JPWO2019004268A1 - シールリング - Google Patents

シールリング Download PDF

Info

Publication number
JPWO2019004268A1
JPWO2019004268A1 JP2019526968A JP2019526968A JPWO2019004268A1 JP WO2019004268 A1 JPWO2019004268 A1 JP WO2019004268A1 JP 2019526968 A JP2019526968 A JP 2019526968A JP 2019526968 A JP2019526968 A JP 2019526968A JP WO2019004268 A1 JPWO2019004268 A1 JP WO2019004268A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seal ring
dynamic pressure
housing
peripheral surface
groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019526968A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6687162B2 (ja
Inventor
吉田 勇介
勇介 吉田
浩二 渡部
浩二 渡部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nok Corp
Original Assignee
Nok Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nok Corp filed Critical Nok Corp
Publication of JPWO2019004268A1 publication Critical patent/JPWO2019004268A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6687162B2 publication Critical patent/JP6687162B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/44Free-space packings
    • F16J15/441Free-space packings with floating ring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3284Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/46Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings
    • F16J15/48Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings influenced by the pressure within the member to be sealed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/18Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for elastic or plastic packings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/26Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for rigid sealing rings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3244Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with hydrodynamic pumping action
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3268Mounting of sealing rings
    • F16J15/3272Mounting of sealing rings the rings having a break or opening, e.g. to enable mounting on a shaft otherwise than from a shaft end

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

回転トルクの低減を図りつつ、密封性の安定化を図ったシールリングを提供する。シールリング100の外周面側には、軸線方向の幅の中心から一方側の側面100Aに偏った位置から一方側の側面100Aに至るように設けられ、ハウジングとシールリング100との相対的な回転に伴って動圧を発生する第1動圧発生溝131と、軸線方向の幅の中心から他方側の側面100Bに偏った位置から他方側の側面100Bに至るように設けられ、ハウジングとシールリング100との相対的な回転に伴って動圧を発生する第2動圧発生溝132と、がそれぞれ周方向に間隔を空けて複数設けられていることを特徴とする。

