JPH0913005A - 耐圧シール部材組成物 - Google Patents
耐圧シール部材組成物Info
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- JPH0913005A JPH0913005A JP8078996A JP7899696A JPH0913005A JP H0913005 A JPH0913005 A JP H0913005A JP 8078996 A JP8078996 A JP 8078996A JP 7899696 A JP7899696 A JP 7899696A JP H0913005 A JPH0913005 A JP H0913005A
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- seal member
- weight
- ptfe
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐圧シール部材組成物および自動車の動力舵
取り装置用オイルシールリングを、１５０ｋｇｆ／ｃｍ
2 以上の被圧条件において耐クリープ性を充分に満足
し、しかもＰＴＦＥ本来の低摩擦特性を備えたものとす
る。 【解決手段】 パーフルオロアルコキシ基により変性さ
れた四フッ化エチレン樹脂７０〜９７重量％と、ガラス
繊維３〜３０重量％を含んでなる耐圧シール部材組成物
とする。または上記の耐圧シール部材組成物からなる自
動車の動力舵取り装置用オイルシールリングとする。耐
圧使用条件でシールの「はみ出し摩耗」現象を発生させ
ず、ＰＴＦＥ本来の低摩擦で良好な動作性が得られる。
取り装置用オイルシールリングを、１５０ｋｇｆ／ｃｍ
2 以上の被圧条件において耐クリープ性を充分に満足
し、しかもＰＴＦＥ本来の低摩擦特性を備えたものとす
る。 【解決手段】 パーフルオロアルコキシ基により変性さ
れた四フッ化エチレン樹脂７０〜９７重量％と、ガラス
繊維３〜３０重量％を含んでなる耐圧シール部材組成物
とする。または上記の耐圧シール部材組成物からなる自
動車の動力舵取り装置用オイルシールリングとする。耐
圧使用条件でシールの「はみ出し摩耗」現象を発生させ
ず、ＰＴＦＥ本来の低摩擦で良好な動作性が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高圧流体をシー
ルする耐圧シール部材組成物および自動車の動力舵取り
装置用オイルシールリングに関する。
ルする耐圧シール部材組成物および自動車の動力舵取り
装置用オイルシールリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、比較的高圧の流体に接するポン
プ、バルブ、シリンダなどの要所をシールするシールリ
ングなどの耐圧シール部材としては、四フッ化エチレン
樹脂（以下、ＰＴＦＥと略記する。）にガラス繊維また
は炭素繊維を補強材として所定量配合したフッ素樹脂組
成物が知られている。
プ、バルブ、シリンダなどの要所をシールするシールリ
ングなどの耐圧シール部材としては、四フッ化エチレン
樹脂（以下、ＰＴＦＥと略記する。）にガラス繊維また
は炭素繊維を補強材として所定量配合したフッ素樹脂組
成物が知られている。
【０００３】このようなＰＴＦＥ樹脂組成物は、ＰＴＦ
Ｅ本来の耐クリープ性が充分でなく、この物性を改善す
るために、ガラス繊維または炭素繊維からなる繊維補強
材を所定量配合したものであり、１００ｋｇｆ／ｃｍ2
程度以下の流体圧力に耐えてシール性を発揮することが
できる。
Ｅ本来の耐クリープ性が充分でなく、この物性を改善す
るために、ガラス繊維または炭素繊維からなる繊維補強
材を所定量配合したものであり、１００ｋｇｆ／ｃｍ2
程度以下の流体圧力に耐えてシール性を発揮することが
できる。
【０００４】しかし、これより高圧のシール性を発揮さ
せるためには、ＰＴＦＥ樹脂組成物に多量の繊維補強材
を充填しなければならないが、それではＰＴＦＥ本来の
低摩擦特性を阻害することになる。
せるためには、ＰＴＦＥ樹脂組成物に多量の繊維補強材
を充填しなければならないが、それではＰＴＦＥ本来の
低摩擦特性を阻害することになる。
【０００５】ＰＴＦＥ本来の低摩擦特性を阻害すること
なく、耐クリープ性を改善した組成物としては、ＰＴＦ
Ｅの分子構造を一部変性させ、すなわちパーフルオロア
ルコキシ基などで置換された繰り返し単位をＰＴＦＥの
繰り返し単位に共重合させた変性ＰＴＦＥとし、これを
主成分として炭素繊維を充填したシール部材組成物が知
られている。
なく、耐クリープ性を改善した組成物としては、ＰＴＦ
Ｅの分子構造を一部変性させ、すなわちパーフルオロア
ルコキシ基などで置換された繰り返し単位をＰＴＦＥの
繰り返し単位に共重合させた変性ＰＴＦＥとし、これを
主成分として炭素繊維を充填したシール部材組成物が知
られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のＰＴＦＥ樹脂系のシール部材組成物では、１５０ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 を越えるような油圧などの流体圧力に耐える
耐クリープ性を発揮することはできず、すなわち、その
ような高圧の被圧条件においてはシール部材としてのシ
ール性を発揮できないという問題点がある。
のＰＴＦＥ樹脂系のシール部材組成物では、１５０ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 を越えるような油圧などの流体圧力に耐える
耐クリープ性を発揮することはできず、すなわち、その
ような高圧の被圧条件においてはシール部材としてのシ
