WO2003100301A1

WO2003100301A1 - Seal ring

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Publication number: WO2003100301A1
Application number: PCT/JP2003/006781
Authority: WO
Inventors: Kyohei Umetsu; Nobuyuki Eguchi
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2003-12-04
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Description

明細書シールリング技術分野

この発明は、互いに相対回転自在に設けられた 2部材間の環状隙間をシールするためのシールリングに関する。背景技術

従来、この種のシールリングは、例えば、自動車の自動変速機等、各種油圧機器に用いられている。

図 1 1及び図 1 2を参照して、一般的なシールリングについて説明する。図 1 1は従来技術に係るシールリングの装着状態を示す斜視透視図である。図 1 2は従来技術に係るシールリングの装着状態を示す模式的断面図である。

図示のシールリング 1 0 0は、軸孔が設けられたハウジング 8 0 0と、この軸孔に挿入された軸 7 0 0との間の環状隙間をシールするためのものである。そして、このシールリング 1 0 0は、軸 7 0 0に設けられた環状溝 7 0 1に装着されて使用される。そして、シールリング 1 0 0は樹脂材料から形成される。また、シールリング 1 0 0は、ハウジング 8 0 0に設けられた軸孔の内周面 8 0 0 aをシールするための第 1シール面 1 0 0 aと、軸 7 0 0に設けられた環状溝 7 0 1の側壁面 7 0 1 aをシールするための第 2シール面 1 0 0 bと、を備えている。

そして、密封流体側から非密封流体側に向けて、図中矢印 P方向に圧力がかかると、シールリング 1 0 0は非密封流体側に押圧される。従って、第 2シール面 1 0 0 bは環状溝 7 0 1 の側壁面 7 0 1 aを押圧する。また、第 1 シール面 1 0 0 aは環状溝 7 0 1 に対向する軸孔の内周面 8 0 0 aを押圧する。

このようにして、第 1 シール面 1 0 0 aと第 2シール面 1 0 0 bは、それぞれの位置でシールする。従って、シールリング 1 0 0は、密封流体の非密封流体側への漏れを防止できる。

ここで、密封流体は、例えば潤滑油であり、特に自動車の変速機に利用される場合には A T F ( A u t o m a t i c T r a n s m i s s i o n F l u i d ) を指している。

また、シールリング 1 0 0のリング本体には、図に示すように、周方向の一ヶ所に、分離部 1 0 1が設けられている。これを設ける理由の一つは、シールリング 1 0 0を装着部分に装着する際の作業を容易にするためである。

このような分離部 1 0 1 の形態としては、様々なものが知られている。図 1 1 , 1 2に示した例は、特殊ステツプカットである。この特殊ステップカットは、 2段ステップ状にカツ卜された構成である。この特殊ステップカットを採用すれば、リーク量を少なくすることができ、周囲温度の変化によっても好適に対応できる。この特殊ステツプカットは、分離された部分を介して一方側の外周側に、凸部 1 0 1 aと凹部 1 0 1 dを左右一対に備え、他方側の外周側に、凹部 1 0 1 c と凸部 1 0 1 bを左右一対に備えている。そして、凸部 1 0 1 aと凹部 1 0 1 cが嵌合し、凹部 1 0 1 d と凸部 1 0 1 bが嵌合するように構成されている。

この特殊ステップカツトを採用したシールリング 1 0 0は、円周方向に垂直な面同士が円周方向に対して隙間を有しつつ、密封流体側と非密封流体側とを遮断することができる。これにより、リング本体が周囲の温度によって膨張又は収縮したとしても、シールリング 1 0 0は、密封状態を維持しつつ隙間の分だけ寸法の変化量を吸収できる。従って、シールリング 1 0 0は、周囲の温度変化に対しても安定したシール性を維持できる。

ここで、近年、各種油圧機器、特に自動車用自動変換機においては、燃費向上と性能向上を目的として、これに使用されるシールリングに対して、上述したようなリーク量低減のニーズの他に、回転摺動フリクションの低減のニーズがある。

そのため、図 1 3及び図 1 4に示すように、摺動面の受圧面積を低減させた構造のものも知られている。図 1 3は従来技術に係るシールリングの装着状態を示す斜視透視図である。図 1 4は従来技術に係るシールリングの装着状態を示す模式的断面図である。これらに図示した従来技術に係るシールリングは上述した図 1 1及び図 1 2 に示した従来技術に係るシ一ルリングに対して回転摺動フリクションの低減を図った構成としたものである。

このシールリング 2 0 0は、上記シールリング 1 0 0 と同様に、第 1 シール面 2 0 0 aと、第 2シール面 2 0 0 bと、特殊ステツプカット（凸部 2 0 1 a , 凹部 2 0 1 d , 凹部 2 0 1 c , 凸部 2 0 1 bを備える）による分離部 2 0 1 とを備える。

そして、このシールリング 2 0 0では、環状溝 7 0 1の側壁面 7 0 1 aに対する受圧面積（摺動面積）を低減させるために、逃げ部（凹部，切り欠き部，肉抜き部ということもできる） 2 0 2 を設けている。

このようにして、このシールリング 2 0 0では、受圧面積を減らすことで、回転摺動フリクションの低減を図っている。

ところで、環状溝 7 0 1の側壁面 7 0 1 aが、溝底に対して垂直の場合（すなわち、第 2 シール面 1 0 0 b , 2 0 0 bと側壁面 7 0 1 aが平行関係となる場合）には、上記シ一ルリング 1 0 0， 2 0 0は、その全周でシールを行う。従って、リークの問題は発生しない。

しかし、環状溝 7 0 1は、溝底の幅が狭く、溝の上面に近付くほど幅が広くなるように、側壁面が傾斜する場合がある。これは、一般的に、環状溝 7 0 1 を切削加工によって形成する際に生ずる。このような場合には、シ一ルリングの全周でシールが行われずに、リーク量が増加するという問題がある。この点について、図 1 5 〜図 1 8を参照して説明する。

