JP4500007B2

JP4500007B2 - Resin seal ring

Info

Publication number: JP4500007B2
Application number: JP2003152219A
Authority: JP
Inventors: 英一郎島津; 圭太郎江村
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2023-05-29
Also published as: JP2004353760A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オートマチックトランスミッション（ＡＴ）、無段変速機（ＣＶＴ）などの油圧機構部に使用される射出成形による樹脂製シールリングに関し、特に相手軸への組み込み性に優れた外径 20mm 以下の小型シールリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ＡＴ、ＣＶＴなどでは作動油を密封するためのオイルシールリングとして、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂などに、炭素繊維などの補強材や、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂などの固体潤滑材を配合した材料をリング状に射出成形したものが多用されている。このようなオイルシールリングは、リングの一部がカットされて合口部が設けられており、通常樹脂を注入するゲート部は均一な射出成形体を得るためリングの中央部にあたる合口部の対向部（主に内径面）に設けられている。回転軸への組み込み時には、この合口同士を冶具を用いて拡張して装着される。
【０００３】
樹脂製シールリングを相手軸へ組み付ける装着方法を図４により説明する。
樹脂製シールリング１ａは、テーパー治具４を用いて相手軸５に組み付けられる。樹脂製シールリング１ａの組み付けは、テーパー治具４の小径側４ａから樹脂製シールリング１ａを大径側４ｂまで挿入し、テーパー治具４を相手軸５に嵌挿し、その後に樹脂製シールリング１ａを相手軸５のシールリング設置溝６にテーパー治具４の大径側４ｂから落とし込む方法でなされる。
【０００４】
装着の際、強度的に弱いゲート部からシールリングが破損するおそれがある。特に近年は油圧機構の小型化に伴いシールリングが小型化する傾向にあるため、比較的柔軟な素材を用いても破損しやすくなっている。従来、この問題を解決する手段として、樹脂をカット箇所の一方の端部近傍から注入するもの（特許文献１参照）、また、ゲート位置をカット箇所のリング上での対向位置からずらした位置に設け折損し難くする方法（特許文献２参照）などが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２３３１１０号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特許第３２９９４１９号公報（特許請求の範囲）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１や特許文献２の方法では、ゲート位置からリング両端のカットされている合口部までの流動長およびその体積が同一でないため、流動長の短い方に樹脂の充填を合せると、流動長の長い側で充填不足が生じ、逆に流動長の長い側に合せると、短い側が過充填となりバリが発生しやすいという問題がある。
また、特許文献２のように、回転軸に装着の際の破損を回避する手段として、最大歪みの発生する合口対向部からずらした位置にゲート部を設けたリング状物を成形した後に、合口部を機械加工により作成する方法もあるが、この場合シールリング内に最も強度の劣るウェルド部を有することになる。このようなシールリングは、特にシールリングの外径がφ20mm 以下の場合、回転軸への組み込みの際に受ける衝撃により、ウェルド部から破損しやすくなる場合がある。
【０００７】
本発明はこのような問題に対処するためになされたもので、シールリングにウェルド部を有さず、回転軸への組み込みの際に受ける衝撃による破損も防ぐことができる樹脂製シールリングの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の樹脂製シールリングは、相互に対向する合口を有し、外径が真円状でかつ矩形断面の射出成形による樹脂製シールリングであって、上記相互に対向する合口同士が衝合した合口部を角度 180 度、合口対向位置を角度 0 度とし、射出成形時のゲート部を含む一定の厚みの合口対向部は、角度 0 度を中心としシールリングの中心角で角度 10〜60 度の範囲であり、該シールリングの外径を保持して、上記合口対向部の周方向終端位置の角度から角度 165 度までの範囲において、少なくとも上記合口対向部の周方向終端位置の角度から角度 90 度までの範囲の全部または一部を含む領域のシールリングの厚みを合口対向部の厚みよりも薄く、かつ一定の厚みとすることを特徴とする。
また、上記シールリングの厚みが薄くなる領域は、シールリングの中心角で 20〜135 度の範囲であることを特徴とする。
【００１０】
上記シールリングの厚みが薄くなる領域は、合口対向部または該合口の厚みの 60〜95 ％の厚みであることを特徴とする。
また、そのシールリングの厚みが薄くなる領域が合口対向部を中心にして左右対称に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
