JP2009216201A

JP2009216201A - 密封構造

Info

Publication number: JP2009216201A
Application number: JP2008061621A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Kondo; 洋介近藤
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2009-09-24

Abstract

【課題】軟質材料を用いたハウジング又は軸の摩耗を抑制できる密封構造を提供する。
【解決手段】軟質材料からなるハウジング２の軸孔２０に設けられた環状溝２２に装着された軟質樹脂材料からなるシールリング３が、密封対象領域側Ｏからの圧力Ｐによって軸１の表面１０と環状溝２２の側壁面２３にそれぞれ密着することでハウジング２と軸１との間の隙間を密封し、シールリング３とハウジング２との間の各接触面３１、２３には、山部と谷部とが交互に設けられてなる凹凸を設け、シールリング３の凹凸とハウジング２の凹凸は、シールリング３とハウジング２との相対回転を抑制せしめるべく互いにかみ合うことが可能に山部と谷部が各接触面上３１、２３を延び、密封対象領域側Ｏからの圧力Ｐによって各接触面３１、２３が押圧されたときの変形によって互いの隙間を埋めることが可能な微小な高さで山部が形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、シールリングを用いた密封構造に関するものである。

自動車用の自動変速機等において軸とハウジングとの間の環状隙間を密封するために用いられる密封構造としては、図７に示すような密封構造が知られている。図７は、従来技術に係る密封構造の模式的断面図である。

図７に示すように、この種の密封構造は、概略、軸１００と、該軸１００が挿入される軸孔が設けられたハウジング２００と、これらの間の環状隙間を密封するためのシールリング３００と、から構成される。ここで、軸１００とハウジング２００は互いに相対回転自在に設けられている。また、軸１００には環状溝１０１が形成されており、この環状溝１０１に樹脂材料からなるシールリング３００が装着される。

密封対象領域側Ｏから反密封対象領域側Ａに向けて図中矢印Ｐ方向に作用する圧力によってシールリング３００が反密封対象領域側Ａに押圧されると、シールリング３００の反密封対象領域側Ａの側面３０１が環状溝１０１の側壁面１０１ａに密着し、シールリング３００の外周面３０２が軸孔の内周面２０１に密着する。これにより、軸１００とハウジング２００との間の環状隙間が密封される。

なお、密封構造の構成としては、この他にも以下の文献に示すものがある。
特許第２６８１８６５号公報特開平８−２１９２９２号公報特開平１１−４４３６３号公報

近年、自動変速機等の燃費向上を主な目的とした軽量化が進められており、構造部品の材質を従来の鉄からアルミニウム合金等の軽量な軟質材料に変更する流れがある。

したがって、軽量化等のため、例えば、ハウジング２００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、軸１００とハウジング２００とが相対回転すると、ハウジング２００がシールリング３００との摺動によって摩耗を生じ、シールリング３００の密封性能が低下してしまう。

また、これらの間に、密封対象流体である潤滑油中に存在する異物がかみ込まれたり摩耗紛が蓄積した場合には、ハウジング２００の摩耗をさらに助長し、異常摩耗を発生することがあった。

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、軟質材料を用いたハウジング又は軸の摩耗を抑制することができる密封構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明における密封構造は、
軟質材料からなるハウジングの軸孔と該軸孔に挿入される軸のいずれか一方の部材に設けられた環状溝に軟質樹脂材料からなるシールリングを装着し、密封対象領域側からの圧
力によって前記シールリングが他方の部材の表面と前記環状溝における反密封対象領域側の側壁面にそれぞれ密着することにより、前記ハウジングと前記軸との間の隙間を密封する密封構造であって、
前記シールリングと前記ハウジングとの間の各接触面には、それぞれ山部と谷部とが交互に設けられて構成される凹凸が設けられており、
前記シールリングの凹凸と前記ハウジングの凹凸は、前記シールリングと前記ハウジングとの相対回転を抑制せしめるべく互いにかみ合うことができるように山部と谷部が前記各接触面上を延びるとともに、密封対象領域側からの圧力によって前記各接触面が押圧されたときの変形によって互いの隙間を埋めることができるような微小な高さで前記山部が形成されることを特徴とする。

