KR102038238B1

KR102038238B1 - 실 링

Info

Publication number: KR102038238B1
Application number: KR1020187009863A
Authority: KR
Inventors: 노리마사 호소누마; 팽만 쉬; 겐이치 나카야마
Original assignee: 엔오케이 가부시키가이샤
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2016-10-11
Publication date: 2019-11-26
Also published as: US20180306325A1; JP6566040B2; EP3364079A4; EP3364079B1; EP3364079A1; CN108138962A; JPWO2017065120A1; WO2017065120A1; KR20180050397A

Abstract

유체 압력이 낮은 상태에 있어서도 밀봉 기능을 발휘시킬 수 있는 실 링을 제공한다. 제1 감합 볼록부(111X)에서의 둘레방향 선단의 제1 선단면(111Xa)과, 제2 감합 오목부(112Y)에 있어서 제1 선단면(111Xa)에 대향하는 제1 대향면(112Ya)과의 사이에는, 이들 제1 선단면(111Xa)과 제1 대향면(112Ya)을 둘레방향에 대해 서로 떨어지는 방향으로 압압하는 제1 탄성체 밀봉부(200X)가 설치되고, 제2 감합 볼록부(111Y)에서의 둘레방향 선단의 제2 선단면(111Ya)과, 제1 감합 오목부(112X)에 있어서 제2 선단면(111Ya)에 대향하는 제2 대향면(112Xa)과의 사이에는, 이들 제2 선단면(111Ya)과 제2 대향면(112Xa)을 둘레방향에 대해 서로 떨어지는 방향으로 압압하는 제2 탄성체 밀봉부(200Y)가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

실 링

본 발명은, 축과 하우징의 축구멍 사이의 환상(環狀, 고리모양) 간극을 밀봉하는 실 링에 관한 것이다.

자동차용의 자동 변속기(Automatic Transmission, AT)나 무단 변속기(Continuously Variable Transmission, CVT)에 있어서는, 유압을 유지시키기 위해 상대적으로 회전하는 축과 하우징과의 사이의 환상 간극을 밀봉하는 실 링(seal ring)이 설치되어 있다. 도 11 및 도 12를 참조하여, 종래 예에 따른 실 링에 대해 설명한다. 도 11은 종래 예에 따른 실 링의 유압을 유지하고 있지 않은 상태를 나타내는 모식적 단면도이다. 도 12는 종래 예에 따른 실 링의 유압을 유지하고 있는 상태를 나타내는 모식적 단면도이다. 종래 예에 따른 실 링(800)의 경우, 축(600)의 외주에 설치된 환상 홈(고리모양 홈; 610)에 장착되어, 축(600)이 삽통(삽입 관통)되는 하우징(700)의 축구멍의 내주면과 환상 홈(610)의 측벽면의 각각에 접동(미끄러지면서 움직임, 슬라이딩) 자재로 접촉함으로써, 축(600)과 하우징(700)의 축구멍과의 사이의 환상 간극을 밀봉하도록 구성된다.

상기와 같은 용도로 사용되는 실 링(800)에 있어서는, 접동 토크(torque)를 충분히 낮게 하는 것이 요구된다. 그 때문에, 실 링(800)의 외주면의 둘레길이는 하우징(700)의 축구멍의 내주면의 둘레길이보다도 짧게 구성되어 있으며, 여유 부분을 갖지 않도록 구성되어 있다. 따라서, 자동차의 엔진이 걸리고 유압이 높아지고 있는 상태에 있어서는, 실 링(800)이 유압에 의해 직경이 확장되고, 축구멍의 내주면과 환상 홈(610)의 측벽면에 밀착하여 충분히 유압을 유지하는 기능을 발휘한다(도 12 참조). 이에 반해, 엔진의 정지에 의해 유압이 걸리지 않은 상태에 있어서는 실 링(800)이 축구멍의 내주면이나 환상 홈(610)의 측벽면으로부터 떨어진 상태로 되도록 구성되어 있다(도 11 참조).

여기서, 일반적으로 실 링(800)에는, 환상 홈(610)으로의 장착성을 높이기 위해서, 둘레방향의 1개소에 합구부(이음매 부분)가 설치되어 있다. 합구부의 구조로서는, 열팽창수축에 의하여도 안정된 밀봉성을 발휘하는 특수 스텝 커팅이 알려져 있다(특허문헌 1, 2 참조). 그러나, 특수 스텝 커팅으로도, 밀봉대상 유체의 누설을 확실하게 방지할 수 있는 것은 아니고, 밀봉성의 향상이 한층 더 요구되고 있다.

또, 상기와 같이 구성된 실 링(800)의 경우, 유압이 걸리지 않은 상태에서는 밀봉기능을 발휘하지 않는다. 그 때문에, AT나 CVT와 같이 유압 펌프에 의해 압송되는 기름에 의해 변속제어가 이루어지는 구성에 있어서는, 유압 펌프가 정지한 무부하상태(예를 들어, 아이들링 스톱(idling stop, 공회전 멈춤) 시)에서는, 실 링(800)이 밀봉하고 있던 기름이 밀봉되지 않고 오일 팬으로 되돌아와, 실 링(800)의 근방의 기름이 없어져 버린다. 따라서, 이 상태에서 엔진을 시동(재시동)시키면, 실 링(800)의 근방에는 기름이 없어 윤활 없는 상태에서 작동이 개시되기 때문에, 응답성이나 작동성이 나쁘다고 하는 문제가 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특개 2002-372154호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특개 2008-190570호 공보 특허 문헌 3 : 일본 특개 2008-111477호 공보

본 발명의 목적은, 유체 압력이 낮은 상태에 있어서도 밀봉기능을 발휘시킬 수 있는 실 링을 제공하는 데에 있다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 다음의 수단을 채용했다.

