WO2008013281A1 - Seal ring - Google Patents

Description

明 細 書

シーノレリング 技術分野

[0001] 本発明は、 2部材間の環状隙間を封止するシールリングに関するものである。

背景技術

[0002] 従来、この種のシールリングは、例えば自動車の自動変速機等の油圧装置に用い られている。以下、図 7 (a)〜（f)を参照して、従来例に係るシールリングについて説 明する。

[0003] 図 7 (a)はシールリングの全体図であり、図 7 (b)はシールリングの密封図であり、図

7 (c)はシールリングのカット部の拡大図である。また、図 7 (d)はシールリングのカット 部の密封図であり、図 7 (e)はシールリングのカット部の内周面側の拡大図であり、図

7 (f)はシールリングのカット部のリーク（漏れ)経路図である。

[0004] 図 7 (f)に示すように、この種のシールリングのカット部 700には特殊ステップカット が施されている。なお、図 7 (f)中の矢印は、密封流体側から非密封流体側へのオイ ルのリーク（漏れ)経路を示すものである。

[0005] 図 7 (a)〜（f)に示すシールリングは、軸孔が設けられたハウジング 450と、この軸孔 に揷入された軸 460との間の環状隙間をシールするためのものである。また、このシ ールリングは、軸 460に設けられた環状溝 150に装着されて使用される。

[0006] また、シールリングは樹脂材料から形成される。そして、このシールリングは、軸 460 に設けられた環状溝 150の側壁面をシールする第 1シール面（シールリングの側面）

101と、ハウジング 450に設けられた軸孔の内周面をシールする第 2シール面（シー ノレリングの外周面） 400と、を備えている。

[0007] そして、密封流体側（o)から図 7 (b)中矢印 P方向に圧力力 Sかかると、シールリング は非密封流体側 Aに押圧される。なお、矢印 P方向とは、密封流体側 Oから非密封 流体側 Aに向かう方向である。

[0008] これにより、第 1シール面 101は環状溝 150の側壁面を押圧する。また、第 2シール 面 400はハウジング 450に設けられた軸孔の内周面を押圧する。このようにして、各 シール面は、それぞれの位置でシールする。以上のように、シールリングは、密封流 体の非密封流体側 Aへの漏れを防止していた。

[0009] ここで、密封流体としては、例えば潤滑油が用いられる。特に自動車の変速機に利 用される場合には、密封流体として ATFが用いられる。

[0010] また、シールリングのリング本体には、図 7 (a)に示すように、周方向の一ヶ所にカツ ト部 700力 S設けられている。このカット部 700を設けた理由の一つは、シールリングの 組み込み性を向上させるためである。

[0011] このようなカット部 700の形態としては、様々なものが知られている。この形態の一 例としては、図 7 (f)に示したように、 2段ステップ状にカットされた特殊ステップカット 力 ^sある。

[0012] この特殊ステップカットを有するシールリングは、周囲温度の変化によっても好適に 対応すること力できる。その理由は次のとおりである。

[0013] この特殊ステップカットによれば、シールリングの端部の円周方向に垂直な面（対向 面）同士が円周方向に対して隙間 300を形成する。そして、この特殊ステップカットを 有するシールリングは、この隙間 300を有しつつ、密封流体側と非密封流体側を遮 断する構成である。

[0014] これにより、リング本体が熱によって膨張、収縮しても、密封状態を維持しつつ隙間 300の分だけ寸法の変化量を吸収できる。従って、この特殊ステップカットを有するシ ールリングは、周囲の温度変化に起因してシールリングの周長が変化する場合であ つても密封性能を維持することができる。

[0015] なお、関連する技術としては、特許文献 1に開示されたものがある。

特許文献 1 :特開平 8— 135797号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0016] しかしながら上記従来例に係るシールリングは以下に示す問題を生じる。

[0017] 2部材間の環状隙間をシールするシールリングには、外周シールと内周シールがあ る。外周シールとは、軸の外周面にシールリングを装着して、軸の外周面とハウジン グの内周面の環状隙間をシールするシール形態であり、内周シールとは、ハウジング の内周面にシールリングを装着して、軸の外周面とハウジングの内周面の環状隙間 をシールするシール形態である。ここで、図 7 (b)の形態は外周シールを示すもので ある。

[0018] 上記で説明したシールリングを外周シールとして用いた場合は、図 7 (b)に示すよう に密封流体側（o)と非密封流体側 (A)間に第 1シール面 101が存在し、隙間 Xの漏 れを第 1シール面 101でシールする構成である。

