JP2015014343A

JP2015014343A - シール構造

Info

Publication number: JP2015014343A
Application number: JP2013142414A
Authority: JP
Inventors: 文利小山; Fumitoshi Koyama
Original assignee: Denso Corp; Advics Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Advics Co Ltd
Priority date: 2013-07-08
Filing date: 2013-07-08
Publication date: 2015-01-22
Also published as: CN104279332A; US20150008651A1; DE102014213152A1

Abstract

【課題】非円形のシール部材を用いるシール構造において、シール部材の捻れによるシール性の低下を防止する。【解決手段】シール部材７は、対向して配置された２つの直線状の直線シール部７００と、２つの直線シール部７００の端部を繋ぐ２つの円弧状の円弧シール部とを備える、非円形形状であり、直線シール部７００に突起部７１を設けている。キャップ６およびシール部材７を、挿入向きＢに沿ってハウジング１の液溜め室１１に挿入する際、接触面圧が相対的に小さい直線シール部７００は、液溜め室壁面１１０に接触して捻られようとするが、突起部７１が液溜め室壁面１１０に当接して直線シール部７００の捻れが阻止される。【選択図】図８

Description

本発明は、弾性材からなるシール部材により２つの部材間をシールするシール構造に関するものである。

従来、円形の孔が形成された第１部材と第１部材の孔に挿入される第２部材との間をシールする場合、弾性材からなる円形のシール部材（いわゆる、Ｏリング）が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

実開平７−３７８４５号公報

ところで、円形のシール部材を用いるシール構造の場合、シール部材を第２部材の溝に組み付けた状態では、シール部材の内周面と第２部材との接触面圧はシール部材の周方向全域で略等しくなっており、また、シール部材の内周面はシール部材の周方向全域で第２部材と接触している。

一方、図９、１０に示すように、例えば２つの直線状のシール部Ｊ７００の端部を２つの円弧状のシール部Ｊ７０１で繋いだ形状（すなわち、非円形）のシール部材Ｊ７を用いるシール構造の場合、シール部材Ｊ７を第２部材Ｊ６の溝Ｊ６１に組み付けた状態では、直線状のシール部Ｊ７００の内周面と第２部材Ｊ６との接触面圧はなく（すなわち、直線状のシール部Ｊ７００の内周面と第２部材Ｊ６は非接触）、円弧状のシール部Ｊ７０１の内周面と第２部材Ｊ６との接触面圧は高くなっている。

このため、シール部材Ｊ７を第２部材Ｊ６の溝Ｊ６１に組み付けた後、それらを第１部材Ｊ１の非円形の孔Ｊ１１に挿入する工程において、直線状のシール部Ｊ７００の外周面が孔Ｊ１１を形成する第１部材Ｊ１の壁面Ｊ１１０に接触して直線状のシール部Ｊ７００は捻られ、一方、円弧状のシール部Ｊ７０１は第２部材Ｊ６との接触面圧が高いため捻られない。その結果、シール部材Ｊ７は直線状のシール部Ｊ７００と円弧状のシール部Ｊ７０１との間で捻れてしまい、シール性が低下するという問題が発生する。

本発明は上記点に鑑みて、非円形のシール部材を用いるシール構造において、シール性の低下を防止することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、非円形の孔（１１）が形成された第１部材（１）と、非円形で且つ環状に連続する溝（６１）が外周側に形成され、溝を含む部位が孔に挿入される第２部材（６）と、弾性材からなり、溝に組み付けられて第１部材と第２部材との間をシールするシール部材（７）とを備え、シール部材は、非円形で且つ環状に連続し、孔を形成する第１部材の壁面（１１０）に外周側が接するとともに、溝を形成する第２部材の壁面（６１０）に内周側が当接するシール本体部（７０）と、シール本体部のうち溝に対する接触面圧が相対的に小さい部位に形成され、第１部材に対して第２部材を挿入する向きと平行な方向に沿ってシール本体部から突出する突起部（７１）とを備えることを特徴とする。

