JP6374830B2 - Seal ring - Google Patents
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Description
本発明は、シールリングに関する。 The present invention relates to a seal ring.
従来、円周1箇所に切れ目を有する略円環状の全体形状を有し、リング本体と、このリング本体の両端部から周方向へ突出した第1凸部と第2凸部を有し、圧縮機の可動スクロールとハウジングの間のシールを行うシールリングは、公知であり、その材質はPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)が主として使用されている(例えば、特許文献1,特許文献2参照)。
Conventionally, it has a generally annular overall shape with a cut at one circumference, has a ring main body, a first convex part and a second convex part that protrude in the circumferential direction from both ends of the ring main body, and is compressed A seal ring for sealing between the movable scroll of the machine and the housing is known, and the material thereof is mainly PTFE (polytetrafluoroethylene) (see, for example,
従来のこの種のシールリングは、円筒状のPTFE素材を、まず、機械的に輪切りし、次いで、切削・研削・切断加工等の機械加工によって、製造していた。
従って、従来のものは、機械加工等の加工工数が掛かり、材料ロスも多く発生し、製造コストも割高となる欠点があった。
A conventional seal ring of this type has been manufactured by first mechanically cutting a cylindrical PTFE material and then machining such as cutting, grinding, and cutting.
Therefore, the conventional ones have the disadvantages that the number of processing steps such as machining is increased, the material loss is increased, and the manufacturing cost is high.
一方、射出成形による製造もありえるが、その場合、第1凸部と第2凸部の合せ目部位における密封性が低下し、この合せ目部位からの流体(オイル)の漏れ量が過大となるという欠点があった。揺動試験においては、PTFE製シールリングと比較して流体(オイル)漏洩量が顕著に過大となることが確認された。シール部位からの流体漏洩が極端に増大することは圧縮機の機能上好ましくない。また、可動スクロールやハウジングの被密封平面に摺接する摺接面の摩擦抵抗の増大に伴って、揺動時の摺動が不安定となり、第1凸部と第2凸部の合せ目部位のシール間隙を大小変動させ、流体の漏れ量を増大させる要因となっていた。 On the other hand, manufacturing by injection molding is possible, but in that case, the sealing performance at the joint portion of the first convex portion and the second convex portion is lowered, and the amount of fluid (oil) leakage from the joint portion is excessive. There was a drawback. In the rocking test, it was confirmed that the amount of fluid (oil) leakage was significantly larger than that of the PTFE seal ring. It is not preferable from the viewpoint of the function of the compressor that the fluid leakage from the seal portion is extremely increased. Further, as the frictional resistance of the sliding contact surface that is in sliding contact with the sealed surface of the movable scroll or the housing increases, the sliding at the time of swing becomes unstable, and the joint portion of the first convex portion and the second convex portion This is a factor that increases the amount of fluid leakage by changing the seal gap.
そこで、本発明は、熱可塑性樹脂組成物の射出成形により安価に製造でき、かつ、合せ目部位からの流体の漏れ量を低減できるシールリングを提供することを目的とする。特に、スクロール運動を行う圧縮機に好適なシールリングを提供する。 Therefore, an object of the present invention is to provide a seal ring that can be manufactured at low cost by injection molding of a thermoplastic resin composition and that can reduce the amount of fluid leakage from the joint portion. In particular, a seal ring suitable for a compressor that performs scrolling motion is provided.
本発明に係るシールリングは、円周1箇所に切れ目を有する円環状の全体形状に形成され、リング本体と、該リング本体の第1端部・第2端部から周方向に延伸状に付設された第1凸部・第2凸部とを有するシールリングに於て、全体が熱可塑性樹脂組成物にて一体に形成され、上記リング本体の横断面形状は、可動側被密封面と固定側被密封面との隅部に対応する、基本矩形の1角部に関して、対角となる上記基本矩形の他の角部を切欠いて、切欠部を形成し、上記第1凸部と第2凸部は、上記切欠部を有する横断面形状の上記リング本体の横断面を分離線にて2分割して、第1対応面・第2対応面をもって相互に対面させ、上記第1凸部は、上記リング本体の上記切欠部に連続状の削り取り部が形成された横断面形状であり、上記第1凸部と上記第2凸部とが相互に重なり合った切れ目閉状態で、上記第1凸部と上記第2凸部が上記基本矩形から食み出さない寸法に設定されている。 The seal ring according to the present invention is formed in an annular overall shape having a cut at one place on the circumference, and is attached to the ring body and extending in the circumferential direction from the first end and the second end of the ring body. at a sealing ring having a first convex portion, second convex portion that is entirely formed integrally of a thermoplastic resin composition, cross-sectional shape of the ring body, and the movable target sealing surface With respect to one corner of the basic rectangle corresponding to the corner with the fixed-side sealed surface, the other corner of the basic rectangle as a diagonal is notched to form a notch, and the first protrusion and the first The two convex portions are obtained by dividing the cross section of the ring main body having the cross-sectional shape having the cutout portion into two by a separation line so that the first corresponding surface and the second corresponding surface face each other. Is a cross-sectional shape in which a continuous cut-out portion is formed in the notch of the ring body, and the first convex The second convex portion at a break closed state overlapping with each other, the first protrusion and the second protrusion is set to a dimension that does not protrude from the basic rectangle with.
また、上記リング本体が可動側被密封面に摺接する第1摺接面は、摩擦抵抗低減用の浅溝状切欠部を備えている。
また、上記リング本体が可動側被密封面に摺接する第1摺接面は、摩擦係数の低い材料で被覆形成して、摩擦抵抗を低減するように構成されている。
Further, the first slidable contact surface on which the ring main body is slidably contacted with the movable-side sealed surface includes a shallow groove-shaped notch for reducing frictional resistance.
