(57)【要約】【課題】  摺動による摩擦トルクを低減することができるシールリングを提供する。【解決手段】  環状溝の非密封対象側の側面に摺動接触するシール面と、シール面よりも環状溝の溝底側に設けられ、かつ、環状溝の非密封対象側の側面との間に隙間が形成されるように設けられた非シール面と、を備え、非シール面は、ハウジングと軸との相対回転により隙間に生じる密封流体の流れによって、シールリングが環状溝の非密封対象側の側面から離れる方向に作用する動圧を発生させる凹部を備えることを特徴とする。【選択図】  図３
2007107547.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て、これら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、
前記環状溝の非密封対象側の側面に摺動接触するシール面と、
前記シール面よりも前記環状溝の溝底側に設けられ、かつ、前記環状溝の非密封対象側の側面との間に隙間が形成されるように設けられた非シール面と、
を備えるシールリングにおいて、
前記非シール面は、前記ハウジングと前記軸との相対回転により前記隙間に生じる密封流体の流れによって、前記シールリングが前記環状溝の非密封対象側の側面から離れる方向に作用する動圧を発生させる凹部を備えることを特徴とするシールリング。
【請求項２】
前記凹部は、
密封流体の流れる方向に向かって前記隙間が徐々に狭くなるように、前記凹部の最深部から密封流体の流れる方向に傾斜して延びる傾斜面を備え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、自動車用の自動変速機や無断変速機、各種油圧機器、空圧機器等の密封装置として使用されるシールリングに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用自動変速機等の軸シールに用いられる密封装置としては、図５に示すようなシールリングが知られている。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。
【０００３】
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から受ける圧力により、その外周面１１１がハウジング２００の内周面２１１に密着し、非密封対象側の側面１１０が環状溝３０１の側面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。
【０００４】
環状溝３０１の側面３１０に密着するシール面は、軸３００の回転により環状溝３０１の側面３１０に対して摺動することになる。そのため、シールリング１００は、その断面形状をＴ字状とすることにより環状溝３０１の側面３１０からシールリング１００が受ける圧力を低減させ、環状溝３０１の側面３１０との摺動によって生じる摩擦トルクの低減を図っている。
【０００５】
この他、高圧・高速下での使用における耐久性（耐ＰＶ性）を高めるため、シールリングのカット部から微量の油をリークさせ、摺動面を冷却させることにより耐久性の向上を図る手法等も知られている。
【０００６】
なお、関連する技術としては、以下の文献に示すようなものがある。
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−１５９２９０号公報
【特許文献２】特開平０９−２１０２１１号公報
【特許文献３】ＷＯ０３／１００３０１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近年の自動変速機の高性能化に伴い、シールリングの使用条件は厳しくなってきており、より高圧・高速下での使用、更なる摩擦トルクの低減が求められている。
【０００９】
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、摺動による摩擦トルクを低減することができる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】
【００１０】
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て、これら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、
前記環状溝の非密封対象側の側面に摺動接触するシール面と、
前記シール面よりも前記環状溝の溝底側に設けられ、かつ、前記環状溝の非密封対象側の側面との間に隙間が形成されるように設けられた非シール面と、
を備えるシールリングにおいて、
前記非シール面は、前記ハウジングと前記軸との相対回転により前記隙間に生じる密封流体の流れによって、前記シールリングが前記環状溝の非密封対象側の側面から離れる方向に作用する動圧を発生させる凹部を備えることを特徴とする。
【００１１】
このように、密封流体の流れによって発生する動圧がシールリングを環状溝の非密封対象側の側面から離れる方向に作用することにより、シール面と環状溝の非密封側の側面との間の摺動面の面圧を低下させることができる。その結果、摺動面に生じる摺動摩擦力が低減され、また、摺動面に適度な油膜を介在させることが可能となり、摺動摩擦を軽減することができる。
