JP2002285141A

JP2002285141A - シール材

Info

Publication number: JP2002285141A
Application number: JP2001083784A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kano; 康司加納; Hideki Hiraki; 秀樹平木
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2002-10-03
Anticipated expiration: 2021-03-22
Also published as: JP4790923B2

Abstract

(57)【要約】【課題】樹脂リングと、その弾性によって樹脂リング
を運動面に押圧させる弾性体リングとからなり、高圧流
体下で相対移動する軸と該軸を覆う外装体間の隙間への
高圧流体の浸入を防止するシール材における耐久性の向
上。【解決手段】弾性体リングの弾性によって運動面に押
圧される樹脂リングを、主たるジアミン成分が１，９−
ノナンジアミンからなり、主たるジカルボン酸成分がテ
レフタル酸からなるポリアミドを主体に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は油圧機器や冷凍機器
等の流体圧システム中の高圧流体下で相対移動する軸と
これを覆う外装体間をシールするシール材に関し、特
に、スイベルジョイント用に好適なシール材に関する。

【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、揺動、さらに、これらの複合動をする円筒状の軸で
ある。ハウジング１の内壁１１には一定の間隔をおいて
窪み１２が設けられ、該窪み１２内には、樹脂リング１
４とその外周側に配置された弾性体リング１３とからな
るシール材２０が装着され、該シール材２０により、ハ
ウジング１と軸２とが気密にシールされている。

【０００３】上記樹脂リング１４は、弾性体リング１３
の弾性によって常に軸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
の界面には高圧の油圧Ｐが付与されている。樹脂リング
１４には、従来より、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）製のもの
が使用されているが、該フッ素樹脂製の樹脂リングにお
いては、長時間の使用中に、高圧流体に接触した状態で
の回転、揺動等の運動をする軸との摺動によって劣化、
変形を起して、軸２への接触面が磨耗したり、樹脂リン
グ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、
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。よって、かかる問題の解消のために、ＰＴ
ＦＥ等のフッ素樹脂に、銅粉（ブロンズ）や特殊充填材
等を配合してなる樹脂リングも提案されているが、依然
として、樹脂リングの耐磨耗性や耐はみ出し性は十分に
解決されていないのが実状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み、樹脂リングと弾性体リング（樹脂リングの内周面
または外周面のいずれか一方の側に配置する）とを組み
合わせ、高圧流体下で相対移動する軸と該軸を覆う外装
体のいずれか一方に設けた窪み内に、樹脂リングが運動
面に摺接するように装着して、軸と外装体間の隙間への
高圧流体の浸入を防止するタイプのシール材において、
樹脂リングの耐久性、特に、耐磨耗性および耐はみだし
性が改善されて、良好なシール性能を従来よりも持続で
きるシール材を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく鋭意研究した結果、上記使用形態のシール
材に用いる樹脂リングの耐久性向上に、１，９−ノナン
ジアミンとテレフタル酸を主成分とするポリアミドの力
学特性、耐熱性、耐油性（耐薬品性）等が好ましく作用
することを知見し、該知見に基づき本発明を完成させ
た。すなわち、本発明の特徴は以下の通りである。

