JP7365881B2 - Seal ring - Google Patents
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Description
本発明は、オートマチックトランスミッション(以下、ATと記す)や無段変速機(以下、CVTと記す)など、油圧作動油などの流体の流体圧を利用した機器において、該流体を封止するために使用されるシールリングに関する。 The present invention is intended for sealing fluid in devices that utilize the fluid pressure of fluids such as hydraulic oil, such as automatic transmissions (hereinafter referred to as AT) and continuously variable transmissions (hereinafter referred to as CVT). Concerning the seal ring used.
AT、CVTなどの機器では、作動油を密封するためのオイルシールリングが要所に取り付けられている。例えば、ハウジングの軸孔に挿通される回転軸に設けられた対の離間した環状溝に取り付けられ、両環状溝間にある油路から供給される作動油を両シールリングの側面と内周面で受け、反対側の側面と外周面とで環状溝の側壁とハウジング内周面とをシールする。シールリングにおける各シール面は、環状溝の側壁、ハウジング内周面とそれぞれ摺動接触しつつ、両シールリング間の作動油の油圧を保持している。 In equipment such as ATs and CVTs, oil seal rings are installed at key points to seal hydraulic oil. For example, the seal ring is attached to a pair of spaced apart annular grooves provided on the rotating shaft that is inserted into the shaft hole of the housing, and the hydraulic oil supplied from the oil passage between the two annular grooves is supplied to the side and inner peripheral surfaces of both seal rings. The side wall of the annular groove and the inner circumferential surface of the housing are sealed by the opposite side surface and outer circumferential surface. Each sealing surface of the seal ring is in sliding contact with the side wall of the annular groove and the inner circumferential surface of the housing, respectively, and maintains the hydraulic pressure of the hydraulic oil between both seal rings.
従来、このようなシールリングとして、射出成形によって得られる合成樹脂製のシールリングが知られている(例えば、特許文献1参照)。このシールリングは略矩形断面の環状体であり、周方向の一箇所に合い口を有する。合い口は、相補的に嵌合する一対の端部で構成され、例えば、一方の合い口は、シールリング内径面側に突き合わせ面と、外径面側に突き合わせ面から突出したリップおよび後退したポケットとを有し、他方の合口は、上記突き合わせ面、上記リップおよびポケットと、相補的に嵌合するように形成された突き合わせ面、ポケットおよびリップとを有する複合ステップカットの合い口などが採用されている。 Conventionally, as such a seal ring, a seal ring made of synthetic resin obtained by injection molding is known (see, for example, Patent Document 1). This seal ring is an annular body with a substantially rectangular cross section, and has an abutment at one location in the circumferential direction. The abutment is composed of a pair of ends that fit in a complementary manner. For example, one abutment has an abutment surface on the inner diameter side of the seal ring, and a lip protruding from the abutment surface and a retracted lip on the outer diameter side. and a pocket, and the other abutment employs a compound step-cut abutment having an abutting surface, a pocket, and a lip formed to complementarily fit with the abutting surface, the lip, and the pocket. has been done.
射出成形によって得られた合成樹脂製のシールリングは、弾性変形により拡径して回転軸の環状溝に装着された後、ハウジング内径に組み付けられる。図12には、従来のシールリング51を装着した回転軸61をハウジング62内に組み付ける際の状態を示す。図12に示すように、回転軸61をハウジング62の一端側から挿入して組み付ける。ハウジング62の開口端部にはテーパ部62aが形成されている。しかしながら、偏芯などによってシールリング51の外周面がハウジング62のテーパ部62aよりも径方向外側に位置する場合がある。このような場合、シールリング51のリング側面52がハウジングの端面62bに接触することで、シールリング51にかじりなどの不具合が発生するおそれがある。
A seal ring made of synthetic resin obtained by injection molding expands in diameter by elastic deformation and is installed in the annular groove of the rotating shaft, and then assembled into the inner diameter of the housing. FIG. 12 shows a state in which a
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ハウジング組み付け時のかじりなどの発生を抑制でき、低オイルリーク性を維持できるシールリングを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a seal ring that can suppress the occurrence of galling when assembling a housing, and can maintain low oil leakage.
