WO2016111121A1 - シールリング - Google Patents

シールリング Download PDF

Info

Publication number
WO2016111121A1
WO2016111121A1 PCT/JP2015/085056 JP2015085056W WO2016111121A1 WO 2016111121 A1 WO2016111121 A1 WO 2016111121A1 JP 2015085056 W JP2015085056 W JP 2015085056W WO 2016111121 A1 WO2016111121 A1 WO 2016111121A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
seal ring
angle
peripheral surface
housing
respect
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/085056
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
南宣 朴
佐藤　義幸
Original Assignee
株式会社リケン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社リケン filed Critical 株式会社リケン
Priority to CN201580071498.3A priority Critical patent/CN107110361B/zh
Priority to US15/542,355 priority patent/US10378651B2/en
Priority to KR1020177019773A priority patent/KR101900394B1/ko
Publication of WO2016111121A1 publication Critical patent/WO2016111121A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0887—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing the sealing effect being obtained by elastic deformation of the packing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/44—Free-space packings
    • F16J15/441—Free-space packings with floating ring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/18—Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for elastic or plastic packings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/44—Free-space packings
    • F16J15/441—Free-space packings with floating ring
    • F16J15/442—Free-space packings with floating ring segmented
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/46—Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings

Definitions

  • the present invention relates to a seal ring that can be used for hydraulic equipment.
  • a seal ring is used to prevent oil leakage.
  • the seal ring seals between the shaft and the housing in, for example, a hydraulic device having a configuration in which the shaft is inserted into the housing.
  • the seal ring is attached to the groove portion of the shaft before being inserted into the housing.
  • General seal rings have a rectangular cross section (see Patent Document 1).
  • the side surface opposite to the pressure-receiving side surface contacts the groove portion of the shaft, and the outer peripheral surface contacts the inner peripheral surface of the housing.
  • the seal ring seals between the shaft and the housing by contacting the shaft and the housing.
  • the seal ring When the oil pressure applied to the seal ring is increased, the seal ring may be inclined with respect to the shaft and the housing due to the pressing force applied to the pressure receiving side surface and the inner peripheral surface. In such a case, the contact between the outer peripheral surface of the seal ring and the inner peripheral surface of the housing becomes insufficient, and the sealing performance by the seal ring is deteriorated.
  • an object of the present invention is to provide a seal ring that can provide excellent sealing performance regardless of the hydraulic pressure.
  • a seal ring includes an outer peripheral surface and a side surface formed symmetrically with respect to a plane perpendicular to the central axis.
  • the outer peripheral surface has a top portion, a first tapered surface, and a second tapered surface.
  • the top is provided along the plane.
  • the first tapered surface has a smaller diameter as the distance from the top increases, and forms a first angle with respect to the central axis.
  • the second tapered surface is provided closer to the side surface than the first tapered surface, and has a smaller diameter as the distance from the first tapered surface increases.
  • the second tapered surface is larger than the first angle with respect to the central axis. Make an angle.
  • the first taper surface comes into surface contact with the inner peripheral surface of the housing when the hydraulic pressure is low, and the second taper surface comes into surface contact with the inner peripheral surface of the housing when the hydraulic pressure is high. That is, in the seal ring, since the surface contact is made with the inner peripheral surface of the housing regardless of the hydraulic pressure, high sealing performance can be obtained.
  • the first angle may be not less than 0.1 ° and not more than 1.0 °
  • the second angle may be not less than 1.0 ° and not more than 5.0 °.
  • the first tapered surface and the second tapered surface come into surface contact with the inner peripheral surface of the housing more accurately, so that particularly high sealing performance can be obtained.
  • the dimension of the direction of the central axis may be larger in the second tapered surface than in the first tapered surface.
  • the area of the second taper surface is large, that is, the area of the contact surface between the second taper surface and the inner peripheral surface of the housing is large, so that more stable sealing performance can be obtained even when the hydraulic pressure is high. It is done.
  • the seal ring may further include an R surface that connects the outer peripheral surface and the side surface. With this configuration, the seal ring can slide smoothly with respect to the shaft and the housing.
  • the side surface may approach the flat surface as the distance from the outer peripheral surface increases.
  • the side surface may form a third angle larger than the second angle with respect to the plane.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the seal ring taken along line AA ′ of FIG. It is a fragmentary sectional view which expands and shows the area
  • FIG. 1 is a side view of a seal ring 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the seal ring 1 according to the present embodiment can be applied to various hydraulic devices such as a hydraulic automatic transmission for automobiles.
  • the seal ring 1 is formed in an annular shape around the central axis C, and has an outer peripheral surface 10, an inner peripheral surface 20, and two side surfaces 30a and 30b.
  • the seal ring 1 is provided with an abutment 40 in a part of its circumferential direction.
  • the joint 40 In the free state of the seal ring 1 where no force is applied to the seal ring 1, the joint 40 is slightly open. The diameter of the seal ring 1 increases by widening the joint 40 and decreases by narrowing the joint 40.
  • the shape of the abutment 40 is not particularly limited, and a known shape can be adopted.
