JP2004176834A

JP2004176834A - 蟻溝用シールリング

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Publication number: JP2004176834A
Application number: JP2002344873A
Authority: JP
Inventors: Hideto Nameki; 英人行木; Daihachi Shojima; 大八庄島
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: JP4375522B2

Abstract

【課題】蟻溝２２からのシールリング１の飛び出しを有効に防止すると共に、シールリング１の両側の部品同士が接触するのを防止する。
【解決手段】ゴム状弾性材料からなるシールリング１は、径方向両側に、円周方向に連続した一対の嵌合溝１１，１２が形成されている。この嵌合溝１１，１２の最深部１１ａ，１２ａは、シールリング１の軸方向中央部より溝外側に位置すると共に、初期装着状態において、蟻溝２２の溝肩２２ａ，２２ｂよりも軸方向外側に位置し、その溝内側には、蟻溝２２の内側面２２ｄ，２２ｅと密接可能な円錐状傾斜面１１ｂ，１２ｂが形成されている。初期装着状態では、嵌合溝１１，１２の円錐状傾斜面１１ｂ，１２ｂが蟻溝２２の内側面２２ｄ，２２ｅと密接するように、この嵌合溝１１，１２が溝肩２２ａ，２２ｂ間に挟み込まれることによって、抜け止めされる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに対向する部品間に適当なつぶし代をもって介在させることによって密封を行うシールリングに関し、特に、蟻溝に装着するのに好適なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転軸とその外周のハウジングのような回転部分、ピストンとシリンダのような軸方向往復動部分、あるいはバルブ装置における弁体と弁座のような互いに接離する部分における２部品間の密封手段として、例えばＯリングのような、ゴム状弾性材料で環状に成形されたシールリングが多く用いられている。図７及び図８は、Ｏリングを用いた従来の技術による密封構造を示すものであり、Ｏリング１０１が、一方の部品１０２における他方の部品との対向面１０２ａに形成された蟻溝１０２ｂに保持されている。なお、このような密封構造は、例えば下記の特許文献１にも記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
実開平４−１２７４６０号公報（第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術において、Ｏリング１０１を蟻溝１０２ｂに保持しているのは、脱落防止を図るためである。しかしながら、図７に示されるもののように、Ｏリング１０１が比較的小径で、蟻溝１０２ｂ内に緩く嵌合されたものは、蟻溝１０２ｂが形成された部品１０２と対向する他方の部品１０３が、部品１０２と接離する方向に開閉動作するものであるような場合、この部品１０３が開放方向ＯＰへ動作する際に、Ｏリング１０１が部品１０３との粘着によって蟻溝１０２ｂから飛び出してしまうおそれがある。また、小径のＯリング１０１は、そのつぶし代も小さくなるため、部品１０３が閉塞方向ＣＬへ動作した時に、両部品１０２，１０３の対向面１０２ａ，１０３ａ同士が金属接触しやすく、パーティクルの発生を嫌うような条件では使用できなかった。
【０００５】
部品１０２，１０３同士の金属接触を防止するには、図８に示されるように、Ｏリング１０１の線径が蟻溝１０２ｂの開口幅よりも適宜大径のものを用い、その断面中心よりも適宜外側となる部分を、蟻溝１０２ｂの溝肩１０２ｃ，１０２ｄ間でＸ方向へ挟圧するように装着することが有効である。ところが、この場合、蟻溝１０２ｂに組み込んだ時点で、すでにＯリング１０１には、蟻溝１０２ｂの溝底との接触部１０１ａがＹ方向に圧縮を受けることによる応力と、溝肩１０２ｃ，１０２ｄとの接触部１０１ｂ，１０１ｃがＸ方向に圧縮を受けることによりその間の部分１０１ｄに生じるＹ方向の引張応力が、Ｏリング１０１の飛び出し方向へ作用する。したがって、図８のような装着構造においても、他方の部品１０３が開放方向へ動作する際に、ゴムの粘着性と相俟って、Ｏリング１０１が飛び出してしまうおそれがあった。しかも、蟻溝１０２ｂへの組み込み性も悪かった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、蟻溝からのシールリングの飛び出しを有効に防止すると共に、シールリングの両側の部材同士が接触するのを防止することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る蟻溝用シールリングは、互いに対向する部品のうち一方の部品に形成された蟻溝に保持されゴム状弾性材料からなるシールリングであって、軸方向に対する中央部より溝外側の径方向両側に、蟻溝の溝肩と嵌合可能な一対の嵌合溝が形成され、この溝の最深部が、初期状態において前記溝肩よりも外側に位置するものである。
