JP4736394B2

JP4736394B2 - シールリング

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Publication number: JP4736394B2
Application number: JP2004301645A
Authority: JP
Inventors: 靖章田邉
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2024-10-15
Also published as: JP2006112548A

Description

本発明は、シールリングに関するものである。

自動車用油圧機器、特に、ＡＴ（オートマチックトランスミッション）に代表される駆動系においては、軸とハウジングとの隙間を密封するシールリングが用いられている。

図５は従来のシールリング１０１を示す概略図である。

シールリング１０１は、軸孔が設けられたハウジング２００と、この軸孔に挿入された軸３００との間の環状隙間をシールするためのものであり、軸３００に設けられた環状溝３０１に装着されて使用されるものである。

そして、シールリング１０１は樹脂材料により構成されるもので、軸３００に設けられた環状溝３０１の非密封対象流体側Ａの側壁面をシールするための第１シール部１０２と、ハウジング２００に設けられた軸孔の内周面をシールするための第２シール部１０３と、を備えている。

そして、密封対象流体側Ｏから非密封対象流体側Ａに向けて、図５中矢印Ｐ方向に圧力がかかると、シールリング１０１は非密封対象流体側Ａに押圧されるため、第１シール部１０２は環状溝３０１の側壁面を押圧し、また、第２シール部１０３は環状溝３０１に対向する軸孔の内周面を押圧し、それぞれの位置でシールする。

このようにして、密封流体の非密封対象流体側Ａへの漏れを防止していた。ここで、密封対象流体は、例えば潤滑油であり、特に自動車の変速機に利用される場合にはＡＴＦ（自動変速機油）を指している。

図６は、シールリング１０１を装着する際の問題点について説明するための図であり、同図（ａ）はシールリング１０１が軸３００に対して偏心して装着された状態を示し、同図（ｂ）は同図（ａ）において軸３００をハウジング２００に挿入する場合の点線部に相当する部分の拡大図について示し、同図（ｃ）はシールリング１０１が軸３００に対して極端に偏心した状態で装着された場合を示している。

以下に、シールリング１０１を装着する際の問題点について説明する。

シールリング１０１は、環状溝３０１にその周上に設けられた切断部を拡げながら装着される。装着後、シールリング１０１は、一時的に環状溝３０１の底面部を締め付けた状態で、環状溝３０１の底面部に保持されることとなる。

この状態で、軸３００を図６（ｂ）の矢印方向に移動させてハウジング２００に挿入することとなるが、シールリング１０１が環状溝３０１の底面部を締め付けた状態を維持できない場合、軸３００をハウジング２００に挿入する際に、図６（ｂ）に示すＸ部において、シールリング１０１がハウジング２００の開口縁に当接してしまうことが懸念される。

そこで、従来より、環状溝３０１にグリセリン等を満たし、シールリング１０１の径を小さくさせるようにして一時的にシールリング１０１を環状溝３０１に固定保持すること
や、シールリング１０１にパラフィンを塗布し、環状溝３０１にシールリング１０１を一時的に固定保持させる手段が用いられていた。しかし、これらの手段は作業性が悪く、煩わしいものとなっていた。

さらに、シールリングの機能上（作動時のシールリングの外径寸法はハウジング内径寸法となるため）、特に、環状隙間が大きい場合には、環状溝に対してシールリングの自由度が大きいことから、シールリングは軸に対して偏心しやすくなるので、この問題が生じやすい（図６（ｃ）参照）。

近年では、摺動抵抗低減、コンパクト化に伴い、シールリングの断面形状は、異形化・小断面化する傾向にあることから、断面略Ｔ字形状のシールリングが主流となっている。

なお、関連する従来例が開示された文献としては、特許文献１がある。
国際公開第０３／１００３０１号パンフレット

しかしながら、断面Ｔ字形状のシールリングにあっても、上記問題は生じるおそれがある。

図７は、断面Ｔ字形状のシールリング１００を示す概略断面図であり、図８は、従来のシールリング１００の問題点を説明するための概略断面図である。

ところで、シールリング１０１においては、油圧導入のために隙間（クリアランス）がシールリング１０１の側面及び溝底部に形成されるものであり、断面略Ｔ字形状のシールリング１００においては、これに加えて、シールリング１００の側面に肉抜き部４１（油溝部、逃げ部、摺動抵抗低減のために設けられた部分、断面略矩形状のシールリングに対してこの部分が設けられることにより断面略Ｔ字形状となる）が設けられている。このように、断面略Ｔ字形状のシールリング１００は、環状溝３０１の側壁面と肉抜き部４１との間にも隙間が生じることから、断面略矩形状のシールリング１０１に比べて環状溝３０１内での自由度が大きい。

したがって、図８に示すように、軸３００にシールリング１００を装着した後に、この軸３００をハウジングに挿入する際、シールリング１００が環状溝３０１内で動き易い状態となっているため、シールリング１００が環状溝３０１から脱落してしまうことが懸念される。特に、環状隙間が大きい場合には、断面略矩形状のシールリング１０１に比べてこれが顕著に現れる。

