JPH0619877Y2 - シール装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、シールリングの側面に改良を加えたシール装
置に関する。

（従来の技術） 自動車、建設機械等のエンジンに連結しているトランス
ミッション等の回転動油圧機器は回転慣性力の低減、回
転振動の減少、機器の軽量化及びコスト低減等を目的と
して回転部品の材質としアルミダイカスト等の軟質材を
採用する傾向にある。

このような装置の一例を第５、６図を用いて説明する。

第５図において、従来の回転油圧機器の回転軸５１は支
持部材としてのケーシング５２に回転可能に支持され、
回転軸５１に形成されたリング溝５３にシールリング５
４が装着され、回転軸５１とケーシング５２との間の嵌
合隙間を密封し、流路５５から流入する圧力油等の流体
の洩れを防止し機器の油圧低下を防止している。

流路５５から流入する流体の圧力Ｐは第６図に示すよう
にシールリング５４の側面及び内周面に作用し、シール
リング５４の側面５６がリング溝５３の側面５７及びケ
ーシング５２の内面５８に押しつけられる。この状態で
回転軸５１が回転し、リング溝側面５７とシールリング
側面５６との間には相対回転摺動が行われる。また、軸
が固定されケーシングが回転する構造においても同様に
相対回転摺動する。

このような油圧機器に用いられるシールリングには、相
対摺動に優れた特性を持っている四フッ化エチレン樹脂
にカーボン粉や銅粉末或いはガラスやカーボンセンイな
どを充填した合成樹脂製シールリング（以下、充填材入
りＰＴＦＥと云う）が多用されている。又、シールリン
グ形状としては、たとえば、通常の直角合い口と或いは
斜め合い口で断面が短形状を有するものが用いられてい
る。

（本考案が解決しようとする課題） 油圧機器の性能向上のための高回転化、高油圧化に伴っ
て通常の充填材入りＰＴＦＥ製のシールリングを用いる
と、シールリングの側面とリング溝側面との間の摺接面
での摩擦熱が異常に高まり、シールリング材の耐熱温度
を超え、材料が軟化し耐摩耗性が低下しシールリング側
面に異常摩耗をきたし、作動不良となる。

さらに、別の問題は、シールリング側面とリング溝側面
との間で生じる摩擦によるトルク損失が大きく、伝達ト
ルクの減少や回転数の低下がみられ、エンジン出力の損
失もまねく結果になる。

従来、金属製シールリングでは第７図のように内、外周
に貫通する溝を放射状に設置する例や第８図のように円
周方向に貫通する環状溝を設けるなどがあるが、前者は
シール流体が直接外へ貫流し、シール性が低下する。後
者は溝内に油が滞留して冷却効率を低下させたり、流体
と共に機器内を流れる摩耗粉などの微細異物が溝内に堆
積してリング溝側面に摩耗を早めるなどの欠点があっ
た。

合成樹脂製シールリングは金属製シールリングに比べ、
熱伝導性が極端に低いため前例の対策では摩擦熱による
シールリング材の軟化を抑えるに至っていない。

また、前例のような溝の成形加工は、金属製シールリン
グの場合は、円筒状治具にシールリングの自己拡張力を
利用して嵌合固定して削成することが可能であるが、剛
性が低く軟質な樹脂材シールリングでは、この種の加工
法の採用が不可能であった。さらには樹脂材の切削に際
し、加工バリが発生することも採用を難しいものにして
いた。

（課題を解決するための手段） 本考案は、前述した課題を解決するために、基本的に
は、側面に円周方向の冷却溝と内周方向から冷却溝に通
じる連通溝を樹脂材の軟質性を利用して凸状溝をもった
型をシールリング側面に押圧してシールリング側面に冷
却溝と連通溝を成型したシールリングを用いた。

（作用） 第６図から明らかなように、シールリングの一方の側面
と内周面に作用する油圧は、しールリングをリング溝側
面に押付けて、シールリング側面とリング溝側面との間
に相対回転を作るが、油は、連通溝から冷却溝に流入
し、摺動面に常時潤滑油を供給し、潤滑と冷却作用を同
時に行なう。この結果、シールリング側面の異常摩耗や
トルク伝達効率の低下を防止できる。

