JPH094723A

JPH094723A - シールリング

Info

Publication number: JPH094723A
Application number: JP7173012A
Authority: JP
Inventors: Morio Kuribayashi; 盛夫栗林
Original assignee: Riken Corp
Current assignee: Riken Corp
Priority date: 1995-06-16
Filing date: 1995-06-16
Publication date: 1997-01-07
Anticipated expiration: 2019-10-13
Also published as: JP3576642B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】ポリエーテルエーテルケトンで成形したシー
ルリングは自己張力が弱いため、その内周面に高圧油を
作用させ、自己張力の不足を補うが油洩れが大であるの
で、その対策を考える。【構成】ポリエーテルエーテルケトンのシールリング
（２０）の厚みを合い口（２３）を除いて小とし、厚み
の大なる合い口（２３）を、第１の合い口（２６）、第
２の合い口（２９）および第３の合い口（３１）とで構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧をその側面に受け
るシールリングに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車に用いられる自動変速装置は、ク
ラッチやブレーキを作動させる油圧回路を有し、該油圧
回路に供給される油の洩れを防止するシールリングおよ
びシール装置が多く用いられる。その一例を図６に示
す。シール装置１は、シャフト２に穿けられた油圧通路
３、該シャフト２の外周面に設けられた対のリング溝
４、４、該リング溝４、４に装着される合成樹脂製のシ
ールリング５、５を有し、シールリング５、５の外周面
を駆動側の回転ハウジング６の内周面に摺接させる。油
圧通路３は、シャフト外周面の溝７、ハウジング６に設
けた入口８を介して、ハウジング６内の作動室９に通じ
る。作動室９内の油圧が作動室９を作るピストン１０を
左方に摺動させ、ハウジング６側のクラッチ板１１と出
力軸１２側のクラッチ板１３を摺接させ、ハウジング６
の回転運動を出力軸１２に伝達させる。作動室９への油
圧供給解除が、クラッチを解放し、出力軸１２への回転
運動の伝達を中止させることになる。

【０００３】シャフト外周面の溝７は、各リング溝４、
４に通じ、リング溝４、４に入った油圧が、シールリン
グ５、５をリング溝４、４の側面に圧接させかつシール
リング５、５をハウジング６の内周面に摺接させ、油の
洩れを防止させる。図６に示す例では、シールリング
５、５の側面に作用する力が、シールリング５、５の内
周面に作用する力より大であるため、シールリング５、
５がシャフト２側に保持され、シールリング５、５の外
周面がハウジング６に対して摺接する。しかし、この場
合、該摺接による損失トルクが大であることから、シー
ルリング５、５の外周面とハウジング６とを保持関係と
させ、シールリング５、５の側面をリング溝４、４の側
壁面に対して摺接させることを行う。その例を図７に示
す。

【０００４】シールリング５′、５′は、その両側面に
周方向に延びる環状溝１４、１４と、径方向に延びかつ
環状溝１４、１４に開口する複数個の離間した径方向溝
１５、１５とを有し、各溝１４、１５内に油圧を導き、
シールリング５′、５′の側面に作用するＰ₁の力で、
シールリング５′、５′をリング溝４、４の一方の側壁
に摺接させ、シールリング５′、５′の内周面に作用す
るＰ₂の力で、シールリング５′、５′をハウジング６
側に保持させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図７に示す例では、シ
ールリング５′、５′の側面の巾ｌ₁、ｌ₁でリング溝
４、４の側壁面とのシール面を確保するが、巾ｌ₁、ｌ
₁が小さいので、リング溝４、４の側壁面が傾斜して加
工された場合（溝の加工精度の悪さに原因する）、該側
壁面が偏摩耗したり、シャフト２が軸心をずらしてセッ
トされたり、回転するハウジング６に振れが出たりする
と、環状溝１４、１４が大気側に開口し、油洩れが生じ
る。

【０００６】さらに、図７に示す例ではシールリングの
材質がポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）の場
合、若干の弾性を有するが、自己張力を有しハウジング
壁面にその外周摺動面を摺接させる鋳鉄材からなるシー
ルリングと比較して自己張力が弱いので外力なしではハ
ウジング内周面に該材質のシールリング外周摺動面を摺
接させる力が弱い。又、四フッ化エチレン等の合成樹脂
材のように柔軟性のある性質でなく比較的剛性のある該
ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）やカーボン繊
維等を添加した複合材のシールリングでは、その側面に
作用する油圧とその内周面に作用する油圧が低い場合に
はシールリング外周摺動面のハウジング内周面への摺接
する力が弱くなり油漏れが生じる。本発明は前述したよ
うに、鋳鉄にくらべ弾性が弱く、四フッ化エチレン等に
くらべ剛性のある、ポリエーテルエーテルケトン等の樹
脂性シールリングのシール性の改善されたシールリング
を提供することを課題とする。

