JP2023001685A - 油圧アクチュエータの密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シールリップの耐圧性を向上させ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。【解決手段】ピストンシール１は、軸線ｘ周りに環状のピストン１０と、駆動圧室Ｐ１の密封を図るためにピストン１０に取り付けられた弾性体であり、環状の内周シールリップ２０とを備えている。ピストン１０の内周シールリップ２０が取り付けられるリップ取付部１３は、曲面１４を有している。【選択図】図４

Description

本発明は、油圧アクチュエータの密封装置に関し、特に、環状の駆動圧室内の油圧によって移動可能なピストンを備える油圧アクチュエータの密封装置に関する。

油圧アクチュエータとして、例えば、環状のピストンを有する、自動車等の車両の自動変速機に用いられる油圧クラッチがある。油圧クラッチは、環状の空間内において、環状の駆動圧室内の油圧を高めて環状のピストンをクラッチに押し付けることによりクラッチを締結状態にし、ピストンへの油圧を解除し、バネの力でピストンを戻してクラッチを切断状態にする。このようなクラッチピストン機構では、駆動中に駆動圧室内の油が遠心力によってピストンに押し付けられ、クラッチの切断の際にピストンを戻すバネの力が影響を受け、バネによってピストンが適切に戻されないことがある。このため、キャンセルプレートが設けられ、ピストンを介して駆動圧室に対向するキャンセル圧室が設けられた油圧クラッチが従来からある。このような油圧クラッチにおいては、キャンセル圧室内の油にも遠心力が作用することにより、遠心力による駆動圧室内の油のピストンの押し付け力の相殺を図っている。

上述のような油圧クラッチには、環状のシールリップを有する密封装置が設けられており、ピストンの外周側及び内周側に設けられたシールリップによってピストン油圧室内の密封が図られており、また、キャンセルプレートの外周側に設けられたシールリップによってキャンセル圧室内の外周側の密封が図られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４７０１５６０号公報

上述のような油圧クラッチにおいて、クラッチ接続のためにピストン油圧室内に発生させる油圧が高圧となる場合、シールリップには高い圧力が加わり、シールリップが破損する場合が考えられる。このため、従来の油圧クラッチの密封装置に対しては、シールリップに作用する油圧が高圧であっても、シールリップが破損することがない耐圧性の高い構成が求められている。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、シールリップの耐圧性を向上させ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にある。

上記目的を達成するために、本発明に係る油圧アクチュエータの密封装置は、環状の空間である駆動圧室内の油圧によって軸線に沿って移動可能なピストンを備える油圧アクチュエータの密封装置であって、前記軸線周りに環状の前記ピストンと、前記駆動圧室の密封を図るために前記ピストンに取り付けられた弾性体であり、前記軸線周りに環状の内周シールリップとを備えており、前記ピストンの前記内周シールリップが取り付けられる部分は、曲面を有していることを特徴とする。

本発明の一態様に係る油圧アクチュエータの密封装置において、前記曲面は、前記ピストンを絞り加工する際に作られる。

上記目的を達成するために、本発明に係る油圧アクチュエータの密封装置は、環状の空間である駆動圧室内の油圧によって軸線に沿って移動可能なピストンを備える油圧アクチュエータの密封装置であって、前記軸線周りに環状の前記ピストンと、前記駆動圧室の密封を図るために前記ピストンに取り付けられた弾性体であり、前記軸線周りに環状の内周シールリップとを備えており、前記ピストンは、前記ピストンの一対の互いに背向する面である一対の側面と、該一対の側面の間において前記内周側に面する面である内周端面とを有しており、前記内周シールリップは、前記ピストンの前記一対の側面と前記内周面とに取り付けられており、前記内周シールリップの前記ピストンの内周端面に取り付けられている部分の厚さは、前記内周シールリップの前記ピストンの前記側面に取り付けられている部分の厚さよりも薄くなっていることを特徴とする。

本発明の一態様に係る油圧アクチュエータの密封装置において、前記ピストンは、前記一対の側面の一方と前記内周端面との間に段差を形成する部分である段差面を有しており、前記内周シールリップは、前記ピストンの前記一対の側面、前記内周端面、及び前記段差面に取り付けられている部分である基部と、前記基部から前記内周側に突出する部分であるリップ部とを有しており、前記リップ部は、前記基部の前記段差面に取り付けられている部分に接続している。

本発明に係る油圧アクチュエータの密封装置によれば、シールリップの耐圧性を向上させることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る油圧アクチュエータの密封装置としてのピストンシールと、キャンセラシールとを備える油圧アクチュエータとしての油圧クラッチの概略構成を示す軸線に沿う断面における部分断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るピストンシールの軸線に沿う断面における断面図である。 図２に示すピストンシールの軸線に関して一方の側の断面を示す部分断面図である。 図３に示すピストンシールの内周シールリップの部分を拡大して示す部分拡大断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るピストンシールの変形例の軸線に沿う断面の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るピストンシールの軸線に沿う断面の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係るピストンシールの軸線に沿う断面の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る油圧アクチュエータの密封装置としてのピストンシール１と、キャンセラシール２とを備える油圧アクチュエータとしての油圧クラッチ１００の概略構成を示す軸線ｘに沿う断面における部分断面図である。以下、説明の便宜上、軸線ｘ方向に直交する方向（以下、径方向ともいう。）において、軸線ｘから離れる方向（図１の矢印ａ方向）の側を外周側とし、軸線ｘに近づく方向（図１の矢印ｂ方向）の側を内周側とする。また、軸線ｘ方向において矢印ｃ（図１参照）方向側を切断側とし、軸線ｘ方向において矢印ｄ（図１参照）方向側を接続側とする。

