JP2010038186A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加圧室内の気体混入量の変動を抑制できる密封装置を提供する。
【解決手段】この密封装置は、第一部材と第一部材に対して相対往復運動可能な第二部材との間を密封して、第一部材と第二部材とによって囲まれた加圧室内に供給される液体を封入する密封装置であって、第二部材に取り付けられ、第一部材と接触して第一部材に対して相対摺動するシール部材２２を備える。シール部材２２は、ベース部４１と、突起部４２とを有する。突起部４２は、ベース部４１から第一部材に向かって突起して第一部材とベース部４１とを離隔させ、加圧室内に液体が供給されて加圧室内が液体によって充満された後に弾性変形してベース部４１と第一部材とを密着させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、密封装置に関し、特に、第一部材と第一部材に対して相対往復運動可能な第二部材との間を密封して、第一部材と第二部材とによって囲まれた加圧室内に供給される液体を封入する密封装置に関する。

従来の密封装置に関する技術は、たとえば、特開２００６−２０７８２０号公報（特許文献１）、特開２００６−４６５５０号公報（特許文献２）、特開２００５−２７３７８２号公報（特許文献３）に開示されている。

特許文献１では、油圧室のシールを行なうリップにおいて、摺動面に作動油を蓄える凹条または凹条を形成可能な凸条を形成して、高密封性と低摺動性とを達成する技術が提案されている。特許文献２では、摺動面に突起を設けて作動油を保持して摺動抵抗を低減する技術が提案されている。特許文献３では、クラッチドラムへの組付け時に接触面全体に潤滑油を塗布するよう潤滑油を保持するリップを設けたピストンが提案されている。
特開２００６−２０７８２０号公報 特開２００６−４６５５０号公報 特開２００５−２７３７８２号公報

車両の自動変速機に搭載されるクラッチやブレーキなどの摩擦係合装置では、ピストンに油圧を作用させて、複数の摩擦係合要素を押圧して互いに係合させることにより、各変速段を選択的に作動させる。自動変速機の特定の変速を実行する場合に、２つの異なる摩擦係合装置の係合と解放とを同時に行なう場合がある（いわゆるクラッチtoクラッチ変速）。

クラッチtoクラッチ変速において、解放側の摩擦係合装置の解放の進行に対し、係合側の摩擦係合装置の係合の進行が相対的に遅れると、解放側と係合側とのいずれの摩擦係合装置も十分に係合していない状態が生じる。この結果、エンジン回転速度が上昇して、いわゆる「エンジン吹き」という現象が発生し、良好な変速フィーリングが得られなくなる。たとえば摩擦係合装置のピストンの移動制御を行なう油室（チャンバ）内にエアが混入すると、油室内の油圧を増大させるとき、エアが圧縮されることにより油圧の上昇が遅れるため、エンジン吹きが生じる場合がある。

現在、油室内の油圧の立ち上がりが遅れてエンジン吹きが発生しても、学習制御によって指令値をフィードバックすることができる。具体的には、解放側の摩擦係合装置に対する油圧制御を遅らせる、または係合側の摩擦係合装置の油圧制御を早めるなどの学習制御が実行される。このようにして、次回変速時からのエンジン吹きの発生を抑制することが可能である。

しかし、油室内のエア混入量は一定ではなくばらつきがある。油室内のエア量が多くなると、指令値に対し油圧の立ち上がりが遅れてエンジン吹きが発生する。また、油室から突然エアが抜け油室内のエア混入量が小さくなると、解放側の摩擦係合装置の解放の進行に対し、係合側の摩擦係合装置の係合の進行が相対的に早くなる。この結果、異なる変速段の複数の摩擦係合装置が同時に係合している状態（タイアップ）が生じ、摩擦係合要素の回転数差に依存する変速ショックが発生する。

油室内にエアがいつ混入されるかはわからず、混入されたエアは油室内に溜まっていくが、突然油室から抜けることもあり、油室内のエア量を予測することは困難である。油室内にエアが混入した状態で学習制御の指令値を設定しても、油室内のエア混入量のばらつきによって制御性が悪化し、その結果エンジン吹きや変速ショックが発生するという問題があった。しかしながら、特許文献１〜３に記載の技術では、上記の問題に対する解決策は提案されていない。

