WO2017065068A1 - シールリング - Google Patents

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WO2017065068A1
WO2017065068A1 PCT/JP2016/079621 JP2016079621W WO2017065068A1 WO 2017065068 A1 WO2017065068 A1 WO 2017065068A1 JP 2016079621 W JP2016079621 W JP 2016079621W WO 2017065068 A1 WO2017065068 A1 WO 2017065068A1
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WO
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seal ring
pocket
peripheral surface
slope
oil
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PCT/JP2016/079621
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Inventor
南宣 朴
Original Assignee
株式会社リケン
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Publication date
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Priority to US15/573,740 priority patent/US11028925B2/en
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    • F16J15/3412—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface with cavities

Definitions

  • the present invention relates to a seal ring that can be used for hydraulic equipment and the like.
  • Seal rings are used for hydraulic automatic transmissions.
  • the seal ring is fitted into a groove portion of a shaft inserted through the housing, and seals between the housing and the shaft.
  • friction loss frequency loss
  • Patent Documents 1 to 5 disclose techniques for reducing friction loss generated between a seal ring and a shaft.
  • a pocket is provided on a side surface which is a contact surface with the groove portion of the shaft.
  • oil that has entered the pocket of the seal ring flows between the seal ring and the shaft to form an oil film between the seal ring and the shaft. Formation of this oil film improves the lubricity of the seal ring and reduces friction loss. On the other hand, if the oil film becomes too thick, the oil tends to leak outside the seal ring. Thus, friction loss and oil leakage tend to be in a trade-off relationship.
  • an object of the present invention is to provide a seal ring capable of achieving both reduction of friction loss and suppression of oil leakage.
  • a seal ring includes an inner peripheral surface, an outer peripheral surface facing the inner peripheral surface, a side surface orthogonal to the inner peripheral surface and the outer peripheral surface, and the side surface.
  • Each of the plurality of pockets has a symmetrical shape in the circumferential direction, the inner peripheral surface side is opened, and the outer peripheral surface side is closed.
  • Each of the plurality of pockets is provided at an end portion in the circumferential direction, and a peripheral end portion that is a convex R-surface connected to the side surface, a bottom portion provided in a central region in the circumferential direction, and the peripheral end And a slope portion extending between the bottom portion and the bottom portion.
  • the slope portion includes at least one ridge portion, a first slope portion that extends between the bottom portion and the ridge portion and forms a first angle with respect to the side surface, the peripheral end portion, and the ridge portion. And a second inclined surface portion that forms a second angle smaller than the first angle with respect to the side surface.
  • each pocket has a relatively large first angle with respect to the side surface of the first slope portion, each pocket is widely open to the inner peripheral surface side in the first slope portion. As a result, the oil easily enters the pocket, so that a sufficient amount of oil flowing into the pocket can be ensured.
  • the oil that has entered the pocket flows from the first slope portion into the second slope portion.
  • a wedge-shaped oil flow path is formed in the pocket by the second inclined surface portion. Since the second angle with respect to the side surface of the second inclined surface portion is smaller than the first angle, the oil flow passage is gently throttled when the oil flows from the first inclined surface portion to the second inclined surface portion. Thereby, oil becomes easy to approach to the back of the 2nd slope part, without escaping to the inner skin side of a seal ring. For this reason, the hydraulic pressure applied to the second slope portion increases.
  • the oil that has passed through the second slope portion flows into the peripheral end portion. Since the peripheral end portion is a convex R surface, the restriction of the oil flow path formed by the peripheral end portion becomes gradually gentler. As a result, the oil that has passed through the second inclined surface portion can easily enter the back of the peripheral end portion without escaping to the inner peripheral surface side of the seal ring. For this reason, in this seal ring, an appropriate oil film is formed on the side surface by the oil that has passed through the peripheral end portion.
  • the slope portion may have a single ridge portion.
  • the first slope part and the second slope part may be connected by the ridge part.
  • the above-described effect can be obtained by using a two-stage configuration of the slope portion including the first slope portion and the second slope portion.
  • the ridge may be configured as a convex R surface.
  • Each of the plurality of pockets may further include a connection portion that is a concave R surface that connects the bottom portion and the first slope portion. In these configurations, the oil in the pocket can flow more smoothly. Thereby, in this seal ring, the effect
  • the bottom portion may be a plane parallel to the side surface.
  • oil easily enters the pocket at the bottom. Therefore, a sufficient amount of oil flowing into the pocket is ensured, and the friction loss can be reduced more effectively.
  • the plurality of pockets may be provided on both the side surfaces.
  • the plurality of pockets may be formed so as to be symmetrical with each other on one side surface and the other side surface.
  • the strength of the seal ring is improved, and the seal ring is hardly deformed. For this reason, in this seal ring, various performances, such as sealing performance, are maintained favorable.
  • FIG. 1 is a plan view of a seal ring 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the seal ring 1 has an outer peripheral surface 1a, an inner peripheral surface 1b, and a side surface 1c, and is formed in an annular shape centering on the central axis C.
  • the outer peripheral surface 1a and the inner peripheral surface 1b are cylindrical surfaces centered on the central axis C, and the side surface 1c is a plane orthogonal to the outer peripheral surface 1a and the inner peripheral surface 1b.
  • the seal ring 1 has a plurality of pockets 10 arranged on the two side surfaces 1c at intervals from each other. Each pocket 10 is formed in a concave shape recessed from the side surface 1c. Further, the seal ring 1 is provided with an abutment portion 30 for facilitating the mounting to the shaft as required.
  • the shape of the seal ring 1 in the case of having the joint part 30 shall be defined as the state which closed the joint part 30.
  • the shape of the abutment portion 30 is not particularly limited, and a known shape can be adopted.
  • the seal ring 1 is attached to the groove portion of the shaft in a state where the joint portion 30 is widened.
  • the shaft on which the seal ring 1 is mounted is inserted into the housing with the outer peripheral surface 1a of the seal ring 1 slightly protruding from the groove.
  • the outer peripheral surface 1a of the seal ring 1 contacts the inner peripheral surface of the housing, and the side surface 1c of the seal ring 1 contacts the groove portion of the shaft.
  • the seal ring 1 seals between the shaft and the housing.
  • the seal ring 1 is configured such that the pocket 10 is disposed in the groove portion of the shaft in a state where the seal ring 1 is mounted on the shaft and the housing. Therefore, a space is formed by the pocket 10 between the seal ring 1 and the groove portion of the shaft.
  • the oil pressure flowing into the pocket 10 acts as a canceling pressure that weakens the pressure applied to the shaft groove from the side surface 1 c, so that friction with the shaft groove is suppressed.
  • the diameter and thickness t 0 (see FIG. 3) of the seal ring 1 can be determined according to the configuration of the shaft and housing to be mounted.
  • the outer diameter of the seal ring 1 can be, for example, 10 mm or more and 200 mm or less.
  • the thickness of the seal ring 1 t 0, for example, can be set to 0.8mm or more 3.5mm or less.
  • the material forming the seal ring 1 is not limited to a specific type, but is polyether ether ketone (PEEK), polyphenylene sulfide (PPS), polyimide (PI), polytetrafluoroethylene (PTFE), modified polytetrafluoroethylene, Ethylene tetrafluoroethylene (ETFE) or the like can be used.
  • the material forming the seal ring 1 may be filled with additives such as carbon powder and carbon fiber.
  • the manufacturing method of the seal ring 1 is not limited to a specific method.
  • the seal ring 1 provided with the pockets 10 can be directly manufactured.
  • materials suitable for the injection molding method include resins such as PEEK, PPS, and PI.
  • materials suitable for the compression molding method include resins such as PTFE.
  • the seal ring 1 can be manufactured by machining the pocket 10 afterwards.
  • FIG. 2 is a partial perspective view showing a schematic configuration of the seal ring 1 and shows the pocket 10 in an enlarged manner.
  • FIG. 3 is a view showing the pocket 10 of the seal ring 1 from the inner peripheral surface 1b side. In FIG. 3, the shape along the inner peripheral surface 1b of the seal ring 1 is shown.
  • the dimensions d 0 , d 1 , d 2 shown in FIG. 3 indicate the dimensions along the circumferential direction of the inner peripheral surface 1 b of the seal ring 1.
  • the pocket 10 is provided on the inner peripheral surface 1 b side of the side surface 1 c of the seal ring 1.
  • the pocket 10 includes a partition wall portion 17 between the pocket 10 and the outer peripheral surface 1 a of the seal ring 1, and the outer peripheral surface 1 a side is closed by the partition wall portion 17. Therefore, in the seal ring 1, the oil in the pocket 10 can be prevented from leaking to the outer peripheral surface 1 a side of the seal ring 1.
