JP2003021239A - シールリングの製造方法 - Google Patents

シールリングの製造方法

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JP2003021239A
JP2003021239A JP2001208809A JP2001208809A JP2003021239A JP 2003021239 A JP2003021239 A JP 2003021239A JP 2001208809 A JP2001208809 A JP 2001208809A JP 2001208809 A JP2001208809 A JP 2001208809A JP 2003021239 A JP2003021239 A JP 2003021239A
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Japan
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seal ring
creep
cut
manufacturing
product
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Yosuke Kondo
洋介 近藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 素材1Aを切削加工することにより製造され
るエンドレスタイプまたはストレートカットタイプの樹
脂製シールリングにおいて、シール特性についての経時
変化を抑えることができ、もってシール性を向上させる
ことが可能なシールリングの製造方法を提供する。 【解決手段】 素材1Aの外径寸法dと同一の内径寸
法dを有する拘束治具31によって素材1Aを拘束し
た状態で素材1Aに熱処理を施すことにより素材1Aを
クリープさせ、クリープ発生後に素材1Aを切削加工す
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、密封装置の一種で
あるシールリングに係り、更に詳しくは、樹脂製シール
リングの製造方法に関するものである。このシールリン
グは例えば、自動車の自動変速機における油圧装置にそ
の密封要素として用いられる。
【0002】
【従来の技術】従来から、図4に示すように、ハウジン
グ11の軸孔12に挿通される軸部材21の外径面21
aに設けた環状の装着溝22に装着され、ハウジング1
1の軸孔12の内径面12aおよび装着溝22の一方の
側壁22aに対して摺動自在に密接する樹脂製のシール
リング1が知られている。このシールリング1が密封対
象とする密封流体は例えば油圧系統の潤滑油であって、
自動車の変速機の場合はATFであり、シールリング1
はこの密封流体の圧力Pを受けてハウジング11の軸
孔12の内径面12aおよび装着溝22の一方の側壁2
2aに押し付けられる。
【0003】図5に示すように、シールリング1には、
無端状のエンドレスタイプ(同図A)、または装着性を
高めるために円周上の一箇所をカットしたストレートカ
ットタイプ(同図B、符号2がストレートカット部を示
している)、バイアスカットタイプ(同図C、符号3が
バイアスカット部を示している)もしくは特殊ステップ
カットタイプ(同図D、符号4が特殊ステップカット部
を示している)等の態様があり、これらのシールリング
1は、タイプ別に異なるシール特性を有している。
【0004】そして、このうちエンドレスタイプ(図5
A)のシールリング1およびストレートカットタイプ
(図5B)のシールリング1には高温時のシール性が優
れるという特性があるが、その一方で、この両タイプの
シールリング1には以下のような不都合がある。
【0005】すなわち、ハウジング11との熱膨張差に
より発生するシールリング1外径およびハウジング11
間の締め代によって比較的大きな押付け力が発生するこ
とから、シールリング1にクリープが発生し易く、この
クリープによってシール特性に影響を及ぼす変化が発生
する。例えばストレートカットタイプ(図5B)のシー
ルリング1においては、図6に示すようにハウジング1
1との熱膨張差により発生するシールリング1外径およ
びハウジング11間の締め代によって比較的大きな押付
け力Pが発生するために、シールリング1にクリープ
が発生し易く、このクリープによってカット部2の隙間
が大きくなるという変化が発生する。また、エンドレス
タイプ(図5A)のシールリング1においては、シール
リング1外径およびハウジング11間に隙間が発生する
という変化が発生する。したがって図7のグラフ図に示
すように、この両タイプのシールリング1にはシール特
性についての経時変化が大きいという不都合がある。
【0006】このため、従来は、クリープによる径寸法
変化が発生しないバイアスカットタイプ(図5C)のシ
ールリング1が多用されているが、このバイアスカット
タイプのシールリング1によると、ストレートカットタ
イプ(図5B)のシールリング1と比較して高温時のシ
ール性が劣ることから、使用機器によっては問題が生じ
ることがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑
みて、従来シール特性についての経時変化が大きかった
エンドレスタイプまたはストレートカットタイプの樹脂
製シールリングにおいてその経時変化を抑えることがで
き、もってそのシール性を向上させることができるシー
ルリングの製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項1によるシールリングの製造方法
