JPH09217836A

JPH09217836A - シール装置

Info

Publication number: JPH09217836A
Application number: JP8046858A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Kasahara; 浩一郎笠原; Toshio Oka; 登志夫岡
Original assignee: Riken Corp
Current assignee: Riken Corp
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 1997-08-19
Anticipated expiration: 2016-02-09
Also published as: JP3800355B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】油圧が導かれているシールリング溝に装着さ
れて使用されるシールリングのシール溝側壁面に対する
摺動およびハウジング内周面に対する摺動を容易にする
ことにより、損失トルクおよび摩耗の発生を低減させ
る。【解決手段】テーパ面でなる側面２１ａと、一部又は
全面テーパあるいは階段状の外周面２２を有するシール
リングを、テーパ状側面とシールリング溝側壁面１８と
の間にクサビ状の間隙３０が形成され、ハウジング６の
内周面１６とシールリング外周面２２との間に油圧作用
側に開放される間隙３１が形成されるように装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、油圧の作用の下
で使用されるシール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車に用いられる自動変速装置にはク
ラッチ機構やブレーキ機構を作動させるための油圧通路
が組込まれており、該油圧通路に供給される油の漏れを
防止するためのシールリングおよびシール装置が多用さ
れている。その一例を図５に示す。

【０００３】図５において、シール装置１は、軸２に設
けられた油圧通路３、該軸２の外周面に設けられた対の
シールリング溝４、４、該シールリング溝４、４に装着
された合成樹脂製のシールリング５、５を有し、シール
リング５、５の外周面は駆動側である回転ハウジング６
の内周面１６に対接する。軸２の油圧通路３は、軸２の
外周面に形成された環状溝７、ハウジング６の内周面に
設けられた入口８を介して、ハウジング６内の作動室９
に連通しており、油圧通路３から作動室９内への油圧供
給が作動室９を画定するピストン１０を移動させてクラ
ッチを係合し、ハウジング６の回転運動を出力軸１２に
伝達させる。作動室９への油圧供給解除が、クラッチを
開放し出力軸への回転運動の伝達が停止される。

【０００４】ここで、軸２の外周面の環状溝７は、各シ
ールリング溝４、４に連通し、シールリング溝４、４に
導入された油圧は、シールリング５、５をリング溝側壁
面とハウジング６の内周面とに押圧し、その間の油の漏
れを防止させる。

【０００５】図５に示すような従来のシールリング５、
５を使用する場合、シールリング５、５の側面に作用す
る油圧の総和が、シールリング５、５の内周面側に作用
する油圧の総和より大であるために、シールリング５、
５はシールリング溝４、４の側壁面１８に対してより強
く押し付けられ、シールリング５、５の側面とシールリ
ング溝４、４の側壁面１８との間の摩擦力により軸２側
に保持され、ハウジング６の内周面に対して摺接するこ
とになる。

【０００６】しかし、この場合、該摺接による損失トル
クが大であることから、シールリング５、５の側面とリ
ング溝側壁面１８との間で摺接がなされるようにしたシ
ールリングも提案されている。その例を図６に示す。

【０００７】図６において、シールリング５′、５′
は、その両側面に周方向に延びる環状溝１４、１４と、
周方向に離間して設けられていて該環状溝１４、１４を
リング内周側に連通させる複数の径方向溝１５、１５を
有し、該溝１４、１５に油圧を導くことによりシールリ
ング５′をシールリング溝側壁面１８に押圧する力を緩
和し、シールリング５′の側面がシールリング溝側壁面
１８に対して摺動し易くする。

【０００８】上記構成のシールリング５′を使用する場
合、シールリング溝加工の精度のバラツキにより溝が外
開きに形成されている場合や、ハウジング６の回転軸心
と軸２の軸心との間に傾き等がある場合には、シールリ
ング溝側壁面１８に対接してその間をシールするシール
リング５′の外周側対接面部ｌ₁とリング溝側壁面１８
との間が離されて側面シール特性が損われる難がある。

【０００９】上記難点の解消を目的とするシールリング
として図８に示す如く、側面をテーパ面とし、外周面を
円弧面にしたシールリング５″が提案されている。この
種のシールリング５″は、側面のテーパ面の一部２８で
シールリング溝４の側壁面とのシール面を確保し、シー
ルリング側面のテーパ面とリング溝側壁面１８との間に
形成されるクサビ状間隙２６ａに導かれる油圧によりシ
ールリング５″をリング溝側壁面１８に押し付ける力を
緩和し、トルク損失を低減させるとともに、外周面を円
弧面とすることで、ハウジング６や軸２の振れを吸収し
外周面とハウジング内周面との対接を確保し、シール特
性の劣化を防止することを目的とするシールリングであ
る。

