JPH08338538A - 油圧シール装置 - Google Patents

油圧シール装置

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JPH08338538A
JPH08338538A JP7143026A JP14302695A JPH08338538A JP H08338538 A JPH08338538 A JP H08338538A JP 7143026 A JP7143026 A JP 7143026A JP 14302695 A JP14302695 A JP 14302695A JP H08338538 A JPH08338538 A JP H08338538A
Authority
JP
Japan
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seal
seal ring
ring
hydraulic
oil
Prior art date
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Pending
Application number
JP7143026A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiminobu Terao
公伸 寺尾
Koji Ueda
孝治 上田
Mayumi Takada
真弓 高田
Kenji Amano
健治 天野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Priority to US08/659,260 priority patent/US5713578A/en
Publication of JPH08338538A publication Critical patent/JPH08338538A/ja
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    • 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
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00—Adjustable joints, Joints allowing movement
    • F16L27/08—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe
    • F16L27/087—Joints with radial fluid passages
    • 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
    • F16J15/164—Sealings between relatively-moving surfaces the sealing action depending on movements; pressure difference, temperature or presence of leaking fluid
    • 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

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  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油圧クラッチや油圧ブレーキ等の油圧アクチ
ュエータにオイルを給排する油路に設けられる油圧シー
ル装置であって、油圧アクチュエータの係合時にオイル
のシール性を確保するとともに係合解除時にオイルのリ
ーク性を持たせることにより、前記油圧アクチュエータ
の応答性を向上させる。 【構成】 シールリング溝１１に保持されたシールリン
グ１２の一端部１２Ａは他端部１２Ｂに対して半径方向
内側に偏倚するように成形されており、油圧が作用しな
い状態において合口１３が開くことによりオイルのリー
クを許容する。油圧アクチュエータを係合させるべく油
圧を供給すると、シールリング１２の一端部１２Ａが油
圧で半径方向外側に変形してシール面３ａに密着すると
ともに合口１３を閉じ、これによりオイルリング１２か
らのオイルのリークが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、相対回転自在に嵌合す
る半径方向内側の第１部材と半径方向外側の第２部材と
の間をシールリングによりシールする油圧シール装置に
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】
【発明が解決しようとする課題】ところで、油圧バラン
スタイプの油圧クラッチ（油室に連なる油路にチェック
バルブを持たない油圧クラッチ）を係合させる場合、そ
の油室に連なる油路からのオイルのリーク量を可及的に
減少させることにより、係合に要する時間を短縮して応
答性を高めることができ、また係合解除させる場合には
前記油路からオイルをリークさせることにより、係合解
除に要する時間を短縮して応答性を高めることができ
る。
【０００４】しかしながら、従来のシールリングはオイ
ルのシール性とリーク性の両立を図ったものではないた
め、前記油圧クラッチの応答性の向上に充分に寄与する
ことができない問題があった。