Description

本発明は、軸とハウジングの軸孔との間の環状隙間を封止するシールリングに関する。
自動車用のAutomatic Transmission(AT)やContinuously Variable Transmission(CVT)においては、油圧を保持させるために、相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を封止するシールリングが設けられている。近年、環境問題対策として低燃費化が進められており、上記シールリングにおいては、回転トルクを低減させる要求が高まっている。そこで、従来、シールリングが装着される環状溝の側面とシールリングとの摺動部分の接触面積を小さくする対策が取られている。このような従来例に係るシールリングについて、図10を参照して説明する。
図10は従来例に係るシールリングの使用状態を示す模式的断面図である。従来例に係るシールリング300は、軸500の外周に設けられた環状溝510に装着される。そして、シールリング300は、軸500が挿通されるハウジング600の軸孔の内周面610に密着し、かつ環状溝510の側壁面に摺動自在に接触することで、軸500とハウジング600の軸孔との間の環状隙間が封止される。
ここで、従来例に係るシールリング300には、周方向に伸びる一対の凹部311,312が両側面の内周面側に設けられている。これにより、シールリング300が、シール対象流体によって高圧側(図示の例では、図中領域(P)側)から低圧側(図示の例では、図中領域(Q)側)に向かって軸線方向に押圧される際の有効な受圧領域は、図10中T0で示す領域となる。つまり、シールリング300の側面のうち、凹部311,312が設けられていない部分の径方向の領域が、有効な受圧領域T0となる。何故なら、凹部311,312が設けられている領域においては、軸線方向の両側から流体圧力が作用して、シールリング300に対して軸線方向に加わる力が相殺されるからである。なお、受圧領域T0の全周に亘る面積が軸線方向に対する有効な受圧面積となる。
また、シールリング300が、シール対象流体によって内周面側から外周面側に向かって径方向外側に押圧される際の有効な受圧領域は、図10中H0で示す領域となる。つまり、シールリング300における軸線方向の厚み分が、有効な受圧領域H0となる。なお、受圧領域H0の全周に亘る面積が径方向に対する受圧面積となる。
以上より、[領域T0の長さ]<[領域H0の長さ]に設定することによって、シールリング300と環状溝510の側壁面との間で摺動させることが可能となる。また、受圧領域T0の長さをできる限り小さくすることによって、回転トルクを低減させることが可能となる。
しかしながら、環状溝510の側壁面に対するシールリング300の接触領域は、図10中U0で示す領域となる。つまり、シールリング300は、その低圧側の側面であって、凹部312が設けられていない部分のうち、軸500とハウジング600との間の隙間に晒される部分を除く部分のみが環状溝510の側壁面に接触する。そのため、シールリング300における接触領域U0は、軸500とハウジング600との間の隙間の寸法や環状溝510に設けられた面取りの寸法に影響される。従って、使用環境によっては、環状溝510の側壁面に対するシールリング300の接触面積が過剰に小さくなってしまい、密封性が低下してしまうおそれがある。また、使用環境に応じて、接触領域が変化してしまい、密封性が安定しないなどの問題もある。
特許第3437312号公報 特許第4872152号公報 国際公開第2014/196403号
本発明の目的は、回転トルクの低減を図りつつ、密封性の安定化を図ったシールリングを提供することにある。
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、本発明のシールリングは、
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において、
前記環状溝における低圧側の側壁面に密着し、かつ前記ハウジングにおける前記軸が挿通される軸孔の内周面に対して摺動するシールリングであって、
外周面側には、
軸線方向の幅の中心から一方側の側面に偏った位置から一方側の側面に至るように設けられ、前記ハウジングとシールリングとの相対的な回転に伴って動圧を発生する第1動圧発生溝と、
軸線方向の幅の中心から他方側の側面に偏った位置から他方側の側面に至るように設けられ、前記ハウジングとシールリングとの相対的な回転に伴って動圧を発生する第2動圧発生溝と、がそれぞれ周方向に間隔を空けて複数設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、シールリングは、環状溝の低圧側の側壁面に密着し、ハウジングの軸孔の内周面に対して摺動するように構成されているので、軸とハウジングとの間の環状隙間の大小に拘らず、摺動部分の面積を安定させることができる。従って、密封性の安定化を図ることができる。また、シールリングの外周面側には、第1動圧発生溝と第2動圧発生溝が設けられているので、摺動抵抗を低減させ、回転トルクを低減させることができる。
第1動圧発生溝において、前記ハウジングに対するシールリングの相対的な回転方向の上流側の側面が、該上流側に向かって深さが徐々に浅くなる傾斜面により構成されており、
第2動圧発生溝において、前記ハウジングに対するシールリングの相対的な回転方向の上流側の側面も、該上流側に向かって深さが徐々に浅くなる傾斜面により構成されているとよい。
これにより、ハウジングとシールリングが相対的に回転する際に、第1動圧発生溝及び第2動圧発生溝内のシール対象流体が、溝内からシールリング外周面に流れて行くことにより動圧が発生する。
シールリングの内周面側には、径方向内側に向かって突出する突起が、周方向に間隔を空けて複数設けられているとよい。
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
以上説明したように、本発明によれば、回転トルクの低減を図りつつ、密封性の安定化を図ることができる。