上述したシールリング 1 0 0の場合については、図 1 5及び図 1 6に示している。図示のように、環状溝 7 0 2の側壁面 7 0 2 aが傾斜している場合には、シールリング 1 0 0の下端のみでシ —ル部 Sを形成する。つまり、実質的に線接触によってシールすることになる。ここで、単に「線接触」と表現するのではなく、「実質的に線接触」と表現したのは次の通りである。すなわち、現実的には、僅かな幅を持った面で接触するため、線接触というよりは、むしろ面接触と捉えることもでき、誤解を招くおそれもあるからである。以下の説明中においても同様である。

ところで、分離部 1 0 1 に特殊ステツプカットを採用したシールリング 1 0 0は、図示のように、通常、隙間 Xが存在している。何故ならば、特殊ステップカツトを採用したシ一ルリング 1 0 0 は、上述のように、周囲の温度変化に対応できるように、円周方向に垂直な面同士が隙間を有するようにしているからである。

しかし、上記の通り、シール部 Sで実質的に線接触によりシールを行っている状態の場合には、図から明らかなように、隙間 X の部分でシールされない部分が発生する。従って、リークが発生してしまうことになる（リーク部 A )。

また、上述したシールリング 2 0 0の場合については、図 1 7 及び図 1 8に示している。この場合、逃げ部 2 0 2が設けられていない部分においては、図上、シールリング 2 0 0の下端でシ一ル部 Sを形成し、逃げ部 2 0 2が設けられている部分では、図上、逃げ部の上の段差.部分でシール部 Sを形成する。

この場合にも、上記シールリング 1 0 0の場合と同様に隙間 X からリークしてしまうことになる（リーク部 A；)。

また、このシールリング 2 0 0の場合には、分離部 2 0 1から離れた部分については、図上、逃げ部 2 0 2の上の段差部分でシ —ル部 Sを形成することになる。しかし、分離部 2 0 1の近傍においては、図上、シールリング 2 0 0の下端でシール部 Sが形成されるため、図上、逃げ部の上の段差部分では十分にシール部を形成することができず、シール性が不安定な状態となる（図中 Y 部分）。

従って、この部分からもリークが発生してしまうことになる (リーク部 B )。

また、図 1 9〜図 2 2に示すように、断面形状を台形にしたシールリング 3 0 0 も知られている。

このシールリング 3 0 0は、摺動フリクションを低減させるために、シール部 Sが実質的に線接触となるように、断面形状を台形とした。すなわち、シールリング 3 0 0は、環状溝 7 0 1の上端縁でシール部 Sを形成する。

そして、このシールリング 3 0 0の場合には、環状溝の側壁面が、図 1 9及び図 2 0に示すように、溝底に対して垂直の場合であっても、図 2 1及び図 2 2に示すように、溝底に対して傾斜している場合であっても、シール部 Sは環状溝の上端縁で実質的に線接触するように形成される。

このシ一ルリング 3 0 0の場合には、環状溝の側壁面が傾斜しているかいないかの有無に拘わらず、特殊ステップカットにおける凸部と凹部との間の隙間 Zからリークが発生してしまう。また、環状溝の傾き角度によって、リーク量が変わるため、安定したリ一ク特性が得られないという問題もある。

また、上述したシールリング 2 0 0の場合には、環状溝 7 0 2 の側壁面 7 0 2 aが傾斜していると、図 1 7上、シ一ルリング 2 0 0 の下端と逃げ部 2 0 2の上の段差部分でシール部 Sを形成することから、シール性が不安定な部分（図 1 7中 Y ) が生じていた。

そこで、図 2 3及び図 2 4に示すように、逃げ部を全周に形成することによって段差をなくすことも考えられ得る。図 2 3は仮想技術に係るシールリングの装着状態を示す斜視透視図である。図 2 4は仮想技術に係るシールリングの装着状態を示す模式的断面図である。

図示のように、このシールリング 4 0 0の場合には、リング全周にわたり逃げ部 4 0 2を設けている。こうすることで、シールする部分に段差が生じないようにした。これにより、環状溝 7 0 2の側壁面 7 0 2 aが傾斜している場合であっても、図中、逃げ部 4 0 2の上部のみがシール部 Sとなり、シール性が不安定な部分をなくすことができる。

しかし、このシールリング 4 0 0の場合には、上述した断面形状が台形であるシ一ルリング 3 0 0の場合と同様に、環状溝の側壁面が溝底に対して垂直の場合であっても、溝底に対して傾斜している場合であっても、特殊ステップカツトを採用した分離部 4 0 1 における凹部と凸部との間の隙間からリークが発生してしまうことになる。そして、分離部分付近にも逃げ部 4 0 2があるので、この隙間 Zからのリーク量も多くなるおそれがある。発明の開示

従来技術においては、特に環状溝の側壁面が溝底に対して傾斜している場合において、リーク量を十分に低減することが困難であった。また、回転摺動フリクションを低減するという要求もある。

本発明の目的は、回転摺動フリクションの低減を図りつつ、リ —ク量の低減を図ったシ一ルリングを提供することにある。本発明は、同心的に相対回転自在に組付けられる 2部材間の環状隙間をシールするシ一ルリングであって、この 2部材のうち、一方の部材表面をシールする第 1 シール面と、他方の部材に設けられた環状溝の非密封流体側の側壁面をシールする第 2 シール面とを備えるシールリングに適用されるものである。また、シールリングには、周方向の一ヶ所にて分離された分離部が設けられている。

そして、上記目的を達成するために、本発明にあっては、第 2 シール面側には、環状溝の非密封流体側の側壁面に当接しない逃げ部が全周にわたって設けられている。

このような逃げ部を全周にわたって設けたことによって、環状溝の非密封流体側の側壁面に対する摺動面積（受圧面積）が減るため、回転摺動フリクションの低減を図ることができる。また、請求の範囲第 1項及び第 2項に係る発明にあっては、分離部付近では逃げ部の径方向の幅が狭く、該分離部よりも離れた位置では該逃げ部の径方向の幅が広くなるように設定した。