【０００５】本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたも
ので、油圧クラッチや油圧ブレーキ等の油圧アクチュエ
ータの係合及び係合解除をタイムラグを発生させること
なく速やかに行わせることが可能な油圧シール装置を提
供することを目的とする。
【０００６】
【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、相対回転自在に嵌合
する半径方向内側の第１部材及び半径方向外側の第２部
材の一方の部材に環状のシールリング溝を形成し、この
シールリング溝に装着したシールリングを前記第１部材
及び第２部材の他方の部材に形成したシール面に当接さ
せてなり、前記シールリングは相互に対向する両端部を
半径方向にオーバーラップさせた合口を備えてなる油圧
シール装置において、自由状態でシールリングの一端部
は他端部に対して半径方向に偏倚するように成形されて
おり、油圧の非作用時にシールリングの一端部はシール
面から離間して合口を広げるとともに、油圧の作用時に
シールリングの一端部はシール面に当接する方向に押圧
されて合口を閉じることを特徴とする。
【０００７】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、半径方向内側の第１部材に形成した
シールリング溝にシールリングを装着し、このシールリ
ングの一端部を他端部に対して半径方向内側に偏倚する
ように成形して半径方向外側の第２部材に形成したシー
ル面から離間させたことを特徴とする。
【０００８】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、半径方向外側の第２部材に形成した
シールリング溝にシールリングを装着し、このシールリ
ングの一端部を他端部に対して半径方向外側に偏倚する
ように成形して半径方向内側の第１部材に形成したシー
ル面から離間させたことを特徴とする。
【０００９】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５に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、前記合口はシール面に当接するリン
グ外周面側又はリング内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
とから構成されたことを特徴とする。
【００１１】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、前記リング外周面又はリング内周面
に連なる閉塞壁によって前記シール面に臨む前記第３油
溝の開口部を閉塞したことを特徴とする。
【００１２】また請求項７に記載された発明は、相対回
転自在に嵌合する半径方向内側の第１部材及び半径方向
外側の第２部材の一方の部材に環状のシールリング溝を
形成し、このシールリング溝に装着したシールリングを
前記第１部材及び第２部材の他方の部材に形成したシー
ル面に当接させてなり、前記シールリングは相互に対向
する両端部を軸方向にオーバーラップさせた合口を備え
てなる油圧シール装置において、自由状態でシールリン
グの一端部は他端部に対して軸方向に偏倚するように成
形されており、油圧の非作用時にシールリングの一端部
は他端部から離間して合口を広げるとともに、油圧の作
用時にシールリングの一端部は他端部に当接する方向に
押圧されて合口を閉じることを特徴とする。
【００１３】
【作用】請求項１、２又は３の構成によれば、シールリ
ングに油圧が作用すると、シールリングの一端部が油圧
で半径方向に変形してシール面に当接し、合口が閉じら
れることによりシール機能が発揮される。これにより、
油圧アクチュエータの係合を速やかに行わせることがで
きる。シールリングに油圧が作用しなくなると、シール
リングの一端部は自己の弾性でシール面から離間して合
口を広げ、合口からのオイルのリークを許容する。これ
により、油圧アクチュエータの係合解除を速やかに行わ
せることができる。
【００１４】請求項４の構成によれば、第１部材及び第
２部材が相互に傾斜しても、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ことができる。
【００１５】請求項５の構成によれば、温度変化でシー
ルリングが熱膨張しても、合口に形成されたクランク状
油溝のうち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
のオイルを安定してリークさせ、これによりオイルに含
まれる粒径の小さい異物によるシールリング溝の摩耗を
回避することができる。粒径が大きい異物がクランク状
油溝に詰まっても、その異物は合口が広がるときにオイ
ルと共に洗い流されるため、クランク状油溝は幅は粒径
の小さい異物を洗い流せる範囲で幅狭に形成することが
でき、これにより合口が閉じられた状態でのオイルのリ
ーク量を最小限に抑えることができる。
【００１６】請求項６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
又はリング内周面に連なる閉塞壁が前記油圧に抵抗して
クランク状油路の第３油溝の流路断面積が減少するのを
防止する。
【００１７】請求項７の構成によれば、シールリングに
油圧が作用すると、シールリングの一端部が油圧で軸方
向に変形して他端部に当接し、合口が閉じられることに
よりシール機能が発揮される。これにより、油圧アクチ
ュエータの係合を速やかに行わせることができる。シー