テーパー治具を用いて、一定肉厚のシールリングの内径を押し広げながら相手軸に組み付ける場合に該樹脂製シールリングに発生するひずみ量を有限要素法を用いて構造解析した。その結果、テーパー治具を用いると、樹脂製シールリングは２個の合口および該合口対向部の３点にてテーパー治具の外周面に支持される状態となり、そのとき発生するひずみは、通常ゲート部となる合口対向部よりもひずみの大きい領域が存在することが分かった。そのため、このひずみが大きくなる領域の厚みをゲート部の厚みよりも薄くすることにより、この薄肉とした部分で押し広げられることになる。そのため、シールリング中央部に設けたゲート部からの折損を防ぐことが可能となることが分かった。
【００１２】
また、構造解析の結果を基に実験した結果、相互に対向する合口が衝合したシールリングの合口部を角度 180 度、合口対向位置（ゲート部）を角度 0 度とし、該角度 0 度をこえて 165 度以下の範囲、好ましくは角度 5〜90 度において、より好ましくは角度 5〜50 度において、または、中心角が角度 20 度以上 130 度以下において、所定の領域のシールリングの厚みを合口対向位置（ゲート部）を含む領域（合口対向部）の厚みよりも薄くすることにより、シールリング中央部に設けたゲート部からの折損を防ぐことができることが分かった。本発明はこのような知見に基づくものである。
【００１３】
また本発明では、シールリングの外径を保持して薄肉化を行なうため、すなわち、シールリングの内径拡大により厚みを薄くするため、シール性を低下させることがない。また、実際に薄肉部に発生する歪量が減少するので、結果として内径拡張量を大きくすることが可能である。
さらに薄肉部を設けたことにより、拡張時にシールリングに蓄えられるエネルギーが小さくなるため、相手軸組み込み時の衝撃力も小さくなるので衝撃割れも防ぐことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
テーパー治具を用いて、厚みおよび幅が全円周にわたって変化しないシールリングの内径を押し広げた状態を図１に示す。図１（ａ）は直径方向の断面図を、図１（ｂ）はＢ−Ｂ断面図をそれぞれ示す。シールリング１ａは合口２ａ、２ｂおよびゲートとなる該合口対向部３によりテーパー治具４の円周上に３点支持されている。また、シールリング１ａは断面矩形の厚みｔおよび幅ｗが全円周にわたってそれぞれ同一である樹脂製シールリングである。
図１における合口２ａと２ｂとが 2mm 開いた状態でのシールリングに発生するひずみの大きさを有限要素法を用いて、シールリング幅ｗが 1.4mm、1.5mm および 1.6mm の３水準で構造解析した。その結果を図２に示す。
【００１５】
図２の横軸は、図１において、合口２ａ、２ｂを衝合させたときの合口部２の角度を 180 度、その合口対向位置３を角度 0 度と設定した。
ひずみの発生は角度 180 度でのひずみ 0 から徐々に増大し、約 50〜60 度でピーク値を示し、角度 0 に向かって減少する。ひずみ発生のこの傾向はシールリング幅ｗを変化させても略同一であった。
【００１６】
本発明は、この結果を基に、シールリングに発生するひずみが合口部の対向部（ゲート部；角度 0 度）に発生するひずみより大きくなる領域において、該シールリングの厚みを合口対向部の厚みｔよりも薄くする。このように設定することで、テーパー治具を用いてシールリングの内径を押し広げた場合、厚みの薄い部分で内径が主に押し広げられることになり、リング中央部に設けたゲート部からの折損を防ぐことが可能となる。
【００１７】
本発明の樹脂製シールリングの一例を図３を参照して説明する。図３（ａ）はシールリングの平面図を、図３（ｂ）はＡ−Ａ断面図をそれぞれ示す。
シールリング１は、相互に対向する合口２ａ、２ｂとからなる合口部２を有するリング状で、その断面は厚みｔおよび幅ｗを有する矩形である。合口対向位置３に樹脂の注入口となるゲートが形成されている。シールリング１の厚みｔは、円周に沿って厚い部分ｔ₁と、これより薄い部分ｔ₂とからなる。厚い部分ｔ₁は合口部２および合口対向部の厚みと同じ厚みである。シールリング１の外径Ｒは、厚みｔ₁および厚みｔ₂の部分においても同一である。このため、薄い部分ｔ₂は内径部分を削り取る形状で薄く形成される。この厚みｔ₂が形成される領域は、シールリング１の合口部２の角度を 180 度、この合口対向位置３の角度を 0 度とし、角度 0 度をこえて 165 度以下の範囲、好ましくは角度 5〜90 度である。射出成形するときのゲート径は 0.5mm 以上の場合が多いので、ゲート部を含む厚肉部（合口対向部）の円周幅ｖを保持するために好ましくは角度 5 度以上である。また、角度 165 度をこえると相手軸への支持が困難となる。
【００１８】
ゲート部を含む厚肉部（合口対向部）の円周幅ｖは狭いほどシールリングの組み付け時の破損を抑えることができる。このため、角度βは 30 度以下が好ましい。 30 度をこえると、ゲート部からの破損防止が十分でなくなる。なお、ゲート径の存在により角度βは 5 度以上が好ましい。したがって、ゲート部を含む合口対向部は、角度 0 度を中心としシールリングの中心角で角度 10〜60 度の範囲とすることが好ましい。
【００１９】
