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本专利提出一种密封环结构，通过在低压侧设置倾斜的侧面槽和外周面槽，利用相对旋转时产生的楔形效应，有效抑制高压区流体向低压区泄漏。该设计使密封环在正反旋转方向均能形成动态密封，提升密封性能。
[0001]本发明涉及一种用于密闭相对旋转的轴和壳体之间的环形间隙的密封环。
[0002]现存技术中已知一种用于密闭相对旋转的轴和壳体之间的环形间隙的密封环。下面，参照图25对现存技术的例子中的密封环进行说明。图25是表示现存技术的例子中的密封环的使用状态的截面示意图。
[0003]密封环500安装于设置在轴200的外周的环形槽210，用于密封相对旋转的轴200和壳体300之间的环形间隙，并发挥将高压区域(H)和低压区域(L)隔开的功能。这里，密封环500通过高压区域(H)中的密封对象流体的流体压力，相对于环形槽210的低压区域(L)侧的侧面及壳体300的轴孔的内周面310保持紧密接触的状态，由此发挥密封性。
[0004]另外，密封环500，在轴200和壳体300相对旋转时，由于其相对于环形槽210的低压区域(L)侧的侧面及壳体300的轴孔的内周面310滑动，因此，是否形成稳定的润滑膜(油膜等由密封对象流体形成的膜)会对耐用性产生较大影响。原因主要在于，未形成润滑膜时，不仅使滑动阻力提高，还会使由滑动磨损产生的磨损粉末及异物等夹在滑动部，而促进进一步的滑动磨损，从而使寿命显著下降。尤其是，轴200在使用铝合金等的软料的情况下，上述的问题会更加明显。
[0005]另一方面，为了更好的提高轴200及壳体300和密封环500之间的润滑性，而增加向低压区域(L)的密封对象流体的泄漏量时，要增加向该高压区域(H)供给的密封对象流体的量以保持高压区域(H)内的压力为所期望的压力。另外，在使高压区域(H)中的压力上升的情况下，会导致响应特性下降。
[0008]本发明的目的是提供一种能够抑制密封对象流体从高压区域向低压区域的泄漏量，且能抑制滑动磨损的密封环。
[0009]本发明的密封环，其安装于设置在轴的外周的环形槽，用于密闭相对旋转的所述轴和壳体之间的环形间隙，并将密封对象流体所在的高压区域与低压区域隔开，具有侧面槽和外周面槽中的任意一方，所述侧面槽在低压区域侧的侧面，从露出于低压区域的位置向内周面侧延伸到未及所述内周面的位置，用于在所述轴和所述壳体相对旋转时，使低压区域侧的侧面和所述环形槽的侧面相对滑动，所述外周面槽在外周面上，从低压区域侧的侧面向高压区域侧的侧面延伸到未及高压区域侧的侧面的位置，用于在所述轴和所述壳体相对旋转时，使外周面和所述壳体的轴孔的内周面相对滑动。
[0010]本发明中，通过使密封环相对于设置于轴的环形槽在低压区域侧的侧面及壳体的轴孔的内周面保持紧密接触的状态，发挥密封性。这种情况下，在轴和壳体相对旋转时，密封环在低压区域侧的侧面和环形槽的侧面(低压区域侧的侧面)相对滑动，或者密封环的外周面和壳体的轴孔的内周面相对滑动。
[0011]另外，在轴和壳体相对旋转时低压区域侧的侧面和环形槽的侧面(低压区域侧的侧面)相对滑动的情况下，在密封环的低压区域侧的侧面，形成从露出于低压区域的位置向内周面侧延伸到未及内周面的位置的侧面槽。在这种情况下，环形槽的侧面相对于密封环滑动时，泄漏到低压区域的密封对象流体进到侧面槽。另外，进到该侧面槽的密封对象流体进入环形槽的侧面及密封环的滑动部，并经由该滑动部返回高压区域。
[0012]另外，在轴和壳体相对旋转时外周面和壳体的轴孔的内周面相对滑动的情况下，在外周面形成，从低压区域侧的侧面向高压区域侧延伸到未及高压区域侧的侧面的位置的外周面槽。在这种情况下，壳体的轴孔的内周面相对于密封环滑动时，向低压区域泄漏的密封对象流体进到外周面槽。另外，进到该外周面槽的密封对象流体进入壳体上轴孔的周面及密封环的滑动部，并经由该滑动部返回高压区域。因此，根据本发明，能够抑制密封对象流体从高压区域向低压区域的泄漏量。
[0013]另外，根据本发明，泄漏到低压区域的密封对象流体从环形槽的侧面，或者壳体的轴孔的内周面及密封环的滑动部返回。因此，该滑动部可形成稳定的、具有充分厚度的密封对象流体的润滑膜。从而能够抑制滑动磨损。
[0014]本发明的密封环，优选，具有所述侧面槽，在所述侧面槽中，所述环形槽的侧面相对于密封环的滑动方向侧的壁面，从外周面侧到内周面侧，在所述环形槽的侧面相对于密封环的滑动方向上倾斜。
[0015]由此，从低压区域进到侧面槽的密封对象流体，在因该侧面槽的壁面倾斜产生的楔形效应的作用下，容易进入环形槽的侧面与密封环的滑动部。因此，容易使泄漏到低压区域的密封对象流体返回高压区域，另外，更容易在环形槽的侧面及密封环的滑动部形成密封对象流体的润滑膜。