本発明のシールリングは、ハウジングの軸孔に挿通される回転軸に設けられた環状溝に装着されて、該環状溝の非密封流体側の側壁面に摺動自在に接触し、かつ上記軸孔の内周面に接触して、これら回転軸と軸孔との間の環状隙間を封止するシールリングであって、上記シールリングは、樹脂組成物の射出成形体であり、外周面の少なくとも一端側に傾斜部を備え、上記傾斜部は、上記リング側面に接続した傾斜面と、上記外周面に対して略垂直に接続した段差面とを有し、リング径方向における上記段差面の幅が0.1mm以下であることを特徴とする。 The seal ring of the present invention is installed in an annular groove provided on a rotating shaft inserted into an axial hole of a housing, slidably contacts a side wall surface of the annular groove on the non-sealed fluid side, and A seal ring that contacts the inner peripheral surface of the hole to seal the annular gap between the rotating shaft and the shaft hole, the seal ring is an injection molded product of a resin composition, and the outer peripheral surface of the seal ring is an injection molded body of a resin composition. At least one end side is provided with an inclined portion, and the inclined portion has an inclined surface connected to the ring side surface and a stepped surface connected substantially perpendicularly to the outer circumferential surface, and the stepped surface in the ring radial direction. It is characterized by a width of 0.1 mm or less.
上記傾斜部は、上記リング側面に対して略垂直で、上記傾斜面と上記段差面を繋ぐ接続面を有することを特徴とする。また、上記段差面は、上記傾斜面を延長した仮想平面よりもリング径方向の内側に位置することを特徴とする。 The inclined portion is characterized by having a connection surface that is substantially perpendicular to the ring side surface and connects the inclined surface and the stepped surface. Further, the stepped surface is located inside in the ring radial direction from a virtual plane that is an extension of the inclined surface.
上記シールリングの軸方向断面において、上記外周面に対する上記傾斜面の傾斜角度が20度~60度であることを特徴とする。 In the axial cross section of the seal ring, the inclined surface has an inclination angle of 20 degrees to 60 degrees with respect to the outer circumferential surface.
上記シールリングは、周方向の一部に複合ステップカットの合い口を有していることを特徴とする。 The seal ring is characterized in that it has a composite step-cut abutment in a part of its circumferential direction.
上記樹脂組成物のベース樹脂が、ポリエーテルケトン(PEK)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂、またはポリアミドイミド(PAI)樹脂であることを特徴とする。 The resin composition is characterized in that the base resin is a polyetherketone (PEK) resin, a polyetheretherketone (PEEK) resin, a polyphenylene sulfide (PPS) resin, or a polyamideimide (PAI) resin.
本発明のシールリングは、樹脂組成物の射出成形体であり、外周面の少なくとも一端側に傾斜部を備え、傾斜部は、リング側面に接続した傾斜面と、外周面に対して略垂直に接続した段差面とを有し、リング径方向における段差面の幅が0.1mm以下であるので、シールリングをハウジングに挿入して組み付ける際に、外径側端部の段差面が、ハウジングの端面に当たることを抑制でき、かじりの発生を防止できる。これにより、リング側面のシール面に打痕などの傷付きが防止されるため、シールリングの低オイルリーク性を維持できる。 The seal ring of the present invention is an injection molded product of a resin composition, and includes an inclined portion on at least one end side of the outer circumferential surface, and the inclined portion includes an inclined surface connected to the side surface of the ring and a substantially perpendicular to the outer circumferential surface. The width of the stepped surface in the ring radial direction is 0.1 mm or less, so when inserting and assembling the seal ring into the housing, the stepped surface on the outer diameter side of the housing It is possible to suppress the contact with the end face and prevent the occurrence of galling. This prevents scratches such as dents on the sealing surface on the side surface of the ring, thereby maintaining low oil leakage of the seal ring.
傾斜部は、リング側面に対して略垂直で、傾斜面と段差面を繋ぐ接続面を有するので、シールリングの傾斜部をハウジングのテーパ部に当てて挿入する際に、段差面が、ハウジングの端面に当たることを一層抑制できる。さらに、段差面は、傾斜面を延長した仮想平面よりもリング径方向の内側に位置するので、仮想平面から段差面と外周面の境界部が突出せず、ハウジングの端面が当たった場合でもかじりの発生を防止できる。 The sloped portion is approximately perpendicular to the side surface of the ring and has a connection surface that connects the sloped surface and the stepped surface, so when the sloped portion of the seal ring is inserted against the tapered portion of the housing, the stepped surface Hitting the end face can be further suppressed. Furthermore, since the step surface is located inside the radial direction of the ring than the imaginary plane that is an extension of the inclined surface, the boundary between the step surface and the outer peripheral surface does not protrude from the imaginary plane, and even if the end surface of the housing hits it, it will not be galled. can be prevented from occurring.
