CN108884940B

CN108884940B - 密封环

Info

Publication number: CN108884940B
Application number: CN201680004089.6A
Authority: CN
Inventors: 山口均; 大锯哲平
Original assignee: TPR Co Ltd
Current assignee: TPR Co Ltd
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2020-05-05
Anticipated expiration: 2036-10-21
Also published as: MX2017007866A; WO2018061222A1; EP3327321B1; EP3327321A4; EP3327321A1; US10451185B2; CN108884940A; US20190040956A1; MX365667B

Abstract

【课题】本发明提供的密封环，即使在轴转速或壳体转速高的状态下，摩擦也小，且具有低漏油性，而且能够减小轴转矩；【解决方法】在密封环的圆周方向纵剖面形状中，从密封环外周面(13)侧朝向密封环内周面(12)侧，形成有用于形成比第一宽度(a1)小的第二宽度(a21、a211)的阶梯部，并且，阶梯部被形成为：第二宽度的中心线(M2)在密封流体流动的密封环圆周方向上的轨迹，随着沿圆周方向从一端的密封环接口部内周侧的接口端面朝向另一端的密封环接口部内周侧的接口端面而朝向密封环接触面(14)侧移动。

Description

密封环

技术领域

本发明涉及在汽车的自动变速器(以下记载为“AT”)或无级变速器(以下记载为“CVT”)等利用液压工作油(以下称为“液压油”)等流体的流体压力的设备中使用的密封环。

背景技术

近年来，不断寻求降低AT或CVT等自动变速器的驱动损耗，以提高汽车的燃油效率。在自动变速器中，为了液压密封的目的而安装有密封环，而密封环的摩擦损耗与自动变速器的驱动损耗相关联。因此，减小密封环的摩擦成为重要的课题。另外，由于自动变速器的油泵的容量在驱动损耗中占较大的比重，因此，最好能够减少密封环与轴环状槽或壳体之间的漏油量，从而使油泵小容量化。由此，为了降低自动变速器的驱动损耗，提高汽车的燃油效率，要求密封环具有低摩擦性能和高油封性能。

图1表示安装有密封环的液压密封装置的基本结构。密封环1安装在形成于轴2外周面的液压油通道3的轴向两侧的轴环状槽4中，并且，通过密封环受压面11和密封环内周面12来阻挡从液压油通道3供给的液压油，密封环外周面13与壳体5的内周面接触，密封环接触面14与轴环状槽4的侧面接触，从而防止液压油泄漏。通常情况下，轴2进行旋转，而壳体5固定不动，但有时呈与之相反的组合。

为了减小密封环的摩擦(摩擦损耗)，通常采用减小将作为滑动主体面的密封环接触面压在轴环状槽上的受压负荷的方法。具体而言，采用具有使液压油的压力作用于密封环接触面与轴环状槽之间的剖面形状的密封环，从而减小通过作用于密封环受压面的液压油的压力而施加于轴环状槽的受压负荷。

下述专利文献1中公开了一种树脂制密封环，其在通过将呈复合阶梯形状的接口部加以连接而连接为环状的密封环的整个圆周上，连续形成有非接触部，其中，该非接触部形成于密封环的两侧面部的内径面侧且剖面形状呈多边形或凸形。

下述专利文献2中公开了一种密封环，该密封环安装在设置于具有轴孔的壳体和插通在上述轴孔中的旋转轴中的一个部件上的环状槽中，并与另一个部件的表面接触，且以滑动自如的方式与环状槽的非密封流体侧的侧壁面接触，从而将上述部件间的环状间隙密封，并且，至少在环侧面中与上述侧壁面滑动接触的面的内径侧端部的一部分上，设有与上述侧壁面不接触且沿环的圆周方向延伸的V字状凹部。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本专利特开第2007-078041号公报

专利文献2：日本专利特开第2015-028382号公报

发明内容

专利文献1中公开了密封环尺寸为外径50mm、环宽度2.0mm、环的半径方向上的厚度1.8mm时的转矩试验和漏油量试验的测量结果，其中，转矩试验条件为：温度80℃、轴转速4000rpm、液压油压力0.4MPa、0.8MPa、1.2MPa；漏油试验条件为：使用汽车用自动变速器油(昭和SHELL石油株式会社制造：GELCO ATF)，密封环安装在材质为S45C的汽缸与轴之间，以液压油压力0.5MPa进行油封，并通过量筒在30℃至120℃的范围内测量出该轴以4000rpm旋转时的漏油量。