それゆえに、この発明の主たる目的は、第一部材と第一部材に対して相対往復運動可能な第二部材との間を密封して、第一部材と第二部材とによって囲まれた加圧室内に供給される液体を封入する密封装置であって、加圧室内の気体混入量の変動を抑制できる密封装置を提供することである。

本発明者らは、加圧室内の気体混入量の変動を抑制できる密封装置について鋭意検討した。その結果、気体が加圧室内に混入した場合でも、加圧室内に液体が供給されるときに気体を加圧室外へ排出することにより、加圧室内の気体混入量の変動を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明に係る密封装置は、第一部材と第一部材に対して相対往復運動可能な第二部材との間を密封して、第一部材と第二部材とによって囲まれた加圧室内に供給される液体を封入する密封装置である。密封装置は、第二部材に取り付けられ、第一部材と接触して第一部材に対して相対摺動する摺動部を備える。摺動部は、ベース部と、突起部とを有する。突起部は、ベース部から第一部材に向かって突起して第一部材とベース部とを離隔させ、加圧室内に液体が供給されて加圧室内が液体によって充満された後に弾性変形してベース部と第一部材とを密着させる。

上記第一部材は中空のシリンダであって、上記第二部材はシリンダ内を往復運動するピストンであって、上記加圧室はピストンによってシリンダの内部空間が区画された油室であって、シリンダとピストンとの間を密封して、ピストンを移動させるために油室の内部に供給される作動油を油室内に封入する密封装置であってもよい。

突起部に外力が作用していない状態において、ベース部から突起部が突起する突起高さは０．２ｍｍであってもよい。

突起部は、環状に形成された摺動部の周方向に均等に、複数設置されていてもよい。突起部は、環状に形成された摺動部の周方向に並んで設置された、複数個の突起を含んでもよい。

本発明の密封装置によると、加圧室内に気体が混入しても、加圧室内に液体が供給される間に、突起部によって形成される第一部材とベース部との隙間を経由して気体は加圧室外へ抜ける。よって、加圧室内が液体で充満されたときに、加圧室内に気体が混入していない状態を維持することができる。また、加圧室内が液体で充満された後にベース部と第一部材とが密着して加圧室が密封されるので、加圧室のシール性を確保することができる。その結果、加圧室内の気体の混入を抑制でき、加圧室内の気体混入量の変動を抑制することができるので制御性を向上させることができる。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

なお、以下に説明する実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下の実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、上記個数などは例示であり、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。

図１は、本発明の一実施の形態の密封装置を備える自動変速機の構成を示す部分模式図である。図１に示すように、この自動変速機は、ケース１３内に収容されている回転軸としての入力軸８を備える。入力軸８の一端側には、第一部材としてのシリンダ１が設けられている。また、シリンダ１との間に加圧室としての油室５を形成するように、第二部材としてのピストン２が設けられている。ピストン２は、入力軸８の仮想の回転中心である軸線Ｏ方向に沿ってシリンダ１内を往復運動可能に設けられ、入力軸８の周囲においてシリンダ１に対向するように設けられている。

また、入力軸８の周囲には、ピストン２に対向するようにバランスピストン３が設けられている。バランスピストン３は、入力軸８に固定されている。バランスピストン３は、ピストン２に対して油室５とは反対側において、ピストン２との間に遠心油圧バランス室４を形成するように設けられている。遠心油圧バランス室４には、ピストン２をシリンダ１側に付勢するための弾性部材としてのリターンスプリング１１が、入力軸８を取囲むように複数箇所設けられている。リターンスプリング１１は、一端がピストン２に当接し、他端がバランスピストン３に当接するように設けられている。

シリンダ１、ピストン２およびバランスピストン３は、それぞれ円環形状に設けられており、入力軸８の軸線Ｏを中心として配置されている。シリンダ１、ピストン２およびバランスピストン３は、入力軸８と軸線Ｏを共有する円環形状に形成されている。