【０００６】（１）樹脂リングと該樹脂リングの内周面
若しくは外周面のいずれか一方の側に配置される弾性体
リングとからなり、高圧流体下で、相対移動する軸と該
軸を覆う外装体のいずれか一方に形成された窪み内に、
弾性体リングを窪み底面側に、樹脂リングを窪み開口側
に位置させて、装着し、樹脂リングの内周面または外周
面のいずれか一方を、軸の外周面または外装体の内壁面
のいずれか一方に押圧して、前記軸と外装体間をシール
するシール材であって、前記樹脂リングが、ジアミン成
分の６０〜１００モル％が１，９−ノナンジアミン、ジ
カルボン酸成分の６０〜１００モル％がテレフタル酸で
あるポリアミドを主体としてなることを特徴とするシー
ル材。（２）軸が、回転、往復および揺動のうちの少なくとも
１つの運動をするものである請求項１記載のシール材（３）軸と外装体が、スイベルジョイントの軸と該軸を
覆うハウジングであり、該ハウジングに設けられた窪み
内に、弾性体リングを窪み底面側に、樹脂リングを窪み
開口側に位置させて、装着して、樹脂リングの内周面を
軸の外周面に押圧してなるものである上記（１）記載の
シール材（４）ポリアミドの２５℃での圧縮強度（１０％ひずみ
時）が１００ＭＰａ以上であり、かつ、荷重変形率が
１．０％以下である上記（１）〜（３）のいずれかに記
載のシール材。（５）樹脂リングが、前記ポリアミド１００重量部当り
１０〜４０重量部の充填材を含むものである上記（１）
〜（４）のいずれかに記載のシール材。（６）充填材が、ガラス繊維、カーボン繊維、フッ素樹
脂微粉末、ポリフェニレンサルファイド樹脂微粉末およ
びポリイミド樹脂微粉末からなる群から選ばれる少なく
とも１種である上記（５）記載のシール材。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のシール材は、樹脂リングと該樹脂リングの内周
面若しくは外周面のいずれか一方の側に配置される弾性
体リングとからなり、高圧流体下で相対移動する軸とこ
れを覆う外装体のいずれか一方に形成した窪み内に、弾
性体リングを窪みの底面側に、樹脂リングを窪み開口側
に位置させて、装着し、樹脂リングの内周面または外周
面のいずれか一方を、軸の外周面または外装体の内壁面
のいずれか一方に押圧して、軸と外装体間の隙間への高
圧流体の浸入を防止するシール材であって、樹脂リング
を、ジアミン成分の６０〜１００モル％が１，９−ノナ
ンジアミン、ジカルボン酸成分の６０〜１００モル％が
テレフタル酸からなるポリアミドを主体に構成したこと
が特徴である。

【０００８】ここで、高圧流体下で相対移動する軸と該
軸を覆う外装体とは、例えば、油圧機器におけるスイベ
ルジョイントの軸とハウジング、エンジン機構等におけ
るピストンとシリンダ、さらには、冷蔵庫、冷凍機、エ
アコンディショナ機等の冷却装置や空調装置のコンプレ
ッサにおける軸とハウジング、スクロールコンプレッサ
等における摺動面（移動面）と固定面等である。シール
対象となる高圧流体には、各種の油（例えば、鉱油、タ
ービン油、ガソリン油、冷凍機油、生分解性油）や冷媒
（例えば、フロンガス、フルオロ炭化水素等）が挙げら
れる。また、軸と外装体とが相対移動するとは、少なく
ともこれらの一方（通常は軸）が運動して両者の位置関
係が変化することであり、軸の運動には、例えば、回
転、往復および揺動等の他、これらのうちのいずれか２
つの複合動、さらには、これら３つの複合動が含まれ
る。例えば、スイベルジョイントの稼動中において、軸
は、回転、揺動をそれぞれ単独で行ったり、これら２つ
の複合動をする。ここで、回転とは、軸がその軸線周り
に一定方向に回転する運動であり、揺動とは、軸がその
軸線周りの一方向とその反対方向に交互に回転する運動
であり、例えば、一定の位置から一方向に１８０度回転
した後、反転して反対方向に１８０度回転したり、一方
向に３６０度回転した後、反転して反対方向に３６０度
回転したりする。また、複合動とは、２つ以上の運動が
同時に、または、交互（順次）に連続して行われること
である。

【０００９】本発明において、ジアミン成分の６０〜１
００モル％が１，９−ノナンジアミンからなり、ジカル
ボン酸成分の６０〜１００モル％がテレフタル酸からな
るポリアミドを主体に構成した樹脂リングは、高圧流体
に接触する状態でシール相手部材（軸、外装体）と長期
に亘って繰り返し摺動しても（特に、スイベルジョイン
トのような、回転、揺動、さらにはこれらの複合動をす
る軸に押圧されて摺動する場合であっても）、動的劣化
（疲労）が極めて小さく、磨耗や変形が起こりにくく、
また、軸と外装体との界面への侵入（はみだし現象）等
を起すことなく、良好なシール性能を長期間持続する。
そして、かかる良好なシール性能の長期持続性は、軸お
よび外装体を含む機構が室温で作動する場合のみなら
ず、高温（例えば、スイベルジョイントでは１００〜１
２０℃）で作動する場合、また、低温（最低温度が約−
３０℃）で作動する場合にも維持される。