  • the joint 40 for example, a right angle (straight) joint, an oblique (angle) joint, a stepped joint, a double angle joint, a double cut joint, a triple step joint, or the like can be used.
  • the joint 40 is configured to be able to engage with each other so that oil leakage at the joint 40 is suppressed.
  • the joint 40 is particularly preferably a stepped joint, a double angle joint, a double cut joint, a triple step joint, or the like.
  • the material for forming the seal ring 1 can be appropriately determined depending on the driving environment. In order to reduce the friction loss (friction loss) of the seal ring 1, it is preferable that the material forming the seal ring 1 is excellent in sliding characteristics. Moreover, it is preferable that the material which forms the seal ring 1 is excellent in heat resistance.
  • resin materials that can be used for the seal ring 1 include polyether ether ketone (PEEK), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), and tetrafluoroethylene / ethylene.
  • PEEK polyether ether ketone
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PFA perfluoroalkyl vinyl ether copolymer
  • tetrafluoroethylene / ethylene examples include a copolymer (ETFE), polyvinylidene difluoride (PVDF), and polyphenylene sulfide (PPS).
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of the seal ring 1 taken along line AA ′ of FIG.
  • FIG. 2B is an enlarged partial cross-sectional view of a portion of the seal ring 1 surrounded by a one-dot chain line in FIG. 2A.
  • the seal ring 1 has a symmetrical shape with respect to the center plane D, which is a plane perpendicular to the center axis C. For this reason, the sealing performance by the seal ring 1 does not depend on the direction of the seal ring 1. Therefore, the seal ring 1 can be attached to the groove portion G of the shaft S without considering its direction.
  • the outer peripheral surface 10 and the two side surfaces 30a and 30b are connected by the first R surface 15, respectively, and the inner peripheral surface 20 and the two side surfaces 30a and 30b are connected by the second R surface 21, respectively.
  • the R surfaces 15 and 21 are configured as convex curved surfaces. As described above, the seal ring 1 can be smoothly slid with respect to the shaft S and the housing H because the corners are eliminated by the four corners being the R surfaces 15 and 21.
  • the outer peripheral surface 10 of the seal ring 1 is provided with a top portion 13, a first tapered surface 11, and a second tapered surface 12 along the circumferential direction.
  • the top portion 13 is provided along the center surface D and has the largest diameter on the outer peripheral surface 10.
  • the 1st taper surface 11 is extended from the top part 13 to each boundary part 14 in the intermediate position of the center surface D and the side surfaces 13a and 13b.
  • the second tapered surface 12 extends from each boundary portion 14 to the R surface 15.
  • the top portion 13 and the boundary portion 14 may be configured as corner portions where the respective planes intersect, or may include a curved surface such as an R surface.
  • an axis C ′ parallel to the central axis C is indicated by a one-dot chain line.
  • the first taper surface 11 forms a first angle ⁇ 1 with respect to the center axis C
  • the second taper surface 12 forms a second angle ⁇ 2 with respect to the center axis C.
  • the second angle ⁇ 2 related to the second tapered surface 12 is larger than the first angle ⁇ 1 related to the first tapered surface 11.
  • the outer peripheral surface 10 is configured to incline downward from the top portion 13 toward the side surfaces 30 a and 30 b, and to have a steep gradient at the boundary portion 14.
  • the first angle ⁇ 1 related to the first tapered surface 11 and the second angle ⁇ 2 related to the second tapered surface 12 are determined by the hydraulic pressure applied to the seal ring 1 and the like.
  • the first angle ⁇ 1 is preferably 0.1 ° or more and 1.0 ° or less
  • the second angle ⁇ 2 is 1.0 ° or more. It is preferably 5.0 ° or less.
  • the first dimension in the central axis C direction of the first tapered surface 11 is L 1
  • a second dimension in the central axis C direction of the second tapered surface 12 is L 2.
  • the first dimension L 1 related to the first tapered surface 11 and the second dimension L 2 related to the second tapered surface 12 can be determined as appropriate.
  • the second dimension L 2 related to the second tapered surface 12 should be larger than the first dimension L 1 related to the first tapered surface 11.
  • the second dimension L 2 is preferably first is less than 1.5 times 1.2 times the dimension L 1.
  • the two side surfaces 30a and 30b of the seal ring 1 are formed in a tapered shape whose width decreases from the outer peripheral surface 10 side toward the inner peripheral surface 20 side.
  • the side surface 30a is configured as a seal side surface 30a that contacts the upper end of the groove portion G of the shaft S
  • the side surface 30b is configured as a pressure receiving side surface 30b that mainly receives hydraulic pressure.
  • a plane D ′ parallel to the center plane D is indicated by a one-dot chain line.
  • Each of the side surfaces 30a and 30b is configured as a plane that forms a third angle ⁇ 3 with respect to the center plane D.
  • the third angle ⁇ 3 related to each of the side surfaces 30 a and 30 b is preferably larger than the second angle ⁇ 2 related to the second tapered surface 12.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the seal ring 1 incorporated in a hydraulic device.
  • the seal ring 1 is mounted in the groove G of the shaft S of the hydraulic device, and the shaft S is inserted through the housing H together with the seal ring 1.
  • the diameter of the seal ring 1 incorporated in the hydraulic equipment is slightly smaller than the free state. That is, the seal ring 1 presses the inner peripheral surface H ⁇ b> 1 of the housing H by the outer peripheral surface 10 by an elastic force that attempts to return to the free state.
  • FIG. 3 shows a non-hydraulic state in which no oil flows between the housing H and the shaft S and no hydraulic pressure is applied to the seal ring 1.
  • the outer peripheral surface 10 of the seal ring 1 is in line contact with the inner peripheral surface H1 of the housing H at the top portion 13.