즉, 본 발명의 실 링은,

축의 외주에 설치된 환상 홈에 장착되어, 상대적으로 회전하는 상기 축과 하우징과의 사이의 환상 간극을 밀봉하여, 유체 압력이 변화하도록 구성된 밀봉대상 영역의 유체 압력을 유지하는 실 링으로서,

둘레방향의 1개소에 합구부가 설치된 수지제의 실 링 본체와,

상기 합구부에서의 맞닿는 면을 통해서 한쪽 측의 단부와 다른쪽 측의 단부를 둘레방향에 대해 서로 떨어지는 방향으로 압압하는 탄성체를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 합구부에서의 맞닿는 면(맞춤면)을 통해서 한쪽 측의 단부와 다른쪽 측의 단부는, 탄성체에 의해 둘레방향에 대해 서로 떨어지는 방향으로 압압된다. 이에 의해, 실 링 본체에는, 직경이 커지는 방향으로 변형하는 힘이 작용한다. 따라서, 유체 압력이 작용하고 있지 않거나(차압이 생기고 있지 않거나), 또는 유체 압력이 거의 작용하고 있지 않은(차압이 거의 생기고 있지 않은) 상태에 있어서도, 실 링을 하우징의 축구멍의 내주면에 접한 상태로 하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해, 밀봉기능이 발휘되기 때문에, 밀봉대상 영역의 유체 압력이 높아지기 시작한 직후부터 유체 압력을 유지시킬 수가 있다.

상기 합구부는, 외주면 측 및 양측벽면 측의 어느 쪽으로부터 보아도 계단모양의 맞닿는 면이 형성됨으로써, 맞닿는 면을 통해서 한쪽 측의 외주 측에는 제1 감합 볼록부 및 제1 감합 오목부가 형성되고, 다른쪽 측의 외주 측에는 제1 감합 볼록부가 끼워넣어지는 제2 감합 오목부와 제1 감합 오목부에 끼워넣어지는 제2 감합 볼록부가 설치됨과 더불어,

제1 감합 볼록부에서의 둘레방향 선단의 제1 선단면과, 제2 감합 오목부에 있어서 제1 선단면에 대향하는 제1 대향면과의 사이에는, 이들 제1 선단면과 제1 대향면을 둘레방향에 대해 서로 떨어지는 방향으로 압압하는 상기 탄성체인 제1 탄성체 밀봉부가 설치되고,

제2 감합 볼록부에서의 둘레방향 선단의 제2 선단면과, 제1 감합 오목부에 있어서 제2 선단면에 대향하는 제2 대향면과의 사이에는, 이들 제2 선단면과 제2 대향면을 둘레방향에 대해 서로 떨어지는 방향으로 압압하는 상기 탄성체인 제2 탄성체 밀봉부가 설치되어 있으면 좋다.

이에 의해, 실 링 본체에 합구부가 설치되어 있지만, 제1 탄성체 밀봉부와 제2 탄성체 밀봉부가 설치되어 있기 때문에, 실 링 본체에서의 합구부의 간극으로부터 밀봉대상 유체가 누설되어 버리는 것이 억제된다.

제1 탄성체 밀봉부는 제1 선단면과 제1 대향면 중 어느 한쪽에 고정되어 있으며, 제2 탄성체 밀봉부는 제2 선단면과 제2 대향면 중 어느 한쪽에 고정되어 있으면 좋다.

이에 의해, 합구부에서의 맞닿는 면을 통해서 한쪽 측의 단부와 다른쪽 측의 단부와의 사이에 간극을 형성시키는 것이 가능하게 되기 때문에, 실 링의 환상 홈으로의 장착작업을 용이하게 할 수 있다.

상기 실 링 본체 단체에서의 외주면의 둘레길이는, 상기 하우징의 축구멍의 내주면의 둘레길이보다도 짧고, 또한 상기 실 링 본체와 제1 탄성체 밀봉부 및 제2 탄성체 밀봉부를 구비하는 실 링 전체에서의 외주면의 둘레길이는, 상기 하우징의 축구멍의 내주면의 둘레길이보다도 길게 설정되어 있으면 좋다.

이에 의하여, 실 링의 외주면과 하우징의 축구멍 내주면과의 사이의 접동 토크를 낮게 억제하면서, 유체 압력이 작용하고 있지 않은(차압이 생기고 있지 않은) 상태에 있어서도, 실 링을 하우징의 축구멍의 내주면에 접한 상태로 하는 것이 가능하게 된다.

상기 탄성체는, 금속 스프링(예를 들어, 코일 스프링이나 판 스프링)인 것도 적합하다.

