WO2018163770A1 - シールリング - Google Patents

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勝好 佐久間
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y10S277/935—Seal made of a particular material
    • Y10S277/944—Elastomer or plastic

Definitions

  • the present invention relates to a seal ring.
  • a seal ring for rotation used in AT / CVT or the like generally, a seal ring formed by using PEEK which is an injection molding material and provided with a cut portion for separating one place on the circumference is used.
  • the cut portion 52 is formed in a state where the cut portion 52 is expanded in the circumferential direction of the seal ring (a state where the diameter of the seal ring 51 is expanded), and then the drawing.
  • Reference numeral 61 denotes a cylindrical correction jig having a predetermined inner diameter for correcting the seal ring 51.
  • the seal ring 51 made of hard resin is not easily deformed in the vicinity of the cut portion 52, so that correction is insufficient in a post-process after molding. Insufficient correction is a main factor that deteriorates the roundness of the seal ring 51.
  • Patent Document 3 The applicant of the present application has proposed the invention described in Patent Document 3.
  • This invention aims at reducing the restoring force of the seal ring, and is provided with a radially thin portion having a small radial thickness at a plurality of locations (13 locations in FIG. 9 of the publication) on the circumference of the seal ring. ing.
  • the radially thin portion facilitates deformation of the seal ring.
  • An object of the present invention is to provide a seal ring that can solve the shortage of correction of the shape that occurs in the vicinity of the cut portion, and can reduce the size of a gap generated between the seal ring and a counterpart part during mounting. It is.
  • the present invention provides a ring body mounted in a mounting groove provided in one member of two members assembled so as to be capable of relative displacement, and is provided in the ring body and contacts the other member of the two members.
  • Contact portion a cut portion that separates the ring body at one place on the circumference thereof, and a lightening structure provided only in the vicinity of the cut portion in the outer surface of the ring body other than the contact portion And comprising.
  • the lack of correction of the shape that occurs in the vicinity of the cut portion is eliminated by the thinning structure, so that it is possible to reduce the size of the gap generated between the seal ring and the counterpart component during mounting. it can.
  • the front view which shows the seal ring of one Embodiment.
  • the vertical side view which shows the mounting state of a seal ring.
  • Explanatory drawing which shows the mounting state of a seal ring.
  • Explanatory drawing which shows the manufacturing method of a seal ring as background art.
  • Explanatory drawing which shows the mounting state of the seal ring which concerns on background art.
  • FIG. 1 shows a front shape of a seal ring 11 according to an embodiment.
  • FIG. 2 shows a half-cut section obtained by cutting the state in which the seal ring 11 is mounted at the mounting position by a cutting plane including the central axis 0.
  • FIG. 3 shows the front of the main part when the state where the seal ring 11 is mounted at the mounting location is viewed from the central axis direction.
  • the seal ring 11 is mounted in a mounting groove provided in one of the two members assembled so as to be capable of relative displacement, and has a contact portion that contacts the other member of the two members.
  • One member is the rotating shaft 21 as an example
  • the other member is a housing 31 in which the rotating shaft 21 is inserted into the shaft hole as an example.
  • the seal ring 11 is mounted in an annular mounting groove 22 provided on the outer peripheral surface of the rotary shaft 21, and has a contact portion 12 that contacts the shaft hole inner peripheral surface 32 of the housing 31.
  • the seal ring 11 has an outer diameter larger than the inner diameter of the inner peripheral surface 32 of the shaft hole, and is held in a reduced diameter state in the shaft hole of the housing 31. Therefore, the seal ring 11 exerts a sealing action by pressing the contact portion 12 against the inner peripheral surface 32 of the shaft hole by its elastic restoring force.
  • the seal ring 11 is formed as a ring body having a rectangular cross section using a resin material such as PEEK (polyether ether ketone resin).
  • the seal ring 11 is in contact with the shaft hole inner peripheral surface 32 of the housing 31 in a state where the seal ring 11 is mounted in an annular mounting groove 22 having a rectangular cross section. Therefore, the seal ring 11 uses the cylindrical outer peripheral surface 11 a as a contact portion 12 that contacts the shaft hole inner peripheral surface 32 of the housing 31, and makes the contact portion 12 contact the shaft hole inner peripheral surface 32 of the housing 31.
  • PEEK polyether ether ketone resin
  • the seal ring 11 Since the seal ring 11 has one end surface 11b in the axial direction in contact with one side surface 23 of the mounting groove 22, this end surface 11b is referred to as an end surface contact portion 13.
