JP2015175474A - シールリング - Google Patents

Abstract

【課題】回転トルクの低減効果の向上を図ることが可能なシールリングを提供する。【解決手段】軸の外周に設けられた環状溝に装着され、相対的に回転する前記軸とハウジングとの間の環状隙間を封止して、流体圧力が変化するように構成されたシール対象領域の流体圧力を保持するシールリング１００であって、環状溝における低圧側の側壁面に対して摺動するシールリング１００において、前記側壁面に対して摺動する摺動面側には、周方向に伸びる第１溝１２１と、第１溝１２１から内周面に至るまで伸び、密封対象流体を第１溝１２１内に導く第２溝１２２とを有する動圧発生用溝１２０が設けられており、内周面側には、密封対象流体を第２溝１２２に導く流体案内構造が設けられていることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、軸とハウジングの軸孔との間の環状隙間を封止するシールリングに関する。

自動車用のＡｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（ＡＴ）やＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（ＣＶＴ）においては、油圧を保持させるために、相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を封止するシールリングが設けられている。近年、環境問題対策として低燃費化が進められており、上記シールリングにおいては、回転トルクを低減させる要求が高まっている。そこで、従来、シールリングの摺動面側に密封対象流体を導く溝を設ける技術が知られている（特許文献１及び２参照）。

しかしながら、従来技術においては、諸条件によっては、摺動面側に設けられた溝に密封対象流体を十分に導くことができない場合があり、回転トルクの低減効果が十分得られないことがあった。

実開平０３−０８８０６２号公報 国際公開第２０１１／１０５５１３号公報

本発明の目的は、回転トルクの低減効果の向上を図ることが可能なシールリングを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明のシールリングは、
軸の外周に設けられた環状溝に装着され、相対的に回転する前記軸とハウジングとの間の環状隙間を封止して、流体圧力が変化するように構成されたシール対象領域の流体圧力を保持するシールリングであって、
前記環状溝における低圧側の側壁面に対して摺動するシールリングにおいて、
前記側壁面に対して摺動する摺動面側には、
周方向に伸びる第１溝と、第１溝から内周面に至るまで伸び、密封対象流体を第１溝内に導く第２溝とを有する動圧発生用溝が設けられており、
内周面側には、密封対象流体を第２溝に導く流体案内構造が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、動圧発生用溝内に密封対象流体が導かれるため、動圧発生用溝が設けられている範囲においては、高圧側からシールリングに対して作用する流体圧力と低圧側からシールリングに対して作用する流体圧力が相殺される。これにより、シールリングに対する流体圧力の受圧面積を減らすことができる。また、シールリングが環状溝における低圧側の側壁面に対して摺動する際に、第１溝から摺動部分に密封対象流体が流出する際に動圧が発生する。これにより、シールリングに対して側壁面から離れる方向の力が発生する。以上のように、受圧面積が減ることと、動圧によりシールリングに対して側壁面か
ら離れる方向に力が発生することとが相俟って、回転トルクを効果的に低減させることが可能となる。更に、シールリングの内周面側には、密封対象流体を第２溝に導く流体案内構造が設けられているので、動圧発生用溝内には十分に密封対象流体が供給されることによって、動圧を十分に発生させることが可能となる。

前記流体案内構造は、前記軸とハウジングが相対的に回転することによって流動する密封対象流体を第２溝に案内するガイド突起でもよいし、前記軸とハウジングが相対的に回転することによって流動する封対象流体を第２溝に案内するガイド溝でもよい。

以上説明したように、本発明によれば、回転トルクの低減効果の向上を図ることができる。

図１は本発明の実施例１に係るシールリングの側面図である。 図２は本発明の実施例１に係るシールリングを外周面側から見た図である。 図３は本発明の実施例１に係るシールリングの側面図である。 図４は本発明の実施例１に係るシールリングの一部を切断した斜視図である。 図５は本発明の実施例１に係るシールリングの側面図の一部拡大図である。 図６は本発明の実施例１に係るシールリングの模式的断面図である。 図７は本発明の実施例１に係るシールリングの模式的断面図である。 図８は本発明の実施例１に係るシールリングの使用時の状態を示す模式的断面図である。 図９は本発明の実施例１に係る第１溝の変形例を示す図である。 図１０は本発明の実施例１に係る第１溝の変形例を示す図である。 図１１は本発明の実施例１に係る第１溝の変形例を示す図である。 図１２は本発明の実施例１に係る第１溝の変形例を示す図である。 図１３は本発明の実施例１に係る第１溝の変形例を示す図である。 図１４は本発明の実施例１に係る第２溝の変形例を示す図である。 図１５は本発明の実施例１に係るガイド突起を内周面側から見た図である。 図１６は本発明の実施例１に係るガイド突起の変形例を示す図である。 図１７は本発明の実施例１に係るガイド突起の変形例を示す図である。 図１８は本発明の実施例１に係るガイド突起の変形例を示す図である。 図１９は本発明の実施例１に係るガイド突起の変形例を示す図である。 図２０は本発明の実施例１に係るガイド突起の変形例を示す図である。 図２１は本発明の実施例１に係るガイド突起の変形例を示す図である。 図２２は本発明の実施例１に係るガイド突起の変形例を示す図である。 図２３は本発明の実施例１に係るガイド突起の変形例を示す図である。 図２４は本発明の実施例１に係るガイド突起の変形例を示す図である。 図２５は本発明の実施例１に係るガイド突起の変形例を示す図である。 図２６は本発明の実施例１に係るガイド突起の変形例を示す図である。 図２７は本発明の実施例２に係るシールリングの側面図である。 図２８は本発明の実施例２に係るシールリングの一部を切断した斜視図である。 図２９は本発明の実施例２に係るシールリングの模式的断面図である。 図３０は本発明の実施例２に係るシールリングの模式的断面図である。 図３１は本発明の実施例２に係る第２溝の変形例を示す図である。 図３２は本発明の実施例２に係るガイド溝の変形例を示す図である。 図３３は本発明の実施例２に係るガイド溝の変形例を示す図である。 図３４は本発明の実施例２に係るガイド溝の変形例を示す図である。 図３５は本発明の実施例２に係るガイド溝の変形例を示す図である。 図３６は本発明の実施例２に係るガイド溝の変形例を示す図である。 図３７は本発明の実施例２に係るガイド溝の変形例を示す図である。 図３８は本発明の実施例２に係るガイド溝の変形例を示す図である。 図３９は本発明の実施例２に係るガイド溝の変形例を示す図である。 図４０は本発明の実施例２に係るガイド溝の変形例を示す図である。 図４１は本発明の実施例２に係るガイド溝の変形例を示す図である。 図４２は本発明の実施例２に係るガイド溝の変形例を示す図である。 図４３は本発明の実施例２に係るガイド溝の変形例を示す図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。なお、本実施例に係るシールリングは、自動車用のＡＴやＣＶＴなどの変速機において、油圧を保持させるために、相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する用途に用いられるものである。また、以下の説明において、「高圧側」とは、シールリングの両側に差圧が生じた際に高圧となる側を意味し、「低圧側」とは、シールリングの両側に差圧が生じた際に低圧となる側を意味する。また、以下の説明において、「軸線方向」とは、軸の中心軸線の方向を意味する。

