(57)【要約】【課題】密封性を向上させ、かつ、流体圧力が低い状態においても封止機能を発揮させることのできる密封装置及び密封構造を提供する。【解決手段】環状溝３１０における低圧側（Ｌ）の側壁面に密着し、かつハウジング４００における軸３００が挿通される軸孔の内周面に対して摺動する無端状かつ樹脂製の第１シールリング１００と、環状溝３１０における高圧側（Ｈ）の側壁面及び溝底面と、第１シールリング１００とに対してそれぞれ密着するゴム状弾性体製の第２シールリング２００と、を備え、第１シールリング１００における高圧側（Ｈ）の側面には、高圧側（Ｈ）から低圧側（Ｌ）に向かうにつれて縮径する内周面側傾斜面１３１が設けられており、第２シールリング２００は内周面側傾斜面１３１を押圧するように配置されることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸の外周に設けられた環状溝に装着され、相対的に回転する前記軸とハウジングとの間の環状隙間を封止して、流体圧力が変化するように構成された密封対象領域の流体圧力を保持する密封装置であって、
前記環状溝における低圧側の側壁面に密着し、かつ前記ハウジングにおける前記軸が挿通される軸孔の内周面に対して摺動する無端状かつ樹脂製の第１シールリングと、
前記環状溝における高圧側の側壁面及び溝底面と、第１シールリングとに対してそれぞれ密着するゴム状弾性体製の第２シールリングと、
を備え、
第１シールリングにおける高圧側の側面には、高圧側から低圧側に向かうにつれて縮径する傾斜面が設けられており、第２シールリングは前記傾斜面を押圧するように配置されることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記環状溝における低圧側の側壁面と第１シールリングとの密着面積の方が、前記軸孔の内周面と第１シールリングとの摺動面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
【請求項３】
第１シールリングにおける高圧側の側面は、径方向内側に設けられた前記傾斜面と、径方向外側に設けられ、高圧側から低圧側に向かうにつれて拡径する外周面側傾斜面とにより構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の密封装置。
【請求項４】
相対的に回転する軸及びハウジングと、
前記軸の外周に設けられた環状溝に装着され、前記軸とハウジングとの間の環状隙間を封止して、流体圧力が変化するように構成された密封対象領域の流体圧力を保持する密封装置と、
を備える密封構造であって、
前記密封装置は、
前記環状溝における低圧側の側壁面に密着し、かつ前記ハウジングにおける前記軸が挿通される軸孔の内周面に対して摺動する無端状かつ樹脂製の第１シールリングと、
前記環状溝における高圧側の側壁面及び溝底面と、第１シールリングとに対してそれぞれ密着するゴム状弾性体製の第２シールリングと、
を備え、
第１シールリングにおける高圧側の側面には、高圧側から低圧側に向かうにつれて縮径する傾斜面が設けられており、第２シールリングは前記傾斜面を押圧するように配置されることを特徴とする密封構造。
【請求項５】
前記環状溝における低圧側の側壁面と第１シールリングとの密着面積の方が、前記軸孔の内周面と第１シールリングとの摺動面積よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の密封構造。
【請求項６】
第１シールリングにおける高圧側の側面は、径方向内側に設けられた前記傾斜面と、径方向外側に設けられ、高圧側から低圧側に向かうにつれて拡径する外周面側傾斜面とにより構成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の密封構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸とハウジングの軸孔との間の環状隙間を封止する密封装置及び密封構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用のＡｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（ＡＴ）やＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（ＣＶＴ）においては、油圧を保持させるために、相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置（シールリング）が設けられている。図４及び図５を参照して、従来例に係るシールリングについて説明する。図４は従来例に係るシールリングにおける油圧を保持していない状態を示す模式的断面図である。図５は従来例に係るシールリングにおける油圧を保持している状態を示す模式的断面図である。従来例に係るシールリング５００の場合、軸３００の外周に設けられた環状溝３１０に装着され、軸３００が挿通されるハウジング４００の軸孔の内周面と環状溝３１０の側壁面のそれぞれに摺動自在に接触することで、軸３００とハウジング４００の軸孔との間の環状隙間を封止するように構成される。