  • the seal ring 11 exhibits a sealing action against the sealing fluid when the end surface contact portion 13 contacts one side surface 23 of the mounting groove 22.
  • the seal ring 11 has a cut portion 14 separated at one place on the circumference of the seal ring 11.
  • a special step cut in which the seal ring 11 is cut into a two-step step shape is employed as the shape / mode of the cut portion 14.
  • the present invention is not limited to this, a normal type step cut in which the seal ring 11 is cut in a single step, a straight cut in which the seal ring 11 is cut in a straight line, a bias cut in which the seal ring 11 is cut obliquely, etc. You may employ
  • the seal ring 11 is formed by injection molding.
  • the cut portion 14 is formed in a state in which the cut portion 14 is expanded in the circumferential direction of the seal ring (a state in which the diameter of the seal ring 11 is expanded), and then the cut portion 14 is closed in a subsequent process. Correct the seal ring 11 (reduce the diameter).
  • the seal ring 11 is made of a hard resin, a portion near the cut portion 14 is not easily deformed, and correction is likely to be insufficient. Insufficient correction deteriorates the roundness of the seal ring 11.
  • a thinning structure 15 is provided in the vicinity of the cut portion 14 in the outer surface of the seal ring 11 other than the contact portion 12.
  • the lightening structure 15 is provided in a recessed shape or a recessed shape on the inner peripheral surface 11 c of the seal ring 11 in the vicinity of the cut portion 14. Therefore, the radial width of the seal ring 11 is smaller than the other portions on the circumference where the thinning structure 15 is provided. Since the vicinity of the cut portion 14 extends on both sides in the circumferential direction of the cut portion 14, the thinning structure 15 is provided on each of both sides in the circumferential direction of the cut portion 14.
  • the thinning structure 15 is provided only in the vicinity of the cut portion 14 in the outer surface of the seal ring 11 other than the contact portion 12.
  • the vicinity of the cut portion 14 is a region on the circumference of the seal ring 11 and in the range of an angle ⁇ of 10 to 60 degrees from the center portion or end portion of the cut portion 14. Since the vicinity region has both sides of the cut portion 14 as its range, the region in the range of the angle ⁇ extends from the center portion of the cut portion 14 to both sides. Therefore, an area in the angle range twice the angle ⁇ , that is, an angle range of 20 degrees to 60 degrees including the cut portion 14 at the center position is the vicinity position.
  • the thinning structure 15 is provided only in a region having an angle twice the angle ⁇ . Accordingly, the portion other than the vicinity of the cut portion 14 (the portion outside the region of the angle ⁇ ) is not provided with the thinning structure 15, and the inner peripheral surface 11c of the seal ring 11 remains a cylindrical surface at this portion. It is.
  • the thinning structure 15 penetrates the seal ring 11 in the axial direction and opens at both axial end surfaces 11b and 11d of the seal ring 11, respectively. Therefore, the lightening structure 15 reduces the radial width of the seal ring 11 and reduces the rigidity of the seal ring 11.
  • the seal ring 11 having the above-described configuration is provided with the lightening structure 15 only on the inner peripheral surface 11 c in the vicinity of the cut portion 14 in the outer surface of the seal ring 11 other than the contact portion 12.
  • the rigidity of the vicinity of the cut portion 14 is reduced as compared with the rigidity of other portions, so that the vicinity of the cut portion 14 is easily deformed in the radial direction.
  • the seal ring 11 of the present embodiment can correct the entire seal ring 11 in a post-process after molding, and improve the roundness of the seal ring 11. For this reason, the seal ring 11 can reduce the size of the gap generated between the seal ring 11 and the housing 31 or can eliminate the gap.
  • the rigidity of the seal ring 11 is reduced at the portion of the thinning structure 15 and is easily deformed when the hydraulic pressure P is applied, so that the size of the gap once generated can be reduced.
  • the shape, size, number of formations, etc. of the meat removal structure 15 are determined based on the rigidity of the seal ring 11 and the like, and are not particularly limited in the present invention.
  • one member is the rotating shaft 21 and the other member is the housing 31
  • the structure in which the contact portion 12 is provided on the outer peripheral surface of the seal ring 11 is illustrated.
  • one member and the other member are not limited to the rotating shaft 21 and the housing 31, and may be different members.
  • the contact portion 12 may be provided on the inner peripheral surface of the seal ring 11. In this case, if applied to an example in which one member is the rotating shaft 21 and the other member is the housing 31, the contact portion 12 contacts the rotating shaft 21.