このように、ハウジングに軟質材料を用いる場合には、シールリングにおけるハウジングとの接触面の凹凸と、ハウジングにおけるシールリングとの接触面の凹凸とが、シールリングとハウジングの相対回転を抑制するようにかみ合うことにより、ハウジングと軸との相対回転時にハウジングとシールリングとが摺動することが抑制される。したがって、軟質材料からなるハウジングの摩耗の発生が抑制される。

また、凹凸の山部が密封対象領域側からの圧力によって押圧変形することにより各接触面間の隙間を埋めることができる程度の微小な高さで設けられているので、シールリングとハウジングの接触面間から密封対象流体が漏れるのを抑制することができる。

前記凹凸は、山部と谷部が前記ハウジングと前記軸との相対回転方向に対して直交する方向に延びているとよい。

これにより、シールリングの凹凸とハウジングの凹凸とが、ハウジングと軸との相対回転方向に対して直交する方向に互いにかみ合う状態となり、シールリングとハウジングとの摺動を抑制させる力を分散させることなく効果的な摺動抑制を図ることができる。

ここで、シールリングが装着される環状溝をハウジングの軸孔内周面に設ける場合には、前記凹凸は、前記環状溝の反密封対象領域側の側壁面と該側壁面に接触する前記シールリングの側面とにそれぞれ設けられ、山部と谷部が前記各接触面上をそれぞれ径方向に延びるとよい。また、環状溝を軸の外周面に設ける場合には、前記凹凸は、前記ハウジングの軸孔内周面と該軸孔内周面に接触する前記シールリングの外周面とにそれぞれ設けられ、山部と谷部が前記各接触面上をそれぞれ軸方向に延びるとよい。

これにより、ハウジングとシールリングとの間の接触面同士が、ハウジングと軸との相対回転時において回転方向に対してかみ合う構成となり、ハウジングとシールリングとの摺動が抑制される。

上記目的を達成するために、本発明における密封構造は、
ハウジングの軸孔と該軸孔に挿入される軟質材料からなる軸のいずれか一方の部材に設けられた環状溝に軟質樹脂材料からなるシールリングを装着し、密封対象領域側からの圧力によって前記シールリングが他方の部材の表面と前記環状溝における反密封対象領域側の側壁面にそれぞれ密着することにより、前記ハウジングと前記軸との間の隙間を密封する密封構造であって、
前記シールリングと前記軸との間の各接触面には、それぞれ山部と谷部とが交互に設けられて構成される凹凸が設けられており、
前記シールリングの凹凸と前記軸の凹凸は、前記シールリングと前記軸との相対回転を抑制せしめるべく互いにかみ合うことができるように山部と谷部が前記各接触面上を延びるとともに、密封対象領域側からの圧力によって前記各接触面が押圧されたときの変形に
よって互いの隙間を埋めることができるような微小な高さで前記山部が形成されることを特徴とする。

このように、軸に軟質材料を用いる場合には、シールリングにおける軸との接触面の凹凸と、軸におけるシールリングとの接触面の凹凸とが、シールリングと軸の相対回転を抑制するようにかみ合うことにより、ハウジングと軸との相対回転時に軸とシールリングとが摺動することが抑制される。したがって、軟質材料からなる軸の摩耗の発生が抑制される。

また、凹凸の山部と谷部は、密封対象領域側からの圧力によって押圧変形することにより各接触面間の隙間を埋めることができる程度の微小な高さで設けられているので、シールリングと軸の接触面間から密封対象流体が漏れるのを抑制することができる。

これにより、シールリングの凹凸と軸の凹凸とが、ハウジングと軸との相対回転方向に対して直交する方向に互いにかみ合う状態となり、シールリングと軸との摺動を抑制させる力を分散させることなく効果的な摺動抑制を図ることができる。