シールリングの軸方向断面において、外周面に対する傾斜面の傾斜角度が20度~60度であるので、回転軸に対してシールリングの偏芯が大きい場合や、ハウジングの端面が当たった場合でも、かじりの発生を抑制できる。 In the axial cross section of the seal ring, the angle of inclination of the inclined surface with respect to the outer peripheral surface is 20 degrees to 60 degrees, so even if the seal ring is eccentric to the rotating shaft or the end surface of the housing hits it, The occurrence of galling can be suppressed.
シールリングは、周方向の一部に複合ステップカットの合い口を有しているので、オイルシール性が特に優れる。また、樹脂組成物のベース樹脂が、PEK樹脂、PEEK樹脂、PPS樹脂、またはPAI樹脂であるので、曲げ弾性率、耐熱性などに優れ、溝に組み込む際に拡径しても割れることがなく、シールする作動油の油温が高くなる場合でも使用できる。 Since the seal ring has a composite step-cut joint in a part of the circumferential direction, it has particularly excellent oil sealing properties. In addition, since the base resin of the resin composition is PEK resin, PEEK resin, PPS resin, or PAI resin, it has excellent bending elastic modulus and heat resistance, and does not crack even if the diameter is expanded when incorporating it into the groove. Can be used even when the temperature of the hydraulic oil being sealed is high.
本発明のシールリングの一例を図1~図2に基づいて説明する。図1はシールリングの平面図であり、図2(a)はA-A線断面図であり、図2(b)はその一部拡大図である。図1に示すように、シールリング1は、金型を用いた射出成形によって形成される断面が略矩形の環状体である。シールリング1は、周方向の一箇所に合い口10を有するカットタイプのリングであり、弾性変形により拡径して環状溝に装着される。合い口10は一対の端部から構成される。一対の端部の形状については、ストレートカット、アングルカットなどにすることも可能であるが、オイルシール性に優れることから、図1に示す複合ステップカットを採用することが好ましい。
An example of the seal ring of the present invention will be explained based on FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a plan view of the seal ring, FIG. 2(a) is a sectional view taken along line AA, and FIG. 2(b) is a partially enlarged view thereof. As shown in FIG. 1, the
シールリングの大きさ(外径φ、内径φ、リング幅(径方向長さ)、リング厚み(軸方向長さ)など)は、用途などによって適宜設定される。例えば、シールリングの内径φは9mm~75mmであり、外径φは13mm~80mmである。 The size of the seal ring (outer diameter φ, inner diameter φ, ring width (radial length), ring thickness (axial length), etc.) is appropriately set depending on the application and the like. For example, the inner diameter φ of the seal ring is 9 mm to 75 mm, and the outer diameter φ is 13 mm to 80 mm.
シールリング1において、リング側面4が環状溝の側壁面との摺動面となる。図2(a)に示すように、リング内周面2とリング側面4との角部には、射出成形時において金型からの突出し部分となる段部5が設けられている。図2(a)では、段部5は両側に設けられている。また、リング外周面3とリング側面4との角部には、傾斜部6が設けられている。傾斜部6は、リング全周にわたり環状溝の側壁面との非接触部となる。なお、リング側面4の内径側端部には、凹部からなる複数の潤滑溝が周方向に離間して形成されていてもよい。
In the
傾斜部6についてさらに説明する。図2(b)に示すように、傾斜部6は、リング側面4に接続された傾斜面7と、リング外周面3に対して垂直に接続された段差面8と、接続面9とを有する。本発明において、段差面8は金型の型割によって形成される面(型割面とも言う)である。シールリング1に傾斜部6を設けた場合、リング側面4の延長線上に型割面を持ってくると、金型から離型する際に傾斜部6がアンダーカットとなってしまい、成形体を金型から取り出しにくい。そのため、本発明では、金型の型割面をシールリングの段差面8の延長線上に配置している。その上で、リング径方向における段差面8の幅Waを0.1mm以下としている。このように型割段差を小さくすることで、シールリングのかじりなどの不具合を防止している。特に、幅Waは0.01mm~0.05mmが好ましい。
The