Further, the first sliding contact surface on which the ring main body slides on the movable-side sealed surface is formed by coating with a material having a low friction coefficient so as to reduce the frictional resistance.
また、上記開状態における上記リング本体は、上記切れ目の中央点に対して 180°±30°の範囲内に曲率半径が最大寸法の部位が存在し、該最大寸法の部位から上記第1端部・第2端部の各々に向かって周方向に近づくに従って曲率半径が減少するように、設定されて、上記第1凸部と第2凸部とが相互に重なりあった切れ目閉状態で全体形状が真円形となるように構成されている。 The ring body in the open state has a portion with a maximum radius of curvature within a range of 180 ° ± 30 ° with respect to the center point of the cut, and the first end portion extends from the portion with the maximum size. -It is set so that the radius of curvature decreases as it approaches the circumferential direction toward each of the second end portions, and the overall shape is in a closed state in which the first convex portion and the second convex portion overlap each other. Is configured to be a true circle.
本発明のシールリングによれば、第1凸部と第2凸部の合せ目部位における密封性が改善でき、流体漏洩を低減できる。熱可塑性樹脂組成物の射出成形にて、寸法を容易に設定でき、高品質・高性能のシールリングを容易・安価に得ることができる。切削・研削・切断等の機械加工が省略可能となって、材料ロスの発生も少なくなって、安価に製造できる。特に、スクロール運動を行う圧縮機に好適なシールリングを提供可能となる。 According to the seal ring of the present invention, the sealing performance at the joint portion of the first convex portion and the second convex portion can be improved, and fluid leakage can be reduced. By injection molding of the thermoplastic resin composition, the dimensions can be easily set, and a high-quality and high-performance seal ring can be obtained easily and inexpensively. Machining such as cutting / grinding / cutting can be omitted, material loss is reduced, and manufacturing can be performed at low cost. In particular, it is possible to provide a seal ring suitable for a compressor that performs a scrolling motion.
以下、実施の形態を示す図面に基づき本発明を詳説する。
図3と図4に示すように、本発明のシールリングSは、自由状態では、円周1箇所に切れ目5を有する円環状の全体形状を有している。そして、このシールリングSは、 360°よりも僅かに小さい中心角度を占めるリング本体1と、リング本体1の第1端部11と第2端部12から周方向に延伸状に第1凸部21・第2凸部22が付設されている。
図1と図2に於て使用状態を示し、エアコンディショナー用の圧縮機2のスクロール圧縮機構3に適用されている場合を例示する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments.
As shown in FIGS. 3 and 4, the seal ring S of the present invention has an annular overall shape having a
FIGS. 1 and 2 show the state of use, and exemplifies a case where the present invention is applied to a
スクロール圧縮機構3は、主に、ハウジング4とハウジング4の上方に密着して配置される固定スクロール6と、固定スクロール6に噛合する可動スクロール7等から構成される。ハウジング4には、可動スクロール7の下面(背面)7Aと対向する平面部4Aにシール溝4Bが凹設され、このシール溝4Bに本発明のシールリングSが装入されている。
シールリングSは、可動スクロール7の背面7A、及び、ハウジング4の平面部4Aの間を密封(シール)して、背圧空間を形成する。(なお、図2は図1のY部の拡大図である。)
The
The seal ring S seals between the
そして、図3と図4に示すように、切れ目5が開状態である全体形状に、熱可塑性樹脂組成物にて、一体形成する。図3に於て、矢印Fは射出成形時の溶融樹脂の注入方向を示し、10は注入ゲート(跡)部であり、(図示省略した)切断刃にて可能な限り美しく切断したとしても、微小突部が残留形成される虞もあって、仕上げのために研削等の機械加工を行うこともあり得る。しかしながら、このような注入ゲート跡部10以外は、機械加工を省略して、射出成形面とすることが可能である。
And as shown in FIG. 3 and FIG. 4, it forms integrally with the thermoplastic resin composition in the whole shape which the cut |
本発明のシールリングSを射出成形するのに好適な熱可塑性樹脂組成物としては、PES樹脂組成物を挙げ得る。射出成形品に、いわゆるバリが発生しにくい利点があり、さらに、熱膨張率が低く金型から取出した後の収縮性が低くシールリングSの寸法も高精度に維持され、前述の機械加工を省略可能となる利点がある。 As a thermoplastic resin composition suitable for injection molding the seal ring S of the present invention, a PES resin composition may be mentioned. The injection-molded product has the advantage that so-called burrs are less likely to occur. Furthermore, the thermal expansion coefficient is low, the shrinkability after taking out from the mold is low, and the size of the seal ring S is maintained with high accuracy, so There is an advantage that it can be omitted.