ここで、シールリングが装着される環状溝をハウジングの軸孔内周面に設ける場合には、前記凹凸は、前記軸の外周面と該外周面に接触する前記シールリングの内周面とにそれぞれ設けられ、山部と谷部が前記各接触面上をそれぞれ軸方向に延びるとよい。また、環状溝を軸の外周面に設ける場合には、前記凹凸は、前記環状溝の反密封対象領域側の側壁面と該側壁面に接触する前記シールリングの側面とにそれぞれ設けられ、山部と谷部が前記各接触面上をそれぞれ径方向に延びるとよい。

これにより、軸とシールリングとの間の接触面同士が、ハウジングと軸との相対回転時において回転方向に対してかみ合う構成となり、軸とシールリングとの摺動が抑制される。

以上説明したように、本発明により、軟質材料を用いたハウジング又は軸の摩耗を抑制することができる。

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。

＜密封構造の基本構成＞
まず、図１を参照して、密封構造の基本構成について説明する。図１は密封構造の基本構成を示す模式的半断面図であり、（ａ）はシールリングが装着される環状溝がハウジングの軸孔内周面に設けられる場合、（ｂ）はシールリングが装着される環状溝が軸の外周面に設けられる場合をそれぞれ示している。

これらの密封構造は、軸１と該軸１が挿入される軸孔を有するハウジング２との間の環状隙間をシールリング３によって密封するものである。ここで、軸１とハウジング２は互いに相対回転自在に設けられている。

図１（ａ）に示す構成においては、ハウジング２の軸孔２０の内周面２１に環状溝２２が設けられている。シールリング３は、環状溝２２に装着され、密封対象領域側Ｏから作用する圧力Ｐによって反密封対象領域側Ａに押圧されると、内周面３０が軸１の外周面１０に密着するとともに反密封対象領域側Ａの側面３１が環状溝２２の反密封対象領域側Ａの側壁面２３に密着する。これにより、軸１とハウジング２の軸孔２０との間の環状隙間が密封される。

図１（ｂ）に示す構成においては、軸１の外周面１０に環状溝１１が設けられている。シールリング３は、環状溝１１に装着され、密封対象領域側Ｏから作用する圧力Ｐによって反密封対象領域側Ａに押圧されると、外周面３２がハウジング２の軸孔２０の内周面２１に密着するとともに反密封対象領域側Ａの側面３１が環状溝１１の反密封対象領域側Ａの側壁面１２に密着する。これにより、軸１とハウジング２の軸孔２０との間の環状隙間が密封され、密封対象流体である作動油や潤滑油等が反密封対象領域側Ａへ漏れるのが抑制される。

特に図示はしないが、シールリング３は、円周上の一箇所で分離された有端状のリングからなり、このような分離部を設けることにより環状溝への装着を容易にしている。分離部の形状としては、従来から知られた種々の形状（例えば、ストレートカット、ステップカット等）を採用することができる。

（実施例１）
次に、図２及び図３を参照して、本発明の実施例１に係る密封構造について説明する。図２は、本実施例に係る密封構造の構成について説明する模式図であって、（ａ）は本実施例に係る密封構造の模式的断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡＡ断面を反密封対象領域側Ａから密封対象領域側Ｏに向かってみたシールリングの模式的側面図であり、（ｃ）は（ａ）のＡＡ断面を密封対象領域側Ｏから反密封対象領域側Ａに向かってみたハウジングの模式的断面図であって環状溝の側壁面を示す図である。図３は、ハウジングとシールリングとの間の接触面の様子を説明する模式的断面図であって、（ａ）は図１（ｂ）のＢＢ断面であり、（ｂ）は図１（ｃ）のＣＣ断面であり、（ｃ）はハウジングとシールリングとの間の各接触面がかみ合った状態を示す図である。

