JP4214182B2 - Sealing device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車の自動変速機内のクラッチ部を動作させるための油室を密封する密封装置に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
例えば、上述の自動変速機のクラッチ部を動作させるための油室は、作動油の供給経路の簡素化や小型化を図るために、いわゆる片効きのシリンダとして構成されている。すなわち、圧油が供給される油室の端部にピストンが摺動自在に設けられ、ピストンを挟んで油室と反対側にピストンを押し戻すためのばねが設けられている。また、上述の油室(ピストン油圧室ともいう。)は、回転軸の周りに環状に形成されていて、内部に供給された作動油は、回転軸の回転時に連れ周りし、遠心力を受けるようになっている。
【0003】
このように作動油が遠心力を受けると、このことに起因して得られる油圧、いわゆる遠心油圧が生じる。この遠心油圧は、回転軸の回転速度が高まるのに応じて大きくなる。一方で、ピストンを付勢するばねの押圧力は、回転速度とは関係なくほぼ一定であるので、回転軸の回転速度が高まると、遠心油圧による力がばねの押圧力よりも大きくなり、ピストンの動作が不安定になる。これを防止するために、図5の模式図に示すように、ピストン25を挟んでピストン油圧室26と反対側に、キャンセル油圧室33を設けたものがある。
【0004】
キャンセル油圧室33は、回転軸の周りに環状に形成され、ピストン25とこれと対向する円板状の端壁72との間に区画され、内部に油が流入して溜まるようになっている。回転軸が回転すると、キャンセル油圧室33内の作動油は、回転軸と連れ回りする。これにより、キャンセル油圧室33に遠心油圧が生じる。このキャンセル油圧室33の遠心油圧と、ピストン油圧室26の遠心油圧とを、軸方向について互いに相殺するようにしている。
【0005】
しかし、キャンセル油圧室33の遠心油圧は、これを受ける端壁72の径方向外方にいくにしたがって大きくなる。従って、例えば、端壁72の内径部のみが支持される場合、端壁72の内径部寄りの部分に最大モーメントが生じ、その結果、端壁72の変形が大きくなる。このような変形を防止するためには、端壁72の内径部の強度を高める必要がある。ところが、端壁72は、通例、板金製部材により形成され、その肉厚は全体で一定にされている。その結果、強度を要する部分に合わせて肉厚を決めると、端壁72全体が必要以上に厚肉となり、重くなる。ひいては装置全体が大型化する。
【0006】
また、上述のピストンにも同様の課題がある。さらに、自動車では軽量化の要請がある。また、一般産業用機器の密封装置でも、同様の課題がある。
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、遠心油圧の悪影響を抑制しつつ、小形軽量化できる密封装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項1に記載の発明は、回転軸の周囲に設けられ、回転軸の回転に伴って内部の油が遠心力を受ける環状の油室と、回転軸の径方向に延び環状の油室の軸方向端部を区画する板金製の環状の区画板とを備え、上記環状の油室は、ピストンを挟んだ両側に配置される環状の第1および第2の油室を含み、第1の油室は、内部に供給される圧油によりピストンを第2の油室側へ移動させ、第2の油室は第1の油室内の油の遠心力に起因する油圧を相殺するための油圧を発生するようにしてあり、上記第2の油室には、上記第2の油室の端壁とピストンとの間に介在し両者を遠ざける方向に付勢するばね部材が収容され、上記区画板は、上記ピストンに対向する第2の油室の端壁であり、上記区画板の外周には、第2の油室を封止するためのシール部材が設けられ、上記回転軸に対する上記区画板の内周の軸方向移動が、上記回転軸に配置された止め輪によって規制され、上記区画板の内径部寄りの部分は、残りの部分よりも厚肉にされており、上記区画板の内径部寄りの部分は、区画板の軸方向一側に突出する断面略U字形形状の折り返し部と、この折り返し部から第1の屈曲部を介して区画板の径方向内方へ延びる径方向内方延設部とを含み、上記折り返し部は、回転軸の径方向に関して上記ばね部材よりも内方に配置されており、回転軸の軸方向に関して第2の油室側へ突出しており、上記折り返し部は、相対的に径方向内方に配置された第1の部分と、相対的に径方向外方に配置された第2の部分と、上記第1の部分および上記第2の部分を折り返し状に接続する第2の屈曲部とを含み、上記区画板は、上記第2の部分から連なる第3の屈曲部と、この第3の屈曲部から区画板の径方向外方へ延びる径方向外方延設部とを有し、上記折り返し部の上記第1の部分の外周および上記第2の部分の内周が、区画板の径方向に離隔していることを特徴とする密封装置を提供する。
区画板の強度が要求される部分のみを厚肉化して変形を防止しつつ、強度があまり必要でない残りの部分の薄肉化により区画板の全体の小形化、軽量化をも達成することができる。また、区画板の内径部寄りの部分であれば、外径部寄りの部分よりも、厚肉化に伴う重量増加を抑制できるので、区画板の軽量化に好ましい。また、断面略U字形形状の折り返し部は、3次元構造をなして区画板の変形を効果的に防止できる。
【0008】