（実施例１）
図１〜図８を参照して、本発明の実施例１に係るシールリングについて説明する。図１は本発明の実施例１に係るシールリングの側面図である。なお、図１は、シールリングにおける摺動面とは反対側の側面を示している。図２は本発明の実施例１に係るシールリングを外周面側から見た図である。図３は本発明の実施例１に係るシールリングの側面図である。なお、図３は、シールリングにおける摺動面側の側面を示している。図４は本発明の実施例１に係るシールリングの一部を切断した斜視図である。なお、図４はシールリングを内周面側かつ摺動面側から見た斜視図である。図５は本発明の実施例１に係るシールリングの側面図の一部拡大図である。なお、図５は図３のうち合口部１１０が設けられている付近を拡大した図である。図６は本発明の実施例１に係るシールリングの模式的断面図である。なお、図６は図３中のＡＡ断面図である。図７は本発明の実施例１に係るシールリングの模式的断面図である。なお、図７は図３中のＢＢ断面図である。また、図６及び図７においては、シールリングにおける切断面（切断端面）のみを示している。図８は本発明の実施例１に係るシールリングの使用時の状態を示す模式的断面図である。なお、図８中のシールリングは、図３中のＡＡ断面図である。

＜シールリングの構成＞
本実施例に係るシールリング１００は、軸２００の外周に設けられた環状溝２１０に装着され、相対的に回転する軸２００とハウジング３００（ハウジング３００における軸２００が挿通される軸孔の内周面）との間の環状隙間を封止する。これにより、シールリング１００は、流体圧力（本実施例では油圧）が変化するように構成されたシール対象領域の流体圧力を保持する。ここで、本実施例においては、図８中の右側の領域の流体圧力が変化するように構成されており、シールリング１００は図中右側のシール対象領域の流体圧力を保持する役割を担っている。なお、自動車のエンジンが停止した状態においては、シール対象領域の流体圧力は低く、無負荷の状態となっており、エンジンをかけるとシール対象領域の流体圧力は高くなる。また、図８においては、図中右側の流体圧力が左側の流体圧力よりも高くなった状態を示している。以下、図８中右側を高圧側（Ｈ）、左側を
低圧側（Ｌ）と称する。

そして、シールリング１００は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの樹脂材からなる。また、シールリング１００の外周面の周長はハウジング３００の軸孔の内周面の周長よりも短く構成されており、締め代を持たないように構成されている。従って、流体圧力が作用していない状態においては、シールリング１００の外周面はハウジング３００の内周面から離れた状態となり得る。

このシールリング１００には、周方向の１箇所に合口部１１０が設けられている。また、シールリング１００の摺動面側には動圧発生用溝１２０が設けられている。更に、シールリング１００の内周面側には流体案内構造を構成するガイド突起１３０が設けられている。なお、本実施例に係るシールリング１００は、断面が矩形の環状部材に対して、上記の合口部１１０と複数の動圧発生用溝１２０とガイド突起１３０が形成された構成である。ただし、これは形状についての説明に過ぎず、必ずしも、断面が矩形の環状部材を素材として、これら合口部１１０と複数の動圧発生用溝１２０とガイド突起１３０を形成する加工を施すことを意味するものではない。勿論、断面が矩形の環状部材を成形した後に、これらを切削加工により得ることもできる。ただし、例えば、予め合口部１１０を有したものを成形した後に、複数の動圧発生用溝１２０及びガイド突起１３０を切削加工により得てもよいし、製法は特に限定されるものではない。

合口部１１０は、外周面側及び両側壁面側のいずれから見ても階段状に切断された、いわゆる特殊ステップカットを採用している。特殊ステップカットに関しては公知技術であるので、その詳細な説明は省略するが、熱膨張収縮によりシールリング１００の周長が変化しても安定したシール性能を維持する特性を有する。なお、ここでは合口部１１０の一例として、特殊ステップカットの場合を示したが、合口部１１０については、これに限らず、ストレートカットやバイアスカットやステップカットなども採用し得る。なお、シールリング１００の材料として、低弾性の材料（ＰＴＦＥなど）を採用した場合には、合口部１１０を設けずに、エンドレスとしてもよい。