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Abstract

相対変位可能に組み付けられる二部材、例えば回転軸（２１）とハウジング（３１）とのうちの一方の部材に設けられた装着溝（２２）に装着されるリング体（１１）に、二部材のうちの他方の部材に接触する接触部（１２）と、リング体（１１）をその円周上の一箇所で分離するカット部（１４）とを設けたシールリング（１１）は、カット部（１４）の近傍部位に生ずる形の矯正不足を解消し、装着時にシールリング（１１）と相手部品との間に発生するスキマの大きさを低減するために、接触部（１２）以外のリング体（１１）の外表面中、カット部（１４）の近傍部位にのみ肉抜き構造（１５）を設けている。

Description

シールリング
　本発明は、シールリングに関する。
　ＡＴ・ＣＶＴなどに用いる回転用シールリングとしては、一般に、射出成形用材料であるＰＥＥＫを用いて成形され、円周上の一箇所を分離するカット部を設けたシールリングが使用されている。
　近年、環境問題などを背景として、自動車業界は低燃費車の開発を加速させている。その一環であるアイドルストップの需要増加に伴って、低リークのニーズが高まっている。
　射出成形によってシールリング５１を成形する場合、図４（Ａ）に示すように、カット部５２をシールリング円周方向に広げた状態（シールリング５１を拡径した状態）で成形し、次いで図４（Ｂ）（Ｃ）に示すように、後工程でカット部５２を閉じ合わせるようにシールリング５１を矯正する（縮径する）手法がある。符号６１は、シールリング５１を矯正するための、所定の内径を備えた円筒状の矯正治具を示している。
特開２００９－１２６１６５号公報 特開２００９－２２８７４２号公報 特許第５０８８０７５号公報
　しかしながら、上記手法を採用した場合、硬質樹脂よりなるシールリング５１では、カット部５２の近傍部位が変形しにくいため、成形後の後工程で矯正不足が発生する。矯正不足は、シールリング５１の真円度を悪化させる主要因となる。
　その結果、図５に示すように、シールリング５１を装着箇所に装着し、例えばハウジングなどの相手部品７１と接触させたとき、シールリング５１のカット部５２の近傍部位と相手部品７１との間に、径方向のスキマｃが発生してしまう。このスキマｃは、漏れの原因となる。油圧が印加されたシールリング５１は変形し、スキマｃを縮小するが、スキマｃを完全に無くすには至らない。とりわけＰＥＥＫを用いてシールリングを成形した場合、ＰＥＥＫは硬質な樹脂であるため、スキマｃを完全に無くすことは困難である。
　本願の出願人は、特許文献３に掲載された発明を提案している。この発明は、シールリングの復元力を低減することを狙って、シールリングの円周上の複数箇所（公報掲載の図９では１３箇所）に、径方向の厚みが薄い径方向薄肉部を設けている。径方向薄肉部は、シールリングを変形しやすくする。
　ただし特許文献３に記載されている発明の径方向薄肉部は、シールリングの全体を一様に変形しやすくするため、カット部の近傍部位のみを対象とする矯正を十分に行うものではない。
　本発明の課題は、カット部の近傍部位に生ずる形状の矯正不足を解消し、装着時にシールリングと相手部品との間に発生するスキマの大きさを低減することができるシールリングを提供することである。
　本発明は、相対変位可能に組み付けられる二部材のうちの一方の部材に設けられた装着溝に装着されるリング体と、前記リング体に設けられ、前記二部材のうちの他方の部材に接触する接触部と、前記リング体をその円周上の一箇所で分離するカット部と、前記接触部以外の前記リング体の外表面中、前記カット部の近傍部位のみに設けられた肉抜き構造と、を備える。
　本発明によれば、肉抜き構造によって、カット部の近傍部位に生ずる形状の矯正不足が解消されるので、装着時にシールリングと相手部品との間に発生するスキマの大きさを低減することができる。
実施の一形態のシールリングを示す正面図。 シールリングの装着状態を示す縦断側面図。 シールリングの装着状態を示す説明図。 背景技術として、シールリングの製造方法を示す説明図。 背景技術に係るシールリングの装着状態を示す説明図。
　図１は、実施の一形態のシールリング１１の正面形状を示している。図２は、シールリング１１を装着箇所に装着した状態を、中心軸線０を含む切断面で切断した半裁断面を示している。図３は、シールリング１１を装着箇所に装着した状態を、中心軸線方向から視た要部正面を示している。
　シールリング１１は、相対変位可能に組み付けられる二部材のうちの一方の部材に設けた装着溝に装着され、二部材のうちの他方の部材に接触する接触部を有している。一方の部材は、一例として回転軸２１であり、他方の部材は、一例として回転軸２１を軸孔に挿通したハウジング３１である。この例の場合、シールリング１１は、回転軸２１の外周面に設けた環状の装着溝２２に装着され、ハウジング３１の軸孔内周面３２に接触する接触部１２を有している。このときシールリング１１は、軸孔内周面３２の内径よりも大きな外径を有しており、ハウジング３１の軸孔には縮径した状態で保持される。したがってシールリング１１は、その弾性復元力によって接触部１２を軸孔内周面３２に押し付け、シール作用を発揮する。
