JP2009024712A

JP2009024712A - 密封装置

Info

Publication number: JP2009024712A
Application number: JP2007185414A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Horie; 聡堀江
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2007-07-17
Filing date: 2007-07-17
Publication date: 2009-02-05

Abstract

【課題】相対移動する二部材のうちの一方の部材２に設けられた装着溝３と、装着溝３に装着されて他方の部材４に摺動自在に密接するシールリング５とを有する密封装置１において、低フリクション性を確保する。
【解決手段】装着溝３の溝底部にシールリング５の逃げスペース６を設定し、シールリング５を装着溝３に装着して他方の部材４に密接させたときにシールリング５は圧縮変形してその一部が逃げスペース６に逃げ込むことにより圧縮反力を低減させる。また装着溝３の軸方向幅ｗ_２よりもシールリング５の軸方向幅ｗ_１を大きく設定して装着溝３にシールリング５を圧入したときに装着溝３の一対の側面３ｂ，３ｃがシールリング５を挟持する構造を有する。また装着溝に対するシールリングの初期的な装着深さを規定する位置決め構造を装着溝の内部に有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、密封装置に係り、更に詳しくは、低フリクションの要求に応えることができる密封装置に関するものである。

従来から図５に示すように、相対移動する二部材のうちの一方の部材５１に設けられた装着溝５２と、前記装着溝５２に装着されて他方の部材５３に摺動自在に密接するシールリング５４とを有する密封装置が知られている。

装着溝５２は、一方の部材５１の周面に環状に形成され、その断面形状を略矩形状に形成されている。一方、シールリング５４は、所定のゴム状弾性体によって環状に形成され、その断面形状を溝底側を方形とするとともに摺動側を円形とする略Ｄ字形状に形成されている。また、図示した装着状態において、シールリング５４の溝底側端部５４ａは装着溝５２の底面５２ａに着座（密接）するとともに摺動側端部５４ｂは他方の部材５３の周面５３ａに摺動自在に密接するように構成されている（特許文献１）。

しかしながら上記従来技術には、以下のような不都合がある。

すなわち、上記密封装置が例えば自動車等車両のオートマチックトランスミッション（ＡＴ）におけるクラッチピストン部に往復動用密封装置として用いられる場合、上記密封装置のシールリング５４には、ピストンの作動を円滑にするため、低フリクション性（低摩擦性）が求められる。

しかしながら上記従来技術では、シールリング５４の溝底側端部５４ａが装着溝５２の底面５２ａに着座するとともに摺動側端部５４ｂが他方の部材５３の周面５３ａに摺動自在に密接することから、溝底側端部５４ａおよび摺動側端部５４ｂ共にそれぞれ圧縮反力が発生する。したがって、シールリング５４全体として大きな圧縮反力が発生し、かつ圧縮反力を低減させる要素がないことから、必要とされる低フリクション性を確保できないことがある。

特開２００６−３１６９４７号公報特開平６−１７３９７２号公報

本発明は以上の点に鑑みて、必要とされる低フリクション性を確保することができるように工夫を凝らした密封装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１による密封装置は、相対移動する二部材のうちの一方の部材に設けられた装着溝と、前記装着溝に装着されて他方の部材に摺動自在に密接するシールリングとを有する密封装置において、前記装着溝の溝底部に前記シールリングの逃げスペースを設定し、前記シールリングを前記装着溝に装着して前記他方の部材に密接させたときに前記シールリングは圧縮変形してその一部が前記逃げスペースに逃げ込むことにより圧縮反力を低減させる構造を有することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２による密封装置は、上記した請求項１記載の密封装置において、装着溝の軸方向幅よりもシールリングの軸方向幅を大きく設定して前記装着溝に前記シールリングを圧入したときに前記装着溝の一対の側面が前記シールリングを挟持する構造を有することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３による密封装置は、上記した請求項１記載の密封装置において、装着溝に対するシールリングの初期的な装着深さを規定する位置決め構造を前記装着溝の内部に有することを特徴とするものである。