ルリングに油圧が作用しなくなると、シールリングの一
端部は自己の弾性で他端部から離間して合口を広げ、合
口からのオイルのリークを許容する。これにより、油圧
アクチュエータの係合解除を速やかに行わせることがで
きる。
【００１８】
【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。
【００１９】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２−２線断面図、図３は図１
の３部拡大図、図４はシールリングの合口を示す図（シ
ール状態）、図５はシールリングの合口を示す斜視図
（非シール状態）、図６は油温に対する油漏れ量の変化
を示すグラフ、図７は時間に対する油圧の変化を示すグ
ラフである。
【００２０】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。
前記軸部材２は本発明の第１部材を構成し、前記ハウジ
ング３は本発明の第２部材を構成する。
【００２１】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。
【００２２】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。
【００２３】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。
【００２４】以上において、軸部材２及びハウジング３
は鉄製であり、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）、Ｐ
ＥＥＫ（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７００〜１
８００kgｆ／cm2 、連続耐熱温度１８０℃以上のものが
用いられる。
【００２５】図２及び図３において、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。
【００２６】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１２ａ，１２ｂは平坦面とされ、これによってシー
ルリング１２の横断面形状は四角形をなしている。
【００２７】次に、図４及び図５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。
【００２８】シールリング１２の両端部１２Ａ，１２Ｂ
は前記合口１３を挟んで対向しており、その一端部１２
Ａは第１壁面１３1 、第２壁面１３2 、第３壁面１
３3 、第４壁面１３4 及び体５壁面１３5 を備えるとと
もに、その他端部１２Ｂは第６壁面１３6 、第７壁面１
３7 、第８壁面１３8 、第９壁面１３9 及び第１０壁面
１３10を備える。
【００２９】軸方向及び円周方向に沿って延びる第４壁
面１３4 及び第９壁面１３9 は相互に密着するとともに
第２壁面１３2 及び第７壁面１３7 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１壁面１３1 及び第６壁面
１３6 間、第３壁面１３3 及び第８壁面１３8 間、第５
壁面１３5 及び第１０壁面１３10間には僅かな円周方向
隙間が形成される。
【００３０】図２及び図５から明らかなように、油圧が
作用しない非シール状態において、シールリング１２の
一端部１２Ａは他端部１２Ｂよりも半径方向内側に縮径
しており、従って前記一端近傍においてシールリング１
２のリング外周面１２ｏはハウジング３のシール内周面
３ａに密着することなく、所定の隙間を存して前記シー
ル内周面３ａから浮き上がっている。シールリング１２
のリング内周面１２ｉに油圧が作用するシール状態にお
いて、シールリング１２の一端部１２Ａは半径方向外側
に押圧され、そのリング外周面１２ｏはハウジング３の
シール内周面３ａに密着する。
【００３１】次に、この実施例の作用について説明す
る。
【００３２】図１及び図３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
るオイル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１１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
に圧接させるとともに、合口１３が閉じられてシール効
果が発揮される。その結果、オイルは環状溝５及び油路
６を経て油圧アクチュエータ７の油室８に供給され、該
油圧アクチュエータ７を速やかに係合させる。
【００３３】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１
１ａ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１
２ａ及びシール側面１１ａに相対回転摺動が起こる。
【００３４】さて、前記油圧アクチュエータ７の係合を
解除すべく油圧をカットすると、それまでリング内周面
１２ｉに作用する油圧でハウジング３のシール内周面３
ａに圧接されていたシールリング１２は、その一端部１
２Ａが自己の弾性で半径方向内向きに縮径して前記シー
ル内周面３ａから離間する。その結果、図２及び図５に
実線で示すようにシールリング１２の合口１３が開き、
アクチュエータ７の油室８からの戻りオイルは油路６、
環状溝５、シールリング溝１１及びシールリング１２の
