JP2002022019A - Seal material, seal member using the same, and seal using the seal member - Google Patents

Seal material, seal member using the same, and seal using the seal member

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JP2002022019A
JP2002022019A JP2000205035A JP2000205035A JP2002022019A JP 2002022019 A JP2002022019 A JP 2002022019A JP 2000205035 A JP2000205035 A JP 2000205035A JP 2000205035 A JP2000205035 A JP 2000205035A JP 2002022019 A JP2002022019 A JP 2002022019A
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seal
seal member
molecular weight
ring
sealing
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Yasushi Kano
康司 加納
Hideki Hiraki
秀樹 平木
Hideo Nagaoka
秀夫 長岡
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain excellent sealing performance, by being good in sealing performance, excellent in abrasion resistance and extrusion resistance in a long time usage under a condition of high pressure. SOLUTION: This seal member contains a polyethylene of ultrahigh molecular weight more than one million of average molecular weight of viscosity. The polyethylene of ultrahigh molecular weight has a Shore D hardness of 60 to 75, tensile strength of more than 30 MPa, and elongation percentage of 250% or more. This seal is a combination of a ring-shape seal member formed by using the seal material, the seal member, and a ring shape elastic member arranged at an outer periphery of the seal member.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シール材料、それ
を用いたシール部材およびそれを用いたシールに関し、
より詳しくは、シール性能に優れ、かつ高圧条件下で長
時間使用しても耐摩耗性および耐はみ出し性が良好であ
り、従って優れたシール性能が維持される、シール材
料、それを用いたシール部材およびそれを用いたシール
に関する。
The present invention relates to a sealing material, a sealing member using the same, and a seal using the same.
More specifically, a sealing material, a seal material using the same, which is excellent in sealing performance, has good wear resistance and protruding resistance even when used for a long time under high pressure conditions, and thus maintains excellent sealing performance. The present invention relates to a member and a seal using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は、パワーショベル等におけるスイ
ベルジョイントの一部断面図であって、1は円筒状のハ
ウジング、2はハウジング1の内壁11と密接して回
転、往復、揺動する円筒状の軸である。ハウジング1の
内壁11には一定の間隔をおいてシール用のリング状窪
み12が設けられており、窪み12内には、リング状の
弾性体13と、その内周側にリング状のシール部材14
が配置されている。このシール部材14により、ハウジ
ング1と軸2とは気密にシールされている。
2. Description of the Related Art FIG. 8 is a partial sectional view of a swivel joint of a power shovel or the like, wherein 1 is a cylindrical housing, and 2 is a cylinder which rotates, reciprocates and swings in close contact with an inner wall 11 of the housing 1. It is an axis of shape. A ring-shaped recess 12 for sealing is provided on the inner wall 11 of the housing 1 at regular intervals, and a ring-shaped elastic body 13 and a ring-shaped seal member are provided on the inner peripheral side in the recess 12. 14
Is arranged. The housing 1 and the shaft 2 are hermetically sealed by the seal member 14.

【0003】ところで、シール部材14は、弾性体13
により常に軸2に押圧されており、またスイベルジョイ
ントが稼働中においてはハウジング1と軸2との界面に
は高油圧Pが付与されている。従来より、シール部材1
4としてフッ素樹脂製のものが使用されているが、この
ようなシール部材においては、長時間の使用中に、スイ
ベルジョイントの稼働中にシールにかかる高圧力によ
り、シール部材14の軸2との接触面が摩耗したり、あ
るいは変形してシール部材14の一部が、図9に示すよ
うに、ハウジング1と軸2との界面に侵入する、所謂は
みだし現象を生じたりして、その結果、シール性能が低
下し、ハウジング1と軸2との間から油漏れを起こすと
いう問題があった。
[0003] Incidentally, the sealing member 14 is
Thus, the high hydraulic pressure P is applied to the interface between the housing 1 and the shaft 2 while the swivel joint is operating. Conventionally, the sealing member 1
Although a member made of a fluororesin is used as 4, in such a sealing member, a high pressure applied to the seal during the operation of the swivel joint during a long-time use causes the seal member 14 to be in contact with the shaft 2. As shown in FIG. 9, the contact surface is worn or deformed, and a part of the seal member 14 penetrates into the interface between the housing 1 and the shaft 2 to cause a so-called protrusion phenomenon. There is a problem that the sealing performance is reduced and oil leaks from between the housing 1 and the shaft 2.

