JP2008151201A - Seal ring - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シールリングに関するものである。 The present invention relates to a seal ring.
互いに相対回転自在に組付けられる2部材のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着され、かつ該環状溝の非密封流体側の側壁面及び他方の部材の周面に対してそれぞれ摺動自在に設けられて、これら2部材間の環状隙間をシールするシールリングが知られている。 Mounted in an annular groove provided in one of the two members assembled to be rotatable relative to each other, and slid against the side wall surface on the non-sealing fluid side of the annular groove and the peripheral surface of the other member, respectively. There is known a seal ring that is movably provided and seals an annular gap between these two members.
かかるシールリングは、様々な装置において適用されるが、高圧・高回転の環境下で用いられるシールリングにおいては、摩耗による劣化を如何に防ぐかが課題となっている。特に、近年、自動車用AT・CVTに用いられるシールリングの場合には、これらAT・CVTの性能の向上に伴って、より一層高回転に対して適応させなければならない。 Such a seal ring is applied in various apparatuses. However, in a seal ring used in a high pressure / high rotation environment, how to prevent deterioration due to wear is a problem. In particular, in recent years, in the case of a seal ring used in an automobile AT / CVT, it is necessary to adapt to higher rotations as the performance of the AT / CVT is improved.
シールリングの摩耗を抑制する技術としては、摺動面側に意図的に密封流体である油をリークさせて、摺動面の部分に油膜を形成させることで冷却効果を発揮させるものが知られている。 As a technology for suppressing the wear of the seal ring, there is known a technique that exerts a cooling effect by intentionally leaking oil as a sealing fluid on the sliding surface side and forming an oil film on the sliding surface portion. ing.
このような技術としては、一般的に、シールリング側の摺動面に溝を設けるものが知られている(特許文献1〜4参照)。このように、摺動面に溝を設ける場合に、摺動面のうち、密封流体側の端部から非密封流体側の端部に至るまで溝を設ける場合には、摺動面全体に油膜を形成させることができるものの、油漏れが多くなりすぎてしまうことがある。一方、摺動面のうち密封流体側にのみ通じる溝を設ける場合には、摺動面全体に油膜を形成することができない。特に、2部材の偏心量が大きい場合には、環状溝の側壁面に対する摺動面において油膜を形成できない領域が大きくなってしまうことがある。 As such a technique, what provides a groove in the sliding surface on the seal ring side is generally known (see Patent Documents 1 to 4). Thus, when a groove is provided on the sliding surface, an oil film is formed on the entire sliding surface when a groove is provided from the end on the sealed fluid side to the end on the non-sealed fluid side. However, oil leakage may increase too much. On the other hand, in the case where a groove that communicates only with the sealed fluid side of the sliding surface is provided, an oil film cannot be formed on the entire sliding surface. In particular, when the amount of eccentricity of the two members is large, the region where the oil film cannot be formed on the sliding surface with respect to the side wall surface of the annular groove may become large.
また、特許文献1に開示された技術のように、密封流体側にのみ通じる溝と、非密封流体側にのみ通じる溝を交互に設ければ、摺動面全体に油膜を形成することができる。しかしながら、非密封流体側に形成される油膜は、密封流体側に形成される油膜に比べて薄くなり、所望の厚みの油膜を形成させるのは難しい。 Further, as in the technique disclosed in Patent Document 1, an oil film can be formed on the entire sliding surface by alternately providing a groove that leads only to the sealed fluid side and a groove that leads only to the non-sealed fluid side. . However, the oil film formed on the non-sealed fluid side is thinner than the oil film formed on the sealed fluid side, and it is difficult to form an oil film having a desired thickness.
また、摺動面の部分に油膜を形成させる技術として、特許文献5に開示された技術のように、摺動面に凹凸を設けるものもある。しかしながら、特許文献5に開示された技術の場合には、摺動面の摩耗が進行するにつれて、摺動面の形状も変化してしまうため、摺動状態が変化してしまい、摺動抵抗などが安定せず、品質が安定しないおそれがある。
本発明の目的は、摺動面の部分に安定的に密封流体による膜を形成させることのできるシールリングを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a seal ring that can stably form a film of a sealing fluid on a sliding surface portion.
