JP2008275052A - シールリング - Google Patents

Abstract

【課題】摺動抵抗の低減を図ることができるシールリングを提供する。
【解決手段】２部材間３、４の環状隙間５をシールするシールリング１であって、リング本体の非密封流体側Ａには、密封流体による潤滑膜を介して環状溝４０の非密封流体側Ａの側壁面４１に摺動接触する摺動面１１ａを備えたシール部１１と、シール部１１よりも環状溝４０の溝底側に、環状溝４０の非密封流体側Ａの側壁面４１に当接しないように構成された非当接部１２と、がリング本体全周に渡り周方向に沿って設けられたシールリング１において、シール部１１は、摺動面１１ａの非当接部１２側の端部に、端部の縁を部分的に切り欠いた構成の凹部１３が設けられており、摺動面１１ａと凹部１３との境目１４は、Ｒ状に形成されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、２部材間の環状隙間をシールするためのシールリングに関するものである。

従来、この種のシールリングは、自動車用の自動変速機や無断変速機、各種油圧機器、空圧機器等の軸シールとして用いられている。

図５を参照して、従来のシールリングについて説明する。図５は、従来技術に係るシールリングの装着状態を示す模式的断面図である。

シールリング１００は、ハウジング２００とハウジング２００の軸穴に挿入される軸３００との間の環状隙間４００を密封するためのものである。

シールリング１００は、軸３００の外周面に設けられた環状溝３０１に装着され、密封流体側Ｏから受ける圧力Ｐにより、その外周面１１１がハウジング２００の軸穴内周面に密着し、非密封流体側の側面１１０が環状溝３０１の側壁面３１０に密着する。これにより、密封流体の非密封流体側Ａへの漏れを防止している。

シールリング１００は、ハウジング２００と軸３００とが相対回転を生じると、環状溝３０１の側壁面３１０に密着する側面１１０が軸３００の回転により環状溝３０１の側壁面３１０に対して摺動する構成である。そこで、係る摺動によるフリクションの低減を図るべく、側面１１０に非当接部１１２を設けた構成が従来から用いられている（特許文献１及び特許文献２参照）。これにより、シールリング１００の側壁面３１０に対する受圧面積（摺動面積）の低減を図っている。

また、環状溝の側壁面と摺動するシールリングの側面に潤滑油用のポケットを設けて潤滑状態の向上を図った構成もある（特許文献３参照）。
ＷＯ０３／１００３０１Ａ１ 特開２００４−２８２７３号公報 実開平４−８４８６４号公報

しかしながら、自動車の自動変速機や無断変速機等の各種機器においてはさらなる燃費向上が求められており、上記従来技術よりもさらに低トルクなシールリングが求められている。

本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、摺動抵抗の低減を図ることができるシールリングを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明におけるシールリングは、
軸孔を有するハウジングと前記軸孔に挿入される軸のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着され、
これら２部材のうちの他方の部材の表面に密着するとともに、前記環状溝の非密封流体側の側壁面に摺動接触することにより、前記２部材間の環状隙間をシールするシールリングであって、
リング本体の非密封流体側には、密封流体による潤滑膜を介して前記環状溝の非密封流体側の側壁面に摺動接触する摺動面を備えたシール部と、前記シール部よりも前記環状溝の溝底側において前記環状溝の非密封流体側の側壁面に当接しないように構成された非当接部と、がリング本体全周に渡り周方向に沿って設けられたシールリングにおいて、
前記シール部は、前記摺動面の前記非当接部側の端部に、前記端部の縁を部分的に切り欠いた構成の凹部が設けられており、
前記摺動面と前記凹部との境目は、Ｒ状に形成されていることを特徴とする。

これにより、凹部と環状溝の非密封流体側の側壁面とによって形成される空間に密封流体が保持されるとともに、凹部と摺動面との境目をＲ状に形成することで、凹部に保持された密封流体が摺動面に導入され易くなり、密封流体による良好な潤滑膜の形成が可能となる。

すなわち、周方向に沿って設けられたシール部の摺動面の端部に切り欠き状の凹部を設けることで、シール部の摺動面において周方向、すなわち、シールリングの摺動方向に対して角度を持った領域が形成される。これにより、摺動時に密封流体がシール部の摺動面に導入され易くなり、潤滑膜の形成が容易となる。