また、上記区画板の内周の軸方向移動が規制されるようになっている。このような区画板の内周には、遠心油圧により大きな曲げモーメントがかかることがあるが、これに起因する変形を本発明により効果的に防止できて、しかも軽量化をも達成できる。従って、本発明を効果的に実施することができる。
【0009】
また、遠心油圧の悪影響の抑制を、一対の油室を並べた簡素な構成により実現できる。しかも、第2の油室の端壁が遠心油圧に起因して変形することの防止と、嵩張る傾向にある一対の油室の小型化とを軽量な端壁で達成できる。
また、上記第2の油室の端壁とピストンとの間に介在し両者を遠ざける方向に付勢するばね部材が第2の油室に収容されることにより、ばね部材を収容するスペースを、第2の油室と兼用しているので、より一層の小型化を達成することができ、しかもばね部材に起因した端壁の変形を小形軽量の端壁により防止できる。
【0010】
また、上記第2の油室の端壁の外周に第2の油室を封止するためのシール部材が設けられることにより、シール部材という簡素な構造で相殺するための油圧を効率よく高めることができ、しかも、この高まった油圧に起因する端壁の変形を小形軽量の端壁で防止できる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の密封装置において、上記区画板の内径部寄りの部分に上記区画板の軸方向両側を軸方向に連通する開口を備えることを特徴とする密封装置を提供する。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の密封装置において、上記ピストンの内径部寄りの部分を残りの部分よりも厚肉にしていることを特徴とする密封装置を提供する。この発明によれば、遠心油圧による変形を防止するために、重く且つ大型化し易い傾向にあるピストンを小形軽量化することができる。
【0011】
請求項4に記載の発明は、請求項1から3の何れか1項に記載の密封装置において、上記ピストンは自動車の動力伝達用のクラッチを操作することを特徴とする密封装置を提供する。すなわち、自動車に通例設けられるクラッチのために本発明の区画板を用いることにより、自動車の軽量化に寄与できる。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の密封装置において、上記クラッチは自動変速機に用いられることを特徴とする密封装置を提供する。すなわち、自動変速機では、クラッチを複数箇所に設けることがあり、本発明の軽量化の効果を大きくできる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態の密封装置を含む自動変速機のクラッチ部を図面を参照しつつ説明する。図1は、自動変速機の概略構成を示す模式図である。
自動変速機1は、自動車2のエンジン3と駆動車輪4との間の動力伝達のために設けられ、エンジン3からの回転力を車輪4に、変速状態でまたは直結状態で伝達する。自動変速機1の入力軸11は、エンジン3と流体継手として機能するトルクコンバータ5を介して動力伝達可能に連結され、また、出力軸12は、継手6、軸7等を介して駆動車輪4と動力伝達可能に連結されている。
【0014】
自動変速機1は、入力軸11と、出力軸12と、入力軸11と出力軸12との間に介在して動力伝達する遊星歯車機構を含む変速機構13と、この変速機構13に設けられたクラッチ部14とを有している。自動変速機1は、そのハウジング15内に、クラッチ部14および変速機構13を収容している。
変速機構13の遊星歯車機構は、サンギヤと、プラネタリギヤおよびそのキャリアと、リングギヤとを有し、これらギヤの何れを入力側ギヤ、出力側ギヤ、固定ギヤとするかにより、動力伝達経路を異ならせて、動力伝達の際の変速比や出力の回転方向を異ならせることができる。なお、変速機構13としては、単一の遊星歯車機構を有するものでもよいし、複数の遊星歯車機構を有するものでもよい。また、複数の遊星歯車機構同士の間の動力伝達経路を異ならせるようにしてもよい。また、遊星歯車機構以外の公知の機構を用いてもよい。
【0015】
クラッチ部14は、変速機構13の切り換え可能な複数の動力伝達経路を択一的に切り換える。これにより、変速機構13の変速比を異ならせたり、出力軸12の回転方向を切り換えることができる。
図2は、自動変速機のクラッチ部を示す断面図である。
クラッチ部14は、変速機構13の動力伝達経路に対応して、複数箇所に設けられている。例えば、図2に示すクラッチ部14は、入力軸11と遊星歯車機構のサンギヤ16(一部のみ図示)との間に設けられ、この間の動力伝達を達成し、または遮断する。動力伝達時の回転力は、入力軸11から遊星歯車機構のサンギヤ16、プラネタリギヤ、リングギヤを介して、出力軸12に伝達され、その間に減速が行われる。
【0016】
以下では、図2に示すクラッチ部14について説明する。なお、本発明は、回転軸の周りに回転軸と一体回転可能に設けられるクラッチ部14について適用でき、このようなクラッチ部14であれば、自動変速機1に含まれる他のクラッチ部14に本発明を適用してもよい。
クラッチ部14は、多板式のクラッチ17と、このクラッチ17を操作する操作機構としての油圧式直動機構18とを有している。クラッチ部14のこれら各部17,18は、入力軸11の周りの環状の外形を有している。以下、入力軸11の軸方向を、単に軸方向ともいい、周方向および径方向についても同様とする。また、各図には、必要に応じて、入力軸11の中心軸線C、軸方向を示す矢印S、径方向を示す矢印Rを図示している。