図１に示すように、油圧クラッチ１００は、ピストンシール１とキャンセラシール２とを有するピストン機構３と、環状の空間を形成するクラッチシリンダ１１０と、環状のクラッチハブ１２０と、クラッチシリンダ１１０とクラッチハブ１２０とを接続又はこの接続を切断する多板のクラッチ１３０とを有している。クラッチシリンダ１１０は駆動側に接続されており、駆動側の動力によって軸線ｘ周りに回転可能になっている。また、クラッチハブ１２０は従動側に接続されており、クラッチ１３０が接続した際に、クラッチシリンダ１１０の動力が伝達されて軸線ｘ周りに回転可能になっている。ピストン機構３は、ピストンシール１を軸線ｘ方向において移動させることにより、クラッチ１３０に作用して、クラッチ１３０を接続及び切断させる。

図１に示すように、クラッチシリンダ１１０は、軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする筒状の部分である内周筒部１１１と、内周筒部１１１から外周側に延びる軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする円盤状の部分である円盤部１１２と、内周筒部１１１よりも外周側において円盤部１１２から接続側に延びる軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする筒状の部分である外周筒部１１３とを有している。また、クラッチシリンダ１１０は、軸線ｘに沿って延びる環状の空間１１４を有している。環状の空間１１４は、内周筒部１１１の外周面１１１ａと、円盤部１１２の接続側の側面１１２ａと、外周筒部１１３の内周面１１３ａとによって囲まれた空間である。

多板クラッチであるクラッチ１３０は、複数のドライブプレート１３１と、複数のドリブンプレート１３２とを有しており、ドライブプレート１３１とドリブンプレート１３２とは間隔を空けて交互に軸線ｘ方向に並べられている。ドライブプレート１３１は、外周側の部分において、クラッチシリンダ１１０の外周筒部１１３の内周面１１３ａに支持されている。ドリブンプレート１３２は、内周側の部分において、クラッチハブ１２０に支持されている。ドライブプレート１３１は、ピストン機構３の作用によって接続方向に押されて、ドリブンプレート１３２に押し付けられて、ドリブンプレート１３２と接続するようになっている。また、ドライブプレート１３１は、ピストン機構３による押し付けがなくなると、ドリブンプレート１３２から離間する方向に移動し、ドリブンプレート１３２との接続が切断されるようになっている。

クラッチハブ１２０は、軸線ｘ周りに環状の部材であり、軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする筒状の部分である筒部１２１を有している。この筒部１２１の外周面に上述のクラッチ１３０のドリブンプレート１３２が内周側の端部において固定されている。

クラッチシリンダ１１０の空間１１４内にはピストン機構３が設けられており、ピストン機構３は、空間１１４内に、環状の駆動圧室Ｐ１と環状のキャンセル圧室Ｐ２とを形成している。図１に示すように、ピストン機構３のピストンシール１は、空間１１４を軸線ｘ方向に移動可能に空間１１４内に設けられており、ピストンシール１はその切断側に駆動圧室Ｐ１を形成している。また、図１に示すように、キャンセラシール２は、軸線ｘ方向において接続側からピストンシール１に対向しており、ピストンシール１との間に環状の空間であるキャンセル圧室Ｐ２を形成している。キャンセル圧室Ｐ２は、空間１１４において、ピストンシール１に関して駆動圧室Ｐ１とは反対側に設けられている。

後述するように、ピストンシール１は、シールリップを有しており、シールリップが内周側及び外周側において空間１１４を形成するクラッチシリンダ１１０の面に接触しており、これにより、駆動圧室Ｐ１の密封が図られている。具体的には、ピストンシール１の
シールリップは、外周側においてクラッチシリンダ１１０の外周筒部１１３の内周面１１３ａに接触しており、また、内周側においてクラッチシリンダ１１０の内周筒部１１１の外周面１１１ａに接触している。ピストンシール１は、軸線ｘ方向において接続側に移動した際に、クラッチ１３０の切断側に位置するドライブプレート１３１に切断側から接触可能に形成されている。

また、キャンセラシール２は、シールリップ２ａを有しており、シールリップ２ａが外周側においてピストンシール１に接触しており、これにより、キャンセル圧室Ｐ２の外周側の密封が図られている。具体的には、キャンセラシール２のシールリップ２ａは、外周側においてピストンシール１のクラッチ１３０に接触するように筒状に延びている部分に内周側から接触している。また、キャンセラシール２は、スナップリング１４１を介してクラッチシリンダ１１０の内周筒部１１１に支持されており、クラッチシリンダ１１０と共に回転する。

ピストン機構３は、バネであるリターンスプリング１４０を有しており、リターンスプリング１４０は、キャンセル圧室Ｐ２内に設けられており、ピストンシール１とキャンセラシール２との間に挟まれて、軸線ｘ方向において切断側にピストンシール１を付勢している。

クラッチシリンダ１１０には、駆動圧室Ｐ１内に作動油を供給し、また、駆動圧室Ｐ１内から作動油を排出するための通路である駆動油孔１１５が形成されている。作動油は、油圧クラッチ１００を制御するための油であり、例えばＡＴＦ(Automatic Transmission Fluid)等である。駆動油孔１１５は、内周筒部１１１の外周面１１１ａにおいて駆動圧室Ｐ１に開口しており、図示しない作動油の供給源と駆動圧室Ｐ１とを連通可能にしている。また、クラッチシリンダ１１０には、キャンセル圧室Ｐ２内に作動油を供給し、また、キャンセル圧室Ｐ２内から作動油を排出するための通路であるキャンセル油孔１１６が形成されている。キャンセル油孔１１６は、内周筒部１１１の外周面１１１ａにおいてキャンセル圧室Ｐ２に開口しており、図示しない作動油の供給源とキャンセル圧室Ｐ２とを連通可能にしている。

