(57)【要約】【課題】  安定したシール性を発揮し、かつ、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およびシールリング製造方法を提供する。【解決手段】  軸孔を有するハウジング３と軸孔に挿入される軸４のうちの一方の部材に設けられた環状溝４０に装着されて、これら２部材間の環状隙間５をシールするシールリング１であって、環状溝４０の非密封対象側Ａの側面に摺動接触するシール面１２を備えるシールリング１において、シールリング１の成形時において予め、シール面１２の環状溝４０の溝底側に、シール面１２の環状溝４０の溝底側の縁から環状溝４０の溝底に向かうにつれて環状溝４０の非密封対象側Ａの側面４１から徐々に離間していく傾斜面１３が形成されている。【選択図】  図２
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【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を備えるシールリングにおいて、
シールリングの成形時において予め、前記シール面の前記環状溝の溝底側に、前記シール面の前記環状溝の溝底側の縁から前記環状溝の溝底に向かうにつれて前記環状溝の前記非密封対象側の側面から徐々に離間していく傾斜面が形成されていることを特徴とするシールリング。
【請求項２】
前記シール面および前記傾斜面は、射出成形によって形成される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の製造方法であって、
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を備えるシールリングの製造方法において、
シールリングの成形時において予め、前記シール面の前記環状溝の溝底側に、前記シール面の前記環状溝の溝底側の縁から前記環状溝の溝底に向かうにつれて前記環状溝の前記非密封対象側の側面から徐々に離間する傾斜面を形成することを特徴とするシールリング製造方法。
【請求項４】
前記シール面および前記傾斜面を、射出成形によって形成することを特徴とする請求項３に記載のシールリング製造方法。
【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およびシールリングの製造方法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７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の軸孔の内周面と該軸穴に挿入される軸３００の外周面との間の環状隙間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の内周面に密着し、非密封対象側Ａの側面１１０が環状溝３０１の側面３１０に密着する。これにより、密封対象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。
【０００５】
そのため、図８に示すように、シールリング１００の断面形状をＴ字状として接触面積を小さくすることにより、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たものが知られている。
【０００６】
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。
【０００７】
このような、摺動するシール面を備えたシールリングは、シール面の縁部（側面と内周面の角部）を極力エッジに設定することにより、摺動によってシール面が摩耗しても接触面積が変化しないようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
シールリングを射出成形によって製作する場合、型割りによって発生するバリを除去する必要がある。しかし、バレル研磨等のバリ除去工程では、バリだけでなくシール面縁部１１２のエッジ部も研磨されてしまい、シール面縁部１１２に微小のＲ形状が不連続に形成されてしまう。
【０００９】
不連続な微小Ｒ形状が形成されると、シール面が不均一となってしまい、安定したシール性を得ることができなくなってしまう。
【００１０】
また、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。
【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、安定したシール性を発揮し、かつ、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およびシールリング製造方法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、
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を備えるシールリングにおいて、
シールリングの成形時において予め、前記シール面の前記環状溝の溝底側に、前記シール面の前記環状溝の溝底側の縁から前記環状溝の溝底に向かうにつれて前記環状溝の前記非密封対象側の側面から徐々に離間していく傾斜面が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
このように、シール面の環状溝の溝底側の縁部がエッジとなっていないので、研磨等によってシール面の縁部に不連続な微小Ｒ形状が発生するのを抑制することができ、安定したシール面を得ることができる。
【００１４】
また、シール面の環状溝の溝底側を傾斜面とすることによって、溝底側からシール面に向かうにつれて徐々に狭まっていく略くさび状の空間が形成されるので、この空間をシール面に向かって流れる密封対象流体の流れが、軸の回転による相対運動によって発生し、シールリングが環状溝の非密封対象側側壁から離れる方向に作用する動圧が発生する（くさび効果）。
【００１５】
その結果、シール面と環状溝の非密封対象側側壁との間の面圧が低下し、シール面に生じる摺動摩擦力が低下することになる。したがって、シール面と環状溝側壁との間に適度な油膜を介在させることが可能となり、摺動摩擦の低減を図ることができる。
【００１６】
前記シール面および前記傾斜面は、射出成形によって形成されてもよい。
【００１７】
