KR101951585B1

KR101951585B1 - 실 링

Info

Publication number: KR101951585B1
Application number: KR1020177024618A
Authority: KR
Inventors: 유스케 요시다; 팡만 쉬; 노조무 스즈키; 노리마사 호소누마; 시게노부 혼다; 겐이치 요시무라; 요헤이 사카이; 쇼타 도마
Original assignee: 엔오케이 가부시키가이샤
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2019-02-22
Also published as: CN107407417A; JP6424949B2; WO2016148006A1; CN107407417B; US20180051809A1; EP3273115A4; EP3273115A1; US10190689B2; EP3273115B1; JPWO2016148006A1; KR20170109048A

Abstract

밀봉 대상 유체의 누설을 억제하면서 안정적으로 회전 토크를 저감할 수 있는 실 링을 제공한다. 둘레 방향의 1개소에 설치되는 합구부(110)와, 고리모양 홈의 측벽면에 대해 접동하는 접동면 측에, 둘레 방향에 대해 각각 간격을 두고 설치되는 복수의 동압 발생용 홈(120)과, 상기 측벽면에 대해 접동하는 접동면 측이며, 둘레 방향에 있어서, 복수의 동압 발생용 홈(120)이 배치되어 있는 영역과 합구부(110) 사이에 설치되어 합구부(110)로부터 침입해 온 이물질을 포착하고 또한 포착한 이물질을 실 링과 상기 측벽면과의 접동부의 외부로 배출 가능한 이물질 배출용 홈(130)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

실 링

본 발명은, 축과 하우징의 축구멍과의 사이의 고리모양 간극을 밀봉하는 실 링(seal ring, 밀봉 링)에 관한 것이다.

자동차용의 자동 변속기(Automatic Transmission, AT)나 무단(無段) 변속기 (Continuously Variable Transmission, CVT) 등에 있어서는, 유압을 보호 유지시키기 위해, 상대적으로 회전하는 축과 하우징과의 사이의 고리모양 간극(環狀間隙)을 밀봉하는 실 링(seal ring, 밀봉 링)이 설치되어 있다. 근래, 환경 문제 대책으로서 저연비화가 진행되고 있어, 상기 실 링에 있어서는 회전 토크를 저감시키는 요구가 높아지고 있다. 그래서, 종래, 실 링의 접동면(摺動面, sliding surface) 측에 밀봉 대상 유체를 인도하고 동압을 발생시키는 홈을 설치하는 기술이 알려져 있다(특허 문헌 1 참조). 그렇지만, 이러한 기술에 있어서는, 밀봉 대상 유체 중에 이물질이 포함되어 있는 경우, 홈 내에 이물질이 말려 들어감으로써, 동압 효과가 저감되어 회전 토크의 저감 효과가 충분히 발휘되지 않게 되어 버릴 뿐만 아니라 마모가 촉진되어 밀봉성이 저하되어 버릴 우려도 있다.

또한, 이물질이 실 링의 접동면으로부터 배제되도록 실 링의 접동면 측에 내주면 측으로부터 외주면 측으로 연통하는 홈을 설치하는 기술도 알려져 있다(특허 문헌 2 참조). 그렇지만, 이와 같은 기술의 경우에는 밀봉 대상 유체가 홈으로부터 누설되기 때문에 누설량이 많아져 버릴 우려가 있다.

여기서, 상술한 동압을 발생시키는 홈 내에 이물질이 말려 들어가는 원인은, 분석 결과, 실 링에 설치된 합구부(合口部, abutment part)로부터 이물질이 침입하는 것이 주된 요인임을 알 수 있었다. 이 점에 대해, 도 43을 참조하여 설명한다. 도 43은 종래 예에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다. 일반적으로, 수지제의 실 링(500)에 있어서는, 축에 설치된 고리모양 홈에 대해 실 링(500)을 장착하기 쉽게 하기 위해 둘레 방향의 1개소에 합구부(510)가 설치되어 있다. 합구부(510)에는 간극이 형성되기 때문에 이 간극으로부터 도면 중 화살표로 나타낸 바와 같이 실 링(500)과 상기 고리모양 홈의 측벽면과의 사이의 접동부에 이물질이 들어가, 동압을 발생시키는 홈(520)에 이물질이 침입해 버리는 것이라고 생각된다.

특허 문헌 1 : 일본 특개평 8-121603 호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특개 2002-276815호 공보

본 발명의 목적은 밀봉 대상 유체의 누설을 억제하면서 안정적으로 회전 토크를 저감할 수 있는 실 링을 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이하의 수단을 채용했다.

즉, 본 발명의 실 링은,

축의 외주에 설치된 고리모양 홈에 장착되어 상대적으로 회전하는 상기 축과 하우징 사이의 고리모양 간극을 밀봉하여, 유체 압력이 변화하도록 구성된 밀봉 대상 영역의 유체 압력을 보호 유지하는 실 링으로서,

상기 고리모양 홈에서의 저압 측의 측벽면에 대해 접동하는 실 링에 있어서,

둘레 방향의 1개소에 설치되는 합구부와,

상기 측벽면에 대해 접동하는 접동면 측에, 둘레 방향에 대해 각각 간격을 두고 설치되는 복수의 동압 발생용 홈과,

상기 측벽면에 대해 접동하는 접동면 측이며, 둘레 방향에 있어서, 상기 복수의 동압 발생용 홈이 배치되어 있는 영역과 상기 합구부 사이에 설치되어, 상기 합구부로부터 침입해 온 이물질을 포착하고 또한 포착한 이물질을 실 링과 상기 측벽면과의 접동부의 외부로 배출 가능한 이물질 배출용 홈을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 둘레 방향에 있어서, 상기 복수의 동압 발생용 홈이 배치되어 있는 영역과 상기 합구부 사이에 이물질 배출용 홈이 설치되어 있다. 따라서, 합구부로부터 이물질이 들어가더라도, 이물질 배출용 홈에 의해 이물질이 포착되고 또한 이물질은 접동부의 외부로 배출된다. 그 때문에, 동압 발생용 홈에 이물질이 들어가 버리는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 이물질에 의해 동압 발생용 홈에 의한 동압 발생 기능이 손상되어 버리는 것을 억제할 수 있고, 또 이물질에 의해 마모가 촉진되어 버리는 것을 억제할 수 있다.

상기 이물질 배출용 홈의 홈 깊이는 상기 동압 발생용 홈의 홈 깊이보다 깊으면 좋다.

상기 이물질 배출용 홈은 상기 합구부의 둘레 방향의 양측에 각각 설치되어 있으면 좋다.

이에 따라, 고리모양 홈에 대한 실 링의 회전 방향에 관계없이 이물질 배출용 홈에 의해 이물질이 포착되고 또한 이물질은 접동부의 외부로 배출된다.

상기 이물질 배출용 홈은 실 링의 내주면으로부터 직경 방향 외측으로 향해 외주면에 이르지 않는 위치까지 신장되어 있으면 좋다.

이에 따라, 이물질 배출용 홈으로부터 밀봉 대상 유체가 누설되어 버리는 것을 억제할 수 있다.

상기 이물질 배출용 홈은 상기 측벽면에 대해 접동하는 접동 영역 내에 들어가는 위치에 설치되면 좋다.

이에 따라, 이물질 배출용 홈으로부터 밀봉 대상 유체가 누설되어 버리는 것을 더 확실하게 억제할 수 있다.

상기 이물질 배출용 홈은 실 링의 외주면으로부터 직경 방향 내측으로 향해 내주면에 이르지 않는 위치까지 신장되어 있으면 좋다.

이에 따라, 밀봉 대상 영역과 그 반대측의 영역(반 밀봉 대상 영역)과의 차압에 의해 이물질 배출용 홈에 포착한 이물질을 반 밀봉 대상 영역으로 적극적으로 배출시킬 수 있다. 또, 이물질 배출용 홈은 실 링의 외주면으로부터 직경 방향 내측으로 향해 내주면에 이르지 않는 위치까지 신장되어 있기 때문에, 밀봉 대상 유체가 이물질 배출용 홈에 들어가는 양을 억제할 수 있다.

둘레 방향으로 본 경우에, 상기 동압 발생용 홈이 설치되는 범위는 상기 이물질 배출용 홈이 설치되는 범위 내에 들어가 있으면 좋다.

이에 따라, 이물질 배출용 홈을 통과하지 않고 동압 발생용 홈에 이물질이 들어가 버리는 것을 억제할 수 있다.

둘레 방향에 있어서 상기 이물질 배출용 홈에서의 상기 합구부가 설치되어 있는 측에는 그 이물질 배출용 홈으로 이물질을 인도하는 이물질 도입용 홈이 설치되어 있으면 좋다.

이에 따라, 이물질은 이물질 배출용 홈으로 안정적으로 인도된다.

둘레 방향에 있어서 상기 이물질 배출용 홈에서의 상기 합구부가 설치되어 있는 측과는 반대측에는 동압을 발생시키는 보조 동압 발생용 홈이 설치되어 있으면 좋다.

이에 따라, 보조 동압 발생용 홈에 있어서도 동압을 발생시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실 링은,

둘레 방향의 1개소에 설치되는 합구부와,

상기 측벽면에 대해 접동하는 접동면 측이며, 둘레 방향에 있어서, 상기 복수의 동압 발생용 홈이 배치되어 있는 영역과 상기 합구부 사이에 설치되어, 상기 합구부로부터 침입해 온 이물질을 포착하고 또한 포착한 이물질을 실 링의 내주면 측으로 배출 가능한 이물질 배출용 구멍을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 둘레 방향에 있어서, 상기 복수의 동압 발생용 홈이 배치되어 있는 영역과 상기 합구부 사이에 이물질 배출용 구멍이 설치되어 있다. 따라서, 합구부로부터 이물질이 들어가더라도, 이물질 배출용 구멍을 통해 이물질이 포착되고 또한 이물질은 실 링의 내주면 측으로 배출된다. 그 때문에, 동압 발생용 홈에 이물질이 들어가 버리는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 이물질에 의해 동압 발생용 홈에 의한 동압 발생 기능이 손상되어 버리는 것을 억제할 수 있고, 또 이물질에 의해 마모가 촉진되어 버리는 것을 억제할 수 있다.

상기 이물질 배출용 구멍의 깊이는 상기 동압 발생용 홈의 홈 깊이보다 깊으면 좋다.

상기 이물질 배출용 구멍은 상기 합구부의 둘레 방향의 양측에 각각 설치되어 있으면 좋다.

이에 따라, 고리모양 홈에 대한 실 링의 회전 방향에 관계없이 이물질 배출용 구멍에 의해 이물질이 포착되고 또한 이물질은 실 링의 내주면 측으로 배출된다.

