JP6394015B2 - シールリング - Google Patents
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Description
軸の外周に設けられた環状溝に装着され、相対的に回転する前記軸とハウジングとの間の環状隙間を封止して、流体圧力が変化するように構成されたシール対象領域の流体圧力を保持するシールリングであって、
前記環状溝における低圧側の側壁面に対して摺動するシールリングにおいて、
前記側壁面に対して摺動する摺動面側には、
周方向に伸びる第1溝と、第1溝から内周面に至るまで伸び、密封対象流体を第1溝内に導く第2溝とを有する動圧発生用溝が設けられており、
内周面側には、シールリングの内周面に沿って周方向に向かって流れる密封対象流体をシールリングの側面側に向けて案内させることで第2溝に導く流体案内構造が設けられていることを特徴とする。
ら離れる方向に力が発生することとが相俟って、回転トルクを効果的に低減させることが可能となる。更に、シールリングの内周面側には、密封対象流体を第2溝に導く流体案内構造が設けられているので、動圧発生用溝内には十分に密封対象流体が供給されることによって、動圧を十分に発生させることが可能となる。
図1〜図8を参照して、本発明の実施例1に係るシールリングについて説明する。図1は本発明の実施例1に係るシールリングの側面図である。なお、図1は、シールリングにおける摺動面とは反対側の側面を示している。図2は本発明の実施例1に係るシールリングを外周面側から見た図である。図3は本発明の実施例1に係るシールリングの側面図である。なお、図3は、シールリングにおける摺動面側の側面を示している。図4は本発明の実施例1に係るシールリングの一部を切断した斜視図である。なお、図4はシールリングを内周面側かつ摺動面側から見た斜視図である。図5は本発明の実施例1に係るシールリングの側面図の一部拡大図である。なお、図5は図3のうち合口部110が設けられている付近を拡大した図である。図6は本発明の実施例1に係るシールリングの模式的断面図である。なお、図6は図3中のAA断面図である。図7は本発明の実施例1に係るシールリングの模式的断面図である。なお、図7は図3中のBB断面図である。また、図6及び図7においては、シールリングにおける切断面(切断端面)のみを示している。図8は本発明の実施例1に係るシールリングの使用時の状態を示す模式的断面図である。なお、図8中のシールリングは、図3中のAA断面図である。
本実施例に係るシールリング100は、軸200の外周に設けられた環状溝210に装着され、相対的に回転する軸200とハウジング300(ハウジング300における軸200が挿通される軸孔の内周面)との間の環状隙間を封止する。これにより、シールリング100は、流体圧力(本実施例では油圧)が変化するように構成されたシール対象領域の流体圧力を保持する。ここで、本実施例においては、図8中の右側の領域の流体圧力が変化するように構成されており、シールリング100は図中右側のシール対象領域の流体圧力を保持する役割を担っている。なお、自動車のエンジンが停止した状態においては、シール対象領域の流体圧力は低く、無負荷の状態となっており、エンジンをかけるとシール対象領域の流体圧力は高くなる。また、図8においては、図中右側の流体圧力が左側の流体圧力よりも高くなった状態を示している。以下、図8中右側を高圧側(H)、左側を
低圧側(L)と称する。
特に、図8を参照して、本実施例に係るシールリング100の使用時のメカニズムについて説明する。図8は、エンジンがかかり、シールリング100を介して、差圧が生じている状態(図中右側の圧力が左側の圧力に比べて高くなった状態)を示している。エンジンがかかり、差圧が生じた状態においては、シールリング100は、環状溝210の低圧側(L)の側壁面211及びハウジング300の軸孔の内周面に対して密着した状態となる。
本実施例に係るシールリング100によれば、動圧発生用溝120内に密封対象流体が導かれるため、動圧発生用溝120が設けられている範囲においては、高圧側(H)からシールリング100に対して作用する流体圧力と低圧側(L)からシールリング100に対して作用する流体圧力が相殺される。これにより、シールリング100に対する流体圧力(高圧側(H)から低圧側(L)への流体圧力)の受圧面積を減らすことができる。
0を好適に用いることが可能となる。また、これに伴い、軸200の材料としてアルミニウムなどの軟質材を用いることもできる。更に、低速高圧の環境条件下でも、本実施例に係るシールリング100を採用することで、低トルク化が可能となる。
動圧発生用溝120における第1溝121の各種変形例について、特に、図9〜図13を参照して説明する。第1溝121の溝深さについては、例えば、径方向に対しては深さが一定となるように構成することができる(図6及び図7参照)。ただし、本発明においては、必ずしも、このような構成に限定される訳ではなく、径方向に対して深さを変えても良い。
図14を参照して、第2溝122の変形例について説明する。上記実施例においては、第2溝122の周方向の幅が径方向において同一となるように構成される場合を示した。これに対して、図14に示す変形例の場合には、第2溝122が、第1溝121に繋がる幅の狭い部位122aと、内周面に至る幅の広い部位122bとから構成されている。このような構成により、幅の狭い部位122aによって、第1溝121に導入された密封対象流体が第2溝122に戻ってしまうことを抑制しつつ、幅の広い部位122bによって、ガイド突起130から送られる密封対象流体を第2溝122に導入させ易くすることができる。
ガイド突起の各種変形例について、特に、図15〜図26を参照して説明する。図15〜図26は、いずれもシールリング100の内周面の一部を示しており、ガイド突起の各種変形例を示している。
図27〜図30を参照して、本発明の実施例2に係るシールリングについて説明する。上記実施例1においては、シールリングの内周面側に設けられた流体案内構造がガイド突起により構成される場合を示したが、本実施例においては、流体案内構造がガイド溝により構成される場合を示す。その他の構成および作用については実施例1と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