　シールリング１１は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン樹脂）などの樹脂材料を用いて断面矩形状のリング体として成形されている。このシールリング１１は、同じく断面矩形状とされた環状の装着溝２２に装着された状態で、ハウジング３１の軸孔内周面３２に接触している。したがってシールリング１１は、その円筒面状の外周面１１ａをハウジング３１の軸孔内周面３２に接触する接触部１２とし、この接触部１２をハウジング３１の軸孔内周面３２に接触させることによって、密封流体に対するシール作用を発揮する。
　シールリング１１は、その軸方向一方の端面１１ｂを装着溝２２の一方の側面２３に接触させるので、この端面１１ｂを端面接触部１３とする。シールリング１１は、端面接触部１３が装着溝２２の一方の側面２３に接触することによって、密封流体に対するシール作用を発揮する。
　シールリング１１は、このシールリング１１の円周上の一箇所で分離されたカット部１４を有している。本実施の形態は、カット部１４の形状・態様として、シールリング１１を２段ステップ状に切断した特殊ステップカットを採用している。実施に際してはこれに限らず、シールリング１１を１段ステップ状に切断した通常タイプのステップカット、シールリング１１を直線状に切断したストレートカット、あるいはシールリング１１を斜めに切断したバイアスカットなど、他の形状・態様のカット部を採用してもよい。
　シールリング１１は、射出成形によって成形されている。その手順として本実施の形態は、カット部１４をシールリング円周方向に広げた状態（シールリング１１を拡径した状態）で成形し、次いで後工程にて、カット部１４を閉じ合わせるようにシールリング１１を矯正する（縮径する）。この際、シールリング１１は硬質樹脂よりなるので、カット部１４の近傍部位が変形しにくく、矯正不足になりやすい。矯正不足は、シールリング１１の真円度を悪化させてしまう。
　本実施の形態では、接触部１２以外のシールリング１１の外表面中、カット部１４の近傍部位に肉抜き構造１５を設けている。肉抜き構造１５は、カット部１４の近傍部位におけるシールリング１１の内周面１１ｃに、窪み状又は凹部状に設けられている。したがってシールリング１１の径方向幅は、肉抜き構造１５を設けた円周上で、他の部分よりも小さい。カット部１４の近傍部位はカット部１４の円周方向両側にわたるので、肉抜き構造１５は、カット部１４の円周方向両側にそれぞれ１箇所ずつ設けられている。
　肉抜き構造１５は、接触部１２以外のシールリング１１の外表面中、カット部１４の近傍部位のみに設けられている。本実施の形態では、カット部１４の近傍部位は、シールリング１１の円周上、カット部１４の中央部又は端部から１０～６０度の角度θの範囲の領域である。近傍部位は、カット部１４の両側をその範囲としているので、上記角度θの範囲の領域は、カット部１４の中央部から両側に広がっている。したがって上記角度θの二倍の角度範囲の領域、つまりカット部１４を中央位置に含む２０度～６０度の角度の範囲が、近傍位置である。肉抜き構造１５は、上記角度θの二倍の角度の領域内のみに設けられている。したがってカット部１４の近傍部位以外の部位（上記角度θの領域外の部位）には肉抜き構造１５は設けられておらず、この部位では、シールリング１１の内周面１１ｃは円筒面のままである。
　肉抜き構造１５は、シールリング１１を軸方向に貫通し、シールリング１１の軸方向両端面１１ｂ，１１ｄにそれぞれ開口している。したがって肉抜き構造１５は、シールリング１１の径方向幅を小さくし、シールリング１１の剛性を低下させる。
　上記構成のシールリング１１は、接触部１２以外のシールリング１１の外表面中、カット部１４の近傍部位の内周面１１ｃのみに肉抜き構造１５を設けている。これによってカット部１４の近傍部位の剛性は、他の部位の剛性よりも低減するので、カット部１４の近傍部位は、径方向に変形しやすくなっている。
　したがって本実施の形態のシールリング１１は、成形後の後工程でシールリング１１の全体を矯正し、シールリング１１の真円度を向上させることができる。このためシールリング１１は、装着時にハウジング３１との間に発生するスキマの大きさを低減し、あるいはスキマを無くすことができる。
　シールリング１１は、肉抜き構造１５の部分で剛性が低下し、油圧Ｐが印加された際に変形しやすくなるため、一旦発生したスキマの大きさを縮小することもできる。
　肉抜き構造１５の形状、大きさや、形成数などは、シールリング１１の剛性等に基づいて定められるので、本発明では特に限定されない。
　実施に際しては、各種の変形や変更が許容される。
　例えば上記実施の形態では、一方の部材を回転軸２１とし、他方の部材をハウジング３１とした一例を挙げ、シールリング１１の外周面に接触部１２を設けた構造を例示した。これに対して一方の部材と他方の部材とは、回転軸２１とハウジング３１とに限定されず、別の部材でもよい。またシールリング１１の内周面に接触部１２を設けてもよい。この場合、一方の部材を回転軸２１とし、他方の部材をハウジング３１とした一例に適用するならば、接触部１２は回転軸２１に接触する。
　本発明は、上記実施の形態や態様に限定されるものではなく、種々の変形や変更が可能である。
　１１　シールリング
　１１ａ　外周面
　１１ｂ，１１ｄ　軸方向端面
　１１ｃ　内周面
　１２　接触部
　１３　端面接触部
　１４　カット部
　１５　肉抜き構造
　２１　回転軸（一方の部材）
　２２　装着溝
　２３　側面
　３１　ハウジング（他方の部材）
　３２　軸孔内周面