상기 이물질 배출용 구멍은 상기 측벽면에 대해 접동하는 접동 영역 내에 들어가는 위치에 설치되면 좋다.

이에 따라, 이물질 배출용 구멍으로부터 밀봉 대상 유체가 누설되어 버리는 것을 더 억제할 수 있다.

상기 이물질 배출용 구멍에 있어서는, 가장 깊은 위치보다 외주면 측의 경사면은 내주면 측의 경사면보다 기울기가 크고, 가장 깊은 위치보다 상기 합구부와는 반대측의 경사면은 합구부 측의 경사면보다 기울기가 크면 좋다.

이에 따라, 합구부 측으로부터 이물질 배출용 구멍에 들어간 밀봉 대상 유체는 내주면 측을 향해 흘러가기 때문에 이물질 배출용 구멍에 의해 포착된 이물질은 실 링의 내주면 측으로 배출된다.

더욱이, 본 발명의 실 링은,

둘레 방향의 1개소에 설치되는 합구부와,

상기 측벽면에 대해 접동하는 접동면 측에 설치되고 또한 내주면으로부터 상기 합구부에서의 끝 면에 이르는 이물질 배출용 홈을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 고리모양 홈의 측벽면에 대해 접동하는 접동면 측에 내주면으로부터 합구부에서의 끝 면에 이르는 이물질 배출용 홈이 설치되어 있다. 따라서, 합구부에서의 간극에 이물질이 들어가더라도, 이물질 배출용 홈에 의해 이물질은 실 링의 내주면 측으로 배출된다. 그 때문에, 동압 발생용 홈에 이물질이 들어가 버리는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 이물질에 의해 동압 발생용 홈에 의한 동압 발생 기능이 손상되어 버리는 것을 억제할 수 있고, 또 이물질에 의해 마모가 촉진되어 버리는 것을 억제할 수 있다.

이에 따라, 고리모양 홈에 대한 실 링의 회전 방향에 관계없이 이물질 배출용 홈에 의해 이물질은 실 링의 내주면 측으로 배출된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 밀봉 대상 유체의 누설을 억제하면서 안정적으로 회전 토크를 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 실 링의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태 1에 따른 실 링을 외주면 측으로부터 본 도면의 일부 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태 1에 따른 실 링을 내주면 측으로부터 본 도면의 일부 확대도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 1에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태 1에 따른 실 링의 모식적 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태 1에 따른 실 링의 사용 시의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태 1에 따른 실 링의 사용 시의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 1에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 11은 본 발명의 실시예 2에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 12는 본 발명의 실시예 3에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 13은 본 발명의 실시예 4에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 14는 본 발명의 실시예 5에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 15는 본 발명의 실시예 6에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 16은 본 발명의 실시예 6에 따른 실 링의 모식적 단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예 7에 따른 실 링의 모식적 단면도이다.
도 18은 본 발명의 실시예 8에 따른 실 링의 모식적 단면도이다.
도 19는 본 발명의 실시예 9에 따른 실 링의 모식적 단면도이다.
도 20은 본 발명의 실시형태 2에 따른 실 링의 측면도이다.
도 21은 본 발명의 실시형태 2에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 22는 본 발명의 실시형태 2에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 23은 본 발명의 실시형태 2에 따른 실 링을 외주면 측으로부터 본 도면의 일부 확대도이다.
도 24는 본 발명의 실시형태 2에 따른 실 링을 내주면 측으로부터 본 도면의 일부 확대도이다.
도 25는 본 발명의 실시형태 2에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 26은 본 발명의 실시형태 2에 따른 실 링의 모식적 단면도이다.
도 27은 본 발명의 실시형태 2에 따른 실 링의 사용 시의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 28은 본 발명의 실시형태 2에 따른 실 링의 사용 시의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 29는 본 발명의 실시예 10에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 30은 본 발명의 실시예 10에 따른 실 링의 모식적 단면도이다.
도 31은 본 발명의 실시예 10에 따른 실 링의 모식적 단면도이다.
도 32는 본 발명의 실시예 11에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 33은 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링의 측면도이다.
도 34는 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 35는 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 36은 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링을 외주면 측으로부터 본 도면의 일부 확대도이다.
도 37은 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링을 내주면 측으로부터 본 도면의 일부 확대도이다.
도 38은 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 39는 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링의 모식적 단면도이다.
도 40은 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링의 사용 시의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 41은 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링의 사용 시의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 42는 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 43은 종래 예에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.

이하에 도면을 참조하여, 이 발명을 실시하기 위한 형태를, 실시형태 및 실시예에 기초하여 예시적으로 상세하게 설명한다. 다만, 이들 실시형태 및 실시예에 기재되어 있는 구성부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은, 특별히 특정적인 기재가 없는 한은, 이 발명의 범위를 그것들만으로 한정하는 취지의 것은 아니다. 또한, 본 실시형태 및 실시예에 따른 실 링은, 자동차용의 AT나 CVT 등의 변속기에 있어서, 유압을 보호 유지시키기 위해, 상대적으로 회전하는 축과 하우징과의 사이의 고리모양 간극을 밀봉하는 용도에 이용되는 것이다. 또, 이하의 설명에 있어서, 「고압 측」이란 실 링의 양측에 차압이 생겼을 때에 고압으로 되는 측을 의미하고, 「저압 측」이란 실 링의 양측에 차압이 생겼을 때에 저압으로 되는 측을 의미한다.

(실시형태 1)

도 1∼도 9를 참조하여 본 발명의 실시형태 1에 따른 실 링에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 실 링의 측면도이다. 도 2는 본 발명의 실시형태 1에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 도 1에 있어서 원으로 둘러싸인 부분의 확대도이다. 도 3은 본 발명의 실시형태 1에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 도 1에 있어서 원으로 둘러싸인 부분을 반대측으로부터 본 확대도이다. 도 4는 본 발명의 실시형태 1에 따른 실 링을 외주면 측으로부터 본 도면의 일부 확대도로서, 도 1에 있어서 원으로 둘러싸인 부분을 외주면 측으로부터 본 확대도이다. 도 5는 본 발명의 실시형태 1에 따른 실 링을 내주면 측으로부터 본 도면의 일부 확대도로서, 도 1에 있어서 원으로 둘러싸인 부분을 내주면 측으로부터 본 확대도이다. 도 6은 본 발명의 실시형태 1에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 동압 발생용 홈이 설치되어 있는 부근을 나타내는 확대도이다. 도 7은 본 발명의 실시형태 1에 따른 실 링의 모식적 단면도로서, 도 6 중의 AA 단면도이다. 도 8 및 도 9는 본 발명의 실시형태 1에 따른 실 링의 사용 시의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다. 또한, 도 8은 무부하의 상태를 나타내고, 도 9는 차압이 생긴 상태를 나타내고 있다. 또, 도 8, 9 중의 실 링은 도 6 중의 BB 단면도에 상당한다.

<실 링의 구성>

본 실시형태에 따른 실 링(100)은, 축(200)의 외주에 설치된 고리모양 홈(210)에 장착되고, 상대적으로 회전하는 축(200)과 하우징(300)(하우징(300)에서의 축(200)이 삽통(揷通, 삽입통과)되는 축구멍의 내주면) 사이의 고리모양 간극을 밀봉한다. 이에 따라, 실 링(100)은 유체 압력(본 실시형태에서는 유압)이 변화하도록 구성된 밀봉 대상 영역의 유체 압력을 보호 유지한다. 여기서, 본 실시형태에 있어서는, 도 8, 9 중의 실 링(100)보다 우측의 영역의 유체 압력이 변화하도록 구성되어 있다. 그리고, 실 링(100)은 실 링(100)을 개재시켜 도면 중 우측의 밀봉 대상 영역의 유체 압력을 보호 유지하는 역할을 담당하고 있다. 또한, 자동차의 엔진이 정지한 상태에 있어서는, 밀봉 대상 영역의 유체 압력은 낮고, 무부하의 상태로 되어 있어, 엔진을 걸면 밀봉 대상 영역의 유체 압력은 높아진다. 또, 도 9에 있어서는, 도면 중 우측의 유체 압력이 좌측의 유체 압력보다 높게 된 상태를 나타내고 있다. 이하, 도 9 중 우측을 고압 측(H), 좌측을 저압 측(L)이라 칭한다.

그리고, 실 링(100)은 폴리에테르 에테르 케톤(Polyether ether ketone, PEEK), 폴리페닐렌 설파이드(Polyphenylene sulfide, PPS), 폴리테트라 플루오로 에틸렌(Polytetra fluoro ethylene, PTFE) 등의 수지재로 이루어진다. 또, 실 링(100)의 외주면의 둘레 길이는 하우징(300)의 축구멍의 내주면의 둘레 길이보다 짧게 구성되어 있으며, 조임 마진을 갖지 않도록 구성되어 있다. 따라서, 유체 압력이 작용하지 않는 상태에 있어서는, 실 링(100)의 외주면은 하우징(300)의 축구멍의 내주면으로부터 떨어진 상태로 될 수 있다(도 8 참조).

이 실 링(100)에는, 둘레 방향의 1개소에 합구부(110)가 설치되어 있다. 또, 실 링(100)의 접동면 측에는 동압 발생용 홈(121)을 갖는 홈부(120)와, 이물질 배출용 홈(130)이 설치되어 있다. 또한, 본 실시형태에 따른 실 링(100)은, 단면이 사각형의 고리모양 부재에 대해, 상기의 합구부(110)와 복수의 홈부(120)와 복수의 이물질 배출용 홈(130)이 형성된 구성이다. 다만, 이것은 형상에 대한 설명에 지나지 않고, 반드시 단면이 사각형의 고리모양 부재를 소재로 해서, 이들 합구부(110)와 복수의 홈부(120)와 복수의 이물질 배출용 홈(130)을 형성하는 가공을 실시하는 것을 의미하는 것은 아니다. 물론, 단면이 사각형의 고리모양 부재를 성형한 후에 이들을 절삭 가공에 의해 얻을 수도 있다. 다만, 예를 들어, 미리 합구부(110)을 가진 것을 성형한 후에, 복수의 홈부(120)와 복수의 이물질 배출용 홈(130)을 절삭 가공에 의해 얻어도 좋고, 제법은 특별히 한정되는 것은 아니다.

