(57)【要約】【課題】装着性の向上が図られたシールリング及び密封構造を提供する。【解決手段】環状溝３０の側壁面３１に対向する側面１０が、環状溝３０の開口部側において側壁面３１に摺動自在に接触する摺接部１０ａと、環状溝３０の溝底側において側壁面３１との摺動面積を低減すべく側壁面３１から離間した離間部１０ｂとから構成され、環状溝３０に取り付けられた後、軸３が軸孔２０に挿入される際に、環状溝３０からはみ出した部分が軸孔２０の開口縁に設けられたテーパ面２２に突き当たることで、環状溝３０内に押し込められるようにして装着されるシールリング１において、側面１０において摺接部１０ａと離間部１０ｂとをつなぐ接続部１０ｃは、テーパ形状を有していることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの軸孔に挿入される軸の外周面に設けられた環状溝に装着され、前記軸孔の内周面に密着するとともに前記環状溝の側壁面に摺動自在に接触することにより、前記軸と前記軸孔との間の環状隙間を密封するシールリングであって、
前記側壁面に対向する側面が、前記環状溝の開口部側において前記側壁面に摺動自在に接触する摺接部と、前記環状溝の溝底側において前記側壁面との摺動面積を低減すべく前記側壁面から離間した離間部とから構成され、
前記環状溝に取り付けられた後、前記軸が前記軸孔に挿入される際に、前記環状溝からはみ出した部分が前記軸孔の開口縁に設けられたテーパ面に突き当たることで、前記環状溝内に押し込められるようにして装着されるシールリングにおいて、
前記側面において前記摺接部と前記離間部とをつなぐ接続部は、テーパ形状を有していることを特徴とするシールリング。
【請求項２】
径方向に対する前記接続部のテーパ角度は、前記軸孔開口縁のテーパ面よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のシールリング。
【請求項３】
軸と、
該軸が挿入される軸孔を有するハウジングと、
前記軸の外周面に設けられた環状溝に装着され、前記軸孔の内周面に密着するとともに前記環状溝の側壁面に摺動自在に接触することにより、前記軸と前記軸孔との間の環状隙間を密封するシールリングと、を備え
前記シールリングの前記側壁面に対向する側面が、前記環状溝の開口部側において前記側壁面に摺動自在に接触する摺接部と、前記環状溝の溝底側において前記側壁面との摺動面積を低減すべく前記側壁面から離間した離間部とから構成され、
前記シールリングが前記環状溝に取り付けられた後、前記軸が前記軸孔に挿入される際に、前記シールリングの前記環状溝からはみ出した部分が前記軸孔の開口縁に設けられたテーパ面に突き当たることで、前記シールリングが前記環状溝内に押し込められるようにして装着される密封構造において、
前記シールリングの前記側面において前記摺接部と前記離間部とをつなぐ接続部は、テーパ形状を有していることを特徴とする密封構造。
【請求項４】
径方向に対する前記接続部のテーパ角度は、前記軸孔開口縁のテーパ面よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の密封構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸と該軸が挿入される軸孔を有するハウジングとの間の環状隙間を密封するシールリング及び密封構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のシールリングは、自動車用の自動変速機や無段変速機、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７〜図９を参照して、従来のシールリングについて説明する。図７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。図８は、従来技術に係るシールリングが装着溝に装着された状態を示す模式的断面図である。図９は、軸が軸孔に挿入される際の様子を示す模式的断面図であり、（ａ）はシールリングが軸孔開口縁に接触する前の状態、（ｂ）はシールリングが軸孔開口縁に接触したときの状態をそれぞれ示している。
【０００３】
シールリング１００は、ハウジング２００の軸孔と該軸孔に挿入される軸３００との間の環状隙間４００を密封する環状部材である。
【０００４】