これによると、シール部材を第２部材の溝に組み付けた後、それらを第１部材の孔に挿入する工程において、シール本体部のうち接触面圧が相対的に小さい部位が回転しようとしても、突起部が第１部材または第２部材に当接してその部位の捻れが阻止される。したがって、シール部材の捻れは発生せず、シール性の低下を防止することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の一実施形態に係るシール構造を適用したブレーキ液圧制御ユニットの正面図である。図１のユニットの下面図である。図１のキャップ６の正面図である。図３のＡ−Ａ断面図である。図３のキャップ６の平面図である。図１のシール部材７の平面図である。図６のＣ−Ｃ断面図である。図３のキャップ６およびシール部材７をハウジング１に組み付ける工程を示す要部の断面図である。従来のシール構造における第２部材およびシール部材を示す断面図である。図９のＤ−Ｄ断面図である。

本発明の一実施形態について説明する。図１、図２に示すブレーキ液圧制御ユニットは、第１部材としてのハウジング１、ブレーキ液を高圧化して吐出するポンプ装置２、ポンプ装置２のポンプ２０を駆動する電動機３、ブレーキ液を溜める液溜め室１１を塞ぐシール構造体４、ホイールシリンダ（図示せず）から排出されたブレーキ液を一時的に蓄えるリザーバ５、ブレーキ液が流通するブレーキ液通路を開閉する複数の電磁弁（図示せず）、電動機３や電磁弁等の作動を制御する電子制御装置（図示せず）等を備えており、図１の紙面上下方向が天地方向に向くようにして車両に取り付けられる。

ハウジング１は、略直方体のアルミニウム合金製であり、ブレーキ液が流通するブレーキ液通路が多数形成されており、ハウジング１の表面部には、ブレーキ液通路と連通する６個のポートが形成されている。そして、４個のポートが車両における４つの車輪それぞれに対応する各ホイールシリンダに接続され、２個のポートが車両のマスタシリンダ（図示せず）に接続される。

ハウジング１には、一端が開口されるとともに他端が閉塞された円柱孔形状の空間であるポンプ収容室１０が形成されている。このポンプ収容室１０は水平方向に延びている。そして、ポンプ収容室１０には、ポンプ装置２（詳細後述）が収容されている。

ハウジング１の下端部には、リザーバ５が２つ配置されるとともに、ポンプ装置２から漏れ出たブレーキ液を溜める液溜め室１１が２つのリザーバ５間に形成されている。この液溜め室１１は、非円形の孔であり、より詳細には、天地方向に沿って見たときの形状は、陸上競技のトラックの形状に類似した長円になっている。なお、液溜め室１１は、本発明の非円形の孔に相当する。また、液溜め室１１を形成するハウジング１の内壁面１１０を、以下、液溜め室壁面１１０という。

ハウジング１には、ポンプ装置２からポンプ収容室１０に漏れ出たブレーキ液を液溜め室１１まで導くブレーキ液案内通路１２が形成されている。

電動機３は、ポンプ収容室１０の開口部を塞ぐようにしてハウジング１の端部に配置されている。そして、電動機３の駆動軸３０の一端が、ポンプ収容室１０に突出している。

ポンプ２０は、内周に内歯部が形成されたアウターロータ２００と外周に外歯部が形成されたインナーロータ２０１とを備えるトロコイドポンプにより構成されている。インナーロータ２０１の孔内に駆動軸２１が挿入され、駆動軸２１とインナーロータ２０１がキーによって結合されている。そして、ポンプ装置２の駆動軸２１は電動機３の駆動軸３０と係合し、ポンプ２０はこの駆動軸２１を介して電動機３により駆動される。

アウターロータ２００とインナーロータ２０１は、それぞれに形成された内歯部と外歯部とが噛み合わさって複数の空隙部を形成している。そして、駆動軸２１の回転によって空隙部が大小変化することで、ブレーキ液の吸入吐出が行われる。

ポンプ装置２の外形を構成するケースは、第１、第２シリンダ２２、２３等によって構成されている。第１、第２シリンダ２２、２３間に形成されたロータ室内にポンプ２０が配置されている。そして、一体化されたケースやポンプ２０等が、ハウジング１のポンプ収容室１０内に挿入され、ポンプ収容室１０の入口部にリング状の雄ネジ部材２４がネジ締めされて、ポンプ装置２がハウジング１に固定された構成となっている。