  • FIGS. 4A and 4B show a low oil pressure state in which oil flows between the housing H and the shaft S and a low oil pressure is applied to the seal ring 1. It is assumed that the oil pressure at the time of low oil pressure is in a first range that can be set according to the use conditions of the seal ring 1 and the like.
  • the seal ring 1 at the time of low hydraulic pressure is inclined until the first tapered surface 11 comes into surface contact with the inner peripheral surface H1 of the housing H, and the first stable state where the first tapered surface 11 comes into surface contact with the inner peripheral surface H1 of the housing H. It becomes. That is, when hydraulic pressure is applied to the seal ring 1, the contact mode of the seal ring 1 with respect to the inner peripheral surface H1 of the housing H changes from the line contact shown in FIG. 3 to the surface contact shown in FIGS. 4A and 4B.
  • the first taper surface 11 is in surface contact with the inner peripheral surface H1 of the housing H, that is, the first taper surface 11 is pressed by the inner peripheral surface H1 of the housing H. Yes. Therefore, since the shape of the seal ring 1 in the first stable state is regulated by the inner peripheral surface H1 of the housing H, the seal ring 1 is not easily deformed.
  • an elastic force is exerted on the seal ring 1 in the first stable state so that the elastically deformed seal ring 1 returns to its original shape.
  • This elastic force works in the direction opposite to the pressing force by the oil. For this reason, the seal ring 1 in the first stable state is unlikely to be further elastically deformed even when subjected to hydraulic pressure.
  • the first taper surface 11 is maintained in the first stable state where the first taper surface 11 is in surface contact with the inner peripheral surface H1 of the housing H, so that excellent sealing performance can be obtained.
  • FIGS. 5A and 5B show a high oil pressure state in which high oil pressure is applied to the seal ring 1 as oil further flows into the housing H and the shaft S from the state shown in FIGS. 4A and 4B. Yes.
  • the hydraulic pressure at high hydraulic pressure is in the second range that can be set according to the usage conditions of the seal ring 1 and the like.
  • the second range of oil pressure at the time of high oil pressure is higher than the first range of oil pressure at the time of low oil pressure.
  • the seal ring 1 When the hydraulic pressure applied to the seal ring 1 rises from the first range to the second range, the seal ring 1 cannot maintain the first stable state, and the seal side surface is centered on the top portion 13 over the entire circumference. It is elastically deformed so as to be further inclined toward the 30a side.
  • the seal ring 1 at the time of high hydraulic pressure is inclined until the second tapered surface 12 comes into surface contact with the inner peripheral surface H1 of the housing H, and the second stable state where the second tapered surface 12 comes into surface contact with the inner peripheral surface H1 of the housing H. It becomes. That is, even if the hydraulic pressure applied to the seal ring 1 rises from the first range to the second range, the surface contact with the inner peripheral surface H1 of the housing H by the seal ring 1 is maintained.
  • the seal ring 1 in a second stable state Then, the seal side surface 30a and the side surface of the groove portion G of the shaft S are separated without surface contact. Thereby, in the seal ring 1, since the sliding resistance with respect to the groove part G of the shaft S is kept small, the friction loss with the shaft S is reduced.
  • the second tapered surface 12 is in surface contact with the inner peripheral surface H1 of the housing H, that is, the second tapered surface 12 is pressed by the inner peripheral surface H1 of the housing H. Yes. Therefore, since the shape of the seal ring 1 in the second stable state is regulated by the inner peripheral surface H1 of the housing H, the seal ring 1 is not easily deformed.
  • the action of regulating the shape of the seal ring 1 by the inner peripheral surface H1 of the housing H is that the area of the second taper surface 12 is large, that is, the area of the contact surface between the second taper surface 12 and the inner peripheral surface H1 of the housing H. The larger the is, the more effectively it is obtained. Therefore, to be greater than the first dimension L 1 of the second dimension L 2 of the second tapered surface 12 shown in FIG. 2B in the first tapered surface 11, the sealing ring 1 is less likely to be deformed.
  • the elastic force for the elastically deformed seal ring 1 to return to the original shape is larger than that in the first stable state. For this reason, the seal ring 1 in the second stable state is unlikely to undergo further elastic deformation even when subjected to high hydraulic pressure.
  • the seal ring 1 is in the first stable state at low oil pressure and is in the second stable state at high oil pressure, so that it can exhibit excellent sealing performance at both low and high oil pressures. That is, in the seal ring 1, excellent sealing performance can be obtained regardless of the hydraulic pressure.
  • seal ring 1 can adopt a design different from the above embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of the design of the seal ring 1 according to this embodiment.
  • the seal rings 1a, 1b, and 1c according to the design example illustrated in FIG. 6 are different from the seal ring 1 according to the present embodiment only in the configuration of the side surfaces 30a and 30b.
  • the side surfaces 30a and 30b are configured as convex curved surfaces. In this configuration, it is possible to prevent the seal side surface 30a from being in surface contact with the side surface of the groove portion G of the shaft S. For this reason, in the seal ring 1a, the friction loss between the shaft S and the shaft S can be reduced.
  • the angles of the side surfaces 30a and 30b with respect to the central surface D are not constant, but are larger on the inner peripheral surface 20 side.
  • the pressing force applied from the oil to the seal side surface 30a increases.
  • the friction loss between the seal ring 1b and the shaft S can be reduced.
  • concave pockets Pa and Pb are provided on the inner peripheral surface 20 side of the side surfaces 30a and 30b.
  • the pressing force applied from the oil to the seal side surface 30a increases.
  • the friction loss between the seal ring 1c and the shaft S can be reduced.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