油圧クラッチ１００においては、駆動油孔１１５を介して駆動圧室Ｐ１内に作動油が供給されることにより、駆動圧室Ｐ１内に油圧（駆動油圧）が発生する。この駆動油圧によってピストンシール１がリターンスプリング１４０の付勢力に抗して接続側に動かされ、ピストンシール１がクラッチ１３０のドライブプレート１３１に接触し、ドライブプレート１３１を接続側に押す。これにより、クラッチ１３０のドライブプレート１３１が接続側に押され、各ドライブプレート１３１が対応するドリブンプレート１３２に押し付けられる。これにより、クラッチ１３０が接続状態になり、クラッチシリンダ１１０の動力がクラッチ１３０を介してクラッチハブ１２０に伝達される。

このクラッチ１３０の接続状態から、駆動圧室Ｐ１内の作動油が駆動油孔１１５を介して排出されると、駆動圧室Ｐ１内の駆動油圧が解放されて減り、リターンスプリング１４０の付勢力が駆動油圧に勝るようになり、ピストンシール１がリターンスプリング１４０の付勢力によって切断側に動かされ、ドライブプレート１３１がドリブンプレート１３２から離れ、クラッチ１３０が切断状態となる。

クラッチシリンダ１１０の回転時に、駆動圧室Ｐ１内の作動油には遠心力が加わり、この遠心力がピストンシール１に作用して、ピストンシール１が動かされると、意図しないクラッチ１３０の操作がなされてしまう。このため、キャンセル油孔１１６を介してキャンセル圧室Ｐ２内に作動油を供給することにより、このキャンセル圧室Ｐ２内の作動油に、駆動圧室Ｐ１内の作動油と同様に遠心力が作用するようにする。これにより、キャンセル圧室Ｐ２内の作動油に作用する遠心力が、駆動圧室Ｐ１内の作動油に作用する遠心力を相殺し、意図しないクラッチ１３０の操作が防止される。

以下、本発明の実施の形態に係るピストンシール１について詳細に説明する。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係るピストンシール１の軸線ｘに沿う断面における断面図であり、図３は、図２に示すピストンシール１の軸線ｘに関して一方の側の断面を示す部分断面図であり、図４は、ピストンシール１の部分拡大断面図である。図２～４に示すように、ピストンシール１は、軸線ｘ周りに環状のピストン１０と、駆動圧室Ｐ１の密封を図るためにピストン１０に取り付けられた弾性体であり、軸線ｘ周りに環状の内周シールリップ２０とを備えている。ピストン１０の内周シールリップ２０が取り付けられる部分（リップ取付部１３）は、曲面１４を有している。以下、ピストンシール１の構成について具体的に説明する。

ピストン１０は、金属からなる、軸線ｘを中心又は略中心とする環状の部材であり、図２，３に示すように、受圧部１１と、クラッチ押圧部１２とを有している。受圧部１１は、軸線ｘを中心又は略中心とする環状の部分であり、油圧クラッチ１００において（図１参照）、駆動圧室Ｐ１内の駆動油圧を受ける部分である。クラッチ押圧部１２は、軸線ｘを中心又は略中心とする環状の部分であり、油圧クラッチ１００において、ピストンシール１が接続側（矢印ｄ方向）へ動かされた際に、クラッチ１３０のドライブプレート１３１を接続側に押圧する部分である。クラッチ押圧部１２は、受圧部１１の外周側の端部から接続側に延びている。

ピストン１０の受圧部１１は、一対の背向する面を有しており、この一対の背向する面の一方は駆動圧面１１ａであり、他方は、キャンセル圧面１１ｂである。駆動圧面１１ａは、ピストン１０の受圧部１１の駆動圧室Ｐ１側（切断側）に面する面であり、キャンセル圧面１１ｂは、ピストン１０の受圧部１１のキャンセル圧室Ｐ２側（接続側）に面する面である。また、ピストン１０の受圧部１１は、駆動圧面１１ａの内周側の端とキャンセル圧面１１ｂの内周側の端との間に延びる内周面としての内周端面１１ｃを有している。

図３，４に示すように、ピストン１０の内周シールリップ２０が取り付けられる部分であるリップ取付部１３は、ピストン１０の内周側の端部にあり、受圧部１１の内周側の端部に位置している。そして上述のように、リップ取付部１３は曲面１４を有している。

具体的には、リップ取付部１３は、駆動圧面１１ａの内周端の部分である駆動圧面端１３ａと、キャンセル圧面１１ｂの内周端の部分であるキャンセル圧面端１３ｂと、内周端面１１ｃとを有している。駆動圧面端１３ａは、軸線ｘに直交する平面に沿っており、例えば図３，４に示すように、軸線ｘに直交する平面に平行又は略平行となっている。キャンセル圧面端１３ｂは、軸線ｘに直交する平面に沿っており、例えば図３，４に示すように、軸線ｘに直交する平面に平行又は略平行となっている。また、内周端面１１ｃは、軸線ｘを中心とする円筒面に沿って環状に延びており、例えば図３，４に示すように、軸線ｘを中心とする円筒面又は略円筒面となっている。

また、図４に示すように、ピストン１０の受圧部１１の駆動圧面１１ａと内周端面１１ｃとは、曲面１４を介して互いに接続しており、駆動圧面端１３ａと内周端面１１ｃとは、曲面１４を介して互いに接続している。一方、内周端面１１ｃはキャンセル圧面１１ｂと、つまりキャンセル圧面端１３ｂに直接接続している。曲面１４の形状は、図４に示すように、断面において曲線を描く形状となっており、例えば、断面において一定の曲率の曲線を描く形状になっている。曲面１４の形状は、断面において複数の曲率の曲線が滑らかに組み合わされた曲線を描く形状になっていてもよく、また、断面において曲線と直線が滑らかに組み合わされた線を描く形状になっていてもよい。曲面１４は、駆動圧面端１３ａと内周端面１１ｃとに滑らかに接続している。この曲面１４も、リップ取付部１３の一部となっている。

