JPS59190576A

JPS59190576A - 低トルクシ−ル

Info

Publication number: JPS59190576A
Application number: JP58066683A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Ozaki; 和行尾崎
Original assignee: Nippon Oil Seal Industry Co Ltd; Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1983-04-14
Filing date: 1983-04-14
Publication date: 1984-10-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、低トルクシールに関する。更に詳しくは、ゴ
ム製シールリップの表面にフッ素系樹脂コーティングを
行なった往復動用および回転用の低トルクシールに関す
る。

オイルシールによって代表され、る往復動用および回転
用シールのトルクを低くするために、従来から各種の方
法が行わわているが、それぞれ次のような欠点がみられ
る。

（１）摺動部の面積を小さくする。

この場合には、ゴムが本来有する特性から、摺動抵抗を
ある程度以下に減少させることはできない０（２）摺動部に摩擦抵抗の小さい材料、例えばテトラフ
ルオロエチレン樹脂などを接着する。

この場合には、摩擦係数は減少するものの、密封性を維
持するため緊迫力を強める必要があり、そのために抵抗
値としてはそれ程改善はされず、またリップの追従性も
悪化する。

（３）摺動部に摩擦抵抗の小さい材料を塗付したり、吠
き付けたりする。例えば、テトラフルオロエチレン樹脂
コーティングなどが行われる。

この場合には、テトラフルオロエチレン樹脂などが有す
る特性から摺動性が良好であり、しかもコーテイング膜
の厚さが数１０μｍ程度と薄く、機械的にはゴム製シー
ルリップの特性が十分発揮されるため緊迫力は大きくな
らず、追従性も良好であるが、ゴム層とテトラフルオロ
エチレン樹脂層との密着性に問題があり、使用したとき
比較的早くコーチインク層が剥離し、摩擦力を増大させ
る。

本発明は、かかるテトラフルオロエチレン樹脂などのコ
ーティング法において、ゴム層とコーティング層との間
の接着性を改善することを目的としており、本発明のか
かる目的は、往復動用および回転用のシールにおいて、
ゴム製シールリップの表面に不活性ガスのグロー放電捷
たけ高周波スパッタエツチング処理を施した後、フッ累
系樹脂コーティングを行なうことにより達成され、その
結果として低トルク化が十分に達成されることが見出さ
れた。

このような前処理を行なうことにより、フッ素系樹脂の
コーティングが行わえするゴム製シールリップの表面に
、細かな凹凸を生じさせ同時に活性化させることで、フ
ッ素系樹脂コーティング層との密着性を向上させ、フッ
素系樹脂コーティングシールの寿命を格段と向上させる
ことができる。

そして、このことによって、低トルクシールとしての多
くの利点が得らね、Ｊ！ＩＪち摺動性はフッ素系樹脂の
特性を有し、丑た緊迫力は小さく、追従性モ良好である
。更に、テトラフルオロエチレン樹脂焼付品と比較して
、製造が簡単であり、工程が簡略化され、コストも廉価
である。

ここで、シールリップを形成するゴム材料としては、例
えばアクリロニトリルブタジェンゴムＡブチルゴム、エ
ピクロルヒドリンゴム、エチレンプロピレン（ジエン）
ゴム、フッ素ゴム、クロルスルホン化ポリエチレン、ク
ロロブレンゴム、スチレンブタジ′エンゴム、シリコン
ゴム、フルオロシリコンゴム、アクリルゴム、ウレタン
ゴム、天然ゴムなどが挙げられ、る。

図面の第１図（は、不活性ガスのグロー放電により、本
発明を適用する装置および方法の概略図でアリ、具体的
には次のようにしてシールのゴム製シールリップ部分の
処理が行われる。

（１）パイレックス製反応器１内尾、処理不要部をマス
クしたシール２を横ｔａきまたは縦置きにセツティング
する。この際、プラズマ（（接しない面は処理されない
ので、そハのセツティング方法に注意する。なお、符号
３はｏ　−ＩＪング、４はビラニ真空ゲージである。

（２）　′ｉ、ず、油回転ホ゛ンプ５を作動させ、反応
器内を１０−’　Ｔｏｒｒのオーダー迄排気する。この
際、反応器の内壁に水分や汚れが付着していると、この
真空度に達する迄に時間ケ要するので、前取って十分な
洗浄、乾繰を１−る方が効率的である。なお、符号６〜
８は、いずれもバルブである。