シールリングは、中心軸に垂直な平面について対称に形成された外周面及び側面を具備する。上記外周面は、頂部と、第１テーパ面と、第２テーパ面と、を有する。上記頂部は、上記平面に沿って設けられている。上記第１テーパ面は、前記頂部から離れるにつれて小径になり、前記中心軸に対して第１の角度を成す。上記第２テーパ面は、前記第１テーパ面よりも前記側面側に設けられ、前記第１テーパ面から離れるにつれて小径になり、前記中心軸に対して前記第１の角度よりも大きい第２の角度を成す。

Description

シールリング
　本発明は、油圧機器に利用可能なシールリングに関する。
　自動車用の自動変速機などの油圧機器では、オイル漏れを防止するためにシールリングが用いられる。シールリングは、例えば、シャフトがハウジングに挿通される構成を有する油圧機器において、シャフトとハウジングとの間を封止する。この場合、シールリングは、ハウジングに挿通される前のシャフトの溝部に装着される。
　一般的なシールリングは矩形の断面を有する（特許文献１参照）。このようなシールリングでは、油圧が加わると、受圧側面とは反対側の側面がシャフトの溝部に接触するとともに、外周面がハウジングの内周面に接触する。このように、シールリングは、シャフト及びハウジングに接触することにより、シャフトとハウジングとの間を封止する。
特開２０１２－２５５４９５号公報
　シールリングに加わる油圧が高くなると、受圧側面及び内周面に加わる押圧力によって、シールリングがシャフト及びハウジングに対して傾く場合がある。このような場合、シールリングの外周面とハウジングの内周面との接触が不十分となり、シールリングによるシール性が低下してしまう。
　以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、油圧の高さに関わらず優れたシール性が得られるシールリングを提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るシールリングは、中心軸に垂直な平面について対称に形成された外周面及び側面を具備する。
　上記外周面は、頂部と、第１テーパ面と、第２テーパ面と、を有する。
　上記頂部は、上記平面に沿って設けられている。
　上記第１テーパ面は、上記頂部から離れるにつれて小径になり、上記中心軸に対して第１の角度を成す。
　上記第２テーパ面は、上記第１テーパ面よりも上記側面側に設けられ、上記第１テーパ面から離れるにつれて小径になり、上記中心軸に対して上記第１の角度よりも大きい第２の角度を成す。
　この構成のシールリングでは、油圧が低い場合に第１テーパ面がハウジングの内周面に面接触し、油圧が高い場合に第２テーパ面がハウジングの内周面に面接触する。つまり、上記シールリングでは、油圧の高さに関わらずハウジングの内周面に面接触するため、高いシール性が得られる。
　上記第１の角度は０．１°以上１．０°以下であり、上記第２の角度は１．０°以上５．０°以下であってもよい。
　この構成のシールリングでは、第１テーパ面及び第２テーパ面がより的確にハウジングの内周面に面接触するようになるため、特に高いシール性が得られる。
　上記中心軸の方向の寸法が上記第１テーパ面より上記第２テーパ面の方が大きくてもよい。
　この構成のシールリングでは、第２テーパ面の面積が大きく、つまり第２テーパ面とハウジングの内周面との接触面の面積が大きくなるため、油圧が高い場合においてより安定したシール性が得られる。
　上記シールリングは、上記外周面と上記側面とを接続するＲ面を更に具備してもよい。
　この構成により、上記シールリングがシャフトやハウジングに対してスムーズに摺動可能となる。
　上記側面は上記外周面から離れるにつれて上記平面に近接してもよい。
　上記側面は、上記平面に対して上記第２の角度よりも大きい第３の角度を成していてもよい。
　この構成により、上記シールリングの側面が溝部の側面に面接触しにくくなる。このため、上記シールリングでは、シャフトの溝部に対する摺動抵抗が小さくなるため、シャフトの溝部との間におけるフリクションロスが低減される。
　油圧の高さに関わらず優れたシール性が得られるシールリングを提供することができる。
本発明の一実施形態に係るシールリングの側面図である。 上記シールリングの図１のＡ－Ａ'線に沿った断面図である。 上記シールリングの図２の一点鎖線で囲んだ領域を拡大して示す部分断面図である。 上記シールリングのシャフト及びハウジングに組み込まれた状態を示す断面図である。 上記シールリングの低い油圧が加わっている状態を示す断面図である。 上記シールリングの図４Ａの一点鎖線で囲んだ領域を拡大して示す部分断面図である。 上記シールリングの高い油圧が加わっている状態を示す断面図である。 上記シールリングの図５Ａの一点鎖線で囲んだ領域を拡大して示す部分断面図である。 上記実施形態のデザイン例に係るシールリングの断面図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
［シールリング１の構成］
　図１は、本発明の一実施形態に係るシールリング１の側面図である。本実施形態に係るシールリング１は、油圧式の自動車用自動変速機など、種々の油圧機器に適用可能である。シールリング１は、中心軸Ｃを中心とする環状に形成され、外周面１０と、内周面２０と、２つの側面３０ａ，３０ｂと、を有する。
　シールリング１には、その周方向の一部に合口４０が設けられている。シールリング１に力が加わっていないシールリング１の自由状態では合口４０がやや開いている。シールリング１の径は、合口４０を広げることにより大きくなり、合口４０を狭めることにより小さくなる。
　合口４０の形状は、特に限定されず、公知の形状を採用可能である。合口４０としては、例えば、直角（ストレート）合口、斜め（アングル）合口、段付き（ステップ）合口、ダブルアングル合口、ダブルカット合口、トリプルステップ合口などを採用可能である。