図２は、自動変速機のピストン周辺を拡大して示す断面模式図である。図２に示すように、有底の中空容器状に形成されたシリンダ１は、軸線Ｏを中心とする円筒形状の内筒１ａと、内筒１ａに対し相対的に入力軸８の径方向外方において軸線Ｏを中心とする円筒形状の外筒１ｂと、内筒１ａおよび外筒１ｂの一端（図２に示す図左側の端部）間を接続する略円環形状の端壁１ｃとを含む。端壁１ｃは容器状のシリンダ１の底部を形成し、内筒１ａおよび外筒１ｂはシリンダ１の周壁部を形成する。シリンダ１はまた、外筒１ｂから軸線Ｏに沿って遠ざかるにつれて径方向外側へ向かうように延在するテーパ部１ｄと、テーパ部１ｄに一端が接合する軸線Ｏを中心とする円筒形状の円筒部１ｅとを含む。

ピストン２は、軸線Ｏを中心とする円筒形状の内筒２ａと、内筒２ａに対し相対的に入力軸８の径方向外方において軸線Ｏを中心とする円筒形状の外筒２ｂと、内筒２ａおよび外筒２ｂの一端（図２に示す図左側の端部）間を接続する略円環形状の端壁２ｃとを含む。端壁２ｃは、バランスピストン３と反対方向に突出する。外筒２ｂの外周面は、外筒１ｂの内周面に対して接触摺動するように設けられている。ピストン２はまた、内筒２ａから軸線Ｏに沿って遠ざかるにつれて径方向内側へ向かうように延在するテーパ部２ｄと、外筒２ｂから軸線Ｏに沿って遠ざかるにつれて径方向外側へ向かうように延在するテーパ部２ｅと、テーパ部２ｅから径方向外側へ延びて張出し回転クラッチＣ１（図１参照）に対して当接する押圧部１８とを含む。

ピストン２は、シリンダ１の内部に、軸線Ｏに沿う方向に往復運動自在に挿入されている。ピストン２のテーパ部２ｄには、その内周面１９に、シリンダ１の内筒１ａの外周面２３に対して相対摺動する摺動部としてのシール部材２０が設けられている。またピストン２の外筒２ｂには、その外周面２１の端壁２ｃ側に、シリンダ１の外筒１ｂの内周面２４に対して相対摺動する摺動部としてのシール部材２２が設けられている。シール部材２０，２２は、軸線Ｏを中心とする環状に形成されており、ゴムなどの弾性材料により形成されている。シール部材２０は内筒１ａの外周面２３と接触し、シール部材２２は外筒１ｂの内周面２４と接触する。シール部材２０，２２はシリンダ１と接触してシリンダ１に対し相対摺動するので、磨耗を極力抑制するために、耐摩耗性の高い材料により形成されるのが望ましい。

ピストン２によって中空のシリンダ１の内部空間が区画されて、油室５が形成されている。油室５は、シリンダ１、ピストン２およびシール部材２０，２２によって取り囲まれている。ピストン２に取り付けられたシール部材２０，２２がシリンダ１と密着することによって、シリンダ１と、シリンダ１に対して相対往復運動可能なピストン２との間が密封されている。

シリンダ１の内筒１ａには、油室５とシリンダ１の径方向内方の外部とを連通する連通孔２６が穿孔されている。この連通孔２６を経由して、図示しない加圧装置により加圧された液体状の作動油が油室５に流入可能とされている。連通孔２６は油室５の内部と外部とを連通できればよいため、シリンダ１に連通孔２６が形成されている構成に限られず、たとえばピストン２に連通孔が形成されていてもよい。また複数の連通孔２６が形成されていてもよい。

バランスピストン３のピストン２と対向する面には、ピストン２の端壁２ｃに対し略平行な平坦部２７が設けられている。バランスピストン３の外周２８には、ピストン２の外筒２ｂの内周面３０と接触摺動するシール部材２９が設けられている。バランスピストン３は、溝３１に嵌め込まれたスナップリング３２に当接することによって、軸線Ｏに沿う一方向（図２に示す右側向き）への移動が規制されている。

ピストン２の端壁２ｃのバランスピストン３と対向する対向面３３には、保持部材３４が取り付けられている。保持部材３４には、たとえばコイルばねなどのリターンスプリング１１が、軸線Ｏに対して平行に取り付けられている。リターンスプリング１１は、ピストン２およびバランスピストン３を、常に軸線Ｏ方向に押圧している。遠心油圧バランス室４は、ピストン２、バランスピストン３およびシリンダ１の内筒１ａによって囲まれるように、シリンダ１の内部が区画されて設けられている。油室５と遠心油圧バランス室４とは、軸線Ｏ方向に並んで配列されている。

