JP2004028273A - Seal ring - Google Patents

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JP2004028273A
JP2004028273A JP2002188230A JP2002188230A JP2004028273A JP 2004028273 A JP2004028273 A JP 2004028273A JP 2002188230 A JP2002188230 A JP 2002188230A JP 2002188230 A JP2002188230 A JP 2002188230A JP 2004028273 A JP2004028273 A JP 2004028273A
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seal ring
ring
inclination angle
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inner peripheral
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JP2002188230A
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Shigeyuki Hatori
羽鳥 重之
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Riken Corp
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Riken Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/44Free-space packings
    • F16J15/441Free-space packings with floating ring

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To receive no effect of the machining accuracy of a side wall surface of a ring groove for mounting a seal ring, reduce a press-contact force of the seal ring to the side wall surface, minimize the abrasion of the side surface of the seal ring, and stably retain the sealing performance. <P>SOLUTION: The sides 6 and 9 of the seal ring 5 are formed into, at least, two slope surfaces of the slope surface 52 with a small tilt angle in the outer circumferential side and the slope surface 51 with a large tilt angle in the internal circumferential side. The seal effect is secured by the slope surface 52 in the outer circumferential side and the lowering of the abrasion is secured by the slope surface 51 in the internal circumferential side. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オートマチックトランスミッションなどの機器シャフトに装着され、該機器の動作に必要な油圧の保持を行うシールリングに関する。
【0002】
【従来の技術】
オートマチックトランスミッションなどの機器に用いられるシールリングは、シャフトの外周面に設けた対の離間したリング溝に装着される。シールリングの外周面はハウジングの内周面に摺接し、両リング溝間にある油路から供給される作動油を両シールリングの側面と内周面で受け、反対側の側面と外周面とでリング溝の側面とハウジング内周面とをシールする。シールリングは、リング溝の溝壁面とシールリング側面との間で相対的に摺動しあい、両シールリング間の作動油の油圧を適正に維持する。
【0003】
この条件下において、シールリングは、摩擦損失が少なく、且つ良好なシール性を長時間維持する事が求められている。シールリング装着状態において、シールリング側面とシャフトのリング溝壁面との摩擦力が低いことが必要であるが、従来の技術であるシールリング断面が矩形状の場合、シールリング側面とリング溝壁面の接触面積は大であり、摩擦損失が大きくなる。
【0004】
近年、車輌の性能向上と環境基準から燃費向上が挙げられており、シールリングもリングとリング溝壁面との間のフリクション即ち摩擦低減と、また、リング溝の加工精度にとらわれず良好なシール性を兼ね備えた特性の改善が望まれている。
【0005】
従来の代表的な課題解決の手段として、実開平6−18764号公報では、図4と図5に示すように、シャフト1のリング溝4に装着されたシールリング5’’は、その側面に円周方向に延びる環状溝22と、周方向に離間して径方向を向けて設けられた複数個の溝21とを有し、該径方向溝21を介して環状溝22はシールリングの内周面側23に開放されている。シールリングのリング溝壁面に対接する側面には、径方向溝21を介して環状溝22に導かれている。2はハウジングを示す。
【0006】
また、特開平9−210211号公報は、図6に示すように、シールリング5’’の側面に内周面側に開放される複数個の離間した油溝24aと、該油溝の周方向側に延在し、かつ該油溝に接続されるクサビ効果発生面として傾斜状の凹部24bとを有するシールリングを教示する。
以上2つのシールリングは、シールリング溝壁面に押し付ける力が前記シールリング側面の径方向溝及び周方向溝及び凹部に導入された油圧により低減されるので、シールリングとシールリング溝側面との間の圧接力は低減されたものになり、フリクションの低減及び潤滑機能の向上に有効である。
【0007】