　また、合口４０は、合口４０におけるオイル漏れが抑制されるように、相互に係合可能な構成とされていることが好ましい。この観点から、合口４０は、例えば、段付き合口、ダブルアングル合口、ダブルカット合口、トリプルステップ合口などであることが特に好ましい。
　シールリング１を形成する材料は、駆動環境などにより適宜決定可能である。シールリング１のフリクションロス（摩擦損失）を低減するためには、シールリング１を形成する材料は摺動特性に優れることが好ましい。また、シールリング１を形成する材料は耐熱性に優れることが好ましい。
　シールリング１に利用可能な樹脂材料としては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンジフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などが挙げられる。
　図２Ａは、シールリング１の図１のＡ－Ａ'線に沿った断面図である。図２Ｂは、シールリング１の図２Ａの一点鎖線で囲んだ部分を拡大して示す部分断面図である。
　シールリング１は、中心軸Ｃに垂直な平面である中央面Ｄについて対称な形状を有する。このため、シールリング１によるシール性は、シールリング１の向きに依存しない。したがって、シールリング１では、その向きを考慮することなく、シャフトＳの溝部Ｇへの装着を行うことが可能となる。
　シールリング１では、外周面１０と２つの側面３０ａ，３０ｂとがそれぞれ第１Ｒ面１５により接続され、内周面２０と２つの側面３０ａ，３０ｂとがそれぞれ第２Ｒ面２１により接続されている。Ｒ面１５，２１は凸状の曲面として構成される。このように、シールリング１では、４隅がＲ面１５，２１とされることにより角部が排除されているため、シャフトＳやハウジングＨに対してスムーズに摺動可能である。
　シールリング１の外周面１０には、その周方向に沿って、頂部１３と、第１テーパ面１１と、第２テーパ面１２と、が設けられている。
　頂部１３は、中央面Ｄに沿って設けられ、外周面１０において最も大きい径を有する。第１テーパ面１１は、頂部１３から、中央面Ｄと側面１３ａ，１３ｂとの中間位置にある各境界部１４まで延びている。第２テーパ面１２は、各境界部１４からＲ面１５まで延びている。頂部１３及び境界部１４は、各平面が交差する角部として構成されていても、Ｒ面などの曲面を含む構成であってもよい。
　図２Ｂには、中心軸Ｃに平行な軸Ｃ'が一点鎖線で示されている。第１テーパ面１１は中心軸Ｃに対して第１の角度θ１を成し、第２テーパ面１２は中心軸Ｃに対して第２の角度θ２を成す。第２テーパ面１２に係る第２の角度θ２は、第１テーパ面１１に係る第１の角度θ１よりも大きい。つまり、外周面１０は、頂部１３から側面３０ａ，３０ｂに向けて下向きに傾斜し、境界部１４において勾配が急になるように構成されている。
　第１テーパ面１１に係る第１の角度θ１、及び第２テーパ面１２に係る第２の角度θ２は、シールリング１に加わる油圧の高さなどによって決定される。例えば、一般的な油圧機器に用いられるシールリング１では、第１の角度θ１が０．１°以上１．０°以下であることが好ましく、第２の角度θ２が１．０°以上５．０°以下であることが好ましい。
　また、第１テーパ面１１の中心軸Ｃ方向における第１の寸法はＬ１であり、第２テーパ面１２の中心軸Ｃ方向における第２の寸法はＬ２である。第１テーパ面１１に係る第１の寸法Ｌ１、及び第２テーパ面１２に係る第２の寸法Ｌ２は、適宜決定可能である。
　しかし、高い油圧でより安定したシール性を担保するためには、第２テーパ面１２に係る第２の寸法Ｌ２が、第１テーパ面１１に係る第１の寸法Ｌ１よりも大きいことが好ましい。具体的に、第２の寸法Ｌ２は、第１の寸法Ｌ１の１．２倍以上１．５倍以下であることが好ましい。
　シールリング１の２つの側面３０ａ，３０ｂは、外周面１０側から内周面２０側に向けて幅が狭まるテーパ状に形成されている。本実施形態では、側面３０ａがシャフトＳの溝部Ｇの上端部に接触するシール側面３０ａとして構成され、側面３０ｂが主に油圧を受ける受圧側面３０ｂとして構成される。
　図２Ｂには中央面Ｄに平行な平面Ｄ'が一点鎖線で示されている。各側面３０ａ，３０ｂは、中央面Ｄに対して第３の角度θ３を成す平面として構成される。各側面３０ａ，３０ｂに係る第３の角度θ３は、上記の第２テーパ面１２に係る第２の角度θ２よりも大きいことが好ましい。
　図３は、油圧機器に組み込まれたシールリング１を模式的に示す断面図である。図３に示す構成では、シールリング１が油圧機器のシャフトＳの溝部Ｇに装着され、シャフトＳがシールリング１とともにハウジングＨに挿通されている。
　油圧機器に組み込まれたシールリング１の径は、自由状態よりもやや小さくなっている。つまり、シールリング１は、自由状態に戻ろうとする弾性力によって、外周面１０によりハウジングＨの内周面Ｈ１を押圧している。
　図３は、ハウジングＨとシャフトＳとの間にオイルが流入しておらず、シールリング１に油圧が加わっていない無油圧時の状態を示している。無油圧時には、シールリング１の外周面１０が頂部１３においてハウジングＨの内周面Ｈ１に対して線接触している。
　図４Ａ及び図４Ｂは、ハウジングＨとシャフトＳとの間にオイルが流入し、シールリング１に低い油圧が加わっている低油圧時の状態を示している。低油圧時における油圧は、シールリング１の使用条件などにより設定可能な第１の範囲にあるものとする。
　ハウジングＨとシャフトＳとの間にオイルが流入すると、主に、受圧側面３０ｂ及び内周面２０に油圧が加わる。つまり、受圧側面３０ｂではシール側面３０ａよりもオイルから加わる押圧力が大きい。このため、油圧を加えられたシールリング１は、その全周にわたって頂部１３を中心としてシール側面３０ａ側に傾くように弾性変形する。
　低油圧時におけるシールリング１は、第１テーパ面１１がハウジングＨの内周面Ｈ１に面接触するまで傾き、第１テーパ面１１がハウジングＨの内周面Ｈ１に面接触する第１安定状態となる。つまり、シールリング１に油圧が加わると、シールリング１によるハウジングＨの内周面Ｈ１に対する接触態様が、図３に示す線接触から、図４Ａ及び図４Ｂに示す面接触に変化する。
