KR20190124233A

KR20190124233A - 시일 링

Info

Publication number: KR20190124233A
Application number: KR1020197026171A
Authority: KR
Inventors: 카츠요시 사쿠마
Original assignee: 엔오케이 가부시키가이샤
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2018-02-19
Publication date: 2019-11-04
Also published as: CN110431337A; WO2018163770A1; EP3594538A4; JP6803965B2; EP3594538A1; KR20230093364A; JPWO2018163770A1; US20200032907A1

Abstract

본 발명에 있어서 상대 변위 가능하게 조립 부착되는 2개 부재, 예컨대 회전축(21)과 하우징(31) 중의 일방(一方)의 부재에 형성된 장착 홈(22)에 장착되는 링 바디(11)에, 2개 부재 중의 타방(他方)의 부재에 접촉하는 접촉부(12)와, 링 바디(11)를 그 원주 상의 한 곳에서 분리하는 커트부(14)가 형성된 시일 링(11)은, 커트부(14)의 근방 부위에 생기는 형태의 교정 부족을 해소하여, 장착 시에 시일 링(11)과 상대 부품의 사이에 발생하는 틈새의 크기를 저감하기 위하여, 접촉부(12) 이외의 링 바디(11)의 외표면 중, 커트부(14)의 근방 부위에만 두께 감소 구조(thinned structures, 15)를 형성한다.

Description

시일 링

[0001] 본 발명은 시일 링(seal ring)에 관한 것이다.

[0002] AT·CVT 등에 이용하는 회전용 시일 링으로서는, 일반적으로, 사출(射出) 성형용 재료인 PEEK를 이용하여 성형되며, 원주(圓周) 상의 한 곳을 분리하는 커트부(cut section)를 형성한 시일 링이 사용되고 있다.

[0003] 최근, 환경문제 등을 배경으로 하여, 자동차 업계는 저연비 차량의 개발을 가속화하고 있다. 그 일환인 공회전 정지(idle stop)에 대한 수요 증가와 더불어, 낮은 누출(low leakage)에 대한 요구가 높아지고 있다.

[0004] 사출 성형에 의해 시일 링(51)을 성형할 경우, 도 4의 (A)에 나타낸 바와 같이, 커트부(52)를 시일 링 원주방향으로 벌린 상태(시일 링(51)을 지름 확대시킨 상태)로 성형하고, 이어서 도 4의 (B), (C)에 나타낸 바와 같이, 후공정에서 커트부(52)를 닫아 맞추어지도록 시일 링(51)을 교정하는(지름 축소하는) 수법이 있다. 부호 61은, 시일 링(51)을 교정하기 위한, 소정의 내부지름을 구비한 원통형상의 교정 지그(jig)를 나타낸다.

[0005] 일본 특허공개 공보 제2009-126165호 일본 특허공개 공보 제2009-228742호 일본 특허 공보 제5088075호

[0006] 그러나, 상기 수법을 채용한 경우, 경질(硬質) 수지로 이루어지는 시일 링(51)에서는, 커트부(52)의 근방 부위가 변형되기 어렵기 때문에, 성형 후의 후공정에서 교정 부족이 발생한다. 교정 부족은, 시일 링(51)의 진원도(眞圓度)를 악화시키는 주 요인이 된다.

[0007] 그 결과, 도 5에 나타낸 바와 같이, 시일 링(51)을 장착 개소(箇所)에 장착하고, 예컨대 하우징 등의 상대 부품(71)과 접촉시켰을 때, 시일 링(51)의 커트부(52)의 근방 부위와 상대 부품(71)의 사이에, 지름방향의 틈새(c)가 발생하게 된다. 이 틈새(c)는 누출의 원인이 된다. 유압(油壓)이 인가된 시일 링(51)은 변형되며, 틈새(c)를 축소시키지만, 틈새(c)를 완전히 없애지는 못한다. 특히 PEEK를 이용하여 시일 링을 성형한 경우, PEEK는 경질의 수지이기 때문에, 틈새(c)를 완전히 없애기는 어렵다.

[0008] 본원의 출원인은, 특허문헌 3에 게재된 발명을 제안한 바 있다. 이 발명은, 시일 링의 복원력을 저감시키는 것을 목표로 하여, 시일 링의 원주 상의 복수 개소(공보에 게재된 도 9에서는 13 개소)에, 지름방향의 두께가 얇은 지름방향 박육부(薄肉部)를 형성한다. 지름방향 박육부는, 시일 링을 변형되기 쉽게 한다.