【0004】この問題を解決するために、PTFE等の
フッ素樹脂に、ブロンズや特殊充填材等を配合してなる
シール部材も提案されているが、依然として、シール部
材の耐磨耗性や耐はみ出し性は充分に改善されていない
のが実情である。
In order to solve this problem, a seal member in which bronze or a special filler is blended with a fluororesin such as PTFE has been proposed, but the seal member still has abrasion resistance and protrusion resistance. The fact is that sex has not been sufficiently improved.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決しようとするものであり、その目的は、シール性
能に優れ、かつ高圧条件下で長時間使用しても耐摩耗性
および耐はみ出し性が良好であり、従って優れたシール
性能が維持される、シール材料、それを用いたシール部
材およびそれを用いたシールを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an excellent sealing performance and abrasion resistance and resistance to long-term use under high pressure conditions. An object of the present invention is to provide a sealing material, a sealing member using the same, and a seal using the same, which have good protrusion properties and therefore maintain excellent sealing performance.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の通りで
ある。 (1) 粘度平均分子量100万以上の超高分子量ポリエ
チレンを含有するシール材料。 (2) 超高分子量ポリエチレンのショアーD硬度が60
〜75である、上記(1)記載のシール材料。 (3) 超高分子量ポリエチレンの引張強度が30MPa
以上である、上記(1)記載のシール材料。 (4) 超高分子量ポリエチレンの伸びが250%以上で
ある、上記(1)記載のシール材料。 (5) 上記(1)〜(4)のいずれかに記載のシール材料を用
いてなる、リング状シール部材。 (6) スイベルジョイント用である、上記(5)記載のシー
ル部材。 (7) 上記(5)記載のシール部材と、当該シール部材の外
周側に配置されるリング状弾性体とを組み合わせてなる
シール。 (8) スイベルジョイント用である、上記(7)記載のシー
ル。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is as follows. (1) A sealing material containing ultrahigh molecular weight polyethylene having a viscosity average molecular weight of 1,000,000 or more. (2) Shore D hardness of ultra high molecular weight polyethylene is 60
The seal material according to the above (1), which is from 75 to 75. (3) Tensile strength of ultra high molecular weight polyethylene is 30MPa
The sealing material according to (1) above. (4) The sealing material according to (1), wherein the ultra-high molecular weight polyethylene has an elongation of 250% or more. (5) A ring-shaped seal member using the seal material according to any one of (1) to (4). (6) The seal member according to the above (5), which is for a swivel joint. (7) A seal obtained by combining the seal member according to the above (5) with a ring-shaped elastic body disposed on the outer peripheral side of the seal member. (8) The seal according to the above (7), which is for a swivel joint.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のシール材料は超高分子量ポリエチレンを含有す
るものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The sealing material of the present invention contains ultra high molecular weight polyethylene.

【0008】本発明で使用される超高分子量ポリエチレ
ンにおいては、その粘度平均分子量は100万以上、好
ましくは300万以上、より好ましくは500万以上で
あり、このような超高分子量ポリエチレンは、シール部
材として好適な硬度、引張強度および伸びを有するもの
である。当該粘度平均分子量が100万未満であると、
硬度および引張強度が小さいため、耐磨耗性に劣り、ま
た高圧条件下での変形が大きいため、それから得られた
シール部材を図8のようなスイベルジョイントのシール
部材として用いると、高圧条件下での長時間の使用によ
り、磨耗やはみ出し現象が生じて、シール性能が低下
し、その結果ハウジング1と軸2との間から油漏れを起
こす。また、伸びが小さいため、それから得られたシー
ル部材は、軸2の揺動時の局部的な引張に対する損傷が
大きくなる。
The ultrahigh molecular weight polyethylene used in the present invention has a viscosity average molecular weight of 1,000,000 or more, preferably 3,000,000 or more, more preferably 5,000,000 or more. It has suitable hardness, tensile strength and elongation as a member. When the viscosity average molecular weight is less than 1,000,000,
Since the hardness and the tensile strength are small, the abrasion resistance is poor, and the deformation under a high pressure condition is large. Therefore, when the sealing member obtained therefrom is used as a sealing member of a swivel joint as shown in FIG. For a long period of time, abrasion and protrusion occur, and the sealing performance is reduced. As a result, oil leaks from between the housing 1 and the shaft 2. In addition, since the elongation is small, the sealing member obtained therefrom has a large damage to the local tension when the shaft 2 swings.

【0009】なお、本発明においては、粘度平均分子量
はASTM D 4020に準拠した溶液粘度法(溶
媒:デカリン、温度:150℃)により測定される。
In the present invention, the viscosity average molecular weight is measured by a solution viscosity method according to ASTM D 4020 (solvent: decalin, temperature: 150 ° C.).

