特許 6193074 クラッチピストン及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6193074

(24)【登録日】2017年8月18日

(45)【発行日】2017年9月6日

(54)【発明の名称】クラッチピストン及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16D 25/0638 20060101AFI20170828BHJP

   B21D 53/88 20060101ALI20170828BHJP

   B21D 53/26 20060101ALI20170828BHJP

   F16D 13/70 20060101ALI20170828BHJP

【ＦＩ】

   F16D25/0638

   B21D53/88 Z

   B21D53/26 Z

   F16D13/70 A

   F16D13/70 Z

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-204628(P2013-204628)

(22)【出願日】2013年9月30日

(65)【公開番号】特開2015-68443(P2015-68443A)

(43)【公開日】2015年4月13日

【審査請求日】2016年6月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000167196

【氏名又は名称】光洋シーリングテクノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000280

【氏名又は名称】特許業務法人サンクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】亀岡 政則

(72)【発明者】

【氏名】宇佐美 智大

(72)【発明者】

【氏名】笠井 大輔

(72)【発明者】

【氏名】大出 英人

(72)【発明者】

【氏名】本多 一博

(72)【発明者】

【氏名】後藤 大輝

【審査官】 尾形 元

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１２８３７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３０３４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１７９０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１７４１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２５０３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１３６１５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ ２５／０６３８

Ｂ２１Ｄ ５３／２６

Ｂ２１Ｄ ５３／８８

Ｆ１６Ｄ １３／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プレス機械による打ち抜き成形品でありハウジング内を軸方向に移動することによってクラッチ部材を押圧する金属環を備えているクラッチピストンであって、
前記金属環は、前記クラッチ部材を押圧する押圧面と、この押圧面よりも径方向外方へ突出し、前記ハウジングの内面に軸方向に移動可能でかつ周方向に回転不能に係合する係合歯と、を備え、
前記係合歯における前記クラッチ部材側の側面が、前記押圧面よりも軸方向に後退して形成され、
前記係合歯の前記側面が、プレス機械で圧縮加工されることによって、前記押圧面よりも軸方向に後退していることを特徴とするクラッチピストン。

【請求項2】

前記金属環の外周部に、前記係合歯が存在する第１の領域と、前記係合歯が存在せず周縁が円弧状に形成された第２の領域とが周方向交互に設けられ、前記第１の領域よりも前記第２の領域のほうが周方向に広く形成されている、請求項１に記載のクラッチピストン。

【請求項3】

プレス機械による打ち抜き成形品でありハウジング内を軸方向に移動することによってクラッチ部材を押圧する金属環を備え、前記金属環は、前記クラッチ部材を押圧する押圧面と、この押圧面よりも径方向外方へ突出し、前記ハウジングの内面に軸方向に移動可能でかつ周方向に回転不能に係合する係合歯と、を備えているクラッチピストンの製造方法であって、
前記金属環の成形材料における前記係合歯の形成部位をプレス機械により圧縮し、前記係合歯の前記クラッチ部材側の側面を前記押圧面よりも軸方向に後退させる第１の工程と、
前記成形材料を打ち抜き加工して前記金属環を成形する第２の工程と、をこの順で含む、クラッチピストンの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車に装備される自動変速機等に用いられるクラッチピストン及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車等の自動変速機には、クラッチピストンの機能を備えた密封装置が組み込まれている。この密封装置としては、ハウジングと、当該ハウジング内部を軸方向に移動可能なボンデッドピストンシール（クラッチピストン）とを含み、ハウジングの内壁とボンデッドピストンシールとで囲まれた領域により油圧室が構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。
ボンデッドピストンシールは、プレス加工等によって成形される金属環と、金属環の外面の一部に設けられ、ハウジングの内面に摺接するリップ部とを有している。そして、金属環の外周部には、複数のクラッチ板を含む多板クラッチを軸方向に押圧する押圧面が形成されている。また、ハウジング内の軸の回転に伴いボンデッドピストンシールがハウジングに相対して回転するのを防止するため、金属環の外周部に鍔部（係合歯）を形成し、当該鍔部をハウジングの内面に係合させるようにしたものもある（特許文献１の図６及び図７参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−３０３４９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ボンデッドピストンシールの金属環は、通常、プレス機械による打ち抜き加工により成形される。しかし、この打ち抜き加工に伴い、金属環の外周縁には「バリ（カエリ）」が生じることがある。特に、金属環の外周部に鍔部のような凹凸があると、打ち抜き加工に用いられる金型（パンチとダイ）のクリアランス調整が困難となるため、よりバリが発生しやすくなる。
そして、このようなバリが金属環の押圧面の近傍に存在すると、クラッチ部材を傷つけたり、クラッチ部材との接触によってバリが脱落し、異物となって変速機内に混入したりするおそれがある。したがって、金属環を打ち抜き加工した後に、バリを除去する工程が必須であった。

