JP2003166649A - コ字状シール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、回転軸と共に共回りする
ことを防止し、かつ、少ない工程により量産が容易で、
材料のロスが少なくかつコストが低く、かつ、耐熱性と
シール性に優れたコ字状シールを提供することである。 【解決手段】 凹溝４をもつポリアミド樹脂からなるコ
字状シールであって、前記凹溝４の底部４ａの両端のコ
ーナー部12，13の肉厚は、底壁１から先端部に向かった
内外リップ部６，７の肉厚Ｔ₆ ，Ｔ₇ よりも大きい。ま
た、外リップ部７の高さは、内リップ部６の高さよりも
大きく設定して、受圧面積は外リップ部７の方が大きく
なっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コ字状シールに係
り、特に、油、空圧機器、コンプレッサー、半導体機器
などにおいてゴム製シールが使用できないような高温
下、低温下、有機溶剤を含む各種薬品の存在下、又は、
高温蒸気の存在下などの過酷な条件において用いられる
コ字状シールに係り、特に、回転若しくは往復などの摺
動用シールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、空圧機器、コンプレッサー、
半導体機器などにおいて油圧シールとして断面Ｕ字状の
シールリングがある。かかるシール材料としては、耐薬
品性、耐熱性、低摩擦性、離型性などに優れているとい
う点から、フッ素樹脂の１種であるポリテトラフルオロ
エチレン（ＰＴＦＥ）が用いられている。

【０００３】例えば、ＰＴＦＥを用いた具体的な材料組
成としては、引張り強さや伸びの低下を少なくしつつ、
耐クリープ性を改善した、ＰＦＡ変性ＰＴＦＥ、硬銅合
金粉末、ガラス繊維からなるフッ素樹脂系シール材（特
開平９−３２４０９１）、耐クリープ性や寸法安定性の
改善を図った、四フッ化エチレン樹脂、反応性のメチロ
ール基を含有するプレポリマーの硬化によりなるフェノ
ール樹脂が配合された四フッ化エチレン樹脂系シール材
（特開平１１−８０４８１）が知られている。

【０００４】しかし、ＰＴＦＥ自体溶融粘度が高いた
め、射出成形などの溶融加工によって加工することは困
難であり、予備成形、焼成および旋盤およびフライス盤
などの機械による加工といった多くの工程を経なければ
所望のシール製品を製造することができない。即ち、Ｐ
ＴＦＥをシールリングの材料として用いる場合、製造工
程が多く量産が容易ではなく、また、機械による加工の
ために材料のロスが多くコスト高につながるという問題
がある。

【０００５】このため、少ない工程でも量産が容易で、
かつ材料のロスを低減する目的で、断面形状Ｕ字状の溝
をもつ溶融フッ素樹脂からなるシールリングであって、
該溝の２つの上端部のうちの少なくとも１つの上端部
に、前記溝の内側に向かって、かつシールリングの円周
方向に沿って張出部が設けられてなるＰＴＦＥ系シール
リングがある（特開平１１−１０８１９３）。

【０００６】しかしながら、上記のシール形状であって
も、溶融フッ素樹脂自体の特性から溶融粘度が高く、成
形性、寸法安定性が悪く、成形時に腐食性ガスが発生す
るため特殊仕様の成形機が必要であり、また材料コスト
面でも高価な材料であり安価に製造することはできない
という問題が依然あった。

