(57)【要約】【課題】シールリングの摺動面の接触幅を小さく設定し、もって回転トルクを低減させることができ、しかも摺動面の接触幅を小さく設定しても装着の相手方の寸法の影響を受けずシール性の低下を来たすことがない密封装置を提供する。【解決手段】ハウジングと前記ハウジングに設けた軸孔に挿通する軸との間で密封流体をシールする密封装置であって、前記ハウジングの軸孔内周面に設けた装着溝に装着されるシールリングを有する。シールリングの内周面に流体導入用凹部を設けることにより、シールリングの径方向受圧面積を軸方向受圧面積より小さく設定する。シールリングの内周面に凸部を設けることにより、この凸部を軸に接触させる。【選択図】図１
2018003984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと前記ハウジングに設けた軸孔に挿通する軸との間で密封流体をシールする密封装置であって、
前記ハウジングの軸孔内周面に設けた装着溝に装着されるシールリングを有し、
前記シールリングの内周面に流体導入用凹部を設けることにより前記シールリングの径方向受圧面積を軸方向受圧面積より小さく設定するとともに、
前記シールリングの内周面に凸部を設けることにより前記凸部を前記軸に接触させることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
請求項１記載の密封装置において、
前記凸部を前記シールリングの内周面における幅方向中央部ないし反密封流体側端部に設けることを特徴とする密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール技術に係る密封装置に関し、更に詳しくは、構成要素としてシールリングを備える密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から図４に示すように、ハウジング６１とこのハウジング６１に設けた軸孔６２に挿通する軸７１との間で密封流体をシールする密封装置５１であって、ハウジング６１の軸孔内周面に設けた装着溝６３に装着されるシールリング５２を有する密封装置５１が知られている。
【０００３】
シールリング５２には密封流体圧力Ｐが作用し、これによりシールリング５２は装着溝６３の反密封流体側の溝側面６３ａおよび軸７１の外周面７１ａに向けて押圧される。
【０００４】
また、シールリング５２の反密封流体側の端面５２ａに流体導入用凹部５３が設けられて、シールリング５２の軸方向受圧面積Ａが径方向受圧面積Ｂより小さく設定され（Ａ＜Ｂ）、これによりシールリング５２は軸７１の外周面７１ａに強く押し付けられ、軸７１の回転に共回りし、装着溝６３の反密封流体側の溝側面部６３ａに対し摺動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１８９５６７号公報
【特許文献２】特開平１０−１６９７８２号公報（図１４（ａ））
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、自動車産業の分野では、環境問題などから低燃費車の開発を加速している。ＡＴ・ＣＶＴなどに用いる回転用シールリングに対しては、回転トルクの低減が求められる。この点、上記図４の密封装置５１では、シールリング５２が装着溝６３の反密封流体側の溝側面部６３ａに対し摺動するため、この溝側面部６３ａとの接触幅ｗを小さく設定することで、押付け荷重の低減（発生トルクの低減）を図っている。
【０００７】
しかしながら、溝側面６３ａとの接触幅ｗは、装着の相手方の寸法（特に、ハウジング６１および軸７１間のはみ出しスキマｃの寸法）に影響されるため、過度に接触幅ｗを小さくすると、シールリング５２によるシール性の低下に繋がることがある。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みて、シールリングの摺動面の接触幅を小さく設定し、もって回転トルクを低減させることができ、しかも摺動面の接触幅を小さく設定しても装着の相手方の寸法の影響を受けずシール性の低下を来たすこともない密封装置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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の密封装置は、ハウジングと前記ハウジングに設けた軸孔に挿通する軸との間で密封流体をシールする密封装置であって、前記ハウジングの軸孔内周面に設けた装着溝に装着されるシールリングを有し、前記シールリングの内周面に流体導入用凹部を設けることにより前記シールリングの径方向受圧面積を軸方向受圧面積より小さく設定するとともに、前記シールリングの内周面に凸部を設けることにより前記凸部を前記軸に接触させることを特徴とする。
【００１０】