図２（ａ）に示すように、本実施例に係る密封構造の基本構成は、図１（ａ）に示す密封構造と同様の構成、すなわち、シールリング３が装着される環状溝がハウジング２の軸孔２０の内周面２１に設けられた構成であり、その詳細や使用時の状態等についての説明は省略する。

本実施例では、ハウジング２にアルミや圧延軟鋼等の軟質材料が使用されており、シールリング３にＰＴＦＥ等の軟質樹脂材料が用いられている。

図２（ｃ）、図３（ｂ）に示すように、ハウジング２においてシールリング３との接触面となる環状溝２２の反密封対象領域側Ａの側壁面２３には、径方向に放射状に延びるスジ状の山部２３ａと谷部２３ｂとから構成された凹凸が設けられている。

同様に、図２（ｂ）、図３（ａ）に示すように、シールリング３においてハウジング２との接触面となる反密封対象領域側Ａの側面３１には、径方向に放射状に延びるスジ状の山部３１ａと谷部３１ｂとから構成された凹凸が設けられている。

図３（ｃ）に示すように、密封対象領域側Ｏから作用する圧力によってシールリング３が環状溝２２の反密封対象領域側Ａの側壁面２３に押圧されると、環状溝２２の側壁面２
３における山部２３ａ及び谷部２３ｂと、シールリング３の側面３１における山部３１ａ及び谷部３１ｂとが、かみ合った状態になる。この状態になると、軸１とハウジング２が相対回転を生じたときのハウジング２の回転方向に対して、山部２３ａ及び谷部２３ｂと山部３１ａ及び谷部３１ｂとが互いに干渉を生じ、シールリング３がハウジング２と一体となって回転する状態となる。これにより、軸１とハウジング２の相対回転時にシールリング３とハウジング２が摺動するのが抑制される。

また、ハウジング２とシールリング３との間の各接触面における凹凸の大きさ（すなわち、各山部２３ａ、３１ａの高さや間隔、あるいは各谷部２３ｂ、３１ｂの深さや間隔）は、ハウジング２やシールリング３の全体的な大きさと比較して、それぞれ微小な大きさとなっている。具体的には、密封対象領域側Ｏから作用する密封対象流体の圧力を受けてシールリング３の側面３１が環状溝２２の側壁面２３に押圧されたときに生じる変形によって、各接触面の間の隙間が埋まるように各接触面の凹凸が変形できる程度の大きさである。

すなわち、図３（ｃ）では各接触面間（各凹凸の間）に隙間があるように図示しているが、実際には、密封対象流体の圧力によって各接触面が互いに押圧されると、軟質樹脂材料からなるシールリング３の山部３１ａ及び谷部３１ｂが、環状溝２２の側壁面２３における山部２３ａ及び谷部２３ｂに対して隙間なく密着するように変形する（つぶれる）。これにより、ハウジング２とシールリング３との間の接触面における密封対象流体の漏れを抑制することができる。

したがって、本実施例に係る密封構造によれば、軟質材料からなるハウジング２の摩耗の発生を抑制することにより、装置の長寿命化を図ることができとともに、装置に軟質材料の採用を可能にすることにより、装置の軽量化に寄与することができる。

（実施例２）
次に、図４を参照して、本発明の実施例２に係る密封構造について説明する。図４は、本実施例に係る密封構造の構成について説明する模式図であって、（ａ）は本実施例に係る密封構造の模式的断面図であり、（ｂ）はシールリング及びハウジングの模式的斜視図であり、（ｃ）は（ａ）のＤＤ断面であり、ハウジングとシールリングとの間の各接触面がかみ合った状態を示す図である。

図４（ａ）に示すように、本実施例に係る密封構造の基本構成は、図１（ｂ）に示す密封構造と同様の構成、すなわち、シールリング３が装着される環状溝が軸１の外周面に設けられた構成であり、その詳細や使用時の状態等についての説明は省略する。

図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、ハウジング２においてシールリング３との接触面となる軸孔２０の内周面２１には、軸方向に延びるスジ状の山部２１ａと谷部２１ｂとから構成された凹凸が、内周面２１の全周にわたって設けられている。

