WO2013094657A1

WO2013094657A1 - シールリング

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Publication number: WO2013094657A1
Application number: PCT/JP2012/082975
Authority: WO
Inventors: 純也永井; 美香斉藤; 知哉柴野
Original assignee: 株式会社リケン
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2013-06-27
Also published as: JPWO2013094657A1; JP2014088962A; JP5548312B2; KR20130100004A; KR101463366B1; US9206907B2; US20140008876A1; EP2765339A1; CN103415730A; EP2765339A4

Abstract

【課題】　低フリクション特性と低リーク特性を併せもち、自動変速機の駆動損失を改善し自動車の燃費向上に貢献し得るシールリングを提供する。【解決手段】軸の外周面に形成された軸溝に装着されるシールリングの少なくとも軸溝と接触する側面の内周側に、柱部を介して周方向に離間した複数の凹部を形成する。凹部の周方向両側の端部は、柱部に向かって凸状の曲面からなる絞り部で構成する。また、凹部の軸方向幅の最も大きい最深部の深さｈは、シールリングの軸方向幅を１００として、２～１７の範囲に設定する。

Description

シールリング

　本発明は、シールリングに関し、特に、自動車の自動変速機等の油圧機器に用いられるシールリングに関する。

　近年、自動車の燃費向上を図るため、自動変速機の駆動損失の低減が求められている。自動変速機には、油圧シールを目的としてシールリングが装着されるが、シールリングのフリクションロスは自動変速機の駆動損失につながる。そのため、シールリングのフリクションの低減が重要な課題となっている。また、自動変速機のオイルポンプの容量は、駆動損失の中で大きなウエイトを占めるため、シールリングからのオイル漏れ量を低減し、オイルポンプを小容量化することが望まれている。このように、自動変速機の駆動損失を低減し、自動車の燃費を向上させるため、シールリングには低フリクション及び低リーク機能が要求されている。
　図１にシールリングを用いた油圧回路の基本構造を示す。シールリング１は、軸２の外周面の油圧通路３の軸方向両側に形成された軸溝（リング溝）４に装着される。油圧通路３から供給される作動油をシールリングの受圧側面１１と内周面１２で受け、シールリングの外周面１３がハウジング５の内面と接触し、シールリングの接触側面１４が軸溝４の側面と接触することにより、油圧をシールする。一般的には軸２が回転し、ハウジング５が固定されるが、その逆の組み合わせもある。

　シールリングのフリクション（フリクションロス）を低減するためには、通常、摺動主体面となるシールリングの接触側面をリング溝に押し付ける受圧荷重を低減する手法が採用されている。具体的には、シールリングの接触側面とリング溝との間に供給油圧が作用する断面形状を有するシールリングを採用して、キャンセル荷重の作用により受圧荷重を低減させている。
　特許文献１には、シールリングの側面を、外周側から内周側に向かって軸方向幅が小さくなるようなテーパ形状とすることにより、シールリング側面とリング溝との間にキャンセル荷重を発生させて、受圧荷重の低減を図る方法が記載されている。側面テーパ形状は、受圧荷重を大幅に低減することができ、現状で最もフリクションが小さいシールリングの形状として知られている。
　また、特許文献２には、図２（Ａ）に示すように、少なくとも接触側面の内周側に周方向に離間して形成された凹部（ポケット）６と凹部６間に配置された柱部７を有するシールリングが記載されている。図２（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、凹部６は、内周方向に向かいシールリングの軸方向幅（厚さ）が薄くなるように設けられた最深傾斜部５１と、最深傾斜部５１の周方向両側に位置し、隣接する柱部７の最も内周側の点に向かって収束する収束部５２からなる。この構成では、シールリングの回転により、凹部６内に満たされた油を収束部５２の斜面で絞り込むことにより発生する揚力６０と、接触側面の凹部６に油圧が作用し、押し付け荷重を低減させる効果（キャンセル圧６１）によりフリクションが低減する。さらに、特許文献２のシールリングでは、図２（Ｄ）に示すように、シールリングの側面がリング溝と面で摺接するため、合口隙間の漏れ流路が形成されず、低リーク特性が得られる。