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、密封対象領域側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の軸孔内周面２１１に密着し、反密封対象領域側Ａの側面１１０が環状溝３０１の側壁面３１０に密着する。これにより、密封対象流体の反密封対象領域側Ａへの漏れを防止している。
【０００５】
また、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。したがって、シールリング１００の側壁面３１０に対する摺動面積を小さくして摺動によるフリクションの低減を図るため、側面１１０に側壁面３１０に当接しないように離間した離間部１１２を設けた構成が従来から用いられている（特許文献１〜３参照）。
【０００６】
以上のように構成されたシールリング１００は、図８に示すように、軸３００がハウジング２００の軸孔に挿入される前に環状溝３０１に取り付けられる。シールリング１００は、円周上の一箇所に設けられた分離部が開くように変形させることで環状溝３０１に取り付けられるように構成されている。
【０００７】
環状溝３０１に取り付けられたシールリング１００は、軸３００を軸孔に挿入する際の脱落や引っかかりを防止するため、軸３００が軸孔に挿入される前に外周面を内径方向に押さえ付ける等により、シールリング１００の形状が元の分離部が略閉じた状態となるように矯正が行われる。
【０００８】
また、シールリング１００の環状溝３０１からはみ出した部分は、通常は、軸３００が軸孔に挿入される際に軸孔開口縁に設けられたテーパ面に突き当たることで、シールリング１００全体が環状溝３０１の溝底側に押し込められる（縮径される）ことにより、適正な装着状態に収まるようになっている。
【０００９】
しかし、矯正が不十分な場合や、軸３００とハウジング２００との組み付けの仕方によっては、シールリング１００の一部が環状溝３０１から大きくはみ出してしまう場合がある。例えば、図８に示すように、軸３００を水平方向に軸孔に挿入する組付けの仕方の場合、シールリング１００の内径と環状溝３０１の溝底径との間の寸法差の分だけ、自重に
よってシールリング１００の下側部分が環状溝３０１から大きくがはみ出してしまう。
【００１０】
このように大きくはみ出しを生じると、図９（ｂ）に示すように、側面１１０と離間部１１２との間の段差面１１３が環状溝３０１の開口縁部３１１に乗り上げたような状態となり（図中のＸ部）、軸孔の開口縁がシールリング１００に引っかかる、いわゆる、かじりが発生する。特に、矯正が不十分なために分離部が大きくはみ出した場合には、ステップカットやバイアスカット等の分離形状が特殊な分離部は、他の部分と比べて断面積が小さく剛性が小さくなるため、かじりの発生によって容易に破損を生じるおそれがある。
【特許文献１】実開昭６２−０４９０５６号公報
【特許文献２】特開２００６−１１２５４８号公報
【特許文献３】特開２００７−０７８０４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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、装着性の向上が図られたシールリング及び密封構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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、
ハウジングの軸孔に挿入される軸の外周面に設けられた環状溝に装着され、前記軸孔の内周面に密着するとともに前記環状溝の側壁面に摺動自在に接触することにより、前記軸と前記軸孔との間の環状隙間を密封するシールリングであって、
前記側壁面に対向する側面が、前記環状溝の開口部側において前記側壁面に摺動自在に接触する摺接部と、前記環状溝の溝底側において前記側壁面との摺動面積を低減すべく前記側壁面から離間した離間部とから構成され、
前記環状溝に取り付けられた後、前記軸が前記軸孔に挿入される際に、前記環状溝からはみ出した部分が前記軸孔の開口縁に設けられたテーパ面に突き当たることで、前記環状溝内に押し込められるようにして装着されるシールリングにおいて、
前記側面において前記摺接部と前記離間部とをつなぐ接続部は、テーパ形状を有していることを特徴とする。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明における密封構造は、