[0019] この構成によれば、密封流体側（o)と非密封流体側 (A)が隙間 Xによって連通する ことがな!/、ので、非密封流体側 (A)へのオイルの漏れ量を少なくすることができる。

[0020] しかしながら、上記で説明したシールリングを内周シールとして用いた場合は、図 8 に示すように、シールリングの内周面は一直線状に嵌合するカット形状であるので、 密封流体側 (o)と非密封流体側 (A)が隙間 Xによって連通してしまう。よって、環状 隙間を確実にシールすることが困難になる。

[0021] すなわち上記従来例に係るシールリングでは、シールリングの内周面に密封流体 側と非密封流体側とが連通する隙間が生じてしまうので、該シールリングを内周シー ルとして用いることが困難である。

[0022] 本発明は上記現状に鑑みてなされたものであり、周方向の一部にカット部が設けら れるシールリングにおいて、該シールリングを内周シール、及び外周シールとして用

V、る 、ずれの場合であっても、密封流体側と非密封流体側が連通する隙間を生じる ことがな!/、シールリングを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0023] 上記目的を達成するために本発明のシールリングにあっては、相対的に運動する 2 部材間の環状隙間に設けられ、該環状隙間を封止するシールリングであって、シー ノレリングの周方向の一箇所にはカット部が設けられ、カット部を形成するシールリング の両端には互いに対向する周方向の対向面が形成され、対向面どうしの間に周長 変化を許容せしめるように隙間が形成されると共に、シールリングは、外周面と、内周 面と、外周面の周縁と内周面の周縁とを連結する両側面と、を備え、シールリングの 周長変化にかかわらず、軸と同心的なシールリングの断面力 シールリングの径方向 のいずれの位置においても、シールリングの周方向にわたって連続する構成であり、 かつ、軸と垂直なシールリングの断面力 シールリングの径方向のいずれの位置に おいてもシールリングの周方向にわたって連続する構成であることを特徴とする。

[0024] この構成によれば、シールリングの周長変化を許容せしめるように、カット部を形成 する周方向の対向面どうしの間に隙間を設ける構成であつても、軸と同心的なシール リングの断面が、シールリングの径方向のいずれの位置においても、シールリングの 周方向にわたって連続する構成であり、かつ、軸と垂直的なシールリングの断面が、 シールリングの径方向のいずれの位置においてもシールリングの周方向にわたって 連続する構成であるので、カット部の隙間を介して密封流体側から非密封流体側へ と連通する隙間が生じることがない。よって、内周シール、もしくは外周シールとして 用いる場合であっても、軸とハウジングの間を確実にシールすることが可能になる。

[0025] また、シールリングのそれぞれの端部には、外周面と、外周面の周方向の端縁から 径方向内側へ延びる対向面と、該対向面の径方向内側の端縁から周方向へ延びる 、軸と略同心的な円筒面と、該円筒面の周方向の端縁から径方向内側へ内周面の 周方向の端縁まで延びる対向面と、内周面と、によって形成される段形状を有すると 共に、該段形状は、内周面と外周面に連結し、シールリングの端部を軸方向に 2分す る分離面を境界として、シールリングの周方向にずれて 2箇所設けられる構成であつ て、シールリングの一方の端部は、内周面側が凸の段形状を有し、シールリングの他 方の端部は、外周面側が凸の段形状を有し、シールリングの両端部が嵌合する状態 では、それぞれの端部に設けられた分離面、及び円筒面どうしが当接する構成であ るとよい。

[0026] この構成によれば、シールリングのカット部においてそれぞれの端部を径方向に移 動させること力 S可能になる。よってシールリングの装着性を向上させることが可能にな

発明の効果

[0027] 以上説明したように本発明によれば、周方向の一部にカット部が設けられるシール リングにおいて、該シールリングを内周シール、及び外周シールとして用いるいずれ の場合であっても、密封流体側と非密封流体側が連通する隙間を生じることがな!/、 シールリングを提供することが可能になる。 図面の簡単な説明

園 1]本実施の形態に係るシールリングのカット部の形状の概略構成図 園 2]本実施の形態に係るシールリングの軸に同心的な断面を示す図 園 3]本実施の形態に係るシールリングの軸に垂直な断面を示す図

園 4]本実施の形態に係るシールリングの装着方法を示す図

園 5]本実施の形態に係るシールリングの全体図

園 6]本実施の形態に係るシールリングを環状溝内に装着した状態の概略構成図 [図 7]従来例に係るシールリングのカット部の概略構成図

[図 8]従来例に係るシールリングのカット部の概略構成図

符号の説明

2 外周面

3 内周面

5 一方の側面

6 他方の側面

7 カット部

8 凸部

9 凸部

10 凸部

11 凸部

14 分離面

15 (周方向の）対向面

16 (周方向の）対向面

20 円筒面

21 円筒面

30 円筒面

31 円筒面

60 (対向面の)隙間

発明を実施するための最良の形態 [0030] 以下、図 1〜図 6を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施の形 態に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態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。