図1は本発明の実施例に係るシールリングの側面図である。 図2は本発明の実施例に係るシールリングの外周面側から見た図の一部である。 図3は本発明の実施例に係るシールリングの側面図の一部拡大図である。 図4は本発明の実施例に係るシールリングの使用状態を示す模式的断面図である。 図5は本発明の実施例に係るシールリングの使用状態を示す模式的断面図である。 図6は本発明の実施例に係るシールリングの使用状態を示す模式的断面図である。 図7は本発明の変形例1に係るシールリングの側面図の一部拡大図である。 図8は本発明の変形例2に係るシールリングの側面図の一部拡大図である。 図9は本発明の変形例3に係るシールリングの側面図の一部拡大図である。 図10は従来例に係るシールリングの使用状態を示す模式的断面図である。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
(実施例)
図1〜図6を参照して、本発明の実施例に係るシールリングについて説明する。図1は本発明の実施例に係るシールリングの側面図である。図2は本発明の実施例に係るシールリングの外周面側から見た図の一部であり、シールリングに設けられた合口部付近を示した図である。図3は本発明の実施例に係るシールリングの側面図の一部拡大図である。図4〜図6は本発明の実施例に係るシールリングの使用状態を示す模式的断面図である。なお、図4,5中のシールリングは、図3中のBB断面図に相当する。図6中のシールリングは、図3中のAA断面図に相当する。なお、以下の説明において、「軸線方向」とは、軸500やシールリング100の中心軸線が伸びる方向を意味する。
<シールリングの構成>
本実施例に係るシールリング100は、軸500の外周に設けられた環状溝510に装着され、相対的に回転する軸500とハウジング600(ハウジング600における軸500が挿通される軸孔の内周面610)との間の環状隙間を封止する。つまり、シールリング100によって、例えば図5に示すように、軸500とハウジング600の軸孔の内周面610との間の環状隙間が領域(P)と領域(Q)に隔てられる。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4〜図6中の右側の領域(P)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はシール対象領域である領域(P)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。
そして、シールリング100は、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などの樹脂材からなる。また、シールリング100の外周面の周長はハウジング600の軸孔の内周面の周長よりも短く構成されており、締め代を持たないように構成されている。
このシールリング100には、周方向の1箇所に合口部110が設けられている。また、シールリング100の外周面側には、第1動圧発生溝131と第2動圧発生溝132とがそれぞれ周方向に間隔を空けて複数設けられている。更に、シールリング100の内周面側には、径方向内側に向かって突出する突起150が、周方向に間隔を空けて複数設けられている。このように、複数の突起150が設けられることにより、環状溝510に対しシールリング100が装着され、かつハウジング600の軸孔に組み込まれる前の状態において、シールリング100が軸500の外周面よりも大きく飛び出してしまうことを抑制することができる。つまり、シールリング100は、重力によって、下方に垂れさがるが、上方のいくつかの突起150が環状溝510の溝底に突き当たる。そのため、シールリング100の外周面よりも、シールリング100が下方に大きく飛び出してしまうことを抑制することができる。これにより、シールリング100を環状溝510に装着させた状態で、ハウジング600の軸孔に軸500を挿入する際の組み立て作業性が向上する。
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,複数の第1動圧発生溝131,複数の第2動圧発生溝132、及び複数の突起150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、これらの各部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、各部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及び複数の突起150を有したものを成形した後に、複数の第1動圧発生溝131及び第2動圧発生溝132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。
合口部110は、外周面側及び両側壁面側のいずれから見ても階段状に切断された、いわゆる特殊ステップカットを採用している。これにより、シールリング100においては、切断部を介して一方の側の外周面側には第1嵌合凸部111a及び第1嵌合凹部112aが設けられ、他方の側の外周面側には第1嵌合凸部111aが嵌る第2嵌合凹部112bと第1嵌合凹部112aに嵌る第2嵌合凸部111bが設けられている。また、シールリング100において、切断部を介して一方側の内周面側の面113aと他方側の内周面側の面113bとの間には隙間Sが形成される(図1参照)。特殊ステップカットに関しては公知技術であるので、その詳細な説明は省略するが、熱膨張収縮によりシールリング100の周長が変化しても安定したシール性能を維持する特性を有する。なお、ここでは合口部110の一例として、特殊ステップカットの場合を示したが、合口部110については、これに限らず、ストレートカットやバイアスカットやステップカットなども採用し得る。なお、シールリング100の材料として、低弾性の材料(PTFEなど)を採用した場合には、合口部110を設けずに、エンドレスとしてもよい。
第1動圧発生溝131は、シールリング100の軸線方向の幅の中心(図2中L参照)から一方側の側面100Aに偏った位置から一方側の側面100Aに至るように設けられている。この第1動圧発生溝131において、周方向の両側の側面131a,131bは、いずれも両側に向かって深さが徐々に浅くなる傾斜面によって構成されている。より具体的には、当該傾斜面はシールリング100の側面側から見て湾曲した面(いわゆるR面)にて構成されている。このように構成される第1動圧発生溝131によれば、ハウジング600に対する軸500の相対的な回転方向に関わらず、当該回転方向の上流側の側面(側面131aまたは側面131b)が、該上流側に向かって深さが徐々に浅くなる傾斜面により構成されていると言うことができる。