  • the pocket 10 does not have a partition portion between the pocket 10 and the inner peripheral surface 1b, and is open to the inner peripheral surface 1b side of the seal ring 1.
  • the pocket 10 since it can prevent that the oil_pressure
  • the partition wall 17 of the pocket 10 is configured as a plane orthogonal to the side surface 1 c of the seal ring 1.
  • the partition wall portion 17 is not limited to a specific configuration as long as the space in the pocket 10 and the space on the outer peripheral surface 1a side can be separated.
  • Each pocket 10 is separated in the circumferential direction of the seal ring 1 by a pillar portion 20 provided on the side surface 1c. That is, the pockets 10 and the column portions 20 are alternately arranged on the inner peripheral surface 1 b of the seal ring 1.
  • Dimension d 1 of the dimension d 0 and the column portion 20 of the pocket 10 may be suitably determined depending on the diameter of the seal ring 1, respectively.
  • the dimension d 0 of the pocket 10 can be set to 2.0 mm or more and 35 mm or less, for example.
  • Dimension d 1 of the cage bars 20 can be, for example, a 0.1mm or 5.0mm or less.
  • the shape of the pocket 10 is configured to be symmetric with respect to a plane D indicated by a one-dot chain line in FIG. 3 at the center in the circumferential direction through the central axis C.
  • the position and shape of the pocket 10 in the two side surfaces 1c of the sealing ring 1, is configured in FIG. 3 in the middle in the thickness t 0 direction of the seal ring 1 so as to be symmetrical about the plane E indicated by a one-dot chain line Yes.
  • the pocket 10 includes a bottom portion 11, first slope portions 12a and 12b, and second slope portions 13a and 13b.
  • the pocket 10 includes connecting portions 14a and 14b, ridge portions 15a and 15b, and peripheral end portions 16a and 16b. All of the configurations of the pockets 10 are symmetric with respect to the plane D.
  • the first slope portion 12a and the second slope portion 13a constitute a series of slope portions
  • the first slope portion 12b and the second slope portion 13b constitute a series of slope portions.
  • the bottom 11 is provided in the central region in the circumferential direction of the pocket 10 and is the deepest part of the pocket 10 from the side surface 1c.
  • the bottom portion 11 functions as an oil inlet regardless of the rotation direction of the seal ring 1.
  • the bottom 11 is preferably configured as a series of planes, and more preferably configured as a plane parallel to the side surface 1c. Thereby, the oil easily flows into the pocket 10, and a sufficient amount of oil flowing into the pocket 10 can be secured.
  • Depth t 1 from the dimension d 2 and the side surface 1c of the bottom part 11 may be appropriately determined.
  • the depth t 1 from the side surface 1c of the bottom 11 can be set to 0.1 mm or more and 1.0 mm or less, for example. Further, the depth t 1 from the side surface 1 c of the bottom 11 can be, for example, 50% or more and 98% or less of the thickness t 0 of the seal ring 1.
  • 1st slope part 12a, 12b is provided in the both sides of the circumferential direction of the bottom part 11, respectively.
  • the first slope portion 12 a is disposed on the right side of the bottom portion 11
  • the first slope portion 12 b is disposed on the left side of the bottom portion 11.
  • the first inclined surface portions 12a and 12b are inclined so that the depth from the side surface 1c becomes shallower as the distance from the bottom portion 11 increases.
  • the second slopes 13a and 13b are provided on the opposite side of the bottom 11 of the first slopes 12a and 12b, respectively.
  • the second slope portion 13a is disposed on the left side of the first slope portion 12a
  • the second slope portion 13b is disposed on the right side of the first slope portion 12b.
  • the second inclined surface portions 13a and 13b are inclined so that the depth from the side surface 1c becomes shallower as the distance from the first inclined surface portions 12a and 12b increases.
  • the first inclined surface portions 12a and 12b and the second inclined surface portions 13a and 13b are preferably flat surfaces from the viewpoint of ease of design and processing.
  • the first inclined surface portions 12a and 12b and the second inclined surface portions 13a and 13b may be curved surfaces, for example, convex or concave curved surfaces.
  • the first slope portions 12a and 12b each form an angle ⁇ with respect to the side surface 1c. Further, each of the second inclined surfaces 13a and 13b forms an angle ⁇ with respect to the side surface 1c.
  • the inclination angle ⁇ of the second slope portions 13a and 13b is smaller than the inclination angle ⁇ of the first slope portions 12a and 12b.
  • the connecting portions 14a and 14b connect the bottom portion 11 and the first slope portions 12a and 12b.
  • the connecting portions 14a and 14b are preferably concave R surfaces.
  • the curvature radii of the connecting portions 14a and 14b are determined so that, for example, oil can smoothly flow from the bottom portion 11 to the first inclined surface portions 12a and 12b.
  • the connecting portions 14a and 14b may be formed with a single radius of curvature, or may be formed so that the radius of curvature continuously changes.
  • the curvature radius (tip curvature radius) of the portion with the smallest curvature radius of the connecting portions 14a and 14b may be larger than 0 mm.
  • the tip curvature radius of the connection parts 14a and 14b is 0.5 mm or more and 100 mm or less, more preferably 0.5 mm or more and 80 mm or less, and further preferably 1 mm or more and 60 mm or less.
  • connection parts 14a and 14b is not limited to R surface, For example, even if it is a C surface, the valley line where the bottom part 11 and 1st slope part 12a, 12b cross may be sufficient.
  • the ridges 15a and 15b connect the first slopes 12a and 12b and the second slopes 13a and 13b.
  • Ridge 15a, 15b is at a position shallower than the depth t 1 for side 1c at the bottom 11. Since the inclination angle ⁇ of the second slope portions 13a and 13b is smaller than the inclination angle ⁇ of the first slope portions 12a and 12b, the ridge portions 15a and 15b are convex.
  • the ridges 15a and 15b are preferably convex R surfaces.
  • the radii of curvature of the ridges 15a and 15b are determined, for example, so that oil can smoothly flow from the first inclined surfaces 12a and 12b to the second inclined surfaces 13a and 13b.
  • the ridges 15a and 15b may be formed with a single radius of curvature, or may be formed so that the radius of curvature changes continuously.
  • the curvature radius (tip curvature radius) of the portion with the smallest curvature radius of the ridges 15a and 15b is preferably 0.5 mm or more and 100 mm or less, more preferably 0.5 mm or more and 80 mm or less, and 1 mm or more and 60 mm. More preferably, it is as follows.
  • the configuration of the ridges 15a and 15b is not limited to the R plane, and may be, for example, a C plane or a ridge line where the first slope portions 12a and 12b and the second slope portions 13a and 13b intersect. Good.
  • the peripheral end portions 16 a and 16 b are disposed at both ends in the circumferential direction of the pocket 10, and connect the second inclined surface portions 13 a and 13 b and the side surface 1 c of the column portion 20.
  • the peripheral end portions 16a and 16b are configured as convex R surfaces. Details of the peripheral ends 16a and 16b will be described later.
  • the seal ring 1 it is preferable that all the pockets 10 on both side surfaces 1c are configured symmetrically with respect to the plane E. Thereby, the strength of the seal ring 1 is improved and the seal ring 1 is hardly deformed. For this reason, in the seal ring 1, various performances, such as a sealing performance, are maintained favorable.
  • the seal ring 1 can be arranged such that the pockets 10 on both side surfaces 1c are shifted from each other in the circumferential direction, as shown in FIG. Also in the seal ring 1 shown in FIG. 4, the action of the pocket 10 similar to that of the seal ring 1 shown in FIG. 3 can be obtained.
  • the amount of shift in the circumferential direction of the pocket 10 on both side surfaces 1c can be arbitrarily determined.
  • the pocket 10 is provided in the both side surfaces 1c.
  • the action of the pocket 10 can be obtained even when any side surface 1c is a seal surface. Therefore, in the seal ring 1 in which the pockets 10 are provided on the both side surfaces 1c, workability is improved because there is no need to worry about the mounting direction on the shaft.
  • the pocket 10 can be provided only on one of the two side surfaces 1c of the seal ring 1 as required.
  • FIG. 5 shows a portion that receives high hydraulic pressure when the seal ring 1 rotates by hatching.
  • FIG. 5A shows the case of right rotation in the arrow R direction
  • FIG. 5B shows the case of left rotation in the arrow L direction.
  • the rotation of the seal ring 1 means a relative rotation with respect to the shaft. Therefore, the rotation direction of the seal ring 1 is a rotation direction with reference to the shaft.
  • the first slope portions 12a and 12b mainly have a function of taking oil into the pocket 10 and smoothly feeding the oil taken into the pocket 10 into the second slope portions 13a and 13b.
