KR20240009496A

KR20240009496A - 시일 링 및 그것을 포함한 밀봉 구조체

Info

Publication number: KR20240009496A
Application number: KR1020237043735A
Authority: KR
Inventors: 히데야 와타나베
Original assignee: 에누오케 가부시키가이샤
Priority date: 2021-06-22
Filing date: 2022-04-08
Publication date: 2024-01-22
Also published as: WO2022270127A1; JPWO2022270127A1; CN117529624A; EP4361473A1

Abstract

축공의 내면과 시일 링의 외주면 사이의 간극의 발생을 억제할 수 있는 시일 링을 포함한 밀봉 구조체의 제공을 과제로 한다. 축과, 축이 삽입되는 축공을 가지는 부재와, 축의 외면과 부재의 내면 사이의 간극을 밀봉하기 위한 시일 링을 가지는 밀봉 구조체로서, 축은 외면에 그 축심선을 중심으로 하는 원환형 홈을 가지며, 그 홈의 저면에는 오목부를 가지며, 시일 링은 그 내주면으로부터 상기 축심선에 가까워지는 방향으로 돌출되는 볼록부를 가지며, 홈의 내부에 수용되면 볼록부가 오목부에 수용되도록 구성되고, 축이 회전했을 때, 볼록부의 둘레방향에서의 끝면(X) 및 오목부의 둘레방향에서의 끝면(Y)이 서로 접하여 시일 링이 외경측으로 밀려나고, 끝면(X) 및 끝면(Y)은 모두 직선이며, 끝면(X)을 나타내는 직선의 시일 링의 지름 방향에 대한 각도(α) 및 끝면(Y)을 나타내는 직선의 상기 축의 지름 방향에 대한 각도(δ)가 모두 45도 이상인 것을 특징으로 하는, 밀봉 구조체에 의해 해결한다.

Description

시일 링 및 그것을 포함한 밀봉 구조체

본 발명은 시일 링(sealing ring) 및 그것을 포함한 밀봉 구조체에 관한 것이다.

예를 들면 전기 자동차(EV)나 하이브리드 전기 자동차(HEV) 등의 모터 기구의 감속기에서, 감속기 내의 냉각용 오일의 누설을 방지하기 위해 밀봉 구조체가 이용된다.

이러한 밀봉 구조체 중에는 시일 링이 있고, 시일 링은, 축과 이 축이 삽입되는 축공(軸孔) 사이의 간극 간극을 밀봉하기 위해 이용된다. 시일 링은, 축의 외주면에 형성된 홈의 내부에 수용되고, 축공을 구성하는 부재의 내면과 접촉함으로써 축과 축공 사이의 간극을 밀봉하고, 밀봉 대상물(예를 들면 감속기 내의 냉각용 오일)이 축공에서 새어나오는 것을 억제하고, 또, 축과 축공 사이의 간극에서의 냉각용 오일 등의 유압을 유지한다.

　또, 시일 링은 통상적으로, 무단이 아니라 분단되어 있으며, 이 분단된 부분에 합구부(合口部; abutment joint)를 가진다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1] 일본 공개특허 2016-14481호 공보

여기서, 전기 자동차(EV)나 하이브리드 전기 자동차(HEV)의 모터 기구의 감속기 내의 냉각용 오일에 의한 유압은 미소하거나 무압(無壓)이다. 즉, 시일 링에 가해지는 유압은, 자동 변속기(AT)나 무단 변속기(CVT) 등에 대해 작동유를 밀봉하기 위해 이용되는 시일 링에 가해지는 압력(유압)보다 현격히 낮아진다.

이러한 감속기 등의 저압 환경에서 이용되는 시일 링은, 통상적으로, 수지 재료를 이용하여 사출 성형 등의 방법에 의해 성형된다. 또, 예를 들면 사출 성형에 의해 성형한 경우, 시일 링은 합구부가 확장된 상태로 형성된 후, 원하는 지름이 되도록 교정(직경 축소)된다. 단, 합구부나 그 근방은 교정하기 어렵다. 특히 수지 재료로서 PEEK(폴리에테르에테르케톤)나 PPS(폴리페닐렌설파이드) 등의 경질 수지를 이용한 경우, 원하는 지름으로 교정하기가 더 어렵다.

이 교정에 의해 합구부나 그 근방이 원하는 지름으로 교정되지 않는 경우, 사용 상태에서의 시일 링의 진원도가 부족하여 축공을 구성하는 부재의 내면과 시일 링의 외주면 사이에 간극이 형성된다. 시일 링이 자동 변속기(AT)나 무단 변속기(CVT) 등에 이용되는 경우, 고압의 작동유의 유압이 작용함으로써, 시일 링이 축공의 내면에 눌러대어져 시일 링의 진원도 부족으로 인한 외주측의 간극은 소멸된다. 그러나, 감속기와 같이 낮은 유압이 작용하거나, 또는 유압이 작용하지 않는 경우, 시일 링이 축공의 내면에 눌러대어지기 어렵기 때문에, 시일 링의 외주측에 간극이 형성될 우려가 있다.

이와 같이, 전기 자동차(EV)나 하이브리드 전기 자동차(HEV)의 모터 기구의 감속기 등 저압 환경에서 이용되는 시일 링에 대해, 시일 링의 진원도 부족으로 인한 축공의 내면과 시일 링의 외주면 사이의 간극의 발생을 억제 가능하게 하는 기술이 요구되어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 즉, 본 발명은, 축공의 내면과 시일 링의 외주면 사이의 간극의 발생을 억제할 수 있는 시일 링 및 그것을 포함한 밀봉 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 이하의 (1)∼(6)이다.