通过减小密封环侧面的接触面积，能够减小拖曳转矩，从而能够减小与轴之间产生的能量损耗，但没有实施轴转速为6000rpm以上的高速旋转区域的评价。

专利文献2中公开了密封环尺寸为外径φ50mm、内径φ47mm、环宽度1.5mm、环厚度1.5mm时的转矩试验和漏油试验的结果，其中，转矩试验条件为：液压油压力0.5MPa～3.0MPa、油温30℃～150℃、转速1000rpm～7000rpm；漏油试验条件为：液压油压力0.5MPa～3.0MPa、转速1000rpm～7000rpm、油温30℃～150℃(30℃、70℃、110℃、150℃四个条件)，但其详细结果不明。由于在环侧面中与环状槽的侧壁面滑动接触的面的内径侧端部的一部分上，设有与侧壁面不接触且沿环的圆周方向延伸的V字状凹部，因此，作为密封流体的液压油等容易经由该凹部适度地流出至滑动面，但是，由于环状槽的侧壁面与环侧面中的滑动面的接触面积大，因此无法降低轴转矩。

本发明的目的在于提供一种即使在轴转速或壳体转速高的状态下，摩擦也小，且具有低漏油性，而且能够减小轴转矩的密封环。

为了解决上述课题，本发明的一观点所提供的密封环，用于构成包括具有轴孔的壳体和插入轴孔中的轴的液压密封装置，并且，该密封环安装在设置于轴上的轴环状槽中，且与壳体的内周面接触，并与轴环状槽的与密封流体的流入侧相对置的侧壁面以滑动自如的方式接触，从而将壳体与轴之间的环状间隙密封，其中，

密封环的圆周方向纵剖面形状为：在将密封环外周面的轴向宽度设为第一宽度时，第一宽度为密封环在轴向上的最大宽度，并且，在从密封环外周面侧朝向密封环内周面侧的位置处，形成有用于形成比第一宽度小的第二宽度的阶梯部；

阶梯部至少形成于与形成比第一宽度大的轴向宽度的轴环状槽的侧壁面以滑动自如的方式接触的密封环侧面(接触面)、和与密封环接触面相对置的密封环侧面(受压面)中的密封环接触面侧的整个圆周方向上；

阶梯部被形成为：在密封环的相互对置的密封环接口部中，一端的密封环接口部的内周侧的接口端面处的第二宽度的中心线，相对于密封环的同一圆周方向纵剖面中的第一宽度的中心线而位于密封环受压面侧，其中，该一端的密封环接口部是指密封环的接口端面位于密封流体的流入侧的密封环接口部；

阶梯部被形成为：另一端的密封环接口部的内周侧的接口端面处的第二宽度的中心线，相对于一端的密封环接口部的内周侧的接口端面处的第二宽度的中心线而位于密封环接触面侧；

阶梯部被形成为：第二宽度的中心线在密封流体流动的密封环的圆周方向上的轨迹，随着沿圆周方向从一端的密封环接口部的内周侧的接口端面朝向另一端的密封环接口部的内周侧的接口端面而逐渐朝向密封环接触面侧移动。

在此，阶梯部也可以形成为：第二宽度的中心线在密封流体流动的密封环的圆周方向上的轨迹，随着沿圆周方向从一端的密封环接口部的内周侧的接口端面朝向另一端的密封环接口部的内周侧的接口端面而朝向密封环接触面侧移动，且在密封环的圆周部分中除了密封环接口部之外的一部分中与第一宽度的中心线的轨迹平行或者一致。

另外，阶梯部也可以形成为：第二宽度的中心线在密封流体流动的密封环的圆周方向上的轨迹，随着沿圆周方向从一端的密封环接口部的内周侧的接口端面朝向另一端的密封环接口部的内周侧的接口端面而呈直线状地朝向密封环接触面侧移动。

阶梯部也可以形成为：第二宽度的中心线在密封流体流动的密封环的圆周方向上的轨迹，在从相互对置的密封环接口部中的至少一个密封环接口部的接口端面至圆周方向上的任意位置为止的范围内，与第一宽度的中心线在密封环的圆周方向上的轨迹相互分离且平行。

形成第二宽度的阶梯部也可以形成于密封环的两侧面上，并且，优选密封环的圆周方向纵剖面形状朝向密封环内周面的方向呈凸形状、梯形形状或圆弧形状。

也可以形成为：形成第二宽度的阶梯部仅形成于密封环接触面侧，并且，密封环的圆周方向纵剖面形状呈圆弧形状，以在密封环受压面侧，随着朝向密封环内周面的方向而与轴环状槽的侧壁面之间的距离变大。

也可以在从密封环外周面侧起相比形成所述第二宽度的阶梯部更靠近内周侧的位置处，具有形成作为比第二宽度小的轴向宽度的第三宽度的阶梯部，并且，优选形成有第三宽度的密封环的圆周方向纵剖面形状朝向密封环内周面的方向呈凸形状、梯形形状或者圆弧形状。