또한 상기 각 구성은, 가능한 한 조합하여 채용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 유체 압력이 낮은 상태에 있어서도 밀봉기능을 발휘시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 실 링의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 실 링을 외주면 측으로부터 본 도면의 일부 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 실 링을 내주면 측으로부터 본 도면의 일부 확대도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 실 링의 사용시의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 실 링의 사용시의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 실 링의 사용시의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 실 링의 측면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 2에 따른 실 링의 사용시의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 11은 종래 예에 따른 실 링의 사용시의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 12는 종래 예에 따른 실 링의 사용시의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.

이하에 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 형태를, 실시예에 근거하여 예시적으로 상세히 설명한다. 다만, 이 실시예에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은, 특별히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것들만으로 한정하는 취지의 것은 아니다. 또한, 본 실시예에 따른 실 링은, 자동차용의 AT나 CVT 등의 변속기에 있어서, 유압을 유지시키기 위하여 상대적으로 회전하는 축과 하우징과의 사이의 환상 간극을 밀봉하는 용도로 사용되는 것이다. 또, 이하의 설명에 있어서, 「고압 측」이란, 실 링의 양측에 차압이 발생했을 때에 고압으로 되는 측을 의미하고, 「저압 측」이란, 실 링의 양측에 차압이 발생했을 때에 저압으로 되는 측을 의미한다.

(실시예 1)

도 1∼도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예 1에 따른 실 링에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 실 링의 측면도(개략적으로 나타낸 측면도)이다. 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 도 1에 있어서 원으로 둘러싸인 부분의 확대도이다. 도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 실 링의 측면도의 일부 확대도로서, 도 1에 있어서 원으로 둘러싸인 부분을 반대측으로부터 본 확대도이다. 도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 실 링을 외주면 측으로부터 본 도면의 일부 확대도로서, 도 1에 있어서 원으로 둘러싸인 부분을 외주면 측으로부터 본 확대도이다. 도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 실 링을 내주면 측으로부터 본 도면의 일부 확대도로서, 도 1에 있어서 원으로 둘러싸인 부분을 내주면 측으로부터 본 확대도이다. 도 6∼도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 밀봉구조(실 링의 사용시의 상태)를 나타내는 모식적 단면도이다. 또한, 도 6은 무부하의 상태를 나타내며, 도 7 및 도 8은 차압이 생긴 상태를 나타내고 있다. 또, 도 6, 7 중의 실 링은, 도 1 중의 AA 단면도에 상당하고, 도 8의 실 링은 도 2 중의 BB 단면도에 상당한다.

<밀봉구조 및 실 링의 구성>

특히, 도 1 및 도 6∼도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예 1에 따른 밀봉구조 및 실 링의 구성에 대하여 설명한다. 본 실시예에 따른 밀봉구조는, 상대적으로 회전하는 축(600) 및 하우징(700)과, 축(600)과 하우징(700)(하우징(700)에서의 축(600)이 삽통되는 축구멍의 내주면)과의 사이의 환상 간극을 밀봉하는 실 링(10)으로 구성된다. 본 실시예에 따른 실 링(10)은, 축(600)의 외주에 형성된 환상 홈(610)에 장착되어, 상대적으로 회전하는 축(600)과 하우징(700)과의 사이의 환상 간극을 밀봉한다. 이에 의해, 실 링(10)은 유체 압력(본 실시예에서는 유압)이 변화하도록 구성된 밀봉대상 영역의 유체 압력을 유지한다. 여기에서, 본 실시예에 있어서는, 도 6∼도 8 중의 우측 영역의 유체 압력이 변화하도록 구성되어 있으며, 실 링(10)은 도면 중 우측의 밀봉대상 영역의 유체 압력을 유지하는 역할을 하고 있다. 또한, 자동차의 엔진이 정지한 상태에 있어서는, 밀봉대상 영역의 유체 압력은 낮고, 무부하의 상태로 되어 있으며, 엔진을 걸면 밀봉대상 영역의 유체 압력은 높아진다.

그리고, 본 실시예에 따른 실 링(10)은, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등의 수지제의 실 링 본체(100)와, 아크릴 고무(ACM), 불소 고무(FKM), 수소화 니트릴 고무(HNBR) 등의 고무상태의 탄성체제의 제1 탄성체 밀봉부(200X) 및 제2 탄성체 밀봉부(200Y)로 구성된다.

또, 실 링 본체(100) 단체에서의 외주면의 둘레길이는, 하우징(700)의 축구멍의 내주면의 둘레길이보다도 짧게 설정되어 있다. 그리고, 실 링 본체(100)와 제1 탄성체 밀봉부(200X) 및 제2 탄성체 밀봉부(200Y)를 구비하는 실 링(10) 전체에서의 외주면의 둘레길이는, 하우징(700)의 축구멍의 내주면의 둘레길이보다도 길게 설정되어 있다.

<실 링 본체>

특히, 도 1∼도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 실 링 본체(100)에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 실 링 본체(100)에는, 둘레방향의 1개소에 합구부(이음매 부분; 110)가 설치되어 있다. 본 실시예에 따른 실 링 본체(100)는, 단면이 구형(직사각형)인 환상부재에 대하여, 이 합구부(110)가 형성된 구성이다. 다만, 이것은 형상에 대한 설명에 지나지 않으며, 반드시 단면이 구형인 환상부재를 소재로 하여, 합구부(110)를 형성하는 가공을 실시하는 것을 의미하는 것은 아니다. 물론, 단면이 구형인 환상부재를 성형한 후에, 합구부(110)의 절삭 가공에 의하여 얻을 수도 있지만, 수지재료에 따라서는 합구부(110)를 가지고 있는 것을 성형할 수도 있고, 제법은 특별히 한정되는 것은 아니다.