動圧発生用溝１２０は、シールリング１００における摺動面側の側面のうち合口部１１０付近を除く全周に亘って、等間隔に複数設けられている（図３参照）。これら複数の動圧発生用溝１２０は、軸２００に設けられた環状溝２１０における低圧側の側壁面２１１に対してシールリング１００が摺動した際に動圧を発生させるために設けられている。そして、動圧発生用溝１２０は、径方向の幅が一定で周方向に伸びる第１溝１２１と、第１溝１２１における周方向の中央の位置から内周面に至るまで伸び、密封対象流体を第１溝１２１内に導く第２溝１２２とから構成される。第１溝１２１は、環状溝２１０における低圧側の側壁面２１１に対して摺動する摺動領域Ｘ内に収まる位置に設けられている（図８参照）。

ガイド突起１３０は、周方向に伸びる第１ガイド突起１３１と、第１ガイド突起１３１から軸線方向に伸びる複数の第２ガイド突起１３２とから構成される。本実施例においては、第１ガイド突起１３１は合口部１１０付近を除く全周に亘って設けられている。また、第２ガイド突起１３２は、動圧発生用溝１２０における複数の第２溝１２２に対して、それぞれ１箇所ずつ設けられている。また、本実施例においては、各第２ガイド突起１３２における幅方向（周方向）の中心線と、各第２溝１２２の幅方向（周方向）における中心線がそれぞれ同一面上にあるように設計されている。このように構成されるガイド突起１３０は、軸２００とハウジング３００が相対的に回転することによって流動する密封対象流体を第２溝１２２に案内する役割を担っている。

＜シールリングの使用時のメカニズム＞
特に、図８を参照して、本実施例に係るシールリング１００の使用時のメカニズムについて説明する。図８は、エンジンがかかり、シールリング１００を介して、差圧が生じている状態（図中右側の圧力が左側の圧力に比べて高くなった状態）を示している。エンジンがかかり、差圧が生じた状態においては、シールリング１００は、環状溝２１０の低圧側（Ｌ）の側壁面２１１及びハウジング３００の軸孔の内周面に対して密着した状態となる。

これにより、相対的に回転する軸２００とハウジング３００との間の環状隙間を封止して、流体圧力が変化するように構成されたシール対象領域（高圧側（Ｈ）の領域）の流体圧力を保持することが可能となる。そして、軸２００とハウジング３００が相対的に回転した場合には、環状溝２１０の低圧側（Ｌ）の側壁面２１１とシールリング１００との間で摺動する。そして、シールリング１００の摺動面側の側面に設けられた動圧発生用溝１２０から密封対象流体が摺動部分に流出する際に動圧が発生する。なお、シールリング１００が環状溝２１０に対して、図３中反時計回り方向に回転する場合には、第１溝１２１における時計回り方向側の端部から摺動部分に密封対象流体が流出する。また、シールリング１００が環状溝２１０に対して、図３中時計回り方向に回転する場合には、第１溝１２１における反時計回り方向側の端部から摺動部分に密封対象流体が流出する。

また、軸２００とハウジング３００が相対的に回転することによって流動する密封対象流体は、ガイド突起１３０における第１ガイド突起１３１から第２ガイド突起１３２に沿って流れて、第２溝１２２へと導かれる。なお、シールリング１００が環状溝２１０に対して、図４中反時計回り方向に回転する場合には、密封対象流体は、図４中矢印Ｘ方向に流れていく。また、シールリング１００が環状溝２１０に対して、図４中時計回り方向に回転する場合には、密封対象流体は、図４中矢印Ｙ方向に流れていく。

＜本実施例に係るシールリングの優れた点＞
本実施例に係るシールリング１００によれば、動圧発生用溝１２０内に密封対象流体が導かれるため、動圧発生用溝１２０が設けられている範囲においては、高圧側（Ｈ）からシールリング１００に対して作用する流体圧力と低圧側（Ｌ）からシールリング１００に対して作用する流体圧力が相殺される。これにより、シールリング１００に対する流体圧力（高圧側（Ｈ）から低圧側（Ｌ）への流体圧力）の受圧面積を減らすことができる。

また、シールリング１００が環状溝２１０における低圧側の側壁面２１１に対して摺動する際に、第１溝１２１から摺動部分に密封対象流体が流出する際に動圧が発生する。これにより、シールリング１００に対して側壁面２１１から離れる方向の力が発生する。

以上のように、受圧面積が減ることと、動圧によりシールリング１００に対して側壁面２１１から離れる方向に力が発生することとが相俟って、回転トルクを効果的に低減させることが可能となる。

更に、シールリング１００の内周面側には、密封対象流体を第２溝１２２に導く流体案内構造が設けられている。すなわち、本実施例においては、シールリング１００の内周面側に、ガイド突起１３０が設けられている。これにより、動圧発生用溝１２０内に対して、十分に密封対象流体が供給される。例えば、回転数が少ない条件下においても、動圧発生用溝１２０に密封対象流体を供給させることが可能となる。従って、動圧発生用溝１２０によって、動圧を十分に発生させることが可能となる。

以上のように、回転トルク（摺動トルク）の低減を実現できることにより、摺動による発熱を抑制することができ、高速高圧の環境条件下でも本実施例に係るシールリング１０
０を好適に用いることが可能となる。また、これに伴い、軸２００の材料としてアルミニウムなどの軟質材を用いることもできる。更に、低速高圧の環境条件下でも、本実施例に係るシールリング１００を採用することで、低トルク化が可能となる。