【0017】
クラッチ17は、入力側部材21と、出力側部材22と、操作部材23とを有している。入力側部材21は、互いに連結された多数の円板を含む。これら多数の円板は、互いに対向するようにして、軸方向に沿って並び、所定間隔を開けて配置されている。出力側部材22は、互いに対向しつつ連結されて所定間隔を開けて軸方向に沿って並ぶ多数の円板を含む。出力側部材22の多数の円板と、入力側部材21の多数の円板とは、互いに対向しつつ、軸方向に交互に並んで配置されている。操作部材23は、出力側部材22を軸方向に移動させることができるように、出力側部材22と係合可能に配置されている。また、操作部材23により入力側部材21を移動させるようにしてもよい。操作部材23を用いて、出力側部材22を軸方向に沿って一方の側に移動させることにより、両部材21,22の円板同士を当接させ、クラッチ17の動力伝達を達成する。また、出力側部材22を逆向きに移動させ、円板同士を離間させ、動力伝達を解除する。
【0018】
クラッチ17は、ハウジング15内の径方向の外方位置に配置されている。このような配置が、動力伝達容量を確保する点で、また、軸方向の省スペース化を図る点で有利である。
油圧式直動機構18は、クラッチ17よりも径方向の内方に配置されている。油圧式直動機構18は、クラッチ17の操作部材23を外部から油圧を用いて操作可能とするための油圧シリンダとして機能する。この油圧シリンダは、出力部材となる可動板材24の延設部47を軸方向に往復移動させることができる。
【0019】
油圧式直動機構18は、可動板材24のピストン25を挟んだ軸方向についての両側に配置される環状の第1の油室26および第2の油室33を有している。油圧式直動機構18は、いわゆる片効きタイプの油圧シリンダであり、圧油は第1の油室26にのみ供給される。第1の油室26は、内部に供給される圧油によりピストン25を第2の油室33の側へ移動させる。そして、第2の油室33は、後述するように、第1の油室26内の油の遠心力に起因する遠心油圧を相殺するための油圧を発生するようにしてある。ここで、遠心油圧とは、油室内の油に遠心力がかかるときに、その影響を受けて生じる全圧である。
【0020】
油圧式直動機構18は、第1の油室26の大部分を区画する油室区画部材27と、第1の油室26の残りの端部を区画しつつ油室区画部材27内を軸方向に沿って摺動自在に支持される上述の可動板材24と、これのピストン25を軸方向について第1の油室26の側へ向けて付勢する圧縮コイルばねからなるばね部材28と、このばね部材28をピストン25の反対側で受け止める区画板29とを有している。これら各部材27,25,28,29は、概ねこの順に軸方向に並んでいる。
【0021】
ハウジング15と油室区画部材27の内周との間には、油路30が設けられている。この油路30に対応して油室区画部材27の内周には、連通孔43が形成されている。連通孔43は、油路30と第1の油室26の内部空間35とを連通し、外部からの作動油を内部空間35へ供給する。
この油路30を介して、第1の油室26に高圧の作動油を供給すると、ばね部材28の弾性反発力に抗しつつ、ピストン25が軸方向に沿って第2の油室33の側へ向けて移動する。また、油路30内の作動油の圧力を低下させると、ピストン25は、ばね部材28の弾性反発力により付勢されて、軸方向に沿って第1の油室26の側へ向けて押し戻される。可動板材24の延設部47には、クラッチ17の操作部材23が一体に形成されていて、油路30内の作動油の圧力を制御することにより、クラッチ17を操作することができる。
【0022】
第1の油室26は、回転軸としての入力軸11の周囲に設けられ、環状に区画される。第1の油室26は、軸方向の両端部を区画し互いに対向する一対の端壁61,62と、内周および外周を区画して軸方向に延びる環状の内周壁63および外周壁64と、これらの各壁61,62,63,64が取り囲むことにより区画されるその内部空間35とを有している。第1の油室26の一方の端壁61、内周壁63、および外周壁64は、油室区画部材27の主体部40により一体に形成されている。また、他方の端壁62は、ピストン25により構成される。第1の油室26は、その内部空間35を密封する密封装置31として機能する。
【0023】
油室区画部材27は、入力軸11の周囲に設けられた環状の板金製部材である。油室区画部材27は、径方向の内側部分に配置されて断面溝形をなす主体部40と、この主体部40の外周縁から延設される延設部42とを有している。延設部42に、クラッチ17の入力側部材21が固定されている。主体部40の溝形の内側に、ピストン25が嵌め入れられている。また、主体部40の内周は、入力軸11と一体回転するように固定され、入力軸11に対して軸方向の移動を規制されている。
【0024】
可動板材24は、入力軸11の周囲に設けられた環状の板金製部材である。可動板材24は、径方向に屈曲状に延びる上述のピストン25と、このピストン25の外周縁から軸方向に延びる筒部48と、この筒部48の軸方向の端部から径方向の外側へ延設された上述の延設部47とを有している。筒部48の外周およびピストン25の内周が、油室区画部材27の主体部40の内周の異なる部分で摺接している。可動板材24は、断面屈曲形状をなして補強されている。
【0025】