합구부(110)는, 외주면 측 및 양측벽면 측의 어느 쪽으로부터 보아도 계단모양의 맞닿는 면(절단면)이 형성된, 이른바 특수 스텝 커팅을 채용하고 있다. 이에 의하여, 실 링 본체(100)에 있어서는, 맞닿는 면을 통해서 한쪽 측의 외주 측에는 제1 감합 볼록부(111X) 및 제1 감합 오목부(112X)가 형성되고, 다른쪽 측의 외주 측에는 제1 감합 볼록부(111X)가 끼워넣어지는 제2 감합 오목부(112Y)와 제1 감합 오목부(112X)에 끼워넣어지는 제2 감합 볼록부(111Y)가 설치되어 있다. 또한, 맞닿는 면을 통해서 한쪽 측의 내주면 측의 단면(113X)과 다른쪽의 내주 측의 단면(113Y)은 서로 대향하고 있다. 특수 스텝 커팅에 관해서는 공지 기술이기 때문에 그 상세한 설명은 생략하지만, 열팽창수축에 의해 실 링 본체(100)의 둘레 길이가 변화해도 안정된 밀봉성을 유지하는 특성을 가진다. 덧붙여, 「맞닿는 면(절단면)」에 대해서는, 절삭 가공에 의해 얻어지는 경우 뿐만 아니라, 성형에 의해 얻어지는 경우도 포함된다.

<제1 탄성체 밀봉부 및 제2 탄성체 밀봉부>

특히, 도 1∼도 4를 참조하여, 제1 탄성체 밀봉부(200X) 및 제2 탄성체 밀봉부(200Y)에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

제1 감합 볼록부(111X)에서의 둘레방향 선단의 제1 선단면(111Xa)과, 제2 감합 오목부(112Y)에서의 제1 선단면(111Xa)에 대향하는 제1 대향면(112Ya)과의 사이에, 제1 탄성체 밀봉부(200X)가 설치되어 있다. 이 제1 탄성체 밀봉부(200X)는, 제1 선단면(111Xa)과 제1 대향면(112Ya)과의 사이의 간극을 밀봉함과 더불어, 제1 선단면(111Xa)과 제1 대향면(112Ya)을 둘레방향에 대해 서로 떨어지는 방향으로 압압하는 역할을 하고 있다. 또, 제1 탄성체 밀봉부(200X)는 제1 선단면(111Xa)과 제1 대향면(112Ya) 중 어느 한쪽에 접착 등에 의하여 고정되어 있으며, 다른쪽에는 고정되어 있지 않다.

제2 감합 볼록부(111Y)에서의 둘레방향 선단의 제2 선단면(111Ya)과, 제1 감합 오목부(112X)에서의 제2 선단면(111Ya)에 대향하는 제2 대향면(112Xa)과의 사이에, 제2 탄성체 밀봉부(200Y)가 설치되어 있다. 이 제2 탄성체 밀봉부(200Y)는, 제2 선단면(111Ya)과 제2 대향면(112Xa)과의 사이의 간극을 밀봉함과 더불어, 제2 선단면(111Ya)과 제2 대향면(112Xa)을 둘레방향에 대해 서로 떨어지는 방향으로 압압하는 역할을 하고 있다. 또, 제2 탄성체 밀봉부(200Y)는 제2 선단면(111Ya)과 제2 대향면(112Xa) 중 어느 한쪽에 접착 등에 의하여 고정되어 있고, 다른쪽에는 고정되어 있지 않다.

이상과 같이 구성된 제1 탄성체 밀봉부(200X)와 제2 탄성체 밀봉부(200Y)는, 실 링 본체(100)의 합구부(110)에서의 맞닿는 면을 통해서 한쪽 측의 단부와 다른쪽 측의 단부에 대하여, 이들 단부를 둘레방향에 대해 서로 떨어지는 방향으로 압압한다. 이에 의해, 실 링 본체(100)에는 직경이 커지는 방향으로 변형하는 힘이 작용한다.

또한, 본 실시예에 따른 실 링(10)에 있어서는, 제1 감합 볼록부(111X)와 제2 감합 볼록부(111Y)와 제1 감합 오목부(112X)와 제2 감합 오목부(112Y)의 둘레방향의 길이는 모두 동일하게 되도록 설정되어 있다. 그리고, 제1 탄성체 밀봉부(200X)와 제2 탄성체 밀봉부(200Y)의 둘레방향의 길이는 동일하게 되도록 설정되고, 또한 제1 감합 볼록부(111X)의 둘레방향의 길이보다도 길게 되도록 설정되어 있다. 이에 의해서, 합구부(110)에서의 맞닿는 면을 통해서 한쪽 측의 내주면 측의 단면(113X)과 다른쪽 측의 내주면 측의 단면(113Y)과의 사이에는, 실 링 본체(100)의 열팽창신축에 관계없이 간극이 확보된다.