【0010】上記の超高分子量ポリエチレンは、好まし
くは60〜75、より好ましくは65〜70のショアー
D硬度を有する。ショアーD硬度が60未満であると、
耐磨耗性に劣る傾向にあり、また高圧条件下での変形が
大きくなりやすいため、それから得られたシール部材
は、高圧条件下での長時間の使用により、磨耗やはみ出
し現象が生じて、シール性能が低下し、その結果ハウジ
ングと軸との間から油漏れを起こすおそれがあり、好ま
しくない。逆に、当該ショアーD硬度が75を超えると
硬すぎるため、それから得られたシール部材に、その外
周側に配置されるリング状弾性体の弾性を良好に伝えら
れないおそれがあり、好ましくない。なお、本発明にお
いては、ショアーD硬度はJIS K 7215に準拠
した方法により、24℃にて測定される。
[0010] The ultrahigh molecular weight polyethylene preferably has a Shore D hardness of 60 to 75, more preferably 65 to 70. When the Shore D hardness is less than 60,
Since the abrasion resistance tends to be inferior and the deformation under high pressure conditions tends to be large, the sealing member obtained therefrom, due to prolonged use under high pressure conditions, abrasion and protrusion phenomenon occurs, The sealing performance is reduced, and as a result, oil leakage may occur between the housing and the shaft, which is not preferable. Conversely, if the Shore D hardness exceeds 75, it is too hard, and the elasticity of the ring-shaped elastic body disposed on the outer peripheral side may not be transmitted to the sealing member obtained therefrom, which is not preferable. In the present invention, Shore D hardness is measured at 24 ° C. by a method based on JIS K 7215.

【0011】また、上記の超高分子量ポリエチレンは、
好ましくは30MPa以上、より好ましくは40MPa
以上の引張強度を有する。当該引張強度が30MPa未
満であると、高圧条件下での変形が大きくなりやすいた
め、それから得られたシール部材は、高圧条件下での長
時間の使用によりはみ出し現象が生じて、シール性能が
低下し、その結果ハウジングと軸との間から油漏れを起
こすおそれがあり、好ましくない。上記引張強度の上限
は、特に限定されないが、好ましくは70MPa、より
好ましくは60MPaである。なお、本発明において
は、引張強度はASTM D 1457に準拠したの方
法により測定される。
[0011] Further, the above ultra high molecular weight polyethylene is
Preferably 30 MPa or more, more preferably 40 MPa
It has the above tensile strength. If the tensile strength is less than 30 MPa, deformation under high-pressure conditions tends to increase, so that the sealing member obtained therefrom protrudes due to prolonged use under high-pressure conditions, and the sealing performance deteriorates. As a result, oil leakage may occur between the housing and the shaft, which is not preferable. The upper limit of the tensile strength is not particularly limited, but is preferably 70 MPa, more preferably 60 MPa. In the present invention, the tensile strength is measured by a method according to ASTM D 1457.

【0012】さらに、上記の超高分子量ポリエチレン
は、好ましくは250%以上、より好ましくは300%
以上の伸びを有する。当該伸びが250%未満である
と、それから得られたシール部材は、軸の揺動時の局部
的な引張に対する損傷が大きくなるおそれがあり、好ま
しくない。なお、本発明においては、伸びはASTM
D1457に準拠したの方法により測定される。
Further, the ultra high molecular weight polyethylene is preferably at least 250%, more preferably at least 300%.
It has the above elongation. If the elongation is less than 250%, the sealing member obtained therefrom is likely to have a large damage to the local tension when the shaft swings, which is not preferable. In the present invention, the elongation is ASTM.
It is measured by a method according to D1457.

【0013】上記の超高分子量ポリエチレンの具体例と
しては、例えば、ハイゼックスミリオン240M(三井
化学(株)社製の商品名、粘度平均分子量300万、シ
ョアーD硬度66、引張強度40MPa、伸び350
%)、ハイゼックスミリオン340M(三井化学(株)
社製の商品名、粘度平均分子量500万、ショアーD硬
度66、引張強度50MPa、伸び250%)、ニュー
ライトNL−W(作新工業社製の商品名、粘度平均分子
量550万、ショアーD硬度67〜69、引張強度45
MPa、伸び300〜450%)等が挙げられる。これ
らの超高分子量ポリエチレンは、単独で使用しても2種
以上併用してもよい。
Specific examples of the ultra-high molecular weight polyethylene include, for example, HIZEX Million 240M (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., viscosity average molecular weight 3,000,000, Shore D hardness 66, tensile strength 40 MPa, elongation 350).
%), HIEXX Million 340M (Mitsui Chemicals, Inc.)
Brand name, viscosity average molecular weight 5 million, Shore D hardness 66, tensile strength 50 MPa, elongation 250%), Newlite NL-W (brand name made by Sakushin Kogyo Co., Ltd., viscosity average molecular weight 5.5 million, Shore D hardness) 67-69, tensile strength 45
MPa, elongation of 300 to 450%). These ultrahigh molecular weight polyethylenes may be used alone or in combination of two or more.

