JP2009085415A - シールリング - Google Patents

Abstract

【課題】装着性が向上され、装着時の破損が抑制され、癖付工程が不要なシールリングを提供する。
【解決手段】周方向の一ヶ所にて切断されたシールリング本体２および、該切断部に設けられ、シールリング本体２の両端に接続される接続部材３によりシールリング１が構成され、シールリング本体２と接続部材３との間の接続部は、軸と垂直的で周方向に摺動可能な第１摺動シール面７及び軸と同心的で周方向に摺動可能な第２摺動シール面８を形成しつつ、シールリング本体２の両端と接続部材３との周方向の対向面の間にシールリング本体２又は接続部材３の周長変化を吸収可能な隙間を形成する凹凸嵌合により嵌合されており、シールリング本体２および接続部材３は、他方の部材に当接する第１シール面１１と、環状溝の非密封流体側の側面に当接する第２シール面１２と、を形成する
【選択図】図６

Description

本発明は、互いに相対回転自在に設けられた２部材間の環状隙間をシールするためのシールリングに関するものである。

従来、この種のシールリングは、たとえば、自動車の自動変速機等の油圧装置に用いられている。

以下、図１０〜図１８を参照して、従来技術に係るシールリングについて説明する。図１０は、従来技術に係るシールリングの模式的正面図である。図１１は、従来技術に係るシールリングを装着した状態を示す模式的断面図である。図１２は、従来技術に係るシールリングのカット部を嵌合させる前の状態を示す模式的一部拡大斜視図である。図１３は、従来技術に係るシールリングのカット部を嵌合させた状態を示す模式的一部拡大斜視図である。図１４は、従来技術に係るシールリングの癖付前の模式的正面図である。図１５は、従来技術に係るシールリングの癖付後の模式的正面図である。図１６は、従来技術に係るシールリングのカット部が引っ掛かった状態を示す模式的正面図である。図１７は、従来技術に係るシールリングのカット部が引っ掛かった状態で装着した場合を示す模式的一部拡大断面図である。図１８は、従来技術に係るシールリングの破損した状態を示す模式的平面図である。

図示のシールリング１００は、軸孔が設けられたハウジング２００と、この軸孔に挿入された軸３００との間の環状隙間をシールするためのものであり、軸３００に設けられた環状溝３０１に装着されて使用されるものである。

シールリング１００は樹脂材料から形成されるもので、軸３００に設けられた環状溝３０１の側壁面をシールするための第１シール面１０１と、ハウジング２００に設けられた軸孔の内周面をシールするための第２シール面１０２と、を備えている。

そして、密封流体側Ｏから非密封流体側Ａに向けて、図１１中矢印Ｐ方向に圧力がかかると、シールリング１００は非密封流体側Ａに押圧されるため、第１シール面１０１は環状溝３０１の側壁面を押圧し、また、第２シール面１０２は環状溝３０１に対向するハウジング２００に設けられた軸孔の内周面を押圧し、それぞれの位置でシールする。このようにして、密封流体の非密封流体側Ａへの漏れを防止している。

また、シールリング１００のリング本体には、周方向の一ヶ所に組み込み性の向上等を目的としてカット部Ｓが設けられている。シールリング１００は、このカット部Ｓを拡げることにより、軸３００の環状溝３０１に装着される。

カット部の形態として様々なものが知られているが、周囲温度の変化によっても好適に対応することのできるものとして、図１２に示すように、２段ステップ状にカットされた、特殊ステップカットが知られている。

この特殊ステップカットによれば、周方向に垂直な面同士が周方向に対して隙間１０９を有しつつ、密封流体側と非密封流体側とを遮断する構成であるために、リング本体が熱によって膨張したとしても、密封状態を維持しつつ隙間１０９の分だけ寸法の変化量を吸収できるため、周囲の温度変化に対してもシール性能を維持することができる。

しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じる場合がある。

上述したシールリング１００は、カット部Ｓを含めて射出成形により製造されるため、装着時の内径Ｄ１よりも大きめの内径Ｄ２で成形される。したがって、成形後のシールリング１００に対して、その内径が装着時の内径Ｄ１となるように癖付を行う必要がある。

また、カット部Ｓは、環状のシールリングを成形してから切削加工等により切断されて形成されるわけではないので、その仕上がり具合によっては、シールリング１００の装着の際にカット部Ｓが引っ掛かってしまい装着不良が生じることがある（図１６）。そして、カット部Ｓが引っ掛かった状態でハウジング２００に挿入すると、図１７に示すように、シールリング１００とハウジング２００とが干渉し（図１７中Ｂ）、最悪の場合、組み込むことができなくなるおそれがある。

さらに、シールリング１００の装着の際には、カット部Ｓを拡げた状態で環状溝３０１に装着するため、カット部Ｓから最も離れた部分に変形による力がかかりやすい。したがって、この力がかかり過ぎるとシールリング１００が破損するおそれがある（図１８中Ｃ）。

本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするとことは、装着性が向上され、装着時の破損が抑制され、癖付工程が不要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に、本発明におけるシールリングは、軸孔を有するハウジングと前記軸孔に挿入される軸のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着されて、これら２部材間の環状隙間をシールするシールリングにおいて、周方向の一ヶ所にて切断されたシールリング本体および、該切断部に設けられ、前記シールリング本体の両端に接続される接続部材によりシールリングが構成され、前記シールリング本体と前記接続部材との間の接続部は、軸と垂直的で周方向に摺動可能な第１摺動シール面及び軸と同心的で周方向に摺動可能な第２摺動シール面を形成しつつ、前記シールリング本体の両端と前記接続部材との周方向の対向面の間に前記シールリング本体又は前記接続部材の周長変化を吸収可能な隙間を形成する凹凸嵌合により嵌合されており、前記シールリング本体および前記接続部材は、他方の部材に当接する第１シール面と、前記環状溝の非密封流体側の側面に当接する第２シール面と、を形成することを特徴とする。

このように、シールリング本体の切断部は、接続部材を接続するために予めある程度の間隔を有しているので、装着する際にシールリング本体の端部間を拡げる量を、接続部材を設けた分だけ減らすことができる。したがって、装着時のシールリング本体の変形量を減らすことができるので、装着時にシールリング本体にかかる力を減らすことができる。また、シールリング本体の端部同士を嵌合させる必要がないので、従来のような癖付工程が不要となる。ここで、切断部とは、もともと環状につながったシールリング本体を周方向の一ヶ所で切断することにより形成されるものだけではなく、最初から周の一部を欠いた形状のシールリング本体を製造することにより形成されるものも含まれる。

前記第１摺動シール面の前記他方の部材側の端縁は、前記他方の部材に接しており、前記第２摺動シール面の非密封流体側の端縁は、前記環状溝の非密封流体側の側面に接しており、前記第１シール面は、前記シールリング本体の他方の部材側の周面と、前記接続部
材の他方の部材側の周面とが、前記第１摺動シール面の端縁を介して連続的に結合されることにより形成され、前記第２シール面は、前記シールリング本体の非密封流体側の側面と、前記接続部材の非密封流体側の側面とが、前記第２摺動シール面の端縁を介して連続的に結合されることにより形成されるのも好適である。

