JP6839776B2 - シールリングおよびそれらを製造する方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年１月１０日に出願された米国仮特許出願第６２／４４４，７８２号の優先権の利益を主張し、その全体を参照により本明細書に組み込む。
開示の背景

本開示は、一般に、自動車の変速機、トルクコンバータおよび自動クラッチなどの回転システムに有用な構成要素に関する。本開示は、より具体的には、オイル潤滑システムおよび空気圧システムなどの回転システムに有用なシールリング、およびそのようなシールリングを製造する方法に関する。

シールリングは、特に高圧下でのアセンブリの部分において、流体漏洩および圧力損失を制限するために変速機およびクラッチのようなアセンブリにおいて一般的に使用されている。これらは、典型的には、オイルまたは他の潤滑剤などの液体とともに回転接続部に使用される。

従来の回転接続部の一例が図１の概略斜視図に示されている。ここで、シールリングは、周囲のハウジングに対してシールするように、溝内でその接合部において回転シャフトの周りに配置される。シールリングは、いずれかまたは両方に対して回転することができるように、シャフトにもハウジングにも固定されていない。シールリング自体は、図２の概略断面図に示すように、３つのシール面を有する。シールリングの外周面は、シャフトおよびシールリングが配置されているハウジングに対してシールする。一方の側面は、シャフトに形成された溝の側壁に対してシールする。多くの場合、設置時に実際には一方の側面のみが表面に対して封止される。それにもかかわらず、シールリングは、典型的には、それらがどの方向を向いていても設置され得るように、対称であるように構成される。したがって、シールリングは、協働面（すなわち、溝またはハウジングの面）に対してシールするのに十分に平坦で円形の３つの面を有する必要がある。

シールリングは、典型的には、作動時に全体として円形のシールを提供するために互いに係合することができるが、例えば変速機の既に設置されたシャフト上にシールリングが滑り込まれることを可能にするように係合解除され得る２つの端部を有する。当業者には理解されるように、リングシールの第１の端部および第２の端部は、様々な方法で互いに係合することができる。端部は、異なる公差および拡張に適応するために、例えば円形シールの周囲をわずかに拡張または収縮させるように互いに対して移動することができることが望ましい。例えば、図３は、バットジョイント、フックジョイント、バイアスジョイント、２−Ｌジョイント、および２−Ｔジョイントを含むシールリングについての係合可能な第１および第２の端部のいくつかの従来例の部分斜視概略図を提供する。

シールリングにとって半径方向の変形に関しても平面の変形に関しても略円形の構成を維持することが重要である。いかなる著しい真円度外れも、シールリングに十分なシールを提供させず、したがって、そのような真円度外れのシールリングを含むアセンブリを故障させる可能性がある。そして、シールの変形は、設置時にシールを損傷させ、特にその端部において損傷を引き起こす可能性があり、これは流体漏洩に関して重大な故障を引き起こす可能性がある。

一態様では、本開示は、第１の端部と第１の端部と係合可能な第２の端部との間に延在する円形リング本体を備えるシールリングにおいて、円形リング本体が、
内周面と、
第１の横方向端縁および対向する第２の横方向端縁を有する内周面に対向する外周面と、
内周面と対向する外周面との間に延在する第１の側面と、
内周面と対向する外周面との間に配置された、第１の側面と対向する第２の側面とを備え、
第１の端部が第２の端部と係合されて円形リングシールを提供したとき、第１の端部の中央領域が第２の端部の中央領域と横方向に位置合わせされるように、第１の端部が、中央領域と、中央領域の各側面に１つずつある２つの側面領域とを含み、シールリングの第２の端部が、中央領域と、中央領域の各側面に１つずつある２つの側面領域とを含み、
第１の端部が、その側面領域のそれぞれの半径方向内側部分におけるプラットフォームと、その中央領域の半径方向外側部分における垂直方向に延在するブレードとを含み、ブレードがプラットフォームを越えて円周方向に延在し、ブレードの延長部を形成し、
第２の端部が、その各側面領域の半径方向外側部分における２つの垂直方向に延在するフィンガと、その中央領域の半径方向内側部分におけるプラットフォームとを含み、プラットフォームが、フィンガの基部を越えて円周方向に延在し、第２の端部の中央領域の半径方向外側面からアクセス可能であり、
第１の端部が第２の端部と係合するとき、
第１の端部の側面領域のプラットフォームを越えて延在する第１の端部の中央領域のブレードの延長部の少なくとも一部が、第２の端部の中央領域のプラットフォームの真上に半径方向に配置され、
第２の端部の側面領域のフィンガのそれぞれの少なくとも一部が、第１の端部の側面領域のプラットフォームの真上に半径方向に配置され、
第１の端部の中央領域のブレードが、第２の端部の側面領域のフィンガの間に配置される、シールリングを提供する。