そして、図3に示した如く、切れ目5が開状態の全体形状に、PES樹脂組成物等の熱可塑性樹脂組成物にて一体に形成されるのであるが、射出金型から取出した、切れ目5が開状態であるシールリングSのリング本体1は、切れ目5と反対側に曲率半径R13が最大寸法である(最大寸法の)部位13を有し、この最大寸法の部位13から第1端部11・第2端部12の各々に向かって、周方向M1,M2に近づくに従って、曲率半径R1,R2がしだいに減少して、第1端部11・第2端部12の曲率半径R11,R12が最小寸法となるように設定され、さらに、(小さな突出寸法である)第1凸部21・第2凸部22の外周面の曲率半径は前記R11,R12と同一とする。
なお、前記曲率半径R13,R1,R2,R11,R12は、図3に示したように、中心点O1から、リング本体1の外周面までの寸法とする。
Then, as shown in FIG. 3, the
The curvature radii R 13 , R 1 , R 2 , R 11 , R 12 are the dimensions from the center point O 1 to the outer peripheral surface of the
さらに、追加説明すると、図3の平面図に於て、開状態のリング本体1は、切れ目5の中央の点(中心点)P5に対して 180°±30°の範囲内に、最大寸法の部位13が存在する。つまり、図3に示したθは30°であり、2θ=60°の範囲内に最大寸法の部位13を配設している。(なお、図3に於て、L0は中央点P5を含んだ直径を示す線である。)
Further, in addition, in the plan view of FIG. 3, the
このように、金型のキャビティの形状・寸法、及び、それから取出されたシールリングS(図3参照)は、その外周縁形状が、切れ目5に対して 180°反対側における±θ(=±30°)の範囲内に、曲率半径R13が最大寸法の部位13を配設し、この部位13から切れ目5に向かってしだいに減少する非真円形に設定する。
使用状態───図2に示すようにシール溝4Bに装着された状態───では、第1凸部21と第2凸部22とが相互に重なり合って切れ目閉状態となるが、切れ目開状態下で上述した非真円形であることによって、弾性変形に伴って、中心点O1から同一の曲率半径R0の真円形になり、図2に示したシール溝4Bのラジアル方向外側の内壁面14に対して密に接触する。切れ目開状態(図3)から切れ目閉状態(図5)へ変形する際、最大寸法の部位13が最も大きく曲率半径が減少するように変形し、第1端部11・第2端部12側はほとんど変形しない。従って、図5に示した前記曲率半径R0は、図3に示した端部11,12の曲率半径R11,R12に相等しくなる。
As described above, the shape and size of the cavity of the mold and the seal ring S (see FIG. 3) taken out from the cavity have an outer peripheral edge shape of ± θ (= ± on the opposite side of 180 ° with respect to the
In the state of use --- the state of being attached to the
リング本体1の横断面形状は、一例として、矩形状である。本発明に於て、「矩形状」とは、図2,図9(A),図10(A)等に示した正方形,長方形は勿論包含し、さらに、図7,図9(B),図10(B)に示したように基本矩形Gから1角部15を傾斜状直線L15によって面取りした形状を含み、かつ、図示省略するが上記1角部15以外の残りの角部の一部乃至全部を小さく面取りした多角形状を含み、しかも、図12〜図16及び図18に示すような浅溝状切欠部29を有する形状を含み、また、図9(C),図10(B)に示した小アール部35を4つの角部の内の少なくとも一つに有する形状をも包含すると、定義する。
図2に示す使用状態で、可動スクロール7の背面7A等の(可動側)被密封面(平面)P1に摺接する第1摺接面26と、シール溝4Bの内壁面14等の(固定側)被密封面(曲面)P2に摺接する第2摺接面27とを、有している。直交状の被密封面P1,P2によって形成される隅部8に、受圧時に押付けられる。
The cross-sectional shape of the ring
In the state of use shown in FIG. 2, the first sliding
ところで、本発明は、PES樹脂組成物等の熱可塑性樹脂組成物を採用したことにより、図2等に示した横断面を正方形,長方形としても(面取りを省略しても)、スクロール運動中にシールリングSの1角部15が、背面7Aと平面部4Aとの間隙9に、噛み込む等の不具合が生じない利点がある。但し、圧力,温度,運動速度・作動方向等,流体の特性等の使用条件が過酷な場合を考慮して、図7等に示す面取り部16を形成するも好ましいときがある。この面取り部16を形成した横断面形状について追加説明すれば、図7に示すように、2点鎖線にて示した基本矩形Gから1角部15を傾斜状直線L15によって面取りする。(図7ではC面取りを例示している。)
By the way, the present invention adopts a thermoplastic resin composition such as a PES resin composition, so that the cross section shown in FIG. 2 or the like is made square or rectangular (even if chamfering is omitted), or during the scroll motion. There is an advantage that the
図8に示すように、第1凸部21は、(図7に示した)1角部15に隣接する基本矩形Gの一方の角部19を有する第1当接片部31と、他方の角部17を有する第2当接片部32と、第1当接片部31と第2当接片部32を連結する(薄肉状)傾斜片部30とを、有している。
第1凸部21は、2箇所で折曲げられた〔形(亀甲括弧形)の横断面形状に形成されている。傾斜片部30は、亀甲括弧(〔)の外側に傾斜対応面23を有し、かつ、内側に底面25を有する凹部33が形成されている。傾斜片部30の厚さ寸法T1は、強度と剛性が確保できると同時に、適当な柔軟性を付与して、受圧状態で、十分な変形量を確保可能な寸法とする。
As shown in FIG. 8, the first
The 1st
図9(A)(C)に示すように、第2凸部22は、横断面形状が三角形に形成され、図9(A)では直角の鋭利な頂部を有し、図9(C)では小アール部35を頂部に有する三角形である。また、図9(B)では、第2凸部22の横断面形状が台形に形成され、図9(A)に示す三角形の頂部を面取りしたような面取り部16を有している。