【００１２】
前記凹部は、密封流体の流れる方向に向かって前記隙間が徐々に狭くなるように、前記凹部の最深部から密封流体の流れる方向に傾斜して延びる傾斜面を備えるようにしてもよい。
【００１３】
このような構成により、密封流体の流路が徐々に狭められているので、狭い隙間に流れ込む密封流体によって、非シール面と環状溝の非密封対象側の側面との間に動圧が発生する（くさび効果）。その結果、シールリングが非密封対象側から密封対象側の方向に押され、シール面の面圧が低減される。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明により、摺動による摩擦トルクを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【実施例１】
【００１６】
図１〜図４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１の全体を示す図であり、シールリング１を軸方向からみた様子を示している。図２は、本実施例に係るシールリング１の使用状態を示す断面図である。図３は、本実施例に係るシールリング１の一部を拡大して示した斜視図である。図４（ａ）は、本実施例に係るシールリング１の凹部の様子を示す図であり、図１のＡ矢視である。図４（ｂ）は、本実施例の他の例に係るシールリングの凹部の様子を示す図である。
【００１７】
図２に示すように、シールリング１は、ハウジング２とハウジング２の軸孔に挿入される軸３との間の環状隙間４を密封する。
【００１８】
シールリング１は、ＰＴＦＥ等の樹脂材料からなり、その形状は概ね円環形状を有し、軸断面は略Ｔ字形状を有する。シールリング１の側面は、環状溝３０の側壁面３１をシールするための第１シール面１０と、第１シール面１０よりも環状溝３０の溝底側に設けられ、かつ、側壁面３１との間に隙間が形成されるように設けられた非シール面１２とを備える。またシールリング１の外周面は、ハウジング２の軸孔の内周面２１をシールするための第２シール面１１として機能する。
【００１９】
また、シールリング１は、周方向の一箇所に分離部（図示せず）が設けられており、分離部を拡げることで軸３の環状溝３０に装着される。分離部としては、例えば、温度変化
等によるシールリング１の周長変化を吸収することができる特殊ステップカット等を適宜採用することができる。
【００２０】
密封対象側Ｏ（図中左側）から矢印Ｐ方向に圧力が作用すると、シールリング１は非密封対象側Ａ（図中右側）に押される。そして、シールリング１の非密封対象側の第１シール面１０が環状溝３０の側壁面３１に密着し、第２シール面１１がハウジング２の内周面２１に密着する。これにより、密封対象流体の非密封対象側Ａへの漏れが抑制される。なお、密封対象流体は、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。
【００２１】
軸３が回転すると、シールリング１自体は基本的には回転しないので、シールリング１の第２シール面１１とハウジング２の内周面２１は、互いに密接して摺動しないが、非密封対象側の第１シール面１０と軸３の環状溝３０の側壁面３１は摺動することになる。
【００２２】
なお、本実施例に係るシールリング１においては、断面をＴ字状とし、側面を、環状溝３０の側壁面３１に接触するシール面１０と、接触しない非シール面１２とからなる構成とすることにより、密封に必要な最小限のシール面を確保しつつ摺動面積を小さくすることができ、摺動によって生じる摩擦トルクの低減が図られている。
【００２３】
また、第１シール面１０と側壁面３１との間には、例えば、密封対象である作動油をある程度リークさせることにより油膜が形成されており、第１シール面１０と側壁面３１は、その油膜を介して摺動することになる。したがって、第１シール面１０と側壁面３１が直接的に接触して摺動することはあまりない。
【００２４】
そして、加圧され、軸３が回転すると、非シール面１２と環状溝３０の側壁面３１との間に介在する密封対象流体は、軸３の回転によって生じる相対運動によって、非シール面１２と側壁面３１との間を図３中の矢印ａの向き（軸の回転方向と同じ向き）に周方向に流れていくことになる。
【００２５】
ここで、本実施例に係るシールリング１においては、図１に示すように、非シール面１２上の全周にわたって複数の凹部１３が等間隔に設けられている。この凹部１３によって、非シール面１２と環状溝３０の側壁面３１との間に動圧を発生させる密封対象流体の流路が形成される。そして、この動圧効果によって、第１シール面１０と側壁面３１との間の面圧が低減される。
【００２６】
凹部１３について図４を参照してより詳細に説明する。凹部１３は、図に示すように、流体が流れる方向に向かうにつれて徐々に浅くなる溝であり、非シール面１２から溝の最深部１３ａまで軸の径方向に沿って軸方向に略真直ぐ伸びる面１３ｃと、最深部１３ａから溝の開口部に向かって傾斜して延びる傾斜面１３ｂとを備える。
【００２７】