他の態様では、本開示は、本明細書に開示されているようなシールリングを製造する方法において、
キャビティを有する型を提供することであって、キャビティが、キャビティに結合された射出成形ゲートを有するシールリングの形状の逆の形状を有する、提供することと、
ゲートを介してキャビティ内に溶融ポリマーを注入することと、
ポリマーが硬化されることを可能にすることと、
型からシールリングを取り外し、シールリングの表面においてポリマーランナーからそれを切り離すこととを含む、方法を提供する。

本開示の他の態様は、
回転シャフトと、
その第１の側面および／またはその第２の側面が回転シャフトに関連する溝の側壁に対して配置された状態で、回転シャフトの周りに配置された本明細書に記載のシールリングと、
ハウジングまたはボアであって、シールリングの外周面がハウジングまたはボアの内周面に対して配置されるように、シャフトおよびシールリングの周りに配置されたハウジングまたはボアとを含む装置である。

本開示のさらなる態様は、本明細書の開示から明らかとなろう。

添付の図面は、本開示の方法および装置のさらなる理解を提供するために含められ、本明細書に組み込まれてその一部を構成する。図面は、必ずしも縮尺どおりに描かれているわけではなく、様々な要素のサイズは、明確さのために歪められることがある。図面は、本開示の１つ以上の実施形態を示しており、詳細な説明とともに本開示の原理および動作を説明するのに役立つ。

従来の回転接続部の概略斜視図である。

図１の従来の回転接続部におけるシールリングアセンブリの概略断面図である。

図１および図２に関して説明したリングシールの第１および第２の端部のための異なる従来の構成の一組の斜視概略図である。

従来の２−Ｔジョイントの一例の概略斜視図である。

図４の２−Ｔジョイントの概略斜視端面図である。 図６は、図４の２−Ｔジョイントの概略斜視平面図である。

本開示の様々な実施形態にかかるシールリングの概略斜視図である。 本開示の様々な実施形態にかかるシールリングの部分概略斜視図である。

本開示の一実施形態にかかるシールリングの分解概略斜視図である。 本開示の一実施形態にかかるシールリングの部分係合概略斜視図である。

図９および図１０のリングシールの側面領域に沿った部分概略断面図である。 図９および図１０のリングシールの中央領域に沿った部分概略断面図である。

本開示の他の実施形態にかかるシールリングの分解側面概略斜視図である。 本開示の他の実施形態にかかるシールリングの分解平面概略斜視図である。 本開示の他の実施形態にかかるシールリングの部分係合概略斜視図である。

図１３〜図１５のリングシールの側面領域に沿った部分概略断面図である。 図１３〜図１５のリングシールの中央領域に沿った断面図の部分概略図である。

本開示の他の実施形態にかかるシールリングの概略断面図である。

本開示の他の実施形態にかかるシールリングの概略断面図である。

本開示の他の実施形態にかかるシールリングの概略断面図である。

本開示の他の実施形態にかかるシールリングの概略側面図である。

本発明者は、従来の２−Ｔジョイントが、リングシールの第１の端部と第２の端部との間の従来のタイプの係合の中で最良の漏洩性能を提供することに注目した。
従来の２−Ｔジョイントの一例の概略斜視図が図４として提供され、従来の２−Ｔジョイントの第１の端部の概略斜視端面図および概略斜視平面図がそれぞれ図５および図６として提供される。理論に拘束されることを意図しないが、本発明者は、これは大部分がシールリングの第１の端部の中央ブレードがシールリングの第２の端部の側方フィンガの間に保持されるという事実の結果として２−Ｔ幾何学的形状が著しい平面変形を妨げるという事実によると推測する。端部間の間隙は、他の設計よりも円周方向の熱膨張による影響が大幅に少ない。２−Ｔ幾何学的形状は、最小のフィンガ長で端部を重ね合わせることを可能にし、間隙を通過し且つ間隙の上方の流体漏洩速度の低減をもたらす。しかしながら、本発明者は、２−Ｔ幾何学的形状に関する重大な問題に注目した：シールリングの半径方向の変形は、著しい持続的な真円度の外れを引き起こす可能性がある。例えば、シールリングは、シャフトの周りに設置されるために開かれ得るように一般に弾性変形可能であるが、長期間変形した場合、丸くスナップバックすることがないように弾性変形することができる。これは、輸送中の不適切な物理的保護によって引き起こされる可能性がある。そして、その半径方向の変形は、従来の２−Ｔ設計によって妨げられず、シールリングの第２の端部の側方フィンガは、第１の端部の側方棚部によってシールリングの第１の端部に対する半径方向内側への移動を妨げられ、第１の端部に対する半径方向外側への移動は妨げられない。図７は、シャフトに設置された２つの従来の２−Ｔシールリングの写真である。下部シールリングは、許容できる程度に丸い。しかしながら、上部シールリングは、輸送中の塑性的な半径方向の変形が原因で、著しく丸から外れている。したがって、シールリングの第１の端部（すなわち、左側）は、シャフトに対して配置されている一方で、第２の端部（すなわち、右側）は、シールリングが実質的に非円形である結果としてシャフトから持ち上げられる。