第2動圧発生溝132は、シールリング100の軸線方向の幅の中心から他方側の側面100Bに偏った位置から他方側の側面100Bに至るように設けられている。この第2動圧発生溝132において、周方向の両側の側面は、いずれも両側に向かって深さが徐々に浅くなる傾斜面によって構成されている。より具体的には、当該傾斜面はシールリング100の側面側から見て湾曲した面(いわゆるR面)にて構成されている。このように構成される第2動圧発生溝132によれば、ハウジング600に対する軸500の相対的な回転方向に関わらず、当該回転方向の上流側の側面が、該上流側に向かって深さが徐々に浅くなる傾斜面により構成されていると言うことができる。なお、第2動圧発生溝132と第1動圧発生溝131の形状は同一であるので、第2動圧発生溝132の側面側から見た図は省略している。
第1動圧発生溝131と第2動圧発生溝132は、いずれも、合口部110付近を除く全周に亘って、周方向に間隔を空けて複数設けられている。上記の通り、第1動圧発生溝131は、シールリング100の軸線方向の幅の中心から一方側の側面100Aに偏った位置から一方側の側面100Aに至るように設けられている。また、第2動圧発生溝132は、シールリング100の軸線方向の幅の中心から他方側の側面100Bに偏った位置から他方側の側面100Bに至るように設けられている。従って、シールリング100の外周面のうち、軸線方向の幅の中心を通る部分に、環状の凸部120が形成されている。また、隣り合う第1動圧発生溝131同士の間には、リブ状の第1リブ部141がそれぞれ形成されている。更に、隣り合う第2動圧発生溝132同士の間にも、リブ状の第2リブ部142がそれぞれ形成されている。そして、合口部110付近の外周面と、凸部120の外周面と、複数の第1リブ部141の外周面と、複数の第2リブ部142の外周面は、同一面上に位置する。これらによって、シールリング100の外周面側における環状の連続的なシール面(円柱面状のシール面)を形成する。
凸部120の幅については、狭いほどトルクを低減することができるものの、幅を狭くし過ぎると、シール性及び耐久性が低下してしまう。そこで、使用環境等に応じて、シール性及び耐久性を維持できる程度に、当該幅を可及的に狭くするのが望ましい。例えば、シールリング100の横幅の全長が1.9mmの場合、凸部120の幅は、0.3mm以上0.7mm以下程度に設定するとよい。
そして、本実施例に係るシールリング100においては、凸部120における一方側の側面からシールリング100における他方側の側面100Bまでの距離(図5中、領域H1の長さに相当)、及び凸部120における他方側の側面からシールリング100における一方側の側面100Aまでの距離は、シールリング100における内周面から凸部120の外周面までの距離(図5中、領域T1の長さに相当)よりも短く設定されている。なお、凸部120における一方側の側面からシールリング100における他方側の側面100Bまでの距離、及び凸部120における他方側の側面からシールリング100における一方側の側面100Aまでの距離は等しい。なお、領域H1は、シールリング100の使用時において、凸部120における高圧側の側面からシールリング100における低圧側の側面までの領域ということもできる。
領域H1と領域T1の関係を上記のように設定することで、シールリング100が、流体圧力により軸孔の内周面610に対して押し付けられる力に寄与する内周面側からの有効受圧面積の方が、流体圧力により環状溝510における低圧側の側壁面に対して押し付けられる力に寄与する側面側からの有効受圧面積よりも狭くなるように構成されている。
<シールリングの使用時のメカニズム>
特に、図4〜図6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4は、エンジンが停止しており、シールリング100を介して領域(P)側の流体圧力と領域(Q)側の流体圧力が等しい状態(無負荷状態)を示している。図5及び図6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(領域(P)側の流体圧力が領域(Q)側の流体圧力に比べて高くなった状態)を示している。
無負荷状態においては、領域(P)と領域(Q)の差圧がなく、かつ内周面側からの流体圧力も作用しないため、シールリング100は、環状溝510における図4中左側の側壁面及び軸孔の内周面610から離れた状態となり得る。
そして、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510の低圧側(図示の例では、領域(Q)側)の側壁面に密着した状態となり、かつ軸孔の内周面610に対して摺動した状態となる(図5及び図6参照)。
<本実施例に係るシールリングの優れた点>
本実施例に係るシールリング100は、環状溝510の低圧側の側壁面に密着し、ハウジング600の軸孔の内周面610に対して摺動するように構成されている。この点について、より詳細に説明する。本実施例に係るシールリング100においては、図5に示す領域H1の長さは領域T1の長さよりも短く設定されている。これにより、シールリング100が、流体圧力により軸孔の内周面610に対して押し付けられる力に寄与する内周面側からの有効受圧面積の方が、流体圧力により環状溝510における低圧側の側壁面に対して押し付けられる力に寄与する側面側からの有効受圧面積よりも狭くなる。
すなわち、領域T1は、シールリング100がシール対象流体によって高圧側から低圧側に向かって軸線方向に押圧される際の有効な受圧領域となる。また、受圧領域T1の全周に亘る面積が軸線方向に対する有効な受圧面積となる。そして、領域H1は、シールリング100がシール対象流体によって内周面側から外周面側に向かって径方向外側に押圧される際の有効な受圧領域となる。何故なら、高圧側の動圧発生溝(本実施例の場合には、領域(P)側の第1動圧発生溝131)が設けられている領域においては、径方向の両側から流体圧力が作用して、シールリング100に対して径方向に加わる力が相殺されるからである。なお、受圧領域H1の全周に亘る面積が径方向に対する有効な受圧面積となる。
従って、シールリング100の両側に差圧が生じた際に、シールリング100に対する有効な受圧領域(受圧面積)は、軸線方向よりも径方向外側に向かう方向の方が小さくなる。そのため、環状溝510に対してシールリング100が摺動してしまうことを抑制し、シールリング100における外周面を、より確実に軸孔の内周面610に対して摺動させることができる。これにより、軸500とハウジング600との間の環状隙間の大小に拘らず、摺動部分の面積を安定させることができる。従って、密封性の安定化を図ることができる。また、シールリング100は外周面側が摺動するため、環状溝の側壁面との間で摺動するシールリングの場合に比べて、シール対象流体による潤滑膜(ここでは油膜)が形成され易くなり、より一層、摺動トルクを低減させることができる。これは、シールリング100の外周面と軸孔内周面との間で摺動する場合には、これらの間の微小隙間部分で楔効果が発揮されるためである。