これは、摺動面積を減らすために、全周にわたって、径方向の幅が一律な逃げ部を設けると、分離部付近における密封流体の漏れ量が多くなつてしまうおそれがある。そこで、請求の範囲第 1 項及び第 2項に係る発明では、分離部付近では逃げ部の径方向の幅を狭くすることによって、密封流体の漏れ量の低減を図ったものである。

また、請求の範囲第 1項に係る発明にあっては、逃げ部の幅が狭い部分から広い部分に移行する部分は、徐々に幅が変化するように設定した。

これは、仮に、幅の狭い部分から急激に幅の広い部分に移行するように構成した場合には、環状溝の非密封流体側の側壁面と第 2シール面との傾斜角度が相違した状態では、該側壁面に対して接触しない不安定な部分が広い範囲で存在してしまう。そこで、本発明のような構成とすることで、側壁面に対して接触しない不安定な部分を極力なくすようにしたものである。これにより、密封流体の漏れ量の低減を図ることが可能となる。

ただし、逃げ部の幅が狭い部分から広い部分に移行する部分については、徐々に幅が変化する部分以外の部分が含まれたとしても、密封流体の漏れ量の低減を図ることができれば、本発明の目的は果たす。

そこで、請求の範囲第 2項に係る発明にあっては、逃げ部の幅が狭い部分から広い部分に移行する部分には、徐々に幅が変化する部分が含まれるようにした。また、請求の範囲第 3項に係る発明にあっては、環状溝の非密封流体側の側壁面の傾斜角度と第 2 シール面の傾斜角度が相違した状態においても、該第 2シール面には、該側壁面をシールする連続した環状シール部が形成されるように構成した。

このように構成することで、環状シール部によって、環状溝の非密封流体側の側壁面に対して、シール部分に途切れがないため、密封流体の漏れ量を低減することができる。

そして、環状シール部は、分離部における円周方向に略垂直な面同士の隙間の大きさの変化に拘わらず、環状溝の非密封流体側の側壁面に対して連続的に接触した状態が維持されるように構成すると好適である。

このように構成することで、周囲の温度変化によって、シールリングが膨張又は収縮して、分離部における円周方向に垂直な面同士の隙間の大きさに変化が生じた場合であっても、安定したシ —ル性を発揮する。

上述した環状シール部は、該環状シール部によるシール部の形成を妨げないように、上記逃げ部を形成することによって実現可能である。

例えば、前記分離部には、第 1 シール面と同心的な分離面が含まれるように構成して、該分離面における前記環状溝の非密封流体側の側壁面側の端縁が、環状シール部の一部を形成するように構成することで実現可能である。

つまり、この分離面における環状溝の非密封流体側の側壁面側の端縁を、環状シール部の一部として利用することによって、分離部においてもシールする部分が途切れてしまうことなく、該側壁面に対してシールする連続した環状シール部を形成することができる。

このような分離部の例としては、特殊ステツプカットゃステツプカットを挙げることができる。

ここで、特殊ステップカツ卜とは、シールリングにおける 2つのシール面のいずれにもステップ状の分離部が形成される分離構造である。そして、分離部には、円周方向に伸びる分離面が含まれており、その分離端縁が、環状溝の非密封流体側の側壁面側に対するシール面において、ステップ状の分離部の一部として形成される。

一方、ステップカツ卜とは、シールリングにおける 2つのシール面のうち環状溝の非密封流体側の側壁面側に対するシール面側にステツプ状の分離部が形成される分離構造である。そして、分離部には、円周方向に伸びる分離面が含まれており、その分離端縁が、ステップ状の分離部の一部として形成される。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1 の実施の形態に係るシールリングの平面図である。

図 2 Aは本発明の第 1 の実施の形態に係るシールリングの装着した状態を示す一部破断斜視図であり、図 2 Bは図 2 A中 B方向から見た一部拡大図である。

図 3 Aは本発明の第 1の実施の形態に係るシールリングの変形例を示す平面図の一部であり、図 3 Bは図 3 Aの一部拡大図であり、図 3 Cは本発明の第 1 の実施の形態に係るシールリングの変形例を示す平面図の一部拡大図である。

図 4は本発明の第 1 の実施の形態に係るシールリングの装着した状態を示す模式的断面図である。

図 5は本発明の第 2の実施の形態に係るシールリングの平面図である。

図 6は本発明の第 2の実施の形態に係るシールリングの装着した状態を示す一部破断斜視図である。

図 7は本発明の第 2の実施の形態に係るシールリングの装着した状態を示す模式的断面図である。

図 8は本発明の第 3の実施の形態に係るシールリングの平面図である。

図 9は本発明の第 3の実施の形態に係るシールリングの装着した状態を示す一部破断斜視図である。

図 1 0は本発明の第 3の実施の形態に係るシールリングの装着した状態を示す模式的断面図である。

図 1 1 は従来技術に係るシールリングの装着状態を示す斜視透視図である。

図 1 2 は従来技術に係るシールリングの装着状態を示す模式的断面図である。

図 1 3 は従来技術に係るシールリングの装着状態を示す斜視透視図である。

図 1 4は従来技術に係るシールリングの装着状態を示す模式的断面図である。

図 1 5 は従来技術に係るシールリングの問題点の説明図である。

図 1 6は従来技術に係るシールリングの問題点の説明図である。

図 1 7 は従来技術に係るシールリングの問題点の説明図である。

図 1 8は従来技術に係るシールリングの問題点の説明図である。

図 1 9は従来技術に係るシールリングの問題点の説明図である。

図 2 0は従来技術に係るシールリングの問題点の説明図である。

図 2 1 は従来技術に係るシールリングの問題点の説明図である。

図 2 2は従来技術に係るシールリングの問題点の説明図である。

図 2 3は仮想技術に係るシールリングの装着状態を示す斜視透視図である。

図 2 4は仮想技術に係るシールリングの装着状態を示す模式的断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態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。