これらの欠点を克服し、必要なシール性能を提供するために、本開示は、端部が互いに対して横方向に面から外れて変形することだけでなく、互いに対して半径方向に変形することも妨げられるシールリングを提供する。

したがって、本開示の一態様は、シールリングである。そのようなシールリングの一例が図８の概略斜視図に示されている。シールリング８００は、第１の端部８３０と第２の端部８４０との間に延在する円形リング本体８０２を有する。以下により詳細に論じるように、シールリングの端部が引き離されてシャフトの周りに配置され得るが、端部が一体に撓むことができるときに円形の外周を提供するように、且つ端部が横方向だけでなく互いに対して半径方向にも移動するのを妨げられるように、第２の端部８４０は、第１の端部８３０と係合可能である。円形リング本体は、内周面８１０と、内周面に対向する外周面８１２とによって部分的に画定される。外周面８１２は、第１の横方向端縁８１４および対向する第２の横方向端縁８１６を有する。内周面８１０と外周面８１２との間に延在するのは、第１の側面８２０と、第１の側面８２０に対向する第２の側面８２２である。

特に、シールリングの第１の端部および第２の端部は、互いに係合されて円形のシールリングを形成するときに、端部が横方向だけでなく互いに対して半径方向にも移動するのを妨げられるように構成される。本開示にかかるシールリングの一実施形態が図９の分解概略斜視図、および図１０の部分係合概略斜視図に示されている。図１１は、図９および図１０のリングシールの側面領域に沿った部分概略断面図であり、図１２は、図９および図１０のリングシールの中央領域に沿った部分概略断面図である。シールリングの第１の端部９３０は、中央領域９３１と、中央領域９３１の両側に１つずつある２つの側面領域９３２とを含む。同様に、シールリングの第２の端部９４０は、中央領域９４１と、中央領域９４１の両側に１つずつある２つの側面領域９４２とを含む。第１の端部が第２の端部と係合されて円形のリングシールを形成するとき、第１の端部の中央領域は、第２の端部の中央領域と横方向に位置合わせされる。第１の端部９３０は、その側面領域９３２のそれぞれの半径方向内側部分９３３にプラットフォーム９３５を含む。第１の端部はまた、その中央領域９３１の半径方向外側部分９３４に垂直方向に延在するブレード９３６を含む。特に、従来の２−Ｔジョイントのようにプラットフォームと面一である代わりに、ブレード９３６は、プラットフォーム９３５を越えて円周方向に延在し、ブレード９３６の延長部９３７を形成する。シールリングの第２の端部９４０は、その各側面領域９４２の半径方向外側部分９４４に２つの垂直方向に延在するフィンガ９４５を有する。シールリングの第２の端部９４０はまた、その中央領域９４１の半径方向内側部分９４３にプラットフォーム９４６を有し、プラットフォームは、フィンガ９４５の基部９４８を越えて円周方向に延在し、第２の端部の中央領域の半径方向外側面からアクセス可能である。

第１の端部が第２の端部と係合されるとき、第１の端部の側面領域のプラットフォームを越えて延在する第１の端部の中央領域のブレード９３６の延長部９３７の少なくとも一部は、第２の端部の中央領域のプラットフォーム９４６の真上に半径方向に配置される。これは、第１の端部が第２の端部に対して半径方向内側に移動するのが妨げられ、第２の端部が第１の端部に対して半径方向外側に移動するのが妨げられる。同様に、第２の端部の側面領域のフィンガ９４５の少なくとも一部は、第１の端部の側面領域のプラットフォーム９３５の真上に半径方向に配置される。これは、第１の端部が第２の端部に対して半径方向外側に移動するのが妨げられ、第２の端部が第１の端部に対して半径方向内側に移動するのが妨げられる。最後に、第１の端部の中央領域のブレード９３６は、第２の端部の側面領域のフィンガ９４５の間に配置される。これは、第１の端部および第２の端部が互いに対して横方向に移動するのが妨げられる。

本明細書で別途説明するシールリングの特定の望ましい実施形態では、シールリングが輸送用に包装されたときに端部が互いに対して半径方向内側に移動するのを妨げられるように、第１の端部は、第２の端部と係合される。これは、設置時にシールリングが変形していない状態にあるように、シールリングが輸送中の有害な変形から保護されることを可能にすることができる。本明細書で別途説明するシールリングの特定の実施形態では、シールリングがシャフトの周りに設置されたときに端部が互いに対して半径方向内側に移動するのを妨げられるように、第１の端部は、第２の端部と係合される。