(发明效果)

根据本发明，能够提供一种即使在轴转速或壳体转速高的状态下，摩擦也小，且具有低漏油性，而且能够减小轴转矩的密封环。

附图说明

图1是表示安装有密封环的液压密封装置的基本结构的剖视图。

图2中的(A)表示本发明的一实施方式涉及的密封环，且是从接触面侧观察仅在密封环接触面侧具有阶梯部的密封环时的立体图，(B)是(A)中的虚线圆所包围部分的放大图，(C)是从内周面侧观察接口部时的立体图。α＝1度位置和α＝α2度位置请参照图3。

图3是从安装于壳体时的密封环接触面侧观察图2的(A)中的密封环时的俯视图。

图4中的(A)表示本发明的另一实施方式涉及的密封环，且是从受压面侧观察在密封环接触面侧和密封环受压面侧的两侧具有阶梯部的密封环时的立体图，(B)是(A)中的虚线圆所包围部分的放大图，(C)是从内周面侧观察(A)中的接口部时的主视图。

图5是从液压油流入方向观察图3的密封环时的圆周方向纵剖面图，其中，(A)是5A-5A剖面图，(B)是5B-5B剖面图，(C)是5C-5C剖面图，(D)是5D-5D剖面图，(E)是5E-5E剖面图。

图6是从液压油流入方向观察图4的密封环时的圆周方向纵剖面图，其中，(A)是6A-6A剖面图，(B)是6B-6B剖面图，(C)是6C-6C剖面图，(D)是6D-6D剖面图，(E)是6E-6E剖面图。

图7中的(A)是图2中的密封环的内周面的展开图，(B)是α＝90度位置的纵剖面图。

图8中的(A)是图4中的密封环的内周面的展开图，(B)是α＝90度位置的纵剖面图。

图9是图8中的(A)的局部放大图。

图10表示本发明的另一实施方式涉及的密封环，且是仅在密封环接触面侧具有形成第二宽度的阶梯部的情况下，在密封环的圆周方向上的一部分(本图中为α＝135度至α＝225度)中，第二宽度的中心线的轨迹与第一宽度的中心线的轨迹平行时的内周面的展开图。

图11是表示将本发明的图2、图7的(B)中的密封环安装于轴环状槽时的状态的图。

图12中的(A)是比较例1涉及的密封环从接触面侧观察时的立体图，(B)是从内周面侧观察接口部时的主视图，(C)是从内周面侧观察接口部时的展开图。

图13中的(A)是比较例2涉及的密封环从接触面侧观察时的立体图，(B)是从内周面侧观察接口部时的主视图，(C)是V形槽的立体图。

图14表示本发明的密封环的其他实施例，且是从液压油流入侧起α＝90度位置处的圆周方向纵剖面图，其中，(A)是表示仅在密封环接触面侧具有阶梯部，且形成第二宽度的阶梯部呈锥形状而非与密封环外周面平行的实施例中的密封环的图，(B)是表示在密封环接触面侧和密封环受压面侧的两侧具有阶梯部，且密封环内周面呈圆弧形状的实施例的密封环的图，(C)是表示仅在密封环接触面侧具有阶梯部，且密封环内周面呈圆弧形状的实施例的密封环的图，(D)是表示在密封环接触面侧和密封环受压面侧的两侧具有阶梯部，且具有第三宽度的实施例的密封环的图，(E)是表示在密封环接触面侧和密封环受压面侧的两侧具有阶梯部，且具有第三宽度的另一实施例的密封环的图。

图15是表示密封环试验机的模式图。

图16是表示使实施例1～2以及比较例1～2中的液压油压力变化时的轴转速与轴转矩的关系的图表。

(符号说明)

1、30、50、70 密封环

2 轴

3 液压油通道

4 轴环状槽

5 壳体

11 密封环受压面

12 密封环内周面

13 密封环外周面

14 密封环接触面

15 密封环接口部

111 受压面侧非接触面

112 受压面侧第二非接触面

141 接触面侧非接触面

142 接触面侧第二非接触面

151 密封环的接口端面

152 密封环的接口端面

80 密封环试验机

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的密封环详细地进行说明。

图2中的(A)表示本发明的一实施方式涉及的仅在接触面侧具有阶梯部的密封环1，且是密封环1的接触面(以下称为“密封环接触面”)侧的立体图，图2中的(B)表示图2的(A)中的虚线圆所包围部分的放大图。在密封环接触面14侧的整个圆周上，形成有作为第二宽度的形成面的接触面侧非接触面141。

图2中的(C)表示从内周面侧观察接口呈复合阶梯形状的密封环接口部15时的密封环接触面14侧的立体图。图中的箭头表示液压油流入密封环1的方向。一端的密封环接口部的内周侧的接口端面151和另一端的密封环接口部的内周侧的接口端面152上，分别存在形成第二宽度的接触面侧非接触面141。

