JP2009293753A - シールリングおよびこれを有するシール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】カット部より油を意図的にリークさせたりシールリングと一方の部材との接触面積を低減させたりすることなく、シールリングの放熱性を向上させることができ、もってシールリングの摺動摩耗を抑制する。
【解決手段】互いに相対回転可能に組み付けられる二部材のうちの一方の部材に設けた環状の装着溝に装着され、前記装着溝の非密封流体側の側壁および他方の部材にそれぞれ摺動可能に密接し、これら二部材間の環状隙間をシールするシールリングであって、当該シールリングにおける摺動面以外の面に開口する凹部を設けることにより当該シールリングの表面積を拡大し、これにより摺動発熱に対する放熱面積を拡大する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シールリングおよびシールリングを有するシール構造に関するものである。本発明のシールリングおよびシール構造は例えば、自動車用ＡＴ・ＣＶＴの分野に用いられ、あるいは各種油圧機器の分野などにおいて用いられる。

従来から、図５に示すように、円周上一箇所で切断された構造のカット部２を有する樹脂製のシールリング１であって、互いに相対回転可能に組み付けられる二部材のうちの一方の部材（例えば回転軸）１１に設けた環状の装着溝１２に装着され、その周面１ａをもって他方の部材（例えばハウジング）２１の周面２１ａに摺動可能に密接するとともにその非密封流体側の側面１ｂをもって装着溝１２の非密封流体側の側壁１２ａに摺動可能に密接するシールリング１が知られている（特許文献１，２参照）。

近年におけるＡＴ・ＣＶＴの高機能化に伴い、この種のシールリング１は使用環境が厳しくなってきており、特に圧力・回転数はシールリング１の摩耗に大きく影響する。すなわち圧力・回転数が大きくなることで、主にシールリング１の側面１ｂの摺動発熱が大きくなって摩耗が助長されるが、従来、摺動発熱を小さくする方法としては、例えば下記が挙げられる。

（１）円周上一箇所のカット部２に油のリーク経路を設け、リークする油によって摺動面を冷却する（特許文献１参照）。
（２）図６（Ａ）に示すようにシールリング１の側面１ｂに段差部３を設けたり、あるいは図６（Ｂ）に示すようにシールリング１の側面１ｂに傾斜面４を設けたりしてシールリング１と一方の部材１１との接触面積を低減させ、これにより摺動発熱を抑制する（特許文献２参照）。

しかしながら、上記（１）のカット部２よりリークさせる方法は、油を意図的にリークさせるものであることから、シールリング１の使用条件としてリーク許容値が小さい場合は適用することができない。また、上記（２）のシールリング１と装着部材１１との接触面積を低減させる方法については、接触面積は減少しても接触面圧が高くなることから、やはり条件によっては適用することができない場合がある。

特開２００７−２３９９５４号公報 特開平０８−２１９２９２号公報

本発明は以上の点に鑑みて、カット部より油を意図的にリークさせたりシールリングと一方の部材との接触面積を低減させたりすることなく、シールリングの放熱性を向上させることができ、もってシールリングの摺動摩耗を抑制することができるシールリングおよびシール構造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によるシールリングは、互いに相対回転可能に組み付けられる二部材のうちの一方の部材に設けた環状の装着溝に装着され、前記装着溝の非密封流体側の側壁および他方の部材にそれぞれ摺動可能に密接し、これら二部材間の環状隙間をシールするシールリングであって、当該シールリングにおける摺動面以外の面に開口する凹部を設けることにより当該シールリングの表面積を拡大し、これにより摺動発熱に対する放熱面積を拡大したことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２によるシール構造は、互いに相対回転可能に組み付けられる二部材のうちの一方の部材に設けた環状の装着溝に装着され、前記装着溝の非密封流体側の側壁および他方の部材にそれぞれ摺動可能に密接し、これら二部材間の環状隙間をシールするシールリングを有するシール構造であって、前記一方の部材における装着溝の非密封流体側の側壁の近傍部位に段差部および／または凹部を設けることにより前記一方の部材の表面積を拡大し、これにより摺動発熱に対する放熱面積を拡大した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シールリングにおいては、当該シールリングにおける摺動面以外の面に開口する凹部を有する立体構造が設けられ、これによりシールリングの表面積が拡大され、これにより摺動発熱に対する放熱面積が拡大されている。したがって、この拡大された放熱面を利用して、摺動発熱を多量に放出することが可能とされている。