同様に、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、シールリング３においてハウジング２との接触面となる外周面３２には、軸方向に延びるスジ状の山部３２ａと谷部３２ｂとから構成された凹凸が、外周面３２の全周にわたって設けられている。

図４（ｃ）に示すように、密封対象領域側Ｏから作用する圧力によってシールリング３がハウジング２の軸孔２０の内周面２１に押圧されると、ハウジング２の軸孔２０の内周
面２１における山部２１ａ及び谷部２１ｂと、シールリング３の外周面３２における山部３２ａ及び谷部３２ｂとが、かみ合った状態になる。この状態になると、軸１とハウジング２が相対回転を生じたときのハウジング２の回転方向に対して、山部２１ａ及び谷部２１ｂと山部３２ａ及び谷部３２ｂとが互いに干渉を生じ、シールリング３がハウジング２と一体となって回転する状態となる。これにより、軸１とハウジング２の相対回転時にシールリング３とハウジング２が摺動するのが抑制される。

また、ハウジング２とシールリング３との間の各接触面における凹凸の大きさ（すなわち、各山部２１ａ、３２ａの高さや間隔、あるいは各谷部２１ｂ、３２ｂの深さや間隔）は、ハウジング２やシールリング３の全体的な大きさと比較して、それぞれ微小な大きさとなっている。具体的には、密封対象領域側Ｏから作用する密封対象流体の圧力を受けてシールリング３の外周面３２がハウジング２の軸孔２０の内周面２１に押圧されたときに生じる変形によって、各接触面の間の隙間が埋まるように各接触面の凹凸が変形できる程度の大きさである。

すなわち、図４（ｃ）では各接触面間（各凹凸の間）に隙間があるように図示しているが、実際には、密封対象流体の圧力によって各接触面が互いに押圧されると、軟質樹脂材料からなるシールリング３の山部３２ａ及び谷部３２ｂが、軸孔２０の内周面２１における山部２１ａ及び谷部２１ｂに対して隙間なく密着するように変形する（つぶれる）。これにより、ハウジング２とシールリング３との間の接触面における密封対象流体の漏れを抑制することができる。

（実施例３）
次に、図５を参照して、本発明の実施例３に係る密封構造について説明する。図５は、本実施例に係る密封構造の構成について説明する模式図であって、（ａ）は本実施例に係る密封構造の模式的断面図であり、（ｂ）はシールリング及び軸の模式的斜視図であり、（ｃ）は（ａ）のＥＥ断面であり、シールリングと軸との間の各接触面がかみ合った状態を示す図である。

図５（ａ）に示すように、本実施例に係る密封構造の基本構成は、図１（ａ）に示す密封構造と同様の構成、すなわち、シールリング３が装着される環状溝がハウジング２の軸孔２０の内周面２１に設けられた構成であり、その詳細や使用時の状態等についての説明は省略する。

本実施例では、軸１にアルミや圧延軟鋼等の軟質材料が使用されており、シールリング３にＰＴＦＥ等の軟質樹脂材料が用いられている。

図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、軸１においてシールリング３との接触面となる外周面１０には、軸方向に延びるスジ状の山部１０ａと谷部１０ｂとから構成された凹凸が、外周面１０の全周にわたって設けられている。

同様に、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、シールリング３において軸１との接触面となる内周面３０には、軸方向に延びるスジ状の山部３０ａと谷部３０ｂとから構成された凹凸が、内周面３０の全周にわたって設けられている。

図５（ｃ）に示すように、密封対象領域側Ｏから作用する圧力によってシールリング３
が軸１の外周面１０に押圧されると、軸１の外周面１０における山部１０ａ及び谷部１０ｂと、シールリング３の内周面３０における山部３０ａ及び谷部３０ｂとが、互いにかみ合った状態になる。この状態になると、軸１とハウジング２が相対回転を生じたときの軸１の回転方向に対して、山部１０ａ及び谷部１０ｂと山部３０ａ及び谷部３０ｂとが互いに干渉を生じ、シールリング３が軸１と一体となって回転する状態となる。これにより、軸１とハウジング２の相対回転時にシールリング３と軸１が摺動するのが抑制される。