しかしながら、図4に示すようにシールリング溝壁面の加工精度のばらつきにより、溝が外開きになることが多く、すなわち溝底の巾が小さく溝の口元の巾が大きいようなテーパー状を有するリング溝壁面7’になることが多い。このようなリング溝に図4と図6に示すシールリングを使用すると、シールリング溝壁面7’とシールリング側面の内周角部とが対接し、シールリング外周側対接部Xとリング溝壁面との間が離間されて、側面シール特性に劣化現象が発生する難がある。
【0008】
上記難点を解消する目的とするシールリングとして特開平8−219292号公報及び特開平9−217836号公報に記載されたものが知られている。これは、図7に示すように該シールリングの側面がその内周側の巾が外周側の巾よりも小さくなるような2〜10度であるテーパー面としたものである。上記シールリングは、シールリング側面57がテーパー状を有していることから、リング溝側壁面の加工精度のばらつきにより溝が外開きのようなテーパー状に倒れているリング溝壁面7’においても、リング側面とリング溝側壁面の対接は離間されず、シール特性に劣化現象は発生しない効果がある。
また、シールリング側面が内径方向内側に傾斜するテーパー面で形成されているため、シールリング側面とシールリング溝側壁面との間に径方向内方に向けて開放するクサビ状の間隙56が形成され、該間隙56に導入される油圧の作用によりシールリング5’’とシールリング溝側壁面との間の圧接力が低減され、フリクションが低減される。
【0009】
しかしながら、このシールリングにおいては、前記低フリクションの効果が得られるが、一方、合い口構造の突出部片の先端部50とリング溝壁面7’の該先端部50に対向する端面との間の間隙は、クサビ状間隙を介して内部の油圧を外部に開放する油圧路を形成することとなり、この種の特殊合い口構造の本来のシール効果が十分に発揮されない難点を示す。
また、シールリング溝壁面の加工精度のばらつきにより溝が外開きになる事が多いが、リング側面とリング溝側壁面の対接は離間されず、シール特性に劣化現象は発生しない。しかし、シールリング側面とシールリング溝側壁面との間に径方向内方に向けて開放するクサビ状の間隙がなくなり、該間隙に導入される油圧の作用が十分に得られず、フリクションの低減効果が発揮されない難点がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、前記のような従来技術では対応が困難であった課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、シールリング溝側壁面の加工精度の影響を受けず、シールリングとリング溝側壁面との圧接力を低減させることより、フリクション低減、及びシール性を保持の両立させたシールリングを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するために、本発明は図2に示すようにシールリングの側面を2段の角度を有したテーパー面とさせる技術手段を基本的に用いる。
【0012】
具体的には、本発明は、シャフトの外周面に設けた対の離間したリング溝に装着され、且つ対のリング溝の間からリング溝に供給された油圧をその側面と内周面に受け、反対側の側面と外周面とでシールするシールリングであって、該シールリング両側面間の内周側の巾が外周側の巾より小さくなるようなテーパー面に形成したシールリングにおいて、シールリングの両側面のテーパー面を2段に形成して、そのテーパー面は、外周面側のテーパー面の傾斜角度αに対して、内周面側のテーパー面の傾斜角度βを大きくしたことを特徴とするシールリングを提供する。
【0013】
本発明によるシールリングは、側面の外周面側の緩い傾斜角αの機能とするところは、この傾斜角より相手材となるシャフトの溝壁側面の加工精度にとらわれず低リークの特性を持ったシール性を確保するものである。一方、側面の内周面側の急な傾斜角βの機能とするところは、この傾斜角により、リング溝壁側面とシールリングの間に形成されるクサビ状間隙によって、もう一方のリング側面からの油圧による押圧力をキャンセルし、シールリング側面と溝壁との間に発生する摩耗損失トルクを減少せしめ、シールリングが使用される製品の燃費を向上させ得るものである。
【0014】
さらに、本発明によれば、シャフトの外周面に設けた対の離間したリング溝に装着され、且つ対のリング溝の間からリング溝に供給された油圧をその側面と内周面に受け、反対側の側面と外周面とでシールするシールリングであって、該シールリングの少なくとも一方の側面にテーパー面を形成したシールリングにおいて、該シールリング側面のテーパー面を複数段に形成して、そのテーパー面は、外周面側のテーパー面の傾斜角度に対して、内周面側のテーパー面の傾斜角度を大きくした部分を有することを特徴とするシールリングを提供する。
【0015】
このシールリングによれば、シールリング溝側壁面とシールリング側面との接触がシールを確保し、他方の側面の油圧作用方向をシールリングの軸心方向とさせる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明は、図1と図2の(a),(b)に示すように、シャフト1の外周面に設けた対の離間したリング溝4に装着され、且つ対のリング溝の間からリング溝4に供給された作動油8をその側面9と内周面23で受け、反対側の側面6と外周面55とでリング溝側壁面とハウジング2の内周面とをシールするシールリング5であって、該シールリング5の側面がその内周側の巾が外周側の巾より小さくなるような傾斜面に形成したシールリング5において、該シールリング5の両側面は外周面側の傾斜角αが小さく、内周面側の傾斜角βを傾斜角αより大きく構成させたことを特徴とするシールリングを提供する。
【0017】
さらに、本発明は、図2の(b)に示すように、シールリング5の外周面55と直角をなす面、即ちシールリング5の軸心に対して直角をなす面に対する角度を、シールリング側面の外周面側で緩慢な傾斜角度α、即ち傾斜角度が0を越えて8度以下、望ましくは0.5以上3度以下に形成させる。これによって合口部からクサビ状間隙54を介して内部の油圧を外部に開放する油圧路を形成する面積を小さくし、シール特性に劣化現象を発生しないようにする。
【0018】
また、前述の面に対し、シールリング側面6,9の内周面側で急勾配な傾斜角度β、すなわちテーパー角度が8度を超えて45度以下、望ましくは9度以上11度以下に形成される。これによって、シールリング側面6,9とシールリング溝側壁面7との間に径方向内方に向けて開放するクサビ状の間隙53が形成され、該間隙に導入される油圧の作用によりシールリングとシールリング溝側壁面との間の圧接力が低減され、フリクションが低減される。
【0019】
