(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸摺接用の一対の内周リップ (１)(１) と、固定シール溝底面（11ａ）に当接する
一対の外周リップ (３)(３) を有するＸリングに於て、
略弧状の一対の側方凹溝 (７)(７) のラジアル方向中央位置（Ｍ7 ）を、Ｘリング高さ中央位置（Ｍx ）よりも、ラジアル外方に偏在させ、さらに、上記側方凹溝（７）の深さ寸法（Ｗ7 ）を浅くして、側方凹溝（７）の各断面積（Ｓ1 ）をＸリング総断面積（Ｓx ）の２％〜10％に設定し、しかも、略弧状の外周凹溝（８）の深さ寸法（Ｈ8 ）を、略弧状の内周凹溝（９）の深さ寸法（Ｈ9 ）よりも、大に設定したことを特徴とするＸリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のＸリングとしては、図５（Ｄ）に示すような（横）断面形状のものが公
知である（例えば、特許文献１参照）。また、本出願人が実施しているＸリングとしては
、図５（Ｂ）に示すような断面形状のものが存在する。
ところで、古くから往復動シリンダ等の往復軸シールとしてＸリングが多く使用されて
きたが、その後、回転軸シールとしての用途も拡大し、自動車の４ＷＤ・ビスカスカップ
リング等の動力伝達装置にも使用されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３９６８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、最近、前記動力伝達装置に使用する回転軸シール（Ｘリング）として、高速
化及び高温化に耐え、しかも、小型化（小断面化）を図ることが強く要望されている。
具体的には、図４（Ｂ）又は（Ｄ）に於て、Ｘリングの高さ寸法をＨ0 と、幅寸法をＷ
0 とした場合に、長方形断面積（Ｓ0 ＝Ｈ0 ×Ｗ0 ）が、従来は、例えば30mm2 を越える大断面であっても良かったものが、最近は、（高速及び高圧といった過酷な条件下にかかわらず、）Ｓ0 ＝25mm2 といった小断面のものが要望されるようになっている。
そのような高速回転・高圧・小断面といった過酷な条件下では、図５（Ｂ）（Ｄ）（図
４の（Ｂ）（Ｄ）に対応）に示す如く、回転軸30に摺接する一対の内周リップ31，31間に応力が集中して、亀裂Ｚが発生して、Ｘリング40が破損し、耐久性に問題があることが判明した。
【０００５】
本発明は、上述のような回転軸用のＸリングとして、断面積を小さくしても、高圧化及
び高速化に対応できるシールを提供し、これによって、最近の過酷な使用条件を満足させ
ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明に係るＸリングは、回転軸摺接用の一対の内周リップと、固定シール溝
底面に当接する一対の外周リップを有するＸリングに於て、略弧状の一対の側方凹溝のラジアル方向中央位置を、Ｘリング高さ中央位置よりも、ラジアル外方に偏在させたものである。
さらに、上記側方凹溝の深さ寸法を浅くして、側方凹溝の各断面積をＸリング総断面積の２％〜10％に設定した。
しかも、略弧状の外周凹溝の深さ寸法を、略弧状の内周凹溝の深さ寸法よりも、大に設定した。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、（図５（Ｂ）（Ｄ）に示したような亀裂Ｚを防止でき、）高速化及び
高圧化、さらには、コンパクト（小断面）化といった最近の過酷な使用環境（条件）に対
応できる。そして、このような使用環境下での寿命も長い。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の一形態を示す断面図である。
【図２】寸法及び形状の断面説明図である。
【図３】断面説明図である。
【図４】本発明と従来例とを比較対比するための形状と寸法を示した断面比較説明図である。
【図５】本発明と従来例とを比較対比して、従来の問題を説明するための比較説明図である。
【図６】流体圧力に対する内周リップ間応力の変化を示すＦＥＭ解析のグラフ図である。
【図７】流体圧力に対する外周リップ間応力の変化を示すＦＥＭ解析のグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１〜図３は、本発明の実施の一形態を例示し、本発明のＸリング20は、矢印Ｒのよう
に軸心Ｌ5 廻りに回転する回転軸５の外周面に、回転軸摺接用の一対の内周リップ１，１