また、動圧発生用溝１２０は、第１溝１２１と、第１溝１２１の周方向の中央から内周面に至るまで伸びる第２溝１２２とを備える構成である。そして、ガイド突起１３０を構成する第２ガイド突起１３２は、複数の第２溝１２２に対して、それぞれ１箇所ずつ設けられ、かつ各第２ガイド突起１３２における幅方向の中心線と、各第２溝１２２の幅方向における中心線がそれぞれ同一面上にあるように設計されている。従って、環状溝２１０に対するシールリング１００の回転方向に関係なく、ガイド突起１３０により各第２溝１２２に密封対象流体が導かれ、かつ動圧発生用溝１２０により上記の動圧を発生させることができる。

更に、第１溝１２１は、側壁面２１１に対して摺動する摺動領域Ｘ内に収まる位置に設けられているので、密封対象流体の漏れを抑制することができる。

＜第１溝の各種変形例＞
動圧発生用溝１２０における第１溝１２１の各種変形例について、特に、図９〜図１３を参照して説明する。第１溝１２１の溝深さについては、例えば、径方向に対しては深さが一定となるように構成することができる（図６及び図７参照）。ただし、本発明においては、必ずしも、このような構成に限定される訳ではなく、径方向に対して深さを変えても良い。

そして、第１溝１２１の溝深さについて、周方向に対しても、各種の構成を採用し得る。この点について、図９〜図１３を参照して説明する。なお、図９〜図１３は、図５中のＣＣ断面図に相当する。図９〜図１２では、第１溝１２１の溝底が、周方向の中央に比べて両端側の方が浅くなるように構成された各種の例を示している。図９では、第１溝１２１の溝底が、周方向の中央から平面状に両側に向かって徐々に浅くなる場合の例を示している。図１０では、第１溝１２１の溝底が、周方向の中央から曲面状に両側に向かって徐々に浅くなる場合の例を示している。図１１では、第１溝１２１の溝底が、周方向の中央から階段状に両側に向かって浅くなる場合の例を示している。図１２では、第１溝１２１の溝底が、周方向の中央から階段状に両側に向かって浅くなり、かつ段差部分が傾斜面で構成される場合の例を示している。このように、第１溝１２１の溝底が、周方向の中央に比べて両端側の方が浅くなるように構成することで、楔効果により動圧をより効果的に発生させることができる。特に、図９及び図１０に示すように、第１溝１２１の溝底が、周方向の中央から両側に向かって徐々に浅くなる構成を採用した場合には、シールリング１００における摺動側の側面が経時的に摩耗が進んでしまっても、楔効果を安定的に発揮させることが可能である。ただし、図１３に示すように、第１溝１２１の溝底の深さが周方向に一定となるように構成した場合でも、ある程度動圧を発生させることは可能である。

＜第２溝の変形例＞
図１４を参照して、第２溝１２２の変形例について説明する。上記実施例においては、第２溝１２２の周方向の幅が径方向において同一となるように構成される場合を示した。これに対して、図１４に示す変形例の場合には、第２溝１２２が、第１溝１２１に繋がる幅の狭い部位１２２ａと、内周面に至る幅の広い部位１２２ｂとから構成されている。このような構成により、幅の狭い部位１２２ａによって、第１溝１２１に導入された密封対象流体が第２溝１２２に戻ってしまうことを抑制しつつ、幅の広い部位１２２ｂによって、ガイド突起１３０から送られる密封対象流体を第２溝１２２に導入させ易くすることができる。

＜ガイド突起の各種変形例＞
ガイド突起の各種変形例について、特に、図１５〜図２６を参照して説明する。図１５〜図２６は、いずれもシールリング１００の内周面の一部を示しており、ガイド突起の各種変形例を示している。

図１５は上述した実施例に係るガイド突起１３０を示している。すなわち、このガイド突起１３０は、周方向に連続的に伸びる第１ガイド突起１３１と、第１ガイド突起１３１から軸線方向に伸びる複数の第２ガイド突起１３２とから構成される。

図１６に示すガイド突起１３０ａは、周方向に伸びる複数の第１ガイド突起１３１ａと、各第１ガイド突起１３１ａの周方向の中央から軸線方向にそれぞれ伸びる複数の第２ガイド突起１３２ａとから構成される。この変形例に係るガイド突起１３０ａの場合には、第１ガイド突起１３１ａが複数設けられている点が、上記実施例に係るガイド突起１３０の場合と異なっている。つまり、この変形例の場合には、第１ガイド突起１３１ａが上記実施例における第１ガイド突起１３１のように連続的ではなく、分断されるように設けられている。これにより、隣り合う第１ガイド突起１３１ａの間には隙間が形成される。この隙間から第２ガイド突起１３２ａ側に密封対象流体が入り込めるため、ガイド突起１３０ａによって第２溝１２２に導く密封対象流体の量を増やすことができる。なお、図中の矢印は密封対象流体の流れる方向を示している。

図１７に示すガイド突起１３０ａの構成自体は、図１６に示すガイド突起１３０ａと同一である。図１６に示すガイド突起１３０ａの場合には、複数の第１ガイド突起１３１ａが軸線方向の同じ位置に並べて設けられる場合を示している。これに対して、図１７に示すガイド突起１３０ａの場合には、複数の第１ガイド突起１３１ａが軸線方向に対して交互に前後にずれるように配置されている場合を示している。これにより、ガイド突起１３０ａによって第２溝１２２に導く密封対象流体の量をより一層増やすことができる。なお、図中の矢印は密封対象流体の流れる方向を示している。