図2に示すシールリング1は、リング外周面3の両側に傾斜部を設けている。その両側の傾斜部のうち、一方の傾斜部(傾斜部6)が段差面8を有し、他方の傾斜部は傾斜面のみで構成されている。段差面8は、少なくとも一方側の傾斜部に形成すればよいが、両側の傾斜部に対称に形成してもよい。この場合、両側の傾斜部が段差面を有する構成となり、組み付け方向の依存性がなくなる。
The
傾斜面7の摺動面からの深さは、リング径方向の外側に向けて深くなり、リング軸方向には一定である。シールリング1の軸方向断面において、リング外周面3に対する傾斜面7の傾斜角α(図2(a)参照)は、例えば20度~60度である。傾斜角αは、好ましくは30度~50度であり、より好ましくは30度~45度であり、さらに好ましくは40度~45度である。傾斜角αが20度未満であると、シールリングの偏芯(環状溝からの飛び出し)が大きい場合にハウジングの端面に当たりやすくなり、かじりが発生するおそれがある。また、傾斜角αが60度を超えると、ハウジングの端面に当たった際にシールリングがスムーズにならわず、段差面8に引っかかり気味となり微小なかじりが発生するおそれがある。
The depth of the
また、図2のシールリング1では、傾斜面7と段差面8との間に、リング側面4に対し垂直な接続面9が設けられている。接続面9を設けることで、段差面8を傾斜部内に収めやすくなる。なお、接続面9は、リング側面4に対して略垂直な面であればよく、平面で構成されても曲面で構成されてもよい。リング軸方向における接続面9の厚みTは、特に限定されないが、段差面8の幅Waよりも大きいことが好ましい。具体的な寸法として、厚みTは、例えば0.05mm~0.3mmであることが好ましい。より好ましくは0.05mm~0.1mmである。
Furthermore, in the
図3(a)では、傾斜面と段差面の位置関係を説明する。図3(a)に示すように、傾斜面7を延長した仮想平面をFとすると、段差面8は、仮想平面Fよりもリング径方向の内側に位置している。言い換えると、外周面3と段差面8との境界である角部Pは仮想平面Fから径方向外側に突出しない。このように段差面8を傾斜部の内側にすることで、ハウジングのテーパ部に傾斜面7を当てて押し込む際にも、段差面8(角部Pを含む)がハウジングの端面に当たることを抑制でき、かじりを防止できる。
In FIG. 3(a), the positional relationship between the inclined surface and the stepped surface will be explained. As shown in FIG. 3A, if F is a virtual plane obtained by extending the
図3(b)には、傾斜部の段差面の変形例を示している。図3(b)に示すように、段差面8’は外周面3に対して略垂直な曲面で形成され、外周面3と段差面8との境界部がR状に形成されている。段差面8’は、例えば、図3(a)に示す角部Pをバレル研磨などによって研磨することで得られる。境界部をR状とすることで、段差面8’のかじりを一層防止できる。なお、図3(b)の変形例においても、段差面8’は仮想平面Fよりもリング径方向の内側に位置している。
FIG. 3(b) shows a modification of the stepped surface of the inclined portion. As shown in FIG. 3(b), the stepped surface 8' is formed as a curved surface substantially perpendicular to the outer
本発明のシールリングの他の例を図4に示す。図4(a)はシールリングの断面図であり、図4(b)はその一部拡大図である。シールリング11は、図1のシールリング1と比べて、傾斜部の構成が異なる。具体的には、図4(b)に示すように、傾斜部16は、リング側面14に接続された傾斜面17と、リング外周面13に対して垂直に接続された段差面18とを有する。この形態においても、リング径方向における段差面18の幅Waは、0.1mm以下であり、好ましくは0.01mm~0.05mmである。なお、傾斜面17の傾斜角β(図4(a)参照)の好ましい範囲は、上述した傾斜面7の傾斜角αの範囲と同様である。
Another example of the seal ring of the present invention is shown in FIG. FIG. 4(a) is a sectional view of the seal ring, and FIG. 4(b) is a partially enlarged view thereof. The seal ring 11 differs from the
図5には、ハウジング組み付け時の状態を示す。図5では、シールリング1とハウジング22は断面を示している。シールリング1は、まず治具(図示省略)を用いて拡径されて、回転軸21の環状溝21aに装着される。シールリング1を装着した状態で回転軸21をハウジング22に挿入して組み付ける。図5に示すように、ハウジングの開口端部には、傾斜面(例えば傾斜角30度~50度)からなるテーパ部22aが施されている。しかし、ハウジングの壁部の肉厚が小さい場合や、シールリングに干渉しない程度に十分なテーパが形成できない場合には、偏芯によってシールリングの外周面がハウジングのテーパ部よりも外側に位置することがある。そのような場合、シールリングのリング側面がハウジングの端面に当たることでかじりが発生するおそれがある(図12参照)。
FIG. 5 shows the state when the housing is assembled. In FIG. 5, the
図5(b)に示すように、本発明に係るシールリングは、リング外周面3の一端側に、上述した傾斜面7および段差面8を有する傾斜部が形成されているので、シールリングの偏芯量が大きくなった場合であっても、リング側面4と傾斜面7との境界部である傾斜角部6aを、ハウジング22のテーパ部22a内に収めやすく、つまり傾斜角部6aをテーパ部径Rの内側に位置させやすくできるとともに、段差面8の幅が小さいので、ハウジング22の端面22bが段差面8に当たることを抑制でき、かじりの発生を防止できる。