<실 링 사용시의 메커니즘>

특히, 도 6∼도 8을 참조하여, 본 실시예에 따른 실 링(10)의 사용시의 메커니즘에 대하여 설명한다. 도 6은, 엔진이 정지하여 실 링(10)을 통해서 좌우의 영역의 차압이 없고(또는 차압이 거의 없고), 무부하의 상태를 나타내고 있다. 또한 도 6 중의 실 링 본체(100)는, 도 1 중의 AA 단면에 상당한다. 도 7 및 도 8은, 엔진이 걸리고 실 링(10)을 통해서 좌측 영역에 비해 우측 영역의 유체 압력이 더 높아진 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 7 중의 실 링 본체(100)는 도 1 중의 AA 단면에 상당하고, 도 8 중의 실 링 본체(100)는 도 2 중의 BB 단면에 상당한다.

상기와 같이, 본 실시예에 따른 실 링(10)에 있어서는, 실 링 본체(100) 단체에서의 외주면의 둘레길이는, 하우징(700)의 축구멍의 내주면의 둘레길이보다도 짧게 설정되어 있다. 그러나, 실 링(10) 전체에서의 외주면의 둘레길이는, 하우징(700)의 축구멍의 내주면의 둘레길이보다도 길게 설정되어 있다. 또, 제1 탄성체 밀봉부(200X)와 제2 탄성체 밀봉부(200Y)에 의해, 실 링 본체(100)에는 직경이 커지는 방향으로 변형하는 힘이 작용한다. 따라서, 무부하 상태에 있어서는, 좌우의 영역의 차압이 없지만, 실 링(10)의 외주면은, 하우징(700)의 축구멍의 내주면에 접한 상태를 유지한다(도 6 참조).

그리고, 엔진이 걸리고 차압이 생긴 상태에 있어서는, 고압 측(H)으로부터의 유체 압력에 의해, 실 링(10)은 환상 홈(610)에서의 저압 측(L)의 측벽면에 밀착한 상태로 된다. 또한, 실 링(10)은 하우징(700)에서의 축구멍의 내주면에 대해 접한(접동한) 상태를 유지하고 있음은 말할 것도 없다. 따라서, 축(600)과 하우징(700)과의 사이의 환상 간극이 밀봉된 상태로 된다. 또, 그 후 엔진이 정지하여 무부하 상태로 되어도, 실 링 본체(100)에는 직경이 커지는 방향으로 변형하는 힘이 작용하고 있다. 그 때문에, 실 링(10)의 외주면은 하우징(700)의 축구멍의 내주면에 밀착하고 있고, 실 링(10)은 축선방향(축(600)의 중심축선 방향)으로는 거의 이동하지 않는다. 즉 실 링(10)은, 환상 홈(610)에서의 저압 측(L)의 측벽면에 밀착한 상태를 유지하고 있다. 따라서, 무부하상태에 있어서도, 축(600)과 하우징(700)과의 사이의 환상 간극이 밀봉된 상태가 유지된다.

<본 실시예에 따른 실 링의 뛰어난 점>

본 실시예에 따른 실 링(10)에 의하면, 실 링 본체(100)에 합구부(110)가 설치되어 있지만, 합구부(110)에서의 간극은, 제1 탄성체 밀봉부(200X)와 제2 탄성체 밀봉부(200Y)에 의해 밀봉되어 있다. 따라서, 실 링 본체(100)에서의 합구부(110)의 간극으로부터 밀봉대상 유체가 누설되어 버리는 일이 억제된다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 실 링(10)에 의하면, 합구부(110)를 갖추고 있어도 밀봉성을 향상시킬 수 있다.

또, 본 실시예에 따른 실 링 본체(100)의 합구부(110)에서의 맞닿는 면을 통해서 한쪽 측의 단부와 다른쪽 측의 단부는, 제1 탄성체 밀봉부(200X)와 제2 탄성체 밀봉부(200Y)에 의하여, 둘레방향에 대해 서로 떨어지는 방향으로 압압된다. 이에 의해, 실 링 본체(100)에는 직경이 커지는 방향으로 변형하는 힘이 작용한다. 따라서, 유체 압력이 작용하고 있지 않거나(차압이 생기고 있지 않거나), 또는 유체 압력이 거의 작용하고 있지 않은(차압이 거의 생기고 있지 않은) 상태에 있어서도, 실 링(10)을 하우징(700)의 축구멍의 내주면에 접한 상태로 하는 것이 가능하게 된다. 이에 의하여, 밀봉 기능이 발휘되기 때문에, 밀봉대상 영역의 유체 압력이 높아지기 시작한 직후부터 유체 압력을 유지시킬 수 있다.

즉, 아이들링 스톱(공회전 멈춤) 기능을 가지는 엔진에 있어서는, 엔진 정지 상태로부터 엑셀이 밟힘으로써 엔진이 시동되는 것에 의해, 밀봉대상 영역측의 유압이 높아지기 시작한 직후부터 유압을 유지시킬 수 있다. 여기서, 일반적으로는, 수지제의 실 링의 경우, 유체의 누출을 억제하는 기능은 그다지 발휘되지 않는다. 그러나, 본 실시예에 따른 실 링(10)에 있어서는, 무부하 상태에 있어서도 축(600)과 하우징(700)과의 사이의 환상 간극이 밀봉된 상태로 유지되므로, 유체의 누설을 충분히 억제하는 기능이 발휘된다. 그 때문에, 엔진이 정지함으로써 펌프 등에 의한 작용이 정지한 후에도, 잠깐 동안 차압이 생긴 상태를 유지시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 아이들링 스톱 기능을 가지는 엔진에 있어서, 엔진의 정지상태가 그다지 길지 않은 경우에는 차압이 생긴 상태를 유지할 수 있으므로, 엔진을 재시동시킨 때에, 그 직후부터 적합하게 유체 압력을 유지시킬 수가 있다.