(1) 축과, 상기 축이 삽입되는 축공을 가지는 부재와, 상기 축의 외면과 상기 축공을 구성하는 상기 부재의 내면 사이의 간극을 밀봉하기 위한 시일 링을 가지는 밀봉 구조체로서,

상기 축은 상기 외면에 그 축심선을 중심으로 하는 원환(圓環)형 홈을 가지며, 그 홈의 저면에는 둘레방향에서 1개소 이상에, 상기 축심선에 더 가까워지는 방향으로 패인 오목부를 가지며,

상기 시일 링은 그 내주면으로부터 상기 축심선에 가까워지는 방향으로 돌출되는 볼록부를 상기 오목부와 동일 수(數) 가지며, 상기 볼록부에서의 상기 축심선에 가장 가까운 개소의 지름은, 상기 축에서의 상기 홈의 상기 저면의 지름보다 작고, 상기 홈의 내부에 수용되면 상기 볼록부가 상기 오목부에 수용되도록 구성되고,

상기 축이 회전했을 때, 상기 볼록부의 둘레방향에서의 끝면(X) 및 상기 오목부의 둘레방향에서의 끝면(Y)이 서로 접하여 상기 시일 링이 외경측으로 밀려나도록 구성되고,

상기 축심선에 수직 방향의 단면(斷面)에서 상기 끝면(X) 및 상기 끝면(Y)은 모두 직선이며, 상기 끝면(X)을 나타내는 직선의 상기 시일 링의 지름 방향에 대한 각도(α) 및 상기 끝면(Y)을 나타내는 직선의 상기 축의 지름 방향에 대한 각도(δ)가 모두 45도 이상인 것을 특징으로 하는, 밀봉 구조체.

(2) 상기 시일 링은 합구부를 가지며,

상기 축심선에 수직 방향의 단면에서, 상기 합구부를 기준으로 하여 20∼60도의 범위 내에 상기 끝면(X)의 둘레방향의 중심(Xc)이 존재하는, 상기 (1)에 기재된 밀봉 구조체.

(3) 상기 볼록부 및 상기 오목부가 각각 2 이상 존재하고,

상기 축심선에 수직 방향의 단면에서, 상기 합구부를 기준으로 하여 좌우 대칭의 위치에 상기 볼록부 및 상기 오목부가 존재하는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 밀봉 구조체.

(4) 축과, 상기 축이 삽입되는 축공을 가지는 부재를 가지며, 상기 축은 그 외면에 그 축심선을 중심으로 하는 원환형 홈을 가지며, 그 홈의 저면에는 둘레방향에서 1개소 이상에, 상기 축심선에 더 가까워지는 방향으로 패인 오목부를 가지며, 상기 축심선에 수직 방향의 단면에서 상기 오목부의 둘레방향에서의 끝면(Y)은 직선이며, 그 직선의 상기 축의 지름 방향에 대한 각도(δ)가 45도 이상을 이루는 밀봉 구조체에서 이용되는, 상기 축의 상기 외면과 상기 축공을 구성하는 상기 부재의 내면 사이의 간극을 밀봉하기 위한 시일 링으로서,

그 내주면으로부터 상기 축심선에 가까워지는 방향으로 돌출되는 볼록부를 상기 오목부와 동일 수 가지며, 상기 볼록부에서의 상기 축심선에 가장 가까운 개소의 지름은, 상기 축에서의 상기 홈의 상기 저면의 지름보다 작고, 상기 홈의 내부에 수용되면 상기 볼록부가 상기 오목부에 수용되도록 구성되고,

상기 축이 회전했을 때, 상기 끝면(Y) 및 상기 볼록부의 둘레방향에서의 끝면(X)이 서로 접하여 외경측으로 밀려나도록 구성되고,

상기 축심선에 수직 방향의 단면에서 상기 끝면(X)은 직선이며, 그 직선의 그 지름 방향에 대한 각도(α)가 45도 이상인 것을 특징으로 하는, 시일 링.

(5) 합구부를 가지며,

상기 축심선에 수직 방향의 단면에서, 상기 합구부를 기준으로 하여 20∼60도의 범위 내에 상기 끝면(X)의 둘레방향의 중심(Xc)이 존재하는, 상기 (4)에 기재된 시일 링.

(6) 상기 볼록부가 2 이상 존재하고,

상기 축심선에 수직 방향의 단면에서, 상기 합구부를 기준으로 하여 좌우 대칭의 위치에 상기 볼록부가 존재하는, 상기 (4) 또는 (5)에 기재된 시일 링.

본 발명에 따르면, 축공의 내면과 시일 링의 외주면 사이의 간극의 발생을 억제할 수 있는 시일 링 및 그것을 포함한 밀봉 구조체를 제공할 수 있다.

[도 1] 본 발명의 밀봉 구조체의 축심선(L)에 수직인 방향의 개략 단면도이다.
[도 2] 본 발명의 밀봉 구조체의 축심선(L)에 평행한 방향의 개략 단면도로서, 도 1에 도시한 A-A선 단면도(개략 단면도)이다.
[도 3] 시일 링의 측면을 도시한 개략도이다.
[도 4] 도 3에 도시한 시일 링의 볼록부의 근방을 확대한 부분 확대 사시도(개략도)이다.
[도 5] 도 3에 도시한 시일 링의 합구부의 근방을 확대한 부분 확대 사시도(개략도)이다.
[도 6] 본 발명의 밀봉 구조체가 가지는 축 및 축이 삽입되는 축공의 단면을 도시한 개략 단면도이다.
[도 7] 밀봉 구조체의 볼록부 및 오목부의 근방을 확대하여 도시한 부분 단면도이다.
[도 8] 볼록부와 오목부가 접촉한 상태를 나타내는, 밀봉 구조체의 볼록부 및 오목부의 근방을 확대하여 도시한 부분 단면도이다.
[도 9] 볼록부와 오목부가 접촉한 상태를 나타내는, 밀봉 구조체의 볼록부 및 오목부의 근방을 확대하여 도시한, 다른 부분 단면도이다.
[도 10] 실험 1의 결과를 나타내는 그래프이다.
[도 11] 실험 2의 결과를 나타내는 그래프이다.

본 발명에 대해 설명하기로 한다.