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
すなわち、本発明のシールリングによれば、
互いに相対回転自在に組み付けられる2部材のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着され、かつ該環状溝の非密封流体側の側壁面及び他方の部材の周面に対してそれぞれ摺動自在に設けられて、これら2部材間の環状隙間をシールするシールリングであって、
前記環状溝の非密封流体側の側壁面に対して摺動し得る領域全体に行き渡るように複数の窪みが設けられていることを特徴とする。
That is, according to the seal ring of the present invention,
Mounted in an annular groove provided in one of the two members assembled so as to be rotatable relative to each other, and slides on the side wall surface of the annular groove on the non-sealed fluid side and the peripheral surface of the other member, respectively. A seal ring that is freely provided and seals the annular gap between the two members,
A plurality of depressions are provided so as to spread over the entire area where the annular groove can slide with respect to the side wall surface on the non-sealing fluid side.
また、本発明のシールリングによれば、
互いに相対回転自在に組み付けられる2部材のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着され、かつ該環状溝の非密封流体側の側壁面及び他方の部材の周面に対してそれぞれ摺動自在に設けられて、これら2部材間の環状隙間をシールするシールリングであって、
前記環状溝の非密封流体側の側壁面に対して摺動し得る領域全体、及び前記他方の部材の周面に対して摺動し得る領域全体に行き渡るように複数の窪みが設けられていることを特徴とする。
Moreover, according to the seal ring of the present invention,
Mounted in an annular groove provided in one of the two members assembled so as to be rotatable relative to each other, and slides on the side wall surface of the annular groove on the non-sealed fluid side and the peripheral surface of the other member, respectively. A seal ring that is freely provided and seals the annular gap between the two members,
A plurality of depressions are provided so as to cover the entire area that can slide with respect to the side wall surface of the annular groove on the non-sealed fluid side and the entire area that can slide with respect to the peripheral surface of the other member. It is characterized by that.
本発明によれば、摺動領域内の全ての窪みに、それぞれ密封流体が溜められる。そして、2部材の相対的な回転時には、窪みに溜められた密封流体が摺動面に流れて行き密封流体による膜を形成する動作と、摺動面部分の密封流体が窪みに流れ込んでいく動作が、摺動領域内にある全ての窪みの部分で連続的に行われる。 According to the present invention, the sealing fluid is respectively stored in all the recesses in the sliding region. When the two members rotate relative to each other, the sealing fluid stored in the recess flows to the sliding surface to form a film by the sealing fluid, and the sealing fluid at the sliding surface flows into the recess. Is carried out continuously in all depressions in the sliding area.
そして、本発明によれば、摺動領域の全体に行き渡るように複数の窪みが設けられているため、摺動領域全体に密封流体による膜を一様に形成させることができる。 And according to this invention, since the several hollow is provided so that the whole sliding area may be spread, the film | membrane by a sealing fluid can be uniformly formed in the whole sliding area.
また、本発明によれば、摺動していないときには窪みに密封流体を封じ込めておくことができ、かつ、摺動時においても、窪み以外の部分は環状溝の側壁面や他方の部材の周面に対して接するため、非密封流体側への密封流体の漏れを抑制することができる。 Further, according to the present invention, when not sliding, the sealing fluid can be contained in the recess, and even when sliding, the portion other than the recess is the side wall surface of the annular groove or the periphery of the other member. Since it contacts the surface, leakage of the sealing fluid to the non-sealing fluid side can be suppressed.
また、本発明によれば、基本的には窪み以外の部分が摺動するため、摺動する部分は面接触となる。従って、摺動による摩耗が進行しても、摺動状態を安定的に保つことができる。 In addition, according to the present invention, since the portion other than the recess basically slides, the sliding portion is in surface contact. Therefore, even if wear due to sliding proceeds, the sliding state can be stably maintained.