ピストン１０は、上述のリップ取付部１３を有していれば、種々の形態とすることができ、油圧クラッチの形態に応じた種々の形態とすることができる。

内周シールリップ２０は、上述のようにリップ取付部１３においてピストン１０に取り付けられている。内周シールリップ２０は、図２～４に示すように、受圧部１１の内周側の端部から内周側に突出する軸線ｘを中心又は略中心とする円環状又は略円環状の部分である。内周シールリップ２０は、油圧クラッチ１００において（図１参照）、クラッチシリンダ１１０の内周筒部１１１の外周面１１１ａに接触するように形成されている。また、内周シールリップ２０は、油圧クラッチ１００において、ピストンシール１が軸線ｘ方向に移動する際に、内周筒部１１１の外周面１１１ａ上を摺動するように形成されている。

内周シールリップ２０は、例えば、基部２１とリップ部２２とを有している。基部２１は、ピストン１０にリップ取付部１３において取り付けられている部分であり、リップ部２２は、基部２１から突出する部分である。リップ部２２は、図２～４に示すように、基部２１から内周側及び切断側に突出しており、上述のように、クラッチシリンダ１１０の内周筒部１１１の外周面１１１ａに摺動可能に接触するように形成されている。

リップ部２２は、基部２１のリップ取付部１３の曲面１４に取り付けられた部分（曲面部２１ａ）から延びており、リップ部２２の根元２２ａは曲面部２１ａに接続している。

また、基部２１は、リップ取付部１３の駆動圧面端１３ａに取り付けられた部分である駆動圧側部２１ｂと、リップ取付部１３のキャンセル圧面端１３ｂに取り付けられた部分であるキャンセル圧側部２１ｃと、リップ取付部１３の内周端面１１ｃに取り付けられた部分である内周部２１ｄとを有している。

図４に示すように、基部２１の厚さは、例えば、内周部２１ｄの厚さｔ１が最も薄くなっており、キャンセル圧側部２１ｃの厚さｔ２が内周部２１ｄの厚さｔ１よりも厚くなっており、駆動圧側部２１ｂの厚さｔ３がキャンセル圧側部２１ｃの厚さよりも厚くなっている。曲面部２１ａの厚さは、曲面１４を有さないリップ取付部に取り付けられる基部の対応する部分の厚さよりも厚くなっている。なお、基部２１の各部の厚さは、図４に示すように、断面においてリップ取付部１３の対応する面に直交する方向の厚さである。なお、駆動圧側部２１ｂの厚さｔ３とキャンセル圧側部２１ｃの厚さｔ２とは同じ又は略同じとなっていてもよい。また、キャンセル圧側部２１ｃの厚さｔ２と内周部２１ｄの厚さｔ１とは同じ又は略同じとなっていてもよい。基部２１の各部の厚さの関係は上述の厚さに限られない。

外周シールリップ３０は、駆動圧室Ｐ１の密封を図るためにピストン１０に取り付けられた弾性体であり、図２，３に示すように、受圧部１１の外周側の部分から外周側に突出する軸線ｘを中心又は略中心とする環状又は円環状の部分である。外周シールリップ３０は、油圧クラッチ１００において（図１参照）、クラッチシリンダ１１０の外周筒部１１３の内周面１１３ａに接触するように形成されている。また、外周シールリップ３０は、油圧クラッチ１００において、ピストンシール１が軸線ｘ方向に移動する際に、外周筒部１１３の内周面１１３ａ上を摺動するように形成されている。

ピストン１０は金属製であり、ピストン１０の金属材としては、ステンレス鋼やＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）等があり、主にＳＰＦＨ（熱間圧延鋼）、ＳＡＰＨ（熱間圧延鋼）である。ピストン１０は、例えば、金属板からプレス加工や鍛造により製造される。

内周シールリップ２０及び外周シールリップ３０は、上述のように弾性体であり、内周シールリップ２０及び外周シールリップ３０の弾性材としては、例えばゴム状弾性材がある。内周シールリップ２０及び外周シールリップ３０のゴム状弾性材としては、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、シリコーンゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等の合成ゴムが用いられる。

次いで、上述の構成を有するピストンシール１の作用について説明する。使用状態において、図１に示すように、ピストンシール１は、内周シールリップ２０がクラッチシリンダ１１０の内周筒部１１１の外周面１１１ａに接触し、外周シールリップ３０がクラッチシリンダ１１０の外周筒部１１３の内周面１１３ａに接触し、駆動圧室Ｐ１の密封を図っている。使用状態において、駆動圧室Ｐ１内に作動油が供給され、駆動圧室Ｐ１内が高圧となると、内周シールリップ２０に高い圧力が加わり、内周シールリップ２０は変形する。

この変形により、内周シールリップ２０に歪が生じ応力が発生する。つまり、内周シールリップ２０のリップ部２２が変形し、リップ部２２及び基部２１に歪が生じ応力が発生する。特に、リップ部２２の接続する曲面部２１ａに大きな応力が発生すると考えられるが、上述のように、基部２１の曲面部２１ａはピストン１０の曲面１４に取り付けられているため、応力が分散され、曲面部２１ａにおける応力集中を抑制することができる。

また、曲面部２１ａの厚さは、従来の曲面１４を有さないリップ取付部に取り付けられる基部の対応する部分の厚さよりも厚くなっているため、高圧を受けてリップ部２２が変形し、基部２１に歪が生じても、厚さの厚い曲面部２１ａにおいて歪が分散され、応力集中を抑制することができる。