図9(A)(B)(C)のいずれの実施例に於ても、底辺(下底)に傾斜面24を有している。そして、図10(A)(B)に示すように、第1凸部21と第2凸部22とが相互に重なり合った切れ目閉状態で、三角形乃至台形の傾斜面24が、傾斜片部30の傾斜対応面23に(平行状に)対面する。なお、台形横断面形状とは、図例のように面取り部16と傾斜面24が平行状であるものに限らず、面取り部16と傾斜面24が真に平行でないものも包含する。なお、図10(A)と図9(A)が対応し、図10(B)と図9(B)とが対応すると共に、図10(B)の2点鎖線で示した三角形は図9(C)が対応している。
As shown in FIGS. 9 (A) and 9 (C), the second
9A, 9B, and 9C each have an
以上、図8,図9,図10に基づいて説明したことを、別の表現をもって説明する。上記リング本体1の横断面形状は矩形状であって、第1凸部21と第2凸部22は、リング本体1の矩形状の横断面を、図10に示すように、分離線Lcにて2分割して、第1対応面41(前記傾斜対応面23)と第2対応面42(前記傾斜面24)をもって、相互に対応する。さらに、第1凸部21は第1対応面41の反対面側に削り取り部(凹部)33が形成されている。
What has been described above with reference to FIGS. 8, 9, and 10 will be described with another expression. The
そして、図5と図6に示すように、第1凸部21と第2凸部22とが相互に重なり合った切れ目閉状態に於て、第1凸部21と第2凸部22が、図7に示した基本矩形Gから食み出さない寸法(寸法公差)に、第1凸部21と第2凸部22の横断面各部寸法を設定する。
図8に示す第1凸部21の傾斜対応面23(第1対応面41)のラジアル方向寸法H23・アキシャル方向寸法T23に対して、図9(A)(B)(C)に示す第2凸部22の傾斜面24(第2対応面42)のラジアル方向寸法H24・アキシャル方向寸法T24を、僅かに小さく、設定する。このようにして、切れ目閉状態で、第1凸部21と第2凸部22が、リング本体1の横断面の輪郭線から食み出さない寸法(寸法公差)に設定する。
As shown in FIGS. 5 and 6, in the closed state where the first
Against radial dimension H 23 · Axial dimension T 23 inclined corresponding surfaces 23 (first corresponding surface 41) of the first
即ち、図10に示すように、第1凸部21と第2凸部22とを、図7の基本矩形Gの4辺に重なり合う(一致する)ようにした場合、(第1凸部21の)傾斜対応面23と(第2凸部22の)傾斜面24の間に微小なシール間隙gが形成される。このシール間隙gの最大寸法は、10μm以上、かつ、100μm以下に設定するのが望ましい。即ち、10μm≦g≦100μmとするのが望ましい。シール間隙gが、100μmを越せば、流体漏れが急激に増加する。
このように、切れ目閉状態であって、かつ、第1凸部21と第2凸部22とを、基本矩形Gの4辺に重なり合うように、対応2面23,24(第1・第2対応面41,42)のシール間隙gを最大とした状態で、最大間隙寸法を、10μm以上かつ100μm以下に設定したので、対応2面23,24(第1・第2対応面41,42)からの漏洩は抑制でき、かつ、第1凸部21と第2凸部22が基本矩形Gから食み出さず、一層密封性能も向上できる。
That is, as shown in FIG. 10, when the first
In this way, the corresponding two
図11に示すように、受圧状態で、被密封面(平面)P1と被密封面(曲面)P2によって形成された隅部8にシールリングSが押圧され、流体Lの圧力P0によって第1凸部21が弾性変形して第2凸部22に押し付けられる。
可動スクロール7がスクロール運動することで、相手部材───被密封面P1,被密封面P2───に第1摺接面26及び第2摺接面27が接触(圧接)し、流体Lの圧力P0によって、第1凸部21が第2凸部22に押し付けられる。第1凸部21が第2凸部22を押圧することで、第1凸部21と第2凸部22の両部材間の密封性が向上して、シール間隙gからの流体Lの漏れが減少する。図10からも明らかなように、第1凸部21と第2凸部22には、連続面をもって第1摺接面26及び第2摺接面27が形成されている。本発明では、この第1摺接面26及び第2摺接面27が(既述した通り)機械加工の省略された射出成形面そのままとすることも可能であり、しかも、JIS B 0601に準じて測定されるその表面の算術平均粗さ(Ra)を、0.1以上2.0以下に設定して、優れた密封性能と耐摩耗性を発揮させる。
As shown in FIG. 11, in the pressure receiving state, the seal ring S is pressed against the
As the movable scroll 7 performs a scrolling motion, the first sliding
また、本発明において射出成形すべき熱可塑性樹脂組成物としては、曲げ弾性率が1500MPa 以上、6000MPa 以下のものであればよく、例えば、ポリサルフォン系樹脂組成物、具体的には、PES(ポリエーテルサルフォン)樹脂組成物、PSU(ポリサルフォン)樹脂組成物、PPSU(ポリフェニルサルフォン)樹脂組成物が好ましい。特に、曲げ弾性率は2000MPa 以上、4000MPa 以下が望ましい。
また、本発明に係るシールリングに好適なPES樹脂組成物としては、PES樹脂にグラファイト粉末等の層状結晶構造を有する化合物、及び/または、フッ素樹脂粉末等を添加したPES樹脂組成物である。このような添加によって、上述の曲げ弾性の範囲に特性を調整し易くなり、シールリングとしての耐摩耗性に優れ、耐熱・耐薬品性も良好で、十分な伸張性を有し、装着性及びシール性も良好であり、図1に例示したエアコンディショナー用圧縮機等に好適である。
なお、他の熱可塑性樹脂組成物として、ポリアリ−レンサルファイド系樹脂組成物、具体的には、PPS(ポリフェニルサルファイド)樹脂に上記したグラファイト粉末等の層状結晶構造を有する化合物、フッ素樹脂粉末、及び/または、ガラス繊維、カーボンファイバ等の繊維状充填材を添加したPPS樹脂組成物も適用できる。
In the present invention, the thermoplastic resin composition to be injection-molded may have a flexural modulus of 1500 MPa or more and 6000 MPa or less. For example, a polysulfone resin composition, specifically, PES (polyether A sulfone resin composition, a PSU (polysulfone) resin composition, and a PPSU (polyphenylsulfone) resin composition are preferable. In particular, the flexural modulus is preferably 2000 MPa or more and 4000 MPa or less.