[0009] 단 특허문헌 3에 기재되어 있는 발명의 지름방향 박육부는, 시일 링의 전체를 똑같이 변형되기 쉽게 하기 때문에, 커트부의 근방 부위만을 대상으로 하는 교정을 충분히 수행하는 것은 아니다.

[0010] 본 발명의 과제는, 커트부의 근방 부위에 발생하는 형상의 교정 부족을 해소하여, 장착 시에 시일 링과 상대 부품의 사이에 발생하는 틈새의 크기를 저감할 수 있는 시일 링을 제공하는 것이다.

[0011] 본 발명은, 상대 변위 가능하도록 조립 부착되는 2개 부재 중의 일방(一方)의 부재에 형성된 장착 홈에 장착되는 링 바디(ring body)와, 상기 링 바디에 설치되며, 상기 2개 부재 중의 타방(他方)의 부재에 접촉하는 접촉부와, 상기 링 바디를 그 원주 상의 한 곳(箇所)에서 분리하는 커트부와, 상기 접촉부 이외의 상기 링 바디의 외표면 중, 상기 커트부의 근방 부위에만 형성된 두께 감소 구조(thinned structures)를 구비한다.

[0012] 본 발명에 의하면, 두께 감소 구조에 의해, 커트부의 근방 부위에 발생하는 형상의 교정 부족이 해소되므로, 장착 시에 시일 링과 상대 부품의 사이에 발생하는 틈새의 크기를 저감시킬 수가 있다.

[0013] 도 1은 일 실시형태의 시일 링을 나타내는 정면도이다.
도 2는 시일 링의 장착상태를 나타내는 종단측면도이다.
도 3은 시일 링의 장착상태를 나타내는 설명도이다.
도 4는 배경기술로서, 시일 링의 제조방법을 나타내는 설명도이다.
도 5는 배경기술에 관한 시일 링의 장착상태를 나타내는 설명도이다.

[0014] 도 1은, 일 실시형태의 시일 링(11)의 정면형상을 나타내고 있다. 도 2는, 시일 링(11)을 장착 개소에 장착한 상태를, 중심축선(O)을 포함하는 절단면으로 절단한 반(半) 재단면을 나타내고 있다. 도 3은, 시일 링(11)을 장착 개소에 장착한 상태를, 중심 축선 방향에서 본 주요부 정면을 나타내고 있다.

[0015] 시일 링(11)은, 상대 변위 가능하도록 조립 부착되는 2개 부재 중의 일방의 부재에 형성된 장착 홈에 장착되며, 2개 부재 중의 타방의 부재에 접촉하는 접촉부를 가지고 있다. 일방의 부재는, 일례로서 회전축(21)이고, 타방의 부재는, 일례로서 회전축(21)을 축 구멍에 관통 삽입한 하우징(31)이다. 본 예의 경우, 시일 링(11)은, 회전축(21)의 외주면에 형성된 링 형상의 장착 홈(22)에 장착되며, 하우징(31)의 축 구멍 내주면(32)에 접촉하는 접촉부(12)를 가지고 있다. 이때 시일 링(11)은, 축 구멍 내주면(32)의 내부지름보다 큰 외부지름을 가지고 있으며, 하우징(31)의 축 구멍에는 지름이 축소된 상태에서 유지된다. 따라서 시일 링(11)은, 그 탄성 복원력에 의해 접촉부(12)를 축 구멍 내주면(32)에 밀어 붙여, 시일 작용을 발휘한다.

[0016] 시일 링(11)은, PEEK(폴리에테르에테르케톤 수지) 등의 수지재료를 이용하여 단면(斷面)이 직사각형상(矩形)인 링 바디로서 성형되어 있다. 이 시일 링(11)은, 마찬가지로 단면이 직사각형상인 링 형상의 장착 홈(22)에 장착된 상태에서, 하우징(31)의 축 구멍 내주면(32)에 접촉되어 있다. 따라서 시일 링(11)은, 그 원통면 형상의 외주면(11a)을 하우징(31)의 축 구멍 내주면(32)에 접촉하는 접촉부(12)로 하고, 이 접촉부(12)를 하우징(31)의 축 구멍 내주면(32)에 접촉시킴으로써, 밀봉 유체(流體)에 대한 시일 작용을 발휘한다.