　特許文献１のシールリングでは、シールリングの側面とリング溝の摺接が線接触となり、摺動径がシールリングの合口隙間上に位置するため、合口隙間から油の漏れ（リーク）が発生するという問題がある。一方、特許文献２の凹部を採用することにより、フリクションは低減するが、特許文献１のシールリングには及ばず、さらなるフリクションの低減が求められている。

特許第３４３７３１２号公報ＷＯ２００４/０９０３９０

　本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、低フリクション特性と低リーク特性を併せもち、自動変速機の駆動損失を低減し、自動車の燃費向上に貢献し得るシールリングを提供することを目的とする。

　上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、接触側面の内周側に周方向に離間して凹部が形成され、その間に柱部が配置されたシールリングにおいて、凹部の周方向両側の端部を柱部に向かって凸状の曲面からなる絞り部で構成すると、油の絞り込みにより発生する揚力が増加しフリクションが低減することを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明のシールリングは、軸の外周面に形成された軸溝に装着されるシールリングであって、少なくともシールリングの接触側面の内周側に、柱部を介して周方向に離間した複数の凹部が形成され、凹部の周方向両側の端部は、柱部に向かって凸状の曲面からなる絞り部で構成されていることを特徴とする。

　本発明では、接触側面の内周側に柱部を介して周方向に離間した凹部を設け、その凹部の周方向両側の端部を柱部に向かって凸状の曲面からなる絞り部で構成する。柱部と凹部が緩やかなＲ形状で結ばれていることにより、油の絞り効果が向上し、揚力が増加するため、フリクションを効果的に低減することができる。また、本発明のシールリングでは、接触側面とリング溝側面が面で接触するため、油の漏れも抑制できる。このように、本発明のシールリングは、低フリクション及び低リークの両特性を併せもつため、自動変速機の駆動損失を効果的に低減することができる。

シールリングが装着された油圧回路を示す断面図である。特許文献２に記載のシールリングの構造を示す平面図（Ａ）、斜視図（Ｂ）、凹部形状を内周面から見た円周方向の直動展開図（Ｃ）、及び特許文献２に記載のシールリングが、リング溝に装着された状態を示す概略図（Ｄ）である。本発明のシールリングの一態様を示す斜視図（Ａ）及び（Ａ）のシールリングの凹部形状を内周面から見た円周方向の直動展開図（Ｂ）である。本発明のシールリングの他の態様を示す斜視図（Ａ），（Ｂ）及び（Ａ）のシールリングの接触側面のスキャン画像（Ｃ）である。本発明のシールリングの合口の一態様を示す斜視図である。フリクション測定装置を示す概略図である。実施例１～５（●）及び実施例６～１０（■）のシールリングの最深部深さとフリクションとの関係を示すグラフである。内壁の長さとフリクションとの関係を示すグラフである。