更にまた、本発明の請求項４による密封装置は、上記した請求項１、２または３記載の密封装置において、シールリングは、クラッチピストンに装着されるＤリングであることを特徴とするものである。

上記構成を有する本発明のように装着溝の溝底部にシールリングの逃げスペースを設定すると、シールリングを装着溝に装着して他方の部材に密接させたときにシールリングは圧縮変形してその一部が逃げスペースに逃げ込むことになる。したがって、この逃げ込む部位においては圧縮反力が発生しないことになり、よってこの分、発生する圧縮反力を低減させることが可能となる。

但し、装着溝の溝底部に上記したような逃げスペースを設定すると、装着溝の内部においてシールリングが溝深さ方向に動き易くなることから、初期的な保持機能（シールリングを装着溝に装着したときに装着溝がシールリングを保持する機能、シールリングは装着溝に装着されることにより装着溝によって初期的に保持され、次いで他方の部材と組み付けられることにより圧縮反力を発生させるように大きく弾性変形せしめられる）や、シール機能（シールリングと装着溝内面との間のシール機能、この両者間に隙間が形成されると密封流体が洩れてしまうことになる）が損なわれることが懸念される。そこで、本発明では、以下の対策により初期的な保持機能やシール機能を確保することにした。

すなわち、第一の対策として、装着溝の軸方向幅よりもシールリングの軸方向幅を大きく設定して装着溝にシールリングを圧入したときに装着溝の一対の側面がシールリングを挟持する構造とする。この構造によれば、装着溝の一対の側面がシールリングを挟持することによりシールリングを初期的に保持することが可能となり、しかも装着溝の側面とシールリングとが密接するので、装着溝の底面とシールリングとが離れていても、シール機能を確保することが可能となる。

また、第二の対策として、装着溝に対するシールリングの初期的な装着深さを規定する位置決め構造を装着溝の内部に設けることにする。この構造によると、シールリングが位置決め構造に係合することによりシールリングを初期的に保持するとともに位置決めすることが可能となり、しかもシールリングと位置決め構造とが密接するので、シール機能を確保することが可能となる。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち、上記したように本発明においては、装着溝の溝底部にシールリングの逃げスペースが設定されているために、シールリングを装着溝に装着して他方の部材に密接させたときにシールリングは圧縮変形してその一部が逃げスペースに逃げ込むことになる。したがって、この逃げ込む部位においては圧縮反力が発生しないことから、この分、発生する圧縮反力を低減させることが可能となる。したがって本発明所期の目的どおり、必要とされる低フリクション性を確保することができる。

また、装着溝の軸方向幅よりもシールリングの軸方向幅を大きく設定して装着溝にシールリングを圧入したときに装着溝の一対の側面がシールリングを挟持する構造を有することにより、シールリングを初期的に保持することが可能となり、しかも装着溝の側面とシールリングとが密接するので、装着溝内面およびシールリング間のシール機能を確保することが可能となる。

また、装着溝に対するシールリングの初期的な装着深さを規定する位置決め構造を装着溝の内部に有することにより、シールリングを初期的に保持するとともに位置決めすることが可能となり、しかもシールリングと位置決め構造とが密接するので、シールリングおよび装着溝内面間のシール機能を確保することが可能となる。

シールリングは例えばクラッチピストンに装着されるＤリングであるが、本発明はその他の密封装置としても利用することができる。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第一実施例・・・
図１は、本発明の第一実施例に係る密封装置１の要部断面を示している。

当該第一実施例に係る密封装置１は、相対移動する二部材のうちの一方の部材２に設けられた装着溝３と、前記装着溝３に装着されて他方の部材４に摺動自在に密接するシールリング５とを有している。一方の部材２は例えば自動車等車両のオートマチックトランスミッション（ＡＴ）におけるクラッチピストン部のアルミ製ピストンであり、他方の部材４は例えば同クラッチピストン部のピストンハウジングである。したがってこの場合は、ピストンハウジングの内部に円筒状のピストン室が設けられてこのピストン室に環状のアルミピストンが軸方向往復動自在に挿入され、このピストンの内周面に環状の装着溝３が設けられてこの装着溝３にシールリング５が装着され、このシールリング５がその内周部をもってハウジングの周面（ピストン室の内側周面）に摺動自在に密接することになる。以下、一方の部材をピストン２、他方の部材をハウジング４として説明する。符号０は中心軸線である。