本明細書で他に説明されるような、および図９〜図１２に示されるようなシールリングの特定の実施形態では、第２の端部のプラットフォームは、略水平な（すなわち、円形シールの接線に対して）プラットフォームとして形成され、第１の端部のブレードの延長部の半径方向内側面は略水平な合わせ面を有する。

しかしながら、他の実施形態では、第２の端部のプラットフォームおよび第１の端部のブレードの延長部の半径方向内側面は、傾斜した角度で形成されている。例えば、本明細書に別途記載されるシールリングの特定の実施形態では、第２の端部のプラットフォームおよび第１の端部のブレードの延長部の半径方向内側面は、水平から７５度以下の角度で形成される。例えば、そのような特定の実施形態では、第２の端部のプラットフォームおよび第１の端部のブレードの延長部の半径方向内側面は、水平から６０度以下、水平から４５度以下、または水平から３０度以下、または水平から１０〜７５度、または１０〜６０度、または１０〜４５度、または１０〜３０度、または３０〜７５度、または３０〜６０度、または４５〜７５度、または４５〜６０度の角度で形成される。ブロッキングの強度は、角度が増加するにつれて減少するが、多くの状況では、角度付き構成は、半径方向変形の必要なレベルのブロッキングを提供するのに十分すぎるほどとすることができる。

本開示にかかるシールリングの他の実施形態が、図１３（側面概略斜視図）および図１４（平面概略斜視図）の分解概略斜視図、ならびに図１５の部分係合概略斜視図に示されている。図１６は、図１３〜図１５のリングシールの側面領域に沿った部分概略断面図であり、図１７は、図１３〜図１５のリングシールの中央領域に沿った断面図の部分概略図である。第１の端部１３３０は、その側面領域のそれぞれの半径方向内側部分にプラットフォーム１３３５を含む。第１の端部はまた、その中央領域の半径方向外側部分に垂直方向に延在するブレード１３３６を含む。特に、従来の２−Ｔジョイントのようにプラットフォームと面一である代わりに、ブレード１３３６は、プラットフォーム１３３５を越えて円周方向に延在し、ブレードの延長部１３３７を形成する。ここで、ブレードの延長部は、図９〜図１２の実施形態のように材料の別個の肩部によって形成されておらず、むしろブレードの全体的な傾斜形状の延長部によって形成されている。シールリングの第２の端部１３４０は、その各側面領域の半径方向外側部分に１つずつ、２つの垂直方向に延在するフィンガ１３４５を有する。シールリングの第２の端部１３４０はまた、その中央領域の半径方向内側部分にプラットフォーム１３４５を有し、プラットフォームは、フィンガ１３４５の基部１３４８を越えて円周方向に延在し、第２の端部の中央領域の半径方向外側面からアクセス可能である。ここでもまた、プラットフォームは、図９〜図１２の実施形態のように材料の別個の肩部によって形成されておらず、むしろフィンガ間の材料の全体的な傾斜形状の延長部によって形成されている。図１３〜図１７の実施形態では、第２の端部のプラットフォーム１３４６および第１の端部のブレード１３３６の延長部１３３７の半径方向内側面は、水平から約６０度の角度で形成されている。

第１の端部が第２の端部と係合されるとき、例えば、シールリングが輸送用に包装されるときまたはシャフトの周りに設置されるとき、第１の端部の側面領域のプラットフォームを越えて延在する第１の端部の中央領域のブレード１３３６の延長部１３３７の少なくとも一部は、第２の端部の中央領域のプラットフォーム１３４６の真上に半径方向に配置される。これは、第１の端部が第２の端部に対して半径方向内側に移動するのが妨げられ、第２の端部が第１の端部に対して半径方向外側に移動するのが妨げられる。そして、第２の端部の側面領域のフィンガ１３３５の少なくとも一部は、第１の端部の側面領域のプラットフォーム１３４５の真上に半径方向に配置される。これは、第１の端部が第２の端部に対して半径方向外側に移動するのが妨げられ、第２の端部が第１の端部に対して半径方向内側に移動するのが妨げられる。最後に、第１の端部の中央領域のブレード１３３６は、第２の端部の側面領域のフィンガ１３３５の間に配置される。これは、第１の端部および第２の端部が互いに対して横方向に移動するのが妨げられる。第１および第２の端部の中央領域の傾斜部分は、この実施形態ではその半径方向内側部分に到達する前に停止するように示されているが、他の実施形態では、半径方向内側部分に延在することができる。

