(57)【要約】【課題】摺動抵抗の低減を図りつつシール性の安定を図ったシールリングを提供する。【解決手段】ハウジングと軸のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着され、これら２部材のうちの他方の部材の表面をシールする第１シール面３と、環状溝の非密封流体側の側壁面をシールする第２シール面４と、を備え、リング本体の非密封流体側には、第２シール面４よりも環状溝の溝底側のリング本体全周に渡って、環状溝の側壁面に当接しない非当接部５が設けられ、非当接部５は径方向の幅が広い部分と狭い部分とから構成され、環状溝の側壁面と第２シール面４とが平行関係にない場合には、第２シール面４の非当接部５との境目の端縁部に環状溝の側壁面に当接するシール部が形成されるシールリング１において、非当接部５の幅が変化する領域において、変化の度合いが徐々に変わるように構成されたことを特徴とする。【選択図】図１
2008275026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸孔を有するハウジングと前記軸孔に挿入される軸のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着され、
これら２部材のうちの他方の部材の表面をシールする第１シール面と、
前記環状溝の非密封流体側の側壁面をシールする第２シール面と、
を備え、
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、
前記第２シール部が設けられたリング本体の非密封流体側には、前記第２シール面よりも前記環状溝の溝底側に、前記環状溝の非密封流体側の側壁面に当接しないように構成された非当接部が、リング本体全周に渡って設けられており、
前記非当接部は、径方向の幅が広い部分と、径方向の幅が狭い部分と、から構成され、
前記環状溝が溝底側から開口部側に向かって幅の広くなる構成のために前記環状溝の非密封流体側の側壁面と前記第２シール面とが平行関係にない場合には、前記第２シール面の前記非当接部との境目の端縁部に前記環状溝の非密封流体側の側壁面をシールするシール部が形成されるシールリングにおいて、
前記非当接部の径方向の幅が広い部分から狭い部分に変化する領域において、変化の度合いが徐々に変わるように構成されたことを特徴とするシールリング。
【請求項２】
リング本体には、周方向の一ヶ所にて分離された分離部が設けられており、
前記非当接部は、前記分離部付近に前記径方向の幅が狭い部分が設けられ、前記分離部よりも離れた領域に前記径方向の幅が広い部分が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシールリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２部材間の環状隙間をシールするためのシールリングに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のシールリングは、自動車用の自動変速機や無断変速機、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。
【０００３】
図６及び図７を参照して、従来のシールリングについて説明する。図６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斜視透視図である。
【０００４】
シールリング１００は、ハウジング２００とハウジング２００の軸穴に挿入される軸３００との間の環状隙間４００を密封するためのものである。
【０００５】
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の軸穴内周面に密着し、非密封対象側の側面１１０が環状溝３０１の側壁面３１０に密着する。これにより、密封流体の非密封対象側Ａへの漏れを防止している。
【０００６】
シールリング１００のリング本体には、周方向の一ヶ所に装着作業を容易にするための分離部１０１が設けられている。係る分離部１０１の形態としては、温度変化等によるシールリング１００の周長変化を吸収可能な、いわゆる特殊ステップカットが採用されている。
【０００７】
また、シールリング１００は、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に対して摺動するため、係る摺動によるフリクションの低減を図るべく、側面１１０に非当接部１１２を設けた構成となっている。すなわち、側面１１０は、側壁面３１０と摺動する摺動部１１４と、側壁面３１０に当接しないように摺動部１１４から軸方向に後退した非当接部１１２とを備えた構成となっており、側面１１０の側壁面３１０に対する受圧面積（摺動面積）の低減を図っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、非当接部１１２は、摺動抵抗低減効果をより高めるべく、分離部１０１付近以外の領域においては径方向の幅を可能な限り広くした構成となっている。