ばね部材28は、第2の油室33内に収容され、ピストン25と区画板29との間に圧縮状態で介在し、両者25,29を互いに遠ざけるように両者25,29を付勢する。ばね部材28は、複数個が周方向に分散して配置されている。ばね部材28は、油圧シリンダを片効きタイプとするために設けられている。これにより、圧油の供給のための経路を簡素化でき、ひいては自動変速機1の構造を簡素化できる。また、経路のためのスペースを少なくできて、小型化を図ることができる。なお、ばね部材28は、例えば、区画板29と一体に形成された板ばねでもよく、要は、ピストン25を区画板29から遠ざけるような弾性力を生じる公知の構成を利用できる。
【0026】
区画板29は、入力軸11の周囲に設けられた環状の板金製部材である。区画板29は、ピストン25と対向して軸方向に沿って並んで配置される。区画板29の内周50は、入力軸11と一体回転し、入力軸11に対して軸方向の移動を止め輪32により規制されている。区画板29の外周56には、第2の油室33の内部空間36を封止するシール部材34が設けられている。
シール部材34は、周方向の全周について、区画板29の外周56と、可動板材24の筒部48の内周との間を封止する。シール部材34は、筒部48の内周に対して軸方向に摺動自在とされ、ピストン25が移動しても、第2の油室33を封止できる。
【0027】
第2の油室33は、回転軸としての入力軸11の周囲に設けられ、環状に区画される。第2の油室33は、軸方向の両端部を区画し互いに対向する一対の端壁71,72と、内周および外周を区画し軸方向に延びる環状の内周壁73および外周壁74と、これらの各壁71〜74が取り囲むことにより区画される内部空間36とを有している。一方の端壁71は、ピストン25により構成される。外周壁74は可動板材24の筒部48により構成される。内周壁73は、ピストン25の一部および油室区画部材27の内周部44の一部により構成される。また、他方の端壁72は、区画板29により構成される。第2の油室33は、内部空間36を密封する密封装置31として機能する。
【0028】
第2の油室33には、内部空間36に油を流入させるための通路が設けられている。すなわち、第2の油室33の内周壁73およびその隣接部、例えば、区画板29の内周50には、開口51が形成されている。この開口51を通じて、内部空間36は、その周囲の外部(図2で区画板29の右側にある空間)と連通している。第2の油室33の外側となるハウジング15内は、油で満たされていて、この油は、開口51を通じて内部空間36へ出入り自在とされている。なお、通路としては、第2の油室33の周囲の外部に連通させるものの他、低圧側のタンク等に連通させるものとしてもよい。
【0029】
入力軸11の回転に伴い、第2の油室33内にある作動油は遠心力を受け、第2の油室33内の径方向の外方に押される。これに伴い、開口51を通じて作動油が内部空間36に入る一方で、シール部材34により外周を封止されているので、第2の油室33の遠心油圧が高まる。これにより、ピストン25には、第1の油室26の遠心油圧と、第2の油室33の遠心油圧とが互いに逆向きに作用し、遠心油圧の軸方向成分同士を相殺する。その結果、ピストンにかかる力(図5の矢印で白抜きで残った部分)を、遠心力の影響を抑制してピストンを安定して動作させるのに適した大きさにすることができる。
【0030】
なお、第2の油室33を設けない従来のクラッチ部では、第1の油室に弁を設け、圧油を供給しないときに第1の油室内の作動油を排出するようにし、作動油に遠心油圧がかかることを防止している。しかし、クラッチ操作のためにピストンを移動させる際には、空の第1の油室内に作動油を満たすために時間が必要となるので、クラッチ操作の応答性が低くなっていた。これに対して本発明の実施形態では、遠心油圧が高まることを第2の油室33により防止できるので、第1の油室から油を排出するための従来の弁等を設けずに済み、構造を簡素化できる。また、圧油を供給しないときに第1の油室26内に作動油があったとしても、この油の遠心油圧によりピストン25が動く虞はない。従って、ピストン25がばね部材28で戻された状態で、第1の油室26内に最小限の油を入れておくことができるので、圧油によりピストン25を移動させる際に、短時間の圧油の供給により、第1の油室26の油圧を速やかに高めることができ、変速動作に遅れが生じることがなく、クラッチ操作の応答性を高めることができる。しかも、ピストン25の動作、ひいては変速動作を、上述のように第1の油室33の遠心油圧の影響を排除した、スムーズなものにできる。
【0031】
一方で、第2の油室33の端壁72においては、遠心油圧が径方向の外方にいくにしたがって大きくなってかかる。その結果、端壁72は変形し易くなる。特に、本発明の実施形態では、このような遠心油圧に起因する変形を防止できる高強度を得つつ小形で軽量な端壁72を構成する区画板29を実現している。なお、後述するように第1の油室26の端壁62を区画する区画板としてのピストン25についても本発明を適用することができる。以下、端壁72を構成する区画板29について主に説明する。
【0032】
本発明では、区画板29は、内径部寄りの部分52を、この部分52を除いた残りの部分53よりも厚肉にしてある。ここで、内径部寄りの部分52とは、内周50を形成する内径部、およびこの内径部と隣接して径方向に所定距離の範囲の部分からなる。例えば、図3に示した端壁29では、内周50から径方向に沿って所定距離B離れた位置までの範囲内の部分52(Bで示す範囲)の肉厚が厚い値B1とされ、この部分以外の全体が薄肉とされ、例えば、肉厚は薄い値B2(B1>B2)とされる。