また、シールリング溝壁面7の加工精度のばらつきによりリング溝4が外開きに倒れた形状の場合においてもシールリング側面内周側の傾斜角の間隙53が保持されているためシールリング5とリング溝4、側壁面7の間に油が介入することができ、フリクションの急増とシール特性劣化の防止が両立するシールリングを構成する。
【0020】
ここで、シールリング側面の傾斜角について、外周面側52の傾斜角度αは0度を超えて8度以下とするが、8度以上に傾斜角が大きい場合、リーク性は十分な効果が得られないこととなる。
また、内周面側51の傾斜角度βは8度を越えて45度以下とするが、8度以下の場合、シールリング側面とシールリング溝側壁面との間に径方向内方に向けて開放するクサビ状の間隙が形成されにくくなり、フリクション増大に繋がり、また、45度よりも大きい場合もクサビ状の間隙が形成されず、キャンセル圧が発生しなくなり、フリクション増大に繋がってしまう。
【0021】
さらに、図3に本シールリングの特殊合い口を示すが、上記角度の異なる側面2段テーパーの境界線58は、合い口構造の突出部の径方向厚さLで位置し、その位置としては、シールリング半径方向厚さa1寸法の外周より0.4〜1.2mmの範囲に環状に形成され、且つ内周面側テーパーの径方向の長さ寸法がa1寸法の1/4以上であることを特徴とする。
ここで、境界線の位置として、外周より0.4mm以下では、ハウジングないしはシャフトの回転軸芯の振れを加味し、シールリング溝側壁面7からシールリングの境界線58が外れる確率が高く、リーク特性劣化の発生がある。また、1.2mmよりも大きいか又は内周面側のテーパーで径方向の距離がa1寸法の1/4以下では、シールリング側面とシールリング溝側壁面との間に径方向中心に向けて開放するクサビ状の間隙の形成が小さく、結果、キャンセル圧が発生されなくなりフリクション低減の効果が失われるものである。
尚、「キャンセル圧」とは、「反対側側面の油圧による押付け圧を低減する」の意味である。
【0022】
前述した例において、両シールリング側面6,9に2つの傾斜面51,52を形成したが、これら傾斜面51,52をシールリング溝4の側壁面7と接する側のシールリング側面のみに形成しても良い。
又、傾斜面51,52は好ましくは2つであるが、3個以上としても良い。それらの傾斜面は内周側へと順次傾斜角を大きくさせる。
【0023】
【実施例】
本発明の実施例の一例を以下にて記す。本シールリングの主たる特徴は、リング溝壁側面7の製造精度にとらわれない低リークおよび低フリクションにある。シールリング5がシャフトの溝4に装着されたときの断面図を図2に示す。シャフト1とハウジング2はスチール製からなり、シャフト1は、溝壁面7の加工精度のばらつきにより0〜2°まで溝4が外開きに傾斜する。
【0024】
シールリング5はポリエーテルエーテルケトン(PEEK)にカーボン繊維を添加した合成樹脂材とし、外径φ50、軸方向幅2.35mm、半径方向厚さ2.0mm、2段となる側面テーパー面51,52は、外周面側αを1.5°±1°、内周面側βを10°±1°とする。また、合い口構造の突出部50の径方向厚さLは、外周面より1.0mmとし、これをテーパー角の変化点とする。
【0025】
また、比較例1、2として、1:従来の側面が平坦な溝リングと、2:側面が均一な傾斜角を有する1段テーパーリングもテストを行ったが、その材質、寸法は本発明と同一とし、側面テーパー面は3°±1°とした。
上記各シールリングを装着したシール装置において、ハウジングの回転数3000rpm、油圧1.27MPa、油温120℃条件下でのオイル漏れ、フリクションテストを実施した結果を図9に示す。図9より本発明の実施例に係るシールリングを使用する場合には、比較例1のシールリングよりもフリクションの低減が得られ、比較例2よりもオイルリーク量の低減し、リング溝側壁面の加工精度にとらわれず低オイルリークの改善効果が得られることがわかる。
これにより本発明は、図9のようにシャフトのリング溝壁面の加工精度に関係なく低フリクションおよび低リークの両立の効果が得られる。
【0026】
本発明のシールリングは、その2段のテーパー状側面によって、シャフトのリング溝壁面の加工精度に関係なく低フリクションおよび低リークの両立という有利な効果が得られ、シールリングが使用される製品の燃費を向上させ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明シールリングの使用方法の例を示す断面図である。
【図2】(a)は本発明のシール装置のシールリング装着部分を示す断面図であり、(b)はシールリングの主要寸法を示す断面図である。
【図3】本発明のシールリングの合い口構造を示す斜視図である。
【図4】従来の側面溝シール装置のシールリング装着部分を示す断面図である。
【図5】図4に示す従来のシールリングの一部平面図である。
【図6】従来の側面油溝シール装置のシールリング装着部分を示す断面図である。
【図7】従来の改良シール装置、側面テーパーのシールリング装着部分を示す断面図である。
【図8】本発明でのシール装置と従来のシール装置での比較テスト結果を示すグラフ図である。
【図9】本発明でのシール装置と従来のシール装置での比較テスト結果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
1  軸
2  ハウジング
3  油圧通路
4  シールリング溝
5,5’,5’’,5’’’  シールリング
6  大気側シールリング側面
7  リング溝側壁面
8  作動油
9  油圧側シールリング側面
21  円周方向溝
22  径方向溝
23  シールリング内周面
24  油溝
50  突出部片
51  シールリング側面内周側傾斜面
52  シールリング側面外周側傾斜面
53  シールリング側面内周側斜面とリング溝壁面との間のクサビ状間隙
54  シールリング側面外周側斜面とリング溝壁面との間のクサビ状間隙
55  シールリング外周面
56  シールリング側面とリング溝壁面との間のクサビ状間隙
57  シールリング側面傾斜面
58  シールリング側面傾斜角境界線
X  シールリング外周側対接部
L  合い口構造の突出部の径方向厚さ
α  シールリング側面外周側傾斜角度
β  シールリング側面内周側傾斜角度
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a seal ring mounted on a shaft of a device such as an automatic transmission to maintain a hydraulic pressure required for operation of the device.
[0002]
[Prior art]