【0005】

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、金属環の成形時に発生したバリがクラッチ部材に接触するのを防止することができるクラッチピストン及びその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）本発明は、プレス機械による打ち抜き成形品でありハウジング内を軸方向に移動することによってクラッチ部材を押圧する金属環を備えているクラッチピストンであって、
前記金属環は、前記クラッチ部材を押圧する押圧面と、この押圧面よりも径方向外方へ突出し、前記ハウジングの内面に軸方向に移動可能でかつ周方向に回転不能に係合する係合歯と、を備え、
前記係合歯における前記クラッチ部材側の側面が、前記押圧面よりも軸方向に後退して形成され、
前記係合歯の前記側面が、プレス機械で圧縮加工されることによって、前記押圧面よりも軸方向に後退していることを特徴とする。

【0007】

この構成によれば、金属環における係合歯のクラッチ部材側の側面が、押圧面よりも軸方向に後退しているので、係合歯の周縁にバリが生じていたとしても、クラッチ部材に接触する可能性が低くなり、クラッチ部材が傷ついたり、バリが脱落してハウジング内に混入したりするのを防止することができる。

【0008】

（２） 前記係合歯の前記側面は、プレス機械で圧縮加工されることによって前記押圧面よりも軸方向に後退しているので、係合歯のクラッチ部材側の側面を押圧面よりも軸方向に後退させる構造を容易に実現することができる。

【0009】

（３） 前記金属環の外周部に、前記係合歯が存在する第１の領域と、前記係合歯が存在せず周縁が円弧状に形成された第２の領域とが周方向交互に設けられ、前記第１の領域よりも前記第２の領域のほうが周方向に広く形成されていてもよい。
この構成によれば、打ち抜き加工によってバリが生じやすい係合歯の領域を小さくし、バリの発生を少なくすることができる。

【0010】

（４）本発明は、プレス機械による打ち抜き成形品でありハウジング内を軸方向に移動することによってクラッチ部材を押圧する金属環を備え、前記金属環は、前記クラッチ部材を押圧する押圧面と、この押圧面よりも径方向外方へ突出し、前記ハウジングの内面に軸方向に移動可能でかつ周方向に回転不能に係合する係合歯と、を備えているクラッチピストンの製造方法であって、
前記金属環の成形材料における前記係合歯の形成部位をプレス機械により圧縮し、前記係合歯の前記クラッチ部材側の側面を前記押圧面よりも軸方向に後退させる第１の工程と、
前記成形材料を打ち抜き加工して前記金属環を成形する第２の工程と、をこの順で含むものである。

【0011】

このような製造方法によれば、第１の工程によって、金属環の係合歯におけるクラッチ部材側の側面を押圧面よりも軸方向に後退させ、その後、第２の工程によって、金属環の全体を成形する。したがって、第２の工程を行った後、バリが生じたとしてもこのバリが押圧面よりも突出してクラッチ部材に接触する可能性を低くすることができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、金属環の成形時に発生したバリがクラッチ部材に接触するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係るボンデッドピストンシール（クラッチピストン）を有する密封装置の断面図である。

【図2】ボンデッドピストンシールの正面図である。

【図3】係合歯を拡大して示す正面図である。

【図4】係合歯を拡大して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るボンデッドピストンシール（クラッチピストン）を有する密封装置の断面図である。
図１において、動力伝達機構１は、遊星ギヤセット等の変速機構（図示せず）に対する動力の伝達を断続するための多板クラッチ（クラッチ部材）Ｃと、この多板クラッチＣを作動させるためのクラッチピストンとしての機能を備えた密封装置２と、これらを内部に収納しているハウジング２０とを備えている。
ハウジング２０は、例えば、熱間圧延鋼板等を用いた板金プレス加工等によって軸方向一方側に開口する断面凹型に形成された環状の部材であり、密封装置２が挿入されたシリンダ部２１と、このシリンダ部２１における外周壁２１ａの軸方向一方側（図１における左側）の端部に接続された外側円筒部２２とを備え、この外側円筒部２２に、多板クラッチＣが収納されている。