このように、ピストンシール１は、内周シールリップ２０が高い圧力を受けて変形しても、内周シールリップ２０に大きな応力が発生することを抑制でき、内周シールリップ２０に発生する応力の低減を図ることができる。このため、内周シールリップ２０は高い圧力を受けても破損し難くなっており、内周シールリップ２０の耐圧性は高くなっている。

また、リップ取付部１３が曲面１４を有しているため、基部２１とピストン１０との間の接触面積を大きくすることができ、内周シールリップ２０の強度を向上させることができ、この点からも、内周シールリップ２０の耐圧性は高くなっている。

また、基部２１の内周部２１ｄの厚さｔ１が基部２１の他の部分よりも薄くなっていて内周部２１ｄの厚さｔ１が薄い場合、内周シールリップ２０が高い圧力を受けた際のリップ部２２の変形を抑制することができる。これは、リップ部２２の変形方向側にある内周部２１ｄの厚さｔ１が薄いため、リップ部２２が高い圧力を受けても内周部２１ｄが変形し難く、リップ部２２の変形の抵抗となるためである。これにより、リップ部２２が接続されている曲面部２１ａに生じる歪を低減でき、曲面部２１ａに発生する応力を低減でき、内周シールリップ２０の耐圧性を高くできる。このように、内周部２１ｄの厚さｔ１が薄い場合、内周シールリップ２０の耐圧性を高くできる。

上述のように、本発明の第１の実施の形態に係るピストンシール１によれば、内周シールリップ２０の耐圧性を向上させることができる。

次いで、本発明の第１の実施の形態に係るピストンシール１の変形例を説明する。図５は、本発明の第１の実施の形態に係るピストンシール１の変形例の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。本変形例に係るピストンシール１は、ピストンのリップ取付部の形態が上述のリップ取付部１３とは異なり、ピストン１０は、受圧部１１に変えて受圧部１５を有しており、また、リップ取付部１３に変えてリップ取付部１６を有している。また、本変形例に係るピストンシール１は、内周シールリップ２０の基部の形態が上述の基部２１とは異なり、基部２１に変えて基部２３を有している。

図５に示すように、本変形例に係るピストンシール１のリップ取付部１６は、素材に対して絞り加工をしてピストン１０を成形する際に絞り加工されて形成された曲部１７に位置している。曲部１７は、図５に示すように、受圧部１５の曲がった部分であり、絞り加工によって素材が曲げられた部分である。曲部１７は、例えば、受圧部１５の内周側の端に形成されている。つまり、受圧部１５の駆動圧面１５ａは、内周側の端において、曲面となっており、また、受圧部１５のキャンセル圧面１５ｂは、内周側の端において、曲面となっている。駆動圧面１５ａの内周側の端とキャンセル圧面１５ｂの内周側の端との間には、内周端面１５ｃが延びている。内周端面１５ｃは、例えば図５に示すように、軸線ｘに直交する平面に沿う面であり、より具体的には、軸線ｘに直交する平面に平行又は略平行な面である。

図５に示すように、リップ取付部１６は、受圧部１５の曲部１７における駆動圧面１５ａの部分である曲面１８と、内周端面１５ｃの一部とによって形成される領域となっている。曲面１８の形状は、上述の曲面１４の形状と同様に、断面において曲線を描く形状となっており、例えば、断面において一定の曲率の曲線を描く形状になっている。曲面１８の形状は、断面において複数の曲率の曲線が滑らかに組み合わされた曲線を描く形状になっていてもよく、また、断面において曲線と直線が滑らかに組み合わされた線を描く形状になっていてもよい。曲面１８は、曲部１７における駆動圧面１５ａの先端側の部分である。

内周シールリップ２０の基部２３は、曲面１８に取り付けられている部分である曲面部２３ａと、内周端面１５ｃに取り付けられている部分である内周部２３ｂとを有している。リップ部２２は、曲面部２３ａから突出している。なお、内周部２３ｂは、受圧部１５の内周端面１５ｃ全体に取り付けられていてもよく、内周端面１５ｃを超えてキャンセル圧面１５ｂ側に到っていてもよい。

本変形例において、上述の内周シールリップ２０と同様に、リップ取付部１６の曲面１８に取り付けられている部分である曲面部２３ａにリップ部２２が接続しており、使用状態において内周シールリップ２０に高い圧力が加わったとしても、内周シールリップ２０における応力集中を抑制することができる。また、基部２３とリップ取付部１６との接触面積が大きくなっている。このため、上述のピストンシール１と同様に、内周シールリップ２０の耐圧性を高くできる。

次いで、本発明の第２の実施の形態に係るピストンシール５について説明する。図６は、本発明の第２の実施の形態に係るピストンシール５の軸線に沿う断面の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。本発明の第２の実施の形態に係るピストンシール５は、上述の本発明の第１の実施の形態に係るピストンシール１に対して、ピストンの受圧部の形態及び内周シールリップの形態が異なる。以下、上述の本発明の第１の実施の形態に係るピストンシール１と同一の構成又は同様の機能を有する構成については、同一の符号を用いてその説明を省略し、異なる構成について説明する。

ピストンシール５は、ピストンシール１と同様に、ピストン４０と、内周シールリップ５０と、外周シールリップ３０とを有している。ピストン４０は、ピストンシール１のピストン１０の受圧部１１とは異なる形状の受圧部４１を有しており、他の形態はピストン１０と同じである。ピストン４０の受圧部４１は、図６に示すように、先端の形状においてピストン１０の受圧部１１とは異なっており、他の形態は受圧部１１と同じである。