上述したように、そのプラットフォームを超える第１の端部の中央領域のブレードの延長部およびそのフィンガの基部を超える第２の端部の中央領域のプラットフォームの延長部は、一種の半径方向変形を妨げるのに役立つことができる。当業者は、本明細書の開示に基づいて、他の方法でシール性能を犠牲にすることなく、所望の程度のブロッキングを提供するために、第１の端部のブレードおよび第２の端部のプラットフォームの延長量を選択する。例えば、本明細書に別途記載のシールリングの特定の実施形態では、第１の端部のブレードは、例えば、０．２５〜８ｍｍ、または０．２５〜４ｍｍ、または０．２５〜２ｍｍ、または０．５〜８ｍｍ、または０．５〜４ｍｍ、または０．５〜３ｍｍ、または１〜８ｍｍ、または１〜６ｍｍ、または１〜４ｍｍ、または２〜８ｍｍ、または２〜６ｍｍ、または２〜４ｍｍの範囲内など、少なくとも０．２５ｍｍ、少なくとも０．５ｍｍ、１ｍｍ、少なくとも２ｍｍ、またはさらには少なくとも３ｍｍ、第１の端部のプラットフォームを越えて延在している。図９〜図１２の実施形態におけるブレードの延長距離は、図１１における参照符号９３９によって示され、図１３〜図１７の実施形態におけるブレードの延長距離は、図１６における参照符号１３３９によって示されている。同様に、本明細書で別途説明するシールリングの特定の実施形態では、第２の端部のプラットフォームは、例えば、１〜１８ｍｍ、または１〜１２ｍｍ、または１〜６ｍｍ、または１〜４ｍｍ、または２〜１８ｍｍ、または２〜１２ｍｍ、または２〜６ｍｍ、または２〜４ｍｍ、または３〜１８ｍｍ、または３〜１２ｍｍ、または３〜６ｍｍの範囲内など、少なくとも１ｍｍ、少なくとも２ｍｍ、またはさらには少なくとも３ｍｍ、フィンガの基部を越えて延在している。図９〜図１２の実施形態における第２の端部のプラットフォームの延長距離は、図１１における参照符号９４９によって示され、図１３〜図１７の実施形態におけるブレードの延長距離は、図１６における参照符号１３４９によって示されている。

上述したように、端部が係合されると、第１の端部の中央領域のブレードの延長部は、第２の端部の中央領域のプラットフォームの真上に半径方向に配置され、第２の端部の側面領域のフィンガは、第１の端部の側面領域のプラットフォームの真上に半径方向に配置される。本明細書で別途説明されるような、および図１１に示されるようなシールリングの特定の実施形態では、第１の端部の中央領域のブレードの延長部は、第２の端部の中央領域のプラットフォームと接触して配置されている。これは、１つの相対方向における半径方向の動きの完全な阻止を可能にすることができる。同様に、本明細書で別途説明されるような、および図１２に示されるようなシールリングの特定の実施形態では、第２の端部の側面領域のフィンガは、第１の端部の側面領域のプラットフォームと接触して配置されている。これは、他の相対方向における半径方向の動きの完全な阻止を可能にすることができる。

しかしながら、場合によっては、半径方向変形が塑性変形を引き起こすほど激しくない限り、完全な阻止をもたらす必要はない。また、場合によっては、端部の互いに対するわずかな半径方向の動きを許容することが望ましいことがある。したがって、本明細書で別途説明するシールリングの特定の実施形態では、第１の端部の中央領域のブレードの延長部は、第２の端部の中央領域のプラットフォームの２ｍｍ以内、１ｍｍ以内、またはさらには０．５ｍｍ以内に配置される。同様に、本明細書に別途説明するシールリングの特定の実施形態では、第２の端部の側面領域のフィンガは、第１の端部の側面領域のプラットフォームの２ｍｍ以内、１ｍｍ以内、またはさらには０．５ｍｍ以内に配置される。

シールリングの外周面は、ハウジングまたはボアの内周面に対して適切なシールを提供するために、表面粗さは小さいことが望ましい。もちろん、当業者には理解されるように、従来の製造プロセスから生じるある程度の粗さが許容可能であり得る。第１および第２の側面は、典型的には、上述したようにシール面として規定されることから、特定の望ましい実施形態では、また、表面粗さは小さいことが望ましい。そして、当業者には理解されるように、面に窪みとして形成されたより大きな特徴（例えば、流体処理溝）の存在が、面の表面粗さに影響を与えるとは考えられず、むしろ、面のシール部分にとっては、表面粗さが小さければ十分である。

当業者には理解されるように、本明細書に記載のシールリングは、それが設置されることになるシステムの特定のパラメータ（例えば、シャフトサイズ、溝サイズ、ハウジングまたはボア内径）に応じて様々なサイズで構成され得る。例えば、本明細書に記載のシールリングは、様々なサイズの回転シャフトとともに使用するために、様々な内周を有するように構成され得る。本明細書で別途説明されるシールリングの特定の実施形態では、内径（例えば、内周面の直径）は、５ｍｍ〜２００ｍｍの範囲内、例えば、５〜１５０ｍｍ、または５〜１００ｍｍ、または５〜８０ｍｍ、または５〜５０ｍｍ、または１０〜２００ｍｍ、または１０〜１５０ｍｍ、または１０〜１００ｍｍ、または１０〜８０ｍｍ、または１０〜５０ｍｍ、または２０〜２００ｍｍ、または２０〜１５０ｍｍ、または２０〜１００ｍｍ、または２０〜８０ｍｍ、または２０〜５０ｍｍである。