본 발명은, 축과, 상기 축이 삽입되는 축공을 가지는 부재와, 상기 축의 외면과 상기 축공을 구성하는 상기 부재의 내면 사이의 간극을 밀봉하기 위한 시일 링을 가지는 밀봉 구조체로서, 상기 축은 상기 외면에 그 축심선을 중심으로 하는 원환형 홈을 가지며, 그 홈의 저면에는 둘레방향에서 1개소 이상에, 상기 축심선에 더 가까워지는 방향으로 패인 오목부를 가지며, 상기 시일 링은 그 내주면으로부터 상기 축심선에 가까워지는 방향으로 돌출되는 볼록부를 상기 오목부와 동일 수 가지며, 상기 볼록부에서 상기 축심선에 가장 가까운 개소의 지름은, 상기 축에서의 상기 홈의 상기 저면의 지름보다 작고, 상기 홈의 내부에 수용되면 상기 볼록부가 상기 오목부에 수용되도록 구성되고, 상기 축이 회전했을 때, 상기 볼록부의 둘레방향에서의 끝면(X) 및 상기 오목부의 둘레방향에서의 끝면(Y)이 서로 접하여, 상기 시일 링이 외경측으로 밀려나도록 구성되고, 상기 축심선에 수직 방향의 단면에서 상기 끝면(X) 및 상기 끝면(Y)은 모두 직선이며, 상기 끝면(X)을 나타내는 직선의 상기 시일 링의 지름 방향에 대한 각도(α) 및 상기 끝면(Y)을 나타내는 직선의 상기 축의 지름 방향에 대한 각도(δ)가, 모두 45도 이상인 것을 특징으로 하는, 밀봉 구조체이다.

이러한 밀봉 구조체를, 이하에서는 "본 발명의 밀봉 구조체"라고도 한다.

또, 본 발명은, 축과, 상기 축이 삽입되는 축공을 가지는 부재를 가지며, 상기 축은 그 외면에 그 축심선을 중심으로 하는 원환형 홈을 가지며, 그 홈의 저면에는 둘레방향에서 1개소 이상에, 상기 축심선에 더 가까워지는 방향으로 패인 오목부를 가지며, 상기 축심선에 수직 방향의 단면에서 상기 오목부의 둘레방향에서의 끝면(Y)은 직선이며, 그 직선의 상기 축의 지름 방향에 대한 각도(δ)가 45도 이상을 이루는 밀봉 구조체에서 이용되는, 상기 축의 상기 외면과 상기 축공을 구성하는 상기 부재의 내면 사이의 간극을 밀봉하기 위한 시일 링으로서, 그 내주면으로부터 상기 축심선에 가까워지는 방향으로 돌출되는 볼록부를 상기 오목부와 동일 수 가지며, 상기 볼록부에서의 상기 축심선에 가장 가까운 개소의 지름은, 상기 축에서의 상기 홈의 상기 저면의 지름보다 작고, 상기 홈의 내부에 수용되면 상기 볼록부가 상기 오목부에 수용되도록 구성되고, 상기 축이 회전했을 때, 상기 끝면(Y) 및 상기 볼록부의 둘레방향에서의 끝면(X)이 서로 접하여, 외경측으로 밀려나도록 구성되고, 상기 축심선에 수직 방향의 단면에서 상기 끝면(X)은 직선이며, 그 직선의 그 지름 방향에 대한 각도(α)가 45도 이상인 것을 특징으로 하는, 시일 링이다.

이러한 시일 링을, 이하에서는 "본 발명의 시일 링"이라고도 한다.

본 발명의 밀봉 구조체는, 본 발명의 시일 링을 포함한다.

이하, 본 발명의 밀봉 구조체 및 본 발명의 시일 링에 대해 도면을 이용하여 설명하기로 한다.

이하의 도면에 도시한 본 발명의 밀봉 구조체 및 본 발명의 시일 링은 바람직한 형태를 나타내는 것이며, 본 발명의 밀봉 구조체 및 본 발명의 시일 링은 도면에 도시한 형태로 한정되지 않는다.

도 1은, 본 발명의 밀봉 구조체의 축심선(L)에 수직인 방향의 개략 단면도이다. 도 2는, 본 발명의 밀봉 구조체의 축심선(L)에 평행한 방향의 개략 단면도로서, 도 1에 도시한 A-A선 단면도이다. 도 3은, 시일 링의 측면을 도시한 개략도이다. 도 4는, 시일 링의 볼록부의 근방을 확대한 부분 확대 사시도(개략도)이다. 도 5는, 시일 링의 합구부의 근방을 확대한 부분 확대 사시도(개략도)이다. 도 6은, 본 발명의 밀봉 구조체가 가지는 축 및 축이 삽입되는 축공의 단면을 도시한 개략 단면도이다.

도 1∼5는 시일 링에 외력이 가해지지 않은 상태(시일 링을 홈에 수용한 상태이며 축이 회전하지 않아서 시일 링의 볼록부(4)가 축의 오목부(3)의 끝면(Y)에 얹혀 있지 않고, 또한 밀봉 대상물(오일)의 압력이 시일 링에 대해 작용하고 있지 않은 상태)를 나타내고 있다. 또, 도 2에서 점선으로 나타낸 시일 링(2')은, 외력이 가해져 이동한 상태를 나타내고 있다.

도 1, 2에서 본 발명의 밀봉 구조체(1)는, 축(50)과, 축(50)이 삽입되는 축공(61)을 가지는 부재(R)와, 축(50)의 외면(50a)과, 축공(61)을 구성하는 부재(R)의 내면(62) 사이의 간극(S)을 밀봉하기 위한 시일 링(2)을 가진다.

축공(61)은, 차량이나 범용 기계에 포함되는 감속기 등의 적어도 일부인 부재(R)에 형성된 것이다. 도 1, 2에 도시한 바람직한 형태에서는, 감속기 등의 적어도 일부인 부재(R)가 포함한 하우징(60)에 축공(61)이 형성되어 있다. 그리고, 축(50)은 축공(61)에 삽입되고, 축심선(L)을 중심으로 하여 축공(61)에 대해 상대적으로 회전할 수 있다.

밀봉 구조체(1)는, 예를 들면, EV나 HEV의 모터 기구의 감속기나 AT나 CTV의 적어도 일부를 구성할 수 있다. 밀봉 구조체(1)는, 내부의 유압이 낮은 모터 기구의 감속기 등의 적어도 일부를 구성하는 것이 바람직하다.

시일 링에 대해 설명하기로 한다.

도 1, 2에서 시일 링(2)(본 발명의 시일 링의 바람직한 형태)은, 본 발명의 밀봉 구조체(1)의 일부를 구성한다.