　以下に本発明のシールリングについて図面を参照して詳細に説明する。
　図３（Ａ）に本発明のシールリングの斜視図を示し、図３（Ｂ）には、（Ａ）のシールリングの内周面から見た円周方向の直動展開図を示す。なお、以下の記載において、上記展開図における直線部を平面又は平坦面といい、曲線部を曲面という。本形態では、図３（Ｂ）に示すように、凹部６両端は柱部７に向かって凸状の曲面、すなわち、内周面から見た円周方向の直動展開図（図３（Ｂ））において、上に凸状の曲面からなる絞り部２０で構成され、柱部７と連結している。このように柱部７と凹部６が緩やかな傾斜曲面で繋がれているため、特許文献２のシールリングの凹部６形状よりさらに絞り効果が向上し、揚力が増加して、フリクションが低減する。また、本形態では、図３（Ｂ）に示すように、凹部６の中央に側面に平行な凹部６最深部２１が形成され、最深部２１の両端から絞り部２０に向かい、最深部２１に向かって凸状の曲面、すなわち、図３（Ｂ）において下に凸状の曲面からなる斜面部２２が形成されている。そして、斜面部２２と絞り部２０との境界も緩やかな曲面で連結されている。斜面部２２をこのような構成とすることにより、より優れたフリクション低減効果を得ることができる。しかし、本発明のシールリングの斜面部２２は、このような曲面からなる構成に限定されず、平面単独としても、平面と曲面からなる構成としてもよい。
　ここで、最深部２１の深さｈ、すなわち最深部２１の軸方向幅は、シールリングの軸方向幅を１００として、２～１７とするのが好ましく、５～１０とするのがより好ましい。最深部２１の深さｈを、この範囲に設定することにより、より優れたフリクション低減効果が得られる。
　図３では、最深部２１は、所定の周方向長さを有し、側面と平行な平坦面で形成されているが、平坦面を設けない構成とすることもできる。すなわち、凹部６の中央は、最深部２１を含み、最深部２１に向かって凸形状、すなわち、図３（Ｂ）において下に凸状の１つの曲面からなる斜面部２２で構成され、この斜面部２２の両側から柱部７までを、柱部７に向かって凸状、すなわち、図３（Ｂ）において上に凸状の曲面からなる絞り部２０で連結した凹部６構成とすることもできる。但し、より優れたフリクション低減効果を得るためには、最深部２１は、側面と平行な平坦面で構成されるのが好ましい。この場合、最深部の周方向の幅ｂは、１個の凹部６の周方向幅ａを１００として２～２０とするのが好ましく、８～１６とするのがより好ましい。
　また、絞り部２０のＲ曲面のダレ長さｃ、すなわち、凹部６先端から絞り部２０と斜面部２２との境界までの周方向幅は、凹部６片側の傾斜部の周方向幅、すなわち、絞り部２０と斜面部２２の周方向の幅の和（ｃ＋ｄ）を１００として、５～２０とするのが好ましい。また、絞り部２０の深さｅ、すなわち、絞り部２０と斜面部２２との境界点の軸方向の減退量は、凹部６の最深部の深さｈ（軸方向の減退量）を１００として、０を超え２０％以下とするのが好ましい。
　凹部６の数（１本のシールリングの片側の側面に形成される凹部の数）は、シールリングのサイズによるが、外径（呼び径）が２０～７０ｍｍ程度のシールリングでは、４個～１６個が好ましく、６個～１０個がより好ましい。凹部６の周方向幅は、フリクション低減効果に大きな影響を及ぼす因子であり、周方向幅の小さい凹部６を多数形成するより、周方向幅の大きい凹部６を形成する方が顕著なフリクション低減効果が認められる。凹部６の1個あたりの周方向幅ａは、シールリングの外周長さを１００として、３～２５であるのが好ましく、５～１５であるのがより好ましい。また、凹部６の１個あたりの周方向幅ａは、柱部７の１個あたりの周方向幅ｆの５～２０倍とするのが好ましい。
　本発明の効果は、凹部６をシールリングの接触側面に形成することにより得られる。しかし、本形態の凹部６形状は、周方向中央に対して両側が対称形状であるため、作業性を考慮すると、シールリングの接触側面及び受圧側面の両方に凹部６を設け、両側面とも対称で方向性のない構成とするのが好ましい。

