密封圈的制作方法

本发明涉及一种用于密封轴与壳体轴孔之间的环状间隙的密封圈。

背景技术

在汽车用的automatictransmission(at)或continuouslyvariabletransmission(cvt)中设置有用于密封相对旋转的轴与壳体之间的环状间隙的密封圈以保持液压。参照图13和图14对常规例所涉及的密封圈进行说明。图13为用于表示未保持常规例所涉及的密封圈中液压状态的示意剖视图。图14为用于表示保持常规例所涉及的密封圈中液压状态的示意剖视图。常规例所涉及的密封圈500被构成为安装在设于轴300外周上的环状槽310中，并通过分别滑动自如地与贯穿有轴300的壳体400轴孔的内周面和环状槽310的侧壁面接触，密封轴300与壳体400的轴孔之间的环状间隙。

使用于上述用途的密封圈500要求充分降低滑动扭矩。为此，密封圈500外周面的周长被构成为小于壳体400的轴孔内周面的周长，并被构成为不具有过盈量。因此，在启动汽车发动机而使液压变高的状态下，液压会使密封圈500直径扩大，并通过紧贴轴孔的内周面和环状槽310的侧壁面而充分发挥保持液压的功能(参照图14)。与之相对，在发动机停止而不产生液压的状态下则被构成为密封圈500与轴孔的内周面或环状槽310的侧壁面分离的状态(参照图13)。

以上述方式构成的密封圈500在不产生液压的状态下并不发挥密封性能。因此，在如at或cvt这种利用液压泵压送的油进行变速控制的结构中，在液压泵已经停止的无负荷状态下(例如在怠速停止时)，由于一直由密封圈500密封的油未被密封而会返回至油底壳，从而导致密封圈500附近的油消失。因此，当从该状态启动(重新启动)发动机时，由于在密封圈500附近没有油而会在没有润滑的状态下开始运转，因而会存在响应性能或工作性能不好的问题。

专利文献

专利文献1：日本特开2009-257439号公报

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种即使在流动压力低的状态下也能够发挥密封功能的密封圈。

本发明采用了以下方案以解决上述课题。

即，本发明的密封圈被安装在设于轴外周上的环状槽中，并通过密封相对旋转的所述轴与壳体之间的环状间隙，保持以流体压力变化方式构成的密封对象区域的流体压力，所述密封圈的特征在于，包括：

密封圈本体，其由树脂制成；

辅助密封圈，其由橡胶状弹性体制成并设置在密封圈本体中直径最大部位的外周面上，

在没有液体压力作用的状态下，所述辅助密封圈的外径大于在所述壳体中贯穿有所述轴的轴孔的内周面内径。

按照本发明，在没有流体压力作用的状态下，辅助密封圈的外径被构成为大于壳体中贯穿有轴的轴孔的内周面内径。由此，无论是否有流体压力作用，辅助密封圈维持紧贴轴孔内周面的状态。随之，即使从有流体压力作用的状态变化至没有流体压力作用的状态，也可抑制密封圈朝向轴线方向移动。因此，即使在没有流体压力作用(未产生压差)、或者几乎没有流体压力作用(几乎不产生压差)的状态下，也可发挥密封功能。由此能够在密封对象区域的流体压力升高之后保持流体压力。

