JP2005127382A - シールリング - Google Patents

Abstract

【課題】 部材摩耗の低減を図りつつ、良好なリーク特性を実現し、長期にわたって安定したシール性能を維持する品質性に優れたシールリングを提供する。
【解決手段】 シールリング１は、軸に設けられた環状溝の非密封対象流体側の側壁面をシールする第１シール部４と、ハウジングの軸孔内周面をシールする第２シール部３とを備える。第１シール部４には、側壁面に線状に当接する線接触部４１（ａ，ｂ，ｃ）が全周にわたって設けられる。リングの分離部２の凸部２１における線接触部４１ａの径と凹部２４における線接触部４１ｂの径とを異ならせることで、その間にリーク経路が形成される。線接触部４１の径変化部分はリング本体のほぼ全周にわたっており、凸部２１の端縁から凹部２４の端縁にかけて線接触部４１の径が徐々に変化（縮小）するような構成を採用している。
【選択図】 図１

Description

この発明は、互いに相対回転自在に設けられた２部材間の環状隙間をシールするためのシールリングに関する。

従来、この種のシールリングは、たとえば、自動車の自動変速機等の油圧装置に用いられている。

以下、図１４，図１５を参照して、従来技術に係るシールリングについて説明する。

図１４は従来技術に係るシールリングの平面的模式図であり、図１５は従来技術に係るシールリングの装着した状態を示す模式的断面図である。

図示のシールリング１００は、軸孔が設けられたハウジング２００と、この軸孔に挿入された軸３００との間の環状隙間をシールするためのものであり、軸３００に設けられた環状溝３０１に装着されて使用されるものである。

シールリング１００は樹脂材料から形成されるもので、軸３００に設けられた環状溝３０１の側壁面をシールするための第１シール部１０１と、ハウジング２００に設けられた軸孔の内周面をシールするための第２シール部１０２と、を備えている。

そして、密封対象流体側Ｏから非密封対象流体側Ａに向けて、図１５中矢印Ｐ方向に圧力がかかると、シールリング１００は非密封対象流体側Ａに押圧されるため、第１シール部１０１は環状溝３０１の側壁面を押圧し、また、第２シール部１０２は環状溝３０１に対向するハウジング２００に設けられた軸孔の内周面を押圧し、それぞれの位置でシールする。

このようにして、密封対象流体の非密封対象流体側Ａへの漏れを防止していた。

ここで、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に利用される場合にはＡＴＦを指している。

また、シールリング１００のリング本体には、図１４に示すように、周方向の一ヶ所に組み込み性の向上等を目的として分離部Ｓ０が設けられている。

このような分離部Ｓ０の形態として様々なものが知られているが、周囲温度の変化によっても好適に対応することのできるものとして、２段ステップ状にカットされた、特殊ステップカットが知られている。

この特殊ステップカットによれば、円周方向の壁面同士がそれぞれ密着するため、密封対象流体の漏れを防止することができ、また、円周方向に垂直な面同士が円周方向に対して隙間を有しつつ、密封対象流体側と非密封対象流体側とを遮断する構成であるために、シールリングとハウジングの材質の違いによる線膨張係数の差異によって、シールリングが円周方向に相対移動したとしても、密封状態を維持しつつ隙間の分だけ寸法の変化量を吸収できるため、周囲の温度変化に対しても好適に密封性能を維持することができる。

このようなシールリング１００においては、特に軸３００がアルミニウム合金等の軟質
材であるような場合に、シールリング１００と軸３００との相対回転による、第１シール部１０１と環状溝３０１の側壁面との間の摺動によって、特に、環状溝３０１の側壁面が摩耗してしまっていた。

これは、第１シール部１０１と環状溝３０１の側壁面との間には、潤滑油による潤滑膜が形成されにくいためであり、特に、潤滑油中に存在する異物がこれらの間にかみ込まれたり、摩耗粉の蓄積などが生じる場合には摩耗が激しくなっていた。また、シールリング１００が高圧力・高回転下で使用された場合にも、シールリング１００と軸３００との相対回転により、第１シール部１０１と環状溝３０１の側壁面とが高温となってしまい、シールリング１００が溶解してしまうこともある。

このような摩耗を低減させるための技術として、密封対象流体である潤滑油を第１シール部１０１と環状溝３０１の側壁面との間に供給させるための溝を設けることによって、潤滑膜を形成させて耐摩耗性を向上させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図１６は従来技術に係るシールリングの模式図であり、同図の（ａ）は模式的一部平面図、（ｂ）は（ａ）のｂｂ断面図、（ｃ）は（ａ）のＩ方向から見た側面図である。