そこで、機器の作動上では影響を与えない「グリース」や「ワセリン」などの高粘度の流体を用いて切断部を仮止めすることにより機器の組み付けが行われている。

しかしながら、仮止めする方法では、機器の組立作業性（組立効率）が低下したり、グリースやワセリンに異物が付着することで、その異物が機器の油圧回路内に流入し、機器の作動や耐久性に悪影響を及ぼすことが懸念される。

本発明は、上記したような事情に鑑みてなされたものであり、環状溝の非密封対象流体側の側壁面をシールする第１シール部よりも溝底側の軸方向の幅を、第１シール部の軸方向の幅よりも小さく設けることにより摺動抵抗を低減させたシールリングにおいて、組立性を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
同心的に相対回転自在に組付けられる２部材のうち、一方の部材に設けられた環状溝の非密封対象流体側の側壁面をシールする第１シール部と、
前記２部材のうち、他方の部材表面をシールする第２シール部と、
を備え、これらのシール部によって、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、
リング本体における周方向の一箇所に分離部が設けられると共に、
前記第１シール部よりも前記環状溝の溝底側におけるリング本体の軸方向の幅を、該第１シール部におけるリング本体の軸方向の幅よりも小さく設けることにより摺動抵抗を低減させたシールリングにおいて、
前記第１シール部よりも前記溝底側には、前記環状溝の前記側壁面に向けて突出した突
出部が全周に亘って設けられており、
該突出部は、前記２部材間の前記環状隙間に密封対象流体が作用しても、前記環状溝の前記側壁面に接触することがないように設けられていることを特徴とする。

このように構成することにより、シールリングが環状溝内で動き難い状態とすることができるので、シールリングを装着した一方の部材を他方の部材に挿入する場合に、シールリングが環状溝から脱落してしまうことを防止することができる。これにより、シールリングが適用される機器の組立性（組立効率）を向上させることが可能となる。

また、突出部は、前記２部材間の前記環状隙間に密封対象流体が作用しても、前記環状溝の前記側壁面に接触することがないように設けられているので、シール性に影響を与えることなく、シールリングが適用される機器の組立性を向上させることが可能となる。

ここで、前記突出部の形状は、組付性を考慮して、径方向（軸方向に直交する方向）に仮想した軸（面）に対して対称な形状とするとよい。

本発明によれば、環状溝の非密封対象流体側の側壁面をシールする第１シール部よりも溝底側の軸方向の幅を、第１シール部の軸方向の幅よりも小さく設けることにより摺動抵抗を低減させたシールリングにおいて、組立性を向上させることが可能な技術を提供することが可能となる。

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例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るシールリング１を示す平面図、図２は、本実施の形態に係るシールリング１を示す概略断面図であり図１のＡ−Ａ断面に相当する図、図３は、本実施の形態に係るシールリング１を軸３０に装着した状態を示す概略断面図である。

シールリング１は、軸孔が設けられた他方の部材としてのハウジング２０と、この軸孔に挿入された一方の部材としての軸３０との間の環状隙間をシールするためのものであり、軸３０に設けられた環状溝３１に装着されて使用されるものである。

そして、シールリング１は樹脂材料により構成されるもので、軸３０に設けられた環状溝３１の非密封対象流体側Ａの側壁面３２をシールするための第１シール部２と、ハウジ
ング２０に設けられた軸孔の内周面２１をシールするための第２シール部３と、を備えている。

そして、密封対象流体側Ｏから非密封対象流体側Ａに向けて、図２中矢印Ｐ方向に圧力がかかると、シールリング１は非密封対象流体側Ａに押圧されるため、第１シール部２は環状溝３１の側壁面３２を押圧し、また、第２シール部３は環状溝３１に対向する軸孔の内周面２１を押圧し、それぞれの位置でシールする。

なお、シールリング１には、周方向の一ヶ所に組み込み性の向上等を目的として分離部（切断部、合口部）Ｓが設けられている。分離部Ｓの形状は、特に限定されるものではないが、シール性の点では、周囲の温度変化に対してもシール性能を維持することが可能な、いわゆる特殊ステップカットがよい。特殊ステップカットとは、シールリングにおける２つのシール面（第１シール部２側と第２シール部３側）のいずれにもステップ状の分離部が形成される分離構造である。この特殊ステップカットは、分離された部分を介して一方側の外周側に、凸部と凹部を左右（軸方向）一対に備え、他方側にも凹部と凸部を左右一対に備えるものである。そして、一方側の凸部と他方側の凹部が嵌合し、一方側の凹部と他方側の凸部が嵌合するように構成されている。

以下に、本実施の形態の特徴について説明する。

シールリング１においては、断面形状が略Ｔ字形状に設けられている。これにより、シールリングの外周側と内周側とで、軸方向の幅（長さ）が異なって設けられている。

すなわち、第１シール部２よりも環状溝３１の溝底３３側におけるリング本体の軸方向の幅（シールリング１においては、シールリング１の内周面の幅となる）Ｂは、第１シール部２におけるリング本体の軸方向の幅（シールリング１においては、シールリング１の外周面の幅となる）Ｃよりも小さく設けられている。