【０００９】
このようなシールリング１００においては、環状溝３０１の側壁面３１０が溝底に対して垂直の場合、すなわち、環状溝３０１の側壁面３１０とシールリング１００の側面１１０とが平行関係となる場合には、側面１１０の摺動部１１４がシールリング１００の全周に渡って側壁面３１０に当接してシールするとともに、分離部１０１においては、分離部１０１を構成する凹凸嵌合によって形成される軸に対して同心的な摺動面１０１ａを介して、摺動部１１４の周方向における一方の端部側１１４ａと他方の端部側１１４ｂとがつながることで、略環状に連続するシール面が形成される。
【００１０】
一方、環状溝３０１の側壁面３１０が傾斜している場合、すなわち、環状溝３０１の軸方向の幅が溝底側は狭く開口部側は広くなるような場合には、環状溝３０１の側壁面３１０とシールリング１００の側面１１０とが平行関係とならないため、側面１１０の摺動部１１４は側壁面３１０に対して非当接部１１２との境目の（摺動部１１４における環状溝
３１０の溝底側の）端縁部１１３のみで接触する構成となる。
【００１１】
側壁面が溝底に対して垂直となるように溝を加工するためにはある程度の加工精度が要求されるため、加工精度が不十分な場合や、製造コストの低減を図る場合等においては、係る形状の環状溝が形成されることがある。また、シールリングの摺動面積を減らす目的で係る形状を意図的に形成することもある。
【００１２】
ここで、非当接部１１２は、上述のように、分離部１０１付近と分離部１０１付近以外の部分とにおける径方向の幅が異なっているため、摺動部１１４の環状溝３０１の側壁面３１０に接触する端縁部１１３は、分離部１０１付近における端縁部１１３ａと分離部１０１付近以外の部分における端縁部１１３ｂとが径方向に位置のずれた構成となっている。
【００１３】
各端縁部１１３ａ、１１３ｂは、シールリング１００が密封対象側Ｏから受ける圧力Ｐによって非密封対象側Ａに押し込まれることで、それぞれ環状溝３０１の側壁面３１０に当接する状態となるが、端縁部１１３ａと端縁部１１３ｂとの間の非当接部１１２の径方向の幅が変化する領域においては、環状溝３０１の側壁面３１０との間に、図７においてハッチングで示すような隙間１１５が形成される。係る隙間１１５が形成されると、図７中矢印で示すように、漏れ流路Ｌが形成され、リーク量が増大してしまう。
【００１４】
特許文献２では、非当接部の径方向幅が変化する領域における摺動部と非当接部との間の段差面を周方向に対して１０°以下、好ましくは５°程度の傾斜面とすることで、リーク量の低減を図っている。しかしながら、係る傾斜面としただけでは、密封流体の漏れを完全に防止できるわけではなく、また、このように径方向の幅が変化する領域では、軸が回転したときにコンタミが滞留し易く、軸の回転に伴ってコンタミが徐々に集められることで、摺動面へのコンタミの噛み込みを生じる原因となっていた。
【００１５】
また、圧力の変動等によってシールリングの姿勢が変化してシール面と環状溝の側壁面とが平行関係でなくなったような場合には、滞留しているコンタミが上述の漏れ流路を介してシール面と環状溝の側壁面との間に進入し、シール面と環状溝の側壁面とが平行関係に戻った際にシール面と側壁面との間に挟まれてしまうことも考えられる。
【特許文献１】特開平０９−２１７８３７号公報
【特許文献２】ＷＯ０３／１００３０１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
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、摺動抵抗の低減を図りつつシール性の安定を図ったシールリングを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
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、
軸孔を有するハウジングと前記軸孔に挿入される軸のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着され、
これら２部材のうちの他方の部材の表面をシールする第１シール面と、
前記環状溝の非密封流体側の側壁面をシールする第２シール面と、
を備え、
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、