　第１安定状態にあるシールリング１では、第１テーパ面１１がハウジングＨの内周面Ｈ１に面接触しており、つまりハウジングＨの内周面Ｈ１によって第１テーパ面１１が押さえ付けられている。したがって、第１安定状態にあるシールリング１は、その形状がハウジングＨの内周面Ｈ１によって規制されるため、変形しにくい。
　更に、第１安定状態にあるシールリング１には、弾性変形したシールリング１が元の形状に戻ろうとする弾性力が働いている。この弾性力はオイルによる押圧力とは反対方向に働く。このため、第１安定状態にあるシールリング１は、油圧を受けても、更なる弾性変形を生じにくい。
　このように、低油圧時におけるシールリング１では、第１テーパ面１１がハウジングＨの内周面Ｈ１に対して面接触する第１安定状態が維持されるため、優れたシール性が得られる。
　図５Ａ及び図５Ｂは、図４Ａ及び図４Ｂに示す状態からハウジングＨとシャフトＳとの間に更にオイルが流入しようとし、シールリング１に高い油圧が加わっている高油圧時の状態を示している。
　高油圧時における油圧は、シールリング１の使用条件などにより設定可能な第２の範囲にあるものとする。但し、高油圧時における油圧の第２の範囲は、上記の低油圧時における油圧の第１の範囲よりも高い。
　シールリング１に加わる油圧が第１の範囲から第２の範囲まで上昇すると、シールリング１は、上記の第１安定状態を保持することができなくなり、その全周にわたって頂部１３を中心としてシール側面３０ａ側に更に傾くように弾性変形する。
　高油圧時におけるシールリング１は、第２テーパ面１２がハウジングＨの内周面Ｈ１に面接触するまで傾き、第２テーパ面１２がハウジングＨの内周面Ｈ１に面接触する第２安定状態となる。つまり、シールリング１に加わる油圧が第１の範囲から第２の範囲に上昇しても、シールリング１によるハウジングＨの内周面Ｈ１に対する面接触が維持される。
　なお、本実施形態では、図２Ｂに示すシール側面３０ａに係る第３の角度θ３が第２テーパ面１２に係る第２の角度θ２よりも大きいため、第２安定状態にあるシールリング１では、シール側面３０ａとシャフトＳの溝部Ｇの側面とが面接触することなく離間している。これにより、シールリング１では、シャフトＳの溝部Ｇに対する摺動抵抗が小さく保たれるため、シャフトＳとの間におけるフリクションロスが低減される。
　第２安定状態にあるシールリング１では、第２テーパ面１２がハウジングＨの内周面Ｈ１に面接触しており、つまりハウジングＨの内周面Ｈ１によって第２テーパ面１２が押さえ付けられている。したがって、第２安定状態にあるシールリング１は、その形状がハウジングＨの内周面Ｈ１によって規制されるため、変形しにくい。
　ハウジングＨの内周面Ｈ１によってシールリング１の形状が規制される作用は、第２テーパ面１２の面積が大きく、つまり第２テーパ面１２とハウジングＨの内周面Ｈ１との接触面の面積が大きいほど、効果的に得られる。したがって、図２Ｂに示す第２テーパ面１２に係る第２の寸法Ｌ２を第１テーパ面１１に係る第１の寸法Ｌ１よりも大きくすることにより、シールリング１がより変形しにくくなる。
　更に、第２安定状態にあるシールリング１では、弾性変形したシールリング１が元の形状に戻ろうとする弾性力が、上記の第１安定状態よりも大きくなる。このため、第２安定状態にあるシールリング１は、高い油圧を受けても、更なる弾性変形を生じにくい。
　このように、高油圧時におけるシールリング１では、第２テーパ面１２がハウジングＨの内周面Ｈ１に対して面接触する第２安定状態が維持されるため、優れたシール性が得られる。
　以上述べたとおり、シールリング１は、低油圧時に第１安定状態となり、高油圧時に第２安定状態となることにより、低油圧時にも高油圧時にも優れたシール性を発揮することができる。つまり、シールリング１では、油圧の高さに関わらず優れたシール性が得られる。
［シールリング１のデザイン例］
　シールリング１では上記実施形態とは異なるデザインを採用することが可能である。
　図６は、本実施形態に係るシールリング１のデザインの一例を示す断面図である。図６に示すデザイン例に係るシールリング１ａ，１ｂ，１ｃは、側面３０ａ，３０ｂの構成のみ、本実施形態に係るシールリング１と異なる。
　図６（ａ）に示すシールリング１ａでは、側面３０ａ，３０ｂが凸状の曲面として構成されている。この構成では、シール側面３０ａがシャフトＳの溝部Ｇの側面に対して面接触することを防止することができる。このため、シールリング１ａでは、シャフトＳとの間におけるフリクションロスを低減することができる。
　図６（ｂ）に示すシールリング１ｂでは、側面３０ａ，３０ｂの中央面Ｄに対する角度が一定ではなく、内周面２０側で大きくなっている。この構成では、内周面２０側においてシール側面３０ａ側に回り込むオイルの量が多くなるため、シール側面３０ａにオイルから加わる押圧力が大きくなる。これにより、シール側面３０ａとシャフトＳの溝部Ｇとの接触圧力が抑制されるため、シールリング１ｂとシャフトＳとの間におけるフリクションロスを低減することができる。
　図６（ｃ）に示すシールリング１ｃでは、側面３０ａ，３０ｂの内周面２０側に凹状のポケットＰａ，Ｐｂが設けられている。この構成では、シール側面３０ａ側のポケットＰａにオイルが流入することにより、シール側面３０ａにオイルから加わる押圧力が大きくなる。これにより、シール側面３０ａとシャフトＳの溝部Ｇとの接触圧力が抑制されるため、シールリング１ｃとシャフトＳとの間におけるフリクションロスを低減することができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
１…シールリング
１０…外周面
１１…第１テーパ面
１２…第２テーパ面
１３…頂部
１４…境界部
１５…Ｒ面
２０…内周面
３０ａ，３０ｂ…側面
Ｃ…中心軸
Ｄ…中央面

