JP2537201Y2 - Seal ring - Google Patents
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Description
【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本考案は、たとえば自動車の自動
変速装置やパワーステアリング等の油圧制御を必要とす
る部分の回転、振動あるいは往復動用のシールリングに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seal ring for rotating, vibrating or reciprocating a portion requiring hydraulic control such as an automatic transmission of a motor vehicle or a power steering.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、パワーステアリングに用いら
れるシールリングとして、鋳鉄にかわり耐摩性に優れ、
低摩擦の四フッ化エチレン樹脂（以下ＰＴＦＥという）
製のシールリングが多用される傾向にある。このシール
リングは図６（ａ）に示すように樹脂製のリング本体１
００がシリンダ１０１内周に設けた溝１０２内に装着さ
れるもので、シリンダ１０１内に挿入される可動部材１
０３とシリンダ１０１間をシールするようになってい
る。そして、リング本体１００は一体的にカットされて
おり、そのカット形状としてはストレートカット、バイ
アスカット、ステップカット等があるが、各々の特徴か
らバイアスカットが広い温度領域において安定したシー
ル性が確保されるため、広く用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a seal ring used for power steering, instead of cast iron, it has excellent wear resistance.
Low friction tetrafluoroethylene resin (hereinafter referred to as PTFE)
There is a tendency to use a seal ring made of aluminum. This seal ring is, as shown in FIG.
00 is mounted in a groove 102 provided on the inner circumference of the cylinder 101, and the movable member 1 inserted into the cylinder 101
03 and the cylinder 101 are sealed. The ring body 100 is integrally cut, and the cut shape includes straight cut, bias cut, step cut, and the like. Therefore, it is widely used.
【０００３】[0003]
【考案が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来技術の場合には、バイアスカットのシールリングで
も熱膨張係数の影響により次のような問題点がある。However, in the case of the prior art described above, even the bias cut seal ring has the following problems due to the influence of the coefficient of thermal expansion.
【０００４】すなわち、樹脂製のリング本体１００の熱
膨張係数は鉄、アルミ等の金属製のシリンダ１０１の熱
膨張係数よりも大きいために、図６(a)に示すように常
温時で漏れが小さいようにカット部１０４を合わせてい
ても、高温時に図６(b)に示すようにカット部１０４が
乗り上げて合い口のすきま１０５が増大し、漏れ量が大
きくなってしまう。That is, since the coefficient of thermal expansion of the ring body 100 made of resin is larger than the coefficient of thermal expansion of the cylinder 101 made of metal such as iron or aluminum, as shown in FIG. Even if the cut portions 104 are aligned so as to be small, the cut portions 104 ride up at high temperatures, as shown in FIG. 6B, so that the clearance 105 at the abutment increases, and the amount of leakage increases.
【０００５】一方、高温時での漏れが小さいようにカッ
ト部１０４の合い口を合わせると、常温下では図７(a)
に示すようにリング本体１００の収縮量の方がシリンダ
１０１の収縮量よりも大きいために、すきま１０５が大
きくなるため、常温下で漏れが大きくなってしまう。On the other hand, when the abutment of the cut portion 104 is adjusted so that the leakage at high temperature is small, at normal temperature, FIG.
As shown in (1), since the contraction amount of the ring main body 100 is larger than the contraction amount of the cylinder 101, the clearance 105 becomes large, so that the leakage increases at room temperature.
【０００６】また、常温時での漏れ量を小さくした場合
には、高温時にシリンダ１０１に対してしめ代をもつた
めに、溝１０２内でリング本体１００が移動する最低圧
力（最低作動圧）も大きくなってしまう。When the amount of leakage at normal temperature is reduced, the minimum pressure (minimum operating pressure) at which the ring main body 100 moves within the groove 102 is also reduced because of the interference with the cylinder 101 at high temperatures. It gets bigger.
【０００７】これらの問題は温度変化によるリング本体
１００の合い口のすきま寸法変化が大きいこと、すなわ
ちリング本体１００の熱膨張係数がシリンダ１０１の熱
膨張係数に比べて大きいことに起因している。このすき
ま寸法変化を小さくするためには、リング本体１００の
外径寸法の製作公差レンジをつめればよいが（たとえば
φ５６mmで0.０４mm程度）、製作上困難であり、不良率
も高くなってしまう。[0007] These problems are caused by a large change in the clearance dimension of the abutment of the ring main body 100 due to a temperature change, that is, the thermal expansion coefficient of the ring main body 100 is larger than that of the cylinder 101. In order to reduce the change in the clearance dimension, the manufacturing tolerance range of the outer diameter of the ring main body 100 may be narrowed (for example, about 0.04 mm at φ56 mm), but it is difficult to manufacture and the defect rate increases. I will.