図１８〜図２６においては、ガイド突起における形状を変更した様々な例を示している。なお、図１８〜図２６においては、各図の左側にシールリング１００の片側の側面のみが摺動面となり得る場合を示し、右側にシールリング１００の両側面のいずれも摺動面となり得る場合を示している。上述した実施例のように、動圧発生用溝１２０をシールリング１００の両側面のうちの一方にのみ設けた場合には、シールリング１００を環状溝２１０に装着する際に、動圧発生用溝１２０が設けられている側が摺動面側となるように注意しなければならない。これに対して、動圧発生用溝１２０をシールリング１００の両側面に設ければ、シールリング１００を環状溝２１０に装着する際に方向を気にしなくても良い。つまり、どの方向に装着しても、シールリング１００における摺動面に動圧発生用溝１２０が設けられていることになる。また、使用環境によっては、高圧側（Ｈ）と低圧側（Ｌ）が入れ替わる場合もある。つまり、図８において、高圧側（Ｈ）が図中左右交互に入れ替わるような使用環境もあり得る。この場合、シールリング１００の両側面にそれぞれ動圧発生用溝１２０を設ければ、高圧側（Ｈ）が入れ替わっても、シールリング１００の摺動面に動圧発生用溝１２０が設けられていることになる。

従って、シールリング１００の両側面にそれぞれ動圧発生用溝１２０が設けられる構成において、両側面のうちのいずれが摺動面となった場合においても、動圧発生用溝１２０の第２溝１２２に密封対象流体を導くことが可能なガイド突起を各図の右側に示している。各図において、左側には、一方の側面に対してのみ密封対象流体を導くことが可能なガイド突起を示している。そして、各図において、右側には、左側に示したガイド突起と、このガイド突起に対して鏡面対称のガイド突起とを組み合わせることで、両方の側面に対して密封対象流体を導くことが可能なガイド突起を示している。

図１８の左側には、上述した図１６に示すガイド突起１３０ａを示している。図１８の右側には、このガイド突起１３０ａと、これに対して鏡面対称のガイド突起とを組み合わせたガイド突起１３０ｂを示している。より具体的には、このガイド突起１３０ｂは、周方向に伸びる第１ガイド突起１３１ｂと、第１ガイド突起１３１ｂから軸線方向の一方に伸びる第２ガイド突起１３２ｂと、第１ガイド突起１３１ｂから軸線方向の他方に伸びる第３ガイド突起１３３ｂとを備えている。

図１９の左側にはＶ字形状のガイド突起１３０ｃを示している。このガイド突起１３０ｃにおいても、周方向に流れる密封対象流体をシールリング１００の側面側に向けて案内できるため、密封対象流体を第２溝１２２に導くことができる。そして、図１９の右側には、このガイド突起１３０ｃと、これに対して鏡面対称のガイド突起とを組み合わせたガイド突起１３０ｄを示している。このガイド突起１３０ｄは、４角形状の環状の突起により構成される。

図２０の左側には三角形状のガイド突起１３０ｅを示している。このガイド突起１３０ｅにおいても、周方向に流れる密封対象流体をシールリング１００の側面側に向けて案内できるため、密封対象流体を第２溝１２２に導くことができる。そして、図２０の右側には、このガイド突起１３０ｅと、これに対して鏡面対称のガイド突起とを組み合わせたガイド突起１３０ｆを示している。このガイド突起１３０ｆは、４角形状の突起により構成される。

図２１の左側には図１９で示したガイド突起１３０ｃに対してシールリング１００の側面側の先端に、軸線方向に真っ直ぐに伸びる部位を追加したガイド突起１３０ｇを示している。このガイド突起１３０ｇにおいても、周方向に流れる密封対象流体をシールリング１００の側面側に向けて案内できるため、密封対象流体を第２溝１２２に導くことができる。そして、図２１の右側には、このガイド突起１３０ｇと、これに対して鏡面対称のガイド突起とを組み合わせたガイド突起１３０ｈを示している。

図２２の左側には図２０で示したガイド突起１３０ｅに対してシールリング１００の側面側の先端に、軸線方向に真っ直ぐに伸びる部位を追加したガイド突起１３０ｉを示している。このガイド突起１３０ｉにおいても、周方向に流れる密封対象流体をシールリング１００の側面側に向けて案内できるため、密封対象流体を第２溝１２２に導くことができる。そして、図２２の右側には、このガイド突起１３０ｉと、これに対して鏡面対称のガイド突起とを組み合わせたガイド突起１３０ｊを示している。

図２３の左側には図１９で示したガイド突起１３０ｃに対して、直線状の部分を湾曲状にしたガイド突起１３０ｋを示している。このガイド突起１３０ｋにおいても、周方向に流れる密封対象流体をシールリング１００の側面側に向けて案内できるため、密封対象流体を第２溝１２２に導くことができる。そして、図２３の右側には、このガイド突起１３０ｋと、これに対して鏡面対称のガイド突起とを組み合わせたガイド突起１３０ｌを示している。

図２４の左側には図２０で示したガイド突起１３０ｅに対して、平面状の側面を円弧状の側面にしたガイド突起１３０ｍを示している。このガイド突起１３０ｍにおいても、周方向に流れる密封対象流体をシールリング１００の側面側に向けて案内できるため、密封対象流体を第２溝１２２に導くことができる。そして、図２４の右側には、このガイド突起１３０ｍと、これに対して鏡面対称のガイド突起とを組み合わせたガイド突起１３０ｎを示している。