【０００８】
請求項２の発明に係る蟻溝用シールリングは、請求項１に記載された構成において、各嵌合溝より蟻溝の内側となる部分が、それぞれ前記蟻溝の溝底と密接可能なリップ部をなし、前記各嵌合溝より前記蟻溝の外側となる部分が、それぞれ他方の部品と密接可能なリップ部をなすものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る蟻溝用シールリングの好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。まず図１は、第一の形態によるシールリングを、その軸心を通る平面で切断して示す半断面図、図２は、第一の形態によるシールリングを蟻溝に装着した状態を、その軸心を通る平面で切断して示す部分断面図、図３は、第一の形態によるシールリングが、その両側の部材間で軸方向に圧縮を受けた状態をその軸心を通る平面で切断して示す部分断面図である。
【００１０】
図１に示されるように、第一の形態によるシールリング１は、ゴム状弾性材料で環状に成形されたものであって、軸心を通る平面で切断した断面形状が、一部くびれた円形をなし、すなわち基本的にはＯリングとしての形状を有する。そしてこのシールリング１は、図２に示されるように、金属からなる第一部品２における軸方向一端面２１に、開口部２３の外周に沿って形成された環状の蟻溝２２に保持されるものである。
【００１１】
詳しくは、第一部品２の蟻溝２２は、溝肩２２ａ，２２ｂ側の溝幅が相対的に狭く、溝底２２ｃ側の溝幅が相対的に広くなるように、円錐面状に傾斜した一対の内側面２２ｄ，２２ｅを有する。そして、シールリング１は、図１に示される軸方向の線径φが、図２に示される蟻溝２２の溝深さＤよりも適宜大きく、断面の半径（φ／２）が溝深さＤよりも僅かに小さい。
【００１２】
シールリング１は、径方向両側に、円周方向に連続した一対の嵌合溝１１，１２が形成されている。この嵌合溝１１，１２の最深部１１ａ，１２ａは、シールリング１の軸方向中央部（断面中心Ｇ）より軸方向外側に位置すると共に、初期装着状態において、蟻溝２２の溝肩２２ａ，２２ｂよりも軸方向外側に位置しており、その軸方向内側には、蟻溝２２の内側面２２ｄ，２２ｅと密接可能な円錐状傾斜面１１ｂ，１２ｂが形成されている。
【００１３】
したがって、このシールリング１は、図２に示される初期装着状態では、嵌合溝１１，１２の円錐状傾斜面１１ｂ，１２ｂが蟻溝２２の内側面２２ｄ，２２ｅと密接するように、この嵌合溝１１，１２が溝肩２２ａ，２２ｂ間に挟み込まれることによって、抜け止めされると共に、嵌合溝１１，１２が偏在する側の凸面１３が蟻溝２２の外側へ突出し、他側の凸面１４が溝底２２ｃに接触し、嵌合溝１１，１２の最深部１１ａ，１２ａが、溝肩２２ａ，２２ｂよりも適宜外側に位置している。
【００１４】
ここで、図３に示されるように、第一部品２に対してその軸方向移動可能に対向配置され、第一部品２における開口部２３を閉塞又は開放する第二部品３が、閉塞方向ＣＬへ動作することによって、開口部２３を閉め切った状態では、シールリング１は、溝外側の凸面１３が、適当なつぶし代をもって、第二部品３の対向面３１に密接される。
【００１５】
そして、シールリング１の非圧縮時には蟻溝２２の溝肩２２ａ，２２ｂよりも外側にあった嵌合溝１１，１２の最深部１１ａ，１２ａは、図３のように、シールリング１が第二部品３からの軸方向（ＣＬ方向）圧縮力を受けることによって、溝肩２２ａ，２２ｂに密接状態に嵌合されると共に、溝内側の凸面１４が、蟻溝２２の溝底２２ｃに適当なつぶし代をもって密接される。このため、優れた密封性を奏することができる。
【００１６】