【００１０】しかしながら、外周面が断面円弧状をなし
ているために、図９の（ａ）に示すように、シールリン
グ外周面の半分の部分に作用する油圧とシールリングの
内周面の半分部分に作用する油が相殺し、シールリング
内周面の残りの部分に作用する油圧により、シールリン
グ５″を矢印Ａ方向に回転させるモーメント力を生じ、
このモーメント力により図９の（ｂ）に示す如く、シー
ルリングの側面がシールリング溝１８に全面で対接する
状態となり、本来の側面テーパの効果が得られず、損失
トルクや溝摩耗が大きくなる難点がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、シールリ
ングとリング溝側面およびシールリングとハウジング内
周面との摺接関係を適正にすることにより、前記従来技
術の不具合を解消させ、トルク損失や摩耗の発生を低減
させることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記の課題
を解決するために、シールリングの径方向内方に向けて
リングの幅を減するように傾斜したテーパ面を有する側
面と、一方の側面側の外径が、他方の側面側の外径より
大となるように一部又は全面テーパあるいは階段状の断
面形状をなす外周面とを有するシールリングを、ハウジ
ングに収容された軸の外周面に設けられていて一方側か
ら油圧が導かれるシールリング溝に、前記テーパ状側面
と該シールリング溝の側壁面との間に断面クサビ状の間
隙が形成され、且つ、前記外径の大なる側面側を油圧導
入側の反対側に位置させてシールリング外周面とハウジ
ング内周面との間に油圧導入側に開口された間隙が形成
されるように装着するシール装置を提供する。

【００１３】また、本発明では、油圧を受ける環状溝と
該環状溝の両側に配されていて該環状溝に連通するシー
ルリング溝を外周面に有する軸と、前記環状溝に通じる
窓を備えた作動室および該作動室内の油圧を受けて往復
動するピストンを有するハウジングと、前記シールリン
グ溝に装着されたシールリングとを有するシール装置に
おいて、該シールリングが、シールリングの径方向内方
に向けてリングの幅を減するように傾斜したテーパ面で
なる側面と、一方の側面側の外径が他方の側面側の外径
より大となるように一部又は全面テーパあるいは階段状
の断面形状をなす外周面を有するシールリングであっ
て、前記テーパ状側面と該シールリング側壁面との間に
断面クサビ状の間隙が形成され、且つ、前記外径の大な
る側面側を油圧作用側の反対側に位置させてシールリン
グ外周面とハウジング内周面との間に油圧作用側に開放
された間隙を形成して装着されている構成のシール装置
を提供する。

【００１４】上記の本発明のシール装置による場合、シ
ールリング側面とリング溝側壁面との間には内方に開放
されたクサビ状の間隙が形成され、また、シールリング
外周側とハウジング内周面との間には、油圧作用側に開
放された間隙がシールリング外周面幅の広い範囲（半分
以上）にわたって形状されているので、両側面および内
外周面に作用する油圧がそれぞれ打ち消し合い、シール
リング外周面とハウジング内周面との間、シールリング
側面とリング溝側壁面との間のいずれにおいても摺動し
易い状態で対接しているので、トルク損失や異常摩耗の
発生が防止される。更に、本発明による場合、シールリ
ングは、外径の大なる側面側を油圧作用側とは反対側
（低圧側）に位置させ、即ち、シールリング外周面とハ
ウジング内周面との間に油圧作用側に向けて開放された
間隙がシールリング外周面幅の広い範囲にわたって形成
される状態で装着されるので、シールリング側面とリン
グ溝側壁面との間のクサビ状間隙を消失させるようにシ
ールリングを回転させる、図９に示すようなモーメント
力が緩和され、リング溝内でのシールリングの姿勢が安
定に保たれ、トルク損失や摩耗発生等の従来の問題が解
消される。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１に本発明のシールリングの使
用方法を採用するシール装置を示す。なお、本装置は、
シールリングおよびその装着状態を除くほかは、図５に
示すシール装置におけるものと同一であるので、同一部
品に同一符号を記しその説明を省略する。図１の本発明
のシール装置におけるシールリングとその装着状態の例
を図２、図３、及び図４に基づき説明する。