すなわち、図１６に示すように、第１シール部１０１に密封対象流体側Ｏと非密封対象流体側Ａとを連通するための連通溝１０１ａを設けることによって、密封対象流体側Ｏの潤滑油を連通溝１０１ａに漏れさせるようにして、第１シール部１０１が環状溝３０１の側壁面に対して摺接した際に、これらの間に潤滑膜を形成させてシール面の潤滑状態を改善して耐摩耗性の向上を図ったものである。

また、上記連通溝１０１ａを設けることにより、潤滑膜の形成だけでなく、潤滑油中に存在する異物や摩耗により生じた摩耗粉が、第１シール部１０１と環状溝３０１の側壁面との間にかみ込まれないように非密封対象流体側Ａに排出させる機能を持たせることにより、また、潤滑膜の形成によりシール面を冷却することにより、より一層耐摩耗性の向上を図ったものである。
特開平９−９６３６３号公報

しかしながら、上記のような従来技術に係るシールリングを用いても、環状溝３０１の側壁面の摩耗の発生が散見されている。本発明者の検討の結果、潤滑油中に存在する異物が摺動面間に介在することで、軟質金属の側壁面が摩耗することがわかった。

長期使用により摩耗が進行した場合、図１７に示すように、環状溝３０１の側壁面は、第１シール部１０１が摺接される部分のみが摩耗するため、摩耗した分だけ、シールリング１００は、環状溝３０１の側壁面の元の位置よりも内部側へと押し込まれていくことになる。

そして、連通溝１０１ａの底面が、環状溝３０１の側壁面の摩耗されていない面まで達すると、図１７中矢印Ｘに示すように、連通溝１０１ａへの経路が遮断されることになり、潤滑油の供給がなされなくなり、異常摩耗が生じてしまうという不具合が発生する可能性がある。

また、従来のシールリングにおいては、環状溝の側壁面がある大きさの傾斜をもっている場合に、その側壁面に対して強い密着が得られないことがある。このため、軸の回転な
どによって第１シール部と側壁面との間にまれに隙間が生じ、その隙間に異物や摩耗粉が侵入して側壁面の摩耗を生じさせることがあった。

ここで、図１８，図１９に示すように、断面形状を台形にしたシールリング４００も知られている。このシールリング４００は、摺動フリクションを低減させるために、シール部４０２が線接触となる目的で構成されたものであり、環状溝３０１の上端縁でシール部４０２を形成する。

このシールリング４００の場合には、環状溝の側壁面が傾斜しているかいないかの有無に拘わらず、特殊ステップカットにおける凸部と凹部との間の隙間Ｚからリークが発生してしまう。また、環状溝の傾き角度によって、リーク量が変わるため、安定したリーク特性が得られないという問題もある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、部材摩耗の低減を図りつつ、良好なリーク特性を実現し、長期にわたって安定したシール性能を維持する品質性に優れたシールリングを提供することにある。

また、本発明は、シールリングを装着する環状溝の側壁面が傾斜している場合であっても、良好な密着性を確保でき、部材摩耗を低減可能なシールリングを提供することを目的とする。

本発明は、同心的に相対回転自在に組付けられる２部材のうち、一方の部材に設けられた環状溝の非密封対象流体側の側壁面をシールする第１シール部と、前記２部材のうち、他方の部材表面をシールする第２シール部と、を備え、これらのシール部によって、前記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、リング本体には周方向の一ヶ所にて分離された分離部が設けられたシールリングにおいて、前記第１シール部には、前記環状溝の非密封対象流体側の側壁面に線状に当接する線接触部が、前記分離部の一方側から他方側まで全周にわたって設けられ、前記分離部の一方側における線接触部の径と他方側における線接触部の径とは異なり、前記線接触部は、前記分離部の一方側における径から他方側における径まで径が漸次変化する径変化部分を有することを特徴とする。

第１シール部を、環状溝の非密封対象流体側の側壁面に線状に接触する線接触部としているので、摺動部の受圧面積を減らすことができる。従って、潤滑油による潤滑膜の形成を良好とすることができ、回転摺動フリクションの低減を図ることができる。また、仮に摺動部に異物が入り込んだとしても容易に排出させることできる。

