JPH0989111A - 合成樹脂製シールリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研削加工における幅寸法のバラツキの少ない
シールリングを提供することである。 【解決手段】 リング本体１１の周方向の一箇所に相互
に嵌合する合い口１２、１２’を設けた複合ステップカ
ット型の合成樹脂製シールリングにおいて、一方の合い
口１２’をそのリング本体先端面１６’の外径面側中央
部分に設けた外径面側中央突起１４により形成し、他方
の合い口１２をこれと相補的に嵌合する外径面側中央凹
部１５により形成することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、油や水等の液
体、空気やその他の気体等の流体の漏れを防ぐための合
成樹脂製シールリングに関し、主としてトルクコンバー
タや油圧式クラッチなどの自動変速機における作動油の
密封に用いられる合成樹脂製のオイルシールリングに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】このようなシールリングとして従来から
金属製シールリングや四フッ化エチレン樹脂製シールリ
ングなどが用いられ、最近は耐摩耗性、オイルシール性
の向上及びコスト低減のため、射出成形による合成樹脂
製シールリングを用いることが検討されている。

【０００３】これらの射出成形による合成樹脂製シール
リングには、エンドレス状のシールリングや、装着の便
宜のため周方向一箇所で分離され、その分離端に図７に
示すようなストレートカット型の合い口１、１’を設け
たシールリングや、図８に示すような複合ステップカッ
ト型の合い口２、２’を設けたシールリング等がある。

【０００４】上記のシールリングは、ピストンに設けら
れた溝に装着され、上記ピストンやシリンダの相対的回
転に伴って回転すると共に、両者の軸方向への相対的移
動に伴ってこれらの相手部材と摺動する。このため、シ
ールリングとしては相手部材の摺動面を傷つけることな
く、しかも十分なシール性を有することが要求される。

【０００５】これらの上記合い口を有するシールリング
は、離型を容易にするために、図９に示すように両方の
合い口２、２’間の広がった状態（半径方向に重なりの
ない状態）で略円形又は円形より若干広がった状態で射
出成形され、これをピストンに装着するときは、合い口
２、２’を相互に嵌合させて装着され、シリンダに挿入
される。

【０００６】また、シールリングの幅寸法も、上記ピス
トンの溝寸法との関係上、シールリング機能に大きな影
響を及ぼす。上記シールリングは、射出成形後、その両
側面が研削されるが、その研削加工は、上下回転してい
る研削砥石の間に研削すべきシールリングを案内するこ
とで行われる。上記エンドレスのシールリングの場合
は、シールリングの変形や反り等が少ないため、幅寸法
のバラツキは少なく、研削疵も少ない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
合い口を有するシールリングの場合は、射出成形すると
きに変形や反りが生じる場合があり、これにより、上記
合い口部分のずれ、食い込み、逃げ等を生じる。これに
より合い口部分の側面にでっぱりができ、これを研削加
工するため、シールリングの幅寸法のバラツキが生じ
る。また研削疵も生じやすくなる。

【０００８】そこで、この発明の課題は、研削加工にお
ける幅寸法のバラツキの少ないシールリングを提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に係る発明は、リング本体の周方向の一箇
所に相互に嵌合する合い口を設けた複合ステップカット
型の合成樹脂製シールリングにおいて、一方の合い口を
そのリング本体先端面の外径面側中央部分に設けた外径
面側中央突起により形成し、他方の合い口をこれと相補
的に嵌合する外径面側中央凹部により形成する構成とし
たのである。

【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
合成樹脂製シールリングに、上記の一方の合い口の外径
面側中央突起の先端面とその外径面の境界、上記の他方
の合い口の上記外径面側中央凹部の段差面とリング本体
外径面との境界、上記の各合い口のリング本体先端面と
リング本体外径面との境界に、それぞれ面取り部を設け
た構成としたのである。

【００１１】請求項３に係る発明は、請求項１又は２の
いずれかに記載の合成樹脂製シールリングに、上記の一
方の合い口の外径面中央突起の先端面とその内径側の面
及びその両側面との境界に、それぞれ面取り部を設けた
構成としたのである。

【００１２】請求項４に係る発明は、請求項３に記載の
合成樹脂製シールリングに、上記の一方の合い口の上記
外径面中央突起の内径側の面及びその両側面と上記の一
方の合い口側のリング本体先端面との境界、及び前記外
径面側中央凹部の段差面とその内面及びその両側面との
境界にそれぞれすみ肉を設けた構成としたのである。

【００１３】請求項５に係る発明は、請求項１から４の
いずれかに記載の合成樹脂製シールリングに、上記の一
方の合い口の上記外径面中央突起と、上記の他方の合い
口の上記外径面中央凹部とが向き合う面の間に一定の間
隙を設けた構成としたのである。

【００１４】この発明の合い口は、一方の合い口がリン
グ本体先端面の外径面側中央部分に設けた外径面側中央
突起により形成され、他方の合い口がこれと相補的に嵌
合する外径面側中央凹部により形成されているので、射
出成形時に変形や反りが生じても、それによる食い込み
等は、内部におさまり、合い口部分の側面にでっぱり等
は生じない。このため、研削加工によるシールリングの
幅寸法のバラツキを減少させることができ、上記幅寸法
精度を向上させることができる。また、上記突起及び凹
部は外径面側にのみ設けられているので、内径面側のシ
ール性も十分に得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面を参照して説明する。