As shown in FIG. 5(b), the seal ring according to the present invention has an inclined portion having the above-mentioned
シールリング1の傾斜角部6aを、ハウジング22のテーパ部22a内に収めるために、シールリング1の傾斜寸法Wbが設定される。傾斜寸法Wbは、リング径方向におけるリング外周面3から傾斜角部6aまでの距離であり、シールリング1の自由状態の外径φ、リング厚みW、環状溝の深さh、ハウジングのテーパ部径R、組み付け時の落込みによる最大偏芯量によって設定される。リング厚みWは、リング外周面3からリング内周面2までの距離であり、環状溝の深さhは、回転軸21の外周端面から環状溝21aの底部までの径方向長さであり、ハウジングのテーパ部径Rは、ハウジング22のテーパ部22aの外周径である。ここで、最大偏芯量は、シールリングが環状溝に落ち込んだ際に、反対側の部分が環状溝からはみ出す距離の最大値である。最大偏芯量は、各寸法(外径φ、W、h、R)が変化する場合にあっては、外径φの最大値、リング厚みWの最小値、環状溝の深さhの最大値、テーパ部径Rの最小値を用いて設定される。このように設定することで、シールリング1の最大偏芯時であっても、シールリング1の傾斜角部6aをハウジング22のテーパ部22a内に位置させることができ、シールリングをスムーズに挿入できる。
In order to accommodate the inclined angle portion 6a of the
シールリングの使用形態の概略を図6に基づいて説明する。シールリング1は、ハウジングの軸孔22cに挿通される回転軸21に設けられた環状溝21aに装着される。図中の矢印が作動油からの圧力が加わる方向であり、図中右側が非密封流体側である。シールリング1は、そのリング側面4で、環状溝21aの非密封流体側の側壁面21bに摺動自在に接触している。また、その外周面3で軸孔22cの内周面に接触している。このシール構造により、回転軸21と軸孔22cとの間の環状隙間を封止している。また、作動油は用途に応じた種類が適宜用いられる。例えば、油温として-30~150℃程度、油圧として0~3.0MPa程度、回転軸の回転数として0~7000rpm程度の条件で使用される。
An outline of how the seal ring is used will be explained based on FIG. 6. The
本発明のシールリングは、樹脂組成物の射出成形体である。樹脂組成物のベース樹脂としては、射出成形可能な合成樹脂であれば任意のものを使用できる。例えば、熱可塑性ポリイミド樹脂、PEK樹脂、PEEK樹脂、PPS樹脂、PAI樹脂、ポリアミド(PA)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリエチレン(PE)樹脂、ポリアセタール(POM)樹脂、フェノール(PF)樹脂などが挙げられる。なお、これらの樹脂は単独で使用しても、2種類以上混合したポリマーアロイとしてもよい。これらの樹脂の中でも特に、摩擦摩耗特性、曲げ弾性率、耐熱性、摺動性などに優れることから、PEK樹脂、PEEK樹脂、PPS樹脂、またはPAI樹脂をベース樹脂として用いることが好ましい。これらの樹脂は高い弾性率を有し、環状溝に組み込む際に拡径しても割れ難く、シールする作動油の油温が高くなる場合でも使用でき、また、ソルベントクラックの心配もない。 The seal ring of the present invention is an injection molded article of a resin composition. As the base resin of the resin composition, any synthetic resin that can be injection molded can be used. For example, thermoplastic polyimide resin, PEK resin, PEEK resin, PPS resin, PAI resin, polyamide (PA) resin, polybutylene terephthalate (PBT) resin, polyethylene terephthalate (PET) resin, polyethylene (PE) resin, polyacetal (POM) resin, phenol (PF) resin, etc. Note that these resins may be used alone or as a polymer alloy in which two or more types are mixed. Among these resins, it is particularly preferable to use PEK resin, PEEK resin, PPS resin, or PAI resin as the base resin because they are excellent in frictional wear characteristics, flexural modulus, heat resistance, sliding properties, etc. These resins have a high modulus of elasticity, are difficult to break even when expanded in diameter when incorporated into an annular groove, can be used even when the temperature of the hydraulic oil to be sealed is high, and there is no worry of solvent cracks.