또, 본 실시예에 따른 실 링(10)에 있어서는, 제1 탄성체 밀봉부(200X)는 제1 선단면(111Xa)과 제1 대향면(112Ya) 중 어느 쪽인가 한쪽 측에 고정되어 있으며, 제2 탄성체 밀봉부(200Y)는 제2 선단면(111Ya)과 제2 대향면(112Xa) 중 어느 쪽인가 한쪽에 고정되어 있다. 따라서, 합구부(110)에서의 맞닿는 면을 통해서 한쪽 측의 단부와 다른쪽 측의 단부와의 사이에 간극을 형성시키는 것이 가능하게 되기 때문에, 실 링(10)의 환상 홈(610)으로의 장착 작업을 용이하게 할 수 있다.

또, 본 실시예에 따른 실 링(10)에 있어서는, 실 링 본체(100) 단체에서의 외주면의 둘레길이는, 하우징(700)의 축구멍의 내주면의 둘레길이보다도 짧게 설정되어 있다. 그리고, 실 링 본체(100)와 제1 탄성체 밀봉부(200X) 및 제2 탄성체 밀봉부(200Y)를 구비하는 실 링(10) 전체에서의 외주면의 둘레길이는, 하우징(700)의 축구멍의 내주면의 둘레길이보다도 길게 설정되어 있다. 이에 의해, 실 링(10)의 외주면과 하우징(700)의 축구멍 내주면과의 사이의 접동 토크를 낮게 억제시키면서, 유체 압력이 작용하고 있지 않은(차압이 생기고 있지 않은) 상태에 있어서도, 실 링(10)을 하우징(700)의 축구멍의 내주면에 접한 상태로 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시예에 따른 실 링(10)은, 축선방향의 중심면에 대하여 대칭적인 형상을 이루고 있다. 따라서, 환상 홈(610) 내에 실 링(10)을 설치할 때에, 설치 방향을 신경 쓸 필요가 없어 장착성이 우수하다. 또, 고압 측과 저압 측이 바뀌는 환경하에서도 사용할 수 있다.

(실시예 2)

도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 실시예 2에 따른 실 링에 대하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 실 링의 측면도이다. 또한, 도 9의 왼편 위쪽에는, 일부를 확대한 도면도 나타내고 있다. 도 10은 본 발명의 실시예 2에 따른 실 링의 사용시의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다. 또한, 도 10 중의 실 링은 도 9 중의 CC 단면도에 상당한다.

<밀봉 구조>

본 실시예에 따른 밀봉 구조에 있어서도, 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 상대적으로 회전하는 축(600) 및 하우징(700)과, 축(600)과 하우징(700)(하우징(700)에서의 축(600)이 삽통되는 축구멍의 내주면)과의 사이의 환상 간극을 밀봉하는 실 링(30)으로 구성된다. 본 실시예에 따른 실 링(30)은, 축(600)의 외주에 형성된 환상 홈(610)에 장착되어, 상대적으로 회전하는 축(600)과 하우징(700)과의 사이의 환상 간극을 밀봉한다. 이에 의하여, 실 링(30)은 유체 압력(본 실시예에서는, 유압)이 변화하도록 구성된 밀봉대상 영역의 유체 압력을 유지한다. 여기서, 본 실시예에 있어서는, 도 10 중의 우측 영역의 유체 압력이 변화하도록 구성되어 있으며, 실 링(30)은 도면 중 우측의 밀봉대상 영역의 유체 압력을 유지하는 역할을 하고 있다. 또한, 자동차의 엔진이 정지한 상태에 있어서는, 밀봉대상 영역의 유체 압력은 낮고, 무부하의 상태로 되어 있으며, 엔진을 걸면 밀봉대상 영역의 유체 압력은 높아진다.

그리고, 본 실시예에 따른 실 링(30)은, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등의 수지제의 실 링 본체(400)와, 금속제의 탄성체로서의 금속 스프링(500)으로 구성된다. 또한, 본 실시예에 따른 금속 스프링(500)은, 도면에 나타낸 바와 같이 코일 스프링을 채용하고 있지만, 판 스프링 등을 채용하는 것도 가능하다.

또, 실 링 본체(400) 단체에서의 외주면의 둘레길이는, 하우징(700)의 축구멍의 내주면의 둘레길이보다도 짧게 설정되어 있다. 그리고, 실 링 본체(400)와 금속 스프링(500)을 구비하는 실 링(30) 전체에서의 외주면의 둘레길이는, 하우징(700)의 축구멍의 내주면의 둘레길이보다도 길게 설정되어 있다.