図２５の左側には楕円弧状のガイド突起１３０ｏを示している。このガイド突起１３０ｏにおいても、周方向に流れる密封対象流体をシールリング１００の側面側に向けて案内できるため、密封対象流体を第２溝１２２に導くことができる。そして、図２５の右側には、このガイド突起１３０ｏと、これに対して鏡面対称のガイド突起とを組み合わせたガイド突起１３０ｐを示している。このガイド突起１３０ｐは、楕円形状の環状の突起により構成される。

図２６の左側には半楕円形のガイド突起１３０ｑを示している。このガイド突起１３０ｑにおいても、周方向に流れる密封対象流体をシールリング１００の側面側に向けて案内できるため、密封対象流体を第２溝１２２に導くことができる。そして、図２６の右側には、このガイド突起１３０ｑと、これに対して鏡面対称のガイド突起とを組み合わせたガイド突起１３０ｒを示している。このガイド突起１３０ｒは、楕円形状の突起により構成される。

なお、図１８〜図２６に示す各種ガイド突起については、図１５に示すように、周方向に連続的に繋げてもよいし、図１６に示すように、周方向にそれぞれ間隔を空けて配置してもよい。また、図１８〜図２６に示す各種ガイド突起については、図１７に示すように、軸線方向に対して交互に前後にずれるように配置してもよい。

（実施例２）
図２７〜図３０を参照して、本発明の実施例２に係るシールリングについて説明する。上記実施例１においては、シールリングの内周面側に設けられた流体案内構造がガイド突起により構成される場合を示したが、本実施例においては、流体案内構造がガイド溝により構成される場合を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。

図２７本発明の実施例２に係るシールリングの側面図である。なお、図２７は、シールリングにおける摺動面側の側面を示している。図２８は本発明の実施例２に係るシールリングの一部を切断した斜視図である。なお、図２８はシールリングを内周面側かつ摺動面側から見た斜視図である。図２９は本発明の実施例２に係るシールリングの模式的断面図である。なお、図２９は図２７中のＤＤ断面図である。図３０は本発明の実施例２に係るシールリングの模式的断面図である。なお、図３０は図２７中のＥＥ断面図である。また、図２９及び図３０においては、シールリングにおける切断面（切断端面）のみを示している。

＜シールリングの構成＞
シールリング１００の役割や材料については、上記実施例１で説明した通りであるので、その説明は省略する。そして、本実施例に係るシールリング１００においても、上記実施例１の場合と同様に、周方向の１箇所に合口部１１０が設けられ、シールリング１００の摺動面側には動圧発生用溝１２０が設けられている。そして、本実施例の場合には、シールリング１００の内周面側には流体案内構造を構成するガイド溝１４０が設けられている。なお、本実施例に係るシールリング１００は、断面が矩形の環状部材に対して、上記の合口部１１０と複数の動圧発生用溝１２０とガイド溝１４０が形成された構成である。ただし、これは形状についての説明に過ぎず、必ずしも、断面が矩形の環状部材を素材として、これら合口部１１０と複数の動圧発生用溝１２０とガイド溝１４０を形成する加工を施すことを意味するものではない。勿論、断面が矩形の環状部材を成形した後に、これらを切削加工により得ることもできる。ただし、例えば、予め合口部１１０を有したものを成形した後に、複数の動圧発生用溝１２０及びガイド溝１４０を切削加工により得てもよいし、製法は特に限定されるものではない。

合口部１１０及び動圧発生用溝１２０については、上記実施例１で説明した通りであるので、ここではその説明は省略する。

ガイド溝１４０は、周方向に伸びる第１ガイド溝１４１と、第１ガイド溝１４１から軸線方向に伸びる複数の第２ガイド溝１４２とから構成される。本実施例においては、第１ガイド溝１４１は合口部１１０付近を除く全周に亘って設けられている。また、第２ガイド溝１４２は、動圧発生用溝１２０における複数の第２溝１２２に対して、それぞれ１箇所ずつ設けられている。また、本実施例においては、各第２ガイド溝１４２における幅方向（周方向）の中心線と、各第２溝１２２の幅方向（周方向）における中心線がそれぞれ同一面上にあるように設計されている。このように構成されるガイド溝１４０は、軸２００とハウジング３００が相対的に回転することによって流動する密封対象流体を第２溝１２２に案内する役割を担っている。

＜シールリングの使用時のメカニズム＞
シールリング１００の基本的なメカニズム（シール対象流体の流体圧力を保持するメカニズム）及び動圧発生用溝１２０による動圧発生メカニズムについては、上記実施例１で説明した通りであるので、その説明は省略する。

本実施例に係るシールリング１００においては、軸２００とハウジング３００が相対的に回転することによって流動する密封対象流体は、ガイド溝１４０における第１ガイド溝１４１から第２ガイド溝１４２に沿って流れて、第２溝１２２へと導かれる。なお、シールリング１００が環状溝２１０に対して、図２８中反時計回り方向に回転する場合には、密封対象流体は、図２８中矢印Ｘ方向に流れていく。また、シールリング１００が環状溝２１０に対して、図２８中時計回り方向に回転する場合には、密封対象流体は、図２８中矢印Ｙ方向に流れていく。

＜本実施例に係るシールリングの優れた点＞
以上のように構成されたシールリング１００においても、上記実施例１の場合と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、動圧発生用溝１２０により得られる作用効果については、実施例１の場合と同一であることは言うまでもない。また、ガイド溝１４０により得られる作用効果については、上記実施例１におけるガイド突起１３０により得られる作用効果と同様である。なお、環状溝２１０に対するシールリング１００の回転方向に関係なく、ガイド溝１４０により各第２溝１２２に密封対象流体が導かれ、かつ動圧発生用溝１２０により上記の動圧を発生させることができることについても、上記実施例１の場合と同様である。また、上述した図９〜図１３に示す第１溝１２１の各種変形例についても、本実施例に係るシールリング１００に適用することが可能である。