前記第２シール部が設けられたリング本体の非密封流体側には、前記第２シール面よりも前記環状溝の溝底側に、前記環状溝の非密封流体側の側壁面に当接しないように構成さ
れた非当接部が、リング本体全周に渡って設けられており、
前記非当接部は、径方向の幅が広い部分と、径方向の幅が狭い部分と、から構成され、
前記環状溝が溝底側から開口部側に向かって幅の広くなる構成のために前記環状溝の非密封流体側の側壁面と前記第２シール面とが平行関係にない場合には、前記第２シール面の前記非当接部との境目の端縁部に前記環状溝の非密封流体側の側壁面をシールするシール部が形成されるシールリングにおいて、
前記非当接部の径方向の幅が広い部分から狭い部分に変化する領域において、変化の度合いが徐々に変わるように構成されたことを特徴とする。
【００１８】
これにより、非当接部の径方向の幅が変化する領域が、周方向に流線的な形状に構成され、係る領域における軸回転時の密封流体の周方向の流れがスムーズとなる。したがって、係る領域におけるコンタミの滞留が抑制され、コンタミが集められることでシール面への噛み込みが発生するのを防止することができる。
【００１９】
また、第２シール面と環状溝の非密封流体側の側壁面とが平行関係にない場合には、非当接部の径方向の幅が変化する領域において第２シール面と溝側壁面との間に隙間が形成されるが、非当接部の幅が変化する領域を流線形状に構成とすることで、係る隙間を小さくすることができる。したがって、リーク量の低減を図ることができる。
【００２０】
リング本体には、周方向の一ヶ所にて分離された分離部が設けられており、
前記非当接部は、前記分離部付近に前記径方向の幅が狭い部分が設けられ、前記分離部よりも離れた領域に前記径方向の幅が広い部分が設けられてもよい。
【００２１】
このように、シールリングの装着性の向上を図るべく分離部を設けることで、非当接部において幅の広い部分と狭い部分とが形成された場合でも、係る幅の変化する領域におけるコンタミの滞留を抑制することができ、シール面へのコンタミの噛み込みを防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明により、摺動抵抗の低減を図りつつシール性の安定を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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。
【００２４】
（実施例１）
図１〜図５を参照して、本発明の実施例に係るシールリングについて説明する。図１は、本実施例に係るシールリングの構成を示す模式図であり、（ａ）は軸方向からみた様子を示しており、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視である。図２は、本実施例に係るシールリングの装着した状態を示す模式的断面図である。図３は、本実施例に係るシールリングの装着した状態を示す模式的一部破断斜視図である。図４は、本実施例に係るシールリングの一部を示す模式図であり、図１のＢ部（点線で囲った部分）の拡大図である。図５は、本実施例に係るシールリングの装着した状態を示す模式的断面図であり、（ａ）は図４のａａ断面に対応し、（ｂ）は図４のｂｂ断面に対応し、（ｃ）は図４のｃｃ断面に対応している。
【００２５】
図２に示すように、本実施例に係るシールリング１は、軸孔が設けられたハウジング６
と、この軸孔に挿入された軸７との間の環状隙間８をシールするためのものである。シールリング１は、ＰＴＦＥ等の樹脂材料からなる環状部材であり、軸７に設けられた環状溝７０に装着されて使用される。
【００２６】
シールリング１は、ハウジング６に設けられた軸孔の内周面６０をシールするための第１シール面３と、軸７に設けられた環状溝７０の側壁面７１をシールするための第２シール面４と、を備えている。
【００２７】
シールリング１は、密封流体側Ｏ（図中左側）から矢印Ｐ方向に圧力が作用すると、非密封流体側Ａ（図中右側）に押される。そして、第１シール面３がハウジング６の軸孔内周面６０に密着し、第２シール面４が環状溝７０の側壁面７１に密着する。これにより、密封流体の非密封対象側Ａへの漏れが抑制される。ここで、密封流体は、例えば潤滑油であり、特に自動車の自動変速機の場合はＡＴＦを指している。
【００２８】
シールリング１は、リング本体の周方向の一箇所に分離部２が設けられている。このような分離部２を設けることで、シールリング１の環状溝７０への装着を容易にしている。分離部２の形態としては様々なものが知られているが、本実施例では特殊ステップカットを採用している。
【００２９】