また、本実施例に係るシールリング100によれば、シールリング100を介して両側に差圧が生じた際には、一対の動圧発生溝のうち高圧側の動圧発生溝(本実施例の場合には第1動圧発生溝131)内にシール対象流体が導かれる。そのため、流体圧力が高まっても、第1動圧発生溝131が設けられた領域においては、シールリング100に対して、外周面側からと内周面側からの双方に流体圧力が作用するため、これらの流体圧力を相殺させることができる。なお、図5中の矢印は、流体圧力がシールリング100に対して作用する様子を示している。これにより、本実施例に係るシールリング100においては、流体圧力の増加に伴う、シールリング100による外周面側への圧力の増加を抑制でき、摺動トルクを低く抑えることができる。
また、本実施例においては、第1動圧発生溝131と第2動圧発生溝132は、合口部110付近を除く全周に亘って、周方向に間隔を空けて複数形成されている。このように、本実施例においては、シールリング100の外周面の広範囲に亘って第1動圧発生溝131と第2動圧発生溝132を設けたことにより、シールリング100とハウジング600の軸孔の内周面610との摺動面積を可及的に狭くすることができ、摺動トルクを極めて軽減することができる。
そして、本実施例に係るシールリング100においては、第1動圧発生溝131と第2動圧発生溝132によって、ハウジング600とシールリング100との相対的な回転に伴って動圧が発生する。この点について、より詳細に説明する。例えば、第1動圧発生溝131においては、ハウジング600に対するシールリング100の相対的な回転方向の上流側の側面(側面131aまたは側面131b)が、該上流側に向かって深さが徐々に浅くなる傾斜面により構成されている。従って、ハウジング600とシールリング100が相対的に回転する際に、第1動圧発生溝131内のシール対象流体が、溝内からシールリング100の外周面に流れて行くことにより動圧が発生する。第2動圧発生溝132による動圧発生のメカニズムも同様である。このような動圧は、シールリング100の外周面を、ハウジング600の軸孔の内周面610から離間させる方向の力となる。また、シールリング100の外周面とハウジング600の軸孔の内周面610との間に形成されるシール対象流体の膜厚を厚くさせることもできる。従って、摺動トルク(回転トルク)をより一層低減させることができる。
このように、摺動トルクの低減を実現できることにより、摺動による発熱を抑制することができ、高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を好適に用いることが可能となる。また、環状溝510の側面に対して摺動しないことにより、軸500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、本実施例に係るシールリング100においては、複数の第1リブ部141及び第2リブ部142が設けられているので、シールリング100の剛性が高くなり、特に、捩じれ方向に対する強度を高くすることができる。従って、差圧が大きくなる環境下においても、シールリング100の変形が抑制され、安定的に密封性が発揮される。また、シールリング100が、環状溝510に対して、傾いてしまうことも抑制することができる。
(変形例)
上記実施例に係る第1動圧発生溝131及び第2動圧発生溝132においては、周方向の両側の側面が、いわゆるR面で構成される場合を示した。しかしながら、本発明における第1動圧発生溝及び第2動圧発生溝は、そのような構成に限らず、ハウジング600とシールリング100との相対的な回転に伴って動圧が発生しさえすれば、各種公知技術を採用することができる。例えば、図7の変形例1に示す動圧発生溝131Xのように、周方向の両側の側面131Xa,131Xbが、いずれも両側に向かって深さが徐々に浅くなる平面状の傾斜面によって構成されるようにしてもよい。この変形例1の場合においても、上記実施例1の場合と同様の効果を得ることができることは言うまでもない。
また、図8の変形例2に示す動圧発生溝131Yのように、周方向の片側の側面131Yaが、上記実施例1の場合と同様にR面で構成されるようにしてもよい。ただし、この変形例2に係る動圧発生溝131Yを採用する場合には、ハウジング600に対するシールリング100の相対的な回転方向の上流側の側面131Yaが、該上流側に向かって深さが徐々に浅くなる傾斜面(R面)により構成する必要がある。図8中、矢印R1が、ハウジング600に対するシールリング100の相対的な回転方向である。従って、ハウジング600に対して軸500(及びシールリング100)が相対的に回転する場合には、シールリング100に対して、図中、矢印R2方向にシール対象流体が流れる。
更に、図9の変形例3に示す動圧発生溝131Zのように、周方向の片側の側面131Zaを、上記変形例1の場合と同様に平面状の傾斜面で構成することもできる。なお、この変形例3の場合には、側面131Zaは溝底面ということもできる。この変形例3に係る動圧発生溝131Zを採用する場合にも、ハウジング600に対するシールリング100の相対的な回転方向の上流側の側面131Zaが、該上流側に向かって深さが徐々に浅くなる傾斜面により構成する必要がある。図9中、矢印R1が、ハウジング600に対するシールリング100の相対的な回転方向である。従って、ハウジング600に対して軸500(及びシールリング100)が相対的に回転する場合には、シールリング100に対して、図中、矢印R2方向にシール対象流体が流れる。
100 シールリング
100A 一方側の側面
100B 他方側の側面
110 合口部
111a 第1嵌合凸部
111b 第2嵌合凸部
112a 第1嵌合凹部
112b 第2嵌合凹部
120 凸部
131 第1動圧発生溝
132 第2動圧発生溝
131X,131Y,131Z 動圧発生溝
131a,131b,131Xa,131Xb,131Ya,131Za 側面
141 第1リブ部
142 第2リブ部
150 突起
500 軸
510 環状溝
600 ハウジング
610 内周面