また、分離部の一方側における線接触部の径と他方側における線接触部の径とが異なることにより、両方の線接触部の間に隙間が形成される。この隙間の大きさにより、密封対象流体の漏れ量（リーク量）を制御することが可能となる。

ここで、両方の線接触部の間に形成される隙間とは、分離部の一方側に設けられた線接触部と、他方側に設けられた線接触部と、一方側の線接触部と該他方側の線接触部との間のリング本体の側面と、環状溝の非密封対象流体側の側壁面とによって形成される空間であり、この空間の径方向の断面の断面積の大きさを調整することにより、リーク量を調整することができる。

このように線接触部の径は分離部の一方側と他方側において異なっているが、本発明では、その径は急激にあるいは不連続に変化するものではなく、径変化部分において漸次変化している。よって、径変化部分にあっても、線接触部の側壁面に対する当接状態が大き
く変化することはなく、良好な密着性を確保でき、線接触部と側壁面との間に隙間が形成されにくくなる。

特に、環状溝の側壁面が傾斜している場合には、径に応じて線接触部と側壁面との軸方向の相対的な位置関係が異なってくるため隙間の形成が懸念されるところ、かかる場合であっても、本発明の構成によれば傾斜（軸方向の相対的な位置関係）に応じて線接触部が追随して良好な密着性を確保でき、隙間の形成を抑制することができる。

以上より、本発明のシールリングは、部材摩耗の低減を図りつつ、良好なリーク特性を実現することができる。

また、上記構成において、径変化部分はほぼ全周にわたることが好ましい。

分離部の一方側の径から他方側の径までの変化がほぼ全周を使って行われれば径の変化率がより小さくなるので、線接触部と側壁面との密着性がさらに安定する。

さらに、径変化部分における径変化率がほぼ一定であるとなおよい。

これにより、線接触部と側壁面との密着性がほぼ均一になり、線接触部と側壁面との間に隙間が形成されることをより確実に防止することができるようになる。

上述したような分離部（合い口形状）の例としては、特殊ステップカットやステップカットを挙げることができる。

ここで、特殊ステップカットとは、シールリングにおける２つのシール面のいずれにもステップ状の分離部が形成される分離構造である。そして、分離部には、円周方向に伸びる分離面が含まれており、その分離端縁が、環状溝の非密封対象流体側の側壁面側に対するシール面において、ステップ状の分離部の一部として形成される。

一方、ステップカットとは、シールリングにおける２つのシール面のうち環状溝の非密封対象流体側の側壁面側に対するシール面側にステップ状の分離部が形成される分離構造である。そして、分離部には、円周方向に伸びる分離面が含まれており、その分離端縁が、ステップ状の分離部の一部として形成される。

また、同心的に相対回転自在に組付けられる２部材とは、例えば、軸孔が設けられたハウジングと、この軸孔に挿入された軸とをいう。そして、環状溝は、ハウジングと軸とのどちらかに設けられるものであるが、両方に設けられていてもよい。

本発明によれば、部材摩耗の低減を図りつつ、良好なリーク特性を実現し、長期にわたって安定したシール性能を維持することができる。

また、特に、シールリングを装着する環状溝の側壁面が傾斜している場合であっても、良好な密着性を確保でき、隙間の形成を防いで部材摩耗を低減することができる。

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。

図１〜図６を参照して、本発明の実施の形態に係るシールリング１について説明する。図１は本発明の実施の形態に係るシールリング１の平面図、図２は本実施の形態に係るシ
ールリング１の装着した状態を示す一部破断斜視図、図３は図１に示すシールリング１のＡ−Ａ断面図、図４はシールリング１を側壁面が傾斜している環状溝に装着した状態を示す断面図、図５は図１に示すシールリング１のＢ−Ｂ断面図、図６は図５のＣ部拡大図である。

シールリング１は、軸孔が設けられた他方の部材としてのハウジング８０と、この軸孔に挿入された一方の部材としての軸７０との間の環状隙間をシールするためのものであり、軸７０に設けられた環状溝７１に装着されて使用されるものである。

そして、シールリング１は樹脂材料から形成されるもので、軸７０に設けられた環状溝７１の非密封対象流体側Ａの側壁面７２をシールするための第１シール部４と、ハウジング８０に設けられた軸孔の内周面８１をシールするための第２シール部３と、を備えている。

