本發(fā)明涉及可用于液壓設(shè)備的密封圈。

背景技術(shù)：

在汽車用自動變速器等液壓設(shè)備中，為了防止油泄漏而使用密封圈。密封圈例如在具有軸插入殼體中的結(jié)構(gòu)的液壓設(shè)備中對軸與殼體之間進行密封。該情況下，密封圈在軸被插入殼體之前安裝于軸的槽部。

一般的密封圈具有矩形的剖面(參照專利文獻1)。在這樣的密封圈中，當施加液壓時，位于受壓側(cè)表面相反側(cè)的側(cè)表面與軸的槽部接觸，并且外周面與殼體的內(nèi)周面接觸。以這種方式，密封圈通過與軸以及殼體接觸，來對軸與殼體之間進行密封。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本發(fā)明專利公開公報特開2012－255495號

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問題

當施加于密封圈的液壓提高時，由于施加于受壓側(cè)表面及內(nèi)周面上的按壓力，有時密封圈相對于軸及殼體傾斜。這種情況下，密封圈的外周面與殼體的內(nèi)周面之間的接觸不充分，導致密封圈的密封性下降。

鑒于上述的情況，本發(fā)明的目的在于提供不管液壓的大小如何都能夠獲得優(yōu)異的密封性的密封圈。

用于解決問題的手段

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個方式所涉及的密封圈具備相對于與中心軸垂直的平面對稱形成的外周面及側(cè)表面。

所述外周面具有頂部、第一錐面以及第二錐面。

所述頂部沿所述平面設(shè)置。

所述第一錐面隨著遠離所述頂部而直徑變小，并相對于所述中心軸成第一角度。

所述第二錐面設(shè)置在比所述第一錐面更靠所述側(cè)表面一側(cè)的位置，隨著遠離所述第一錐面而直徑變小，并相對于所述中心軸成比所述第一角度大的第二角度。

在該結(jié)構(gòu)的密封圈中，在液壓低的情況下，第一錐面與殼體的內(nèi)周面進行面接觸，在液壓高的情況下，第二錐面與殼體的內(nèi)周面進行面接觸。即，在上述密封圈中，不管液壓的大小如何，均與殼體的內(nèi)周面進行面接觸，因此獲得高密封性。

也可以是，所述第一角度為0.1°以上1.0°以下，所述第二角度為1.0°以上5.0°以下。

在該結(jié)構(gòu)的密封圈中，第一錐面和第二錐面將更確切地與殼體的內(nèi)周面進行面接觸，因此獲得特別高的密封性。

也可以是，所述第二錐面的所述中心軸的方向上的尺寸比所述第一錐面的所述中心軸的方向上的尺寸大。

在該結(jié)構(gòu)的密封圈中，第二錐面的面積大、即第二錐面與殼體的內(nèi)周面之間的接觸面的面積增大，因此，在液壓高的情況下，獲得更穩(wěn)定的密封性。

也可以是，所述密封圈還具備連接所述外周面和所述側(cè)表面的倒圓角面。

通過該結(jié)構(gòu)，所述密封圈能夠相對于軸和殼體順暢地滑動。

也可以是，所述側(cè)表面隨著遠離所述外周面而接近所述平面。

也可以是，所述側(cè)表面相對于所述平面成比所述第二角度大的第三角度。

通過該結(jié)構(gòu)，所述密封圈的側(cè)表面難以與槽部的側(cè)表面進行面接觸。因此，在上述密封圈中，其相對于軸的槽部的滑動阻力減小，因此其與軸的槽部之間的摩擦損失減小。

發(fā)明效果

能夠提供不管液壓的大小如何都可以獲得優(yōu)異的密封性的密封圈。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一個實施方式所涉及的密封圈的側(cè)視圖。

圖2a是上述密封圈的沿圖1的a－a’線的截面圖。

圖2b是將上述密封圈的被圖2a的點劃線包圍的區(qū)域放大表示的局部截面圖。

圖3是表示上述密封圈裝入到軸及殼體中的狀態(tài)的截面圖。

圖4a是表示上述密封圈的被施加低液壓的狀態(tài)的截面圖。

圖4b是將上述密封圈的被圖4a的點劃線包圍的區(qū)域放大表示的局部截面圖。

圖5a是表示上述密封圈的被施加高液壓的狀態(tài)的截面圖。

圖5b是將上述密封圈的被圖5a的點劃線包圍的區(qū)域放大表示的局部截面圖。

圖6是上述實施方式的設(shè)計例所涉及的密封圈的截面圖。

具體實施方式

下面，參照附圖說明本發(fā)明的實施方式。

[密封圈1的結(jié)構(gòu)]

