JP3324887B2 - 油圧シール装置 - Google Patents

油圧シール装置

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JP3324887B2
JP3324887B2 JP27345094A JP27345094A JP3324887B2 JP 3324887 B2 JP3324887 B2 JP 3324887B2 JP 27345094 A JP27345094 A JP 27345094A JP 27345094 A JP27345094 A JP 27345094A JP 3324887 B2 JP3324887 B2 JP 3324887B2
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真弓 高田
頼範 熊谷
貴通 嶋田
登志夫 岡
純也 永井
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Riken Corp
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Honda Motor Co Ltd
Riken Corp
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/067—Split packings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3268—Mounting of sealing rings
    • F16J15/3272—Mounting of sealing rings the rings having a break or opening, e.g. to enable mounting on a shaft otherwise than from a shaft end
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/12—Details
    • F16J9/14—Joint-closures

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軸部材の外周に形成し
た環状のシールリング溝に装着したシールリングを、前
記軸部材の外周に相対回転自在に嵌合するハウジングの
シール内周面と前記シールリング溝の一方のシール側面
とに圧接させるようにした油圧シール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】かゝる油圧シール装置は、例えば特開平
４−２６２１７１号公報に開示されているように既に知
られている。
【０００３】ところで、前記軸部材が摩耗し易いアルミ
合金製である場合、シールリングに当接するシールリン
グ溝のシール側面が早期に摩耗してしまう問題があり、
この摩耗は作動油中に鉄粉等の硬質の異物が含まれる場
合に特に著しいものとなる。そこで、シールリングの合
口から少量の油をリークさせて前記異物をリーク油と共
に洗い流すようにすれば、異物がシールリングとシール
リング溝のシール側面との間に挟まり難くなるため、前
記摩耗を効果的に回避することができる。
【０００４】また、シールリングの合口の形状を軸方向
及び半径方向に重ね部を有する所謂トリプルステッチと
したものが、実開平４−４１１５３号公報により公知で
ある。このシールリングは合口が常にロックしているた
め、ストレートな形状の合口を有するシールリングに比
べてシール性が向上する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平４−２６２１７１号公報に記載されたシールリング
の合口形状では、温度変化に伴うシールリングの熱膨張
で合口の流路断面積が大きく変化してしまい、その結果
として一定量の油を安定してリークさせることが難しい
問題がある。また、実開平４−４１１５３号公報に記載
された合口形状を持つシールリングを射出成形しようと
すると、その合口から円周方向に突出する腕部が型開き
時に固定金型側に張り付いて引っ張られることにより変
形してしまう問題ある。そして、前記腕部が変形したシ
ールリングをシールリング溝に装着して使用すると、油
のリーク量が不安定になったり、腕部とシールリング溝
間に異物が噛み込んだりして異常摩耗を起こす可能性が
ある。
【０００６】本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたも
ので、温度変化に関わらずシールリングの合口から常に
一定量の油を安定してリークさせて異物による摩耗を防
