JP2001173795A - バッファシール構造 - Google Patents
バッファシール構造Info
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- JP2001173795A JP2001173795A JP36049299A JP36049299A JP2001173795A JP 2001173795 A JP2001173795 A JP 2001173795A JP 36049299 A JP36049299 A JP 36049299A JP 36049299 A JP36049299 A JP 36049299A JP 2001173795 A JP2001173795 A JP 2001173795A
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- fluororesin
- buffer
- seal structure
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Abstract
(57)【要約】
【課題】バッファシールＢのはみ出し量を少なくして、
耐圧強度を維持しながら摺動すき間３を大きく取れるよ
うにする。 【解決手段】 バッファシールＢのスライドリング８
を、クリープ性の低い改質フッ素樹脂で構成した点に特
徴を有する。
耐圧強度を維持しながら摺動すき間３を大きく取れるよ
うにする。 【解決手段】 バッファシールＢのスライドリング８
を、クリープ性の低い改質フッ素樹脂で構成した点に特
徴を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、特に高圧が作用
する摺動部分に用いるのに最適なバッファシール構造に
関する。
する摺動部分に用いるのに最適なバッファシール構造に
関する。
【０００２】
【従来の技術】バッファシールは、例えば、ピストンロ
ッドとシリンダヘッドとの間をシールするために用いら
れるものである。このバッファシールを用いたシリンダ
には、シリンダヘッド内の流体が、ピストンロッドに付
着して外部に大量に流出するのを防止するために、Ｕパ
ッキンを設けている。しかし、このＵパッキンに直接高
圧が作用すると、それがピストンロッドに密着するの
で、ピストンロッドに付着した油膜を、この密着したＵ
パッキンでかき取ってしまう危険がある。もし、ピスト
ンロッドの表面の油膜が完全にかき取られてしまえば、
パッキン自体の耐久性が損なわれるだけでなく、大気に
解放されたピストンロッドの部分が錆びてしまうという
問題も発生する。
ッドとシリンダヘッドとの間をシールするために用いら
れるものである。このバッファシールを用いたシリンダ
には、シリンダヘッド内の流体が、ピストンロッドに付
着して外部に大量に流出するのを防止するために、Ｕパ
ッキンを設けている。しかし、このＵパッキンに直接高
圧が作用すると、それがピストンロッドに密着するの
で、ピストンロッドに付着した油膜を、この密着したＵ
パッキンでかき取ってしまう危険がある。もし、ピスト
ンロッドの表面の油膜が完全にかき取られてしまえば、
パッキン自体の耐久性が損なわれるだけでなく、大気に
解放されたピストンロッドの部分が錆びてしまうという
問題も発生する。
【０００３】そこで、高圧のシリンダにおいては、ピス
トンロッドの伸長方向に対してＵパッキンの手前側にバ
ッファシールを設けて、Ｕパッキンに高圧が作用しない
ようにしている。このような目的を持った従来のバッフ
ァシールは、ポリテトラフロロエチレンと充填剤とを混
合したものが用いられている。このポリテトラフロロエ
チレンと充填剤とを混合したバッファシールは、クリー
プ性が高い（変形率が大きい）という特性を持ってい
る。
トンロッドの伸長方向に対してＵパッキンの手前側にバ
ッファシールを設けて、Ｕパッキンに高圧が作用しない
ようにしている。このような目的を持った従来のバッフ
ァシールは、ポリテトラフロロエチレンと充填剤とを混
合したものが用いられている。このポリテトラフロロエ
チレンと充填剤とを混合したバッファシールは、クリー
プ性が高い（変形率が大きい）という特性を持ってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】クリープ性の高いバッ
ファシールを、例えば、ピストンロッドとシリンダヘッ
ドの摺動部分に用いると、次のような問題があった。ピ
ストンロッドとシリンダヘッドとの摺動部分には、その
摺動性を維持するために、摺動すき間を保たなければな
らない。
ファシールを、例えば、ピストンロッドとシリンダヘッ
ドの摺動部分に用いると、次のような問題があった。ピ
ストンロッドとシリンダヘッドとの摺動部分には、その
摺動性を維持するために、摺動すき間を保たなければな
らない。
【０００５】ところが、バッファシールのクリープ性が
高いと、高圧が作用したときに、バッファシールが変形
して上記すき間からはみ出してしまう。バッファシール
が摺動すき間からはみ出した状態で、両者の摺動を繰り