そして、密封対象流体側Ｏから非密封対象流体側Ａに向けて、図３中矢印Ｐ方向に圧力がかかると、シールリング１は非密封対象流体側Ａに押圧されるため、第１シール部４は環状溝７１の側壁面７２を押圧し、また、第２シール部３は環状溝７１に対向する軸孔の内周面８１を押圧し、それぞれの位置でシールする。このようにして、密封対象流体の非密封対象流体側Ａへの漏れを防止する。

ここで、密封対象流体は、例えば潤滑油であり、特に自動車の変速機に利用される場合にはＡＴＦを指している。

また、シールリング１のリング本体には、図１に示すように、周方向の一ヶ所に組み込み性の向上等を目的として分離部２が設けられている。

このような分離部２の形態として様々なものが知られているが、本実施の形態においては、密封対象流体のリーク量が少なく、周囲温度の変化によっても好適に対応することのできるものとして、図２に示すように、２段ステップ状にカットされた特殊ステップカットを採用した。すなわち、図２に示すように、第１シール部４側と第２シール部３側のいずれにも、ステップ状の分離部が形成されている。

この特殊ステップカットは、分離された部分を介して一方側に、凸部２１と凹部２２を軸方向（図上では左右方向）一対に備え、他方側にも凹部２４と凸部２３を軸方向一対に備えるものである。そして、凸部２１と凹部２４が嵌合し、凹部２２と凸部２３が嵌合するように構成されている。

この特殊ステップカットによれば、分離部の円周方向に垂直な面同士が円周方向に対して隙間（図２中、凸部２１の先端面とこれに対向する凹部２４の対向面によって形成される隙間２７、及び凸部２３の先端面とこれに対向する凹部２２の対向面によって形成される隙間２８，及び内周側の隙間２９）を有しつつ、密封対象流体側Ｏと非密封対象流体側Ａとを遮断する構成である。

つまり、凸部２１と凹部２４は、第２シール部３と同心的な分離面２５において摺接し、かつ軸に垂直な分離面２６においても摺接するように構成されている。これにより、上述のような隙間２７，隙間２８及び隙間２９を有していても、第２シール部３及び第１シール部４のいずれも分離部２によってシール面が途切れてしまう部分はない。

従って、リング本体が熱によって膨張して、隙間２７，隙間２８及び隙間２９の間隔に変動が生じたとしても、密封状態を維持しつつ隙間の分だけ寸法の変化量を吸収できるた
め、周囲の温度変化に対しても密封性能を維持することができる。

そして、本実施の形態に係るシールリング１において、第１シール部４は、環状溝７１の側壁面７２に線状に接触する線接触部４１により構成されている。

線接触部４１は、分離部２が形成されていない領域においては、図５に示すようにシールリングの外周面（第２シール部３）であって非密封対象流体側Ａである角部から環状溝７１の側壁面７２側であって内径側（溝底側）に向かって傾斜する傾斜面４２と、シールリング１の内周面５であって非密封対象流体側Ａである角部から環状溝７１の側壁面７２側であって外径側（溝の開口部側）に向かって傾斜する傾斜面４３とにより形成される山状形状部（突出部）により構成されている。

また、線接触部４１は、分離部２が形成されている領域であって凸部２１においては、図３に示すように、シールリングの外周面（第２シール部３）であって非密封対象流体側Ａである角部から環状溝７１の側壁面７２側であって溝底側に向かって傾斜する傾斜面４２と、凸部２１の非密封対象流体側Ａ端面４８の外径側端部から環状溝７１の側壁面７２側であって外径側に向かって傾斜する傾斜面４４とにより形成される山状形状部（突出部）により構成されている。

また、線接触部４１は、分離部２が形成されている領域であって凹部２４においては、凹部２４の分離面２５の非密封対象流体側Ａである角部４７から環状溝７１の側壁面７２側であって内径側に向かって傾斜する傾斜面４５と、凹部２４の内周面５であって非密封対象流体側Ａである角部から環状溝７１の側壁面７２側であって外径側に向かって傾斜する傾斜面４６とにより形成される山状形状部（突出部）により構成されている。

ここで、説明の便宜上、分離部２が形成されている領域であって凸部２１に設けられた線接触部４１を線接触部４１ａ、分離部２が形成されている領域であって凹部２４に設けられた線接触部４１を線接触部４１ｂ、分離部２が形成されていない領域に設けられた線接触部４１を線接触部４１ｃとして説明する。

そして、線接触部４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、第１シール部４において、図１に示すように、連続的に設けられており、線接触部４１ａ，４１ｂは、分離部２において、図３に示すように、径方向に離れて設けられることにより、線接触部４１ａ，４１ｂ間でリーク経路Ｒ（図２参照）を形成している。