【0014】本発明のシール材料は、上記の超高分子量
ポリエチレンに加えて、必要に応じて各種添加剤を配合
してもよい。配合できる添加剤としては、例えば、ガラ
ス繊維、カーボン繊維、黒鉛粉末、四フッ化エチレン樹
脂、銅合金、二硫化モリブデン等が挙げられる。これら
の添加剤の含有量は、シール材料の組成物中、0〜50
重量%、特に0〜30重量%が好ましい。当該含有量が
50重量%を超えると、当該組成物がもろくなって、成
形性が悪くなるおそれがあり、好ましくない。
The sealing material of the present invention may contain various additives as necessary in addition to the above ultrahigh molecular weight polyethylene. Examples of additives that can be blended include glass fiber, carbon fiber, graphite powder, ethylene tetrafluoride resin, copper alloy, and molybdenum disulfide. The content of these additives is from 0 to 50 in the composition of the sealing material.
% By weight, especially 0 to 30% by weight. If the content exceeds 50% by weight, the composition becomes brittle and moldability may deteriorate, which is not preferable.

【0015】本発明のシール部材は、上記のシール材料
を熱圧縮プレス、切削加工等の方法により所望のリング
状に成型加工して得られる。例えば、図8のようなスイ
ベルジョイント用に使用する場合、リング状の窪み12
内に配置でき、弾性体13の弾性が良好に伝わり、かつ
軸2の回転、往復、揺動時にハウジング1と軸2とを気
密にシールできる形状および大きさに成型される。その
外周および内周の形状は、軸2の外周の形状や、当該シ
ール部材14の外周側に配置されるリング状の弾性体1
3の内周の形状によって選択される。その断面形状の具
体例としては、例えば、円形(Oリング)、角形(正方
形、長方形等の角リング)が例示される。また、図1、
2のような、内周がテーパ加工された角リングも例示さ
れ、これらは、コストが安価である利点がある。さら
に、図3のような、その外周に弾性体13を配置できる
凹部を有する形状も例示され、これは、シール部材14
を薄くすることで、弾性体13の弾性をシール面(軸2
との接触面)に良好に伝えることができ、また装着性が
良好であり、さらに弾性体13のずれを防止できる。さ
らにまた、図4のような、その外周および/または内周
に複数の溝を有するリングも例示され、内周に溝を設け
ることによりシール面に油を保持できるので、摩擦抵抗
を下げて磨耗を低下でき、また外周に溝を設けることに
より、弾性体13とシール部材14の間での摺動を防止
できる。
The sealing member of the present invention is obtained by molding the above sealing material into a desired ring shape by a method such as hot pressing or cutting. For example, when used for a swivel joint as shown in FIG.
The housing 1 and the shaft 2 are formed into a shape and a size that allow the housing 1 and the shaft 2 to be hermetically sealed when the shaft 2 rotates, reciprocates, and swings. The shape of the outer circumference and the inner circumference is the shape of the outer circumference of the shaft 2 and the ring-shaped elastic body 1 disposed on the outer circumference side of the seal member 14.
3 is selected depending on the shape of the inner circumference. Specific examples of the cross-sectional shape include, for example, a circular shape (O-ring) and a square shape (a square ring such as a square or a rectangle). Also, FIG.
Square rings with an inner periphery tapered, such as 2, are also exemplified, and these have the advantage of low cost. Further, as shown in FIG. 3, a shape having a concave portion on the outer periphery of which the elastic body 13 can be arranged is exemplified.
By reducing the thickness of the elastic member 13, the elasticity of the elastic
To the contact surface of the elastic member 13, the mounting property is good, and the displacement of the elastic body 13 can be prevented. Further, a ring having a plurality of grooves on its outer periphery and / or inner periphery as shown in FIG. 4 is also exemplified. By providing grooves on the inner periphery, oil can be held on the sealing surface, thereby reducing frictional resistance and abrasion. By providing a groove on the outer periphery, sliding between the elastic body 13 and the seal member 14 can be prevented.