【0015】

密封装置２は、シリンダ部２１の内部に挿入され、シリンダ部２１との間で第１油室Ｒ１を形成する環状のボンデッドピストンシール１０と、このボンデッドピストンシール１０に軸方向に対向配置された環状のキャンセルプレート１２と、ボンデッドピストンシール１０及びキャンセルプレート１２の間に配置されたリターンスプリング１３とを備えている。ボンデッドピストンシール１０は、多板クラッチＣを作動させるクラッチピストンとして機能している。

【0016】

ボンデッドピストンシール１０は、金属製の環状の部材である金属環１１と、この金属環１１の外面に固着された第１シール部材１４とを有している。金属環１１は、例えば、ＪＩＳ Ｇ ３１１３に規定されているＳＡＰＨ（自動車構造用熱間圧延鋼板）等の金属製の板材をプレス機械によって打ち抜き加工等をすることによって成形されている。
また、金属環１１は、シリンダ部２１の底壁２１ｂに対向している環状部１１ａと、環状部１１ａの内周縁からシリンダ部２１の内周壁２１ｃに沿って軸方向一方側に延びる内円筒部１１ｂと、環状部１１ａの外周縁からシリンダ部２１の外周壁２１ａに沿って軸方向一方側に延びる外円筒部１１ｃと、この外円筒部１１ｃの軸方向一端部から径方向外方に延びるフランジ部１１ｄとを備えている。

【0017】

環状部１１ａは、径方向外側に配置された第１環状部１１ａ１と、この第１環状部１１ａ１よりも径方向内側でやや軸方向一方側（図１における左側）に変位して配置された第２環状部１１ａ２とを有している。
また、フランジ部１１ｄには、多板クラッチＣを押圧する押圧面１１ｅと、この押圧面１１ｅよりも径方向外側に突出する複数の係合歯１１ｆとが設けられている。

【0018】

第１シール部材１４は、合成ゴム等の弾性部材を用いて第１環状部１１ａ１の第１油室Ｒ１側の側面に加硫接着されている。また、第１シール部材１４は、第１環状部１１ａ１の側面を覆うように形成されている基部１４ａと、第１環状部１１ａ１の外周側端部から外周側へ延びることで外周壁２１ａの内周面に摺接する外周側シールリップ１４ｂとを有している。

【0019】

シリンダ部２１の内周壁２１ｃの外周面には凹溝２１ｃ２が形成されている。そして、この凹溝２１ｃ２には、Ｏリングからなる第２シール部材１７が装着されている。第２シール部材１７は、ボンデッドピストンシール１０の内円筒部１１ｂの内周面に摺接する。
第１シール部材１４及び第２シール部材１７は、ボンデッドピストンシール１０とシリンダ部２１との間を密封することで、第１油室Ｒ１を密封している。

【0020】

シリンダ部２１の内周壁２１ｃには、第１油室Ｒ１に作動油を供給するための供給口２１ｃ１が設けられている。この供給口２１ｃ１から第１油室Ｒ１に供給される作動油の油圧を制御することによって、ボンデッドピストンシール１０をシリンダ部２１内で軸方向に往復移動させることができる。
ボンデッドピストンシール１０は、第１油室Ｒ１に供給された作動油の油圧によってシリンダ部２１内を軸方向一方側（図１における左側）に移動し、フランジ部１１ｄの押圧面１１ｅで多板クラッチＣを押圧する。

【0021】

キャンセルプレート１２は、ボンデッドピストンシール１０と同様、金属製の板材をプレス機械により打ち抜き加工等することにより形成された環状の部材である。キャンセルプレート１２は、ボンデッドピストンシール１０及びハウジング２０との間に第２油室Ｒ２を形成している。キャンセルプレート１２は、ボンデッドピストンシール１０の内周側に位置する大径環状部１２ａと、大径環状部１２ａよりも軸方向一端側に位置する小径環状部１２ｂと、これらを軸方向に繋ぐ円筒部１２ｃとを備えている。