[0031] [シールリングの構成]

図 1 (a)を参照して、本実施の形態に係るシールリングの形状について説明を行う。 図 1 (a)は、本実施の形態に係るシールリングのカット部 7における概略構成を示すも のである。なお、本実施の形態に係るシールリングの材料としては、例えば PTFE、 P EEK、 PPS等の合成樹脂材が用いられる。なお、本実施の形態では、例えば PTFE を用いる場合は圧縮成形、また、 PEEK、 PPSを用いる場合は射出成形によって、シ ールリングが成形される。

[0032] 図 1 (a)に示すように、本実施の形態に係るシールリングは、その一部にカット部 7を 有し、カット部 7においてシールリングの一方の端部 40と、他方の端部 50とが凹凸嵌 合する。

[0033] まず、シールリングの一方の端部 40 (図 1 (a)右側の端部）の形状について説明す

[0034] 端部 40は、外周面 2、内周面 3、外周面 2及び内周面 3の周縁に連結する側面 5、 6 、を有する。さらに、両側面の略中間には、外周面 2及び内周面 3に連結して端部 40 を軸方向に 2分する分離面 14が設けられる。分離面 14は、軸に対して垂直に設けら れる平面であって、端部 40を図 1 (a)手前側と奥側に分離するものである。

[0035] そして分離面 14によって軸方向に 2分された端部 40のうちの一方（図 1 (a)奥側） には、外周面 2、内周面 3、側面 6、分離面 14、対向面 15、対向面 16、及び円筒面 2 0によって段形状が形成される。

[0036] 具体的には、まず外周面 2の周方向の端縁力、ら径方向内側に延びるようにして、対 向面 15が設けられる。対向面 15は、その法線方向がシールリングの周方向と略同一 であって、シールリングの両端が凹凸嵌合する状態において、シールリングの他方の 端部 50の対向面 15'と対向する面である。

[0037] そして、対向面 15の径方向内側の端縁からシールリングの周方向（他方の端部 50 の方向）に延びるようにして、円筒面 20が設けられる。円筒面 20は、外周面 2及び内 周面 3と同心的に設けられる。

[0038] そして、円筒面 20の周方向の端縁から内周面 3の周方向の端縁まで延びるように して、対向面 16が設けられる。対向面 16は上記で説明した対向面 15と同様に、その 法線方向がシールリングの周方向と略同一であって、シールリングの両端が凹凸嵌 合する状態において、シールリングの他方の端部の対向面 16'と対向する面である。

[0039] このようにして外周面 2、対向面 15、円筒面 20、対向面 16、及び内周面 3が連結 することで、シールリングの一方の端部 40には、シールリングの内周側が凸の段形状 が設けられる。さらに、この段形状は、分離面 14を境界として周方向にずれて 2箇所 設けられる。

[0040] すなわち、分離面 14によって 2分されたうちの他方（図 1 (a)手前側）には、外周面 2 の周方向の端縁から径方向内側に延びるようにして設けられる対向面 17と、対向面 17の径方向内側の端部からシールリングの周方向（他方の端部の方向）に延びるよ うにして設けられる円筒面 30と、円筒面 30の周方向の端縁から内周面 3の周方向の 端縁まで延びるようにして設けられる対向面 18と、によって上記で説明したものと同 様の段形状が形成される。

[0041] なお、対向面 17、対向面 18は、シールリングの他方の端部 50の対向面 17'、 18' に対向する面であり、円筒面 30は、外周面 2及び内周面 3と同心的に設けられるもの である。

[0042] 次に、シールリングの他方の端部 50 (図 1 (a)左側の端部）の形状について説明す る。シールリングの他方の端部 50の形状は、シールリングの一方の端部 40と凹凸嵌 合することが可能な形状を有する。

[0043] すなわち、他方の端部 50においても分離面 14が設けられ、分離面 14を境界として シールリングの周方向にずれて段形状が設けられる。なお、一方の端部 40では、シ ールリングの内周面側に凸部 9、 10が形成された力 他方の端部 50では、シールリ ングの外周面側に凸部 8、 11が形成される。

[0044] また、他方の端部 50には、一方の端部 40に設けられる対向面 15、 16、 17、 18の それぞれに対向する周方向の対向面 15'、 16'、 17'、 18'と、外周面 2、内周面 3と 同心的な円筒面 21、 31が設けられる。