図１に戻って、円筒部１ｅの内面には、複数のプレート７ａが設けられ、このプレート７ａに噛みあう摩擦材７ｂが、ハブ９に設けられている。プレート７ａと摩擦材７ｂとにより、回転クラッチＣ１が構成される。また、ハブ９には、複数の摩擦材１２ｂが設けられ、ケース１３には、複数のプレート１２ａが設けられている。プレート１２ａと摩擦材１２ｂとにより、ブレーキＢ１が構成される。

この自動変速機においては、加圧された作動油が連通孔２６を経由して油室５に導入されると、リターンスプリング１１の付勢力に抗して、ピストン２がバランスピストン３側に移動する。このとき、ピストン２の押圧部１８が、シリンダ１に連結されたプレート７ａと接触して、プレート７ａおよび摩擦材７ｂを軸線Ｏ方向に移動させる。シリンダ１をハブ９に連結する場合には、ブレーキＢ１の係合を徐々に解除しながら、油室５に油が導入される。これにより、ピストン２が移動して、回転クラッチＣ１を係合させることとなる。この時、遠心油圧バランス室４の油は、入力軸８側に放出される。

次に、シール部材について詳細に説明する。ここでは、ピストン２の外筒２ｂに設けられ、シリンダ１の外筒１ｂの内周面に対して相対摺動するシール部材２２を例にとって説明するが、シール部材２０，２９も、シール部材２２と同様の構成とすることが可能である。

図３は、シール部材を拡大して示す断面模式図である。図３に示すように、シール部材２２は、ベース部４１と、突起部４２とを有する。突起部４２は、ベース部４１の表面に形成されており、ベース部４１から距離Ｈ分突起している。突起部４２は、ベース部４１から最も離れる頂部４３と、ベース部４１により支持される部位である底部４４とを有する。頂部４３と底部４４とは、距離Ｈ分離れている。距離Ｈは、ベース部４１から突起部４２が突起する突起高さである。

図４は、図３に示す矢印ＩＶ方向から見た、シール部材の平面模式図である。なお図３は、図４に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿うシール部材の断面図である。つまり、図４における上下方向は軸線Ｏ（図１参照）に沿う方向を示し、図４中の左右方向は軸線Ｏ方向と直交する環状のシール部材２２の周方向を示す。

図４に示すように、シール部材２２には、ベース部４１から突起した突起部４２が形成されており、突起部４２は環状に形成されたシール部材２２の周方向に並んで設置された３つの突起４２ａ，４２ｂ，４２ｃを含んでいる。突起４２ａ，４２ｂ，４２ｃはそれぞれ、平面形状が矩形状となるように形成されており、底部４４においてベース部４１と接合され、平面形状が矩形状の頂部４３を有する。突起部４２が頂部４３において相手部材と面接触できるように、所定の面積を有する頂部４３が形成されている。各突起４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、シール部材２２の周方向における寸法が幅Ｗとなり、突起間の間隔幅（すなわち、突起４２ａと突起４２ｂとの間隔、または突起４２ｂと突起４２ｃとの間隔）がピッチＰとなるように、それぞれ形成されている。

図５は、図４に示すＶ−Ｖ線に沿うシール部材の断面模式図である。図５に示すように、シール部材２２が図上側に突起した突起４２ａ，４２ｂ，４２ｃが形成されているために、各突起の間（すなわち突起４２ａ，４２ｂの間および突起４２ｂ，４２ｃの間）には隙間４５がそれぞれ形成されている。

次に、本実施の形態の密封装置の動作について、図６〜図１０を参照して順に説明する。図６〜図１０では、密封装置の動作についてわかりやすさを優先して示すため、図１および図２に示すシリンダ１、ピストン２、シリンダ１とピストン２とによって囲まれた油室５、およびシリンダ１とピストン２との間を密封するシール部材２２の形状は、簡略化されて図示されている。