【0016】また本発明のシール部材は、図5のような
ピストン用に使用することもでき、その場合は、ピスト
ン15の外壁にあるシール用のリング状窪み12内に、
リング状の弾性体13と、その外周側にリング状のシー
ル部材14が配置される。シール部材14の内周の形状
は、弾性体13の外周の形状によって選択されるが、そ
の断面形状は、例えば図6のような角形(正方形、長方
形等の角リング)が例示される。
The seal member of the present invention can also be used for a piston as shown in FIG. 5. In this case, a seal ring-shaped recess 12 on the outer wall of the piston 15 is provided.
A ring-shaped elastic body 13 and a ring-shaped seal member 14 are arranged on the outer peripheral side thereof. The shape of the inner periphery of the seal member 14 is selected depending on the shape of the outer periphery of the elastic body 13, and the cross-sectional shape is, for example, a square (a square ring such as a square or a rectangle) as illustrated in FIG. 6.

【0017】本発明のシール部材は、シール面に面圧を
発生させるという理由から、リング状弾性体と組み合わ
せて使用されることが好ましい。本発明で使用される弾
性体は、ゴム材料を含んでなるものが好ましく、その本
発明で使用できるゴム材料としては、従来公知のゴム材
料が使用でき、例えば、ニトリルゴム(アクリロニトリ
ル−ブタジエンゴム)、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴ
ム、シリコンゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレ
ンゴム、オレフィン系ゴム等が挙げられる。
The seal member of the present invention is preferably used in combination with a ring-shaped elastic body because it generates a surface pressure on the seal surface. The elastic body used in the present invention preferably contains a rubber material. As the rubber material that can be used in the present invention, a conventionally known rubber material can be used. For example, nitrile rubber (acrylonitrile-butadiene rubber) , Hydrogenated nitrile rubber, fluorine rubber, silicone rubber, acrylic rubber, ethylene-propylene rubber, olefin rubber, and the like.

【0018】本発明で使用される弾性体は、上記のゴム
材料をプレス成形等の方法により所望のリング状に成型
加工して得られる。例えば、図8のようなスイベルジョ
イント用に使用する場合、窪み12内に配置でき、当該
弾性体13の弾性をシール部材14に良好に伝えること
ができる形状および大きさに成型される。その内周の形
状は、シール部材14の外周の形状によって選択される
が、断面形状の具体例としては、例えば、図1、4のよ
うな角形(正方形、長方形等の角リング)が例示され、
これはシール面圧を均一にすることができるので、摩擦
抵抗を下げることができる。また、図2、3のような円
形(Oリング)も例示され、これは、シール面圧にピー
ク圧を発生させることができるので、シール性能が向上
する。
The elastic body used in the present invention can be obtained by molding the above rubber material into a desired ring shape by a method such as press molding. For example, when it is used for a swivel joint as shown in FIG. 8, it can be arranged in the recess 12 and molded into a shape and size that can transmit the elasticity of the elastic body 13 to the seal member 14 well. The shape of the inner circumference is selected according to the shape of the outer circumference of the seal member 14. As a specific example of the cross-sectional shape, for example, a square (a square ring such as a square or a rectangle) as illustrated in FIGS. ,
This can make the sealing surface pressure uniform, so that the frictional resistance can be reduced. Further, a circular shape (O-ring) as shown in FIGS. 2 and 3 is also exemplified, and this can generate a peak pressure in the seal surface pressure, so that the sealing performance is improved.

【0019】また、図5のようなピストン用に使用する
場合、弾性体13は、窪み12内に配置でき、当該弾性
体13の弾性をシール部材14に良好に伝えることがで
きる形状および大きさに成型される。その外周の形状
は、シール部材14の内周の形状によって選択される
が、その断面形状の具体例としては、図6のような、外
周に凸部を有する形状が例示される。
When the elastic member 13 is used for a piston as shown in FIG. 5, the elastic member 13 can be disposed in the recess 12 so that the elasticity of the elastic member 13 can be transmitted to the seal member 14 in a good shape and size. Molded into. The shape of the outer periphery is selected depending on the shape of the inner periphery of the seal member 14, and a specific example of the cross-sectional shape is a shape having a convex portion on the outer periphery as shown in FIG.

【0020】また、必要に応じて、例えば図6に示すよ
うに、弾性体13がその外周に凸部を有する形状である
場合、シール部材14が、ピストンの往復運動時に、窪
み12内で固定されるように、シール部材14の上下に
バックアップリング17を配置してもよい。このバック
アップリング17の材料としては、PTFE(ポリテト
ラフルオロエチレン)、ナイロン、超高分量ポリエチレ
ン、ポリエーテルエーテルケトン等が例示される。その
形状としては、シール部材14が、ピストンの往復運動
時に窪み12内で固定されるような形状であれば、特に
制限はない。
If necessary, as shown in FIG. 6, for example, as shown in FIG. 6, when the elastic body 13 has a shape having a convex portion on its outer periphery, the sealing member 14 is fixed in the recess 12 when the piston reciprocates. In such a case, backup rings 17 may be arranged above and below the seal member 14. Examples of the material of the backup ring 17 include PTFE (polytetrafluoroethylene), nylon, ultra-high molecular weight polyethylene, and polyether ether ketone. The shape is not particularly limited as long as the seal member 14 is shaped to be fixed in the recess 12 when the piston reciprocates.