【０００８】本考案は上記した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ろは、シ
リンダとリング本体との熱膨張差に起因するシール不良
や最低作動圧の増大を防止し得かつ簡単に製作し得るシ
ールリングを提供することにある。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to reduce a seal failure and an increase in minimum operating pressure due to a difference in thermal expansion between a cylinder and a ring body. An object of the present invention is to provide a seal ring which can be prevented and easily manufactured.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案にあっては、樹脂製のリング本体をシリンダ
内周に設けた溝内に装着し、シリンダ内に挿入される可
動部材とシリンダ間をシールするシールリングにおい
て、前記リング本体に、リング本体の熱膨張係数が前記
シリンダの熱膨張係数と等しくなるように、繊維系充填
剤を混入し、該繊維系充填剤を前記シールリング本体の
周方向に配向させたことを特徴とする。In order to achieve the above object, according to the present invention, a resin ring body is mounted in a groove provided on the inner periphery of a cylinder, and a movable member inserted into the cylinder is provided. And a seal ring that seals between the cylinders, wherein a fiber-based filler is mixed into the ring body so that the coefficient of thermal expansion of the ring body is equal to the coefficient of thermal expansion of the cylinder, and the fiber-based filler is sealed with the sealant. It is characterized by being oriented in the circumferential direction of the ring main body.
【００１０】前記シールリングは径方向の断面が矩形で
あるとともに、内周面側及び外周面側の切り口が軸方向
に対して斜めに形成されているバイアスカット部を有
し、矩形の径方向断面を有する前記溝に、軸方向に移動
可能に装着されていることを特徴とする。The seal ring has a rectangular cross section in the radial direction, and has a bias cut portion in which cuts on the inner peripheral surface side and the outer peripheral surface side are formed obliquely with respect to the axial direction. It is characterized in that it is mounted movably in the axial direction in the groove having a cross section.
【００１１】[0011]
【作用】上記構成のシールリングにあっては、リング本
体とシリンダの熱膨張係数が等しいので、温度変化に関
係無く、シリンダに対するリング本体の当接状態が全温
度領域で変化しない。In the seal ring having the above-described structure, since the ring body and the cylinder have the same thermal expansion coefficient, the contact state of the ring body with the cylinder does not change in the entire temperature range regardless of the temperature change.
【００１２】[0012]
【実施例】以下に本考案を図示の実施例に基づいて説明
する。本考案の一実施例に係るシールリングを示す図１
および図２において、１は樹脂製のリング本体を示して
おり、このリング本体１はシリンダ２内周の溝３内に装
着されており、シリンダ２内周と可動部材４の外周との
間隙をシールするようになっている。そしてリング本体
１は一ケ所に、内周面側及び外周面側の切り口が軸方向
に対して斜めに形成されているバイアスカット部９が設
けられていて、切断面同士が合わさっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiment. FIG. 1 shows a seal ring according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 2 and FIG. 2, reference numeral 1 denotes a resin ring main body. It is designed to be sealed. The ring body 1 is provided at one place with a bias cut portion 9 in which cuts on the inner peripheral surface side and the outer peripheral surface side are formed obliquely with respect to the axial direction, and the cut surfaces are aligned with each other.
【００１３】リング本体１はＰＴＦＥ（ポリテトラフル
オロエチレン）等のフッ素樹脂、ナイロン等の低摩擦で
耐摩耗性に優れた樹脂材料５により成形されたもので、
その熱膨張係数を小さくするために繊維系充填剤として
カーボン等の充填剤６が混入されている。The ring body 1 is formed of a resin material 5 having a low friction and excellent wear resistance, such as a fluororesin such as PTFE (polytetrafluoroethylene) or nylon.
In order to reduce the coefficient of thermal expansion, a filler 6 such as carbon is mixed as a fibrous filler.