が摺接し、さらに、断面矩形状の固定シール溝11の溝底面11ａに一対の外周リップ３，３が当接（固接）する。
【００１０】
自由状態の横断面に於て、図２と図４（Ａ）に示すように、本発明のＸリング20は、略弧状（三日月形断面）の一対の側方凹溝７，７のラジアル外方向Ｒ0 の中央位置Ｍ7 が、Ｘリング高さ中央位置Ｍx よりも、偏心量εをもって、ラジアル外方向Ｒ0 に偏在している。
【００１１】
ところで、図４（Ｃ）に示した従来例２の横断面の如く、従来の大断面Ｘリング41では
、高さ寸法Ｈ0 と、幅寸法Ｗ0 との積、即ち、長方形断面積（Ｓ0 ＝Ｈ0 ×Ｗ0 ）が、6.45mm×4.95mm≒32mm2 であって、30mm2 を越えた大断面であり、図５（Ｂ）（Ｄ）に図示したような（前述した）亀裂Ｚの問題が発生しない。
【００１２】
本発明に係るＸリング20は、８mm2 ≦Ｓ0 ≦25mm2 の小断面のシールであり、極めて小
断面の凹状シール溝11（図１と図５（Ａ）参照）で済むため、自動車用ビスカスカップリ
ングのケーシング（ボディ）等の動力伝達装置のコンパクト化に貢献できるシールである
。図４（Ａ）では、Ｈ0 ×Ｗ0 ＝4.45mm×3.85mm≒17mm2 の場合を示し、図６と図７等にて、その使用状態の応力測定結果について後述する。
【００１３】
図１〜図３、図４（Ａ），図５（Ａ）に示すように、本発明のＸリング20は、三日月形の側方凹溝７，７の深さ寸法Ｗ7 を、従来例（図４Ｂ，Ｃ，Ｄ参照）よりも十分に浅く設定して、側方凹溝７の各断面積Ｓ1 （図３参照）を、Ｘリング総断面積Ｓｘの２％〜10％に設定する。言い換えると、従来例（図４Ｂ，Ｃ，Ｄ）では、側方凹溝27の各断面積Ｓ1 が、Ｘリング総断面積Ｓｘの４％〜15％であったのに対して、本発明では２％〜10％のように、小さく設定する。
【００１４】
また、図３に示すように、略弧状（三日月形断面）の外周凹溝８の深さ寸法Ｈ8 を、略弧状（三日月形断面）の内周凹溝９の深さ寸法Ｈ9 よりも、大に設定し、もって、（図３中に斜線をもって示した）外周凹溝８の断面積Ｓ3 を、内周凹溝９の断面積Ｓ2 よりも、大に設定する。これによって、外周リップ３，３が溝底面11ａに弾性的に圧接することによって発生する弾発的圧力を低減でき、この反力の低減によって、内周リップ１，１が回転軸５に押圧されて、内周凹溝９が開脚方向へ弾性変形することに伴う（図１に矢印Ｆにて示す）応力の値を低減できる。
【００１５】
また、図４（Ａ）と（Ｂ）とを比較すれば判るように、内周凹溝９，29の深さ寸法及び
断面積は、いずれも本発明のＸリング20の方が従来例のＸリング40よりも、大きい。この内周凹溝９，29には、回転軸５の外周面に対する内周リップ１，31の摩擦抵抗軽減と摩耗量低減のため、グリースが充填されるのであるが、本発明のＸリング20が従来例よりも深さ寸法及び断面積が大きく設定されているので、グリース保持量（保持性）がアップする。
【００１６】
次に、図２に於て、追加説明すれば、Ｘリング中央位置Ｍx は、Ｘリング20の高さ寸法
Ｈ0 の半分、即ち、Ｈ0 ／２となる。そして、側方凹溝７，７は、２点鎖線にて示す長方
形のストレート状側辺13から切欠状に凹設されているが、側方凹溝７と側辺13とが交わる交点14，15の間の線分の中央点16の、ラジアル外方向Ｒ0 の位置が、側方凹溝７，７のラジアル方向中央位置Ｍ7 に該当する。
【００１７】
このラジアル方向中央位置Ｍ7 の内周リップ１・外周リップ３からのラジアル方向寸法
を、各々、Ｈ2 ，Ｈ3 とすれば、次の関係式が成立する。
Ｈ2 ＞Ｈ3
Ｈ2 ＝Ｈ3 ＋ε  （但し、εは偏心量）
そして、内周リップ１，１及び外周リップ３，３は、各々、三角山型である。
【００１８】
次に、下記の表１、及び、図６と図７は、図４の（Ａ）に示した寸法・形状の本発明実
施品（Ｘリング20）、図４の（Ｂ）に示した寸法・形状の従来例（Ｘリング40）、及び、
図４の（Ｃ）に示した寸法・形状の従来例２（Ｘリング41）を、シール溝11に装着し、流体圧力を零からしだいに高くしていた場合に、内周リップ１，１間の（引張）応力（図１中に矢印Ｆ，Ｆにて示す）と、外周リップ３，３間の（引張）応力（図１中に矢印Ｇ，Ｇにて示す）とが、変化することをＦＥＭ解析した結果である。
【００１９】
【表１】
0005698009.tif 000002
【００２０】
上記表１及び図６，図７から次のことが判る。
(ｉ) 本発明実施品の内周リップ間応力の最大値（ＭＡＸ値）は、小断面の従来例１（図