また、軸１とシールリング３との間の各接触面における凹凸の大きさ（すなわち、各山部１０ａ、３０ａの高さや間隔、あるいは各谷部１０ｂ、３０ｂの深さや間隔）は、軸１やシールリング３の全体的な大きさと比較して、それぞれ微小な大きさとなっている。具体的には、密封対象領域側Ｏから作用する密封対象流体の圧力を受けてシールリング３の内周面３０が軸１の外周面１０に押圧されたときに生じる変形によって、各接触面の間の隙間が埋まるように各接触面の凹凸が変形できる程度の大きさである。

すなわち、図５（ｃ）では各接触面間（各凹凸の間）に隙間があるように図示しているが、実際には、密封対象流体の圧力によって各接触面が互いに押圧されると、軟質樹脂材料からなるシールリング３の山部３０ａ及び谷部３０ｂが、軸１の外周面１０における山部１０ａ及び谷部１０ｂに対して隙間なく密着するように変形する（つぶれる）。これにより、軸１とシールリング３との間の接触面における密封対象流体の漏れを抑制することができる。

したがって、本実施例に係る密封構造によれば、軟質材料からなる軸１の摩耗の発生を抑制することにより、装置の長寿命化を図ることができとともに、装置に軟質材料の採用を可能にすることにより、装置の軽量化に寄与することができる。

（実施例４）
次に、図６を参照して、本発明の実施例４に係る密封構造について説明する。図６は、本実施例に係る密封構造の構成について説明する模式図であって、（ａ）は本実施例に係る密封構造の模式的断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＦＦ断面を反密封対象領域側Ａから密封対象領域側Ｏに向かってみたシールリングの模式的側面図であり、（ｃ）は（ａ）のＦＦ断面を密封対象領域側Ｏから反密封対象領域側Ａに向かってみた軸の模式的断面図であって環状溝の側壁面を示す図であり、（ｄ）は（ａ）のＧＧ断面であり、軸とシールリングとの間の各接触面がかみ合った状態を示す図である。

図６（ａ）に示すように、本実施例に係る密封構造の基本構成は、図１（ｂ）に示す密封構造と同様の構成、すなわち、シールリング３が装着される環状溝が軸１の外周面に設けられた構成であり、その詳細や使用時の状態等についての説明は省略する。

図６（ｃ）、（ｄ）に示すように、軸１においてシールリング３との接触面となる環状溝１１の反密封対象領域側Ａの側壁面１２には、径方向に放射状に延びるスジ状の山部１２ａと谷部１２ｂとから構成された凹凸が設けられている。

同様に、図６（ｂ）、（ｄ）に示すように、シールリング３において軸１との接触面となる反密封対象領域側Ａの側面３１には、径方向に放射状に延びるスジ状の山部３１ａと谷部３１ｂとから構成された凹凸が設けられている。

図６（ｄ）に示すように、密封対象領域側Ｏから作用する圧力によってシールリング３
が環状溝１１の反密封対象領域側Ａの側壁面１２に押圧されると、環状溝１１の側壁面１２における山部１２ａ及び谷部１２ｂと、シールリング３の側面３１における山部３１ａ及び谷部３１ｂとが、かみ合った状態になる。この状態になると、軸１とハウジング２が相対回転を生じたときの軸１の回転方向に対して、山部１２ａ及び谷部１２ｂと山部３１ａ及び谷部３１ｂとが互いに干渉を生じ、シールリング３が軸１と一体となって回転する状態となる。これにより、軸１とハウジング２の相対回転時にシールリング３と軸１が摺動するのが抑制される。