ール性を発揮できないという問題点がある。
【０００７】また、前述のように１５０ｋｇｆ／ｃｍ2
を越える高耐圧性を必要とするシール部材の具体例であ
る自動車の動力舵取り装置用オイルシールリングにおい
ては、前記被圧条件において使用すると、例えばハウジ
ングと軸の間の隙間にクリープ変形した部分がはみ出し
てちぎれ、さらにこの状態が繰り返されてシール部材を
大きく損傷させ、いわゆる「はみ出し摩耗」という現象
が発生する問題点がある。
を越える高耐圧性を必要とするシール部材の具体例であ
る自動車の動力舵取り装置用オイルシールリングにおい
ては、前記被圧条件において使用すると、例えばハウジ
ングと軸の間の隙間にクリープ変形した部分がはみ出し
てちぎれ、さらにこの状態が繰り返されてシール部材を
大きく損傷させ、いわゆる「はみ出し摩耗」という現象
が発生する問題点がある。
【０００８】そこで、この発明は、上記した問題点を解
決して、耐圧シール部材組成物を、１５０ｋｇｆ／ｃｍ
2 以上の被圧条件において耐クリープ性を充分に満足
し、しかもＰＴＦＥ本来の低摩擦特性を備えたものとす
ることを課題としている。
決して、耐圧シール部材組成物を、１５０ｋｇｆ／ｃｍ
2 以上の被圧条件において耐クリープ性を充分に満足
し、しかもＰＴＦＥ本来の低摩擦特性を備えたものとす
ることを課題としている。
【０００９】または、前記同様の問題点を解決して、
「はみ出し摩耗」現象を発生させず、しかもＰＴＦＥ本
来の低摩擦係数をもって動作性の良い自動車の動力舵取
り装置用オイルシールリングとすることを課題としてい
る。
「はみ出し摩耗」現象を発生させず、しかもＰＴＦＥ本
来の低摩擦係数をもって動作性の良い自動車の動力舵取
り装置用オイルシールリングとすることを課題としてい
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、パーフルオロアルコキシ基に
より変性された四フッ化エチレン樹脂７０〜９７重量
％、ガラス繊維３〜３０重量％からなる耐圧シール部材
組成物としたのである。
め、この発明においては、パーフルオロアルコキシ基に
より変性された四フッ化エチレン樹脂７０〜９７重量
％、ガラス繊維３〜３０重量％からなる耐圧シール部材
組成物としたのである。
【００１１】または、上記した耐圧シール部材組成物か
らなる自動車の動力舵取り装置用オイルシールリングと
したのである。
らなる自動車の動力舵取り装置用オイルシールリングと
したのである。
【００１２】この発明の耐圧シール部材組成物は、パー
フルオロアルコキシ基により変性された四フッ化エチレ
ン樹脂が、分子間の滑りを起こし難い分子構造であって
耐クリープ性が向上する。そして、組成物中に所定量添
加されたガラス繊維は、前記所定の変性基を有する四フ
ッ化エチレン樹脂の耐クリープ性を改善するに際して、
極めて添加効率がよく、このためＰＴＦＥ本来の摺動特
性を阻害することなく、耐圧シール性に極めて優れたシ
ール部材組成物となる。
フルオロアルコキシ基により変性された四フッ化エチレ
ン樹脂が、分子間の滑りを起こし難い分子構造であって
耐クリープ性が向上する。そして、組成物中に所定量添
加されたガラス繊維は、前記所定の変性基を有する四フ
ッ化エチレン樹脂の耐クリープ性を改善するに際して、
極めて添加効率がよく、このためＰＴＦＥ本来の摺動特
性を阻害することなく、耐圧シール性に極めて優れたシ
ール部材組成物となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】この発明におけるパーフルオロア
ルコキシ基により変性された四フッ化エチレン樹脂は、
単独重合体であるＰＴＦＥとパーフルオロアルコキシ基
を有する単量体との変性物（以下、変性ＰＴＦＥと略記
する。）である。このような変性ＰＴＦＥは、３７０℃
におけるみかけの溶融粘度が、約１×１０9 ポイズ以上
の高粘度であり、よってメルトフローインデックスはほ
ぼ測定不可能である。
ルコキシ基により変性された四フッ化エチレン樹脂は、
単独重合体であるＰＴＦＥとパーフルオロアルコキシ基
を有する単量体との変性物（以下、変性ＰＴＦＥと略記
する。）である。このような変性ＰＴＦＥは、３７０℃
におけるみかけの溶融粘度が、約１×１０9 ポイズ以上
の高粘度であり、よってメルトフローインデックスはほ
ぼ測定不可能である。
【００１４】アルコキシ基の炭素数は、１〜１０または
１〜４程度であり、各々がメチル基、エチル基、プロピ
ル基、ブチル基などの状態になっていてもよく、アルコ
キシ基部分は、上記各々の基が少なくとも一種類以上で
単独もしくは各々０．１〜１０重量％、好ましくは０．
１〜８重量％、また０．１〜４重量％、またはこのよう
な範囲の下限値を越え上限値未満の割合で含有されてい
れば、溶融粘度は高いながらも成形性と耐クリープ性、
耐熱性に優れたシールリングを提供することができる。
１〜４程度であり、各々がメチル基、エチル基、プロピ
ル基、ブチル基などの状態になっていてもよく、アルコ
キシ基部分は、上記各々の基が少なくとも一種類以上で
単独もしくは各々０．１〜１０重量％、好ましくは０．
１〜８重量％、また０．１〜４重量％、またはこのよう
な範囲の下限値を越え上限値未満の割合で含有されてい
れば、溶融粘度は高いながらも成形性と耐クリープ性、
耐熱性に優れたシールリングを提供することができる。
【００１５】この発明における耐圧シール部材組成物
は、変性されていないＰＴＦＥを成分とする組成物とは
耐クリープ性が著しく異なり、所定のクリープ試験（Ａ
ＳＴＭＤ−６２１に準じ、測定温度を２５℃、荷重１４
０ｋｇｆ／ｃｍ2 とする試験）で、２４時間後の圧縮ク
リープ変形率が１０％以下である。なぜなら、圧縮クリ