返すと、そのはみ出した部分が、引きちぎられることが
ある。バッファシールが引きちぎられれば、当然のこと
として、その耐圧性が落ちるし、ひどいときには切断し
てしまうこともある。バッファシールが切断すれば、Ｕ
パッキンに高圧が作用し、前記したような問題が発生す
る。
高いと、高圧が作用したときに、バッファシールが変形
して上記すき間からはみ出してしまう。バッファシール
が摺動すき間からはみ出した状態で、両者の摺動を繰り
返すと、そのはみ出した部分が、引きちぎられることが
ある。バッファシールが引きちぎられれば、当然のこと
として、その耐圧性が落ちるし、ひどいときには切断し
てしまうこともある。バッファシールが切断すれば、Ｕ
パッキンに高圧が作用し、前記したような問題が発生す
る。
【０００６】そこで、従来は、ピストンロッドとシリン
ダヘッドとの間の摺動すき間を小さくして、バッファシ
ールのはみ出し量を規制するようにしていた。このよう
に摺動すき間を小さくすれば、バッファシールのはみ出
しを防止できるので、それだけ耐圧強度が増す。しか
し、摺動すき間を小さくすればするほど、製造精度や組
み付け精度を上げなければならないし、精度を上げるた
めに設計の自由度も制限されるという問題があった。こ
の発明の目的は、バッファシールのクリープ性を高め
て、そのはみ出しを防止できるバッファシール構造を提
供することである。
ダヘッドとの間の摺動すき間を小さくして、バッファシ
ールのはみ出し量を規制するようにしていた。このよう
に摺動すき間を小さくすれば、バッファシールのはみ出
しを防止できるので、それだけ耐圧強度が増す。しか
し、摺動すき間を小さくすればするほど、製造精度や組
み付け精度を上げなければならないし、精度を上げるた
めに設計の自由度も制限されるという問題があった。こ
の発明の目的は、バッファシールのクリープ性を高め
て、そのはみ出しを防止できるバッファシール構造を提
供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、相対移動し
ながら摺動する部材間に摺動すき間を維持するととも
に、これらいずれか一方の部材に凹溝を形成し、この凹
溝内にバッファシールをはめたバッファシール構造を前
提にする。上記のバッファシール構造を前提にしつつ、
第１の発明は、バッファシールを改質フッ素樹脂製とし
た点に特徴を有する。
ながら摺動する部材間に摺動すき間を維持するととも
に、これらいずれか一方の部材に凹溝を形成し、この凹
溝内にバッファシールをはめたバッファシール構造を前
提にする。上記のバッファシール構造を前提にしつつ、
第１の発明は、バッファシールを改質フッ素樹脂製とし
た点に特徴を有する。
【０００８】第２の発明は、改質フッ素樹脂が、フッ素
樹脂を酸素濃度１００ｔｏｒｒ以下で、かつ、その融点
以上の雰囲気下で、照射線量１kGy〜１０MGyの範囲内で
電離性放射線を照射した改質した樹脂が１〜１００重量
％含まれたものであることを特徴とする。第３の発明
は、フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン系重合体、
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）系共重合体、又はテトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロイレン系共重合体、あるいはこれ
らの混合からなるものであることを特徴とする。
樹脂を酸素濃度１００ｔｏｒｒ以下で、かつ、その融点
以上の雰囲気下で、照射線量１kGy〜１０MGyの範囲内で
電離性放射線を照射した改質した樹脂が１〜１００重量
％含まれたものであることを特徴とする。第３の発明
は、フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン系重合体、
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）系共重合体、又はテトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロイレン系共重合体、あるいはこれ
らの混合からなるものであることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】図示の実施例は、ピストンロッド
１とシリンダヘッド２との摺動部分に、摺動すき間３を
保持している。上記のようにしたシリンダヘッドに凹溝
４を形成し、この凹溝４にＵパッキン５をはめている。
なお、図中符号６は、凹溝４にはめたバックアップリン
グである。
１とシリンダヘッド２との摺動部分に、摺動すき間３を
保持している。上記のようにしたシリンダヘッドに凹溝
４を形成し、この凹溝４にＵパッキン５をはめている。
なお、図中符号６は、凹溝４にはめたバックアップリン
グである。
【００１０】また、ピストンロッド１の伸長方向に対し
て手前側にも凹溝７を形成し、この凹溝７にバッファシ
ールＢを組み込んでいる。ただし、このバッファシール
Ｂは、ピストンロッド１に直接接触するスライドリング