【００１６】第１の実施の形態は、図１（ａ）（ｂ）
（ｃ）に示すように、一方の合い口１２’をリング本体
先端面１６’の外径面側中央部分に設けた外径面側中央
突起１４により形成され、他方の合い口１２をこれと相
補的に嵌合する外径面側中央凹部１５により形成され
る、変形された複合ステップカット型の合い口１２、１
２’を有するシールリングである。

【００１７】一方の合い口１２’は、リング本体１１の
先端面１６’の外径面２１側の中央部に所定長さの突起
１４が設けられている。また、他方の合い口１２は、リ
ング本体１１の他方の先端面１６の外径面２１側の中央
部に、上記外径面側中央突起１４と嵌合するように凹部
１５が設けられている。一方の合い口１２’と他方の合
い口１２を嵌合したとき、上記外径面中央突起１４と上
記外径面中央凹部１５に入り、合い口１２’側の上記外
径面中央突起１４以外のリング本体先端面１６’と合い
口１２側の上記外径面中央凹部１５以外のリング本体先
端面１６とが互いにつき合う。上記外径面中央突起１４
のリング本体先端面１６’から外径面中央突起１４の先
端面１９までの長さと上記外径面中央凹部の段差面１８
からリング本体先端面１６までの長さは、同じであって
もよいが、嵌合が弱くならない程度で上記外径面中央突
起１４のリング本体先端面１６’から外径面中央突起１
４の先端面１９までの長さがより短くてもよい。

【００１８】このような形状をとることにより、合い口
の嵌合部分がリング本体の中央部にくるので、射出成形
時に変形や反りが生じても、それによる食い込み等は、
内部におさまり、合い口部分の側面にでっぱり等を生じ
させない。このため、シールリングの両側面を研削加工
しても、幅寸法のバラツキを減少させることができ、上
記幅寸法精度を向上させることができる。

【００１９】また、第１の実施の形態の各面の境界に面
取り部を設けることもできる。この面取り部は所定の曲
率をもった円弧状のもの（アールともいう。）でもよい
が、曲率０のもの、すなわち斜面により面取り状のもの
（チャンファーともいう。）であっても差し支えない。
このような面取り部はクラウニング部ともよばれる。こ
のような面取り部は、例えば、連続して曲率がさまざま
に変化するような、クラウニング形状をとることができ
る。このような面取り部を第１の実施の形態に設けた例
を第２の実施の形態から第５の実施の形態に示す。

【００２０】第２の実施の形態は、図２（ａ）（ｂ）
（ｃ）に示すように、第１の実施の形態の外径面２１が
わに形成される各面の境界に面取り部３１、３２、３
３、３４を設けたものである。面取り部３１は、合い口
１２の外径面側中央凹部の側面側の突起、すなわち外径
面側側面突起１３と合い口１２の先端であるリング本体
先端面１６との境界である。面取り部３２は合い口１
２’の外径面２１と合い口１２’の先端面１６’との境
界である。また、面取り部３３は、合い口１２’の外径
面側中央突起１４の外径面２１と上記中央突起１４の先
端面１９との境界である。さらに、面取り部３４は、合
い口１２の外径面側中央凹部１５の段差面１８と合い口
１２の外径面２１の境界である。

【００２１】これら面取り面３１、３２、３３、３４を
設けることにより、シールリングを装着した際、シール
リングと外径面側の相手部材との間に曲率の不一致があ
っても、合い口１２、１２’の先端部分の突出量を零と
するか又は少なくすることができ、局部的接触を防止す
る事ができる。

【００２２】第３の実施の形態は、図３（ａ）（ｂ）
（ｃ）に示すように、第１の実施の形態の合い口１２と
合い口１２’が嵌合するときに互いに接触する面が有し
ている角部に面取り部３６、３７、３８、３９を設けた
ものである。面取り部３６は、合い口１２の外径面側中
央凹部の内部側面２３と合い口１２の先端のリング本体
先端面１６との境界である。面取り部３７は合い口１
２’の外径面側中央突起１４の側面２４と合い口１２’
の外径面側中央突起１４の先端面１９との境界である。
また、面取り部３８は、合い口１２の外径面側中央凹部
１５の内面１７と合い口１２の先端のリング本体先端面
１６との境界である。さらに、面取り部３９は、合い口
１２’の外径面側中央突起１４の先端面１９と合い口１
２’の外径面側中央突起１４の内径側面２５の境界であ
る。

【００２３】これら面取り部３６、３７、３８、３９を
設けることにより、合い口１２、１２’を嵌合するとき
に生じる局部的接触が回避されるか、又は少なくなるの
で、お互いの合い口の破損等を防ぐことができる。

【００２４】第４の実施の形態は、図４（ａ）（ｂ）
（ｃ）に示すように、第１の実施の形態の合い口１２と
合い口１２’に第２の実施の形態で示した面取り部３
１、３２、３３、３４と、第３の実施の形態で示した面
取り部３６、３７、３８、３９を設けたものである。

【００２５】これは、面取り面３１、３２、３３、３４
により、シールリングを装着した際、シールリングと外
径面側の相手部材との間に曲率の不一致があっても、合
い口１２、１２’の先端部分の突出量を零とするか又は
少なくすることができ、局部的接触を防止する事ができ
るのに加え、面取り部３６、３７、３８、３９により、
合い口１２、１２’を嵌合するときに生じる局部的接触
が回避されるか、又は少なくすることができ、お互いの
合い口の破損等を防ぐことができる。