【００１６】軸２とハウジング６はアルミ合金（ＪＩＳ
ＡＤＣ１２）製又はスチール（ＪＩＳＳ２５Ｃ）製
で、シールリング２０、２０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（ＰＰ
Ｓ）、ポリイミド等の耐熱性合成樹脂材又は鋳鉄材から
作られる。軸２の油圧通路３からの油圧は環状溝７を介
してシールリング溝４、４に導かれている。シールリン
グ２０、２０は、径方向内方に向けてリングの幅を減ず
るように傾斜するテーパ状側面２０ａ、２０ａと、一方
の側面側の外径が他方の側面側の外径より大である断面
テーパ状の外周面２２、２２を有していて、該テーパ状
側面２０ａとリング溝側壁面１８の間に内径方向に向け
て開口するクサビ状の間隙３０が形成されるように、ま
た、外周面２２、２２の大径部が油圧作用側、即ち環状
溝７に面する側とは反対側に位置して油圧作用側に向け
て断面クサビ状の間隙３１をシールリング外周面２２と
ハウジング内周面１６との間に形状するように装置され
ている。

【００１７】上記構成としたシール装置においては、油
圧作用側からシールリング２０の外周面２２とハウジン
グ６の内周面１６との間に、外周面２２の幅の広い範囲
にわたって形成される断面クサビ状間隙３１に作用する
油圧によって、シールリング２０がハウジング６の内周
面１６に押し付けられる力が緩和され、また、シールリ
ング２０の側面２０ａとシールリング溝１８との間に形
成される間隙に作用する油圧により、シールリング２０
がリング側面１８に押し付けられる押圧力が緩和され
る。従って、シールリング２０とハウジング内周面との
間、およびシールリング２０とリング溝壁面１６との間
の摺接が容易になされ、損失トルクの発生を低減させる
ことができる。また、シールリング２０の外周面幅の広
い範囲に油圧が作用するために、シールリング側面２０
ａとリング溝側壁面１８との間のクサビ状間隙を消滅さ
せるようにシールリング２０を回転されるモーメント力
の発生が低減されるので、シールリング２０がリング溝
側壁面に固定保持されてトルク損失を増大させるといっ
た従来技術において経験される問題が除去される。

【００１８】図２に示す例では、シールリング２０の外
周面を、その全幅にわたってテーパ面とした例を示した
が、図３に示すように、テーパ状外周面２２の油圧作用
側の反対側に位置する一部分に、ハウジング内周面１６
に平行な狭幅の平行面３２を形成することもできる。こ
の場合、平行面３２は外周面２２の半分の幅よりもっと
小さいものとさせる。

【００１９】また、図４に示すように、シールリング外
周面２２をテーパ面とする代りに、油圧作用側の反対側
に位置する一部分を小さな幅で突出させて階段状に形成
することもできる。

【００２０】以上の本発明のシールリングの例を示す各
図では、シールリングの側面の前面をテーパ状に示した
が、本発明ではシールリング側面の外周端縁部にリング
溝側壁面の外周端縁部に平面で対接する狭い幅の平面部
を残しておくこともできる。

【００２１】

【実施例】ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）に
カーボン繊細を添加分散させた合成樹脂を材料とし、外
径φ５８、幅２mm、厚み２mm、外周面テーパ（テーパ角
２度）、側面テーパ（テーパ角４度）の本発明に係るシ
ールリング、および上記外周面テーパに代えて外周面
を端部に0.０７mmの突出部を有する階段状にした本発明
に係るシールリングを作成した。比較用シールリング
として、基本寸法を前記シールリングと同一とし、図６
および図７に示す形状の従来のシールリングおよび図
８に示す形状の従来のシールリング（外周円弧凸量：
２０μ）を作成し比較テストを実施した。上記各シール
リングを装着した図５と図１に示すシール装置におい
て、ハウジング６の回転速度：４０００rpm 、油圧：１
MPa 、油温：１２０℃の条件下で引き擦りトルクテスト
および油漏れ量テストを実施した結果および耐久テスト
での軸溝摩耗量を図１０に示す。図１０より本発明の実
施例に係るシールリングを使用する場合には、いずれも
従来タイプのシールリングを使用する場合に比較して２
０％以上の引き擦りトルクの低減が得られ、油漏れ量に
ついても顕著な改善効果が得られることがわかる。な
お、本テストにおいては、シールリングの合い口構造と
して段付合い口構造を採用したが、他の合い口形状の場
合でも油漏れ量の絶対値に差が生ずるのみで低摩擦の効
果に影響はない。