合口１３を経てをリーク通路１６に排出されるため、ア
クチュエータ７の係合が速やかに解除される。これによ
り、アクチュエータ７の係合解除時に引きずりが発生す
ることがなくなって応答性が向上する。
【００３５】図６は、シールリングからのオイルの漏れ
量を各油温について測定したもので、本発明のシールリ
ング１２はシール時に第４壁面１３4 及び第９壁面１３
9 の密着と、第２壁面１３2 及び第７壁面１３7 の密着
とによって完全に閉じられるため、何れの油温において
もオイルの漏れ量が極めて少なくなっている。
【００３６】図７は、アクチュエータ７の係合を解除す
べく油圧をカットした瞬間からの油室８の油圧の変化を
示すものである。従来のシールリングは油圧が完全に低
下するのに約４．５秒を要しているのに対し、本発明の
シールリング１２は非シール時に一端部１２Ａが半径方
向内側に縮径して合口１３が開くことにより、約２秒で
油圧を完全に低下させることができる。
【００３７】図８及び図９は本発明の第２実施例を示す
もので、図８は前記図２に対応する図、図９は前記図３
に対応する図である。
【００３８】前述した第１実施例は、固定の軸部材２の
外周にハウジング３が回転自在に嵌合され、軸部材２の
外周に形成したシールリング溝１１にシールリング１２
が装着されているが、この第２実施例は、固定のハウジ
ング３に軸部材２が回転自在に支持され、ハウジング３
の内周に形成したシールリング溝１１にシールリング１
２が装着される。尚、第１実施例と同様に、第２実施例
の軸部材２及びハウジング３は鉄製であり、シールリン
グ１２は合成樹脂製である。
【００３９】シールリング１２の合口１３の形状は第１
実施例のものと同一であるが、リング外周面１２ｏに油
圧が作用しない非シール時には、その一端部１２Ａが自
己の弾性で半径方向外側に拡径してリング内周面１２ｉ
が軸部材２のシール面２ａから離間する（図８参照）。
従って、油圧アクチュエータ７の作動解除時に、シール
リング１２の合口１３を開いて油圧をリーク通路１６に
逃がすことができ、油圧アクチュエータ７の引きずりを
防止して作動解除時の応答性を向上させることができ
る。
【００４０】油圧アクチュエータ７を係合させるべく、
オイルポンプから供給されたオイルの油圧がシールリン
グ溝１１に伝達されてシールリング１２のリング外周面
１２Ｏ及び他方のリング側面１２ｂに作用すると、シー
ルリング１２は、その一端部１２Ａが半径方向内側に押
圧されてリング内周面１２ｉが軸部材２のシール外周面
２ａに圧接し、またその一方のリング側面１２ａがシー
ルリング溝１１のシール側面１１ａに圧接し、更に合口
１３が閉じられてシール効果が発揮されるため、油圧ア
クチュエータ７を速やかに係合させることができる。
【００４１】而して、この第２実施例によっても、前述
した第１実施例と同様の作用効果を奏することができ
る。
【００４２】図１０〜図１３は本発明の第３実施例を示
すもので、図１０はシールリングの合口の斜視図（シー
ル状態）、図１１はシール部の拡大断面図（図１２の１
１−１１線断面図）、図１２は図１１の１２−１２線矢
視図、図１３は作用の説明図である。
【００４３】第３実施例は、第１実施例と同様に固定の
軸部材２の外周にハウジング３を回転自在に嵌合させ、
軸部材２の外周に形成したシールリング溝１１に装着し
た合成樹脂製のシールリング１２で軸部材２及びハウジ
ング３間をシールするようになっている。但し、第３実
施例の軸部材２は鉄製ではなく比較的に摩耗が発生し易
いアルミ合金製であり、そのためにシールリング１２の
合口１３の形状に工夫が施されている。
【００４４】図１１に示すように、合成樹脂製のシール
リング１２は、その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。また、シー
ルリング１２のリング内周面１２ｉ、リング外周面１２
ｏと両リング側面１２ａ，１１ｂとがそれぞれ交わる角
部１２ｄ〜１２ｇには丸味が付される。
【００４５】図１０及び図１２に示すように、合口１３
の形状は第１実施例のシールリングのそれと類似してい
るが、第３実施例ではシールリング１２の合口１３にリ
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。即ち、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１
３7 及び第８壁面１３ 8 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１５1 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。
【００４６】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１５1 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。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５０〜１００μｍ）備えている。尚、図
面においては、第３油溝１５3 の軸方向幅Ｗ2は誇張し
て実際よりも幅広く描かれている。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。
【００４７】図１０から明らかなように、第１実施例と
同様にシールリング１２は一端部１２Ａが半径方向内側
に縮径しており（鎖線図示）、非シール時には合口１３
