[发明专利]密封圈

说明书

本发明涉及一种用于各种液压和气动设备中的轴的密封的密封圈，更具体地说，涉及一种适用于车辆的自动变速器中的轴和壳体的密封的密封圈。

如图1和图2中所示，这类密封圈5这样地配置在轴1的圆柱形外表面上的一对隔开的环形槽4中，使得其每个圆柱形外表面5’可滑动地与壳体2的圆柱形内表面6相接触，从而通过密封圈5把供给至两个槽4之间的油路的液压油3密封住。

这类密封圈5的圆柱形外表面5’通过液压力被压紧在壳体2的圆柱形的内表面6上，如图2所示，并且密封圈5在环形槽4的侧面4a与密封圈的侧面7之间相对滑动。在这种使用情况下，要求密封圈5具有较小的摩擦损失并且在一个较长的时间周期中保持良好的密封能力。

为了保持如图2所示的良好的密封状态，在密封圈的侧面7与轴1的环形槽4的侧面4a之间的摩擦力必须始终小于在壳体2的圆柱形内表面6与密封圈的圆柱形外表面5’之间的摩擦力。

当在密封圈的侧面7与轴1的环形槽的侧面4a之间的摩擦力增大并且密封圈5开始在圆柱形外表面5’与壳体2的圆柱形内表面6之间滑动时，密封圈的圆柱形外表面的磨损就增加，同时使空隙的间距增加，从而增加了从该空隙的泄漏并且降低了密封能力。此外，如果在每个滑动部分的摩擦损失很大，除磨损外，由于摩擦热还可能发生粘附现象，因而很快发生系统故障。

近来，为改进燃油消耗已经在减轻自动变速器的重量方面取得许多进步，含有接近于共晶结构的硅的铝合金铸件已经用作壳体和轴件。这类铝合金与过去使用的铸铁件相比硬度较低，因而容易磨损。这类铝合金还有一个固有问题，即它的结构由于冷却速度或者组分偏析的影响容易变得不均匀。因此，在该结构不存在共晶硅处就往往会发生磨损或粘附。此外，在加工环形槽时，这类铸铝合金往往容易在槽的侧面上引起撕裂或类似问题，这与切削工具的刀刃的形状、刀座的机械刚度以及切削条件有关。当常规的密封圈与这种硬度低(即结构不均匀)和表面质量不佳的滑动表面相啮合时，往往会发生滑动表面磨损，粘附以及密封能力降低的现象。因此需要重新研究密封圈的形状和材料性能。

为了减少密封圈的侧面的磨损，人们已经提出了各种建议。根据日本实用新型公开说明书平3-88062(1991)，文中提出在具有矩形截面并且用树脂制成的密封圈的圆柱形外表面和侧面提供螺旋状凹口或梳状油兜。但是，虽然原打算从凹口或油兜中有效地把油引入滑动部分，但正是由于提供了凹口而发生了在滑动表面没有油膜形成的问题。此外，只有当转动方向是沿一个特定的方向时，它才能发生泵动效应，因此不但在装配密封圈时必须要选择该方向而且有被错误装配的危险。在梳状油兜的情况下，虽然不存在依赖于转动方向的问题，但是油膜的形成被认为是不够的。也就是说，在滑动表面上有效地形成油膜效应不能只是借助该建议的内容而实现。此外，在圆柱形外表面和侧面上的摩擦力的平衡往往会破坏，因而在两个实例中密封圈可能以其外圆周侧表面固定在壳体件上或者以其侧面固定在轴件上。而且，由于对密封圈的空隙部分没有进行考虑，从而产生了密封圈空隙部分强烈地与轴件或壳体件相接触的问题，由此造成了磨损和粘附。

根据日本实用新型公开说明书平4-84864(1992)，文中提出在密封圈的侧面上提供一种用来贮存润滑油的油兜，该密封圈用树脂制成并具有矩形截面。但是，即使形成了该油兜，也没有油吸入到密封圈的滑动表面上。即使由于滑动而在密封圈的侧面上产生了油膜压力，但由于该油膜压力而浮动的密封圈的圆柱形内表面的运动仍受到阻碍，因为密封圈的圆柱形外表面是平的。因此，摩擦损失没有减少，磨损和粘附仍然会发生并且很难在较长的时间周期内保持密封能力。

根据本日实用新型公开说明书平6-18764(1994)，文中提出多个润滑凹槽不是从密封圈侧面的内或外圆周侧的一侧进入到对置侧，而是都沿着密封圈侧面的圆周方向。但是，正是由于提供了该润滑凹槽，使油膜不能充分地形成。

因为该润滑凹槽或凹形部分对于密封圈的空隙构形具有一种影响，所以必须对它们作出改进。根据日本实用新型公开说明书平6-45172(1994)，文中提出在密封圈侧面上沿圆周方向提供多个润滑凹槽，该密封圈的对接端被切出一个斜角并且形成多个与该切出的斜端面相交的凹槽。但是，这种结构也很难在较长的时间周期内保持密封能力。

因此，本发明的目的是通过提供一种既能减少摩擦损失又能获得良好密封性能的密封圈来解决上述问题，这些问题的产生是与减轻自动变速器的重量相连系的并且很难用上述现有技术来解决。