【０００３】
上記のような用途で用いられるシールリング５００においては、摺動トルクを十分に低くすることが要求される。そのため、シールリング５００の外周面の周長はハウジング４００の軸孔の内周面の周長よりも短く構成されており、締め代を持たないように構成されている。したがって、自動車のエンジンがかかり油圧が高くなっている状態においては、シールリング５００が油圧により拡径し、軸孔の内周面と環状溝３１０の側壁面に密着して十分に油圧を保持する機能を発揮する（図５参照）。これに対して、エンジンの停止により油圧がかからない状態においてはシールリング５００が軸孔の内周面や環状溝３１０の側壁面から離れた状態となるように構成されている（図４参照）。
【０００４】
ここで、シールリング５００には、環状溝３１０への装着性を高めるために、周方向の１箇所に合口部が設けられることが多い。合口部の構造として、熱膨張収縮によっても安定した密封性を発揮する特殊ステップカットが知られている（特許文献１参照）。しかしながら、特殊ステップカットでも、密封対象流体の漏れを確実に防止できる訳ではなく、更なる密封性の向上が求められている。
【０００５】
また、上記のように構成されたシールリング５００の場合、油圧がかからない状態では封止機能を発揮しない。そのため、ＡＴやＣＶＴのように油圧ポンプによって圧送される油により変速制御が行われる構成においては、油圧ポンプが停止した無負荷状態（例えば、アイドリングストップ時）では、シールリング５００がシールしていた油がシールされずにオイルパンに戻って、シールリング５００の近傍の油がなくなってしまう。従って、この状態からエンジンを始動（再始動）させると、シールリング５００の近傍には油がなく潤滑のない状態で作動が開始され、応答性や作動性が低下するおそれがあるため、改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３７２１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、密封性を向上させ、かつ、流体圧力が低い状態においても封止機能を
発揮させることのできる密封装置及び密封構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【０００９】
すなわち、本発明の密封装置は、
軸の外周に設けられた環状溝に装着され、相対的に回転する前記軸とハウジングとの間の環状隙間を封止して、流体圧力が変化するように構成された密封対象領域の流体圧力を保持する密封装置であって、
前記環状溝における低圧側の側壁面に密着し、かつ前記ハウジングにおける前記軸が挿通される軸孔の内周面に対して摺動する無端状かつ樹脂製の第１シールリングと、
前記環状溝における高圧側の側壁面及び溝底面と、第１シールリングとに対してそれぞれ密着するゴム状弾性体製の第２シールリングと、
を備え、
第１シールリングにおける高圧側の側面には、高圧側から低圧側に向かうにつれて縮径する傾斜面が設けられており、第２シールリングは前記傾斜面を押圧するように配置されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の密封構造は、
相対的に回転する軸及びハウジングと、
前記軸の外周に設けられた環状溝に装着され、前記軸とハウジングとの間の環状隙間を封止して、流体圧力が変化するように構成された密封対象領域の流体圧力を保持する密封装置と、
を備える密封構造であって、
前記密封装置は、
前記環状溝における低圧側の側壁面に密着し、かつ前記ハウジングにおける前記軸が挿通される軸孔の内周面に対して摺動する無端状かつ樹脂製の第１シールリングと、
前記環状溝における高圧側の側壁面及び溝底面と、第１シールリングとに対してそれぞれ密着するゴム状弾性体製の第２シールリングと、
を備え、