上記角度の範囲内において、シールリングの厚みが薄くなる領域は、その中心角αが角度 20 度以上 130 度以下である。中心角αを上記範囲外にすると、軸とシールリングの位置関係を固定できないおそれがあるため、シリンダーに対して軸が偏芯するおそれがある。
【００２０】
図３に示す、樹脂製シールリングにおいて、シールリングの厚みｔを合口対向部の厚みよりも薄くする角度の好ましい例としては、角度βが 5〜30 度、中心角αが 20 度以上 85 度以下が挙げられる。
【００２１】
上記シールリングの厚みが薄くなる領域は、合口対向部または該合口部の厚みの 60〜95 ％の厚みである。60 ％未満の厚みにすると、シールリング面と、軸のリング溝との接触部における接触面圧の増大から異常摩擦を起こすおそれがある。また、形状上オイルシール性を損なう場合もある。
【００２２】
シールリングの厚みが薄くなる領域は合口対向部を中心にして左右対称に設けられる。なお厚みの変化は、ステップ状に変化しても、連続的に変化してもよい。厚みの調整は、シールリングの外径側でなく内径側で行なう。外径側で肉厚調整を行なった場合はオイルシール性を維持できないため使用できなくなる。シールリングの厚みが薄くなる領域の形成は、射出成形による成形でも、または一定肉厚の従来のシールリングから機械加工によって行なわれてもよい。
なお、シールリング合口部の形状はストレートカット、ステップカットなどを採用できるが、オイルシール性能に優れるステップカットが好ましい。
【００２３】
射出成形による場合、ゲート位置は、成形体の中央にあたる合口対向部またはその近傍に設ける。このことにより射出成形時に樹脂の充填アンバランスが生じないため、多数個取りが可能になるなど生産性に優れるため特に好ましい。
またゲート位置を内径側に設けた場合、後加工を不要にできることからより好ましい。
ゲート形式はサイドゲートなどを採用できるが、後加工などを不要にできるピンゲートやサブマリンゲートが好ましい。
【００２４】
本発明は様々なサイズのシールリングに適用可能であるが、特に回転軸への組み込み時に破損が発生しやすい外径φ20mm 以下のシールリングに適用した場合に有効である。なぜならば内径がφ20mm をこえるようなシールリングでは、組み込み時に合口対向部に発生するひずみが比較的小さいため、特に破損の問題は発生しないからである。
【００２５】
本発明に用いる樹脂材料は、使用温度において耐熱性と十分な機械的強度を有するものであればよく、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂などのポリアリーレンスルフィド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）樹脂などのポリイミド樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂などの芳香族系ポリエステル樹脂、４６ナイロン、９Ｔナイロンなどのポリアミド樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂などのポリシアノアリールエーテル樹脂、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）樹脂やＰＥＥＫ樹脂などの芳香族ポリエーテルケトン系樹脂などが挙げられる、これらの混合物、例えばＰＰＳ樹脂とＰＡＩ樹脂のポリマーアロイやＰＥＥＫ樹脂とポリベンゾイミダゾール樹脂の複合樹脂なども用いることができる。
これらの中で最も好ましいものとしてはＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＫ樹脂、ＴＰＩ樹脂が挙げられる。
【００２６】
また、必要に応じて上記樹脂材料に、炭素繊維（ＣＦ）やガラス繊維などの繊維状補強材、球状シリカや球状炭素などの球状充填材、マイカやタルクなどの鱗状補強材、チタン酸カリウムウィスカなどの微小繊維補強材を配合でき、また、ＰＴＦＥ樹脂、グラファイト、二硫化モリブデンなどの固体潤滑材、さらにはリン酸カルシウム、硫酸カルシウムなどの摺動補強材も配合できる。これらは単独で配合することも、組み合せて配合することもできる。
【００２７】
【実施例】
実施例１〜実施例４、比較例１〜比較例４
ＰＥＥＫ樹脂（Ｖｉｃｔｒｅｘ社製ＰＥＥＫ１５０Ｐ）70 重量％に、炭素繊維（ＣＦ）（東邦レーヨン社製ＨＴＡ−ＣＭＦ−０１６０−０Ｈ）を 15 重量％、喜多村社製ＰＴＦＥＫＴＬ−６１０を 15 重量％配合し、ヘンシェルミキサーを用いて混合後、二軸混練によりペレット化した射出成形用樹脂を原料として用いた。
表１に示す形状に加工した金型を用いて射出成形により図３に示す薄肉部を左右対称に有する形状のシールリングを得た。なお、各実施例および各比較例に用いたゲート径は 0.6mm である。
【００２８】
長さ30cm、小径側直径 11mm、大径側直径 17.5mmのテーパー状冶具を用いた内径拡張量測定にて、得られたシールリングの評価を行なった。評価測定はシールリングを小径側から挿入し、シールリングが破断または亀裂発生した時点での内径寸法とした。また、実際の量産組み込み工程においても外径15mmのシールリングでは、15.3mm程度以上拡張しないものは組み込めない場合が多いため、合否判定としては、内径拡張径が 15.5mm 以上に達したものを○、達しなかったものを×とした。結果を表１に示す。なお、表１において、通常部厚みとは図３におけるｔ₁を、薄肉部厚みとは図３におけるｔ₂をそれぞれ表す。
【００２９】
【表１】