止するとともに、シールリングを射出成形する際に合口
の腕部が変形しないようにして異物による摩耗を防止
し、以てシール装置のシール性及び耐久性を向上させる
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明は、軸部材の外周に凹設
した環状のシールリング溝に装着されるシールリング
が、半径方向内側を向くリング内周面と、半径方向外側
を向くリング外周面と、軸方向両側を向く一対のリング
側面と、円周方向の１か所に形成された合口とを備えて
なり、リング外周面が軸部材の外周に相対回転自在に嵌
合するハウジングのシール内周面に圧接されるととも
に、一方のリング側面が他方のリング側面に作用する油
圧でシールリング溝のシール側面に圧接される油圧シー
ル装置において、前記合口はリング外周面側において両
リング側面を相互に連通させるクランク状油溝を形成し
ており、このクランク状油溝は軸方向に延びて両リング
側面にそれぞれ開放する一対の第１油溝及び第２油溝
と、円周方向に延びて第１油溝及び第２油溝を相互に接
続する第３油溝とから構成され、前記合口を挟んで対向
するシールリングの両端部は、そのリング内周面側にお
いて軸方向及び半径方向に延びて互いに対向する壁面間
に、温度変化に伴う該シールリングの熱膨張を許容する
僅かな円周方向隙間が形成され、該円周方向隙間は、前
記第１油溝及び第２油溝の各円周方向幅よりも小さいこ
とを特徴とする。
【０００８】また請求項２に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、前記リング外周面に連なる閉塞壁に
よって、ハウジングのシール内周面に臨む前記第３油溝
の開口部を閉塞したことを特徴とする。
【０００９】また請求項３に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、前記シールリング溝のシール側面に
圧接される一方のリング側面を、半径方向中央部を高く
した凸曲面に形成したことを特徴とする。
【００１０】また請求項４に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、前記軸部材がアルミ合金製であるこ
とを特徴とする。
【００１１】また請求項５に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、前記シールリングが合成樹脂製であ
ることを特徴とする。
【００１２】また請求項６に記載された発明は、請求項
５の構成に加えて、一方のリング側面と、リング外周面
と、リング外周面及びリング内周面の中間に延びる壁面
と、前記一方のリング側面に開放する前記第１油溝を構
成する壁面と、前記第３油路を構成する壁面とによって
シールリングの一方の端面から円周方向に突出する腕部
が形成されており、軸方向に開閉してシールリングを射
出成形する金型の可動金型側に前記腕部を対応させたこ
とを特徴とする。
【００１３】
【作用】請求項１の構成によれば、温度変化でシールリ
ングが熱膨張したときに、合口に形成されたクランク状
油溝のうち軸方向に延びる第１，第２油溝の、比較的大
きい円周方向幅はシールリングの熱膨張に応じて増減
し，また円周方向に延びる第３油溝の流路断面積は殆ど
変化しないため、クランク状油溝を介してシールリング
の他方のリング側面から一方のリング側面へ一定量の油
を安定してリークさせ、これにより油に含まれる異物に
よるシールリング溝のシール側面の摩耗を回避すること
ができる。またクランク状油溝がシールリングのリング
外周面側に形成されているため、前記シール側面に臨む
クランク状油溝の開口面積を極力減少させて摩耗を更に
効果的に回避することができる。
【００１４】請求項２の構成によれば、シールリングの
一方のリング側面に油圧が作用するとき、リング外周面
に連なる閉塞壁が前記油圧に抵抗してクランク状油溝の
第３油溝の流路断面積が減少するのを防止する。
【００１５】請求項３の構成によれば、リング側面を半
径方向中央部を高くした凸曲面に形成したことにより、
そのリング側面をシールリング溝のシール側面に安定し
て接触させるとができる。
【００１６】請求項４の構成によれば、摩耗し易いアル
ミ合金製の軸部材に形成されたシールリング溝のシール
側面の摩耗が効果的に回避される。
【００１７】請求項５の構成によれば、合成樹脂製のシ
ールリングの撓み変形により、そのリング外周面及び一
方のリング側面をハウジングのシール内周面及びシール
リング溝のシール側面に密着させることができる。
【００１８】請求項６の構成によれば、シールリングの
一方の端面から円周方向に突出する腕部がシールリング
を射出成形する金型の可動金型側に対応するので、型開