次に、バルブ７を閉じ、油回転ポンプ５′および油拡散
ポンプ１５を作動させ、電離真空計１６に連結されたパ
ンフル１７内が１０”　Ｔｏｒｒ以上になら４′いよう
にゆっくりとバルブ１８を開け、反応器内を高真空に排
気′「る。このとき、酸緊の彫物を避けるために、１０
’−５Ｔｏｒｒのオーダー迄排気することが望ましい。

（３）窒素ガスボンベ９、バルブ１０〜１１がラナル窒
素カス導入糸から、窒素ガスを約０．００１〜０．５Ｔ
ｏｒｒ　、好ましくは約０．０１〜０．１　’ｒｏｒｒ
の圧力になる迄反応器内に導入する。これ以下のへ゛ダ
素ガス圧力では族７１シが持続せず、一方こわ以上に窒
素ガスの圧力を間めると、放電が不安定となるため、均
質な処理面が得られない。

用いられる窒素ガスは、純度の高いものを使用たり、あ
るいは７Ｍられてもその効果は減少するからである。

（４）高周波発生源（周波数１３．５６　Ｍ　Ｈｚ　）
　１２、整合器１３および鍋コイル１４からなる高周波
放電系を用いて窒素を励起し、窒素プラズマを発生させ
る。この際、整合器で、入射波電力と反射波電力の差（
有効放電電力）が最大になるように調整し、損失をでき
るたけ抑えるようにする。

有効放電電力は、約１０〜３０　Ｗであることが望まし
く、そ力、はこれ以下では効率が悪く、捷だこれ以上で
は処理面に荒れを生ずることがあるがらるために１５分
間以上低湿プラズマ処理した後、放電、窒素ガスの導入
および油回転ポンプの運転を順次止め、リーク弁（８）
を開いて反応器内に大気を導入し、処理物を取り出す。

捷だ、図面の第２図は、高周波スノぐツタエツチングに
より、本発明を適用する装置および方法の概略図であり
、具体的には次のようにし一〇シールのゴム製シールリ
ップ部分の処理が行われる。

（］）反応器２１内に、処理不要部をマスクしたシール
２２を下部電極２３上に横置きまたけ縦置きにセツティ
ングする。

（２）排気系の油回転ポンプ（図示せず）を作動さぜ１
反応器内を１０”−２Ｔｏｒｒのオータ゛−；’Ｚ＝Ｊ
＃気し、その後バルブ操作により、油回転ポンプで１Ｏ
−５Ｔｏｒｒ以下に排気する。

（３）アルゴンなどの不活性ガスの７ｆ＝ンヘ２４、ノ
くルフ２５　オよびバリアブルリークノクルブ２６カ）
らなる不活性ガス導入系ＩＪ）ら不活性力スを導入し、
反応器内を１０−’　Ｔｏｒｒのオーダーとする。

（４）排気口２７に直結したメインバルブ（図示せず）
を半閉じにして排気力を絞り、反応器内を１Ｏ−２Ｔｏ
ｒｒのオーダーとする。

（５）　ｉｓ　周波発生源（周波数１３．５６　Ｍ　Ｈ
ｚ　）　２８および整合器２９からなる高周波放電系を
用いて、前記下部電極（２３）および上部電極３０から
なる平行電極の間に放電を生じさせ、その際反射波電力
を最低にするように整合器（コンデンサー）を調節する
。

（６）処理電力は、入射波電力から反射波電力を差し引
いた有効放電電力で表わされ、それ′は標準的には１０
〜１００Ｗであり、このような有効放電電力下での処理
を数分間性なう。

（７）放電を止め、不活性ガスの尋人を市めた後、メイ
ンバルブを全開して反応器内のガスを排気し、次いでメ
インバルブを閉じてからり−クノ＜　ルア’３１を開け
、反応器内を大気圧にしてから処理物〃：取り出される
。

なお、符号３２は真空計、脣た３３（佳アースをそわぞ
ハ、指示している。

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例アクリロニトリルゴム製ゴム部５工、金属部５２および
金属スプリング５３．５３′よりなり、その断面形状が
第３図に示きれるようなオイルシール５４のシールリッ
プ部５５を、第２図に示すような態様に従って、高周波
スパッタエツチングを行なった。このスパッタエツチン
グ処理では、平行電極間間隔６０ｍｍ、アルゴン圧力０
．１　Ｔｏｒｒ　ｚ有効放電電力４０Ｗ、電力密度０．
８　℃崖、処理時間２分間の条件が用いられた。