したがって、非シール面１２と側壁面３１との間の流体の流路において、このような凹部１３を設けた箇所においては、面１３ｃを越えたところで最深部１３ａの深さ分だけ一旦広くなり、傾斜面１３ｂを進むにつれて徐々に狭くなっていく略くさび形状の流路が形成されることになる。  
【００２８】
そして、この略くさび形状の流路を通過する流体の流れは、図４中の矢印で示すように、面１３ｃを越えると最深部１３ａの深さ分だけ軸方向に拡がり、その後、徐々に集束されるようにして、傾斜面１３ｂと側壁面３１との間の徐々に狭くなっていく流路を進んでいくことになる。このように流体が狭い領域へ流れ込むことにより、シールリング１の非シール面１２と環状溝３０の側壁面３１との間には動圧が発生する（くさび効果）。
【００２９】
この動圧効果によって、シールリング１は、環状溝３０の非密封対象側Ａの側壁３１から離れる方向に力を受けることになり、第１シール面１０と環状溝３０の側壁面３１との間の摺動面の面圧が低下する。その結果、摺動面に生じる摺動摩擦力が低減され、また、摺動面に適度な油膜を介在させることが可能となり、摺動摩擦を軽減することができる。したがって、更なる低トルク化を図ることができ、高圧・高速下での使用に対する耐久性（耐ＰＶ性）を向上させることができる。
【００３０】
すなわち、本実施例に係るシールリングによれば、シールリングの断面をＴ字として摺動面の面積を小さくすることによる摩擦トルクの低減の効果と、さらに、動圧を発生させて摺動面の面圧を低下させることによる摩擦トルクの低減の効果とにより、一層の低トルク性の向上が可能となる。
【００３１】
なお、凹部１３の深さや傾斜角度等、あるいは、凹部１３の配置間隔等は、油のリーク量が許容漏れ量の範囲となるように適宜設定される。また、凹部１３による動圧効果は、非シール面１２と側壁面３１との間の隙間が小さいほど発生しやすいので、該隙間の寸法等は、シールリング１の使用環境等に合わせて適宜変更される。
【００３２】
また、本実施例に係るシールリング１においては、凹部１３が設けられている非シール面１２と反対側の非シール面に、凹部１３と鏡像となる凹部１３´を設けてもよい。このようにすることで、環状溝３０に対して反転して装着することが可能となり、シールリング１の誤組み付けを防止することができる。
【００３３】
なお、本実施例においては、凹部１３の傾斜面１３ｂの形状を、非シール面１２から最深部１３ａまで直線的に延びる平坦な面としたが、動圧が発生するものであればこれに限られるものではなく、例えば、図４（ｂ）に示すような、傾斜角度が最深部１３ａに向かうにつれて徐々に増していき、最深部１３ａに向かって湾曲する面等も本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は本発明の実施例に係るシールリングの全体を示す図である。
【図２】図２は図１のシールリングの使用状態を示す模式的断面図である。
【図３】図３は図１のシールリングの模式的斜視図である。
【図４】図４は図１のシールリングの凹部の模式図である。
【図５】図５は従来技術に係るシールリングの模式的断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  シールリング
１０  第１シール面
１１  第２シール面
１２  非シール面
１３  凹部
１３ａ  最深部
１３ｂ  傾斜面
１３ｃ  面
２  ハウジング
３  軸
４  環状隙間
【図１】
2007107547.tif 000003
【図２】
2007107547.tif 000004
【図３】
2007107547.tif 000005
【図４】
2007107547.tif 000006
【図５】
2007107547.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月25日(2006.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
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、摺動による摩擦トルクを低減し、耐久性を向上することができるシールリングを提供することにある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
以上説明したように、本発明により、摺動による摩擦トルクを低減し、耐久性を向上することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、シールリング１は、周方向の一箇所に分離部（図示せず）が設けられており、分離部を拡げることで軸３の環状溝３０に装着される。分離部としては、例えば、温度変化等によるシールリング１の周長変化を吸収することによって、低リークを実現し、かつ油圧を保持できる特殊ステップカット等を適宜採用することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、第１シール面１０と側壁面３１との間には、例えば、密封対象である作動油により油膜が形成されており、第１シール面１０と側壁面３１は、その油膜を介して摺動することになる。ただし、使用条件によっては、油膜が形成され難くなり、直接接触し、摺動する場合もある。