The PES resin composition suitable for the seal ring according to the present invention is a PES resin composition obtained by adding a compound having a layered crystal structure such as graphite powder and / or a fluororesin powder to the PES resin. Such addition makes it easy to adjust the characteristics within the above-mentioned range of bending elasticity, excellent wear resistance as a seal ring, good heat and chemical resistance, sufficient stretchability, wearability and It also has good sealing properties and is suitable for the air conditioner compressor exemplified in FIG.
In addition, as another thermoplastic resin composition, a polyarylene sulfide-based resin composition, specifically, a compound having a layered crystal structure such as the above-described graphite powder in a PPS (polyphenyl sulfide) resin, a fluororesin powder, A PPS resin composition to which a fibrous filler such as glass fiber or carbon fiber is added can also be applied.
本発明では、熱可塑性樹脂組成物の射出成形によって製造可能であるため、H24≦H23,T24≦T23のように寸法公差を(金型のキャビティの段階にて)容易に設定できる。
図示省略するが、仮に、H24>H23,T24>T23に設定した場合には、使用状態において、被密封面P1と被密封面P2によって形成された隅部8にシールリングSが押圧されるが、このとき第2凸部22は両面P1,P2に密接するが、第1凸部21がいずれか一面にのみ当接し、外部漏洩間隙を発生し、流体漏洩を生ずる。本発明では、このような不具合を、(前述のように、)H24≦H23,T24≦T23に設定して、第1凸部21と第2凸部22とが、相互に重なり合った切れ目閉状態で、基本矩形Gから食み出さないように構成して、防止している。
In the present invention, since the thermoplastic resin composition can be manufactured by injection molding, the dimensional tolerance can be easily set (at the mold cavity stage) such that H 24 ≦ H 23 and T 24 ≦ T 23. .
Although not shown, if H 24 > H 23 and T 24 > T 23 are set, a seal ring is formed at the
次に、本発明の他の参考例について説明する。
図12に示すように、リング本体1の横断面形状は、前述の矩形状であって、同図中に実線にて示した長方形(正方形)の場合、あるいは、基本矩形Gの1角部15を(図7に示すような傾斜状直線L15によって)切欠いた面取り部16を2点鎖線のように有する多角形状であり、(図2に示す使用状態で可動側被密封面P1に摺接する)第1摺接面26が、摩擦抵抗低減手段28を有している。
リング本体1は、摩擦抵抗低減手段28として、基本矩形Gの角部19を切欠いて被密封面P1に非接触となる浅溝状切欠部29が形成されている。第1摺接面26に浅溝状切欠部29を形成することで、被密封流体中のオイルが、第1摺接面26と被密封面P1(図2参照)の間に浸入して、被密封面P1との摺動(滑り)性が向上する。このように、浅溝状切欠部29は摩擦抵抗低減用の切欠部である。図12の横断面に於て、面取り部16を2点鎖線の如く有する場合、第1摺接面26の幅寸法W1が、第2摺接面27の幅寸法W2の10%〜50%に設定されており、より好ましくは、15%〜30%とする。第1摺接面26の幅寸法W1が下限値未満であると、シール性能が低下する虞れがあり、上限値を越えると、第1摺接面26の滑りが不足し、揺動時の摺動が不安定となって第1凸部21と第2凸部22の合せ目部位を変動させ、流体Lの漏れ量を増大させる。
Next, another reference example of the present invention will be described.
As shown in FIG. 12, the cross-sectional shape of the
The ring
図13と図14に示すように、浅溝状切欠部29は、リング本体1の第1端部11と第2端部12を除く 360°より少し小さい中心角度範囲にわたって、周方向に連続して形成されている。第1端部11と第2端部12に於ては、切欠部29が形成されることで、第1凸部21が被密封平面P1に非接触となり、上述のような流体漏洩を生ずる不具合が発生する為、第1凸部21の第1摺接面26を残している。
As shown in FIG. 13 and FIG. 14, the shallow groove-shaped
図15に示すように、リング本体1の第1端部11と第2端部12を除く 360°より少し小さい中心角度範囲に於て、複数の浅溝状切欠部29が周方向に断続的に形成されていても良い。
また、図16では、基本矩形Gの角部19は残して、浅溝状切欠部29を、第1摺接面26の幅方向中間位置に配設している。なお、図17に示すように、第1摺接面26を、シール本体1の他の部位(第2摺接面27)より摩擦係数の低い材料で被覆形成しても良い。あるいは、図示省略するが、第1摺接面26に凹凸を設けたものであっても良い。このようにして、第1摺接面26の滑り(摺動)性が向上する。
As shown in FIG. 15, a plurality of shallow groove-
In FIG. 16, the shallow groove-shaped
次に、図18(A)に示すように、リング本体1は、1角部15の対角となる基本矩形Gの他の角部18を切欠いて切欠部20を形成しても良い。この切欠部20を肉削ぎ部と呼ぶこともできる。この切欠部20は、図8に示す第1凸部21の凹部(削り取り部)33と同一形状に形成するのが望ましい。この構成により、金型の製作が容易となり、コストを低減できる。また、切欠部20(及び第1凸部21の凹部33)が熱可塑性樹脂組成物の射出成形時に形成される為、機械加工を必要とせず、しかも、図7や図12に示す断面形状のリング本体1と比較して、熱可塑性樹脂組成物を節約して材料費を低く抑えることが可能となる。また、図18(A)では、基本矩形Gの角部19を切欠いて浅溝状切欠部29が形成され、第1摺接面26の摩擦抵抗が低減されている。
また、図18(B)に示すように、摩擦抵抗低減手段28としての浅溝状切欠部29の隅部に小さな曲率半径R29のアール部29Aを形成することも(応力集中による亀裂防止上から)望ましい。あるいは、図18(C)に示したように、浅溝状切欠部29として薄い三角形状切欠部としても良い。
Next, as shown in FIG. 18A, the
Further, as shown in FIG. 18B, it is also possible to form
図19と図20(A)は、本発明の別の実施形態を示した断面図である。
図19では、リング本体1は、基本矩形Gが長方形であり、第1摺接面26を成す辺(短辺)が、第2摺接面27を成す辺(長辺)より短い。つまり、(使用状態に於て可動側被密封面P1に摺接する)第1摺接面26の摩擦抵抗が低減され、滑り性が向上している。1角部15の対角となる基本矩形Gの他の角部18を切欠いて肉削ぎ部(切欠部)20が形成されている。
また、図20(A)に示すように、第2凸部22は、横断面形状が三角形に形成され、かつ、第1凸部21は、第2凸部22の四角形の1辺の傾斜面24と平行状の傾斜対応面23を有する傾斜片部30を有している。傾斜片部30は、外側に傾斜対応面23を有し、内側に、リング本体1の切欠部20と連続状の削り取り部33が形成される。
Figures 19 and 20 (A) is a cross-sectional view showing another embodiment of the present onset bright.