  • the inclination angle ⁇ of the first slope portions 12a and 12b is larger than the inclination angle ⁇ of the second slope portions 13a and 13b. For this reason, the pocket 10 is widely open to the inner peripheral surface 1b at the first slope portions 12a and 12b. Therefore, the oil easily enters the pocket 10 and the amount of oil flowing into the pocket 10 increases.
  • first inclined surface portions 12a and 12b and the second inclined surface portions 13a and 13b have the same inclination direction, the oil flows smoothly from the first inclined surface portions 12a and 12b to the second inclined surface portions 13a and 13b. be able to.
  • the amount of oil flowing into the second inclined surfaces 13a and 13b is increased, so that high hydraulic pressure is applied to the second inclined surfaces 13a and 13b.
  • the second inclined surface portions 13a and 13b mainly have a function of reducing the friction loss of the seal ring 1 by using the oil pressure from the oil as a cancel pressure that weakens the pressure applied to the groove portion of the shaft from the side surface 1c of the seal ring 1.
  • the wedge-shaped oil flow path is formed in the second slope portions 13a and 13b.
  • the inclination angle ⁇ of the second slope portions 13a and 13b is smaller than the inclination angle ⁇ of the first slope portions 12a and 12b.
  • the angle ⁇ with respect to the side surface 1c of the second slope portions 13a and 13b is relatively gentle, the component in the direction perpendicular to the side surface 1c in the force applied from the oil to the second slope portions 13a and 13b increases. For this reason, the hydraulic pressure in the second inclined surface portions 13a and 13b acts as a cancel pressure that more effectively reduces the pressure applied from the seal ring 1 to the groove portion of the shaft. Thereby, in the seal ring 1, since friction with the shaft is effectively suppressed, friction loss with the shaft is further reduced.
  • angles ⁇ and ⁇ can be determined as appropriate according to the application and use environment of the seal ring 1.
  • the angle ⁇ is preferably 2 ° or greater and 85 ° or less, more preferably 2 ° or greater and 60 ° or less, and even more preferably 5 ° or greater and 45 ° or less.
  • the angle ⁇ is preferably 1 ° or more and 20 ° or less, more preferably 1 ° or more and 15 ° or less, and further preferably 1 ° or more and 10 ° or less.
  • Peripheral ends 16a and 16b The peripheral end portions 16 a and 16 b mainly have a function of forming an appropriate oil film on the side surface 1 c of the column portion 20.
  • the peripheral end portions 16a and 16b are convex R surfaces. For this reason, the angle with respect to the side surface 1c of the peripheral end portions 16a and 16b gradually decreases from the second inclined surface portions 13a and 13b toward the column portion 20. That is, as the oil flow path formed by the peripheral end portions 16a and 16b becomes narrower, the restriction becomes smaller.
  • the oil that has passed through the second inclined surface portions 13a and 13b is likely to enter the back of the peripheral end portions 16a and 16b without escaping to the inner peripheral surface 1b side.
  • an appropriate oil film is formed on the side surface 1c of the column portion 20 by the oil that has passed through the peripheral end portions 16a and 16b. Thereby, the friction loss of the seal ring 1 is effectively reduced.
  • the oil film formed on the side surface 1c of the column part 20 is too thin, the effect of reducing the friction loss in the seal ring 1 may not be sufficiently obtained. Moreover, if the oil film formed on the side surface 1c of the column part 20 is too thick, oil leakage to the outer peripheral surface 1a side of the seal ring 1 may increase.
  • the peripheral end portions 16a, 16b, the first inclined surface portions 12a, 12b, the second inclined surface portions 13a, 13b, etc. are adjusted so that the oil film on the side surface 1c of the column portion 20 has an appropriate thickness.
  • each configuration of the pocket 10 is designed.
  • the peripheral end portions 16a and 16b may be formed with a single radius of curvature, or may be formed so that the radius of curvature changes continuously.
  • the curvature radius (tip curvature radius) of the portion with the smallest curvature radius of the peripheral end portions 16a and 16b may be larger than 0 mm.
  • the tip curvature radii of the peripheral end portions 16a and 16b are preferably 0.5 mm or more and 100 mm or less, more preferably 0.5 mm or more and 80 mm or less, and further preferably 1 mm or more and 60 mm or less.
  • the seal ring 1 by increasing the number of the pockets 10, it is possible to narrow the interval between parts that receive high hydraulic pressure, that is, narrow the range of parts that do not receive high hydraulic pressure. As a result, the seal ring 1 as a whole can stably obtain a cancel pressure that weakens the pressure applied from the seal ring 1 to the groove of the shaft from the oil in the pocket 10.
  • the number of pockets 10 on each side surface 1c is eight or more.
  • the seal ring 1 in order to effectively reduce the friction loss, it is preferable that the total of the circumferential dimension d 0 of each pocket 10 is the entire circumference of more than 50% of the inner peripheral surface 1b.
  • the sealing ring 1 in order to maintain normal function of each pocket 10 by the pillar portion 20, total 98% of the total circumference of the inner circumferential surface 1b following circumferential dimension d 0 of each pocket 10 It is preferable that
  • Example 4.1 Seal ring 1 according to example As an example of the present invention, a seal ring 1 having the configuration of the above embodiment was produced. The outer diameter of the seal ring 1 was 51 mm, and the number of pockets 10 was twelve.
  • the seal rings 101, 201, 301, 401 according to comparative examples 1 to 4 described below are configured in the same manner as the seal ring 1 according to the present embodiment except for the configuration specifically described.
  • FIG. 6 is a view showing a seal ring 101 according to Comparative Example 1 of the present invention.
  • 6A is a plan view of the seal ring 101
  • FIG. 6B is a cross-sectional view of the seal ring 101 taken along the line AA ′ in FIG. 6A.
  • the side surface 101c is inclined so that the interval is narrowed from the outer peripheral surface 101a toward the inner peripheral surface 101b.
  • friction loss is reduced by adopting a configuration in which the side surface 101c and the groove portion of the shaft are not in surface contact with each other.
  • FIG. 7 is a view showing a seal ring 201 according to Comparative Example 2 of the present invention.
  • 7A is a plan view of the seal ring 201
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of the seal ring 201 taken along line BB ′ of FIG. 7A.
  • the seal ring 201 is provided with eight pockets 210. Unlike the pocket 10 of the seal ring 1 according to the embodiment, the pocket 210 has an inclined surface that connects the inner peripheral surface 201b and the side surface 201c. In the seal ring 201, friction loss due to the pocket 210 is reduced while maintaining surface contact between the side surface 201c and the groove portion of the shaft.
  • FIG. 8 is a view showing a seal ring 301 according to Comparative Example 3 of the present invention.
  • 8A is a plan view of the seal ring 301
  • FIG. 8B is a partial perspective view showing the pocket 310 of the seal ring 301 in an enlarged manner.
  • the pocket 310 provided in the seal ring 301 extends along an area between the outer peripheral surface 301a and the inner peripheral surface 301b from an inflow port 311 provided in the inner peripheral surface 301b.
  • the pocket 310 is configured such that the width and the depth from the side surface 301 c become smaller as the pocket 310 moves away from the inlet 311.
  • the seal ring 301 is configured so that oil flowing into the pocket 310 from the inlet 311 does not flow toward the inner peripheral surface 301b side while narrowing the oil flow path.
  • the seal ring 301 has a configuration specialized for reducing friction loss by increasing the hydraulic pressure in the pocket 310.
  • FIG. 9 is a view showing a seal ring 401 according to Comparative Example 4 of the present invention.
  • FIG. 9A is a partial perspective view of the seal ring 401
  • FIG. 9B is a view partially showing the inner peripheral surface 401 b of the seal ring 401.
  • the pocket 410 of the seal ring 401 according to the modified example 4 is common to the pocket 10 of the seal ring 1 according to the above embodiment in that it has the bottom 11 and is formed symmetrically in the circumferential direction.
  • the pocket 410 of the seal ring 401 according to the modified example 4 does not have a two-step inclined surface portion like the pocket 10 of the seal ring 1 according to the above embodiment.
  • the bottom portion 11 and the peripheral end portions 416a and 416b are connected by a single slope portion 412a and 412b.
  • the inclined surfaces 412a and 412b of the seal ring 401 according to the modification 4 form an angle ⁇ with the side surface 401c.
  • the seal ring 401 receives high hydraulic pressure at the tip portions of the slope portions 412a and 412b.
  • the oil that has passed through the peripheral end portions 416 a and 416 b that are convex R surfaces forms an oil film in the column portion 20.
  • the friction loss is reduced by the slope portions 412a and 412b and the peripheral end portions 416a and 416b.
  • Friction loss was evaluated using as a sample.
  • two samples were used, and drag torque (N ⁇ m) was measured at an oil temperature of 80 ° C. and an oil pressure of 0.5 MPa. The rotation speed of each sample in the measurement of drag torque was 1000 to 6000 rpm.