したがって、射出成形によって生じるバリをバレル研磨等の研磨によって除去する場合でも、シール面の縁部に微小Ｒ形状が発生するのを抑制することができ、安定したシール面を得ることができる。
【００１８】
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製造方法は、
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の製造方法であって、
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を備えるシールリングの製造方法において、
シールリングの成形時において予め、前記シール面の前記環状溝の溝底側に、前記シール面の前記環状溝の溝底側の縁から前記環状溝の溝底に向かうにつれて前記環状溝の前記非密封対象側の側面から徐々に離間する傾斜面を形成することを特徴とする。
【００１９】
前記シール面および前記傾斜面を、射出成形によって形成するのもよい。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明により、安定したシール性を発揮し、かつ、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】
【００２１】
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】
【００２２】
図１〜図３を参照して、本発明の第１の実施例に係るシールリングおよびシールリング製造方法について説明する。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り、図１のＡ−Ａ断面に対応している。図３は、本実施例の変形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。
【００２３】
シールリング１は、相対回転自在に組み付けられる２部材間の環状隙間を密封する密封装置である。ここでは、図２に示すように、ハウジング３の軸孔の内周面と該軸孔に挿入される軸４の外周面との間の環状隙間５を密封するために、軸４の外周面に設けられた環状溝４０内にシールリング１が装着される。
【００２４】
シールリング１は、射出成形が可能な樹脂材料からなり、その材料としては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリファニレンサルファイド（ＰＰＳ）等が用いられる。
【００２５】
また、シールリング１は、中心軸を通る径方向に沿った断面が矩形状を呈する概ね円環形状を有し、円周上の一箇所で分離されている（分離部Ｓ）。
【００２６】
このような分離部Ｓを設けることにより、環状溝４０への装着を容易にしている。分離部Ｓ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。
【００２７】
シールリング１は、軸４の外周面に設けられた環状溝４０に装着され、密封対象側Ｏ（図２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２中右側）に押される。
【００２８】
そして、シールリング１の非密封対象側の側面１０が環状溝４０の側壁４１に密着し、外周面１１がハウジング３の内周面に密着する。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。
【００２９】
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。
【００３０】
本実施例に係るシールリング１の非密封対象側Ａの側面１０は、環状溝４０の側壁４１に密着してシールするシール面１２と、シール面１２よりも環状溝４０の溝底側に設けられる傾斜面１３とから構成されている。
【００３１】
傾斜面１３は、シール面１２の環状溝４０の溝底側の縁から環状溝４０の溝底に向かうにつれて環状溝４０の側壁４１から徐々に離間していくように傾斜した面であり、溝側壁４１に密着しない面である。
【００３２】
より詳細には、傾斜面１３は、シール面１２の環状溝４０の溝底側の縁から、環状溝４０の側壁４１に対する傾斜の度合を徐々に増しながら、シールリング１内周面の非密封対象側の縁までなだらかに延びる面であり、シール面１２と内周面との間の角部にＲを設けたような形状を呈する。
【００３３】
軸４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、外周面１１とハ
ウジング３の内周面は、互いに密接し摺動しない。一方、非密封対象側Ａの側面１０のシール面１２と軸４の環状溝４０の側壁４１は摺動することになる。
【００３４】
シール面１２と側壁４１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いる。したがって、シール面１２と側壁４１は、その油膜を介して摺動することになり、シール面１２と側壁４１が直接的に接触して摺動することはほとんどない。
【００３５】
また、シール面１２よりも環状溝４０の溝底側は、傾斜面１３により溝底側からシール面１２に向かうにつれてシールリング１と側壁４１との間が徐々に狭まっていく断面略くさび状の空間が形成されている。
【００３６】
軸４がハウジング３に対して回転すると、それによって生じる密封対象流体の相対運動により該空間を溝底側からシール面１２に向かう密封対象流体の流れ（図中矢印ａ）が発生する。この流れは、シールリング１を環状溝４０の側壁４１から離す方向に作用する動圧（図中矢印ｂ）を発生させる。
【００３７】
その結果、シール面１２と側壁４１との間の面圧が低減され、さらに多くの油をシール面１２と側壁４１との間に介在させることが可能となり、シール面１２に生じる摺動摩擦力がさらに低減される。
【００３８】
したがって、シール面１２の摺動による摩擦トルクを低減することができ、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。
【００３９】
次に、本実施例に係るシールリング１の製造方法について説明する。
【００４０】
まず、成形金型を用いて、側面１０、外周面１１、分離部Ｓ等、図１および図２に示す形状を備えたシールリング１を射出成形する。側面１０を構成するシール面１２および傾斜面１３も成形金型により射出成形される。
【００４１】