ープ変形率が１０％を越える組成物では、変形し易くて
「はみ出し」変形量が大きくなるからであり、このよう
な傾向から好ましい前記の圧縮クリープ変形率は、７％
以下、好ましくは６％以下（いずれも０％を越える）で
ある。
は、変性されていないＰＴＦＥを成分とする組成物とは
耐クリープ性が著しく異なり、所定のクリープ試験（Ａ
ＳＴＭＤ−６２１に準じ、測定温度を２５℃、荷重１４
０ｋｇｆ／ｃｍ2 とする試験）で、２４時間後の圧縮ク
リープ変形率が１０％以下である。なぜなら、圧縮クリ
ープ変形率が１０％を越える組成物では、変形し易くて
「はみ出し」変形量が大きくなるからであり、このよう
な傾向から好ましい前記の圧縮クリープ変形率は、７％
以下、好ましくは６％以下（いずれも０％を越える）で
ある。
【００１６】この発明に用いる繊維状強化材としてのガ
ラス繊維は、ＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｃａ
Ｏ、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、ＭｇＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 などを成分
とする無機ガラスから得られるものであり、一般に無ア
ルカリガラス（Ｅガラス）、含アルカリガラス（Ｃガラ
ス、Ａガラス）などを用いることができる。
ラス繊維は、ＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｃａ
Ｏ、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、ＭｇＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 などを成分
とする無機ガラスから得られるものであり、一般に無ア
ルカリガラス（Ｅガラス）、含アルカリガラス（Ｃガラ
ス、Ａガラス）などを用いることができる。
【００１７】Ｅガラスは、例えばＳｉＯ2 が約５２〜５
６重量％、Ｂ2 Ｏ3 が約８〜１３重量％、Ａｌ2 Ｏ3 が
約１２〜１６重量％、ＣａＯが約１５〜２５重量％、Ｎ
ａ2ＯまたはＫ2 Ｏが０を越え約１重量％以下、ＭｇＯ
が０を越え約６重量％以下を含有している。また、その
引張強さは、約３００〜４００ｋｇｆ／ｍｍ2 、平均し
て約３５０ｋｇｆ／ｍｍ2 であり、弾性率は、約７４０
０〜７７００ｋｇｆ／ｍｍ2 であり、引張強度、弾性
率、量産性、価格等の点で総合的に優れたものである。
６重量％、Ｂ2 Ｏ3 が約８〜１３重量％、Ａｌ2 Ｏ3 が
約１２〜１６重量％、ＣａＯが約１５〜２５重量％、Ｎ
ａ2ＯまたはＫ2 Ｏが０を越え約１重量％以下、ＭｇＯ
が０を越え約６重量％以下を含有している。また、その
引張強さは、約３００〜４００ｋｇｆ／ｍｍ2 、平均し
て約３５０ｋｇｆ／ｍｍ2 であり、弾性率は、約７４０
０〜７７００ｋｇｆ／ｍｍ2 であり、引張強度、弾性
率、量産性、価格等の点で総合的に優れたものである。
【００１８】この発明でＥガラスを用いる場合には、そ
の繊維長が約０．０１〜０．７ｍｍのものが好ましく、
より好ましくは０．１〜０．５ｍｍである。またその繊
維径は、約５〜１５μｍが好ましく、より好ましくは約
７〜１３μｍである。なぜなら、繊維径が約１５μｍを
越える大径のもの、または繊維長が約０．７ｍｍを越え
るものを用いると、変性ＰＴＦＥと混合する際に均一分
散させることが難しくなり、不均一分散の組成物では成
形も困難になるからである。繊維径が５μｍ未満であっ
たり、繊維長が０．０１ｍｍより短いと、組成物に所要
の圧縮クリープ等の機械的強度が期待できない。
の繊維長が約０．０１〜０．７ｍｍのものが好ましく、
より好ましくは０．１〜０．５ｍｍである。またその繊
維径は、約５〜１５μｍが好ましく、より好ましくは約
７〜１３μｍである。なぜなら、繊維径が約１５μｍを
越える大径のもの、または繊維長が約０．７ｍｍを越え
るものを用いると、変性ＰＴＦＥと混合する際に均一分
散させることが難しくなり、不均一分散の組成物では成
形も困難になるからである。繊維径が５μｍ未満であっ
たり、繊維長が０．０１ｍｍより短いと、組成物に所要
の圧縮クリープ等の機械的強度が期待できない。
【００１９】前記ガラス繊維は、その配合割合を、繊維
長に応じて所定の割合で分布させることが好ましく、例
えば繊維の全体重量（１００重量部）のうち、繊維長が
０．１ｍｍ未満のものが１〜１０重量部、０．１ｍｍ以
上０．３ｍｍ未満のものは１〜５０重量部、０．３ｍｍ
以上０．５ｍｍ未満のものは１０〜６０重量部、０．５
ｍｍ以上０．７ｍｍ以下のものは５〜７０重量部、０．
７ｍｍを越えるものは１〜１０重量部というように分布
していてもよい。繊維全体量のうち、繊維長が０．１〜
０．５ｍｍ、または０．２〜０．７ｍｍのものが５０〜
１００重量％、好ましくは７０〜１００重量％の割合で
組成物中に含有されていれば、適度な機械的強度を有す
るシール材になるので好ましい。
長に応じて所定の割合で分布させることが好ましく、例
えば繊維の全体重量（１００重量部）のうち、繊維長が
０．１ｍｍ未満のものが１〜１０重量部、０．１ｍｍ以
上０．３ｍｍ未満のものは１〜５０重量部、０．３ｍｍ
以上０．５ｍｍ未満のものは１０〜６０重量部、０．５
ｍｍ以上０．７ｍｍ以下のものは５〜７０重量部、０．
７ｍｍを越えるものは１〜１０重量部というように分布
していてもよい。繊維全体量のうち、繊維長が０．１〜
０．５ｍｍ、または０．２〜０．７ｍｍのものが５０〜
１００重量％、好ましくは７０〜１００重量％の割合で
組成物中に含有されていれば、適度な機械的強度を有す
るシール材になるので好ましい。
【００２０】ここで、変性ＰＴＦＥに対するガラス繊維