具体的には、図６に示すように、ピストン４０の受圧部４１は、一対の背向する面（側面）である駆動圧面４１ａとキャンセル圧面４１ｂとを有している。駆動圧面４１ａは、受圧部４１の駆動圧室Ｐ１側に面する面であり、キャンセル圧面４１ｂは、受圧部４１のキャンセル圧室Ｐ２側に面する面である。また、受圧部４１は、駆動圧面４１ａとキャンセル圧面４１ｂとの間において、内周側に面する面である内周端面４１ｃを有している。内周端面４１ｃは、具体的には、駆動圧面４１ａの内周側の端とキャンセル圧面４１ｂの内周側の端との間に延びている。

内周シールリップ５０は、ピストン４０の駆動圧面４１ａとキャンセル圧面４１ｂと内周端面４１ｃとに取り付けられている。つまり、ピストン４０の内周シールリップ５０が取り付けられる部分であるリップ取付部４２は、駆動圧面４１ａとキャンセル圧面４１ｂと内周端面４１ｃとに位置している。具体的には、図６に示すように、リップ取付部４２は、受圧部４１の内周側の端部にあり、駆動圧面４１ａの内周端の部分である駆動圧面端４２ａと、キャンセル圧面４１ｂの内周端の部分であるキャンセル圧面端４２ｂと、内周端面４１ｃとの領域である。駆動圧面端４２ａは、軸線ｘに直交する平面に沿っており、例えば図６に示すように、軸線ｘに直交する平面に平行又は略平行となっている。キャンセル圧面端４２ｂは、軸線ｘに直交する平面に沿っており、例えば図６に示すように、軸線ｘに直交する平面に平行又は略平行となっている。また、内周端面４１ｃは、軸線ｘを中心とする円筒面に沿って環状に延びており、例えば図６に示すように、軸線ｘを中心とする円筒面又は略円筒面となっている。

ピストン４０は、上述のリップ取付部４２を有していれば、種々の形態とすることができ、油圧クラッチの形態に応じた種々の形態とすることができる。

内周シールリップ５０は、例えば、基部５１とリップ部５２とを有している。基部５１は、ピストン４０のリップ取付部４２に取り付けられている部分であり、リップ部５２は、基部５１から突出する部分である。

基部５１は、リップ取付部４２の駆動圧面端４２ａに取り付けられた部分である駆動圧側部５１ａと、リップ取付部４２のキャンセル圧面端４２ｂに取り付けられた部分であるキャンセル圧側部５１ｂと、リップ取付部４２の内周端面４１ｃに取り付けられた部分である内周部５１ｃとを有している。

リップ部５２は、上述のリップ部２２と同様の形態を有しており、基部５１から内周側及び切断側に突出しており、クラッチシリンダ１１０の内周筒部１１１の外周面１１１ａに摺動可能に接触するように形成されている。リップ部５２は、図６に示すように、基部５１の駆動圧側部５１ａの内周側端と内周部５１ｃの切断側端とから延びている。

図６に示すように、内周シールリップ５０の内周端面４１ｃに取り付けられている部分である内周部５１ｃの厚さ（厚さｔ６）は、内周シールリップ５０の駆動圧面端４２ａに取り付けられている部分である駆動圧側部５１ａの厚さ（厚さｔ４）よりも薄くなっており、また、内周シールリップ５０のキャンセル圧面端４２ｂに取り付けられている部分であるキャンセル圧側部５１ｂの厚さ（厚さｔ５）よりも薄くなっている。駆動圧側部５１ａの厚さｔ４は、キャンセル圧側部５１ｂの厚さｔ５よりも厚くなっている。基部５１の各部の厚さの関係は上述の厚さに限られない。なお、基部５１の各部の厚さは、図６に示すように、断面においてリップ取付部４２の対応する面に直交する方向の厚さである。

次いで、上述の構成を有するピストンシール５の作用について説明する。ピストンシール５は、ピストンシール１と同様に、図１に示すよう取り付けられて使用状態となる。使用状態において、図１に示すように、ピストンシール５は、内周シールリップ５０がクラッチシリンダ１１０の内周筒部１１１の外周面１１１ａに接触し、外周シールリップ３０がクラッチシリンダ１１０の外周筒部１１３の内周面１１３ａに接触し、駆動圧室Ｐ１の密封を図っている。使用状態において、駆動圧室Ｐ１内に作動油が供給され、駆動圧室Ｐ１内が高圧となると、内周シールリップ５０に高い圧力が加わり、内周シールリップ５０は変形する。

内周シールリップ５０は、図６に示すように、基部５１の内周部５１ｃの厚さが薄くなっており、このため、リップ部５２の変形を抑制することができる。このように、ピストンシール５は、内周シールリップ５０が高い圧力を受けて変形しても、リップ部５２の変形が抑制されるため、内周シールリップ５０に大きな応力が発生することを抑制でき、内周シールリップ５０に発生する応力の低減を図ることができる。このため、内周シールリップ５０は高い圧力を受けても破損し難くなっており、内周シールリップ５０の耐圧性は高くなっている。

このように、本発明の第２の実施の形態に係るピストンシール５によれば、内周シールリップ５０の耐圧性を向上させることができる。

次いで、本発明の第３の実施の形態に係るピストンシール６について説明する。図７は、本発明の第３の実施の形態に係るピストンシール６の軸線に沿う断面の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。本発明の第３の実施の形態に係るピストンシール６は、上述の本発明の第１の実施の形態に係るピストンシール１に対して、ピストンの受圧部の形態及び内周シールリップの形態が異なる。以下、上述の本発明の第１の実施の形態に係るピストンシール１と同一の構成又は同様の機能を有する構成については、同一の符号を用いてその説明を省略し、異なる構成について説明する。

