JP7303772B2 - シールリングおよびユニット - Google Patents

Description

本明細書は、シールリングおよびユニットについて開示する。

従来、この種のシールリングとしては、摺動面と、摺動面に向けて薄肉になるように傾斜する一対の傾斜面（テーパ面）とが外周部に設けられたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。シールリングの外周部に設けられた一対の傾斜面に加えて、当該シールリングが装着されたシャフトが挿通されるハウジングの挿入口に面取り部が設けられており、これにより、シャフトをハウジングにスムーズに挿通することができる。

国際公開第２０１７／１４６０３７号

シールリングの製造は射出成形用金型を用いて射出成形により行なうことで、製造コストを低減させることができる。いま、外周部に円筒面とこの円筒面に向かうにつれて近接する一対のテーパ面とが設けられたシールリングを射出成形により形成する場合を考える。この場合、金型の型割位置を、円筒面と一対のテーパ面のうち一方のテーパ面との境界部に設定することができる。しかし、射出成形されたシールリングの外周部に型ずれに伴う型割段差が発生すると、シールリングを装着した部材を相手部材に組み付ける際に、型割段差の先端部が当該相手部材と接触して破損し、製品機能を損なうおそれが生じる。

本開示は、射出成形用金型を用いて低コストで製造することが可能で、外周部に型割段差が生じても、組み付け時に損傷するのを抑制することが可能なシールリングまたはそのシールリングが組み付けられたユニットを提供することを主目的とする。

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示のシールリングは、
射出成形用金型を用いて射出成形により形成され、外周部に円筒面と該円筒面に向かうにつれて近接する一対のテーパ面とが設けられたシールリングであって、
前記一対のテーパ面のうち一方のテーパ面と前記円筒面との境界部において、型割段差が形成され、
前記型割段差は、先端部が前記一方のテーパ面を前記シールリングの径方向における外側に延長した仮想延長面よりも前記シールリングの厚み方向における内側に位置するように形成される、
ことを要旨とする。

この本開示のシールリングは、外周部に円筒面と該円筒面に向かうにつれて近接する一対のテーパ面とが設けられるものであり、射出成形用金型を用いて形成される。このシールリングには、一対のテーパ面のうち一方のテーパ面と円筒面との境界部において型割段差が形成され、当該型割段差は、その先端部が、一方のテーパ面をシールリングの径方向における外側へ延長した仮想延長面よりもシールリングの厚み方向における内側に位置するように形成される。これにより、一方のテーパ面と円筒面との境界部において金型の型割に基づく型割段差が形成されたシールリングにおいて、当該一方のテーパ面側からシールリングが装着された部材が相手部材に組み付けられる際に、一方のテーパ面を相手部材に優先的に接触させ、型割段差の先端部が相手部材に接触するのを抑制することができる。この結果、組み付けの際に型割段差の先端部が相手部材に接触することによるシールリングの破損を抑制することができる。もとより、シールリングは、射出成形により形成されるから、製造コストをより低減させることができる。

本開示のユニットは、
射出成形用金型を用いて射出成形により形成されると共に外周部に円筒面と該円筒面に向かうにつれて近接する一対のテーパ面とが設けられたシールリングと、円筒状の外周面を有すると共に前記外周面に前記シールリングが組み付けられる環状溝を有する内側部材と、円筒状の内周面を有すると共に前記内周面に前記シールリングが組み付けられた前記内側部材が挿入される外側部材と、を備えるユニットであって、
前記シールリングには、前記シールリングの一対のテーパ面のうち一方のテーパ面と前記円筒面との境界部において型割段差が形成されると共に、該型割段差の先端部は、前記一方のテーパ面を前記シールリングの径方向における外側に延長した仮想延長面よりも前記シールリングの厚み方向における内側に位置するように形成され、
前記外側部材の前記内側部材が挿入される挿入口の周縁部には、前記外側部材の軸方向に対して所定角度をなすテーパ面を含む面取り部が形成され、
前記型割段差の先端部は、前記シールリングが組み付けられた前記内側部材が前記外側部材の内周面に挿入される際に前記シールリングが前記面取り部のテーパ面と接触しても、前記シールリングの前記型割段差の先端部が前記面取り部のテーパ面と接触しないよう前記厚み方向における内側に位置するように形成される、
ことを要旨とする。