表１に示すように、各実施例は、シールリングの内径を押し広げて 15.5mm に達しても破断しなかった。
【発明の効果】
本発明の樹脂製シールリングは、シールリングの内径を押し広げるとき、該シールリングに発生するひずみをゲート部に発生するひずみより大きくなる領域において、該シールリングの厚みを薄くするので、回転軸への組み込み工程における破損を防ぐことができる。特にシールリングの外径がφ20mm 以下の場合であっても破損を防ぐことができるので組み込み工程の生産性を向上できる。
また、ゲート部を合口対向部に設けることができ、かつゲート部から左右対称形状に設計できるので、成形時に樹脂充填のアンバランスが発生せず、またウェルド部が発生しないため、シールリングの品質および生産性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シールリングの内径を押し広げた状態を示す図である。
【図２】シールリングに発生するひずみの大きさを表す図である。
【図３】樹脂製シールリングの一例を示す図である。
【図４】シールリングを相手軸へ組み付ける装着方法を示す図である。
【符号の説明】
１シールリング
２合口部
３合口対向位置
４テーパー治具[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin seal ring by injection molding used in a hydraulic mechanism such as an automatic transmission (AT) or a continuously variable transmission (CVT), and particularly has an outer diameter of 20 mm or less that is excellent in assembling into a mating shaft. It relates to a small seal ring.
[0002]
[Prior art]
At present, AT, CVT, etc., as an oil seal ring for sealing hydraulic fluid, polyether ether ketone (PEEK) resin, etc., carbon fiber and other reinforcing materials, and polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, etc., solid lubrication A material in which a material is mixed and injection-molded into a ring shape is often used. In such an oil seal ring, a part of the ring is cut and an abutment is provided, and the gate part for injecting the resin is usually the opposite part of the abutment which is the center part of the ring in order to obtain a uniform injection molded product (Mainly on the inner diameter surface). At the time of assembling to the rotating shaft, the joint is expanded and mounted using a jig.
[0003]
A mounting method for assembling the resin seal ring to the mating shaft will be described with reference to FIG.
The resin seal ring 1 a is assembled to the mating shaft 5 using a taper jig 4. The resin seal ring 1a is assembled by inserting the resin seal ring 1a from the small diameter side 4a of the taper jig 4 to the large diameter side 4b, inserting the taper jig 4 into the mating shaft 5, and then the resin seal ring. This is done by dropping 1a into the seal ring installation groove 6 of the mating shaft 5 from the large diameter side 4b of the taper jig 4.
[0004]
When installing, the seal ring may be damaged from the weak gate portion. Particularly, in recent years, the seal ring tends to be miniaturized with the miniaturization of the hydraulic mechanism, so that even if a relatively flexible material is used, it is easily damaged. Conventionally, as means for solving this problem, the resin is injected from the vicinity of one end of the cut portion (see Patent Document 1), and the gate position is shifted from the facing position on the ring of the cut portion. A method (see Patent Document 2) that makes it difficult to break and provide is disclosed.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-8-233110 (Claims)
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 3299419 (Claims)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the methods of Patent Document 1 and Patent Document 2, since the flow length and the volume from the gate position to the cut end portion of the ring are not the same, when filling the resin with the shorter flow length, Insufficient filling occurs on the longer flow length side. Conversely, when the flow length is adjusted to the longer flow length side, there is a problem that the short side is overfilled and burrs are likely to occur.
Further, as disclosed in Patent Document 2, as a means for avoiding damage at the time of mounting on the rotating shaft, after forming a ring-shaped object provided with a gate portion at a position shifted from the abutment facing portion where the maximum distortion occurs, There is also a method of creating the part by machining, but in this case, the weld part having the lowest strength is provided in the seal ring. Such a seal ring may be easily damaged from the weld due to an impact received when the seal ring is incorporated into the rotary shaft, particularly when the outer diameter of the seal ring is 20 mm or less.
[0007]