A seal ring used in a device such as an automatic transmission is mounted in a pair of spaced ring grooves provided on an outer peripheral surface of a shaft. The outer peripheral surface of the seal ring is in sliding contact with the inner peripheral surface of the housing, and receives the hydraulic oil supplied from the oil passage between the two ring grooves at the side surface and the inner peripheral surface of both seal rings. Seals the side surface of the ring groove and the inner peripheral surface of the housing. The seal ring slides relatively between the groove wall surface of the ring groove and the side surface of the seal ring, and appropriately maintains the hydraulic pressure of the hydraulic oil between the seal rings.
[0003]
Under these conditions, the seal ring is required to have a small friction loss and maintain good sealing properties for a long time. When the seal ring is installed, it is necessary that the frictional force between the seal ring side surface and the ring groove wall surface of the shaft is low. The contact area is large and the friction loss increases.
[0004]
In recent years, improvements in vehicle performance and environmental standards have led to improvements in fuel efficiency. Seal rings have also been reduced in friction between the ring and the ring groove wall surface, and have good sealing performance regardless of the processing accuracy of the ring groove. It is desired to improve the characteristics having the above.
[0005]
As a conventional representative solution to the problem, in Japanese Utility Model Laid-Open No. Hei 6-18764, as shown in FIGS. 4 and 5, a seal ring 5 ″ mounted in a ring groove 4 of a shaft 1 is provided on a side surface thereof. It has an annular groove 22 extending in the circumferential direction, and a plurality of grooves 21 provided in the radial direction and spaced apart in the circumferential direction, and the annular groove 22 is formed inside the seal ring through the radial groove 21. It is open to the peripheral surface side 23. The side surface of the seal ring that is in contact with the ring groove wall surface is guided to an annular groove 22 via a radial groove 21. Reference numeral 2 denotes a housing.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-210211 discloses that, as shown in FIG. 6, a plurality of spaced oil grooves 24a opened to the inner peripheral surface side of the seal ring 5 ″, A seal ring extending to the side and having an inclined concave portion 24b as a wedge effect generating surface connected to the oil groove is taught.
In the above two seal rings, the force pressing against the seal ring groove wall surface is reduced by the hydraulic pressure introduced into the radial groove, the circumferential groove, and the concave portion on the seal ring side surface. Is reduced, which is effective in reducing friction and improving the lubrication function.