ここで、上記の「窪み」は、その深さによらず、その形状や大きさが一定であるのが望ましい。そうすることで、摺動による摩耗が進行しても、摺動状態をより安定的に保つことができる。 Here, it is desirable that the above-mentioned “dent” has a constant shape and size regardless of its depth. By doing so, the sliding state can be kept more stable even if the wear due to sliding proceeds.
以上説明したように、本発明によれば、摺動面の部分に安定的に密封流体による膜を形成させることができる。 As described above, according to the present invention, a film made of a sealing fluid can be stably formed on the sliding surface.
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。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. .
(実施例1)
図1及び図2を参照して、本発明の実施例1に係るシールリングについて説明する。図1は本発明の実施例1に係るシールリングの一部破断斜視図である。なお、図1中の(A
)は一部を拡大した断面図である。図2は本発明の実施例1に係るシールリングの装着状態を示す模式的断面図である。なお、図2(A)は偏心が発生していない場合の様子を示し、図2(B)は偏心が発生している場合の様子を示している。
(Example 1)
With reference to FIG.1 and FIG.2, the seal ring which concerns on Example 1 of this invention is demonstrated. 1 is a partially broken perspective view of a seal ring according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, (A
) Is a partially enlarged cross-sectional view. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a mounted state of the seal ring according to the first embodiment of the present invention. 2A shows a state where no eccentricity has occurred, and FIG. 2B shows a state where eccentricity has occurred.
<シールリングの構成>
本実施例に係るシールリング10は、互いに相対回転自在に組み付けられたハウジング70と軸80との間の環状隙間をシールし、密封流体側(O)の密封流体である油の漏れを防止するものである。また、シールリング10は、軸80に設けられた環状溝81に装着される。そして、シールリング10は、環状溝81の非密封流体側(A)の側壁面81a及びハウジング70の軸孔の内周面71のそれぞれに対して摺動自在に設けられる。なお、本実施例に係るシールリング10は樹脂材により構成されている。ただし、本発明は他の材料のシールリングにも適用可能である。
<Configuration of seal ring>
The
そして、本実施例に係るシールリング10における平面状の側面20には、複数の窪み(ディンプル)21が満遍なく全体に行き渡るように設けられている。なお、複数の窪み21は、シールリング10における両側面のうち、摺動面となる側にのみ設けて良いが、シールリング10を環状溝81に装着する際にシールリング10をどちら側に向けて装着しても良いように、両側面のいずれにも設けるのが望ましい。
A plurality of depressions (dimples) 21 are provided on the
また、窪み21は、その深さによらず、その形状や大きさが一定であるのが望ましい。窪み21の形状は特に限定されるものではないが、例えば、図1に示すように、その平面形状を円形とした場合には、その直径Dが、図1(A)に示すように、その深さによらず一定であるのが望ましい。窪み21の形成方法としては、シールリング10を成形する成形型に、複数の窪み21を形成するための複数の凸部を設けておけば良い。また、窪み21の深さHは、摺動による摩耗が進行しても、窪み21が存在するように、想定される摩耗量よりも深くするのが望ましい。例えば、AT,CVT用のシールリングの場合、摩耗量は100μm以下であるので、窪み21の深さは150μm程度に設定するのが望ましい。あまり深すぎると、加工や成形性の悪化につながるため、窪み21の深さは、想定される摩耗量+50μm程度に設定するのが望ましい。ただし、窪み21の深さは、使用環境等に応じて適宜設定すれば良いことはいうまでもない。
Further, it is desirable that the shape and size of the
なお、図中40は、環状のシールリング10の1箇所を切断したカット部(合口部)であり、本実施例では、いわゆる特殊ステップカットの場合を示している。