射出成形によってシールリングを製造する場合、型のパーティングラインにバリが発生する。このバリを除去することによってシールリングは最終製品として完成する。
【００４２】
バリの除去方法としては、一般に、流動バレルを用いて射出成形後のシールリングと砥石等の研磨材とをタンク内で所定時間回転させ、両者が互いに擦れ合うことによってバリを除去する方法（例えば、流動式バレル研磨）等が知られている。
【００４３】
このようなバリ除去方法の場合、バリだけでなくシールリングのエッジ状になっている部分も研磨されてしまう。研磨されたエッジ部分には曲率半径が約０．１ｍｍ程度の微小なＲ形状が不連続に形成されるため、図７に示すようにシール面が側面の縁まで形成されている場合には、研磨によりシール面縁部のエッジ部分にも不連続なＲ形状が形成され、シール面が不均一となってしまう。
【００４４】
一方、本実施例に係るシールリング１の場合、シール面１２と内周面との間の角部に傾斜面１３が射出成形によって予め形成されており、シール面１２の縁部はエッジになっていない。したがって、バリ除去工程においてシールリング１のシール面１２の縁部のエッジ部が研磨材とぶつかって研磨されても、シール面１２が不均一となることはなく、安定したシール性を得ることができる。
【００４５】
なお、傾斜面１３は曲率半径が０．１〜０．５ｍｍとなるように設けられる。すなわち、シール面１２の縁部のエッジ部が研磨されて発生するＲ形状部と同じかそれ以上の曲率半径とすることにより、シール面１２の縁部に不連続なＲ形状部が形成されるのが防止される。
【００４６】
ここで、傾斜面１３の形状としては、図３に示すように、図２の傾斜面１３よりも曲率半径を大きくして、シール面１２の縁部においてより緩やかに湾曲するようにしてもよい。
【００４７】
この場合、図３に示すように、傾斜面１３を、側壁４１に対して略平行に延びるようにシール面１２に対してより緩やかに形成することで、傾斜面１３が、傾斜面１３と側壁４１との間に流れ込む密封対象流体から、シールリング１を側壁４１から離す方向に作用する動圧（図３中矢印ｂ）を受け易くなり、シール面１２と側壁との間の面圧をより効果的に低減することができる。
【実施例２】
【００４８】
第１の実施例では、シールリング１の断面を矩形としているのに対し、第２の実施例では、断面をＴ字状とし、側面を、環状溝４０の側壁４１に接触するシール面１２と、接触しない非シール面１４とから構成している点で異なる。それ以外の構成については実質的に同じであるため、ここでは異なる点を中心に説明し、同一部分については同一の符号を付して、その詳しい説明を省略する。
【００４９】
図４〜図６を参照して、本発明の第２の実施例に係るシールリングおよびシールリング製造方法について説明する。図４は、本実施例に係るシールリング１ａの全体を示す図であり、シールリング１ａを軸方向からみた様子を示している。図５は、本実施例に係るシールリング１ａの使用状態を示す断面図であり、図４のＡ−Ａ断面に対応している。図５は、本実施例の変形例に係るシールリング１ａの使用状態を示す断面図である。
【００５０】
シールリング１ａは、中心軸を通る径方向に沿った断面が略Ｔ字形状を呈する概ね円環形状を有し、円周上の一箇所で分離されている（分離部Ｓａ）。
【００５１】
シールリング１ａの側面１０ａは、環状溝４０の側壁４１に接触するシール面１２ａと、シール面１２ａよりも環状溝４０の溝底側に設けられ、かつ、側壁４１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１４とを備える。
【００５２】
非シール面１４の外周側には、シールリング１ａの中心軸に対して同心的に延びる段部１５が設けられており、シール面１２ａと段部１５の間の角部には傾斜面１３ａが設けられている。
【００５３】
傾斜面１３ａは、シール面１２ａの環状溝４０の溝底側の縁から段部１５に向かうにつれて環状溝４０の側壁４１から徐々に離間していくように傾斜した面であり、溝側壁４１に密着しない面である。
【００５４】
傾斜面１３ａの形状は、図５に示すように、シール面１２ａと段部１５との間の角部にＲを設けたような形状としてもよいし、図６に示すように、図５の傾斜面の湾曲をより緩やかにした形状であってもよい。
【００５５】
本実施例に係るシールリング１ａにおいては、断面をＴ字状とし、側面を、環状溝４０の側壁４１に接触するシール面１０ａと、接触しない非シール面１４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。
【００５６】
また、傾斜面１３ａの動圧効果によって、シール面１２ａと側壁４１との間の面圧が低減され、さらに多くの油をシール面１２ａと側壁４１との間に介在させることが可能となり、シール面１２ａに生じる摺動摩擦力が低減される。
【００５７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１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】第１の実施例の変形例に係るシールリングの使用状態を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係るシールリングの全体を示す図である。
【図５】図４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６】第２の実施例の変形例に係るシールリングの使用状態を示す模式的断面図である。
【図７】従来技術に係るシールリングの模式的断面図である。
【図８】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】
【００５９】
１  シールリング
１０  側面
１１  外周面
１２  シール面
１３  傾斜面
３  ハウジング
４  軸
４０  環状溝
４１  側壁
５  環状隙間
【図１】
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【図２】
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【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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