본 실시형태에 따른 합구부(110)의 구성에 대해, 특히 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 본 실시형태에 따른 합구부(110)는, 외주면 측 및 양측벽면 측 중 어느 쪽으로부터 보아도 계단 모양으로 절단된 특수 스텝 컷을 채용하고 있다. 이에 따라, 실 링(100)에 있어서는, 절단부를 개재시켜 한쪽 측의 외주면 측에는 제1 감합 볼록부(111) 및 제1 감합 오목부(114)가 설치되고, 다른쪽 측의 외주면 측에는 제1 감합 볼록부(111)가 감합하는 제2 감합 오목부(113)와 제1 감합 오목부(114)에 감합하는 제2 감합 볼록부(112)가 설치되어 있다. 또한, 절단부를 개재시켜 한쪽 측의 내주면 측의 끝 면(端面; 115)과 다른쪽 측의 내주 측의 끝 면(116)은 서로 대향하고 있다. 특수 스텝 컷에 관해서는 공지 기술이므로, 그 상세한 설명은 생략하지만, 열팽창 수축에 의해 실 링(100)의 둘레 길이가 변화해도 안정한 밀봉 성능을 유지하는 특성을 가진다. 또한, 「절단부」에 대해서는, 절삭 가공에 의해 절단되는 경우뿐만 아니라 성형에 의해 얻어지는 경우도 포함된다.

홈부(120)는 실 링(100)에서의 접동면 측의 측면 중 합구부(110) 부근을 제외한 전 둘레에 걸쳐 등간격으로 복수 설치되어 있다(도 1 참조). 이들 복수의 홈부(120)는 축(200)에 설치된 고리모양 홈(210)에서의 저압 측(L)의 측벽면(211)에 대해 실 링(100)이 접동한 때에 동압을 발생시키기 위해 설치되어 있다.

그리고, 홈부(120)는 둘레 방향으로 신장하는 동압 발생용 홈(121)과, 동압 발생용 홈(121)의 둘레 방향의 중앙의 위치로부터 내주면에 이르기까지 신장하여 밀봉 대상 유체를 동압 발생용 홈(121) 내로 인도하는 도입 홈(122)을 가지고 있다(도 6 참조). 또, 동압 발생용 홈(121)은 홈 바닥이 둘레 방향의 중앙에 비해 둘레 방향의 끝 부분(端部) 쪽이 얕게 되도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 이 동압 발생용 홈(121)의 홈 바닥은 평면 모양의 경사면에 의해 구성되어 있다(도 7 참조). 다만, 동압 발생용 홈(121)에 대해서는, 도시의 예에 한정되지 않고, 홈 내로부터 접동부로 밀봉 대상 유체가 배출될 때에 동압이 발생하는 기능을 가지고 있으면, 각종의 공지 기술을 채용할 수 있다. 더욱이, 홈부(120)는 실 링(100)의 저압 측(L)의 측벽면(211)에 대해 접동하는 접동 영역(S) 내에 들어가는 위치에 설치되어 있다(도 9 참조). 따라서, 홈부(120)로부터 저압 측(L)으로 밀봉 대상 유체가 누설되어 버리는 것은 억제된다.

또, 실 링(100)에서의 접동면 측의 측면에는 상기와 같이 이물질 배출용 홈(130)이 설치되어 있다. 이물질 배출용 홈(130)은 둘레 방향에 있어서 복수의 동압 발생용 홈(121)(동압 발생용 홈(121)을 갖는 홈부(120))가 배치되어 있는 영역과 합구부(110) 사이에 설치되어 있다. 그리고, 이물질 배출용 홈(130)은 합구부(110)로부터 침입해 온 이물질을 포착하고 또한 포착한 이물질을 실 링(100)과 측벽면(211)과의 접동부의 외부로 배출시키기 위해 설치되어 있다. 또, 이물질 배출용 홈(130)의 홈 깊이는 동압 발생용 홈(121)의 홈 깊이보다 깊게 되도록 구성되어 있다. 더욱이, 본 실시형태에 있어서는, 이물질 배출용 홈(130)은 합구부(110)의 둘레 방향의 양측에 각각 설치되어 있다.

<실 링의 사용 시의 매커니즘>

특히, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 실시형태에 따른 실 링(100)의 사용 시의 매커니즘에 대해 설명한다. 엔진이 정지한 무부하 상태에 있어서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 좌우의 영역의 차압이 없기 때문에, 실 링(100)은 고리모양 홈(210)에서의 도면 중 좌측의 측벽면 및 하우징(300)의 축구멍의 내주면으로부터 떨어진 상태로 될 수 있다.

도 9는 엔진이 걸리고, 실 링(100)을 개재시켜 차압이 발생하고 있는 상태(도면 중 우측의 압력이 좌측의 압력에 비해 높게 된 상태)를 나타내고 있다. 엔진이 걸리고, 차압이 생긴 상태에 있어서는, 실 링(100)은 고리모양 홈(210)의 저압 측(L)의 측벽면(211) 및 하우징(300)의 축구멍의 내주면에 대해 밀착한 상태로 된다.

이에 따라, 상대적으로 회전하는 축(200)과 하우징(300) 사이의 고리모양 간극을 밀봉하여 유체 압력이 변화하도록 구성된 밀봉 대상 영역(고압 측(H)의 영역)의 유체 압력을 보호 유지하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 축(200)과 하우징(300)이 상대적으로 회전한 경우에는, 고리모양 홈(210)의 저압 측(L)의 측벽면(211)과 실 링(100) 사이에서 접동한다. 그리고, 실 링(100)의 접동면 측의 측면에 설치된 홈부(120)에서의 동압 발생용 홈(121)으로부터 밀봉 대상 유체가 접동 부분으로 유출할 때에 동압이 발생한다. 또한, 실 링(100)이 고리모양 홈(210)에 대해, 도 1 중 시계 방향으로 회전하는 경우에는, 동압 발생용 홈(121)에서의 반시계 방향 측의 끝 부분으로부터 접동 부분으로 밀봉 대상 유체가 유출된다. 또, 실 링(100)이 고리모양 홈(210)에 대해, 도 1 중 반시계 방향으로 회전하는 경우에는, 동압 발생용 홈(121)에서의 시계 방향 측의 끝 부분으로부터 접동 부분으로 밀봉 대상 유체가 유출된다.

또, 합구부(110)에 있어서는, 절단부를 개재시켜 한쪽 측의 내주면 측의 끝 면(115)과 다른쪽 측의 내주 측의 끝 면(116) 사이에 간극(틈)이 형성된다. 따라서, 이 간극으로부터 이물질이 침입해 버리는 경우가 있다. 그렇지만, 본 실시형태에 있어서는, 상기와 같이 이물질 배출용 홈(130)에 의해 합구부(110)로부터 침입해 온 이물질이 포착되고, 또한 포착된 이물질은 실 링(100)과 측벽면(211)과의 접동부의 외부로 배출된다.

<본 실시형태에 따른 실 링의 뛰어난 점>

본 실시형태에 따른 실 링(100)에 의하면, 상기와 같이, 합구부(110)로부터 이물질이 들어가더라도, 이물질 배출용 홈(130)에 의해 이물질이 포착되고 또한 이물질은 접동부의 외부로 배출된다. 그 때문에, 동압 발생용 홈(121)에 이물질이 들어가 버리는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 이물질에 의해 동압 발생용 홈(121)에 의한 동압 발생 기능이 손상되어 버리는 것을 억제할 수 있고, 또 이물질에 의해 마모가 촉진되어 버리는 것을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 이물질 배출용 홈(130)은 합구부(110)의 둘레 방향의 양측에 각각 설치되어 있다. 이에 따라, 고리모양 홈(210)에 대한 실 링(100)의 회전 방향에 관계없이 이물질 배출용 홈(130)에 의해 이물질이 포착되고 또한 이물질은 접동부의 외부로 배출된다.

이하, 이물질 배출용 홈의 보다 구체적인 예(실시예 1∼9)를 설명한다.

(실시예 1)

도 10을 참조하여 실시예 1에 따른 이물질 배출용 홈에 대해 설명한다. 도 10은 본 발명의 실시예 1에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 합구부 및 이물질 배출용 홈이 설치되어 있는 부근을 확대한 도면이다.

상기 실시형태에서 설명한 바와 같이, 실 링(100)에서의 접동면 측의 측면에는, 합구부(110)의 둘레 방향의 양측에, 각각 이물질 배출용 홈(131)이 설치되어 있다. 본 실시예에 따른 이물질 배출용 홈(131)은, 실 링(100)의 내주면으로부터 직경 방향 외측으로 향해 외주면에 이르지 않는 위치까지 직선 모양으로 신장하도록 구성되어 있다. 이에 따라, 고리모양 홈(210)에 대해 실 링(100)이 도 10 중 시계 방향으로 회전한 경우에, 합구부(110)에서의 끝 면(115)과 끝 면(116) 사이로부터 화살표 X 방향으로 이물질이 침입해도 이물질 배출용 홈(131)에 의해 이물질이 포착된다. 그리고, 포착된 이물질은 이물질 배출용 홈(131)으로부터 화살표 Y 방향으로 흘러가 접동부의 외부로 배출된다.

또, 본 실시예에 따른 이물질 배출용 홈(131)은 실 링(100)의 외주면에는 연통하고 있지 않기 때문에, 이물질 배출용 홈(131)으로부터 밀봉 대상 유체가 누설되어 버리는 것을 억제할 수 있다. 더욱이, 본 실시예에 따른 이물질 배출용 홈(131)은 실 링(100)이 고리모양 홈(210)에서의 저압 측(L)의 측벽면(211)에 대해 접동하는 접동 영역(S; 도 9 참조) 내에 들어가는 위치에 설치되어 있다. 이에 따라, 이물질 배출용 홈(131)으로부터 밀봉 대상 유체가 누설되어 버리는 것을 더 확실하게 억제할 수 있다. 또한, 도 10에 있어서는, 점선(M)보다 직경 방향 내측이, 실 링(100)이 측벽면(211)에 대해 접동하는 접동 영역(S)에 상당한다.

또, 본 실시예에 있어서는, 둘레 방향으로 본 경우에, 동압 발생용 홈(121)이 설치되는 범위는 이물질 배출용 홈(131)이 설치되는 범위 내에 들어가도록 구성되어 있다. 즉, 평면 형상이 둥근 고리모양의 실 링(100)의 원의 중심으로부터 이물질 배출용 홈(131)의 직경 방향 외측의 선단까지의 거리를 R1으로 하고, 상기 원의 중심으로부터 동압 발생용 홈(121)의 직경 방향 외측의 측면까지의 거리를 R2로 하면, R1 ≥ R2를 충족시킨다. 이에 따라, 이물질 배출용 홈(131)을 통과하지 않고, 동압 발생용 홈(121)에 이물질이 들어가 버리는 것을 억제할 수 있다.