[0007]
However, as shown in FIG. 4, the groove often opens outward due to variations in the processing accuracy of the seal ring groove wall surface, that is, a tapered ring groove having a small groove bottom width and a large groove opening width. Often it is the wall 7 '. When the seal ring shown in FIGS. 4 and 6 is used for such a ring groove, the seal ring groove wall surface 7 ′ and the inner peripheral corner of the seal ring side face contact each other, and the seal ring outer peripheral side contact part X and the ring groove There is a difficulty that the side walls are separated from each other, and the side seal characteristics are deteriorated.
[0008]
As seal rings intended to solve the above-mentioned disadvantages, those described in JP-A-8-219292 and JP-A-9-217736 are known. In this case, as shown in FIG. 7, the side surface of the seal ring is a tapered surface having a width of 2 to 10 degrees such that the width on the inner peripheral side is smaller than the width on the outer peripheral side. Since the seal ring has a tapered seal ring side surface 57, the seal groove also has a tapered ring groove wall surface 7 'like an outward opening due to variation in processing accuracy of the ring groove side wall surface. In addition, the contact between the side surface of the ring and the side surface of the ring groove is not separated from each other, so that there is an effect that a deterioration phenomenon does not occur in the sealing characteristics.
Further, since the seal ring side surface is formed by a tapered surface inclined inward in the radial direction, a wedge-shaped gap 56 that opens radially inward is formed between the seal ring side surface and the seal ring groove side wall surface. The pressure applied between the seal ring 5 ″ and the seal ring groove side wall surface is reduced by the action of the hydraulic pressure introduced into the gap 56, and the friction is reduced.
[0009]
However, in this seal ring, while the effect of the low friction is obtained, on the other hand, the gap between the end portion 50 of the projecting portion piece of the abutment structure and the end face of the ring groove wall surface 7 ′ opposed to the end portion 50 is obtained. The gap forms a hydraulic path for releasing the internal oil pressure to the outside through the wedge-shaped gap, which presents a drawback that the original sealing effect of this kind of special fitting structure cannot be sufficiently exhibited.
Also, the groove often opens outward due to variations in the processing accuracy of the seal ring groove wall surface, but the contact between the ring side surface and the ring groove side wall surface is not separated, and the deterioration of the seal characteristics does not occur. However, a wedge-shaped gap that opens radially inward between the seal ring side surface and the seal ring groove side wall surface disappears, and the effect of the hydraulic pressure introduced into the gap cannot be sufficiently obtained, thereby reducing friction. There is a disadvantage that the effect is not exhibited.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in order to solve the problem that was difficult to cope with the conventional technology as described above, and the purpose thereof is not affected by the processing accuracy of the seal ring groove side wall surface, An object of the present invention is to provide a seal ring in which the frictional contact between the seal ring and the ring groove side wall surface is reduced and the sealing performance is maintained.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention basically uses a technical means for making the side surface of the seal ring a tapered surface having a two-step angle as shown in FIG.
[0012]
Specifically, the present invention is mounted on a pair of spaced ring grooves provided on the outer peripheral surface of a shaft, and receives hydraulic pressure supplied to the ring groove from between the pair of ring grooves on its side surface and inner peripheral surface. A seal ring for sealing between an opposite side surface and an outer peripheral surface, wherein the seal ring is formed on a tapered surface such that an inner peripheral width between both side surfaces of the seal ring is smaller than an outer peripheral width. The tapered surface on both sides of the ring is formed in two steps, and the tapered surface has a larger inclination angle β of the tapered surface on the inner peripheral surface side than the inclination angle α of the tapered surface on the outer peripheral surface side. A seal ring is provided.
[0013]
The seal ring according to the present invention has a function of the gentle inclination angle α on the outer peripheral surface side of the side surface. This is to ensure sealing performance. On the other hand, the function of the steep inclination angle β on the inner peripheral surface side of the side surface is that due to this inclination angle, a wedge-shaped gap formed between the ring groove wall side surface and the seal ring causes In this case, the pressing force due to the hydraulic pressure is canceled, the wear loss torque generated between the seal ring side surface and the groove wall is reduced, and the fuel efficiency of a product using the seal ring can be improved.
[0014]
Further, according to the present invention, the oil pressure is mounted on the pair of spaced ring grooves provided on the outer peripheral surface of the shaft, and receives the hydraulic pressure supplied to the ring groove from between the pair of ring grooves on its side surface and the inner peripheral surface, A seal ring that seals with the opposite side surface and the outer peripheral surface, wherein a seal ring having a tapered surface formed on at least one side surface of the seal ring, wherein the tapered surface of the seal ring side surface is formed in a plurality of stages, There is provided a seal ring characterized in that the tapered surface has a portion in which the inclination angle of the tapered surface on the inner peripheral surface side is larger than the inclination angle of the tapered surface on the outer peripheral surface side.