【0021】本発明におけるシール部材14と弾性体1
3の組み合わせとしては、スイベルジョイント用とし
て、内周がテーパ加工された角リング状のシール部材と
角リング状の弾性体(図1)、内周がテーパ加工された
角リング状のシール部材とOリング状の弾性体(図
2)、外周に弾性体13を配置できる凹部を有する形状
のシール部材とOリング状の弾性体(図3)、外周およ
び内周に複数の溝を有する角リング状のシール部材と角
リング状の弾性体(図4)が例示され、上記の中でも、
高圧条件下での耐はみ出し性が特に優れること、シール
性能の安定性が優れること、軸2との接触面の発生面圧
を安定できること、およびコストが安いことから、内周
がテーパ加工された角リング状のシール部材と角リング
状の弾性体(図1)の組み合わせが特に好ましい。ま
た、ピストン用として、外周に凸部を有する形状の弾性
体13と角リング状のシール部材14と当該シール部材
14の上下に配置される2個のバックアップリング17
(図6)が例示される。
The sealing member 14 and the elastic body 1 according to the present invention
As a combination of the three, for a swivel joint, a square ring-shaped seal member having an inner periphery tapered and a square ring-shaped elastic body (FIG. 1), and a square ring-shaped seal member having an inner periphery tapered. An O-ring-shaped elastic body (FIG. 2), a sealing member having a concave portion on the outer periphery where the elastic body 13 can be arranged, and an O-ring-shaped elastic body (FIG. 3), and a square ring having a plurality of grooves on the outer and inner circumference And a ring-shaped elastic body (FIG. 4).
The inner periphery was tapered because of its particularly excellent resistance to protrusion under high pressure conditions, excellent stability of sealing performance, stable surface pressure generated at the contact surface with the shaft 2, and low cost. A combination of a square ring-shaped sealing member and a square ring-shaped elastic body (FIG. 1) is particularly preferable. Further, for a piston, an elastic body 13 having a shape having a convex portion on the outer periphery, a seal member 14 having a square ring shape, and two backup rings 17 disposed above and below the seal member 14 are provided.
(FIG. 6) is illustrated.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明を実施例および比較例を挙げて
具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these.

【0023】実施例1 超高分子量ポリエチレン(作新工業社製、商品名ニュー
ライトNL−W、粘度平均分子量550万、ショアーD
硬度67〜69、引張強度45MPa、伸び300〜4
50%)を機械加工により所定の寸法の、図1に示す内
周がテーパ加工された角リング状のシール部材に成型し
た。
Example 1 Ultra high molecular weight polyethylene (manufactured by Sakushin Kogyo Co., Ltd., trade name Newlite NL-W, viscosity average molecular weight 5.5 million, Shore D)
Hardness 67-69, tensile strength 45 MPa, elongation 300-4
50%) was formed into a square ring-shaped seal member having a predetermined dimension and having a tapered inner periphery shown in FIG. 1 by machining.

【0024】比較例1 実施例1において、超高分子量ポリエチレンの代わり
に、ブロンズ入り(40重量%)PTFEを用いたこと
以外は、実施例1と同様にして、図1に示す内周がテー
パ加工された角リング状のシール部材に成型した。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 The procedure of Example 1 was repeated, except that bronze-containing (40% by weight) PTFE was used in place of the ultrahigh molecular weight polyethylene. It was molded into a processed square ring-shaped seal member.

【0025】実施例1および比較例1で得られたシール
部材について、以下に示す高温耐久試験(耐磨耗性、耐
はみ出し性)および実機耐久試験(耐磨耗性、耐はみ出
し性、油漏れの有無)を行った。
The sealing members obtained in Example 1 and Comparative Example 1 were subjected to the following high-temperature durability test (abrasion resistance and extrusion resistance) and actual machine durability test (abrasion resistance, extrusion resistance and oil leakage). With or without).