８と、このスライドリング８の内側にはめ込んだ角リン
グ９とから構成される。
て手前側にも凹溝７を形成し、この凹溝７にバッファシ
ールＢを組み込んでいる。ただし、このバッファシール
Ｂは、ピストンロッド１に直接接触するスライドリング
８と、このスライドリング８の内側にはめ込んだ角リン
グ９とから構成される。
【００１１】そして、上記スライドリング８は改質フッ
素樹脂製としているが、この改質フッ素樹脂は、酸素濃
度１００ｔｏｒｒ以下で、かつ、その融点以上に加熱さ
れた雰囲気下にフッ素樹脂を置き、それを電離性放射線
を照射線量１kGy〜１０MGyの範囲で照射して製造したも
のを用いている。ただし、この発明の改質フッ素として
は、上記のようにして製造した改質フッ素樹脂に、さら
に他のフッ素樹脂、あるいはウレタンゴム、ＮＢＲ、Ｐ
ＥＥＫ、超高分子量ポリエチレン等を添加したものであ
ってもよい。
素樹脂製としているが、この改質フッ素樹脂は、酸素濃
度１００ｔｏｒｒ以下で、かつ、その融点以上に加熱さ
れた雰囲気下にフッ素樹脂を置き、それを電離性放射線
を照射線量１kGy〜１０MGyの範囲で照射して製造したも
のを用いている。ただし、この発明の改質フッ素として
は、上記のようにして製造した改質フッ素樹脂に、さら
に他のフッ素樹脂、あるいはウレタンゴム、ＮＢＲ、Ｐ
ＥＥＫ、超高分子量ポリエチレン等を添加したものであ
ってもよい。
【００１２】上記改質フッ素樹脂の原料となるフッ素樹
脂としては、テトラフルオロエチレン系重合体（以下
「ＰＴＦＥ」という）、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）系共重合体（以下
「ＰＦＡ」という）、あるいはテトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロピレン系共重合体（以下「ＦＥ
Ｐ」という）が挙げられる。さらに、それに添加するフ
ッ素樹脂としても、上記と同様なものが考えられる。
脂としては、テトラフルオロエチレン系重合体（以下
「ＰＴＦＥ」という）、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）系共重合体（以下
「ＰＦＡ」という）、あるいはテトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロピレン系共重合体（以下「ＦＥ
Ｐ」という）が挙げられる。さらに、それに添加するフ
ッ素樹脂としても、上記と同様なものが考えられる。
【００１３】また、上記フッ素樹脂の照射は、単独のフ
ッ素樹脂粉末に対して電離線を照射してもよいし、２種
以上のフッ素樹脂混合物に電離性放射線を照射してもよ
い。このようにして照射された改質フッ素樹脂に、もう
一度電離性放射線を照射してもよい。さらに、上記の電
離性放射線を照射するにときには、フッ素樹脂をその結
晶融点以上に加熱しておくことが望ましい。例えば、フ
ッ素樹脂としてＰＴＦＥを用いる場合には、この材料の
結晶融点である３２７℃よりも高い温度に過熱した状態
で、電離性放射線を照射することが望ましい。また、Ｐ
ＦＡの場合には、その結晶融点である３１０℃以上、Ｆ
ＥＰの場合には同じく２７５℃以上に加熱して、放射線
を照射することが望ましい。
ッ素樹脂粉末に対して電離線を照射してもよいし、２種
以上のフッ素樹脂混合物に電離性放射線を照射してもよ
い。このようにして照射された改質フッ素樹脂に、もう
一度電離性放射線を照射してもよい。さらに、上記の電
離性放射線を照射するにときには、フッ素樹脂をその結
晶融点以上に加熱しておくことが望ましい。例えば、フ
ッ素樹脂としてＰＴＦＥを用いる場合には、この材料の
結晶融点である３２７℃よりも高い温度に過熱した状態
で、電離性放射線を照射することが望ましい。また、Ｐ
ＦＡの場合には、その結晶融点である３１０℃以上、Ｆ
ＥＰの場合には同じく２７５℃以上に加熱して、放射線
を照射することが望ましい。
【００１４】上記のように結晶融点以上に加熱するの
は、フッ素樹脂を構成する主鎖の分子運動を活発化させ
て、分子間の架橋反応を効率よく促進させるためであ
る。ただし、過度の加熱は、逆に、分子主鎖の切断と分
解とを招いてしまう。そこで、このような解重合現象の
発生を抑制するために、加熱温度は、フッ素樹脂の結晶
融点よりも１０〜３０℃高い範囲内に抑えるべきであ
る。フッ素樹脂を照射する雰囲気が、酸素濃度１００ｔ
ｏｒｒ以上の場合に、その照射時に酸素が存在すると架
橋が抑制され、分解が起きてしまう。そのため酸素濃度
は１００ｔｏｒｒ以下であることが望ましい。その上、
耐摩耗性を考慮すれば、１０ｔｏｒｒ以下、更には２ｔ
ｏｒｒ以下が望ましい。
は、フッ素樹脂を構成する主鎖の分子運動を活発化させ
て、分子間の架橋反応を効率よく促進させるためであ
る。ただし、過度の加熱は、逆に、分子主鎖の切断と分
解とを招いてしまう。そこで、このような解重合現象の
発生を抑制するために、加熱温度は、フッ素樹脂の結晶
融点よりも１０〜３０℃高い範囲内に抑えるべきであ