【００２６】第５の実施の形態は、図５（ａ）（ｂ）
（ｃ）に示すように、第４の実施の形態に次の構成を加
えたものである。即ち、この場合は、合い口１２’の外
径面側中央突起１４の内径側面２５と合い口１２’のリ
ング本体先端面１６’との境界にすみ肉４１、合い口１
２’の外径面側中央突起１４の側面２４と合い口１２’
のリング本体先端面１６’との境界にすみ肉４２、合い
口１２の外径面中央凹部１５の段差面１８と合い口１２
の外径面中央凹部１５の内側面２３との境界にすみ肉４
３、及び、合い口１２の外径面中央凹部１５の段差面１
８と合い口１２の外径面中央凹部１５の内面１７との境
界にすみ肉４４を設けたのである。上記すみ肉４１、４
２、４３、４４を設けることにより、第４の実施例にお
ける効果に加え、上記外径面側中央突起１４及び外径面
中央凹部１５の補強がなされることになり、合い口１
２、１２’を嵌合するときに生じる局部的接触による破
損等を防ぐことができる。

【００２７】第５の実施の形態は、第４の実施の形態に
すみ肉を加えたものであるが、第４の実施の形態に限ら
れず、第１から第３の実施の形態のいずれの場合にも用
いることができ、第５の実施の形態と全く同様のすみ肉
を加えた効果を得ることができる。

【００２８】なお、前述の角部分に相当する部位以外の
角部分を面取り形状、又はすみ肉を加えた形状であって
もよい。

【００２９】ところで、この面取り部分又はすみ肉部分
の形状は、曲率ないしは斜面のものいずれでもよいが、
より好ましい形状は曲率の面取り形状である。その面取
り部分又はすみ肉部分の最小値付近の寸法は、シールリ
ングの軸方向寸法又は径方向寸法のいずれかのうちの約
５〜５０％程度、好ましくは約５〜２５％程度である。
この値が小さすぎると、合い口部分の突出量がわずかに
有る場合に相手部材を傷つけることが考えられる。

【００３０】一方、曲率ないしは斜面のものの面取り部
分又はすみ肉部分の形状の最大値付近の寸法は、シール
リングの外周径、内周径、ないしはそれらの中間部の径
寸法のいずれかのうちの、約５〜５０％程度、好ましく
は、約２５〜５０％程度であればよい。この値が大きす
ぎると、面取り部を設けるという効果が薄れ、実質的に
シールリングの外周径の曲率とほぼ同等の面取り部しか
形成できず、合い口部分の突出量を零とするか、又は少
なくすることは期待できない。いずれにしても、面取り
部寸法はこれらの最小値以上又はこの値を超え、これら
の最大値以下又はこれら未満の範囲であればよい。

【００３１】また、第１の実施の形態から第５の実施の
形態において、合い口１２と合い口１２’が嵌合する面
の向き合う同士の面の間に所定の間隙を設けてもよい。
即ち、合い口１２’の外径面側中央突起１４の側面２４
又はその内径側面２５と合い口１２の外径面側中央凹部
１５の内側面２３又は内面１７との間に所定の間隙を設
けてもよい。このようにすると、合い口１２、１２’の
嵌合時の局部的接触が回避されたり、上記外径面側中央
突起１４のシールリングの外径面側への突出をより一層
減らすことができる。

【００３２】更に、第１の実施の形態から第５の実施の
形態において、リング本体の外径面２１と側面２０、内
径面２２と側面２０の境界に段差部４６を設けることも
できる。この段差部４６の大きさは、シールリングのシ
ール性を保つ範囲であれば酔い。

【００３３】（シールリングの材料及び成形方法）この
発明のシールリングは、耐熱性樹脂、強化繊維、フッ素
系樹脂、充填剤からなる樹脂組成物を成形することによ
り得られる。

【００３４】前記耐熱性樹脂は、耐熱性を有していれば
どのような樹脂でもよいが、例えば、ポリシアノアリー
ルエーテル系樹脂（以下、ＰＥＮと略記する。）、ポリ
エーテル・エーテルケトン樹脂（以下、ＰＥＥＫと略記
する。）等の芳香族ポリエーテルケトン系樹脂（以下、
ＰＥＫと略記する。）、芳香族系熱可塑性ポリイミド樹
脂（以下、ＴＰＩと略記する。）、ポリアミド４−６系
樹脂（以下、ＰＡ−４６と略記する。），ポリフェニレ
ンサルファイド系樹脂（以下、ＰＰＳと略記する。）等
があげられる。これらは、高い耐熱性に加え、高い耐燃
性、優れた機械的性質、優れた電気的性質、耐薬品性を
有している。これらの材料は、この発明のオイルシール
リングの成形ベース材料として用いられる。これらの耐
熱性熱可塑性樹脂の融点は、少なくとも２８０℃以上あ
れば、この発明において好適に使用することができる。