Claims (3)

  1. 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において、
    前記環状溝における低圧側の側壁面に密着し、かつ前記ハウジングにおける前記軸が挿通される軸孔の内周面に対して摺動するシールリングであって、
    外周面側には、
    軸線方向の幅の中心から一方側の側面に偏った位置から一方側の側面に至るように設けられ、前記ハウジングとシールリングとの相対的な回転に伴って動圧を発生する第1動圧発生溝と、
    軸線方向の幅の中心から他方側の側面に偏った位置から他方側の側面に至るように設けられ、前記ハウジングとシールリングとの相対的な回転に伴って動圧を発生する第2動圧発生溝と、がそれぞれ周方向に間隔を空けて複数設けられていることを特徴とするシールリング。
  2. 第1動圧発生溝において、前記ハウジングに対するシールリングの相対的な回転方向の上流側の側面が、該上流側に向かって深さが徐々に浅くなる傾斜面により構成されており、
    第2動圧発生溝において、前記ハウジングに対するシールリングの相対的な回転方向の上流側の側面も、該上流側に向かって深さが徐々に浅くなる傾斜面により構成されていることを特徴とする請求項1に記載のシールリング。
  3. 内周面側には、径方向内側に向かって突出する突起が、周方向に間隔を空けて複数設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のシールリング。
JP2019526968A 2017-06-27 2018-06-27 シールリング Active JP6687162B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017125545 2017-06-27
JP2017125545 2017-06-27
PCT/JP2018/024323 WO2019004268A1 (ja) 2017-06-27 2018-06-27 シールリング