冷却溝は、軸の外周面より半径方向内側に位置するの
で、冷却溝を介しての油のリークはほとんどない。

円周方向の冷却溝と径方向の連通溝は、油を循環させな
がら、摺動面に油を供給し、油を滞留させることがない
ので、仮りに、異物が冷却溝に入っても、リング溝側面
に傷を付ける前に異物の排除が可能である。溝はプレス
加工による成型であるためのバリの発生もない。

（実施例） 第１−３図に本考案の装置に用いられるＰＴＦＥ製のシ
ールリング７を示す。図示例では、直角合い口を使用し
ているが、合い口形状は問わない。シールリング７の両
側面２，３に円周方向に延在する環状の冷却溝８及び連
通溝９をプレス成型加工により設ける。シールリング７
の内周面から冷却溝８に通じる連通溝９を複数個離間し
て設ける。図示例では、等間隔に４ケの連通溝９を設け
ている。

冷却溝９の中心は、リングの中心と同心とさせている
が、冷却溝９の中心をリングの中心から偏心させてもよ
い。しかし、冷却溝９の中心は、第５図の如き油圧機器
にシールリング７を用いた時、軸の外周面より半径方向
内方に位置させるようにする。

（実施例） 第４図に示すテスト装置を用い、従来例と本考案の一例
の比較テストを行なった。テスト装置１０は、アルミダ
イカスト製のケーシング５２と、同材質の軸５１を有
し、軸５１の自由端をケーシング５２内に挿入する。軸
５１の外周面に対のリング溝５３を設け、油のための流
路５５を軸５１に設け、この流路５５を対のリング溝５
３間に開口させる。リング溝５３に後述する試料を装着
する。

ケーシング５２は、トルクメータ１１を介してモータ１
２に連結し、モータ１１を作動させることで、ケーシン
グ５２を一分間に６０００回転させる。これをモータ１
１の設定回転数とする。ケーシング５２が６０００rpm
時であって、流路５５に油圧が作用していない時、トル
クメータ１１を０kg・ｍと設定した。

モータ１１を設定回転数に回転させながら、流路５５に
は、油温１２０℃、油圧１０kgf／cm²の油を加える。こ
のような油圧を対のリング溝５３に加え、該リング溝に
装着された各試料に対するリング側面とリング溝側面間
の摩擦トルク（kg・ｍ）をトルクメータ１１により読み
とり、又、負荷時のモータ１２の実際の回転数及び油の
リーク量を測定した。油のリーク量（cc／min）、ケー
シング５２の孔１３及び側縁１４からリークした油をメ
スシリンダ１５により測量した。１００時間連続運転に
よるテスト結果を以下に示す。

各試料は、外径７０mm、幅２mm、厚さ２mmの寸法とし
た。又、溝８は半径0.3mm、深さ0.3mmの半円形、溝９は
半径0.5mm、深さ0.3mmとした。また、連通溝の断面積は
冷却溝より大きくすることが油の流れを速めるに効果的
である。

（効果） 本考案によるシールリングは、試料１の従来例に比し、
摩擦トルク及び摩耗量を減少させ、試料２と３の比較例
に対して摩擦トルクと摩耗量をも減少させ且つ油のリー
ク量を減少させ得る。この結果、油圧機器の耐久性を向
上させ得る。又、本考案のシールリングの冷却溝と連接
溝は、油の循環を可能にするので、溝に入った異物を直
ちに溝から除去し、リング溝側面の異常摩耗を未然に防
止できる。さらに、本考案による装置は、回転数の低下
もみられない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一例に用いられるシールリングの部分
斜視図、第２図はその断面図、第３図はその平面図、第
４図はテスト装置の側面図、第５図は油圧機器の一例の
断面図、第６図はシールリングに作用する油圧を示す部
分断面図、第７図と第８図は従来例から考えられる比較
例の部分斜視図である。 図中：７……シールリング、８……冷却溝、９……径方
向の溝、５１……溝、５２……ケーシング、５３……リ
ング溝。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】合成樹脂製シールリングの両側面に形成さ
   れた円周方向に延在する冷却溝、内周側から冷却溝へと
   径方向に延在する複数個の離間した連通溝を有するシー
   ルリングを、軸に形成されたリング溝に冷却溝と連通溝
   とがリング溝の側壁に対向し且つ連通溝の内周側開口が
   リング溝の底壁に対向するよう装着し、使用時シールリ
   ングの円周方向の冷却溝の最大径部が軸の外周面より半
   径方向内側に位置するシール装置。