すなわち、図３に示すように、分離部２の一方側（凸部２１）における線接触部４１ａの径ｒ１と他方側（凹部２４）における線接触部４１ｂの径ｒ２とは異なっており、分離部２においてはほぼ平行な二条の線接触部４１ａ，４１ｂが側壁面７２に当接することになる。

互いに径の異なる線接触部４１ａと４１ｂを接続するために、線接触部４１には、径ｒ１から径ｒ２まで径が漸次変化する径変化部分が設けられている。本実施形態では、径変化部分はリング本体のほぼ全周、つまり、線接触部４１のほぼ全体にわたっており、凸部２１の端縁から凹部２４の端縁にかけて線接触部４１の径が徐々に変化（縮小）するような構成を採用している。このときの径変化率は径変化部分全体を通してほぼ一定に設定されている。喩えるならば、線接触部４１は、円弧でなく、渦巻き状の形状を呈しているといえる。

仮に、線接触部４１の径変化部分を極めて短くしたり（急激な径変化）、階段状に変化させたり（不連続な径変化）した場合には、軸の回転や密封流体の圧力変動などによって
シールリング１の撓み量や姿勢が変化したときに、その径変化部分において線接触部４１と側壁面７２との間に隙間が形成されるおそれがある。このような現象は、図４に示すように、環状溝７１の側壁面７２が傾斜をもっている場合に特に発生しやすい。これは、径に応じて線接触部４１と側壁面７２との軸方向の相対的な位置関係が異なってくるため、径が大きい部分と径が小さい部分とでリング本体の撓み量が異なり、その結果、径変化部分にねじれが生じて隙間が形成されてしまうためである。

これに対し、本実施形態の構成によれば、径変化が緩やかに設定されているので、リング本体の撓み量も緩やかに変化する。しかも、径変化をほぼ全周にわたり行うことで径変化率を十分に小さくし、かつ、その変化率をほぼ一定にしたことにより、撓み量が十分に小さくかつほぼ一定になるようにしている。よって、線接触部４１の側壁面に対する当接状態が大きく変化することはなく、良好な密着性を確保でき、隙間が形成されにくくなる。

なお、本実施形態では、径変化部分をほぼ全周にわたり設けているが、隙間の形成を抑制する目的が達成される程度に撓み量が小さくなるのであれば、必ずしも全周にわたり設ける必要はない。たとえば、約１／４周以上にわたり径変化部分が設けられていれば十分と考えられる。このとき、径変化部分は、有端状のリング本体のいずれか一方の端部（凸部２１または凹部２４）に寄せて設けられているとよい。軸方向の移動に関して自由端となる端部のほうが撓みやすいため、側壁面７２との当接状態を良好に保てるからである。

続いて、図３を用いて、シールリングの分離部における線接触部の断面形状について説明する。

図３において、線接触部４１ａ，４１ｂ間の径方向の長さをａ、凸部２１の非密封対象流体側Ａ端面４８の径方向長さをｂ、線接触部４１から凸部２１の非密封対象流体側Ａ端面４８までの軸方向の長さをｃ、寸法ａ，ｂ及びｃにより決定される断面部をＳ、第２シール部３から線接触部４１ａまでの径方向の長さをｌ、軸に垂直な面に対して傾斜面４３がなす角度をθ１、軸に垂直な面に対して傾斜面４２がなす角度をθ２、としている。

そして、寸法ａ，ｂ及びｃにより決定される断面部Ｓは、線接触部４１ａ，４１ｂと凸部２１の非密封対象流体側Ａ端面４８と環状溝７１の側壁面７２とにより形成される空間の径方向の断面であり、すなわち、分離部２において線接触部４１ａ，４１ｂが径方向に離れて設けられることにより形成されるリーク経路の断面である。従って、この断面部Ｓの面積を適宜調整することにより、リーク量を制御することが可能となる。

断面部Ｓの面積を調整するということは、すなわち、寸法ａ，ｂ及びｃを調整することである。

寸法ａ，ｂ及びｃはリーク量を低減する観点からは小さい方が望ましいが、小さすぎると密封対象流体中の異物が通過することができなくなる。

従って、寸法ｂ及びｃは、０．１〜０．５ｍｍ、好ましくは、０．１５〜０．３ｍｍが適当である。また、異物の通過しやすさと、リーク量の低減とを考慮すると、寸法ｂと寸法ｃとを略等しくすることが望ましい。

