CN105705844A - 密封件及用该密封件构成的密封构造 - Google Patents

密封件及用该密封件构成的密封构造 Download PDF

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Abstract

密封件(10)具有树脂环(11)和弹性环(12)。树脂环(11)由含有聚酰胺树脂和聚烯烃树脂且按照日本工业标准K7210在温度230℃和负荷21.18牛顿的条件下测量的熔体流速为1～50g/10min的树脂组合物形成。

Description

密封件及用该密封件构成的密封构造
技术领域
本发明涉及一种密封件及用该密封件构成的密封构造。
背景技术
在铲土机等的转节中，将轴插入圆筒状固定部件(housing)中，环状密封件设置在这些固定部件和轴之间，密封件以内嵌在形成于固定部件的内周的凹陷部内的方式收纳在该凹陷部中。该密封件具有树脂环和由橡胶制成的弹性环。该树脂环被布置成向凹陷部的开口侧突出；该弹性环布置在凹陷部的底侧。密封件构成为：如果由橡胶制成的弹性环从侧向承受高压，该弹性环就会发生弹性变形而将树脂环从凹陷部中挤出，提高固定部件和轴之间的密封性。
专利文献1中公开了以下内容：为了改善密封件的耐久性，由将玻璃纤维等填充材料配合在聚酰胺树脂中而成的树脂组合物形成树脂环。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4790923号公报
发明内容
本发明的密封件其具有树脂环和弹性环,该弹性环发生弹性变形而使所述树脂环的内径扩大或缩小。所述树脂环由含有聚酰胺树脂和聚烯烃树脂,且按照日本工业标准(JIS)K7210在温度230℃和负荷21.18牛顿的条件下测量的熔体流速(以下，称为“MFR”。)为1-50g/10min的树脂组合物形成。
本发明的密封构造其包括轴、供所述轴插入的外装体以及设置在所述轴和所述外装体之间的环状密封件。在所述轴的外周和/或所述外装体的内周形成有凹陷部，且所述密封件被收纳在所述凹陷部内。所述密封件具有树脂环和弹性环，该树脂环被设置成从所述凹陷部的开口突出,该弹性环发生弹性变形以便将所述树脂环从所述凹陷部挤出。所述树脂环由含有聚酰胺树脂和聚烯烃树脂且按照日本工业标准K7210在温度230℃和负荷21.18牛顿的条件下测量的MFR为1-50g/10min的树脂组合物形成。
附图说明
图1是第一实施方式中的密封件的俯视图。
图2是沿图1中的II-II线剖开的剖视图。
图3是图2中的主要部分的放大图。
图4是用第一实施方式中的密封件构成的密封构造的纵向剖视图。
图5是用于说明由第一实施方式中的密封件进行的密封动作的说明图。
图6(a)是说明第一实施方式中的密封件的安装方法的说明图，图6(b)是沿着图6(a)中的VIB-VIB线剖开的剖视图。
图7(a)到图7(c)是示出第一实施方式中的密封件的变形例的局部剖视图。
图8是第二实施方式中的密封件的俯视图。
图9是沿着图8中的IX-IX线剖开的剖视图。
图10是图9中的主要部分的放大图。
图11是用第二实施方式中的密封件构成的密封构造的纵向剖视图。
图12是用于说明由第二实施方式中的密封件进行的密封动作的说明图。
图13(a)是说明第二实施方式中的密封件的安装方法的说明图，图13(b)是沿着图13(a)中的XIIIB-XIIIB线剖开的剖视图。
图14(a)到图14(c)是示出第二实施方式中的密封件的变形例的局部剖视图。
图15(a)示出第一实施方式的又一变形例的密封构造的局部剖视图，图15(b)示出第二实施方式的又一变形例的密封构造的局部剖视图。
图16是说明耐磨损性试验的说明图。
具体实施方式
下面，参照附图详细地说明实施方式。
(第一实施方式)
图1到图3示出第一实施方式所涉及的密封件10。
第一实施方式所涉及的密封件10由内周侧的树脂环11和外周侧的弹性环12构成。就第一实施方式所涉及的密封件10而言,树脂环11的外径L1和弹性环12的内径L4大致相等,并且树脂环11的外周面的宽度W11(与直径方向正交的方向上的尺寸)在弹性环12的宽度W2以上,该密封件10被设置成：弹性环12的内周面以非接合的方式与树脂环11的外周面保持面接触。
