JP2012163144A

JP2012163144A - 密封構造

Info

Publication number: JP2012163144A
Application number: JP2011023096A
Authority: JP
Inventors: Shuji Hashimoto; 修司橋本
Original assignee: Arai Seisakusho Co Ltd; FCC Co Ltd
Current assignee: Arai Seisakusho Co Ltd; FCC Co Ltd
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2011-02-04
Publication date: 2012-08-30
Also published as: WO2012105638A1

Abstract

【課題】曲面で対向する二部材を通して流体が流れる流路が設けられてなる構造において、コストを抑制しながら上記二部材間からの流体の漏洩を防止することができる密封構造を提供する。
【解決手段】第１の流路３１が形成された第１の部材１０と第２の流路３２が形成された第２の部材２０とが互いに曲面で対向し、第１の部材１０の前記曲面に第１の流路３１の第１の開口端３１ａが形成されているとともに第２の部材２０の前記曲面に第２の流路３２の第２の開口端３２ａが形成されている構造において、リング状のシール部材４０を、第１の開口端３１ａおよび第２の開口端３２ａの双方の外周を取り囲むようにして、第１の部材１０および第２の部材２０の前記曲面で挟んで配置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、曲面で対向する二部材を通して流体が流れる流路が設けられてなる構造に用いて好適な、流体の漏洩を防止する密封構造に関する。

従来、図９および図１０に示すように、曲面で対向する二部材１１０，１２０を通して流体が流れる流路１３０が設けられてなる構造においては、前記二部材１１０，１２０間に流路１３０を挟んで２個のリング状のシール部材（Ｏリング）１４０Ａ，１４０Ｂを配置して、二部材１１０，１２０間からの流体の漏洩を防止することが一般的である（例えば、特許文献１の図１参照）。

特開２００６−３０７８８１号公報

しかしながら、このような構造は複数個のシール部材１４０Ａ，１４０Ｂを必要とし、また、シール部材１４０Ａ，１４０Ｂを設置するための溝１５０Ａ，１５０Ｂの加工も複数箇所に必要となるため、高価なものとなっていた。

本発明は、斯かる実情に鑑み、コストを抑制しながら流体の漏洩を防止することができる密封構造を提供しようとするものである。

本発明の密封構造は、第１の流路が形成された第１の部材と第２の流路が形成された第２の部材とが互いに曲面で対向し、前記第１の部材の前記曲面に前記第１の流路の第１の開口端が形成されているとともに前記第２の部材の前記曲面に前記第２の流路の第２の開口端が形成されている構造において、前記第１の流路および前記第２の流路を通して流れる流体が前記第１の部材および前記第２の部材の間から漏洩することを防止する密封構造であって、リング状のシール部材が、前記第１の部材および前記第２の部材に挟まれながら、前記第１の開口端および前記第２の開口端の双方の外周を取り囲むようにして配置されていることを特徴としている。

なお、前記シール部材は、前記第１の開口端および前記第２の開口端の少なくとも一方と同軸に配置されていることが好ましい。

また、前記第１の部材および前記第２の部材の少なくとも一方に、前記シール部材を配置するための溝が加工されていることが好ましい。

また、前記シール部材は、前記第１の部材および前記第２の部材の相対的な移動を許容するように、平面視で楕円状または長方形状のリング状に形成され、その長手方向を前記移動方向に一致させて配置されていることが好ましい。

また、前記第１の部材および前記第２の部材の一方は軸部材であり、前記第１の部材および前記第２の部材の他方は前記軸部材が内挿されるハウジングであることが好ましい。

本発明の密封構造によれば、複数個のシール部材と複数箇所のシール部材装着溝の加工が不要となり、シール部材の部品点数を削減するとともに、溝加工を簡略化し、廉価で確実に流体の漏洩を防止することができるという優れた効果を奏し得る。

本発明の一実施形態に係る密封構造を模式的に示す縦断面図である。本発明の一実施形態に係る密封構造を模式的に示す横断面図である。本発明の一実施形態に係る密封構造を模式的に示す上面図である。本発明の一実施形態に係る密封構造のシール部材の第１の変形例を模式的に示す断面図である。（ａ）および（ｂ）ともに、本発明の一実施形態に係る密封構造のシール部材の第２の変形例を模式的に示す断面図である。本発明の一実施形態に係る密封構造の溝加工の第１の変形例を模式的に示す断面図である。本発明の一実施形態に係る密封構造の溝加工の第２の変形例を模式的に示す縦断面図である。（ａ）および（ｂ）ともに、本発明の一実施形態に係る密封構造の変形例を模式的に示す上面図である。従来技術に係る密封構造を模式的に示す上面図である。従来技術に係る密封構造を模式的に示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