[0015]
According to this seal ring, the contact between the seal ring groove side wall surface and the seal ring side surface secures the seal, and the hydraulic action direction of the other side surface is set to the axial direction of the seal ring.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As shown in FIGS. 1 and 2A and 2B, the present invention is mounted on a pair of spaced ring grooves 4 provided on the outer peripheral surface of the shaft 1, and is provided with a ring from between the pair of ring grooves. The seal ring 5 receives the hydraulic oil 8 supplied to the groove 4 on its side surface 9 and the inner peripheral surface 23, and seals the ring groove side wall surface and the inner peripheral surface of the housing 2 with the opposite side surface 6 and the outer peripheral surface 55. In the seal ring 5, the side surface of the seal ring 5 is formed such that the width on the inner peripheral side is smaller than the width on the outer peripheral side, and both side surfaces of the seal ring 5 are inclined on the outer peripheral surface side. The seal ring is characterized in that the angle α is small and the inclination angle β on the inner peripheral surface side is larger than the inclination angle α.
[0017]
Further, as shown in FIG. 2 (b), the present invention determines the angle of the seal ring 5 with respect to a plane perpendicular to the outer peripheral surface 55, that is, a plane perpendicular to the axis of the seal ring 5. On the outer peripheral surface side of the side surface, the inclination angle α is set to be gentle, that is, the inclination angle is more than 0 and 8 degrees or less, preferably 0.5 or more and 3 degrees or less. As a result, the area for forming a hydraulic path for releasing the internal hydraulic pressure from the abutting portion to the outside through the wedge-shaped gap 54 is reduced, so that the deterioration of the sealing characteristics does not occur.
[0018]
In addition, the steep inclination angle β on the inner peripheral surface side of the seal ring side surfaces 6 and 9 with respect to the aforementioned surface, that is, the taper angle is formed to be more than 8 degrees and 45 degrees or less, preferably 9 degrees or more and 11 degrees or less. Is done. As a result, a wedge-shaped gap 53 is formed between the seal ring side faces 6 and 9 and the seal ring groove side wall face 7 and is opened inward in the radial direction. The pressing force between the seal ring groove side wall surface and the seal ring groove is reduced, and the friction is reduced.
[0019]
Further, even in the case where the ring groove 4 is inclined to open outward due to the variation in processing accuracy of the seal ring groove wall surface 7, the gap 53 having the inclination angle on the inner peripheral side of the seal ring side surface is maintained because the seal ring 5 and the ring Oil can intervene between the groove 4 and the side wall surface 7 to constitute a seal ring in which a sudden increase in friction and prevention of deterioration of sealing characteristics are compatible.
[0020]
Here, with respect to the inclination angle of the side surface of the seal ring, the inclination angle α of the outer peripheral surface side 52 is set to more than 0 ° and 8 ° or less, but if the inclination angle is larger than 8 °, sufficient effect is obtained for the leak property. It will not be possible.
The inclination angle β of the inner peripheral surface 51 is more than 8 degrees and not more than 45 degrees, but when it is 8 degrees or less, the inclination angle β is radially inward between the seal ring side surface and the seal ring groove side wall surface. A wedge-shaped gap that opens is less likely to be formed, which leads to an increase in friction. Also, when it is larger than 45 degrees, no wedge-shaped gap is formed, and no cancel pressure is generated, which leads to an increase in friction.
[0021]
Further, FIG. 3 shows a special joint of the present seal ring. The boundary line 58 of the two-side taper having the different angles is located at the radial thickness L of the protrusion of the joint structure. The ring is formed annularly in the range of 0.4 to 1.2 mm from the outer circumference of the thickness a1 of the seal ring in the radial direction, and the radial length of the inner peripheral surface side taper is at least 1/4 of the a1 dimension. It is characterized by the following.
Here, if the position of the boundary line is 0.4 mm or less from the outer periphery, there is a high probability that the boundary line 58 of the seal ring is displaced from the seal ring groove side wall surface 7 in consideration of the runout of the rotation axis of the housing or the shaft. There is deterioration of characteristics. When the distance in the radial direction is larger than 1.2 mm or the taper on the inner peripheral surface side and the distance in the radial direction is 1/4 or less of the a1 dimension, the distance between the seal ring side surface and the seal ring groove side wall surface toward the radial center. The formation of a wedge-shaped gap that opens is small, so that no cancel pressure is generated and the effect of reducing friction is lost.
The "cancellation pressure" means "reduce the pressing pressure by the hydraulic pressure on the opposite side surface".
