JP6456262B2 - シールリング - Google Patents
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Description
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。
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から周方向に第1凸部21・第2凸部22が突設されている。つまり、第1凸部21・第2凸部22は、第1端部11と第2端部12から周方向に延伸状に設けられている。
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。
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。
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。
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。
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。
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、内側に底面部25を有する削り取り部(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。
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)、又は、図11(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),図11(A)と図9(A)が対応し、図10(B),図11(B)と図9(B)とが対応すると共に、図10(B),図11(B)の2点鎖線で示した三角形は図9(C)が対応している。
即ち、リング本体1全体に比べて、第1凸部21は極めて小さな部分であって、他の物体に不意に衝突したり、床や机の上に落下させた際に、第1凸部21は、簡単に亀裂や折損等の破損を受ける可能性がある。特に、熱可塑性樹脂組成物であるが故に、上記破損を生じ易く、このような破損を、第1凸部21の削り取り部33の側から、保護して第1凸部破損防止の機能(作用)を発揮する。
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。
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と第3凸部63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と第3凸部63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。そして、図8(B)からも判るように、第1凸部21と第3凸部63は、リング本体1の第1端部11の端面11Zから平行状に突設されている。
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と図11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。
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。
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。
なお、図11(B)では、第1凸部21の一部を補強する機能をも、第3凸部63が発揮している。
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。
図13(A)(B)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、内側に削り取り部33が形成される。
図15と図16に示すように、第1凸部21と第2凸部22は、リング本体1の円形横断面の輪郭を、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る。第1凸部21の第1対応面41の反対面側に削り取り部33が形成され、かつ、削り取り部33側には第1凸部破損防止用第3凸部63が、第1端部11から周方向に突設されている。
しかも、図15(A)(B)(C)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、第1凸部21と第2凸部22が、リング本体1の円形の輪郭線から食み出さない。なお、図15(A)(B)(C)に示すように、第1・第2・第3凸部21,22,63の全てを、リング本体1の円形の輪郭線から食み出さないように構成するのが望ましい。
図15(A)と図16に於ては、削り取り部33が大き目の弓形であって、第1凸部21は、第1対応面41と、これに平行な傾斜直線状の底面部25を有する傾斜片部30をもって、構成されている。また、2個の第3凸部63,63が、リング本体1の第1端部11の端面11Zから突設される。具体的には、各第3凸部63は、略4半円形であり、第1凸部21の両端部21A,21Aを、保護する位置に、分離状に配設される。
次に、図15(C)では、削り取り部33の断面形状はラグビー球形であり、第1凸部21は、外側に、直線傾斜状の第1対応面41を有すると共に、内側(裏面側)に、弧状曲線凹部を有する。そして、略円形の第3凸部63が削り取り部33の位置に配設されている。
なお、削り取り部33の形状は、これ以外にも設計変更自由であり、かつ、第3凸部63の形状も変更自由であり、第1凸部21の破損を有効に防止するように保護の機能を発揮すれば十分である。
第3凸部63も、第1・第2凸部21,22と同時に上記材質の射出成形にて容易に形成できる。
第3凸部63も、第1・第2凸部21,22と同時に上記材質の射出成形にて容易に形成できる。また、リング本体1の横断面形状が円形であることによって、被密封面P1,P2に対して馴染み易く、かつ、接触面圧分布がピークを有する山型を示し、シール性も一層高いシールリングとなる。
5 切れ目
11 第1端部
12 第2端部
21 第1凸部
22 第2凸部
33 削り取り部(凹部)
41 第1対応面
42 第2対応面
63 第3凸部
Lc 分離線
Claims (2)
- 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)から周方向に突設された第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、
しかも、上記削り取り部(33)の側に第1凸部破損防止用第3凸部(63)が、上記第1端部(11)から周方向に突設され、
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ことを特徴とするシールリング。 - 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)から周方向に突設された第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、円形であり、上記第1凸部(21)と第2凸部(22)は、上記リング本体(1)の円形の横断面を分離線(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、
しかも、上記削り取り部(33)の側に第1凸部破損防止用第3凸部(63)が、上記第1端部(11)から周方向に突設され、
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ことを特徴とするシールリング。
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