圖1是本發(fā)明的一個實施方式所涉及的密封圈1的側(cè)視圖。本實施方式所涉及的密封圈1可適用于液壓式汽車用自動變速器等各種液壓設(shè)備。密封圈1形成為以中心軸c為中心的環(huán)狀，具有外周面10、內(nèi)周面20、以及兩個側(cè)表面30a、30b。

密封圈1在其圓周方向的局部設(shè)有接縫40。在密封圈1未被施加力的密封圈1的自由狀態(tài)下，接縫40略微打開。密封圈1的直徑通過擴大接縫40而變大，通過縮小接縫40而變小。

接縫40的形狀不特別限定，可采用公知的形狀。作為接縫40，例如，可采用直角(直線)接縫、傾斜(帶角度)接縫、帶臺階(階梯)接縫、雙角(doubleangle)接縫、復齒(doublecut)接縫、三階梯(triplestep)接縫等。

另外，優(yōu)選地，為了抑制接縫40處的油泄漏，接縫40形成為能夠相互卡合的結(jié)構(gòu)。從該觀點出發(fā)，接縫40特別優(yōu)選例如帶臺階接縫、雙角接縫、復齒接縫、三階梯接縫等。

形成密封圈1的材料可根據(jù)驅(qū)動環(huán)境等適當確定。為了減小密封圈1的摩擦損失(frictionloss)，形成密封圈1的材料優(yōu)選滑動特性優(yōu)異。另外，形成密封圈1的材料優(yōu)選耐熱性優(yōu)異。

作為可用于密封圈1的樹脂材料，例如，可列舉出聚醚醚酮(peek)、聚四氟乙烯(ptfe)、四氟乙烯·全氟烷基乙烯基醚共聚物(pfa)、四氟乙烯·乙烯共聚物(etfe)、聚偏氟乙烯(pvdf)、聚苯硫醚(pps)等。

圖2a是密封圈1的沿圖1的a－a’線的截面圖。圖2b是將密封圈1的被圖2a的點劃線包圍的部分放大表示的局部截面圖。

密封圈1具有相對于與中心軸c垂直的平面即中央面d對稱的形狀。因此，密封圈1的密封性不依賴于密封圈1的朝向。因此，在密封圈1中，能夠不考慮密封圈1的朝向而進行向軸s的槽部g的安裝。

在密封圈1中，外周面10與兩個側(cè)表面30a、30b分別通過第一倒圓角面15連接，內(nèi)周面20與兩個側(cè)表面30a、30b分別通過第二倒圓角面21連接。倒圓角面15、21被構(gòu)成為凸狀的曲面。以這種方式，在密封圈1中，四個角形成為倒圓角面15、21，由此尖角部被去除，能夠相對于軸s、殼體h順暢地滑動。

在密封圈1的外周面10上，設(shè)有沿其圓周方向延伸的頂部13、第一錐面11、第二錐面12。

頂部13沿中央面d設(shè)置，在外周面10中直徑最大。第一錐面11從頂部13延伸至位于中央面d和側(cè)表面13a、13b之間的中間位置的各邊界部14。第二錐面12從各邊界部14延伸至倒圓角面15。頂部13及邊界部14可構(gòu)成為各平面交匯的角部，也可以為包含倒圓角面等曲面的結(jié)構(gòu)。

圖2b中，與中心軸c平行的軸c’由點劃線表示。第一錐面11相對于中心軸c成第一角度θ1，第二錐面12相對于中心軸c成第二角度θ2。第二錐面12涉及的第二角度θ2比第一錐面11涉及的第一角度θ1大。即，外周面10被構(gòu)成為，從頂部13朝側(cè)表面30a、30b向下傾斜，在邊界部14傾斜度變得陡峭。

第一錐面11涉及的第一角度θ1及第二錐面12涉及的第二角度θ2根據(jù)施加于密封圈1的液壓的大小等決定。例如，在一般的液壓設(shè)備中使用的密封圈1中，第一角度θ1優(yōu)選0.1°以上1.0°以下，第二角度θ2優(yōu)選1.0°以上5.0°以下。

另外，第一錐面11在中心軸c方向上的第一尺寸是l1，第二錐面12在中心軸c方向上的第二尺寸是l2。第一錐面11涉及的第一尺寸l1及第二錐面12涉及的第二尺寸l2可適當確定。