の添加量は、組成物全体の重量を１００とした場合に、
変性ＰＴＦＥ７０〜９７重量％、ガラス繊維３〜３０重
量％であることが好ましく、特に変性ＰＴＦＥ８０〜９
３重量％、ガラス繊維７〜２０重量％であることが好ま
しい。なぜならガラス繊維の添加量が３重量％未満で
は、成形物の機械的性質、耐摩耗性はほとんど向上せ
ず、また３０重量％を越える多量では、摩擦特性が低下
し、回転軸にシールリングを取り付けた場合では回転ト
ルクが大きくなって好ましくないからである。
の添加量は、組成物全体の重量を１００とした場合に、
変性ＰＴＦＥ７０〜９７重量％、ガラス繊維３〜３０重
量％であることが好ましく、特に変性ＰＴＦＥ８０〜９
３重量％、ガラス繊維７〜２０重量％であることが好ま
しい。なぜならガラス繊維の添加量が３重量％未満で
は、成形物の機械的性質、耐摩耗性はほとんど向上せ
ず、また３０重量％を越える多量では、摩擦特性が低下
し、回転軸にシールリングを取り付けた場合では回転ト
ルクが大きくなって好ましくないからである。
【００２１】また、この発明の効果を損なわない限り、
例えば約３〜１５重量％程度の範囲で上記以外の各種の
充填剤を添加することもできる。そのような充填剤とし
ては、芳香族ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイ
ミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリアミドイ
ミド樹脂、耐熱性ポリアミド樹脂、フェノール系樹脂、
芳香族ポリエステル樹脂などの有機耐熱性高分子をはじ
めとし、グラファイトまたは亜鉛、アルミニウム、マグ
ネシウムなどの金属もしくは酸化物などの熱伝導改良用
無機粉末、ガラスビーズ、シリカバルーン、珪藻土、石
綿、炭酸マグネシウムなどの無機質粉末、グラファイ
ト、カーボン、マイカ、タルク、二硫化モリブデン、二
硫化タングステンなどの硫化系化合物、リン酸化合物な
どの潤滑性向上用無機粉末、または酸化鉄、硫化カドミ
ウム、セレン化カドミウム、カーボンブラックなどの無
機質顔料、シリコーンオイル、エステルオイル、フッ素
オイル、ワックス、ステアリン酸亜鉛などの内部潤滑剤
的添加剤など、数多くのものを例示することができる。
なお、二硫化モリブデンは潤滑特性が比較的良好で好ま
しい。
例えば約３〜１５重量％程度の範囲で上記以外の各種の
充填剤を添加することもできる。そのような充填剤とし
ては、芳香族ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイ
ミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリアミドイ
ミド樹脂、耐熱性ポリアミド樹脂、フェノール系樹脂、
芳香族ポリエステル樹脂などの有機耐熱性高分子をはじ
めとし、グラファイトまたは亜鉛、アルミニウム、マグ
ネシウムなどの金属もしくは酸化物などの熱伝導改良用
無機粉末、ガラスビーズ、シリカバルーン、珪藻土、石
綿、炭酸マグネシウムなどの無機質粉末、グラファイ
ト、カーボン、マイカ、タルク、二硫化モリブデン、二
硫化タングステンなどの硫化系化合物、リン酸化合物な
どの潤滑性向上用無機粉末、または酸化鉄、硫化カドミ
ウム、セレン化カドミウム、カーボンブラックなどの無
機質顔料、シリコーンオイル、エステルオイル、フッ素
オイル、ワックス、ステアリン酸亜鉛などの内部潤滑剤
的添加剤など、数多くのものを例示することができる。
なお、二硫化モリブデンは潤滑特性が比較的良好で好ま
しい。
【００２２】以上述べた変性ＰＴＦＥ、繊維状強化材
（ガラス繊維）、その他充填剤の混合および成形方法
は、従来広く行われている充填剤入りＰＴＦＥの通常の
混合成形条件を採用でき、たとえばタンブラーミキサ
ー、ヘンシェルミキサーなどの混合機によって、変性Ｐ
ＴＦＥとガラス繊維、その他充填剤を乾式混合し、これ
を金型に入れ、その際、適度な物性値を得ることおよび
成形性の両立を考慮して、１００〜８００ｋｇｆ／ｃｍ
2 、条件により１００〜３８０ｋｇｆ／ｃｍ2 、また３
８０〜６００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力を加えて予備成形し
た後、金型から取り出された圧縮成形体を３３０〜３９
０℃で焼結する方法、その他加熱加圧しながら回分式に
圧縮成形する方法またはラム押し出し機による連続成形
方法などのいずれであってもよい。
（ガラス繊維）、その他充填剤の混合および成形方法
は、従来広く行われている充填剤入りＰＴＦＥの通常の
混合成形条件を採用でき、たとえばタンブラーミキサ
ー、ヘンシェルミキサーなどの混合機によって、変性Ｐ
ＴＦＥとガラス繊維、その他充填剤を乾式混合し、これ
を金型に入れ、その際、適度な物性値を得ることおよび
成形性の両立を考慮して、１００〜８００ｋｇｆ／ｃｍ
2 、条件により１００〜３８０ｋｇｆ／ｃｍ2 、また３
８０〜６００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力を加えて予備成形し
た後、金型から取り出された圧縮成形体を３３０〜３９
０℃で焼結する方法、その他加熱加圧しながら回分式に
圧縮成形する方法またはラム押し出し機による連続成形
方法などのいずれであってもよい。
【００２３】この発明による耐圧シール部材用組成物
を、上記成形方法によって成形し、例えばオイルシール
リングとして使用する場合は、対接する相手材に応じて
オイルシールリングの摩耗や上記相手材の摩耗が生じる
ため、互いに摩耗の生じないような硬度にすることが好
ましい。
を、上記成形方法によって成形し、例えばオイルシール