In FIG. 19, in the
As shown in FIG. 20A, the second
また、図20(B)は図20(A)の変形例を示し、この図20(B)のように第1凸部21は、外側に傾斜対応面23を有すると共に、特に、内側には弧状曲線の削り取り部(凹部)33が形成されている。さらに、この弧状曲線の削り取り部33によって、第1凸部21の第1当接片部31・第2当接片部32が局部的に肉厚寸法が大きくなるように形成される。ところで、この図20(B)にあっても、(図示省略したが)リング本体1の横断面形状を、(矩形状ではなくって)弧状曲線状の削り取り部33を、基本矩形Gから切欠形成した形状として、リング本体1の切欠部20と削り取り部33を連続状とすることも、望ましい。図20(A)に於て、既述したと同様の作用・効果が得られる。
FIG. 20B shows a modification of FIG. 20A. As shown in FIG. 20B, the first
次に、図21に示した種々の変形例について説明する。
図21に於て、(A)(B)(C)の順に、第1凸部21の断面積が減少している。言い換えると、厚さ寸法T1が(A)(B)(C)の順に小さく設定した場合を示す。強度上から言えば、(A)(B)(C)の順に弱くなるが、受圧時に第1凸部21の傾斜対応面23が、第1凸部21の傾斜面24に対して、弾性変形して押圧され易くなる。実用上、強度上及び押圧され易さの両面から判断して、図21の(A)(B)(C)の順に好ましいと言える。なお、図21(A)(B)に於て一点鎖線L21にて示すように底面25を、傾斜対応面23と、非平行状に、形成しても、自由である。
なお、図21(A)(B)(C)に示す第1凸部21・第2凸部22を突出状に有するリング本体1の断面形状は図示省略しているが、図21(A)では、リング本体1を矩形状としても、あるいは、底面25に沿って切欠部(肉削ぎ部)20(図18(A)参照)を有する形状としても、自由である。しかし、図21(B)(C)に対しては、同じ輪郭形状とすれば、リング本体1の横断面が過小となり、使用時の姿勢が不安定となるので、矩形状とするのが好ましい。
Next, various modifications shown in FIG. 21 will be described.
In FIG. 21, the cross-sectional area of the first
Note that the cross-sectional shape of the
次に、図21(D)は図10,図11にて既に説明したので、ここでは説明を省略する。
図21(E)では、凹部33を曲線円弧状に形成した場合を示し、凹部33を4半円とすることも望ましい。上述した第1凸部21の強度、及び、第1凸部21の傾斜面24に対する押圧され易さ(適度の柔軟性)の両面から判断して、図21(D)及び(E)が、図21(A)(B)(C)よりも、実用上好ましい。
そして、図21(D)(E)を有するリング本体1の断面形状としては、矩形状であっても、あるいは、凹部33と同じ断面形状とした切欠部(肉削ぎ部)20(図18(A)参照)を有する形状とするも、自由に選択可能である。
Next, since FIG. 21D has already been described with reference to FIGS. 10 and 11, description thereof is omitted here.