  • FIG. 10 is a graph showing the measurement results of drag torque.
  • the horizontal axis in FIG. 10 indicates the rotation speed (rpm), and the vertical axis indicates the relative value of drag torque.
  • Oil Leak Evaluation Seal ring 1 according to Example, Seal ring 101 according to Comparative Example 1, Seal ring 201 according to Comparative Example 2, Seal ring 301 according to Comparative Example 3, and Seal ring 401 according to Comparative Example 4 An oil leakage evaluation was performed using a sample. For oil leakage evaluation, two samples were used, and the amount of oil leakage (ml / min) was measured at an oil temperature of 80 ° C. and a hydraulic pressure of 0.5 MPa. The number of rotations of each sample in the measurement of the amount of oil leakage was 1000 to 6000 rpm.
  • FIG. 11 is a graph showing the measurement results of the oil leakage amount.
  • the horizontal axis in FIG. 11 indicates the rotational speed (rpm), and the vertical axis indicates the relative value of the oil leakage amount.
  • Oil leakage occurs in any of the seal ring 1 according to the example, the seal ring 101 according to the comparative example 1, the seal ring 201 according to the comparative example 2, the seal ring 301 according to the comparative example 3, and the seal ring 401 according to the comparative example 4.
  • the amount was small and oil leakage was suppressed.
  • the seal ring 1 according to the example, the seal ring 201 according to the comparative example 2, and the seal ring 401 according to the comparative example 4 hardly cause oil leakage regardless of the rotation speed, and are more effective. It was found that oil leakage was suppressed.
  • the seal ring 301 according to Comparative Example 3 although good results were obtained at a low rotational speed, the seal ring 301 according to the example was not suitable particularly at a high rotational speed.
  • the seal ring 1 As described above, in the seal ring 1 according to the example of the present invention, particularly good results were obtained in both the friction loss evaluation and the oil leakage evaluation. Thereby, it can be seen that the seal ring 1 can achieve both reduction of friction loss and suppression of oil leakage.
  • a configuration in which pockets having the same configuration are provided on the two side surfaces of the seal ring is not essential.
  • differently configured pockets may be provided on the two side surfaces of the seal ring.
  • the number of pockets may be different from each other on the two sides of the seal ring.
  • the configuration of the slope portion of the seal ring is not limited to a two-stage configuration, and may be configured in three or more stages as necessary.
  • the inclination angle ⁇ of the second slope portion adjacent to the peripheral end portion is set smaller than the inclination angle ⁇ of the first slope portion adjacent to the bottom surface portion. Also in these cases, the effect of the present invention is obtained that the oil easily enters the pocket from the first slope portion and can receive high oil pressure at the second slope portion.
  • the slope portion may have a third slope portion between the first slope portion and the second slope portion.
  • the inclination angle ⁇ of the third slope portion may be smaller than the inclination angle ⁇ of the first slope portion and larger than the inclination angle ⁇ of the second slope portion.
  • the slope portion is formed with a first ridge portion that connects the first slope portion and the third slope portion, and a second ridge portion that connects the second slope portion and the third slope portion. .
  • the inclination angle decreases in the order of the first inclined surface portion, the third inclined surface portion, and the second inclined surface portion, that is, the order in which the oil enters, the oil flow in the pocket becomes smoother.

Landscapes

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Abstract

【課題】フリクションロスの低減とオイル漏れの抑制とを両立可能なシールリングを提供する。 【解決手段】シールリングは、内周面と、上記内周面に対向する外周面と、上記内周面及び上記外周面に直交する側面と、上記側面に相互に離間して設けられた複数のポケットと、を具備する。上記複数のポケットはそれぞれ、周方向に対称な形状を有し、上記内周面側が開放され、上記外周面側が閉塞されている。上記複数のポケットはそれぞれ、上記周方向の端部に設けられ、上記側面に接続する凸状のＲ面である周端部と、上記周方向の中央領域に設けられた底部と、上記周端部と上記底部との間に延在する斜面部と、を有する。上記斜面部は、少なくとも１つの稜部と、上記底部と上記稜部との間に延在し、上記側面に対して第１角度を成す第１斜面部と、上記周端部と上記稜部との間に延在し、上記側面に対して上記第１角度より小さい第２角度を成す第２斜面部と、を有する。