【００３５】この発明に用いられるＰＥＥＫ等のＰＥＫ
としては、その融点が３３０℃以上であるケトン系ポリ
マーを限定なく採用することができる。ＰＥＫはエーテ
ル結合（−Ｏ−）とケトン結合（−ＣＯ−）の両者を含
んで芳香族環を結合したものであり、例として下記（化
１）〜（化６）で表される構造単位を有する樹脂をあげ
ることができる。これらは、いずれも結晶性の樹脂であ
る。これらＰＥＫ樹脂は、熱的寸法性に優れており、熱
固定などの熱収縮や、自動変速機等の高温下でのオイル
シールリングとして用いても寸法変化が少なく、このよ
うな寸法精度を必要とする合い口形状のシールリングで
高温下において使用される場合に好適である。

【００３６】

【化１】

【００３７】（ｎは、整数を示す。）

【００３８】

【化２】

【００３９】（ｎは、整数を示す。）

【００４０】

【化３】

【００４１】（ｎは、整数を示す。）

【００４２】

【化４】

【００４３】（ｎは、整数を示す。）

【００４４】

【化５】

【００４５】（ｎは、整数を示す。）

【００４６】

【化６】

【００４７】（ｎは、整数を示す。） 上記の樹脂のうち、（化１）の樹脂のガラス転移点（Ｔ
ｇ）は約１６５℃、融点（Ｔｍ）は３６５℃であり、代
表的な例として、英国アイ・シー・アイ社製：ＶＩＣＴ
ＲＥＸ−ＰＥＫ ２２０Ｇ（商品名）が挙げられる。ま
た、（化２）の樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は約１５０
℃、融点（Ｔｍ）は３３４〜３３７℃であり、代表的な
例として、英国アイ・シー・アイ社製：ＶＩＣＴＲＥＸ
−ＰＥＥＫ １５０Ｐ（商品名）が挙げられる。また、
（化３）の樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は約１６０℃、
融点（Ｔｍ）は３６０〜３８０℃であり、代表的な例と
して、独国ヘキスト社製：ＨＯＳＴＡＴＥＣ（商品名）
が挙げられる。さらに、（化４）の樹脂のガラス転移点
（Ｔｇ）は約１７０〜１７５℃、融点（Ｔｍ）は３７５
〜３８１℃であり、代表的な例として、独国ビー・エー
・エス・エフ社製：Ｕｌｔｒａｐｅｋ−Ａ２０００（商
品名）が挙げられる。

【００４８】上記ＰＥＥＫ等のＰＥＫ以外の耐熱性樹脂
は、それぞれ市販されている周知の樹脂を採用すること
ができる。具体例としては、ＰＥＮとして出光興産社
製：ＩＤ３００（商品名）、ＴＰＩとして三井東圧社
製：オーラム４５０（商品名）、ＰＡ−４６として日本
合成ゴム社製：スターニル ＴＷ３００（商品名）、Ｐ
ＰＳとして呉羽化学社製：フォートロンＫＰＳ Ｗ２１
４（商品名）等を例示することができる。

【００４９】上記耐熱性樹脂の配合割合は、この発明の
樹脂組成物に対して３０〜８２重量％が好ましく、３０
〜７８重量％がより好ましい。なぜなら３０重量％未満
の少量では強度が低下してしまう結果となるからであ
り、８２重量％を越える多量では、充填剤による補強効
果が得られず、耐摩耗性が劣る結果となって好ましくな
いからである。

【００５０】この発明における強化繊維としては、特に
限定されるものではないが、炭素繊維や芳香族ポリアミ
ド繊維を例としてあげることができる。

【００５１】上記炭素繊維は、平均繊維径が１〜２０μ
ｍ、好ましくは５〜１８μｍ、さらに好ましくは５〜１
５μｍである。また、アスペクト比は、１〜８０が好ま
しく、５〜５０がより好ましい。なぜならば、平均繊維
径が１μｍ未満の細いものでは繊維間の凝集が起こり、
均一分散が困難となり、また２０μｍを越える太いもの
では軟質相手材を摩耗させるからであり、平均繊維径が
上記の範囲内では、このような傾向がより少なくなり好
ましい。また、アスペクト比が１未満のものではマトリ
ックス自体の補強効果が損われ機械的特性が低下し、逆
に８０を越えると混合時の均一分散がきわめて困難であ
って、摩耗特性に支障を来たし品質低下を招くなど好ま
しくないからである。アスペクト比が１〜８０では、こ
のような傾向が比較的少なく、好ましい結果が得られ
る。

【００５２】また、上記芳香族ポリアミド繊維は、下記
（化７）の式で表わされる繊維状の耐熱樹脂として周知
のものであり、芳香族環がメタ位でアミド結合によって
結合されたもの、芳香族環がパラ位でアミド結合によっ
て結合されたもののいずれであってもよい。

【００５３】

【化７】

【００５４】このうち、パラ系芳香族ポリアミド繊維
は、下記（化８）の式で表わされる反復単位を含むパラ
系芳香族ポリアミド繊維である。

【００５５】

【化８】

【００５６】このパラ系芳香族ポリアミド繊維は、繊維
軸方向に分子鎖が配列しているので、軸方向に高弾性・
高強度であるが、直角方向には分子間力が弱いものであ
る。このようにパラ系芳香族ポリアミド繊維は軸方向の
強度によって、配合された樹脂組成物の耐摩耗性をよく
向上させることができ、一方、繊維直角方向に圧縮力を
受けると分子鎖が座屈しまたは破壊され易いので、軟質
摺動相手材を損傷しないと考えられる。