【００１４】この充填剤６は、リング本体１の熱膨張係
数が鉄、アルミ等の相手シリンダ材の熱膨張係数と等し
くなる程度の量だけ混入している。特に充填剤６の配向
方向をリング本体１の円周方向と平行することが好まし
い。熱膨張係数は、たとえば相手シリンダ材が鉄やアル
ミの場合には、１〜２×１０−５（１／℃）とする。The filler 6 is mixed in such an amount that the coefficient of thermal expansion of the ring body 1 becomes equal to the coefficient of thermal expansion of the mating cylinder material such as iron or aluminum. In particular, it is preferable that the orientation direction of the filler 6 be parallel to the circumferential direction of the ring main body 1. The coefficient of thermal expansion is, for example, 1-2 × 10 −5 (1 / ° C.) when the mating cylinder material is iron or aluminum.
【００１５】この実施例では充填剤として繊維系の充填
材、この実施例ではカーボンファイバー（アスベスト比
５〜４００）を２０％混入したＥＴＦＥ（エチレンテト
ラフルオロエチレン）（分子量１０万〜１００万）を用
いている。特に充填剤を円周方向に平行に配向したもの
では、熱膨張係数α＝1.５〜2.０×１０-5（１／℃）が
得られた。そして、バイアスカットで比較した場合、従
来の熱膨張係数α＝７〜８×１０-5（１／℃）の材料の
シールリングと比較すると、全温度領域で漏れ量が低減
した。図５は、従来と本考案のシール特性を比較したグ
ラフであり、ロは本考案、イは従来のシールリングの漏
れ量を示している。いずれも外径公差レンジを0.１mmと
し、その範囲での漏れ量を示している。油種としてはオ
ートマチックトランスミッションに用いられる流体であ
るＡＴＦを用い、圧力が１０Kg／cm2の条件で実験し
た。このグラフから明らかなように、本考案のものは全
温度領域で漏れ量が低い。特に、外径公差レンジを0.１
mmとした場合、従来のものでは漏れ量の特性が大きく変
動するのに対し、本願の場合にはばらつきは小さい。し
たがって許容漏れ量に対して熱膨張係数が小さいと、外
径公差レンジを拡大できる。In this embodiment, a fibrous filler is used as a filler, and in this embodiment, ETFE (ethylenetetrafluoroethylene) (molecular weight 100,000 to 1,000,000) containing 20% of carbon fiber (asbestos ratio of 5 to 400) is mixed. Used. In particular, when the filler was oriented parallel to the circumferential direction, a coefficient of thermal expansion α = 1.5 to 2.0 × 10 −5 (1 / ° C.) was obtained. When compared with the bias cut, the amount of leakage was reduced in all temperature regions as compared with the conventional seal ring made of a material having a thermal expansion coefficient α = 7 to 8 × 10 −5 (1 / ° C.). FIG. 5 is a graph comparing the sealing characteristics of the conventional and the present invention, wherein B shows the leakage amount of the present invention and A shows the leakage amount of the conventional sealing ring. In each case, the outer diameter tolerance range is set to 0.1 mm, and the leakage amount in that range is shown. As the oil type, ATF which is a fluid used for an automatic transmission was used, and an experiment was performed under the condition of a pressure of 10 kg / cm 2. As is clear from this graph, the leakage of the present invention is low in all temperature ranges. In particular, the outer diameter tolerance range is 0.1
When the distance is set to mm, the characteristics of the leakage amount greatly fluctuate in the conventional case, whereas the fluctuation is small in the case of the present application. Therefore, if the coefficient of thermal expansion is smaller than the allowable leakage amount, the outer diameter tolerance range can be expanded.
【００１６】成形方法としては、図３に示すように円周
方向に一ケ所ピンゲートＰを設けるピンゲート方式の射
出成形を行なえば、成形時の樹脂材料の流れ状態によ
り、図３(b)に示すように容易に充填剤の配向方向を円
周方向と平行にできる。このピンゲートＰの方向を直径
方向ａからｂ方向に傾けて、円周方向に対して鋭角状と
することにより、さらなる配向コントロールが可能とな
る。As shown in FIG. 3, if a pin gate type injection molding in which one pin gate P is provided in the circumferential direction is performed as shown in FIG. 3, depending on the flow state of the resin material at the time of molding, FIG. Thus, the orientation direction of the filler can be easily made parallel to the circumferential direction. By inclining the direction of the pin gate P from the diametric direction a to the b direction so as to form an acute angle with respect to the circumferential direction, further alignment control becomes possible.