ピストンシール６は、ピストンシール１と同様に、ピストン４５と、内周シールリップ５５と、外周シールリップ３０とを有している。ピストン４５は、ピストンシール１のピストン１０の受圧部１１とは異なる形状の受圧部４６を有しており、他の形態はピストン１０と同じである。ピストン４５の受圧部４６は、図７に示すように、先端の形状においてピストン１０の受圧部１１とは異なっており、他の形態は受圧部１１と同じである。

具体的には、図７に示すように、ピストン４５の受圧部４６は、一対の背向する面（側面）である駆動圧面４６ａとキャンセル圧面４６ｂとを有している。駆動圧面４６ａは、受圧部４６の駆動圧室Ｐ１側に面する面であり、キャンセル圧面４６ｂは、受圧部４６のキャンセル圧室Ｐ２側に面する面である。また、受圧部４６は、駆動圧面４６ａとキャンセル圧面４６ｂとの間において、内周側に面する面である内周端面４６ｃを有している。

また、図７に示すように、受圧部４６は、駆動圧面４６ａと内周端面４６ｃとの間に段差を形成する部分（面）である段差面４６ｄを有している。具体的には、段差面４６ｄは、内周端面４６ｃから内周側に凹んだ部分を画成しており、例えば、軸線ｘに直交する平面に沿って延びる環状の面である側面４６ｅと、軸線ｘ周りに環状の面である底面４６ｆとを有している。底面４６ｆは、側面４６ｅの外周側の端から延びている。側面４６ｅは、例えば、軸線ｘに直交する平面に平行又は略平行な面であり、底面４６ｆは、例えば、軸線ｘを中心軸とする円筒面又は略円筒面である。駆動圧面４６ａの内周側の端は、径方向において内周端面４６ｃの位置まで達しておらず、段差面４６ｄの底面４６ｆの切断側の端に接続している。内周端面４６ｃは、切断側の端において段差面４６ｄの側面４６ｅの内周側の端に接続しており、接続側の端においてキャンセル圧面４１ｂの内周側の端に接続している。

内周シールリップ５５は、ピストン４５の駆動圧面４６ａとキャンセル圧面４６ｂと内周端面４６ｃと段差面４６ｄとに取り付けられている。つまり、ピストン４５の内周シールリップ５５が取り付けられる部分であるリップ取付部４７は、駆動圧面４６ａとキャンセル圧面４６ｂと内周端面４６ｃと段差面４６ｄとに位置している。

具体的には、図７に示すように、リップ取付部４７は、受圧部４６の内周側の端部にあり、駆動圧面４６ａの内周端の部分である駆動圧面端４７ａと、キャンセル圧面４６ｂの内周端の部分であるキャンセル圧面端４７ｂと、内周端面４６ｃと、段差面４６ｄとの領域である。駆動圧面端４７ａは、軸線ｘに直交する平面に沿っており、例えば図７に示すように、軸線ｘに直交する平面に平行又は略平行となっている。キャンセル圧面端４７ｂは、軸線ｘに直交する平面に沿っており、例えば図７に示すように、軸線ｘに直交する平面に平行又は略平行となっている。また、内周端面４６ｃは、軸線ｘを中心とする円筒面に沿って環状に延びており、例えば図７に示すように、軸線ｘを中心とする円筒面又は略円筒面となっている。

ピストン４５は、上述のリップ取付部４７を有していれば、種々の形態とすることができ、油圧クラッチの形態に応じた種々の形態とすることができる。

内周シールリップ５５は、例えば、基部５６とリップ部５７とを有している。基部５６は、ピストン４５のリップ取付部４７に取り付けられている部分であり、リップ部５７は、基部５６から突出する部分である。

基部５６は、リップ取付部４７の駆動圧面端４７ａに取り付けられた部分である駆動圧側部５６ａと、リップ取付部４７のキャンセル圧面端４７ｂに取り付けられた部分であるキャンセル圧側部５６ｂと、リップ取付部４７の内周端面４６ｃに取り付けられた部分である内周部５６ｃと、リップ取付部４７の段差面４６ｄに取り付けられた部分である段差部５６ｄとを有している。

リップ部５７は、上述のリップ部２２と同様の形態を有しており、基部５６から内周側及び切断側に突出しており、クラッチシリンダ１１０の内周筒部１１１の外周面１１１ａに摺動可能に接触するように形成されている。リップ部５７は、図７に示すように、基部５６の段差部５６ｄに接続しており、例えば、リップ部５７の根元５７ａは段差部５６ｄの切断側端及び駆動圧側部５６ａの内周側端に接続している。

図７に示すように、内周シールリップ５５の内周端面４６ｃに取り付けられている部分である内周部５６ｃの厚さ（厚さｔ９）は、内周シールリップ５５の駆動圧面端４７ａに取り付けられている部分である駆動圧側部５６ａの厚さ（厚さｔ７）よりも薄くなっており、また、内周シールリップ５５のキャンセル圧面端４７ｂに取り付けられている部分であるキャンセル圧側部５６ｂの厚さ（厚さｔ８）よりも薄くなっている。駆動圧側部５６ａの厚さｔ７は、キャンセル圧側部５６ｂの厚さｔ８よりも厚くなっている。内周シールリップ５５の段差面４６ｄに取り付けられている部分である段差部５６ｄの厚さ（厚さｔ１０）は、駆動圧側部５６ａの厚さｔ７よりも厚くなっている。基部５６の各部の厚さの関係は上述の厚さに限られない。例えば、段差部５６ｄの厚さｔ１０は、駆動圧側部５６ａの厚さｔ７と同じ又は略同じであってもよい。なお、基部５６の各部の厚さは、図７に示すように、断面においてリップ取付部４７の対応する面に直交する方向の厚さである。

