(57)【要約】  リップシールは、弾性リング内に配設された内部バネ要素を有する。このバネ要素は、内側に向けられた、ある角度をなすフィンガーによって頸角断面を有する。
2009500570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネックの外面と孔の内面との間を密閉するためのリップシールであって、
弾性部と、
前記弾性部内に配置されたバネ要素と、を具備してなり、
前記要素の少なくとも一部は、シールが存在する平面に対して、ある角度をなしていることを特徴とするリップシール。
【請求項２】
前記要素は皿型(Belleville)ワッシャーの形態であることを特徴とする請求項１に記載のシール。
【請求項３】
前記要素はバネ鋼からなることを特徴とする請求項１に記載のシール。
【請求項４】
前記要素はリング状構造体であり、このリング状構造体は、外側リング部と、半径方向に上向きであってかつ内側に向けられた複数のフィンガー部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のシール。
【請求項５】
前記フィンガー部は、前記平面に対して、ある角度で曲がっていることを特徴とする請求項４に記載のシール。
【請求項６】
前記外側リングは前記平面に対して、ある角度で曲がっており、かつ前記フィンガー部は前記外側リングに対して、ある角度で曲がっていることを特徴とする請求項５に記載のシール。
【請求項７】
前記弾性部は前記要素の上に、それを包み込むように成形されることを特徴とする請求項１に記載のシール。
【請求項８】
ネックの外面と孔の内面との間を密閉するためのリップシールであって、
弾性部と、
前記弾性部内に配置されたバネ手段と、を具備してなることを特徴とするリップシール。
【請求項９】
前記バネ手段は皿型(Belleville)ワッシャーの形態であることを特徴とする請求項８に記載のシール。
【請求項１０】
前記要素はバネ鋼からなることを特徴とする請求項８に記載のシール。
【請求項１１】
前記バネ手段はリング状構造体であり、このリング状構造体は、外側リング部と、半径方向に内側であってかつ上方に向けられた複数のフィンガー部と、を有することを特徴とする請求項８に記載のシール。
【請求項１２】
前記フィンガー部は、シールが存在する平面に対して、ある角度で曲がっていることを特徴とする請求項１１に記載のシール。
【請求項１３】
前記外側リングは前記平面に対して、ある角度で曲がっており、かつ前記フィンガー部は前記外側リングに対して、ある角度で曲がっていることを特徴とする請求項１２に記載のシール。
【請求項１４】
前記弾性部は前記バネ手段の上に、それを包み込むように成形されることを特徴とする請求項８に記載のシール。
【請求項１５】
リップシールを用いて、ネックの外面と孔の内面との間を密閉するための方法であって、
弾性部と、この弾性部内に配置されたバネ要素とを有するリップシールを提供することと、
前記ネック上に前記リップシールを嵌め込むことと、を具備することを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記要素は皿型(Belleville)ワッシャーの形態であることを特徴とする請求項１５に記載のシール。
【請求項１７】
前記要素はバネ鋼からなることを特徴とする請求項１５に記載のシール。
【請求項１８】
前記要素はリング状構造体であり、このリング状構造体は、外側リング部と、半径方向に内側であってかつ上方に向けられた複数のフィンガー部と、を有することを特徴とする請求項１５に記載のシール。
【請求項１９】
前記フィンガー部は、シールが存在する平面に対して、ある角度で曲がっていることを特徴とする請求項１８に記載のシール。
【請求項２０】
前記外側リングは前記平面に対して、ある角度で曲がっており、かつ前記フィンガー部は前記外側リングに対して、ある角度で曲がっていることを特徴とする請求項１９に記載のシール。
【請求項２１】