また、軸１とシールリング３との間の各接触面における凹凸の大きさ（すなわち、各山部１２ａ、３１ａの高さや間隔、あるいは各谷部１２ｂ、３１ｂの深さや間隔）は、軸１やシールリング３の全体的な大きさと比較して、それぞれ微小な大きさとなっている。具体的には、密封対象領域側Ｏから作用する密封対象流体の圧力を受けてシールリング３の側面３１が環状溝１１の側壁面１２に押圧されたときに生じる変形によって、各接触面の間の隙間が埋まるように各接触面の凹凸が変形できる程度の大きさである。

すなわち、図６（ｄ）では各接触面間（各凹凸の間）に隙間があるように図示しているが、実際には、密封対象流体の圧力によって各接触面が互いに押圧されると、軟質樹脂材料からなるシールリング３の山部３１ａ及び谷部３１ｂが、環状溝１１の側壁面１２における山部１２ａ及び谷部１２ｂに対して隙間なく密着するように変形する（つぶれる）。これにより、軸１とシールリング３との間の接触面における密封対象流体の漏れを抑制することができる。

ここで、上記各実施例においては、凹凸の山部と谷部がハウジングと軸の相対回転方向に対して直交する方向にスジ状に真っ直ぐ延びる構成としているが、摺動抑制効果を発揮することができるのであれば、多少傾いた方向の延びる構成であってもよいし、屈曲したり湾曲して延びる構成であってもよい。

また、上記各実施例においては、軟質材料からなるハウジング又は軸とシールリングとの間の接触面に設ける凹凸について、環状溝の側壁面またはシールリングの側面もしくは内外周面の全ての領域に設けているが、実際に相手部材と接触する領域に限定して設ける構成であってもよい。すなわち、各部材表面のうち相手部材と接触しない領域には凹凸を設けなくてもよい。さらに、摺動抑制効果を発揮することができるのであれば、凹凸を相手部材と接触する領域の全域に設けなくてもよく、接触領域の一部に部分的に設ける構成であってもよい。

また、図に示すように、上記各実施例においては、凹凸の断面形状を鋸歯状としているが、これ限定されるものではなく、互いにかみ合って摺動抑制効果を発揮することができるとともに、密封対象流体から受ける圧力によって互いに密着変形することができるような形状であれば適宜採用することができる。

また、上記各実施例における微小凹凸の成形方法としては、軸の外周面に成形する場合にはいわゆるローレット加工、シールリングの外周面に成形する場合にはローレット加工や型による成形、ハウジングの軸孔内周面に成形する場合にはブローチ加工、環状溝の測壁面に成形する場合にはＶ字のバイトによる切削加工などが挙げられる。

また、微小凹凸の具体的な大きさとしては、高さや深さや幅などを１０μｍ〜１００μ
ｍの範囲の大きさとするのが好適である。特に、シール性（密着性）を重視する場合には、かかる範囲のうち小さい寸法を採用するのが好ましく、まわり止め（摺動抑制）機能を重視する場合には、かかる範囲のうち大きい寸法を採用するのが好ましい。

ただし、以上述べた実施例の構成は、本発明の一具体例にすぎず、これらに限定されることなく、その技術的思想の範囲でさまざまな変形が可能である。例えば、微小凹凸の具体的な成形方法や形状や寸法などは、密封構造の使用環境や相手部材の仕様などに応じて適宜設計すればよい。また、上記実施例で述べた構成は、互いに組み合わせてもよい。

密封構造の基本構成を示す模式的半断面図である。実施例１に係る密封構造の構成について説明する模式図である。ハウジングとシールリングとの間の接触面の様子を説明する模式的断面図である。実施例２に係る密封構造の構成について説明する模式図である。実施例３に係る密封構造の構成について説明する模式図である。実施例４に係る密封構造の構成について説明する模式図である。従来技術に係る密封構造の模式的断面図である。