[0045] 以上、シールリングの一方の端部 40と他方の端部 50をこのような構成とすることで 、これらの両端部がカット部 7において嵌合する状態では、それぞれの分離面 14どう しが隙間を生じることなく当接し、さらに一方の端部 40の円筒面 20、 30が、他方の端 部 50の円筒面 21、 31に隙間を生じることなく当接することが可能である。

[0046] 図 1 (b)にシールリングの端部 40、 50が凹凸嵌合した状態の概略構成を示す。な お、図 1 (b)中の斜線部は端部 40、 50に設けられた、円筒面どうし、及び分離面 14 どうしが当接する領域を示している。

[0047] 図 1 (b)に示すように、本実施の形態に係るシールリングにおいては、それぞれの 端部 40、 50に周方向にずらして設けられた 2箇所の段形状が嵌合することで、分離 面 14どうし、円筒面 20、 21、及び円筒面 30、 31が隙間を生じることなく当接している

〇

[0048] 一方、それぞれの端部に設けられる周方向の対向面の間には、隙間 60が形成され る。これは次の理由による。すなわち、本実施の形態のように合成樹脂材によって形 成されるシールリングは、熱膨張、熱収縮等の熱変形が生じやすい。

[0049] し力、し、シールリングの周方向に隙間 60を形成することで、シールリングが熱によつ て膨張、収縮しても、密封状態を維持しつつ隙間 60の分だけ寸法の変化量を吸収 できる。従って、この特殊ステップカットを有するシールリングは、周囲の温度変化に 起因してシールリングの周長が変化する場合であっても密封性能を維持することがで きる。

[0050] すなわち、本実施の形態に係るシールリングの対向面間に設けられる隙間 60は、 シールリングの周長変化を許容せしめるために形成されるものである。

[0051] また、図 1 (b)に示すように本実施の形態に係るシールリングによれば、カット部 7を 形成するシールリングの両端の対向面どうしに隙間 60を設ける構成であっても、軸と 同心的なシールリングの断面、及び軸と垂直なシールリングの断面が、シールリング の周方向にわたって連続する構成である。この点について以下、説明する。

[0052] 図 2に軸と同心的なシールリングの断面（図 2中 X— Y断面）を示す。また、図 2 (b) は、図 2 (&)にぉける八一八'を通る 一丫断面、図 2 (c)は、図 2 (&)にぉける8—：^を 通る X—Y断面、図 2 (d)は、図 2 (a)における C— C'を通る Χ—Υ断面を示すもので ある。

[0053] 図 2 (b)〜（d)に示すように、軸と同心的なシールリングの断面（図 2中 X— Y断面） は、どの断面もシールリングの周方向（X軸方向）にわたつて連続する構成である。

[0054] 図 3に軸と垂直なシールリングの断面（図 3中 X— Z断面）を示す。また、図 3 (b)は、 図 3 (&)にぉける八ー八'を通る ー2断面、図 3 (c)は、図 3 (a)における B— B'を通る X— Z断面、図 3 (d)は、図 3 (a)における C— を通る X—Z断面を示すものである。

[0055] 図 3 (b)〜（d)に示すように、軸と垂直なシールリングの断面（図 3中 X— Z断面）は、 どの断面もシールリングの周方向（X軸方向）にわたつて連続する構成である。

[0056] すなわち、本実施の形態に力、かるシールリングは、軸と同心的なシールリングの断 面、及び軸と垂直なシールリングの断面が、シールリングの周方向にわたって連続す る構成を有する。

[0057] よって、この構成によれば密封流体側と非密封流体側が連通する隙間を生じること がないので、ハウジングと軸の間の環状隙間を確実に封止することが可能になる。

[0058] [シールリングの装着方法]

図 4、図 5を参照して本実施の形態に係るシールリングの装着方法について説明す る。図 4は、本実施の形態に係るシールリングのカット部 7における装着方法を示す図 であり、図 5は、本実施の形態に係るシールリングの全体図である。

[0059] 図 4に示すように、本実施の形態に係るシールリングを装着する際は、一方の端部 40に設けられる円筒面 20、円筒面 30を、それぞれ他方の端部 50に設けられる円筒 面 21、円筒面 31に当接させるように、両端部どうしを嵌合させればよい。

[0060] 本実施の形態に係るシールリングによれば、カット部 7においてシールリングの端部 を径方向に移動させることが可能である。

[0061] すなわち、図 5に示すように、本実施の形態に係るシールリングによれば、シールリ ングの端部を周方向に移動させることなぐ径方向へ移動させることでシールリングを 装着することが可能になるので、シールリングの装着性を向上させることができる。