また、図１に示すシールリング１の断面略Ｔ字形状は、断面略矩形状のシールリングの側面の内周側（溝底３３側）の部分を肉抜きした（ような）形状となっている。ここで、この肉抜きした部分を説明の便宜上、肉抜き部（油溝部、逃げ部）４ということとする。

そして、本実施の形態の特徴的な構成として、シールリング１は、肉抜き部４において、軸方向に突出した突出部としての突起５を備えている。

突起５は、シールリング１が２部材間に設けられて圧力Ｐが作用した状態で、環状溝３１の側壁面３２に接触しない範囲で、すなわち、シール性に影響を与えない範囲で、軸方向に突出して設けられている。ここで、シールリング１（の断面形状、特に突起５）においては、組付性（作業性）を考慮して、図２に示すように、径方向に仮想した軸（面）Ｄに対して対称な形状（図２においては左右対称形状）とするものである。

また、突起５は、シールリング１の肉抜き部４に全周にわたって設けられている。

以上説明したように、シールリング１は、断面略Ｔ字形状に設けられることにより、第１シール部２において環状溝３１の側壁面３２との接触面積（受圧面積）を低減することができるので、摺動抵抗を低減することができる。

そして、本実施の形態においては、肉抜き部４に突起５を設けたことにより、シールリング１が環状溝３１内で動き難い状態とすることができ、また、シールリング１が軸３０に対して大きく偏心しても突起５が環状溝３１の側壁面３２に接することで、これが脱落防止として機能することから、シールリング１を装着した軸３０をハウジング２０に挿入する場合に、シールリング１が環状溝３１から脱落してしまうことを防止することができる（図３参照）。これにより、シールリング１が適用される機器の組立性を向上させることが可能となる。

また、グリースやワセリンなどの高粘度流体を使用する必要がなくなるので、従来懸念されていた、グリースやワセリンに異物が付着し、その異物が機器の油圧回路内に流入し、機器の作動や耐久性に悪影響を及ぼすこともなくなる。

なお、以上の説明において、シールリング１は、２部材のうち一方の部材として軸３０に形成された環状溝３１に装着されるものとしたが、これに限らず、ハウジング２０側に設けられた環状溝に装着されて、軸３０の外周面に摺動接触するものであってもよい。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係るシールリング１０を示す概略断面図である。なお、図１に示すシールリング１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

図１に示すシールリング１においては、断面形状が略Ｔ字形状としていたが、シールリング１０においては、図３に示すように断面形状を略台形状にしている。

シールリング１０は、断面略台形形状に設けられることにより、第１シール部２よりも環状溝３１の溝底３３側の軸方向の幅（例えば、シールリング１０の内周面の幅）Ｂは、第１シール部２の軸方向の幅（シールリング１０の外周面側の幅）Ｃよりも小さく設けられている。

そして、シールリング１０においては、環状溝３１の側壁面３２をシールするための第１シール部２の接触状態を線状（側壁面３２に対して細長く連なった接触状態、現実的には僅かに幅を有する面で接触している状態）とすることにより、受圧面積を低減することができるので、摺動抵抗を低減することができるものである。

このようなシールリング１０においても、第１シール部２よりも内周側（環状溝３１の溝底３３側）に、軸方向に突出した突起５を備えることにより、実施の形態１と同様の効果を得ることが可能となる。

本発明の実施の形態１に係るシールリングを示す平面図である。本発明の実施の形態１に係るシールリングを示す概略断面図である。本発明の実施の形態１に係るシールリングを軸に装着した状態を示す概略断面図である。本発明の実施の形態２に係るシールリングを示す概略断面図である。従来のシールリングを示す概略断面図である。従来のシールリングを装着する際の問題点について説明するための図である。従来のシールリングを示す概略断面図である。従来のシールリングの問題点を説明するための概略断面図である。

符号の説明

１，１０シールリング
２第１シール部
３第２シール部
４肉抜き部
５突起
２０ハウジング
２１内周面
３０軸
３１環状溝
３２側壁面
３３溝底

Claims

同心的に相対回転自在に組付けられる２部材のうち、一方の部材に設けられた環状溝の非密封対象流体側の側壁面をシールする第１シール部と、
前記２部材のうち、他方の部材表面をシールする第２シール部と、
を備え、これらのシール部によって、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、
リング本体における周方向の一箇所に分離部が設けられると共に、
前記第１シール部よりも前記環状溝の溝底側におけるリング本体の軸方向の幅を、該第１シール部におけるリング本体の軸方向の幅よりも小さく設けることにより摺動抵抗を低減させたシールリングにおいて、
前記第１シール部よりも前記溝底側には、前記環状溝の前記側壁面に向けて突出した突出部が全周に亘って設けられており、
該突出部は、前記２部材間の前記環状隙間に密封対象流体が作用しても、前記環状溝の前記側壁面に接触することがないように設けられていることを特徴とするシールリング。