また、凹部と摺動面との境目をＲ状に形成することで、係る境目と環状溝の非密封流体側の側壁面との間の空間が、摺動面に近づくにつれて徐々に狭まっていく略楔状に形成される。これにより、この空間を摺動面に向かって流れる密封流体の流れによって、シールリングが環状溝の非密封流体側側壁から離れる方向に作用する動圧が発生する（楔効果）。その結果、シール部の摺動面と環状溝の非密封流体側側壁との間の面圧が低下して、シール部と環状溝側壁との間に密封流体による適度な潤滑膜を介在させることが可能となり、摺動抵抗が低減される。

前記凹部の深さは、前記摺動面に近い領域程浅くなるように構成されてもよい。

これにより、凹部と環状溝の非密封流体側の側壁面との間の空間は、Ｒ状に形成された凹部と摺動面との境目と、環状溝の非密封流体側の側壁面との間の領域だけでなく、係る空間全体が楔状の形状に構成され、楔効果が高められる。

以上説明したように、本発明により、摺動抵抗の低減を図ることができる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例）
図１〜図４を参照して、本発明の実施例に係るシールリング１について説明する。図１は、本実施例に係るシールリング１の全体を示す模式図であり、シールリング１を軸方向からみた様子を示している。図２は、本実施例に係るシールリング１の装着状態を示す模式的断面図であり、図１のＡ−Ａ断面に対応している。図３は、本実施例に係るシールリング１の装着した状態を示す模式的一部破断斜視図である。図４は、本実施例に係るシールリング１の一部を示す模式図であり、（ａ）は図３のＢ部（点線で囲った部分）の拡大図であり、（ｂ）は図３のＣ部（点線で囲った部分）の拡大図である。

図２に示すように、本実施例に係るシールリング１は、軸孔が設けられたハウジング３と、この軸孔に挿入された軸４との間の環状隙間５をシールするためのものである。シールリング１は、ＰＴＦＥ、ＰＥＥＫ等の樹脂材料からなる環状部材であり、軸４に設けられた環状溝４０に装着されて使用される。

シールリング１は、ハウジング３に設けられた軸孔の内周面３０をシールするための第１シール部１０と、軸４に設けられた環状溝４０の非密封流体側の側壁面４１をシールするための第２シール部１１と、を備えている。

シールリング１は、密封流体側Ｏ（図中左側）から矢印Ｐ方向に圧力が作用すると、非密封流体側Ａ（図中右側）に押される。そして、第１シール部１０がハウジング３の軸孔内周面３０に密着し、第２シール部１１は、図３においてハッチングで示した摺動面１１ａが環状溝４０の側壁面４１に密着する。これにより、密封流体の非密封流体側Ａへの漏れが抑制される。ここで、密封流体は、例えば潤滑油であり、特に自動車の自動変速機の場合はＡＴＦを指している。

シールリング１は、リング本体の周方向の一箇所に分離部２が設けられている。このような分離部２を設けることで、シールリング１の環状溝４０への装着を容易にしている。分離部２の形態としては様々なものが知られているが、本実施例では周囲温度の変化に対して安定したシール性を発揮することが可能な特殊ステップカットを採用している。

また、シールリング１は、リング本体の非密封流体側Ａにおける内周側（第２シール部１１よりも環状溝４０の溝底側）に非当接部１２が全周に渡り周方向に沿って設けられている。非当接部１２は、シールリング１の非密封流体側Ａにおいて、環状溝４０の側壁面４１に当接しないように第２シール部１１に対して軸方向に後退した構成となっている。

すなわち、シールリング１は、リング本体の非密封流体側Ａの側面部分全てが環状溝４０の側壁面４１に当接するわけではなく、これにより、環状溝４０の側壁面４１に対するシールリング１の受圧面積を低減し、回転摺動抵抗の低減を図っている。

また、本実施例に係るシールリング１においては、第２シール部１１の摺動面１１ａの非当接部１２側の端部に、該端部の縁を部分的に切り欠いたように構成された凹部１３が設けられている。凹部１３は、第２シール部１１の摺動面１１ａの非当接部１２側の端部に、リング本体の全周に渡って等間隔で複数設けられている。

本実施例に係るシールリング１においては、周方向に沿って設けられた第２シール部１１に切り欠き状の凹部１３を設けることで、第２シール部１１において環状溝４０の非密封流体側Ａの側壁面４１と摺動接触する摺動部分（摺動面１１ａ）への密封流体の導入がスムーズとなる。