如上所述，即使在流体压力较低的状态下，本发明也能够发挥密封功能。

附图说明

图1为本发明实施例所涉及的密封圈的侧视图。

图2为本发明实施例所涉及的密封圈侧视图的局部放大图。

图3为本发明实施例所涉及的密封圈侧视图的局部放大图。

图4为自外周面侧观察本发明实施例所涉及的密封圈图的局部放大图。

图5为自内周面侧观察本发明实施例所涉及的密封圈图的局部放大图。

图6为用于表示使用本发明实施例所涉及的密封圈时状态的示意剖视图。

图7为用于表示使用本发明实施例所涉及的密封圈时状态的示意剖视图。

图8为用于表示本发明实施例所涉及的密封圈中的辅助密封圈变形例1的示意剖视图。

图9为用于表示本发明实施例所涉及的密封圈中的辅助密封圈变形例2的示意剖视图。

图10为用于表示本发明实施例所涉及的密封圈中的辅助密封圈变形例3的示意剖视图。

图11为用于表示本发明实施例所涉及的密封圈中的辅助密封圈变形例4的示意剖视图。

图12为用于表示本发明实施例所涉及的密封圈中的辅助密封圈变形例5的示意剖视图。

图13为用于表示使用常规例所涉及的密封圈时状态的示意剖视图。

图14为用于表示使用常规例所涉及的密封圈时状态的示意剖视图。

具体实施方式

下面参照附图并基于实施例示例性地对用于实施本发明的方式进行详细说明。但若无特别记载，本发明的范围并不仅限于本实施例所记载的组成部件的尺寸、材质、形状以及其相对位置等。此外，本实施例所涉及的密封圈用于在汽车用at或cvt等变速器中密封相对旋转的轴与壳体之间的间隙以保持液压。并且，在以下的说明中，“高压侧”意味着在密封圈两侧产生压差时成为高压的一侧，“低压侧”意味着在密封圈两侧产生压差时成为低压的一侧。

(实施例)

参照图1～图7对本发明实施例所涉及的密封圈进行说明。图1为本发明实施例所涉及的密封圈的侧视图(示意表示的侧视图)。图2为本发明实施例所涉及的密封圈侧视图的局部放大图，且为图1中用圆圈围绕部分的放大图。图3为本发明实施例所涉及的密封圈侧视图的局部放大图，且为自相反一侧观察图1中用圆圈围绕部分的放大图。图4为自外周面侧观察本发明实施例所涉及的密封圈图的局部放大图，且为自外周面侧观察图1中用圆圈围绕部分的放大图。图5为自内周面侧观察本发明实施例所涉及的密封圈图的局部放大图，且为自内周面侧观察图1中用圆圈围绕部分的放大图。图6和图7为用于表示本发明实施例所涉及的密封构造(密封圈使用时的状态)的示意剖视图。此外，图6表示无负荷状态，图7表示已经产生压差的状态。并且，图6、图7中的密封圈相当于图1中的aa剖视图。

<密封构造和密封圈的结构>

特别参照图1、图6和图7对本发明实施例所涉及的密封构造和密封圈的结构进行说明。本实施例所涉及的密封构造由相对旋转的轴300和壳体400以及用于密封轴300与壳体400(壳体400中插入有轴300的轴孔的内周面)之间的环状间隙的密封圈10构成。本实施例所涉及的密封圈10被安装在设置于轴300外周上的环状槽310中，用于密封相对旋转的轴300与壳体400之间的环状间隙。由此，密封圈10保持以流体压力(在本实施例中为液压)变化的方式构成的密封对象区域的流体压力。这里，在本实施例中，图6和图7中右侧区域的流体压力以变化方式构成，并且密封圈10起到保持图中右侧密封对象区域流体压力的作用。此外，在汽车发动机停止状态下，密封对象区域的流体压力较低而成为无负荷状态，但当启动发动机时密封对象区域的流体压力则会变高。

本实施例所涉及的密封圈10由树脂制成的密封圈本体100和设置在密封圈本体100外周面上的橡胶状弹性体制成的辅助密封圈200构成。作为用于密封圈本体100的材料具体例可以包括聚醚醚酮(peek)、聚苯硫醚(pps)、聚四氟乙烯(ptfe)等。并且，作为用于辅助密封圈200的材料具体例可以包括丙烯酸酯橡胶(acm)、氟橡胶(fkm)、氢化丁腈橡胶(hnbr)。

而且，在本实施例所涉及的密封圈10中，在没有外力作用(没有流体压力作用)的状态下，辅助密封圈200的外径被设定为大于壳体400中的轴孔的内周面内径。

<密封圈本体>

对本实施例所涉及的密封圈本体100进行更为详细的说明。在密封圈本体100的周向一处设置有接缝部110。本实施例所涉及的密封本体100为在剖面为矩形的环状构件上形成有该接缝部110的结构。但这仅是对形状的说明，并不一定意味着以剖面为矩形的环状构件为素材实施用于形成接缝部110的加工。当然，尽管在对剖面为矩形的环状构件进行成形之后，也可以通过切削加工获得接缝部110，但也可以根据树脂材料不同而对已经具有接缝部110的素材进行成形，对制造方法并无特别限定。