【００５７】また、パラ系以外の芳香族ポリアミド繊維
を採用する場合は、四フッ化エチレン樹脂などのフッ素
系樹脂の所定量を含むものを添加することによって、前
記組成物と同様に軟質の摺動相手材を損傷せず、耐摩耗
性に優れた組成物とすることができる。

【００５８】このような芳香族ポリアミド繊維は、繊維
長約０．１５〜３ｍｍ、アスペクト比約１〜２３０程度
の範囲のものがよい。また、平均繊維径が約１〜２０μ
ｍのものが好ましく、より好ましくは約５〜１５μｍの
ものである。また、アスペクト比は、約１〜６０のもの
が好ましく、より好ましくは約１５〜４０のものであ
る。芳香族ポリアミド繊維が所定範囲未満の繊維長で
は、耐摩耗性が不充分となり、上記範囲を越える繊維長
では組成物中の分散不良で好ましくない。また、アスペ
クト比が１未満のものでは、粉末形状に近くなって耐摩
耗性改善効果が不充分となってマトリックスの補強効果
がなくなり、機械的特性も低くなる。また、６０を越え
ると混合時の均一な分散が困難となり、組成物の摩耗特
性が一様でなくなる。

【００５９】また、平均繊維径が約１μｍ未満の細径の
ものでは、マトリックスに混合した際に繊維間に凝集が
起こり均一な分散が困難であり、平均繊維径が約２０μ
ｍを越える太径のものでは、組成物が軟質相手材を摺動
摩耗するおそれがある。平均繊維径が約５〜１５μｍの
ものではこのような傾向が全くみられずに極めて好まし
い。

【００６０】上記強化繊維の全樹脂組成物中の配合割合
は、５〜４５重量％、好ましくは１０〜４５重量％、さ
らに好ましくは１０〜３０重量％である。なぜなら、５
重量％未満では成形体の耐摩耗性が殆ど向上せず、４５
重量％を越える多量では溶融流動性が著しく低下して成
形性が悪くなるからである。同配合割合が１０〜３０重
量％であれば、このような傾向が全くなく、好ましい結
果が得られる。

【００６１】この発明に用いるフッ素系樹脂としては、
例えばポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと
略称する）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡと略称する）、
テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共
重合体（ＦＥＰと略称する）、エチレン−テトラフルオ
ロエチレン共重合体（ＥＴＦＥと略称する）、テトラフ
ルオロエチレン−フルオロアルキルビニルエーテル−フ
ルオロオレフィン共重合体（ＥＰＥと略称する）、ポリ
クロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥと略称す
る）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体
（ＥＣＴＦＥと略称する）、ポリフッ化ビニリデン（Ｐ
ＶＤＦと略称する）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦと略称
する）等が挙げられる。これらは、それぞれ単独もしく
は、例えば１：１０から１０：１の範囲で前記２種以上
の共重合体や３元共重合体等のフッ素化ポリオレフィン
等であってもよく、これらは良好な固体潤滑剤としての
特性を示す。

【００６２】このうちＰＴＦＥは、融点が約３２７℃で
あり、約３４０〜３８０℃でも溶融粘度が約１０¹¹〜１
０¹²ポイズと高く、融点を越えても流動し難く、フッ素
樹脂のなかでは最も耐熱性に優れた樹脂であると考えら
れている。このようなＰＴＦＥを採用する場合は、これ
が成形用の粉末であっても、また、いわゆる固体潤滑剤
用の微粉末であってもよく、市販品としては三井・デュ
ポンフロロケミカル社製：テフロン７Ｊ（商品名）、Ｔ
ＬＰ−１０（商品名）、旭硝子社製：フルオンＧ１６３
（商品名）、ダイキン工業社製：ポリフロンＭ１５（商
品名）、ルブロンＬ５（商品名）などを例示することが
できる。また、アルキルビニルエーテルで変性されたよ
うなＰＴＦＥであってもよい。一般にＰＴＦＥは、四フ
ッ化エチレンの単独重合体で、圧縮成形可能な樹脂とし
て市販のものを用いることができ、例えば喜多村社製：
４００Ｈ（商品名）等を採用することができる。

【００６３】ＰＦＡとしては、三井・デュポンフロロケ
ミカル社製：テフロンＰＦＡ−Ｊ（商品名）、ＭＰ−１
０（商品名）、ヘキスト社製：ホスタフロンＴＦＡ（商
品名）、ダイキン工業社製：ネオフロンＰＦＡ（商品
名）を、ＦＥＰとしては三井・デュポンフロロケミカル
社製：テフロンＦＥＰ−Ｊ（商品名）、ダイキン工業社
製：ネオフロンＦＥＰ（商品名）を、ＥＴＦＥとしては
三井・デュポンフロロケミカル社製：テフゼル（商品
名）、旭硝子社製：アフロンＣＯＰ（商品名）を、ま
た、ＥＰＥとしては三井・デュポンフロロケミカル社
製：テフロンＥＰＥ−Ｊ（商品名）などを挙げることが
できる。