【0026】1. 高温耐久試験 図8に示すスイベルジョイントに、実施例1または比較
例1のシール部材と、図1に示す角リング状の弾性体
(材料:ニトリルゴム)を適用し、以下の条件にてスイ
ベルジョイントを作動して、以下の方法により耐磨耗性
および耐はみ出し性を評価した。その結果を表1に示
す。 作動油:タービン#56 作動温度:120℃(油温) 作動圧力:35MPa 作動角度:+960°〜−960° 作動回転数:15rpm 作動時間:4時間
1. High-temperature endurance test The seal member of Example 1 or Comparative Example 1 and the square ring-shaped elastic body (material: nitrile rubber) shown in FIG. 1 are applied to the swivel joint shown in FIG. Was operated to evaluate abrasion resistance and run-out resistance by the following methods. Table 1 shows the results. Hydraulic oil: Turbine # 56 Operating temperature: 120 ° C (oil temperature) Operating pressure: 35 MPa Operating angle: + 960 ° to -960 ° Operating speed: 15 rpm Operating time: 4 hours

【0027】2. 実機耐久試験 図8に示すスイベルジョイントに、実施例1または比較
例1のシール部材と、図1に示す角リング状の弾性体
(材料:ニトリルゴム)を適用し、以下の条件にてスイ
ベルジョイントを作動して、以下の方法により耐磨耗性
および耐はみ出し性を評価した。その結果を表2に示
す。 作動油:タービン#56 作動温度:室温(24℃) 作動圧力の変動範囲:0〜35MPa 作動速度:30cpm 作動回転数:15rpm 作動回数:70万回
2. Actual Machine Endurance Test The seal member of Example 1 or Comparative Example 1 and the square ring-shaped elastic body (material: nitrile rubber) shown in FIG. 1 are applied to the swivel joint shown in FIG. Was operated to evaluate abrasion resistance and run-out resistance by the following methods. Table 2 shows the results. Hydraulic oil: Turbine # 56 Operating temperature: Room temperature (24 ° C.) Operating pressure fluctuation range: 0 to 35 MPa Operating speed: 30 cpm Operating speed: 15 rpm Number of operations: 700,000 times

【0028】<耐磨耗性>図7に示すように、シール部材
の、耐久試験前の高さW1および耐久試験後の高さW2
それぞれ測定し、磨耗量W1−W2を算出し、これを耐磨
耗性の尺度とした。 <耐はみ出し性>図7に示すように、シール部材の耐久試
験後のはみ出し量tを測定し、これを耐はみ出し性の尺
度とした。
<Abrasion Resistance> As shown in FIG. 7, the height W 1 of the seal member before the durability test and the height W 2 after the durability test were measured, and the amount of wear W 1 -W 2 was determined. It was calculated and used as a measure of abrasion resistance. <Protrusion Resistance> As shown in FIG. 7, the amount of protrusion t of the seal member after the durability test was measured, and this was used as a measure of the resistance to protrusion.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】[0030]

【表2】 [Table 2]

【0031】表1、2より、実施例1のシール部材は、
高圧条件下で長時間使用しても、耐磨耗性および耐はみ
出し性が良好であり、ハウジング1と軸2との間から油
漏れがなく、シール性能が維持されていることがわか
る。
From Tables 1 and 2, the sealing member of Example 1 is
It can be seen that even when used for a long time under high pressure conditions, the abrasion resistance and the anti-extrusion property are good, no oil leaks from between the housing 1 and the shaft 2, and the sealing performance is maintained.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のシール材料は、分子量100万以上の超高分子量ポリ
エチレンを含有しているので、シール部材として好適な
硬度および引張強度を有するものであり、従って、この
ようなシール材料を用いてなるシール部材は、シール性
能に優れ、かつ高圧条件下で長時間使用しても耐摩耗性
および耐はみ出し性が良好であり、従って優れたシール
性能が維持されるものである。このようなシール部材
を、例えば、スイベルジョイントに適用すると、ハウジ
ング1と軸2とは油漏れが生じることなく気密にシール
される。特に弾性体と組み合わせて使用すると特に良好
にシールできる。また、本発明のシール材料は、シール
部材として好適な伸びを有するものであり、軸の揺動時
の局部的な引張に対するシール部材の損傷が低減でき
る。
As is clear from the above description, since the sealing material of the present invention contains ultra-high molecular weight polyethylene having a molecular weight of 1,000,000 or more, it has suitable hardness and tensile strength as a sealing member. Therefore, a sealing member using such a sealing material has excellent sealing performance, and also has good abrasion resistance and protruding resistance even when used for a long time under high pressure conditions, and therefore, has excellent sealing performance. Is maintained. When such a sealing member is applied to, for example, a swivel joint, the housing 1 and the shaft 2 are hermetically sealed without oil leakage. Particularly good sealing can be obtained when used in combination with an elastic body. Further, the seal material of the present invention has a suitable elongation as a seal member, and can reduce damage to the seal member due to local tension when the shaft swings.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のシール部材と弾性体の組み合わせの具
体例を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a specific example of a combination of a seal member and an elastic body according to the present invention.