接缝部110采用设置有自外周面侧和两侧壁面侧任何一方观察均为阶梯状接合面(剖切面)的所谓特殊阶梯切割。由此，在密封圈本体100中，隔着接合面在一侧的外周侧上设置有第一嵌合凸部111x和第一嵌合凹部112x，在另一侧的外周侧上设置有用于第一嵌合凸部111x嵌合的第二嵌合凹部112y和嵌合在第一嵌合凹部112x中的第二嵌合凸部111y。此外，一侧内周面侧的端面113x与另一侧内周侧的端面113y隔着接合面互相对置。由于特殊阶梯切割为公知技术，尽管省略其详细的说明，但具有热膨胀收缩使密封圈本体100的周长变化而仍旧维持稳定的密封性能的特性。此外，接合面(剖切面)不仅包括通过切削加工获得的情形，也包括通过成形获得的情形。

<辅助密封圈>

对本实施例所涉及的辅助密封圈200进行更为详细的说明。本实施例所涉及的辅助密封圈200设置在密封圈本体100中直径最大部位的外周面上。此外，本实施例所涉及的密封圈本体100的外周面为圆柱面。“辅助密封圈200设置在密封圈本体100中直径最大部位的外周面上”意味着没有采用通过在密封圈本体100的外周面上设置安装用槽而将辅助密封圈本体200安装在该槽中的结构。该辅助密封圈200通过粘接或一体成形而固定在密封圈本体100上。此外，如果能够在充分定位的状态下将辅助密封圈200固定在密封圈本体100上，那么也可以通过安装将辅助密封圈200设置在密封圈本体100的外周面上。而且，辅助密封圈200沿着密封圈本体100的外周面而设置在除去接缝部110以外的整个圆周上(参照图4)。而且，辅助密封圈200设置在密封圈本体100宽度方向的中心面两侧的两部位(参照图4、图6和图7)。而且，本实施例所涉及的辅助密封圈200被构成为用包含中心轴线(轴300的中心轴线)的面剖切的剖面形状呈三角形(参照图6和图7)。

<使用密封圈时的机理>

特别参照图6和图7对使用本实施例所涉及的密封圈10时的机理进行说明。图6表示发动机停止后隔着密封圈10在左右区域没有压差(或者几乎没有压差)且无负荷的状态。此外，图6中的密封圈10相当于图1中的aa剖面。图7则表示启动发动机而使得隔着密封圈10，右侧区域的流体压力高于左侧区域的状态。此外，图7中的密封圈10相当于图1中的aa剖面。

如上所述，在本实施例所涉及的密封圈10中，在没有流体压力作用的状态下，辅助密封圈200的外径被设定为大于壳体400中的轴孔的内周面内径。因此，在无负荷状态下，尽管左右区域没有压差，但密封圈10的外周面(更为具体而言，辅助密封圈200的外周面)仍维持与壳体400的轴孔内周面接触的状态(参照图6)。

而且，在启动发动机而产生压差的状态下，来自高压侧(h)的流体压力使密封圈10成为紧贴环状槽310中的低压侧(l)侧壁面的状态。此外，密封圈10维持与壳体400中的轴孔内周面接触的状态。而且，在轴300与壳体400相对旋转期间，密封圈本体100的侧面与环状槽310的侧壁面之间维持滑动且接触的状态。此外在橡胶状弹性体制成的辅助密封圈200与壳体400轴孔内周面之间还被设计成使摩擦力增大而不滑动。由此能够抑制辅助密封圈200的滑动磨损。如上所述，轴300与壳体400之间的环状间隙成为密封状态。并且，即使之后发动机停止而成为无负荷状态，密封圈10的外周面仍紧贴壳体400的轴孔内周面，且密封圈10几乎不朝向轴线方向(轴300的中心轴线方向)移动。也就是说，密封圈10维持紧贴环状槽310中的低压侧(l)侧壁面的状态。因此，即使在无负荷状态下，轴300与壳体400之间的环状间隙仍维持密封状态。