【００６４】ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のパーフルオ
ロ系フッ素樹脂は、骨格である炭素原紙の周囲を全てフ
ッ素原紙又は微量の酸素原子で取り囲まれた状態であ
り、Ｃ−Ｆ間の強固な結合により、フッ素系樹脂のなか
でも比較的耐熱温度が高く、また、低摩擦係数、非粘着
性、耐薬品性等の諸特性に優れており好ましい。ＰＶＤ
Ｆとしては、呉羽化学工業社製；ＫＦポリマー（商品
名）などを例示できる。

【００６５】上記フッ素系樹脂の配合割合は２〜２５重
量％、好ましくは５〜２５重量％である。なぜなら２重
量％未満では、自己潤滑性および耐摩耗性などの摺動特
性の改良が顕著に認められず、また２５重量％をこえる
と成形性が悪くなり、機械的特性が低下するからであ
る。同配合割合が５〜２５重量％であれば、このような
傾向はほとんど見られず、好ましい結果が得られる。

【００６６】この発明に用いられる充填剤は、例えば、
粉末状タルクやカルシウム系粉末充填剤をあげることが
できる。

【００６７】上記粉末状タルクは、平均粒径約０．５〜
４０μｍが好ましく、約１〜３０μｍがより好ましい。
約０．５μｍ未満の小粒では粒子間の凝集が起こって均
一分散が困難となり、約４０μｍを越える大粒では表面
平滑性が悪くなって好ましくないからである。

【００６８】上記カルシウム系粉末充填剤としては、カ
ルシウムの炭酸塩、硫酸塩、酸化物、水酸化物が挙げら
れ、なかでも炭酸カルシウムまたは硫酸カルシウムが好
ましい。上記カルシウム系充填剤の平均粒径は、約０．
５〜４０μｍが好ましく、約１〜３０μｍがより好まし
い。約０．５μｍ未満の小粒では粒子間の凝集が起こ
り、均一分散が困難となり、また約４０μｍを越える大
粒では表面平滑性が悪くなって好ましくないからであ
る。

【００６９】上記充填剤の配合割合は、全樹脂組成物中
１０〜４０重量が好ましく、１０〜３０重量％がより好
ましい。なぜなら、１０重量％未満では軟質相手材を摩
耗させ、４０重量％を越えると成形性が悪くなり、機械
的特性も低下するからである。同配合割合が１０〜３０
重量％であれば、このような傾向が全くなく、好ましい
結果が得られる。

【００７０】また、上記の他に、耐磨耗剤として二硫化
モリブデン等を用いることもできる。この二硫化モリブ
デンは、耐摩耗性の向上を図るために添加され、その配
合割合は、１〜１０重量％が好ましい。なぜなら、上記
所定範囲未満の配合量では、自己潤滑性および耐摩耗性
などの摺動特性の改良が顕著に認められず、また上記所
定範囲を越える配合量では、機械的強度が低下し、かつ
配合量に見合う耐摩耗性の向上が見られないからであ
る。

【００７１】この発明のシールリングに用いられる樹脂
組成物における組み合わせの例として、次のようなもの
をあげることができる。

【００７２】 ＴＰＩ、ＰＥＥＫ、ＰＥＫ、ＰＥＮ、
ＰＡ−４６、ＰＰＳからなる群から選ばれるいずれか一
つの樹脂３０〜８２重量％、炭素繊維５〜４５重量％お
よびフッ素系樹脂２〜２５重量％を含む樹脂組成物。

【００７３】 ＰＥＮ、ＰＥＥＫ、ＰＥＫ、ＴＰＩ、
ＰＰＳ、ＰＡ−４６からなる群から選ばれるいずれか一
つの樹脂３０〜８２重量％、炭素繊維５〜４５重量％、
フッ素系樹脂２〜２５重量％、粉末状タルク１０〜４０
重量％を主要成分とする樹脂組成物。

【００７４】 ＰＥＮ、ＰＥＥＫ、ＰＥＫ、ＴＰＩ、
ＰＰＳ、ＰＡ−４６からなる群から選ばれるいずれか一
つの樹脂３０〜７８重量％、炭素繊維１０〜４５重量
％、フッ素系樹脂２〜２５重量％、粉末状カルシウム化
合物１０〜４０重量％を主要成分とする樹脂組成物。

【００７５】 ＰＥＮ、ＰＥＥＫ、ＰＥＫ、ＴＰＩ、
ＰＰＳ、ＰＡ−４６からなる群から選ばれるいずれか一
つの樹脂３０〜８２重量％、炭素繊維５〜４５重量％、
フッ素系樹脂２〜２５重量％、粉末状タルク１０〜４０
重量％および二硫化モリブデン１〜１０重量％を含む樹
脂組成物。

【００７６】 前記の粉末状タルク１０〜４０重量％
に代えてカルシウム系粉末充填剤１０〜４０重量％を配
合したもの。

【００７７】 前記の炭素繊維５〜４５重量％に代え
て、芳香族ポリアミド繊維５〜４５重量％を配合したも
の。

【００７８】 前記の炭素繊維５〜４５重量％に代え
て芳香族ポリアミド繊維５〜４５重量％を配合し、かつ
粉末状タルク１０〜４０重量％に代えてカルシウム系粉
末充填剤１０〜４０重量％を配合した樹脂組成物。