すなわち、図５に示す従来技術のように、環状溝の側壁面との摺動面が周方向に倣って全周に設けられている構成に対し、本実施例においては、図４（ｂ）に示すように、第２シール部１１の摺動面１１ａに周方向（シールリング１の摺動方向。図中の矢印Ｓ）に対して角度を持った領域（凹部１３と摺動面１１ａとの境目１４）が形成される。これにより、シールリング１の摺動時に密封流体が第２シール部１１の摺動面１１ａに導入され易くなり、潤滑油膜の形成が容易となる。なお、図４中の黒塗り矢印は密封流体の流れを示している。

したがって、従来技術と比して、シールリング１の摺動時により多くの潤滑油を摺動面１１ａに導くことができ、良好な潤滑油膜の形成が可能となる。

また、図４（ａ）に示すように、凹部１３と摺動面１１ａとの境目１４は、Ｒ状に形成されている。したがって、凹部１３と環状溝４０の側壁面４１との間に形成される空間は、凹部１３と摺動面１１ａとの境目の領域において、摺動面１１ａに近づくにつれて徐々に狭まっていく略楔状に形成される。

これにより、この空間を第２シール部１１の摺動面１１ａに向かって流れる密封流体の流れによって、図４の矢印Ｄで示すように、シールリング１が環状溝４０の側壁面４１から離れる方向に作用する動圧が発生する（楔効果）。

その結果、摺動面１１ａと環状溝４０の非密封流体側の側壁面４１との間の面圧が低下し、摺動面１１ａと側壁面４１との間に密封流体による適度な潤滑油膜を介在させることが可能となる。

このように、本実施例に係るシールリング１によれば、環状溝４０の側壁面４１との摺動部分にシールリング１の摺動方向に対して角度を持った領域が形成され、さらに係る領域における摺動部分と摺動しない部分との境目１４がＲ状に形成されることで、第２シール部１１の摺動面１１ａに良好な潤滑油膜の形成が可能となる。したがって、シールリング１の摺動抵抗が低減される。

また、凹部１３は、摺動面１１ａの非当接部１２側の端部の縁を略半楕円形状に切り欠いたような構成となっており、その深さが摺動面１１ａに近い領域程浅くなる構成となっている。

これにより、凹部１３と環状溝４０の側壁面４１との間の形成される空間が、凹部１３と摺動面１１ａとの境目１４と環状溝４０の側壁面４１との間の領域だけでなく、凹部１３と環状溝４０の側壁面４１との間の空間全体が楔状の形状に構成される。したがって、楔効果がさらに高められる。

なお、本実施例では、凹部の形状として半楕円形状のものを採用したが、これに限られるものではない。すなわち、環状溝の側壁面との摺動部分にシールリングの摺動方向に対して角度を持った領域が形成され、かつ、摺動部分との境目がＲ状に形成されるものであれば、凹部の形状は自由に設定することができる。

また、本実施例では、シールリング１が軸４に設けられた環状溝４０に装着される構成について説明したが、ハウジング３の軸孔内周面３０に設けられた環状溝に装着され、係る環状溝の側壁面と軸４の外周面とに当接して環状隙間５を密封する構成であってもよい。

本実施例に係るシールリングの全体を示す模式図。 本実施例に係るシールリングの装着状態を示す模式的断面図。 本実施例に係るシールリングの装着状態を示す模式的一部破断斜視図。 本実施例に係るシールリングの一部を示す模式図。 従来技術に係るシールリングの装着状態を示す模式的断面図。

符号の説明

１ シールリング
１０ 第１シール部
１１ 第２シール部
１１ａ 摺動面
１２ 非当接部
１３ 凹部
１４ 境目
２ 分離部
３ ハウジング
３０ 内周面
４ 軸
４０ 環状溝
４１ 側壁面
５ 環状隙間

Claims (2)

1. 軸孔を有するハウジングと前記軸孔に挿入される軸のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着され、
   これら２部材のうちの他方の部材の表面に密着するとともに、前記環状溝の非密封流体側の側壁面に摺動接触することにより、前記２部材間の環状隙間をシールするシールリングであって、
   リング本体の非密封流体側には、密封流体による潤滑膜を介して前記環状溝の非密封流体側の側壁面に摺動接触する摺動面を備えたシール部と、前記シール部よりも前記環状溝の溝底側において前記環状溝の非密封流体側の側壁面に当接しないように構成された非当接部と、がリング本体全周に渡り周方向に沿って設けられたシールリングにおいて、
   前記シール部は、前記摺動面の前記非当接部側の端部に、前記端部の縁を部分的に切り欠いた構成の凹部が設けられており、
   前記摺動面と前記凹部との境目は、Ｒ状に形成されていることを特徴とするシールリング。
2. 前記凹部の深さは、前記摺動面に近い領域程浅くなるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシールリング。

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