軸と、
該軸が挿入される軸孔を有するハウジングと、
前記軸の外周面に設けられた環状溝に装着され、前記軸孔の内周面に密着するとともに前記環状溝の側壁面に摺動自在に接触することにより、前記軸と前記軸孔との間の環状隙間を密封するシールリングと、を備え
前記シールリングの前記側壁面に対向する側面が、前記環状溝の開口部側において前記側壁面に摺動自在に接触する摺接部と、前記環状溝の溝底側において前記側壁面との摺動面積を低減すべく前記側壁面から離間した離間部とから構成され、
前記シールリングが前記環状溝に取り付けられた後、前記軸が前記軸孔に挿入される際に、前記シールリングの前記環状溝からはみ出した部分が前記軸孔の開口縁に設けられたテーパ面に突き当たることで、前記シールリングが前記環状溝内に押し込められるようにして装着される密封構造において、
前記シールリングの前記側面において前記摺接部と前記離間部とをつなぐ接続部は、テーパ形状を有していることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、シールリングが環状溝内に押し込められる際に摺接部と離間部との間の接続部が環状溝の開口縁と接触しても、テーパ形状の接続部と開口縁とが摺動することによって、押し込み動作を妨げられることなくシールリングが環状溝内に収まることが可
能となる。すなわち、従来のようにシールリングが環状溝の開口縁との間で引っかかりを生じることなく、軸をスムーズに装着することが可能となり、装着性の向上を図ることができる。
【００１５】
また、接続部をテーパ形状とすることにより、断面幅の広い摺接部から断面幅の狭い離間部にかけて断面幅が徐々に変化する断面形状となる。したがって、図７に示すような従来のＴ字状の断面形状に比べて、シールリングの剛性が高められるとともに、成形時の流動断面積を確保することができ、シールリングの成形性が高められる。
【００１６】
径方向に対する前記接続部のテーパ角度は、前記軸孔開口縁のテーパ面よりも小さいとよい。
【００１７】
これにより、シールリングが軸孔開口縁のテーパ面から受ける力と環状溝の開口縁から受ける反力とにおいて生じる力成分のうち、シールリングを環状溝内に押し込めるように作用する力の成分が、シールリングを環状溝から押し出そうとする力成分よりも勝ることになり、シールリングが軸孔開口縁のテーパ面および環状溝の開口縁との間で引っかかりを生じることなく環状溝内に収まるように移動することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明により、装着性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
（実施例）
図１〜図６を参照して、本発明の実施例に係るシールリングおよび密封構造について説明する。図１は、本発明の実施例に係るシールリングの構成を説明する模式図であり、（ａ）はシールリングを軸方向から見た図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。図２は、本発明の実施例に係る密封構造の構成を説明する模式的半断面図である。図３は、軸が軸孔に挿入される際の様子を示す模式的断面図であり、シールリングが軸孔開口縁に接触する前の状態を示している。図４は、軸が軸孔に挿入される際の様子を示す模式的断面図であり、シールリングが軸孔開口縁に接触したときの状態を示している。図５は、軸が軸孔に挿入される際の様子を示す模式的断面図であり、シールリングが環状溝内に押し込まれたときの状態を示している。図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれシールリングの断面形状の例を示している。
【００２１】
図１に示すように、シールリング１は、円周上の一箇所に分離部Ｓが設けられた環状部材であり、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の樹脂材から構成されている。
【００２２】
図２に示すように、シールリング１は、ハウジング２の軸孔２０と該軸穴２０に挿入される軸３との間の環状隙間４を密封する。より具体的には、シールリング１は、軸３の外周面に設けられた環状溝３０に装着され、密封対象領域側Ｏから圧力Ｐが作用することにより、反密封対象領域側Ａの側面１０が環状溝３０の側壁面３１に密着し、外周面１１が軸孔２０の内周面２１に密着する。また、ハウジング２と軸３とが相対回転を生じると、側面１０は軸３の回転によって側壁面３１に対して摺動する。これにより、密封対象流体の反密封対象領域Ａへの漏れを防いでいる。