<실 링 본체>

실 링 본체(400)에는, 둘레 방향의 1개소에 합구부(410)가 설치되어 있다. 본 실시예에 따른 실 링 본체(400)는, 단면이 구형인 환상부재에 대하여 이 합구부(410)가 형성된 구성이다. 다만, 이것은 형상에 대한 설명에 지나지 않고, 반드시 단면이 구형인 환상부재를 소재로 하여, 합구부(410)를 형성하는 가공을 하는 것을 의미하는 것은 아니다. 물론, 단면이 구형인 환상부재를 성형한 후에, 합구부(410)의 절삭 가공에 의해 얻을 수도 있지만, 수지재료에 따라서는 합구부(410)를 가진 것을 성형할 수도 있으며, 제법은 특별히 한정되는 것은 아니다.

합구부(410)는, 양측벽면 측 중 어느 쪽으로부터 보아도 계단모양의 맞닿는 면(절단면)이 형성된, 이른바 스텝 커팅을 채용하고 있다. 이에 의하여, 실 링 본체(400)에 있어서는, 맞닿는 면을 통해서 한쪽 측의 내주 측에 제1 감합 볼록부(411)가 설치되고, 다른쪽 측의 외주 측에 제2 감합 볼록부(412)가 설치되어 있다. 덧붙여, 「맞닿는 면(절단면)」에 대해서는, 절삭 가공에 의해 얻어지는 경우 뿐만 아니라, 성형에 의해 얻어지는 경우도 포함된다.

<금속 스프링(탄성체)>

맞닿는 면을 통해서 한쪽 측의 내주 측에 설치된 제1 감합 볼록부(411)에서의 둘레방향 선단의 제1 선단면(411X)과, 맞닿는 면을 통해서 다른쪽 측의 내주 측의 단면(412Y)과의 사이에, 금속 스프링(500)이 끼워넣어져 있다. 이 금속 스프링(500)은, 제1 선단면(411X)과 단면(412Y)을 둘레방향에 대해 서로 떨어지는 방향으로 압압하는 역할을 하고 있다.

이상과 같이 구성된 금속 스프링(500)은, 실 링 본체(400)의 합구부(410)에서의 맞닿는 면을 통해서 한쪽 측의 단부와 다른쪽 측의 단부에 대하여, 이들 단부를 둘레방향에 대해 서로 떨어지는 방향으로 압압한다. 이에 의해, 실 링 본체(400)에는 직경이 커지는 방향으로 변형하는 힘이 작용한다.

또한, 맞닿는 면을 통해서 다른쪽 측의 외주 측에 설치된 제2 감합 볼록부(412)에서의 둘레방향 선단의 제2 선단면(412X)과, 맞닿는 면을 통해서 한쪽 측의 외주 측의 단면(411Y)과의 사이에, 금속 스프링(500)이 끼워넣어져 있는 구성을 채용할 수도 있다. 이 경우에도, 금속 스프링(500)은 제2 선단면(412X)과 단면(411Y)을 둘레방향에 대해 서로 떨어지는 방향으로 압압하는 역할을 하게 된다. 또, 제1 선단면(411X)과 단면(412Y)과의 사이에 금속 스프링(500)이 끼워넣어지고, 또한 제2 선단면(412X)과 단면(411Y)과의 사이에 금속 스프링(500)이 끼워넣어지는 구성을 채용할 수도 있다.

또, 본 실시예에 따른 실 링(30)에 있어서는, 제1 감합 볼록부(411)와 제2 감합 볼록부(412)의 둘레방향의 길이는 모두 동일하게 되도록 설정되어 있다. 이에 의해, 제1 선단면(411X)과 단면(412Y)과의 사이에만 금속 스프링(500)이 끼워넣어져 있는 경우에는, 제2 선단면(412X)과 단면(411Y)과의 사이에는 실 링 본체(400)의 열팽창신축에 관계없이 간극이 확보된다. 또, 제2 선단면(412X)과 단면(411Y)과의 사이에만 금속 스프링(500)이 끼워넣어져 있는 경우에는, 제1 선단면(411X)과 단면(412Y)과의 사이에는 실 링 본체(400)의 열팽창신축에 관계없이 간극이 확보된다.

실 링(30)의 사용시의 메커니즘에 대해서는, 상기 실시예 1의 경우와 동일하므로 그 설명은 생략한다.

본 실시예에 따른 실 링(30)의 경우에는, 상기 실시예 1의 경우와는 달리, 합구부(410)로부터의 밀봉대상 유체의 누설을 억제할 수 없다. 그러나, 본 실시예에 따른 실 링(30)에 있어서도, 상기 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 실 링 본체(400)의 합구부(410)에서의 맞닿는 면을 통해서 한쪽 측의 단부와 다른쪽 측의 단부는, 금속 스프링(500)에 의해 둘레방향에 대해 서로 떨어지는 방향으로 압압된다. 이에 의해, 실 링 본체(400)에는 직경이 커지는 방향으로 변형하는 힘이 작용한다. 따라서, 유체 압력이 작용하고 있지 않거나(차압이 생기고 있지 않거나) 또는 유체 압력이 거의 작용하고 있지 않은(차압이 거의 생기고 있지 않은) 상태에 있어서도, 실 링(30)을 하우징(700)의 축구멍의 내주면에 접한 상태로 하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해서, 밀봉 기능이 발휘되기 때문에, 밀봉대상 영역의 유체 압력이 높아지기 시작한 직후부터 유체 압력을 유지시킬 수 있다.