リングとして使用する場合は、対接する相手材に応じて
オイルシールリングの摩耗や上記相手材の摩耗が生じる
ため、互いに摩耗の生じないような硬度にすることが好
ましい。
【００２４】この場合に好ましい上記相手材としては、
構造用合金鋼材があげられる。構造用合金鋼材としては
ＳＣＭ、球状黒鉛鋳鉄品（ＦＣＤ）等が挙げられる。こ
れらの硬度は、ＨR Ｃ（ロックウェル硬さ（Ｃスケー
ル））で３０〜６０が好ましい。この硬度を有するもの
として、ＳＣＭのうちＳＣＭ４２０Ｈが挙げられ、その
硬度は焼入処理などを行なうとＨR Ｃで５８〜６２にな
る。ＦＣＤでは、ＦＣＤ４５０が挙げられ、その硬度は
ＨＢで１４３〜２１７である。なお、これらは、高周波
焼き入れ、浸炭焼き入れ等の焼き入れ処理を施して硬度
を向上させることもできる。
構造用合金鋼材があげられる。構造用合金鋼材としては
ＳＣＭ、球状黒鉛鋳鉄品（ＦＣＤ）等が挙げられる。こ
れらの硬度は、ＨR Ｃ（ロックウェル硬さ（Ｃスケー
ル））で３０〜６０が好ましい。この硬度を有するもの
として、ＳＣＭのうちＳＣＭ４２０Ｈが挙げられ、その
硬度は焼入処理などを行なうとＨR Ｃで５８〜６２にな
る。ＦＣＤでは、ＦＣＤ４５０が挙げられ、その硬度は
ＨＢで１４３〜２１７である。なお、これらは、高周波
焼き入れ、浸炭焼き入れ等の焼き入れ処理を施して硬度
を向上させることもできる。
【００２５】この発明に係る耐圧シール部材組成物を前
記成形方法によって成形し、例えばオイルシールリング
とすることができる。オイルシールリングは、図１、図
２に示すように、Ｏリング２等のテンションリングその
他の付勢体と共に用いられることがある。この付勢体に
よりオイルシールリングは軸４に押しつけられ、シール
性を保持する。
記成形方法によって成形し、例えばオイルシールリング
とすることができる。オイルシールリングは、図１、図
２に示すように、Ｏリング２等のテンションリングその
他の付勢体と共に用いられることがある。この付勢体に
よりオイルシールリングは軸４に押しつけられ、シール
性を保持する。
【００２６】そして、圧力のかかったオイルが付勢体と
して十分に機能するような仕様であれば、Ｏリングを省
略し、油圧のみによる付勢力により密封性を保持するよ
うにしてもよい。上記付勢体によりオイルシールリング
にかかる圧力や空気圧、油圧は、１４０ｋｇ／ｃｍ2 以
上、さらに１５０ｋｇ／ｃｍ2 以上であっても、この発
明の組成物に係るオイルシールリングは耐えることがで
きると考えられる。
して十分に機能するような仕様であれば、Ｏリングを省
略し、油圧のみによる付勢力により密封性を保持するよ
うにしてもよい。上記付勢体によりオイルシールリング
にかかる圧力や空気圧、油圧は、１４０ｋｇ／ｃｍ2 以
上、さらに１５０ｋｇ／ｃｍ2 以上であっても、この発
明の組成物に係るオイルシールリングは耐えることがで
きると考えられる。
【００２７】上記テンションリングは、適度な弾性を有
する重合体からなるが、その例として、天然系ゴム、ス
チレンブタジエン系ゴム、ブチル系ゴム、エチレンプロ
ピレン系ゴム、クロロプレン系ゴム、ニトリル系ゴム、
ウレタン系ゴム、エピクロロヒドリン系ゴム、アクリル
系ゴム、シリコン系ゴム、フッ素系ゴム等が挙げられ、
特に、耐熱性、耐油性の点からアクリル系ゴム、ジエン
系ゴムが好ましい。
する重合体からなるが、その例として、天然系ゴム、ス
チレンブタジエン系ゴム、ブチル系ゴム、エチレンプロ
ピレン系ゴム、クロロプレン系ゴム、ニトリル系ゴム、
ウレタン系ゴム、エピクロロヒドリン系ゴム、アクリル
系ゴム、シリコン系ゴム、フッ素系ゴム等が挙げられ、
特に、耐熱性、耐油性の点からアクリル系ゴム、ジエン
系ゴムが好ましい。
【００２８】また、ゴムの弾性は、ゴムの硬度にてＨｓ
約６０〜１００であれば、適度な弾性力が得られ、この
ような傾向からより好ましくは約７０〜９０のものであ
る。
約６０〜１００であれば、適度な弾性力が得られ、この
ような傾向からより好ましくは約７０〜９０のものであ
る。
【００２９】また、上記オイルシールリング１は、図２
に示すように、軸４との摺動面にいわゆるＣ面及びＲ面
を設けてもよい。前記のＣ面は面取りの部分がほぼ平坦
な面を有している面であり、Ｒ面は面取りの部分が曲面
を有している面である。上記Ｃ面及びＲ面を設ける場合
は、上記摺動面の軸４方向の幅或いは径方向寸法の約１
０〜４０％が好ましく、約１５〜３０％程度がより好ま
しい。また、面取り形状は、テーパ状又は断面円弧状が
好ましい。この結果、シール部分の摺動面積が減るの
で、シール部材の摺動抵抗の低減を期待できる。
に示すように、軸４との摺動面にいわゆるＣ面及びＲ面
を設けてもよい。前記のＣ面は面取りの部分がほぼ平坦
な面を有している面であり、Ｒ面は面取りの部分が曲面
を有している面である。上記Ｃ面及びＲ面を設ける場合
は、上記摺動面の軸４方向の幅或いは径方向寸法の約１
０〜４０％が好ましく、約１５〜３０％程度がより好ま
しい。また、面取り形状は、テーパ状又は断面円弧状が
好ましい。この結果、シール部分の摺動面積が減るの
で、シール部材の摺動抵抗の低減を期待できる。
【００３０】面取り形状を設けない場合は、空間部内の
圧力がオイルシールリング１を軸４方向にを押す力とし
て加わるが、面取り形状を設けた場合、その面取り形状
にもその圧力がかかり、オイルシールリング１を押し上
げる効果をおこす。このため、上記のオイルシールリン
グ１を軸４方向にを押す力と相殺され、オイルシールリ
ング１が軸４に押す力は、付勢体による力のみとなり、
この力を容易に制御しやすくなると予想される。
圧力がオイルシールリング１を軸４方向にを押す力とし
て加わるが、面取り形状を設けた場合、その面取り形状
にもその圧力がかかり、オイルシールリング１を押し上