In the drawing,
<シールリングのメカニズム>
ハウジング70と軸80が相対的に回転することによって、本実施例に係るシールリング10における側面20と、軸80に設けられた環状溝81の側壁面81aが摺動する場合には、基本的に、側面20のうち窪み21を除く部分が摺動するため、摺動する部分は面接触となる。
<Mechanism of seal ring>
When the
そして、本実施例に係るシールリング10によれば、摺動領域内の全ての窪み21に、それぞれ密封流体である油が溜められる。なお、ハウジング70と軸80とが相対的に回転することなく静止したままの状態であっても、油圧が作用している限り、窪み21に油を溜めておくことができる。
And according to the
そして、シールリング10における側面20と環状溝81の側壁面81aとの摺動時には、窪み21に溜められた油が摺動面に流れて行き油膜を形成する動作と、摺動面部分の油膜の一部の油が窪み21に流れ込んでいく動作が、摺動領域内にある全ての窪み21の部分で連続的に行われる。
When the
<本実施例の優れた点>
本実施例に係るシールリング10によれば、側面20には、複数の窪み21が満遍なく全体に行き渡るように設けられているため、摺動領域全体に油膜を一様に形成させることができる。
<Excellent points of this embodiment>
According to the
ここで、図2(A)に示すように、ハウジング70と軸80との間に偏心が生じていない場合と、図2(B)に示すように、ハウジング70と軸80との間に偏心が生じている場合とでは、摺動する領域が異なる。例えば、偏心が生じていない場合には、図2(A)に示すように、摺動する領域がシールリング10における側面20のうち内周端からL1の範囲であるのに対して、偏心が生じている場合には、図2(B)に示すように、摺動する領域がシールリング10における側面20のうち内周端からL2(>L1)の範囲となる。
Here, as shown in FIG. 2A, the eccentricity is not generated between the
このように、摺動する領域が変動したとしても、本実施例では、側面20に対して複数の窪み21を満遍なく全体に行き渡らせるように設けているので、常に、摺動領域全体に油膜を一様に形成させることができる。なお、最大偏心量が明確で、側面20のうち、摺動することがあり得ない部分が存在する場合には、そのような部分に窪み21を設けなくても良いことは言うまでもない。
In this way, even if the sliding area varies, in the present embodiment, since the plurality of
また、本実施例に係るシールリング10によれば、摺動していないときには窪み21に油を封じ込めておくことができる。また、摺動時においても、側面20における摺動領域のうち窪み21以外の部分は環状溝81の側壁面81aに対して接しており、外周面30もハウジング70の内周面71に対して接している。従って、非密封流体側(A)への油の漏れを抑制することができる。
Further, according to the
また、上述のように、本実施例に係るシールリング10は、摺動する部分は面接触となる。従って、摺動による摩耗が進行しても、摺動する部分の形状にあまり変化はないため、摺動面積の変化もあまりなく、摺動抵抗もあまり変化なく、摺動状態を安定的に保つことができる。特に、本実施例においては、窪み21は、その深さによらず、その形状及び大きさを一定に保つようにしたことで、摺動による摩耗が進行しても、摺動状態をより安定的に保つことができる。
Further, as described above, in the
以上のように、シールリングにおける摺動し得る領域全体(ただし、本実施例では、側面側のみ)に複数の窪みを設けることによって、摺動面の部分に安定的に油膜を形成することができることが分かる。本実施例では、断面が矩形のシールリングの場合を例にして説明したが、各種シールリングにおいて、摺動し得る領域全体に複数の窪みを設ければ、同様の効果を得ることができる。そこで、以下、いくつかの例を説明する。 As described above, by providing a plurality of depressions in the entire slidable region in the seal ring (however, in this embodiment, only the side surface side), an oil film can be stably formed on the portion of the sliding surface. I understand that I can do it. In the present embodiment, the case of a seal ring having a rectangular cross section has been described as an example. However, in various seal rings, if a plurality of depressions are provided in the entire slidable region, the same effect can be obtained. Therefore, some examples will be described below.