[0062] また、本実施の形態に係るシールリングは合成樹脂材によって形成されるものであ るので、シールリングの端部を一旦径方向へ移動させてシールリングが変形しても、 合成樹脂のもつ弾性復元力により、シールリングは装着時には元の環状形状に戻り 、環状隙間を確実に封止することが可能になる。

[0063] [内周シールもしくは外周シールとして用いる場合]

図 6を参照して、本実施の形態に係るシールリングを内周シール、及び外周シール をして用いる場合のカット部 7の構成につ!/、て説明する。

[0064] 図 6 (a)は、本実施の形態に係るシールリングを軸の外周面に形成される環状溝内 に装着した場合、すなわち本実施の形態に係るシールリングを外周シールとして用 いた場合の概略構成を示す。また、図 6 (b)は、本実施の形態に係るシールリングを ノ、ウジングの内周面に形成される環状溝内に装着した場合、すなわち本実施の形態 に係るシールリングを内周シールとして用いた場合の概略構成を示す。

[0065] 図 6 (a)、図 6 (b)に示すように、本実施の形態に係るシールリングを外周シール、ま たは内周シールとして用いる場合であっても、軸と同心的なシールリングの断面、及 び軸と垂直的なシールリングの断面が、シールリングの周方向にわたって連続する構 成であり、不連続な部分は形成されない。

[0066] すなわち、従来のシールリングの構成であれば、外周面側もしくは内周面側のどち らか一方に不連続な部分が形成されていたため、同じ構造のシールリングを内周シ ール、及び外周シールとして適用することは困難であった（図 7 (f)参照）。

[0067] これに対して本実施の形態に係るシールリングによれば、外周面 2及び内周面 3と もに周方向にわたって連続する構成である。すなわち、同じ構造のシールリングを内 周シールにも外周シールにも適用することが可能である。よって、内周シールと外周 シールの製造工程をわける必要がないのでシールリングの製造コストの低減を達成 すること力 Sでさる。

[0068] 以上より、本実施の形態に係るシールリングによれば、シールリングの一箇所にカツ ト部 7が形成され、シールリングの両端における周方向に対向する対向面の間に間 隙が形成されるシールリングにおいて、シールリングの軸と同心的、及び軸に垂直的 な断面のいずれもが、シールリングの周方向にわたって連続する構成であるので、密 封流体側と非密封流体側とが連通する隙間を生じることがない。よって、内周シール にも外周シールにも用いることが可能なシールリングを提供することが可能である。 さらに、本実施の形態に係るシールリングによれば、両端部をシールリングの径方 向に移動させることが可能な構成を有するので、シールリングの装着性を向上させる ことが可能になる。

Claims

請求の範囲

[1] 相対的に運動する 2部材間の環状隙間に設けられ、該環状隙間を封止するシール リングであって、

シールリングの周方向の一箇所にはカット部が設けられ、カット部を形成するシール リングの両端には互いに対向する周方向の対向面が形成され、対向面どうしの間に 周長変化を許容せしめるように隙間が形成されると共に、

シーノレリングは、

外周面と、

内周面と、

外周面の周縁と内周面の周縁とを連結する両側面と、

を備え、

シールリングの周長変化にかかわらず、

軸と同心的なシールリングの断面カ、シールリングの径方向のいずれの位置にお いても、シールリングの周方向にわたって連続する構成であり、

かつ、軸と垂直なシールリングの断面力 シールリングの径方向のいずれの位置に おいてもシールリングの周方向にわたって連続する構成であることを特徴とするシー ノレリング。

[2] シールリングのそれぞれの端部には、

外周面と、

外周面の周方向の端縁から径方向内側へ延びる対向面と、

該対向面の径方向内側の端縁から周方向へ延びる、軸と略同心的な円筒面と、 該円筒面の周方向の端縁から径方向内側へ内周面の周方向の端縁まで延びる対 向面と、

内周面と、

によって形成される段形状を有すると共に、

該段形状は、

内周面と外周面に連結し、シールリングの端部を軸方向に 2分する分離面を境界と して、シールリングの周方向にずれて 2箇所設けられる構成であって、 シールリングの一方の端部は、内周面側が凸の段形状を有し、

シールリングの他方の端部は、外周面側が凸の段形状を有し、

シールリングの両端部が嵌合する状態では、

それぞれの端部に設けられた分離面、及び円筒面どうしが当接することを特徴とす る請求項 1に記載のシールリング。