き時に腕部が固定金型側に引っ張られて変形することが
ない。
【００１９】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明する。
【００２０】図１〜図７は本発明の第１実施例を示すも
ので、図１は本発明の油圧シール装置を備えた油圧機器
の縦断面図、図２は図１の２部拡大図、図３は図２の３
図の更なる拡大図（図４の３−３線断面図）、図４は図
３の４−４線矢視図、図５はシールリングの合口の斜視
図（自由状態）、図６はシールリングの合口の斜視図
（装着状態）、図７は軸部材及びハウジング相互の傾き
状態でのシール作用説明図である。
【００２１】先ず図１及び図２において、固定のケーシ
ング１の内壁に軸部材２が一体に突設され、その外周に
ハウジング３が回転自在に嵌合され、ケーシング１及び
ハウジング３間にスラストベアリング９が介装される。
【００２２】軸部材２には油路４が設けられており、そ
の上流側は、オイルポンプ等の油圧源に制御弁（いずれ
も図示せず）を介して接続され、その下流側は軸部材２
外周の環状溝５を介してハウジング３の油路６に連通す
る。この油路６はハウジング３に設けられる油圧クラッ
チ等の油圧アクチュエータ７の油圧室８に連なる。した
がって、油路４に油圧源の油圧を供給すれば、その油圧
は環状溝５及び油路６を経て油圧室８に伝達し、油圧ア
クチュエータ７を作動させることができる。
【００２３】軸部材２及びハウジング３の対向周面間に
は、両者の相対回転を許容する微小間隙が設けられてお
り、前記油圧が環状溝５からその微小間隙を通して外部
に漏洩するのを極力防ぐため、次のような油圧シール装
置１０が設けられる。
【００２４】即ち、軸部材２の外周には、前記環状溝５
を挟んで並ぶ一対のシールリング溝１１，１１が形成さ
れ、これらにシールリング１２，１２が装着される。各
シールリング１２は一つの合口１３を有し、それを開い
てシールリング溝１１への装着が行われる。
【００２５】以上において、軸部材２はアルミ合金製、
ハウジング３は鋼板製である。またシールリング１２は
所定の弾性を付与した合成樹脂製で、例えばＰＥＳ（ポ
リエーテルサルフォン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサル
ファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケト
ン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＳ（ポリアリルサルホ
ン）等が適当であって、特に硬度ＨRM８０〜１２０、引
張り強度７００〜１８００kgｆ／cm2 、連続耐熱温度１
８０℃以上のものが用いられる。
【００２６】図３に示すように、各シールリング溝１１
の軸方向両側面１１ａ，１１ｂは平坦面に形成される。
これら側面１１ａ，１１ｂのうち、環状溝５に対して外
側に位置するもの１１ａをシールリング溝１１のシール
側面と呼び、反対側の１１ｂを非シール側面と呼ぶ。
【００２７】一方、合成樹脂製のシールリング１２は、
その半径方向内側及び半径方向外側に位置するリング内
周面１２ｉ及びリング外周面１２ｏが互いに同心の円筒
面に形成され、また軸方向両側に位置する一対のリング
側面が半径方向中央部を高くした凸曲面にクラウニング
され、これによってシールリング１２の横断面形状は樽
形をなしている。上記凸曲面の曲率半径Ｒは３〜１３０
mm、望ましくは略１１mmに設定される。
【００２８】また、シールリング１２のリング内周面１
２ｉ、リング外周面１２ｏと両リング側面１２ａ，１２
ｂとがそれぞれ交わる角部１２ｄ〜１２ｇには丸味が付
される。
【００２９】また、シールリング１２は、その自由状態
では外径がハウジング３の内径よりも僅かに大きい寸法
に形成され、シールリング溝１１への装着時、シールリ
ング１２のリング外周面１２ｏがハウジング３のシール
内周面３ａに略密着するようになっている。
【００３０】次に、図２〜図６に基づいてシールリング
１２に形成された合口１３の形状を詳説する。
【００３１】前記合口１３を挟んで対向するシールリン
グ１２の両端部は、そのリング外周面１２ｏ側に臨むよ
うにクランク状油溝１５が形成される。シールリング１
２の一方の端部は第１壁面１３1 、第２壁面１３2 、第
３壁面１３3 、第４壁面１３4 及び第５壁面１３5 を備
えるとともに、他方の端部は第６壁面１３6 、第７壁面
１３7 、第８壁面１３8 、第９壁面１３9 及び第１０壁
面１３10を備える。
【００３２】軸方向及び円周方向に沿って延びる第４壁
面１３4 と第９壁面１３9 とは相互に密着し、温度変化
に伴うシールリング１２の熱膨張によって円周方向に相