【００１０】本発明で用いる上記ポリアミドにおいて、
ジカルボン酸成分のうちテレフタル酸が７５モル％以上
であるのが好ましく、９０モル％以上であるのがより好
ましい。ジカルボン酸成分中のテレフタル酸の量がこの
範囲にあると、樹脂リングはより良好なシール性を示
す。テレフタル酸以外のジカルボン酸成分としては、例
えば、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタ
ル酸、アジピン酸、２−メチルアジピン酸、トリメチル
アジピン酸、ピメリン酸、２，２−ジメチルグルタル
酸、３，３−ジエチルコハク酸、アゼライン酸、セバシ
ン酸、スベリン酸、ダイマー酸などの脂肪族ジカルボン
酸；１，３−シクロペンタンジカルボン酸、１，４−シ
クロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸；
イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，
７−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカ
ルボン酸、１，４−フェニレンジオキシジ酢酸、１，３
−フェニレンジオキシジ酢酸、ジフェン酸、ジ安息香
酸、４，４'−オキシジ安息香酸、ジフェニルメタン−
４，４'−ジカルボン酸、ジフェニルスルホン−４，４'
−ジカルボン酸、４，４'−ビフェニルジカルボン酸な
どの芳香族ジカルボン酸などが挙げられ、これらは１種
または２種以上で用いることができる。これらの中で
も、芳香族カルボン酸が好適である。さらに、トリメリ
ット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸などの多価カル
ボン酸を、得られるポリアミドが溶融成形が可能な範囲
内で用いることもできる。

【００１１】また、ポリアミドのジアミン成分のうち、
１，９−ノナンジアミンが７５モル％以上が好ましく、
９０モル％以上が特に好ましい。ジアミン成分中の１，
９−ノナンジアミンの量がこの範囲にあると、樹脂リン
グはより良好なシール性を示す。１，９−ノナンジアミ
ン以外のジアミン成分としては、エチレンジアミン、プ
ロピレンジアミン、１，４−ブタンジアミン、１，６−
ヘキサンジアミン、１，７−ヘプタンジアミン、１，８
−オクタンジアミン、１，１０−デカンジアミン、１，
１１−ウンデカンジアミン、１，１２−ドデカンジアミ
ン、３−メチル−１，５−ペンタジアミン、２，２，４
−トリメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２−メチル
−１，８−オクタンジアミン、５−メチル−１，９−ノ
ナンジアミンなどの脂肪族ジアミン；シクロヘキサンジ
アミン、メチルシクロヘキサンジアミン、イソホロンジ
アミンなどの脂環式ジアミン；ｐ−フェニレンジアミ
ン、ｍ−フェニレンジアミン、キシレンジアミン、４，
４'−ジアミノジフェニルスルホン、４，４'−ジアミノ
ジフェニルエーテルなどの芳香族ジアミンなどが挙げら
れ、これらは１種または２種以上で用いることができ
る。これらのうちでも２−メチル−１，８−オクタンジ
アミンが好ましい。

【００１２】また、上記ポリアミドは目的とする樹脂リ
ングのシール性能の持続性、成形性等の点から、濃硫酸
中３０℃で測定した極限粘度［η］が０．４〜３．０ｄ
ｌ／ｇであるものが好ましい。かかる極限粘度は、濃硫
酸中にポリアミドを溶解して、濃度が０．０５、０．
１、０．２および０．４ｄｌ／ｇの試料溶液を調製し、
３０℃における固有粘度η_inhを測定し、これを濃度０
に外挿することにより測定される。

【００１３】本発明において、上記ポリアミドは好まし
くは１００ＭＰａ以上、より好ましくは１２０ＭＰａ以
上の２５℃での圧縮強度（１０％ひずみ時）を有する。
当該２５℃での圧縮強度（１０％ひずみ時）が１００Ｍ
Ｐａ以上であれば、それらから得られた樹脂リングは高
圧下での耐変形性や耐磨耗性がより向上し、スイベルジ
ョイントのような極めて高圧の流体（３０ＭＰａ以上）
が作用する機構内で使用される場合に、より好ましい結
果を得ることができる。また、上記ポリアミドは好まし
くは１．０％以下、より好ましくは０．５％以下の荷重
変形率（％）を有する。当該荷重変形率が１．０％より
大きいと、それらから得られた樹脂リングは、シール相
手部材（軸または外装体）との繰り返しの摺動によって
疲労、変形しやすく、その結果、軸と外装体の間から流
体漏れを起こすおそれがあり、好ましくない。なお、上
記ポリアミドの２５℃での圧縮強度（１０％ひずみ時）
の上限は、特に限定されないが、２００ＭＰａ以下、好
ましくは１８０ＭＰａ以下であり、また、上記荷重変形
率（％）の下限は特に限定されない。