树脂环11的断面形状是这样的,外周侧部分11a呈矩形,内周侧部分11b呈将宽度方向上的两侧伴随着靠近内周侧逐渐变细成锥面状的等腰梯形横过来那样的形状。也就是说,树脂环11是通过对方环的内周侧部分11b进行锥面加工而形成的。这样的对方环的内周侧部分11b进行锥面加工后而形成的树脂环11具有提高施加给被接触物的表面压力的效果。因此具有密封性好且成本低这样的优点。
树脂环11由含有聚酰胺树脂和聚烯烃树脂的热塑性树脂组合物形成。
能够列举出的形成树脂环11的树脂组合物中所含有的聚酰胺树脂例如有：脂肪族尼龙、半芳香族尼龙以及聚酰胺弹性体等。其中，脂肪族尼龙中有尼龙6、尼龙11、尼龙12、尼龙66、尼龙610、尼龙612等；半芳香族尼龙中有尼龙6T、尼龙9T等。聚酰胺树脂可以单独含有一种，也可以含有多种，二者皆可。在成形树脂环11时，需要将树脂组合物加热到其中所含有的聚酰胺树脂的熔点以上。但从抑制树脂组合物中所含有的聚烯烃树脂热分解而导致机械特性下降的观点出发，此时，优选聚酰胺树脂的熔点低于230℃。这里，熔点是按照JISK7122进行差示扫描量热法测量(DSC)的、升温速率为10℃/分时的熔解峰值下的温度。
形成树脂环11的树脂组合物中所含有的聚烯烃树脂例如为α-烯烃的均聚物或共聚物。能够列举出的α-烯烃例如有：乙烯(分子内碳数：2)、丙烯(分子内碳数：3)、1-丁烯(分子内碳数：4)、1-戊烯(分子内碳数：5)、1-己烯(分子内碳数：6)、1-辛烯(分子内碳数：8)、1-癸烯(分子内碳数：10)、1-十二烯(分子内碳数：12)、4-甲基-1-戊烯(分子内碳数：6)、3-甲基-1-戊烯(分子内碳数：6)等。优选，α-烯烃分子内碳数为2-20，更优选为2-10。
具体而言，能够列举出的聚烯烃树脂例如有：聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、马来酸改性聚丙烯等。优选，聚烯烃树脂含有乙烯的均聚物和/或以乙烯为主要成分的共聚物。
形成树脂环11的树脂组合物中所含有的聚烯烃树脂可以含有超高分子量聚烯烃(以下称为“A成分”)和高分子量或低分子量聚烯烃(以下称为“B成分”)。
从获得树脂环11的良好的耐磨损性的观点出发，优选A成分的黏度平均分子量在30万以上。而且，从获得良好的成形性这样的观点出发，优选，A成分的黏度平均分子量在700万以下，更优选在100万以下。从抑制B成分向树脂环11表面的渗透(bleed)的观点出发，优选B成分的黏度平均分子量在5000以上，更优选在1万以上。而且，从获得良好的成形性这样的观点出发，优选B成分的黏度平均分子量低于30万，更优选在20万以下。这里，黏度平均分子量通过按照JISK7367测得的极限黏数来求出。
从获得树脂环11的良好的耐磨损性且获得良好的成形性这样的观点出发，优选所含有的A成分和B成分的质量比为：A成分/B成分＝15/85～95/5，更优选为30/70～80/20。
含有A成分和B成分的聚烯烃能够通过多级聚合法获得。例如日本公开专利公报特开昭63-12606号公报、日本公开专利公报特开昭63-10647号公报中公开了以下多级聚合法。该多级聚合法包括以下聚合步骤：在存在齐格勒催化剂的条件下让烯烃聚合而生成A成分的聚合步骤、和在存在氢的条件下让烯烃聚合而生成B成分的聚合步骤。
形成树脂环11的树脂组合物中所含有的聚酰胺树脂与聚烯烃树脂的质量比，优选聚酰胺树脂/聚烯烃树脂＝55/45～97/3，更优选为70/30～90/10。因此，优选所含有的聚酰胺树脂的质量比所含有的聚烯烃树脂的质量多。
可根据需要将填充剂、添加剂配合在形成树脂环11的树脂组合物中。能够列举出的填充剂例如有：玻璃纤维、青铜微粒、碳纤维、碳黑微粒、石墨微粒、氟树脂微粉末、二硫化钼微粒、聚苯硫醚树脂微粉末、聚酰亚胺树脂微粉末等。根据密封件10的使用条件、用途配合填充剂。例如，在要让负荷变形率小的情况下，使用玻璃纤维、青铜微粒、碳纤维等；在要提高耐摩擦耐磨损特性的情况下，使用石墨微粒、氟树脂微粉末、二硫化钼微粒。其中，石墨微粒较合适。从不损伤机械特性、提高耐摩擦耐磨损特性的观点出发，优选石墨微粒的配合量相对于聚酰胺树脂和聚烯烃树脂的合计量为0.1～20质量％，更优选为1～15质量％。石墨微粒的粒径例如为0.1～200μm。能够列举出的添加剂例如有：润滑剂、抗氧化剂、加工助剂、着色剂、分散剂等。