前記弾性部は前記リング要素の上に、それを包み込むように成形されることを特徴とする請求項１５に記載のシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して弾性シールの分野に関するものであり、さらに詳しくは、たとえばトランスミッションのような機器の部品の孔内での、たとえばネックを有するトランスミッションフィルターのような物品の密閉(シーリング)に関する。さらに詳しく言うと、本発明は、ある態様にあっては、「リップシール」と呼ばれるシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮可能な弾性リップシールが要望される状況は数多く存在する。こうした用途の一つは、たとえばトランスミッションフィルターのような流体フィルターの、たとえば車両トランスミッションのような機器の孔あるいは開口に対する接続である。トランスミッションフィルターの場合、当該フィルターは、通常、それから延在するネックを有するが、これは、通常、フィルターケーシングに対する流体の流入口または排出口のいずれかを提供する。このネックは、通常、トランスミッションまたはトランスミッションコンポーネントの一部である孔あるいはソケット内に挿入され、これによってフィルターとトランスミッションまたはトランスミッションコンポーネントとの間の流体連通状態が実現される。たとえば、フィルターのネックは、ポンプ流入口、バルブボディ、あるいはポンプ流入口につながるケース鋳物と流体連通状態とすることができる。
【０００３】
フィルターネックと流入孔との間にシールを提供するために、弾性密閉シールすなわち「リップシール」を設けることが知られているが、これはフィルターネックの外面を取り囲み、そして孔内に密閉状態で嵌まり込む。
【０００４】
トランスミッションフィルターは、通常、トランスミッションの当初装備製造の際に、トランスミッションに組み付けられ、そして最終的には整備士によって交換される。そうした組み付け工程の間、既にその上に存在する弾性シールを備えたフィルターネックは、通常、トランスミッションあるいはトランスミッションコンポーネントの流体流入孔内に手作業で挿入される。通常、密閉リングは、フィルターの組み立て時に、あるいはトランスミッション孔内へのフィルターネックの挿入前の別の段階において、フィルターネックに嵌め込まれる。この嵌め込み段階において、ネック上の所望の位置において密閉リングを保持し(すなわちシールがネックから滑り落ちたりあるいは回転したりするのを防止し)、その一方で密閉リングを孔内に滑り込ませることを可能とし、そしていったん設置されたならばフィルターネックと孔との間の密閉状態を維持するのに十分なほど圧縮されることが望ましいことは明らかである。
【０００５】
取り付け段階の間、フィルターネック上のその適切な位置でシールを保持するために、さまざまな手法が採用されてきた。たとえば、シールは、通常、弛緩時には、それが配置されることになるネック位置の外径よりも僅かに小さい内径を有し、この結果、シールはネックを摩擦力によって把持する。さらに、ときにはネックに、シールの縁部に当接するショルダーが設けられ、これによって嵌め込み段階におけるネックに沿ったシールの移動が防止される。
【０００６】
だが、トランスミッションの耐用年数の間に、フィルターはときどき交換する必要がある。この交換整備の際に、フィルターネックはたいてい流入孔から手作業で引き抜かれ、そしてこのフィルターは廃棄され、かつ上述したのと同じ方式で挿入される新品のフィルターと交換される。このフィルター取り外し工程は、リップシールに関して、いくつかの問題を呈してきた。多くの場合、フィルターを手作業で外したとき、リップフィルターはネックから滑り落ち、流入口内に留まろうとする。この問題は、(フィルターネックは通常、射出成形部品であるという事実に起因して)フィルターネックの外面がたいてい非常に滑らかであるという事実によって悪化する。流入孔は、その一方で、よりざらついた機械加工面となりがちである。フィルターネックから滑り落ちた後にリップシールが流入口内に摩擦によって残ってしまう問題はまた、フィルターネック(これはたいてい射出成形プラスチック部品である)がその耐用年数の間にさらされる熱サイクルによって収縮する傾向があるという事実によって部分的に余儀なくされる。この問題を軽減する試みとして、取り外しの際にリップシールとの係合を助けるためにフィルターネックの外面をざらざらしたものとしたり、あるいはフィルターネックの外面にリブあるいはその他の特徴部を設けたりすることもあった。だが、この解決策は常に望ましいものであるとは限らない。なぜなら、フィルターケーシング自体の射出成形工程に関して余分な労力あるいは困難を生じ得るからである。フィルター取り外し時にフィルターネックからリップシールが滑り落ちて、それが流入孔内に残ってしまうと、不都合な結果を招くことがある。