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019229441A Division JP2020046077A (ja) 2017-06-27 2019-12-19 シールリング

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2019004268A1 true JPWO2019004268A1 (ja) 2020-03-19
JP6687162B2 JP6687162B2 (ja) 2020-04-22

Family

ID=64742956

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019526968A Active JP6687162B2 (ja) 2017-06-27 2018-06-27 シールリング
JP2019229441A Pending JP2020046077A (ja) 2017-06-27 2019-12-19 シールリング

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019229441A Pending JP2020046077A (ja) 2017-06-27 2019-12-19 シールリング

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11333250B2 (ja)
JP (2) JP6687162B2 (ja)
KR (1) KR102362482B1 (ja)
CN (1) CN110770484B (ja)
DE (1) DE112018003269T5 (ja)
WO (1) WO2019004268A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102391390B1 (ko) * 2018-02-08 2022-04-27 엔오케이 가부시키가이샤 밀봉 링
US12104698B2 (en) * 2019-07-12 2024-10-01 Nok Corporation Seal ring
US20240288074A1 (en) 2021-06-22 2024-08-29 Nok Corporation Sealing ring and sealed structure including same
CN114060519B (zh) * 2021-11-12 2024-01-16 安庆帝伯功能塑料有限公司 一种轴用动态密封环