[0022]
In the above-described example, two inclined surfaces 51, 52 are formed on both the seal ring side surfaces 6, 9, but these inclined surfaces 51, 52 are formed only on the side of the seal ring that is in contact with the side wall surface 7 of the seal ring groove 4. You may.
The number of the inclined surfaces 51 and 52 is preferably two, but may be three or more. These inclined surfaces gradually increase the inclination angle toward the inner peripheral side.
[0023]
【Example】
An example of the embodiment of the present invention will be described below. The main features of this seal ring are low leakage and low friction irrespective of the manufacturing accuracy of the ring groove wall side surface 7. FIG. 2 is a cross-sectional view when the seal ring 5 is mounted in the groove 4 of the shaft. The shaft 1 and the housing 2 are made of steel, and the groove 1 of the shaft 1 is inclined outwardly to 0 to 2 ° due to variation in processing accuracy of the groove wall surface 7.
[0024]
The seal ring 5 is made of a synthetic resin material in which carbon fibers are added to polyetheretherketone (PEEK), and has an outer diameter φ50, an axial width of 2.35 mm, a radial thickness of 2.0 mm, a two-step tapered side surface 51, 52, the outer peripheral side α is 1.5 ° ± 1 °, and the inner peripheral side β is 10 ° ± 1 °. The radial thickness L of the protrusion 50 of the abutment structure is set to 1.0 mm from the outer peripheral surface, and this is set as a change point of the taper angle.
[0025]
Further, as Comparative Examples 1 and 2, 1: a conventional grooved ring having a flat side surface and 2: a single-stage tapered ring having a uniform side surface having a uniform inclination angle were tested. It was the same, and the side taper surface was 3 ° ± 1 °.
FIG. 9 shows the results of oil leakage and friction tests performed on the sealing device equipped with each of the above seal rings under the conditions of a housing rotation speed of 3000 rpm, a hydraulic pressure of 1.27 MPa, and an oil temperature of 120 ° C. As shown in FIG. 9, when the seal ring according to the embodiment of the present invention is used, the friction is reduced as compared with the seal ring of Comparative Example 1, the amount of oil leakage is reduced as compared with Comparative Example 2, and the ring groove side wall surface is reduced. It can be seen that the effect of improving low oil leak can be obtained irrespective of the processing accuracy of the steel.
Thus, according to the present invention, as shown in FIG. 9, the effect of achieving both low friction and low leakage can be obtained regardless of the processing accuracy of the ring groove wall surface of the shaft.
[0026]
The seal ring of the present invention has an advantageous effect of achieving both low friction and low leakage irrespective of the processing accuracy of the ring groove wall surface of the shaft due to its two-stage tapered side surface. It can improve fuel efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a method for using a seal ring of the present invention.
2A is a cross-sectional view illustrating a seal ring mounting portion of the seal device of the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating main dimensions of the seal ring.
FIG. 3 is a perspective view showing a mating structure of the seal ring of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing a seal ring mounting portion of a conventional side groove sealing device.
FIG. 5 is a partial plan view of the conventional seal ring shown in FIG.
FIG. 6 is a sectional view showing a seal ring mounting portion of a conventional side oil groove sealing device.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional improved sealing device and a seal ring mounting portion having a tapered side surface.
FIG. 8 is a graph showing comparison test results between a sealing device according to the present invention and a conventional sealing device.