同様に、本明細書に記載のシールリングは、様々なサイズの溝に嵌合するように様々な幅を有するように構成され得る。本明細書に別途記載されるシールリングの特定の実施形態では、その第１の側面から第２の側面までのシールリングの幅は、１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内、例えば、１〜１０ｍｍ、または１〜８ｍｍ、または１〜６ｍｍ、または１〜４ｍｍ、または２〜２０ｍｍ、または２〜１０ｍｍ、または２〜８ｍｍ、または２〜６ｍｍ、または２〜４ｍｍ、または４〜２０ｍｍ、または４〜１０ｍｍ、または４〜８ｍｍ、または６〜２０ｍｍ、または６〜１０ｍｍである。

当業者には理解されるように、本明細書に記載のシールリングは、様々な断面形状で形成され得る。例えば、本明細書で別途説明されるシールリングの特定の実施形態は、矩形の断面形状（すなわち、第１の端部および第２の端部に関して本明細書で説明される特徴を含まないシールリングの円周に沿った位置）を有する。図１８は、第１の側面１８２０が第２の側面１８２２と略平行である、略矩形断面を有するシールリング１８００の概略断面図である。本明細書で別途説明されるシールリングの他の実施形態では、シールリングは、略台形断面を有する。図１９は、第１の側面１９２０および第２の側面１９２２が法線から外周面１９１２まで実質的に同じ角度で傾斜している、略台形断面を有するシールリング１９００の概略断面図である。本明細書で別途説明されるシールリングの他の実施形態では、シールリングは、その外端に第１の矩形断面を有し、その内端に第２のより狭い矩形断面を有する断面形状を有する。図２０は、そのような断面を有するシールリング２０００の概略断面図である。ここで、第１の側面２０２０および第２の側面２０２２は、第１の矩形部２０５０の両端に配置されたシール面であり、第２の矩形部２０５２は、第１の規制部２０５０に直接隣接して配置され、内周面２０１０まで延在している。もちろん、当業者は、例えばシールリングが配置されるべき溝の特定の幾何学形状に応じて、他の断面形状が使用されてもよいことを理解するであろう。そして、当業者は、本明細書に記載された形状が、記載された形状から実質的に逸脱することなく面取りまたは丸みを帯びた角を含むことができることを理解するであろう。例えば、図１８の断面形状は、外周面１８１２の端縁において面取りされた角を含むが、それでもなお矩形であると見なされる。

様々な追加の特徴が本明細書に記載のシールリングに含めることができる。例えば、本明細書に別途記載されるシールリングの特定の実施形態では、第１の側面、第２の側面、または両方は、その中に形成された１つ以上の溝を含むことができる。溝は、例えば側面に沿ってオイルまたは他の潤滑剤を引き上げるように構成することができ、したがって、溝の側壁と側面との間に十分なシールを維持するために、側面と溝の側壁との間に十分なオイルを維持するのを助ける。そのようなシールリングの一例が図２１の部分概略側面図に示されている。特定の実施形態では、側面に形成された溝は、いずれも側面の外端から側面の内端まで延在していない。例えば、図２１の実施形態では、溝２１６０は、側端面２１２０の内端２１２４まで延在しているが、その外端２１２５までは延在していない。

上記簡単に述べたように、第２の端部は、第１の端部と係合可能であり、円形の外周を有するリングシールを提供する。

射出成形プロセスが使用されて、本明細書に記載のシールリングを様々な異なる材料から製造することができる。高温熱可塑性材料は、本明細書に記載のシールリングにおいて特に有用である。例えば、本明細書に別途記載されるシールリングの特定の実施形態は、ナイロン（ＰＡ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＩ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、およびポリアミドイミド（ＰＡＩ）から構成される。そのような材料は、充填されていてもいなくてもよい。

本開示の他の態様は、本明細書で別途説明されるシールリングを製造する方法に関する。本方法は、キャビティに結合された射出成形ゲートを有する、本明細書に別途記載されるシールリングの形状の逆である形状を有するキャビティを有する型を提供することと、ゲートを介してキャビティ内に溶融ポリマーを注入することと、ポリマーが硬化されることを可能にすることと、型からシールリングを取り外し、シールリングの表面においてポリマーランナーからそれを切り離すこととを含む。当業者は、本明細書の記載を考慮して、従来の射出成形装置および本明細書に記載の方法の実施における技術を使用するであろう。