[0016]另外，本发明的密封环，优选，所述轴和所述壳体不仅在正方向上相对旋转，也在反方向上相对旋转，在低压区域侧的侧面设置多个所述侧面槽，其中，在一部分的侧面槽中，所述环形槽的侧面相对于密封环正向旋转时的滑动方向侧的壁面，从外周面侧到内周面侧，在所述环形槽的侧面相对于密封环正向旋转时的滑动方向上倾斜，在另一部分的侧面槽中，所述环形槽的侧面相对于密封环逆向旋转时的滑动方向侧的壁面，从外周面侧到内周面侧，在所述环形槽的侧面相对于密封环逆向旋转时的滑动方向上倾斜。
[0017]由此，在轴与壳体相对正方向旋转或反方向旋转中任一者的情形下，都可得到因侧面槽的壁面倾斜而产生的楔形效应。因此，不管旋转方向如何，泄漏到低压区域的密封对象流体都容易返回高压区域，另外，更容易在环形槽的侧面及密封环的滑动部形成密封对象流体的润滑膜。
[0018]另外，本发明的密封环，优选，具有所述侧面槽，所述侧面槽为第I侧面槽，所述密封环还具有，在所述低压区域侧的侧面，从内周面向外周面侧延伸到未及露出于低压区域的位置的第2侧面槽。
[0019]由此，在环形槽的侧面相对于密封环(低压区域侧的侧面)滑动时，高压区域的密封对象流体进到第2侧面槽。另外，由于进到第2侧面槽的密封对象流体进入环形槽的侧面及密封环的滑动部，因此，更容易在该滑动部形成密封对象流体的润滑膜。
[0020]另外，在密封环上设置第2侧面槽时，容易将高压区域的密封对象流体送至低压区域侧，被送至低压区域侧的密封对象流体能够进入第I侧面槽。因此，即使在设置第2侧面槽的情况下，也能够抑制从高压区域向低压区域的密封对象流体的泄漏量。
[0021]本发明的密封环，优选，在所述第2侧面槽中，所述环形槽的侧面相对于密封环的滑动方向侧的壁面，从内周面侧到外周面侧，在所述环形槽的侧面相对于密封环的滑动方向上倾斜。
[0022]由此，通过使第2侧面槽的壁面倾斜，使从高压区域进到第2侧面槽的密封对象流体产生楔形效应，从而容易使该密封对象流体进入环形槽的侧面及密封环的滑动部。因此，更容易在环形槽的低压区域侧的侧面及密封环的滑动部上形成密封对象流体的润滑膜。
[0023]另外，本发明的密封环优选，所述轴和所述壳体不仅在正方向上相对旋转，也在反方向上相对旋转，在低压区域侧的侧面设置多个所述第2侧面槽，其中，在一部分的第2侧面槽中，所述环形槽的侧面相对于密封环正向旋转时的滑动方向侧的壁面，从内周面侧到外周面侧，在所述环形槽的侧面相对于密封环正向旋转时的滑动方向上倾斜，在另一部分的第2侧面槽中，所述环形槽的侧面相对于密封环逆向旋转时的滑动方向侧的壁面，从内周面侧到外周面侧，在所述环形槽的侧面相对于密封环逆向旋转时的滑动方向上倾斜。
[0024]由此，在轴与壳体相对正方向旋转或反方向旋转的任一者的情形下，都可得到因侧面槽的壁面倾斜而产生的楔形效应。因此，不管旋转方向如何，都容易使从高压区域进入第2侧面槽的密封对象流体进入环形槽的侧面及密封环的滑动部。
[0025]另外，本发明的密封环，优选，具有所述外周面槽，在所述外周面槽中，所述壳体轴孔的内周面相对于密封环在滑动方向侧的壁面，从低压区域侧到高压区域侧，在所述壳体轴孔的内周面相对于密封环的滑动方向上倾斜。
[0026]由此，从低压区域进到侧面槽的密封对象流体，在因该侧面槽的壁面倾斜产生的楔形效应的作用下，容易进入环形槽的侧面与密封环的滑动部。因此，容易使泄漏到低压区域的密封对象流体返回高压区域，另外，更容易在壳体的轴孔的内周面及密封环的滑动部上形成密封对象流体润滑膜。
[0027]另外，本发明的密封环，优选，所述轴和所述壳体不仅在正方向上相对旋转，也在反方向上相对旋转，在外周面设置多个所述外周面槽，其中，在一部分的外周面槽中，所述壳体轴孔的内周面相对于密封环正向旋转时的滑动方向侧的壁面，从低压区域侧到高压区域侧，在所述壳体轴孔的内周面相对于密封环正向旋转时的滑动方向上倾斜，在另一部分的外周面槽中，所述壳体轴孔的内周面相对于密封环逆向旋转时的滑动方向侧的壁面，从低压区域侧到高压区域侧，在所述壳体轴孔的内周面相对于密封环逆向旋转时的滑动方向上倾斜。
[0028]由此，在轴与壳体相对正方向旋转或反方向旋转的任一者的情形下，都可得到因侧面槽的壁面倾斜而产生的楔形效应。因此，不管旋转方向如何，都容易使泄漏到低压区域的密封对象流体返回高压区域，另外，更容易在壳体的轴孔的内周面及密封环的滑动部上形成密封对象流体的润滑膜。
[0029]另外，本发明的密封环，优选，具有所述外周面槽，所述外周面槽为第I外周面槽，密封环还具有，在所述外周面，从高压区域侧的侧面向低压区域侧延伸到未及低压区域侧的侧面的位置的第2外周面槽。
[0030]由此，在壳体的轴孔的内周面相对于密封环滑动时，高压区域的密封对象流体进到第2外周面槽。另外，进到第2外周面槽的密封对象流体进入壳体的轴孔的内周面及密封环的滑动部，因此更容易在该滑动部形成密封对象流体的润滑膜。
[0031]另外，在密封环上设置第2外周面槽时，容易将高压区域的密封对象流体送至低压区域侧，而且被送至低压区域侧的密封对象流体能够进入第
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