この本開示のユニットでは、シールリングには、その一対のテーパ面のうち一方のテーパ面と円筒面との境界部において型割段差が形成されると共に、型割段差の先端部は、一方のテーパ面をシールリングの径方向における外側に延長した仮想延長面よりもシールリングの厚み方向における内側に位置するように形成され、外側部材の内側部材が挿入される挿入口の周縁部には、外側部材の軸方向に対して所定角度をなすテーパ面を含む面取り部が形成される。そして、更に、型割段差の先端部は、シールリングが組み付けられた内側部材が外側部材の内周面に挿入される際にシールリングが面取り部のテーパ面と接触しても、シールリングの型割段差の先端部が面取り部のテーパ面と接触しないよう厚み方向における内側に位置するように形成される。これにより、シールリングを組み付けた内側部材を外側部材の内周面に挿入する際に型割段差の先端部が外側部材の面取り部のテーパ面に接触することによるシールリングの破損を抑制することができる。もとより、シールリングは、射出成形により形成されるから、ユニットの製造コストをより低減させることができる。

本実施形態のシールリングの外観図である。 図１のシールリングのＡ－Ａ断面図である。 射出成形用金型の一部を示す概略構成図である。 本実施形態のシールリングを装着した内側部材を外側部材に組み付ける様子を示す説明図である。 比較例のシールリングを装着した内側部材を外側部材に組み付ける様子を示す説明図である。 比較例のシールリングの断面図である。 他の実施形態に係る外側部材の概略構成図である。 外側部材の挿入口にシールリングが装着された内側部材を挿入する際に挿入口の周縁部に形成される第１テーパ面にシールリングが接触する様子を示す説明図である。 外側部材の挿入口にシールリングが装着された内側部材を挿入する際に挿入口の周縁部に形成される第２テーパ面にシールリングが接触する様子を示す説明図である。

次に、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態について説明する。

図１は、本実施形態のシールリングの外観図であり、図２は、図１のシールリングのＡ－Ａ断面図である。図示するように、本実施形態のシールリング１０は、環状の内周面１２と、円筒面により形成される外周面１４と、互いに平行な一対の側面１６ａ，１６ｂ（厚み方向における端面）と、一対の側面１６ａ，１６ｂから外周面１４に向かうにつれて近接するように傾斜する一対のテーパ面１８ａ，１８ｂと、を備える。なお、シールリング１０は、円周上の一箇所で切断された切断部（例えば、階段状に切断されたステップカットタイプの切断部）を有するものであってもよいし、切断部を有しないものであってもよい。

シールリング１０は、本実施形態では、射出成形用金型２０を用いて射出成形により形成される。図３は、射出成形用金型の一部を示す概略構成図である。図示するように、射出成形用金型２０は、第１金型２２と第２金型２４とを含み、これらの金型の内部に画成されるキャビティに溶融樹脂を充填し、冷却・固化させることにより、成形品としてのシールリング１０を得る。第１金型２２は、シールリング１０の外周面１４を形成する外周面形成部２２ａと、シールリング１０の側面１６ａを形成する側面形成部２２ｂと、シールリング１０のテーパ面１８ａを形成するテーパ面形成部２２ｃと、を有する。第２金型２４は、シールリング１０のもう一方の側面１６ｂを形成する側面形成部２４ａと、シールリング１０のもう一方のテーパ面１８ｂを形成するテーパ面形成部２４ｂと、型割段差１９を形成する型割段差形成部２４ｃと、を有する。

第１金型２２と第２金型２４との型割位置は、図３に示すように、シールリング１０の外周面１４とテーパ面１８ｂとの境界部に定められる。型割段差形成部２４ｃは、可動側金型２２と固定側金型２４との型割位置において、可動側金型２２の合わせ面に対してキャビティ内側に張り出すように形成される。これにより、シールリング１０には、第１金型２２と第２金型２４との合わせ面の型ずれに伴う型割段差１９が形成される。型割段差１９は、図２に示すように、外周面１４と、外周面１４のテーパ面１８ｂ側の周縁部からシールリング１０の径方向における内側に延在する側面とにより形成され、その先端部Ｐは、外周面１４の上記テーパ面１８ｂ側の周縁によって形成される。なお、段差底の角部は、図２に示すようにピン角で形成されてもよいし、Ｒ形状（曲面）で形成されてもよい。そして、テーパ面１８ｂをシールリング１０の径方向における外側に延長させた仮想延長面Ｌを定義した場合、型割段差１９は、その先端部Ｐが、仮想延長面Ｌよりもシールリング１０の厚み方向における内側に位置するように形成されている。

