JP2021188709A - シールリング - Google Patents

Abstract

【課題】シールリングやハウジングの軸孔における摺動摩耗を抑制することのできるシールリングを提供する。【解決手段】外周面側には、外周に沿うように、かつ幅方向の中央に設けられ、ハウジング３００の軸孔の内周面に摺動する摺動用凸部１２１と、周方向に間隔を空けて設けられ、かつ軸線方向に伸びる複数のリブ部と、外周に沿うように、かつ幅方向の両側にそれぞれ設けられ、前記軸孔の内周面との間に隙間Ｓを確保しつつ摺動用凸部１２１側への異物の侵入を抑制するための一対の異物侵入抑制用凸部１２２と、が設けられていることを特徴とする。【選択図】図９

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。

従来例に係るシールリングについて、図１０を参照して説明する。図１０は従来例に係るシールリングの外周面の一部拡大図である。このシールリング５００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密封対象領域の流体圧力を保持する役割を担っている。また、このシールリング５００は、上記の環状溝における低圧側の側壁面に密着し、かつハウジングにおける軸が挿通される軸孔の内周面に対して摺動するように構成されている。そして、このシールリング５００においては、外周面側に、外周に沿うように、かつ幅方向の中央に設けられ、軸孔の内周面に摺動する摺動用凸部５１０が設けられている。このような構成が採用されることで、シールリング５００の外周面全体が摺動する場合に比べて、軸孔の内周面に対する摺動抵抗が低減され、回転トルクを低減させることが可能となる。

また、このシールリング５００においては、周方向に間隔を空けて複数のリブ５２０が設けられている。このように、複数のリブ５２０が設けられることで、シールリング５００が、上記の環状溝内で傾いてしまうことを抑制させることができる。ここで、図１０中、矢印Ｓはハウジングに対するシールリング５００の相対的な回転方向を示し、矢印Ｔはシールリング５００に対するハウジングの相対的な回転方向を示している。また、図中（Ｈ）側が密封対象領域側である。図示のように、リブ５２０を設ける構成を採用すると、密封対象領域（Ｈ）側に混入する異物Ｃが、リブ５２０の付近に溜まってしまう傾向がある。異物Ｃが堆積してしまうと、その一部がシールリング５００とハウジングの軸孔内周面との摺動部分に入り込んでしまい、密封性を低下させると共に、これらの摺動摩耗を促進してしまうおそれがある。

国際公開第２０１４／１９６４０３号 国際公開第２０１４／０３０５０６号

本発明の目的は、摺動部分への異物の侵入を抑制することのできる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密封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密着し、かつ前記ハウジングにおける前記軸が挿通される軸孔の内周面に対して摺動するシールリングにおいて、
外周面側には、
外周に沿うように、かつ幅方向の中央に設けられ、前記軸孔の内周面に摺動する摺動用凸部と、
周方向に間隔を空けて設けられ、かつ軸線方向に伸びる複数のリブ部と、
外周に沿うように、かつ幅方向の両側にそれぞれ設けられ、前記軸孔の内周面との間に隙間を確保しつつ前記摺動用凸部側への異物の侵入を抑制するための一対の異物侵入抑制用凸部と、が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、シールリングの外周面において、外周に沿うように、かつ幅方向の中央に設けられた摺動用凸部が、ハウジングの軸孔の内周面に摺動するように構成されているので、摺動抵抗を低減させることができる。そして、シールリングの外周面には、軸線方向に伸びる複数のリブが、周方向に間隔を空けて設けられているので、環状溝内でシールリングが傾いてしまうことを抑制することができる。また、異物侵入抑制用凸部によって、摺動用凸部側への異物の侵入が抑制されるので、摺動用凸部と軸孔の内周面との間に異物が侵入してしまうことを抑制することができる。この異物侵入抑制用凸部と軸孔の内周面との間には隙間が確保されるので、摺動抵抗を高めてしまうこともない。また、異物侵入抑制用凸部は、幅方向の両側にそれぞれ設けられているので、シールリングを環状溝に装着する際に装着方向を気にする必要もない。

以上説明したように、本発明によれば、摺動部分への異物の侵入を抑制することができる。

図１は本発明の実施例に係るシールリングの側面図である。 図２は本発明の実施例に係るシールリングの側面図の一部拡大図である。 図３は本発明の実施例に係るシールリングの側面図の一部拡大図である。 図４は本発明の実施例に係るシールリングの外周面の一部拡大図である。 図５は本発明の実施例に係るシールリングの内周面の一部拡大図である。 図６は本発明の実施例に係るシールリングの外周面の一部拡大図である。 図７は本発明の実施例に係るシールリングの模式的断面図である。 図８は本発明の実施例に係るシールリングの模式的断面図である。 図９は本発明の実施例に係る密封構造の模式的断面図である。 図１０は従来例に係るシールリングの外周面の一部拡大図である。