図１に示すように、ピストン２の内周面に環状の装着溝３が設けられ、この装着溝３にシールリング５が装着されている。図はピストン２を未だハウジング４に組み付ける以前の状態を示しており、よってハウジング４は仮想線（一点鎖線）で示されている。

装着溝３は、断面矩形状ないし略矩形状に形成され、円筒面状の底面３ａと、軸直角平面状の一対の側面３ｂ，３ｃとを有している。

シールリング５は、所定のゴム状弾性体によって環状に形成され、その断面形状を外周部である溝底側端部５ａにおいて方形とされるとともに内周側端部である摺動側端部５ｂにおいて円形とされて断面Ｄ字形状ないし略Ｄ字形状に形成されている。また、このシールリング５の外径寸法φＤ_１は装着溝３の底面３ａの径寸法φＤ_２よりも小さく設定されるとともに（Ｄ_１＜Ｄ_２）、内径寸法φＤ_３はハウジング４の周面（ピストン室の内側周面）４ａの径寸法φＤ_４よりも小さく設定されている（Ｄ_３＜Ｄ_４）。またシールリング５の軸方向幅ｗ_１は、装着溝３の軸方向幅ｗ_２よりも少々大きく設定されている（ｗ_１＞ｗ_２）。

装着溝３およびシールリング５は上記寸法関係を有しているので、図示したように装着溝３にシールリング５を装着すると、装着溝３の溝底部にシールリング５の逃げスペース６が設定されることになる。逃げスペース６は、シールリング５の外周側に設定された環状の空間である。そして引きつづき、シールリング５をハウジング４の周面４ａに密接させると、シールリング５は径方向に圧縮変形してその一部が逃げスペース６に逃げ込むことにより圧縮反力を低減させることになる。すなわち、装着溝３に装着したシールリング５をハウジング４の周面４ａに密接させると、シールリング５はその内径側からハウジング４によって押圧されるので、シールリング５の摺動側端部５ｂは圧縮され、該部に圧縮反力が発生する。またシールリング５の摺動側端部５ｂがハウジング４によって押圧されてその内径寸法Ｄ_３を拡大するように弾性変形すると、シールリング５の溝底側端部５ａはその外径寸法Ｄ_１を拡大するように弾性変形するが、こちらのほうは逃げスペース６に逃げ込むことから、圧縮反力は発生しないことになる。したがって、シールリング５全体として摺動の相手方であるハウジング４から逃げるかたちとなることから、必要な低フリクション性を実現することができる。当該実施例の場合、装着溝３の断面形状は矩形であるため、シールリング５の外周側にはその全幅に亙って逃げスペース６が設定される。

また、装着溝３の軸方向幅ｗ_２よりもシールリング５の軸方向幅ｗ_１のほうが大きく設定されて装着溝３にシールリング５を圧入したときに装着溝３の一対の側面３ｂ，３ｃがシールリング５を挟持する構造とされているために、シールリング５を初期的に保持することが可能とされている。また、装着溝３の側面３ｂ，３ｃとシールリング５とが密接するので、該部シール機能を確保することも可能とされている。

第二実施例・・・
図２は、本発明の第二実施例に係る密封装置１の要部断面を示している。当該第二実施例において、装着溝３の側面３ｂ，３ｃは次第に拡がるテーパー状（円錐面状）とされ、このテーパー状の側面３ｂ，３ｃによってシールリング５を初期的に径方向に位置決めする位置決め構造７が設けられている。