以上説明したように、本発明によるシールリングは、装着時の端部間の拡張量が減るので、装着性が向上され、装着時の変形量が減るので、変形によるシールリングの破損を抑制することができる。また、癖付工程が不要となるので、製造効率が向上される。さらに、癖付工程がないので、シールリングを安定した曲率で製造することができる。したがって、シール性能の安定化を図ることができる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施の形態１）
図１〜図６を参照して、第１の実施の形態に係るシールリングについて説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るシールリングの模式的正面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係るシールリングを装着した状態を示す模式的一部拡大断面図である。図３は、本発明の第１の実施の形態に係るシールリングにおいて接続部材をシールリング本体に接続する前の状態を示す模式的一部拡大斜視図である。図４は、本発明の第１の実施の形態に係るシールリングにおいてシールリング本体と接続部材とが接続された状態を示す模式的一部拡大斜視図である。図５は、本発明の第１の実施の形態に係るシールリングの図６におけるＡＡ断面図である。図６は、本発明の第１の実施の形態に係るシールリングの模式的一部拡大平面図及び模式的一部拡大正面図である。

本実施の形態にかかるシールリング１は、樹脂材料（例えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等）よりなる円環形状を有しており、周方向の一ヶ所にて切断されたシールリング本体２と、シールリング本体２の両端に接続される接続部材３とにより構成される。

シールリング１は、例えば、軸４に設けられた環状溝５に装着され、ハウジング６の軸孔の内周面と、この軸孔に挿入される軸４の外周面との間の環状隙間をシールする。

シールリング１は、ハウジング６に設けられた軸孔の内周面をシールするための第１シール面１１と、軸４に設けられた環状溝５の側壁面をシールするための第２シール面１２と、を備えている。

密封流体側Ｏから非密封流体側Ａに向けて、図２中矢印Ｐ方向に圧力がかかると、シールリング１は非密封流体側Ａに押圧されるため、第１シール面１１は環状溝５に対向するハウジング６に設けられた軸孔の内周面を押圧し、また、第２シール面１２は環状溝５の側壁面を押圧し、それぞれの位置でシールする。このようにして、密封流体の非密封流体側Ａへの漏れを防止している。

シールリング本体２は、周方向の一ヶ所にて切断された形状を有しており、その両端部の間に接続部材３が接続されることにより円環形状のシールリング１を形成する。シール
リング本体２および接続部材３は、それぞれの端部に設けられた凹凸部の嵌合によって接続される。

接続部材３の端部には周方向に突出する凸部３０が設けられている。凸部３０は接続部材３の両端部の密封流体側および非密封流体側にそれぞれ一つずつ、計４箇所に設けられる。

シールリング本体２の端部には、接続部材３の凸部３０が嵌合する凹部２０が設けられている。凹部２０も、凸部３０に対応して、シールリング本体２の両端部の密封流体側および非密封流体側の計４箇所に設けられる。

凸部３０は軸４に対して垂直な第１摺接面３１と、軸４に対して同心的に延びる第２摺接面３２とを有する。凹部２０は、軸４に対して垂直な第１摺接面２１と、軸４に対して同心的に延びる第２摺接面２２とを有する。

第１摺接面２１および第１摺接面３１は、互いに周方向に摺動可能に接触して第１摺動シール面７を形成する。第１摺動シール面７の端縁は、ハウジング６の軸孔の内周面に接している。

第２摺接面２２および第２摺接面３２は、互いに周方向に摺動可能に接触して第２摺動シール面８を形成する。第２摺動シール面８の端縁は、環状溝５の非密封流体側側壁面に接している。

凹部２０および凸部３０は、それぞれ周方向に垂直な端面２３ａおよび端面３３ａを有する。端面２３ａおよび端面３３ａは、互いに周方向に所定の間隔で対向する面であり、隙間９１を形成する。

また、シールリング本体２のそれぞれ端部は、密封流体側の凹部２０と非密封流体側の凹部２０との間に、周方向に垂直な端面２３ｂを有し、接続部材３のそれぞれの端部は、密封流体側の凸部３０と非密封流体側の凸部３０との間に、周方向に垂直な端面３３ｂを有する。端面２３ｂおよび端面３３ｂは、互いに周方向に所定の間隔で対向する面であり、隙間９２を形成する。

シールリング本体２の外周面２４および接続部材３の外周面３４は、第１摺動シール面７の端縁を介して、連続的に結合され、ハウジング６の軸孔の内周面に当接する第１シール面１１を形成する。