対的に摺動する。このとき、温度変化に伴うシールリン
グ１２の熱膨張を許容すべく、軸方向及び半径方向に延
びて互いに対向する第５壁面１３5 と第１０壁面１３ 10
間には僅かな円周方向隙間が形成される。
【００３３】第１壁面１３1 、第２壁面１３2 及び第３
壁面１３3 はクランク状に形成されており、同じくクラ
ンク状に形成された第６壁面１３6 、第７壁面１３7 及
び第８壁面１３8 と協働してクランク状油溝１５を構成
する。クランク状油溝１５は軸方向に延びて両リング側
面１２ａ，１２ｂにそれぞれ開口する一対の第１油溝１
５1 及び第２油溝１５2 と、円周方向に延びて前記第１
油溝１５1 及び第２油溝１５2 に連なる第３油溝１５3
とから構成される。
【００３４】図４から明らかなように、第１壁面１３1
及び第６壁面１３6 間に挟まれた第２油溝１５2 と、第
３壁面１３3 及び第８壁面１３8 間に挟まれた第１油溝
１５ 1 とは、比較的に大きい円周方向幅Ｗ1 （約１mm）
を備えており、この円周方向幅Ｗ1 は温度変化に伴うシ
ールリング１２の熱膨張に応じて増減する。
【００３５】一方、第２壁面１３2 及び第７壁面１３7
間に挟まれた第３油溝１５3 は比較的に小さい軸方向幅
Ｗ2 （約０．０３mm〜０．６mm）備えている。即ち、一
方のリング側面１２ａと第７壁面１３7 間の距離をＬ1
とし、他方のリング側面１２ｂと第２壁面１３2 間の距
離をＬ2 とし、両リング側面１２ａ，１２ｂ間の距離
（シールリング１２の軸方向幅）をＬ3 とすると、Ｌ3
−Ｌ1 −Ｌ2 ＝Ｗ2 の関係がある。第３油溝１５3 の軸
方向幅Ｗ2 は、シールリング１２の温度変化に関わらず
一定に保持される。
【００３６】また、図３から明らかなように、リング内
周面１２ｉと第４壁面１３4 との距離をＬ4 とし、リン
グ外周面１２ｏと第９壁面１３9 との距離をＬ5 とする
と、Ｌ5 はＬ4 よりも僅かに大きく設定するのが望まし
い。即ち、クランク状油溝１５の深さＬ5 は、リング内
周面１２ｉとリング外周面１２ｏ間の距離（シールリン
グ１２の半径方向幅）の半分よりも僅かに大きくなって
いる。
【００３７】次に、この実施例の作用について説明す
る。
【００３８】図１において、ハウジング３が軸部材２に
対して回転すると、オイルポンプから供給される油の油
圧と遠心力により発生した油圧とが各シールリング溝１
１に伝達して各シールリング１２のリング内周面１２ｉ
及び他方のリング側面１２ｂに作用するため、シールリ
ング１２は、そのリング外周面１２ｏをハウジング３の
シール内周面３ａに、またその一方のリング側面１２ａ
をシールリング溝１１のシール側面１１ａに圧接させて
シール効果が発揮される。このような状態で、各シール
リング１２のリング外周面１２ｏとハウジング３のシー
ル内周面３ａとの間に生じる摩擦トルクは、該シールリ
ング１２のリング側面１２ａ及びシールリング溝１１の
シール側面１１ａ間に生じる摩擦トルクよりも大である
ため、シールリング１２はハウジング３に連れ回りして
リング側面１２ａ及びシール側面１１ａに相対回転摺動
が起こる。
【００３９】このとき、図３に示すように、平坦面のシ
ール側面１１ａと凸曲面のリング側面１２ａとの圧接部
の半径方向内側には三角状の間隙１４ができており、こ
の間隙１４に進入した油は、それ自身の圧力、シールリ
ング１２から受ける回転力及び遠心力により間隙１４内
を半径線からシールリング１２の回転方向へ或る角度傾
いた方向へ進行しようとし、即ち恰も三角状間隙１４の
頂角よりも鋭い角度の楔がシール側面１１ａ及びリング
側面１２ａ間に進入するように油が進もうとし、このよ
うな油の楔効果によりシール側面１１ａ及びリング側面
１２ａの接触部での油膜形成が促進される。
【００４０】また、合成樹脂製のシールリング１２は所
定の弾性を有するので、他方のリング側面１２ｂに受け
る油圧により凸曲面の一方のリング側面１２ａが平坦面
のシール側面１１ａへ押圧されると、凸曲面のリング側
面１２ａの一部が圧縮変形してシール側面１１ａと面接
触することになる。したがって接触面積の増加により接
触圧力が低下し、シール側面１１ａ及びリング側面１２
ａ間での油膜形成及び保持を一層良好に行うことができ
る。
【００４１】次に図７に示すように、軸部材２及びハウ
ジング３が何等かの理由で互いに傾いた場合には、シー
ルリング１２は、そのリング内周面１２ｉに受ける油圧
により上記傾きに追従するように捩れ変形を生じ、シー
ルリング１２のリング外周面１２ｏのハウジング３のシ
ール内周面３ａとの隙間のない面接触状態が維持され、
外周シール機能を正常に発揮し続けることができる。そ
して、上記捩り変形に従い、凸曲面状のリング側面１２