図６は、加圧室内が加圧される前の状態を示す模式図である。図６では、作動油ＯＬからピストン２を軸線Ｏ方向へ移動させる向きの力が加えられず、図１に示す回転クラッチＣ１のプレート７ａおよび摩擦材７ｂが係合していない状態（ピストンＯＦＦ状態と称する）を示す。図６に示すように、シリンダ１の内部空間はピストン２によって図左右方向に区画されており、ピストン２によって区画された図左側の空間は、油室５を形成する。シリンダ１とピストン２とによって囲まれた油室５の内部には、ピストン２をシリンダ１に対して相対往復運動させるための、液体である作動油ＯＬが供給される。

作動油ＯＬには、気泡ＡＢが混入している。気泡ＡＢは、たとえば、オイルパン内に貯留されたオイルをオイルポンプにより吸入するとき、オイルパン内の油面が傾斜していることにより空気を同時に吸い込み、吸込まれた空気がオイルポンプにおいて微細気泡となってオイル内に混入するなどの理由によって、作動油ＯＬ中に混入する。油室５内に供給される作動油ＯＬに混入している気泡ＡＢは、油室５内を上昇して油室５の上部に溜まり、油室５の上部に空間Ｓを形成している。

図７は、加圧室内に液体が供給されている状態を示す模式図である。図７中の矢印ＨＰに示すように、作動油ＯＬは、連通孔２６を経由して油室５内に供給される。図６と図７とを比較すると、図７の状態では油室５内の作動油ＯＬの量が図６に対して増加しているため、図７では作動油ＯＬの液面高さが図６に対してより高くなっている。その結果、油室５の上部の空間Ｓが占める容積は、図７に示す状態において、より小さくなっている。このとき、油室５内の作動油ＯＬの量の増加が空間Ｓの容積を小さくするように作用しているため、作動油ＯＬの油圧上昇は小さく、そのため作動油ＯＬによって軸線Ｏ方向にピストン２に加えられる圧力は低い。

図８は、図７のシール部材付近を拡大して示す模式図である。図３、図４および図５を参照して説明したように、シール部材２２には突起部４２が形成されており、突起部４２は環状の周方向に複数並んで形成された複数個の突起４２ａ，４２ｂ，４２ｃを有する。複数個の突起４２ａ，４２ｂ，４２ｃの間には、隙間４５が形成されている。突起部４２がベース部４１からシリンダ１に向かって突起して、シリンダ１とベース部４１とを離隔させている状態では、シリンダ１とベース部４１との間には、突起４２ａ，４２ｂ，４２ｃに挟まれた隙間４５が形成されている。作動油ＯＬの油圧の上昇が小さい間は、シール部材２２に作動油ＯＬから作用する応力は小さいため、突起部４２が変形し潰れることはなく、油室５の内部と外部とを連通する隙間４５が確保されている。

この隙間４５が形成されているために、空間Ｓが小さくなるにつれて、図８中の矢印ＡＦ１，ＡＦ２に示すように、隙間４５を経由して空気が油室５の内部から外部へ流れる。換言すると、隙間４５によって油室５の内部と外部とが連通されているために、油室５内に作動油ＯＬが供給されるに従って、空間Ｓに溜まった空気は油室５の外部へ押し出されて、隙間４５を通って排出される。空気が隙間４５から抜けるので、作動油ＯＬ中に混入した気泡ＡＢが溜まって油室５の内部に発生した気体溜まりである空間Ｓは、作動油ＯＬの油面高さが増大するにつれて、小さくなる。

ここで、ベース部４１から突起部４２が突起する突起高さ（図３および図５に示す突起高さＨ）は、小さすぎるとシリンダ１とベース部４１との間に隙間４５を確保することができない。一方、突起部４２の突起高さＨが大きすぎると、ベース部４１とシリンダ１とを密着させたときに、環状の突起部４２の周方向における、突起部４２が形成されている位置と、突起部４２が形成されていない位置（たとえば突起部４２の間に隙間４５が形成されている位置）との間での圧力のアンバランスが発生する。つまり、突起部４２が形成されている位置へ加えられる、シリンダ１からシール部材２２へ作用する反力は、相対的に大きくなる。一方、突起部４２が形成されていない位置へ加えられる、シリンダ１からシール部材２２へ作用する反力は、相対的に小さくなる。