形成树脂环11的树脂组合物是按照JISK7210在温度230℃和负荷21.18牛顿的条件下测量的MFR为1～50g/10min的树脂组合物。优选，该树脂组合物的MFR在2g/10min以上，更优选在5g/10min以上。而且，优选在30g/10min以下，更优选在20g/10min以下。
按照美国材料与试验协会ASTMD1505测量的形成树脂环11的树脂组合物的密度例如为990～1250kg/m3。
从提高树脂环11在高压下的耐变形性和耐磨损性的观点出发，优选形成树脂环11的树脂组合物在按照ASTMD695测量的、在25℃的条件下发生10％变形时的压缩强度在20MPa以上，更优选在25MPa以上。而且，从在高压下也将来自弹性环12的力传递给树脂环11而获得优良的密封性的观点出发，优选该压缩强度在200MPa以下，更优选在180MPa以下。
从获得树脂环11的优良的密封性的观点出发，优选按照ASTMD621测量的、形成树脂环11的树脂组合物的负荷变形率在10％以下，更优选在8％以下。
从提高树脂环11在高压下的耐变形性的观点出发，优选按照ASTMD790测量的、形成树脂环11的树脂组合物的弯曲弹性模量在1GPa以上，更优选在2GPa以上。而且，从获得优良的安装性的观点出发，优选在3GPa以下，更优选在2.5GPa以下。
树脂环11，能够利用热压缩冲压、挤压成形、注塑成形等成形加工、切削加工或其结合来制造。特别是，采用注塑成形制造树脂环11时，效率高。
用于制造树脂环11的树脂组合物，可以利用双螺杆挤出机、捏合机、螺带式掺混机、流动式混合机等对聚酰胺树脂、聚烯烃树脂以及其它填充剂进行捏合来制备；还可以直接使用市场上销售的材料。能够列举出的市场上销售的材料例如有：三井化学株式会社制造商品名“LUBMERLS4140”等。
弹性环12的断面形状呈矩形。弹性环12的内径L4与树脂环11的外径L1大致相等，弹性环12的宽度W2在树脂环11的外周面的宽度W11以下。
优选弹性环12由在橡胶成分中配合了各种配合剂的橡胶组合物形成。能够列举出的形成弹性环的橡胶组合物的橡胶成分例如有：丁腈橡胶(丙烯腈丁二烯橡胶)、氢化丁腈橡胶、氟橡胶、硅氧橡胶、丙烯酸橡胶、乙烯丙烯橡胶等烯烃类橡胶等。在用途是构成为转节的情况下，从耐油性、耐磨损性、压缩永久变形、成形性等观点出发，优选其中的丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氟橡胶，更优选丁腈橡胶。弹性环12能够利用冲压成形等制造。
图4示出用第一实施方式所涉及的密封件10构成的密封构造20。该密封构造20是在存在高压流体的条件下，例如形成在液压设备的转节中的轴21和固定部件即外装体22之间等的一种构造。需要说明的是，能够列举出的作为密封对象的高压流体例如有：矿物油、涡轮机油、汽油、冷冻机油、生物降解油脂等各种油、氟利昂气体、氟烯烃等制冷剂等。
在该密封构造20中，轴21插在形成于外装体22的轴孔23中。例如，在密封构造是转节的情况下，轴21和固定部件即外装体22的位置关系，通过轴21和固定部件即外装体22相对移动，也就是说，至少一方运动而发生变化。能够列举出的轴21的运动如下：轴旋转、轴向移动及其组合即复合运动。轴旋转是一种绕轴线旋转的运动，这其中也包括朝着一个方向旋转180°以后再朝着相反方向旋转180°的运动、朝着一个方向旋转360°后再朝着相反方向旋转360°的摆动。轴向移动是沿着轴向进行的运动，这其中也包括轴向上的往返运动。复合运动是让轴旋转和轴向移动同时进行的运动。
在该密封构造20中，在轴21和外装体22之间设置有第一实施方式所涉及的环状密封件10。