第１シリンダ２２の円筒状の筒部２２０には、貫通孔２２１が少なくとも１つ形成されている。この貫通孔２２１の１つは、筒部２２０の最下部に位置している。

筒部２２０と雄ネジ部材２４との間には、隙間２５が形成されており、この隙間２５により、貫通孔２２１とブレーキ液案内通路１２が連通されている。

そして、ポンプ装置２からポンプ収容室１０に漏れ出たブレーキ液、より詳細には、ケースと駆動軸２１との隙間を介してポンプ２０から筒部２２０内の空間に漏れ出たブレーキ液は、貫通孔２２１、隙間２５、およびブレーキ液案内通路１２を介して、液溜め室１１に導かれるようになっている。

シール構造体４は、液溜め室１１を塞ぐ第２部材としてのキャップ６と、ハウジング１とキャップ６との間をシールするシール部材７とを備えている。

図３〜図５に示すように、キャップ６は、アルミニウム合金製であり、天地方向に沿って見たときの外形形状は、陸上競技のトラックの形状に類似した長円である。

キャップ６には、凹部６０が形成されている。この凹部６０は、液溜め室１１と連通し、ポンプ装置２から漏れ出たブレーキ液を溜めるようになっている。

キャップ６の外周部には、シール部材７が組み付けられる、非円形で且つ環状に連続する溝６１が形成されている。この溝６１を天地方向に沿って見たときの形状は、２つの直線状の部分の端部を２つの円弧状の部分で繋いだ形状（すなわち、陸上競技のトラックの形状に類似した長円）になっている。なお、溝６１を形成するキャップ６の外壁面６１０を、以下、溝壁面６１０という。

キャップ６の外周部には、シール部材７の突起部７１（詳細後述）と係合する切り欠き部６２が２つ形成されている。この切り欠き部６２は、溝６１の直線状の部分に対応する位置に配置され、溝６１よりもキャップ挿入向きＢ側（すなわち、図３の紙面上方側）に設けられている。

キャップ６の外周部には、液溜め室壁面１１０に食い込む膨出部６３が２つ形成されており、キャップ６を挿入向きＢに沿って液溜め室１１に圧入することにより、キャップ６は液溜め室１１の開口部に固定される。

図６、図７に示すように、弾性材（例えば、ＥＰＤＭ）からなるシール部材７は、非円形で且つ環状に連続するシール本体部７０を備えている。

このシール本体部７０は、対向して配置された２つの直線状の直線シール部７００と、２つの直線シール部７００の端部を繋ぐ２つの円弧状の円弧シール部７０１とを備え、天地方向に沿って見たときの形状は、陸上競技のトラックの形状に類似した長円になっている。そして、シール本体部７０は、外周側が液溜め室壁面１１０に接するとともに、内周側が溝壁面６１０に当接する。

ここで、シール部材７がキャップ６の溝６１に組み付けられ、且つ、それらが液溜め室１１に挿入される前の状態では、直線シール部７００と溝壁面６１０の接触面圧は、円弧シール部７０１と溝壁面６１０の接触面圧よりも、小さくなる。

そして、接触面圧が相対的に小さい部位である直線シール部７００に、キャップ挿入向きＢと平行な方向に沿って突出する突起部７１が、それぞれ１つずつ形成されている。より詳細には、突起部７１は、直線シール部７００におけるキャップ挿入向きＢ側（すなわち、図７の紙面上方側）に設けられている。

次に、キャップ６およびシール部材７の、ハウジング１への組み付けについて、図８を参照しつつ説明する。

まず、シール部材７を溝６１に組み付け、突起部７１を切り欠き部６２に係合させる。この突起部７１と切り欠き部６２の係合により、シール部材７がキャップ６に対してシール部材７の周方向に沿って回転することが阻止される。

ここで、長円のシール部材７がその周方向に沿って回転すると、シール部材７が変形してシール部材７の伸ばされかたに差が生じる。その結果、シール部材７の部位によって接触面圧に差が生じ、局部へたりが発生してシール性が低下するという問題が発生する。