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、例えば、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好適に用いることができる。本実施例においては、そのような用途に適用された場合を例にして説明する。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。

（実施例）
図１〜図９を参照して、本発明の実施例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は本発明の実施例に係るシールリングの側面図の一部拡大図であり、図１において丸で囲った部分Ｖの拡大図である。図３は本発明の実施例に係るシールリングの側面図の一部拡大図であり、図１において丸で囲った部分Ｖを反対側から見た拡大図である。図４は本発明の実施例に係るシールリングを外周面側から見た図の一部拡大図であり、図１において丸で囲った部分Ｖを外周面側から見た一部拡大図である。図５は本発明の実施例に係るシールリングを内周面側から見た図の一部拡大図であり、図１において丸で囲った部分Ｖを内周面側から見た拡大図である。図６は本発明の実施例に係るシールリングを外周面側から見た図の一部拡大図であり、図１において丸で囲った部分Ｗを外周面側から見た一部拡大図である。図７及び図８は本発明の実施例に係るシールリングの模式的断面図であり、図７は図６中のＡＡ断面図であり、図８は図６中のＢＢ断面図である。図９は本発明の実施例に係る密封構造の模式的断面図である。なお、図９中のシールリングは、図６中のＢＢ断面図に相当する。

＜密封構造＞
特に、図９を参照して、本発明の実施例に係る樹脂製のシールリングを備える密封構造について説明する。本実施例に係る密封構造は、相対的に回転する軸２００及びハウジング３００と、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シールリング１００とから構成される。つまり、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、環状溝２１０における低圧側（Ｌ）の側壁面２１１に密着し、かつハウジング３００における軸２００が挿通される軸孔の内周面に対して摺動することで、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密封対象領域（Ｈ）の流体圧力を保持する。すなわち、本実施例においては、図９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は図中右側の密封対象領域（Ｈ）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、密封対象領域（Ｈ）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密封対象領域（Ｈ）の流体圧力は高くなる。

＜シールリング＞
特に、図１〜図８を参照して、本実施例に係るシールリング１００について、より詳細に説明する。本実施例に係るシールリング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。

そして、本実施例に係るシールリング１００の周方向の１箇所には合口部１１０が設けられている。合口部１１０の構成について、特に、図２〜図５を参照して説明する。本実施例に係る合口部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特殊ステップカットを採用している。これにより、シールリング１００においては、切断部を介して一方の側の外周面側には第１嵌合凸部１１１及び第１嵌合凹部１１４が設けられ、他方の側の外周面側には第１嵌合凸部１１１が嵌る第２嵌合凹部１１３と第１嵌合凹部１１４に嵌る第２嵌合凸部１１２が設けられている。なお、切断部を介して一方の側の内周面側の端面１１５と他方の側の内周側の端面１１６は互いに対向している。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、「切断部」については、切削加工により切断される場合だけでなく、成形により得られる場合も含まれる。また、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。

そして、本実施例に係るシールリング１００の外周面側には、摺動用凸部１２１と、複数のリブ部１３０と、一対の異物侵入抑制用凸部１２２とが設けられている。これらの構成について、特に、図６〜図９を参照して説明する。摺動用凸部１２１は、シールリング１００の外周に沿うように、かつシールリング１００の幅方向の中央に設けられている。この摺動用凸部１２１は、ハウジング３００の軸孔の内周面に摺動するように構成されている。リブ部１３０は、軸線方向に伸びるように構成されている。また、リブ部１３０は、周方向に間隔を空けて複数設けられてる。なお、本実施例においては、これら複数のリブ部１３０も、ハウジング３００の軸孔の内周面に摺動するように構成されている。一対の異物侵入抑制用凸部１２２は、シールリング１００の外周に沿うように、かつシールリング１００の幅方向の両側にそれぞれ設けられている。異物侵入抑制用凸部１２２の外径は、摺動用凸部１２１の外径よりも僅かに短く構成されている。これにより、異物侵入抑制用凸部１２２は、ハウジング３００の軸孔の内周面との間に隙間Ｓを確保しつつ摺動用凸部１２１側への異物Ｃの侵入を抑制する機能を発揮する（図９参照）。なお、隙間Ｓについては、密封対象流体の行き来を可能としつつ、異物Ｃが侵入しない寸法に設定するとよい。より具体的には、１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下に設定すると好適である。また、摺動用凸部１２１と一対の異物侵入抑制用凸部１２２は、合口部１１０の付近を除く全域に亘って設けられている。そして、合口部１１０の外周面と摺動用凸部１２１の外周面によって円柱面が形成される（図１参照）。これにより、安定した密封性が得られる。なお、合口部１１０が設けられない構成が採用される場合には、摺動用凸部１２１と一対の異物侵入抑制用凸部１２２は全周に亘って設けられる。