(実施例2)
図3には、本発明の実施例2が示されている。なお、実施例1と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。図3は本発明の実施例2に係るシールリングの一部破断斜視図である。
(Example 2)
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component same as Example 1, and the description is abbreviate | omitted. FIG. 3 is a partially broken perspective view of a seal ring according to Embodiment 2 of the present invention.
本実施例に係るシールリング10aは、摺動抵抗を低減させるために、側面20aのうち、内周側に全周にわたって切欠部22aが設けられている。このようなタイプのシールリング10aの場合には、側面20aのうち切欠部22aを除く領域のみが摺動し得るため、その領域にのみ、複数の窪み21aが満遍なく行き渡るように設けられている。
In order to reduce sliding resistance, the seal ring 10a according to the present embodiment is provided with a
窪み21aを設けたことによる効果は、実施例1の場合と同様であるので、その説明は省略する。 Since the effect by providing the hollow 21a is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
(実施例3)
図4には、本発明の実施例3が示されている。なお、実施例1と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。図4は本発明の実施例3に係るシールリングの一部破断斜視図である。
(Example 3)
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component same as Example 1, and the description is abbreviate | omitted. FIG. 4 is a partially broken perspective view of a seal ring according to Embodiment 3 of the present invention.
本実施例に係るシールリング10bは、上記実施例2の場合と同様の構成であるが、実施例2の場合よりも更に摺動抵抗を低減させるために、側面20bのうち、内周側に全周にわたって切欠部22bを設け、かつ、切欠部22bを除く部分を傾斜面によって構成している。このように、側面20bのうち切欠部22bを除く部分を傾斜面によって構成することにより、摺動する部分は線接触に近い状態となり、より一層摺動面積が少なくなり、摺動抵抗を低減させることができる。
The
このようなタイプのシールリング10bの場合にも、実施例2の場合と同様に、側面20bのうち切欠部22bを除く領域は摺動し得るため、当該領域に、複数の窪み21bが満遍なく行き渡るように設けられている。
Also in the case of such a type of
窪み21bを設けたことによる効果は、実施例1の場合と同様であるので、その説明は省略する。 Since the effect by providing the hollow 21b is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
これまでの実施例においては、シールリングのうち側面側にのみ複数の窪みを設ける場合を説明した。これは、一般的に、側面側の摺動摩耗が特に問題になることが多いからである。しかしながら、使用環境等においては、周面側の摺動摩耗も問題になることもある。そのような場合には、周面側にも複数の窪みを設けるのが望ましい。以下、そのような場合のいくつかの例を説明する。 In the embodiments so far, the case where a plurality of depressions are provided only on the side surface side of the seal ring has been described. This is because, in general, sliding wear on the side surface often becomes a problem. However, in a use environment or the like, sliding wear on the peripheral surface side may be a problem. In such a case, it is desirable to provide a plurality of depressions also on the peripheral surface side. Hereinafter, some examples in such a case will be described.
(実施例4)
図5には、本発明の実施例4が示されている。図5は本発明の実施例4に係るシールリングの一部破断斜視図である。
Example 4
FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention. FIG. 5 is a partially broken perspective view of a seal ring according to Embodiment 4 of the present invention.
この実施例4に係るシールリング10cは、上記実施例1に係るシールリング10を改良したものであり、当該シールリング10の構成に対して、外周面側にも複数の窪みを満遍なく全体に行き渡るように設けた例である。
The
すなわち、本実施例に係るシールリング10cは、平面状の側面20cに複数の窪み21cを満遍なく全体に行き渡るように設けると共に、外周面30cにも複数の窪み31cを満遍なく全体に行き渡るように設けている。
In other words, the
本実施例においては、周面側の摺動面(シールリング10cの外周面30cとハウジング70の軸孔の内周面71との間の摺動面)においても、実施例1で説明した側面側の摺動面における作用効果と同様の作用効果を発揮させることができる。
In the present embodiment, the side surface described in the first embodiment is also the sliding surface on the peripheral surface side (the sliding surface between the outer
(実施例5)
図6には、本発明の実施例5が示されている。図6は本発明の実施例5に係るシールリングの一部破断斜視図である。
(Example 5)
FIG. 6 shows a fifth embodiment of the present invention. FIG. 6 is a partially broken perspective view of a seal ring according to Embodiment 5 of the present invention.