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1934396U (de) 1964-02-14 1966-03-10 Goetzewerke Dichtungsring mit gleitmittelhaltenden laufflaechennuten.
DE4335788A1 (de) * 1993-10-20 1995-04-27 Busak & Luyken Gmbh & Co Dichtungsanordnung
JP3437312B2 (ja) 1995-02-16 2003-08-18 株式会社リケン シールリングおよびシール装置
JPH10141506A (ja) 1996-11-07 1998-05-29 Nok Corp 密封装置
JP4872152B2 (ja) 2000-12-27 2012-02-08 Nok株式会社 シールリング
US7523944B2 (en) * 2003-04-02 2009-04-28 Kabushiki Kaisha Riken Seal ring
JP4736394B2 (ja) * 2004-10-15 2011-07-27 Nok株式会社 シールリング
JP2008002648A (ja) 2006-06-26 2008-01-10 Nok Corp シールリング
CN101614280B (zh) * 2009-07-23 2011-12-07 杜长春 行走机械自摩复合式车桥轮毂油封总成
CN201802873U (zh) * 2010-02-10 2011-04-20 中国兵器工业集团第五三研究所 一种旋转轴唇形密封圈
CN102483162A (zh) * 2010-02-26 2012-05-30 Nok株式会社 密封环
JP5382272B1 (ja) 2012-03-12 2014-01-08 Nok株式会社 密封装置及び密封構造
JP2014055645A (ja) * 2012-09-13 2014-03-27 Nok Corp シールリング
US9316316B2 (en) * 2012-12-25 2016-04-19 Eagle Industry Co., Ltd. Segmented seal
WO2014129505A1 (ja) 2013-02-20 2014-08-28 Nok株式会社 密封装置
KR101889143B1 (ko) 2013-06-03 2018-08-16 엔오케이 가부시키가이샤 실 링
JP6386814B2 (ja) * 2013-07-03 2018-09-05 Ntn株式会社 シールリング
CN105917151A (zh) * 2014-01-24 2016-08-31 Nok株式会社 密封圈
JP2017133571A (ja) * 2016-01-26 2017-08-03 Nok株式会社 密封装置
WO2017162670A1 (en) * 2016-03-21 2017-09-28 Saint-Gobain Performance Plastics L+S GMBH Non-symmetrical seal ring

Also Published As

Publication number Publication date
CN110770484B (zh) 2022-04-15
US11333250B2 (en) 2022-05-17
DE112018003269T5 (de) 2020-03-05
JP2020046077A (ja) 2020-03-26
US20210140545A1 (en) 2021-05-13
KR102362482B1 (ko) 2022-02-11
CN110770484A (zh) 2020-02-07
JP6687162B2 (ja) 2020-04-22
KR20200008159A (ko) 2020-01-23
WO2019004268A1 (ja) 2019-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6615833B2 (ja) シールリング
JP6491374B2 (ja) シールリング
JP6424949B2 (ja) シールリング
JP2020046077A (ja) シールリング
JP6314689B2 (ja) 密封装置
JP6913186B2 (ja) シールリング
JP2015158215A (ja) シールリング
WO2017094779A1 (ja) 軸及び密封構造
JP7134206B2 (ja) シールリング
JP6170271B2 (ja) シールリング
JPWO2020032236A1 (ja) シールリング
JP7377891B2 (ja) 密封装置
JP6458905B2 (ja) シールリング
WO2024135467A1 (ja) シールリング
JP2008144814A (ja) シールリング及び密封構造
JP2021188709A (ja) シールリング

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191219

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191219

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20191219

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20200221

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200303

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200316

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6687162

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250