(第 1の実施の形態）

図 1〜図 4を参照して、本発明の第 1の実施の形態に係るシールリングについて説明する。図 1は本発明の第 1の実施の形態に係るシールリングの平面図である。図 2 Aは本発明の第 1の実施の形態に係るシールリングの装着した状態を示す一部破断斜視図であり、図 2 Bは図 2 A中 B方向から見た一部拡大図である。図 3 Aは本発明の第 1の実施の形態に係るシールリングの変形例を示す平面図の一部であり、図 3 Bは図 3 Aの一部（図 3 A中丸で示す部分）拡大図であり、図 3 Cは本発明の第 1の実施の形態に係るシールリングの変形例を示す平面図の一部拡大図である。図 4は本発明の第 1の実施の形態に係るシールリングの装着した状態を示す模式的断面図である。

図示のように、シールリング 1は、軸孔が設けられたハウジング 8 0と、この軸孔に挿入された軸 7 0との間の環状隙間をシールするためのものである。そして、このシールリング 1は、軸 7 0に設けられた環状溝 7 1に装着されて使用される。

そして、シールリング 1は榭脂材料から形成される。また、シ —ルリング 1は、ハウジング 8 0に設けられた軸孔の内周面 8 1 をシールするための第 1シール面 3と、軸 7 0に設けられた環状溝 7 1の側壁面 7 2をシールするための第 2シール面 4と、を備えている。

そして、密封流体側から非密封流体側に向けて、図 2， 4中矢印 P方向に圧力がかかると、シールリング 1は非密封流体側に押圧される。従って、第 2シール面 4は環状溝 7 1の側壁面 7 2を押圧する。また、第 1シール面 3は環状溝 7 1に対向する軸孔の内周面 8 1 を押圧する。

このようにして、第 1シール面 3と第 2シール面 4は、それぞれの位置でシールする。従って、シールリング 1によって、密封流体の非密封流体側への漏れを防止できる。

ここで、密封流体は、例えば潤滑油であり、特に自動車の変速機に利用される場合には AT F (A u t om a t i c T r a n s m i s s i o n F l u i d) を指している。

また、シールリング 1のリング本体には、図に示すように、周方向の一ヶ所に、分離部 2が設けられている。これを設ける理由の一つは、シールリング 1を装着部分に装着する際の作業を容易にするためである。

このような分離部 2の形態として様々なものが知られている。本実施の形態においては、分離部 2として、特殊ステップカツトを採用した。この特殊ステップカットは、 2段ステツプ状に力ットされた構成である。すなわち、図示のように、第 1シール面 3 側と第 2シール面 4側のいずれにも、ステツプ状の分離部が形成されている。この特殊ステップを採用すれば、リーク量を少なくすることができ、周囲温度の変化によっても好適に対応できる。

この特殊ステツプカットは、分離された部分を介して一方側の外周側に、凸部 2 1 と凹部 2 2を左右一対に備え、他方側の外周側に、凹部 2 4と凸部 2 3を左右一対に備えている。そして、凸部 2 1 と凹部 2 4が嵌合し、凹部 2 2 と凸部 2 3が嵌合するように構成されている。

この特殊ステツプカットを採用したシールリング 1は、円周方向に垂直な面同士が円周方向に対して隙間（図 2中、凸部 2 1の先端面とこれに対向する凹部 2 4の対向面によって形成される隙間 2 7、及び凸部 2 3の先端面とこれに対向する凹部 2 2の対向面によって形成されると隙間 2 8 , 及び内周側の隙間 2 9) を有しつつ、密封流体側と非密封流体側とを遮断することができる。つまり、凸部 2 1 と凹部 24は、第 1シール面 3と同心的な分離面 2 5において摺接し、かつ軸に垂直な分離面 2 6においても摺接するように構成されている。これにより、上述のような隙間 2 7，隙間 2 8及び隙間 2 9を有していても、第 1シール面 3及び第 2シール面 4のいずれも、分離部 2によってシール面が途切れてしまう部分はない。

従って、リング本体が周囲の温度によって膨張又は収縮して、隙間 2 7 ,隙間 2 8及び隙間 2 9の間隔に変動が生じたとしても、シールリング 1は、密封状態を維持しつつ隙間の分だけ寸法の変化量を吸収できる。従って、シールリング 1は周囲の温度変化に対しても安定したシール性を維持することができる。

そして、本実施の形態に係るシールリング 1 においては、回転摺動フリクションの低減のニーズに応えるべく、環状溝 7 1の側壁面 7 2に対する摺動面の受圧面積を低減させるために、逃げ部 (凹部，切り欠き部，肉抜き部ということもできる） 5を全周にわたって設けている。

このようにして、本実施の形態に係るシールリング 1では、受圧面積を減らすことで、回転摺動フリクションの低減を図っている。

そして、本実施の形態においては、第 2シール面 4と逃げ部 5 との境界面に、分離部 2の付近で段差を設けるようにした。これにより、この逃げ部 5は、分離部 2の付近では、その径方向の幅が狭く、分離部 2よりも離れた位置では、その径方向の幅が広くなっている。すなわち、図 1及び図 2に示すように、分離部 2から離れた位置での境界面 5 1 と、分離部 2の付近の境界面 5 2 , 5 3では段差が生じている。また、境界面 5 2 , 5 3は、分離面 2 5よりも内周側に配置されるように構成している。

このように、分離部 2の付近では、逃げ部 5の径方向の幅を狭くすることによって、回転摺動フリクシヨンの低減のニーズに応えつつ、分離部 2の付近における密封流体の漏れ量を低減することができる。

また、本実施の形態においては、逃げ部 5の幅が狭い部分から広い部分に移行する部分は、徐々に幅が変化するように設定している。すなわち、境界面 5 1 と境界面 5 2 との間に傾斜面 5 4を設け、かつ境界面 5 1 と境界面 5 3 との間に傾斜面 5 5を設けた。

これらの傾斜面 5 4 , 5 5の傾斜角度（図 2 Bに示すように、境界面 5 1 に対する角度） 0は、 1 0 ° 以下、好ましくは 5 ° 程度とする。

以上の構成により、環状溝 7 1の側壁面 7 2の傾斜角度と第 2 シール面 4の傾斜角度が略等しい場合には、第 2シール面 4の略全体が側壁面 7 2に摺接するため、十分なシール性を発揮する。