また、寸法ａを寸法ｂよりも若干大きくして、リーク経路側面にテーパをつけることによって、成形時の離型性を良好にしている。

また、寸法ｌは、軸とシールリングとの相対回転によって生じる引き摺りトルクを低減
する上では小さいことが望ましいが、小さすぎると、線接触部４１において、環状溝７１の側壁面７２に当接せずにハウジング８０の軸孔と軸７０との間の環状隙間に位置してしまう可能性があり、すなわち、シールリング側面と、環状溝７１の側壁面７２との線接触部分に隙間が生じてしまい、リーク量が増大する虞がある。

従って、ハウジング内径寸法をＨ、軸外径寸法をＪ、ｊ＝０．１〜０．３ｍｍとした場合に、
ｌ＝Ｈ−Ｊ＋ｊ
程度とするのが適当である。

また、シールリングが密封対象流体の圧力によりねじれて変形してしまう虞がある。シールリング側面の角度θ１及びθ２が小さすぎると、シールリングが密封対象流体の圧力によりねじれて変形してしまった場合に、線接触状態を保てなくなることが考えられる。また、シールリング側面の角度θ１及びθ２が大きすぎる場合には、シールリングの断面積が減少してしまうので、シールリングの成形が困難となってしまう。

従って、角度θ１及びθ２は、５〜２０度とすることが望ましい。

ここで、図６は図５のＣ部の拡大図であり、線接触部４１を拡大したものである。図に示すように、線接触部４１の先端は径方向に所定の幅を持ち、その幅ｌｓは、リーク量抑制と異物排出性を考慮して、０．０５〜０．３ｍｍ、好ましくは、０．１〜０．２ｍｍとするとよい。また、線接触部４１の両端のＲ０．１以下に面取りされていることが好ましい。

本実施の形態では、凸部２１と凹部２４とにおいて、それぞれ周方向の分離端部まで線接触部４１が設けられることにより、径方向に投影した場合に凸部２１と凹部２４とに設けられた線接触部４１ａ，４１ｂがそれぞれ重なるようにしているが、これに限るものではない。

すなわち、凸部２１と凹部２４とにおいて、それぞれ周方向の分離端部まで線接触部が設けられていなくてもよく、分離部２の断面形状において、リーク経路を構成する断面部Ｓが形成されていればよい。また、径方向に投影した場合に凸部２１と凹部２４とに設けられた線接触部が重ならなくても、凸部２１と凹部２４とに設けられた線接触部が径方向に離れていれば、リーク経路は形成されるので、断面部Ｓが形成されたものとして、断面部Ｓを調整することにより、リーク量を制御可能である。

シールリング１を構成する材料としては、耐熱性樹脂と充填材からなる樹脂組成物を適用することができる。

ここで、耐熱樹脂としては、例えば、ポリシアノアリールエーテル系樹脂（ＰＥＮ），ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂等の芳香族ポリエーテルケトン樹脂，芳香族系熱可塑性ポリイミド樹脂，ポリアミド４−６系樹脂，ポリフェニレンサルファイド系樹脂，ポリテトラフロロエチレン系樹脂などの耐熱性，耐燃性，耐薬品性に優れ、優れた機械的性質を示す樹脂が挙げられる。

なお、充填材は、材料の機械的強度の向上、耐摩耗性の向上、低摩擦特性の付与等を目的に配合されるものであり、特に限定されるものではない。

このように構成されるシールリングにおいては、第１シール部４を、環状溝７１の側壁面７２に線状に接触する線接触部としているので、摺動部の受圧面積を減らすことができ
る。従って、潤滑油による潤滑膜の形成を良好とすることができ、回転摺動フリクションの低減を図ることができる。また、仮に摺動部に異物が入り込んだとしても容易に排出させることできる。

また、分離部２の凸部２１側における線接触部４１ａの径ｒ１と凹部２４側における線接触部４１ｂの径ｒ２とが異なることにより、両方の線接触部４１ａ，４１ｂの間に隙間が形成される。この隙間の大きさにより、リーク量を制御することが可能となる。隙間の大きさとは、上述した断面部Ｓであり、すなわち寸法ａ，ｂ及びｃを調整することにより、リーク量を制御することができる。