第１シールリングにおける高圧側の側面には、高圧側から低圧側に向かうにつれて縮径する傾斜面が設けられており、第２シールリングは前記傾斜面を押圧するように配置されることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、樹脂製の第１シールリングは無端状であるため、合口部を有する樹脂製のシールリングの場合のように、合口部から密封対象流体が漏れてしまうといった問題はない。そして、第２シールリングは、第１シールリングにおける高圧側の側面に設けられた傾斜面（高圧側から低圧側に向かうにつれて縮径する傾斜面）を押圧するように配置される。従って、第１シールリングは、第２シールリングによって、低圧側と径方向外側に押圧される。これにより、流体圧力が作用してない（差圧が生じていない）、または流体圧力が殆ど作用していない（差圧が殆ど生じていない）状態においても、第１シールリングを、環状溝における低圧側の側壁面とハウジングの軸孔の内周面のそれぞれに対して接した状態とすることが可能となる。従って、密封機能が発揮されるため、密封対象領域の流体圧力が高まりだした直後から流体圧力を保持させることができる。
【００１２】
ここで、前記環状溝における低圧側の側壁面と第１シールリングとの密着面積の方が、前記軸孔の内周面と第１シールリングとの摺動面積よりも大きいとよい。
【００１３】
これにより、第１シールリングとハウジングの軸孔の内周面とを摺動させ、第１シールリングと環状溝における低圧側の側壁面との間で摺動してしまうことを抑制することがで
きる。
【００１４】
第１シールリングにおける高圧側の側面は、径方向内側に設けられた前記傾斜面と、径方向外側に設けられ、高圧側から低圧側に向かうにつれて拡径する外周面側傾斜面とにより構成されているとよい。
【００１５】
これにより、第１シールリングの外周面の面積を狭くすることができ、第１シールリングとハウジングの軸孔の内周面との摺動抵抗を低減させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、密封性を向上させ、かつ、流体圧力が低い状態においても封止機能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の実施例に係る第１シールリングの側面図である。
【図２】図２は本発明の実施例に係る第２シールリングの側面図である。
【図３】図３は本発明の実施例に係る密封構造の使用時の状態を示す模式的断面図である。
【図４】図４は従来例に係る密封装置（シールリング）の使用時の状態を示す模式的断面図である。
【図５】図５は従来例に係る密封装置（シールリング）の使用時の状態を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、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。なお、本実施例に係る密封装置及び密封構造は、自動車用のＡＴやＣＶＴなどの変速機において、油圧を保持させるために、相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する用途に用いられるものである。また、以下の説明において、「高圧側」とは、密封装置の両側に差圧が生じた際に高圧となる側を意味し、「低圧側」とは、密封装置の両側に差圧が生じた際に低圧となる側を意味する。
【００１９】
（実施例）
図１〜図３を参照して、本発明の実施例に係る密封装置及び密封構造について説明する。図１は本発明の実施例に係る密封装置を構成する第１シールリングの側面図である。図２は本発明の実施例に係る密封装置を構成する第２シールリングの側面図である。図３は本発明の実施例に係る密封構造の使用時の状態を示す模式的断面図である。なお、図３中の第１シールリングは、図１におけるＡＡ断面図に相当し、図３中の第２シールリングは、図２におけるＢＢ断面図に相当する。
【００２０】
＜密封装置及び密封構造の構成＞
本発明の実施例に係る密封装置及び密封構造の構成について説明する。本実施例に係る密封構造は、相対的に回転する軸３００及びハウジング４００と、軸３００とハウジング４００（ハウジング４００における軸３００が挿通される軸孔の内周面）との間の環状隙間を封止する密封装置１０とから構成される。本実施例に係る密封装置１０は、軸３００の外周に設けられた環状溝３１０に装着され、相対的に回転する軸３００とハウジング４００との間の環状隙間を封止する。これにより、密封装置１０は、流体圧力（本実施例では油圧）が変化するように構成された密封対象領域の流体圧力を保持する。ここで、本実施例においては、図３中の右側の領域の流体圧力が変化するように構成されており、密封
装置１０は図中右側の密封対象領域の流体圧力を保持する役割を担っている。なお、自動車のエンジンが停止した状態においては、密封対象領域の流体圧力は低く、無負荷の状態となっており、エンジンをかけると密封対象領域の流体圧力は高くなる。