また、環状溝 7 1が、環状溝 7 1の加工精度不足等によって、溝底に近付くほど、底の幅が狭くなるような形状の溝であった場合には、図 2あるいは図 4に示すように、環状溝 7 1の側壁面 7 2の傾斜角度と第 2 シール面 4の傾斜角度にずれが生じる。

この場合、逃げ部 5 を設けていることから、逃げ部 5 と第 2シール面 4との段差部分である、境界面 5 1，境界面 5 2及び境界面 5 3それぞれの端緣部が実質的に線接触により側壁面 7 2に摺接するシ一ル部となる。

ここで、上述した逃げ部 5の深さに関しては、境界面 5 1，境界面 5 2及び境界面 5 3それぞれの端縁部がシール部として十分に機能するように設定する必要がある。つまり、逃げ部 5の深さは、環状溝 7 1 の側壁面 7 2の角度（誤差等を考慮して考えられうる角度）との関係を考慮して設定する必要がある。更に詳しく言えば、例えば、シ一ルリング 1 の内周側の端縁が環状溝 7 1 の側壁面 7 2に当接しないように、逃げ部 5の深さを設定する必要がある。

そして、境界面 5 1 と境界面 5 2 との接続部分、及び境界面 5 1 と境界面 5 3 との接続部分においては、上述の通り、段差がある。しかし、これらの接続部分は、それぞれ傾斜面 5 4 , 傾斜面 5 5によって接続しているため、この部分においても比較的安定したシール部を形成することが可能となる。

すなわち、上述した従来技術における図 1 7に示す Y部分からの漏れ（リーク部 B ) をほぼなくすことが可能となった。

なお、境界面 5 2 , 5 3は、分離面 2 5よりも内周側に配置されるように構成することから、分離部 2における内周側の隙間 2 9からの漏れ量についてもある程度低減するようにしている。以上のように、本発明の実施の形態に係るシールリング 1 により、回転摺動フリクションの低減を図りつつ、リーク量の低減を図ることが可能となる。

そして、環状溝 7 1 の側壁面 7 2の傾斜角度と第 2シール面 4 の傾斜角度にずれが生じている場合であっても、リーク量を極力低減することができる。これにより、環状溝の加工精度を緩和することもできるため、ひいてはコスト削減にもつながる。

なお、意図的に環状溝 7 1 の側壁面 7 2の傾斜角度と第 2シール面 4の傾斜角度にずれを生じさせるようにして、シール部分を面接触ではなく実質的に線接触にすることで、回転摺動フリクションの低減を狙うことも可能である。

ところで、境界面 5 1 と境界面 5 2 との接続部分、及び境界面 5 1 と境界面 5 3 との接続部分は、シール性の観点から、徐々に幅が変化するように構成するのが望ましい。従って、上記の通り、これらを傾斜面 5 4，傾斜面 5 5のみによって接続するのが望ましい。しかし、実際には、例えば、製造上の問題により、これらの接続部分を傾斜面のみによって接続するのが困難な場合がある。従って、シール性にあまり悪影響を与えない範囲で、傾斜面以外の部分があっても構わない。その一例を、図 3に示す。

図 3 A， Bに示すように、境界面 5 1 と境界面 5 2との接続部分には、図 1， 2に示したシールリング 1 と同様に、傾斜面 5 4 が設けられている。また、境界面 5 1 と境界面 5 3 との接続部分にも、傾斜面 5 5が設けられている。そして、この図 3 A， Bに示す例では、傾斜面 5 4の一端と境界面 5 2との間には、境界面 5 2に対して垂直な垂直面 5 4 aが介在している。また、傾斜面 5 5の一端と境界面 5 3 との間にも、同様に、境界面 5 3に対して垂直な垂直面 5 5 aが介在している。

これらの垂直面 5 4 a及び垂直面 5 5 aは、シールリングを製造する製造上の問題から設けられたものである。すなわち、これらの垂直面 5 4 a及び垂直面 5 5 aを設けない場合には、シールリングを成形する成形型において、境界面 5 2と傾斜面 5 4との境界部分及び境界面 5 3と傾斜面 5 5との境界部分に、型割時に大きな力がかかる。従って、成形型の寿命を縮める原因となる。そこで、このような不具合を解消するために、垂直面 5 4 a及び垂直面 5 5 aを設けている。

以上のように、シール性の観点のみを考慮すれば、境界面 5 1 と境界面 5 2との接続部分、及び境界面 5 1 と境界面 5 3との接続部分は、傾斜面 5 4 , 傾斜面 5 5のみによって接続するのが望ましい。しかし、他の利点とを比較考慮した場合に、シール性にあまり悪影響を与えない範囲で、傾斜面以外の部分が含むのは構わない。例えば、図 3 Cに示すように、階段状部分 5 4 bが含んでいても構わない。

(第 2の実施の形態）

図 5〜図 7を参照して、本発明の第 2の実施の形態に係るシールリングについて説明する。図 5は本発明の第 2の実施の形態に係るシールリングの平面図である。図 6は本発明の第 2の実施の形態に係るシールリングの装着した状態を示す一部破断斜視図である。図 7は本発明の第 2の実施の形態に係るシールリングの装着した状態を示す模式的断面図である。

図示のように、シールリング 1 aは、軸孔が設けられたハウジング 8 0と、この軸孔に挿入された軸 7 0との間の環状隙間をシールするためのものである。そして、このシールリング l aは、軸 7 0に設けられた環状溝 7 1に装着されて使用される。

そして、シールリング 1 aは樹脂材料から形成される。また、シールリング 1 aは、ハウジング 8 0に設けられた軸孔の内周面 8 1をシールするための第 1シール面 3 aと、軸 7 0に設けられた環状溝 7 1の側壁面 7 2をシールするための第 2シール面 4 aと、を備えている。

そして、密封流体側から非密封流体側に向けて、図 6 , 7中矢印 P方向に圧力がかかると、シールリング 1 aは非密封流体側に押圧される。従って、第 2シール面 4 aは環状溝 7 1の側壁面 7 2を押圧する。また、第 1 シール面 3 aは環状溝 7 1に対向する軸孔の内周面 8 1を押圧する。