The present invention has been made to cope with such a problem, and provides a resin seal ring that does not have a weld portion in the seal ring and that can be prevented from being damaged due to an impact received when the seal ring is incorporated into a rotating shaft. With the goal.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Plastic sealing ring according to claim 1, have a abutment facing each other, the outer diameter of a plastic sealing ring by injection molding of a true circle a and rectangular cross section, abutments facing each other in the mutually Opposition The merged joint part has an angle of 180 degrees and the joint facing position has an angle of 0 degree, and the joint facing part of a certain thickness including the gate part at the time of injection molding is centered on the angle of 0 degrees and the central angle of the seal ring is 10 ~ in the range of 60 degrees, hold the outer diameter of the seal ring, the angle of the circumferential direction end position of the range of up to an angle 165 degrees from the angle in the circumferential direction end position of the abutment facing portions, at least the abutment facing portion thinner than the thickness of the abutment facing portion all or thickness of the seal ring in the region including a part of the range of up to an angle 90 degrees from, and characterized by a constant thickness.
In addition, the region where the thickness of the seal ring is thin is in the range of 20 to 135 degrees in the central angle of the seal ring.
[0010]
The region where the thickness of the seal ring is reduced is 60 to 95% of the thickness of the joint facing portion or the joint.
In addition, the region where the thickness of the seal ring is thin is provided symmetrically about the abutting facing portion.
[0011]
Using a taper jig, a structural analysis was performed using a finite element method to analyze the amount of strain generated in the resin seal ring when it was assembled to the mating shaft while expanding the inner diameter of the seal wall having a constant thickness. As a result, when the taper jig is used, the resin seal ring is supported on the outer peripheral surface of the taper jig at three points of the two joints and the joint facing part, and the strain generated at that time is usually It was found that there is a region with a larger strain than the abutment facing portion that becomes the gate portion. For this reason, by making the thickness of the region where the strain becomes larger than the thickness of the gate portion, the thinned portion is expanded. Therefore, it has been found that breakage from the gate portion provided in the center portion of the seal ring can be prevented.
[0012]
In addition, as a result of experiments based on the results of structural analysis, the joint part of the seal ring where the joints facing each other collide with each other is assumed to have an angle of 180 degrees and the joint facing position (gate part) has an angle of 0 degrees. In the range of 165 degrees or less, preferably at an angle of 5 to 90 degrees, more preferably at an angle of 5 to 50 degrees, or when the central angle is an angle of 20 degrees to 130 degrees, It was found that breakage from the gate portion provided in the center portion of the seal ring can be prevented by making it thinner than the thickness of the region including the abutment facing position (gate portion) (abutment facing portion) . The present invention is based on such knowledge.
[0013]
Further, in the present invention, since the outer diameter of the seal ring is maintained to reduce the thickness, that is, the thickness is reduced by increasing the inner diameter of the seal ring, the sealing performance is not deteriorated. Further, since the amount of strain actually generated in the thin portion is reduced, it is possible to increase the inner diameter expansion amount as a result.
Further, since the thin portion is provided, the energy stored in the seal ring at the time of expansion is reduced, so that the impact force when incorporating the counterpart shaft is also reduced, so that impact cracking can be prevented.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a state in which the inner diameter of the seal ring whose thickness and width do not change over the entire circumference is expanded using a taper jig. 1A shows a sectional view in the diameter direction, and FIG. 1B shows a BB sectional view. The seal ring 1a is supported at three points on the circumference of the taper jig 4 by the

