JPH04262171A - 回転油圧機器のシール機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ケーシングに対して相
対回転運動する軟質材料製軸の周囲に設けられたリング
溝にシールリングを組込み、ケーシングと軸との間をシ
ールする回転油圧機器のシール機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用の変速機等に、燃費低減の目的
で低比重のアルミ合金材が使われている。それに伴って
変速機部の高出力化により、固定部から回転部へ油圧で
回転力を伝えるための相互回転運動する軸とケーシング
とのシール機構に使用されるシールリングは高ＰＶ値と
過酷な条件下で使われてきている。

【０００３】アルミ合金材に対しては従来より摩耗相関
が良いことから、ＦＣ−２５材相当の鋳鉄製のシールリ
ングが使われているが、上記過酷条件の理由から、アル
ミ合金材が摩耗し隙間ができて油圧が設定圧に上がらな
い、また設定圧に達するまでに長時間を要するなどの不
具合が確認されている。

【０００４】この問題を説明するために、アルミ合金材
の摩耗が生じる油圧機構の一例を図４により説明する。 この装置では、図５に示すカギ段付合い口１ａを有すシ
ールリング１が、アルミ合金材からなる軸２のリング溝
３に組み込まれ、油路４より油圧Ｐが作用し、ケーシン
グ５の外側６へ油圧を伝える。軸２は固定で、メインシ
ャフト７よりケーシング５へ回転が伝わる仕組みとなっ
ており、ケーシング５はケーシング５のブッシュ５′で
片側支持となっている。この構成によりシールリング１
は固定のアルミ合金材からなる軸のリング溝３と回転す
るケーシング５からの油洩れを防ぐ働きをする。ケーシ
ング５は片側支持であるために、ブッシュ５′の精度の
バラツキで傾きが生じ、シールリング１の外周面はケー
シング５に圧接した状態でケーシング回転に連行され回
転し、油圧の作動時等にシールリングのリング溝側面に
接する内周エッヂ部で油膜切れを起こしアルミ合金材の
リング溝３の側面を過大摩耗させる例が多々ある。この
様な事態になると油圧伝達に不調をきたし回転が伝達さ
れるまでの時間が長くなったり、更には機器の機能を失
ってしまう結果に立ち至る。

【０００５】そこでアルミ合金材と摺動するシールリン
グとの間に油膜を形成し摩耗を防止する手段、例えばシ
ールリングの摺動側面に半径方向に放射状に溝を設ける
などの手段が実施されているが、シールリングの強度低
下や溝の摩滅などの問題があって対策として不充分であ
った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の回転
油圧機器のシール機構の上記の問題点にかんがみ、簡単
な構成で、軟質材料を軸に使用した場合にもシールリン
グにより摩耗することが少ないシール機構を提供するこ
とを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のシール機構は、
上記の課題を解決するため、リング溝の油圧によりシー
ルリング側面が圧接する側面に、上記シールリングの内
周面隅角部の両側にまたがる幅の開口を有する環状溝を
全周に亘って設けたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】以上の如く、リング溝の側面にシールリングの
内周面隅角部の両側にまたがる幅の開口を有する環状溝
を設けたことによって、シールリング内周面のリング溝
側面に圧接する側の隅角部とリング溝側面との接触干渉
は回避され、同時にリング溝内に伝達された作動流体圧
力（油圧）が環状溝を介してシールリング内周側からリ
ング溝とリング側面間の油膜内に伝達作用し、リング溝
側面とリング側面とが直接金属どうしで接触することが
防止され、過大な摩耗の発生が回避される。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明の実施例を、図面に基づいて
詳細に説明する。

【００１０】図１は本発明の第１実施例を示す図であっ
て、図４で説明した装置と同一の機能を有する部材には
同一の符号を付して説明する。本実施例でも、軸２はア
ルミ合金材から成り、軸２に設けられたリング溝３には
鋳鉄製のシールリング１が装着され、シールリング１は
その張力によりケーシング５に圧接している。又、油路
４より油圧Ｐが作用し、シールリング１の一方の側面は
、軸のリング溝３の対向する側面に圧接し、軸とケーシ
ングとのシール作用が行なわれる点は、従来の装置と変
るところはない。

【００１１】ところが、この実施例では、本発明に基づ
き、リング溝３の、シールリング１が圧接する側面に、
リング１の内周面の隅角部が接することがないよう、該
隅角部の両側にまたがる幅の開口を有する長方形断面の
環状溝８が全周に亘って設けられている。

【００１２】図２は、本発明の第２実施例を示す図であ
る。この実施例では、上記第１実施例の長方形断面の環
状溝８の代りに、やはりリング１の内周面隅角部が接す
ることのないよう、全周に亘って楔形断面のテーパー部
を有する溝９が設けられている。