上記構成を備える本発明の密封装置では、シールリングの内周面に流体導入用凹部が設けられることによりシールリングの径方向受圧面積が軸方向受圧面積より小さく設定されているため、シールリングは装着溝の溝側面に強く押し付けられ、軸の回転に共回りせず、よってシールリングの内周面が摺動面とされる。また、シールリングの内周面に凸部が設けられてこの凸部が軸に接触するため、シールリングの内周面のうちで特にこの凸部の先端面が摺動面とされる。したがって摺動面の接触幅が凸部の幅により規定されるため、摺動面の接触幅を限定し、よって摺動面に発生する回転トルクを低減させることが可能とされる。
【００１１】
また、シールリングの内周面に設けた凸部の先端面が摺動面とされるため、ハウジングおよび軸間のはみ出しスキマの大小如何にかかわらず、摺動面の接触幅は常に一定とされる。したがって装着の相手方の寸法の影響を受けず、安定したシール性を発揮するシールリングによるシール構造を提供することが可能とされる。
【００１２】
尚、シールリングの内周面に設けられる流体導入用凹部は、その名のとおり密封流体を導入する作用を奏するので、シールリングの密封流体側の端面に開口するように設けられる。したがって同じくシールリングの内周面に設けられる凸部は、流体導入用凹部の反密封流体側に設けられ、具体的にはこの凸部をシールリングの内周面における幅方向中央部ないし反密封流体側端部に設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、シールリングの摺動面の接触幅を小さく設定し、もって回転トルクを低減させることができ、しかも摺動面の接触幅を小さく設定しても装着の相手方の寸法の影響を受けずシール性の低下を来たすことがない密封装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例に係る密封装置の半裁断面図
【図２】本発明の他の実施例に係る密封装置の半裁断面図
【図３】（Ａ）は図１の密封装置に備えられるシールリングの一例を示す一部斜視図、（Ｂ）は図２の密封装置に備えられるシールリングの一例を示す一部斜視図
【図４】従来例に係る密封装置の半裁断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）本発明は、従来のシールリングに対し、内周で摺動させるために、断面形状および構成を変更したものである。
（２）シールリング断面は、内周面の軸方向の中央（装着方向性無し）または端部（装着方向性有り）に凸部を付与した形状とし、凸部を付与しない部分を流体導入用凹部とする。
（３）シールリング断面の受圧面積比は、Ａ（軸方向受圧面積）＞Ｂ（径方向受圧面積）とし、回転摺動面をとシールリング内周面とする。
（４）シール構成は、シールリング単体、またはシールリングとＯリング等ゴムリング（バックリング）との複合で構成される。
（５）シールリングは、円周上エンドレスの環状体とするが、円周一箇所にカット部を付与した形状も可とする。カット形状は、特殊ステップカット、オーバーラップカット、ステップカット、ストレートカット、バイアスカットなど、特に限定されない。
（６）高圧環境下におけるシールリング断面のねじれ（傾き）を抑制するため、使用環境に応じて、内周面にリブを付与した形状も可とする。
【００１６】
（７）本発明による効果としては、従来シールリング対比、溝形状（はみ出しスキマ）に左右されない仕様設定が可能となり、かつ摺動面を内周面とすることで回転半径が小さくなり、安定した低トルクが確保できる。
（８）従来シールリング対比、側面摺動を内周摺動とすることで、くさび効果による油膜形成能力が向上し、低摩擦化が図れる。
（９）油膜形成能力を向上させることで、摺動発熱の上昇を抑制することが可能であり、高ＰＶ条件下でも使用が可能となる。
（１０）溝側面との摺動を回避することで、溝（ハウジング）材質に軟質材（アルミ材等）を適用することが可能となる。また、摺動面となる軸が仕上げ易くなり、表面粗さ、精度向上によりシール性能の向上も見込める。
（１１）使用環境に応じて外周部にＯリング等ゴムリングを設定することで、低圧領域での吹抜け漏れの防止・抑制が可能となる。
【実施例】
【００１７】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００１８】
図１に示すように、当該実施例に係る密封装置１１は、ハウジング６１とこのハウジング６１に設けた軸孔６２に挿通する軸７１との間で密封流体をシールする密封装置であって、ハウジング６１の軸孔内周面に設けた環状の装着溝６３に装着されるシールリング２１と、このシールリング２１の溝底側に装着されるバックリング３１との組み合わせにより構成されている。バックリング３１は所定のゴム状弾性体よりなり、例えばＯリングにより構成されている。
【００１９】