【0022】

小径環状部１２ｂは、その内周端がハウジング２０の内側円筒部２３に沿って配置されており、さらに、内側円筒部２３に固定されたストッパ１５によって、軸方向一方側への移動が規制されている。
大径環状部１２ａの外周端部には、キャンセルプレート１２と、ボンデッドピストンシール１０との間を密封する環状の第３シール部材１６が固着されている。第３シール部材１６は、合成ゴム等の弾性部材を用いて大径環状部１２ａの外周端部に加硫接着されており、外周側へ延びることでボンデッドピストンシール１０の外円筒部１１ｃの内周面に摺接するシールリップ１６ａを有している。

【0023】

第３シール部材１６は、キャンセルプレート１２とボンデッドピストンシール１０との間を密封することで、第２油室Ｒ２を密封している。
リターンスプリング１３は、ボンデッドピストンシール１０及びキャンセルプレート１２の間に介在している。具体的に、リターンスプリング１３は、ボンデッドピストンシール１０の第２環状部１１ａ２と、キャンセルプレート１２の小径環状部１２ｂとに当接することで、両者を軸方向に離間する方向に付勢している。リターンスプリング１３は、ボンデッドピストンシール１０が軸方向一方側へ移動して多板クラッチＣを押圧している状態から当該押圧を解除したときに、その付勢力によって、ボンデッドピストンシール１０を軸方向他方側（図１における右側）へ速やかに移動させる。

【0024】

多板クラッチＣは、多数のフリクションプレートＣ１を重ね合わせて構成されており、ボンデッドピストンシール１０によって押圧されることで、これらフリクションプレートＣ１が圧着され、変速機構に対して動力を伝達する。一方、押圧が解除されると、動力伝達を切断する。すなわち、密封装置２は、ボンデッドピストンシール１０の軸方向への往復移動によって、多板クラッチＣを作動させ当該多板クラッチＣによる動力の伝達を断続することができ、動力伝達機構１におけるクラッチピストンとしての機能を有している。

【0025】

図２は、ボンデッドピストンシールの正面図である。
図１及び図２に示されるように、ボンデッドピストンシール１０の外周部に形成された係合歯１１ｆは、ハウジング２０の外側円筒部２２の内面に形成された凹部２２ａに係合し、ハウジング２０に対するボンデッドピストンシール１０の軸方向の移動を許容した状態で相対回転を規制している。また、係合歯１１ｆは、図２に示されるように、２個を一組として複数組（図示例では６組）が周方向等間隔に配置されている。この２個一組の係合歯１１ｆが設けられた領域（第１の領域）Ｄ１以外の領域（第２の領域）Ｄ２は円弧状に形成され、実質的にボンデッドピストンシール１０（金属環１１）の外周縁１１ｊを構成している。したがって、第１の領域Ｄ１と第２の領域Ｄ２とは、周方向交互に設けられている。また、第１の領域Ｄ１は、第２の領域Ｄ２よりも周方向に関して小さく、ボンデッドピストンシール１０の全周に占める第１の領域Ｄ１も、第２の領域Ｄ２よりも小さくなっている。

【0026】

図３は、係合歯を拡大して示す正面図、図４は、係合歯を拡大して示す断面図である。
係合歯１１ｆにおける多板クラッチＣ側（図１における左側）の側面１１ｆ１は、当該多板クラッチＣに対して押圧面１１ｅよりも軸方向に後退、すなわち、押圧面１１ｅよりも図４における右側に配置されている。より具体的には、係合歯１１ｆの側面１１ｆ１と、押圧面１１ｅとは略平行に配置され、両者の間には段差１１ｇが形成されている。この段差１１ｇの高さｈは、次に説明する金属環１１の成形過程で生じ得る「バリ（カエリ）」Ｂの突出寸法よりも大きくなるように設定される。例えば、ｈ＝０．１〜０．５ｍｍ程度に設定することができる。また、図３に示されるように、係合歯１１ｆと金属環１１の外周縁１１ｊとの境界（第１の領域Ｄ１と第２の領域Ｄ２との境界）には、凹部１１ｈが形成されている。