FIG. 9 is a graph showing comparison test results between a sealing device according to the present invention and a conventional sealing device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shaft 2 Housing 3 Hydraulic passage 4 Seal ring groove 5, 5 ', 5 ", 5'" Seal ring 6 Atmospheric side seal ring side surface 7 Ring groove side surface 8 Hydraulic oil 9 Hydraulic side seal ring side surface 21 Groove 22 Radial groove 23 Seal ring inner circumferential surface 24 Oil groove 50 Projecting piece 51 Seal ring side inner circumferential slope 52 Seal ring side outer circumferential slope 53 Between seal ring side inner circumferential slope and ring groove wall surface Wedge-shaped gap 54 Wedge-shaped gap 55 between the outer peripheral side slope of the seal ring side surface and the ring groove wall surface Seal ring outer peripheral surface 56 Wedge-shaped gap 57 between the seal ring side surface and the ring groove wall surface 57 Seal ring side surface inclined surface 58 Seal Ring side inclination angle boundary line X Seal ring outer peripheral side contact part L Radial thickness α of the protrusion of the joint structure α Seal ring side outer peripheral side inclination angle β Luling side inner circumferential side tilt angle

Claims (8)

シャフトの外周面に設けた対の離間したリング溝に装着され、且つ対のリング溝の間からリング溝に供給された油圧をその側面と内周面に受け、反対側の側面と外周面とでシールするシールリングであって、該シールリングの両側面間の内周側の巾が外周側の巾より小さくなるようなテーパー面に形成したシールリングにおいて、シールリングの両側面のテーパー面を2段に形成して、そのテーパー面は、外周面側のテーパー面の傾斜角度に対して、内周面側のテーパー面の傾斜角度を大きくしたことを特徴とするシールリング。The side surface and the inner peripheral surface are attached to the pair of spaced ring grooves provided on the outer peripheral surface of the shaft, and receive the hydraulic pressure supplied to the ring groove from between the pair of ring grooves to the opposite side surface and the outer peripheral surface. A seal ring formed on a taper surface such that the width on the inner peripheral side between both side surfaces of the seal ring is smaller than the width on the outer peripheral side, wherein the tapered surfaces on both side surfaces of the seal ring are removed. A seal ring wherein the taper surface is formed in two stages, and the inclination angle of the taper surface on the inner peripheral surface side is larger than the inclination angle of the taper surface on the outer peripheral surface side. シールリングの外周側のテーパー面の傾斜角度が、シールリングの軸心方向と直角をなす平面に対する角度で、0度を超え8度以下に形成され、内周側のテーパー面の傾斜角度が8度を超え45度以下に形成されて、側面が2段テーパーをなす形状を有する請求項1記載のシールリング。The inclination angle of the taper surface on the outer peripheral side of the seal ring is an angle with respect to a plane perpendicular to the axial direction of the seal ring, and is formed to be more than 0 degree and 8 degrees or less, and the inclination angle of the taper surface on the inner peripheral side is 8 degrees. The seal ring according to claim 1, wherein the seal ring is formed to have a shape of more than 45 degrees and less than 45 degrees, and the side surface has a two-step taper. テーパー面の境界線58が、シールリングの外周から0.4mm以上1.2mm以下の範囲に環状に形成され、しかも該境界線58と内周面との間の寸法がシールリングの半径方向の厚さa1の1/4以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載のシールリング。A boundary line 58 of the tapered surface is formed in an annular shape in a range of 0.4 mm or more and 1.2 mm or less from the outer periphery of the seal ring, and the dimension between the boundary line 58 and the inner peripheral surface is in the radial direction of the seal ring. The seal ring according to claim 1 or 2, wherein the thickness is at least 1/4 of the thickness a1. シールリングの外周側のテーパー面の傾斜角度が0.5度以上3度以下であり、内周側のテーパー面の傾斜角度が9度以上11度以下である請求項2に記載のシールリング。The seal ring according to claim 2, wherein the inclination angle of the tapered surface on the outer peripheral side of the seal ring is 0.5 degrees or more and 3 degrees or less, and the inclination angle of the tapered surface on the inner peripheral side is 9 degrees or more and 11 degrees or less. シャフトの外周面に設けた対の離間したリング溝に装着され、且つ対のリング溝の間からリング溝に供給された油圧をその側面と内周面に受け、反対側の側面と外周面とでシールするシールリングであって、該シールリングの少なくとも一方の側面にテーパー面を形成したシールリングにおいて、該シールリング側面のテーパー面を複数段に形成して、そのテーパー面は、外周面側のテーパー面の傾斜角度に対して内周面側のテーパー面の傾斜角度を大きくした部分を有することを特徴とするシールリング。The side surface and the inner peripheral surface are attached to the pair of spaced ring grooves provided on the outer peripheral surface of the shaft, and receive the hydraulic pressure supplied to the ring groove from between the pair of ring grooves to the opposite side surface and the outer peripheral surface. A seal ring having a tapered surface formed on at least one side surface of the seal ring, wherein the tapered surface of the seal ring side surface is formed in a plurality of steps, and the tapered surface is formed on the outer peripheral surface side. A seal ring having a portion in which the inclination angle of the tapered surface on the inner peripheral surface side is increased with respect to the inclination angle of the tapered surface. テーパー面がシールリングの両側面に形成されている請求項5に記載のシールリング。The seal ring according to claim 5, wherein the tapered surfaces are formed on both side surfaces of the seal ring. テーパー面の傾斜角度が0.5度以上3度以下の部分と、9度以上11度以下の部分とを有する請求項5又は6に記載のシールリング。The seal ring according to claim 5, wherein the tapered surface has a portion having an inclination angle of 0.5 ° or more and 3 ° or less and a portion having a tilt angle of 9 ° or more and 11 ° or less. 請求項1乃至7のいずれかに記載されたシールリングを組み込んだ油圧シール装置。A hydraulic seal device incorporating the seal ring according to claim 1.
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