【0033】
これにより、区画板29の強度が要求される内径部寄りの部分52のみを厚肉化して変形を防止しつつ、強度があまり必要でない残りの部分53の薄肉化により区画板29の全体の小形化、軽量化をも達成することができる。
また、区画板29の内径部寄りの部分52であれば、外径部寄りとなる残りの部分53よりも、厚肉化に伴う重量増加を抑制できるので、区画板29の軽量化に好ましい。
【0034】
上述のような厚肉部となる部分52は、例えば、金属板材をプレス成形等の塑性加工方法により容易且つ安価に実現することができる。特に、プレス成形等の塑性加工により厚肉部を実現する場合には、表面の金属組織を維持でき、切削加工による場合にくらべて、高強度を得ることができる。また、塑性加工に伴う加工硬化によっても高強度を得ることができる。
【0035】
図3に示す参考例では、区画板29の内径部寄りの部分52は、断面クランク状の屈曲部54を含む。この屈曲部54は、3次元構造をなして区画板29の変形を効果的に防止できる。また、変形を防止する強度の向上効果を大きくすることができる。
【0036】
また、屈曲部54のクランク形状は、径方向の内側部分から外側部分へ向かうのに伴って、軸方向について第2の油室33の内部から区画板29を通り外部へ向かう向きに延びるように、形成されている。この場合、第2の油室33の遠心油圧により区画板29にかかる曲げモーメントを、区画板29自身にかかる遠心力によるモーメントで緩和することができる。
また、図4の本発明の実施形態では、区画板29の内径部寄りの部分52は、断面略U字形形状の折り返し部55を含むようにしている。折り返し部55は、3次元構造をなして区画板29の変形を効果的に防止できる。また、変形を防止する強度の向上効果をより一層大きくすることができる。
【0037】
折り返し部55は、断面略U字形形状の頂部が第2の油室33の内側に向けて突出するように形成するのが好ましい。さらに、折り返し部55を、上述の屈曲部54のクランク形状と同様の傾向に、すなわち、径方向および軸方向にともに外側に向かうように延びる形状とするのが好ましい。これにより、第2の油室33の遠心油圧により生じる曲げモーメントを、区画板29自身にかかる遠心力により生じるモーメントで緩和することができる。
【0038】
また、折り返し部55の断面形状としては、略U字形形状の他、V字形形状、溝形形状等とすることも考えられるが、特に、略U字形形状の場合には、応力集中を生じ難く、しかもプレス成形し易くて好ましい。
また、屈曲部54、折り返し部55は、区画板29の内周50から径方向の外方に所定距離を離して配置するのが好ましい。すなわち、折り返し部55等には、遠心油圧を受けたときに、応力集中が生じることがあるが、この応力集中と、曲げモーメントにより内周50に生じる応力との重なり合いを回避し、応力を分散させることができる。例えば、屈曲部54、折り返し部55の径方向の位置は、厚肉とされる部分のなかで径方向の最も外側の位置に配置されている。
【0039】
なお、図3と図4の各参考例および実施形態では、区画板29は軸方向に対して直交する方向に延びていたが、軸方向に対して斜めに延びるようにしてもよい。また、区画板29の一部だけが、軸方向に沿って延びていてもよい。
また、内周50の軸方向移動が規制される区画板29であれば、遠心油圧により大きな曲げモーメントが内周50にかかり、区画板29が変形し易い傾向にある。特に、区画板29の内周50を規制されつつその外周56を摺動自在とされる場合には、上述の傾向が強くなる。さらに、区画板29が、ばね部材28により押圧される場合には、上述の傾向がより一層強くなる。本発明の実施形態では、この傾向に合わせて内周50を含む内径部寄りの部分52を厚肉とし、強度を必要とする部位を直接に効率よく補強できて、変形を防止でき、しかも軽量化をも達成できる。従って、本発明を効果的に実施することができる。
【0040】
また、本発明は第2の油室33の端壁72を構成する区画板29に好適である。すなわち、遠心油圧の悪影響の抑制を、一対の油室26,33を並べるという簡素な構成により実現できる。しかも、遠心油圧を相殺するための油圧に対応して必要な端壁72の変形を防止する強度を本発明により小形軽量の区画板29により達成できる。さらに、一対の油室26,33に起因する嵩張る傾向を、本発明により緩和することができる。
【0041】
また、シール部材34を設けた区画板29に本発明は好ましい。すなわち、シール部材34という簡素な構造で、第2の油室33の遠心油圧を効率よく高めることができて、しかも、この高まった油圧に起因する区画板29の変形を小形軽量の区画板29で防止できる。
また、ばね部材28を受ける区画板29に本発明は好ましい。すなわち、ばね部材28に起因した区画板29の変形を小形軽量の区画板29で防止できる。しかもばね部材28を第2の油室33に収容し、ばね部材28を収容するスペースを、第2の油室33と兼用しているので、より一層の小型化を達成できる。
【0042】