本実施形態は、曲面で対向する二部材（第１の部材および第２の部材）を通して流体が流れる流路（第１の流路および第２の流路）が設けられてなる構造において、二部材間からの流体の漏洩を防止する密封構造である。

図１および図２に示すように、本密封構造では、二部材のうち一方を軸部材１０とするとともに、他方を軸部材１０が内挿されるハウジング２０とする。これらの二部材は、例えば自動車に搭載されるエンジン、トランスミッション、パワーステアリング、あるいは切換バルブ等の構成要素であって、流体として潤滑油や作動油が用いられるものである。ただし、二部材を構成要素として備える機器や部材は上述のものに限定されず、また、二部材は軸部材１０やハウジング２０に限定されるものでもない。二部材は、少なくとも曲面を有する部材であって、各曲面上に入口または出口が開口する流路が形成され、少なくとも当該曲面が互いに対向するように配置される任意の部材であればよい。さらに、流体についても、潤滑油や作動油に限定されるものではなく、例えば水等の他の液体や、あるいは気体であってもよい。

軸部材１０には、入口または出口となる開口端（以下、第１の開口端ともいう）３１ａを有する流路（以下、第１の流路ともいう）３１が形成されている。また、ハウジング２０には、入口または出口となる開口端（以下、第２の開口端ともいう）３２ａを有する流路（以下、第２の流路ともいう）３２が形成されている。

第１の流路３１は、軸方向に延びる流路と当該流路に接続されて径方向に延びる流路とを少なくとも組み合わせて形成されている。第２の流路３２は、ハウジング２０に軸部材１０が内挿された状態で軸部材１０の径方向に延びる流路を少なくとも備えて形成されている。第１の流路３１および第２の流路３２によって、軸部材１０およびハウジング２０を通して一連の流路３０が形成される。

第１の開口端３１ａおよび第２の開口端３２ａは、軸部材１０およびハウジング２０の互いに対向する曲面上にそれぞれ開口して形成されている。さらに、第１の開口端３１ａおよび第２の開口端３２ａは、同軸となる対向する位置に形成されている。

このような軸部材１０およびハウジング２０の曲面に挟まれながら、第１の開口端３１ａおよび第２の開口端３２ａの双方の外周を取り囲むようにして、リング状のシール部材４０が配置されている。シール部材４０は、第１の開口端３１ａおよび第２の開口端３２ａと同軸に配置されている。

シール部材４０は弾性変形可能な弾性部材（例えばＯリング）であり、その素材としては、例えば合成ゴムや合成樹脂、あるいは柔軟性金属などを使用することが可能である。また、シール部材４０の形状は、図１および図２に示すような断面略矩形状のほかに、断面球形状や、図４に示すような断面Ｃ字状のリップ形状、さらには図５（ａ）および（ｂ）に示すようなシール面にリブ状の突起を設けた形状など、種々の形状を採用することが可能である。特に、図４に示すようなリップ形状のシール部材４０によれば、流体の内圧でシール面部４０ａ，４０ｂが互いに離隔する方向に拡張し、軸部材１０およびハウジング２０の対向する曲面（壁面）により密着して、シール性能をより高めることができる。

軸部材１０には、シール部材４０を配置するための溝１１が、第１の開口端３１ａの外周に凹状に加工されている。溝１１は、第１の開口端３１ａおよび第２の開口端３２ａの位置・形状とシール部材４０の形状とに適合するように、本実施形態では図３に示すような上面視で正円状に形成されている。ただし、溝１１の形状はこれに限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係る密封構造は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。

本実施形態の密封構造は、軸部材１０に溝１１を一つ加工し、その溝１１に一つのシール部材４０を装着するだけとなっている。したがって、従来の密封構造のように複数個のシール部材および複数箇所の溝加工が不要となり、シール部材の部品点数を削減するとともに溝加工を簡略化することができ、廉価で確実に流体の漏洩を防止することができる。

なお、本発明の密封構造は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば、上述の実施形態では、溝１１は上面視で正円状に加工されているが、例えば上面視で楕円状や、矩形状や、あるいは図６に示すように円形（正円状や楕円状）乃至は矩形状のリング状に加工されていてもよい。例えばリング状の溝１１′であれば、軸部材１０側の流路３１の開口端３１ａとハウジング２０側の流路３２の開口端３２ａとを接近させることができる。これは、軸部材１０とハウジング２０との間の隙間をより小さくできるという点で好ましい。