ａは、平坦面のシール側面１１ａに対し転がるように接
触部を変えるだけで、その面接触状態は変わらず、側面
シール機能をも正常に発揮し続けることができる。
【００４２】さらに軸部材２及びハウジング３相互の傾
きが過度になると、シールリング１２の前記捩り変形の
進行により、そのリング側面１２ａとリング内周面１２
ｉ及びリング外周面１２ｏとが交わる角部１２ｄ，１２
ｅがシールリング溝１１のシール側面１１ａに接触する
ようになるが、それら角部１２ａ，１２ｅは丸味を帯び
ているから、エッジコンタクト状態にはならず、それら
角部１２ｄ，１２ｅは油膜を切ることはなく平坦なシー
ル側面１１ａ上をスムーズに回転摺動することができ
る。
【００４３】さて、シールリング１２をシールリング溝
１１に装着した状態において、シールリング溝１１内の
油の一部がシールリング１２に形成されたクランク状油
溝１５を通って、軸部材２の外周面とハウジング３のシ
ール内周面３ａとの間に形成されたリーク油路１６（図
３参照）にリークするようになっており、このリーク油
によってアルミ合金製の軸部材１に形成したシールリン
グ溝１１のシール側面１１ａが摩耗するのを防止するこ
とができる。
【００４４】即ち、油中には鉄粉等の硬質の異物が混入
しているが、この異物を含む油がシールリング１２のリ
ング側面１２ａ及びシールリング溝１１のシール側面１
１ａ間からリークすると、前記硬質の異物がシールリン
グ１２のリング側面１２ａに突き刺さってアルミ合金製
のシール側面１１ａを摩耗させることになる。しかしな
がら、前記クランク状油溝１５を介して異物を含む油を
リークさせれば、その油がリング側面１２ａ及びシール
側面１１ａ間を通過しなくなり、その結果としてアルミ
合金製のシール側面１１ａの摩耗が防止される。
【００４５】このとき、温度変化によってシールリング
１２が円周方向に熱膨張又は熱収縮すると、クランク状
油溝１５の第１油溝１５1 及び第２油溝１５2 の円周方
向幅Ｗ1 は変化するが、第３油溝１５3 の軸方向幅Ｗ2
は温度変化によらずに一定に保たれるため、この第３油
溝１９3 からの油のリーク量を一定に保持することがで
きる。また、クランク状油溝１５がハウジング３のシー
ル内周面３ａに摺接するシールリング１２のリング外周
面１２ｏ側だけに形成されているので、シールリング溝
１１の面接触部（図３参照）に臨むクランク状油溝１５
の第１油溝１５ 1 の開口部を小さくし、そこを通過する
油に含まれる異物による前記シール側面１１ａの摩耗を
極力回避することができる。
【００４６】図８〜図１１は本発明の第２実施例を示す
もので、図８は前記図３に対応する断面図（図９の８−
８線断面図）、図９は図８の９−９線矢視図、図１０は
シールリングの合口の斜視図（自由状態）、図１１はシ
ールリングの合口の斜視図（装着状態）である。
【００４７】第２実施例のシールリング１２は、クラン
ク状油溝１５の第３油溝１５3 がリング外周面１２ｏ側
に開放しておらず、リング外周面１２ｏから面一に延び
る閉塞壁１３11によってトンネル状に閉塞されている。
その他の構造は第１実施例と同一である。尚、閉塞壁１
３11を実施例の如く第２壁面１３2 側に設ける代わり
に、第７壁面１３7 側に設けても良い。
【００４８】この第２実施例によれば、図９に矢印ａで
示すようにシールリング１２の他方のリング側面１２ｂ
に油圧が加わったとき、その荷重を前記閉塞壁１３11に
よって支持することにより、クランク状油溝１５の第３
油溝１５3 の幅が狭まることが防止されるる。従って、
特に高圧下での使用に有効である。
【００４９】次に、図１２〜図１５に基づいてシールリ
ング１２を射出成形する金型の好適な型割りについて説
明する。
【００５０】図１４は前述した第１実施例のシールリン
グ１２の合口１３を示すもので、その第５壁面１３5 及
び第１０壁面１３10の位置を円周方向にずらしたものが
図１２（Ａ）に示される。両図を比較すると明らかなよ
うに、図１４に示す本実施例のものは合口１３を挟むシ
ールリング１２の一方の端部に剛性の低い腕部１７が形
成されているのに対し、図１２（Ａ）に示す従来のもの
は合口１３を挟むシールリング１２の両方の端部に剛性
の低い腕部１７ａ，１７ｂが形成される。
【００５１】図１４に示す本実施例のシールリング１２
を射出成形する際に、図１５に示すような金型の型割り
を採用することにより、腕部１７を可動金型側に位置さ
せる。これにより、型開きに際してシールリング１２を
可動金型と共に固定金型から分離するときにシールリン
グ１２が固定金型に張り付いても、腕部１７に荷重を加
えることなく固定金型からシールリング１２を分離する
ことができる。
【００５２】ところが、図１２（Ａ）のものにおいて、