＜第２ガイド溝の変形例＞
ガイド溝１４０を構成する第２ガイド溝の変形例について、図３１を参照して説明する。上記実施例２においては、第２ガイド溝１４２が第２溝１２２に繋がるように構成される場合を示した。これに対して、図３１に示す変形例の場合には、第２ガイド溝１４３が、第２溝１２２には繋がらずに、第２溝１２２の近傍にまでしか伸びていないように構成されている。このような構成においても、第２ガイド溝１４３から第２溝１２２に密封対象流体を導くことが可能である。

＜ガイド溝の各種変形例＞
ガイド溝の各種変形例について、特に、図３２〜図４３を参照して説明する。図３２〜図４３は、いずれもシールリング１００の内周面の一部を示しており、ガイド溝の各種変形例を示している。

図３２は上述した図３１に示すガイド溝１４０を示している。すなわち、このガイド溝１４０は、周方向に連続的に伸びる第１ガイド溝１４１と、第１ガイド溝１４１から軸線方向に伸びる複数の第２ガイド溝１４３とから構成される。

図３３に示すガイド溝１４０ａは、周方向に伸びる複数の第１ガイド溝１４１ａと、各第１ガイド溝１４１ａの周方向の中央から軸線方向にそれぞれ伸びる複数の第２ガイド溝１４３ａとから構成される。この変形例に係るガイド溝１４０ａの場合には、第１ガイド溝１４１ａが複数設けられている点が、図３１，３２に示すガイド溝１４０の場合と異なっている。つまり、この変形例の場合には、第１ガイド溝１４１ａが図３１，３２に示す第１ガイド溝１４１のように連続的ではなく、分断されるように設けられている。なお、図中の矢印は密封対象流体の流れる方向を示している。

図３４に示すガイド溝１４０ａの構成自体は、図３３に示すガイド溝１４０ａと同一である。図３３に示すガイド溝１４０ａの場合には、複数の第１ガイド溝１４１ａが軸線方向の同じ位置に並べて設けられる場合を示している。これに対して、図３４に示すガイド溝１４０ａの場合には、複数の第１ガイド溝１４１ａが軸線方向に対して交互に前後にずれるように配置されている場合を示している。なお、図中の矢印は密封対象流体の流れる方向を示している。

図３５〜図４３においては、ガイド溝における形状を変更した様々な例を示している。なお、図３５〜図４３においては、各図の左側にシールリング１００の片側の側面のみが摺動面となり得る場合を示し、右側にシールリング１００の両側面のいずれも摺動面となり得る場合を示している。つまり、シールリング１００の両側面にそれぞれ動圧発生用溝１２０が設けられる構成において、両側面のうちのいずれが摺動面となった場合においても、動圧発生用溝１２０の第２溝１２２に密封対象流体を導くことが可能なガイド溝を各図の右側に示している。各図において、左側には、一方の側面に対してのみ密封対象流体を導くことが可能なガイド溝を示している。そして、各図において、右側には、左側に示したガイド溝と、このガイド溝に対して鏡面対称のガイド溝とを組み合わせることで、両方の側面に対して密封対象流体を導くことが可能なガイド溝を示している。

図３５の左側には、上述した図３３に示すガイド溝１４０ａを示している。図３５の右側には、このガイド溝１４０ａと、これに対して鏡面対称のガイド溝とを組み合わせたガイド溝１４０ｂを示している。より具体的には、このガイド溝１４０ｂは、周方向に伸びる第１ガイド溝１４１ｂと、第１ガイド溝１４１ｂから軸線方向の一方に伸びる第２ガイド溝１４３ｂと、第１ガイド溝１４１ｂから軸線方向の他方に伸びる第３ガイド溝１４４ｂとを備えている。

図３６の左側にはＶ字形状のガイド溝１４０ｃを示している。このガイド溝１４０ｃにおいても、周方向に流れる密封対象流体をシールリング１００の側面側に向けて案内できるため、密封対象流体を第２溝１２２に導くことができる。そして、図３６の右側には、このガイド溝１４０ｃと、これに対して鏡面対称のガイド溝とを組み合わせたガイド溝１４０ｄを示している。このガイド溝１４０ｄは、４角形状の環状の溝により構成される。

図３７の左側には三角形状のガイド溝１４０ｅを示している。このガイド溝１４０ｅにおいても、周方向に流れる密封対象流体をシールリング１００の側面側に向けて案内できるため、密封対象流体を第２溝１２２に導くことができる。そして、図３７の右側には、このガイド溝１４０ｅと、これに対して鏡面対称のガイド溝とを組み合わせたガイド溝１４０ｆを示している。このガイド溝１４０ｆは、４角形状の溝により構成される。

図３８の左側には図３６で示したガイド溝１４０ｃに対してシールリング１００の側面
側の先端に、軸線方向に真っ直ぐに伸びる部位を追加したガイド溝１４０ｇを示している。このガイド溝１４０ｇにおいても、周方向に流れる密封対象流体をシールリング１００の側面側に向けて案内できるため、密封対象流体を第２溝１２２に導くことができる。そして、図３８の右側には、このガイド溝１４０ｇと、これに対して鏡面対称のガイド溝とを組み合わせたガイド溝１４０ｈを示している。

図３９の左側には図３７で示したガイド溝１４０ｅに対してシールリング１００の側面側の先端に、軸線方向に真っ直ぐに伸びる部位を追加したガイド溝１４０ｉを示している。このガイド溝１４０ｉにおいても、周方向に流れる密封対象流体をシールリング１００の側面側に向けて案内できるため、密封対象流体を第２溝１２２に導くことができる。そして、図３９の右側には、このガイド溝１４０ｉと、これに対して鏡面対称のガイド溝とを組み合わせたガイド溝１４０ｊを示している。