を開いて油圧を逃がし、油圧アクチュエータ７の速やか
な係合解除を図るとともに、シール時には油圧で合口１
３を閉じてオイルの漏れを防止し、油圧アクチュエータ
７の速やかな係合を図っている。
【００４８】図１１から明らかなように、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に進入したオイルは、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オイルが進もうとし、
このようなオイル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。
【００４９】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。
【００５０】次に図１３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１２ａ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。
【００５１】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。
【００５２】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
オイル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１１参照）にリークするようになっており、このリ
ークオイルによってアルミ合金製の軸部材２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。
【００５３】即ち、オイルフィルターによって濾過され
たオイルであっても、３００μｍ以下の粒径を有する鉄
粉等の硬質の異物が混入することが避けられず、この異
物を含むオイルがシールリング１２のリング側面１２ａ
及びシールリング溝１１のシール側面１１ａ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１
１ａを摩耗させることになる。
【００５４】しかしながら、前記クランク状油溝１５は
第３油溝１５3 において約５０μｍ〜１００μｍの最小
幅を有するため、粒径が２０μｍ〜５０μｍ程度の小さ
い異物はクランク状油溝１５を通ってオイルと共にリー
クしてしまい、アルミ合金製のシール側面１１ａの摩耗
が防止される。また、粒径が５０μｍよりも大きい異物
が第３油溝１５3 の入口部分に詰まっても、シールリン
グ１２の非シール時に合口１３が開いたときに、前記詰
まった異物が開いた合口１３を通ってオイルと共に一気
にリークするため、アルミ合金製のシール側面１１ａの
摩耗が防止される。
【００５５】このとき、クランク状油溝１５の第３油溝
１５3 の軸方向幅Ｗ2 を３００μｍ以上に設定すれば、
合口１３が開放するのを待たずに異物を流すことができ
るが、このように第３油溝１５3 の軸方向幅Ｗ2 を大き
く設定すると、油圧が１２ｋｇ／ｃｍ2 のときに、オイ
ルのリーク量が４００ｃｃ〜６００ｃｃ／ｍｉｎに達し
てしまい油圧アクチュエータ７の係合時の応答性が低下
するだけでなく、オイルのリークにより効率が低下する
問題がある。しかしながら、本実施例のシールリング１
２を採用すれば、第３油溝１５3 の軸方向幅Ｗ2 を約５
０μｍ〜１００μｍに設定してオイルのリーク量を実用
上問題のない１００ｃｃ〜１５０ｃｃ／ｍｉｎに抑えて
も、異物によるアルミ合金製の軸部材２の摩耗を確実に
回避することができる。
【００５６】尚、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１
５の第１油溝１５1 及び第２油溝１５2 の円周方向幅Ｗ
1 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１９
3 からのオイル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１
１の面接触部（図１１参照）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
オイル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。
【００５７】図１４〜図１７は本発明の第４実施例を示
すもので、図１４はシールリングの合口の分解斜視図、
図１５はシールリングの合口の斜視図（シール状態）、
図１６はシール部の断面図（図１７の１６−１６線断面
図）、図１７は図１６の１７−１７線矢視図である。
【００５８】第４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。
その結果、第３油溝１５3 は縦横がそれぞれ約５０μｍ
〜１００μｍの四角形断面とされる。その他の構造は第
３実施例と同一である。尚、閉塞壁１３11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。
【００５９】この第４実施例によれば、前記第３実施例
の作用効果に加えて、図１７に矢印ｐ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。従って、特に高圧下での使
用に有効である。
【００６０】図１８〜図２０は本発明の第５実施例を示
すもので、図１８は油圧シール装置を示す図（非シール
状態）、図１９は図１８に対応するシール状態を示す