joints

2a and 2b and the joint facing part 3 serving as a gate. Further, the seal ring 1a is a resin seal ring having a rectangular cross section with the same thickness t and width w over the entire circumference.
Using the finite element method, the structure of the seal ring width w is 1.4mm, 1.5mm, and 1.6mm using the finite element method for the size of the strain generated in the seal ring when the

joints

2a and 2b in Fig. 1 are opened 2mm. Analyzed. The result is shown in FIG.
[0015]
The horizontal axis of FIG. 2 sets the angle of the abutment portion 2 when the

abutments

2a and 2b are abutted in FIG. 1 to 180 degrees, and the abutment facing

position

3 is set to an angle of 0 degrees.
Strain generation gradually increases from zero at 180 degrees, shows a peak value at about 50-60 degrees, and decreases toward zero. This tendency of strain generation was substantially the same even when the seal ring width w was changed.
[0016]
Based on this result, the present invention determines the thickness of the seal ring in the region where the strain generated in the seal ring is greater than the strain generated in the facing portion (gate portion; angle 0 °) of the joint portion. It is made thinner than the thickness t. By setting in this way, when the inner diameter of the seal ring is expanded using a taper jig, the inner diameter is mainly expanded at the thin part, and from the gate portion provided at the center of the ring. It becomes possible to prevent breakage.
[0017]
An example of the resin seal ring of the present invention will be described with reference to FIG. 3A is a plan view of the seal ring, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA.
The seal ring 1 has a ring shape having a joint portion 2 composed of