このようにして、第 1シール面 3 aと第 2シール面 4 aは、それぞれの位置でシールする。従って、シールリング 1 aによって、密封流体の非密封流体側への漏れを防止できる。

ここで、密封流体は、例えば潤滑油であり、特に自動車の変速機に利用される場合には AT F (A u t o m a t i c T r a n s m i s s i o n F l u i d) を指している。

また、シールリング 1のリング本体には、図に示すように、周方向の一ヶ所に、分離部 2 aが設けられている。これを設ける理由の一つは、シールリング 1を装着部分に装着する際の作業を容易にするためである。

このような分離部 2 aの形態として様々なものが知られている。本実施の形態においては、分離部 2 aとして、特殊ステップカットを採用した。この特殊ステップカットは、 2段ステップ状にカットされた構成である。すなわち、図示のように、第 1シール面 3 a側と第 2シール面 4 a側のいずれにも、ステップ状の分離部が形成されている。この特殊ステップを採用すれば、リーク量を少なくすることができ、周囲温度の変化によっても好適に対応できる。

この特殊ステツプカッ卜は、分離された部分を介して一方側の外周側に、凸部 2 1 aと凹部 2 2 aを左右一対に備え、他方側の外周側に、凹部 2 4 aと凸部 2 3 aを左右一対に備えている。そして、凸部 2 1 aと凹部 2 4 aが嵌合し、凹部 2 2 aと凸部 2 3 aが嵌合するように構成されている。

この特殊ステツプカットを採用したシールリング 1 aは、円周方向に垂直な面同士が円周方向に対して隙間（図 6中、凸部 2 1 aの先端面とこれに対向する凹部 2 4 aの対向面によって形成される隙間 2 7 a、及び凸部 2 3 aの先端面とこれに対向する凹部 2 2 aの対向面によって形成されると隙間 2 8 a、及び内周側の隙間 2 9 a ) を有しつつ、密封流体側と非密封流体側とを遮断することができる。

つまり、凸部 2 1 aと凹部 2 4 aは、第 1 シール面 3 aと同心的な分離面 2 5 aにおいて摺接し、かつ軸に垂直な分離面 2 6 a においても摺接するように構成されている。これにより、上述のような隙間 2 7 a , 隙間 2 8 a及び隙間 2 9 aを有していても、第 1シール面 3 a及び第 2シール面 4 aのいずれも、分離部 2 a によってシール面が途切れてしまう部分はない。

従って、リング本体が周囲の温度によって膨張又は収縮して、隙間 2 7 a，隙間 2 8 a及び隙間 2 9 aの間隔に変動が生じたとしても、シールリング 1 aは、密封状態を維持しつつ隙間の分だけ寸法の変化量を吸収できる。従って、シールリング 1 aは周囲の温度変化に対しても安定したシール性を維持することができる。

そして、本実施の形態に係るシールリング 1 aにおいては、回転摺動フリクシヨンの低減のニーズに応えるべく、環状溝 7 1の側壁面 7 2に対する摺動面の受圧面積を低減させるために、逃げ部（凹部，切り欠き部，肉抜き部ということもできる） 5 aを全周にわたって設けている。

このようにして、本実施の形態に係るシールリング 1 aでは、受圧面積を減らすことで、回転摺動フリクションの低減を図っている。

そして、本実施の形態においては、この逃げ部 5 aと第 2シール面 4 aとの間はテーパ面 5 1 aによって接続している。また、分離面 2 5 aの端縁がテーパ面 5 1 aの外周側端縁に一致するように構成している。このような構成によって、テーパ面 5 1 aの外周側端縁と分離面 2 5 aの端縁とによって、環状溝 7 1の側壁面 7 2をシールする連続した環状シール部を形成するように構成した。

以上の構成により、環状溝 7 1の側壁面 7 2の傾斜角度と第 2 シール面 4 aの傾斜角度が略等しい場合には、第 2 シール面 4 a の略全体が側壁面 7 2に摺接するため、十分なシール性を発揮する。

そして、分離部 2 aにおいては、分離面 2 5 aの端縁がシール部を形成することから、隙間 2 7 aや隙間 2 9 aからの密封流体の漏れについても防止することができる。 .

また、環状溝 7 1が、環状溝 7 1 の加工精度不足等によって、溝底に近付くほど、底の幅が狭くなるような形状の溝であった場合には、図 6あるいは図 7に示すように、環状溝 7 1の側壁面 7 2の傾斜角度と第 2シール面 4 aの傾斜角度にずれが生じる。この場合、本実施の形態においては、逃げ部 5 a及びテーパ面 5 1 aを設けていることから、上述したように、テーパ面 5 1 a. の上端縁と分離面 2 5 aの端縁が、環状溝 7 1の側壁面 7 2をシ —ルする連続した環状シール部を形成する。

ここで、上述した逃げ部 5 aの深さ及びテ一パ面 5 1 aのテーパ角度に関しては、上記環状シール部がシール部として十分に機能するように設定する必要がある。つまり、これらは、環状溝 7 1 の側壁面 7 2の角度（誤差等を考慮して考えられうる角度）との関係を考慮して設定する必要がある。更に詳しく言えば、例えば、シールリング 1 aの内周側の端縁が環状溝 7 1の側壁面 7 2 に当接しないように、逃げ部 5 aの深さやテ一パ面 5 1 aのテ一パ角度を設定する必要がある。このように、本実施の形態においては、環状溝 7 1の側壁面 7 2の傾斜角度と第 2 シール面 4 aの傾斜角度が等しいか相違しているかに関係なく、テーパ面 5 1 aの外周側端縁と分離面 2 5 aの端緣によって、環状溝 7 1の側壁面 7 2をシールする連続した環状シール部を形成している。これにより、全周にわたって途切れなくシール部を形成している。

従って、環状溝 7 1 の側壁面 7 2の傾斜角度と第 2シール面 4 aの傾斜角度が等しいか相違しているかに関係なく、隙間 2 7 a や隙間 2 9 aからの密封流体の漏れを防止できる。そして、シール性が不安定な部分もないためシール性に優れる。