시일 링(2)은 본체부(20)를 가지고 있다. 도 1∼5에 도시한 바와 같이, 시일 링(2)을 축(50)의 홈(51)에 배치했을 때에 축심선(L)의 둘레로 환형으로 연장되는 부분(링 부분)이 본체부(20)이다. 도 1∼5에 도시한 바람직한 형태에서 본체부(20)에서의 축심선(L)에 평행 방향의 단면 형상은 직사각형이지만, 이 형상은 대략 직사각형이어도 되고, 타원형 등이어도 된다.

시일 링(2)을 축(50)의 홈(51)에 배치했을 때에, 본체부(20)에서의 축심선(L)에 가까운 내측의 면을 내주면(21), 그에 대향하는 외측의 면을 본체부(20)에서의 외주면(22)이라고 하고, 그 면들을 연결하여 축심선(L)에 평행한 방향에서 서로 대향하는 2개의 면을 본체부(20)에서의 측면(23) 및 측면(24)이라고 한다.

도 1∼5에 도시한 바람직한 형태에서, 내주면(21) 및 외주면(22)은, 각각 축심선(L)을 중심 또는 대략 중심으로 하는 원통면 또는 대략 원통면이며, 측면(23) 및 측면(24)은 축심선(L)에 수직 방향인 환형의 평면이다.

또, 도 1∼5에 도시한 바람직한 형태에서 시일 링(2)은 무단은 아니다. 즉, 둘레방향의 1개소에서 분단되어 있으며, 도 1, 3, 5에 도시한 바와 같이, 이 분단된 부분에 합구부(5)가 설치되어 있다.

　합구부(5)는, 시일 링(2)의 열팽창 또는 열수축 등에 의해 시일 링(2)의 둘레길이가 변화되어도 안정적인 씰 성능을 유지 가능하게 하는 공지의 구조로 되어 있다. 합구부(5)의 구조로서는, 예를 들면, 도 5에 도시한 바와 같이, 외주면(22)측 및 양 측면(23,24)측 중 어느 쪽에서도 보더라도 계단형으로 절단된, 이른바 특수 스텝 커팅 구조나, 스트레이트 커팅 구조, 바이어스 커팅 구조, 스텝 커팅 구조 등이 있다.

시일 링(2)은, 도 1∼4에 도시한 바와 같이, 본체부(20)의 내주면(21)으로부터 축심선(L)에 가까워지는 방향으로 돌출되는 볼록부(4)를 가진다.

볼록부(4)의 개수는, 축(50)에 형성되어 있는 오목부(3)의 개수와 동일하다.

또, 도 1, 3, 4에 도시한 바와 같이, 볼록부(4)는 본체부(20)의 내주면(21)에서, 둘레방향으로 연장되도록 존재하고 있다. 여기서, 둘레방향에서의 볼록부(4)의 양 끝면을 끝면(X)이라고 한다.

볼록부(4)에서의 끝면(X)은, 도 1, 도 3에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서 직선이다. 여기서 직선에는, 완전한 직선뿐 아니라 대략 직선(직선에 가까운 곡선 등)도 포함되는 것으로 한다.

그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서, 끝면(X)이 이루는 직선이 시일 링(2)의 지름 방향에 대해 이루는 각도(α)는 45도 이상이며, 60도∼70도인 것이 바람직하다. 여기서 각도(α)는, 도 3에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서 끝면(X)의 둘레방향에서의 중심의 점을 중심(Xc)이라 하고, 이 중심(Xc)과 축심선(L)을 나타내는 점(축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서 "축심선(L)을 나타내는 점"을, 이하에서는 단순히 "축심선(L)"이라고도 한다)을 연결한 직선을 선(d)이라고 했을 때, 끝면(X)을 나타내는 직선과 이 선(d)이 이루는 각도(90도 이하의 각도)이다.

도 1, 도 3에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서 끝면(X)이 완전한 직선이 아닌 경우(예를 들면 직선에 가까운 곡선인 경우), 도 1, 도 3에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서 끝면(X)을 나타내는 선의 접선과 선(d)이 이루는 각도(90도 이하의 각도)의 평균치를 각도(α)라고 한다.

볼록부(4)에서 2개의 끝면(X)을 연결하는 면으로서, 축심선(L)에 가장 가까운 내주측의 면을 걸어멈춤면(43)이라고 한다. 걸어멈춤면(43)은 평면이어도 되고 곡면이어도 된다. 걸어멈춤면(43)은 도 1, 도 3에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서 축심선(L)을 중심으로 하는 원의 일부(원호)를 이루는 곡면인 것이 바람직하다.

시일 링(2)의 내주면(21)에서, 볼록부(4)가 그 둘레방향으로 연장되는 정도(볼록부(4)의 폭)를, 도 1에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서, 각도(γ)로 규정하는 것으로 한다.

각도(γ)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 2개의 끝면(X) 각각에서의 둘레방향의 중심(Xc)과 축심선(L)을 연결한 2개의 선(d)이 이루는 각도이다.

각도(γ)는 5∼15도인 것이 바람직하다.

볼록부(4)가 시일 링(2)의 내주면(21)으로부터 축심선(L)에 가까워지는 방향으로 돌출되어 있는 정도(볼록부(4)의 두께)는, 도 1, 3에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서, 본체부(20)의 내주면(21)의 반경(m₁)과 걸어멈춤면(43)의 반경(m₂) 간의 차에 의해 인식된다.

여기서, 걸어멈춤면(43)이 도 1, 3에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서, 축심선(L)을 중심으로 하는 원의 일부(원호)를 이루는 곡면인 경우, 걸어멈춤면(43)의 반경(m₂)은 일의적으로 정해지지만, 이러한 곡면이 아닌 경우, 반경(m₂)은 걸어멈춤면(43)에서 축심선(L)에 가장 가까운 개소에서 측정되는 반경을 의미하는 것으로 한다.

볼록부(4)의 두께(m₁-m₂)는 1mm 이상인 것이 바람직하고, 1mm∼3mm인 것이 더욱 바람직하다.