図４は、本実施形態のシールリングを装着した内側部材を外側部材に組み付ける様子を示す説明図である。図示するように、内側部材１００は、円筒状または円柱状の部材である。内側部材１００の外周面１０１には、シールリング１０が装着される環状溝１０２が形成されている。外側部材１１０は、内側部材１００の外周面１０１の径よりも大きく、且つ、内側部材１００に装着されたシールリング１０の外周面１４の径よりも若干大きな内周面１１１を有する円筒状の部材である。外側部材１１０の端面１１２には、当該外側部材１１０の内部に連通する挿入口１１３が形成され、シールリング１０が装着された内側部材１００は、挿入口１１３から挿入され、外側部材１１０の内部に挿通される。本実施形態では、シールリング１０が装着された内側部材１００の挿入がスムーズに行なわれるように、外側部材１１０の挿入口１１３の周縁部には、面取り部（テーパ面）１１４が形成されている。本実施形態では、面取り部１１４は、外側部材１１０の軸方向に対してなす角度（傾斜角度）が、テーパ面１８ｂ（仮想延長面Ｌ）のシールリング１０の軸方向（厚み方向）に対してなす角度と略同じになるように形成されている。

いま、図５に示すように、比較例のシールリング１０Ｂを内側部材１００の環状溝１０２に装着し、シールリング１０Ｂを装着した内側部材１００を外側部材１１０に組み付ける場合を考える。ここで、比較例のシールリング１０Ｂは、図６に示すように、外周面１４とテーパ面１８ｂとの境界部に形成される型割段差１９Ｂの先端部Ｐが上述した仮想延長面Ｌに対して厚み方向における外側に位置する点で、型割段差１９の先端部Ｐが仮想延長面Ｌに対して厚み方向における内側に位置する本実施形態のシールリング１０と異なる。この比較例のシールリング１０Ｂを装着した内側部材１００を外側部材１１０の挿入口１１３に挿入する際、図５に示すように、挿入口１１３の面取り部（テーパ面）１１４には、シールリング１０Ｂのテーパ面１８ｂよりも先に型割段差１９Ｂの先端部Ｐが接触する。これにより、シールリング１０Ｂにかじりが生じて、当該シールリング１０Ｂが破損する場合が生じる。これに対して、本実施形態のシールリング１０は、型割段差１９の先端部Ｐが仮想延長面Ｌに対して厚み方向における内側に位置しており、シールリング１０が装着された内側部材１００が挿入される外側部材１１０の挿入口１１３の周縁部には、シールリング１０のテーパ面１８ｂと傾斜角度が略同じになるように面取り部（テーパ面）１１４が形成されているため、シールリング１０を装着した内側部材１００を外側部材１１０の挿入口１１３に挿入する際、図４に示すように、挿入口１１３の面取り部（テーパ面）１１４に、シールリング１０のテーパ面１８ｂを優先的に接触させ、型割段差１９の先端部Ｐを接触させないようにすることができる。これにより、シールリング１０を破損を防止することができる。

以上、本開示の実施の形態について説明したが、本開示はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

例えば、上述した実施形態では、外側部材１１０の挿入口１１３の周縁部には、テーパ面を含む面取り部１１４が形成され、面取り部１１４のテーパ面とシールリング１０のテーパ面１１８ｂとは、それぞれの軸方向に対する傾斜角度が略同じとなるように形成されるものとした。しかし、図７の他の実施形態に係る外側部材２１０に示すように、外側部材２１０の挿入口２１３の周縁部には、外側部材２１０の軸方向に連続すると共にそれぞれ傾斜角度が異なる２つのテーパ面を含む面取り部２１４が形成されてもよい。すなわち、面取り部２１４は、外側部材２１０の端面２１２側から見て、軸方向に対して傾斜角度θ１で傾斜する第１テーパ面２１４ａと、第１テーパ面２１４ａに連続すると共に軸方向に対して傾斜角度θ２で傾斜する第２テーパ面２１４ｂと、を有する。第１テーパ面２１４ａの傾斜角度θ１は、シールリング１０のテーパ面１８ｂの傾斜角度（シールリング１０の軸方向に対してなす角度）と略同じに形成され、第２テーパ面２１４ｂの傾斜角度θ２は、傾斜角度θ１よりも小さな角度に形成されている。これにより、シールリング１０を装着した内側部材１１０を外側部材２１０に挿入口２１３から挿入する際に内側部材１００が外側部材２１０に対して軸ずれしていたり軸が傾いていたりしてシールリング１０が外側部材２１０の面取り部２１４の第１テーパ面２１４ａと接触する場合には、図８に示すように、シールリング１０のテーパ面１８ｂが当該第１テーパ面２１４ａと接触するから、型割段差１９の先端部Ｐを当該第１テーパ面２１４ａに接触させないようにすることができる。一方、シールリング１０が外側部材２１０の面取り部２１４の第２テーパ面２１４ｂと接触する場合には、第２テーパ面２１４ｂよりもシールリング１０のテーパ面１８ｂの方が軸方向に対してなす傾斜角度が大きいため、内側部材１００の挿入角度によっては、図９に示すように、型割段差１９の先端部Ｐが当該第２テーパ面２１４ｂと接触するおそれがある。しかし、第２テーパ面２１４ｂの傾斜角度θ２は、第１テーパ面２１４ａの傾斜角度θ１に対して小さく、内側部材１００の挿入方向に対して直交する方向（シールリング１０の径方向における内側）に作用する力（分力）は比較的小さいため、型割段差１９の先端部Ｐが第２テーパ面２１４ｂと接触するものとしても、シールリング１０に過大な応力が作用しないようにすることができ、シールリング１０が破損するのを抑制することができる。なお、面取り部２１４の第１テーパ面２１４ａと内周面２１１との間は、第２テーパ面２１４ｂに代えて、滑らかな曲面（凸曲面）でつながれてもよい。