４（Ａ））の約40％も低減でき、また、そのＭＡＸ値は大断面の従来例２と同等の良好な（小さな）値を示している。
(ii) 本発明実施品の外周リップ３，３間応力の最大値（ＭＡＸ値）は、内周リップ１，
１間応力のＭＡＸ値と同等である。
(iii) 本発明実施品の反力は、従来例１（小断面）及び従来例２（大断面）と略同等であ
る。
(iv) （図６に示したように、）流体の圧力が零から上昇するに伴って、内周リップ間応力が比例して上昇し、約0.35〜0.43ＭＰａの圧力範囲に於て、最大値（ＭＡＸ値）を、本発明実施品，従来例１，従来例２共に示す。
以上の結果から、本発明実施品は、小断面の従来例のＸリング40に比べて内周リップ間の破損（従来例１を示す図５（Ｂ）の亀裂Ｚ）を生じにくく、長期の耐久性が期待できるといえる。
【００２１】
なお、本発明実施品のＸリング20は、その内周凹溝９の深さを従来例よりも深く設定したので、内周凹溝９内に充填したグリース（潤滑油）の保持性も良好であり、耐久性（寿命）が一層改善できた。
また、略弧状（三日月形断面）の一対の側方凹溝７，７のラジアル方向中央位置Ｍ7 を、Ｘリング高さ中央位置Ｍx よりも、ラジアル外方に偏在させたことによって、内周リップ１，１の付け根部（基部）18の断面積が、従来例１（図４（Ｂ）参照）の内周リップ31，31の付け根部（基部）38の断面積よりも増大し、内周リップ間応力Ｆの値が低減できているといえる。しかも、回転軸５が高速で回転した場合、摺動摩擦抵抗及び発熱が発生するので、本発明実施品における内周リップ間応力の（従来例１に示した小断面Ｘリング40に比較しての）著しい低減の効果は、亀裂Ｚ発生防止に大きく寄与している。
【００２２】
なお、図７に於て、外周リップ間応力に関しては、本発明実施品の値が、従来例１，２
よりも大きい。しかし、Ｘリングの外周側は、シール溝の溝底面に対して、固定であるた
め、このような応力が大きいことによる問題は発生しない。
【００２３】
本発明は、図４（Ｃ）に示したような大断面のＸリング41に比較して、原材料が少なく、金型も小型化でき、使用される動力伝達装置（ビスカスカップリング等）のコンパクト化に寄与できる回転軸用のＸリングである。
さらに、同程度の小断面の従来のＸリング40に於て、発生する内周リップ間の亀裂Ｚの発生―――強度及び耐久性の問題―――を、前述の偏心量εをもって、一対の側方凹溝７，７をラジアル外方に偏在させるという簡素な構成をもって、本発明は見事に解決したといえる。
【００２４】
本発明は以上述べたように、回転軸摺接用の一対の内周リップ１，１と、固定シール溝
底面11ａに当接する一対の外周リップ３，３を有するＸリングに於て、略弧状の一対の側方凹溝７，７のラジアル方向中央位置Ｍ7 が、Ｘリング高さ中央位置Ｍx よりも、ラジアル外方に偏在させたことによって、内周リップ１，１の付け根部近傍の肉厚が十分に大きくできて、所期の目的を達成でき、最近の動力伝達装置における摺動部の高速化、高圧化に対応でき、しかも、断面積が減少してコンパクト化に貢献できると共に、図５（Ｂ）（Ｄ）に示したような亀裂発生も防止して、耐久性にも優れている。
【００２５】
また、上記側方凹溝７の深さ寸法Ｗ7 を浅くして、側方凹溝７の各断面積Ｓ1 をＸリン
グ総断面積Ｓｘの２％〜10％に設定したので、一層、内周リップ１，１の付け根部近傍が
肉厚となって、亀裂Ｚを確実に防いで、耐久性もさらに向上する。
また、略弧状の外周凹溝８の深さ寸法Ｈ8 を、略弧状の内周凹溝９の深さ寸法Ｈ9 よりも、大に設定したので、外周リップ３，３の弾性圧縮に伴う反力が低減され、内周リップ１，１が回転軸５に過大な力で押付けられる（圧縮）することを防いで、図１に矢印Ｆ，Ｆにて示す方向の応力の軽減にも寄与する。
【符号の説明】
【００２６】
１  内周リップ
３  外周リップ
５  回転軸
７  側方凹溝
８  外周凹溝
９  内周凹溝
11  シール溝
11ａ  溝底面
20  Ｘリング
Ｓ1   断面積
Ｓｘ  Ｘリングの総断面
Ｍ7   ラジアル方向中央位置
Ｍｘ  Ｘリング高さ中央位置
Ｗ7   深さ寸法
【図１】
0005698009.tif 000003
【図２】
0005698009.tif 000004
【図３】
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【図４】
0005698009.tif 000006
【図５】
0005698009.tif 000007
【図６】
0005698009.tif 000008
【図７】
0005698009.tif 000009