【００２１】
そして、本実施例に係る密封装置１０は、無端状かつ樹脂製の第１シールリング１００と、ゴム状弾性体製の第２シールリング２００とから構成される。第１シールリング１００の材料の一例として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を挙げることができる。また、第２シールリング２００の材料の一例として、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）、フロロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ウレタンゴム（ＡＵ）を挙げることができる。
【００２２】
第１シールリング１００の内周面１１０と外周面１２０は、いずれも円柱面で構成されている。ここで、外力が作用していない状態における第１シールリング１００の内径は、環状溝３１０の溝底面の外径よりも大きく設定されている。ただし、使用時において、第１シールリング１００の内周面１１０が環状溝３１０の溝底面に密着するように構成しても構わない。また、第１シールリング１００の外周面１２０の周長は、ハウジング４００の軸孔の内周面の周長よりも短く設定されている。つまり、外力が作用していない状態における第１シールリング１００の外径は、ハウジング４００の軸孔の内径よりも小さく設定されている。
【００２３】
また、第１シールリング１００における高圧側（Ｈ）の側面は、径方向内側に設けられた内周面側傾斜面１３１と、径方向外側に設けられた外周面側傾斜面１３２とにより構成されている。内周面側傾斜面１３１は、高圧側（Ｈ）から低圧側（Ｌ）に向かうにつれて縮径する傾斜面により構成されている。本実施例では、この傾斜面はテーパ面により構成されているが、中心軸線を含む面で切断した場合の断面形状が湾曲線となる傾斜面を採用することもできる。外周面側傾斜面１３２は、高圧側（Ｈ）から低圧側（Ｌ）に向かうにつれて拡径する傾斜面により構成されている。この傾斜面もテーパ面により構成されているが、中心軸線を含む面で切断した場合の断面形状が湾曲線となる傾斜面を採用することもできる。なお、第１シールリング１００における低圧側（Ｌ）の側面１４０は、中心軸線に垂直な平面で構成されている。
【００２４】
そして、第１シールリング１００は、環状溝３１０における低圧側（Ｌ）の側壁面との密着面積の方が、ハウジング４００の軸孔の内周面との摺動面積よりも大きくなるように設計されている。
【００２５】
本実施例に係る第２シールリング２００は、断面形状が円形のＯリングである。そして、第２シールリング２００は、環状溝３１０における高圧側（Ｈ）の側壁面及び溝底面と、第１シールリング１００の内周面側傾斜面１３１とに対してそれぞれ密着し、内周面側傾斜面１３１を押圧するように配置される。なお、第２シールリング２００については、Ｏリングに限らず、他のゴム製のシールリングも適用可能である。例えば、断面形状がＤ形状のＤリング、断面形状が楕円形のオーバルリング、断面形状がＸ形状のＸリングなども適用可能である。
【００２６】
＜密封装置の使用時のメカニズム＞
特に、図３を参照して、本実施例に係る密封装置１０の使用時のメカニズムについて説明する。図３はエンジンがかかり、密封装置１０を介して、左側の領域に比べて右側の領域の流体圧力の方が高くなった状態を示している。
【００２７】
上記の通り、外力が作用していない状態における第１シールリング１００の外径は、ハウジング４００の軸孔の内径よりも小さく設定されている。しかしながら、第１シールリング１００における内周面側傾斜面１３１は、第２シールリング２００によって押圧されている。従って、第１シールリング１００は、第２シールリング２００によって、低圧側（Ｌ）と径方向外側に押圧される。これにより、第１シールリング１００は、軸３００に設けられた環状溝３１０の低圧側（Ｌ）の側壁面と、ハウジング４００の軸孔内周面とに対して接した状態が維持される。
【００２８】
以上のように構成された密封装置１０により、エンジンが停止して、密封装置１０を介して両側の差圧がない状態（無負荷状態）においても、軸３００とハウジング４００との間の環状隙間が封止された状態が維持される。そして、エンジンがかかり、密封装置１０を介して、左側の領域に比べて右側の領域の流体圧力の方が高くなった状態においても、第１シールリング１００と第２シールリング２００の配置は殆ど変化しない。従って、軸３００とハウジング４００との間の環状隙間が封止された状態が維持される。また、軸３００とハウジング４００が相対的に回転している際には、第１シールリング１００は環状溝３１０の低圧側（Ｌ）の側面に対して密着した状態が維持され、接触面積の少ない第１シールリング１００とハウジング４００の軸孔内周面との間で摺動する。