【０００７】そこで、本発明者等は、他の材質としてポ
リアミド樹脂に着目して、これについて試作品を作製
し、実験を繰返したが、コンプレッサー用シールとして
は、冷凍機油中の水分を吸う吸水率の高さに問題がある
ことを、発見した。あるいは、シールの断面形状───
特に底壁部の形状や肉厚寸法───によって、割れ（亀
裂）等の問題が発生することを、試行錯誤の後に見出し
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、量産
が容易で材料のロスが少なく、かつ耐熱性に優れたコ字
状シールを提供することを目的とする。かつ、特にコン
プレッサーにも使用可能であって、コ字状シールの底壁
部の割れ（亀裂）が発生し難く、耐久性に優れたシール
を提供することを、他の目的とする。さらに、回転軸シ
ールとして、共回りを防止したシールを提供することを
さらなる目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明に係るコ
字状シールは、被装着用凹周溝に装着されて、内リップ
部が回転軸に摺接する、底壁と上記内リップ部と外リッ
プ部とから成るコ字状シールに於て、零受圧時に、該外
リップ部が上記凹周溝の内周面に圧接する圧着力が、上
記回転軸に圧接する上記内リップ部の圧着力よりも、大
きくなるように、上記外リップ部の外径方向への緊迫力
を、内リップ部の内径方向への緊迫力よりも、大に設定
した。また、被装着用凹周溝に装着されて、内リップ部
が回転軸に摺接する、底壁と上記内リップ部と外リップ
部とから成るコ字状シールに於て、受圧時に、該外リッ
プ部が上記凹周溝の内周面に圧接する圧着力が、上記回
転軸に圧接する上記内リップ部の圧着力よりも、大きく
なるように、上記外リップ部の受圧面積を、内リップ部
の受圧面積よりも、大に設定した。また、上記底壁の背
面が上記凹周溝の内端面に密着する平坦面に形成され、
かつ、上記底壁の両端コーナー部の外面角部を各々直角
として、内面・外面に各々上記背面側から所定高さｈ
₃ ，ｈ₄ のストレート部を形成し、各ストレート部の終
端から勾配部を形成して、内リップ部と外リップ部が相
互に先端が離れる方向へ傾斜して突設されたコ字状であ
って、上記外面のストレート部の高さｈ₄ が上記内面の
ストレート部の高さｈ₃ よりも大きく設定された。ま
た、外リップ部の肉厚Ｔ₇ を、内リップ部の肉厚Ｔ₆ よ
りも大きく設定した。また、底壁と内外リップ部によっ
て形成された凹溝の底部から、外リップ部の先端までの
高さを、内リップ部の先端までの高さよりも、大きく設
定して、外リップ部の受圧面積を、内リップ部の受圧面
積よりも、大に設定した。また、底壁の背面から、外リ
ップ部の先端までの高さｈ₂ を、内リップ部の先端まで
の高さｈ₁ よりも、大きく設定して、外リップ部の受圧
面積を、内リップ部の受圧面積よりも、大に設定した。
また、回転軸の外径をＤ₁₁とし、内面ストレート部の内
径をＤ₁₆としたとき、0.1mm ＜（Ｄ₁₆−Ｄ₁₁）＜0.5mm
なる式が成立するように上記外径と内径を設定した。ま
た、底壁の両端コーナー部の肉厚を、内リップ部・外リ
ップ部の肉厚よりも大きく設定した。さらには、勾配部
の傾斜角度α，βを、各々、５°〜20°に設定した。そ
して、材質がポリアミド樹脂である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図示の実施の形態に基づき
本発明を詳説する。

【００１１】図１は、発明に係るコ字状シールの実施の
一形態を示す断面図、図２はその拡大図、図３は使用状
態説明図である。この図１と図２と図３に於て、このシ
ールＳは、断面形状がコの字状を成すように、底壁１
と、該底壁１から略ハの字に延伸状に連設された内リッ
プ部６・外リップ部７と、から成っている。

【００１２】さらに具体的に説明すれば、このシールＳ
は、図３に示すように、ハウジングやケーシングやヘッ
ド等の取付部材８の孔部９に形成した被装着用凹周溝10
に、嵌着（装着）され、内リップ部は回転軸11の外周面
に摺接する。なお、図３に於て、シールＳは自由状態を
実線にて示し、凹周溝10と回転軸11は、寸法と相対的位
置関係を示すために２点鎖線にて、図示した。

【００１３】そして、内リップ部６と底壁１と外リップ
部７によって、（Ｕ谷状の）凹溝４が形成され、この凹
溝４側───図３の上方側───が高圧側（密封流体収
納室側）に、相当する。他方、底壁１の背面１ａ側──
─図３の下方側───が大気側又は低圧側に相当し、こ
の底壁１の背面１ａは、取付部材８の被装着用凹周溝10
の低圧側（大気側）内端面10ａに密着しうる形状───
即ち平坦面───に形成されている。