图3表示将图2中的密封环1安装于壳体时的密封环接触面14侧的俯视图。图中的箭头表示液压油流入密封环1的方向。相互对置的密封环接口部15呈圆环状地重叠，将连接接口重叠部中央位置与壳体内径中心、即密封环中心O的线段在密封环的圆周方向上的位置设为0度，并沿液压油流入方向将密封环1的圆周方向位置设为α度。当将密封环接口部15的圆周方向上的位置设为α1度、α2度的位置时，将夹着密封环接口部15的α1度和α2度的范围称为接口部，通常α1＝α2且在5度至20度的范围内。形成第一宽度的密封环接触面14的半径方向上的长度e在密封环接口部15以外的部分中固定不变，但在接口部的范围内根据接口部的形状适当地进行设定。圆周方向上的各剖面位置分别如下，即：5A-5A剖面为α＝α1度、5B-5B剖面为α＝90度、5C-5C剖面为α＝180度、5D-5D剖面为α＝270度、5E-5E剖面为α＝α2度。

图4中的(A)表示本发明的另一实施方式涉及的在密封环接触面侧和密封环的受压面侧的两侧具有阶梯部的密封环30，且是密封环30受压面(以下称为“密封环受压面”)11侧的立体图，并且，在与图3同样地将连接安装于壳体时的接口重叠部中央位置与壳体内径中心、即密封环中心O的线段在密封环的圆周方向上的位置设为0度的情况下，当沿液压油流入方向将密封环30的圆周方向位置设为α度时，圆周方向上的各剖面位置分别如下，即：6A-6A剖面为α＝α1度、6B-6B剖面为α＝90度、6C-6C剖面为α＝180度、6D-6D剖面为α＝270度、6E-6E剖面为α＝α2度。另外，将密封环接口部15的圆周方向上的位置设为α1度、α2度的位置。图4中的(B)表示图4的(A)中的虚线圆所包围部分的放大图。图4中的(C)表示从内周面侧面观察密封环接口部15时的主视图。

关于密封环接口部15的形状，可以采用直角(垂直)接口型、倾斜(斜角)接口型、阶梯(step)接口型等，但是，优选采用复合阶梯型，以便切断接口间隙部中的油的流通，从而提高密封性。

图5中以相互对应的方式表示仅在密封环接触面14侧具有形成第二宽度a2的阶梯部时的、图3所示的5A-5A剖面至5E-5E剖面位置处的密封环1的圆周方向纵剖面形状和表示圆周方向位置的角度。

第一宽度a1和第二宽度a2在所有剖面中均呈同一宽度，但是，第二宽度a2的中心线M2在α＝0度至α＝360度的范围内位于第一宽度的中心线M1的密封环受压面11侧(α＝0度和α＝360度的纵剖面形状未图示)。

图6表示在密封环接触面14侧和密封环受压面11侧的两侧具有形成第二宽度a2的阶梯部时的、图4所示的6A-6A剖面至6E-6E剖面位置处的圆周方向纵剖面图。第一宽度a1和第二宽度a2在所有剖面中均呈同一宽度，但是，第二宽度a2的中心线M2在α大于等于0度且小于180度的范围内位于第一宽度的中心线M1的密封环受压面11侧，而在180度位置处与第一宽度的中心线M1一致，在大于180度且小于360度的范围内位于第一宽度的中心线M1的密封环接触面14侧(α＝0度和α＝360度的纵剖面形状未图示)。

图7中的(A)表示仅在密封环接触面14侧具有形成第二宽度a2的阶梯部时的密封环内周面12的展开图。另外，图7中的(B)是α＝90度位置处的密封环1的纵剖面图。将第一宽度设为a1，将液压油流入方向的一端的接口端面处的第二宽度设为a21，将另一端的接口端面处的第二宽度设为a211。在整个圆周方向上，第一宽度的中心线M1的轨迹与第二宽度的中心线M2的轨迹形成θ1的角度。

另外，关于第一宽度和第二宽度，优选呈a1/2≤a21≤3a1/4、a21＜a211、a1-a211≥0.15mm的关系。

若将密封环的展开长度设为L，

则呈tanθ1＝(a211-a21)/2L的关系。

由于在该第二宽度的中心线的轨迹与第一宽度的中心线的轨迹之间存在角度θ1，因而能够使本发明的液压油产生动压效果。

图8中的(A)表示在密封环接触面14侧和密封环受压面11侧的两侧具有形成第二宽度a2的阶梯部时的密封环内周面12的展开图。另外，图8中的(B)是α＝90度位置处的密封环1的纵剖面图。在密封环接触面14和密封环受压面11的两侧面设置形成第二宽度a2的阶梯部，并如图8所示将接触面侧和受压面侧的空间的剖面积形成为完全相反的情况下，即使在将密封环安装至轴上时与本来相反地进行安装，也具有完全相同的功能。