Description

シールリング
　本発明は、油圧機器などに利用可能なシールリングに関する。
　油圧式の自動変速機などの各種油圧機器が搭載された自動車が知られている。このような自動車では、燃費向上のため、油圧機器の駆動損失の低減が望まれている。
　油圧式の自動変速機にはシールリングが用いられる。シールリングは、ハウジングに挿通されるシャフトの溝部に嵌め込まれ、ハウジングとシャフトとの間を封止する。このようなシールリングでは、自動変速機の駆動時に、シャフトとの間の相対的な回転により、シャフトとの間に摩擦損失（フリクションロス）が生じる。
　このようなフリクションロスは油圧機器の駆動損失につながる。したがって、フリクションロスを低減させる技術が求められる。特許文献１～５には、シールリングとシャフトとの間に生じるフリクションロスを低減させる技術が開示されている。これらの文献に開示されたシールリングには、シャフトの溝部との接触面である側面にポケットが設けられている。
　このようなシールリングに油圧が加わるとオイルがポケットに入り込む。ポケットに入り込んだオイルは、シールリングからシャフトの溝部に加わる圧力を弱めるキャンセル圧を付与する。これにより、シールリングとシャフトとの間の摩擦が抑制されるため、シールリングとシャフトとの間に生じるフリクションロスが低減される。
国際公開第２０１１／１０５５１３号パンフレット 国際公開第２００４／０９０３９０号パンフレット 国際公開第２０１１／１６２２８３号パンフレット 国際公開第２０１３／０９４６５４号パンフレット 国際公開第２０１３／０９４６５７号パンフレット
　上記の技術では、シールリングのポケットに入り込んだオイルが、シールリングとシャフトとの間に流入して、シールリングとシャフトとの間に油膜を形成する。この油膜の形成により、シールリングの潤滑性が向上してフリクションロスが低減される。この反面、この油膜が厚くなりすぎるとオイルがシールリングより外側に漏れやすくなる。このように、フリクションロスとオイル漏れとはトレードオフの関係になりやすい。
　以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、フリクションロスの低減とオイル漏れの抑制とを両立可能なシールリングを提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るシールリングは、内周面と、上記内周面に対向する外周面と、上記内周面及び上記外周面に直交する側面と、上記側面に相互に離間して設けられた複数のポケットと、を具備する。
　上記複数のポケットはそれぞれ、周方向に対称な形状を有し、上記内周面側が開放され、上記外周面側が閉塞されている。
　上記複数のポケットはそれぞれ、上記周方向の端部に設けられ、上記側面に接続する凸状のＲ面である周端部と、上記周方向の中央領域に設けられた底部と、上記周端部と上記底部との間に延在する斜面部と、を有する。
　上記斜面部は、少なくとも１つの稜部と、上記底部と上記稜部との間に延在し、上記側面に対して第１角度を成す第１斜面部と、上記周端部と上記稜部との間に延在し、上記側面に対して上記第１角度より小さい第２角度を成す第２斜面部と、を有する。
　このシールリングでは、ポケットが設けられた側面がシャフトの溝部に対するシール面として機能する。各ポケットは、第１斜面部における側面に対する第１角度が比較的大きいため、第１斜面部において内周面側に広く開放されている。これにより、オイルがポケット内に入り込みやすくなるため、ポケット内へのオイルの充分な流入量を確保することができる。
　また、ポケット内に入り込んだオイルは、第１斜面部から第２斜面部に流入する。ポケットには、第２斜面部により楔状のオイル流路が形成されている。第２斜面部における側面に対する第２角度が第１角度より小さいため、オイルが第１斜面部から第２斜面部に流入する際にオイル流路の絞りが緩やかになる。これにより、オイルは、シールリングの内周面側に逃げることなく、第２斜面部の奥まで進入しやすくなる。このため、第２斜面部に加わる油圧が増大する。
　更に、第２斜面部を通過したオイルは、周端部に流入する。周端部は凸状のＲ面であるため、周端部によって形成されるオイル流路の絞りは徐々に緩やかになる。これにより、第２斜面部を通過したオイルは、シールリングの内周面側に逃げることなく、周端部の奥まで進入しやすくなる。このため、このシールリングでは、周端部を通過したオイルによって側面に適度な油膜が形成される。
　以上の作用により、このシールリングでは、シャフトに対するフリクションロスが効果的に低減される。また、このシールリングでは、各ポケットが周方向に対称に形成されているため、シャフトに対する相対的な回転方向によらずに、フリクションロスを低減する効果が得られる。
　更に、このシールリングでは、各ポケットが外周面側に閉塞されているため、ポケット内に入ったオイルが外周面側に漏れ出しにくい。また、各ポケットが内周面側に開放されているため、ポケット内の油圧が過度に高くなることを防止することができる。これらにより、このシールリングでは、オイル漏れが抑制される。
　このように、このシールリングでは、フリクションロスの低減とオイル漏れの抑制とを両立可能である。
　上記斜面部は、単一の上記稜部を有していてもよい。
　上記第１斜面部と上記第２斜面部とが上記稜部によって接続されていてもよい。
　この構成では、斜面部を第１斜面部及び第２斜面部の２段構成とすることにより、上記の効果が得られる。
　上記稜部は、凸状のＲ面として構成されていてもよい。
　上記複数のポケットはそれぞれ、上記底部と上記第１斜面部とを接続する凹状のＲ面である接続部を更に有していてもよい。
　これらの構成では、ポケット内のオイルがよりスムーズに流動可能となる。これにより、このシールリングでは、フリクションロスを低減する作用が促進される。
　上記底部は、上記側面に平行な平面であってもよい。
　このシールリングでは、底部においてポケット内にオイルが入り込みやすい。したがって、ポケット内へのオイルの充分な流入量が確保されるため、より効果的にフリクションロスを低減することができる。
　上記複数のポケットが、両方の上記側面に設けられていてもよい。
　このシールリングでは、いずれの側面がシール面である場合でも、フリクションロスの低減とオイル漏れの抑制とを両立可能である。このため、このシールリングでは、シャフトへの装着の向きを気にする必要がないため、作業性が向上する。
　上記複数のポケットは、一方の上記側面と他方の上記側面とで相互に対称となるように形成されていてもよい。
　この構成では、シールリングの強度が向上し、シールリングに変形が生じにくくなる。このため、このシールリングでは、シール性などの各種性能が良好に維持される。
　フリクションロスの低減とオイル漏れの抑制を両立可能なシールリングを提供することができる。
本発明の一実施形態に係るシールリングの平面図である。 上記シールリングの部分斜視図である。 上記シールリングの内周面を部分的に示す図である。 上記シールリングの変形例の内周面を部分的に示す図である。 上記シールリングの回転時に油圧を受ける部位を示す平面図である。 比較例１に係るシールリングを示す図である。 比較例２に係るシールリングを示す図である。 比較例３に係るシールリングを示す図である。 比較例４に係るシールリングを示す図である。 フリクションロス評価の結果を示すグラフである。 オイル漏れ評価の結果を示すグラフである。
　以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。
１．シールリング１
　図１は、本発明の一実施形態に係るシールリング１の平面図である。シールリング１は、外周面１ａ、内周面１ｂ、及び側面１ｃを有し、中心軸Ｃを中心とする環状に形成されている。外周面１ａ及び内周面１ｂは中心軸Ｃを中心とする円筒面であり、側面１ｃは外周面１ａ及び内周面１ｂに直交する平面である。
　シールリング１は、２つの側面１ｃにそれぞれ相互に間隔をあけて配置された複数のポケット１０を有する。各ポケット１０は、側面１ｃから窪む凹状に形成されている。また、シールリング１には、必要に応じ、シャフトへの装着を容易にするための合口部３０が設けられる。なお、本発明において、合口部３０を有する場合のシールリング１の形状は、合口部３０を閉じた状態として定義されるものとする。
　合口部３０の形状としては、特に限定されず、公知の形状を採用可能である。合口部３０としては、例えば、直角（ストレート）合口、斜め（アングル）合口、段付き（ステップ）合口、ダブルアングル合口、ダブルカット合口、トリプルステップ合口などを採用可能である。ダブルアングル合口、ダブルカット合口、トリプルステップ合口では、合口部３０からのオイル漏れが特に良好に抑制される。
　シールリング１は、合口部３０が広げられた状態でシャフトの溝部に装着される。シールリング１が装着されたシャフトは、シールリング１の外周面１ａが溝部から少し突出した状態で、ハウジングに挿通される。このとき、シールリング１の外周面１ａがハウジングの内周面に接触するとともに、シールリング１の側面１ｃがシャフトの溝部に接触する。これにより、シールリング１によってシャフトとハウジングとの間が封止される。
　シールリング１は、シャフト及びハウジングに装着された状態で、ポケット１０がシャフトの溝部内に配置されるように構成されている。したがって、シールリング１とシャフトの溝部との間には、ポケット１０によって空間が形成される。シールリング１では、ポケット１０内に流入したオイルの油圧が、側面１ｃからシャフトの溝部に加わる圧力を弱めるキャンセル圧として作用するため、シャフトの溝部との間の摩擦が抑制される。