【００１４】さらに、この底壁１の内径・外径側の両端
コーナー部12, 13の外面角部は、各々直角である。図２
に示す如く、底壁１の両端コーナー部12, 13の肉厚を各
々、Ｔ₁₂，Ｔ₁₃とし、かつ、内リップ部６，外リップ部
７の肉厚を各々、Ｔ₆ ，Ｔ₇とし、底壁１の肉厚をＴ₁
とすると、Ｔ₁₂＞Ｔ₆ ，Ｔ₁₂＞Ｔ₇ ，Ｔ₁₃＞Ｔ₆ ，Ｔ ₁₃
＞Ｔ₇ ，かつ，Ｔ₁ ＞Ｔ₆ ，Ｔ₁ ＞Ｔ₇ のように、設定
する。言い換えると、凹溝４の底部４ａに対応する底壁
１の両端コーナー部12, 13の肉厚Ｔ₁₂，Ｔ₁₃は、底壁１
から凹溝４の開口方向へ延伸状の内リップ部６・外リッ
プ部７の肉厚Ｔ ₆ ，Ｔ₇ よりも、大に設定され、補強厚
肉部を備えている。なお、Ｔ₇ ＝Ｔ₆ とした場合を、図
１〜図３では、例示しているが、後述のように、外リッ
プ部７の圧着力（反発力）を小リップ部６の圧着力（反
発力）よりも、大きく設定するために、Ｔ₇ ＞Ｔ₆ とす
るのが望ましい。このように、Ｔ₇ ＞Ｔ₆ とすれば、外
リップ部７の外径方向への緊迫力を簡単に増大でき、共
回りを防止する上で有効である。

【００１５】底壁１の肉厚Ｔ₁ を、内リップ部６・外リ
ップ部７の肉厚Ｔ₆ ，Ｔ₇ よりも大に設定したことによ
り、コーナー部12, 13の肉厚Ｔ₁₂，Ｔ₁₃を十分に大きく
形成可能となり、受圧時に内外リップ部６，７がコーナ
ー部12, 13を中心として───つけ根として───変形
して、割れや亀裂が発生することを、有効に防止でき
る。

【００１６】なお、図４に示した他の実施の形態では、
Ｔ₁ ＝Ｔ₆ ＝Ｔ₇ のように、肉厚を設定している。この
ときも、コーナー部12, 13の肉厚Ｔ₁₂，Ｔ₁₃を、内外リ
ップ部６，７の肉厚Ｔ₆ ，Ｔ₇ よりも、大に設定してい
るのは、図１〜図３と同様である。

【００１７】次に、図１〜図３又は図４に於て、前述の
如く、両端コーナー部12, 13の外面角部は、各々直角
（90°）に形成したが、これに伴って、内周面14の低圧
（大気）寄り、及び、外周面15の低圧（大気）寄りに、
軸心Ｌ₀ と平行なストレート部（平行部）16, 17を各々
形成し、このストレート部（平行部）16, 17の端部（終
点）から、軸心Ｌ₀ に対して、各々の傾斜角度α，βが
５°〜20°の勾配部18，19を形成して、内リップ部６の
内周面、及び、外リップ部７の外周面を、折曲線状に形
成している。そして、凹溝４の内面に、この勾配部18,
19に各々平行な勾配部21, 22を設けて、前記肉厚Ｔ₆ ，
Ｔ₇ を略一定に形成している。また、内外リップ部６，
７の受圧側端面（リップ先端面）６ａ，７ａは背面１ａ
と平行───即ち、軸心Ｌ₀ と直交平面状───に、形
成されている。

【００１８】図２で明らかな如く、内リップ部６の背面
１ａからの高さをｈ₁ ，外リップ部７の背面１ａからの
高さをｈ₂ ，ストレート部16, 17の各々の背面１ａから
の高さ（長さ寸法）をｈ₃ ，ｈ₄ とすると、ｈ₂ ＞ｈ
₁ ，かつ，ｈ₄ ＞ｈ₃ ＞ 1/3ｈ ₁ のように設定する。ま
た、ストレート部16の内径をＤ₁₆とし、回転軸11の外径
をＤ₁₁とすると、 0.1mm＜（Ｄ₁₆−Ｄ₁₁）＜ 0.5mmに設
定し、図３に示した隙間23へシールＳの（内）コーナー
部12の変形（かみ込み）を防止する。

【００１９】ｈ₂ ＞ｈ₁ とすること───即ち、凹溝４
の底部４ａから、外リップ部７の先端までの高さを、底
部４ａから内リップ部６の先端までの高さよりも、大き
く設定すること───により、外リップ部７の（凹溝４
側）受圧面積を、内リップ部６の（凹溝４側の）受圧面
積よりも、大きくして、（図３に示した）凹周溝10の内
周面10ｂへの外リップ部７の圧着力（圧接力）を、回転
軸11の外周面への内リップ部６の圧着力（圧接力）より
も、大きくなるように設定し、もって、回転軸11の回転
に伴ってシールＳが共回りする問題を、有効に防止して
いる。