(실시예 2)

도 11에는, 본 발명의 실시예 2가 도시되어 있다. 도 11은 본 발명의 실시예 2에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 합구부 및 이물질 배출용 홈이 설치되어 있는 부근을 확대한 도면이다. 또한, 기본적인 구성 및 작용에 대해서는 실시예 1과 동일하므로, 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 적절히 생략한다.

본 실시예에 따른 실 링(100)에 있어서는, 상기 실시예 1에서 나타낸 이물질 배출용 홈(131)이 합구부(110)의 둘레 방향의 양측에 각각 2개씩 나란히 설치되어 있다. 본 실시예의 경우에는, 첫 번째의 이물질 배출용 홈(131)에서 이물질을 포착할 수 없었던 경우에도, 두 번째의 이물질 배출용 홈(131)에 의해 이물질을 포착할 수 있기 때문에, 동압 발생용 홈(121)으로 이물질이 흘러가 버리는 것을 더 억제할 수 있다.

이상과 같이, 이물질 배출용 홈(131)을 복수 나란히 설치함으로써, 이물질을 더 확실하게 포착하여 접동부의 외부로 배출시킬 수 있다. 또한, 이물질 배출용 홈(131)을 3개 이상 나란히 설치해도 좋다.

(실시예 3)

도 12에는, 본 발명의 실시예 3이 도시되어 있다. 도 12는 본 발명의 실시예 3에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 합구부 및 이물질 배출용 홈이 설치되어 있는 부근을 확대한 도면이다. 또한, 기본적인 구성 및 작용에 대해서는 실시예 1과 동일하므로, 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 적절히 생략한다.

본 실시예에 있어서도, 실 링(100)에서의 접동면 측의 측면에는 합구부(110)의 둘레 방향의 양측에 각각 이물질 배출용 홈(132)이 설치되어 있다. 본 실시예에 따른 이물질 배출용 홈(132)은, 실 링(100)의 외주면으로부터 직경 방향 내측으로 향해 내주면에 이르지 않는 위치까지 직선 모양으로 신장하도록 구성되어 있다. 이에 따라, 고리모양 홈(210)에 대해 실 링(100)이 도 12 중 시계 방향으로 회전한 경우에, 합구부(110)에서의 끝 면(115)과 끝 면(116) 사이로부터 화살표 X 방향으로 이물질이 침입해도, 이물질 배출용 홈(132)에 의해 이물질이 포착된다. 그리고, 포착된 이물질은 이물질 배출용 홈(132)으로부터 화살표 Z 방향으로 흘러가 접동부의 외부로 배출된다. 또, 본 실시예에 있어서는, 밀봉 대상 영역(고압 측(H)의 영역)과 그 반대측의 영역(저압 측(L)의 영역)과의 차압에 의해, 이물질 배출용 홈(132)에 포착한 이물질을 저압 측(L)의 영역으로 적극적으로 배출시킬 수 있다. 더욱이, 본 실시예에 따른 이물질 배출용 홈(132)은, 실 링(100)의 내주면에는 연통하고 있지 않기 때문에, 이물질 배출용 홈(132)으로부터 밀봉 대상 유체가 누설되어 버리는 것을 억제할 수 있다.

또, 본 실시예에 있어서는, 둘레 방향으로 본 경우에, 동압 발생용 홈(121)이 설치되는 범위는 이물질 배출용 홈(132)이 설치되는 범위 내에 들어가도록 구성되어 있다. 즉, 평면 형상이 둥근 고리모양의 실 링(100)의 원의 중심으로부터 이물질 배출용 홈(132)의 직경 방향 내측의 선단까지의 거리를 R3로 하고, 상기 원의 중심으로부터 동압 발생용 홈(121)의 직경 방향 내측의 측면까지의 거리를 R4로 하면, R4 ≥ R3를 충족시킨다. 이에 따라, 이물질 배출용 홈(132)을 통과하지 않고, 동압 발생용 홈(121)에 이물질이 들어가 버리는 것을 억제할 수 있다.

(실시예 4)

도 13에는, 본 발명의 실시예 4가 도시되어 있다. 도 13은 본 발명의 실시예 4에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 합구부 및 이물질 배출용 홈이 설치되어 있는 부근을 확대한 도면이다. 또한, 기본적인 구성 및 작용에 대해서는 실시예 1과 동일하므로, 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 적절히 생략한다.

본 실시예에 따른 실 링(100)에 있어서는, 상기 실시예 3에서 나타낸 이물질 배출용 홈(132)이 합구부(110)의 둘레 방향의 양측에 각각 2개씩 나란히 설치되어 있다. 본 실시예의 경우에는, 첫 번째의 이물질 배출용 홈(132)에서 이물질을 포착할 수 없었던 경우에도, 두 번째의 이물질 배출용 홈(132)에 의해 이물질을 포착할 수 있기 때문에, 동압 발생용 홈(121)으로 이물질이 흘러가 버리는 것을 더 억제할 수 있다.

이상과 같이, 이물질 배출용 홈(132)을 복수 나란히 설치함으로써, 이물질을 더 확실하게 포착하여 접동부의 외부로 배출시킬 수 있다. 또한, 이물질 배출용 홈(132)을 3개 이상 나란히 설치해도 좋다.

(실시예 5)

도 14에는, 본 발명의 실시예 5가 도시되어 있다. 도 14는 본 발명의 실시예 5에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 합구부 및 이물질 배출용 홈이 설치되어 있는 부근을 확대한 도면이다. 또한, 기본적인 구성 및 작용에 대해서는 실시예 1과 동일하므로, 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 적절히 생략한다.

본 실시예에 따른 실 링(100)에 있어서는, 상기 실시예 1에서 나타낸 이물질 배출용 홈(131)과, 상기 실시예 3에서 나타낸 이물질 배출용 홈(132)을 1조로 하여, 합구부(110)의 둘레 방향의 양측에 각각 1조씩 나란히 설치되어 있다. 본 실시예의 경우에는, 첫 번째의 이물질 배출용 홈(131)에서 이물질을 포착할 수 없었던 경우에는 두 번째의 이물질 배출용 홈(132)에 의해 이물질을 포착할 수 있기 때문에, 동압 발생용 홈(121)으로 이물질이 흘러가 버리는 것을 더 억제할 수 있다.

(실시예 6)

도 15 및 도 16을 참조하여 실시예 6에 따른 이물질 배출용 홈에 대해 설명한다. 도 15는 본 발명의 실시예 6에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 합구부 및 이물질 배출용 홈이 설치되어 있는 부근을 확대한 도면이다. 도 16은 본 발명의 실시예 6에 따른 실 링의 모식적 단면도로서, 도 15 중의 CC 단면도이다. 또한, 기본적인 구성 및 작용에 대해서는 실시예 1과 동일하므로, 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 적절히 생략한다.

상기 실시형태에서 나타낸 바와 같이, 실 링(100)에서의 접동면 측의 측면에는 합구부(110)의 둘레 방향의 양측에 각각 이물질 배출용 홈(133)이 설치되어 있다. 본 실시예에 따른 이물질 배출용 홈(133)은, 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 실 링(100)의 내주면으로부터 직경 방향 외측으로 향해 외주면에 이르지 않는 위치까지 직선 모양으로 신장하도록 구성되어 있다. 이에 따라, 고리모양 홈(210)에 대해 실 링(100)이 도 15 중 시계 방향으로 회전한 경우에, 합구부(110)에서의 끝 면(115)과 끝 면(116) 사이로부터 화살표 X 방향으로 이물질이 침입해도 이물질 배출용 홈(133)에 의해 이물질이 포착된다. 그리고, 포착된 이물질은 이물질 배출용 홈(133)으로부터 화살표 Y 방향으로 흘러가 접동부의 외부로 배출된다.

여기서, 본 실시예에 있어서는, 둘레 방향에 있어서 이물질 배출용 홈(133)의 합구부(110)가 설치되어 있는 측에는, 이물질 배출용 홈(133)으로 이물질을 인도하는 이물질 도입용 홈(133a)이 설치되어 있다. 이에 따라, 이물질은 이물질 배출용 홈(133)에 안정적으로 인도된다. 또한, 이물질 도입용 홈(133a)의 홈 바닥은, 합구부(110) 측으로부터 이물질 배출용 홈(133)을 향해 서서히 깊어지는 평면 모양의 경사면에 의해 구성되어 있다. 다만, 이물질 도입용 홈(133a)의 홈 바닥은 이물질 배출용 홈(133)의 홈 바닥보다 얕게 되어 있다(도 16 참조).

또, 본 실시예에 따른 이물질 배출용 홈(133)에 있어서도, 실 링(100)의 외주면에는 연통하고 있지 않기 때문에, 이물질 배출용 홈(133)으로부터 밀봉 대상 유체가 누설되어 버리는 것을 억제할 수 있다. 더욱이, 본 실시예에 따른 이물질 배출용 홈(133)은 실 링(100)이 고리모양 홈(210)에서의 저압 측(L)의 측벽면(211)에 대해 접동하는 접동 영역(S; 도 9 참조) 내에 들어가는 위치에 설치되어 있다. 또한, 도 15에 있어서는, 점선(M)보다 직경 방향 내측이 실 링(100)의 측벽면(211)에 대해 접동하는 접동 영역(S)에 상당한다. 또, 본 실시예에 있어서도, 둘레 방향으로 본 경우에, 동압 발생용 홈(121)이 설치되는 범위는 이물질 배출용 홈(133)이 설치되는 범위 내에 들어가도록 구성되어 있다. 따라서, 실시예 1의 경우와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예에서 나타낸 이물질 도입용 홈(133a)은 상기 실시예 3에 나타낸 이물질 배출용 홈(132)에 적용하는 것도 가능하다.

(실시예 7)

도 17에는, 본 발명의 실시예 7이 도시되어 있다. 도 17은 본 발명의 실시예 7에 따른 실 링의 모식적 단면도이다. 본 실시예에서는, 상기 실시예 6의 변형례를 나타낸다. 기본적인 구성 및 작용에 대해서는 실시예 6과 동일하므로, 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 적절히 생략한다.

본 실시예에 있어서는, 상기 실시예 6에 나타낸 구성에 더해서, 둘레 방향에 있어서 이물질 배출용 홈(133)에서의 합구부(110)가 설치되어 있는 측과는 반대측에 동압을 발생시키는 보조 동압 발생용 홈(133b)이 설치되어 있다. 이에 따라, 보조 동압 발생용 홈(133b)에 있어서도, 동압을 발생시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서 나타낸 보조 동압 발생용 홈(133b)은 실시예 1에서 나타낸 이물질 배출용 홈(131) 및 실시예 3에서 나타낸 이물질 배출용 홈(132)에 적용하는 것도 가능하다.