볼록부(4)의 두께는, 도 2에 도시한 바와 같이, 축(50)의 외면(50a)과 축공(61)을 구성하는 부재(R)의 내면(62) 사이의 지름 방향의 길이(폭)보다 크게 되어 있다.

시일 링(2)의 내주면(21)에서의 볼록부(4)의 위치는 특별히 한정되지 않지만, 도 1, 3에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직 방향의 단면에서, 합구부(5)를 기준으로 하여 20∼60도의 범위 내에 끝면(X)의 둘레방향의 중심(Xc)이 존재하는 것이 바람직하다.

즉, 도 1에 도시한 바와 같은 본 발명의 밀봉 구조체의 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서, 합구부(5)가 구비한 내주측의 오목한 부분(5a)의 둘레방향에서의 중심과 축심선(L)을 연결한 직선을 기준선(K)이라고 하고, 둘레방향에서 그 기준선(K)에 가장 가까운 위치에 존재하는 볼록부(4)를 특정했을 때에, 그 볼록부(4)의 2개의 끝면(X) 중 둘레방향에서 기준선(K)과 가까운 쪽의 끝면(X)의 중심(Xc)과 축심선(L)을 연결한 선(d)이, 기준선(K)에 대해 이루는 각도(각도(β))가 20∼60도가 되는 볼록부(4)가 존재하는 것이 바람직하다.

여기서, 합구부(5)가 도 5에 도시한 바와 같이 내주측에 2 이상의 오목한 부분을 구비한 경우, 합구부(5)의 내주측의 2 이상의 오목한 부분 중, 합구부(5)의 둘레방향에서의 가장 외측에 존재하는 오목한 부분에 기초하여 기준선(K)을 결정하는 것으로 한다. 예를 들면, 도 5에 도시한 형태에서는 합구부(5)의 내주측의 2개의 오목한 부분이 형성되어 있다. 그리고, 합구부(5)의 내주측의 2개의 오목한 부분 중, 좌측에 존재하는 오목한 부분(오목한 부분(5a))가 둘레방향에서(합구부(5)의 둘레방향의 중심 부근에 존재하는 오목한 부분과 비교하여), 보다 외측에 존재하기 때문에, 이 오목한 부분에 기초하여 기준선(K)을 결정한다).

시일 링(2)은 볼록부(4)를 2 이상 갖는 것이 바람직하고, 도 1, 3에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직 방향의 단면에서, 합구부(5)를 기준으로 하여 좌우 대칭의 위치에 볼록부(4)가 존재하는 것이 바람직하다.

즉, 도 1, 3에 도시한 바와 같이, 둘레방향에서 기준선(K)에 가장 가까운 위치에 존재하는 볼록부(4)를 특정했을 때에, 기준선(K)을 기준으로 하여(기준선(K)을 대칭축으로 하여) 그 특정된 볼록부(4)에 대한 좌우 대상의 위치에 다른 볼록부(4)가 존재하는 것이 바람직하다.

시일 링(2)에서의 볼록부(4)의 두께는, 도 2, 4에 도시한 바와 같이, 축심선(L)에 평행한 방향에서 본체부(20)의 두께보다 작게 되어 있다. 따라서, 볼록부(4)에서 축심선(L)에 수직인 방향으로 연장되는 측면(44) 및 측면(45)은 각각, 본체부(20)의 측면(23) 및 측면(24)과 동일 평면상에 있지 않고 단차가 형성되어 있다. 단, 볼록부(4)의 측면(44,45)은, 본체부(20)의 측면(23,24)과 각각 동일 평면상에 있어도 되고, 또 볼록부(4)의 측면(44)과 본체부(20)의 측면(23) 및 볼록부(4)의 측면(45)과 본체부(20)의 측면(24)의 어느 한쪽이 동일 평면상에 있어도 된다.

볼록부(4)에서 축심선(L)에 가장 가까운 개소의 지름, 즉 도 1에 m₂로 나타낸 걸어멈춤면(43)의 반경은, 축(50)의 저면(52)의 지름(도 1에서 m₃로 표시되는 반경)보다 작다.

그리고, 시일 링(2)은 홈(51)에 장착되면, 볼록부(4)가 오목부(3)에 수용되도록 구성되어 있다.

시일 링(2)은, 폴리에테르에테르케톤(PEEK)·폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등의 수지재를 이용하여, 예를 들면 사출 성형법에 따라 성형할 수 있다.

사출 성형법에 따라 성형된 경우, 시일 링(2)은 합구부(5)가 확장된 상태에서 성형되기 때문에, 성형 후, 원하는 지름이 되도록 시일 링(2)은 교정(직경 축소) 처리가 이루어진다.

축에 대해 설명하기로 한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 축(50)은 그 외면(50a)에 축심선(L)을 중심으로 하는 원환형 홈(51)을 가지며, 홈(51)의 저면(52)에는 둘레방향에서 1개소 이상에, 축심선(L)에 더 가까워지는 방향으로 패인 오목부(3)를 가진다.

오목부(3)는, 시일 링(2)이 홈(51)에 장착되었을 때에, 시일 링(2)의 볼록부(4)가 수용되도록 구성되어 있다.

따라서, 도 1, 6에 도시한 바와 같이, 오목부(3)는 축(50)에서의 홈(51)의 저면(52)에서 둘레방향으로 연장되도록 존재하고 있다. 여기서, 오목부(3)의 둘레방향에서의 양 끝면을 끝면(Y)이라고 한다.

오목부(3)에서의 끝면(Y)은, 도 1, 6에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서, 직선이다. 여기서 직선에는, 완전한 직선뿐 아니라 대략 직선(직선에 가까운 곡선 등)도 포함되는 것으로 한다.

그리고, 도 6에 도시한 바와 같이, 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서, 끝면(Y)이 이루는 직선이 축(50)의 지름 방향에 대해 이루는 각도(δ)는 45도 이상이 되고, 60도∼70도인 것이 바람직하다. 여기서 각도(δ)는, 도 6에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서 끝면(Y)의 둘레방향에서의 중심의 점을 중심(Yc)이라고 하고, 이 중심(Yc)과 축심선(L)을 연결한 직선을 선(e)이라고 했을 때에, 끝면(Y)을 나타내는 직선과 이 선(e)이 이루는 각도(90도 이하의 각도)이다.