げる効果をおこす。このため、上記のオイルシールリン
グ１を軸４方向にを押す力と相殺され、オイルシールリ
ング１が軸４に押す力は、付勢体による力のみとなり、
この力を容易に制御しやすくなると予想される。
【００３１】シール部材或いはその相手部材の少なくと
も一方の摺動面の表面形状・粗さは、Ｒmax 、Ｒ a、Ｒ
z 等のＪＩＳで定義された評価法によって、約３〜２５
μｍ以下であり、好ましくは約８μｍ以下、より好まし
くは約３μｍ以下である。なぜなら、表面粗さが前記所
定範囲を越えると、その摺動面に摩擦による傷と考えら
れる傷が多く付くからである。下限値は、加工性の効率
を考慮し、０．０１μｍ以上、または０．１μｍ以上で
あればよい。
も一方の摺動面の表面形状・粗さは、Ｒmax 、Ｒ a、Ｒ
z 等のＪＩＳで定義された評価法によって、約３〜２５
μｍ以下であり、好ましくは約８μｍ以下、より好まし
くは約３μｍ以下である。なぜなら、表面粗さが前記所
定範囲を越えると、その摺動面に摩擦による傷と考えら
れる傷が多く付くからである。下限値は、加工性の効率
を考慮し、０．０１μｍ以上、または０．１μｍ以上で
あればよい。
【００３２】なお、シール部材またはその相手材表面の
仕上げ加工などの工程に長時間を要するので、効率的で
ないことや樹脂材の転移膜の形成に影響される可能性も
あるため、摩耗に影響されないような仕様や条件であれ
ば、約３〜８μｍ程度の範囲以下としてもよいとも推定
される。
仕上げ加工などの工程に長時間を要するので、効率的で
ないことや樹脂材の転移膜の形成に影響される可能性も
あるため、摩耗に影響されないような仕様や条件であれ
ば、約３〜８μｍ程度の範囲以下としてもよいとも推定
される。
【００３３】また、この発明の耐圧シール部材組成物
は、用途が一つの様式の動力舵取り装置に限定されるも
のではなく、例えば、ラックとピニオン歯車からなるラ
ックアンドピニオン式、ボールナットまたはボールスク
リューとセクタからなるインテグラル式、及びセミイン
テグラル式、そして、油圧をパワーシリンダーに作用さ
せ、内部のパワーピストンを押したり引いたりして、リ
ング機構を作動させるリンケージ式等といった各々の様
式の動力舵取り装置のシール部材に使用することができ
る。
は、用途が一つの様式の動力舵取り装置に限定されるも
のではなく、例えば、ラックとピニオン歯車からなるラ
ックアンドピニオン式、ボールナットまたはボールスク
リューとセクタからなるインテグラル式、及びセミイン
テグラル式、そして、油圧をパワーシリンダーに作用さ
せ、内部のパワーピストンを押したり引いたりして、リ
ング機構を作動させるリンケージ式等といった各々の様
式の動力舵取り装置のシール部材に使用することができ
る。
【００３４】さらに、自動車の舵取り装置は、前輪のみ
ならず４輪とも操舵する車両に用いてもよく、乗用車、
トラックそしてフォークリストといった産業用車両等各
種自動車全般の動力舵取り装置に使用してもよい。
ならず４輪とも操舵する車両に用いてもよく、乗用車、
トラックそしてフォークリストといった産業用車両等各
種自動車全般の動力舵取り装置に使用してもよい。
【００３５】
【実施例】実施例および比較例に使用した原材料を一括
して示すと以下の通りである。なお、〔 〕内には略称
を示し、表中の配合割合は、全て重量％で示した。
して示すと以下の通りである。なお、〔 〕内には略称
を示し、表中の配合割合は、全て重量％で示した。
【００３６】（１）パーフルオロアルコキシ基により変
性されたＰＴＦＥ〔変性ＰＴＦＥ〕 ダイキン工業社製：ポリフロンＭ−１１２（前記クリー
プ試験にて２４時間後の圧縮クリープ変形率が８．５％
のもの） （２）四フッ化エチレン樹脂〔ＰＴＦＥ〕 ダイキン工業社製：ポリフロンＭ−１５（前記クリープ
試験にて２４時間後の圧縮クリープ変形率１０．８％の
もの） （３）ガラス繊維〔ＧＦ〕 旭ファイバーグラス社製：ミルドファイバー（繊維径１
３μｍ） （４）炭素繊維〔ＣＦ〕 東レ社製：ミルドファイバー トレカＭＤＬ−３０ （５）二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ） ダウコーニング社製：モリコートＺパウダー。
性されたＰＴＦＥ〔変性ＰＴＦＥ〕 ダイキン工業社製：ポリフロンＭ−１１２（前記クリー
プ試験にて２４時間後の圧縮クリープ変形率が８．５％
のもの） （２）四フッ化エチレン樹脂〔ＰＴＦＥ〕 ダイキン工業社製：ポリフロンＭ−１５（前記クリープ
試験にて２４時間後の圧縮クリープ変形率１０．８％の
もの） （３）ガラス繊維〔ＧＦ〕 旭ファイバーグラス社製：ミルドファイバー（繊維径１
３μｍ） （４）炭素繊維〔ＣＦ〕 東レ社製：ミルドファイバー トレカＭＤＬ−３０ （５）二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ） ダウコーニング社製：モリコートＺパウダー。
【００３７】〔実施例１〜５、比較例１〜５〕各原材料
を表１および表２に示した割合で乾式混合した後、圧縮
成形し、得られた成形体から内径φ４７．８ｍｍ、外径
φ５１．８ｍｍ、幅２ｍｍに加工してシールリングを得
た。
を表１および表２に示した割合で乾式混合した後、圧縮
成形し、得られた成形体から内径φ４７．８ｍｍ、外径
φ５１．８ｍｍ、幅２ｍｍに加工してシールリングを得
た。
【００３８】このシールリングを試験片として、図１に
示す試験装置を用いて回転摺動試験を行なった。すなわ
ち、シールリング１およびＥＰＤＭ系またはＮＢＲ系な
どのジエン系のゴム製弾性体からなるバックアップＯリ
ング２をＦＣＤ４５製ハウジング３に間隔を開けて２個
ずつ取り付け、ＳＣＭ４２０Ｈ製の軸４を回転させて軸