(실시예 8)

도 18에는, 본 발명의 실시예 8이 도시되어 있다. 도 18은 본 발명의 실시예 8에 따른 실 링의 모식적 단면도이다. 본 실시예에서는, 상기 실시예 7의 변형례를 나타낸다. 기본적인 구성 및 작용에 대해서는 실시예 7과 동일하므로, 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 적절히 생략한다.

상기 실시예 7에 있어서는, 이물질 도입용 홈(133a)의 홈 바닥과 보조 동압 발생용 홈(133b)의 홈 바닥이 동일한 깊이로 설정되어 있다. 이에 대해, 본 실시예에 있어서는, 보조 동압 발생용 홈(133c)의 홈 바닥의 깊이가 이물질 도입용 홈(133a)의 홈 바닥의 깊이보다 얕게 되도록 설정되어 있다. 이에 따라, 이물질 배출용 홈(133)에 포착된 이물질이 보조 동압 발생용 홈(133c)으로 도피되어 버리는 것을 억제하고 있다. 또한, 보조 동압 발생용 홈(133c)의 홈 바닥의 깊이는 밀봉 대상 유체 중에 포함될 수 있는 이물질의 크기보다 얕게 되도록 설정함으로써, 이물질이 보조 동압 발생용 홈(133c)으로 도피되어 버리는 것을 더 확실하게 억제할 수 있다.

(실시예 9)

도 19에는, 본 발명의 실시예 9가 도시되어 있다. 도 19는 본 발명의 실시예 9에 따른 실 링의 모식적 단면도이다. 본 실시예에서는, 상기 실시예 8의 변형례를 나타낸다. 기본적인 구성 및 작용에 대해서는 실시예 8과 동일하므로, 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 적절히 생략한다.

본 실시예에 있어서는, 기본적인 구성은 실시예 8과 동일하지만, 보조 동압 발생용 홈(133d)이 이물질 배출용 홈(133)으로부터 조금 떨어진 위치에 설치되어 있는 점만, 상기 실시예 8과 다르다. 본 실시예에서는, 보조 동압 발생용 홈(133d)과 이물질 배출용 홈(133) 사이에 격벽이 존재하기 때문에, 이물질 배출용 홈(133)에 포착된 이물질이 보조 동압 발생용 홈(133d)으로 도피되어 버리는 것을 더 확실하게 억제할 수 있다.

(기타)

상기 각 실시예 1∼9에 있어서는, 홈부(120) 및 이물질 배출용 홈(130, 131, 132, 133)이 실 링(100)의 한쪽 면에만 설치되어 있는 경우를 나타냈지만, 이들 홈부(120) 및 이물질 배출용 홈(130, 131, 132, 133)은 실 링(100)의 양면에 설치해도 좋다. 요지는, 홈부(120) 및 이물질 배출용 홈(130, 131, 132, 133)이 설치되어 있는 면이 접동면으로 되도록 하면 좋다.

(실시형태 2)

도 20∼도 28을 참조하여 본 발명의 실시형태 2에 따른 실 링에 대해 설명한다. 도 20은 본 발명의 실시형태 2에 따른 실 링의 측면도이다. 도 21은 본 발명의 실시형태 2에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 도 20에 있어서 원으로 둘러싸인 부분의 확대도이다. 도 22는 본 발명의 실시예 2에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 도 20에 있어서 원으로 둘러싸인 부분을 반대측으로부터 본 확대도이다. 도 23은 본 발명의 실시형태 2에 따른 실 링을 외주면 측으로부터 본 도면의 일부 확대도로서, 도 20에 있어서 원으로 둘러싸인 부분을 외주면 측으로부터 본 확대도이다. 도 24는 본 발명의 실시형태 2에 따른 실 링을 내주면 측으로부터 본 도면의 일부 확대도로서, 도 20에 있어서 원으로 둘러싸인 부분을 내주면 측으로부터 본 확대도이다. 도 25는 본 발명의 실시형태 2에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 동압 발생용 홈이 설치되어 있는 부근을 나타내는 확대도이다. 도 26은 본 발명의 실시형태 2에 따른 실 링의 모식적 단면도로서, 도 25 중의 AA 단면도이다. 도 27 및 도 28은 본 발명의 실시형태 2에 따른 실 링의 사용 시의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다. 또한, 도 27은 무부하의 상태를 나타내고, 도 28은 차압이 생긴 상태를 나타내고 있다. 또, 도 27, 28 중의 실 링은 도 25 중의 BB 단면도에 상당한다.

<실 링의 구성>

본 실시형태에 따른 실 링(100X)은, 축(200)의 외주에 설치된 고리모양 홈(210)에 장착되고, 상대적으로 회전하는 축(200)과 하우징(300)(하우징(300)에서의 축(200)이 삽입 통과되는 축구멍의 내주면) 사이의 고리모양 간극을 밀봉한다. 이에 따라, 실 링(100X)은 유체 압력(본 실시형태에서는 유압)이 변화하도록 구성된 밀봉 대상 영역의 유체 압력을 보호 유지한다. 여기서, 본 실시형태에 있어서는, 도 27, 28 중의 실 링(100X)보다 우측의 영역의 유체 압력이 변화하도록 구성되어 있다. 그리고, 실 링(100X)은 실 링(100X)을 개재시켜 도면 중 우측의 밀봉 대상 영역의 유체 압력을 보호 유지하는 역할을 담당하고 있다. 또한, 자동차의 엔진이 정지한 상태에 있어서는, 밀봉 대상 영역의 유체 압력은 낮고, 무부하의 상태로 되어 있으며, 엔진을 걸면 밀봉 대상 영역의 유체 압력은 높아진다. 또, 도 28에 있어서는, 도면 중 우측의 유체 압력이 좌측의 유체 압력보다 높게 된 상태를 나타내고 있다. 이하, 도 28 중 우측을 고압 측(H), 좌측을 저압 측(L)이라 칭한다.

그리고, 실 링(100X)은 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리테트라 플루오로 에틸렌(PTFE) 등의 수지재로 이루어진다. 또, 실 링(100X)의 외주면의 둘레 길이는 하우징(300)의 축구멍의 내주면의 둘레 길이보다 짧게 구성되어 있으며, 조임 마진을 갖지 않도록 구성되어 있다. 따라서, 유체 압력이 작용하고 있지 않은 상태에 있어서는, 실 링(100X)의 외주면은 하우징(300)의 축구멍의 내주면으로부터 떨어진 상태로 될 수 있다(도 27 참조).

이 실 링(100X)에는, 둘레 방향의 1개소에 합구부(110X)가 설치되어 있다. 또, 실 링(100X)의 접동면 측에는 동압 발생용 홈(121X)을 갖는 홈부(120X)와, 이물질 배출용 구멍(130X)이 설치되어 있다. 또한, 본 실시형태에 따른 실 링(100X)은, 단면이 사각형의 고리 모양 부재에 대해 상기의 합구부(110X)와 복수의 홈부(120X)와 복수의 이물질 배출용 구멍(130X)이 형성된 구성이다. 다만, 이것은 형상에 대한 설명에 지나지 않고, 반드시 단면이 사각형의 고리 모양 부재를 소재로 해서 이들 합구부(110X)와 복수의 홈부(120X)와 복수의 이물질 배출용 구멍(130X)을 형성하는 가공을 실시하는 것을 의미하는 것은 아니다. 물론, 단면이 사각형의 고리 모양 부재를 성형한 후에 이것들을 절삭 가공에 의해 얻을 수도 있다. 다만, 예를 들어, 미리 합구부(110X)를 가진 것을 성형한 후에, 복수의 홈부(120X)와 복수의 이물질 배출용 구멍(130X)을 절삭 가공에 의해 얻어도 좋고, 제법은 특별히 한정되는 것은 아니다.

본 실시형태에 따른 합구부(110X)의 구성에 대해, 특히 도 21∼도 24를 참조하여 설명한다. 본 실시형태에 따른 합구부(110X)는, 외주면 측 및 양측벽면 측의 어느 쪽으로부터 보아도 계단 모양으로 절단된 특수 스텝 컷을 채용하고 있다. 이에 따라, 실 링(100X)에 있어서는, 절단부를 개재시켜 한쪽 측의 외주면 측에는 제1 감합 볼록부(111X) 및 제1 감합 오목부(114X)가 설치되고, 다른쪽 측의 외주면 측에는 제1 감합 볼록부(111X)가 감합하는 제2 감합 오목부(113X)와 제1 감합 오목부(114X)에 감합하는 제2 감합 볼록부(112X)가 설치되어 있다. 또한, 절단부를 개재시켜 한쪽 측의 내주면 측의 끝 면(115X)과 다른쪽 측의 내주 측의 끝 면(116X)은 서로 대향하고 있다. 특수 스텝 컷에 관해서는 공지 기술이므로, 그 상세한 설명은 생략하지만, 열팽창 수축에 의해 실 링(100X)의 둘레 길이가 변화해도 안정한 밀봉 성능을 유지하는 특성을 가진다. 또한, 「절단부」는 절삭 가공에 의해 절단되는 경우뿐만 아니라 성형에 의해 얻어지는 경우도 포함된다.

홈부(120X)는 실 링(100X)에서의 접동면 측의 측면 중 합구부(110X) 부근을 제외한 전 둘레에 걸쳐 등간격으로 복수 설치되어 있다(도 20 참조). 이들 복수의 홈부(120X)는 축(200)에 설치된 고리모양 홈(210)에서의 저압 측(L)의 측벽면(211)에 대해 실 링(100X)이 접동한 때에 동압을 발생시키기 위해 설치되어 있다.

그리고, 홈부(120X)는 둘레 방향으로 신장하는 동압 발생용 홈(121X)과, 동압 발생용 홈(121X)의 둘레 방향의 중앙의 위치로부터 내주면에 이르기까지 신장하여 밀봉 대상 유체를 동압 발생용 홈(121X)으로 인도하는 도입 홈(122X)을 갖고 있다(도 25 참조). 또, 동압 발생용 홈(121X)은 홈 바닥이 둘레 방향의 중앙에 비해 둘레 방향의 끝 부분 쪽이 얕게 되도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 이 동압 발생용 홈(121X)의 홈 바닥은 평면 모양의 경사면에 의해 구성되어 있다(도 26 참조). 다만, 동압 발생용 홈(121X)에 대해서는, 도시의 예에 한정되지 않고, 홈 내로부터 접동부로 밀봉 대상 유체가 배출될 때 동압이 발생하는 기능을 가지고 있으면, 각종의 공지 기술을 채용할 수 있다. 더욱이, 홈부(120X)는 실 링(100X)이 저압 측(L)의 측벽면(211)에 대해 접동하는 접동 영역(S) 내에 들어가는 위치에 설치되어 있다(도 28 참조). 따라서, 홈부(120X)로부터 저압 측(L)으로 밀봉 대상 유체가 누설되어 버리는 것은 억제된다.