图9表示图8的(A)的展开图中的密封环1的接口部的局部放大图。将第一宽度设为a1，将液压油流入方向的一端的接口端面处的第二宽度设为a22，将密封环接触面14和接触面侧非接触面141的接口端面处的阶梯部的宽度设为b，将密封环受压面11和受压面侧非接触面111的接口端面处的阶梯部的宽度设为c，将另一端的接口端面处的第二宽度设为a221。在整个圆周方向上，第一宽度的中心线M1的轨迹与第二宽度的中心线M2的轨迹形成θ2的角度。

在图8、图9中，优选呈a22＝a221，且1/4a1≤b≤1/2a1、c≥0.15mm的关系。

若将密封环的展开长度设为L，

则呈tanθ2＝(b-c)/L的关系。

另外，呈a22＝a221＝a1-b-c的关系。

图10表示本发明的另一实施方式涉及的密封环，且是仅在密封环接触面14侧具有形成第二宽度a2的阶梯部的情况下，在密封环1的圆周方向的一部分(本图中为α＝135度至α＝225度)中，第二宽度的中心线M2的轨迹与第一宽度的中心线M1的轨迹相互分离且与第一宽度的中心线M1的轨迹平行时的内周面的展开图。

将第一宽度设为a1，将液压油流入方向的一端(α＝0度的位置)的接口端面处的第二宽度设为a23，在第二宽度的中心线M2的轨迹与第一宽度的中心线M1的轨迹相互分离且与第一宽度的中心线M1的轨迹平行的部分(α＝180度的位置)具有第二宽度a231，将另一端(α＝360度的位置)的接口端面处的第二宽度设为a232。密封环1的展开长度为L，在从一端的接口部侧起展开长度为L1的范围内，第一宽度的中心线M1的轨迹与第二宽度的中心线M2的轨迹形成θ3角度，在从另一端的接口部侧起展开长度为L2的范围内，第一宽度的中心线M1的轨迹与第二宽度的中心线M2的轨迹形成θ31角度。

在此，呈tanθ3＝(a231-a23)/2L1、tanθ31＝(a232-a231)/2L2的关系。

在图7的(A)和图10中，当a21＝a23且a211＝a232时，可以形成为θ3＞θ1、θ31＞θ1，从而与图7中的(A)相比，图10的实施例中能够部分提高动压效果。

与第一宽度的中心线M1的轨迹平行的第二宽度的中心线M2的轨迹，可以以任意长度形成于密封的环圆周方向上的任意位置。另外，即使在如图8所示在密封环接触面14侧和密封环受压面11侧的两侧具有阶梯部的密封环1中，也可以形成具有与第一宽度的中心线M1的轨迹平行的面的接触面侧非接触面141和受压面侧非接触面111，且与图10所示的第二宽度的中心线M2的轨迹同样地进行实施。

图11是表示将本发明的图2、图5、图7中的(B)所示的密封环安装于轴环状槽中的状态的图。密封环的纵剖面形状表示与圆周方向α＝90度位置相当的位置。

密封环的第二宽度的中心线M2的轨迹在整个圆周方向上均位于第一宽度的中心线M1的轨迹的受压面侧。图中所示的S表示轴环状槽的侧面与接触面侧非接触面141之间的间隙，S在a1-a21≥S≥a1-a211的范围内(参照图7中的(A))，由于间隙S随着从密封环的圆周方向上的α＝0度位置朝向α＝360度位置而变窄，因而使流入的液压油产生动压效果。d表示密封环接触面14与轴环状槽的侧面在半径方向上的接触长度。

从密封环的耐磨性的观点来看，优选d≥0.35mm，从漏油的观点来看，更加优选d≥0.2mm。另外，在将密封环的厚度设为T，将密封环接触面的半径方向上的长度设为e时，优选为2e≤T≤4e。另外，e和d呈e＞d的关系。

图12表示从接触面侧观察比较例1的密封环50时的立体图(参照图12中的(A))、从内周面侧观察接口部时的主视图(参照图12中的(B))、以及从内周面侧观察接口部时的展开图(参照图12中的(C))。

图13表示从接触面侧观察比较例2的密封环70时的立体图(参照图13中的(A))、从内周面侧观察接口部时的主视图(参照图13中的(B))、以及V形槽72的立体图(参照图13中的(C))。