また、上記構成を有する本発明のシール構造においては、一方の部材における装着溝の非密封流体側の側壁の近傍部位に段差部および／または凹部を有する立体構造が設けられ、これにより一方の部材の表面積が拡大され、これにより摺動発熱に対する放熱面積が拡大されている。したがって、この拡大された放熱面を利用して、摺動発熱を多量に放出することが可能とされている。

したがって、何れの場合も、シールリングの放熱性が改良されることから、シールリングの摺動摩耗を抑制し、シールリングの耐久性を向上させることができる。また何れの場合も、カット部より油を意図的にリークさせたりシールリングと一方の部材との接触面積を低減させたりするものではないことから、リーク許容値が小さい場合や接触面圧の増大が許容されない場合にも本発明を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。

図１に示すように、当該実施例に係るシールリング１は、樹脂製のシールリング１であって、互いに相対回転可能に組み付けられる二部材のうち一方の部材である軸１１の周面に設けた環状の装着溝１２に装着され、その外周面１ａをもって他方の部材であるハウジング２１の軸孔内周面２１ａに摺動可能に密接するとともにその一方の側面（非密封流体側の側面）１ｂをもって装着溝１２の一方の側壁（非密封流体側の側壁）１２ａに摺動可能に密接する構成とされている。したがってシールリング１は、その外周面１ａおよび一方の側面１ｂが摺動面とされている。密封流体（例えばＡＴＦ）は図１（Ｂ）の断面図において左方向に存在し、その圧力Ｐがシールリング１に作用する。シールリング１としては、円周上一箇所で切断された構造のカット部２を有するものが図示されているが、カット部２を有しない全周連続状のものであっても良い。

装着溝１２は、一方の側壁１２ａのほかに他方の側壁（密封流体側の側壁）１２ｂおよび底面１２ｃを有して断面矩形状（長方もしくは正方形状）に形成されている。シールリング１は、外周面１ａおよび一方の側面１ｂのほかに摺動面以外の面として内周面１ｃおよび他方の側面（密封流体側の側面）１ｄを有し、これも断面矩形状に形成されている。図１（Ｂ）の装着状態図に示すように、シールリング１が装着されてシールリング１の外周面１ａがハウジング２１の軸孔内周面２１ａに密接するとともにシールリング１の一方の側面１ｂが装着溝１２の一方の側壁１２ａに密接した状態において、シールリング１の内周面１ｃと装着溝１２の底面１２ｃとの間には所定の径方向間隙が設定されるとともにシールリング１の他方の側面１ｄと装着溝１２の他方の側壁１２ｂとの間には所定の軸方向間隙が設定される。

また、当該実施例では特に、図１（Ｂ）に示すように、シールリング１の内周面１ｃに開口する凹部５が設けられてシールリング１の表面積が拡大され、これにより摺動発熱に対する放熱面積が拡大されている。

凹部５は、図１（Ｃ）に示すように、シールリング１の他方の側面１ｄに開口するものであっても良く、図示はしないが、シールリング１の内周面１ｃおよび他方の側面１ｄの双方に開口するものであっても良い。したがって凹部５はシールリング１の摺動面（外周面１ａおよび一方の側面１ｂ）以外の面に開口するものである。

また、凹部５は、図１（Ｂ）（Ｃ）では共に断面矩形状に形成されているが、その断面形状は特に限定されず、例えば図２に示すものであっても良い。図２（Ａ）では、凹部５の断面形状が長底辺をシールリング１の内周面１ｃに配置した台形状とされている。図２（Ｂ）では、凹部５の断面形状が短底辺をシールリング１の内周面１ｃに配置した台形状とされている。図２（Ｃ）では、長底辺がシールリング１の軸方向幅と同じ寸法に設定されている。図２（Ｄ）では、短底辺がシールリング１の内周面１ｃに対して平行でないように設定され、摺動面であるシールリング１の一方の側面１ｂに近付くほど凹部５の高さが高くなる形状とされている。