Claims (6)

  1. 　中心軸に垂直な平面について対称に形成された外周面及び側面を具備し、
    　前記外周面は、
    　前記平面に沿って設けられた頂部と、
    　前記頂部から離れるにつれて小径になり、前記中心軸に対して第１の角度を成す第１テーパ面と、
    　前記第１テーパ面よりも前記側面側に設けられ、前記第１テーパ面から離れるにつれて小径になり、前記中心軸に対して前記第１の角度よりも大きい第２の角度を成す第２テーパ面と、
    　を有する
    　シールリング。
  2. 　請求項１に記載のシールリングであって、
    　前記第１の角度は０．１°以上１．０°以下であり、前記第２の角度は１．０°以上５．０°以下である
    　シールリング。
  3. 　請求項１又は２に記載のシールリングであって、
    　前記中心軸の方向の寸法が前記第１テーパ面より前記第２テーパ面の方が大きい
    　シールリング。
  4. 　請求項１から３のいずれか１項に記載のシールリングであって、
    　前記外周面と前記側面とを接続するＲ面を更に具備する
    　シールリング。
  5. 　請求項１から４のいずれか１項に記載のシールリングであって、
    　前記側面は前記外周面から離れるにつれて前記平面に近接する
    　シールリング。
  6. 　請求項５に記載のシールリングであって、
    　前記側面は、前記平面に対して前記第２の角度よりも大きい第３の角度を成す
    　シールリング。
PCT/JP2015/085056 2015-01-08 2015-12-15 シールリング WO2016111121A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201580071498.3A CN107110361B (zh) 2015-01-08 2015-12-15 密封圈
US15/542,355 US10378651B2 (en) 2015-01-08 2015-12-15 Seal ring
KR1020177019773A KR101900394B1 (ko) 2015-01-08 2015-12-15 밀봉 링