本明細書に記載のシールリングは、多種多様な回転シールリング用途において工業的用途を見出す。例えば、本明細書に記載のシールリングは、ブルドーザおよび大型トラックなどの重機用の変速機のクラッチパックに使用することができ、そのため、そのようなシールリングは、高回転速度下でも４００ｐｓｉもの高圧条件に耐えることができる。本明細書に記載のシールリングは、自動変速機、無段変速機、およびデュアルクラッチ変速機などの変速機、ならびに差動装置およびカムシャフト調整装置を含む様々な種類の装置に有用であり得る。

したがって、本開示の他の実施形態は、回転シャフトと、シャフトの周りに配置された本明細書に記載のシールリングとを備え、その第１の側面および／またはその第２の側面が回転シャフトに関連する溝の側壁に対して配置され、シールリングの外周面がハウジングまたはボアの内周面に対して配置されるように、ハウジングまたはボアがシャフトおよびシールリングの周りに配置された装置である。オイルなどの潤滑剤がシールリングの外周面およびシール側面に配置されて完全なシールを提供することができる。この構成は、上述したように、図１および図２に関して上記示されている。特に、上述した理由により、シールリングの外周面に射出成形ゲート痕が存在することは、射出成形ゲート痕が外周面のレベルよりも下方の凹部内に配置されるため、ボアまたはハウジングに対するその面のシールを実質的に妨げない。そして、凹部は、外周面の幅全体にわたっては延在していないことから、ハウジングまたはボアに対する外周面のシールを実質的に妨げない。

本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書に記載されているプロセスおよび装置に対して様々な変更および変形を行うことができることが当業者には理解されるであろう。したがって、本開示は、本発明のそのような変更および変形が添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内にある限り、本発明のそのような変更および変形を網羅することを意図している。

Claims (30)