图14中的(A)～(E)表示其他实施例涉及的密封环的从液压油流入方向观察时的圆周方向纵剖面图。

图14中的(A)所示的密封环101仅在密封环接触面14侧具有阶梯部，并且，形成第二宽度a2的阶梯部呈锥形状而非与密封环外周面13平行。

图14中的(B)是表示包含轴环状槽4在内的剖面形状的一例的图。图14中的(B)所示的密封环103在密封环接触面14侧和密封环受压面11侧的两侧具有阶梯部，并且密封环内周面12呈圆弧形状。该密封环中，液压油朝向密封环接触面14侧的流动性出色，且能够比矩形剖面更早地产生朝向壳体方向的挤压压力，另外，能够避免与轴环状槽4的内周侧角部相互干扰。

图14中的(C)是表示包含轴环状槽4在内的剖面形状的一例的图。

图14中的(C)所示的密封环105仅在密封环接触面14侧具有阶梯部，并且密封环内周面12呈圆弧形状。密封环105的形状适合产生朝向壳体方向和轴环状槽4的侧面壁方向的两个方向挤压密封环的压力。

图14中的(D)所示的密封环107在密封环接触面14侧和密封环受压面11侧的两侧具有阶梯部，并且具有第三宽度a3。

图14中的(E)所示的密封环109在密封环接触面14侧和密封环受压面11侧的两侧具有阶梯部，并且具有第三宽度a3。

图14中的(D)、(E)所示的密封环的形状适于改善下述安装性不佳的情况，即：在密封环内周面12与轴环状槽4的内周面之间的间隙大的情况下，密封环外周面13从轴外周面大幅突出，从而在插入壳体的轴孔时无法顺利地插入。

本发明的密封环的材料无特别限定，除了聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺-酰亚胺(PAI)等之外，还可以使用聚四氟乙烯(PTFE)、改性聚四氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)等的氟树脂等。通常，优选使用在上述树脂中添加了碳粉、增强纤维、固体润滑剂等添加剂的材料。

本发明的密封环的制造方法无特别限定，但在密封环的材料使用PEEK、PPS、PI等的热塑性树脂时，优选通过注塑成形进行制造。另外，在使用氟树脂时，可以通过在压缩成形后实施机械加工进行制造。

以下，对本发明的密封环的实施例进行说明，但本发明并非仅限于以下所示的实施例。

(实施例1：参照图2、图3、图5、图7)

实施例1的密封环1仅在接触面侧具有形成第二宽度的阶梯部且呈图5所示的剖面形状，并且，在图7中，在密封环的整个圆周方向上，第二宽度的中心线的轨迹与第一宽度的中心线的轨迹形成的角度θ1＝0.13度，即，密封环接触面14与接触面侧非接触面141之间的间隙S(参照图11)随着朝向密封环的另一端接口而减小。接口形状呈复合阶梯型，并且，安装于壳体内时的接口的间隙为0.5mm。

密封环的材质为聚苯硫醚(PPS)材料、密封环的外径为53mm、第一宽度a1为1.5mm、密封环的厚度T为1.95mm、第一宽度的厚度e为0.65mm(与轴环状槽的侧壁面接触部分在半径方向上的长度d(设计值)为0.35mm)、第二宽度a21(α＝0度的位置)为0.97mm、第二宽度a211(α＝360度的位置)为1.35mm。

(实施例2：参照图4、图6、图8、图9)

相对于实施例1的密封环1，实施例2的密封环30在接触面侧和受压面侧的两面上存在形成第二宽度的阶梯部，且呈图6所示的剖面形状，并且，在图8中，在密封环的整个圆周方向上，第二宽度的中心线的轨迹与第一宽度的中心线的轨迹形成的角度θ1＝0.13度，即，密封环接触面14与接触面侧非接触面141之间的间隙S(参照图11)随着朝向密封环的另一端接口而减小，而密封环受压面11侧与密封环接触面14侧完全相反，随着朝向密封环的另一端接口而与间隙S(参照图11)相对应地增加。接口形状呈复合阶梯型，并且，安装于壳体内时的接口的间隙为0.5mm。

密封环的材质为聚苯硫醚(PPS)材料、密封环的外径为53mm、第一宽度a1为1.5mm、密封环的厚度T为1.95mm、第一宽度的厚度e为0.65mm(与轴环状槽的侧壁面接触部分的半径方向上的长度d(设计值)为0.35mm)、b＝0.53mm、第二宽度a22(α＝0度的位置)为0.82mm、第二宽度a221(α＝360度的位置)为0.82mm。

(比较例1)

图12所示的比较例1的密封环50类似于专利文献1的密封环，其呈如下的形状，即：在图8的(A)中，在密封环的整个圆周方向上，第二宽度的中心线的轨迹与第一宽度的中心线的轨迹一致，θ2＝0度，即，图11中的密封环接触面14与接触面侧非接触面141之间的间隙S(参照图11)以及密封环受压面11与受压面侧非接触面111之间的间隙S(未图示)在密封环的整个圆周方向上固定不变。接口形状呈复合阶梯型，并且，安装于壳体内时的接口的间隙为0.5mm。