この実施例5に係るシールリング10dは、上記実施例2に係るシールリング10aを改良したものであり、当該シールリング10aの構成に対して、外周面側にも複数の窪みを満遍なく全体に行き渡るように設けた例である。
The
すなわち、本実施例に係るシールリング10dは、平面状の側面20dのうち、切欠部22dを除く領域に複数の窪み21dを満遍なく全体に行き渡るように設けると共に、外周面30dにも複数の窪み31dを満遍なく全体に行き渡るように設けている。
That is, the
本実施例においては、周面側の摺動面(シールリング10dの外周面30dとハウジング70の軸孔の内周面71との間の摺動面)においても、実施例1で説明した側面側の摺動面における作用効果と同様の作用効果を発揮させることができる。
In the present embodiment, the side surface described in the first embodiment is also the sliding surface on the peripheral surface side (the sliding surface between the outer
(実施例6)
図7には、本発明の実施例6が示されている。図7は本発明の実施例6に係るシールリングの一部破断斜視図である。
(Example 6)
FIG. 7 shows a sixth embodiment of the present invention. FIG. 7 is a partially broken perspective view of a seal ring according to Embodiment 6 of the present invention.
この実施例6に係るシールリング10eは、上記実施例3に係るシールリング10bを改良したものであり、当該シールリング10bの構成に対して、外周面側にも複数の窪みを満遍なく全体に行き渡るように設けた例である。
The
すなわち、本実施例に係るシールリング10eは、側面20eのうち、切欠部22eを除く領域(傾斜面で構成される領域)に複数の窪み21eを満遍なく全体に行き渡るように設けると共に、外周面30eにも複数の窪み31eを満遍なく全体に行き渡るように設けている。
That is, the
本実施例においては、周面側の摺動面(シールリング10eの外周面30eとハウジング70の軸孔の内周面71との間の摺動面)においても、実施例1で説明した側面側の摺動面における作用効果と同様の作用効果を発揮させることができる。
In the present embodiment, the side surface described in the first embodiment is also the sliding surface on the peripheral surface side (the sliding surface between the outer
10,10a,10b,10c,10d,10e シールリング
20,20a,20b,20c,20d,20e 側面
22a,22b,22c,22d,22e 切欠部
30,30c,30d,30e 外周面
70 ハウジング
71 内周面
80 軸
81 環状溝
81a 側壁面
10, 10a, 10b, 10c, 10d,
Claims (2)
前記環状溝の非密封流体側の側壁面に対して摺動し得る領域全体に行き渡るように複数の窪みが設けられていることを特徴とするシールリング。 Mounted in an annular groove provided in one of the two members assembled so as to be rotatable relative to each other, and slides on the side wall surface of the annular groove on the non-sealed fluid side and the peripheral surface of the other member, respectively. A seal ring that is freely provided and seals the annular gap between the two members,
A seal ring, wherein a plurality of depressions are provided so as to spread over the entire area that can slide with respect to the side wall surface of the annular groove on the non-sealing fluid side.
前記環状溝の非密封流体側の側壁面に対して摺動し得る領域全体、及び前記他方の部材の周面に対して摺動し得る領域全体に行き渡るように複数の窪みが設けられていることを特徴とするシールリング。 Mounted in an annular groove provided in one of the two members assembled so as to be rotatable relative to each other, and slides on the side wall surface of the annular groove on the non-sealed fluid side and the peripheral surface of the other member, respectively. A seal ring that is freely provided and seals the annular gap between the two members,
A plurality of depressions are provided so as to cover the entire area that can slide with respect to the side wall surface of the annular groove on the non-sealed fluid side and the entire area that can slide with respect to the peripheral surface of the other member. A seal ring characterized by that.
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