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015002344A JP6491885B2 (ja) 2015-01-08 2015-01-08 シールリング
JP2015-002344 2015-01-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016111121A1 true WO2016111121A1 (ja) 2016-07-14

Family

ID=56355823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/085056 WO2016111121A1 (ja) 2015-01-08 2015-12-15 シールリング

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10378651B2 (ja)
JP (1) JP6491885B2 (ja)
KR (1) KR101900394B1 (ja)
CN (1) CN107110361B (ja)
WO (1) WO2016111121A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018114701A1 (de) * 2018-06-19 2019-12-19 Konzelmann Gmbh Hydrodynamisch wirksamer Dichtring und Drehdurchführung mit einem solchen Dichtring
JP7153161B2 (ja) * 2019-12-11 2022-10-13 Ntn株式会社 シールリングおよび油圧機器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002295692A (ja) * 2001-04-02 2002-10-09 Nok Corp シールリング
WO2012102250A1 (ja) * 2011-01-25 2012-08-02 日本バルカー工業株式会社 シール材
JP2014202221A (ja) * 2013-04-01 2014-10-27 Nok株式会社 シールリング及び密封構造

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1160574A (en) * 1966-08-05 1969-08-06 Dowty Seals Ltd Seal
US3727927A (en) * 1968-09-06 1973-04-17 Int Harvester Co Ring manufacture, productive of line contact seal
US3771801A (en) * 1972-06-05 1973-11-13 Greene Tweed & Co Inc Sealing device
US4350352A (en) * 1981-07-24 1982-09-21 Mack Trucks, Inc. Piston ring and groove assemblies
JP2551701Y2 (ja) 1991-03-27 1997-10-27 エヌティエヌ株式会社 自動変速機用オイルシールリング
US5524905A (en) * 1994-09-28 1996-06-11 Greene, Tweed Of Delaware, Inc. Sealing assembly with T-shaped seal ring and anti-extrusion rings
JP3437312B2 (ja) * 1995-02-16 2003-08-18 株式会社リケン シールリングおよびシール装置
US6450502B1 (en) * 1998-11-14 2002-09-17 Ti Specialty Polymer Products, Inc. Rotary seal with relief angle for controlled tipping
JP2005003130A (ja) * 2003-06-12 2005-01-06 Nok Corp ガスケットの組付け方法及びガスケット
JP2006316947A (ja) * 2005-05-16 2006-11-24 Mitsubishi Cable Ind Ltd 塗装機用ピストンパッキン
JP2012255495A (ja) 2011-06-09 2012-12-27 Nok Corp シールリング

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002295692A (ja) * 2001-04-02 2002-10-09 Nok Corp シールリング
WO2012102250A1 (ja) * 2011-01-25 2012-08-02 日本バルカー工業株式会社 シール材
JP2014202221A (ja) * 2013-04-01 2014-10-27 Nok株式会社 シールリング及び密封構造

Also Published As

Publication number Publication date
CN107110361A (zh) 2017-08-29
CN107110361B (zh) 2019-06-18
KR20170105516A (ko) 2017-09-19
KR101900394B1 (ko) 2018-09-20
US20180274679A1 (en) 2018-09-27
US10378651B2 (en) 2019-08-13
JP6491885B2 (ja) 2019-03-27
JP2016125644A (ja) 2016-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5548312B2 (ja) シールリング
WO2011162283A1 (ja) シールリング
JP6314689B2 (ja) 密封装置
WO2011105513A1 (ja) シールリング
KR101927598B1 (ko) 밀봉 장치
US9303767B2 (en) Seal ring
JP6913186B2 (ja) シールリング
JP6447667B2 (ja) シールリング及び密封構造
JP6491885B2 (ja) シールリング
JP2015197176A (ja) シール部材及び配管継手構造
US10451185B2 (en) Seal ring
JP6432670B2 (ja) 密封装置及び密封構造
JP6574045B2 (ja) 油圧機器用シールリング
WO2020058771A1 (ja) シールリング
JP2018159386A (ja) 密封装置
KR102038238B1 (ko) 실 링
JP4933225B2 (ja) リップシール
JP2007092791A (ja) シールリング
JP6910260B2 (ja) 密封構造体
JP2014202221A (ja) シールリング及び密封構造
JP2017155771A (ja) 密封装置及び密封構造
JP2017082877A (ja) シールリング
JP2017133528A (ja) 密封構造
JP2017101736A (ja) シールリング

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15876994

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15542355

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20177019773

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15876994

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1