡油室Ｂ内において軸心Ｏの周方向に亘って複数個設置されている。
【００３５】
環状シリンダ１の内周筒部１ａと中間筒部１ｃとの間には、加圧室Ａに油圧を導入するための油通路１１が形成されている。また、内周筒部１ａには、平衡油室Ｂに臨む油通路１２が形成されている。
【００３６】
環状ピストン側のスプリングシート８は、環状ピストン２とリターンスプリング４との間に介設されている。環状ピストン側のスプリングシート８は、周方向に複数個配設されたリターンスプリング４ごとに設けられている。環状ピストン側のスプリングシート８は、底部８ａと、突出部８ｂと、屈曲部８ｃと、壁部８ｄとを備えている。底部８ａは、環状かつ平板状を呈する。図２に示すように、底部８ａは、リターンスプリング４の付勢力によって環状ピストン２の受圧盤部２ｃに面接触している。一方、底部８ａと、環状ピストン２の屈曲部２ｇの凹面２ｇｂとは離間している。
【００３７】
突出部８ｂは、底部８ａの内側からキャンセルプレート３側に向けて筒状に突出している。突出部８ｂの外周部には、リターンスプリング４の内周部が嵌合されている。屈曲部８ｃは、底部８ａと壁部８ｄとを屈曲して連結する部位である。屈曲部８ｃの外面８ｃａと、環状ピストン２の屈曲部２ｇの凹面２ｇｂとは離間している。
【００３８】
壁部８ｄは、屈曲部８ｃの端部からキャンセルプレート３側に延設された壁状の部位である。図２に示すように、壁部８ｄの外面８ｄａは、環状ピストン２の内筒部２ｂの外面２ｂａに接触している。突出部８ｂから壁部８ｄまでの距離Ｌ１は、リターンスプリング４の線径ｄよりも大きくなっている。
【００３９】
図１に示すように、キャンセルプレート側のスプリングシート９は、キャンセルプレート３とリターンスプリング４との間に介設されている。キャンセルプレート側のスプリングシート９は、周方向に複数個配設されたリターンスプリング４ごとに設けられている。キャンセルプレート側のスプリングシート９は、底部９ａと、突出部９ｂとを備えている。底部９ａは、環状かつ平板状を呈する。底部９ａは、リターンスプリング４の付勢力によってキャンセルプレート３の受圧盤部３ａに面接触している。突出部９ｂは、底部９ａの内側から環状ピストン２側に向けて筒状に突出している。突出部９ｂの外周部には、リターンスプリング４の内周部が嵌合されている。
【００４０】
クラッチ１０は、環状シリンダ１の外周部に軸方向に移動可能な状態で円周方向に係止された複数のドライブプレート２１と、従動軸側に設けられたクラッチハブ（いずれも不図示）に軸方向に移動可能な状態で円周方向に係止された複数のドリブンプレート２２とが軸方向に交互に配置されている。環状ピストン２の外周部に形成されたクラッチ押圧部２ｆが、クラッチ１０と軸方向に対向している。
【００４１】
以上の構成を備える油圧アクチュエータは、加圧室ＡへのＡＴＦ（オートマチックトランスミッションフルード：自動変速機用潤滑油）による油圧の印加及びこの油圧の開放によって、環状ピストン２が環状シリンダ１内を軸方向に変位して、クラッチ１０を接続又は遮断させるものである。
【００４２】
詳しくは、油通路１１を介して供給されるＡＴＦの油圧で加圧室Ａが加圧されると、環状ピストン２がリターンスプリング４を圧縮しながら軸方向に他方側Ｙ２へ変位し、環状ピストン２のクラッチ押圧部２ｆが、ドライブプレート２１を押圧してドリブンプレート２２と摩擦係合させる。これにより、クラッチ１０が接続状態になって、駆動軸の駆動トルクが、環状シリンダ１、クラッチ１０のドライブプレート２１及びドリブンプレート２２、クラッチハブを介して、従動軸（不図示）へ伝達される。
【００４３】
また、この接続状態から加圧室Ａの油圧を開放すれば、圧縮されたリターンスプリング４の反発によって、環状ピストン２が加圧室Ａの容積を縮小させるように軸方向に一方側Ｙ１へ変位するため、このクラッチ１０のドライブプレート２１とドリブンプレート２２との摩擦係合が解除され、駆動軸から従動軸への駆動トルクの伝達が遮断される。
【００４４】
次に、本実施形態に係るアクチュエータの密封装置５０の作用効果について説明する。本実施形態に係るアクチュエータの密封装置５０によれば、環状ピストン２の屈曲部２ｇを受圧盤部２ｃに対してリターンスプリング４から軸方向に離間する方向に膨出させることにより、環状ピストン側のスプリングシート８と環状ピストン２との干渉を避けることができる。より詳しくは、環状ピストン２が軸方向に変位する際に、環状ピストン側のスプリングシート８の屈曲部８ｃが、環状ピストン２の屈曲部２ｇに接触しない。これにより、リターンスプリング４の作動を安定させることができる。また、環状ピストン側のスプリングシート８の屈曲部８ｃが、環状ピストン２の屈曲部２ｇに接触しないため、環状ピストン２、リターンスプリング４及び環状ピストン側のスプリングシート８等を含む各部材の組付け性を向上させることができる。
【００４５】
また、屈曲部２ｇをリターンスプリング４から軸方向に離間する方向に膨出させる分、屈曲部２ｇの曲率を小さく（例えば、曲率半径を大きく）設定することが可能となり、当該屈曲部２ｇに作用する応力集中の軽減を図ることができる。換言すると、本実施形態によれば、屈曲部２ｇの曲率が大きくなる部分をなくすことができるため、応力集中を回避することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、環状ピストン側のスプリングシート８の底部８ａは、環状ピストン２の受圧盤部２ｃに接触又は面接触するとともに、壁部８ｄの外面８ｄａは環状ピストン２の内筒部２ｂの外面２ｂａに接触（線接触）している。このようにすると、環状ピストン側のスプリングシート８が環状ピストン２に対して位置決めされ、環状ピストン側のスプリングシート８が移動しづらくなるため、リターンスプリング４の作動をより安定させることができる。
【００４７】
また、本実施形態では、リターンスプリング４の両端にそれぞれ環状ピストン側のスプリングシート８及びキャンセルプレート側のスプリングシート９を設けることにより、リターンスプリング４の作動をより安定させることができる。また、環状ピストン側のスプリングシート８の突出部８ｂ及びキャンセルプレート側のスプリングシート９の突出部９ｂにリターンスプリング４の内周部を嵌合させることにより、リターンスプリング４を安定して保持することができる。
【００４８】
以上実施形態の一例について説明したが、適宜設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００４９】
５０      油圧アクチュエータの密封装置
１        環状シリンダ
２        環状ピストン
２ｂ      内筒部
２ｃ      受圧盤部
２ｇ      屈曲部
３        キャンセルプレート
４        リターンスプリング
８        環状ピストン側のスプリングシート
８ａ      底部
８ｂ      突出部
８ｃ      屈曲部
８ｄ      壁部
９        キャンセルプレート側のスプリングシート
１０      クラッチ
【図１】
2020230466.tif 000003
【図２】
2020230466.tif 000004
【図３】
2020230466.tif 000005
【図４】
2020230466.tif 000006
【国際調査報告】
2020230466.tif 000007
2020230466.tif 000008
2020230466.tif 000009
2020230466.tif 000010