【００１４】本発明において、上記ポリアミドの２５℃
での圧縮強度（１０％ひずみ時）はＡＳＴＭＤ６９５
に準拠した方法（試験片寸法：長さ１０．０ｍｍ、直径
８．０ｍｍ）で測定され、荷重変形率（％）はＡＳＴＭ
Ｄ６２１に準拠した方法（試験片寸法：厚さ１２．７
ｍｍ、直径１４．３ｍｍ）で測定される。

【００１５】さらに、上記ポリアミドは、好ましくは６
０ＭＰａ以上、より好ましくは８０ＭＰａ以上の引張強
度を有する。ポリアミドの引張強度が６０ＭＰａ未満で
は、樹脂リングは引張応力に対して変形を起こしやす
く、特に揺動時の引き伸ばしによって変形が生じやすく
なり、好ましくない。なお、該引張強度の上限は、特に
限定されないが、１５０ＭＰａ以下、好ましくは１３０
ＭＰａ以下である。本発明において、該引張強度はＡＳ
ＴＭＤ６３８に準拠した方法（試験片形状：タイプＩ
ダンベル片）で測定される。

【００１６】また、上記ポリアミドは、好ましくは２３
℃の水中に２４時間浸漬した時の吸水率〔（浸漬後の重
量−浸漬前の重量）／（浸漬前の重量）〕［％］が０．
３％以下（より好ましくは０．２％以下）という低吸水
性を有する。当該吸水率が０．３％より大きいと、それ
らから得られた樹脂リングは、使用中に吸水した水分が
抜け出して密封油を劣化させたり、また、樹脂リングの
寸法変化が大きくなってシール性能が低下する傾向を示
し、好ましくない。本発明において、該吸水率はＪＩＳ
Ｋ７２０９に準拠した方法で測定される。

【００１７】また、本発明で用いる上記ポリアミドは、
従来の樹脂リングに用いていた充填材入りＰＴＦＥでは
困難であった、射出成形にて成形することができるの
で、所望の形状、大きさの樹脂リングを効率良く製造で
きるという利点も得ることができる。

【００１８】本発明で用いる上記ポリアミドは、結晶性
ポリアミドを製造する方法として知られている任意の方
法を用いて製造することができる。例えば、酸クロライ
ドとジアミンを原料とする溶液重合法または界面重合
法；ジカルボン酸とジアミンを原料とする溶融重合法、
固相重合法、溶融押出機重合法など；の方法により製造
することが可能である。

【００１９】本発明で用いる上記ポリアミドの具体例と
しては、例えば、ジェネスタ１０００ＮＡ〔クラレ
（株）製の商品名、ジアミン成分：１，９−ノナンジア
ミン（１００モル％）、ジカルボン酸成分：テレフタル
酸（１００モル％）、２５℃での圧縮強度（１０％ひず
み時）：１２０ＭＰａ、荷重変形率：０．２３％、引張
強度：９０ＭＰａ、吸水率：０．１７％〕等が挙げられ
る。