また、上述のピストン25に本発明を適用してもよい。すなわち、ピストン25の内径部寄り部分を厚肉化し、残りの部分を薄肉化することが考えられる。これにより、ピストン25の高強度化と軽量化とを達成できる。例えば、ピストン25の軽量化により、ピストン25の速やかな動作を実現できる。
また、ピストン25を作動させる油圧がかかると、第1の油室26の遠心油圧が高くなることから、ピストン25の変形を防止するためには、ピストン25が厚肉化し、重く且つ大型化し易い傾向にある。しかし、本発明により、ピストン25の変形を防止できて、しかも、ピストン25、ひいてはこれを支持する部材24,27や、その周囲の油室26,33の各壁の軽量化や小型化を達成できる。
【0043】
ここで、第2の油室33が設けられる場合であっても、ピストン25に本発明を適用することは有効である。というのは、どんなピストン25でも、動作するための高圧の油圧を受けるからである。また、ピストン25には片側となる第1の油室26に高圧がかかり、第2の油室33には低圧がかかる。この点で、油圧に生じる遠心力の影響がピストン25の両側で異なることが想定される。その結果、第2の油室33が設けられる場合であっても、ピストン25にかかる油圧が径方向に変化することが考えられるからである。
【0044】
また、本発明を適用するピストン25、およびこのピストン25に対向する区画板29は、自動車の動力伝達用のクラッチ17を操作するためのものとするのが好ましい。すなわち、クラッチは、自動車に通例設けられるので、本発明により、自動車の軽量化に寄与することができる。
また、このクラッチ17は、自動変速機1に用いられるものであればより好ましい。というのは、自動変速機1は、クラッチ17を複数箇所に有することがあり、軽量化の効果を大きくできるからである。
【0045】
なお、本発明を、自動車以外の産業用機器に用いられる液室を密封する密封装置に適用してもよい。要は、回転軸の周囲に設けられ、回転軸の回転に伴って内部の油が遠心力を受ける環状の油室と、回転軸の径方向に延び環状の油室の軸方向端部を区画する板金製の環状の区画板とを備える密封装置において、区画板の内径部寄りの部分を残りの部分よりも厚肉にしてあればよい。ここでの油室は本発明の実施の形態での第1の油室26や第2の油室33に相当し、区画板はピストン25や区画板29に相当し、回転軸は入力軸11に相当する。
【0046】
その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の密封装置を含む自動変速機を有する自動車の動力伝達を示す模式図。
【図2】自動変速機のクラッチ部を含む要部拡大断面図。
【図3】 図2の端壁の内径部寄り部分の参考例を示す拡大断面図。
【図4】 本発明の一実施形態の端壁の内径部寄り部分を示す拡大断面図。
【図5】遠心油圧を説明するためのシリンダとピストンの模式図。
【符号の説明】
1 自動変速機
11 入力軸(回転軸)
17 クラッチ
25 ピストン(区画板)
26 第1の油室
28 ばね部材
29 区画板
31 密封装置
33 第2の油室
34 シール部材
52 区画板の内径部寄りの部分
53 区画板の残りの部分
54 屈曲部
55 折り返し部
56 区画板の外周
62 第1の油室の端壁(油室の軸方向端部)
72 第2の油室の端壁(油室の軸方向端部)
R 径方向
S 軸方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sealing device for sealing an oil chamber for operating a clutch portion in an automatic transmission of an automobile, for example.
[0002]
[Background Art and Problems to be Solved by the Invention]
For example, the oil chamber for operating the clutch portion of the automatic transmission described above is configured as a so-called single-effect cylinder in order to simplify and reduce the size of the hydraulic oil supply path. That is, a piston is slidably provided at an end of an oil chamber to which pressure oil is supplied, and a spring is provided to push the piston back to the opposite side of the oil chamber across the piston. Further, the oil chamber (also referred to as a piston hydraulic chamber) is formed in an annular shape around the rotating shaft, and the hydraulic oil supplied to the inside rotates with the rotating shaft and receives centrifugal force. It is like that.