また、必要に応じて上記ベース樹脂に、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などの繊維状補強材、球状シリカや球状炭素などの球状充填材、マイカやタルクなどの鱗状補強材、チタン酸カリウムウィスカなどの微小繊維補強材を配合できる。また、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、グラファイト、二硫化モリブデンなどの固体潤滑剤、リン酸カルシウム、硫酸カルシウムなどの摺動補強材、カーボンブラックなどの顔料も配合できる。これらは単独で配合することも、組み合せて配合することもできる。 In addition, if necessary, fibrous reinforcing materials such as carbon fiber, glass fiber, and aramid fiber, spherical fillers such as spherical silica and spherical carbon, scaly reinforcing materials such as mica and talc, and potassium titanate whiskers may be added to the base resin as necessary. It is possible to incorporate microfiber reinforcing materials such as Further, solid lubricants such as polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, graphite and molybdenum disulfide, sliding reinforcing materials such as calcium phosphate and calcium sulfate, and pigments such as carbon black can also be blended. These can be blended alone or in combination.
以上の諸原材料を溶融混練して成形用ペレットとし、これを用いて射出成形法により所定形状に成形する。図7には成形金型の断面図を示す。図7に示すように、成形金型は、固定側金型23と、可動側金型24と、コアピン25とを有する。成形金型において、衝合面PLで衝合された固定側金型23および可動側金型24と、コアピン25によってキャビティ26が形成される。溶融状態の樹脂組成物がキャビティ26に充填され、保圧を経た後、一定時間冷却して成形体27が得られる。成形体27の段差面27aを含む傾斜部は、固定側金型23によって形成される。衝合面PLにおいて、固定側金型23の端部(シールリング外周方向側のPL面)は、可動側金型24の端部(シールリング外周方向側のPL面)よりもキャビティ26に向けて突出しており、この端部の位置の違いによって型割段差(段差面8)が生じる。
The above raw materials are melt-kneaded to form pellets for molding, which are then molded into a predetermined shape by injection molding. FIG. 7 shows a cross-sectional view of the molding die. As shown in FIG. 7, the molding die includes a fixed
続いて、固定側金型と可動側金型を型開きして成形体を取り出す。図8では、離型工程を段階的に示している。図7(a)では、固定側金型23と可動側金型24が衝合面で型割される。型開きの後、コアピン25が固定側金型23に向けて前進することで、成形体27が可動側金型24から離型する(図7(b))。コアピン25の段部25aによって、シールリングの内径側端部の段部が形成される。図7(c)に示すように、コアピン25がさらに前進することで、成形体27が成形金型から取り出される。取り出された成形体27の合い口は、一対の端部が相互に離れた状態となっているが、熱固定などによって閉じられ、図1に示すようなシールリング1が得られる。
Subsequently, the fixed side mold and the movable side mold are opened to take out the molded body. In FIG. 8, the mold release process is shown step by step. In FIG. 7(a), the
実施例1~実施例4
PEEK樹脂をベース樹脂として、炭素繊維およびPTFE樹脂を配合した樹脂組成物を用いて、図9に示すそれぞれの形状のシールリングを射出成形により製造した。実施例1~実施例4のシールリングの各寸法は、外径φ32mm、内径φ28mm、リング幅(径方向長さ)2mm、リング厚み(軸方向長さ)2.3mmである。各実施例のシールリングには、傾斜面7と段差面8と接続面9とを有する傾斜部が形成されており、段差面の幅Wa(図2参照)は0.05mm、接続面の厚みT(図2参照)は0.08mmである。傾斜面の傾斜角θはそれぞれ異なっており、実施例1が40度、実施例2が30度、実施例3が60度、実施例4が20度である。また、各シールリングの傾斜部寸法Wb(図5参照)は、0.4mmである。
Examples 1 to 4
Seal rings having the respective shapes shown in FIG. 9 were manufactured by injection molding using a resin composition containing PEEK resin as a base resin, carbon fiber and PTFE resin. The dimensions of the seal rings of Examples 1 to 4 are an outer diameter of 32 mm, an inner diameter of 28 mm, a ring width (radial length) of 2 mm, and a ring thickness (axial length) of 2.3 mm. The seal ring of each example is formed with an inclined portion having an
比較例1
PEEK樹脂をベース樹脂として、炭素繊維およびPTFE樹脂を配合した樹脂組成物を用いて、図10に示す形状のシールリングを射出成形により製造した。このシールリングの各寸法は、外径φ32mm、内径φ28mm、リング幅2mm、リング厚み2.3mmである。
Comparative example 1
A seal ring having the shape shown in FIG. 10 was manufactured by injection molding using a resin composition containing PEEK resin as a base resin, carbon fiber and PTFE resin. The dimensions of this seal ring are an outer diameter of 32 mm, an inner diameter of 28 mm, a ring width of 2 mm, and a ring thickness of 2.3 mm.