　シールリング１の径や厚さｔ０（図３参照）は、装着するシャフトやハウジングの構成に応じて決定可能である。シールリング１の外径は、例えば、１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることができる。シールリング１の厚さｔ０は、例えば、０．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下とすることができる。
　シールリング１を形成する材料は、特定の種類に限定されず、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（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、変性ポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）などを用いることができる。また、シールリング１を形成する材料には、これらにカーボン粉末やカーボン繊維等の添加剤が充填されていてもよい。
　シールリング１の製造方法は、特定の方法に限定されない。例えば、射出成形法や圧縮成型法では、ポケット１０が設けられたシールリング１を直接製造することが可能である。射出成形法に適した材料としては、例えば、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ＰＩなどの樹脂が挙げられる。圧縮成型法に適した材料としては、例えば、ＰＴＦＥなどの樹脂が挙げられる。また、例えば、ＰＴＦＥなどの樹脂については、事後的にポケット１０を機械加工することによりシールリング１を製造することも可能である。
２．ポケット１０の構成
　図２は、シールリング１の概略構成を示す部分斜視図であり、ポケット１０を拡大して示している。図３は、シールリング１のポケット１０を内周面１ｂ側から示す図である。図３では、シールリング１の内周面１ｂに沿った形状を示している。図３に示す寸法ｄ０，ｄ１，ｄ２は、シールリング１の内周面１ｂの周方向に沿った寸法を示している。
　ポケット１０は、シールリング１の側面１ｃの内周面１ｂ側に設けられている。ポケット１０は、シールリング１の外周面１ａとの間に隔壁部１７を具備し、外周面１ａ側が隔壁部１７によって閉塞されている。したがって、シールリング１では、ポケット１０内のオイルがシールリング１の外周面１ａ側に漏れ出すことを抑制することができる。
　この一方で、ポケット１０は、内周面１ｂとの間に隔壁部を有しておらず、シールリング１の内周面１ｂ側に開放されている。これにより、ポケット１０内の油圧が過度に高くなることを防止することができるため、ポケット１０内のオイルがシールリング１の外周面１ａ側に漏れ出すことを効果的に抑制することができる。
　ポケット１０の隔壁部１７は、シールリング１の側面１ｃに直交する平面として構成されている。しかし、隔壁部１７は、ポケット１０内の空間と外周面１ａ側の空間とを隔てることができれば、特定の構成に限定されない。
　各ポケット１０は、側面１ｃに設けられた柱部２０によってシールリング１の周方向に隔てられている。つまり、シールリング１の内周面１ｂには、ポケット１０と柱部２０とが交互に配置されている。
　ポケット１０の寸法ｄ０及び柱部２０の寸法ｄ１は、それぞれシールリング１の径などに応じて適宜決定可能である。ポケット１０の寸法ｄ０は、例えば、２．０ｍｍ以上３５ｍｍ以下とすることができる。柱部２０の寸法ｄ１は、例えば、０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下とすることができる。
　ポケット１０の形状は、中心軸Ｃを通り、周方向における中央にある図３に一点鎖線で示す平面Ｄについて対称となるように構成されている。また、シールリング１の２つの側面１ｃにおけるポケット１０の位置及び形状は、シールリング１の厚さｔ０方向における中央にある図３に一点鎖線で示す平面Ｅについて対称となるように構成されている。
　ポケット１０は、底部１１と、第１斜面部１２ａ，１２ｂと、第２斜面部１３ａ，１３ｂと、を具備する。また、ポケット１０は、接続部１４ａ，１４ｂと、稜部１５ａ，１５ｂと、周端部１６ａ，１６ｂと、を具備する。上記のポケット１０の構成は、いずれも平面Ｄについて対称である。第１斜面部１２ａ及び第２斜面部１３ａは一連の斜面部を構成し、第１斜面部１２ｂ及び第２斜面部１３ｂは一連の斜面部を構成している。
　底部１１は、ポケット１０の周方向の中央領域に設けられ、ポケット１０において側面１ｃからの深さが最も深い部位である。底部１１は、シールリング１の回転方向によらず、オイルの流入口として機能する。底部１１は、一連の平面として構成されていることが好ましく、側面１ｃに平行な平面として構成されていることが更に好ましい。これにより、オイルがポケット１０に流入しやすくなり、ポケット１０内へのオイルの充分な流入量を確保することができる。
　底部１１の寸法ｄ２及び側面１ｃからの深さｔ１は、適宜決定可能である。底部１１の寸法ｄ２は、例えば、０．０１ｍｍ以上２０ｍｍ以下とすることができる。底部１１の側面１ｃからの深さｔ１は、例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とすることができる。また、底部１１の側面１ｃからの深さｔ１は、例えば、シールリング１の厚さｔ０の５０％以上９８％以下とすることができる。
　第１斜面部１２ａ，１２ｂは、底部１１の周方向の両側にそれぞれ設けられている。図２，３に示す例では、第１斜面部１２ａが底部１１の右側に配置され、第１斜面部１２ｂが底部１１の左側に配置されている。第１斜面部１２ａ，１２ｂは、それぞれ底部１１から離れるにつれて、側面１ｃからの深さが浅くなるように傾斜している。
　第２斜面部１３ａ，１３ｂは、第１斜面部１２ａ，１２ｂの底部１１とは反対側にそれぞれ設けられている。図２，３に示す例では、第２斜面部１３ａが第１斜面部１２ａの左側に配置され、第２斜面部１３ｂが第１斜面部１２ｂの右側に配置されている。第２斜面部１３ａ，１３ｂは、それぞれ第１斜面部１２ａ，１２ｂから離れるにつれて、側面１ｃからの深さが浅くなるように傾斜している。
　第１斜面部１２ａ，１２ｂ及び第２斜面部１３ａ，１３ｂは、設計や加工の容易さなどの観点から、平面であることが好ましい。しかし、第１斜面部１２ａ，１２ｂ及び第２斜面部１３ａ，１３ｂは、曲面であってもよく、例えば、凸状や凹状の曲面であってもよい。
　第１斜面部１２ａ，１２ｂはそれぞれ、側面１ｃに対して角度αを成している。また、第２斜面部１３ａ，１３ｂはそれぞれ、側面１ｃに対して角度βを成している。第２斜面部１３ａ，１３ｂの傾斜角度βは、第１斜面部１２ａ，１２ｂの傾斜角度αよりも小さい。
　接続部１４ａ，１４ｂは、底部１１と第１斜面部１２ａ，１２ｂとを接続している。接続部１４ａ，１４ｂは、凹状のＲ面であることが好ましい。接続部１４ａ，１４ｂの曲率半径は、例えば、オイルが底部１１から第１斜面部１２ａ，１２ｂにスムーズに流動可能となるように決定される。
　接続部１４ａ，１４ｂは、単一の曲率半径で形成されていても、連続して曲率半径が変化するように形成されていてもよい。接続部１４ａ，１４ｂの最も曲率半径が小さい部分の曲率半径（先端曲率半径）は０ｍｍより大きければよい。また、接続部１４ａ，１４ｂの先端曲率半径は、０．５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以上８０ｍｍ以下であることがより好ましく、１ｍｍ以上６０ｍｍ以下であることが更に好ましい。
　なお、接続部１４ａ，１４ｂの構成は、Ｒ面に限定されず、例えば、Ｃ面であっても、底部１１と第１斜面部１２ａ，１２ｂとが交わる谷線であってもよい。
　稜部１５ａ，１５ｂは、第１斜面部１２ａ，１２ｂと第２斜面部１３ａ，１３ｂとを接続している。稜部１５ａ，１５ｂは、底部１１における側面１ｃに対する深さｔ１よりも浅い位置にある。第２斜面部１３ａ，１３ｂの傾斜角度βが第１斜面部１２ａ，１２ｂの傾斜角度αよりも小さいため、稜部１５ａ，１５ｂは凸状となる。
　稜部１５ａ，１５ｂは、凸状のＲ面であることが好ましい。稜部１５ａ，１５ｂの曲率半径は、例えば、オイルが第１斜面部１２ａ，１２ｂから第２斜面部１３ａ，１３ｂにスムーズに流動可能となるように決定される。
　稜部１５ａ，１５ｂは、単一の曲率半径で形成されていても、連続して曲率半径が変化するように形成されていてもよい。稜部１５ａ，１５ｂの最も曲率半径が小さい部分の曲率半径（先端曲率半径）は、０．５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以上８０ｍｍ以下であることがより好ましく、１ｍｍ以上６０ｍｍ以下であることが更に好ましい。
　なお、稜部１５ａ，１５ｂの構成は、Ｒ面に限定されず、例えば、Ｃ面であっても、第１斜面部１２ａ，１２ｂと第２斜面部１３ａ，１３ｂとが交わる稜線であってもよい。
　周端部１６ａ，１６ｂは、ポケット１０の周方向の両端部に配置され、第２斜面部１３ａ，１３ｂと柱部２０の側面１ｃとを接続している。周端部１６ａ，１６ｂは、凸状のＲ面として構成されている。周端部１６ａ，１６ｂの詳細については後述する。
　シールリング１では、両側面１ｃのすべてのポケット１０が平面Ｅについて対称に構成されていることが好ましい。これにより、シールリング１の強度が向上し、シールリング１に変形が生じにくくなる。このため、シールリング１では、シール性などの各種性能が良好に維持される。
　しかしながら、必要に応じて、シールリング１は、図４に示すように、両側面１ｃのポケット１０が相互に周方向にずらして配置することもできる。図４に示すシールリング１でも、図３に示すシールリング１と同様のポケット１０の作用が得られる。両側面１ｃにおけるポケット１０の周方向のずれ量は任意に決定可能である。
　また、シールリング１では、両側面１ｃにポケット１０が設けられていることが好ましい。これにより、シールリング１では、いずれの側面１ｃがシール面である場合にも、ポケット１０の作用が得られるようになる。したがって、両側面１ｃにポケット１０が設けられたシールリング１では、シャフトへの装着の向きを気にする必要がないため、作業性が向上する。