【図2】本発明のシール部材と弾性体の組み合わせの具
体例を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a specific example of a combination of a seal member and an elastic body of the present invention.

【図3】本発明のシール部材と弾性体の組み合わせの具
体例を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a specific example of a combination of a seal member and an elastic body according to the present invention.

【図4】本発明のシール部材と弾性体の組み合わせの具
体例を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a specific example of a combination of a seal member and an elastic body of the present invention.

【図5】通常のピストンの一部断面図である。FIG. 5 is a partial sectional view of a normal piston.

【図6】本発明のシール部材と弾性体の組み合わせの具
体例を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a specific example of a combination of a seal member and an elastic body according to the present invention.

【図7】耐久試験による耐磨耗性および耐はみ出し性を
評価する際の、シール部材の測定部位を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing measurement sites of a seal member when evaluating abrasion resistance and run-out resistance in a durability test.

【図8】パワーショベルにおける通常のスイベルジョイ
ントの一部断面図である。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view of a normal swivel joint in a power shovel.

【図9】スイベルジョイントにおけるシール部材のはみ
だし現象の説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a protrusion phenomenon of a seal member in a swivel joint.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 円筒状のハウジング 2 軸 11 内壁 12 シール用のリング状窪み 13 弾性体 14 シール部材 15 ピストン 16 シリンダー 17 バックアップリング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical housing 2 Shaft 11 Inner wall 12 Ring-shaped recess for sealing 13 Elastic body 14 Sealing member 15 Piston 16 Cylinder 17 Backup ring

フロントページの続き (72)発明者 長岡 秀夫 和歌山県有田市箕島663番地 三菱電線工 業株式会社箕島製作所内 Fターム(参考) 3J040 AA17 BA01 EA01 EA16 FA06 FA07 HA09 HA15 3J043 AA11 BA05 BA08 CA06 CB13 CB14 DA02 4H017 AA04 AB07 AC16 AC19 AE02 AE05 4J002 BB031 BD152 DA026 DA036 DC006 DG026 DL006 FA046 FA086 FD016 Continued on the front page (72) Inventor Hideo Nagaoka 663 Minoshima, Arita-shi, Wakayama Prefecture F-term in Mishima Works of Mitsubishi Cable Industries, Ltd. (reference) 3J040 AA17 BA01 EA01 EA16 FA06 FA07 HA09 HA15 3J043 AA11 BA05 BA08 CA06 CB13 CB14 DA02 4H017 AA04 AB07 AC16 AC19 AE02 AE05 4J002 BB031 BD152 DA026 DA036 DC006 DG026 DL006 FA046 FA086 FD016

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 粘度平均分子量100万以上の超高分子
量ポリエチレンを含有するシール材料。
1. A sealing material containing ultrahigh molecular weight polyethylene having a viscosity average molecular weight of 1,000,000 or more.
【請求項2】 超高分子量ポリエチレンのショアーD硬
度が60〜75である、請求項1記載のシール材料。
2. The sealing material according to claim 1, wherein the ultra high molecular weight polyethylene has a Shore D hardness of 60 to 75.
【請求項3】 超高分子量ポリエチレンの引張強度が3
0MPa以上である、請求項1記載のシール材料。
3. The ultrahigh molecular weight polyethylene having a tensile strength of 3
2. The sealing material according to claim 1, which has a pressure of 0 MPa or more.
【請求項4】 超高分子量ポリエチレンの伸びが250
%以上である、請求項1記載のシール材料。
4. An ultrahigh molecular weight polyethylene having an elongation of 250
%.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載のシール
材料を用いてなる、リング状シール部材。
5. A ring-shaped sealing member using the sealing material according to claim 1.
【請求項6】 スイベルジョイント用である、請求項5
記載のシール部材。
6. The swivel joint according to claim 5, wherein:
The sealing member according to any one of the preceding claims.
【請求項7】 請求項5記載のシール部材と、当該シー
ル部材の外周側に配置されるリング状弾性体とを組み合
わせてなるシール。
7. A seal comprising a combination of the seal member according to claim 5 and a ring-shaped elastic body disposed on an outer peripheral side of the seal member.
【請求項8】 スイベルジョイント用である、請求項7
記載のシール。
8. The swivel joint according to claim 7, wherein:
The seal described.
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