【００２９】
＜本実施例に係る密封装置及び密封構造の優れた点＞
本実施例に係る密封装置１０によれば、樹脂製の第１シールリング１００は無端状であるため、合口部を有する樹脂製のシールリングの場合のように、合口部から密封対象流体が漏れてしまうといった問題はない。そして、第２シールリング２００は、第１シールリング１００における高圧側（Ｈ）の側面に設けられた内周面側傾斜面１３１を押圧するように配置される。従って、第１シールリング１００は、第２シールリング２００によって、低圧側（Ｌ）と径方向外側に押圧される。これにより、流体圧力が作用してない（差圧が生じていない）、または流体圧力が殆ど作用していない（差圧が殆ど生じていない）状態においても、第１シールリング１００を、環状溝３１０における低圧側（Ｌ）の側壁面とハウジング４００の軸孔の内周面のそれぞれに対して接した状態とすることが可能となる。従って、密封機能が発揮されるため、密封対象領域の流体圧力が高まりだした直後から流体圧力を保持させることができる。
【００３０】
つまり、アイドリングストップ機能を有するエンジンにおいては、エンジン停止状態からアクセルが踏み込まれることでエンジンが始動することによって、密封対象領域側の油圧が高まりだした直後から油圧を保持させることができる。ここで、一般的には、樹脂製のシールリングの場合、流体の漏れを抑制する機能はあまり発揮されない。しかしながら、本実施例に係る密封装置１０においては、無負荷状態においても、軸３００とハウジング４００との間の環状隙間が封止された状態が維持されるため、流体の漏れを十分抑制する機能が発揮される。そのため、エンジンが停止することでポンプなどによる作用が停止した後も、しばらくの間差圧が生じた状態を維持させることが可能となる。従って、アイドリングストップ機能を有するエンジンにおいて、エンジンの停止状態がそれほど長くない場合には、差圧が生じた状態を維持できるので、エンジンを再始動させた際に、その直後から好適に流体圧力を保持させることができる。
【００３１】
ここで、本実施例に係る密封構造においては、環状溝３１０における低圧側（Ｌ）の側壁面と第１シールリング１００との密着面積の方が、ハウジング４００の軸孔の内周面と第１シールリング１００との摺動面積よりも大きくなるように設計されている。これにより、第１シールリング１００とハウジング４００の軸孔の内周面とを摺動させ、第１シールリング１００と環状溝３１０における低圧側（Ｌ）の側壁面との間で摺動してしまうことを抑制することができる。これにより、第１シールリング１００と第２シールリング２
００との間で摺動してしまうことを抑制することができる。
【００３２】
また、本実施例に係る第１シールリング１００における高圧側（Ｈ）の側面は、径方向内側に設けられた内周面側傾斜面１３１と、径方向外側に設けられた外周面側傾斜面１３２とにより構成されている。これにより、第２シールリング２００が密着して第１シールリング１００を押圧するための内周面側傾斜面１３１を設けつつ、第１シールリング１００の外周面１２０の面積を狭くすることができる。従って、第１シールリング１００とハウジング４００の軸孔の内周面との摺動抵抗を低減させることができる。
【００３３】
ただし、第１シールリング１００とハウジング４００の軸孔の内周面との摺動抵抗を十分に低減可能であれば、必ずしも、外周面側傾斜面１３２を設ける必要はない。また、本実施例においては、内周面側傾斜面１３１は、径方向中心付近から内周面１１０に至る範囲に設ける場合を示したが、内周面側傾斜面１３１を設ける位置は、特に限定されるものではない。第２シールリング２００により押圧されることにより、第１シールリング１００が低圧側（Ｌ）と径方向外側に押圧されさえすれば、内周面側傾斜面１３１を設ける位置は適宜設定すればよい。
【符号の説明】
【００３４】
１０  密封装置
１００  第１シールリング
１１０  内周面
１２０  外周面
１３１  内周面側傾斜面
１３２  外周面側傾斜面
１４０  側面
２００  第２シールリング
３００  軸
３１０  環状溝
４００  ハウジング
【図１】
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【図２】
2017145878.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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