【００１７】このようなピンゲート方式のものと、図４
(a)に示すようなディスクゲート方式の成形によるもの
と比較すると、図４(a)に示すディスクゲート方式のも
のは、同図(b)に示すように充填剤６の配向方向が円周
方向に直交する方向に向くことになる。同図(a)におい
て、Ｄはディスクゲートであり、このディスクゲートＤ
を通じて円筒状の成形体７を成形し、その後バイト８に
て輪切りにしてリング本体１を成形するため、成形材料
の流れ方向が円筒状成形体７の軸方向になり、この流れ
方向に沿って充填剤６が配向されることになる。FIG.
Compared to the disk gate type molding as shown in FIG. 4A, the disk gate type shown in FIG. It will be directed in a direction perpendicular to the direction. In FIG. 3A, D is a disk gate, and this disk gate D
To form a ring-shaped main body 7 through a cutting tool 8 and then to form a ring body 1, the flow direction of the molding material is the axial direction of the cylindrical formed body 7, and along this flow direction The filler 6 will be oriented.
【００１８】この結果、ピンゲートタイプの熱膨張係数
が１．５〜２．０×１０−５（１／℃）となるのに対し
て、ディスクゲートタイプの熱膨張係数は４〜５×１０
−５（１／℃）となった。As a result, the thermal expansion coefficient of the pin gate type is 1.5 to 2.0 × 10 −5 (1 / ° C.), whereas the thermal expansion coefficient of the disk gate type is 4 to 5 × 10 5
−5 (1 / ° C.).
【００１９】このように成形されたリング本体１は従来
のように、一箇所をカットして用いられ、シリンダ２内
周の溝３に装着する際に、常温時のリング本体１の外径
寸法をシリンダ２の溝径と同一にすることにより、温度
変化に関係なくリング本体１のカット部の合い口すきま
の面積を一定（最小）とできるので、全温度領域での漏
れ量を小さくできる。また、高温時のリング本体１の膨
張によるシリンダ２内周との間のしめ代も有さないため
に、最低作動圧を低減することができる。この実施例で
は最低作動圧を0.２Kg／cm2以下に抑えることができ
た。The ring body 1 thus formed is used by cutting one portion as in the prior art, and when the ring body 1 is mounted in the groove 3 on the inner circumference of the cylinder 2, the outer diameter of the ring body 1 at normal temperature is used. Is the same as the groove diameter of the cylinder 2, the area of the abutment clearance of the cut portion of the ring main body 1 can be made constant (minimum) irrespective of the temperature change, so that the amount of leakage in the entire temperature region can be reduced. Further, since there is no interference between the ring 2 and the inner periphery of the cylinder 2 due to the expansion of the ring body 1 at a high temperature, the minimum operating pressure can be reduced. In this embodiment, the minimum operating pressure could be suppressed to 0.2 kg / cm2 or less.
【００２０】[0020]
【考案の効果】本考案は以上の構成および作用を有する
もので、樹脂製のリング本体に繊維系充填剤を混入し、
リング本体の周方向に配向させ、その熱膨張率をシリン
ダと等しくなるように構成したので、温度変化に関係無
くリング本体とシリンダとの当接状態が一定に保持でき
るので、たとえばリング本体を一部カットしているよう
な場合でも合い口のすきまは一定に保たれ、全温度領域
での漏れ量を小さくすることができる。[Effects of the Invention] The present invention has the above-described structure and operation, and a fibrous filler is mixed into a resin ring body.
Since the ring body is oriented in the circumferential direction and the coefficient of thermal expansion is made equal to that of the cylinder, the contact state between the ring body and the cylinder can be kept constant regardless of the temperature change. Even when the part is cut, the clearance at the abutment is kept constant, and the amount of leakage in the entire temperature range can be reduced.
【００２１】また、高温時にリング本体がシリンダ内周
との間にしめ代を持たないので、最低作動圧を低減でき
る。Further, since the ring main body has no interference between the ring body and the inner circumference of the cylinder at high temperatures, the minimum operating pressure can be reduced.
【００２２】さらに許容漏れ量に対して熱膨張量が小で
あれば、外径公差レンジを拡大でき、生産性の向上を図
ることができる。Further, if the thermal expansion amount is smaller than the allowable leakage amount, the outer diameter tolerance range can be expanded, and the productivity can be improved.
【図１】本考案の一実施例に係るシールリングの一部破
断平面図である。FIG. 1 is a partially cutaway plan view of a seal ring according to an embodiment of the present invention.
【図２】第一図のシールリングの装着状態の部分断面図
である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the seal ring of FIG. 1 in a mounted state.