[0003]
When the hydraulic oil is thus subjected to centrifugal force, a hydraulic pressure obtained due to this, so-called centrifugal hydraulic pressure, is generated. This centrifugal oil pressure increases as the rotational speed of the rotating shaft increases. On the other hand, since the pressing force of the spring that biases the piston is substantially constant regardless of the rotation speed, when the rotation speed of the rotating shaft increases, the force due to the centrifugal hydraulic pressure becomes larger than the pressing force of the spring, and the piston Operation becomes unstable. In order to prevent this, as shown in the schematic diagram of FIG. 5, there is one in which a cancel
[0004]
The cancel
[0005]
However, the centrifugal hydraulic pressure in the cancel
[0006]
The above-mentioned piston has the same problem. Furthermore, there is a demand for weight reduction in automobiles. Moreover, the same problem exists in the sealing device for general industrial equipment.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a sealing device that can solve the above technical problems and can be reduced in size and weight while suppressing the adverse effects of centrifugal hydraulic pressure.
[0007]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
The invention according to
Only the part where the strength of the partition plate is required is increased in thickness to prevent deformation, and the remaining part that is not required for strength is thinned, so that the entire partition plate can be reduced in size and weight. . Moreover, if it is a part near the inner diameter part of a partition plate, since the weight increase accompanying thickness increase can be suppressed rather than the part near an outer diameter part, it is preferable for the weight reduction of a partition plate. The folded portion having a substantially U-shaped cross section has a three-dimensional structure and can effectively prevent the partition plate from being deformed.
[0008]
Also,The axial movement of the inner periphery of the partition plate is restricted.It is like that.A large bending moment may be applied to the inner periphery of such a partition plate by centrifugal hydraulic pressure, but deformation caused by this can be effectively prevented by the present invention, and weight reduction can also be achieved. Therefore, the present invention can be effectively implemented..
[0009]
Also,Suppression of the adverse effects of centrifugal oil pressure can be achieved with a simple configuration in which a pair of oil chambers are arranged. In addition, it is possible to prevent the end wall of the second oil chamber from being deformed due to the centrifugal hydraulic pressure and to reduce the size of the pair of oil chambers that tend to be bulky with a lightweight end wall.
Also, a spring member that is interposed between the end wall of the second oil chamber and the piston and biases the two in a direction away from the piston is housed in the second oil chamber.BySince the space for accommodating the spring member is also used as the second oil chamber, further downsizing can be achieved, and the deformation of the end wall caused by the spring member can be reduced by the small and lightweight end wall. Can be prevented.
[0010]
Also,A sealing member for sealing the second oil chamber is provided on the outer periphery of the end wall of the second oil chamber.ByThe hydraulic pressure for offsetting can be efficiently increased with a simple structure of the seal member, and the deformation of the end wall due to the increased hydraulic pressure can be prevented by the small and lightweight end wall.
Claim2The invention described in claim1The sealing device described in 1 is provided with an opening that communicates in the axial direction both axial sides of the partition plate in a portion near the inner diameter portion of the partition plate.
Claim3The invention described in claim 1Or 2In the sealing device according toPiston aboveThere is provided a sealing device characterized in that a portion closer to the inner diameter portion is made thicker than the remaining portion. According to this invention, in order to prevent deformation due to centrifugal hydraulic pressure, the piston that is heavy and tends to be large can be reduced in size and weight.
[0011]
Claim4The invention described in claimAny one of 1 to 3In the sealing device according to
Claim5The invention described in claim4The sealing device according to
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a clutch portion of an automatic transmission including a sealing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an automatic transmission.
The
[0014]
The
The planetary gear mechanism of the
[0015]
The
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a clutch portion of the automatic transmission.
The
[0016]
Below, the
The
[0017]
The clutch 17 includes an
[0018]
The clutch 17 is disposed at a radially outward position in the
The hydraulic
[0019]
The hydraulic
[0020]
The hydraulic
[0021]
An
When high-pressure hydraulic oil is supplied to the
[0022]
The
[0023]
The oil
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The
The
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
As the
[0030]
In the conventional clutch portion in which the
[0031]
On the other hand, at the
[0032]
In the present invention, the
[0033]
As a result, only the
In addition, the
[0034]
The
[0035]
FigureShown in 3Reference exampleThen, the
[0036]
Further, the crank shape of the
Also, FIG.In an embodiment of the
[0037]
The folded
[0038]
In addition, the cross-sectional shape of the folded
Further, the
[0039]
Figure3 andEach of FIG.Reference examples andIn the embodiment, the
Further, in the
[0040]
Further, the present invention is suitable for the
[0041]
Further, the present invention is preferable for the
Further, the present invention is preferable for the
[0042]
Further, the present invention may be applied to the
In addition, when the hydraulic pressure for actuating the
[0043]
Here, even when the
[0044]
The
The clutch 17 is more preferably used for the
[0045]
In addition, you may apply this invention to the sealing device which seals the liquid chamber used for industrial apparatuses other than a motor vehicle. In short, an annular oil chamber that is provided around the rotating shaft and receives internal centrifugal force as the rotating shaft rotates, and an axial end of the annular oil chamber that extends in the radial direction of the rotating shaft are defined. In a sealing device provided with an annular partition plate made of sheet metal, the portion closer to the inner diameter portion of the partition plate may be thicker than the remaining portion. The oil chamber here corresponds to the
[0046]
In addition, various modifications can be made within the scope of the claims of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing power transmission of an automobile having an automatic transmission including a sealing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part including a clutch portion of an automatic transmission.