そのため、突起部４２の突起高さＨは、隙間４５を確保でき、かつシリンダからシール部材２２へ作用する反力のアンバランスを抑制し均圧となるように、設計する必要がある。このような条件を満足するために、突起高さＨは、突起部４２に外力が作用していない状態において、０．２ｍｍとするのが望ましい。なお、突起部４２に外力が作用していない状態とは、シール部材２２がピストン２に取り付けられているが、そのシール部材２２が取り付けられたピストン２はシリンダ１内に組みつけられておらず、突起部４２がシリンダ１と接触していない状態をいう。すなわち、突起部４２がシリンダ１と接触した状態では、突起高さＨは０．２ｍｍよりも小さくなる。

また、突起部４２に含まれる、ベース部４１からシリンダ１に向かって突起する突起の数が１つであれば、シリンダ１から加えられる応力が集中して突起が簡単に変形してしまうので、隙間４５を確保することが困難となる。そこで、図４および図５に示すように、突起部４２はシール部材２２の周方向に並んで設置された複数個の突起４２ａ，４２ｂ，４２ｃを含むように形成するのが好ましい。このようにすれば、空気が流れるための隙間４５を確実に確保することができる。なお、１箇所の突起部４２に含まれる突起の数は図４および図５に示す３つに限られず、任意の個数の突起を含む突起部４２をシール部材２２に形成することが可能である。

複数の突起を含む突起部４２を形成した場合、突起間の間隔幅が広すぎると、突起が変形しやすくなり隙間４５を確保することが困難となる。一方、突起間の間隔幅が狭すぎると、シリンダ１からシール部材２２へ作用する反力により突起が変形しても突起間に隙間４５が残存し、加圧された油室５内から作動油ＯＬが隙間４５を通って外部へ漏れ出してシール性が悪化する場合がある。そのため、図４に示す、各突起の幅Ｗと突起間の間隔幅であるピッチＰとが相等しくなるように（つまりＷ＝Ｐとなる関係式が成立するように）、突起４２ａ，４２ｂ，４２ｃを形成することができ、このようにすれば、空気が流れるための隙間４５を確実に確保でき、かつシール部材２２のシール性を確保することができるので好ましい。

図９は、油室内が作動油によって充満された状態を示す模式図である。図１０は、図９のシール部材付近を拡大して示す模式図である。図９では、作動油ＯＬからピストン２を軸線Ｏ方向へ移動させる向きの力が加えられており、図１に示す回転クラッチＣ１のプレート７ａおよび摩擦材７ｂが係合している状態（ピストンＯＮ状態と称する）を示す。図６〜図８では油室５の上部に空気が溜まった空間Ｓが形成されていたが、突起部４２によって形成された隙間４５を経由して空気が油室５の外部へ流出した結果、図９および図１０では、油室５内の全ての空気が排出されており、油室５の内部には作動油ＯＬが充満している。

このとき油室５の内部の作動油ＯＬは、その油圧によってピストン２を押圧して移動させることが可能な程度にまで加圧されている。たとえば、作動油ＯＬの油圧は１〜２ＭＰａ程度に上昇している。そのため、作動油ＯＬがシール部材２２を押圧する油圧も上昇している。作動油ＯＬからシール部材２２に加えられる油圧の作用によって、突起部４２は突起形状を維持することができず、突起部４２は弾性変形して潰れる。突起部４２の突起が潰れると、突起間には隙間４５が形成されなくなる。

つまり、作動油ＯＬの油圧が所定の値まで上昇したとき突起部４２が弾性変形するために、シリンダ１とシール部材２２のベース部４１との間に隙間が形成されず、ベース部４１とシリンダ１とは互いに密着する。弾性材料で形成されたシール部材２２がシリンダ１と隙間なく密着しているために、油室５内は密閉空間とされており、作動油ＯＬが油室５内に封入されている。そのため、油室５が作動油ＯＬによって充満された後には、シリンダ１とピストン２との間のシール性が確保されている。

次に、シール部材に形成される突起部の位置についての例を説明する。図１１は、シール部材に突起部を形成する位置の一例を示す模式図である。図１２は、シール部材に突起部を形成する位置の他の例を示す模式図である。図１３は、シール部材に突起部を形成する位置のさらに他の例を示す模式図である。