この特殊ステップカットは、２段ステップ状にカットされた構成である。すなわち、図３に示すように、第１シール面３側と第２シール面４側のいずれにも、ステップ状に分離した部分が形成されている。この特殊ステップカットを採用することにより、周囲温度の変化に対して安定したシール性を発揮することができる。
【００３０】
ここで、図３を参照して、分離部２の構成について詳しく説明する。
【００３１】
分離されたシールリング１の一方の端部２ａの外周側には、周方向に突出した凸部２１と周方向にへこんだ凹部２２とが軸方向に隣接して設けられている。同様に、他方の端部２ｂの外周側にも、周方向に突出した凸部２３と周方向にへこんだ凹部２４とが軸方向に隣接して設けられている。そして、一方の端部２ａと他方の端部２ｂは、凸部２１と凹部２４及び凹部２２と凸部２３がそれぞれ嵌合可能なように、凸部と凹部の軸方向の並びが互い違いに構成されている。
【００３２】
端部２ａと端部２ｂが凹凸嵌合によって組み合わされると、凸部２１と凹部２４の軸に同心的な側面が互いに密着して第３シール面２５を形成する。また、凸部２１と凹部２２の軸に垂直的な側面及び凸部２３と凹部２４の軸に垂直的な側面は、それぞれ同一平面上に構成された一続きの側面を形成しており、これらの側面が互いに密着して第４シール面２６を形成する。
【００３３】
そして、分離部２における周方向に垂直な対向面、すなわち、凸部２１の先端面と凹部２４の底面、凹部２２の底面と凸部２３の先端面、一方の端部２ａの内周側の端面と他方の端部２ｂの内周側の端面の間には、それぞれ、隙間２７、２８、２９が形成される。
【００３４】
端部２ａと端部２ｂが組み合わされると、第１シール面３及び第２シール面４は、分離部２においてそれぞれ第３シール面２５及び第４シール面２６を介してつながった連続的なシール面を形成する。すなわち、第１シール面３及び第２シール面４は分離部２によってシール面が途切れてしまうことがない。
【００３５】
このようなシール面の構成によれば、隙間２７、２８、２９が設けられた部分において、分離部２に密封流体側Ｏと非密封流体側Ａとが連通するような隙間が生じることはない
。
【００３６】
また、端部２ａと端部２ｂは、係る隙間２７、２８、２９を設けた分だけ、互いに周方向に位置をずらすことができる。このとき、第３シール面２５、第４シール面２６を形成する各側面は互いに周方向に摺動することで接触状態が維持され、第３シール面２５及び第４シール面２６によるシール状態が維持される。また、第３シール面２５及び第４シール面２６が維持されることで、第１シール面３及び第２シール面４が分離部２においてつながった状態も維持される。
【００３７】
したがって、係る構成によれば、温度変化等によってシールリング１の周長が変化した場合でも、各シール面のシール状態を維持しつつ端部が互いに周方向に移動することができ、シールリングの周長変化を吸収して安定したシール状態を維持することができる。
【００３８】
また、本実施例に係るシールリング１は、リング本体の非密封対象側における内周側（第２シール面４よりも環状溝７０の溝底側）に非当接部５が全周に渡って設けられている。これにより、環状溝７０の側壁面７１に対するシールリング１の受圧面積を低減し、回転摺動抵抗の低減を図っている。
【００３９】
非当接部５は、シールリング１の非密封対象側において、環状溝７０の側壁面７１に当接しないように第２シール面４から軸方向に後退した構成となっている。非当接部５と第２シール面４との間の段差部分は、軸に対して略同心的に延びる境界面５０が形成されている。
【００４０】
また、非当接部５による回転摺動抵抗の低減効果をより高めるべく、分離部２付近以外の領域においては、非当接部５を設ける領域を可能な限り広くとった構成となっている。すなわち、分離部２付近以外の領域においては、非当接部５の径方向の幅が広くなっており、分離部２付近においては、幅が狭くなっている。
【００４１】
したがって、境界面５０の径方向の位置は、分離部２付近とそれ以外の領域とで異なっており、境界面５０は、分離部２付近以外の領域において溝底から離れた位置となる境界面５１と、分離部２付近の領域において溝底に近い位置となる境界面５２、５３と、それらをつなぐ境界面５４、５５とから構成される。
【００４２】
ここで、環状溝７０が、加工精度不足等によって、溝底に近付くほど溝の幅が狭くなるような形状となっている場合には、図３及び図５に示すように、環状溝７０の側壁面７１と第２シール面４とが平行関係とならないため、第２シール面４は、非当接部５との境目、すなわち、境界面５０との境目の端縁部が側壁面７１に線状に接触してシール部を形成することになる。
【００４３】