さらに、線接触部を径方向に投影した場合に凸部２１と凹部２４とに設けられた線接触部４１ａ，４１ｂがそれぞれ重なるように設けることにより、線接触部４１ａ，４１ｂと凸部２１の非密封対象流体側Ａ端面４８と環状溝７１の側壁面７２とにより形成された空間が柱状となり、すなわち、リーク経路Ｒが柱状となり、この領域の通油抵抗を大きくすることができるので、よりリーク量を低減させることが可能となる。

また、この領域、すなわち線接触部を径方向に投影した場合に凸部２１と凹部２４とに設けられた線接触部４１ａ，４１ｂが重なる周方向の長さを調整することにより、リーク量を制御することができる。

そして本実施形態では、線接触部４１の径は急激にあるいは不連続に変化するものでなく、径変化部分において漸次変化している。よって、径変化部分にあっても、線接触部４１の側壁面７２に対する当接状態が大きく変化することはなく、良好な密着性を確保でき、線接触部４１と側壁面７２との間に隙間が形成されにくくなる。

特に、環状溝７１の側壁面７２が傾斜している場合には、径に応じて線接触部４１と側壁面７２との軸方向の相対的な位置関係が異なってくるため、隙間の形成が懸念されるところ、かかる場合であっても、傾斜（軸方向の相対的な位置関係）に応じて線接触部４１が追随して良好な密着性を確保でき、隙間の形成を抑制することができる。

以上より、本実施形態のシールリング１は、部材摩耗の低減を図りつつ、良好なリーク特性を実現することができる。

なお、上記実施形態は本発明の一具体例を例示したものにすぎない。本発明の範囲は上記実施形態に限られるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。以下に、変形例を挙げる。ただし、上記実施形態の構成と対応する部分については同一の符号を付すものとする。

（変形例１）
図７〜図９は、上記実施形態（図１〜図６）に対する変形例１であり、シールリングの内周側に径方向の面が平坦となる平坦面Ｍを設けた点において上記実施形態と異なる。図７はシールリング１Ａを示す平面図、図８は図７に示すシールリング１ＡのＤ−Ｄ断面図、図９は図７に示すシールリング１ＡのＥ−Ｅ断面図である。

変形例１においても、分離部の一方側における線接触部４１ａの径と他方側における線接触部４１ｂの径とが異なることでリーク経路が形成され、また、線接触部４１の径は漸次変化している。よって、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、変形例１では、離型時に、この平坦面Ｍに離型用の突き出しピンを当接させることにより、線接触部４１を構成する傾斜面に突き出しピンが当接することがないので、シ
ールリングの形状を損なうことなく離型することが可能となる。

（変形例２）
図１０〜図１３は、上記実施形態（図１〜図６）に対する変形例２であり、リング本体の断面形状をほぼ矩形状とし、断面略矩形状のシールリング１Ｂの非密封対象流体側Ａの側面に、環状溝７１の側壁面７２に向かって突出して線状に接触する線接触部を設けた点において上記実施形態と異なる。図１０はシールリング１Ｂの平面図、図１１はシールリング１Ｂの装着した状態を示す一部破断斜視図、図１２は図１０に示すシールリング１ＢのＦ−Ｆ断面図、図１３は図１０に示すシールリング１ＢのＧ−Ｇ断面図である。

シールリング１Ｂにおいて、第１シール部４は、断面略矩形状のシールリングの非密封対象流体側Ａの側面から環状溝７１の側壁面７２に向かって突出して、側壁面７２に線状に接触する山状形状の線接触部４１により構成されている。

変形例２においても、分離部の一方側における線接触部４１ａの径と他方側における線接触部４１ｂの径とが異なることでリーク経路Ｒが形成され、また、線接触部４１の径は漸次変化している。よって、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、変形例２では、断面略矩形状のシールリングの側面に線接触部を設けたので、型の加工が簡易となり、上記変形例１のような平坦面を設けることなく離型性も向上する。

以下に、上記実施の形態に基づく、より具体的な実施例について説明する。

まず、比較例１として、数種類の充填材を配合したポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を用いて射出成形した断面略矩形状のシールリング１００（従来技術の項で説明した図１４，図１５に示すシールリング）を使用した。

次に、比較例２として、シールリング１００に追加工を施すことで図２０に示す形状のシールリング１１０を得た。

また、本発明の実施例として、シールリング１００に追加工を施すことで図１に示す形状のシールリング１を得た。

ここで、比較例２のシールリング１１０と実施例のシールリング１の各部の寸法は、シールリング外径＝４７．８５ｍｍ，シールリング肉厚＝１．９ｍｍ，シールリング高さ＝２ｍｍ，ｌ＝０．６ｍｍ，θ１＝約１５度，θ２＝約１５度，ｂ＝０．２５ｍｍ，ｃ＝０．２５ｍｍ，ｌｓ＝０．２ｍｍ に設定した。