1. 第１の端部と前記第１の端部と係合可能な第２の端部との間に延在する円形リング本体を備えるシールリングにおいて、前記円形リング本体が、
   内周面と、
   第１の横方向端縁および対向する第２の横方向端縁を有する前記内周面に対向する外周面と、
   前記内周面と前記対向する外周面との間に延在する第１の側面と、
   前記内周面と前記対向する外周面との間に配置された、前記第１の側面と対向する第２の側面とを備え、
   前記第１の端部が前記第２の端部と係合されて円形リングシールを提供したとき、前記第１の端部の中央領域が前記第２の端部の中央領域と横方向に位置合わせされるように、前記第１の端部が、前記中央領域と、前記中央領域の各側面に１つずつある２つの側面領域とを含み、前記シールリングの前記第２の端部が、前記中央領域と、前記中央領域の各側面に１つずつある２つの側面領域とを含み、
   前記第１の端部が、その前記側面領域のそれぞれの半径方向内側部分におけるプラットフォームと、その前記中央領域の半径方向外側部分における垂直方向に延在するブレードとを含み、前記ブレードが前記プラットフォームを越えて円周方向に延在し、前記ブレードの延長部を形成し、
   前記第２の端部が、その各側面領域の半径方向外側部分における２つの垂直方向に延在するフィンガと、その前記中央領域の半径方向内側部分におけるプラットフォームとを含み、前記プラットフォームが、前記フィンガの基部を越えて円周方向に延在し、前記第２の端部の前記中央領域の半径方向外側面からアクセス可能であり、
   前記第１の端部が前記第２の端部と係合するとき、
   前記第１の端部の前記側面領域の前記プラットフォームを越えて延在する前記第１の端部の前記中央領域の前記ブレードの前記延長部の少なくとも一部が、前記第２の端部の前記中央領域の前記プラットフォームの真上に半径方向に配置され、
   前記第２の端部の前記側面領域の前記フィンガのそれぞれの少なくとも一部が、前記第１の端部の前記側面領域の前記プラットフォームの真上に半径方向に配置され、
   前記第１の端部の前記中央領域の前記ブレードが、前記第２の端部の前記側面領域の前記フィンガの間に配置される、シールリング。
2. 前記第２の端部の前記プラットフォームが、実質的に水平なプラットフォームとして形成され、前記第１の端部の前記ブレードの前記延長部の前記半径方向内側面が、実質的に水平の合わせ面を有する、請求項１に記載のシールリング。
3. 前記第２の端部の前記プラットフォームおよび前記第１の端部の前記ブレードの前記延長部の前記半径方向内側面が、前記第１の端部の前記中央領域の前記側面に沿った断面図において、前記プラットフォームが前記第２の端部の先端の方に先細りとなるように形成されるように、および、前記第１の端部の前記ブレードの前記延長部が前記第１の端部の先端の方に先細りとなるように形成されるように、前記外周面から傾斜した角度で形成される、請求項１に記載のシールリング。
4. 前記第２の端部の前記プラットフォームおよび前記第１の端部の前記ブレードの前記延長部の前記半径方向内側面が、前記第１の端部の前記中央領域の前記側面に沿った断面図において、前記プラットフォームが前記第２の端部の先端の方に先細りとなるように形成されるように、および、前記第１の端部の前記ブレードの前記延長部が前記第１の端部の先端の方に先細りとなるように形成されるように、前記外周面から７５度以下の角度で形成される、請求項１に記載のシールリング。
5. 前記角度が６０度以下である、請求項４に記載のシールリング。
6. 前記第１の端部の前記ブレードが、前記第１の端部の前記プラットフォームを越えて少なくとも０．２５ｍｍ延在している、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシールリング。
7. 前記第１の端部の前記ブレードが、前記第１の端部の前記プラットフォームを越えて少なくとも１ｍｍ延在している、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシールリング。
8. 前記第１の端部の前記ブレードが、前記第１の端部の前記プラットフォームを越えて０．２５〜８ｍｍの範囲内で延在している、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシールリング。
9. 前記第２の端部の前記プラットフォームが、前記第２の端部の前記フィンガの前記基部を越えて少なくとも１ｍｍ延在している、請求項１〜８のいずれか一項に記載のシールリング。
10. 前記第２の端部の前記プラットフォームが、前記第２の端部の前記フィンガの前記基部を越えて少なくとも３ｍｍ延在している、請求項１〜８のいずれか一項に記載のシールリング。
11. 前記第２の端部の前記プラットフォームが、前記第２の端部の前記フィンガの前記基部を越えて１〜８ｍｍの範囲内で延在している、請求項１〜８のいずれか一項に記載のシールリング。
12. 前記端部が係合されると、前記第１の端部の前記中央領域の前記ブレードの前記延長部が、前記第２の端部の前記中央領域の前記プラットフォームと接触して配置される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のシールリング。
13. 前記第１の端部の前記中央領域の前記ブレードの前記延長部が、前記第２の端部の前記中央領域の前記プラットフォームの２ｍｍ以内、１ｍｍ以内、またはさらには０．５ｍｍ以内に配置されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のシールリング。
14. 前記第２の端部の前記側面領域の前記フィンガが、前記第１の端部の前記側面領域の前記プラットフォームと接触して配置されている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のシールリング。
15. 前記第２の端部の前記側面領域の前記フィンガが、前記第１の端部の前記側面領域の前記プラットフォームの２ｍｍ以内、１ｍｍ以内、またはさらには０．５ｍｍ以内に配置されている、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のシールリング。
16. ５ｍｍ〜２００ｍｍの範囲の内径を有する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のシールリング。
17. １０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲の内径を有する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のシールリング。
18. １ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の前記第１の側面から前記第２の側面までの幅を有する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のシールリング。
19. ２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲の前記第１の側面から前記第２の側面までの幅を有する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のシールリング。
20. 略矩形断面形状を有する、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のシールリング。
21. 略台形断面形状を有する、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のシールリング。
22. その外端に第１の矩形断面を有し、その内端に第２のより狭い矩形断面を有する断面形状を有する、請求項１〜２１のいずれか一項に記載のシールリング。
23. 前記第１の側面、前記第２の側面、またはその両方に形成された１つ以上の溝をさらに備える、請求項１〜２２のいずれか一項に記載のシールリング。
24. 前記側面に形成された前記溝のいずれも、前記側面の外端から前記側面の内端まで延在していない、請求項２３に記載のシールリング。
25. ナイロン（ＰＡ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＩ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、およびポリアミドイミド（ＰＡＩ）から選択される熱可塑性材料により形成される、請求項１〜２４のいずれか一項に記載のシールリング。
26. 請求項１〜２５のいずれか一項に記載のシールリングを製造する方法において、
    キャビティを有する型を提供することであって、前記キャビティが、前記キャビティに結合された射出成形ゲートを有する前記シールリングの逆の形状を有する、提供することと、
    前記ゲートを介して前記キャビティ内に溶融ポリマーを注入することと、
    前記ポリマーが硬化されることを可能にすることと、
    前記型から前記シールリングを取り外し、前記シールリングの表面においてポリマーランナーからそれを切り離すこととを含む、方法。
27. 請求項２６に記載の方法に従って製造されたシールリング。
28. 装置において、
    回転シャフトと、
    その第１の側面および／またはその第２の側面が前記回転シャフトに関連する溝の側壁に対して配置された状態で、前記回転シャフトの周りに配置された請求項１〜２５および２７のいずれか一項に記載のシールリングと、
    ハウジングまたはボアであって、前記シールリングの外周面が前記ハウジングまたは前記ボアの内周面に対して配置されるように、前記シャフトおよび前記シールリングの周りに配置されたハウジングまたはボアとを備える装置。
29. 前記シールリングの前記外周面および前記シール側面に配置された潤滑剤をさらに含む、請求項２８に記載の装置。
30. 前記装置が、自動変速機、無段変速機、またはデュアルクラッチ変速機などの変速機、差動装置またはカムシャフトである、請求項２８または請求項２９に記載の装置。