また、凹部５は、図１の例ではカット部２を除くシールリング１の全周に亙って環状ないし略環状に設けられているが、これだとシールリング１の寸法によっては断面強度が低下して強度不足となることがある。したがってこれに対策するには、凹部５を円周上不連続とし、多数の凹部５を円周方向に並べて配置することが考えられる。図３はこの例を示し、シールリング１の内周面１ｃに開口する凹部５が多数円周方向に並べて配置されている。各凹部５の開口形状は、図３（Ａ）では矩形状、図３（Ｂ）では円形状とされているが、特に限定されるものではない。これらの構成によると、互いに隣り合う凹部５同士の間に仕切り部６が形成されるために、シールリング１に必要な強度を確保することができる。

図４の例では、シールリング１ではなく、一方の部材である回転軸１１の周面に段差部１３および凹部１４を有する立体構造が設けられて回転軸１１の表面積が拡大され、これにより摺動発熱に対する放熱面積が拡大されている。

すなわち、回転軸１１の周面に断面矩形状の装着溝１２が設けられるとともに装着溝１２の一方の側壁１２ａから所定の軸方向間隔Ｌをあけて所定の高さ寸法Ｈを有する環状の段差部１３が設けられ、この段差部１３における立ち上がり面１３ａおよび大径側の周面１３ｂに開口するようにして凹部１４が多数円周方向に並べて配置され、これにより回転軸１１の表面積が拡大され、これにより摺動発熱に対する放熱面積が拡大されている。

したがって、上記何れの実施例の場合も放熱性が改良されることから、シールリング１の摺動摩耗を抑制し、シールリング１の耐久性を向上させることができる。また何れの場合も、カット部２より油を意図的にリークさせたりシールリング１と一方の部材である回転軸１１との接触面積を低減させたりするものではないことから、リーク許容値が小さい場合や接触面圧の増大が許容されない場合でも本発明を利用することができる。

尚、上記各実施例では、一方の部材として軸１１に装着溝１２を設けた場合について説明したが、これに限られず、ハウジング２１に装着溝を設ける場合にも本発明は適用されるものである。

本発明の実施例に係るシールリングを示す図で、図１（Ａ）はカット部の形状例を示す斜視図、図１（Ｂ）は同シールリングの装着状態を示す断面図、図１（Ｃ）は凹部の他の形状例を示す断面図 図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）ともそれぞれ凹部の他の形状例を示す断面図 図３（Ａ）（Ｂ）ともそれぞれ凹部の他の形状例を示す斜視図 本発明の実施例に係るシール構造を示す斜視図 従来例に係るシールリングを示す図で、図５（Ａ）は同シールリングの一部切欠きした側面図、図５（Ｂ）は同シールリングの正面図、図５（Ｃ）は同シールリングの装着状態を示す断面図 図６（Ａ）（Ｂ）ともそれぞれ他の従来例に係るシールリングの装着状態を示す断面図

符号の説明

１ シールリング
１ａ 外周面
１ｂ 一方の側面
１ｃ，２１ａ 内周面
１ｄ 他方の側面
２ カット部
５，１４ 凹部
６ 仕切り部
１１ 回転軸（一方の部材）
１２ 装着溝
１２ａ 一方の側壁
１２ｂ 他方の側壁
１２ｃ 底面
１３ 段差部
１３ａ 立ち上がり面
１３ｂ 大径側周面
２１ ハウジング（他方の部材）

Claims (2)

1. 互いに相対回転可能に組み付けられる二部材のうちの一方の部材に設けた環状の装着溝に装着され、前記装着溝の非密封流体側の側壁および他方の部材にそれぞれ摺動可能に密接し、これら二部材間の環状隙間をシールするシールリングであって、
   当該シールリングにおける摺動面以外の面に開口する凹部を設けることにより当該シールリングの表面積を拡大し、これにより摺動発熱に対する放熱面積を拡大したことを特徴とするシールリング。
2. 互いに相対回転可能に組み付けられる二部材のうちの一方の部材に設けた環状の装着溝に装着され、前記装着溝の非密封流体側の側壁および他方の部材にそれぞれ摺動可能に密接し、これら二部材間の環状隙間をシールするシールリングを有するシール構造であって、
   前記一方の部材における装着溝の非密封流体側の側壁の近傍部位に段差部および／または凹部を設けることにより前記一方の部材の表面積を拡大し、これにより摺動発熱に対する放熱面積を拡大したことを特徴とするシールリングを有するシール構造。

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