[0017] 시일 링(11)은, 그 축방향 일방의 단면(端面, 11b)을 장착 홈(22)의 일방의 측면(23)에 접촉시키기 때문에, 그 단면(11b)을 단면 접촉부(13)로 한다. 시일 링(11)은, 단면 접촉부(13)가 장착 홈(22)의 일방의 측면(23)에 접촉함으로써, 밀봉 유체에 대한 시일 작용을 발휘한다.

[0018] 시일 링(11)은, 이 시일 링(11)의 원주상의 한 곳에서 분리된 커트부(14)를 가지고 있다. 본 실시형태는, 커트부(14)의 형상·양태로서, 시일 링(11)을 2단(段)의 계단형상으로 절단한 특수 스텝 컷(step cut)을 채용하고 있다. 실시함에 있어서는 이것으로 한정되는 것은 아니며, 시일 링(11)을 1단 계단형상으로 절단한 통상적인 타입의 스텝 컷, 시일 링(11)을 직선형상으로 절단한 스트레이트 컷(straight cut), 혹은 시일 링(11)을 비스듬히 절단한 바이어스 컷(bias cut) 등, 다른 형상·양태의 커트부를 채용하여도 된다.

[0019] 시일 링(11)은, 사출 성형에 의해 성형되어 있다. 그 순서로서 본 실시형태는, 커트부(14)를 시일 링 원주방향으로 벌린 상태(시일 링(11)을 지름 확대시킨 상태)로 성형하고, 이어서 후공정에서, 커트부(14)를 닫아 맞추어지도록 시일 링(11)을 교정한다(지름 축소한다). 이 때, 시일 링(11)은 경질 수지로 이루어지기 때문에, 커트부(14)의 근방 부위가 변형되기 어려워, 교정 부족이 되기 쉽다. 교정 부족은, 시일 링(11)의 진원도를 악화시킨다.

[0020] 본 실시형태에서는, 접촉부(12) 이외의 시일 링(11)의 외표면 중, 커트부(14)의 근방 부위에 두께 감소 구조(15)가 형성되어 있다. 두께 감소 구조(15)는, 커트부(14)의 근방 부위에 있어서의 시일 링(11)의 내주면(11c)에, 함몰 형상 또는 오목부 형상으로 형성되어 있다. 따라서 시일 링(11)의 지름방향 폭은, 두께 감소 구조(15)가 형성된 원주 상에서, 다른 부분보다 작다. 커트부(14)의 근방 부위는 커트부(14)의 원주방향 양측에 걸치기 때문에, 두께 감소 구조(15)는, 커트부(14)의 원주방향 양측에 각각 1곳씩 형성되어 있다.

[0021] 두께 감소 구조(15)는, 접촉부(12) 이외의 시일 링(11)의 외표면 중, 커트부(14)의 근방 부위에만 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 커트부(14)의 근방 부위는, 시일 링(11)의 원주상, 커트부(14)의 중앙부 또는 단부(端部)로부터 10~60도의 각도(θ) 범위의 영역이다. 근방 부위는, 커트부(14)의 양측을 그 범위로 하고 있기 때문에, 상기 각도(θ) 범위의 영역은, 커트부(14)의 중앙부로부터 양측으로 벌어져 있다. 따라서 상기 각도(θ)의 2배의 각도 범위의 영역, 즉 커트부(14)를 중앙 위치에 포함하는 20도~60도의 각도의 범위가, 근방 위치이다. 두께 감소 구조(15)는, 상기 각도(θ)의 2배의 각도의 영역 내에만 형성되어 있다. 따라서 커트부(14)의 근방 부위 이외의 부위(상기 각도(θ)의 영역 밖의 부위)에는 두께 감소 구조(15)는 형성되어 있지 않으며, 이 부위에서는, 시일 링(11)의 내주면(11c)은 원통면 그대로이다.

[0022] 두께 감소 구조(15)는, 시일 링(11)을 축방향으로 관통하고, 시일 링(11)의 축방향 양단면(11b, 11d)에 각각 개구되어 있다. 따라서 두께 감소 구조(15)는, 시일 링(11)의 지름방향 폭을 작게 하여, 시일 링(11)의 강성(剛性)을 저하시킨다.