シールリング100の役割や材料については、上記実施例1で説明した通りであるので、その説明は省略する。そして、本実施例に係るシールリング100においても、上記実施例1の場合と同様に、周方向の1箇所に合口部110が設けられ、シールリング100の摺動面側には動圧発生用溝120が設けられている。そして、本実施例の場合には、シールリング100の内周面側には流体案内構造を構成するガイド溝140が設けられている。なお、本実施例に係るシールリング100は、断面が矩形の環状部材に対して、上記の合口部110と複数の動圧発生用溝120とガイド溝140が形成された構成である。ただし、これは形状についての説明に過ぎず、必ずしも、断面が矩形の環状部材を素材として、これら合口部110と複数の動圧発生用溝120とガイド溝140を形成する加工を施すことを意味するものではない。勿論、断面が矩形の環状部材を成形した後に、これらを切削加工により得ることもできる。ただし、例えば、予め合口部110を有したものを成形した後に、複数の動圧発生用溝120及びガイド溝140を切削加工により得てもよいし、製法は特に限定されるものではない。
シールリング100の基本的なメカニズム(シール対象流体の流体圧力を保持するメカニズム)及び動圧発生用溝120による動圧発生メカニズムについては、上記実施例1で説明した通りであるので、その説明は省略する。
以上のように構成されたシールリング100においても、上記実施例1の場合と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、動圧発生用溝120により得られる作用効果については、実施例1の場合と同一であることは言うまでもない。また、ガイド溝140により得られる作用効果については、上記実施例1におけるガイド突起130により得られる作用効果と同様である。なお、環状溝210に対するシールリング100の回転方向に関係なく、ガイド溝140により各第2溝122に密封対象流体が導かれ、かつ動圧発生用溝120により上記の動圧を発生させることができることについても、上記実施例1の場合と同様である。また、上述した図9〜図13に示す第1溝121の各種変形例についても、本実施例に係るシールリング100に適用することが可能である。
ガイド溝140を構成する第2ガイド溝の変形例について、図31を参照して説明する。上記実施例2においては、第2ガイド溝142が第2溝122に繋がるように構成される場合を示した。これに対して、図31に示す変形例の場合には、第2ガイド溝143が、第2溝122には繋がらずに、第2溝122の近傍にまでしか伸びていないように構成されている。このような構成においても、第2ガイド溝143から第2溝122に密封対象流体を導くことが可能である。
ガイド溝の各種変形例について、特に、図32〜図43を参照して説明する。図32〜図43は、いずれもシールリング100の内周面の一部を示しており、ガイド溝の各種変形例を示している。
側の先端に、軸線方向に真っ直ぐに伸びる部位を追加したガイド溝140gを示している。このガイド溝140gにおいても、周方向に流れる密封対象流体をシールリング100の側面側に向けて案内できるため、密封対象流体を第2溝122に導くことができる。そして、図38の右側には、このガイド溝140gと、これに対して鏡面対称のガイド溝とを組み合わせたガイド溝140hを示している。
上記実施例1,2においては、シールリング100の回転方向に関係なく動圧が発生するように、動圧発生用溝120は、第1溝121と、第1溝121の周方向の中央から内周面に至るまで伸びる第2溝122とを備える構成を採用している。ただし、本発明においては、動圧発生用溝120は、このような構成には限定されることはない。シールリング100がある方向に対して回転した場合に動圧が発生すれば良い場合には、第2溝は第
1溝の周方向の一方の端部から内周面に至るまで伸びるように構成すればよい。
110 合口部
120 動圧発生用溝
121 第1溝
122 第2溝
122a 幅の狭い部位
122b 幅の広い部位
130,130a,130b,130c,130d,130e,130f,130g,130h,130i,130j,130k,130l,130m,130n,130o,130p,130q,130r ガイド突起
131,131a,131b 第1ガイド突起
132,132a,132b 第2ガイド突起
133b 第3ガイド突起
140,140a,140b,140c,140d,140e,140f,140g,140h,140i,140j,140k,140l,140m,140n,140o,140p,140q,140r ガイド溝
141,141a,141b 第1ガイド溝
142,143,143a,143b 第2ガイド溝
144b 第3ガイド溝
200 軸
210 環状溝
211 側壁面
300 ハウジング
X 摺動領域
Claims (3)
- 軸の外周に設けられた環状溝に装着され、相対的に回転する前記軸とハウジングとの間の環状隙間を封止して、流体圧力が変化するように構成されたシール対象領域の流体圧力を保持するシールリングであって、
前記環状溝における低圧側の側壁面に対して摺動するシールリングにおいて、
前記側壁面に対して摺動する摺動面側には、
周方向に伸びる第1溝と、第1溝から内周面に至るまで伸び、密封対象流体を第1溝内に導く第2溝とを有する動圧発生用溝が設けられており、
内周面側には、シールリングの内周面に沿って周方向に向かって流れる密封対象流体をシールリングの側面側に向けて案内させることで第2溝に導く流体案内構造が設けられていることを特徴とするシールリング。 - 前記流体案内構造は、前記軸とハウジングが相対的に回転することによって流動する密封対象流体を第2溝に案内するガイド突起であることを特徴とする請求項1に記載のシールリング。
- 前記流体案内構造は、前記軸とハウジングが相対的に回転することによって流動する密封対象流体を第2溝に案内するガイド溝であることを特徴とする請求項1に記載のシールリング。
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