図、図２０は図１８の２０Ａ−２０Ａ線断面図及び図１
９の２０Ｂ−２０Ｂ線断面図である。
【００６１】第５実施例のシールリング１２は、合口１
３を挟んで形成された一端部１２Ａ及び他端部１2 Ｂが
軸方向に偏倚しており、油圧が作用しない自由状態では
合口１３が開いている（図１８及び図２０（Ａ）参
照）。従って、油圧アクチュエータ７の作動解除時に、
シールリング１２の合口１３を開いて油圧をリーク通路
１６に逃がすことができ、油圧アクチュエータ７の引き
ずりを防止して作動解除時の応答性を向上させることが
できる。
【００６２】一方、油圧アクチュエータ７を係合させる
べくシールリング溝１１に油圧が伝達されると、図１９
及び図２０（Ｂ）に示すように、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
る油圧により、シールリング１２はハウジング３のシー
ル内周面３ａ及びシールリング溝１１のシール側面１１
ａに押し付けられる。その結果、シールリング１２の一
端部１２Ａ及び他端部１２Ｂが軸方向に相互に圧接され
て合口１３が閉じられるため、シール効果を発揮させて
油圧アクチュエータ７を速やかに係合させることができ
る。
【００６３】尚、前記第５実施例において、シールリン
グ溝１１を軸部材２に設ける代わりにハウジング３に設
けることも可能である。
【００６４】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。
【００６５】例えば、第３実施例及び第４実施例におい
て、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。また、シールリング
の材質は合成樹脂に限定されず、ばね鋼やリン青銅等の
適宜の金属であっても良い。
【００６６】
【発明の効果】以上のように請求項１，２又は３に記載
された発明によれば、自由状態でシールリングの一端部
は他端部に対して半径方向に偏倚するように成形されて
おり、油圧の非作用時にシールリングの一端部はシール
面から離間して合口を広げるとともに、油圧の作用時に
シールリングの一端部はシール面に当接する方向に押圧
されて合口を閉じるので、油圧アクチュエータを係合さ
せるときには、シールリングの合口を閉じて油圧をシー
ルすることにより油圧アクチュエータを速やかに係合さ
せるとともに、油圧アクチュエータを係合解除させると
きには、シールリングの合口を広げて油圧をリークさせ
ることにより油圧アクチュエータを速やかに係合解除さ
せることができる。
【００６７】また請求項４に記載された発明によれば、
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。
【００６８】また請求項５に記載された発明によれば、
前記合口はシール面に当接するリング外周面側又はリン
グ内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てい
るので、シールリングが主として円周方向に熱膨張して
もクランク状油溝の第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一定量の
オイルを安定してリークさせ、これによりオイルに含ま
れる粒径の小さい異物によるシールリング溝の摩耗を回
避することができる。また粒径が大きい異物がクランク
状油溝に詰まっても、その異物は合口が開いたときにオ
イルと共に洗い流されるため、クランク状油溝は幅は粒
径の小さい異物を洗い流せる範囲で幅狭に形成すること
ができ、これにより合口が閉じられた状態でのオイルの
リーク量を最小限に抑えることができる。
【００６９】また請求項６に記載された発明によれば、
前記リング外周面又はリング内周面に連なる閉塞壁によ
って前記シール面に臨む前記第３油溝の開口部を閉塞し
たので、シールリングの一方のリング側面に油圧が作用
するとき、リング外周面又はリング内周面に連なる閉塞
壁が前記油圧に抵抗してクランク状油路の第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。
【００７０】また請求項７に記載された発明によれば、
自由状態でシールリングの一端部は他端部に対して軸方
向に偏倚するように成形されており、油圧の非作用時に
シールリングの一端部は他端部から離間して合口を広げ
るとともに、油圧の作用時にシールリングの一端部は他
端部に当接する方向に押圧されて合口を閉じるので、油
圧アクチュエータを係合させるときには、シールリング
の合口を閉じて油圧をシールすることにより油圧アクチ
ュエータを速やかに係合させるとともに、油圧アクチュ
エータを係合解除させるときには、シールリングの合口
を広げて油圧をリークさせることにより油圧アクチュエ
ータを速やかに係合解除させることができる。
【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２−２線断面図
【図３】図１の３部拡大図
【図４】シールリングの合口を示す図（シール状態）
【図５】シールリングの合口を示す斜視図（非シール状
態）
【図６】油温に対する油漏れ量の変化を示すグラフ
【図７】時間に対する油圧の変化を示すグラフ
【図８】第２実施例に係る、前記図２に対応する図
【図９】第２実施例に係る、前記図３に対応する図
【図１０】第３実施例に係るシールリングの合口の斜視
図（シール状態）
【図１１】第３実施例に係るシール部の拡大断面図（図
１２の１１−１１線断面図）
【図１２】図１１の１２−１２線矢視図