密封环的材质为聚苯硫醚(PPS)材料、密封环的外径为53mm、第一宽度a1为1.5mm、密封环的厚度T为1.95mm、第一宽度的厚度e为0.65mm(与轴环状槽的侧壁面接触部分的半径方向上的长度d(设计值)为0.35mm)、b＝0.34mm、第二宽度a24(α＝0度的位置)为0.82mm、第二宽度a24(α＝360度的位置)为0.82mm。

(比较例2)

图13所示的比较例2涉及的密封环70类似于专利文献2的密封环，其在密封环接触面的内周侧端部的一部分上，设有与轴环状槽的侧壁面不接触且沿密封环的圆周方向延伸的V字状凹部(V形槽)72。接口形状呈复合阶梯型，并且，安装于壳体内时的接口的间隙为0.5mm。

密封环的材质为聚苯硫醚(PPS)材料、密封环的外径为53mm、第一宽度a1为1.5mm、密封环的厚度T为1.95mm、第一宽度的厚度e1为0.65mm(与轴环状槽的侧壁面接触部分的半径方向上的长度d(设计值)为0.35mm)。V形槽的形状为：圆周方向的宽度T1＝6mm、T2＝2mm、β＝11度，且在受压面和接触面上分别具有15个V形槽72。

(密封环试验)

图15表示密封环试验机80的简图。利用该密封环试验机实施轴转矩试验和漏油试验。通过转矩测量仪(株式会社小野测器制造：TH-2504)检测转矩和损耗。

(1)壳体材料：JISS45C、壳体内径：53mm

(2)轴材质：JISS45C、轴外径：52.4mm、轴环状槽：槽宽度1.5mm、槽底径：48mm(槽深度：1.95mm)、侧壁面粗糙度：Ra0.8μm。

(3)试验条件如下。

液压油种类：自动变速器油(ATF)

油温：80℃

液压油压力(MPa)：0.3、0.6、1.2三个水平

轴转速(rpm)：1000～9000

摩擦测量时间(sec)：60

漏油测量时间(sec)：60

(轴转矩的试验结果)

图16中示出了表示液压油压力从0.3MPa变至1.2MPa时轴转速(rpm)与轴转矩(N·m)的关系的图表。在实施例1、2中，即使轴转速超过3000rpm，液压油压力在1.2MPa以下的范围内轴转矩也未急剧增加。

另一方面，在实施例1中，当轴转速超过3000rpm时，在液压油压力为0.3MPa～1.2MPa的范围内，轴转矩与轴转速成比例，液压油压力越高，图表的斜率越大。

在比较例2中，在轴转速为1000rpm～9000rpm的整个范围内，各液压油压力下的轴转矩均高于实施例1、2以及比较例1。但是，轴转速为5000rpm和9000rpm时的轴转矩的差小。

(考察)

实施例1、2中均得到如下结果，即：轴转矩的水平在整个范围内均较低，在轴转速超过3000rpm的区域内产生动压效果。比较例1中的结果如下，即：在轴转速为3000rpm以上的区域内，轴转矩与轴转速成比例，因而未产生动压效果。另外，实施例1、2以及比较例1的密封环接触面与轴环状槽的侧壁面的接触面积相等，并且，在轴转速为3000rpm以下的区域内，比较例1的轴转矩与实施例1、2的轴转矩呈同等水平。

比较例2中的结果如下，即：即使轴转速超过3000rpm，轴转矩也未急剧增加，因而产生动压效果。另外，与实施例1、2以及比较例1相比，比较例2中密封环接触面与轴环状槽的侧壁面的接触面积大，认为这是轴转矩在整个范围内呈高水平的主要原因。

(漏油量的试验结果)

下述表1表示漏油量的试验结果。

如下述表1所示，实施例1、2以及比较例1中的漏油量在轴转速、液压油压力的变动范围内大致相同，且均良好。

比较例2中的漏油量的水平在整个范围内均较高，并且，越是液压油压力在0.6MPa以下的低水平范围内，漏油量越多，而在液压油压力为1.2MPa的高水平下，漏油量处于低水平且稳定，但仍为实施1、2以及比较例1的3倍～4倍的数值。

(考察)

在比较例2中，在轴转矩的试验中，在轴转速为3000rpm以上且液压油压力为0.3MPa以上的区域内产生动压效果，认为这是因为密封环接触面与轴环状槽的侧壁面之间产生间隙。