は、素材を切削加工することにより製造されるエンドレ
スタイプまたはストレートカットタイプの樹脂製シール
リングの製造方法において、前記素材を拘束治具によっ
て拘束した状態で前記素材に熱処理を施すことにより前
記素材をクリープさせ、クリープ発生後に前記素材を切
削加工することを特徴とするものである。
【0009】また、本発明の請求項2によるシールリン
グの製造方法は、上記した請求項1のシールリングの製
造方法において、素材の外径寸法と同一の内径寸法を有
する拘束治具によって前記素材を拘束することを特徴と
するものである。
【0010】上記構成を備えた本発明の請求項1による
製造方法によると、切削加工時に既に素材がクリープし
ていることから、素材から切削したシールリングがクリ
ープするのを抑制することができ、よってシール特性に
ついての経時変化を低減させることが可能となる。
【0011】使用する拘束治具については、素材を拘束
することができれば特にその大きさを問わないが、請求
項2に記載したように、素材の外径寸法と同一の内径寸
法を有する拘束治具によって素材を拘束するようにする
と、効率良く素材をクリープさせることができる。
【0012】尚、本件出願には、以下の技術的事項が含
まれる。
【0013】すなわち、上記目的を達成するため、本件
出願が提案する一のシールリングの製造方法は、素材か
らの切削加工で製作されるストレートカット、エンドレ
スタイプの樹脂製シールリングに関し、加工前の素材を
素材外径と同一の内径を有する治具で拘束の上、高温下
で熱処理を施すことにより、素材と拘束治具の熱膨張の
差から締め代が発生し、素材自体がクリープするもので
ある。そして、この方法によると、既に素材がクリープ
していることから、素材から切削したシールリングのク
リープを抑制することができ、シール特性の経時変化を
低減させることが可能となる。
【0014】また、実施形態として、素材をクリープさ
せる方法には、以下のものが考えられる。
【0015】(1) 素材外径寸法と同一の内径寸法を
有する治具に素材を拘束し、高温下で放置する。 (2) PTFEなど焼結法を用いて製作される素材の
場合は、焼成前に治具で拘束の上焼成しても、焼成後に
治具拘束および熱処理をしても、何れでも良い。 (3) 素材と治具は熱膨張し、熱膨張の差から生じる
締め代により素材のクリープが発生する。 (4) 高温放置後、治具から取り出した素材で加工し
たストレートカット、エンドレスタイプのシールリング
は既にクリープしているため、使用時における製品のク
リープ量が低減する。 (5)そして上記構成によると、製品供試時に既にクリ
ープさせていることから素材クリープ無しの製品に対し
てクリープ量が低減し、結果としてシール性の経時変化
が少なくなり、安定したシール性を得ることが可能とな
る。
【0016】
【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施例を図面にし
たがって説明する。
【0017】当該実施例に係る製造方法は、上記図5B
に示したストレートカットタイプのシールリング1を製
造するものであって、以下の工程を有する点に特徴を有
している。
【0018】すなわち先ず、図1に示すように、炭素繊
維およびブロンズ粉を充填したポリテトラフルオロエチ
レン(PTFE)よりなり、かつ外径寸法dを55m
m、周長を172.79mmとした外径ストレートのシ
ールリング1の成形素材1Aと、この成形素材1Aより
も膨張係数の小さな材料よりなり、かつ成形素材1Aの
外径寸法dと同じ大きさの内径寸法dを有する内径
ストレートの拘束治具31とを用意し、成形素材1Aを
拘束治具31の内周に嵌め込んで拘束し、この状態で2
00℃の高温条件下で24時間放置する。次いで、放置
後、成形素材1Aを拘束治具31から取り出してこれに
切削加工を施し、製品形状に形成する(カット部2の形
成を含む)。
【0019】この方法によれば、放置されている間に成
形素材1Aが熱膨張し、拘束治具31との熱膨張差によ
って成形素材1Aに締め代Pが発生し、この締め代P
によって成形素材1Aにクリープが発生する。したが
って、切削加工時点では既に成形素材1Aにクリープが
発生していることから、成形素材1Aから切削したシー
ルリング1に新たにクリープが発生するのを抑制するこ
とができ、よってシール特性についての経時変化を低減
させることができる。
【0020】上記方法によって製造したシールリング1
をサンプルとして製品クリープ特性に関する比較試験
(オイル浸漬試験および高温放置試験)を行なったとこ
ろ、図2の表図に示す結果を得た。比較試験の内容は以
下のとおりである。
【0021】(1)試験サンプル 実施例品(素材クリープ有り) 材質:炭素繊維、ブロンズ粉充填PTFE カット仕様:ストレートカット 外径寸法:φ55mm(周長172.79mm) 素材クリープ条件:拘束治具内径φ55mm、拘束温度
200℃、拘束時間24h 比較例品(素材クリープ無し) 材質:炭素繊維、ブロンズ粉充填PTFE カット仕様:ストレートカット 外径寸法:φ55mm(周長172.79mm) 素材クリープ条件:切削加工前にクリープ発生させず
【0022】(2)試験条件 オイル浸漬試験 浸漬温度:165℃ 浸漬時間:48h 高温放置試験 浸漬温度:165℃ 浸漬時間:48h
【0023】上記オイル浸漬試験の結果は、比較例品の
製品周長変化が−0.66mm、製品周長変化率が−
0.38%であるのに対して、実施例品の製品周長変化
は−0.18mm、製品周長変化率は−0.10%であ
り、よって長さにして0.48mm、率にして0.28