たとえば、整備士は工具を用いて残ってしまったシールの取り出しあるいは掻き出しを試みるであろうが、これによって孔の内面には引っ掻き傷やその他のダメージが生じることがあり、これは、その後に設置されるフィルターおよび密閉リングの完全な密閉性を損なうことがある。リップシールが残ることのその他の不都合は、整備士が、リップシールが残ってしまったことを認識せずに、ただ、孔内にそれ自身のシールを備えた新しいフィルターを差し込んでしまうことがあるというものであり、これはシールリングのスタックアップ(堆積)を生じ、新しい密閉リングが適切に着座しないか、あるいはフィルターがトランスミッション内に正確に嵌まらなくなることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記に鑑みると、大きな孔内に挿入されるネックの外面の周囲を密閉(シール)するための改良されたリップシールおよび密閉(シーリング)方法を提供することが望ましいであろう。シールが孔から取り出されたとき、そうしたシールがネック上でのその保持状態を少なくともある程度まで向上させることができるならば望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある実施形態のある態様においては、改良されたリップシールおよび密閉(閉塞)方法が提供される。より大きな孔内に挿入されるネックの外面の周りを密閉するための改良されたリップシールおよび密閉方法を含むことが望ましいであろう。シールが孔から取り出されたとき、そうしたシールがネック上でのその保持状態を少なくともある程度まで向上させることができるならば望ましいであろう。
【０００９】
本発明のある実施形態によれば、ネックの外面と孔の内面との間を密閉するためのリップシールは、弾性部と、この弾性部内に配置されたバネ要素とを具備し、当該要素の少なくとも一部はシールが存在する平面に対してある角度をなしている。
【００１０】
本発明の他の実施形態によれば、ネックの外面と孔の内面との間を密閉するためのリップシールは、弾性部と、この弾性部内に配置されたバネ手段とを具備してなる。
【００１１】
本発明のさらに他の実施形態によれば、リップシールを用いて、ネックの外面と孔の内面との間を密閉(シール)するための方法は、弾性部およびこの弾性部内に配置されたバネ要素とを有するリップシールを提供することと、ネック上にこのリップシールを嵌め込むこととを具備する。
【００１２】
上記のとおり、その詳細な説明をより良く理解できるように、そして従来技術に対する目下の貢献をより良く認識できるように、本発明のある実施形態を、むしろ大まかに説明してきた。もちろん、以下で説明すると共に特許請求の範囲の対象事項を形成する、本発明のさらなる実施形態が存在する。
【００１３】
この点に関して、本発明の少なくとも一つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用に関して、以下の説明で言及するかあるいは図面に示す構成要素の構造の細部およびその配置には限定されないことを理解されたい。本発明は、説明するもの以外にも実施の余地があり、さまざまな様式で実施することができる。また、ここで採用した用語は、要約書と同様、説明のためのものであり、限定と考えるべきではないことを理解されたい。
【００１４】
当業者にとっては、本発明のいくつかの目的を実施するための、その他の構造、方法およびシステムの設計に関する基礎として、上記開示の基になる技術思想を容易に利用可能であることは明白である。それゆえ、本発明の趣旨および範囲から逸脱しない限り、特許請求の範囲の記載はそうした等価物を包含するものであるとみなすことが重要である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のある実施形態においては、より大きな孔内に挿入されるネックの外面周りの密閉(シーリング)のための改良されたリップシールおよび密閉方法が提供される。ある実施形態では、シールが孔内から取り出されたとき、ネック上でのシールの保持状態を少なくともある程度向上させる要素がシールに付加される。以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について、さらに詳しく説明するが、同じ参照数字は全図を通じて同じ部材を指し示している。
【００１６】