joint ports

2a and 2b facing each other, and a cross section thereof is a rectangle having a thickness t and a width w. A gate serving as a resin injection port is formed at the abutment facing position 3. The thickness t of the seal ring 1 includes a thick part t ₁ and a thinner part t ₂ along the circumference. The thick part t ₁ has the same thickness as the thickness of the abutment portion 2 and the abutment facing portion. The outer diameter R of the seal ring 1 is the same in the thickness t ₁ and thickness t ₂ portions. Therefore, the thin portion t ₂ is thin in shape scraping the inside diameter portion. The region where the thickness t ₂ is formed is a range of 180 ° or less, preferably an angle of the joint portion 2 of the seal ring 1 of 180 ° and an angle of the joint facing position 3 of 0 °, more than 0 °, preferably The angle is 5 to 90 degrees. Since the gate diameter in injection molding is often 0.5 mm or more, the angle is preferably 5 degrees or more in order to maintain the circumferential width v of the thick portion including the gate portion (abutting facing portion) . If the angle exceeds 165 degrees, it will be difficult to support the other shaft.
[0018]
The smaller the circumferential width v of the thick portion (abutting facing portion) including the gate portion is, the more the damage during assembly of the seal ring can be suppressed. For this reason, the angle β is preferably 30 degrees or less. Beyond 30 degrees, damage from the gate will not be adequately prevented. The angle β is preferably 5 degrees or more due to the presence of the gate diameter. Therefore, the joint facing portion including the gate portion is preferably in the range of the angle of 10 to 60 degrees with the center angle of the seal ring centering on the angle of 0 degrees.
[0019]
Within the above angle range, the region where the thickness of the seal ring is thin has a central angle α of 20 degrees or more and 130 degrees or less. If the center angle α is out of the above range, the positional relationship between the shaft and the seal ring may not be fixed, and the shaft may be eccentric with respect to the cylinder.
[0020]
In the resin seal ring shown in FIG. 3, preferable examples of the angle at which the thickness t of the seal ring is made thinner than the thickness of the abutting facing portion include an angle β of 5 to 30 degrees and a central angle α of 20 degrees or more and 85 degrees. The following are mentioned.
[0021]
The region where the thickness of the seal ring is reduced is 60 to 95% of the thickness of the joint facing portion or the joint portion. If the thickness is less than 60%, abnormal friction may occur due to an increase in contact surface pressure at the contact portion between the seal ring surface and the shaft ring groove. In addition, the oil sealability may be impaired due to the shape.
[0022]
The region where the thickness of the seal ring is reduced is provided symmetrically about the abutting facing portion. The change in thickness may be changed stepwise or continuously. The thickness is adjusted not on the outer diameter side but on the inner diameter side of the seal ring. If the wall thickness is adjusted on the outer diameter side, it cannot be used because the oil sealability cannot be maintained. The formation of the region where the thickness of the seal ring is reduced may be formed by injection molding or by machining from a conventional seal ring having a constant thickness.
In addition, although the shape of a seal ring joint part can employ | adopt a straight cut, a step cut, etc., the step cut which is excellent in oil seal performance is preferable.
[0023]
In the case of injection molding, the gate position is provided at the joint facing portion corresponding to the center of the molded body or in the vicinity thereof. This is particularly preferable because there is no resin filling imbalance at the time of injection molding.
Further, it is more preferable that the gate position is provided on the inner diameter side because post-processing can be eliminated.
As the gate type, a side gate or the like can be adopted, but a pin gate or a submarine gate that can eliminate the need for post-processing is preferable.
[0024]
The present invention can be applied to seal rings of various sizes, but is particularly effective when applied to a seal ring having an outer diameter of φ20 mm or less that is liable to be damaged when assembled into a rotating shaft. This is because a seal ring having an inner diameter exceeding 20 mm has a relatively small strain generated at the joint facing portion when assembled, and therefore no particular problem of breakage occurs.
[0025]
The resin material used in the present invention only needs to have heat resistance and sufficient mechanical strength at the use temperature, such as polyarylene sulfide resin such as polyphenylene sulfide (PPS) resin, polyetherimide resin, polyamideimide (PAI). Resin, polyimide resin such as thermoplastic polyimide (TPI) resin, aromatic polyester resin such as wholly aromatic polyester resin, polyamide resin such as 46 nylon and 9T nylon, polycyanoaryl ether resin such as polyether nitrile resin, poly Aromatic polyetherketone resins such as ether ketone (PEK) resin and PEEK resin, etc., and mixtures thereof, for example, polymer alloys of PPS resin and PAI resin, and composite resins of PEEK resin and polybenzimidazole resin are also used. Door can be.
Among these, PEEK resin, PEK resin, and TPI resin are most preferable.
[0026]
Further, if necessary, the resin material may be a fibrous reinforcing material such as carbon fiber (CF) or glass fiber, a spherical filler such as spherical silica or spherical carbon, a scale-like reinforcing material such as mica or talc, potassium titanate whisker. In addition, a solid lubricant such as PTFE resin, graphite, and molybdenum disulfide, and a sliding reinforcement such as calcium phosphate and calcium sulfate can be blended. These can be blended alone or in combination.
[0027]
【Example】
Example 1 to Example 4, Comparative Example 1 to Comparative Example 4
70% by weight of PEEK resin (PEEK150P manufactured by Victrex), 15% by weight of carbon fiber (CF) (HTA-CMF-0160-0H manufactured by Toho Rayon Co., Ltd.), and 15% by weight of PTFEKTL-610 manufactured by Kitamura Co., Ltd. After mixing using a mixer, an injection molding resin pelletized by biaxial kneading was used as a raw material.
Using the mold processed into the shape shown in Table 1, a seal ring having a shape having symmetrically the thin portions shown in FIG. 3 was obtained by injection molding. The gate diameter used in each example and each comparative example is 0.6 mm.
[0028]
The obtained seal ring was evaluated by measuring the amount of expansion of the inner diameter using a tapered jig having a length of 30 cm, a diameter of the small diameter of 11 mm, and a diameter of the large diameter of 17.5 mm. In the evaluation measurement, the seal ring was inserted from the small-diameter side, and the inner diameter was measured when the seal ring was broken or cracked. Also, in the actual mass production assembly process, a seal ring with an outer diameter of 15 mm often cannot be assembled if it does not expand more than 15.3 mm, so the pass / fail judgment is that the inner diameter expansion diameter reaches 15.5 mm or more. Those that did not reach were marked with x. The results are shown in Table 1. In Table 1, the normal part thickness represents t ₁ in FIG. 3, and the thin part thickness represents t ₂ in FIG.
[0029]
[Table 1]