　図４（Ａ）及び（Ｂ）には、凹部６の内周端に内壁８を設けた本発明のシールリングの別の形態を示す。図４（Ａ）の形態では、内壁８は、内周端部に沿って、凹部６の周方向の両端から凹部６の中央に向かって延び、凹部６の中央には内周面１２に向かって開口する油導入孔１０が備えられている。凹部６の内周側（端部）に内壁８を設けることにより、絞り込まれた油の楔斜面（絞り部）から内周面１２への流れが抑制され、楔断面の深さと円周方向の三次元での絞り効果により、さらに大きな揚力が作用する。このため、柱部に油膜が形成され、柱部が浮き上がると同時に、凹部６の外周側に位置する環状のシール面への油の介在が促進され、摩擦係数が低減する。また、接触側面の凹部６に油圧が作用し、押し付け荷重が低減する。これらの相乗効果により、フリクションがさらに低減する。本発明のシールリングでは、柱部７と凹部６が緩やかな傾斜となるＲ形状で結ばれているため、内壁８を設けることにより絞り効果が著しく向上し、揚力が増加して、フリクションがさらに低減する。本形態のように内壁８を凹部６の両端、すなわち油導入口１０の両側に形成する場合には、一方の内壁８の周方向長さは、１個の凹部６の周方向長さを１００として、２０～４５とするのが好ましく、両側の内壁８を合わせた長さは、凹部６全体の周方向長さを１００として、４０～９０とするのが好ましい。この範囲では、より優れた楔形状効果が得られ、フリクションがさらに低減する。
　本発明の効果は、凹部６をシールリングの接触側面に形成することにより得られる。しかし、本形態の凹部６形状は、周方向中央に対して両側が対称形状であるため、作業性を考慮すると、シールリングの接触側面及び受圧側面の両方に凹部６を設け、両側面とも対称で方向性のない構成とするのが好ましい。

　図４（Ａ）では、内壁８を凹部６の両端に設けているが、図４（Ｂ）に示すように回転方向反対側の傾斜面（絞り部２０）の端部にのみ内壁８を設けることもできる。本構成では、シールリングが右回転することにより、回転方向反対側（左側）の絞り部２０先端に油が絞り込まれ、揚力が発生する（楔形状効果）。このように楔形状効果は回転方向反対側の絞り部２０で発生し、一方、回転方向側では、斜面の油膜が形成されにくく、潤滑状態が阻害される傾向にあるため、回転方向反対側にのみ内壁８を設けた本形態では、フリクションがさらに低減する。
　ここで、回転方向反対側のみに内壁を設けた場合、内壁８の周方向長さは、凹部全体の周方向長さを１００として、５～９５とするのが好ましく、５０～９５とするのがより好ましい。この範囲では、より優れた楔形状効果が得られ、フリクションがさらに低減する。
　図４（Ｃ）には、図４（Ａ）のシールリングの接触側面のスキャン画像を示す。ここで、内壁８は、凹部６端部から約４ｍｍの個所から凹部先端に向かって径方向幅が大きくなるように、すなわち、凹部の径方向幅が小さくなるように傾斜角度４°で傾斜している。また、凹部６の外周側のシール面は、凹部６の先端部に向かって、径方向幅が大きくなるように、すなわち、凹部６の径方向幅が小さくなるように傾斜角度３°で傾斜している。このように先端部に向かって径方向幅が小さくなり、さらに軸方向幅が小さく（深さが浅く）なる先細り形状の凹部６を有する本形態のシールリングでは、三次元の絞り効果がさらに向上する。このため、揚力が増加し、フリクションがさらに低減する。なお、本形態では、凹部６の先端は曲面で形成されている。
　図４（Ａ）及び（Ｂ）では、内壁８の軸方向の高さは、側面の高さとほぼ等しく設定され、すなわち、内壁８の先端面と、凹部６が形成されていない側面とが同一平面となるように設定されている。そして、内壁８を周方向に不連続に配置することにより、図４（Ａ）では、内壁８、８間に、図４（Ｂ）では、内壁８と柱部７との間に、内周面１２に向かって開口する油導入孔１０が形成されている。しかし、油導入孔１０の構成は、これに限定されず、例えば、凹部６の周方向全域にわたって内壁８を形成し、内壁８の軸方向の高さを部分的にシールリング側面より低くなるように設計することにより、油導入孔１０を形成することもできる。

　本発明のシールリングは、装着性を考慮して合口を設けるが、合口形状は特に限定されず、直角（ストレート）合口、斜め（アングル）合口、段付き（ステップ）合口の他、ダブルアングル合口、ダブルカット合口、及び図５に示すトリプルステップ合口等を採用することができる。合口隙間部への油の流通を遮断し、シール性を向上させるためには、ダブルアングル合口、ダブルカット合口、及びトリプルステップ合口が好ましい。