図１には、本発明の好ましい実施形態に基づくリップシール１０を示す。このリップシール１０は、配置図においては、取り付け状態で示されている。リップシール１０によって、トランスミッションフィルターのネック１２の外面とトランスミッションコンポーネント１６の流入孔１４との間の密閉(シーリング)が実現されている。ネック１２は、通常、射出成形された特徴部であり、これは、トランスミッションの外側ケーシングあるいはその他の流体フィルターと一体であってもよい。トランスミッションコンポーネント１６は、トランスミッションケーシング、バルブボディあるいはポンプ流入口、あるいは流体を利用するトランスミッションのその他のコンポーネントであってもよい。さらに、本発明の適用範囲の例としてトランスミッションコンポーネントおよびトランスミッションフィルターを提示したが、リップシール１０は、それがネックの外面と対応する孔の内面との間を密閉(シール)するために必要とされる箇所であれば、どこででも使用可能である。
【００１７】
リップシール１０をまた図１の配置形態図に示す。すなわち、リップシール１０は力を加えていない状態(弛緩状態)で示されており、したがって、その縁部はネックおよび流入口のそれぞれとオーバーラップしているように見える。当業者にとって、実際の組み付け時にリップシールが押し潰されることは明白であろう。リップシール内径は大きくなってネックの周囲にぴったりと嵌まり込み、そしてその外径は押し縮められてネック内にぴったりと嵌まり込む。
【００１８】
リップシール１０は、概して、二つの部分、すなわち弾性エラストマー部１６およびより剛性の高いワッシャー要素１８からなる。以下、これらの構成要素についてさらに詳しく説明する。弾性(エラストマー)セクション１６内のワッシャー要素１８の形状および位置によって、ネック１２上に容易に嵌め込むことができるリップシール１０が全体として提供され(すなわち嵌め込みに要する力は比較的小さく、この結果、フィルターの製造時にそれを手作業であるいは工具を用いて簡単にネック１２に取り付けることができる)、そしてさらにフィルターとリップシールを一緒に孔１４内に挿入するのに要する嵌め込み力は比較的小さなものとなる。さらに、ワッシャー要素１８を設けたことは、ネック１２からリップシール１０を取り外すための力が比較的大きなものであるという利点を付加的にもたらす。それゆえ、フィルターネックを孔１４から取り外すとき、つまりそれを引き抜くとき、リップシールは、ネック１２から滑り落ちて孔１４内に残るのではなく、ネック１２上の適所に留まろうとする。
【００１９】
ある実施形態では、シール１０のこの「ワンウェイ」機能は、シールを比較的容易にスライド操作によってネック上へ装着することはできるが、シールを破壊することなくそれをスライド操作によってネックから取り外すのは困難であるか、あるいはある実施形態では実質的に不可能である程度まで実現可能である。
【００２０】
図２ないし図５を参照して、シール１０についてさらに詳しく説明する。シール１０は弾性(エラストマー)ポリマー部分１６を含むが、これはたとえば、VitonあるいはVamacのようなポリマー、あるいは耐熱ラバーから形成できる。弾性部１６は、一般に、ワッシャー要素１８上に、それを包み込むように成形(オーバーモールド)される。ワッシャー要素１８は、たとえばバネ鋼を含むさまざまな素材のうちのいかなるものから形成されてもよい。他の素材すなわち硬質プラスチックもまた使用可能である。
【００２１】
ワッシャー要素１８は、概して、内側に突出する歯を有する、皿型(Belleville)ワッシャーの形態として構成できる。たとえば、代表的なリング１８は外側リングセクション２０(これは水平面から僅かに上方に傾斜している)と、多数の内側に突出する歯２２(これは水平面に対して、より大きな角度で上方に傾斜している)とを有する。この形状は皿型(Belleville)ワッシャーに類似しており、固有のバネ特性をもたらす。水平面に対する外側リング２０の角度は、概して、水平面に対して１０ないし１５度となるように選択されるが、それ以外の角度であってもよい。フィンガー２２の上向き角度は、概して、水平面に対して１５ないし４５度となるように選択されるが、それ以外の角度であってもよい。フィンガー２２および外側リング２０は、ネック１２からの、取り付けられたシール１０の分離に抗するトグリング(toggling)すなわちジャミング(jamming)作用をもたらす。すなわち、シール１０をネック１２の上に嵌め込んだとき、フィンガー２２は、シール１０をネック１２上に滑らせて装着するための嵌め込み力を低く抑えるために、必要に応じて外側にかつ上向きに撓もうとする。だが、フィルターを取り外す際、シール１０がネック１２から外れる方向に引っ張られると、シール１０の内面２６の摩擦把持力によってフィンガー２２は下方に押し下げられ、フィンガーはそれゆえ下方にかつ半径方向内向きに撓み、この結果、シール１０はさらにきつくネック１２を把持しようとする。軸方向の引っ張り力が増大するとき、ワッシャー要素１８とシール１０の残部との協働作用によって実現される締め付け力あるいは固定力あるいは把持力は、シールをネック１２上で保持しようとする。