Claims (7)

  1. 　相対変位可能に組み付けられる二部材のうちの一方の部材に設けられた装着溝に装着されるリング体と、
    　前記リング体に設けられ、前記二部材のうちの他方の部材に接触する接触部と、
    　前記リング体をその円周上の一箇所で分離するカット部と、
    　前記接触部以外の前記リング体の外表面中、前記カット部の近傍部位のみに設けられた肉抜き構造と、
    　を備えることを特徴とするシールリング。
  2. 　請求項１に記載のシールリングにおいて、
    　前記カット部の近傍部位は、前記リング体の円周上前記カット部から１０～６０度にわたる角度範囲の領域である、
    　ことを特徴とするシールリング。
  3. 　請求項１又は２に記載のシールリングにおいて、
    　前記リング体は、樹脂材料を用いて成形されている、
    　ことを特徴とするシールリング。
  4. 　請求項３に記載のシールリングにおいて、
    　前記リング体は、その円周方向に前記カット部を拡げた状態で成形されている、
    　ことを特徴とするシールリング。
  5. 　請求項４に記載のシールリングにおいて、
    　前記肉抜き構造は、前記リング体の内周面に設けられている、
    　ことを特徴とするシールリング。
  6. 　請求項１ないし５のいずれか一に記載のシールリングにおいて、
    　前記肉抜き構造は、前記シールリングを軸方向に貫通して軸方向両端面にそれぞれ開口している、
    　ことを特徴とするシールリング。
  7. 　請求項１ないし６のいずれか一に記載のシールリングにおいて、
    　前記肉抜き構造は、前記カット部の円周方向両側にそれぞれ設けられている、
    　ことを特徴とするシールリング。
PCT/JP2018/005694 2017-03-10 2018-02-19 シールリング WO2018163770A1 (ja)

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