또, 실 링(100X)에서의 접동면 측의 측면에는, 상기와 같이 이물질 배출용 구멍(130X)이 설치되어 있다. 이물질 배출용 구멍(130X)은 둘레 방향에 있어서 복수의 동압 발생용 홈(121X)(동압 발생용 홈(121X)를 갖는 홈부(120X))가 배치되어 있는 영역과 합구부(110X) 사이에 설치되어 있다. 그리고, 이물질 배출용 구멍(130X)은 합구부(110X)로부터 침입해 온 이물질을 포착하고 또한 포착한 이물질을 실 링(100X)의 내주면 측으로 배출시키기 위해 설치되어 있다. 또, 이물질 배출용 구멍(130X)의 깊이는 동압 발생용 홈(121X)의 홈 깊이보다 깊게 되도록 구성되어 있다. 더욱이, 본 실시형태에 있어서는, 이물질 배출용 구멍(130X)은 합구부(110X)의 둘레 방향의 양측에 각각 설치되어 있다. 또한, 이물질 배출용 구멍(130X)은 관통하고 있지 않은 구멍으로서 실 링(100X)의 내주면 및 외주면으로부터 떨어진 위치에 설치되고 또한 합구부(110X) 및 동압 발생용 홈(121X)으로부터도 떨어진 위치에 설치되어 있다.

<실 링의 사용 시의 매커니즘>

특히, 도 27 및 도 28을 참조하여 본 실시예에 따른 실 링(100X)의 사용 시의 매커니즘에 대해 설명한다. 엔진이 정지한 무부하 상태에 있어서는, 도 27에 나타낸 바와 같이 좌우의 영역의 차압이 없기 때문에, 실 링(100X)은 고리모양 홈(210)에서의 도면 중 좌측의 측벽면 및 하우징(300)의 축구멍의 내주면으로부터 떨어진 상태로 될 수 있다.

도 28은 엔진이 걸리고 실 링(100X)을 개재시켜 차압이 발생하고 있는 상태(도면 중 우측의 압력이 좌측의 압력에 비해 높게 된 상태)를 나타내고 있다. 엔진이 걸리고 차압이 생긴 상태에 있어서는, 실 링(100X)은 고리모양 홈(210)의 저압 측(L)의 측벽면(211) 및 하우징(300)의 축구멍의 내주면에 대해 밀착한 상태로 된다.

이에 따라, 상대적으로 회전하는 축(200)과 하우징(300) 사이의 고리모양 간극을 밀봉하여 유체 압력이 변화하도록 구성된 밀봉 대상 영역(고압 측(H)의 영역)의 유체 압력을 보호 유지하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 축(200)과 하우징(300)이 상대적으로 회전한 경우에는, 고리모양 홈(210)의 저압 측(L)의 측벽면(211)과 실 링(100X) 사이에서 접동한다. 그리고, 실 링(100X)의 접동면 측의 측면에 설치된 홈부(120X)에서의 동압 발생용 홈(121X)으로부터 밀봉 대상 유체가 접동 부분으로 유출할 때에 동압이 발생한다. 또한, 실 링(100X)이 고리모양 홈(210)에 대해 도 20 중 시계 방향으로 회전하는 경우에는, 동압 발생용 홈(121X)에서의 반시계 방향 측의 끝 부분으로부터 접동 부분으로 밀봉 대상 유체가 유출된다. 또, 실 링(100X)이 고리모양 홈(210)에 대해 도 20 중 반시계 방향으로 회전하는 경우에는, 동압 발생용 홈(121X)에서의 시계 방향 측의 끝 부분으로부터 접동 부분으로 밀봉 대상 유체가 유출된다.

또, 합구부(110X)에 있어서는, 절단부를 개재시켜 한쪽 측의 내주면 측의 끝 면(115X)과 다른쪽 측의 내주 측의 끝 면(116X) 사이에 간극이 형성된다. 따라서, 이 간극으로부터 이물질이 침입해 버리는 경우가 있다. 그렇지만, 본 실시형태에 있어서는, 상기와 같이 이물질 배출용 구멍(130X)에 의해 합구부(110X)로부터 침입해 온 이물질이 포착되고, 또한 포착된 이물질은 실 링(100X)의 내주면 측으로 배출된다.

<본 실시형태에 따른 실 링의 뛰어난 점>

본 실시형태에 따른 실 링(100X)에 의하면, 상기와 같이, 합구부(110X)로부터 이물질이 들어가더라도, 이물질 배출용 구멍(130X)에 의해 이물질이 포착되고 또한 이물질은 실 링(100X)의 내주 면 측으로 배출된다. 그 때문에, 동압 발생용 홈(121X)에 이물질이 들어가 버리는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 이물질에 의해 동압 발생용 홈(121X)에 의한 동압 발생 기능이 손상되어 버리는 것을 억제할 수 있고, 또 이물질에 의해 마모가 촉진되어 버리는 것을 억제할 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 이물질 배출용 구멍(130X)은 합구부(110X)의 둘레 방향의 양측에 각각 설치되어 있다. 이에 따라, 고리 모양 홈(210)에 대한 실 링(100X)의 회전 방향에 관계없이 이물질 배출용 홈(130)에 의해 이물질이 포착되고 또한 이물질은 실 링(100X)의 내주면 측으로 배출된다.

이하, 이물질 배출용 구멍의 보다 구체적인 예(실시예 10, 11)를 설명한다.

(실시예 10)

도 29∼도 31을 참조하여 본 발명의 실시예 10에 따른 이물질 배출용 구멍에 대해 설명한다. 도 29는 본 발명의 실시예 10에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 합구부 및 이물질 배출용 구멍이 설치되어 있는 부근을 확대한 도면이다. 도 30 및 도 31은 본 발명의 실시예 10에 따른 실 링의 모식적 단면도이다. 또한, 도 30은 도 29 중의 CC 단면도이고, 도 31은 도 29 중의 DD 단면도이다.

상기 실시형태 2에서 설명한 바와 같이, 실 링(100X)에서의 접동면 측의 측면에는, 합구부(110X)의 둘레 방향의 양측에 각각 이물질 배출용 구멍(131X)이 설치되어 있다. 이에 따라, 고리 모양 홈(210)에 대해 실 링(100X)이 도 29 중의 시계 방향으로 회전한 경우에, 합구부(110X)에서의 끝 면(115X)과 끝 면(116X) 사이로부터 화살표 X 방향으로 이물질이 침입해도, 이물질 배출용 구멍(131X)에 의해 이물질이 포착된다. 그리고, 포착된 이물질은 이물질 배출용 구멍(131X)으로부터 화살표 Y 방향으로 흘러가 실 링(100X)의 내주면 측으로 배출된다.

또, 본 실시예에 따른 이물질 배출용 구멍(131X)은, 실 링(100X)의 외주면에는 연통하고 있지 않기 때문에, 이물질 배출용 구멍(131X)으로부터 밀봉 대상 유체가 누설되어 버리는 것을 억제할 수 있다. 더욱이, 본 실시예에 따른 이물질 배출용 구멍(131X)은, 실 링(100X)이 고리모양 홈(210)에서의 저압 측(L)의 측벽면(211)에 대해 접동하는 접동 영역(S; 도 28 참조) 내에 들어가는 위치에 설치되어 있다. 이에 따라, 이물질 배출용 구멍(131X)으로부터 밀봉 대상 유체가 누설되어 버리는 것을 더 확실하게 억제할 수 있다. 또한, 도 29에 있어서는, 점선(M)보다 직경 방향 내측이 실 링(100X)이 측벽면(211)에 대해 접동하는 접동 영역(S)에 상당한다.

여기서, 이물질 배출용 구멍(131X)에 있어서는, 가장 깊은 위치보다 외주면 측의 경사면(131Xb)은 내주면 측의 경사면(131Xa)보다 기울기가 크고, 가장 깊은 위치보다 합구부(110X)와는 반대측의 경사면(131Xc)은 합구부(110X) 측의 경사면(131Xd)보다 기울기가 크게 되도록 구성되어 있다. 이에 따라, 합구부(110X) 측으로부터 이물질 배출용 구멍(131X)으로 들어간 밀봉 대상 유체는 내주면 측을 향해 흘러가기 때문에 이물질 배출용 구멍(131X)에 의해 포착된 이물질은 실 링(100X)의 내주면 측으로 배출된다.

(실시예 11)

도 32에는, 본 발명의 실시예 11이 도시되어 있다. 도 32는 본 발명의 실시예 11에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 합구부 및 이물질 배출용 구멍이 설치되어 있는 부근을 확대한 도면이다. 또한, 기본적인 구성 및 작용에 대해서는 실시예 10과 동일하므로, 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 적절히 생략한다.

본 실시예에 따른 실 링(100X)에 있어서는, 이물질 배출용 구멍(132X)이 합구부(110X)의 둘레 방향의 양측에 각각 4개씩 나란히 설치되어 있다. 본 실시예의 경우에는, 이물질 배출용 구멍(132X)의 크기가 실시예 10의 경우보다 작게 되어 있다. 또한, 본 실시예에 있어서도, 이물질 배출용 구멍(132X)에 있어서는 가장 깊은 위치보다 외주면 측의 경사면은 내주면 측의 경사면보다 기울기가 크고, 가장 깊은 위치보다 합구부(110X)와는 반대측의 경사면은 합구부(110X) 측의 경사면보다 기울기가 크게 되도록 구성되어 있다. 이에 따라, 합구부(110X) 측으로부터 이물질 배출용 구멍(132X)으로 들어간 밀봉 대상 유체는 내주면 측을 향해 흘러가기 때문에 이물질 배출용 구멍(132X)에 의해 포착된 이물질은 실 링(100X)의 내주면 측으로 배출된다. 이상과 같이, 이물질 배출용 구멍(132X)을 복수 나란히 설치하는 구성을 채용할 수도 있다. 또한, 이물질 배출용 구멍(131X)을 배치하는 수는 적절히 설정할 수 있다.

(기타)

상기 각 실시예 10, 11에 있어서는, 홈부(120X) 및 이물질 배출용 구멍(130X, 131X, 132X)이 실 링(100X)의 한쪽 면에만 설치되어 있는 경우를 나타냈지만, 홈부(120X) 및 이물질 배출용 구멍(130X, 131X, 132X)은 양면에 설치해도 좋다. 요지는, 이들 홈부(120X) 및 이물질 배출용 구멍(130X, 131X, 132X)이 설치되어 있는 면이 접동면으로 되도록 하면 좋다.