以上説明したように、本開示のシールリングは、射出成形用金型（２０）を用いて射出成形により形成され、外周部に円筒面（１４）と該円筒面（１４）に向かうにつれて近接する一対のテーパ面（１８ａ，１８ｂ）とが設けられたシールリング（１０）であって、前記一対のテーパ面（１８ａ，１８ｂ）のうち一方のテーパ面（１８ｂ）と前記円筒面（１４）との境界部において、型割段差（１９）が形成され、前記型割段差（１９）は、先端部（Ｐ）が前記一方のテーパ面（１８ｂ）を前記シールリング（１０）の径方向における外側に延長した仮想延長面（Ｌ）よりも前記シールリング（１０）の厚み方向における内側に位置するように形成されることを要旨とする。

この本開示のシールリングは、外周部に円筒面と該円筒面に向かうにつれて近接する一対のテーパ面とが設けられるものであり、射出成形用金型を用いて形成される。このシールリングには、一対のテーパ面のうち一方のテーパ面と円筒面との境界部において型割段差が形成され、当該型割段差は、その先端部が、一方のテーパ面をシールリングの径方向における外側へ延長した仮想延長面よりもシールリングの厚み方向における内側に位置するように形成される。これにより、一方のテーパ面と円筒面との境界部において金型の型割に基づく型割段差が形成されたシールリングにおいて、当該一方のテーパ面側からシールリングが装着された部材が相手部材に組み付けられる際に、一方のテーパ面を相手部材に優先的に接触させ、型割段差の先端部が相手部材に接触するのを抑制することができる。この結果、組み付けの際に型割段差の先端部が相手部材に接触することによるシールリングの破損を抑制することができる。もとより、シールリングは、射出成形により形成されるから、製造コストをより低減させることができる。

こうした本開示のシールリングにおいて、前記型割段差は、前記円筒面と、前記円筒面の前記一方のテーパ面側の周縁部から前記径方向における内側に延在する側面とにより形成され、前記型割段差の先端部は、前記周縁部であるものとしてもよい。

本開示のユニットは、射出成形用金型（２０）を用いて射出成形により形成されると共に外周部に円筒面（１４）と該円筒面（１４）に向かうにつれて近接する一対のテーパ面（１８ａ，１８ｂ）とが設けられたシールリング（１０）と、円筒状の外周面（１０１）を有すると共に前記外周面（１０１）に前記シールリング（１０）が組み付けられる環状溝（１０２）を有する内側部材（１００）と、円筒状の内周面（１１１）を有すると共に前記内周面（１１１）に前記シールリング（１０）が組み付けられた前記内側部材（１００）が挿入される外側部材（１１０）と、を備えるユニットであって、前記シールリング（１０）には、前記シールリング（１０）の一対のテーパ面（１８ａ，１８ｂ）のうち一方のテーパ面（１８ｂ）と前記円筒面（１４）との境界部において型割段差（１９）が形成されると共に、該型割段差（１９）の先端部（Ｐ）は、前記一方のテーパ面（１８ｂ）を前記シールリング（１０）の径方向における外側に延長した仮想延長面（Ｌ）よりも前記シールリング（１０）の厚み方向における内側に位置するように形成され、前記外側部材（１１０）の前記内側部材（１００）が挿入される挿入口（１１３）の周縁部には、前記外側部材（１１０）の軸方向に対して所定角度をなすテーパ面を含む面取り部（１１４）が形成され、前記型割段差（１９）の先端部（Ｐ）は、前記シールリング（１０）が組み付けられた前記内側部材（１００）が前記外側部材（１１０）の内周面（１１１）に挿入される際に前記シールリング（１０）が前記面取り部（１１４）のテーパ面と接触しても、前記シールリング（１０）の前記型割段差（１９）の先端部（Ｐ）が前記面取り部（１１４）のテーパ面と接触しないよう前記厚み方向における内側に位置するように形成されることを要旨とする。