각도(δ)는 각도(α)에 대해 ±3도 이내인 것이 바람직하고, ±2도 이내인 것이 더욱 바람직하고, ±1도 이내인 것이 더욱 더 바람직하다.

도 1, 6에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서 끝면(Y)이 직선이 아닌 경우(예를 들면 직선에 가까운 곡선인 경우), 도 1, 6에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서 끝면(Y)이 이루는 선의 접선과 선(e)이 이루는 각도(90도 이하의 각도)의 평균치를 각도(δ)라고 한다.

오목부(3)에서 2개의 끝면(Y)을 연결하는 면으로서, 축심선(L)에 가장 가까운 내주측의 면을 피걸어멈춤면(32)이라고 한다. 피걸어멈춤면(32)은 평면이어도 되고 곡면이어도 된다. 피걸어멈춤면(32)은 도 1, 도 6에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서 축심선(L)을 중심으로 하는 원의 일부(원호)를 이루는 곡면인 것이 바람직하다.

축(50)의 홈(51)의 저면(52)에서, 오목부(3)가 그 둘레방향으로 연장되는 정도(오목부(3)의 폭)를, 도 6에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서, 각도(ε)로 규정하는 것으로 한다.

각도(ε)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 2개의 끝면(Y) 각각에서의 둘레방향의 중심(Yc)과 축심선(L)을 연결한 2개의 선(e)이 이루는 각도이다.

각도(ε)는, 각도(γ)+2도 이상인 것이 바람직하다. 또, 각도(ε)는, 각도(γ)+10도 이하여도 된다.

오목부(3)가 축(50)의 홈(51)에서의 저면(52)으로부터 축심선(L)에 가까워지는 방향으로 패여 있는 정도(오목부(3)의 깊이)는, 도 1, 6에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서, 저면(52)의 반경(ｍ₃)과 걸어멈춤면(32)의 반경(ｍ₄) 간의 차에 의해 인식된다.

여기서, 피걸어멈춤면(32)이 도 1, 6에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서, 축심선(L)을 중심으로 하는 원의 일부(원호)를 이루는 곡면인 경우, 피걸어멈춤면(32)의 반경(ｍ₄)은 일의적으로 정해지지만, 이러한 곡면이 아닌 경우, 반경(ｍ₄)은 피걸어멈춤면(32)에서 축심선(L)에 가장 가까운 개소에서 측정되는 반경을 의미하는 것으로 한다.

오목부(3)의 깊이(m₃-m₄)는 볼록부(4)의 두께(m₁-m₂) 이상인 것이 바람직하다. 그렇지 않으면 축(50)이 축심선(L)을 중심으로 하여 회전하기 어려워지는 경우가 있다. 오목부(3)의 깊이(m₃-m₄)는 볼록부(4)의 두께(m₁-m₂)+1mm∼3mm인 것이 더욱 바람직하다.

오목부(3)의 깊이(m₃-m₄)는 1mm 이상인 것이 바람직하고, 1mm∼2mm인 것이 더욱 바람직하다.

전술한 바와 같이, 시일 링(2)은 홈(51)에 장착되면, 볼록부(4)가 오목부(3)에 수용되도록 구성되어 있다. 따라서, 오목부(3)는 볼록부(4)를 수용할 수 있는 위치에 형성되어 있다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직인 방향의 단면에서, 오목부(3)의 위치는, 볼록부(4)의 위치와 거의 일치한다.

또, 전술한 바와 같이, 도 1, 3에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직 방향의 단면에서, 합구부(5)를 기준으로 하여 20∼60도의 범위 내에 끝면(X)의 둘레방향의 중심(Xc)이 존재하는 위치에 볼록부(4)가 존재하는 것이 바람직하기 때문에, 동일한 생각에 기초하여, 합구부(5)를 기준으로 하여 20∼60도의 범위 내에 끝면(Y)의 둘레방향의 중심(Yc)이 존재하는 위치에 오목부(3)가 존재하는 것이 바람직하다.

또, 전술한 바와 같이, 도 1, 3에 도시한 바와 같은 축심선(L)에 수직 방향의 단면에서, 합구부(5)를 기준으로 하여 좌우 대칭의 위치에 2 이상의 볼록부(4)가 존재하는 것이 바람직하기 때문에, 동일한 생각에 기초하여, 합구부(5)를 기준으로 하여 좌우 대칭의 위치에 2 이상의 오목부(3)가 존재하는 것이 바람직하다.

오목부(3)의 축심선(L)과 평행 방향에서의 폭은, 도 2에 도시한 바와 같이, 볼록부(4)의 축심선(L)과 평행 방향에서의 폭 이상이다. 또, 도 2에 도시한 바와 같이, 오목부(3)의 축심선(L)과 평행 방향에서의 폭은, 홈(51)의 저면(52)의 축심선(L)과 평행 방향에서의 폭과 동일하게 되어 있고, 오목부(3)의 축심선(L)에 수직 방향인 측면(34, 35)은, 홈(51)의 측면(53, 54)과 각각 동일 평면상에 있다. 오목부(3)의 축심선(L)과 평행 방향에서의 폭은, 홈(51)의 저면(52)의 축심선(L)과 평행 방향에서의 폭보다 작아도 되고, 측면(34, 35)과 측면(53, 54) 각각의 사이에는 단차가 형성되어 있어도 되고, 또, 오목부(3)의 측면(34)과 홈(51)의 측면(53) 및 오목부(3)의 측면(35)과 홈(51)의 측면(54) 중 어느 한쪽이 서로 동일 평면상에 있고, 다른 쪽이 단차를 형성하고 있어도 된다.

이러한 본 발명의 밀봉 구조체에서는, 축(50)이 축심선(L)을 중심으로 하여 회전했을 때, 오목부(3)의 둘레방향에서의 끝면(Y) 및 볼록부(4)의 둘레방향에서의 끝면(X)이 서로 접하여 시일 링(2)이 외주측으로 밀려나도록 구성되어 있다.

이에 대해 도 7∼9를 이용하여 설명하기로 한다.