【００２０】本発明において、樹脂リングは上記ポリア
ミドを主体にしてなるものである。すなわち、本発明に
おいて、樹脂リングは上記ポリアミド単体で構成して
も、上記ポリアミドに必要に応じて充填材やその他の添
加剤を配合して構成してもよい。充填材としては、ガラ
ス繊維、カーボン繊維、フッ素樹脂微粉末、ポリフェニ
レンサルファイド樹脂微粉末およびポリイミド樹脂微粉
末からなる群から選ばれる１種または２種以上が好まし
く、特に好ましくは、フッ素樹脂微粉末、ポリフェニレ
ンサルファイド樹脂微粉末およびポリイミド樹脂微粉末
から選ばれる少なくとも１種であり、とりわけ好ましく
はフッ素樹脂微粉末である。これらの充填材の含有量
は、ポリアミド樹脂１００重量部当り、１０〜４０重量
部、好ましくは１５〜３０重量部である。かかる充填材
の配合により、樹脂リングは、耐油性が更に向上すると
ともに、摺動抵抗がより低下して、強度低下を起こしに
くくなり（変形や磨耗を起しにくくなり）、良好なシー
ル性能がより長期にわたって維持される。なお、充填材
の配合量が１０重量部未満では、摺動性および機械的強
度の向上効果が得難く、４０重量部を超える場合は、ポ
リアミド樹脂に充填材を配合した組成物の溶融流動性が
低下して、成形性に支障をきたすおそれがある。かかる
充填剤以外の他の添加剤としては、潤滑剤、酸化防止
剤、加工助剤等が挙げられる。

【００２１】本発明において、樹脂リングは、熱圧縮プ
レス、押出し成形、射出成形等の成形加工、切削加工、
または、これらの組み合わせによって、所望の形状、大
きさに加工して作製される。この際、シール材の他方の
構成部材である弾性体リングの形状、大きさ等を考慮し
て形成される。例えば、図８に示したスイベルジョイン
ト用のシール材を構成する場合は、樹脂リング１４は、
ハウジング１の内壁のリング状の窪み１２内に配置で
き、その外周面側に配置される弾性体リング１３の弾性
が良好に伝わり、その内周面が軸２に押接して、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
に加工する。その外周および内周の形状は、軸２の外周
の形状や、当該樹脂リング１４の外周側に配置される弾
性体リング１３の内周の形状によって選択される。ま
た、その断面形状は、例えば、円形（Ｏリング）、矩形
（角リング）が例示される。また、図１、２のような、
テーパ加工を施し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、
その外周に弾性体リング１３を配置できる凹部を有する
形状も例示され、これは、樹脂リング１４を薄くするこ
とで、弾性体リング１３の弾性を軸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
弾性体リング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、当該樹
脂リング１４と弾性体リング１３との間での摺動を防止
できる。

【００２２】以上説明したスイベルジョイントの軸とハ
ウジング（外装体）間における樹脂リングと弾性体リン
グの配置構成は、樹脂リングの外周面側に弾性体リング
を配置して、樹脂リングの内周面を弾性体リングの弾性
によって、相対移動する軸とハウジング（外装体）のう
ちの運動面（軸）に摺接させる構成であるが、樹脂リン
グ１４の内周面側に弾性リング１３を配置し、樹脂リン
グの外周面を運動面（ハウジングの内壁面）に摺接する
よう構成する場合もある。例えば、これはエンジン機構
におけるピストン（軸）とシリンダ（外装体）間、コン
プレッサー機構おける軸とハウジング（外装体）間をシ
ールする等の場合であり、例えば、図５に示すように、
ピストン１５の外壁に設けたリング状窪み１２の底面側
に弾性体リング１３を配置し、該弾性体リング１３の外
周面に樹脂リング１４を配置し、樹脂リング１４の外周
面が弾性体リング１３の弾性によってシリンダ１６の内
壁面に摺接される。なお、樹脂リング１４の内周の形状
は、弾性体リング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のような矩形（角リン
グ）が例示される。

【００２３】本発明のシール材に用いる弾性体リング
は、その弾性によって樹脂リングをシールすべき相手面
（運動面）に摺接してシール面圧を発生させるものであ
り、ゴム材料を含んでなるものが好ましく、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
コーンゴム、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。例えば、スイベ
ルジョイント用の場合、耐油性、耐磨耗性、圧縮永久
歪、成形性等の点から、ニトリルゴム、水素化ニトリル
ゴム、フッ素ゴム等が好ましく、より好ましくは、ニト
リルゴムである。

【００２４】弾性体リングは、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形加工して得ら
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、当該弾性体リング
１３の弾性を樹脂リング１４に良好に伝えることができ
る形状および大きさに成形される。その内周の形状は、
樹脂リング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のような矩
形（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。