但是，為了確保高液壓下更穩(wěn)定的密封性，第二錐面12涉及的第二尺寸l2優(yōu)選比第一錐面11涉及的第一尺寸l1大。具體而言，第二尺寸l2優(yōu)選為第一尺寸l1的1.2倍以上1.5倍以下。

密封圈1的兩個側(cè)表面30a、30b形成為使密封圈1的寬度從外周面10側(cè)向內(nèi)周面20側(cè)變窄的錐形。在本實施方式中，側(cè)表面30a構(gòu)成為與軸s的槽部g的上端部接觸的密封側(cè)表面30a，側(cè)表面30b構(gòu)成為主要承受液壓的受壓側(cè)表面30b。

圖2b中與中央面d平行的平面d’由點劃線表示。各側(cè)表面30a、30b構(gòu)成作為相對于中央面d成第三角度θ3的平面。各側(cè)表面30a、30b涉及的第三角度θ3優(yōu)選比上述第二錐面12涉及的第二角度θ2大。

圖3是示意性地表示裝入到液壓設(shè)備中的密封圈1的截面圖。在圖3所示的結(jié)構(gòu)中，密封圈1安裝于液壓設(shè)備的軸s的槽部g中，軸s與密封圈1一起插入殼體h。

裝入到液壓設(shè)備中的密封圈1的直徑比自由狀態(tài)的直徑略小。即，通過密封圈1的要恢復自由狀態(tài)的彈性力，使密封圈1的外周面10按壓殼體h的內(nèi)周面h1。

圖3表示殼體h和軸s之間未流入油并且密封圈1未被施加液壓的無液壓時的狀態(tài)。在無液壓時，密封圈1的外周面10在頂部13與殼體h的內(nèi)周面h1進行線接觸。

圖4a和圖4b表示殼體h與軸s之間流入油并且密封圈1被施加低液壓的低液壓時的狀態(tài)。設(shè)低液壓時的液壓是在可根據(jù)密封圈1的使用條件等設(shè)定的第一范圍內(nèi)的液壓。

當油流入到殼體h與軸s之間時，液壓主要施加于受壓側(cè)表面30b及內(nèi)周面20。即，與密封側(cè)表面30a相比，在受壓側(cè)表面30b從油施加的按壓力更大。因此，被施加液壓的密封圈1以在其整周上以頂部13為中心向密封側(cè)表面30a側(cè)傾斜的方式發(fā)生彈性變形。

低液壓時的密封圈1傾斜直至第一錐面11與殼體h的內(nèi)周面h1進行面接觸，成為第一錐面11與殼體h的內(nèi)周面h1進行面接觸的第一穩(wěn)定狀態(tài)。即，當液壓施加于密封圈1時，密封圈1的對殼體h的內(nèi)周面h1的接觸方式從圖3所示的線接觸向圖4a及圖4b所示的面接觸變化。

在處于第一穩(wěn)定狀態(tài)的密封圈1中，第一錐面11與殼體h的內(nèi)周面h1進行面接觸，即，第一錐面11被殼體h的內(nèi)周面h1壓住。因此，處于第一穩(wěn)定狀態(tài)下的密封圈1其形狀被殼體h的內(nèi)周面h1限制，因此難以變形。

進一步，在處于第一穩(wěn)定狀態(tài)的密封圈1中，有要使發(fā)生了彈性變形的密封圈1恢復原形狀的彈性力在起作用。該彈性力向由油產(chǎn)生的按壓力的相反方向起作用。因此，處于第一穩(wěn)定狀態(tài)的密封圈1即使受到液壓，也難以發(fā)生進一步的彈性變形。

如此，在低液壓時的密封圈1中，第一錐面11與殼體h的內(nèi)周面h1進行面接觸的第一穩(wěn)定狀態(tài)被維持，因此獲得優(yōu)異的密封性。

圖5a和圖5b表示從圖4a和圖4b所示的狀態(tài)油要進一步流入到殼體h和軸s之間、密封圈1被施加高液壓的高液壓時的狀態(tài)。

設(shè)高液壓時的液壓處于能夠根據(jù)密封圈1的使用條件等設(shè)定的第二范圍內(nèi)。其中，高液壓時的液壓的第二范圍比上述低液壓時的液壓的第一范圍高。

當施加于密封圈1的液壓從第一范圍上升至第二范圍時，密封圈1不能保持上述的第一穩(wěn)定狀態(tài)，而以在其整周上以頂部13為中心向密封側(cè)表面30a側(cè)進一步傾斜的方式發(fā)生彈性變形。