腕部１７ａが固定金型側に位置するように金型の型割り
を設定すると、型開きの際にシールリング１２を可動金
型と共に固定金型から分離するとき、腕部１７ａが固定
金型に張り付いて鎖線位置に撓み、変形を起こす問題が
ある。これを防止するために、図１２（Ｂ）に示すよう
に腕部１７ｂが固定金型側に位置するように金型の型割
りを設定しても、型開きの際に腕部１７ｂが固定金型に
張り付いて鎖線位置に撓んで変形してしまう問題があ
る。
【００５３】図１３は、本実施例のシールリング１２と
同一形状の合口１３を備えたシールリング１２を射出成
形する際に、その腕部１７が固定金型側に位置するよう
に金型の型割りを設定したものである。この場合にも、
型開きの際に固定金型に張り付いた腕部１７が鎖線位置
に撓んで変形してしまう問題がある。
【００５４】以上のことから明らかなように、図１４に
示す本実施例のシールリング１２の如く、合口１３を挟
むシールリング１２の両端部のうち、その一方の端部に
のみ腕部１７を形成し、かつ前記腕部１７を金型の可動
金型側に対応させれば良いことになる。
【００５５】次に、図１６及び図１７のグラフを参照し
ながら、本実施例のシールリング１２による効果を説明
する。
【００５６】図１６のグラフは、ＡＤＣ−１２材よりな
るアルミ合金の軸部材２に形成したシールリング溝１１
に、図１２（Ａ）に示した従来のシールリング１２（腕
部１７ａの変形量０．１mm）と、図１４に示した本実施
例のシールリング１２とを装着し、油圧１２kg／cm2 、
油温１２０℃の条件でハウジング３を６５００ｒｐｍで
５０時間回転させた場合の摩耗量を示すものである。こ
のグラフから明らかなように、従来のシールリング１２
は、変形した腕部１７ａをシールリング溝１１のシール
側面１１ａに対向させると（１７ａ＋１１ａ）、シール
側面１１ａの摩耗量は約２２５μｍに達するが、変形し
ていない腕部１７ｂをシール側面１１ａに対向させると
（１７ｂ＋１１ａ）、摩耗量は約１２μｍとなる。一
方、本実施例のシールリング１２を用いた場合には、シ
ールリング１２のリング側面１２ａ，１２ｂの何れをシ
ールリング溝１１のシール側面１１ａに対向させても
（１２ａ＋１１ａ，１２ｂ＋１１ａ）、シール側面１１
ａの摩耗量は約１０μｍ以下に抑えられる。
【００５７】図１２に示す従来のシールリング１２を用
いた場合に発生する摩耗量の増加は、変形した腕部１７
ａがシールリング溝１１のシール側面１１ａに対して突
起として作用し、腕部１７ａとシール側面１１ａ間の油
膜を切るためである。
【００５８】図１７のグラフは、前述と同じ条件で油に
鉄粉を含ませて摩耗量を測定したものである。ここで使
用した油は、５リットル中に粒径１００μｍ以下の鉄粉
を１．５ｇ、粒径１０１〜１５０μｍの鉄粉を０．０３
ｇ、粒径１５１〜２５０μｍの鉄粉を０．０１ｇ、粒径
２５１μｍ以上の鉄粉を０．０１ｇ混入したものであ
る。
【００５９】このグラフから明らかなように、従来のシ
ールリング１２は、変形した腕部１７ａをシールリング
溝１１のシール側面１１ａに対向させると（１７ａ＋１
１ａ）、シール側面１１ａの摩耗量は約３２０μｍに増
加し、変形していない腕部１７ｂをシールリング溝１１
のシール側面１１ａに対向させると（１７ｂ＋１１
ａ）、シール側面１１ａの摩耗量は４３０μｍと更に大
きく増加する。これは、従来のシールリング１２がクラ
ンク状油溝１５に隙間を持たないため、油中の鉄粉がリ
ング側面１２ａ，１２ｂとシール側面１１ａとの摺動面
を通過し、その際に前記鉄粉がリング側面１２ａ，１２
ｂに突き刺さってシール側面１１ａを摩耗させるためで
ある。
【００６０】一方、本実施例のシールリング１２を用い
た場合には、シールリング１２のリング側面１２ａ，１
２ｂの何れをシールリング溝１１のシール側面１１ａに
対向させても（１２ａ＋１１ａ，１２ｂ＋１１ａ）、シ
ール側面１１ａの摩耗量は約１０μｍ以下に抑えられ
る。これは、クランク状油溝１５を介して鉄粉が排出さ
れるためである。
【００６１】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
【００６２】例えば、シールリング１２の他方のリング
側面１２ｂはシール作用に寄与しないので、クラウニン
グが施されない平坦面とすることができる。また、軸部
材２を固定してハウジング３を回転させる代わりに、ハ
ウジング３を固定して軸部材２を回転させても良い。
【００６３】
【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
によれば、シールリングの合口がリング外周面側に開口
して両リング側面を相互に連通させるクランク状油溝を