【００１３】シールリング１の内周面の隅角部が溝８、
９の開口幅の範囲にくるためには次の条件を満すことが
必要である。図３に示す如く、環状溝８又は９の内周円
の直径をｌ２　、外周円の直径ｌ１　、シールリングの
半径方向の厚みをＴ、軸２の外径をｄ、ケーシング５の
内径をＤとすると、ケーシングと軸とが同心に位置する
場合、ケーシングと軸との間隙Ｓは、 Ｓ＝（Ｄ−ｄ）／２ ∴　　Ｄ＝ｄ＋２Ｓ ｌ１　＝Ｄ−２Ｔ になる。

【００１４】ケーシング５と軸２とが局部的に接触して
いる状態の関係にあっても、シールリング１の内周隅角
部が環状溝８又は９の範囲に位置することが必要不可欠
の条件になる。すなわち、 ｌ１　＞２Ｄ−２Ｔ−ｄ　　　　　　　　　　───（
１）ｌ２　＜ｄ−２Ｔ　　　　　　　　　　　　　　　
　───（２）が成立する。

【００１５】環状溝８、９の内周面は、リング溝３の底
面と一致させるのがよい。すなわち、ｌ２　はリング溝
底面の円の直径と同じにすることが望ましい。

【００１６】以下に、本発明の具体的な実施例を、数値
を挙げて説明する。

【００１７】図４に示す装置を用いて、従来のアルミ合
金材からなる軸２に設けた溝３と前述の本発明の第１実
施例及び第２実施例について比較評価を行なった。評価
条件及び結果を以下に示す。シールリング１のサイズは
外径５０ｍｍ、径方向の厚みＴ＝２ｍｍ、軸方向の厚み
Ｂ＝２．５ｍｍとし、材質はＪＩＳ　　ＦＣ−２５材と
した。切り口の形状は図５に示すカギ段付きである。

【００１８】ケーシング５のサイズは内径Ｄ＝５０ｍｍ
で材質はＪＩＳ　　Ｓ４５Ｃ材を用い、アルミ合金材か
らなる軸２のサイズはｄ＝４９．５ｍｍで材質はＪＩＳ
　　ＡＤＣ１２（Ｓｉ＝１１．６％、Ｃｕ＝２．３％、
Ｎｉ＝０．０２％、Ｆｅ＝０．８７％、Ｍｎ＝０．２１
％、残Ａｌ）でＨＲＢ＝４５の硬度のものを用いた。第
１、第２実施例ともｌ＝４８ｍｍとし第２の実施例のテ
ーパー部は１０°とした。

【００１９】評価条件は、メインシャフト７の回転数を
３０００ｒ．ｐ．ｍ　油圧２０Ｋｇ／ｃｍ２として油の
温度は１４０℃にコントロールし、油はＡＴＦ（オート
マチックトランスミッションフルード）を用いた。評価
時間は全て１００Ｈｒである。

【００２０】表１に１００Ｈｒ運転後のＡＤＣ−１２材
の軸溝の摩耗量を示す。

【表１】 表１に示すように従来のリング溝３に比べ、本発明の第
１実施例のリング溝８及び第２実施例のリング溝９は、
格段に摩耗量が少ない。

【００２１】

【効果】以上の如く、本発明によれば、シールリング内
周隅角部と軸のリング溝側面との摺接が回避されるとと
もに、シールリング側面とリング溝側面との間の油膜が
確保され、金属面どうしの接触が防止されるので、過大
な摩耗発生防止に効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成を示す断面図である
。

【図２】本発明の第２実施例の構成を示す断面図である
。

【図３】本発明の特徴である環状溝の設置位置、寸法を
説明するための説明図である。

【図４】本発明が適用される回転油圧機器の従来の構造
を示す断面図である。

【図５】そのシールリングの構造を示す側断面図である
。

【符号の説明】

１　　シールリング ２　　軸 ３　　リング溝 ４　　油路 ５　　ケーシング ６　　油路 ７　　メインシャフト ８、９　　環状溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ケーシングと相対回転関係にある軸の
   外周面全周に亘って設けられた環状リング溝に、シール
   リングを組込み、ケーシングと軸との間をシールする回
   転油圧機器のシール機構において、上記リング溝の、油
   圧によりシールリング側面が圧接する側面に、上記シー
   ルリングの内周面隅角部の両側にまたがる幅の開口を有
   する環状溝を全周に亘って設けたことを特徴とするシー
   ル機構。
2. 【請求項２】　　上記の軸の外周とケーシングの内周と
   が局部的に接触回転する状態においても、上記リング溝
   のシールリング側面が圧接する側に、上記の位置、形状
   を有する環状溝を設けたことを特徴とする請求項１に記
   載のシール機構。