또, 본 실시예에 따른 실 링(30)에 있어서는, 금속 스프링(500)은 실 링 본체(400)의 합구부(410)에 감합시키는 구성을 채용하고 있다. 그 때문에, 실 링 본체(400)에 대해서는, 합구부(410)에서 맞닿는 면을 통해서 한쪽 측의 단부와 다른쪽 측의 단부와의 사이에 간극을 형성시키는 것이 가능하다. 따라서, 실 링(30)의 환상 홈(610)으로의 장착 작업은 용이하다.

더욱이, 본 실시예에 따른 실 링(30)에 있어서는, 실 링 본체(400) 단체에서의 외주면의 둘레길이는, 하우징(700)의 축구멍의 내주면의 둘레길이보다도 짧게 설정되어 있다. 그리고, 실 링 본체(400)와 금속 스프링(500)을 구비하는 실 링(30) 전체에서의 외주면의 둘레길이는, 하우징(700)의 축구멍의 내주면의 둘레길이보다도 길게 설정되어 있다. 이에 의해, 실 링(30)의 외주면과 하우징(700)의 축구멍의 내주면과의 사이의 접동 토크를 낮게 억제시키면서, 유체 압력이 작용하고 있지 않은(차압이 생기고 있지 않은) 상태에 있어서도, 실 링(30)을 하우징(700)의 축구멍의 내주면에 접한 상태로 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시예에 따른 실 링(30)에 있어서도, 축선방향의 중심면에 대하여 대칭적인 형상을 이루고 있다. 따라서, 환상 홈(610) 내에 실 링(30)을 설치할 때에, 설치 방향을 신경 쓸 필요가 없어 장착성이 우수하다. 또, 고압 측과 저압 측이 바뀌는 환경하에서도 사용할 수 있다.

상기 실시예 1에 있어서는, 탄성체가 고무상태의 탄성체제의 밀봉부(제1 탄성체 밀봉부(200X) 및 제2 탄성체 밀봉부(200Y))의 경우를 나타내었다. 또, 실시예 2에 있어서는, 탄성체가 금속 스프링(코일 스프링이나 판 스프링)의 경우를 나타내었다. 그러나, 본원 발명에서의 탄성체는, 적당하게 각종 재료를 적용할 수 있다. 또, 탄성체의 형상에 있어서도, 상기 실시예에서 나타낸 형상 이외의 각종의 형상을 적용할 수 있다.

10, 30 실 링
100, 400 실 링 본체
110, 410 합구부(이음매 부분)
111X 제1 감합 볼록부
111Xa 제1 선단면
111Y 제2 감합 볼록부
111Ya 제2 선단면
112X 제1 감합 오목부
112Xa 제2 대향면
112Y 제2 감합 오목부
112Ya 제1 대향면
113X 단면
113Y 단면
200X 제1 탄성체 밀봉부
200Y 제2 탄성체 밀봉부
411 제1 감합 볼록부
411X 제1 선단면
411Y 단면
412 제2 감합 볼록부
412X 제2 선단면
412Y 단면
500 금속 스프링
600 축
610 환상 홈
700 하우징

Claims

축의 외주에 설치된 환상 홈에 장착되어, 상대적으로 회전하는 상기 축과 하우징과의 사이의 환상 간극을 밀봉하여, 유체 압력이 변화하도록 구성된 밀봉대상 영역의 유체 압력을 유지하는 실 링으로서,
둘레방향의 1개소에 합구부가 설치된 수지제의 실 링 본체와,
상기 합구부에서의 맞닿는 면을 통해서 한쪽 측의 단부와 다른쪽 측의 단부를 둘레방향에 대해 서로 떨어지는 방향으로 압압하는 탄성체를 구비하고,
상기 합구부는,
양측벽면 측에서 보아도 계단모양의 맞닿는 면이 설치됨으로써, 상기 맞닿는 면을 통해서 한쪽 측의 내주 측에는 제1 감합 볼록부가 형성되고, 다른쪽 측의 외주 측에는 제2 감합 볼록부가 설치됨과 더불어,
상기 탄성체는, 상기 제1 감합 볼록부에서의 둘레방향 선단의 제1 선단면과, 상기 맞닿는 면을 통해서 다른쪽 측의 내주 측의 단면과의 사이에 설치되어, 상기 제1 선단면과 상기 단면을 둘레 방향에 대해 서로 떨어지는 방향으로 압압하는 것을 특징으로 하는 실 링.
제1항에 있어서, 상기 실 링 본체 단체에서의 외주면의 둘레길이는, 상기 하우징의 축구멍의 내주면의 둘레길이보다도 짧고, 또한 상기 실 링 본체와 탄성체를 구비하는 실 링 전체에서의 외주면의 둘레길이는, 상기 하우징의 축구멍의 내주면의 둘레길이보다도 길게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 실 링.
제1항에 있어서, 상기 탄성체는, 금속 스프링인 것을 특징으로 하는 실 링.
제1항에 있어서,
상기 제2 감합 볼록부에서의 둘레방향 선단의 제2 선단면과, 맞닿는 면을 통해서 한쪽 측의 외주측의 단면과의 사이에는, 실 링 본체의 열팽창신축에 의존하지 않고 간극이 확보되는 실 링.
삭제