る。フッ素樹脂を照射する雰囲気が、酸素濃度１００ｔ
ｏｒｒ以上の場合に、その照射時に酸素が存在すると架
橋が抑制され、分解が起きてしまう。そのため酸素濃度
は１００ｔｏｒｒ以下であることが望ましい。その上、
耐摩耗性を考慮すれば、１０ｔｏｒｒ以下、更には２ｔ
ｏｒｒ以下が望ましい。
【００１５】上記のバッファシールＢを用いて行ったテ
ストでは、次のような好結果が得られた。 従来品のバッファーシール 変性ポリテトラフルオロエチレン（デュポン社製、ホス
タフロンＴＥＭ１７００）にカーボン繊維を１０重量％
混入したもの。 実施例のバッファーシール ＰＴＦＥパウダ（デュポン製、モールディングパウダ、
７ＡＪ）を酸素濃度２ｔｏｒｒで、しかも、３４０℃の
窒素雰囲気下で、かつ、電離性放射線を加速電圧２Ｍｅ
Ｖで、照射線量２００kGyの条件で電子線加速器で加速
させながら照射した。このように電離性放射線を照射し
たものを取り出して、約２０μｍに微粉砕したパウダ
に、カーボン繊維を１０重量％添加した。
ストでは、次のような好結果が得られた。 従来品のバッファーシール 変性ポリテトラフルオロエチレン（デュポン社製、ホス
タフロンＴＥＭ１７００）にカーボン繊維を１０重量％
混入したもの。 実施例のバッファーシール ＰＴＦＥパウダ（デュポン製、モールディングパウダ、
７ＡＪ）を酸素濃度２ｔｏｒｒで、しかも、３４０℃の
窒素雰囲気下で、かつ、電離性放射線を加速電圧２Ｍｅ
Ｖで、照射線量２００kGyの条件で電子線加速器で加速
させながら照射した。このように電離性放射線を照射し
たものを取り出して、約２０μｍに微粉砕したパウダ
に、カーボン繊維を１０重量％添加した。
【００１６】使用条件 圧力：４００kgf/cm2 、移動速度：１６m/min、油温：
１２０度で、４０mmのストロークの範囲内を４００km分
移動させた。ただし、両スライドリングとも、その摺動
すき間を同じものとした。その結果、はみ出し量が、従
来のスライドリングで２mm、実施例のスライドリングで
0.2mmであった。
１２０度で、４０mmのストロークの範囲内を４００km分
移動させた。ただし、両スライドリングとも、その摺動
すき間を同じものとした。その結果、はみ出し量が、従
来のスライドリングで２mm、実施例のスライドリングで
0.2mmであった。
【００１７】以上の結果からも明らかなように、この実
施例のバッファシールのはみ出し量が、従来品に比べて
１／１０となっている。改質フッ素樹脂製のバッファシ
ールＢを用いれば、はみ出し量が１／１０なので、摺動
すき間を大きくできる。したがって、この実施例では、
摺動すき間を大きくでき、それだけ製造精度や組み付け
精度を落とすことができるとともに、その分、設計の自
由度も増すことになる。
施例のバッファシールのはみ出し量が、従来品に比べて
１／１０となっている。改質フッ素樹脂製のバッファシ
ールＢを用いれば、はみ出し量が１／１０なので、摺動
すき間を大きくできる。したがって、この実施例では、
摺動すき間を大きくでき、それだけ製造精度や組み付け
精度を落とすことができるとともに、その分、設計の自
由度も増すことになる。
【００１８】なお、図中符号１０は軸受け、１１はダス
トシールである。また、この実施例では、バッファシー
ルＢをスライドリング８と角リング９とで構成したが、
これら両者を一体にしてもよいこと当然である。
トシールである。また、この実施例では、バッファシー
ルＢをスライドリング８と角リング９とで構成したが、
これら両者を一体にしてもよいこと当然である。
【００１９】
【発明の効果】第１〜第３の発明のバッファシール構造
によれば、改質フッ素樹脂製のバッファシールを用いた
ので、相対移動しながら摺動する部材間の摺動すき間を
大きく保つことができる。したがって、摺動すき間を大
きくできる分、製造精度や組み付け精度を落とすことが
できるとともに、耐圧強度を維持しながら、設計の自由
度も増すことになる。
によれば、改質フッ素樹脂製のバッファシールを用いた
ので、相対移動しながら摺動する部材間の摺動すき間を
大きく保つことができる。したがって、摺動すき間を大
きくできる分、製造精度や組み付け精度を落とすことが
できるとともに、耐圧強度を維持しながら、設計の自由
度も増すことになる。
【図１】ピストンロッドとシリンダヘッドとのはめ合い
部分を拡大した部分断面図である。
部分を拡大した部分断面図である。
７ 凹溝 Ｂ バッファシール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳生 秀樹 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社パワーシステム研究所内 (72)発明者 榎本 博幸 東京都港区浜松町２−４−１ 世界貿易セ ンタービル カヤバ工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J043 AA13 BA08 CA05 CB14 DA03 HA01
Claims (3)
- 【請求項１】 相対移動しながら摺動する部材間に摺動
すき間を維持するとともに、これらいずれか一方の部材