在外装体22上的轴孔23内周上，沿轴向彼此留有间隔地形成有多个凹陷部24，该凹陷部24是沿圆周方向延伸、断面呈“U”字形的环状槽。密封件10被收纳在各凹陷部24内。这里，这样来选择密封件10，其树脂环11的内径L2比轴21的外径稍大，弹性环12的外径L3在凹陷部24底面的内径以上，树脂环11和弹性环12的厚度之和(L3－L2)比凹陷部24的深度稍大。
按以下方式设置密封件10，即，树脂环11设置在凹陷部24的开口侧且树脂环11的一部分从凹陷部24的开口突出，树脂环11的内周面顶在轴21的外周面上，另一方面，弹性环12布置在凹陷部24的底侧。就密封件10而言，如果弹性环12由于来自高压流体的压力而被沿宽度方向压缩，则如图5所示，弹性环12发生弹性变形，使树脂环11的内径扩大，将树脂环11从凹陷部24中挤出，由此来提高树脂环11的内周面与轴21的外周面的压接力。其结果是，密封件10利用该自封性发挥优良的密封性。
因为树脂环11由含有聚酰胺树脂和聚烯烃树脂且MFR为1～50g/10min的树脂组合物形成，所以即使树脂环11长期地沿轴21重复滑动，动态疲劳劣化也会极小，难以产生磨损、变形等，难以探出并侵入到轴21和外装体22之间的间隙中，从而能够使树脂环11的优良的密封性长期地持续下来。而且，不仅在室温下工作时能够获得上述优良的密封性的长期持续性，在80～100℃这样的高温下、-30℃左右的低温下工作时也能够获得上述优良的密封性的长期持续性。
因为弹性环12的断面形状呈矩形，所以力以均匀的表面压力从弹性环12传递给树脂环11，树脂环11的内周面也以均匀的表面压力与轴21的外周面接触，从而能够将它们之间的摩擦阻力抑制得较低，并且能够由此来抑制树脂环11的磨损。
首先，将弹性环12收纳并安装在形成于外装体22的凹陷部24中，之后，以将树脂环11放在凹陷部24内的弹性环12上的方式将树脂环11收纳并安装在凹陷部24内，即能够获得结构如上所述的密封构造20。此时，因为树脂环11由含有聚酰胺树脂和聚烯烃树脂且MFR为1～50g/10min的树脂组合物形成，所以树脂环11非常软。尽管树脂环11的外径比轴孔23的内径大，例如也能够如图6(a)和图6(b)所示，使该树脂环11变形为“心”形而使其缩径，经轴孔23很容易地收纳并安装在凹陷部24内。需要说明的是，弹性环12也能够采用同样的方法收纳并安装在凹陷部24内。
需要说明的是，如图7(a)所示，就密封件10而言，其中的弹性环12的断面形状可以呈圆形，也就是说，弹性环12可以是O型环。在该情况下，因为力以具有峰值的表面压力从弹性环12传递给树脂环11，树脂环11的内周面也以具有峰值的表面压力与轴21的外周面接触，所以能够得到它们之间的高密封性。
可以使用图7(b)所示的密封件10。即，弹性环12为O型环，树脂环11的断面形状呈朝外开口的“U”字形。在该情况下，因为能够使树脂环11较薄，所以能够将来自弹性环12的力良好地传递给树脂环11的外周面(与轴21的外周面接触的接触面)；因为树脂环11容易变形，所以往外装体22上的凹陷部24内安装树脂环11的安装性优良；因为树脂环11的断面形状呈“U”字形，所以能够抑制弹性环12偏移。
可以使用图7(c)所示的密封件10。即，在宽度方向上彼此留有间隔地形成有多个(图7(c)中，为两个)突条11c，该突条11c在树脂环11的内周上沿圆周方向延伸且呈环状，在外周上形成有“U”字槽11d，与这些突条11c相对应。在该情况下，通过由树脂环11的内周侧的突条11c形成的凹凸中的凹部保存油，来将树脂环11和轴21之间的摩擦阻力抑制得较低，由此而能够抑制树脂环11的磨损。而且，利用由树脂环11的外周侧的“U”字槽11d形成的凹凸的啮合，即能够抑制树脂环11和弹性环12之间的滑动。既可以在树脂环11上仅形成内周侧的凹凸，又可以在树脂环11上仅形成外周侧的凹凸。
密封件10的树脂环11既可以是O型环，又可以是低成本的方环。
(第二实施方式)
图8到图10示出第二实施方式所涉及的密封件10。需要说明的是，用同一符号表示名称与第一实施方式相同的部分。