当該第二実施例に係る密封装置１は、相対移動する二部材のうちの一方の部材２に設けられた装着溝３と、前記装着溝３に装着されて他方の部材４に摺動自在に密接するシールリング５とを有している。一方の部材２は例えば自動車等車両のオートマチックトランスミッション（ＡＴ）におけるクラッチピストン部のアルミ製ピストンであり、他方の部材４は例えば同クラッチピストン部のピストンハウジングである。したがってこの場合は、ピストンハウジングの内部に円筒状のピストン室が設けられてこのピストン室に環状のアルミピストンが軸方向往復動自在に挿入され、このピストンの内周面に環状の装着溝３が設けられてこの装着溝３にシールリング５が装着され、このシールリング５がその内周部をもってハウジングの周面（ピストン室の内側周面）に摺動自在に密接することになる。以下、一方の部材をピストン２、他方の部材をハウジング４として説明する。符号０は中心軸線である。

図２に示すように、ピストン２の内周面に環状の装着溝３が設けられ、この装着溝３にシールリング５が装着されている。図はピストン２を未だハウジング４に組み付ける以前の状態を示しており、よってハウジング４は仮想線（一点鎖線）で示されている。

装着溝３は、断面台形状ないし略台形状に形成され、円筒面状の底面３ａと、この底面３ａから開口部へかけて溝幅を漸次拡大する向きに傾斜するテーパー面状の一対の側面３ｂ，３ｃとを有している。

シールリング５は、所定のゴム状弾性体によって環状に形成され、その断面形状を外周部である溝底側端部５ａにおいて方形とされるとともに内周側端部である摺動側端部５ｂにおいて円形とされて断面Ｄ字形状ないし略Ｄ字形状に形成されている。また、このシールリング５の外径寸法φＤ_１は装着溝３の底面３ａの径寸法φＤ_２よりも小さく設定されるとともに（Ｄ_１＜Ｄ_２）、内径寸法φＤ_３はハウジング４の周面（ピストン室の内側周面）４ａの径寸法φＤ_４よりも小さく設定されている（Ｄ_３＜Ｄ_４）。またシールリング５の軸方向幅ｗ_１は、装着溝３の底面３ａ側の最小軸方向幅ｗ_３よりも大きく、かつ開口側の最大軸方向幅ｗ_４よりも小さく設定されている（ｗ_３＜ｗ_１＜ｗ_４）。またこのシールリング５の軸方向幅ｗ_１は、シールリング５を装着溝３に装着したとき、シールリング５の外周面両端部５ｃ，５ｄがそれぞれ丁度テーパー状の側面３ｂ，３ｃに当接して径方向に係合する大きさに設定され、これにより上記位置決め構造７が設けられている。

装着溝３およびシールリング５は上記寸法関係を有しているので、図示したように装着溝３にシールリング５を装着すると、装着溝３の溝底部にシールリング５の逃げスペース６が設定される。逃げスペース６は、シールリング５の外周側に設定された環状の空間である。そして引きつづき、シールリング５をハウジング４の周面４ａに密接させると、シールリング５は径方向に圧縮変形してその一部が逃げスペース６に逃げ込むことにより圧縮反力を低減させることになる。すなわち、装着溝３に装着したシールリング５をハウジング４の周面４ａに密接させると、シールリング５はその内径側からハウジング４によって押圧されるので、シールリング５の摺動側端部５ｂは圧縮され、該部に圧縮反力が発生する。またシールリング５の摺動側端部５ｂがハウジング４によって押圧されてその内径寸法Ｄ_３を拡大するように弾性変形すると、シールリング５の溝底側端部５ａはその外径寸法Ｄ_１を拡大するように弾性変形するが、こちらのほうは逃げスペース６に逃げ込むことから、大きな圧縮反力が発生することはない。したがって、シールリング５全体として摺動の相手方であるハウジング４から逃げるかたちとなることから、必要な低フリクション性を実現することができる。当該実施例の場合、装着溝３の断面形状は台形とされているため、シールリング５の外周部のうちその軸方向中央部に逃げスペース６が設定される。