【０００７】それ故に、本発明は、前述した従来技術の
不具合を解消させることを解決すべき課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述した課題
を解決するために、特殊な形状の合い口構造を有しかつ
シールリングの側面をテーパ面としかつ外周面を円弧面
とさせる技術手段を基本的に用いる。

【０００９】本発明は、前述した課題を解決するため
に、シールリングの材質をポリエーテルエーテルケトン
（ＰＥＥＫ）又はその複合材とし、側面をテーパ状かつ
外周面を円弧状とし端面が対向する３つの合い口部を周
方向に対して異なった位置に独立して配置され外周摺動
面から径方向途中までの範囲にわたって周方向に延びる
凸部と、該凸部の端面から凸部の突出長よりも周方向に
深く切欠いて形成される凹部とをリングの両端面に一組
ずつ設け、かつ、前記凹凸部が重なり合うようにするこ
とで、外周摺動面とリング上面にのみ開口する第一合い
口部と外周摺動面とリング下面にのみ開口する第二合い
口部と、前記第一、第二合い口部の間に存在するリング
上下面と内周面にのみ開口する第三合い口部とを設けた
合い口形状を形成し、好ましくは合い口部近傍の厚さ寸
法より該合い口部近傍以外の厚さ寸法を小さくしたこと
を特徴とするシール装置を提供する。

【００１０】

【作用】自己張力が少ないもしくは無いに等しい四フッ
化エチレン（ＰＴＦＥ）よりも剛性のあるポリエーテル
エーテルケトン（ＰＥＥＫ）にカーボン繊維を添加した
合成樹脂製のシールリングは合い口部を特殊合い口形状
として形成するに必要な厚さを確保し、その他の部位は
合い口部分より薄くして剛性を弱めて、内周に作用する
油圧が低圧でも容易に外周摺動面をハウジング内周面に
摺接させてシール性能を確保する。

【００１１】シールリングの側面をテーパ面としテーパ
面は常にリング溝側壁面の縁に接し、摺接による損失ト
ルクを小さくさせ、なおかつシール性能を確保する。シ
ールリングの外周面を円弧状として、ハウジングやシャ
フトに振れがあっても円弧面が常にハウジング内周面に
摺接させるのに有効に作用しシール性能を確保する。上
記の構成でのシールリングを使用することにより従来技
術にて経験した低油圧域での油漏れを防止できる。

【００１２】

【実施例】図１および図２に本発明の第１実施例のシー
ルリングを示すが、このシールリングを用いるシール装
置は、図１に示すものと構成が同一なので、詳細な説明
は省略する。シャフト２とハウジング６はスチール製
（ＪＩＳＳ４５Ｃ）からなり、シールリング２０はポ
リエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）にカーボン繊維
を添加した合成樹脂材からなる。シールリング２０はそ
の両側面２１、２１に内周側がその幅を小さくするテー
パ面を有しその傾斜角は２〜１０度、好ましくは５度と
する。シールリングの外周面２２を２〜５０Ｒの曲率の
円弧面とし、好ましくは２０Ｒとする。合い口形状は端
面が対向する３つの合い口部を周方向に対して異なった
位置に独立して配置された特殊合い口形状を形成して更
なるシール性能の向上を可能とさせ、該特殊合い口形状
を形成させるに必要なシールリングの厚さ寸法ａ₁を合
い口部近傍に確保しそれ以外の厚さ寸法Ａはａ₁より小
さいものとし、その厚さ寸法は0.２mm以上とする。

【００１３】シール装置のシャフトとハウジングの間に
は、クリアランスが存在し概ね0.２mm以下であり、又、
テーパ面が常にリング溝側壁面の縁に接し油漏れを防止
する作用を発揮させるには厚さ寸法Ａは0.２mm以上を確
保するものとし、その寸法は外径寸法により適宜設計す
ることができる。

【００１４】次に、特殊合い口形状について説明する。
図１と図２に示すように、シールリング２０の合い口２
３は、シールリング２０の上面と外周面２２との隅部を
開口した第１の凹部２４と、該第１の凹部２４に対応す
る形状であって第１の凹部２４に対向する端面に形成さ
れた第１の凸部２５とにより作られる第１の合い口２６
と；シールリング２０の下面と外周面２２との隅部であ
って第１の凹部２４の上面と同上面を有する第２の凸部
２７と、該第２の凸部２７に対応する形状であって第２
の凸部２７に対向する端面に形成された第２の凹部２８
とにより作られる第２の合い口２９と；および合い口２
３の内周面より半径方向内方へ突出する対の突部３０、
３０の対向端面間に作られる第３の合い口３１とより構
成される。シールリング２０の通常の厚みは突部３０、
３０の厚みに対応するので、他の部分の厚みは薄くなっ
ていることになる。