【００２２】

【発明の効果】本発明のシール装置では、シールリング
の外周面とハウジング内周面との間に、油圧作用側に開
口するシールリング外周面の幅の広い範囲にわたる間隙
が形成され、又、シールリングの側面とシールリング側
壁面との間に径方向内方に開口するクサビ状間隙が形成
されるようにシールリング溝に装着されているので、該
間隙に作用する油圧によりシールリングのリング溝側壁
面およびハウジング内周面に対する圧接力が低減され、
その対接面間での摺動が容易になり、トルク損失や摩耗
発生を低減される。また、シールリング外周面の広い範
囲に油圧が作用するので、シールリングの姿勢を傾かせ
てシールリング側面とリング溝側壁面との間のクサビ状
間隙を消失させるような力のモーメントの発生が避けら
れ、シールリングとリング溝側壁面との摺接関係が安定
に維持され、損失トルクの発生が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシール装置の例を示す断面図である。

【図２】本発明のシールリングの使用方法の例を示す図
である。

【図３】本発明のシールリングの使用方法の他の例を示
す図である。

【図４】本発明のシールリングの使用方法の他の例を示
す図である。

【図５】従来のシール装置を示す断面図である。

【図６】従来のシールリングの使用例を示す断面図であ
る。

【図７】図６に示すシールリングの一部断面平面図であ
る。

【図８】従来のシールリングとその使用方法を示す断面
図である。

【図９】図８に示すシールリングの装着状態を説明する
断面図である。

【図１０】本発明に係るシール装置と従来のシール装置
での比較テスト結果を示すグラフ図である。

【符号の説明】１シール装置２軸３油圧通路４シールリング溝５、５′、５″ シールリング（従来技術）６ハウジング９作動室１０ピストン１２出力軸１６ハウジング内周面１８シールリング側壁面２０シールリング２０ａシールリング側面（テーパ面）２２シールリング外周面３０シールリング側面とリング側壁面との間の間隙３１シールリング外周面とハウジング内周面との間の
間隙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シールリングの径方向内方に向けてリン
グ幅を減ずるように傾斜したテーパ面でなる側面と、一
方の側面側の外径が他方の側面側の外径より大となるよ
うに一部又は全面テーパあるいは階段状の断面形状をな
す外周面を有するシールリングを、ハウジングに収容された軸の外周面に設けられていて一
方側から油圧が導かれるシールリング溝に、前記テーパ面でなる側面と該シールリング溝の側壁面と
の間に内径方向に開口するクサビ状の間隙が形成され、
且つ、前記外径が大なる側面側を油圧導入側の反対側に
位置させてシールリング外周面とハウジング内周面との
間に油圧導入側に開口する間隙が形成される状態で装着
するシール装置。
【請求項２】シールリングの外周面の縦断面形状がテ
ーパ状をなしている請求項１記載のシール装置。
【請求項３】シールリングの外周面の縦断面形状が階
段状をなしている請求項１記載のシール装置。
【請求項４】油圧を受ける環状溝と該環状溝の両側に
設けられていて該環状溝に連通するシールリング溝を外
周面に有する軸と、前記環状溝に通じる入口を有する作動室および該作動室
の一壁を構成し作動室内の油圧を受けて往復動するピス
トンを有するハウジングと、前記シールリング溝に装着されたシールリングとを有す
るシール装置において、該シールリングが、シールリ
ングの径方向内方に向けてリングの幅を減するように傾
斜したテーパ面でなる側面と、一方の側面側の外径が他
方の側面側の外径よりも大となるように一部又は全面テ
ーパあるいは階段状の断面形状をなす外周面を有するシ
ールリングであって、前記テーパ面でなる側面と該シー
ルリング溝の側壁面との間に内径方向に向けて開口する
クサビ状の間隙が形成され、且つ、前記外径が大なる側
面側が油圧導入側の反対側に位置されてシールリング外
周面とハウジング内周面との間に油圧導入側に向けて開
口する間隙を形成して装着されていることを特徴とする
シール装置。
【請求項５】シールリングの外周面の全部又は一部が
テーパ面である請求項４記載のシール装置。
【請求項６】シールリングの外周面が軸方向に階段状
に形成されている請求項４記載のシール装置。