FIG. 3 is a view of a portion near the inner diameter portion of the end wall of FIG.Reference exampleFIG.
[Fig. 4]An embodiment of the present inventionNear the inner diameter of the end wallMinutesThe expanded sectional view shown.
FIG. 5 is a schematic diagram of a cylinder and a piston for explaining centrifugal hydraulic pressure.
[Explanation of symbols]
1 Automatic transmission
11 Input shaft (rotary shaft)
17 Clutch
25 Piston (partition plate)
26 First oil chamber
28 Spring member
29 division board
31 Sealing device
33 Second oil chamber
34 Sealing member
52 Portions near the inner diameter of the partition plate
53 The rest of the divider
54 Bend
55 Folding part
56 Perimeter of partition plate
62 End wall of first oil chamber (axial end of oil chamber)
72 End wall of second oil chamber (axial end of oil chamber)
R radial direction
S axis direction
Claims (5)
回転軸の径方向に延び環状の油室の軸方向端部を区画する板金製の環状の区画板とを備え、
上記環状の油室は、ピストンを挟んだ両側に配置される環状の第1および第2の油室を含み、
第1の油室は、内部に供給される圧油によりピストンを第2の油室側へ移動させ、第2の油室は第1の油室内の油の遠心力に起因する油圧を相殺するための油圧を発生するようにしてあり、
上記第2の油室には、上記第2の油室の端壁とピストンとの間に介在し両者を遠ざける方向に付勢するばね部材が収容され、
上記区画板は、上記ピストンに対向する第2の油室の端壁であり、
上記区画板の外周には、第2の油室を封止するためのシール部材が設けられ、
上記回転軸に対する上記区画板の内周の軸方向移動が、上記回転軸に配置された止め輪によって規制され、
上記区画板の内径部寄りの部分は、残りの部分よりも厚肉にされており、
上記区画板の内径部寄りの部分は、区画板の軸方向一側に突出する断面略U字形形状の折り返し部と、この折り返し部から第1の屈曲部を介して区画板の径方向内方へ延びる径方向内方延設部とを含み、
上記折り返し部は、回転軸の径方向に関して上記ばね部材よりも内方に配置されており、回転軸の軸方向に関して第2の油室側へ突出しており、
上記折り返し部は、相対的に径方向内方に配置された第1の部分と、相対的に径方向外方に配置された第2の部分と、上記第1の部分および上記第2の部分を折り返し状に接続する第2の屈曲部とを含み、
上記区画板は、上記第2の部分から連なる第3の屈曲部と、この第3の屈曲部から区画板の径方向外方へ延びる径方向外方延設部とを有し、
上記折り返し部の上記第1の部分の外周および上記第2の部分の内周が、区画板の径方向に離隔していることを特徴とする密封装置。An annular oil chamber that is provided around the rotation shaft, and receives internal centrifugal force as the rotation shaft rotates;
An annular partition plate made of sheet metal that extends in the radial direction of the rotating shaft and partitions the axial end of the annular oil chamber;
The annular oil chamber includes annular first and second oil chambers disposed on both sides of the piston,
The first oil chamber moves the piston toward the second oil chamber by the pressure oil supplied to the inside, and the second oil chamber cancels the hydraulic pressure caused by the centrifugal force of the oil in the first oil chamber. For generating hydraulic pressure for
The second oil chamber contains a spring member that is interposed between the end wall of the second oil chamber and the piston and biases the two in a direction away from the piston.
The partition plate is an end wall of a second oil chamber facing the piston;
A seal member for sealing the second oil chamber is provided on the outer periphery of the partition plate,
The axial movement of the inner periphery of the partition plate relative to the rotation shaft is restricted by a retaining ring disposed on the rotation shaft,
The part near the inner diameter part of the partition plate is thicker than the remaining part,
A portion closer to the inner diameter portion of the partition plate is a folded portion having a substantially U-shaped cross section protruding toward one side in the axial direction of the partition plate, and a radially inner portion of the partition plate through the first bent portion from the folded portion A radially inwardly extending portion extending to
The folded portion is disposed inward of the spring member with respect to the radial direction of the rotating shaft, and protrudes toward the second oil chamber with respect to the axial direction of the rotating shaft,
The folded portion includes a first portion that is relatively radially inward, a second portion that is relatively radially outward, the first portion, and the second portion. And a second bent portion that connects in a folded manner,
The partition plate has a third bent portion that continues from the second portion, and a radially outwardly extending portion that extends from the third bent portion outward in the radial direction of the partition plate,
The sealing device, wherein an outer periphery of the first portion and an inner periphery of the second portion of the folded portion are separated from each other in a radial direction of the partition plate.
上記ピストンの内径部寄りの部分を残りの部分よりも厚肉にしていることを特徴とする密封装置。The sealing device according to claim 1 or 2 ,
A sealing device characterized in that a portion near the inner diameter portion of the piston is thicker than the remaining portion.
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