As shown in Table 1, each example did not break even when the inner diameter of the seal ring was expanded to reach 15.5 mm.
【The invention's effect】
In the resin seal ring of the present invention, when the inner diameter of the seal ring is expanded, the thickness of the seal ring is reduced in a region where the strain generated in the seal ring is larger than the strain generated in the gate portion. Damage to the assembly process can be prevented. In particular, even when the outer diameter of the seal ring is φ20 mm or less, damage can be prevented, so that the productivity of the assembly process can be improved.
In addition, the gate part can be provided at the abutment facing part and can be designed symmetrically from the gate part, so there is no imbalance of resin filling during molding and no weld part, so the quality of the seal ring And excellent productivity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a state where an inner diameter of a seal ring is expanded.
FIG. 2 is a diagram illustrating the magnitude of strain generated in a seal ring.
FIG. 3 is a view showing an example of a resin seal ring.
FIG. 4 is a view showing a mounting method for assembling a seal ring to a counterpart shaft.
[Explanation of symbols]
1 Sealing Ring 2 Abutment 3 Abutting Position 4 Taper Jig

Claims

Have a abutment facing each other, the outer diameter of a plastic sealing ring by injection molding of and rectangular cross-section a circular shape,
The joint part where the joints facing each other collide with each other has an angle of 180 degrees, and the joint facing position has an angle of 0 degrees,
The joint facing part of constant thickness including the gate part at the time of injection molding is in the range of 10 to 60 degrees with the center angle of the seal ring centering on the angle of 0 degrees,
Holds the outer diameter of the seal ring, wherein in a range from the angle of the circumferential direction end position of the abutment face portion to an angle 165 degrees, the range from the angle of the circumferential direction end position of at least the abutment facing portion to an angle of 90 degrees The resin seal ring is characterized in that the thickness of the seal ring in a region including all or a part of the seal ring is smaller than the thickness of the abutting facing portion and is constant .

2. The resin seal ring according to claim 1, wherein the region where the thickness of the seal ring is thin is in the range of an angle of 20 to 135 degrees with a central angle of the seal ring.

3. The resin seal ring according to claim 1, wherein the region where the thickness of the seal ring is thin is 60 to 95% of the thickness of the joint facing portion or the joint part.

4. The resin seal ring according to claim 1, wherein the region where the thickness of the seal ring is thin is provided symmetrically about the abutting facing portion. 5.

The resin seal ring according to any one of claims 1 to 4, wherein the seal ring is an oil seal ring used in a hydraulic mechanism.