に凹溝を形成し、この凹溝内にバッファシールをはめた
バッファシール構造において、バッファシールを改質フ
ッ素樹脂製としたことを特徴とするバッファシール構
造。 - 【請求項２】 改質フッ素樹脂は、フッ素樹脂を酸素濃
度１００ｔｏｒｒ以下で、かつ、その融点以上の雰囲気
下で、照射線量１kGy〜１０MGyの範囲内で電離性放射線
を照射した改質した樹脂が１〜１００重量％含まれたも
のであることを特徴とする請求項１記載のバッファシー
ル構造。 - 【請求項３】 フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン
系重合体、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）系共重合体、又はテトラフルオ
ロエチレン−ヘキサフルオロプロイレン系共重合体、あ
るいはこれらの混合からなるものであることを特徴とす
る請求項２記載のバッファシール構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36049299A JP2001173795A (ja) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | バッファシール構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36049299A JP2001173795A (ja) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | バッファシール構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001173795A true JP2001173795A (ja) | 2001-06-26 |
Family
ID=18469639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36049299A Pending JP2001173795A (ja) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | バッファシール構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001173795A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009174555A (ja) * | 2008-01-21 | 2009-08-06 | Komatsu Ltd | ダストシールシステム |
| JP2009528481A (ja) * | 2006-02-27 | 2009-08-06 | トレルボルグ シーリング ソリューションズ ジャーマニー ゲーエムベーハー | 圧力除去要素を備える封止装置と中間領域内に圧力カスケードを形成するための封止装置の使用法 |
| US7572839B2 (en) | 2003-10-02 | 2009-08-11 | Nissan Motor Co., Ltd. | Seal ring and seal device |
| CN107208795A (zh) * | 2015-01-16 | 2017-09-26 | 特瑞堡密封系统德国有限公司 | 具有压力卸载元件的密封系统和这种密封系统用于调整中间空间压力级的应用 |
-
1999
- 1999-12-20 JP JP36049299A patent/JP2001173795A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7572839B2 (en) | 2003-10-02 | 2009-08-11 | Nissan Motor Co., Ltd. | Seal ring and seal device |
| JP2009528481A (ja) * | 2006-02-27 | 2009-08-06 | トレルボルグ シーリング ソリューションズ ジャーマニー ゲーエムベーハー | 圧力除去要素を備える封止装置と中間領域内に圧力カスケードを形成するための封止装置の使用法 |
| JP2009174555A (ja) * | 2008-01-21 | 2009-08-06 | Komatsu Ltd | ダストシールシステム |
| CN107208795A (zh) * | 2015-01-16 | 2017-09-26 | 特瑞堡密封系统德国有限公司 | 具有压力卸载元件的密封系统和这种密封系统用于调整中间空间压力级的应用 |
| CN107208795B (zh) * | 2015-01-16 | 2019-10-11 | 特瑞堡密封系统德国有限公司 | 密封系统和密封系统的应用 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
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