また、上述の実施形態では、軸部材１０側に溝１１，１１′を加工したが、図７に示すように、ハウジング２０側に溝２１を加工してもよい。すなわち、シール部材４０は、軸部材１０およびハウジング２０のうちのいずれか一方に溝加工して装着するようにしてもよいし、あるいは軸部材１０およびハウジング２０の両方に溝加工して装着するようにしてもよい。

また、上述の実施形態では、シール部材４０は軸部材１０側の流路３１の開口端３１ａおよびハウジング２０側の流路３２の開口端３２ａの両方と同軸に配置されているが、少なくとも一方と同軸に配置されていればよい。

すなわち、上述の実施形態では、軸部材１０およびハウジング２０は相対的に静止しているものを想定しているが、変形例として、軸部材１０およびハウジング２０が相対的に移動するもの（軸部材１０およびハウジング２０の設置位置のズレを許容するものを含む）であってもよい。

例えば、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、軸部材１０がハウジング２０に対して移動するものとする。このとき、ハウジング２０側に溝２１′を加工する。溝２１′は、流路３２の開口端３２ａの外周に、流路３２の開口端３２ａと同軸の凹状に形成されているとともに、軸部材１０の移動方向に直交する方向に比べて移動方向に長く延びる形状に形成されている。そして、シール部材４０′は、平面視で楕円状または長方形状のリング状に形成され、その長手方向を前記移動方向に一致させて溝２１′内に装着されるようにする。これにより、シール部材４０′の中心位置が、ハウジング２０側の流路３２の開口端３２ａの中心位置と同軸である一方、軸部材１０側の流路３１の開口端３１ａの中心位置からずれて配置されることを可能とする。

より具体的には、図８（ａ）に示すように、軸部材１０の周方向の移動（例えば揺動）を許容するように、ハウジング２０側において溝２１′が軸方向に比べて周方向に沿って長く延びる形状に加工されたものとする。同時に、シール部材４０′としては平面視で楕円状または長方形状のリング状のものを用い、その長手方向を周方向に一致させて溝２１′内に装着するようにする。

また、図８（ｂ）に示すように、軸部材１０の軸方向の移動を許容するように、ハウジング２０側において溝２１′が周方向に比べて軸方向に沿って長く延びる形状に加工されたものとする。同時に、シール部材４０′としては平面視で楕円状または長方形状のリング状のものを用い、その長手方向を軸方向に一致させて溝２１′内に装着するようにする。

これによれば、溝２１′内にシール部材４０′を装着した際、軸部材１０側の流路３１の開口端３１ａとハウジング２０側の流路３２の開口端３２ａとが、溝２１′およびシール部材４０′の移動方向長さ（周方向長さまたは軸方向長さ）の範囲内で移動方向（周方向または軸方向）にずれている場合であっても、流路３１の開口端３１ａおよび流路３２の開口端３２ａはシール部材４０′によって取り囲まれて、シール部材４０′の内側を介して連通し、シール部材４０′によって流体の漏洩を確実に防止することができる。

本発明の密封構造は、例えば自動車に搭載されるエンジン、トランスミッション、パワーステアリング、あるいは切換バルブ等の、流体の漏洩防止が必要とされる各種の機器や部材の製造に利用することができる。

１０軸部材
１１溝
２０ハウジング
３１、３２流路
３１ａ、３２ａ開口端
４０シール部材

Claims

第１の流路が形成された第１の部材と第２の流路が形成された第２の部材とが互いに曲面で対向し、前記第１の部材の前記曲面に前記第１の流路の第１の開口端が形成されているとともに前記第２の部材の前記曲面に前記第２の流路の第２の開口端が形成されている構造において、前記第１の流路および前記第２の流路を通して流れる流体が前記第１の部材および前記第２の部材の間から漏洩することを防止する密封構造であって、
リング状のシール部材が、前記第１の部材および前記第２の部材に挟まれながら、前記第１の開口端および前記第２の開口端の双方の外周を取り囲むようにして配置されている
ことを特徴とする、密封構造。
前記シール部材は、前記第１の開口端および前記第２の開口端の少なくとも一方と同軸に配置されている
ことを特徴とする、請求項１に記載の密封構造。
前記第１の部材および前記第２の部材の少なくとも一方に、前記シール部材を配置するための溝が加工されている
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の密封構造。
前記シール部材は、前記第１の部材および前記第２の部材の相対的な移動を許容するように、平面視で楕円状または長方形状のリング状に形成され、その長手方向を前記移動方向に一致させて配置されている
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の密封構造。
前記第１の部材および前記第２の部材の一方は軸部材であり、
前記第１の部材および前記第２の部材の他方は前記軸部材が内挿されるハウジングである
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の密封構造。