【００２３】
シールリング１の側面１０は、環状溝３０の側壁面３１との摺動面積を小さくして摺動によるフリクションの低減等を図るため、環状溝３０の開口部側において側壁面３１に摺動自在に接触する摺接部１０ａと、環状溝３０の溝底側において側壁面３１から離間するように摺接部１０ａに対して軸方向にへこんだ離間部１０ｂと、から構成されている。摺接部１０ａと離間部１０ｂとの間の段差をつなぐ接続部１０ｃは、テーパ形状を有しており、側面１０は、摺接部１０ａから離間部１０ｂにかけて徐々に側壁面３１から離間するような形状となっている。
【００２４】
図３に示すように、シールリング１は、軸３がハウジング２の軸孔２０に挿入される前に環状溝３０に取り付けられる。シールリング１は、円周上の一箇所に設けられた分離部Ｓが開くように変形させることで環状溝３０に取り付けられるように構成されている。また、環状溝３０に取り付けられたシールリング１は、軸３を軸孔２０に挿入する際の脱落や引っかかりを防止するため、外周面を内径方向に押さえ付ける等により、分離部Ｓが閉じた元の形状となるように矯正が行われる。
【００２５】
図４に示すように、シールリング１が取り付けられた軸３が軸孔２０に挿入されると、シールリング１において環状溝３０からはみ出した部分の一部が軸孔２０の開口縁のテーパ面２２に突き当たることにより、シールリング１全体が環状溝３０の溝底側に押し込められる。
【００２６】
シールリング１が環状溝３０内に押し込められる際に、環状溝３０から大きくはみ出した部分において接続部１０ｃと環状溝３０の開口縁３２とが接触する状態となることがある。例えば、軸３を軸孔２０に対して水平方向に挿入する場合には、自重によってシールリング１の下側部分が環状溝３０から大きくはみ出してそのような状態となることがある（図３、図８参照）。また、シールリング１の矯正が不十分なために分離部Ｓが十分に閉じた状態とならず、分離部Ｓ付近においてそのような状態となることもある。
【００２７】
本実施例に係るシールリング１においては、接続部１０ｃがテーパ形状を有しており、シールリング１が環状溝３０内に押し込められる際に、接続部１０ｃと環状溝３０の開口縁３２とが互いに摺動するように構成されている。これにより、シールリング１の押し込み動作が妨げられることが抑制され、摺接部１０ａと離間部１０ｂとの間の段差が環状溝３０の開口縁３２に引っかかる（乗り上げた状態となる）ことが防止される。
【００２８】
本実施例においては、径方向に対する接続部１０ｃのテーパ角度αが、テーパ面２２のテーパ角度βよりも小さくなるように設定されている。すなわち、シールリング１の変形等を考慮せず、シールリング１がテーパ面２２から受ける力Ｆと、シールリング１が環状溝３０の開口縁３２から受ける力（反力）Ｒとが等しいと仮定した場合に、力Ｆの径方向成分Ｆｒが力Ｒの径方向成分Ｒｒよりも大きくなり、力Ｒの軸方向成分Ｒａが力Ｆの軸方向成分Ｆａよりも大きくなるように構成されている。
【００２９】
これにより、シールリング１を環状溝３０内に押し込めるように作用する力成分（軸３の挿入方向に作用する力成分（Ｒａ）および内径方向に作用する力成分（Ｆｒ））が、環状溝３０から押し出そうとする力成分（軸３の挿入方向とは反対側に作用する力成分（Ｆａ）および外径方向に作用する力成分（Ｒｒ））よりも勝ることになり、シールリング１が軸孔２０開口縁のテーパ面２２および環状溝３０の開口縁３２との間で引っかかりを生じることなく環状溝３０内に収まるように移動することが可能となる。
【００３０】
接続部１０ｃの具体的なテーパ角度αは、上述のようなシールリング１のスムーズな押し込みや、摺接部１０ａの摩耗による摺動面積の増大、成形性や断面剛性等を考慮して、
例えば、２０°以上、好ましくは４０〜５０°の範囲で設定される。
【００３１】
ここで、図６（ａ）に示す断面形状は、テーパ角度αを上記範囲内において比較的大きく設定したものであり、摺接部１０ａの径方向幅Ａに対して接続部１０ｃの径方向幅Ｃが比較的小さく構成されている。一方、図６（ｂ）に示す断面形状は、テーパ角度αを上記範囲内において比較的小さく設定したものであり、摺接部１０ａの径方向幅Ａに対して接続部１０ｃの径方向幅Ｃが比較的大きく構成されている。なお、摺接部１０ａの径方向幅Ａは従来例（図７）と同じ大きさである。