第二实施方式所涉及的密封件10由外周侧的树脂环11和内周侧的弹性环12构成。就第二实施方式所涉及的密封件10而言，树脂环11的内径和弹性环12的外径大致相等，并且树脂环11的内周面的宽度W12(与直径方向正交的方向上的尺寸)在弹性环12的宽度W2以上，该密封件10被设置成：弹性环12的外周面以非接合的方式与树脂环11的内周面保持面接触。
树脂环11的断面形状是这样的,外周侧部分11a呈将宽度方向上的两侧伴随着靠近外周侧逐渐变细成锥面状的等腰梯形横过来那样的形状，内周侧部分11b呈矩形。也就是说,树脂环11是通过对方环的外周侧部分11a进行锥面加工而形成的。这样的对方环的外周侧部分11a进行锥面加工后而形成的树脂环11具有提高施加给被接触物的表面压力的效果。因此具有密封性好且成本低这样的优点。
弹性环12的断面形状呈矩形。弹性环12的外径L3与树脂环11的内径L2大致相等，弹性环12的宽度W2在树脂环11的内周面的宽度W12以下。
图11示出用第二实施方式所涉及的密封件10构成的密封构造20。该密封构造20是在存在高压流体的条件下，例如形成在发动机机构等的活塞轴21和气缸即外装体22之间的一种构造，或者是在存在高压流体的条件下，形成在冷藏库、冷冻库、空调等冷却装置、空调装置的压缩机中的轴21和固定部件即外装体22之间等的一种构造。需要说明的是，能够列举出的作为密封对象的高压流体例如有：矿物油、涡轮机油、汽油、冷冻机油、生物降解油脂等各种油、氟利昂气体、氟烯烃等制冷剂等。
在该密封构造20中，轴21插在形成于外装体22的轴孔23中。例如，轴21和外装体22的位置关系通过相对移动，也就是说，至少一方运动而发生变化。能够列举出的轴21的运动如下：轴旋转、轴向移动及其组合即复合运动。轴旋转是一种绕轴线旋转的运动，这其中也包括朝着一个方向旋转180°以后再朝着相反方向旋转180°的运动、朝着一个方向旋转360°后再朝着相反方向旋转360°的摆动。轴向移动是沿着轴向进行的运动，这其中也包括轴向上的往返运动。复合运动是让轴旋转和轴向移动同时进行的运动。
在该密封构造20中，在轴21和外装体22之间设置有第二实施方式所涉及的环状密封件10。
在轴21的外周上，沿轴向彼此留有间隔地形成有多个凹陷部24，该凹陷部24是沿圆周方向延伸、断面呈“U”字形的环状槽。密封件10被收纳在各凹陷部24内。这里，这样来选择密封件10，树脂环11的外径L1比轴孔23的内径稍小，弹性环12的内径L4和凹陷部24的底面的外径相等，树脂环11和弹性环12的厚度和(L1－L4)比凹陷部24的深度稍大。
按以下方式设置密封件10，即，树脂环11设置在凹陷部24的开口侧且树脂环11的一部分从凹陷部24的开口突出，树脂环11的内周面顶在轴孔23的内周面上，另一方面，弹性环12布置在凹陷部24的底侧。就密封件10而言，如果弹性环12由于来自高压流体的压力而被沿宽度方向压缩，则如图12所示，弹性环12发生弹性变形，而使树脂环11的外径扩大，将树脂环11从凹陷部24中挤出，由此来提高树脂环11的外周面与轴孔23的内周面的压接力。其结果是，密封件10利用该自封性发挥优良的密封性。
因为树脂环11由含有聚酰胺树脂和聚烯烃树脂且MFR为1～50g/10min的树脂组合物形成，所以即使树脂环11长期地沿着外装体22重复滑动，动态疲劳劣化也会极小，难以产生磨损、变形等，难以探出并侵入到轴21和外装体22之间的间隙中，从而能够使其优良的密封性长期持续下来。而且，不仅在室温下工作时能够获得上述优良的密封性的长期持续性，在80～100℃这样的高温下、-30℃左右的低温下工作时也能够获得上述优良的密封性的长期持续性。
因为弹性环12的断面形状呈矩形，所以力以均匀的表面压力从弹性环12传递给树脂环11，树脂环11的外周面也以均匀的表面压力与轴孔23的内周面接触，从而能够将它们之间的摩擦阻力抑制得较低，并且能够由此来抑制树脂环11的磨损。
首先，将弹性环12收纳并安装在形成于轴21上的凹陷部24中，之后，以将树脂环11放在凹陷部24内的弹性环12上的方式将树脂环11收纳并安装在凹陷部24内，即能够获得结构如上所述的密封构造20。此时，因为树脂环11由含有聚酰胺树脂和聚烯烃树脂且MFR为1～50g/10min的树脂组合物形成，所以树脂环11非常软。尽管树脂环11的内径L2比轴21的外径小，例如也能够如图13(a)和图13(b)所示，拉伸该树脂环11让该树脂环11变形以使其内径增大，由此将该树脂环11套在轴21上，这样很容易地就能够将树脂环11收纳并安装在凹陷部24内。需要说明的是，弹性环12也能够采用同样的方法收纳并安装在凹陷部24内。