シールリング２１は、所定の樹脂材にて断面長方形状に成形されており、このシールリング２１に密封流体圧力Ｐが作用すると、シールリング２１は装着溝６３の反密封流体側の溝側面６３ａおよび軸７１の外周面７１ａに向けて押圧される。
【００２０】
また、シールリング２１の内周面に環状の流体導入用凹部２２が設けられており、この流体導入用凹部２２に密封流体が導入されるとシールリング２１にこの流体導入用凹部２２と同じ幅の圧力キャンセル部が設定されるので、シールリング２１はその径方向受圧面積Ｂのほうが軸方向受圧面積Ａよりも小さく設定されている（Ａ＞Ｂ）。
【００２１】
また、同じくシールリング２１の内周面であって流体導入用凹部２２の反密封流体側に位置して環状の凸部２３が設けられており、シールリング２１はこの凸部２３の先端面（凸部内周面）をもって軸７１の外周面７１ａに接触している。
【００２２】
上記構成を備える密封装置１１では、断面長方形状のシールリング２１の内周面に流体導入用凹部２２が設けられることによりシールリング２１の径方向受圧面積Ｂのほうが軸方向受圧面積Ａよりも小さく設定されているため（Ａ＞Ｂ）、シールリング２１に密封流体圧力Ｐが作用した状態で軸７１が回転作動してもシールリング２１は軸７１の回転に共回りせずハウジング６１側に固定され、よってシールリング２１はその内周面が摺動面とされる。
【００２３】
また、シールリング２１の内周面であって流体導入用凹部２２の反密封流体側に位置して凸部２３が設けられてこの凸部２３がその先端面をもって軸７１の外周面７１ａに接触するため、シールリング２１はその内周面のうちで特に凸部２３の先端面が摺動面とされる。
【００２４】
したがって上記構成によれば、摺動面の接触幅ｗが凸部２３の幅により規定され、摺動面の接触幅ｗが限定されるため、摺動面に発生する回転トルクを低減させることができる。
【００２５】
また、上記構成の密封装置１１では、シールリング２１の内周面に設けた凸部２３の先端面が摺動面とされるため、ハウジング６１および軸７１間のはみ出しスキマｃの大小如何にかかわらず、摺動面の接触幅ｗが常に一定とされる。
【００２６】
したがって上記構成によれば、摺動面の接触幅ｗが常に一定とされるため、安定したシール性を発揮するシールリング２１によるシール構造を提供することができる。
【００２７】
上記実施例（図１）に係る密封装置１１についてはその構成を、以下のように付加または変更しても良い。
（１）上記実施例では、凸部２３がシールリング２１の内周面の幅方向（軸方向）中央部に設けられているが、これに代えて図２に示すように、凸部２３をシールリング２１の内周面における幅方向（軸方向）の反密封流体側端部に設ける。これによれば、流体導入用凹部２２の幅が拡大し、圧力キャンセル部の幅が拡大するため、シールリング２１の径方向受圧面積Ｂを一層縮小することができる。
【００２８】
（２）上記実施例では、密封装置１１がシールリング２１およびバックリング３１の組み合わせよりなるものとされているが、これに代えてバックリング３１を省略し、密封装置１１をシールリング２１単体よりなるものとする。
【００２９】
（３）上記実施例では、シールリング２１が円周上エンドレスの環状体とされているが、これに代えて図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、シールリング２１を円周一箇所にカット部２４を設けたものとする。カット部２４の形状としては、特殊ステップカット、オーバーラップカット、ステップカット、ストレートカットまたは、バイアスカットなど、特に限定されない。
【００３０】
（４）上記実施例では、シールリング２１の内周面に流体導入用凹部２２および凸部２３が設けられているが、これに加えて図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、シールリング２１の内周面にリブ２５を設けたものとする。リブ２５はシールリング２１の軸方向に沿って設けられ、シールリング２１の円周上複数個所に設けられる。これによれば、リブ２５による補強により、高圧環境下におけるシールリング２１のねじれ（傾き）を抑制することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１１  密封装置
２１  シールリング
２２  流体導入用凹部
２３  凸部
２４  カット部
２５  リブ
３１  バックリング
６１  ハウジング
６２  軸孔
６３  装着溝
６３ａ  溝側面
７１  軸
７１ａ  外周面
Ａ  軸方向受圧面積
Ｂ  径方向受圧面積
ｗ  摺動面の接触幅
ｃ  はみ出しスキマ
【図１】
2018003984.tif 000003
【図２】
2018003984.tif 000004
【図３】
2018003984.tif 000005
【図４】
2018003984.tif 000006