JP2007292296A - シールリングおよびシールリング製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】摺動による摩耗を抑制しつつ安定したシール性を得ることができるシールリングおよびシールリングの製造方法を提供する。
【解決手段】軸孔を有するハウジングと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１において、シール面以外の領域において、環状溝に設けられた穴に嵌められる突起１３を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、シールリングおよびシールリングの製造方法に関するものである。

従来より、軸孔と軸との間の環状隙間を密封するため、軸孔と軸のいずれかの表面に設けられた溝に装着されて使用されるシールリングが知られており、例えば、自動車用のＡＴ（オートマチックトランスミッション）等の各種油圧機器に用いられている。

図１０に示すシールリング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。

樹脂材料からなるシールリング１００は、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。

密封流体側Ｏから非密封流体側Ａに向けて、図１０中矢印Ｐ方向から圧力が加わると、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が環状溝３０１の側壁面を押圧し、また、第２シール面１０２が環状溝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。

このようなシールリング１００は、ハウジング２００と軸３００の相対移動時においては、基本的に、第１シール面１０１と軸３００の環状溝３０１の側壁面とが摺動するように設計されている。

したがって、軽量化等のため、軸３００の材料としてアルミや圧延軟鋼等の軟質材料を採用した場合には、シールリング１００との摺動によって摺動面に摩耗が発生してしまっていた。

このような摩耗対策としては、シールリング１００が摺動する溝側壁面に硬質の金属を圧入したり、表面処理を施して摺動面の摩耗を防止する方法等があるが、コストが高くなってしまう。

そこで、カット部を有するＣリング状の環状部材を環状溝に装着し、該カット部に係合可能な突起をシールリングの側面に設けて、突起とカット部との係合により、耐摩耗性の低い材料を使用した部位の摺動を防止する取り付け構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３５３６６０２号公報 特開平１１−９０９６１号公報

しかしながら、上記構造においては、シール面を形成するシールリング側面に設けた突起を環状部材のカット部に嵌める構成であるため、温度変化による膨張収縮変形等が生じた場合には環状溝と突起との接触が不安定となり、安定したシール性を得ることができない。

また、カット部の形状の設定自由度がないため、温度変化等による周長変化等に対応可能な特殊ステップカット等を採用することができない。

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ろは、摺動による摩耗を抑制しつつ安定したシール性を得ることができるシールリングおよびシールリングの製造方法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、
シール面以外の領域において、環状溝に設けられた穴に嵌められる突起を備えることを特徴とする。

この構成によれば、ハウジングと軸の相対移動時において、環状溝に設けられた穴に嵌められた突起が該穴に係合し、シールリングは環状溝が設けられた部材とともに移動することなり、シールリングと環状溝が設けられた部材との摺動が規制される。

また、このような摺動規制手段をシール面以外の領域に設けているので、シール面が不安定となることがなく、安定したシール性を得ることができる。

突起は、シールリングの内周面に設けられ、軸の外周面に設けられた環状溝の溝底面に設けられた穴に嵌められるのもよい。

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の製造方法は、
上述したシールリングの製造方法であって、
シールリング本体の形状を形作るためのキャビティと、
溶融材料をキャビティ内に射出するためのゲート部と、
キャビティ内に射出された溶融材料のうちウェルド部の溶融材料を排出するためのタブと、を備えた成形金型を用いて、
シールリング本体部分と、ゲート部およびタブによって成形される成形部分と、を備える成形品を射出成形し、
ゲート部によって成形される成形部分とタブによって成形される成形部分の両方またはいずれか一方をシールリングの突起として残すことを特徴とする。

成形金型のゲート部やタブによって成形される部分は、最終製品であるシールリングにおいては、本来取り除かれる部分であるが、これらを突起として流用することにより、製造コストの低減を図ることができる。

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、
シール面以外の領域において、環状溝に設けられた突起が嵌められる凹部を備えることを特徴とする。

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、
シール面を確保しつつ、ハウジングと軸のうちの他方の部材に設けられた突起が嵌めら
れる穴を備えることを特徴とする。

以上説明したように、本発明により、摺動による摩耗を抑制しつつ安定したシール性を得ることができる。

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、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例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。