シールリング本体２の非密封流体側の側面２５および接続部材３の非密封流体側の側面３５は、第２摺動シール面８の端縁を介して、連続的に結合され、環状溝５の非密封流体側側壁に当接する第２シール面１２を形成する。

この第１シール面１１および第２シール面１２により、密封流体の非密封流体側への漏れが防止される。

図４および図５に示すように、非密封流体側の隙間９１は、シールリング本体２の非密封流体側の凹部の端面２３ａと、接続部材３の非密封流体側の凸部３０の端面３３ａ、第１摺接面２１、および第２摺接面２２と、軸４の環状溝５の非密封流体側側壁と、ハウジング６の軸孔の内周面と、により形成される空間であり、密封流体側領域に対して、第１シール面１１、第２シール面１２、第１摺動シール面７、および第２摺動シール面８によりシールされている。したがって、密封流体側の隙間９１および隙間９２に進入した密封
流体の非密封流体側への漏れは防止される。

温度変化によりシールリング本体２または接続部材３の周長が変化すると、第１摺接面２１と第１摺接面３１、第２摺接面２２と第２摺接面３２がそれぞれ周方向に相互に摺動し、隙間９１および隙間９２の周方向の距離が変化するが、第１摺接面２１と第１摺接面３１、第２摺接面２２と第２摺接面３２はそれぞれ接触した状態のままとなる。すなわち、周長変化は隙間９１、９２により吸収され、第１摺動シール面７および第２摺動シール面８は常に維持される。

そうすると、シールリング本体２の外周面２４および接続部材３の外周面３４は、第１摺動シール面７の端縁により、シールリング本体２の非密封流体側の側面２５および接続部材３の非密封流体側の側面３５は、第２摺動シール面８の端縁により、それぞれ常に結合されていることになる。

つまり、シールリング本体２または接続部材３の周長が変化しても、第１シール面１１および第２シール面１２は常に維持され、安定したシール性能を実現することができる。

本実施の形態に係るシールリング１は、周方向の一ヶ所にて切断されたシールリング本体２と、その切断部を補う接続部材３とから構成されている。シールリング本体２の切断部は、接続部材３を接続するために予めある程度の間隔を有している。そうすると、その間隔の分だけ、シールリング本体２を環状溝５に装着する際にシールリング本体２の端部間を拡げる量を減らすことができる。このように、装着時のシールリングの端部間の拡張量を減らすことができるので、装着が容易となる。したがって、装着性が向上される。

また、シールリングの端部間の拡張量が減るということは装着時のシールリングの変形量も減ることになる。そして、装着時にシールリング本体にかかる力も減ることになる。そうすると、変形によるシールリングの破損を抑制することができる。

さらに、本実施の形態に係るシールリングは、接続部材によりその両端を接続して環形状を形成するため、シールリングの端部同士を嵌合させる必要がない。したがって、従来のように、シールリングの端部同士を嵌合させるための癖付工程が不要となり、製造効率の向上を図ることができる。

また、本実施の形態に係るシールリングは癖付による変形が行われないので、シールリングを安定した曲率で製造することができる。したがって、シールリングのシール性能の安定化を図ることができる

（実施の形態２）
図７は、本発明の第２の実施の形態に係るシールリングの模式的一部拡大正面図及び模式的一部拡大平面図である。

上記実施の形態では、接続部材３に設ける凸部３０を両側に二つずつ設ける場合について説明したが、図７に示すように、両側に一つずつ設けてもよい。この場合、シールリング本体２の凹部２０は、凹部３０を挟み込むような形状としてもよい。

その他の構成及び作用については上記実施の形態と同様なので、同一の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。