　本発明のシールリングの材料は、特に限定されず、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)等の他、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）等のフッ素系樹脂等が用いられる。一般に、これらの樹脂にカーボン粉末やカーボン繊維等の添加剤を充填した材料が用いられる。
　本発明のシールリングの製造方法は、特に限定されないが、シールリング材料として、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ＰＩ等の熱可塑性樹脂を用いる場合は、射出成形で製造するのが好ましい。射出成形用金型を用いることにより、複雑な構造を有するシールリングも容易に製造できる。また、フッ素樹脂を用いる場合には、圧縮成型後、機械加工することにより製造することができる。

　本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
（実施例１）
　カーボン繊維を添加したＰＥＥＫ材を用いて、射出成形により、図３（Ａ）に示す構造の凹部形状を有するシールリングを作製した。ここで、絞り部の曲率をＲ４０として、最深部の深さ０．２２ｍｍ、周方向幅２４ｍｍの凹部を接触側面及び受圧側面それぞれに８個形成した。シールリングの外径（呼び径）は６７ｍｍ、厚み（径方向幅）は２．３ｍｍ、幅（軸方向幅）は２．３２ｍｍとし、合口は図５に示すトリプルステップ合口とした。なお、最深部の深さは、シールリングの軸方向幅を１００として９．５で、最深部の周方向の幅は、１個の凹部の周方向長さを１００として１６．９であり、絞り部のＲ曲面のダレ長さは、絞り部と斜面部の周方向幅の和を１００として１３．９で、絞り部の深さは、凹部の最深部の深さを１００として１５．０であった。

（比較例１）
　カーボン繊維を添加したＰＥＥＫ材を用いて、射出成形により、図２（Ｂ）に示す構造の凹部形状を有するシールリングを作製した。ここで、凹部の斜面角度θは１６°、最深傾斜部５２の深さｈは、０．４２ｍｍとし、接触側面及び受圧側面それぞれに８個の凹部を形成した。なお、シールリングの外径（呼び径）は６７ｍｍ、厚み（径方向幅）は２．３ｍｍ、幅（軸方向幅）は２．３２ｍｍとし、合口は、図５に示すトリプルステップ合口とした。

（比較例２）
　カーボン繊維を添加したＰＥＥＫ材を用いて、射出成形により、外周側から内周側に向かい軸方向幅が小さくなるように両側面を傾斜角度５度で傾斜させた断面台形のシールリングを作製した。なお、シールリングの外径（呼び径）は６７ｍｍ、厚み（径方向幅）は２．３ｍｍ、幅（軸方向幅）は２．３２ｍｍとし、合口は図５に示すトリプルステップ合口とした。

（フリクション、及び油漏れ量の測定）
　実施例１及び比較例１、２のシールリングを、図６に示すように、油圧回路を設けた固定軸（Ｓ４５Ｃ製）の外周面に形成された軸溝に装着し、試験装置に設置した。次に、ハウジング（Ｓ４５Ｃ製）を装着し、回転数２０００ｒｐｍで回転させ、試験装置に取付けたトルク検出器から回転トルク・ロスを検出した。また同時に油の漏れ量を測定した。なお、ここで、油はオートマチックトランスミッションフルード（ＡＴＦ）を用い、油温８０℃、油圧０．８ＭＰａとした。

　実施例１のシールリングは、比較例１のシールリングに比べ、フリクションが１０％以上低減した。これは、実施例１のシールリングでは、凹部の周方向の両側の端部を柱部に向かって凸状の曲面からなる絞り部で構成したため、油の絞り込みにより発生する揚力が増加したためと考えられる。
　また、実施例１のシールリングの油漏れ量は、比較例１と同様、比較例２の油漏れ量の２／３程度に低減しており、本発明のシールリングは、優れたリーク特性も有することが確認された。