(실시예 12)

도 33∼도 42를 참조하여 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링에 대해 설명한다. 도 33은 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링의 측면도(개략적으로 나타낸 측면도)이다. 도 34는 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 도 33에 있어서 원으로 둘러싸인 부분의 확대도이다. 도 35는 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 도 33에 있어서 원으로 둘러싸인 부분을 반대측으로부터 본 확대도이다. 도 36은 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링을 외주면 측으로부터 본 도면의 일부 확대도로서, 도 33에 있어서 원으로 둘러싸인 부분을 외주면 측으로부터 본 확대도이다. 도 37은 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링을 내주면 측으로부터 본 도면의 일부 확대도로서, 도 33에 있어서 원으로 둘러싸인 부분을 내주면 측으로부터 본 확대도이다. 도 38은 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 동압 발생용 홈이 설치되어 있는 부근을 나타내는 확대도이다. 도 39는 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링의 모식적 단면도로서, 도 38 중의 AA 단면도이다. 도 40 및 도 41은 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링의 사용 시의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다. 또한, 도 40은 무부하의 상태를 나타내고, 도 41은 차압이 생긴 상태를 나타내고 있다. 또, 도 40, 41 중의 실 링은 도 38 중의 BB 단면도에 상당한다. 도 42는 본 발명의 실시예 12에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 도 33에 있어서 원으로 둘러싸인 부분을 도 34보다 더 확대한 도면이다.

<실 링의 구성>

본 실시예에 따른 실 링(100Y)은, 축(200)의 외주에 설치된 고리모양 홈(210)에 장착되고, 상대적으로 회전하는 축(200)과 하우징(300)(하우징(300)에서의 축(200)이 삽입 통과하는 축구멍의 내주면) 사이의 고리모양 간극을 밀봉한다. 이에 따라, 실 링(100Y)은 유체 압력(본 실시예에서는 유압)이 변화하도록 구성된 밀봉 대상 영역의 유체 압력을 보호 유지한다. 여기서, 본 실시예에 있어서는, 도 40, 41 중의 실 링(100Y)보다 우측의 영역의 유체 압력이 변화하도록 구성되어 있다. 그리고, 실 링(100Y)은 실 링(100Y)을 개재시켜 도면 중 우측의 밀봉 대상 영역의 유체 압력을 보호 유지하는 역할을 담당하고 있다. 또한, 자동차의 엔진이 정지한 상태에 있어서는, 밀봉 대상 영역의 유체 압력은 낮고, 무부하의 상태로 되어 있으며, 엔진을 걸면 밀봉 대상 영역의 유체 압력은 높아진다. 또, 도 41에 있어서는, 도면 중 우측의 유체 압력이 좌측의 유체 압력보다 높게 된 상태를 나타내고 있다. 이하, 도 41 중 우측을 고압 측(H), 좌측을 저압 측(L)이라 칭한다.

그리고, 실 링(100Y)은 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리테트라 플루오로 에틸렌(PTFE) 등의 수지재로 이루어진다. 또, 실 링(100Y)의 외주면의 둘레 길이는 하우징(300)의 축구멍의 내주면의 둘레 길이보다 짧게 구성되어 있으며, 조임 마진을 갖지 않도록 구성되어 있다. 따라서, 유체 압력이 작용하고 있지 않은 상태에 있어서는, 실 링(100Y)의 외주면은 하우징(300)의 축구멍의 내주면으로부터 떨어진 상태로 될 수 있다(도 40 참조).

이 실 링(100Y)에는, 둘레 방향의 1개소에 합구부(110Y)가 설치되어 있다. 또, 실 링(100Y)의 접동면 측에는, 동압 발생용 홈(121Y)을 갖는 홈부(120Y)와, 이물질 배출용 홈(130Y)이 설치되어 있다. 또한, 본 실시예에 따른 실 링(100Y)은 단면이 사각형의 고리모양 부재에 대해 상기의 합구부(110Y)와 복수의 홈부(120Y)와 복수의 이물질 배출용 홈(130Y)이 형성된 구성이다. 다만, 이것은 형상에 대한 설명에 지나지 않고, 반드시 단면이 사각형의 고리모양 부재를 소재로 해서 이들 합구부(110Y)와 복수의 홈부(120Y)와 복수의 이물질 배출용 홈(130Y)을 형성하는 가공을 실시하는 것을 의미하는 것은 아니다. 물론, 단면이 사각형의 고리모양 부재를 성형한 후에 이것들을 절삭 가공에 의해 얻을 수도 있다. 다만, 예를 들어, 미리 합구부(110Y)를 가진 것을 성형한 후에, 복수의 홈부(120Y)와 복수의 이물질 배출용 홈(130Y)을 절삭 가공에 의해 얻어도 좋고, 제법은 특별히 한정되는 것은 아니다.

본 실시예에 따른 합구부(110Y)의 구성에 대해, 특히, 도 34∼도 37을 참조하여 설명한다. 본 실시예에 따른 합구부(110Y)는, 외주면 측 및 양측벽면 측의 어느 쪽으로부터 보아도 계단 모양으로 절단된 특수 스텝 컷을 채용하고 있다. 이에 따라, 실 링(100Y)에 있어서는, 절단부를 개재시켜 한쪽 측의 외주면 측에는 제1 감합 볼록부(111Y) 및 제1 감합 오목부(114Y)가 설치되고, 다른쪽 측의 외주면 측에는 제1 감합 볼록부(111Y)가 감합하는 제2 감합 오목부(113Y) 및 제1 감합 오목부(114Y)에 감합하는 제2 감합 볼록부(112Y)가 설치되어 있다. 또한, 절단부를 개재시켜 한쪽 측의 내주면 측의 끝 면(115Y)과 다른쪽 측의 내주 측의 끝 면(116Y)은 서로 대향하고 있다. 특수 스텝 컷에 관해서는 공지 기술이므로, 그 상세한 설명은 생략하지만, 열팽창 수축에 의해 실 링(100Y)의 둘레 길이가 변화해도 안정한 밀봉 성능을 유지하는 특성을 가진다. 또한, 「절단부」에 대해서는, 절삭 가공에 의해 절단되는 경우뿐만 아니라 성형에 의해 얻어지는 경우도 포함된다.

홈부(120Y)는 실 링(100Y)에서의 접동면 측의 측면 중 합구부(110Y) 부근을 제외한 전 둘레에 걸쳐 등간격으로 복수 설치되어 있다(도 33 참조). 이들 복수의 홈부(120Y)는 축(200)에 설치된 고리모양 홈(210)에서의 저압 측(L)의 측벽면(211)에 대해 실 링(100Y)이 접동한 때에 동압을 발생시키기 위해 설치되어 있다.

그리고, 홈부(120Y)는 둘레 방향으로 신장하는 동압 발생용 홈(121Y)과, 동압 발생용 홈(121Y)에서의 둘레 방향의 중앙의 위치로부터 내주면에 이르기까지 신장하여 밀봉 대상 유체를 동압 발생용 홈(121Y)으로 인도하는 도입 홈(122Y)을 갖고 있다(도 38 참조). 또, 동압 발생용 홈(121Y)은 홈 바닥이 둘레 방향의 중앙에 비해 둘레 방향의 끝 부분 쪽이 얕게 되도록 구성되어 있다. 본 실시예에서는, 이 동압 발생용 홈(121Y)의 홈 바닥은 평면 모양의 경사면에 의해 구성되어 있다(도 39 참조). 다만, 동압 발생용 홈(121Y)에 대해서는 도시의 예에 한정되지 않고, 홈 내로부터 접동부로 밀봉 대상 유체가 배출될 때 동압이 발생하는 기능을 가지고 있으면, 각종의 공지 기술을 채용할 수 있다. 더욱이, 홈부(120Y)는 실 링(100Y)이 저압 측(L)의 측벽면(211)에 대해 접동하는 접동 영역(S) 내에 들어가는 위치에 설치되어 있다(도 41 참조). 따라서, 홈부(120Y)로부터 저압 측(L)으로 밀봉 대상 유체가 누설되어 버리는 일은 억제된다.

또, 실 링(100Y)에서의 접동면 측의 측면에는 상기와 같이 이물질 배출용 홈(130Y)이 설치되어 있다. 이물질 배출용 홈(130Y)은 고리모양 홈(210)에서의 저압 측(L)의 측벽면(211)에 대해 접동하는 접동면 측에 설치되고 또한 실 링(100Y)의 내주면으로부터 합구부(110Y)의 끝 면에 이르도록 설치되어 있다. 그리고, 이물질 배출용 홈(130Y)은 합구부(110Y)에서의 간극으로 침입해 온 이물질을 실 링(100Y)의 내주면 측으로 배출시키기 위해 설치되어 있다. 즉, 고리모양 홈(210)에 대해, 실 링(100Y)이 도 42 중의 시계 방향으로 회전한 경우에는, 합구부(110Y)에서의 간극으로 침입해 온 이물질은 이물질 배출용 홈(130Y)에 의해 화살표 X 방향으로 흘러간다. 본 실시예에 따른 이물질 배출용 홈(130Y)은, 평면 형상이 원호 모양의 홈에 의해 구성되어 있다. 이에 따라, 이물질은 원활하게 실 링(100Y)의 내주면 측을 향해 흘러간다.

또, 이물질 배출용 홈(130Y)의 깊이는 동압 발생용 홈(121Y)의 홈 깊이보다 깊게 되도록 구성되어 있다. 더욱이, 본 실시예에 있어서는, 이물질 배출용 홈(130Y)은 합구부(110Y)의 둘레 방향의 양측에 각각 설치되어 있다.

<실 링의 사용 시의 매커니즘>

특히, 도 40 및 도 41을 참조하여 본 실시예에 따른 실 링(100Y)의 사용 시의 매커니즘에 대해 설명한다. 엔진이 정지한 무부하 상태에 있어서는, 도 40에 나타낸 바와 같이 좌우의 영역의 차압이 없기 때문에, 실 링(100Y)은 고리모양 홈(210)에서의 도면 중 좌측의 측벽면 및 하우징(300)의 축구멍의 내주면으로부터 떨어진 상태로 될 수 있다.

도 41은 엔진이 걸리고, 실 링(100Y)을 개재시켜 차압이 발생하고 있는 상태(도면 중 우측의 압력이 좌측의 압력에 비해 높게 된 상태)를 나타내고 있다. 엔진이 걸리고, 차압이 생긴 상태에 있어서는, 실 링(100Y)은 고리모양 홈(210)의 저압 측(L)의 측벽면(211) 및 하우징(300)의 축구멍의 내주면에 대해 밀착한 상태로 된다.