形成しており、このクランク状油溝が軸方向に延びて両
リング側面にそれぞれ開放する第１油溝及び第２油溝
と、円周方向に延びて第１油溝及び第２油溝を相互に接
続する第３油溝とから構成され、前記合口を挟んで対向
するシールリングの両端部は、そのリング内周面側にお
いて軸方向及び半径方向に延びて互いに対向する壁面間
に、温度変化に伴う該シールリングの熱膨張を許容する
僅かな円周方向隙間が形成され、該円周方向隙間は、前
記第１油溝及び第２油溝の各円周方向幅よりも小さいの
で、シールリングが主として円周方向に熱膨張したとき
に、合口に形成されたクランク状油溝のうち軸方向に延
びる第１，第２油溝の、比較的大きい円周方向幅はシー
ルリングの熱膨張に応じて増減し，また同クランク状油
溝の円周方向に延びる第３油溝の流路断面積は殆ど変化
しない。これにより、クランク状油溝を介してシールリ
ングの他方のリング側面から一方のリング側面にリーク
する油の量を安定させ、油に含まれる異物によるシール
リング溝のシール側面の摩耗を回避することができる。
またクランク状油溝がシールリングのリング外周面側に
開口しているので、シールリング溝のシール側面に臨む
クランク状油溝の開口面積が減少し、これによりシール
側面の摩耗を更に効果的に回避することができる。
【００６４】また請求項２に記載された発明によれば、
リング外周面に連なる閉塞壁によって、ハウジングのシ
ール内周面に臨む前記第３油溝の開口部を閉塞したの
で、シールリングの他方のリング側面に作用する油圧に
対して前記閉塞壁が抵抗し、油圧によりクランク状油溝
の第３油溝の流路断面積が減少するのを防止することが
できる。
【００６５】また請求項３に記載された発明によれば、
シールリング溝のシール側面に圧接される一方のリング
側面を、半径方向中央部を高くした凸曲面に形成したの
で、そのリング側面をシール側面に常に接触させてシー
ル効果を向上させることができる。
【００６６】また請求項４に記載された発明によれば、
軸部材が摩耗し易いアルミ合金製であるので、クランク
状油溝による摩耗防止機能を有効に生かすことができ
る。
【００６７】また請求項５に記載された発明によれば、
シールリングが合成樹脂製であるので、リング外周面及
び一方のリング側面をハウジングのシール内周面及びシ
ールリング溝のシール側面に密着させてシール効果を向
上させることができる。
【００６８】また請求項６に記載された発明によれば、
一方のリング側面と、リング外周面と、リング外周面及
びリング内周面の中間に延びる壁面と、前記一方のリン
グ側面に開放する前記第１油溝を構成する壁面と、前記
第３油路を構成する壁面とによってシールリングの一方
の端面から円周方向に突出する腕部が形成されており、
軸方向に開閉してシールリングを射出成形する金型の可
動金型側に前記腕部を対応させたので、金型の型開き時
に腕部が固定金型側に張り付いて変形することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油圧シール装置を備えた油圧機器の縦
断面図
【図２】図１の２部拡大図
【図３】図２の３図の更なる拡大図（図４の３−３線断
面図）
【図４】図３の４−４線矢視図
【図５】シールリングの合口の斜視図（自由状態）
【図６】シールリングの合口の斜視図（装着状態）
【図７】軸部材及びハウジング相互の傾き状態でのシー
ル作用説明図
【図８】第２実施例に係る、前記図３に対応する断面図
（図９の８−８線断面図）
【図９】図８の９−９線矢視図
【図１０】シールリングの合口の斜視図（自由状態）
【図１１】シールリングの合口の斜視図（装着状態）
【図１２】従来のシールリングを射出成形する金型の型
割りを説明する図
【図１３】従来のシールリングを射出成形する金型の型
割りを説明する図
【図１４】シールリングを射出成形する金型の好適な型
割りを説明する図
【図１５】シールリングを射出成形する金型の断面図
【図１６】シールリング溝の摩耗量を示すグラフ
【図１７】シールリング溝の摩耗量を示すグラフ
【符号の説明】
２ 軸部材 ３ ハウジング ３ａ シール内周面 １１ シールリング溝 １１ａ シール側面 １２ シールリング １２ａ 一方のリング側面 １２ｂ 他方のリング側面 １２ｉ リング内周面 １２ｏ リング外周面 １３ 合口 １３7 第７壁面（壁面） １３8 第８壁面（壁面） １３9 第９壁面（壁面） １３11 閉塞壁 １５ クランク状油溝 １５1 第１油溝 １５2 第２油溝 １５3 第３油溝 １７ 腕部