（実施例２～５）
　実施例１と同様に、カーボン繊維を添加したＰＥＥＫ材を用いて、射出成形により、図３（Ａ）に示す構造の凹部形状を有するシールリングを作製した。ここで、絞り部の曲率を変えて、最深部の深さｈが、それぞれ０．０３ｍｍ（実施例２）、０．０８ｍｍ（実施例３）、０．１２ｍｍ（実施例４）、及び０．４１ｍｍｍ（実施例５）となるようにした。なお、シールリングの外径（呼び径）は６７ｍｍ、厚み（径方向幅）は２．３ｍｍ、幅（軸方向幅）は２．３２ｍｍとし、合口は、図５に示すトリプルステップ合口とした。それぞれの実施例の最深部の深さは、シールリングの軸方向幅を１００として１．３（実施例２）、３．４（実施例３）、５．２（実施例４）、及び１７．７（実施例５）であった。得られたシールリングのフリクション及び油漏れ量を実施例１と同様に測定した。

　実施例１～５のシールリングの最深部の深さｈとフリクションとの関係をプロットした結果を図７に示す（●）。ここで、縦軸は、比較例１のシールリングのフリクションを１００として相対値で表した。また、横軸は、シールリングの最深部の深さｈをシールリングの軸方向幅を１００として相対値で表した。
　凹部の周方向両側の端部を柱部に向かって凸状の曲面からなる絞り部で構成した本発明の実施例では、従来の凹部形状に比べ、フリクションが低減することが確認された。特に、シールリングの軸方向幅を１００として、最深部の深さｈが２～１７の範囲でフリクションが低減し、５～１０の範囲でさらに低減した。
　一方、実施例１～５のシールリングの油漏れ量は、フリクションの低減と反比例して僅かに増加する傾向が認められたが、比較例１と同様、比較例２の油漏れ量の２／３程度であり、本発明のシールリングは優れたシール特性も有することがわかった。

（実施例６～１０）
　カーボン繊維を添加したＰＥＥＫ材を用いて、射出成形により、図４（Ａ）に示す構造の凹部形状を有するシールリングを作製した。それぞれの凹部の両端から中央に向かって内周端に沿って、幅０．３ｍｍ、周方向長さが片側１０ｍｍの内壁を設け、中央に周方向長さ４ｍｍの油導入孔を形成した。ここで、絞り部の曲率を変えて、最深部の深さｈが、それぞれ０．０３ｍｍ（実施例６）、０．０８ｍｍ（実施例７）、０．１２ｍｍ（実施例８）、０．２２ｍｍ（実施例９）及び０．４１ｍｍｍ（実施例１０）のシールリングを作製した。なお、シールリングの外径（呼び径）６７ｍｍ、厚み（径方向幅）は、２．３ｍｍ、幅（軸方向幅）は、２．３２ｍｍとし、合口は、図５に示すトリプルステップ合口とした。それぞれのシールリングのフリクション及び油漏れ量を実施例１と同様に測定した。

　実施例６～１０のシールリングのフリクションを測定した結果を図７に示す（■）。ここで、縦軸は、比較例１のシールリングのフリクションを１００として相対値で表した。また、横軸は、それぞれシールリングの最深部の深さｈをシールリングの軸方向幅を１００として相対値で表した。図７より、本発明のシールリングに内壁を設けることにより、フリクションがさらに低減することがわかった。これは、凹部の端部が柱部に向かって凸状の曲面で構成され、柱部と凹部が緩やかな傾斜角度で連結されている本発明のシールリングでは、内壁を設けることにより、油がより効果的に凹部の先端に絞り込まれ、揚力が増加し、柱部に油膜が形成されやすくなり、シール面が潤滑化され、摩擦係数が低減したためと考えられる。

（実施例１１～１４）
　図４（Ｂ）に示すように回転方向反対側にのみ周方向長さがそれぞれ、１４．４ｍｍ（実施例１１）、１０ｍｍ（実施例１２）、６．６ｍｍ（実施例１３）、３．３ｍｍ（実施例１４）の内壁を設けた以外、実施例１と同様の構成のシールリングを作製した。なお、ここで凹部の周方向長さは、２４ｍｍであるので、実施例１１、１２、１３及び１４の内壁の周方向長さは、それぞれ凹部の周方向長さの６０％、４２％、２８％及び１４％に相当する。それぞれのシールリングのフリクション及び油漏れ量を実施例１と同様に測定した。