高液壓時的密封圈1傾斜直至第二錐面12與殼體h的內(nèi)周面h1進行面接觸為止，成為第二錐面12與殼體h的內(nèi)周面h1進行面接觸的第二穩(wěn)定狀態(tài)。即，即使施加于密封圈1的液壓從第一范圍上升到第二范圍，密封圈1的對殼體h的內(nèi)周面h1的面接觸也被維持。

此外，在本實施方式中，由于圖2b所示的密封側(cè)表面30a所涉及的第三角度θ3比第二錐面12所涉及的第二角度θ2大，因此，在處于第二穩(wěn)定狀態(tài)下的密封圈1中，密封側(cè)表面30a與軸s的槽部g的側(cè)表面分離而不進行面接觸。由此，在密封圈1中，相對于軸s的槽部g的滑動阻力保持較小，因此與軸s之間的摩擦損失減小。

在處于第二穩(wěn)定狀態(tài)的密封圈1中，第二錐面12與殼體h的內(nèi)周面h1進行面接觸，即，第二錐面12被殼體h的內(nèi)周面h1壓住。因此，處于第二穩(wěn)定狀態(tài)下的密封圈1其形狀被殼體h的內(nèi)周面h1所限制，因此難以變形。

關(guān)于密封圈1的形狀被殼體h的內(nèi)周面h1所限制的作用，第二錐面12的面積越大，即，第二錐面12與殼體h的內(nèi)周面h1之間的接觸面的面積越大，越有效。因此，通過使圖2b所示的第二錐面12所涉及的第二尺寸l2比第一錐面11涉及的第一尺寸l1大，密封圈1更難以變形。

另外，在處于第二穩(wěn)定狀態(tài)下的密封圈1中，要使發(fā)生了彈性變形的密封圈1恢復原形狀的彈性力比上述的第一穩(wěn)定狀態(tài)下的彈性力大。因此，處于第二穩(wěn)定狀態(tài)的密封圈1即使受到高液壓，也難以進一步發(fā)生彈性變形。

以這種方式，在高液壓時的密封圈1中，由于第二錐面12與殼體h的內(nèi)周面h1進行面接觸的第二穩(wěn)定狀態(tài)被維持，因此會獲得優(yōu)異的密封性。

如上所述，密封圈1在低液壓時成為第一穩(wěn)定狀態(tài)，在高液壓時成為第二穩(wěn)定狀態(tài)，由此在低液壓時和高液壓時均能發(fā)揮優(yōu)異的密封性。即，在密封圈1中，無論液壓的大小如何，都獲得優(yōu)異的密封性。

[密封圈1的設(shè)計例]

在密封圈1中，可采用與上述實施方式不同的設(shè)計。

圖6是表示本實施方式所涉及的密封圈1的設(shè)計的一例的截面圖。圖6所示的設(shè)計例所涉及的密封圈1a、1b、1c與本實施方式所涉及的密封圈1的不同之處僅在于側(cè)表面30a、30b的結(jié)構(gòu)。

在圖6的(a)所示的密封圈1a中，側(cè)表面30a、30b被構(gòu)成為凸狀的曲面。在該結(jié)構(gòu)中，能夠防止密封側(cè)表面30a與軸s的槽部g的側(cè)表面進行面接觸。因此，在密封圈1a中，能夠減小其與軸s之間的摩擦損失。

在圖6的(b)所示的密封圈1b中，側(cè)表面30a、30b相對于中央面d的角度不固定，在內(nèi)周面20側(cè)增大。在該結(jié)構(gòu)中，在內(nèi)周面20側(cè)迂回進入到密封側(cè)表面30a側(cè)的油的量增多，因此通過油施加于密封側(cè)表面30a的按壓力增大。由此，密封側(cè)表面30a與軸s的槽部g之間的接觸壓力被抑制，因此能夠減小密封圈1b與軸s之間的摩擦損失。

在圖6的(c)所示的密封圈1c中，側(cè)表面30a、30b的內(nèi)周面20側(cè)設(shè)有凹狀的油兜(pocket)pa、pb。該結(jié)構(gòu)中，油流入到密封側(cè)表面30a側(cè)的油兜pa，由此通過油施加于密封側(cè)表面30a的按壓力增大。由此，密封側(cè)表面30a與軸s的槽部g之間的接觸壓力被抑制，因此能夠減小密封圈1c與軸s之間的摩擦損失。

以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但本發(fā)明不僅僅限于上述的實施方式，當然，可在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進行各種變更。

附圖標記的說明

1…密封圈

10…外周面

11…第一錐面

12…第二錐面

13…頂部

14…邊界部

15…倒圓角面

20…內(nèi)周面

30a，30b…側(cè)表面

c…中心軸

d…中央面