図４０の左側には図３６で示したガイド溝１４０ｃに対して、直線状の部分を湾曲状にしたガイド溝１４０ｋを示している。このガイド溝１４０ｋにおいても、周方向に流れる密封対象流体をシールリング１００の側面側に向けて案内できるため、密封対象流体を第２溝１２２に導くことができる。そして、図４０の右側には、このガイド溝１４０ｋと、これに対して鏡面対称のガイド溝とを組み合わせたガイド溝１４０ｌを示している。

図４１の左側には図３７で示したガイド溝１４０ｅに対して、平面状の側面を円弧状の側面にしたガイド溝１４０ｍを示している。このガイド溝１４０ｍにおいても、周方向に流れる密封対象流体をシールリング１００の側面側に向けて案内できるため、密封対象流体を第２溝１２２に導くことができる。そして、図４１の右側には、このガイド溝１４０ｍと、これに対して鏡面対称のガイド溝とを組み合わせたガイド溝１４０ｎを示している。

図４２の左側には楕円弧状のガイド溝１４０ｏを示している。このガイド溝１４０ｏにおいても、周方向に流れる密封対象流体をシールリング１００の側面側に向けて案内できるため、密封対象流体を第２溝１２２に導くことができる。そして、図４２の右側には、このガイド溝１４０ｏと、これに対して鏡面対称のガイド溝とを組み合わせたガイド溝１４０ｐを示している。このガイド溝１４０ｐは、楕円形状の環状の溝により構成される。

図４３の左側には半楕円形のガイド溝１４０ｑを示している。このガイド溝１４０ｑにおいても、周方向に流れる密封対象流体をシールリング１００の側面側に向けて案内できるため、密封対象流体を第２溝１２２に導くことができる。そして、図４３の右側には、このガイド溝１４０ｑと、これに対して鏡面対称のガイド溝とを組み合わせたガイド溝１４０ｒを示している。このガイド溝１４０ｒは、楕円形状の溝により構成される。

なお、図３５〜図４３に示す各種ガイド溝については、図３２に示すように、周方向に連続的に繋げてもよいし、図３３に示すように、周方向にそれぞれ間隔を空けて配置してもよい。また、図３５〜図４３に示す各種ガイド溝については、図３４に示すように、軸線方向に対して交互に前後にずれるように配置してもよい。更に、図３５〜図４３に示す各種ガイド溝については、第２溝１２２に繋がるように設けても良い。

（その他）
上記実施例１，２においては、シールリング１００の回転方向に関係なく動圧が発生するように、動圧発生用溝１２０は、第１溝１２１と、第１溝１２１の周方向の中央から内周面に至るまで伸びる第２溝１２２とを備える構成を採用している。ただし、本発明においては、動圧発生用溝１２０は、このような構成には限定されることはない。シールリング１００がある方向に対して回転した場合に動圧が発生すれば良い場合には、第２溝は第
１溝の周方向の一方の端部から内周面に至るまで伸びるように構成すればよい。

１００ シールリング
１１０ 合口部
１２０ 動圧発生用溝
１２１ 第１溝
１２２ 第２溝
１２２ａ 幅の狭い部位
１２２ｂ 幅の広い部位
１３０，１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄ，１３０ｅ，１３０ｆ，１３０ｇ，１３０ｈ，１３０ｉ，１３０ｊ，１３０ｋ，１３０ｌ，１３０ｍ，１３０ｎ，１３０ｏ，１３０ｐ，１３０ｑ，１３０ｒ ガイド突起
１３１，１３１ａ，１３１ｂ 第１ガイド突起
１３２，１３２ａ，１３２ｂ 第２ガイド突起
１３３ｂ 第３ガイド突起
１４０，１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃ，１４０ｄ，１４０ｅ，１４０ｆ，１４０ｇ，１４０ｈ，１４０ｉ，１４０ｊ，１４０ｋ，１４０ｌ，１４０ｍ，１４０ｎ，１４０ｏ，１４０ｐ，１４０ｑ，１４０ｒ ガイド溝
１４１，１４１ａ，１４１ｂ 第１ガイド溝
１４２，１４３，１４３ａ，１４３ｂ 第２ガイド溝
１４４ｂ 第３ガイド溝
２００ 軸
２１０ 環状溝
２１１ 側壁面
３００ ハウジング
Ｘ 摺動領域

Claims (3)

1. 軸の外周に設けられた環状溝に装着され、相対的に回転する前記軸とハウジングとの間の環状隙間を封止して、流体圧力が変化するように構成されたシール対象領域の流体圧力を保持するシールリングであって、
   前記環状溝における低圧側の側壁面に対して摺動するシールリングにおいて、
   前記側壁面に対して摺動する摺動面側には、
   周方向に伸びる第１溝と、第１溝から内周面に至るまで伸び、密封対象流体を第１溝内に導く第２溝とを有する動圧発生用溝が設けられており、
   内周面側には、密封対象流体を第２溝に導く流体案内構造が設けられていることを特徴とするシールリング。
2. 前記流体案内構造は、前記軸とハウジングが相対的に回転することによって流動する密封対象流体を第２溝に案内するガイド突起であることを特徴とする請求項１に記載のシールリング。
3. 前記流体案内構造は、前記軸とハウジングが相対的に回転することによって流動する封対象流体を第２溝に案内するガイド溝であることを特徴とする請求項１に記載のシールリング。

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