また、装着溝３の側面３ｂ，３ｃがテーパー状とされて装着溝３に対するシールリング５の初期的な装着深さを規定する位置決め構造７が設けられているために、シールリング５を初期的に保持するとともに径方向に位置決めすることが可能とされており、しかもシールリング５と位置決め構造７とが密接するので、シールリング５および装着溝３内面間のシール機能を確保することが可能とされている。

尚、当該第二実施例の場合、装着溝３に装着されたシールリング５は、その外周面両端部５ｃ，５ｄがテーパー状の側面３ｂ，３ｃと係合することによって装着溝３により保持されるので、上記第一実施例の場合のような軸方向の圧縮しろ（代）は必ずしも必要とされない。

第三および第四実施例・・・
また、上記第二実施例では、装着溝３の側面３ｂ，３ｃをテーパー状に形成することでシールリング５の位置決め構造７としたが、第三実施例として図３に示すように、軸直角平面状の側面３ｂ，３ｃに段差３ｄ，３ｅを設けることにより位置決め構造７としても良く、この場合は、シールリング５が段差３ｄ，３ｅと係合することによって径方向の位置決めがなされることになる。その他の構成および作用効果は第二実施例と同じである。また段差３ｄ，３ｅは、図３に示したような互いに軸方向に変位した軸直角平面同士の組み合わせ形状のほか、図４に示すように軸直角平面とテーパー面（テーパーの向きは第二実施例と同様、溝底へ向けて溝幅が漸次狭まる向きとする）との組み合わせ形状であっても良い。

また、本発明には更に、以下の技術的事項が含まれる。

すなわち、上記各実施例では、ピストン２の内周面に設けた装着溝３にシールリング５を装着してこのシールリング５をその内周部をもってハウジング４の周面（ピストン室の内側周面）４ａに密接させる場合につき説明したが、ピストン２の外周面にも同様の構造を設定することが可能である。したがって本発明の技術的範囲には、ピストンの外周面に設けた装着溝にシールリングを装着してこのシールリングをその外周部をもってハウジングの周面（ピストン室の外側周面）に密接させる場合が含まれる。また、装着溝をハウジング側に設けてシールリングをピストンに密接させることも考えられるので、本発明の技術的範囲にはこのような場合も含まれる。

本発明の第一実施例に係る密封装置の要部断面図本発明の第二実施例に係る密封装置の要部断面図本発明の第三実施例に係る密封装置の要部断面図本発明の第四実施例に係る密封装置の要部断面図従来例に係る密封装置の要部断面図

符号の説明

１密封装置
２ピストン（一方の部材）
３装着溝
３ａ底面
３ｂ，３ｃ側面
３ｄ，３ｅ段差
４ハウジング（他方の部材）
４ａ周面
５シールリング
５ａ溝底側端部
５ｂ摺動側端部
５ｃ，５ｄ端部
６逃げスペース
７位置決め構造
０中心軸線

Claims

相対移動する二部材のうちの一方の部材に設けられた装着溝と、前記装着溝に装着されて他方の部材に摺動自在に密接するシールリングとを有する密封装置において、
前記装着溝の溝底部に前記シールリングの逃げスペースを設定し、
前記シールリングを前記装着溝に装着して前記他方の部材に密接させたときに前記シールリングは圧縮変形してその一部が前記逃げスペースに逃げ込むことにより圧縮反力を低減させる構造を有することを特徴とする密封装置。
請求項１記載の密封装置において、
装着溝の軸方向幅よりもシールリングの軸方向幅を大きく設定して前記装着溝に前記シールリングを圧入したときに前記装着溝の一対の側面が前記シールリングを挟持する構造を有することを特徴とする密封装置。
請求項１記載の密封装置において、
装着溝に対するシールリングの初期的な装着深さを規定する位置決め構造を前記装着溝の内部に有することを特徴とする密封装置。
請求項１、２または３記載の密封装置において、
シールリングは、クラッチピストンに装着されるＤリングであることを特徴とする密封装置。