【００１５】図３に示す例は、厚みＡ相当の突部３０を
シールリング２０の内周面に複数個離間して設けたもの
で、この例も、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥ
Ｋ）のシールリング２０の剛性を弱め、低油圧域におい
て油洩れを低減させる。

【００１６】図４に示す例は、シールリング２０の合い
口２３の部分の厚みがａ₁、その対向する部分の厚みを
Ａとするよう外周面２２の中心と内周面の中心とを偏心
させたもので、この第３実施例も、第１と第２実施例の
シールリング２０とほぼ同一の作用をなすものである。

【００１７】次に本発明の図１および図２の第一実施例
のテスト結果を説明する。シールリング２０はポリエー
テルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）にカーボン繊維を添加
した合成樹脂製とし、外径φ５２、幅2.３mm、厚さａ₁
2.３mm、厚さＡ1.４mm、外周面２２の円弧面は２０Ｒ、
側面２１、２１のテーパ面の傾斜角を５°とする。合い
口２３は特殊合い口形状とし図２に示すＬ寸法はｍ寸法
より大きいものとし第一実施例ではＬ＝６mm、ｍ＝５mm
で設定した。従来例のシールリングは図７に示す断面形
状のもので、材質、基本寸法は本発明の実施例と同じで
あり外周摺動面と側面テーパ面も同一の仕様である。合
い口形状が直角合い口であり、厚さ寸法ａ₁は2.３mmと
外径と内径とが同心円で形成されている。両シールリン
グを図６に示すシール装置に装備させシール性能確認テ
ストをする。ハウジング６の回転数を７０００rpm 、油
圧0.１MPa から1.０MPa 、油温１２０℃の条件下での本
発明の第一実施例と従来例との油漏れ量を図５に示す。
低油圧域0.１MPa から0.４MPa において従来例より第一
実施例の油漏れは少ないレベルとなっており0.６MPa か
ら1.０MPa の油圧域においては、従来例のシールリング
も内周に作用する油圧を受け外周摺動面がハウジング内
周面に摺接するので油漏れ量の増加傾向は同じになり、
油漏れ量の差異は合い口形状の違いでその性能に差が生
じた。

【００１８】

【効果】本発明のポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥ
Ｋ）をベースとする合成樹脂製のシールリングは、その
外周側の円弧面とテーパ状側面と合い口形状を端面が対
向する３つの合い口部を周方向に対して異なった位置に
独立して配置された特殊合い口形状として、該シールリ
ングの厚さ寸法を特殊合い口形状を成立させるに充分な
寸法ａ₁より小さい寸法Ａを合い口部近傍を除く部分に
設定して該シールリングの剛性を弱めて低油圧域でも容
易に応答し油漏れを低減させ、このシールリングを用い
たシール装置は、耐久性に優れ、ピストンのストローク
を常に一定のものとさせる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の部分斜視図である。

【図２】本発明の第一実施例の平面図である。

【図３】本発明の第二実施例の平面図である。

【図４】本発明の第三実施例の平面図である。

【図５】油圧と油洩れの関係を示すグラフ図である。

【図６】シールリングを用いる装置の断面図である。

【図７】従来のシールリングの断面図である。

【符号の説明】

２シャフト４リング溝６ハウジング２０シールリング２１側面２２外周面２３特殊合い口２６第１の合い口２９第２の合い口３１第３の合い口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】側面がテーパ状にして外周面を円弧面と
したシールリングであって、端面が対向する３つの合い
口部を周方向に対して異なった位置に独立して配置され
外周摺動面から径方向途中までの範囲にわたって周方向
に延びる凸部と該凸部の端面から凸部の突出長よりも周
方向に深く切欠いて形成される凹部とをリングの両端面
に一組ずつ設け、かつ、前記凹凸部が重なり合うように
することで外周摺動面とリング上面にのみ開口する第一
合い口部と外周摺動面とリング下面にのみ開口する第二
合い口部と前記第一、第二合い口部の間に存在するリン
グ上下面と内周面にのみ開口する第三合い口部とを設け
たポリエーテルエーテルケトン又はその複合材からなる
シールリング。
【請求項２】合い口部近傍の厚さ寸法より該合い口部
近傍以外の部位の厚さ寸法を小さくしたことを特徴とす
るシールリング。