このようにして高周波スパッタエツチングした妻ＬオイルシールのＪｊ−％−ｔシール部に、ポリテトラフ
ルオロエチレンコーティングを次のようにして行なった
。なお、形成されたコーテイング膜５６の厚さは、場所
により異なるが、一般に約５〜４０μｎ７である。

（コーティング剤配合）蒸留水　　　　　　　　　　　　　　２６２０ニカゾー
ルＦＸ　−３２９（日本カーボン製品）　　　２１．９
７ニカゾールｒｖｘ　−７０２（日本カーボン製品）６
．５９グラフアイ　トＮＡＯＲ（日本カーボン製品）１
３０（コーティング方法）スプレーガンを用い、吹付圧力３〜４カ、吐出量２０〜
３０２勧、吹付距離１５〜４０ａｎ−，吹付角４０〜６
０℃で吹付け。

この高周波スパッタリング−ポリテトラフルオロエチレ
ンコーティングオイルシール２個をオイル密封試験機の
両壁側に取り付け、これ゛らのオイルシールのコーテイ
ング面に接触するロッドを試験機の両壁を貫通するよう
に設置し、試験機内には圧空によりオイル圧を６鴇にし
て充満させ、ロッドをストローク±３０＋＋ｏ＋＋、サ
イクル１．５　Ｈ２で貫通壁に対して直角方向に加振し
た。なお、摩擦力には、ストローク（在役距離）±３０
１ｎ１ｎ、サイクル（往復動をくり返す周波数）　０．
Ｉ　Ｈｚの条件が付与された。

（測定試料）Ａ゛高周波スパッタエツチング・コーティング共になしＢ：高周波スパッタエツチングなし、コーティングありＣ：高周波スパッタエツチング・コーティング共にあり試験時間に対するオイルシール１個当りの摩擦力の経時
変化は、第４図に示される。この結果からも分るように
、ポリテトラフルオロエチレンコーティングした試料Ｂ
およびＣは、ゴムそのものイングした試料Ｂは、すぐに
摩擦力の増加がみられ、その後も試験時間の経過と共に
増加し、３０分間以上経過すると試料Ａの値に近すいて
行く。

これに対して、コーティングの前に高周波スパッタエツ
チングした試料Ｃは、初期の摩擦力が最も小さいばかり
ではなく、その後も摩擦力はあまり増加しない。

更に、試＃終了後（６０分間後）、それぞれのリップの
表面状態を観察したところ、試料Ｂは表面のコーティン
グ層２１：殆んど剥離し、ゴム層が露出しているのが認
められたが、試料Ｃのコーティング層には全く剥離がみ
られず、摩耗によるコーティング層の減少のみが観察さ
れた。

【図面の簡単な説明】

第１［は、不活性ガスのグロー放電により、本発明を適
用する装置および方法の概略図である。第２図は、高周波スパッタエツチングにより、本発明を
適用する装置および方法の概略図である。第３図は、本発明に係る低トルクシール′の装態様の断
面図である。また、第４図は、この低トルクシールの摩
擦力の経時変化を示すグラフである。（符号の説明〉１．２１・・・・・・反応器２．２２・・・・・・被処理物シール１２　、２８・・・・・・高周波発生源１３　、２９・
・・・・・整合器２３・・・・・・・・・・・・・・・下部電極３０・・
・・・・・・・・・・・・・上部電極５４・・・・・・
・・・・・・・・・オイルシール５５・・・・・・・・
・・・・・・・シールリップ部５６・・・・・・・曲曲
コーチインク膜代理人　弁理士　　吉　１）俊　夫第２図第３図手　　続　　補　　正　　書　（自発）昭和５８年６月
３０臼１、事件の表示昭和５８年將許願第６６６８３号２、発明の名称低トルクシール３補正栄する者事件との関係　　特許出願人名　称　（４３８）日本オイルシール工業株式会社４、
代　理　人住　所　　東京都港区芝大門１−２−７　　阿藤ビル５
０１号明細嘗の発明の詳細な説明の欄６補正の内容

Claims

【特許請求の範囲】１、ゴム製シールリップの表面に不活性ガスのグロー放
電または高周波スパッタエツチング処理を施した後、フ
ッ素系樹脂コーティングを行なった往復動用および回転
用の低トルクシール。２、フッＳ　＋　’ｆｌ　脂コーティングとしてテトラ
フルオロエチレン樹脂コーティングが行われた特許請求
の範囲第１項記載の低トルクシール。