도 7은, 도 1에 도시한 본 발명의 밀봉 구조체(1)에서의 시일 링(2)의 볼록부(4) 및 축(50)의 오목부(3)의 근방을 확대하여 도시한 부분 단면도이다.

전술한 바와 같이, 밀봉 구조체(1)는, 시일 링(2)을 축(50)의 홈(51)에 장착하고, 볼록부(4)가 오목부(3)에 수용된 상태에서는, 볼록부(4)의 걸어멈춤면(43)과 오목부(3)의 피걸어멈춤면(32) 사이에 간극이 생길 수 있다. 또, 시일 링(2)의 진원도가 부족한 경우에, 시일 링(2)의 외주면(22)의 합구부(5)의 근방 부분이 축공(61)의 내주면(62)에 접촉하지 않고, 이 부분에서, 시일 링(2)의 외주면(22)과 축공(61)의 내주면(62) 사이에 미소한 간극(S)이 생기는 경우가 있다.

시일 링(2)의 외주면(22)과 축공(61)의 내주면(62)은 부분적으로는 접촉되어 있기 때문에, 예를 들면 감속기(R)가 사용되어 축(50)이 회전하면, 외주면(22)과 내주면(62) 사이의 마찰력에 의해, 시일 링(2)이 축(50)에 대해 상대적으로 회전 이동한다.

이 회전에 의해 시일 링(2)의 볼록부(4)에서의 한쪽 끝면(X)과 축(50)의 오목부(3)의 한쪽 끝면(Y)이 가까워지는 방향으로 이동한다. 여기서, 동시에 볼록부(4)에서의 다른쪽 끝면(X)과 오목부(3)의 다른쪽 끝면(Y)은 멀어진다. 그리고, 끝면(X)과 끝면(Y)이 접하면, 그 이상, 시일 링(2)은 축(50)에 대해 상대적으로 회전하지 않게 된다.

그리고 도 8에 도시한 바와 같이, 볼록부(4)에서의 한쪽 끝면(X)과 오목부(3)의 한쪽 끝면(Y)이 접촉하고, 그 후, 시일 링(2)의 전체가 외경측으로 밀려나가 외경측으로 이동한다. 따라서, 시일 링(2)의 외주면(22)과 축공(61)의 내주면(62) 사이의 간극(S)이 감소된다.

그 결과, 도 9에 도시한 바와 같이, 시일 링(2)의 외주면(22)과 축공(61)의 내주면(62) 사이의 간극(S)이 소멸된다. 그리고, 간극(S)이 존재함으로써 생길 수 있는, 감속기 내의 오일의 누출이나 외부로부터 감속기 내에 이물이 진입하는 것이 방지된다. 또, 이러한 간극(S)의 소멸은, 전술한 바와 같은 무압 또는 저압 환경하에서도 발생한다. 즉, 시일 링(2)에 걸리는 유압의 크기에 관계없이 발생한다.

실시예

<실험 1>

도 1∼도 9에 도시한 형태의 밀봉 구조체로서, 축심선에 수직 방향의 단면에서의 볼록부의 둘레방향의 끝면(X)의 지름 방향에 대한 각도(α)와, 오목부의 둘레방향의 끝면(Y)의 지름 방향에 대한 각도(δ)가 동일 각도이며, 모두 30도, 45도, 60도 또는 78도이며, 그 이외에는 동일한 4종류의 밀봉 구조체를 준비했다. 여기서 축심선에 수직 방향의 단면에서 끝면(X) 및 끝면(Y)는 모두 직선이었다.

그리고, 각각의 밀봉 구조체에 대해 이하의 조건으로 실험을 실시하고, 시일 링의 외주면과 축공의 내주면 사이의 간극(S: 외주 간극)을 측정하였다. 측정 결과를 도 10에 도시한다. 이 간극은 지름 방향에서의 최대치를 의미한다.

[실험 조건]

·축공의 내경(호칭 지름(nominal diameter)): φ99.7mm

·압력: 없음

·토크: 10kPa+원심 유압 상당

·외주 간극(S)을 측정할 때의 분위기 온도: 25℃

·재질: PEEK

·볼록부의 위치(각도(β)): 32.5도

·볼록부의 두께: 1mm

·볼록부의 폭(각도(γ)): 15도

또 도 10에는, FEM(유한요소법) 해석을 행하는 해석 소프트웨어(Marc, MS소프트웨어사제)를 이용한 시뮬레이션 결과도 도시하였다. 시뮬레이션은, 상기 4종류 외에 볼록부가 없는 경우에 대해서도 실시하였다.

도 10에 도시한 바와 같이, 시뮬레이션 결과는, 실측 결과와 마찬가지였다.

도 10에 도시한 바와 같이, 각도(α)가 45도 이상인 경우에, 외주 간극이 작아지는 것을 확인할 수 있었다. 또, 각도(α)가 50도 이상(바람직하게는 60도 이상)인 경우, 특히 외주 간극이 작아지는(구체적으로는 외주 간극의 최대치가 0.01mm 이하가 되는) 것을 확인할 수 있었다.

각도(α)는 80도 이하인 것이 바람직하다.

<실험 2>

도 1∼도 9에 도시한 형태의 밀봉 구조체로서, 축심선에 수직 방향의 단면에서 합구부를 기준으로 한 위치, 즉 각도(β)가 32도 또는 60도가 되는 위치에 끝면(X)의 둘레방향의 중심(Xc)이 존재하고, 그 이외에는 동일하게 한 2종류의 밀봉 구조체를 준비하였다. 여기서 축심선에 수직 방향의 단면에서 끝면(X) 및 끝면(Y)는 모두 직선이며, 또, 끝면(X)의 지름 방향에 대한 각도(α)와 끝면(Y)의 지름 방향에 대한 각도(δ)가 동일해지도록 하였다.

그리고, 각각의 밀봉 구조체에 대해 이하의 조건으로 실험을 실시하여 시일 링의 외주면과 축공의 내주면 사이의 간극(S: 외주 간극)을 측정하였다. 측정 결과를 도 11에 도시한다. 이 간극은 지름 방향에서의 최대치를 의미한다.