ただし、実施例のシールリング１では、線接触部の径変化がシールリング１のほぼ全周にわたり行われているのに対し、比較例２のシールリング１１０では、分離部近傍１１１で急激に径が変化している点で異なっている。

なお、分離部（合い口形状）は本実施例，比較例１，２とも特殊ステップカットである。

これら３種類のシールリングを用いて、耐久試験を行った。

条件としては、流入油温＝８０℃，油圧＝１．３ＭＰａ，軸回転数＝４０００ｒｐｍ，周速＝１０ｍ／ｓ，油種＝ＡＴＦ，軸側面の材質＝ＡＤＣ１２，ハウジング材質＝Ｓ４５
Ｃ，軸側面の傾き＝１度，試験時間＝１４４時間 とし、異物として２４時間ごとに「ＪＩＳ Ｚ ８９０１ 試験用ダスト ７種（関東ローム）」１０ｍｇをシールリング装着部直前の配管に投入した。

試験結果を表１に示す。なお、１０００ ｃｃ／ｍｉｎ＝１ ｌ／ｍｉｎである。

表１に示されるように、本実施例は、比較例１および比較例２よりもアルミ軸摩耗深さが格段に少ない。よって、試験開始から終了までほとんどリーク量が変化することなく、長期にわたって安定したシール性能を維持できることが確認された。

本発明の実施の形態に係るシールリングの平面図である。 図１に示すシールリングを装着した状態を示す一部破断斜視図である。 図１に示すシールリングのＡ−Ａ断面図である。 図１に示すシールリングを側壁面が傾斜している環状溝に装着した状態を示す断面図である。 図１に示すシールリングのＢ−Ｂ断面図である。 図５のＣ部拡大図である。 本発明の実施の形態に係るシールリングの変形例１を示す平面図である。 図７に示すシールリングのＤ−Ｄ断面図である。 図７に示すシールリングのＥ−Ｅ断面図である。 本発明の実施の形態に係るシールリングの変形例２を示す平面図である。 図１０に示すシールリングを装着した状態を示す一部破断斜視図である。 図１０に示すシールリングのＦ−Ｆ断面図である。 図１０に示すシールリングのＧ−Ｇ断面図である。 従来技術に係るシールリングを示す平面図である。 図１４に示すシールリングを装着した状態を示す断面図である。 従来技術に係るシールリングを示す図である。 環状溝の側壁面の摩耗を説明するための図である。 従来技術に係るシールリングを示す斜視図である。 図１８に示すシールリングを装着した状態を示す断面図である。 比較例２のシールリングの平面図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ シールリング
２ 分離部
２１ 凸部
２２ 凹部
２３ 凸部
２４ 凹部
２５ 分離面
２６ 分離面
２７，２８，２９ 隙間
３ 第２シール部
４ 第１シール部
４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ 線接触部
４２、４３，４４，４５，４６ 傾斜面
４７ 角部
４８ 凸部２１の非密封対象流体側端面
５ 内周面
７０ 軸
７１ 環状溝
７２ 側壁面
８０ ハウジング
８１ 内周面
Ａ 非密封対象流体側
Ｏ 密封対象流体側
Ｒ リーク経路

Claims (3)

1. 同心的に相対回転自在に組付けられる２部材のうち、一方の部材に設けられた環状溝の非密封対象流体側の側壁面をシールする第１シール部と、
   前記２部材のうち、他方の部材表面をシールする第２シール部と、
   を備え、これらのシール部によって、前記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、
   リング本体には周方向の一ヶ所にて分離された分離部が設けられたシールリングにおいて、
   前記第１シール部には、前記環状溝の非密封対象流体側の側壁面に線状に当接する線接触部が、前記分離部の一方側から他方側まで全周にわたって設けられ、
   前記分離部の一方側における線接触部の径と他方側における線接触部の径とは異なり、
   前記線接触部は、前記分離部の一方側における径から他方側における径まで径が漸次変化する径変化部分を有することを特徴とするシールリング。
2. 前記径変化部分はほぼ全周にわたることを特徴とする請求項１記載のシールリング。
3. 前記径変化部分における径変化率はほぼ一定であることを特徴とする請求項１または２記載のシールリング。

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