（実施例１）
まず、図１〜図４を参照して、本発明の第１の実施例に係るシールリングについて説明する。図１は、本実施例に係るシールリング１の全体を示す図であり、シールリング１を軸方向からみた様子を示している。図２は、本実施例に係るシールリング１の使用状態を示す断面図であり、図１のＡ−Ａ断面に対応している。図３は、本実施例に係るシールリング１の使用状態を示す模式的一部拡大断面図である。図４（ａ）および（ｂ）は、本実施例に係るシールリング１の突起１３の形状の例を示す模式的斜視図であり、図４（ｃ）および（ｄ）は、突起１３の角部と穴４３の角部との関係を説明する模式図である。

シールリング１は、断面略矩形のシールリング本体１０と、シールリング本体１０の内周面上に設けられた複数の突起１３とから構成され、ハウジング３とハウジング３の軸穴に挿入される軸４との間の環状隙間５を密封する。

シールリング１は、溶融可能な樹脂材料からなり、その材料としては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、エチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリファニレンサルファイド（ＰＰＳ）等が用いられる。

シールリング１は、軸４の外周面に設けられた環状溝４０に装着され、密封対象側Ｏ（図２中左側）から矢印Ｐ方向から圧力が作用すると、シールリング１は非密封対象側Ａ（図２中右側）に押される。

そして、シールリング本体１０の非密封対象側の側面１１が環状溝４０の側壁４１に密着し、外周面１２がハウジング３の内周面３２に密着する。これにより、密封対象流体の非密封対象側Ａへの漏れが抑制される。

図１に示すように、シールリング１は、円周上の一箇所で分離されている有端状のリングからなる。このような分離部Ｓを設けることにより、環状溝４０への装着を容易にしている。

シールリング本体１０の内周面に設けられた突起１３は、シールリング１の中心軸に向かって内側に突出しており、分離部Ｓを構成するシールリング本体１０の両端部近傍の２箇所と分離部Ｓの反対側の１箇所の計３箇所に設けられている。

一方、軸４の環状溝４０の溝底面には、それぞれの突起１３に対応する位置に、穴４３がそれぞれ設けられており、シールリング１の環状溝４０への装着時においては、各突起１３は、それぞれに対応する穴４３に嵌められることになる。

本実施例においては、シールリング１の突起１３と軸４の環状溝４０の穴４３とがシー
ルリング１と軸４との摺動抑制手段として機能する。すなわち、ハウジング３と軸４との相対移動が生じた場合、各突起１３がそれぞれに対応する穴４３に係合し、シールリング１は軸４と一体となって移動することになるので、シールリング本体１０の非密封対象側の側面１１と環状溝４０の側壁４１とが摺動するのが抑制される。

したがって、軸４の材料としてアルミや圧延軟鋼等の軟質材料を採用した場合でも、シールリング１と軸４の摺動が抑制されるので、軸４の摩耗を抑制することができる。その結果、安定したシール性と機器の長寿命化を図ることができる。

また、シールリング１が摺動する溝側壁面に硬質の金属を圧入したり、表面処理を施す等の摩耗対策が不要となるので、コストを抑えることができる。

また、各突起１３が設けられる位置は、シールリング１の装着の妨げとならない箇所となっている。すなわち、シールリング１の装着においては、まず分離部Ｓを開いて分離部Ｓの反対側に設けられた突起１３をこれに対応する穴４３に嵌める。そして、分離部Ｓ近傍に設けられた突起１３をこれに対応する穴４３に嵌め込みながら分離部Ｓを閉じていくことにより、装着をスムーズに行うことができる。

また、突起１３はシール面に設けていないので、安定したシール面を確保することができ、また、シールリング１の分離部Ｓシール性を一定に保つことができる。

本実施例に係るシールリング１においては、分離部Ｓに温度変化等による周長変化等に対応可能な特殊ステップカットを採用している。また、軸４の環状溝４０に設けられた穴４３も、周長変化等に対応可能なように、シールリング１の突起１３に対してクリアランスを有するように大きめの寸法に設定されている。

したがって、熱膨張等によってシールリング１の周長が変化しても、特殊ステップカットと、突起１３と穴４３のクリアランスとによって、その周長変化を吸収することができ、安定したシール性を得ることができる。

本実施例においては、突起１３の形状として図４（ａ）に示すような円柱状のものを採用しているが、穴４３に嵌めることが可能であれば、これに限定されるものではなく、例えば、図４（ｂ）に示すような直方体形状のものも適宜採用することができる。また、穴４３の形状も同様に、適宜種々の形状のものを採用することができる。