이에 따라, 상대적으로 회전하는 축(200)과 하우징(300) 사이의 고리모양 간극을 밀봉하여 유체 압력이 변화하도록 구성된 밀봉 대상 영역(고압 측(H)의 영역)의 유체 압력을 보호 유지하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 축(200)과 하우징(300)이 상대적으로 회전한 경우에는, 고리모양 홈(210)의 저압 측(L)의 측벽면(211)과 실 링(100Y) 사이에서 접동한다. 그리고, 실 링(100Y)의 접동면 측의 측면에 설치된 홈부(120Y)에서의 동압 발생용 홈(121Y)으로부터 밀봉 대상 유체가 접동 부분으로 유출할 때에 동압이 발생한다. 또한, 실 링(100Y)이 고리모양 홈(210)에 대해, 도 33 중 시계 방향으로 회전하는 경우에는, 동압 발생용 홈(121Y)에서의 반시계 방향 측의 끝 부분으로부터 접동 부분으로 밀봉 대상 유체가 유출된다. 또, 실 링(100Y)이 고리모양 홈(210)에 대해, 도 33 중 반시계 방향으로 회전하는 경우에는, 동압 발생용 홈(121Y)에서의 시계 방향 측의 끝 부분으로부터 접동 부분으로 밀봉 대상 유체가 유출된다.

또, 합구부(110Y)에 있어서는, 절단부를 개재시켜 한쪽 측의 내주면 측의 끝 면(115Y)과 다른쪽 측의 내주 측의 끝 면(116Y) 사이에 간극이 형성된다. 따라서, 이 간극으로부터 이물질이 침입해 버리는 경우가 있다. 그렇지만, 본 실시예에 있어서는, 상기와 같이 이물질 배출용 홈(130Y)에 의해 합구부(110Y)에서의 간극으로 침입해 온 이물질은 실 링(100Y)의 내주면 측으로 배출된다.

<본 실시예 12에 따른 실 링의 뛰어난 점>

본 실시예에 따른 실 링(100Y)에 의하면, 상기와 같이 고리모양 홈(210)의 측벽면(211)에 대해 접동하는 접동면 측에, 내주면으로부터 합구부(110Y)에서의 단면에 이르는 이물질 배출용 홈(130Y)이 설치되어 있다. 따라서, 합구부(110Y)에서의 간극에 이물질이 들어가더라도, 이물질 배출용 홈(130Y)에 의해 이물질은 실 링(100Y)의 내주면 측으로 배출된다. 그 때문에, 동압 발생용 홈(121Y)에 이물질이 들어가 버리는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 이물질에 의해 동압 발생용 홈(121Y)에 의한 동압 발생 기능이 손상되어 버리는 것을 억제할 수 있고, 또 이물질에 의해 마모가 촉진되어 버리는 것을 억제할 수 있다.

또, 본 실시예에 있어서는, 이물질 배출용 홈(130Y)은 합구부(110Y)의 둘레 방향의 양측에 각각 설치되어 있다. 이에 따라, 고리모양 홈(210)에 대한 실 링(100Y)의 회전 방향에 관계없이 이물질 배출용 홈(130Y)에 의해 이물질은 실 링(100Y)의 내주면 측으로 배출된다.

(기타)

상기 실시예 12에 있어서는, 홈부(120Y) 및 이물질 배출용 홈(130Y)이 실 링(100Y)의 한쪽 면에만 설치되어 있는 경우를 나타냈지만, 홈부(120Y) 및 이물질 배출용 홈(130Y)은 양면에 설치되어도 좋다. 요지는, 이러한 홈부(120Y) 및 이물질 배출용 홈(130Y)이 설치되어 있는 면이 접동면으로 되도록 하면 좋다.

100 실 링
110 합구부
111 제1 감합 볼록부
112 제2 감합 볼록부
113 제2 감합 오목부
114 제1 감합 오목부
115 끝 면
116 끝 면
120 홈부
121 동압 발생용 홈
122 도입 홈
130, 131, 132, 133 이물질 배출용 홈
133a 이물질 도입용 홈
133b, 133c, 133d 보조 동압 발생용 홈
200 축
210 고리모양 홈
211 측벽면
300 하우징
S 접동 영역
100X 실 링
110X 합구부
111X 제1 감합 볼록부
112X 제2 감합 볼록부
113X 제2 감합 오목부
114X 제1 감합 오목부
115X 끝 면
116X 끝 면
120X 홈부
121X 동압 발생용 홈
122X 도입 홈
130X, 131X, 132X 이물질 배출용 구멍
131Xa, 131Xb, 131Xc, 131Xd 경사면
100Y 실 링
110Y 합구부
111Y 제1 감합 볼록부
112Y 제2 감합 볼록부
113Y 제2 감합 오목부
114Y 제1 감합 오목부
115Y 끝 면
116Y 끝 면
120Y 홈부
121Y 동압 발생용 홈
122Y 도입 홈
130Y 이물질 배출용 홈

Claims

축의 외주에 설치된 고리모양 홈에 장착되어 상대적으로 회전하는 상기 축과 하우징 사이의 고리모양 간극을 밀봉하여, 유체 압력이 변화하도록 구성된 밀봉 대상 영역의 유체 압력을 보호 유지하는 실 링으로서,
상기 고리모양 홈에서의 저압 측의 측벽면에 대해 접동하는 실 링에 있어서,
둘레 방향의 1개소에 설치되는 합구부와,
상기 측벽면에 대해 접동하는 접동면 측에, 둘레 방향에 대해 각각 간격을 두고 설치되는 복수의 동압 발생용 홈과,
상기 측벽면에 대해 접동하는 접동면 측이며, 둘레 방향에 있어서, 상기 복수의 동압 발생용 홈이 배치되어 있는 영역과 상기 합구부 사이에 설치되어, 상기 합구부로부터 침입해 온 이물질을 포착하고 또한 포착한 이물질을 실 링과 상기 측벽면과의 접동부의 외부로 배출 가능한 이물질 배출용 홈을 구비하되,
둘레 방향에 있어서 상기 이물질 배출용 홈에서의 상기 합구부가 설치되어 있는 측에는, 그 이물질 배출용 홈으로 이물질을 인도하는 이물질 도입용 홈이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 실 링.
제1항에 있어서, 상기 이물질 배출용 홈의 홈 깊이는 상기 동압 발생용 홈의 홈 깊이보다 깊은 것을 특징으로 하는 실 링.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이물질 배출용 홈은 상기 합구부의 둘레 방향의 양측에 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 실 링.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이물질 배출용 홈은 실 링의 내주면으로부터 직경 방향 외측으로 향해 외주면에 이르지 않는 위치까지 신장되어 있는 것을 특징으로 하는 실 링.
제4항에 있어서, 상기 이물질 배출용 홈은 상기 측벽면에 대해 접동하는 접동 영역 내에 들어가는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 실 링.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이물질 배출용 홈은 실 링의 외주면으로부터 직경 방향 내측으로 향해 내주면에 이르지 않는 위치까지 신장되어 있는 것을 특징으로 하는 실 링.
제1항 또는 제2항에 있어서, 둘레 방향으로 본 경우에, 상기 동압 발생용 홈이 설치되는 범위는 상기 이물질 배출용 홈이 설치되는 범위 내에 들어가 있는 것을 특징으로 하는 실 링.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 둘레 방향에 있어서 상기 이물질 배출용 홈에서의 상기 합구부가 설치되어 있는 측과는 반대측에는 동압을 발생시키는 보조 동압 발생용 홈이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 실 링.
축의 외주에 설치된 고리모양 홈에 장착되어 상대적으로 회전하는 상기 축과 하우징 사이의 고리모양 간극을 밀봉하여, 유체 압력이 변화하도록 구성된 밀봉 대상 영역의 유체 압력을 보호 유지하는 실 링으로서,
상기 고리모양 홈에서의 저압 측의 측벽면에 대해 접동하는 실 링에 있어서,
둘레 방향의 1개소에 설치되는 합구부와,
상기 측벽면에 대해 접동하는 접동면 측에, 둘레 방향에 대해 각각 간격을 두고 설치되는 복수의 동압 발생용 홈과,
상기 측벽면에 대해 접동하는 접동면 측이며, 둘레 방향에 있어서, 상기 복수의 동압 발생용 홈이 배치되어 있는 영역과 상기 합구부 사이에 설치되어, 상기 합구부로부터 침입해 온 이물질을 포착하고 또한 포착한 이물질을 실 링의 내주면 측으로 배출 가능한 이물질 배출용 구멍을 구비하되,
둘레 방향에 있어서 상기 이물질 배출용 홈에서의 상기 합구부가 설치되어 있는 측에는, 그 이물질 배출용 홈으로 이물질을 인도하는 이물질 도입용 홈이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 실 링.
제10항에 있어서, 상기 이물질 배출용 구멍의 깊이는 상기 동압 발생용 홈의 홈 깊이보다 깊은 것을 특징으로 하는 실 링.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 이물질 배출용 구멍은 상기 합구부의 둘레 방향의 양측에 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 실 링.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 이물질 배출용 구멍은 상기 측벽면에 대해 접동하는 접동 영역 내에 들어가는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 실 링.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 이물질 배출용 구멍에 있어서는, 가장 깊은 위치보다 외주면 측의 경사면은 내주면 측의 경사면보다 기울기가 크고, 가장 깊은 위치보다 상기 합구부와는 반대측의 경사면은 합구부 측의 경사면보다 기울기가 큰 것을 특징으로 하는 실 링.
축의 외주에 설치된 고리모양 홈에 장착되어 상대적으로 회전하는 상기 축과 하우징 사이의 고리모양 간극을 밀봉하여, 유체 압력이 변화하도록 구성된 밀봉 대상 영역의 유체 압력을 보호 유지하는 실 링으로서,
상기 고리모양 홈에서의 저압 측의 측벽면에 대해 접동하는 실 링에 있어서,
둘레 방향의 1개소에 설치되는 합구부와,
상기 측벽면에 대해 접동하는 접동면 측에, 둘레 방향에 대해 각각 간격을 두고 설치되는 복수의 동압 발생용 홈과,
상기 측벽면에 대해 접동하는 접동면 측에 설치되고 또한 내주면으로부터 상기 합구부에서의 끝 면에 이르는 이물질 배출용 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 실 링.
제15항에 있어서, 상기 이물질 배출용 홈의 홈 깊이는 상기 동압 발생용 홈의 홈 깊이보다 깊은 것을 특징으로 하는 실 링.
제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 이물질 배출용 홈은 상기 합구부의 둘레 방향의 양측에 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 실 링.