FIG. 21E shows a case where the
And as a cross-sectional shape of the ring
ところで、図18〜図21等に基づいて既に説明した各実施の形態に於て、リング本体1の横断面形状が(矩形状ではなくって、)基本矩形Gの他の角部18を切欠いて切欠部20を形成した形状であり、しかも、第1凸部21に削り取り部33が形成された横断面形状である場合、切欠部20と削り取り部33が連続状であることが、射出成型の面、及び、応力集中を生じさせない点から、望ましい。しかしながら、本発明で「連続状」とは、全く、削り取り部33と切欠部20の形状が同一に限らず、相互に類似する形状として連続させる場合も包含する。
By the way, in each embodiment already described based on FIG. 18 to FIG. 21 and the like, the cross-sectional shape of the
次に、図22には別の実施例を複数示し、図22(A)(B)のものは、第1凸部21と第2凸部22は、(既述の図20と図21のような直線状分離線Lcではなくって)L字型の分離線Lcによって、2分割した場合を示す。つまり、第1凸部21の横断面形状が長方形乃至正方形の切欠部16Aを1角部に形成し、第2凸部22は、この切欠部16Aに嵌合する長方形乃至正方形の横断面形状として、第1・第2対応面41,42が横断面L字状である。なお、図22(A)では、第1凸部21の削り取り部33はL字状であり、図22(B)では、その削り取り部33が(実線で示した)5角形、あるいは、「1点鎖線で示した長方形」等とする。また、図示省略したが、図22(A)又は(B)に対応するリング本体1の横断面形状は、矩形状である場合と、削り取り部33と同一乃至類似の切欠部20を有する形状の場合とが考えられる。
Next, FIG. 22 shows a plurality of other embodiments. In FIGS. 22A and 22B, the first
また、図22(C)(D)に示す実施例では、第1凸部21と第2凸部22は、4半円の円弧状の分離線Lcによって、2分割した場合を示す。つまり、第1凸部21の横断面形状が4半円状切欠部16Bを1角部に有し、第2凸部22は、この切欠部16Bに嵌合する4半円状である。なお、図22(C)では、第1凸部21の削り取り部33は、円弧状の分離線Lcに沿った半径の大きい円弧部36と、その両端の短直線部37,37から成るダイヤモンド型である。図22(D)では削り取り部33が三角形の場合を例示した。
また、図示省略したが、図22(C)(D)に対応するリング本体1の横断面形状は、矩形状とする場合と、削り取り部33と同一乃至類似の切欠部20を有する形状とする場合がある。
そして、図22(A)(B)(C)(D)のいずれの実施例に於ても、第1対応面41と第2対応面42とが相互に平行であり、従って、その間隙gが一定の小寸法のままで、L字状又は4半円状を描く。
In the embodiment shown in FIGS. 22C and 22D, the first
Although not shown, the cross-sectional shape of the ring
In any of the embodiments shown in FIGS. 22A, 22B, C, and D, the first
上述した本発明のシールリングの使用方法(作用)について説明する。
図11に示すように、シールリングSは、受圧状態で、可動スクロール7とハウジング4の隅部8に押付けられ、第2凸部22は、その隅部8の奥部に対応する。シールリングSは、第1摺接面26が、スクロール運動する可動スクロール7の可動側被密封平面P1に摺接(圧接)し、第2摺接面27が、ハウジング4の固定側被密封平面P2に摺接(圧接)する。第1凸部21は、流体Lの圧力P0によって傾斜片部30が第2凸部22の傾斜面24に押圧され、第1凸部21と第2凸部22の両部材間に於ける密封性が向上する。このようにして、第1凸部21と第2凸部22の合せ目部位からの流体漏洩が低減される。なお、圧縮機に於けるシールリングSの使用箇所には、流体漏洩が全く許容されていない訳では無く、本発明のシールリングSには、現行のPTFE製シールリングと同程度の密封性が要求される。つまり、シールリングSは、(PTFE製シールリングと比較して)流体漏洩が過大となるのは好ましくないが、流体漏洩が過小となるのも好ましくない。そこで、本発明のシールリングSは、図21(A)〜(E)について詳述したように、第1凸部21の厚さ寸法T1及び形状を設定変更することで、受圧時の第1凸部21の変形量(変形容易性)を調節することができる。
The use method (action) of the above-described seal ring of the present invention will be described.
As shown in FIG. 11, the seal ring S is pressed against the movable scroll 7 and the
図12、及び、図16〜図18に示すように、浅溝状切欠部29を設けて、可動側被密封平面P1に摺接する第1摺接面26の摩擦抵抗を小さく(低減)したことにより、可動スクロール7とハウジング4の隅部8にてシールリングSが安定した姿勢で保持され、可動スクロール7の被密封平面P1と第1摺接面26との滑り(摺動)が安定し、第1凸部21と第2凸部22の合せ目部位の変動を抑制できる。
As shown in FIG. 12 and FIGS. 16 to 18, a shallow groove-
なお、図20及び図21に於ても既に説明したが、本発明は、設計変更可能であって、第1凸部21は、第2凸部22側に凸となるように変形可能な断面形状であれば良く、傾斜対応面23と底面25が平行で無くても良く、さらに、底面25が円弧状に弯曲していても良い。
Although already described in FIGS. 20 and 21, the present invention can be modified in design, and the first
以上のように、本発明に係るシールリングは、円周1箇所に切れ目5を有する円環状の全体形状に形成され、リング本体1と、該リング本体1の第1端部11・第2端部12から周方向に延伸状に付設された第1凸部21・第2凸部22とを有するシールリングに於て、全体が熱可塑性樹脂組成物にて一体に形成され、上記リング本体1の横断面形状は、矩形状であり、上記第1凸部21と第2凸部22は、上記リング本体1の矩形状の横断面を分離線Lcにて2分割して第1対応面41・第2対応面42をもって相互に対面させ、さらに、上記第1凸部21は上記第1対応面41の反対面側に削り取り部33が形成された横断面形状であり、上記第1凸部21と上記第2凸部22とが相互に重なり合った切れ目閉状態で、上記第1凸部21と上記第2凸部22が上記リング本体1の横断面の輪郭線から食み出さない寸法に設定されている構成であるので、第1凸部21と第2凸部22の合せ目部位における密封性が改善でき、流体漏洩を低減できる。熱可塑性樹脂組成物の射出成形にて、寸法公差を容易に設定でき、高品質・高性能のシールリングを容易・安価に得ることができる。切削・研削・切断等の機械加工が省略可能であって、材料ロスの発生も少なくなって、安価に製造できる。
As described above, the seal ring according to the present invention is formed in an annular overall shape having a