需要说明的是，如图14(a)所示，就密封件10而言，其中的弹性环12的断面形状可以呈圆形，也就是说，弹性环12可以是O型环。在该情况下，因为力以具有峰值的表面压力从弹性环12传递给树脂环11，树脂环11的外周面也以具有峰值的表面压力与轴孔23的内周面接触，所以能够得到它们之间的高密封性。
可以使用图14(b)所示的密封件10。即，弹性环12为O型环，树脂环11的断面形状呈朝内开口的“U”字形。在该情况下，因为能够使树脂环11较薄，所以能够将来自弹性环12的力良好地传递给树脂环11的外周面(与轴孔23的内周面接触的接触面)；因为树脂环11容易变形，所以往轴21上的凹陷部24内安装树脂环11的安装性优良；因为树脂环11的断面形状呈“U”字形，所以能够抑制弹性环12偏移。
可以使用图14(c)所示的密封件10。即，在宽度方向上彼此留有间隔地形成有多个(图14(c)中，为两个)突条11c，该突条11c在树脂环11的外周上沿圆周方向延伸且呈环状，在内周上形成有“U”字槽11d，与这些突条11c相对应。在该情况下，通过由树脂环11的外周侧的突条11c形成的凹凸中的凹部保存油，来将树脂环11的外周面和轴孔23的内周面之间的摩擦阻力抑制得较低，由此而能够抑制树脂环11的磨损。而且，利用由树脂环11的内周侧的“U”字槽11d形成的凹凸的啮合，即能够抑制树脂环11和弹性环12之间的滑动。既可以在树脂环11上仅有形成外周侧的凹凸，又可以在树脂环11上仅形成内周侧的凹凸。
密封件10的树脂环11既可以是O型环，又可以是低成本的方环。
其它构成方式和作用效果和第一实施方式一样。
(其它实施方式)
第一和第二实施方式中的构成方式为：仅将密封件10布置在形成于轴21或外装体22上的凹陷部24中，但并不限于此。例如还可以如图15(a)和图15(b)所示，将支承圈30(backupring)布置在凹陷部24内的树脂环11的宽度方向的两侧。其理由如下：如果弹性环12的与树脂环11接触的那一侧的部分形成为突条12a，树脂环11的在宽度方向上的固定度会降低。但如果在该情况下将支承圈30布置在凹陷部24内的树脂环11的宽度方向的两侧，那么，即使轴21和外装体22重复轴向上的相对移动，树脂环11也会被固定在凹陷部24内。该支承圈30例如由聚四氟乙烯树脂、尼龙树脂、超高分子量聚乙烯树脂、聚醚醚酮树脂、聚缩醛树脂等树脂材料形成。
实施例
(树脂组合物)
＜实施例1＞
作为实施例1中的树脂组合物，准备了含有聚酰胺树脂和聚烯烃树脂的市场上销售的树脂组合物(三井化学株式会社制造商品名：LUBMERLS4140)。实施例1中的树脂组合物，按照JISK7210在温度230℃和负荷21.18牛顿的条件下测量的MFR为14g/10min，按照ASTMD1505测量的密度为1099kg/m3，按照ASTMD790测量的温度25℃下的弯曲弹性模量为2.2GPa。
使用注塑成形机(日精树脂工业株式会社制造合模压力为40t，螺杆直径φ26mm)，对实施例1中的树脂组合物进行注塑成形加工而制作出了状态与图1到图3所示的树脂环一样的树脂环(L1：104.53mm，L2：100.25mm，W11：4.6mm，W12：3.6mm，锥面角度θ：30°)。此时，将喷嘴温度设为245℃，将气缸温度设为210～245℃，将模具温度设为60℃，将干燥温度设为80℃，将干燥时间设为10小时，这样进行了真空干燥。
使用简易注塑成形机(株式会社井元制作所制造型号：1614/1615)，对实施例1中的树脂组合物进行注塑成形加工而制作出了用于测量压缩强度的直径φ8mm、长度10mm的圆柱状试验片；用于测量负荷变形率的直径φ14.3mm、长度12.7mm的圆柱状试验片；用于进行耐磨损性试验的直径φ4mm、长度10mm的圆柱状试验片。此时将气缸温度设为250℃。