次いで、上述の構成を有するピストンシール６の作用について説明する。ピストンシール６は、ピストンシール１と同様に、図１に示すよう取り付けられて使用状態となる。使用状態において、図１に示すように、ピストンシール６は、内周シールリップ５５がクラッチシリンダ１１０の内周筒部１１１の外周面１１１ａに接触し、外周シールリップ３０がクラッチシリンダ１１０の外周筒部１１３の内周面１１３ａに接触し、駆動圧室Ｐ１の密封を図っている。使用状態において、駆動圧室Ｐ１内に作動油が供給され、駆動圧室Ｐ１内が高圧となると、内周シールリップ５５に高い圧力が加わり、内周シールリップ５５は変形する。

内周シールリップ５５の基部５６は、段差部５６ｄを有しており、段差部５６ｄは、ピストン４５の段差面４６ｄに支持されている。このため、リップ部５７が変形する際に、リップ部５７は、基部５６の段差部５６ｄを介して、ピストン４５の段差面４６ｄに支持される。この段差面４６ｄの支持により、リップ部５７の変形を抑制することができる。このように、ピストンシール６は、内周シールリップ５５が高い圧力を受けても、リップ部５７の変形が抑制されているため、内周シールリップ５５に大きな応力が発生することを抑制でき、内周シールリップ５５に発生する応力の低減を図ることができる。このため、内周シールリップ５５は高い圧力を受けても破損し難くなっており、内周シールリップ５５の耐圧性は高くなっている。

このように、本発明の第３の実施の形態に係るピストンシール６によれば、内周シールリップ５５の耐圧性を向上させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記本発明の実施の形態に係る油圧アクチュエータの密封装置としてのピストンシール１，５，６に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

本発明に係る油圧アクチュエータの密封装置としてのピストンシール１，５，６は、油圧クラッチに適用されるものとしたが、本発明に係る油圧アクチュエータの密封装置の適用対象はこれに限られるものではなく、他の本発明の奏する効果を利用し得るすべての構成に対して、本発明は適用可能である。

１，５，６…ピストンシール、２…キャンセラシール、２ａ…シールリップ、３…ピストン機構、４…弾性体部、１０，４０，４５…ピストン、１１，１５，４１，４６…受圧部、１１ａ，１５ａ，４１ａ，４６ａ…駆動圧面、１１ｂ，１５ｂ，４１ｂ，４６ｂ…キャンセル圧面、１１ｃ，１５ｃ，４１ｃ，４６ｃ…内周端面、１２…クラッチ押圧部、１２ａ…内周面、１３，１６，４２，４７…リップ取付部、１３ａ，４２ａ，４７ａ…駆動圧面端、１３ｂ，４２ｂ，４７ｂ…キャンセル圧面端、１４，１８…曲面、１７…曲部、２０，５０，５５…内周シールリップ、２１，２３，５１，５６…基部、２１ａ，２３ａ…曲面部、２１ｂ，５１ａ，５６ａ…駆動圧側部、２１ｃ，５１ｂ，５６ｂ…キャンセル圧側部、２１ｄ，２３ｂ，５１ｃ，５６ｃ…内周部、２２，５２，５７…リップ部、２２ａ，５７ａ…根元、３０…外周シールリップ、４６ｄ…段差面、４６ｅ…側面、４６ｆ…底面、５６ｄ…段差部、１００…油圧クラッチ、１１０…クラッチシリンダ、１１１…内周筒部、１１１ａ…外周面、１１２…円盤部、１１２ａ…側面、１１３…外周筒部、１１３ａ…内周面、１１４…空間、１１５…駆動油孔、１１６…キャンセル油孔、１２０…クラッチハブ、１２１…筒部、１３０…クラッチ、１３１…ドライブプレート、１３２…ドリブンプレート、１４０…リターンスプリング、１４１…スナップリング、Ｐ１…駆動圧室、Ｐ２…キャンセル圧室、ｔ１～ｔ１０…厚さ

Claims (4)

1. 環状の空間である駆動圧室内の油圧によって軸線に沿って移動可能なピストンを備える油圧アクチュエータの密封装置であって、
   前記軸線周りに環状の前記ピストンと、
   前記駆動圧室の密封を図るために前記ピストンに取り付けられた弾性体であり、前記軸線周りに環状の内周シールリップとを備えており、
   前記ピストンの前記内周シールリップが取り付けられる部分は、曲面を有していることを特徴とする油圧アクチュエータの密封装置。
2. 前記曲面は、前記ピストンを絞り加工する際に作られ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。
3. 環状の空間である駆動圧室内の油圧によって軸線に沿って移動可能なピストンを備える油圧アクチュエータの密封装置であって、
   前記軸線周りに環状の前記ピストンと、
   前記駆動圧室の密封を図るために前記ピストンに取り付けられた弾性体であり、前記軸線周りに環状の内周シールリップとを備えており、
   前記ピストンは、前記ピストンの一対の互いに背向する面である一対の側面と、該一対の側面の間において前記内周側に面する面である内周端面とを有しており、
   前記内周シールリップは、前記ピストンの前記一対の側面と前記内周面とに取り付けられており、
   前記内周シールリップの前記ピストンの内周端面に取り付けられている部分の厚さは、前記内周シールリップの前記ピストンの前記側面に取り付けられている部分の厚さよりも薄くなっていることを特徴とする油圧アクチュエータの密封装置。
4. 前記ピストンは、前記一対の側面の一方と前記内周端面との間に段差を形成する部分である段差面を有しており、
   前記内周シールリップは、前記ピストンの前記一対の側面、前記内周端面、及び前記段差面に取り付けられている部分である基部と、前記基部から前記内周側に突出する部分であるリップ部とを有しており、
   前記リップ部は、前記基部の前記段差面に取り付けられている部分に接続していることを特徴とする請求項３に記載の油圧アクチュエータの密封装置。

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