また、本発明は、円周1箇所に切れ目5を有する円環状の全体形状に形成され、リング本体1と、該リング本体1の第1端部11・第2端部12から周方向に延伸状に付設された第1凸部21・第2凸部22とを有するシールリングに於て、全体が熱可塑性樹脂組成物にて一体に形成され、上記リング本体1の横断面形状は、可動側被密封面P1と固定側被密封面P2との隅部8に対応する、基本矩形Gの1角部15に関して、対角となる上記基本矩形Gの他の角部18を切欠いて、切欠部20を形成し、上記第1凸部21と第2凸部22は、上記切欠部20を有する横断面形状の上記リング本体1の横断面を分離線Lcにて2分割して、第1対応面41・第2対応面42をもって相互に対面させ、上記第1凸部21は、上記リング本体1の上記切欠部20に連続状の削り取り部33が形成された横断面形状であり、上記第1凸部21と上記第2凸部22とが相互に重なり合った切れ目閉状態で、上記第1凸部21と上記第2凸部22が上記基本矩形Gから食み出さない寸法に設定されている構成であるので、第1凸部21と第2凸部22の合せ目部位における密封性が改善でき、流体漏洩を低減できる。熱可塑性樹脂組成物の射出成形にて、寸法公差を容易に設定でき、高品質・高性能のシールリングを容易・安価に得ることができる。切削・研削・切断等の機械加工が省略可能であって、材料ロスの発生も少なくなって、安価に製造できる。摺動時の姿勢が安定し、第1凸部21と第2凸部22の合せ目部位の変動を抑制でき、流体漏洩が過大となるのを防止できる。熱可塑性樹脂組成物を節約して材料費を低く抑えることができる。さらに、寿命も長くなる。
Further, the present invention is formed in an annular overall shape having a
また、上記リング本体1が可動側被密封面P1に摺接する第1摺接面26は、摩擦抵抗低減用の浅溝状切欠部29を備えているので、摺動時の姿勢が安定し、第1凸部21と第2凸部22の合せ目部位の変動を抑制でき、流体漏洩が過大となるのを防止できる。さらに、寿命も長いという利点がある。
また、上記リング本体1が可動側被密封面P1に摺接する第1摺接面26は、摩擦係数の低い材料で被覆形成して、摩擦抵抗を低減するように構成されているので、摺動時の姿勢が安定し、第1凸部21と第2凸部22の合せ目部位の変動を抑制でき、流体漏洩が過大となるのを防止できる。さらに、寿命も長いという利点がある。
The first sliding
The first sliding
上記開状態における上記リング本体1は、上記切れ目5の中央点P5に対して 180°±30°の範囲内に曲率半径R13が最大寸法の部位13が存在し、該最大寸法の部位13から上記第1端部11・第2端部12の各々に向かって周方向M1,M2に近づくに従って曲率半径R1,R2が減少するように、設定されて、上記第1凸部21と第2凸部22とが相互に重なりあった切れ目閉状態で全体形状が真円形となるように構成したので、金型製作が容易な切れ目5が開状態でありながら、第1凸部21と第2凸部22とが、重なり合った使用状態下では、真円形となって、円形内周面に対して優れた密封性能(シール性)を発揮する。
The
1 リング本体
5 切れ目
8 隅部
11 第1端部
12 第2端部
13 最大寸法の部位
15 1角部
16 面取り部
16A,16B 切欠部
18 角部
20 切欠部
21 第1凸部
22 第2凸部
23 傾斜対応面
24 傾斜面
26 第1摺接面
28 摩擦抵抗低減手段
29 浅溝状切欠部
30 傾斜片部
33 削り取り部(凹部)
G 基本矩形
Lc 分離線
L15 傾斜状直線
M1,M2 周方向
P1 可動側被密封面
P2 固定側被密封面
P5 中央点
R13,R1,R2 曲率半径
DESCRIPTION OF
G basic rectangular Lc separation lines L 15 inclined straight line M 1, M 2 circumferential P 1 movable the sealed surface P 2 stationary be sealed surface P 5 midpoint R 13, R 1, R 2 radius of curvature
Claims (4)
全体が熱可塑性樹脂組成物にて一体に形成され、
上記リング本体(1)の横断面形状は、可動側被密封面(P 1 )と固定側被密封面(P 2 )との隅部(8)に対応する、基本矩形(G)の1角部(15)に関して、対角となる上記基本矩形(G)の他の角部(18)を切欠いて、切欠部(20)を形成し、
上記第1凸部(21)と第2凸部(22)は、上記切欠部(20)を有する横断面形状の上記リング本体(1)の横断面を分離線(Lc)にて2分割して、第1対応面(41)・第2対応面(42)をもって相互に対面させ、上記第1凸部(21)は、上記リング本体(1)の上記切欠部(20)に連続状の削り取り部(33)が形成された横断面形状であり、
上記第1凸部(21)と上記第2凸部(22)とが相互に重なり合った切れ目閉状態で、上記第1凸部(21)と上記第2凸部(22)が上記基本矩形(G)から食み出さない寸法に設定されていることを特徴とするシールリング。 Formed in an annular overall shape having a cut (5) at one place on the circumference, from the ring body (1) and the first end (11) and the second end (12) of the ring body (1) In a seal ring having a first convex portion (21) and a second convex portion (22) attached in a stretched manner in the circumferential direction,
The whole is integrally formed with the thermoplastic resin composition,
The cross-sectional shape of the ring body (1) is one corner of the basic rectangle (G) corresponding to the corner (8) of the movable side sealed surface (P 1 ) and the fixed side sealed surface (P 2 ). With respect to the part (15), the other corner (18) of the basic rectangle (G) as a diagonal is notched to form a notch (20),
It said first projection (21) and the second projection (22), the horizontal cross section of the ring body of the cross-sectional shape (1) with the notch (20) 2 divided by separation line (Lc) Te, continuous to face each other with a first corresponding surface (41), second corresponding surface (42), the first protrusion on SL (21), the notch of the ring body (1) to (20) A cross-sectional shape in which a shaped cut-out part (33) is formed,
Above cut closed state where the first protrusion (21) and the second convex portion and the (22) overlapping each other, the first projection (21) and said second projection (22) is the basic rectangle ( A seal ring having a dimension that does not protrude from G) .
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