以上のように、本発明の実施の形態に係るシールリング 1 aにより、回転摺動フリクションの低減を図りつつ、リーク量の低減を図ることが可能となる。

そして、環状溝 7 1の側壁面 7 2の傾斜角度と第 2シール面 4 aの傾斜角度にずれが生じている場合であっても、リーク量を極 . 力低減することができる。これにより、環状溝の加工精度を緩和することもできるため、ひいてはコスト削減にもつながる。

なお、意図的に環状溝 7 1の側壁面 7 2の傾斜角度と第 2シール面 4 aの傾斜角度にずれを生じさせるようにして、シール部分を面接触ではなく実質的に線接触にすることで、回転摺動フリクシヨンの低減を狙うことも可能である。

(第 3の実施の形態）

図 8〜図 1 0を参照して、本発明の第 3の実施の形態に係るシールリングについて説明する。図 8は本発明の第 3の実施の形態に係るシールリングの平面図である。図 9は本発明の第 3の実施の形態に係るシールリングの装着した状態を示す一部破断斜視図である。図 1 0は本発明の第 3の実施の形態に係るシールリングの装着した状態を示す模式的断面図である。

図示のように、シ一ルリング 1 bは、軸孔が設けられたハウジング 8 0と、この軸孔に揷入された軸 7 0との間の環状隙間をシールするためのものである。そして、このシールリング l bは、軸 7 0に設けられた環状溝 7 1に装着されて使用される。

そして、シールリング 1 bは樹脂材料から形成される。また、シールリング 1 bは、ハウジング 8 0に設けられた軸孔の内周面 8 1をシールするための第 1 シール面 3 bと、軸 7 0に設けられた環状溝 7 1の側壁面 7 2をシールするための第 2シール面 4 bと、を備えている。

そして、密封流体側から非密封流体側に向けて、図 9， 1 0中矢印 P方向に圧力がかかると、シールリング 1 bは非密封流体側に押圧される。従って、第 2シール面 4 bは環状溝 7 1の側壁面 7 2を押圧する。また、第 1シール面 3 bは環状溝 7 1に対向する軸孔の内周面 8 1を押圧する。

このようにして、第 1シール面 3 bと第 2シール面 4 bは、それぞれの位置でシールする。従って、シールリング 1 bによって、密封流体の非密封流体側への漏れを防止できる。

ここで、密封流体は、例えば潤滑油であり、特に自動車の変速機に利用される場合には AT F (A u t o m a t i c T r a n s m i s s i o n F l u i d) を j=旨している。

また、シールリング 1 bのリング本体には、図に示すように、周方向の一ヶ所に、分離部 2 bが設けられている。これを設ける理由の一つは、シールリング 1 bを装着部分に装着する際の作業を容易にするためである。このような分離部 2 bの形態として様々なものが知られている。本実施の形態においては、分離部 2 bとして、特殊ステップカツトを採用した。この特殊ステップカツトは、 2段ステップ状にカットされた構成である。すなわち、図示のように、第 1 シール面 3 b側と第 2シール面 4 b側のいずれにも、ステツプ状の分離部が形成されている。この特殊ステップを採用すれば、リーク量を少なくすることができ、周囲温度の変化によっても好適に対応できる。

この特殊ステツプカッ卜は、分離された部分を介して一方側の外周側に、凸部 2 1 bと凹部 2 2 bを左右一対に備え、他方側の外周側にも凹部 2 4 bと凸部 2 3 bを左右一対に備えている。そして、凸部 2 1 bと凹部 2 4 bが嵌合し、凹部 2 2 bと凸部 2 3 bが嵌合するように構成されている。

この特殊ステップ力ットを採用したシールリング 1 bは、円周方向に垂直な面同士が円周方向に対して隙間（図 9中、凸部 2 1 bの先端面とこれに対向する凹部 2 4 bの対向面によって形成される隙間 2 7 b、及び凸部 2 3 bの先端面とこれに対向する凹部 2 2 bの対向面によって形成されると隙間 2 8 b、及び内周側の隙間 2 9 b ) を有しつつ、密封流体側と非密封流体側とを遮断することができる。

つまり、凸部 2 1 bと凹部 2 4 bは、第 1 シール面 3 と同心的な分離面 2 5 bにおいて摺接し、かつ軸に垂直な分離面 2 6 b においても摺接するように構成されている。これにより、上述のような隙間 2 7 b，隙間 2 8 b及び隙間 2 9 bを有していても、第 1 シール面 3 b及び第 2シール面 4 bのいずれも、分離部 2 b によってシール面が途切れてしまう部分はない。従って、リング本体が周囲の温度によって膨張又は収縮して、隙間 2 7 b ,隙間 2 8 b及び隙間 2 9 bの間隔に変動が生じたとしても、シ一ルリング 1 bは、密封状態を維持しつつ隙間の分だけ寸法の変化量を吸収できる。従って、シールリング 1 bは周囲の温度変化に対しても安定したシール性を維持することができる。

そして、本実施の形態に係るシールリング 1 bにおいては、回転摺動フリクションの低減のニーズに応えるべく、環状溝 7 1の側壁面 7 2に対する摺動面の受圧面積を低減させるために、逃げ部（凹部，切り欠き部，肉抜き部ということもできる） 5 bを全周にわたって設けている。

このようにして、本実施の形態に係るシールリング 1 bでは、受圧面積を減らすことで、回転摺動フリクションの低減を図っている。

そして、本実施の形態においては、凹部 2 4 bが設けられた位置に、テーパ面 5 1 bを設けている。また、分離面 2 5 bの端縁がテーパ面 5 1 bの外周側端縁に一致するように構成している。

このような構成によって、逃げ部 5 bと第 2シール面 4 bとの境界面 5 2 bの端縁と、分離面 2 5 bの端縁とによって、環状溝 7 1の側壁面 7 2をシールする連続した環状シール部を形成するように構成した。

以上の構成により、環状溝 7 1の側壁面 7 2の傾斜角度と第 2 シール面 4 bの傾斜角度が略等しい場合には、第 2シール面 4 b の略全体が側壁面 7 2に摺接するため、十分なシール性を発揮する。