【００３２】
図６（ａ）、（ｂ）のいずれの断面形状においても、摺接部１０ａの径方向幅Ａについては従来と同程度の大きさとすることで従来と同じように低フリクション性を得ることができる。また、断面幅の広い摺接部１０ａから断面幅の狭い離間部１０ｂにかけて断面幅が徐々に変化することによって、シールリングの断面剛性を高めることができるとともに、成形時に型内を材料が流動する際の流動断面積を大きく確保することができるのでシールリング成形性を高めることができる。
【００３３】
特に、図６（ａ）の断面形状によれば、図６（ｂ）の断面形状よりも、摺接部１０ａが摩耗した際の摺動（受圧）面積の増加が小さくなるので、低フリクション状態の長期的な維持を図る点で有利である。一方、図６（ｂ）の断面形状によれば、図６（ａ）の断面形状よりも、摺接部１０ａから離間部１０ｂにかけて断面幅の変化がなだらかな構成となっているので、シールリングの断面剛性および成形性において有利である。
【００３４】
以上のように構成されたシールリング１は、軸孔２０開口縁のテーパ面２２および環状溝３０の開口縁３２に対して摺動しながら環状溝３０内に向かって移動し（押し込められ）、図５に示すように、軸孔２０と軸３との間において適正な装着状態で環状溝３０内に収まることができる。
【００３５】
本実施例によれば、軸３とハウジング２との組み付けの仕方や矯正が不十分等の理由により、シールリング１の一部が環状溝３０から大きくはみ出しているような場合でも、シールリング１の引っかかり等を生じることなく軸３を軸孔２０に挿入することができる。したがって、軸３のスムーズな装着が可能となり、装着性・組立性の向上を図ることができる。
【００３６】
また、本実施例によれば、摺接部１０ａの面積（径方向幅Ａ）は従来例と同程度の大きさを確保しつつ、接続部１０ｃの大きさ（径方向幅Ｃ）、すなわちテーパ角度αを適宜設定することによって、低フリクション化と装着性の向上との両立を図ることができる。
【００３７】
また、本実施例によれば、接続部１０ｃをテーパ形状とすることにより、断面幅の広い摺接部１０ａから断面幅の狭い離間部１０ｂにかけて断面幅が徐々に変化する断面形状となる。したがって、図７に示すような従来のＴ字状の断面形状に比べて、シールリングの剛性が高められるとともに、成形時の流動断面積が確保されるので、シールリングの成形性が高められる。
【００３８】
なお、本実施例では、接続部１０ｃの形状を直線的なテーパ面形状としていたが、シールリング１のスムーズな押し込みが実現できるのであれば、この形状に限られるものではない。例えば、曲線的に変化する面形状であってもよいし、テーパ角度の異なる複数のテーパ面で構成されるような形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明の実施例に係るシールリングの構成を説明する模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施例に係る密封構造の構成を説明する模式的半断面図である。
【図３】図３は、軸が軸孔に挿入される際の様子を示す模式的断面図である。
【図４】図４は、軸が軸孔に挿入される際の様子を示す模式的断面図である。
【図５】図５は、軸が軸孔に挿入される際の様子を示す模式的断面図である。
【図６】図６は、シールリングの断面形状の例を示している。
【図７】図７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。
【図８】図８は、従来技術に係るシールリングが装着溝に装着された状態を示す模式的断面図である。
【図９】図９は、軸が軸孔に挿入される際の様子を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  シールリング
１０  側面
１０ａ  摺接部
１０ｂ  離間部
１０ｃ  接続部
１１  外周面
２  ハウジング
２０  軸孔
２１  内周面
２２  テーパ面
３  軸
３０  環状溝
３１  側壁面
３２  開口縁
４  環状隙間
【図１】
2010133539.tif 000003
【図２】
2010133539.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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