【図３】図３(a)はピンゲートを用いた成形状態を示す
断面図である。図３(b)は同図(a)の成形方法により成形
されたシールリングの斜視図である。FIG. 3A is a sectional view showing a molding state using a pin gate. FIG. 3B is a perspective view of the seal ring formed by the forming method of FIG.
【図４】図４(a)はディスクゲートを用いた成形状態を
示す断面図である。図４(b)は同図(a)の成形方法により
成形されたシールリングの斜視図である。FIG. 4A is a cross-sectional view showing a molding state using a disk gate. FIG. 4B is a perspective view of the seal ring formed by the forming method of FIG.
【図５】従来のシールリングと本考案による漏れ量の温
度特性の違いを示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a difference in temperature characteristics of a leakage amount between a conventional seal ring and the present invention.
【図６】従来のシールリングを用いた場合のカット部の
合い口状態を示しており、同図(a)，(b)は高温時に漏れ
量が小の場合の高温時と常温時の部分平面図である。FIGS. 6A and 6B show an abutment state of a cut portion when a conventional seal ring is used, and FIGS. 6A and 6B show portions at a high temperature and a normal temperature when a leakage amount is small at a high temperature. It is a top view.
【図７】従来のシールリングを用いた場合のカット部の
合い口状態を示しており、同図(a)，(b)は高温時に漏れ
量が小の場合の高温時と常温時の部分平面図である。FIGS. 7A and 7B show the abutment state of a cut portion when a conventional seal ring is used. FIGS. 7A and 7B show portions at high temperature and normal temperature when the amount of leakage is small at high temperature. It is a top view.
１ リング本体 ２ シリンダ ３ 溝 ４ 可動部材 ５ 樹脂材料 ６ 繊維系充填剤 ７ 円筒状成形体 ８ バイト ９ バイアスカット部 Ｐ ピンゲート Ｄ ディスクゲート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ring main body 2 Cylinder 3 Groove 4 Movable member 5 Resin material 6 Fiber-based filler 7 Cylindrical molded body 8 Byte 9 Bias cut part P Pin gate D Disk gate
Claims (2)
けた溝内に装着し、シリンダ内に挿入される可動部材と
シリンダ間をシールするシールリングにおいて、 前記リング本体に、リング本体の熱膨張係数が前記シリ
ンダの熱膨張係数と等しくなるように、繊維系充填剤を
混入し、該繊維系充填剤を前記シールリング本体の周方
向に配向させたことを特徴とするシールリング。1. A seal ring in which a resin ring main body is mounted in a groove provided on an inner periphery of a cylinder, and seals between a movable member inserted into the cylinder and the cylinder. A seal ring, wherein a fiber-based filler is mixed so that an expansion coefficient is equal to a thermal expansion coefficient of the cylinder, and the fiber-based filler is oriented in a circumferential direction of the seal ring body.
であるとともに、内周面側及び外周面側の切り口が軸方
向に対して斜めに形成されているバイアスカット部を有
し、矩形の径方向断面を有する前記溝に、軸方向に移動
可能に装着されていることを特徴とする請求項１記載の
シールリング。2. The seal ring has a rectangular cross section in a radial direction, and has a bias cut portion in which cuts on an inner peripheral surface side and an outer peripheral surface side are formed obliquely with respect to an axial direction. The seal ring according to claim 1, wherein the seal ring is mounted in the groove having a radial cross section so as to be movable in an axial direction.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1990404380U JP2537201Y2 (en) | 1989-12-28 | 1990-12-21 | Seal ring |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-152368 | 1989-12-28 | ||
| JP15236889 | 1989-12-28 | ||
| JP1990404380U JP2537201Y2 (en) | 1989-12-28 | 1990-12-21 | Seal ring |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH044559U JPH044559U (en) | 1992-01-16 |
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Family Applications (1)
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| JP1990404380U Expired - Lifetime JP2537201Y2 (en) | 1989-12-28 | 1990-12-21 | Seal ring |
Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
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Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5462446A (en) * | 1977-10-28 | 1979-05-19 | Saito Toshio | Fluid seal for high temperature and high pressure of portion that relative motion is performed |
| JPS61248965A (en) * | 1985-04-26 | 1986-11-06 | Chugoku Rubber Kogyo Kk | Sliding seal ring |
-
1990
- 1990-12-21 JP JP1990404380U patent/JP2537201Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH044559U (en) | 1992-01-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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