比較例2
PEEK樹脂をベース樹脂として、炭素繊維およびPTFE樹脂を配合した樹脂組成物を用いて、図10に示す形状のシールリングを射出成形により製造した。このシールリングの各寸法は、外径φ32mm、内径φ28mm、リング幅2mm、リング厚み2.3mmである。比較例2のシールリングは、外周面の両側に傾斜部が形成されている。この傾斜部は、リング側面に対し垂直に接続された面と、リング外周面に対し垂直に接続された面とが傾斜面で接続された形状となっている。傾斜部寸法Wbは、0.4mmであり、本発明に係る段差面に相当する面の幅Waは、0.2mmである。
Comparative example 2
A seal ring having the shape shown in FIG. 10 was manufactured by injection molding using a resin composition containing PEEK resin as a base resin, carbon fiber and PTFE resin. The dimensions of this seal ring are an outer diameter of 32 mm, an inner diameter of 28 mm, a ring width of 2 mm, and a ring thickness of 2.3 mm. The seal ring of Comparative Example 2 has inclined portions formed on both sides of the outer peripheral surface. This inclined portion has a shape in which a surface connected perpendicularly to the side surface of the ring and a surface connected perpendicularly to the outer circumferential surface of the ring are connected by an inclined surface. The dimension W b of the inclined portion is 0.4 mm, and the width W a of the surface corresponding to the stepped surface according to the present invention is 0.2 mm.
<組み込み試験>
得られた各シールリングの組み込み性について評価した。各シールリングを図5に示すように回転軸の環状溝(深さh2.2mm)に装着した状態で、ハウジング(テーパ部径R34.5mm、テーパ部の傾斜角45度)に挿入した。各シールリングについて、偏芯量をそれぞれ変更して組み込み性を4段階(A~D)で評価した。かじりが無い場合をA、かじりが微小の場合をB、かじりが小さい場合をC、かじりが大きい場合をDと評価した。結果を表1に示す。
<Integration test>
The assemblability of each of the obtained seal rings was evaluated. As shown in FIG. 5, each seal ring was attached to the annular groove (depth h2.2 mm) of the rotating shaft and inserted into a housing (tapered portion diameter R34.5 mm, tapered portion inclination angle 45 degrees). For each seal ring, the degree of eccentricity was changed and the ease of assembly was evaluated in four stages (A to D). The evaluation was rated A when there was no galling, B when the galling was minute, C when the galling was small, and D when the galling was large. The results are shown in Table 1.
表1に示すように、偏芯がない場合は、いずれのシールリングもかじりが発生しなかったが、偏芯量が大きくなるにしたがって、かじりの程度が大きくなる傾向が見られた。偏芯量0.6mmの場合、実施例1~実施例4では、ほとんどかじりが見られなかったのに対して、比較例1~比較例2では、それぞれ角部Pで大きなかじりが見られた。比較例2は、傾斜部が形成されており、傾斜角部Qはハウジングのテーパ部内に位置しているが、角部Pを含む段差面の幅Waが大きいため、かじりが発生した。実施例1~実施例4の中でも、特に、傾斜面7の傾斜角が40度(実施例1)、30度(実施例2)のシールリングは、偏芯量が0.7mmと大きい場合でもほとんどかじりが見られなかった。なお、この場合、実施例3(傾斜角θ=60度)のシールリングは、段差面でやや引っかかり気味となり、小さなかじりが発生した。
As shown in Table 1, when there was no eccentricity, galling did not occur in any of the seal rings, but there was a tendency for the degree of galling to increase as the amount of eccentricity increased. When the eccentricity was 0.6 mm, almost no galling was observed in Examples 1 to 4, whereas large galling was observed at the corners P in Comparative Examples 1 to 2. . In Comparative Example 2, an inclined portion was formed, and although the inclined corner portion Q was located within the tapered portion of the housing, galling occurred because the width W a of the step surface including the corner portion P was large. Among Examples 1 to 4, the seal rings in which the
<オイルリーク試験>
得られた各シールリングのオイルリーク量を、図11に示す試験機により評価した。図11は試験機の概略図である。相手軸28の環状溝にシールリング30、30’を装着した。シールリングには、上記組み込み試験を実施する前のシールリングと、上記組み込み試験を実施した後(偏芯0.7mm)のシールリングをそれぞれ用いた。モータ31の回転によって、シールリング30、30’は、相手軸28の環状溝側壁と、ハウジング29の軸孔内周面と摺接する。油圧ユニット32より油を圧送して、シールリング30と30’との間の環状隙間に供給した。オイルリーク試験の条件は、油圧800kPa、回転数2000rpm、油温80℃とし、オイルにはATFを用いた。この試験機により、オイルリーク量(ml/min)を測定した。オイルリーク量は、試験開始から5分経過後において測定した値に基づくものである。結果を表2に示す。