【００７９】この発明の樹脂組成物には、上記以外の添
加剤としてこの発明の効果を阻害しない範囲内で、例え
ば自己潤滑性、機械的強度、および熱安定性などの向上
及び着色等の目的で固体潤滑剤、増量剤、粉末充填剤お
よび顔料など３５０℃程度以上の高温で安定な物質を適
宜混合してもよい。例えば、樹脂組成物の潤滑性をさら
に改良するために、耐摩耗性の改良剤を配合することが
できる。この耐摩耗性改良剤の具体例としては、カーボ
ン、グラファイト、マイカ、ウォラストナイト、金属酸
化物の粉末、硫酸カルシウムなどのウィスカ、リン酸
塩、炭酸塩、ステアリン酸塩、超高分子量ポリエチレン
などを例示することができる。このような添加剤を添加
する際の残部耐熱性樹脂は、約４０重量％を下回らない
ようにすることが好ましい。

【００８０】これらの耐熱性樹脂に対して各種の添加物
を添加混合する方法は特に限定するものではなく、通常
広く用いられている方法、たとえば主成分となる樹脂、
その他の諸原料をそれぞれ個別に、またはヘンシェルミ
キサー、ボールミル、タンブラーミキサー等の混合機に
よって適宜乾式混合した後、溶融混合性のよい射出成形
機もしくは溶融押出成形機に供給するか、又は予め熱ロ
ール、ニーダ、バンバリーミキサー、溶融押出機などで
溶融混合するなどの方法を利用すればよい。

【００８１】さらに、前記の組成物を成形する際には、
特に成形方法を限定するものではなく、圧縮成形、押出
成形、射出成形等の通常の方法、または組成物を溶融混
合した後、これをジェットミル、冷凍粉砕機等によって
粉砕し、所望の粒径に分級することも可能である。なか
でも射出成形法は、生産性に優れ、安価な成形体を提供
することができる。

【００８２】また、このようにして得られたペレットな
どの粒は、成形前に後述の熱処理と同程度の乾燥処理を
施しても良い。充分にペレット等の粒から水分などを蒸
発させることで、成形体の膨れや強度低下を防ぐことが
できると考えられる。

【００８３】このようにして得られた成形体は、熱固定
及び成形時のひずみを除いて高温使用時の寸法安定性を
確保するため、約１００〜２８０℃で約０．１〜２４時
間程度のアニール熱処理をしておくことが望ましい。

【００８４】アニール熱処理温度は、材料にもよるが、
約２８０℃以下、例えば約１４０〜２７０℃程度、材料
によっては約１４０〜２３０℃程度や約１４０〜２００
℃程度で行われることが適当である。これらの耐熱樹脂
は、広い温度範囲にわたって剛性が高く、耐衝撃性も優
れており、クリープなどの歪みに対しても強く、また殆
どの種類の油類や薬品等にも耐性を示す樹脂である。ま
た、これらの樹脂は結晶性であって、結晶化度の上昇で
強度や剛性の増加、耐摩耗性や潤滑性の向上、熱膨張係
数や吸水率の低下などの性質をもっている。

【００８５】熱処理温度が約１４０℃未満の低温では、
結晶化の進行に多大の時間を要して効率が悪く、成形体
のわずかな歪みを除くことも難しくなり、寸法安定性も
得られ難いと考えられる。

【００８６】アニール熱処理温度が熱変形温度よりも約
２０〜３０℃程度を越えると、樹脂にかかる熱履歴の影
響が大きくなり好ましくないと考えられ、これ以下で熱
処理することが好ましい。熱処理時は、前記所定の温度
に達する前に、例えば常温、約８０℃、約１３０℃、約
１８０℃、約２２０℃、約２３０℃、約２８０℃という
ように、数段階に分けて、約１５〜１８０分程度の範囲
で、約１５〜６０分毎に徐々に昇温し、前記温度範囲内
の最適な温度にて、前記時間の範囲で温度を一定に保持
してもよい。その場合の最高温度の保持時間は、約１５
〜４８０分程度であればよい。最高温度の保持時間が所
定時間よりも短時間であると、樹脂の結晶化が不充分と
なって寸法安定性が悪くなり、所定時間よりも長時間で
あると、「ソリ」などの不適当な熱変形が起こり、また
電気炉などのエネルギー消費量の増大や製造時間の超時
間化からみても製造コストの低減を図ることが難しくな
る。

【００８７】また、約９０〜１２０℃程度に昇温した時
にそのような一定温度で保持してもよい。このようにす
ると、成形体内に僅かに取り込まれた水分を乾燥させる
ことができ、その後、結晶化させることができる。一
方、短時間で急激に加熱して熱処理を終了させることは
好ましくない。前記水分が沸点を越えて気化し、その際
の体積膨張によって成形体に「膨れ」などの不具合が発
生する可能性が高くなるからである。

【００８８】結晶化工程後の冷却は、前記昇温時と逆の
段階を経て冷却してもよく、または約６０〜１８０分程
度の時間をかけて連続的に徐冷してもよい。

【００８９】以上のような熱処理工程を行なうことによ
り、成形体の膨れなどの不具合の発生を極力防ぐと共
に、樹脂の結晶化を確実かつ徐々に進行させて、成形体
の寸法安定性を高めて寸法精度の高い成形体を提供する
ことができる。

【００９０】また、成形体と相手部材の少なくとも一方
の摺動面の表面粗さは、Ｒｍａｘ、Ｒａ、Ｒｚ等のＪＩ
Ｓで定義された評価法によって、約３〜２５μｍ以下で
あり、好ましくは約８μｍ以下、より好ましくは約３μ
ｍ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、摺動面に傷が多く付くようになり、これは摩耗
の原因になると考えられるからである。