なお、穴４３の形状を略直方体形状とし、突起１３の形状として図４（ｂ）に示すような直方体形状のものを採用した場合には、穴４３の角部がＲ状に形成されていると、突起１３の角部が穴の角部と干渉し（図４（ｃ）中点線で囲った箇所）、突起１３の破損等を生じる場合がある。

したがって、この場合は、突起１３の角部のエッジをとってＲ状に形成し、さらに、突起１３のＲが穴４３のＲよりも小さい場合にも突起１３の角部と穴４３の角部との干渉が生じるため、図４（ｄ）に示すように、突起１３のＲを穴４３のＲよりも大きく設定する。

次に、図５および図６を参照して本実施例に係るシールリングの製造方法について説明する。

図５は、本実施例に係るシールリング１の成形品Ｗの全体を示す図であり、成形品Ｗを軸方向からみた様子を示している。図６は、図５のＢＢ断面に対応する図であり、本実施
例に係るシールリング１を成形するための成形金型の断面構成を説明する図である。成形金型は型開き面ＰＬ（パーティングライン）を境界として図において上側が固定型２ａであり、下側が可動型２ｂである。

成形金型は、シールリング本体１０の形状を形作るためのキャビィティ２０と、キャビィティ２０の内側領域に設けられたスプール２１と、スプール２１からキャビィティ２０のシールリング１の両端部（分離部Ｓ）を形成する各箇所の近傍に向かって二股に延びるランナ２２と、ランナ２２とキャビィティ２０とを接続して溶融樹脂材料をキャビィティ２０内に射出するためのゲート２３が設けられている。

また、ゲート部２３から射出された溶融樹脂材料の流れの先端部が突き合わさるウェルド部２６の溶融樹脂材料を、キャビィティ２０内から排出させるためのタブ２４（キャビィティ２０に連結された空洞部）が、キャビィティ２０の内側領域に設けられている。

この成形金型により成形される成形品Ｗは、両端部（分離部Ｓ）をわずかに開いた状態で成形されるシールリング本体１０と、成形金型のスプール２１、ランナ２２、ゲート２３、タブ２４、によってそれぞれ成形される各成形部分２１´、２２´、２３´、２４´と、から構成される。

この成形品Ｗから最終製品であるシールリング１への加工においては、各成形部分２１´〜２４´は通常取り除かれる部分である。しかし、本実施例に係るシールリング１の製造方法においては、成形部分２３´および成形部分２４´の一部を残しておき、シールリング１の突起１３として使用する。

すなわち、本来最終製品時には取り除かれてしまう部分を摺動抑制手段としての突起１３として流用することにより、コストの低減を図ることができる。

なお、突起１３として残した成形部分２３´および成形部分２４´の一部は、必要に応じて、適宜加工して形状を変更することができる。また、シールリング本体１０に対する成形部分２３´、２４´の配置位置は、図５に示した位置に限られるものではなく、製品や金型の種類等によって適宜変わるのは言うまでもない。

（実施例２）
次に、図７および図８を参照して、本発明の第２の実施例に係るシールリングについて説明する。なお、以下で述べる構成以外の構成については、第１の実施例と実質的に同じであるため、ここでは異なる点を中心に説明し、同一部分については同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。

図７は、本実施例に係るシールリング１´を説明する模式図であり、（ａ）は、本実施例に係るシールリング１´の装着状態を示す模式的断面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、軸の環状溝に設けられた突起を示す模式図であり、（ｄ）および（ｅ）は、本実施例に係るシールリング１´の内周面に設けられた穴および凹部を示す模式図である。図８は、本実施例に係るシールリング１´を説明する模式図であり、（ａ）は、本実施例に係るシールリング１´の装着状態を示す模式的断面図であり、（ｂ）は、軸の環状溝に設けられた突起を示す模式図であり、（ｃ）および（ｄ）は、本実施例に係るシールリング１´の内周面に設けられた穴および凹部を示す模式図である。

本実施例においては、シールリング１´の内周面に、第１の実施例における突起１３を設ける代わりに、穴１５を設け、また、環状溝４０には、穴４３の代わりに、突起４４を設けている。

本実施例においては、この突起４４と穴１５とにより、シールリング１´と環状溝４０との摺動を抑制する摺動抑制手段を構成している。

環状溝４０に設けられる突起４４は、図７に示すように、溝底に設けてもよいし、図８に示すように、溝側壁に設けてもよい。この場合、すなわち、突起４４を溝側壁に設ける場合には、穴１５はシールリング１´の側面１１上に設けられる。あるいは、図８（ｄ）に示すように、シールリング１´の内周に突起４４が嵌ることが可能な凹部１４を設けてもよい。