　実施例１１～１４のシールリングの内壁の長さとフリクションの関係をプロットした結果を図８に示す。ここで、内壁の長さは凹部の周方向長さを１００として、それぞれの内壁の長さを相対値で表し、フリクションは内壁のない実施例１のフリクションを１００として、それぞれのフリクションを相対値で表した。また、凹部の両側に内壁を設けた実施例９の値も同様に図８に示す（■）。内壁のない実施例１に比べ、両側に内壁を設けた実施例９及び片側（回転方向反対側）にのみ内壁を設けた実施例１１～１４のいずれにおいてもフリクション低減効果が認められた。ここで、凹部の両側に内壁を設けた実施例９に比べ、回転方向反対側にのみ内壁を設けた実施例１１～１４では、さらにフリクションが低減することが確認された。
　これは、楔形状により作用する揚力が大きい回転方向反対側にのみ内壁を設け、楔形状により作用する揚力が小さく、斜面の油膜が形成されにくく、潤滑状態を阻害する傾向にある回転方向側に内壁を設けないことにより、シール面が潤滑化されたためと考えられる。内壁を回転方向反対側にのみ設けた場合、凹部の周方向長さを１００として、内壁の周方向長さを、５～９５、好ましくは、５０～９５とすることにより、より優れたフリクション低減効果が得られることがわかった。
　通常は、キャンセル面積が大きいほど、すなわち、油圧の作用する面積が大きいほど、反圧として押し返す力が大きくなるため、受圧荷重が低減されフリクションは低減する。しかし、本発明のシールリングでは、内壁を長くする、すなわち、キャンセル面積を小さくすることにより、より優れたフリクション低減効果が認められた。これは、内壁を設置したことにより、内周面への油の流出が抑えられ、油が絞り部の傾斜面に効率的に導かれることに起因すると考えられる。そのため、シールリングが回転すると、より大きな揚力が作用し、柱部に油膜が形成されやすくなる。この柱部の油膜形成により、シールリングの内周側が浮き上がり、凹部の外周側に位置する環状のシール面への油の介在も促進され、摺動面が流体潤滑に移行しやすくなり、摩擦係数が減少し、大きなフリクション低減効果が得られたと考えられる。すなわち、本発明のシールリングのフリクション低減効果は、押し付け荷重の低減より、摺動面の潤滑化による摩擦係数の低減に大きく依存していると考えられる。このように、より小さいキャンセル面積でフリクションを低減できる本発明のシールリングでは、キャンセル面積に大きく依存した従来のシールリングより、限界特性を向上させたり、摩耗量を低減させることが可能となる。

１　　　シールリング
２　　　軸（シャフト）
３　　　油圧通路
４　　　軸溝
５　　　ハウジング
６　　　凹部（ポケット）
７　　　柱部
８　　　内壁
１０　　油導入孔
１１　　受圧側面
１２　　内周面
１４　　接触側面
２０　　絞り部
２１　　最深部
２２　　斜面部
５１　　最深傾斜部
５２　　収束部
６０　　揚力
６１　　キャンセル圧

Claims

　軸の外周面に形成された軸溝に装着されるシールリングであって、少なくとも前記シールリングの接触側面の内周側に、柱部を介して周方向に離間した複数の凹部が形成され、前記凹部の周方向両側の端部は、柱部に向かって凸状の曲面からなる絞り部で構成されていることを特徴とするシールリング。
　前記凹部の軸方向幅の最も大きい最深部の深さｈが、シールリングの軸方向幅を１００として、２～１７であることを特徴とする請求項１に記載のシールリング。
　前記凹部１個の周方向幅が、シールリングの外周長さを１００として、３～２５であることを特徴とする請求項１又は２に記載のシールリング。
　前記シールリングの軸溝と接触する側面に形成される凹部の数が、４～１６個であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のシールリング。
　前記凹部の回転方向反対側の内周側に内壁を設けたことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のシールリング。