【００２５】また、前記した図５に示すシリンダとピス
トン間のシールに使用する場合のような、樹脂リングの
内周面側に弾性体リングを配置し、樹脂リングの外周面
を運動面（図５ではシリンダの内壁面）に摺接させる構
成とする場合、図５に示すように、弾性体リング１３
は、ピストン１５（軸）の外壁に設けたリング状窪み１
２内に配置でき、当該弾性体リング１３の弾性を樹脂リ
ング１４に良好に伝えることができる形状および大きさ
に成形される。その外周の形状は、樹脂リング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。

【００２６】また、必要に応じて、例えば図６に示すよ
うに、弾性体リング１３をその外周に凸部を有する形状
とする場合、樹脂リング１４が、ピストン（軸）の往復
運動時に、窪み１２内で固定されるように、樹脂リング
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、ＰＴ
ＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ナイロン、超高
分子量ポリエチレン、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、樹脂リング１４が、ピ
ストン（軸）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。

【００２７】本発明のシール材における樹脂リング１４
と弾性体リング１３の組み合わせとしては、スイベルジ
ョイント用のように、樹脂リングの外周面側に弾性体リ
ングを配置し、樹脂リングの内周面を運動面に摺接させ
る場合、すなわち、相対移動する軸と外装体のうちの外
装体側に窪みを設けてシール材（樹脂リングと弾性体リ
ング）を取り付け、軸に樹脂リングを摺接させる場合、
内周がテーパ加工された角リング状の樹脂リングと角リ
ング状の弾性体リング（図１）、内周がテーパ加工され
た角リング状の樹脂リングとＯリング状の弾性体リング
（図２）、外周に弾性体リング１３を配置できる凹部を
有する形状の樹脂リングとＯリング状の弾性体リング
（図３）、外周および内周に複数の溝を有する角リング
状の樹脂リングと角リング状の弾性体リング（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
状の樹脂リングと角リング状の弾性体リング（図１）の
組み合わせが特に好ましい。

【００２８】

【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。

【００２９】実施例１ポリアミド樹脂として、ジェネスタ１０００ＮＡ（ク
ラレ（株）製、商品名）を使用し、ノズル温度３２０〜
３４０℃、シリンダー温度を前部が２９０〜３３０℃、
中央部が２８０〜３２０℃、後部が２７０〜３１０℃と
し、金型温度１００〜１４０℃とした条件で射出成形し
て、図１に示す内周側がテーパ加工された角リング状の
樹脂リングを作製した。なお、該樹脂リングの寸法は、
外径Ｌ１（直径）：１０４．５３ｍｍ、内径Ｌ２（直
径）：１００．２５ｍｍ、外周面の幅Ｗ１１（リングの
直径方向に対して直交する方向の幅）：４．６ｍｍ、内
周面の幅Ｗ１２（リングの直径方向に対して直交する方
向の幅）：３．６ｍｍ、テーパ角度（θ１）：３０°で
ある。

【００３０】比較例１ブロンズ（４０重量％）、ＭｏＳ₂（２重量％）および
カーボン繊維（１重量％）を添加したＰＴＦＥを用い、
室温で素材（φ１１０ｍｍ×φ９５ｍｍ×^L１２０ｍ
ｍ）を成形し、規定温度で焼成したものを切削加工し
て、上記実施例１と同じ寸法の樹脂リングを作製した。

【００３１】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。

【００３２】１．高温耐久試験軸の外径（φ）が１００ｍｍ、ハウジングの内壁面にリ
ング状の窪み（幅５ｍｍ、深さ５ｍｍ）が設けられたス
イベルジョイントに、実施例１または比較例１で作成し
た樹脂リングと、図１に示す断面が矩形の弾性体リング
（材料：ニトリルゴム、外径（φ）：１１１．２ｍｍ、
内径（φ）：１０４．４ｍｍ）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

【００３３】２．実機耐久試験軸の外径（φ）が１００ｍｍ、ハウジングの内壁面にリ
ング状の窪み（幅５ｍｍ、深さ５ｍｍ）が設けられたス
イベルジョイントに、実施例１または比較例１で作成し
た樹脂リングと、図１に示す断面が矩形の弾性体リング
（材料：ニトリルゴム、径（φ）：１１１．２ｍｍ、内
径（φ）：１０４．４ｍｍ）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

【００３４】<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を
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。