シール部材２２は環状に形成されている。図１１〜図１３では、環状のシール部材２２の形状を、簡略化して円環形状に図示している。図１１では、円環形状のシール部材２２の外周側に突起するように、２つの突起部４２が形成されている。図１１に示す２つの突起部４２は、図上側および図下側に向かって突起するように形成されており、シール部材２２の円環形状の中心から２箇所の突起部４２が形成されている位置へ向く方向は、１８０°の角度を形成する。

図１２では、円環形状のシール部材２２の外周側に突起するように、３つの突起部４２が形成されている。図１２に示す３つの突起部４２は、図上側、図右下側および図左下側に向かって突起するように形成されており、シール部材２２の円環形状の中心から３箇所の突起部４２が形成されている位置へ向く方向は、１２０°の角度を形成する。

図１３では、円環形状のシール部材２２の外周側に突起するように、４つの突起部４２が形成されている。図１３に示す４つの突起部４２は、図上側、図下側、図右側および図左側に向かって突起するように形成されており、シール部材２２の円環形状の中心から４箇所の突起部４２が形成されている位置へ向く方向は、９０°の角度を形成する。

つまり、図１１〜図１３に示す例では、複数の突起部４２が円環形状に形成されたシール部材２２の外周側に突起するように形成されており、当該複数の突起部４２はシール部材２２の周方向に均等に配置されるように形成されている。つまり、シール部材２２を３６０°未満の所定の角度回転させた場合に、回転前後の突起部４２の配置が同一となり得るような形状に、突起部４２が形成されている。

突起部４２がシール部材２２の外周の一箇所のみに形成されていると、シール部材２２が僅かながら偏心してしまい、シール部材２２のシール性能を低下させる場合がある。また、複数の突起部４２が周方向に非均等に設置している場合にも、シール部材２２の偏心が発生するおそれがある。したがって、シール部材２２を調心させる（つまり、環状のシール部材２２の中心を図１に示す軸線Ｏと一致させる）ように、突起部４２はシール部材２２の周方向に均等に複数設置されているのが望ましい。このようにすれば、シール部材２２のバランスを向上させ、シール部材２２に作動油ＯＬの油圧が加えられたときの応力を分散させることができるので、突起部４２の磨耗を抑制することができる。

また、図１１〜図１３に示す例では、シール部材２２の外周の上側の面に突起部４２が形成されている。気体が油室５内に混入した場合、作動油ＯＬに対して気体の比重がより小さいため、気体は作動油ＯＬ中を上昇して油室５の上部に溜まり、空間Ｓを形成する。したがって、気体の溜まり易い鉛直方向上側の位置（典型的には最上部）に突起部４２を形成することにより、隙間４５を経由して油室５内の空気を油室５の外部へ排出する効果をより顕著に得ることができる。

以上説明したように、本実施の形態の密封装置は、中空のシリンダ１と、シリンダ１内を往復運動してシリンダ１に対して相対往復運動可能なピストン２との間を密封する。密封装置は、ピストン２によってシリンダ１の内部空間が区画されシリンダ１とピストン２とによって囲まれた油室５内に、ピストン２を移動させるために供給される液体としての作動油ＯＬを封入する。

密封装置は、シール部材２０，２２を備える。シール部材２０，２２は、ピストン２に取り付けられており、シリンダ１と接触してシリンダ１に対して相対摺動する。シール部材２０，２２は、ベース部４１と、突起部４２とを有する。突起部４２は、ベース部４１からシリンダ１に向かって突起してシリンダ１とベース部４１とを離隔させ、油室５内に作動油ＯＬが供給されて油室５内が作動油ＯＬによって充満された後に弾性変形してベース部４１とシリンダ１とを密着させる。