また、このシールリング１は、嵌合溝１１，１２の最深部１１ａ，１２ａが蟻溝２２の溝肩２２ａ，２２ｂに密接嵌合された状態で、溝外側の凸面１３が第二部品３からのＣＬ方向の圧縮力を受けると、それに伴い発生する径方向の応力によって、嵌合溝１１，１２の外側で内周側及び外周側へ相対的に凸となっている部分１３ａ，１３ｂが、第一部品２と第二部品３の対向面２１，３１間に膨出して介在する。このため、第一部品２と第二部品３同士の金属接触が防止され、ひいては金属パーティクル等の発生を防止することができるので、パーティクルの発生を嫌うような精密装置にも使用することができる。
【００１７】
ところで、図３に示される閉め切り状態が比較的長時間にわたって保持された場合は、シールリング１におけるゴム状弾性材料の有する粘着性によって、このシールリング１の凸面１３が、第二部品３の対向面３１に粘着することがある。また、第一部品２の開口部２３内に存在する密封対象流体の成分によっても、このような粘着が起こり得る。
【００１８】
したがって、このような粘着を生じた状態で、図３に示される閉め切り状態から、第二部品３が、開口部２３に対する開放方向ＯＰへ動作した場合は、シールリング１も第二部品３と共にＯＰ方向へ移動しようとする。しかし、このような移動は、シールリング１の嵌合溝１１，１２における円錐状傾斜面１１ｂ，１２ｂが、蟻溝２２の円錐状内側面２２ｄ，２２ｅと密接することによって阻止されるので、蟻溝２２からのシールリング１の飛び出し及び脱落が有効に防止され、確実に蟻溝２２に保持することができる。
【００１９】
次に、本発明に係る蟻溝用シールリングの第二の形態について説明する。図４は、第二の形態による蟻溝用シールリングを、その軸心を通る平面で切断して示す半断面図、図５は、第二の形態によるシールリングを蟻溝に装着した状態を、その軸心を通る平面で切断して示す部分断面図、図６は、第二の形態によるシールリングが、その両側の部材間で軸方向に圧縮を受けた状態をその軸心を通る平面で切断して示す部分断面図である。
【００２０】
この第二の形態によるシールリング１も、ゴム状弾性材料で環状に成形されたものであって、円周方向へ連続した４つのリップ部１５〜１８が、互いにＸ状の断面をなすように形成された、いわゆるＸリングに近似した断面形状を有し、図５に示されるように、金属からなる第一部品２の軸方向一端面２１に、開口部２３の外周に沿って形成された環状の蟻溝２２に保持されるものである。
【００２１】
詳しくは、シールリング１は、径方向両側に、第一の形態と同様、円周方向に連続した一対の嵌合溝１１，１２が形成されている。そしてこの嵌合溝１１，１２の最深部１１ａ，１２ａは、シールリング１の軸方向中央部より軸方向外側に位置すると共に、初期装着状態において、蟻溝２２の溝肩２２ａ，２２ｂよりも軸方向外側に位置しており、その軸方向内側には、蟻溝２２の内側面２２ｄ，２２ｅと密接可能な円錐状傾斜面１１ｂ，１２ｂが形成されている。また、嵌合溝１１，１２が偏在する外側には、第一部品２に対してその軸方向へ移動可能に対向配置された第二部品３（図６参照）と密接可能な一対のリップ部１５，１６が円周方向へ連続して形成され、反対側には、蟻溝２２の溝底２２ｃに密接される一対のリップ部１７，１８が形成されている。
【００２２】
したがって、このシールリング１は、図５に示される初期装着状態では、嵌合溝１１，１２の円錐状傾斜面１１ｂ，１２ｂが蟻溝２２の内側面２２ｄ，２２ｅと密接するように、この嵌合溝１１，１２が溝肩２２ａ，２２ｂ間に挟み込まれることによって、抜け止めされると共に、嵌合溝１１，１２が偏在する側のリップ部１５，１６が蟻溝２２の外側へ突出し、他側リップ部１７，１８が溝底２２ｃに接触し、嵌合溝１１，１２の最深部１１ａ，１２ａが、溝肩２２ａ，２２ｂよりも適宜外側に位置している。
【００２３】
ここで図６に示されるように、第二部品３が、閉塞方向ＣＬへ動作することによって、開口部２３を閉め切った状態では、シールリング１は、リップ部１５，１６が、適当なつぶし代をもって、第二部品３の対向面３１に密接される。一方、シールリング１の非圧縮時には蟻溝２２の溝肩２２ａ，２２ｂよりも外側にあった嵌合溝１１，１２の最深部１１ａ，１２ａは、シールリング１が第二部品３からの軸方向（ＣＬ方向）圧縮力を受けることによって、溝肩２２ａ，２２ｂに密接状態に嵌合されると共に、溝内側のリップ部１７，１８が、蟻溝２２の溝底２２ｃ及び内側面２２ｄ，２２ｅに適当なつぶし代をもって密接される。このため、優れた密封性を奏することができる。
【００２４】
また、嵌合溝１１，１２の最深部１１ａ，１２ａが蟻溝２２の溝肩２２ａ，２２ｂに密接嵌合された状態で、溝外側のリップ部１５，１６が第二部品３による圧縮力を受けると、それに伴い径方向へ開くように変形され、第一部品２と第二部品３の対向面２１，３１間に膨出して介在する。このため、第一部品２と第二部品３同士の金属接触が防止される。