<Oil leak test>
The amount of oil leak from each seal ring obtained was evaluated using a testing machine shown in FIG. 11. FIG. 11 is a schematic diagram of the testing machine. Seal rings 30, 30' were attached to the annular groove of the
表2に示すように、組み込み試験前については、いずれの試験例もほぼ同程度のオイルリーク量を示した。一方、組み込み試験後については、実施例1、2は、オイルリーク量にほとんど変化は見られなかった。上述したように、かじりがほとんど発生しなかったため、組み込みによっても低オイルリーク性が維持された。これに対して、比較例1、2は、組み込みによってオイルリーク量が大幅に増加した。これらのシールリングは組み込みに伴うかじりが大きかったため、側壁面や軸孔とのシール性が低下したと考えられる。なお、実施例3~4もオイルリーク量が増加する結果となったが、偏芯量(例えば偏芯0.6mmなど)によっては、低オイルリーク性が維持されると考えられる。 As shown in Table 2, before the installation test, all test examples showed almost the same amount of oil leakage. On the other hand, after the installation test, in Examples 1 and 2, almost no change was observed in the amount of oil leakage. As mentioned above, since almost no galling occurred, low oil leakage was maintained even after installation. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the amount of oil leakage significantly increased due to installation. It is thought that these seal rings had a large amount of galling during installation, which led to a decrease in sealing performance with the side wall surface and shaft hole. Although Examples 3 and 4 also resulted in an increase in the amount of oil leakage, it is thought that depending on the amount of eccentricity (for example, eccentricity of 0.6 mm), low oil leakage property can be maintained.
本発明のシールリングは、ハウジング組み付け時のかじりなどの発生を抑制でき、低オイルリーク性を維持できるので、回転軸とハウジングとの間で低オイルリーク性が要求されるシールリングとして使用できる。特に、自動車等におけるATやCVTなどの油圧機器に燃費向上のために好適に使用できる。 The seal ring of the present invention can suppress the occurrence of galling when assembling the housing and can maintain low oil leakage, so it can be used as a seal ring that requires low oil leakage between the rotating shaft and the housing. In particular, it can be suitably used in hydraulic equipment such as ATs and CVTs in automobiles to improve fuel efficiency.
1 シールリング
2 リング内周面
3 リング外周面
4 リング側面
5 段部
6 傾斜部
7 傾斜面
8、8’ 段差面
9 接続面
10 合い口
11 シールリング
12 リング内周面
13 リング外周面
14 リング側面
15 段部
16 傾斜部
17 傾斜面
18 段差面
21 回転軸
22 ハウジング
23 固定側金型
24 可動側金型
25 コアピン
26 キャビティ
27 成形体
28 相手軸
29 ハウジング
30、30’ シールリング
31 モータ
32 油圧ユニット
1
Claims (5)
前記シールリングは、樹脂組成物の射出成形体であり、外周面の一端側または両端側に傾斜部を備え、
少なくとも一方の前記傾斜部は、リング側面に接続した傾斜面と、前記外周面に対して略垂直に接続した段差面と、前記リング側面に対して略垂直で、前記傾斜面と前記段差面を繋ぐ接続面を有し、リング径方向における前記段差面の幅が0.1mm以下であることを特徴とするシールリング。 It is attached to an annular groove provided in a rotating shaft that is inserted into an axial hole of a housing, and slidably contacts the side wall surface of the annular groove on the non-sealed fluid side, and also contacts the inner circumferential surface of the axial hole. A seal ring for sealing an annular gap between the rotating shaft and the shaft hole,
The seal ring is an injection molded body of a resin composition, and includes an inclined portion on one end side or both end sides of the outer peripheral surface,
At least one of the inclined portions includes an inclined surface connected to a side surface of the ring, a stepped surface connected substantially perpendicularly to the outer peripheral surface, and a stepped surface substantially perpendicular to the ring side surface that connects the inclined surface and the stepped surface. A seal ring having a connecting surface , the step surface having a width of 0.1 mm or less in the ring radial direction.
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