【0027】

ボンデッドピストンシール１０の金属環１１は、プレス機械を用いて成形される。具体的に、金属環１１の成形工程は、係合歯１１ｆの側面１１ｆ１を成形する第１の工程と、金属環１１全体を成形する第２の工程とを含んでいる。
このうち第１の工程では、金属環１１の成形材料における係合歯１１ｆの形成部位、すなわち、押圧面１１ｅよりも径方向外側に相当する部分を、プレス機械によって軸方向（板圧方向）に押圧し、圧縮する。これにより、係合歯１１ｆの側面１１ｆ１が、押圧面１１ｅよりも凹んだ状態に加工される。

【0028】

第２の工程では、第１の工程を経た成形材料を、図１に示される金属環１１の形状に打ち抜き加工（絞り加工を含む）する。このとき、金属環１１の外周部には、係合歯１１ｆが存在する第１の領域Ｄ１と、係合歯１１ｆが存在しない第２の領域Ｄ２とが成形される。
以上の第１の工程及び第２の工程を経た後、押圧面１１ｅ等の仕上げ工程や第１シール部材１４の加硫接着工程等を経てボンデッドピストンシール１０が製作される。

【0029】

上述の第２の工程において、係合歯１１ｆが存在する第１の領域Ｄ１は、第２の領域Ｄ２に比べて形状が複雑となるため、打ち抜き用の金型であるパンチとダイとのクリアランスを適切に確保することが困難となり、打ち抜いた金属環１１の周縁部に「バリＢ」（図４参照）が生じ易くなる。このようなバリＢが、押圧面１１ｅで多板クラッチＣを押圧したときに多板クラッチＣに接触すると、多板クラッチＣを傷つけたり、金属環１１から脱落してハウジング２０内に混入し、作動油や潤滑油とともに循環してバルブ等の不具合を招いたりする可能性がある。

【0030】

この点において、本実施形態では、係合歯１１ｆにおける多板クラッチＣ側の側面１１ｆ１が、押圧面１１ｅよりも軸方向に後退して形成されているので、係合歯１１ｆの周縁にバリＢが発生したとしても、当該バリＢが押圧面１１ｅよりも多板クラッチＣ側に突出してしまうことはほとんどない。したがって、当該バリＢが多板クラッチＣに接触することもほとんど無く、多板クラッチＣを傷つけたり、バリＢが金属環１１から脱落してハウジング２０内に混入したりするのを防止することができる。また、バリＢが多板クラッチＣに接触しないので、当該バリＢを除去するための工程を別途設けなくてもよい。

【0031】

また、第１の工程では、金属環１１の成形素材をプレス機械によって押圧加工しているので、係合歯１１ｆの多板クラッチＣ側の側面１１ｆ１を押圧面１１ｅよりも後退させる構造を容易に得ることができる。
なお、第１の工程は、第２の工程の後に行うこともできるが、この場合、第２の工程で生じたバリが第１の工程における金型に付着して残ってしまうおそれがあり、このバリが他の成形材料に付着する等の悪影響を及ぼす可能性がある。この点、本実施形態では、第１の工程を第２の工程の前に行うので、そのような問題が生じることもない。

【0032】

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更することが可能である。
例えば、ボンデッドピストンシール１０における金属環１１の具体的形状（例えば、環状部１１ａや内外円筒部１１ｂ，１１ｃ等の形状）については上記実施形態に限定されるものではない。また、第２シール部材１７は、Ｏリングに代えて、金属環１１に加硫接着されたものであってもよい。逆に、第１シール部材１４は、金属環１１に加硫接着されたものに代えて、金属環１１の外円筒部１１ｃと、シリンダ部２１の外周壁２１ａとの間に設けられたＯリング等であってもよい。

【0033】

係合歯１１ｆが存在する第１の領域Ｄ１には、１又は３個以上の係合歯１１ｆが設けられていてもよい。また、係合歯１１ｆは、金属環１１の全周に設けられていてもよい。
また、ボンデッドピストンシール１０の製造工程に、金属環１１のバリＢを除去する工程が加えられていてもよい。

【符号の説明】

【0034】

１０ ：ボンデッドピストンシール（クラッチピストン）
１１ ：金属環
１１ｅ ：押圧面
１１ｆ ：係合歯
１１ｆ１ ：側面
２０ ：ハウジング
Ｄ１ ：第１の領域
Ｄ２ ：第２の領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】