【００２５】
加えて、第二の形態によれば、顕著な凸部をなすリップ部１５，１６が第一部品２と第二部品３の対向面２１，３１間に膨出して介在することにより、閉め切り時における第一部品２と第二部品３同士の対向距離を十分に保ち、金属接触の防止機能を一層高め、金属パーティクル等の発生を防止することができる。
【００２６】
そして、シールリング１のリップ部１５，１６が、第二部品３の対向面３１との粘着を生じた状態で、図６に示される閉め切り状態から、第二部品３が、開口部２３に対する開放方向ＯＰへ動作した場合は、シールリング１も第二部品３と共にＯＰ方向へ移動しようとするが、このような移動は、シールリング１の嵌合溝１１，１２における円錐状傾斜面１１ｂ，１２ｂが、蟻溝２２の円錐状内側面２２ｄ，２２ｅと密接することによって阻止されるので、蟻溝２２からのシールリング１の飛び出し及び脱落が有効に防止され、確実に蟻溝２２に保持することができる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１の発明に係る蟻溝用シールリングによれば、一方の部品に形成された蟻溝に保持されるシールリングに、蟻溝の溝肩と嵌合可能な一対の嵌合溝を形成したことによって、他方の部品との粘着等による飛び出しを有効に防止することができる。また、蟻溝が形成された部品と他方の部品との間でシールリングが圧縮を受けた時に、嵌合溝が溝肩と密接嵌合されて、その外側の部分が、両部品の対向面間に膨出して介在するため、両側の部品同士の接触を防止し、ひいては金属パーティクル等の発生を防止することができる。
【００２８】
請求項２の発明に係る蟻溝用シールリングによれば、蟻溝が形成された部品と他方の部品との間でシールリングが圧縮を受けた時に、嵌合溝より溝外側のリップ部が開くように変形して両部品の対向面間に介在するため、両側の部品同士の接触を防止し、ひいては金属パーティクル等の発生を防止するといった効果を、一層確実に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る蟻溝用シールリングの好ましい第一の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。
【図２】第一の形態によるシールリングを蟻溝に装着した状態を、その軸心を通る平面で切断して示す部分断面図である。
【図３】第一の形態によるシールリングがその両側の部材間で軸方向に圧縮を受けた状態を、軸心を通る平面で切断して示す部分断面図である。
【図４】本発明に係る蟻溝用シールリングの第二の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。
【図５】第二の形態によるシールリングを蟻溝に装着した状態を、その軸心を通る平面で切断して示す部分断面図である。
【図６】第二の形態によるシールリングがその両側の部材間で軸方向に圧縮を受けた状態を、軸心を通る平面で切断して示す部分断面図である。
【図７】従来技術による蟻溝へのＯリングの装着構造をその軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図８】他の従来技術による蟻溝へのＯリングの装着構造をその軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【符号の説明】
１シールリング
１１，１２嵌合溝
１１ａ，１２ａ最深部
１１ｂ，１２ｂ円錐状傾斜面
１３，１４凸面
１５〜１８
２第一部品
２２蟻溝
２２ａ，２２ｂ溝肩
２２ｃ溝底
２２ｄ，２２ｅ内側面
２３開口部
３第二部品
３１対向面

Claims

互いに対向する部品（２，３）のうち一方の部品（２）に形成された蟻溝（２２）に保持されゴム状弾性材料からなるシールリング（１）であって、軸方向に対する中央部より溝外側の径方向両側に、蟻溝（２２）の溝肩（２２ａ，２２ｂ）と嵌合可能な一対の嵌合溝（１１，１２）が形成され、この溝（１１，１２）の最深部が、初期状態において前記溝肩（２２ａ，２２ｂ）よりも外側に位置することを特徴とする蟻溝用シールリング。
各嵌合溝（１１，１２）より蟻溝（２２）の内側となる部分が、それぞれ前記蟻溝（２２）の溝底（２２ｃ）と密接可能なリップ部（１７，１８）をなし、前記各嵌合溝（１１，１２）より前記蟻溝（２２）の外側となる部分が、それぞれ他方の部品（３）と密接可能なリップ部（１５，１６）をなすことを特徴とする蟻溝用シールリング。