（実施の形態３）
図８は、本発明の第３の実施の形態に係るシールリングの模式的一部拡大斜視図である
。

本実施の形態では、図８に示すように、シールリング本体２および接続部材３のいずれにも、周方向に突出する凸部およびこれに対応する凹部を設けている。シールリング本体２の凸部は非密封流体側に、接続部材３の凸部は密封流体側に、それぞれ設けられており、互い違い対向して突出している。そして、軸に垂直なそれぞれの面同士が互いに摺接して第１摺動シール面７を形成している。

その他の構成及び作用については上記実施の形態と同様なので、同一の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。

（実施の形態４）
図９は、本発明の第４の実施の形態に係るシールリングの模式的一部拡大斜視図である。

本実施の形態では、図９に示すように、シールリング本体２の一方の凸部は非密封流体側に、他方の凸部は密封流体側に設けており、一方、接続部材３の一方の凸部は密封流体側に、他方の凸部は非密封流体側に設けている。

その他の構成及び作用については上記実施の形態と同様なので、同一の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るシールリングの模式的正面図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係るシールリングの模式的断面図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係るシールリングの模式的斜視図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態に係るシールリングの模式的斜視図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態に係るシールリングの模式的断面図である。 図６は、本発明の第１の実施の形態に係るシールリングの模式図である。 図７は、本発明の第２の実施の形態に係るシールリングの模式図である。 図８は、本発明の第３の実施の形態に係るシールリングの模式的斜視図である。 図９は、本発明の第４の実施の形態に係るシールリングの模式的斜視図である。 図１０は、従来技術に係るシールリングの模式的正面図である。 図１１は、従来技術に係るシールリングの模式的断面図である。 図１２は、従来技術に係るシールリングの模式的斜視図である。 図１３は、従来技術に係るシールリングの模式的斜視図である。 図１４は、従来技術に係るシールリングの模式的正面図である。 図１５は、従来技術に係るシールリングの模式的正面図である。 図１６は、従来技術に係るシールリングの模式的正面図である。 図１７は、従来技術に係るシールリングの模式的断面図である。 図１８は、従来技術に係るシールリングの模式的平面図である。

符号の説明

１ シールリング
１１ 第１シール面
１２ 第２シール面
２ シールリング本体
２０ 凹部
３ 接続部材
３０ 凸部
４ 軸
５ 環状溝
６ ハウジング
７ 第１摺動シール面
８ 第２摺動シール面
９１、９２ 隙間

Claims (2)

1. 軸孔を有するハウジングと前記軸孔に挿入される軸のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着されて、これら２部材間の環状隙間をシールするシールリングにおいて、
   周方向の一ヶ所にて切断されたシールリング本体および、該切断部に設けられ、前記シールリング本体の両端に接続される接続部材によりシールリングが構成され、
   前記シールリング本体と前記接続部材との間の接続部は、軸と垂直的で周方向に摺動可能な第１摺動シール面及び軸と同心的で周方向に摺動可能な第２摺動シール面を形成しつつ、前記シールリング本体の両端と前記接続部材との周方向の対向面の間に前記シールリング本体又は前記接続部材の周長変化を吸収可能な隙間を形成する凹凸嵌合により嵌合されており、
   前記シールリング本体および前記接続部材は、他方の部材に当接する第１シール面と、前記環状溝の非密封流体側の側面に当接する第２シール面と、を形成することを特徴とするシールリング。
2. 前記第１摺動シール面の前記他方の部材側の端縁は、前記他方の部材に接しており、
   前記第２摺動シール面の非密封流体側の端縁は、前記環状溝の非密封流体側の側面に接しており、
   前記第１シール面は、前記シールリング本体の他方の部材側の周面と、前記接続部材の他方の部材側の周面とが、前記第１摺動シール面の端縁を介して連続的に結合されることにより形成され、
   前記第２シール面は、前記シールリング本体の非密封流体側の側面と、前記接続部材の非密封流体側の側面とが、前記第２摺動シール面の端縁を介して連続的に結合されることにより形成されることを特徴とする請求項１に記載のシールリング。

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