【００２２】
この実施形態では、リング１８は、少なくともある程度、皿型(Belleville type)ワッシャー形状を、より好ましくは、シールを嵌め込むのに要する力を全体として小さく、そして取り外すのに要する力を大きなものとする、内側に突出する歯を備えた形状を有する。これは、シールの設計に関して別の利点をもたらす。特にある実施形態では、シール１０の外面は、二つ以上の外側に突出する先端部２６および窪み２８を含んでいてもよい。装着状態では、先端部は押し潰されて、密閉接触状態をもたらす。ワッシャー要素１８によって実現される、ネックからのシールの分離に対する抵抗によって、本発明は、ワッシャー要素１８を持たない弾性シールを用いて実現されるであろうよりも、より高く突き出した先端部２６をシールが有する実施形態を実現できる(すなわち、シールは、より大きな「空隙容積」を持つように設計できる)。これは、ワッシャー要素１８なしで大きな空隙容積を付与した場合には流入孔１４と過度の摩擦接触状態となり、この結果、フィルターネック１２を取り外した際にシール１０が残ってしまいがちとなるからである。だが、ワッシャー要素１８によって、もし望むならば、より大きな空隙容積を実現でき、その一方で、シール１０とネック１２とを一緒に同時に取り外すことが依然として可能となっている。
【００２３】
水平面に対してある角度をなす外側リング領域と、第２の角度で内側に突出する複数のフィンガー領域とを有する好ましいワッシャー要素１８を示したが、その他の実施形態は、この角度のこの組み合わせに限定されるものではない。たとえば、適当な皿型(Belleville type)ワッシャー要素１８あるいはその他のワッシャー要素１８は、外側リングおよびいずれも共通の上向き角度を有する内側フィンガーの両方を、あるいは内側であってかつ上向きに曲がった突出フィンガーを備えた概ね平坦な水平面形状を有する外側リングを、あるいはフィンガーの代わりに設けられた円錐形リングセクションを含んでいてもよい。さらに、ワッシャー要素１８は完全に円形である必要はなく、その代わりに、互いに離間した一連のアーキャスト(arcast)セクションによって提供することもできる。
【００２４】
本発明のさまざまな特徴および利点は以上の説明から明らかであり、したがって、特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨および範囲に含まれる、本発明のそうした特徴および利点の全てを包含する。さらに、当業者であれば、さまざまな変更および改変を容易に思いつくであろうから、本発明を、図示すると共に本明細書中で説明した正確な構成および作用に限定すべきではなく、したがって、本発明の範疇に属する、全ての適当な変更および等価物を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】フィルターネック上に装着されかつトランスミッションコンポーネントの流入口ハウジングに対して作用的に配置された状態にある、本発明の好ましい実施形態に基づくリップシールの断面図である。
【図２】図１に示すリップシールを破断状態で示す平面図である。
【図３】リップシールの、図２の線３‐３で取った断面図である。
【図４】図３に示すリップシールの一部であるワッシャー要素の平面図である。
【図５】図４に示すワッシャー要素の斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  リップシール
１２  ネック
１４  流入孔
１６  弾性エラストマー部
１８  ワッシャー要素
２０  外側リング
２２  フィンガー
２６  先端部
２８  窪み
【図１】
2009500570.tif 000003
【図２】
2009500570.tif 000004
【図３】
2009500570.tif 000005
【図４】
2009500570.tif 000006
【図５】
2009500570.tif 000007
【国際調査報告】
2009500570.tif 000008
2009500570.tif 000009