【表1】

Claims

1.一种密封环，其用于构成包括具有轴孔的壳体和插入所述轴孔中的轴的液压密封装置，并且，所述密封环安装在设置于所述轴上的轴环状槽中，且与所述壳体的内周面接触，并与所述轴环状槽的与密封流体的流入侧相对的侧壁面以滑动自如的方式接触，从而将所述壳体与所述轴之间的环状间隙密封，

所述密封环的特征在于，

所述密封环的圆周方向纵剖面形状为：在将密封环外周面的轴向宽度设为第一宽度时，所述第一宽度为所述密封环在轴向上的最大宽度，并且，在从所述密封环外周面侧朝向密封环内周面侧的位置处，形成有用于形成比所述第一宽度小的第二宽度的阶梯部，

所述阶梯部至少形成于密封环接触面和密封环受压面中的所述密封环接触面侧的整个圆周方向上，其中，所述密封环接触面与形成比所述第一宽度大的轴向宽度的所述轴环状槽的侧壁面以滑动自如的方式接触，所述密封环受压面与所述密封环接触面相对置，

所述阶梯部被形成为：在所述密封环的相互对置的密封环接口部中，一端的密封环接口部的内周侧的接口端面处的所述第二宽度的中心线，相对于所述密封环的同一圆周方向纵剖面中的所述第一宽度的中心线而位于所述密封环受压面侧，其中，所述一端的密封环接口部是指所述密封环的接口端面位于所述密封流体的流入侧的密封环接口部，

所述阶梯部被形成为：另一端的密封环接口部的内周侧的接口端面处的所述第二宽度的中心线，相对于所述一端的密封环接口部的内周侧的接口端面处的所述第二宽度的中心线而位于所述密封环接触面侧，

所述阶梯部被形成为：所述第二宽度的中心线在所述密封流体流动的所述密封环的圆周方向上的轨迹，随着沿圆周方向从所述一端的密封环接口部的内周侧的接口端面朝向所述另一端的密封环接口部的内周侧的接口端面延伸而朝向所述密封环接触面侧移动。

2.如权利要求1所述的密封环，其特征在于，

所述阶梯部被形成为：所述第二宽度的中心线在所述密封流体流动的所述密封环的圆周方向上的轨迹，随着沿圆周方向从所述一端的密封环接口部的内周侧的接口端面朝向所述另一端的密封环接口部的内周侧的接口端面延伸而朝向密封环接触面侧移动，且在所述密封环的圆周部分中除了密封环接口部之外的一部分中与所述第一宽度的中心线的轨迹平行或者重合。

3.如权利要求1所述的密封环，其特征在于，

所述阶梯部被形成为：所述第二宽度的中心线在所述密封流体流动的所述密封环的圆周方向上的轨迹，随着沿圆周方向从所述一端的密封环接口部的内周侧的接口端面朝向所述另一端的密封环接口部的内周侧的接口端面延伸而呈直线状地朝向密封环接触面侧移动。

4.如权利要求1至3中任一项所述的密封环，其特征在于，

所述阶梯部被形成为：所述第二宽度的中心线在所述密封流体流动的所述密封环的圆周方向上的轨迹，在从相互对置的所述密封环接口部中的至少一个密封环接口部的接口端面至圆周方向上的任意位置为止的范围内，与所述第一宽度的中心线在密封环的圆周方向上的轨迹相互分离且平行。

5.如权利要求1至3中任一项所述的密封环，其特征在于，

形成所述第二宽度的阶梯部形成于所述密封环的两侧面上，并且，所述密封环的圆周方向纵剖面形状朝向所述密封环内周面的方向呈凸形状、梯形形状或圆弧形状。

6.如权利要求4所述的密封环，其特征在于，

7.如权利要求1至3中任一项所述的密封环，其特征在于，

形成所述第二宽度的阶梯部仅形成于所述密封环接触面侧，并且，所述密封环的圆周方向纵剖面形状呈圆弧形状，以在所述密封环受压面侧，随着朝向所述密封环内周面的方向而与所述轴环状槽的侧壁面之间的距离变大。

8.如权利要求4所述的密封环，其特征在于，

9.如权利要求5所述的密封环，其特征在于，

10.如权利要求1至3中任一项所述的密封环，其特征在于，

在从所述密封环外周面侧起相比形成所述第二宽度的阶梯部更靠近内周侧的位置处，具有形成作为比所述第二宽度小的轴向宽度的第三宽度的阶梯部，并且，形成有第三宽度的密封环的圆周方向纵剖面形状朝向所述密封环内周面的方向呈凸形状、梯形形状或者圆弧形状。

11.如权利要求4所述的密封环，其特征在于，

12.如权利要求5所述的密封环，其特征在于，

13.如权利要求6所述的密封环，其特征在于，