これに対し、本実施形態では、シール部材７がその周方向に沿って回転することが阻止されるため、シール部材７がその周方向に沿って回転することによるシール性の低下を防止することができる。

続いて、キャップ６およびシール部材７を、挿入向きＢに沿って液溜め室１１に挿入する。この際、図８に示すように、接触面圧が相対的に小さい直線シール部７００は、液溜め室壁面１１０に接触して捻られようとするが、突起部７１が液溜め室壁面１１０に当接して直線シール部７００の捻れが阻止される。したがって、シール部材７の捻れは発生せず、シール性の低下を防止することができる。

続いて、キャップ６およびシール部材７を液溜め室１１の所定位置まで挿入して、シール部材７を液溜め室壁面１１０に接触させる。これにより、ハウジング１とキャップ６との間がシール部材７によりシールされる。

なお、上記構成になるブレーキ液圧制御ユニットは、例えばＡＢＳ制御やトラクション制御時に、電動機３によりポンプ２０が駆動される。これにより、ポンプ２０は、ブレーキ液を吸入し高圧化して吐出する。

このポンプ２０の作動時に、ポンプ装置２のケースと駆動軸２１との隙間を介してポンプ２０から筒部２２０内の空間に微量のブレーキ液が漏れてしまう。筒部２２０内の空間に漏れ出たブレーキ液は、貫通孔２２１、隙間２５、およびブレーキ液案内通路１２を介して、液溜め室１１に導かれ、液溜め室および凹部６０に溜められる。

以上述べたように、本実施形態によると、シール部材７をキャップ６に組み付ける際のシール部材７の回転を防止し、シール性の低下を防止することができる。また、キャップ６およびシール部材７をハウジング１に組み付ける際の、直線シール部７００の捻れを防止し、シール性の低下を防止することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、切り欠き部６２を溝６１よりもキャップ挿入向きＢ側に設けるとともに、突起部７１を直線シール部７００におけるキャップ挿入向きＢ側に設けたが、切り欠き部６２を溝６１よりもキャップ挿入向きＢと反対側に設けるとともに、突起部７１を直線シール部７００におけるキャップ挿入向きＢと反対側に設けてもよい。

また、上記実施形態では、シール部材７として、陸上競技のトラックの形状に類似した長円形状のものを用いたが、シール部材７の形状は、楕円、或いは矩形（但し、角部は円弧状）でもよい。

また、上記実施形態では、本発明のシール構造をブレーキ液圧制御ユニットに適用したが、本発明のシール構造は他の流体ユニットにも適用することができる。

また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

また、上記実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、上記実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。

また、上記実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

１ハウジング（第１部材）
６キャップ（第２部材）
７シール部材
１１液溜め室（孔）
６１溝
７０シール本体部
７１突起部
１１０液溜め室壁面（第１部材の壁面）
６１０溝壁面（第２部材の壁面）

Claims

非円形の孔（１１）が形成された第１部材（１）と、
非円形で且つ環状に連続する溝（６１）が外周側に形成され、前記溝を含む部位が前記孔に挿入される第２部材（６）と、
弾性材からなり、前記溝に組み付けられて前記第１部材と前記第２部材との間をシールするシール部材（７）とを備え、
前記シール部材は、非円形で且つ環状に連続し、前記孔を形成する前記第１部材の壁面（１１０）に外周側が接するとともに、前記溝を形成する前記第２部材の壁面（６１０）に内周側が当接するシール本体部（７０）と、前記シール本体部のうち前記溝に対する接触面圧が相対的に小さい部位に形成され、前記第１部材に対して前記第２部材を挿入する向きと平行な方向に沿って前記シール本体部から突出する突起部（７１）とを備えることを特徴とするシール構造。
前記シール本体部は、対向して配置された２つの直線状の直線シール部（７００）と、前記２つの直線シール部の端部を繋ぐ２つの円弧状の円弧シール部（７０１）とを備え、
前記突起部は、前記直線シール部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシール構造。
前記突起部は、前記２つの直線シール部にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項２に記載のシール構造。
前記第２部材は、前記突起部と係合して、前記シール部材が前記第２部材に対して前記シール部材の周方向に沿って回転することを阻止する切り欠き部（６２）を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のシール構造。