JP4886720B2 - 密封装置 - Google Patents

Description

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。

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。

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。

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。
特開平５−４４７３７号公報

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。

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。

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、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、上記径方向内方延設部と、上記第１の屈曲部と、上記第１の部分と、上記第２の屈曲部とのそれぞれの厚みは、上記径方向外方延設部の厚みよりも厚くされ、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、上記シール部材は、上記区画板の外周から径方向外方に向かいつつ、軸方向における上記第２の油室側に突出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。

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。
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。
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、上記区画板は塑性加工で形成されることを特徴とする密封装置を提供する。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項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。
請求項５に記載の発明は、請求項１から４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６に記載の発明は、請求項５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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

上述のような厚肉部となる部分５２は、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。

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。
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。
区画板２９の内径部寄りの部分５２は、区画板２９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５５と、この折り返し部５５から第１の屈曲部１００を介して区画板２９の径方向内方へ延びる径方向内方延設部１０１とを含んでいる。

折り返し部５５は、入力軸１１の径方向に関して上記ばね部材２８よりも内方に配置されており、入力軸１１の軸方向に関して第２の油室３３側へ突出している。上記折り返し部５５は、相対的に径方向内方に配置された第１の部分１０２と、相対的に径方向外方に配置された第２の部分１０３と、上記第１の部分１０２および上記第２の部分１０３を折り返し状に接続する第２の屈曲部１０６とを含んでいる。折り返し部５５の上記第１の部分１０２の外周１０４および上記第２の部分１０３の内周１０５が、区画板２９の径方向に離隔している。

また、区画板２９は、上記第２の部分１０３から連なる第３の屈曲部１０７と、この第３の屈曲部１０７から区画板２９の径方向外方へ延びる径方向外方延設部１０８とを有している。径方向内方延設部１０１と、上記第１の屈曲部１００と、上記第１の部分１０２と、上記第２の屈曲部１０６とのそれぞれの厚みは、上記径方向外方延設部１０８の厚みよりも厚くされている。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。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。

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。 自動変速機のクラッチ部を含む要部拡大断面図。 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。 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。 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）、１００…第１の屈曲部、１０１…径方向内方延設部、１０２…第１の部分、１０３…第２の部分、１０４…外周、１０５…内周、１０６…第２の屈曲部、１０７…第３の屈曲部、１０８…径方向外方延設部、Ｒ…径方向、Ｓ…軸方向

Claims (6)

1. 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、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、
   上記径方向内方延設部と、上記第１の屈曲部と、上記第１の部分と、上記第２の屈曲部とのそれぞれの厚みは、上記径方向外方延設部の厚みよりも厚くされ、
   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、
   上記シール部材は、上記区画板の外周から径方向外方に向かいつつ、軸方向における上記第２の油室側に突出していることを特徴とする密封装置。
2. 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。
3. 請求項１または２に記載の密封装置において、上記区画板は塑性加工で形成されることを特徴とする密封装置。
4. 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。
5. 請求項１から４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。
6. 請求項５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。

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