係るシール状態においては、図５に示すように、非当接部５の幅が一定な境界面５１との境目の端縁部と、境界面５２（５３）との境目の端縁部とが、側壁面７１に当接する状態となり（図５（ａ）、（ｃ））、非当接部５の幅が変化する境界面５４（５５）との境目の端縁部は、側壁面７１に当接しない状態となる（図５（ｂ））。
【００４４】
第２シール面における境界面５１との境目の端縁部と、境界面５２（５３）との境目の端縁部は、径方向の位置が異なっているものの、密封流体側Ｏからの圧力Ｐによってシールリング１が非密封流体側Ａに押し込まれて変形することにより、各縁部が側壁面７１と当接する状態になると考えられる。
【００４５】
非当接部５の径方向幅が広い部分から狭い部分に変化する領域にある境界面５４、５５
は、非当接部５の径方向幅が周方向に沿って徐々に変化するように周方向に対して傾斜した傾斜面である。本実施例に係るシールリング１においては、境界面５４、５５は、傾斜勾配（変化の度合）が一定ではなく、境界面５１から境界面５２、５３にかけて傾斜勾配が徐々に変化するように構成されている。
【００４６】
すなわち、図４に示すように、境界面５４の傾斜勾配は、境界面５１から境界面５４の中腹５４ａにかけては、勾配のない状態から徐々に増加していく（境界面が周方向から内径方向に徐々に傾斜していく）構成となっている。また、中腹５４ａから境界面５２にかけては、傾斜勾配が徐々に減少していく（境界面の傾斜が周方向に戻っていく）構成となっている。
【００４７】
なお、図４において破線で示しているのは、傾斜勾配が一定な従来技術に係る傾斜面であり、本実施例における境界面５４との対比のために示している。また、図４及び図５においては、非当接部５の径方向幅が広い部分から狭い部分に変化する領域にある境界面に関して、シールリング１の一方の端部２ａ側についてのみ説明しているが、他方の端部２ｂの境界面５５も一方の端部２ａの境界面５４と同様に構成されており、他方の端部２ｂ側についての説明は省略する。
【００４８】
このように、本実施例に係るシールリング１においては、非当接部５の径方向の幅が変化する領域が、周方向に流線的な形状に構成されている。したがって、軸回転時における密封流体の周方向の流れがスムーズとなり、径方向の幅が変化する領域にコンタミが滞留してしまうことが抑制される。これにより、コンタミが集められてシール面への噛み込みを生じるのが抑制され、コンタミ噛み込みによるシールリングの摩耗を防止して安定したシール性を発揮することが可能となる。
【００４９】
また、図４に示すように、従来の勾配が一定な傾斜面と比してさらに緩やかな斜面とすることで、第２シール面４と環状溝７０の側壁面７１とが平行関係とならない場合に形成される隙間、すなわち、非当接部５の径方向の幅が変化する部位に形成される隙間（図７に示す隙間１１５）をより小さくすることができる。したがって、加工精度を落とした場合等においても、リーク量が増加するのを抑制することができ、安定したシール性を発揮することができる。
【００５０】
なお、本実施例では、シールリング１が軸７に設けられた環状溝７０に装着される構成について説明したが、ハウジング６の軸孔内周面６０に設けられた環状溝に装着され、係る環状溝の側壁面と軸７の外周面とに当接して環状隙間８を密封する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施例に係るシールリングの構成を示す模式図。
【図２】本実施例に係るシールリングの装着状態を示す模式的断面図。
【図３】本実施例に係るシールリングの装着状態を示す模式的一部破断斜視図。
【図４】図１のＢ部の拡大図。
【図５】本実施例に係るシールリングの装着状態を示す模式的断面図。
【図６】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。
【図７】従来技術に係るシールリングの装着状態を示す模式的斜視透視図。
【符号の説明】
【００５２】
１     シールリング
２     分離部
２ａ   一方の端部
２ｂ   他方の端部
２１、２３    凸部
２２、２４    凹部
２５   第３シール面
２６   第４シール面
２７、２８、２９     隙間
３     第１シール面
４     第２シール面
５     非当接部
５０、５１、５２、５３、５４       境界面
６     ハウジング
６０   内周面
７     軸
７０   環状溝
７１   側壁面
８     環状隙間
【図１】
2008275026.tif 000003
【図２】
2008275026.tif 000004
【図３】
2008275026.tif 000005
【図４】
2008275026.tif 000006
【図５】
2008275026.tif 000007
【図６】
2008275026.tif 000008
【図７】
2008275026.tif 000009