符号の説明

１軸
１０外周面
１０ａ山部
１０ｂ谷部
１１環状溝
１２側壁面
１２ａ山部
１２ｂ谷部
１３溝底面
２ハウジング
２０軸孔
２１内周面
２１ａ山部
２１ｂ谷部
２２環状溝
２３側壁面
２３ａ山部
２３ｂ谷部
２４溝底面
３シールリング
３０内周面
３１側面
３１ａ山部
３１ｂ谷部
３２外周面
３２ａ山部
３２ｂ谷部

Claims

軟質材料からなるハウジングの軸孔と該軸孔に挿入される軸のいずれか一方の部材に設けられた環状溝に軟質樹脂材料からなるシールリングを装着し、密封対象領域側からの圧力によって前記シールリングが他方の部材の表面と前記環状溝における反密封対象領域側の側壁面にそれぞれ密着することにより、前記ハウジングと前記軸との間の隙間を密封する密封構造であって、
前記シールリングと前記ハウジングとの間の各接触面には、それぞれ山部と谷部とが交互に設けられて構成される凹凸が設けられており、
前記シールリングの凹凸と前記ハウジングの凹凸は、前記シールリングと前記ハウジングとの相対回転を抑制せしめるべく互いにかみ合うことができるように山部と谷部が前記各接触面上を延びるとともに、密封対象領域側からの圧力によって前記各接触面が押圧されたときの変形によって互いの隙間を埋めることができるような微小な高さで前記山部が形成されることを特徴とする密封構造。
前記凹凸は、山部と谷部が前記ハウジングと前記軸との相対回転方向に対して直交する方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載の密封構造。
前記環状溝は、前記ハウジングの軸孔内周面に設けられており、
前記凹凸は、前記環状溝の反密封対象領域側の側壁面と該側壁面に接触する前記シールリングの側面とにそれぞれ設けられ、山部と谷部が前記各接触面上をそれぞれ径方向に延びることを特徴とする請求項１または２に記載の密封構造。
前記環状溝は、前記軸の外周面に設けられており、
前記凹凸は、前記ハウジングの軸孔内周面と該軸孔内周面に接触する前記シールリングの外周面とにそれぞれ設けられ、山部と谷部が前記各接触面上をそれぞれ軸方向に延びることを特徴とする請求項１または２に記載の密封構造。
ハウジングの軸孔と該軸孔に挿入される軟質材料からなる軸のいずれか一方の部材に設けられた環状溝に軟質樹脂材料からなるシールリングを装着し、密封対象領域側からの圧力によって前記シールリングが他方の部材の表面と前記環状溝における反密封対象領域側の側壁面にそれぞれ密着することにより、前記ハウジングと前記軸との間の隙間を密封する密封構造であって、
前記シールリングと前記軸との間の各接触面には、それぞれ山部と谷部とが交互に設けられて構成される凹凸が設けられており、
前記シールリングの凹凸と前記軸の凹凸は、前記シールリングと前記軸との相対回転を抑制せしめるべく互いにかみ合うことができるように山部と谷部が前記各接触面上を延びるとともに、密封対象領域側からの圧力によって前記各接触面が押圧されたときの変形によって互いの隙間を埋めることができるような微小な高さで前記山部が形成されることを特徴とする密封構造。
前記凹凸は、山部と谷部が前記ハウジングと前記軸との相対回転方向に対して直交する方向に延びていることを特徴とする請求項５に記載の密封構造。
前記環状溝は、前記ハウジングの軸孔内周面に設けられており、
前記凹凸は、前記軸の外周面と該外周面に接触する前記シールリングの内周面とにそれぞれ設けられ、山部と谷部が前記各接触面上をそれぞれ軸方向に延びることを特徴とする請求項５または６に記載の密封構造。
前記環状溝は、前記軸の外周面に設けられており、
前記凹凸は、前記環状溝の反密封対象領域側の側壁面と該側壁面に接触する前記シールリングの側面とにそれぞれ設けられ、山部と谷部が前記各接触面上をそれぞれ径方向に延びることを特徴とする請求項５または６に記載の密封構造。