４の外面とハウジング溝側面５を摺接させた。また、こ
のときハウジングの上方の油圧発生装置（図示省略）か
ら油の供給管６を介して油を圧送し、油圧計７により油
圧を測定した。また、熱電対８によりこの時の油温を測
定し、回転トルク計９により回転トルクを測定した。
示す試験装置を用いて回転摺動試験を行なった。すなわ
ち、シールリング１およびＥＰＤＭ系またはＮＢＲ系な
どのジエン系のゴム製弾性体からなるバックアップＯリ
ング２をＦＣＤ４５製ハウジング３に間隔を開けて２個
ずつ取り付け、ＳＣＭ４２０Ｈ製の軸４を回転させて軸
４の外面とハウジング溝側面５を摺接させた。また、こ
のときハウジングの上方の油圧発生装置（図示省略）か
ら油の供給管６を介して油を圧送し、油圧計７により油
圧を測定した。また、熱電対８によりこの時の油温を測
定し、回転トルク計９により回転トルクを測定した。
【００３９】試験条件は、パワーステアリングオイル
（出光興産社製：アポロオイルデキシロン）を使用し、
油圧１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 、油温８０℃、周速０．１５
ｍ／分で右３回転、左３回転を１サイクルとし３０００
０サイクル行なった。この回転摺動試験の評価値は、試
験終了後のはみ出し量（軸方向のシールリングのはみ出
し距離：ｍｍ）、試験終了後の回転トルク（Ｎ・ｍ）と
した。
（出光興産社製：アポロオイルデキシロン）を使用し、
油圧１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 、油温８０℃、周速０．１５
ｍ／分で右３回転、左３回転を１サイクルとし３０００
０サイクル行なった。この回転摺動試験の評価値は、試
験終了後のはみ出し量（軸方向のシールリングのはみ出
し距離：ｍｍ）、試験終了後の回転トルク（Ｎ・ｍ）と
した。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【表２】
【００４２】表１および表２の結果からも明らかなよう
に、繊維強化剤としてガラス繊維を採用した場合におい
て、変性されていないＰＴＦＥを採用すると（比較例１
〜３）、上記回転摺動試験後の「はみ出し量」が多く、
１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 の油圧条件での耐クリープ特性が
満足に得られなかった。この傾向は、変性ＰＴＦＥを採
用したが、炭素繊維で強化した比較例４でも同様であっ
た。また、比較例１〜４では、所定回転後の回転トルク
も大きくなっており、動力舵取り装置用オイルシールリ
ングとして用いた場合に適当な回転トルク値が得られな
いことは明らかである。
に、繊維強化剤としてガラス繊維を採用した場合におい
て、変性されていないＰＴＦＥを採用すると（比較例１
〜３）、上記回転摺動試験後の「はみ出し量」が多く、
１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 の油圧条件での耐クリープ特性が
満足に得られなかった。この傾向は、変性ＰＴＦＥを採
用したが、炭素繊維で強化した比較例４でも同様であっ
た。また、比較例１〜４では、所定回転後の回転トルク
も大きくなっており、動力舵取り装置用オイルシールリ
ングとして用いた場合に適当な回転トルク値が得られな
いことは明らかである。
【００４３】これに対して、全ての条件を満足する実施
例１〜５では、ガラス繊維と変性ＰＴＦＥとの組合わせ
によって極めて良好な結果が得られ、すなわち「はみ出
し摩耗」現象を発生させず、しかも低摩擦であって動作
性の良いオイルシールリングであった。
例１〜５では、ガラス繊維と変性ＰＴＦＥとの組合わせ
によって極めて良好な結果が得られ、すなわち「はみ出
し摩耗」現象を発生させず、しかも低摩擦であって動作
性の良いオイルシールリングであった。
【００４４】
【効果】この発明は、以上説明したように、パーフルオ
ロアルコキシ基により変性された四フッ化エチレン樹脂
と、ガラス繊維をそれぞれ所定量含んでなる耐圧シール
部材組成物としたので、このものが、１５０ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 以上の被圧条件において耐クリープ性を充分に満足
し、しかもＰＴＦＥ本来の低摩擦特性を備えたものとな
る利点がある。
ロアルコキシ基により変性された四フッ化エチレン樹脂
と、ガラス繊維をそれぞれ所定量含んでなる耐圧シール
部材組成物としたので、このものが、１５０ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 以上の被圧条件において耐クリープ性を充分に満足
し、しかもＰＴＦＥ本来の低摩擦特性を備えたものとな
る利点がある。
【００４５】また、上記の耐圧シール部材組成物からな
る自動車の動力舵取り装置用オイルシールリングが、
「はみ出し摩耗」現象を発生させず、しかも低摩擦係数
であって動作性の良いものとなる利点がある。
る自動車の動力舵取り装置用オイルシールリングが、
「はみ出し摩耗」現象を発生させず、しかも低摩擦係数
であって動作性の良いものとなる利点がある。
【図１】回転摺動試験装置を説明する一部断面正面図
【図２】図１の一部拡大断面図
１ シールリング ２ バックアップＯリング ３ ハウジング ４ 軸 ５ ハウジング溝側面 ６ 供給管 ７ 油圧計 ８ 熱電対 ９ 回転トルク計
Claims (2)
- 【請求項１】 パーフルオロアルコキシ基により変性さ
れた四フッ化エチレン樹脂７０〜９７重量％と、ガラス
繊維３〜３０重量％を含んでなる耐圧シール部材組成
物。 - 【請求項２】 請求項１記載の耐圧シール部材組成物か