<本实施例所涉及的密封圈的优点>

按照本实施例所涉及的密封圈10，在没有流体压力作用的状态下，辅助密封圈200的外径被构成为大于壳体400中轴孔的内周面内径。由此，无论是否有流体压力作用，辅助密封圈200维持紧贴轴孔内周面的状态。而且，即使从有流体压力作用的状态变化为没有作用的状态，也可抑制密封圈10朝向轴线方向移动。因此，即使在没有流体压力作用(未产生压差)或者几乎没有流体压力作用(几乎未产生压差)的状态下，也可发挥密封功能。由此，能够在密封对象区域的流体压力升高之后保持流体压力。

也就是说，在具有怠速停止功能的发动机中，通过踩踏油门而使发动机自停止状态启动，能够在密封对象区域侧的液压升高之后保持液压。这里，树脂制成的密封圈通常不发挥抑制流体泄漏的功能。但在本实施例所涉及的密封圈10中，即使在无负荷状态下，由于轴300与壳体400之间的环状间隙维持密封状态，因而使得用于充分抑制流体泄漏的功能得以发挥。因而，在发动机停止而使得泵等的作用停止之后，仍能够在一段时间内维持存在压差的状态。因此，在具有怠速停止功能的发动机中，当发动机的停止状态不太长时，由于能够维持压差存在的状态，因而当重新启动发动机时，能够在之后适当地保持流体压力。

此外，本实施例所涉及的密封圈10相对于宽度方向的中心面形成对称形状。因此，当向环状槽310内安装密封圈10时，无需注意安装方向，因此具有优良的安装性能。而且也能够在高压侧与低压侧互换的环境下使用。

(其他)

在上述实施例中示出了辅助密封圈200的剖面形状为三角形时的结构。但本发明中的辅助密封圈的形状并不限于此，而可以采用各种结构。例如，如图8所示的变形例1，可以采用剖面形状为由曲面构成倾斜面的大致三角形的辅助密封圈210。而且，如图9所示的变形例2，也可以采用剖面形状为半圆形的辅助密封圈220。此外，如图10所示的变形例3，也可以采用剖面形状为梯形的辅助密封圈230。此外，如图11所示的变形例4，也可以采用剖面性状为矩形的辅助密封圈240。

在上述实施例中示出了辅助密封圈200设置在密封圈本体100宽度方向中心面的两侧的两部位的情形。但在本发明中对辅助密封圈的配置位置或配置个数并无特别限定。例如，如图12所示的变形例5，也可以采用剖面形状为矩形的辅助密封圈250覆盖密封圈本体100外周面整体的结构。

而且，在上述实施例中示出了密封圈本体100的剖面形状为矩形时的结构。但本发明中的密封圈本体的形状并不限于此，而可以采用各种形状。例如，也可以采用在剖面为矩形环状构件的两侧面分别设置矩形环状切口的结构。此时，既可以在两侧面中的内侧面侧设置切口，也可以在外周面侧设置切口。由此，密封圈本体的剖面形状呈t字状。而且，也可以采用在剖面为矩形的环状构件两侧面分别设置产生动压力的槽的结构。

此外，在上述实施例中示出了接缝部110为特殊阶梯切割的情形。但接缝部可以采用各种公知技术。例如，也可以采用直切、斜切、阶梯切割等。由于这些均为公知技术，因而省略其详细说明，但直切为在径向上笔直剖切的结构。斜切为在径向上斜着剖切的结构。阶梯切割为自外周面和内周面观察时被剖切成阶梯状、自两侧面观察时被剖切成直线状的结构或者自两侧面观察时被剖切成阶梯状、自外周面和内周面观察时被剖切成直线状的结构。此外，这些剖切结构除去按照字面剖切形成的情形以外，也可以包括通过成形形成的情形。此外，也可以不设置接缝部而成为环状(无端状)的密封圈。

附图标记说明

10密封圈

100密封圈本体

110接缝部

111x嵌合凸部

111y嵌合凸部

112x嵌合凹部

112y嵌合凹部

113x端面

113y端面

200，210，220，230，240，250辅助密封圈

300轴

310环状槽

400壳体