　しかしながら、必要に応じ、ポケット１０はシールリング１の２つの側面１ｃのうち一方のみに設けることもできる。
３．ポケット１０の作用効果
　３．１　ポケット１０内の油圧
　図５は、シールリング１の回転時に高い油圧を受ける部位をハッチングで示している。図５（Ａ）は矢印Ｒ方向に右回転する場合について示し、図５（Ｂ）は矢印Ｌ方向に左回転する場合について示している。
　なお、本実施形態において、シールリング１の回転とは、シャフトに対する相対的な回転を意味するものとする。したがって、シールリング１の回転方向は、シャフトを基準とする回転方向である。
　図５（Ａ）に示す矢印Ｒ方向に回転しているシールリング１では、各ポケット１０の矢印Ｒ方向とは反対側の第２斜面部１３ａが高い油圧を受けている。図５（Ｂ）に示す矢印Ｌ方向に回転しているシールリング１では、各ポケット１０の矢印Ｌ方向とは反対側の第２斜面部１３ｂが高い油圧を受けている。
　このように、シールリング１では、回転方向に応じて第２斜面部１３ａ，１３ｂの一方が高い油圧を受けることにより、側面１ｃからシャフトの溝部に加わる圧力を弱めるキャンセル圧が得られる。これにより、シールリング１では、シャフトとの間の摩擦が良好に抑制され、フリクションロスが効果的に低減される。
　シールリング１では、第１斜面部１２ａ，１２ｂ及び第２斜面部１３ａ，１３ｂの作用により、シャフトとの間のフリクションロスがより効果的に低減される。以下、第１斜面部１２ａ，１２ｂ及び第２斜面部１３ａ，１３ｂの作用について図２，３を参照しながら説明する。
　３．２　第１斜面部１２ａ，１２ｂ及び第２斜面部１３ａ，１３ｂ
　シールリング１において、第１斜面部１２ａ，１２ｂは、主に、オイルをポケット１０内に取り込み、ポケット１０内に取り込んだオイルをスムーズに第２斜面部１３ａ，１３ｂへ送り込む機能を有する。
　第１斜面部１２ａ，１２ｂの傾斜角度αは、第２斜面部１３ａ，１３ｂの傾斜角度βより大きい。このため、ポケット１０が第１斜面部１２ａ，１２ｂにおいて内周面１ｂに広く開放されている。したがって、オイルがポケット１０内に入り込みやすくなるため、ポケット１０内へのオイルの流入量が増加する。
　また、第１斜面部１２ａ，１２ｂと第２斜面部１３ａ，１３ｂとでは傾斜方向が一致しているため、オイルがスムーズに第１斜面部１２ａ，１２ｂから第２斜面部１３ａ，１３ｂへと流れることができる。
　以上のような第１斜面部１２ａ，１２ｂの構成により、第２斜面部１３ａ，１３ｂに流入するオイルの量が増加するため、第２斜面部１３ａ，１３ｂに高い油圧が加わる。
　第２斜面部１３ａ，１３ｂは、主に、オイルからの油圧をシールリング１の側面１ｃからシャフトの溝部に加わる圧力を弱めるキャンセル圧として利用して、シールリング１のフリクションロスを低減させる機能を有する。
　第２斜面部１３ａ，１３ｂは、楔状のオイル流路が形成している。また、第２斜面部１３ａ，１３ｂの傾斜角度βは、第１斜面部１２ａ，１２ｂの傾斜角度αより小さい。このため、オイルが第１斜面部１２ａ，１２ｂから第２斜面部１３ａ，１３ｂに流入する際にオイル流路の絞りが緩やかになる。これにより、オイルは、シールリング１の内周面１ｂ側に逃げることなく、第２斜面部１３ａ，１３ｂの奥まで進入しやすくなる。このため、第２斜面部１３ａ，１３ｂに加わる油圧が増大する。
　また、第２斜面部１３ａ，１３ｂの側面１ｃに対する角度βが比較的緩やかであるため、オイルから第２斜面部１３ａ，１３ｂに加わる力における側面１ｃに垂直な方向の成分が大きくなる。このため、第２斜面部１３ａ，１３ｂ内の油圧が、より効率的にシールリング１からシャフトの溝部に加わる圧力を弱めるキャンセル圧として作用する。これにより、シールリング１では、シャフトとの間の摩擦が効果的に抑制されるため、シャフトとの間のフリクションロスが更に低減される。
　角度α，βの具体的な数値は、シールリング１の用途や使用環境などに応じて適宜決定可能である。しかしながら、角度αは、２°以上８５°以下であることが好ましく、２°以上６０°以下であることがより好ましく、５°以上４５°以下であることが更に好ましい。また、角度βは、１°以上２０°以下であることが好ましく、１°以上１５°以下であることがより好ましく、１°以上１０°以下であることが更に好ましい。
　３．３　周端部１６ａ，１６ｂ
　周端部１６ａ，１６ｂは、主に、柱部２０の側面１ｃにおいて適度な油膜を形成する機能を有する。
　上記のとおり、周端部１６ａ，１６ｂは、凸状のＲ面である。このため、周端部１６ａ，１６ｂの側面１ｃに対する角度は、第２斜面部１３ａ，１３ｂから柱部２０に向けて徐々に小さくなる。つまり、周端部１６ａ，１６ｂが形成するオイル流路は、狭くなるにつれて絞りが小さくなる。
　これにより、第２斜面部１３ａ，１３ｂを通過したオイルは、内周面１ｂ側に逃げることなく、周端部１６ａ，１６ｂの奥まで進入しやすくなる。シールリング１では、周端部１６ａ，１６ｂを通過したオイルによって柱部２０の側面１ｃに適度な油膜が形成される。これにより、シールリング１のフリクションロスが効果的に低減される。
　ここで、柱部２０の側面１ｃに形成される油膜が薄すぎると、シールリング１におけるフリクションロスを低減する効果が充分に得られない場合がある。また、柱部２０の側面１ｃに形成される油膜が厚すぎると、シールリング１の外周面１ａ側へのオイル漏れが増加する場合がある。
　このため、シールリング１では、柱部２０の側面１ｃにおける油膜が適切な厚さになるように、周端部１６ａ，１６ｂや第１斜面部１２ａ，１２ｂや第２斜面部１３ａ，１３ｂなどのポケット１０の各構成が設計されることが好ましい。
　なお、周端部１６ａ，１６ｂは、単一の曲率半径で形成されていても、連続して曲率半径が変化するように形成されていてもよい。周端部１６ａ，１６ｂの最も曲率半径が小さい部分の曲率半径（先端曲率半径）は０ｍｍより大きければよい。また、周端部１６ａ，１６ｂの先端曲率半径は、０．５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以上８０ｍｍ以下であることがより好ましく、１ｍｍ以上６０ｍｍ以下であることが更に好ましい。
　３．４　ポケット１０の数
　シールリング１では、ポケット１０の周方向の寸法ｄ０を小さくしても、第１斜面部１２ａ，１２ｂの傾斜角度αを大きくして、ポケット１０の深さｔ１を深くすることにより、ポケット１０内へのオイルの流入量を維持することができる。これにより、１つのポケット１０あたり得られるキャンセル圧も維持される。
　この一方で、シールリング１において、ポケット１０の周方向の寸法ｄ０を小さくすれば、ポケット１０をより多く配置することが可能となる。したがって、シールリング１では、ポケット１０の数を増加させることにより、シールリング１が全体として受けるキャンセル圧を向上させることが可能である。これにより、シールリング１におけるフリクションロスがより効果的に低減される。
　また、シールリング１では、ポケット１０の数を多くすることにより、高い油圧を受ける部位の間隔を狭め、つまり高い油圧を受けない部位の範囲を狭めることが可能である。これにより、シールリング１はその全体として、ポケット１０内のオイルから、シールリング１からシャフトの溝部に加わる圧力を弱めるキャンセル圧を安定して得ることができる。
　以上の観点から、シールリング１では、各側面１ｃにおけるポケット１０の数を８個以上とすることが好ましい。
　また、シールリング１では、フリクションロスを効果的に低減するために、各ポケット１０の周方向の寸法ｄ０の合計が、内周面１ｂの全周の５０％以上であることが好ましい。この一方で、シールリング１では、柱部２０によって各ポケット１０の機能を正常に保つために、各ポケット１０の周方向の寸法ｄ０の合計が、内周面１ｂの全周の９８％以下であることが好ましい。
４．実施例
　４．１　実施例に係るシールリング１
　本発明の実施例として、上記実施形態の構成のシールリング１を作製した。シールリング１の外径は５１ｍｍとし、ポケット１０の数は１２個とした。なお、以下に説明する比較例１～４に係るシールリング１０１，２０１，３０１，４０１は、特に説明する構成以外について、本実施例に係るシールリング１と同様に構成されている。
　４．２　比較例１に係るシールリング１０１
　図６は、本発明の比較例１に係るシールリング１０１を示す図である。図６（Ａ）はシールリング１０１の平面図であり、図６（Ｂ）はシールリング１０１の図６（Ａ）のＡ－Ａ'線に沿った断面図である。
　シールリング１０１では、側面１０１ｃが、外周面１０１ａから内周面１０１ｂに向けて間隔が狭くなるように傾斜している。シールリング１０１では、側面１０１ｃとシャフトの溝部とが面接触しない構成とすることにより、フリクションロスの低減が図られている。
　４．３　比較例２に係るシールリング２０１
　図７は、本発明の比較例２に係るシールリング２０１を示す図である。図７（Ａ）はシールリング２０１の平面図であり、図７（Ｂ）はシールリング２０１の図７（Ａ）のＢ－Ｂ'線に沿った断面図である。
　シールリング２０１には、８個のポケット２１０が設けられている。ポケット２１０は、実施例に係るシールリング１のポケット１０とは異なり、内周面２０１ｂと側面２０１ｃとを接続する傾斜面を有する。シールリング２０１では、側面２０１ｃとシャフトの溝部との面接触を保ちつつ、ポケット２１０によるフリクションロスの低減が図られている。
　４．４　比較例３に係るシールリング３０１
　図８は、本発明の比較例３に係るシールリング３０１を示す図である。図８（Ａ）はシールリング３０１の平面図であり、図８（Ｂ）はシールリング３０１のポケット３１０を拡大して示す部分斜視図である。
　シールリング３０１に設けられたポケット３１０は、内周面３０１ｂに設けられた流入口３１１から外周面３０１ａと内周面３０１ｂとの間の領域に沿って延びている。ポケット３１０は、流入口３１１から離れるにつれて幅及び側面３０１ｃからの深さが小さくなるように構成されている。