この本開示のユニットでは、シールリングには、その一対のテーパ面のうち一方のテーパ面と円筒面との境界部において型割段差が形成されると共に、型割段差の先端部は、一方のテーパ面をシールリングの径方向における外側に延長した仮想延長面よりもシールリングの厚み方向における内側に位置するように形成され、外側部材の内側部材が挿入される挿入口の周縁部には、外側部材の軸方向に対して所定角度をなすテーパ面を含む面取り部が形成される。そして、更に、型割段差の先端部は、シールリングが組み付けられた内側部材が外側部材の内周面に挿入される際にシールリングが面取り部のテーパ面と接触しても、シールリングの型割段差の先端部が面取り部のテーパ面と接触しないよう厚み方向における内側に位置するように形成される。これにより、シールリングを組み付けた内側部材を外側部材の内周面に挿入する際に型割段差の先端部が外側部材の面取り部のテーパ面に接触することによるシールリングの破損を抑制することができる。もとより、シールリングは、射出成形により形成されるから、ユニットの製造コストをより低減させることができる。

本開示は、シールリングの製造産業に利用可能である。

１０，１０Ｂ シールリング、１２ 内周面、１４ 外周面、１６ａ，１６ｂ 側面、１８ａ，１８ｂ テーパ面、１９，１９Ｂ 型割段差、２０ 射出成形用金型、２２ 可動側金型、２２ａ 外周面形成部、２２ｂ 側面形成部、２２ｃ テーパ面形成部、２４ 固定側金型、２４ａ 側面形成部、２４ｂ テーパ面形成部、２４ｃ 型割段差形成部、１００ 内側部材、１０１ 外周面、１０２ 環状溝、１１０，２１０ 外側部材、１１１，２１１ 内周面、１１２，２１２ 端面、１１３，２１３ 挿入口、１１４，２１４ 面取り面、２１４ａ 第１テーパ面、２１４ｂ 第２テーパ面、Ｌ 仮想延長面、Ｐ 先端部。

Claims (3)

1. 射出成形用金型を用いて射出成形により形成され、外周部に円筒面と該円筒面に向かうにつれて近接する一対のテーパ面とが設けられたシールリングであって、
   前記一対のテーパ面のうち一方のテーパ面と前記円筒面との境界部において、型割段差が形成され、
   前記型割段差は、先端部が前記一方のテーパ面を前記シールリングの径方向における外側に延長した仮想延長面よりも前記シールリングの厚み方向における内側に位置するように形成される、
   ことを特徴とするシールリング。
2. 請求項１に記載のシールリングであって、
   前記型割段差は、前記円筒面と、前記円筒面の前記一方のテーパ面側の周縁部から前記径方向における内側に延在する側面とにより形成され、
   前記型割段差の先端部は、前記周縁部である、
   シールリング。
3. 射出成形用金型を用いて射出成形により形成されると共に外周部に円筒面と該円筒面に向かうにつれて近接する一対のテーパ面とが設けられたシールリングと、円筒状の外周面を有すると共に前記外周面に前記シールリングが組み付けられる環状溝を有する内側部材と、円筒状の内周面を有すると共に前記内周面に前記シールリングが組み付けられた前記内側部材が挿入される外側部材と、を備えるユニットであって、
   前記シールリングには、前記シールリングの一対のテーパ面のうち一方のテーパ面と前記円筒面との境界部において型割段差が形成されると共に、該型割段差の先端部は、前記一方のテーパ面を前記シールリングの径方向における外側に延長した仮想延長面よりも前記シールリングの厚み方向における内側に位置するように形成され、
   前記外側部材の前記内側部材が挿入される挿入口の周縁部には、前記外側部材の軸方向に対して所定角度をなすテーパ面を含む面取り部が形成され、
   前記型割段差の先端部は、前記シールリングが組み付けられた前記内側部材が前記外側部材の内周面に挿入される際に前記シールリングが前記面取り部のテーパ面と接触しても、前記シールリングの前記型割段差の先端部が前記面取り部のテーパ面と接触しないよう前記厚み方向における内側に位置するように形成される、
   ユニット。

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