＜シールリングの使用時のメカニズム＞
特に、図９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９は、エンジンがかかり、シールリング１００を介して、左側の領域に比べて右側の領域の流体圧力の方が高くなった状態を示している。上記の通り、本実施例に係るシールリング１００における外周面の周長は、ハウジング３００の軸孔の内周面の周長よりも短く設定されている。従って、無負荷状態においては、左右の領域の差圧がなく、かつ、シールリング１００の内周面には流体圧力が作用しないため、シールリング１００は、環状溝２１０の側壁面から離れ、かつ、ハウジング３００の軸孔の内周面から離れた状態となり得る。

そして、エンジンがかかり、差圧が生じた状態においては、高圧側（密封対象領域（Ｈ）側）からの流体圧力によって、シールリング１００は、環状溝２１０における低圧側（Ｌ）の側壁面２１１に密着した状態となる。また、シールリング１００は、拡径して、ハウジング３００における軸孔の内周面に対して接した（摺動した）状態となる。従って、軸２００とハウジング３００との間の環状隙間が封止された状態となる。

＜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、シールリング１００の外周面において、外周に沿うように、かつ幅方向の中央に設けられた摺動用凸部１２１が、ハウジング３００の軸孔の内周面に摺動するように構成されている。これにより、シールリング１００の外周面のうち、摺動用凸部１２１よりも密封対象領域（Ｈ）側には流体圧力が作用する。そのため、摺動用凸部１２１よりも密封対象領域（Ｈ）側の部分では、外周面側からと内
周面側から双方に流体圧力が作用するため、これらの流体圧力は相殺される。従って、シールリング１００によるハウジング３００の軸孔の内周面に対する摺動抵抗を低減させることができる。

そして、シールリング１００の外周面には、軸線方向に伸びる複数のリブ部１３０が、周方向に間隔を空けて設けられているので、環状溝２１０内でシールリング１００が傾いてしまうことを抑制することができる。

また、異物侵入抑制用凸部１２２によって、摺動用凸部１２１側への異物の侵入が抑制されるので、摺動用凸部１２１と軸孔の内周面との間に異物Ｃが侵入してしまうことを抑制することができる。従って、シールリング１００による密封性が低下してしまうことを抑制することができる。また、シールリング１００やハウジング３００の軸孔における摺動摩耗を抑制することができる。これにより、ハウジング３００の材料として軟質材が用いられている場合にも、本実施例に係るシールリング１００を好適に用いることができる。なお、この異物侵入抑制用凸部１２２と軸孔の内周面との間には隙間Ｓが確保されるので、摺動抵抗を高めてしまうこともない。また、異物侵入抑制用凸部１２２は、幅方向の両側にそれぞれ設けられているので、シールリング１００を環状溝２１０に装着する際に装着方向を気にする必要もない。

１００ シールリング
１１０ 合口部
１１１ 第１嵌合凸部
１１２ 第２嵌合凸部
１１３ 第２嵌合凹部
１１４ 第１嵌合凹部
１１５ 端面
１１６ 端面
１２１ 摺動用凸部
１２２ 異物侵入抑制用凸部
１３０ リブ部
２００ 軸
２１０ 環状溝
２１１ 側壁面
３００ ハウジング

Claims (1)

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密封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密着し、かつ前記ハウジングにおける前記軸が挿通される軸孔の内周面に対して摺動するシールリングにおいて、
   外周面側には、
   外周に沿うように、かつ幅方向の中央に設けられ、前記軸孔の内周面に摺動する摺動用凸部と、
   周方向に間隔を空けて設けられ、かつ軸線方向に伸びる複数のリブ部と、
   外周に沿うように、かつ幅方向の両側にそれぞれ設けられ、前記軸孔の内周面との間に隙間を確保しつつ前記摺動用凸部側への異物の侵入を抑制するための一対の異物侵入抑制用凸部と、が設けられていることを特徴とするシールリング。

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