　シールリング３０１は、オイル流路を絞りつつ、流入口３１１からポケット３１０内に流入したオイルが内周面３０１ｂ側に流出しないように構成されている。シールリング３０１は、ポケット３１０内の油圧を高めることによるフリクションロスの低減に特化した構成となっている。
　４．５　比較例４に係るシールリング４０１
　図９は、本発明の比較例４に係るシールリング４０１を示す図である。図９（Ａ）はシールリング４０１の部分斜視図であり、図９（Ｂ）はシールリング４０１の内周面４０１ｂを部分的に示す図である。
　変形例４に係るシールリング４０１のポケット４１０は、底部１１を有し、周方向に対称に形成されている点で、上記実施形態に係るシールリング１のポケット１０と共通する。しかし、変形例４に係るシールリング４０１のポケット４１０は、上記実施形態に係るシールリング１のポケット１０のように２段構成の斜面部を有していない。
　つまり、シールリング４０１では、底部１１と周端部４１６ａ，４１６ｂとが単一の斜面部４１２ａ，４１２ｂによって接続されている。変形例４に係るシールリング４０１の斜面部４１２ａ，４１２ｂは、上記実施形態に係るシールリング１の第１斜面部１２ａ，１２ｂと同様に、側面４０１ｃに対して角度αを成している。
　シールリング４０１は、斜面部４１２ａ，４１２ｂの先端部において高い油圧を受ける。そして、凸状のＲ面である周端部４１６ａ，４１６ｂを通過したオイルが、柱部２０において油膜を形成する。このように、シールリング４０１では、斜面部４１２ａ，４１２ｂ及び周端部４１６ａ，４１６ｂによってフリクションロスの低減が図られている。
　４．６　フリクションロス評価
　実施例に係るシールリング１、比較例１に係るシールリング１０１、比較例２に係るシールリング２０１、比較例３に係るシールリング３０１、及び比較例４に係るシールリング４０１をサンプルとするフリクションロス評価を行った。フリクションロス評価としては、各サンプルを２本用い、オイルの温度を８０℃とし、油圧を０．５ＭＰａとする引き摺りトルク（Ｎ・ｍ）の測定を行った。引き摺りトルクの測定における各サンプルの回転数は１０００～６０００ｒｐｍとした。
　図１０は、引き摺りトルクの測定結果を示すグラフである。図１０の横軸は回転数（ｒｐｍ）を示し、縦軸は引き摺りトルクの相対値を示している。
　実施例に係るシールリング１、比較例１に係るシールリング１０１、比較例２に係るシールリング２０１、比較例３に係るシールリング３０１、及び比較例４に係るシールリング４０１のいずれにおいても低い引き摺りトルクが得られ、フリクションロスが低減されていた。
　その中でも、実施例に係るシールリング１及び比較例３に係るシールリング３０１では、非常に低い引き摺りトルクが得られ、より効果的にフリクションロスが低減されていることがわかった。
　また、実施例に係るシールリング１と比較例４に係るシールリング４０１とを比較すると、いずれの回転数においても実施例に係るシールリング１の方が低い引き摺りトルクが得られた。これにより、ポケット１０に第２斜面部１３ａ，１３ｂを設けることによって、より効果的にフリクションロスが低減されることがわかった。
　４．７　オイル漏れ評価
　実施例に係るシールリング１、比較例１に係るシールリング１０１、比較例２に係るシールリング２０１、比較例３に係るシールリング３０１、及び比較例４に係るシールリング４０１をサンプルとするオイル漏れ評価を行った。オイル漏れ評価として、各サンプルを２本用い、オイルの温度を８０℃とし、油圧を０．５ＭＰａとするオイル漏れ量（ｍｌ／ｍｉｎ）を測定した。オイル漏れ量の測定における各サンプルの回転数は１０００～６０００ｒｐｍとした。
　図１１は、オイル漏れ量の測定結果を示すグラフである。図１１の横軸は回転数（ｒｐｍ）を示し、縦軸はオイル漏れ量の相対値を示している。
　実施例に係るシールリング１、比較例１に係るシールリング１０１、比較例２に係るシールリング２０１、比較例３に係るシールリング３０１、及び比較例４に係るシールリング４０１のいずれにおいてもオイル漏れ量が少なく、オイル漏れが抑制されていた。
　その中でも、実施例に係るシールリング１、比較例２に係るシールリング２０１、及び比較例４に係るシールリング４０１では、回転数によらず、ほとんどオイル漏れが発生しておらず、より効果的にオイル漏れが抑制されていることがわかった。一方、比較例３に係るシールリング３０１では、低回転数において良好な結果が得られているものの、特に高回転数において実施例に係るシールリング１には適わなかった。
　また、実施例に係るシールリング１と比較例４に係るシールリング４０１とでオイル漏れ量に差が見られなかった。これにより、ポケット１０に第２斜面部１３ａ，１３ｂを設けても、オイル漏れ量には影響がないことがわかった。
　４．８　まとめ
　実施例に係るシールリング１では、フリクションロス評価及びオイル漏れ評価のいずれについても比較例１に係るシールリング１０１よりも更に良好な結果が得られた。
　また、実施例に係るシールリング１では、オイル漏れ評価について比較例２に係るシールリング２０１と遜色のない結果が得られ、フリクションロス評価について比較例２に係るシールリング２０１よりも更に良好な結果が得られた。
　更に、実施例に係るシールリング１では、フリクションロス評価について比較例３に係るシールリング３０１と遜色のない結果が得られ、オイル漏れ評価について比較例３に係るシールリング３０１よりも更に良好な結果が得られた。
　加えて、実施例に係るシールリング１では、オイル漏れ評価について比較例４に係るシールリング４０１と遜色のない結果が得られ、フリクションロス評価について比較例４に係るシールリング４０１よりも更に良好な結果が得られた。
　上記のとおり、本発明の実施例に係るシールリング１では、フリクションロス評価及びオイル漏れ評価の両方において特に良好な結果が得られた。これにより、シールリング１では、フリクションロスの低減とオイル漏れの抑制とを両立可能であることがわかる。
５．その他の実施形態
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
　一例として、本発明において、シールリングの２つの側面に同様の構成のポケットが設けられている構成は必須ではない。例えば、シールリングの２つの側面にそれぞれ異なる構成のポケットが設けられていてもよい。更に、ポケットの数がシールリングの２つの側面で相互に異なっていてもよい。
　また、本発明において、シールリングの斜面部の構成は、２段構成に限定されず、必要に応じて３段以上に構成されていてもよい。いずれの場合にも、周端部に隣接する第２斜面部の傾斜角度βが、底面部に隣接する第１斜面部の傾斜角度αより小さく設定される。これらの場合にも、オイルが第１斜面部からポケットに入り込みやすく、第２斜面部において高い油圧を受けられるという本発明の効果が得られる。
　例えば、斜面部は、第１斜面部と第２斜面部との間に第３斜面部を有していてもよい。このとき、第３斜面部の傾斜角度γは、第１斜面部の傾斜角度αより小さく、第２斜面部の傾斜角度βより大きくてもよい。この場合、斜面部には、第１斜面部と第３斜面部とを接続する第１稜部と、第２斜面部と第３斜面部とを接続する第２稜部と、が形成される。この構成では、第１斜面部、第３斜面部、第２斜面部の順番で、つまりオイルが進入する順番で傾斜角度が小さくなるため、ポケット内におけるオイルの流動がよりスムーズになる。
１…シールリング
１ａ…外周面
１ｂ…内周面
１ｃ…側面
１０…ポケット
１１…底部
１２ａ，１２ｂ…第１斜面部
１３ａ，１３ｂ…第２斜面部
１４ａ，１４ｂ…接続部
１５ａ，１５ｂ…稜部
１６ａ，１６ｂ…周端部
１７…隔壁部
２０…柱部
３０…合口部

Claims (7)

  1. 　内周面と、前記内周面に対向する外周面と、前記内周面及び前記外周面に直交する側面と、前記側面に相互に離間して設けられた複数のポケットと、を具備し、
    　前記複数のポケットはそれぞれ、周方向に対称な形状を有し、前記内周面側が開放され、前記外周面側が閉塞されており、
    　前記複数のポケットはそれぞれ、前記周方向の端部に設けられ、前記側面に接続する凸状のＲ面である周端部と、前記周方向の中央領域に設けられた底部と、前記周端部と前記底部との間に延在する斜面部と、を有し、
    　前記斜面部は、少なくとも１つの稜部と、前記底部と前記稜部との間に延在し、前記側面に対して第１角度を成す第１斜面部と、前記周端部と前記稜部との間に延在し、前記側面に対して前記第１角度より小さい第２角度を成す第２斜面部と、を有する
    　シールリング。
  2. 　請求項１に記載のシールリングであって、
    　前記斜面部は、単一の前記稜部を有し、
    　前記第１斜面部と前記第２斜面部とが前記稜部によって接続されている
    　シールリング。
  3. 　請求項１又は２に記載のシールリングであって、
    　前記稜部は、凸状のＲ面として構成される
    　シールリング。
  4. 　請求項１から３のいずれか１項に記載のシールリングであって、
    　前記複数のポケットはそれぞれ、前記底部と前記第１斜面部とを接続する凹状のＲ面である接続部を更に有する
    　シールリング。
  5. 　請求項１から４のいずれか１項に記載のシールリングであって、
    　前記底部は、前記側面に平行な平面である
    　シールリング。
  6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載のシールリングであって、
    　前記複数のポケットが、両方の前記側面に設けられている
    　シールリング。
  7. 　請求項６に記載のシールリングであって、
    　前記複数のポケットは、一方の前記側面と他方の前記側面とで相互に対称となるように形成されている
    　シールリング。
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