また、シールリング内周面に設けられる穴１５は、突起４４に係合してシールリング１´と軸４との摺動を規制することができる面を備えたものであれば、その形状は特に限定されるものではない。したがって、突起４４を溝底に設ける場合には、図７（ａ）、（ｅ）に示すように、穴１５の代わりに、突起４４が嵌ることが可能な凹部１４を設けてもよい。

また、凹部１４を設ける場合には、溝底に設ける突起の形状は、図７（ａ）、（ｂ）に示すような円柱形状の突起４４の代わりに、図７（ｃ）に示すような直方体形状の突起４４´であってもよい。

（実施例３）
次に、図９を参照して、本発明の第３の実施例に係るシールリングについて説明する。なお、以下で述べる構成以外の構成については、上記実施例と実質的に同じであるため、ここでは異なる点を中心に説明し、同一部分については同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。

図９は、本実施例に係るシールリング１´´を説明する模式図であり、（ａ）は、本実施例に係るシールリング１´´の装着状態を示す模式的断面図であり、（ｂ）は、ハウジング３の内周面に設けられた突起３３を示す模式図であり、（ｃ）は、本実施例に係るシールリング１´´の外周面１２に設けられた穴１６を示す模式図である。

本実施例においては、環状溝４０に突起を設ける代わりに、ハウジング３の内周面に突起３３を設け、また、シールリング´´の内周面に穴を設ける代わりに、外周面１２に突起３３に対応する穴１６を設けている。

本実施例においては、この突起３３と穴１６とにより、シールリング１´´とハウジング３の内周面との摺動が抑制される。

すなわち、本実施例に係る摺動抑制手段は、シールリング´´と軸４との摺動抑制ではなく、シールリング´´とハウジング３との摺動抑制を目的としている。したがって、本実施例においては、ハウジング３の材料にアルミや圧延軟鋼等の軟質材料を採用することができ、機器の軽量化等を図ることができる。

第１の実施例に係るシールリングの全体を示す模式図である。 第１の実施例に係るシールリングの使用状態を示す模式的断面図である。 第１の実施例に係るシールリングの使用状態を示す模式図である。 第１の実施例に係るシールリングの突起を示す模式図である。 第１の実施例に係るシールリングの成形品の全体を示す模式図である。 第１の実施例に係るシールリングを成形するための成形金型を説明する模式的断面図である。 第２の実施例に係るシールリングを説明する模式図である。 第２の実施例に係るシールリングを説明する模式図である。 第３の実施例に係るシールリングを説明する模式図である。 従来技術に係るシールリングを使用状態を示す模式的断面図である。

符号の説明

１ シールリング
１０ シールリング本体
１１ 側面
１２ 外周面
１３ 突起
２ａ 固定型
２ｂ 可動型
２０ キャビィティ
２１ スプール
２２ ランナ
２３ ゲート
２４ タブ
３ ハウジング
４ 軸
４０ 環状溝
４３ 穴

Claims (5)

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、
   シール面以外の領域において、前記環状溝に設けられた穴に嵌められる突起を備えることを特徴とするシールリング。
2. 前記突起は、前記シールリングの内周面に設けられ、前記軸の外周面に設けられた前記環状溝の溝底面に設けられた穴に嵌められることを特徴とする請求項１に記載のシールリング。
3. 請求項１または２に記載のシールリングの製造方法であって、
   シールリング本体の形状を形作るためのキャビティと、
   溶融材料を前記キャビティ内に射出するためのゲート部と、
   前記キャビティ内に射出された溶融材料のうちウェルド部の溶融材料を排出するためのタブと、を備えた成形金型を用いて、
   シールリング本体部分と、前記ゲート部および前記タブによって成形される成形部分と、を備える成形品を射出成形し、
   前記ゲート部によって成形される成形部分と前記タブによって成形される成形部分の両方またはいずれか一方をシールリングの前記突起として残すことを特徴とするシールリングの製造方法。
4. 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、
   シール面以外の領域において、前記環状溝に設けられた突起が嵌められる凹部を備えることを特徴とするシールリング。
5. 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、
   シール面を確保しつつ、前記ハウジングと前記軸のうちの他方の部材に設けられた突起が嵌められる穴を備えることを特徴とするシールリング。

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