【００９１】なお、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良いとも推定される。

【００９２】また、ピストン、シリンダー等の相手材
は、Ｓ４５Ｃ，ＳＣＭ４２０Ｈ等の炭素鋼、ＦＣＤ４５
等の球状黒鉛鋳鉄等あるいはこれらの硬化処理材等の硬
質材料であっても、又はＡＤＣ１２等のアルミニウム合
金等の軟質材であってもよい。

【００９３】

【発明の効果】この発明のシールリングは、一方の合い
口が外径面側中央突起により、また、他方の合い口がこ
れと相補的に嵌合する外径面側中央凹部により形成され
ているので、射出成形時に変形や反りが生じても、合い
口部分の側面にでっぱり等が生ぜず、研削加工によるシ
ールリングの幅寸法のバラツキを減少させることがで
き、上記幅寸法精度を向上させることができる。

【００９４】また、請求項２又は３の発明に記載のシー
ルリングは、いずれも面取り部の存在により、合い口部
分と嵌合する合い口部分の接触、合い口部分と相手材の
局部的接触を防止できるので、合い口の破損、相手部材
の摩耗等を減少させることができる。

【００９５】更に、請求項４の発明に記載のシールリン
グは、合い口部分にすみ肉が設けられているので、合い
口を嵌合するときの接触による破損を防止することがで
きる。

【００９６】更にまた、請求項５の発明に記載のシール
リングは、合い口が嵌合する時に互いに向き合う面に間
隙を設けているので、合い口部分と嵌合する合い口部分
の接触、合い口部分と相手材の局部的接触を防止できる
ので、合い口の破損、相手部材の摩耗等を減少させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）第１実施例の一部正面図 （ｂ）同上の一部平面図 （ｃ）同上の一部斜視図

【図２】（ａ）第２実施例の一部正面図 （ｂ）同上の一部平面図 （ｃ）同上の一部斜視図

【図３】（ａ）第３実施例の一部正面図 （ｂ）同上の一部平面図 （ｃ）同上の一部斜視図

【図４】（ａ）第４実施例の一部正面図 （ｂ）同上の一部平面図 （ｃ）同上の一部斜視図

【図５】（ａ）第５実施例の一部正面図 （ｂ）同上の一部平面図 （ｃ）同上の一部斜視図

【図６】第６実施例の一部斜視図

【図７】（ａ）従来例の一部正面図 （ｂ）同上の一部平面図

【図８】（ａ）他の従来例の一部正面図 （ｂ）同上の一部平面図

【図９】（ａ）図８の従来例の成形後の一部正面図 （ｂ）同上の一部平面図

【符号の説明】

１、１’ 合い口 ２、２’ 合い口 ３ 突起 ４ 段部 １１ リング本体 １２、１２’ 合い口 １３ 外径面側側面突起 １４ 外径面側中央突起 １５ 外径面側中央凹部 １６、１６’ リング本体先端面 １７ 凹部内面 １８ 段差面 １９ 中央突起先端面 ２０ リング本体側面 ２１ 外径面 ２２ 内径面 ２３ 凹部内側面 ２４ 中央突起側面 ２５ 中央突起内径側面 ３１ 面取り部 ３２ 面取り部 ３３ 面取り部 ３４ 面取り部 ３６ 面取り部 ３７ 面取り部 ３８ 面取り部 ３９ 面取り部 ４１ すみ肉部 ４２ すみ肉部 ４３ すみ肉部 ４４ すみ肉部 ４６ リング本体段差部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リング本体の周方向の一箇所に相互に嵌
   合する合い口を設けた複合ステップカット型の合成樹脂
   製シールリングにおいて、一方の合い口をそのリング本
   体先端面の外径面側中央部分に設けた外径面側中央突起
   により形成し、他方の合い口をこれと相補的に嵌合する
   外径面側中央凹部により形成することを特徴とする合成
   樹脂製シールリング。
2. 【請求項２】 上記の一方の合い口の外径面側中央突起
   の先端面とその外径面の境界、上記の他方の合い口の上
   記外径面側中央凹部の段差面とリング本体外径面との境
   界、上記の各合い口のリング本体先端面とリング本体外
   径面との境界に、それぞれ面取り部を設けたことを特徴
   とする請求項１に記載の合成樹脂製シールリング。
3. 【請求項３】 上記の一方の合い口の外径面中央突起の
   先端面とその内径側の面及びその両側面との境界に、そ
   れぞれ面取り部を設けたことを特徴とする請求項１又は
   ２いずれかに記載の合成樹脂製シールリング。
4. 【請求項４】 上記の一方の合い口の上記外径面中央突
   起の内径側の面及びその両側面と上記の一方の合い口側
   のリング本体先端面との境界、及び前記外径面側中央凹
   部の段差面とその内面及びその両側面との境界にそれぞ
   れすみ肉を設けたことを特徴とする請求項３に記載の合
   成樹脂製シールリング。
5. 【請求項５】 上記の一方の合い口の上記外径面中央突
   起と、上記の他方の合い口の上記外径面中央凹部とが向
   き合う面の間に一定の間隙を設けたことを特徴とする請
   求項１から４のいずれかに記載の合成樹脂製シールリン
   グ。