＜实施例2＞
作为实施例2中的树脂组合物，准备了以下树脂组合物。将含有聚酰胺树脂和聚烯烃树脂的市场上销售的树脂组合物(三井化学株式会社制造商品名：LUBMERLS4140)95质量％和石墨微粒(ORIENTAL产业株式会社制造商品名：AT-No.20)5质量％添加到挤出机中，并利用该挤出机进行捏合后即制成该树脂组合物。实施例2中的树脂组合物，按照JISK7210在温度230℃和负荷21.18牛顿的条件下测量的MFR为13g/10min，按照ASTMD1505测量的密度为1123kg/m3，按照ASTMD790测量的温度25℃下的弯曲弹性模量为2.3GPa。
在与实施例1相同的条件下，使用实施例2中的树脂组合物进行注塑成形加工而制作出了树脂环；使用简易注塑成形机制作出了圆柱状试验片。
＜比较例1＞
作为比较例1的树脂组合物，准备了含有聚烯烃树脂的市场上销售的树脂组合物(三井化学株式会社制造商品名：LUBMERL3000)。比较例1中的树脂组合物在温度230℃和负荷21.18牛顿的条件下测量的MFR为0.3g/10min，密度为969kg/m3，温度25℃下的弯曲弹性模量为1.5GPa。
除了将喷嘴温度设为220℃，将气缸温度设为200～220℃以外，其它方面都和实施例1一样，对比较例1中的树脂组合物进行了注塑成形加工，制作出了与实施例1一样的树脂环。
除了将气缸温度设为230℃以外，其它方面都和实施例1一样，对比较例1的树脂组合物进行了注塑成形加工，制作出了与实施例1一样的圆柱状试验片。
＜比较例2＞
作为比较例2中的树脂组合物，准备了含有尼龙11树脂的市场上销售的树脂组合物(Arkema株式会社制造商品名：RilsanBESNTL)。比较例2中的树脂组合物在温度230℃和负荷21.18牛顿的条件下测量的MFR为1g/10min，密度为1020kg/m3，温度25℃下的弯曲弹性模量为1.0GPa。
除了将喷嘴温度设为210℃，将气缸温度设为200～210℃以外，其它方面都和实施例1一样，对比较例2中的树脂组合物进行了注塑成形加工，制作出了与实施例1一样的树脂环。
除了将气缸温度设为220℃以外，其它方面都和实施例1一样，对比较例2中的树脂组合物进行了注塑成形加工，制作出了与实施例1一样的圆柱状试验片。
(试验评价方法)
＜耐久性试验＞
准备了由丁腈树脂组合物形成的弹性环(L3：111.2mm、L4：104.4mm、W2：4.6mm)，将该弹性环与以下树脂环结合起来而构成了密封件。其中，树脂环是在实施例1和2、比较例1和2各例中用其中的树脂组合物形成的树脂环。
接着，在将外径φ100mm的轴插入形成于固定部件(外装体)的轴孔内而构成的转节中，将所述密封件安装在形成于其轴孔的内周上的、宽度5mm和深度5mm的凹陷部中。
让该转节在以下条件下工作，通过目视观察了有无漏油。条件是：工作油：涡轮机#56，工作温度：室温(24℃)，工作压力的变化范围：0～35MPa，工作速度：30cpm，工作转速：15rpm，工作次数：70万次。
＜压缩强度＞
按照ASTMD695，在温度25℃且测量速度1mm/min下，测量了对实施例1和2、比较例1和2各例中的树脂组合物进行注塑成形加工而制作出的直径φ8mm、长度10mm的圆柱状试验片发生10％变形时的压缩强度。
＜负荷变形率＞
按照ASTMD621，在温度25℃下，测量了对实施例1和2、比较例1和2各例中的树脂组合物进行注塑成形加工而制作出的直径φ14.3mm、长度12.7mm的圆柱状试验片在从测量开始10秒后算起经过了24小时后为止的那段时间内的负荷变形率。
＜耐磨损性试验＞
如图16所示，用试样支承件42支承住实施例1和2、比较例1和2各例中通过对树脂组合物进行注塑成形加工而制作出的圆柱状试验片41以后，再以试验片41的下表面顶在由铸铁(S45C)制成的被滑动件43上的方式将该已由试样支承件42支承住的试验片41安装好。接着，施加785牛顿的负荷让试验片41压接在被滑动件43上。在该状态下、常温下、在试验片41和被滑动件43之间没有润滑油这样的条件下，以被滑动件43与试验片41的下表面滑动接触的方式让被滑动件43以50rpm的转速旋转，根据下式从经过了24小时后的质量减少量计算出了磨损深度。