[실험 조건]

·축공의 내경(호칭 지름): φ99.7mm

·압력: 없음

·토크: 10kPa+원심 유압 상당

·온도: 25℃

·재질: PEEK

·각도(α): 45도

·각도(δ): 45도

·볼록부의 두께: 1mm

·볼록부의 폭(각도(γ)): 15도

또, 도 11에는, 실험 1과 동일한 해석 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션 결과도 도시하였다. 시뮬레이션은, 축심선에 수직 방향의 단면에서 합구부를 기준으로 하여 12도, 22도, 32도, 42도, 52도, 62도, 72도, 82도인 경우에 대해 실시하였다. 또, 볼록부가 없는 경우에 대해서도 실시하였다.

도 11에 도시한 바와 같이, 시뮬레이션 결과는, 실측 결과와 마찬가지의 경향을 나타냈다.

도 11에 도시한 바와 같이, 축심선에 수직 방향의 단면에서 합구부를 기준으로 하여 20∼60도(특히 30도 정도)의 위치에 끝면(X)의 둘레방향의 중심이 존재하는 경우에, 외주 간극이 작아지는(구체적으로는 외주 간극의 최대치가 0.01mm 이하가 되는) 것을 확인할 수 있었다.

본 출원은, 2021년 6월 22일에 출원된 일본특허출원 2021-102898호를 기초로 하는 우선권을 주장하고 그 개시 전부를 여기에 편입시킨다.

1 밀봉 구조체
2 시일 링
3 오목부
4 볼록부
5 합구부
20 본체부
21 내주면
22 외주면
23, 24 측면
3 볼록부
32 피걸어멈춤면
34, 35 측면
4 볼록부
43 걸어멈춤면
44, 45 측면
50 축
50a 외주면
51 홈
52 저면
53, 54 측면
60 하우징
61 축공
62 내주면
R 감속기
S 간극
L 축심선

Claims

축과, 상기 축이 삽입되는 축공을 가지는 부재와, 상기 축의 외면과 상기 축공을 구성하는 상기 부재의 내면 사이의 간극을 밀봉하기 위한 시일 링을 가지는 밀봉 구조체로서,
상기 축은 상기 외면에 그 축심선을 중심으로 하는 원환(圓環)형 홈을 가지며, 그 홈의 저면에는 둘레방향에서 1개소 이상에, 상기 축심선에 더 가까워지는 방향으로 패인 오목부를 가지며,
상기 시일 링은 그 내주면으로부터 상기 축심선에 가까워지는 방향으로 돌출되는 볼록부를 상기 오목부와 동일 수(數) 가지며, 상기 볼록부에서의 상기 축심선에 가장 가까운 개소의 지름은, 상기 축에서의 상기 홈의 상기 저면의 지름보다 작고, 상기 홈의 내부에 수용되면 상기 볼록부가 상기 오목부에 수용되도록 구성되고,
상기 축이 회전했을 때, 상기 볼록부의 둘레방향에서의 끝면(X) 및 상기 오목부의 둘레방향에서의 끝면(Y)이 서로 접하여 상기 시일 링이 외경측으로 밀려나도록 구성되고,
상기 축심선에 수직 방향의 단면에서 상기 끝면(X) 및 상기 끝면(Y)은 모두 직선이며, 상기 끝면(X)을 나타내는 직선의 상기 시일 링의 지름 방향에 대한 각도(α) 및 상기 끝면(Y)을 나타내는 직선의 상기 축의 지름 방향에 대한 각도(δ)가 모두 45도 이상인 것을 특징으로 하는, 밀봉 구조체.
청구항 1에 있어서,
상기 시일 링은 합구부를 가지며,
상기 축심선에 수직 방향의 단면에서, 상기 합구부를 기준으로 하여 20∼60도의 범위 내에 상기 끝면(X)의 둘레방향의 중심(Xc)이 존재하는, 밀봉 구조체.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 볼록부 및 상기 오목부가 각각 2 이상 존재하고,
상기 축심선에 수직 방향의 단면에서, 상기 합구부를 기준으로 하여 좌우 대칭의 위치에 상기 볼록부 및 상기 오목부가 존재하는, 밀봉 구조체.
축과, 상기 축이 삽입되는 축공을 가지는 부재를 가지며, 상기 축은 그 외면에 그 축심선을 중심으로 하는 원환형 홈을 가지며, 그 홈의 저면에는 둘레방향에서 1개소 이상에, 상기 축심선에 더 가까워지는 방향으로 패인 오목부를 가지며, 상기 축심선에 수직 방향의 단면에서 상기 오목부의 둘레방향에서의 끝면(Y)은 직선이며, 그 직선의 상기 축의 지름 방향에 대한 각도(δ)가 45도 이상을 이루는 밀봉 구조체에서 이용되는, 상기 축의 상기 외면과 상기 축공을 구성하는 상기 부재의 내면 사이의 간극을 밀봉하기 위한 시일 링으로서,
그 내주면으로부터 상기 축심선에 가까워지는 방향으로 돌출되는 볼록부를 상기 오목부와 동일 수 가지며, 상기 볼록부에서의 상기 축심선에 가장 가까운 개소의 지름은, 상기 축에서의 상기 홈의 상기 저면의 지름보다 작고, 상기 홈의 내부에 수용되면 상기 볼록부가 상기 오목부에 수용되도록 구성되고,
상기 축이 회전했을 때, 상기 끝면(Y) 및 상기 볼록부의 둘레방향에서의 끝면(X)이 서로 접하여 외경측으로 밀려나도록 구성되고,
상기 축심선에 수직 방향의 단면에서 상기 끝면(X)은 직선이며, 그 직선의 그 지름 방향에 대한 각도(α)가 45도 이상인 것을 특징으로 하는, 시일 링.
청구항 4에 있어서,
합구부를 가지며,
상기 축심선에 수직 방향의 단면에서, 상기 합구부를 기준으로 하여 20∼60도의 범위 내에 상기 끝면(X)의 둘레방향의 중심(Xc)이 존재하는, 시일 링.
청구항 4 또는 5에 있어서,
상기 볼록부가 2 이상 존재하고,
상기 축심선에 수직 방향의 단면에서, 상기 합구부를 기준으로 하여 좌우 대칭의 위치에 상기 볼록부가 존재하는, 시일 링.