[0023] 상기 구성의 시일 링(11)은, 접촉부(12) 이외의 시일 링(11)의 외표면 중, 커트부(14)의 근방 부위의 내주면(11c)에만 두께 감소 구조(15)가 형성되어 있다. 이로써 커트부(14)의 근방 부위의 강성은, 다른 부위의 강성보다 저감되므로, 커트부(14)의 근방 부위는, 지름방향으로 변형되기 쉽게 되어 있다.

[0024] 따라서 본 실시형태의 시일 링(11)은, 성형 후의 후공정에서 시일 링(11)의 전체를 교정하여, 시일 링(11)의 진원도를 향상시킬 수가 있다. 이 때문에 시일 링(11)은, 장착 시에 하우징(31)과의 사이에 발생하는 틈새의 크기를 저감시키거나, 혹은 틈새를 없앨 수가 있다.

[0025] 시일 링(11)은, 두께 감소 구조(15)의 부분에서 강성이 저하되어, 유압(P)이 인가되었을 때에 변형되기 쉬워지기 때문에, 일단 발생한 틈새의 크기를 축소할 수도 있다.

[0026] 두께 감소 구조(15)의 형상, 크기나, 형성 수 등은, 시일 링(11)의 강성 등에 근거하여 정해지기 때문에, 본 발명에서는 특별히 한정되지 않는다.

[0027] 실시함에 있어서는, 각종 변형이나 변경이 허용된다.

[0028] 예컨대 상기 실시형태에서는, 일방의 부재를 회전축(21)으로 하고, 타방의 부재를 하우징(31)으로 한 일례를 들어, 시일 링(11)의 외주면에 접촉부(12)를 설치한 구조를 예시하였다. 이에 대하여 일방의 부재와 타방의 부재는, 회전축(21)과 하우징(31)으로 한정되지 않으며, 다른 부재여도 된다. 또 시일 링(11)의 내주면에 접촉부(12)를 설치하여도 된다. 이 경우, 일방의 부재를 회전축(21)으로 하고, 타방의 부재를 하우징(31)으로 한 일례에 적용한다면, 접촉부(12)는 회전축(21)에 접촉한다.

[0029] 본 발명은, 상기 실시형태나 양태로 한정되는 것은 아니며, 각종 변형이나 변경이 가능하다.

[0030] 11; 시일 링
11a; 외주면
11b, 11d; 축방향 단면(端面)
11c; 내주면
12; 접촉부
13; 단면 접촉부
14; 커트부
15; 두께 감소 구조
21; 회전축(일방(一方)의 부재)
22; 장착 홈
23; 측면
31; 하우징(타방(他方)의 부재)
32; 축 구멍 내주면

Claims

상대 변위 가능하도록 조립 부착되는 2개 부재 중의 일방(一方)의 부재에 형성된 장착 홈에 장착되는 링 바디(ring body)와,
상기 링 바디에 설치되며, 상기 2개 부재 중의 타방(他方)의 부재에 접촉하는 접촉부와,
상기 링 바디를 그 원주(圓周) 상의 한 곳(箇所)에서 분리하는 커트부와,
상기 접촉부 이외의 상기 링 바디의 외표면 중, 상기 커트부의 근방 부위에만 형성된 두께 감소 구조(thinned structures)
를 구비하는 것을 특징으로 하는 시일 링(seal ring).
제1항에 있어서,
상기 커트부의 근방 부위는, 상기 링 바디의 원주 상 상기 커트부로부터 10~60도에 걸친 각도 범위의 영역인
것을 특징으로 하는 시일 링.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 링 바디는, 수지 재료를 이용하여 성형되어 있는
것을 특징으로 하는 시일 링.
제3항에 있어서,
상기 링 바디는, 그 원주방향으로 상기 커트부를 벌린 상태로 성형되어 있는
것을 특징으로 하는 시일 링.
제4항에 있어서,
상기 두께 감소 구조는, 상기 링 바디의 내주면에 형성되어 있는
것을 특징으로 하는 시일 링.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 두께 감소 구조는, 상기 시일 링을 축방향으로 관통하여 축방향 양단면에 각각 개구되어 있는
것을 특징으로 하는 시일 링.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 두께 감소 구조는, 상기 커트부의 원주방향 양측에 각각 형성되어 있는
것을 특징으로 하는 시일 링.