【００３５】<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。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、軸と外装体間の隙間への高圧流体の浸入を防
止するタイプのシール材における、運動面に対して摺接
する側の樹脂リングを、１，９−ノナンジアミンとテレ
フタル酸を主成分とするポリアミドを主体に構成したこ
とにより、従来よりも長期に亘って良好なシール性能を
持続できるシール材を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシール材における樹脂リングと弾性体
リングの組み合わせの具体例を示す断面図である。

【図２】本発明のシール部材における樹脂リングと弾性
体リングの組み合わせの具体例を示す断面図である。

【図３】本発明のシール部材における樹脂リングと弾性
体リングの組み合わせの具体例を示す断面図である。

【図４】本発明のシール部材における樹脂リングと弾性
体リングの組み合わせの具体例を示す断面図である。

【図５】本発明のシール材をシリンダとピストン間のシ
ールに適用した例の要部断面図である。

【図６】本発明のシール部材における樹脂リングと弾性
体リングの組み合わせの具体例を示す断面図である。

【図７】耐久試験による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。

【図８】パワーショベルにおける通常のスイベルジョイ
ントの要部断面図である。

【図９】スイベルジョイントにおけるシール材（樹脂リ
ング）のはみだし現象の説明図である。

【符号の説明】

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弾性体リング１４樹脂リング１５ピストン１６シリンダー１７バックアップリング２０シール材

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｋ 7/02 Ｃ０８Ｋ 7/02 Ｃ０８Ｌ 27/12 Ｃ０８Ｌ 27/12 77/06 77/06 79/08 79/08 Ｚ 81/02 81/02 Ｆ１６Ｊ 15/16 Ｆ１６Ｊ 15/16 Ｅ 15/20 15/20 Ｆターム(参考） 3J043 AA11 AA15 BA08 CA01 CA03 CA05 CA08 CB13 DA02 4H017 AA04 AA20 AA39 AB12 AB14 AB17 AC16 AD01 AE05 4J001 DA01 DB01 DB02 DB03 DC14 DD07 DD13 EB04 EB05 EB06 EB07 EB08 EB09 EB14 EB34 EB37 EC03 EC05 EC06 EC07 EC08 EC09 EC14 EC44 EC45 EC46 EC47 EC48 EE27A EE44A FA01 JA20 JB21 4J002 BD122 CL031 CM042 CN012 DA016 DL006 FA046 GJ02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂リングと該樹脂リングの内周面若し
くは外周面のいずれか一方の側に配置される弾性体リン
グとからなり、高圧流体下で相対移動する軸と該軸を覆
う外装体のいずれか一方に形成された窪み内に、弾性体
リングを窪み底面側に、樹脂リングを窪み開口側に位置
させて、装着し、樹脂リングの内周面または外周面のい
ずれか一方を、軸の外周面または外装体の内壁面のいず
れか一方に押圧して、前記軸と外装体間をシールするシ
ール材であって、前記樹脂リングが、ジアミン成分の６
０〜１００モル％が１，９−ノナンジアミン、ジカルボ
ン酸成分の６０〜１００モル％がテレフタル酸であるポ
リアミドを主体としてなることを特徴とするシール材。
【請求項２】軸が、回転、往復および揺動のうちの少
なくとも１つの運動をするものである請求項１記載のシ
ール材。
【請求項３】軸と外装体が、スイベルジョイントの軸
と該軸を覆うハウジングであり、該ハウジングに設けら
れた窪み内に、弾性体リングを窪み底面側に、樹脂リン
グを窪み開口側に位置させて、装着して、樹脂リングの
内周面を軸の外周面に押圧してなるものである請求項１
記載のシール材。
【請求項４】ポリアミドの２５℃での圧縮強度（１０
％ひずみ時）が１００ＭＰａ以上であり、かつ、荷重変
形率が１．０％以下である請求項１〜３のいずれかに記
載のシール材。
【請求項５】樹脂リングが、前記ポリアミド１００重
量部当り１０〜４０重量部の充填材を含むものである請
求項１〜４のいずれかに記載のシール材。
【請求項６】充填材が、ガラス繊維、カーボン繊維、
フッ素樹脂微粉末、ポリフェニレンサルファイド樹脂微
粉末およびポリイミド樹脂微粉末からなる群から選ばれ
る少なくとも１種である請求項５記載のシール材。