そして、分離部 2 bにおいては、分離面 2 5 bの端縁がシール部を形成することから、隙間 2 7 bや隙間 2 9 bからの密封流体の漏れについても防止することができる。

また、環状溝 7 1が、環状溝 7 1 の加工精度不足等によって、溝底に近付くほど、底の幅が狭くなるような形状の溝であった場合には、図 9あるいは図 1 0に示すように、環状溝 7 1 の側壁面 7 2の傾斜角度と第 2シール面 4 bの傾斜角度にずれが生じる。この場合、本実施の形態においては、逃げ部 5 b及びテーパ面 5 1 bを設けていることから、上述したように、逃げ部 5 bと第 2 シール面 4 bとの境界面 5 2 bの端縁と、分離面 2 5 bの端緑が、環状溝 7 1の側壁面 7 2 をシールする連続した環状シール部を形成する。

ここで、上述した逃げ部 5 bの深さ及びテーパ面 5 1 bのテーパ角度に関しては、上記環状シール部がシール部として十分に機能するように設定する必要がある。つまり、これらは、環状溝 7 1の側壁面 7 2の角度（誤差等を考慮して考えられうる角度）との関係を考慮して設定する必要がある。更にしく言えば、例えば、シールリング 1 bの内周側の端縁が環状溝 7 1の側壁面 7 2 に当接しないように、逃げ部 5 bの深さやテーパ面 5 1 bのテ一パ角度を設定する必要がある。

このように、本実施の形態においては、環状溝 7 1の側壁面 7 2の傾斜角度と第 2シール面 4 bの傾斜角度が等しいか相違しているかに関係なく、逃げ部 5 bと第 2シール面 4 bとの境界面 5 2 bの端縁と、分離面 2 5 bの端縁によって、環状溝 7 1の側壁面 7 2をシールする連続した環状シール部を形成している。これにより、全周にわたって途切れなくシール部を形成している。従って、環状溝 7 1の側壁面 7 2の傾斜角度と第 2 シール面 4 bの傾斜角度が等しいか相違しているかに関係なく、隙間 2 7 b や隙間 2 9 bからの密封流体の漏れを防止できる。そして、シ一ル性が不安定な部分もないためシール性に優れる。

以上のように、本発明の実施の形態に係るシールリング 1 bにより、回転摺動フリクションの低減を図りつつ、リーク量の低減を図ることが可能となる。

そして、環状溝 7 1の側壁面 Ί 2の傾斜角度と第 2シール面 4 bの傾斜角度にずれが生じている場合であっても、リーク量を極力低減することができる。これにより、環状溝の加工精度を緩和することもできるため、ひいてはコスト削減にもつながる。なお、意図的に環状溝 7 1 の側壁面 7 2の傾斜角度と第 2シール面 4 bの傾斜角度にずれを生じさせるようにして、シール部分を面接触ではなく実質的に線接触にすることで、回転摺動フリクションの低減を狙うことも可能である。産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明により、回転摺動フリクシヨンの低減を図りつつ、リーク量の低減を図ることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 同心的に相対回転自在に組付けられる 2部材のうち、一方の部材表面をシールする第 1 シール面と、

前記 2部材のうち、他方の部材に設けられた環状溝の非密封流体側の側壁面をシールする第 2 シール面と、を備え、これらのシ —ル面によって、前記 2部材間の環状隙間をシールするシールリングであって、

リング本体には周方向の一ヶ所にて分離された分離部が設けられたシールリングにおいて、

前記第 2 シール面側には、前記環状溝の非密封流体側の側壁面に当接しない逃げ部が全周にわたって設けられ、

前記分離部付近では該逃げ部の径方向の幅が狭く、該分離部よりも離れた位置では該逃げ部の径方向の幅が広く設定されると共に、

該逃げ部の幅が狭い部分から広い部分に移行する部分は、徐々に幅が変化するように設定されていることを特徴とするシールリング。

2 . 同心的に相対回転自在に組付けられる 2部材のうち、一方の部材表面をシールする第 1 シール面と、

前記 2部材のうち、他方の部材に設けられた環状溝の非密封流体側の側壁面をシールする第 2シール面と、を備え、これらのシ —ル面によって、前記 2部材間の環状隙間をシールするシールリングであって、

前記第 2 シール面側には、前記環状溝の非密封流体側の側壁面に当接しない逃げ部が全周にわたつて設けられ、前記分離部付近では該逃げ部の径方向の幅が狭く、該分離部よりも離れた位置では該逃げ部の径方向の幅が広く設定されると共に、

該逃げ部の幅が狭い部分から広い部分に移行する部分には、徐々に幅が変化する部分が含まれていることを特徴とするシールリング。

3 . 同心的に相対回転自在に組付けられる 2部材のうち、一方の部材表面をシールする第 1 シール面と、

前記 2部材のうち、他方の部材に設けられた環状溝の非密封流体側の側壁面をシールする第 2シール面と、を備え、これらのシール面によって、前記 2部材間の環状隙間をシールするシールリングであって、

前記第 2シール面側には、前記環状溝の非密封流体側の側壁面に当接しない逃げ部が全周にわたって設けられると共に、前記環状溝の非密封流体側の側壁面の傾斜角度と前記第 2 シール面の傾斜角度が相違した状態においても、該第 2シール面には、該側壁面をシールする連続した環状シール部が形成されていることを特徴とするシールリング。

4 . 前記環状シール部は、前記分離部における円周方向に略垂直な面同士の隙間の大きさの変化に拘わらず、前記環状溝の非密封流体側の側壁面に対して連続的に接触した状態が維持されることを特徴とする請求の範囲第 3項に記載のシールリング。

5 . 前記環状シール部の形成を妨げないように、前記逃げ部が形成されていることを特徴とする請求の範囲第 3項又は第 4項に記載のシールリング。

6 . 前記分離部には、前記第 1 シール面と同心的な分離面が含まれると共に、

該分離面における前記環状溝の非密封流体側の側壁面側の端縁が、前記環状シール部の一部を形成していることを特徴とする請求の範囲第 3， 4または 5に記載のシールリング。