フロントページの続き (72)発明者 熊谷 頼範 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 嶋田 貴通 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 岡 登志夫 新潟県柏崎市北斗町１番37号 株式会社 リケン 柏崎事業所内 (72)発明者 永井 純也 新潟県柏崎市北斗町１番37号 株式会社 リケン 柏崎事業所内 (56)参考文献 特開 平６−281007（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−262171（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−262976（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−175350（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−41153（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16J 15/28 F16J 9/14

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸部材（２）の外周に凹設した環状のシ
    ールリング溝（１１）に装着されるシールリング（１
    ２）が、半径方向内側を向くリング内周面（１２ｉ）
    と、半径方向外側を向くリング外周面（１２ｏ）と、軸
    方向両側を向く一対のリング側面（１２ａ，１２ｂ）
    と、円周方向の１か所に形成された合口（１３）とを備
    えてなり、リング外周面（１２ｏ）が軸部材（２）の外
    周に相対回転自在に嵌合するハウジング（３）のシール
    内周面（３ａ）に圧接されるとともに、一方のリング側
    面（１２ａ）が他方のリング側面（１２ｂ）に作用する
    油圧でシールリング溝（１１）のシール側面（１１ａ）
    に圧接される油圧シール装置において、 前記合口（１３）はリング外周面（１２ｏ）側において
    両リング側面（１２ａ，１２ｂ）を相互に連通させるク
    ランク状油溝（１５）を形成しており、このクランク状
    油溝（１５）は軸方向に延びて両リング側面（１２ａ，
    １２ｂ）にそれぞれ開放する一対の第１油溝（１５1 ）
    及び第２油溝（１５2 ）と、円周方向に延びて第１油溝
    （１５1 ）及び第２油溝（１５2 ）を相互に接続する第
    ３油溝（１５3 ）とから構成され、 前記合口（１３）を挟んで対向するシールリング（１
    ２）の両端部は、そのリング内周面（１２ｉ）側におい
    て軸方向及び半径方向に延びて互いに対向する壁面（１
    ３ 5 ，１３ 10 ）間に、温度変化に伴う該シールリング
    （１２）の熱膨張を許容する僅かな円周方向隙間が形成
    され、該円周方向隙間は、前記第１油溝（１５ 1 ）及び
    第２油溝（１５ 2 ）の各円周方向幅（Ｗ 1 ）よりも小さ
    い ことを特徴とする油圧シール装置。
  2. 【請求項２】 前記リング外周面（１２ｏ）に連なる閉
    塞壁（１３11）によって、ハウジング（３）のシール内
    周面（３ａ）に臨む前記第３油溝（１５3 ）の開口部を
    閉塞したことを特徴とする、請求項１記載の油圧シール
    装置。
  3. 【請求項３】 前記シールリング溝（１１）のシール側
    面（１１ａ）に圧接される一方のリング側面（１２ａ）
    を、半径方向中央部を高くした凸曲面に形成したことを
    特徴とする、請求項１記載の油圧シール装置。
  4. 【請求項４】 前記軸部材（２）がアルミ合金製である
    ことを特徴とする、請求項１記載の油圧シール装置。
  5. 【請求項５】 前記シールリング（１２）が合成樹脂製
    であることを特徴とする、請求項１記載の油圧シール装
    置。
  6. 【請求項６】 一方のリング側面（１２ａ）と、リング
    外周面（１２ｏ）と、リング外周面（１２ｏ）及びリン
    グ内周面（１２ｉ）の中間に延びる壁面（１３9 ）と、
    前記一方のリング側面（１２ａ）に開放する前記第１油
    溝（１５1 ）を構成する壁面（１３8 ）と、前記第３油
    路（１５3 ）を構成する壁面（１３7）とによってシー
    ルリング（１２）の一方の端面から円周方向に突出する
    腕部（１７）が形成されており、軸方向に開閉してシー
    ルリング（１２）を射出成形する金型の可動金型側に前
    記腕部（１７）を対応させたことを特徴とする、請求項
    ５記載の油圧シール装置。
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