%ほど周長変化を低減させることができた。また、上記
高温放置試験の結果は、比較例品の製品周長変化が−
0.76mm、製品周長変化率が−0.44%であるの
に対して、実施例品の製品周長変化は−0.29mm、
製品周長変化率は−0.17%であり、よって長さにし
て0.47mm、率にして0.27%ほど周長変化を低
減させることができた。
【0024】また併せて、製品シール特性に関する比較
試験を行なったところ、図3の表図に示す結果を得た。
比較試験の内容は以下のとおりである。
【0025】(1)試験サンプル 実施例品(素材クリープ有り(熱履歴有り)) 材質:炭素繊維、ブロンズ粉充填PTFE カット仕様:ストレートカット 外径寸法:φ55mm(周長172.79mm) 素材クリープ条件:拘束治具内径φ55mm、拘束温度
200℃、拘束時間24h 熱履歴:有り(使用済みサンプル(カット部のクリープ
有り)) 比較例品(素材クリープ無し(熱履歴有り)) 材質:炭素繊維、ブロンズ粉充填PTFE カット仕様:ストレートカット 外径寸法:φ55mm(周長172.79mm) 素材クリープ条件:切削加工前にクリープ発生させず 実施例品および比較例品とも上記(1)と同じ 熱履歴:有り(使用済みサンプル(カット部のクリープ
有り)) 比較基準品(素材クリープ無し(熱履歴無し)) 材質:炭素繊維、ブロンズ粉充填PTFE カット仕様:ストレートカット 外径寸法:φ55mm(周長172.79mm) 素材クリープ条件:切削加工前にクリープ発生させず 熱履歴:無し(製品としては未使用の状態(カット部の
クリープ無し))
【0026】(2)試験条件 圧力:2MPa 回転数:0rpm
【0027】上記サンプルおよび条件にしたがって温度
30℃における漏れ量を比較したところ、比較例品の漏
れ量が比較基準品の漏れ量に対して約300ccの増加
であるのに対して、実施例品の漏れ量は同じく比較基準
品の漏れ量に対して約80ccの増加であり、よって量
にして約220cc、率にして約73%ほど漏れ量を低
減させることができた。
【0028】
【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。
【0029】すなわち先ず、上記構成を備えた本発明の
請求項1によるシールリングの製造方法においては、素
材を切削加工することにより製造されるエンドレスタイ
プまたはストレートカットタイプの樹脂製シールリング
の製造方法において、素材を拘束治具によって拘束した
状態で素材に熱処理を施すことにより素材をクリープさ
せ、クリープ発生後に素材を切削加工するようにしたた
めに、切削加工時には既に素材がクリープしていること
になる。したがって、素材から切削したシールリングが
クリープするのを抑制することができ、よってシール特
性についての経時変化を低減させることができ、よって
シール性を向上させることができる。
【0030】またこれに加えて、上記構成を備えた本発
明の請求項2によるシールリップの製造方法において
は、素材の外径寸法と同一の内径寸法を有する拘束治具
によって素材を拘束するようにしたために、効率良く素
材をクリープさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る製造方法におけるクリー
プを発生させるための加工工程を示す説明図
【図2】製品クリープ特性に関する比較試験結果を示す
表図
【図3】製品シール特性に関する比較試験結果を示す表
【図4】一般的なシールリングの説明図であってシール
リングの装着状態を示す要部断面図
【図5】一般的なシールリングの説明図であって、同図
(A)はエンドレスタイプのシールリングの一部切欠し
た正面図と要部平面図、同図(B)はストレートカット
タイプのシールリングの一部切欠した正面図と要部平面
図、同図(C)はバイアスカットタイプのシールリング
の一部切欠した正面図と要部平面図、同図(D)は特殊
ステップカットタイプのシールリングの一部切欠した正
面図と要部平面図
【図6】ストレートカットタイプのシールリングにおけ
るクリープ発生メカニズムを示す説明図
【図7】タイプ別の製品シール特性を示すグラフ図
【符号の説明】
1 シールリング 1A 成形素材 2,3,4 カット部 11 ハウジング 12 軸孔 21 軸部材 22 装着溝 31 拘束治具

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 素材(1A)を切削加工することにより
    製造されるエンドレスタイプまたはストレートカットタ
    イプの樹脂製シールリング(1)の製造方法において、 前記素材(1A)を拘束治具(31)によって拘束した
    状態で前記素材(1A)に熱処理を施すことにより前記
    素材(1A)をクリープさせ、クリープ発生後に前記素
    材(1A)を切削加工することを特徴とするシールリン
    グの製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1のシールリングの製造方法にお
    いて、 素材(1A)の外径寸法(d)と同一の内径寸法(d
    )を有する拘束治具(31)によって前記素材(1
    A)を拘束することを特徴とするシールリングの製造方
    法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009257439A (ja) * 2008-04-15 2009-11-05 Nok Corp シールリング

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