このようにすれば、油室５内に気泡ＡＢが混入して空間Ｓが形成された場合でも、油室５内に作動油ＯＬが供給される間に、突起部４２によって形成されるシリンダ１とベース部４１との隙間４５を経由して、気体は油室５外へ抜ける。よって、油室５内が作動油ＯＬで充満されたときに、油室５内に気体が混入していない状態を維持することができる。また、油室５内が作動油ＯＬで充満された後にベース部４１とシリンダ１とが密着して油室５が密封されるので、油室５のシール性を確保することができる。その結果、油室５内の気体の混入を抑制でき、油室５内の気体混入量の変動を抑制して、油室５内の気体混入量の均一性を向上させることができる。したがって、自動変速機の制御性を向上させて、エンジン吹きや変速ショックの発生を抑制することができる。

なお、これまでの説明においては、シール部材２０，２２がピストン２に取り付けられており、シール部材２０，２２はピストン２とともに移動してシリンダ１に対して相対摺動する例について説明したが、シール部材をシリンダに取り付ける構成とすることも可能である。ただし、製造の容易性の点において、上記実施の形態で説明した、シール部材をピストンに取り付ける構成がより有利であると考えられる。

また、これまでの説明においては、中空のシリンダ１と、シリンダ１内を往復運動するピストン２との間を密封して、油室５内に作動油ＯＬを封入する密封装置について説明したが、本発明はこれに限らず、第一部材と、第一部材に対して相対往復運動可能な第二部材との間を密封する密封装置であれば、どのようなものにでも適用可能である。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の密封装置は、自動車用自動変速機の変速に主として使用される、ピストン形状に成形された金具に焼付け接着などにより一体化されたゴム製のシールリップを備えるボンデッドピストンシールに、特に有利に適用され得る。

本発明の一実施の形態の密封装置を備える自動変速機の構成を示す部分模式図である。 自動変速機のピストン周辺を拡大して示す断面模式図である。 シール部材を拡大して示す断面模式図である。 図３に示す矢印ＩＶ方向から見た、シール部材の平面模式図である。 図４に示すＶ−Ｖ線に沿うシール部材の断面模式図である。 加圧室内が加圧される前の状態を示す模式図である。 加圧室内に液体が供給されている状態を示す模式図である。 図７のシール部材付近を拡大して示す模式図である。 油室内が作動油によって充満された状態を示す模式図である。 図９のシール部材付近を拡大して示す模式図である。 シール部材に突起部を形成する位置の一例を示す模式図である。 シール部材に突起部を形成する位置の他の例を示す模式図である。 シール部材に突起部を形成する位置のさらに他の例を示す模式図である。

符号の説明

１ シリンダ、２ ピストン、５ 油室、２０，２２，２９ シール部材、４１ ベース部、４２ 突起部、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ 突起、４３ 頂部、４４ 底部、４５ 隙間、ＯＬ 作動油、Ｐ ピッチ、Ｓ 空間、Ｗ 幅。

Claims (5)

1. 第一部材と前記第一部材に対して相対往復運動可能な第二部材との間を密封して、前記第一部材と前記第二部材とによって囲まれた加圧室内に供給される液体を封入する密封装置において、
   前記第二部材に取り付けられ、前記第一部材と接触して前記第一部材に対して相対摺動する摺動部を備え、
   前記摺動部は、ベース部と、前記ベース部から前記第一部材に向かって突起して前記第一部材と前記ベース部とを離隔させ、前記加圧室内に液体が供給されて前記加圧室内が液体によって充満された後に弾性変形して前記ベース部と前記第一部材とを密着させる突起部とを有する、密封装置。
2. 前記第一部材は、中空のシリンダであって、
   前記第二部材は、前記シリンダ内を往復運動するピストンであって、
   前記加圧室は、前記ピストンによって前記シリンダの内部空間が区画され、前記ピストンを移動させるための作動油が内部に供給される油室であって、
   前記シリンダと前記ピストンとの間を密封して、前記油室内に作動油を封入する、請求項１に記載の密封装置。
3. 前記突起部に外力が作用していない状態において、前記ベース部から前記突起部が突起する突起高さは０．２ｍｍである、請求項１または請求項２に記載の密封装置。
4. 前記摺動部は環状に形成されており、
   前記突起部は、前記摺動部の周方向に均等に複数設置されている、請求項１から請求項３のいずれかに記載の密封装置。
5. 前記摺動部は環状に形成されており、
   前記突起部は、前記摺動部の周方向に並んで設置された複数個の突起を含む、請求項１から請求項４のいずれかに記載の密封装置。

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