【図１３】作用の説明図
【図１４】第４実施例に係るシールリングの合口の分解
斜視図
【図１５】第４実施例に係るシールリングの合口の斜視
図（シール状態）
【図１６】第４実施例に係るシール部の断面図（図１７
の１６−１６線断面図）
【図１７】図１６の１７−１７線矢視図
【図１８】第５実施例に係る油圧シール装置を示す図
（非シール状態）
【図１９】図１８に対応するシール状態を示す図
【図２０】図１８の２０Ａ−２０Ａ線断面図及び図１９
の２０Ｂ−２０Ｂ線断面図
【符号の説明】
２ 軸部材（第１部材） ２ａ シール外周面（シール面） ３ ハウジング（第２部材） ３ａ シール内周面（シール面） 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（リング側面） １２ｂ 他方のリング側面（リング側面） １２ｉ リング内周面 １２ｏ リング外周面 １２Ａ 一端部 １２Ｂ 他端部 １３ 合口 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
フロントページの続き (72)発明者 天野 健治 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

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 相対回転自在に嵌合する半径方向内側の
    第１部材（２）及び半径方向外側の第２部材（３）の一
    方の部材に環状のシールリング溝（１１）を形成し、こ
    のシールリング溝（１１）に装着したシールリング（１
    ２）を前記第１部材（２）及び第２部材（３）の他方の
    部材に形成したシール面（２ａ，３ａ）に当接させてな
    り、前記シールリング（１２）は相互に対向する両端部
    （１２Ａ，１２Ｂ）を半径方向にオーバーラップさせた
    合口（１３）を備えてなる油圧シール装置において、 自由状態でシールリング（１２）の一端部（１２Ａ）は
    他端部（１２Ｂ）に対して半径方向に偏倚するように成
    形されており、油圧の非作用時にシールリング（１２）
    の一端部（１２Ａ）はシール面（２ａ，３ａ）から離間
    して合口（１３）を広げるとともに、油圧の作用時にシ
    ールリング（１３）の一端部（１２Ａ）はシール面（２
    ａ，３ａ）に当接する方向に押圧されて合口（１３）を
    閉じることを特徴とする油圧シール装置。
  2. 【請求項２】 半径方向内側の第１部材（２）に形成し
    たシールリング溝（１１）にシールリング（１２）を装
    着し、このシールリング（１２）の一端部（１２Ａ）を
    他端部（１２Ｂ）に対して半径方向内側に偏倚するよう
    に成形して半径方向外側の第２部材（３）に形成したシ
    ール面（３ａ）から離間させ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】 半径方向外側の第２部材（３）に形成し
    たシールリング溝（１１）にシールリング（１２）を装
    着し、このシールリング（１２）の一端部（１２Ａ）を
    他端部（１２Ｂ）に対して半径方向外側に偏倚するよう
    に成形して半径方向内側の第１部材（２）に形成したシ
    ール面（２ａ）から離間させ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。
  5. 【請求項５】 前記合口（１３）はシール面（２ａ，３
    ａ）に当接するリング外周面（１２ｏ）側又はリング内
    周面（１２ｉ）側において両リング側面（１２ａ，１２
    ｂ）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（１
    ５2 ）を相互に接続する第３油溝（１５3 ）とから構成
    されたことを特徴とする、請求項１記載の油圧シール装
    置。
  6. 【請求項６】 前記リング外周面（１２ｏ）又はリング
    内周面（１２ｉ）に連なる閉塞壁（１３11）によって前
    記シール面（２ａ，３ａ）に臨む前記第３油溝（１
    ５3 ）の開口部を閉塞したことを特徴とする、請求項５
    記載の油圧シール装置。
  7. 【請求項７】 相対回転自在に嵌合する半径方向内側の
    第１部材（２）及び半径方向外側の第２部材（３）の一
    方の部材に環状のシールリング溝（１１）を形成し、こ
    のシールリング溝（１１）に装着したシールリング（１
    ２）を前記第１部材（２）及び第２部材（３）の他方の
    部材に形成したシール面（２ａ，３ａ）に当接させてな
    り、前記シールリング（１２）は相互に対向する両端部
    （１２Ａ，１２Ｂ）を軸方向にオーバーラップさせた合
    口（１３）を備えてなる油圧シール装置において、 自由状態でシールリング（１２）の一端部（１２Ａ）は
    他端部（１２Ｂ）に対して軸方向に偏倚するように成形
    されており、油圧の非作用時にシールリング（１２）の
    一端部（１２Ａ）は他端部（１２Ｂ）から離間して合口
    （１３）を広げるとともに、油圧の作用時にシールリン
    グ（１３）の一端部（１２Ａ）は他端部（１２Ｂ）に当
    接する方向に押圧されて合口（１３）を閉じることを特
    徴とする油圧シール装置。
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