らなる自動車の動力舵取り装置用オイルシールリング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8078996A JPH0913005A (ja) | 1995-03-31 | 1996-04-01 | 耐圧シール部材組成物 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-76036 | 1995-03-31 | ||
| JP7603695 | 1995-03-31 | ||
| JP8078996A JPH0913005A (ja) | 1995-03-31 | 1996-04-01 | 耐圧シール部材組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0913005A true JPH0913005A (ja) | 1997-01-14 |
Family
ID=26417193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8078996A Pending JPH0913005A (ja) | 1995-03-31 | 1996-04-01 | 耐圧シール部材組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0913005A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11230360A (ja) * | 1998-02-06 | 1999-08-27 | Koyo Seiko Co Ltd | 密封装置 |
| JP2000170829A (ja) * | 1998-12-02 | 2000-06-23 | Takenaka Komuten Co Ltd | すべり免震装置および免震構造 |
| JP2006112629A (ja) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Eaton Corp | カップリング装置とこの改良された流体圧力システム |
| JP2007154170A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-06-21 | Nok Corp | ポリテトラフルオロエチレン樹脂組成物 |
| US7891527B2 (en) | 2006-12-15 | 2011-02-22 | Univation Technologies, Llc | Particulate solids injector |
| CN102558723A (zh) * | 2011-12-26 | 2012-07-11 | 天津市天塑滨海氟塑料制品有限公司 | 填充有玻璃纤维的聚四氟乙烯材料及其制造方法 |
-
1996
- 1996-04-01 JP JP8078996A patent/JPH0913005A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11230360A (ja) * | 1998-02-06 | 1999-08-27 | Koyo Seiko Co Ltd | 密封装置 |
| JP2000170829A (ja) * | 1998-12-02 | 2000-06-23 | Takenaka Komuten Co Ltd | すべり免震装置および免震構造 |
| JP2006112629A (ja) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Eaton Corp | カップリング装置とこの改良された流体圧力システム |
| EP1647732A3 (en) * | 2004-10-13 | 2006-05-17 | Eaton Corporation | Coupling device and improved fluid pressure system therefor |
| JP2007154170A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-06-21 | Nok Corp | ポリテトラフルオロエチレン樹脂組成物 |
| US7891527B2 (en) | 2006-12-15 | 2011-02-22 | Univation Technologies, Llc | Particulate solids injector |
| EP2089298A4 (en) * | 2006-12-15 | 2011-09-07 | Univation Tech Llc | IMPROVED DEVICE FOR INTRODUCING PARTICULATE SOLIDS |
| CN101626967B (zh) * | 2006-12-15 | 2015-11-25 | 尤尼威蒂恩技术有限责任公司 | 改进的固体微粒喷射器 |
| CN102558723A (zh) * | 2011-12-26 | 2012-07-11 | 天津市天塑滨海氟塑料制品有限公司 | 填充有玻璃纤维的聚四氟乙烯材料及其制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050204 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050215 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050415 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070206 |