磨损深度(μm)＝[试验片的质量减少量(mg)×10]/滑动部面积(cm2)×试验片的比重(g/cm3)
(试验评价结果)
表1示出试验评价结果。
【表1】
有关压缩强度，实施例1为35MPa，实施例2为36MPa，比较例1为24MPa，比较例2为41MPa。
有关负荷变形率，实施例1为6.8％，实施例2为6.6％，比较例1为30％以上，比较例2为5.5％。
有关耐磨损性试验下的磨损深度，实施例1为206μm，实施例2为51μm，比较例1为163μm，比较例2为468μm。
有关耐久性试验，实施例1和2无漏油，比较例1和2有漏油。
－产业实用性－
本发明对于密封件及用该密封件构成的密封构造有用。
－符号说明－
10密封件
11树脂环
11a外周侧部分
11b内周侧部分
11c突条
11d“U”字槽
12弹性环
12a突条
20密封构造
21轴
22外装体
23轴孔
24凹陷部
30支承圈
41试验片
42试样支承件
43被滑动件

Claims (14)

1.一种密封件,其具有树脂环和弹性环,该弹性环发生弹性变形而使所述树脂环的内径扩大或缩小,其特征在于：
所述树脂环由含有聚酰胺树脂和聚烯烃树脂,且按照日本工业标准K7210在温度230℃和负荷21.18牛顿的条件下测量的熔体流速为1～50g/10min的树脂组合物形成。
2.根据权利要求1所述的密封件，其特征在于：
在形成所述树脂环的树脂组合物中配合有石墨微粒。
3.根据权利要求2所述的密封件，其特征在于：
相对于聚酰胺树脂和聚烯烃树脂的合计量，所述石墨微粒的配合量为0.1～20质量％。
4.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的密封件，其特征在于：
按照美国材料与试验协会标准D1505测量的、形成所述树脂环的树脂组合物的密度为990～1250kg/m3。
5.根据权利要求1到4中任一项权利要求所述的密封件，其特征在于：
按照美国材料与试验协会标准D695测量的、形成所述树脂环的树脂组合物的压缩强度在20MPa以上。
6.根据权利要求1到5中任一项权利要求所述的密封件，其特征在于：
按照美国材料与试验协会标准D621测量的、形成所述树脂环的树脂组合物的负荷变形率在10％以下。
7.根据权利要求1到6中任一项权利要求所述的密封件，其特征在于：
按照美国材料与试验协会标准D790测量的、形成所述树脂环的树脂组合物的弯曲弹性模量在1GPa以上。
8.根据权利要求1到7中任一项权利要求所述的密封件，其特征在于：
形成所述树脂环的树脂组合物中所含有的聚酰胺树脂的质量比形成所述树脂环的树脂组合物中所含有的聚烯烃树脂的质量多。
9.根据权利要求1到8中任一项权利要求所述的密封件，其特征在于：
形成所述树脂环的树脂组合物中所含有的聚酰胺树脂的融点低于230℃。
10.根据权利要求1到9中任一项权利要求所述的密封件，其特征在于：
形成所述树脂环的树脂组合物中所含有的聚烯烃树脂是α-烯烃的均聚物或共聚物。
11.根据权利要求10所述的密封件，其特征在于：
所述α-烯烃的分子内碳数为2～20。
12.根据权利要求11所述的密封件，其特征在于：
所述α-烯烃的分子内碳数为乙烯。
13.一种密封构造，其包括轴、供所述轴插入的外装体以及设置在所述轴和所述外装体之间的环状密封件，其特征在于：
在所述轴的外周和/或所述外装体的内周形成有凹陷部，且所述密封件被收纳在所述凹陷部内，
所述密封件具有树脂环和弹性环，该树脂环被设置成从所述凹陷部的开口突出，该弹性环发生弹性变形以便将所述树脂环从所述凹陷部挤出，
所述树脂环由含有聚酰胺树脂和聚烯烃树脂且按照日本工业标准K7210在温度230℃和负荷21.18牛顿的条件下测量的熔体流速为1～50g/10min的树脂组合物形成。
14.根据权利要求13所述的密封构造，其特征在于：
所述密封构造构成为转节。
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