【００２０】しかも、ｈ₃ ＜ｈ₄ とすることにより、外
リップ部７の外径方向への弾発力を増加させて、一層、
上記の共回りする問題を、防止している。この際、（図
示省略したが）Ｔ₇ ＞Ｔ₆ とすれば、さらに外リップ部
７の外径方向への弾発力を増加させて共回りする問題
を、一層防止できる効果が期待できる。

【００２１】上述の５°≦α≦20°、かつ、５°≦β≦
20°のように設定した理由は、下限値未満では、満足す
る張り代（しめ代）が得られず密封性に不安が生じ、逆
に、上限値を越すと、装着時の変形が過大となり、クリ
ープや割れを発生する。

【００２２】ところで、底壁１の両端コーナー部12, 13
の肉厚Ｔ₁₂，Ｔ₁₃は、内外リップ部６，７の肉厚Ｔ₆ ，
Ｔ₇ のいずれかよりも、大きいことは、既に述べたが、
Ｔ₁₂，Ｔ₁₃はＴ₆ ，Ｔ₇ の 1.1倍〜２倍に設定され、好
ましくは、 1.3倍〜２倍に設定する。

【００２３】ところで、そのような形状・寸法をした本
発明に係るシールＳの材質としては、ポリアミド樹脂を
用いる。これによって、コ字状シールを射出成形などに
て溶融加工することができる。即ち、従来のＰＴＦＥ材
からなるコ字状シールでは、材料コスト、及び製造容易
性の点からコ字状シールの溝の底部の両端コーナー部の
肉厚は、溝底部から先端部に向かったリップ部の肉厚は
同じであった。従来のコ字状シールに対して本発明に使
用するポリアミド樹脂をそのまま適用する（図６参照）
と、加圧時にコ字状シールの底壁の両端コーナー部が図
７の点線のように変形して割れる場合があるため、本発
明では、図１〜図４で詳述した構成にて、防止できた。

【００２４】例えば、本発明のシールＳでは、底壁１の
背面１ａが平坦面（平面状）であるので、取付部材８の
凹周溝10の（軸心Ｌ₀ と直交方向の）内端面10ａに、密
に当接して、内外リップ部６，７のように大きく変形せ
ず、これによって、シール性能，耐久性を向上させるこ
とができる。また、コーナー部12, 13の外面角部が直角
であることによって、凹周溝10の隅部に合致し、効果的
なシール性，耐久性を得ることができる。

【００２５】本発明において用いることのできるポリア
ミド樹脂は、射出成形などの溶融加工が可能な融点を有
しており、好ましくは 250℃〜 350℃の融点を有してい
る。特に好ましいのは、融点が 300℃〜 315℃のもので
ある。

【００２６】かかるポリアミド樹脂としては、公知のも
のが使用でき、例えば、本発明におけるポリアミド樹脂
とは、分子中に酸アミド結合（−ＣＯＮＨ−）を有する
ものであり、具体的には、ε−カプロラクタム、６−ア
ミノカプロン酸、ω−エナントラクタム、７−アミノヘ
プタン酸、11−アミノウンデカン酸、９−アミノノナン
酸、α−ピロリドン、α−ピペリドンなどから得られる
重合体または共重合体：ヘキサメチレンジアミン、ノナ
メチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカ
メチレンジアミン、メタキシリレンジアミンなどのジア
ミンとテレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、セバ
シン酸などのジカルボン酸とを重縮合して得られる重合
体または共重合体もしくはこれらのブレンド物等を例示
することができるが、これらに限定されるものではな
い。

【００２７】ポリアミド樹脂の例には、ポリヘキサメチ
レンアジパミド（ナイロン66）、ポリヘキサメチレンア
ゼラミド（ナイロン69）、ポリヘキサメチレンセバサミ
ド（ナイロン610 ）、及びポリヘキサメチレンドデカノ
アミド（ナイロン612 ）、ポリービスー（ｐ−アミノシ
クロヘキシル）メタンドデカノアミド、ポリテトラメチ
レンアジパミド（ナイロン46）またはラクタムの環開裂
により生じるポリアミド；即ちポリカプロラクタム（ナ
イロン６）、及びポリラウリルラクタムが含まれる。ま
た上記の重合体を製造する際に使用される少なくとも２
種のアミンまたは酸の重合により製造されるポリアミ
ド、例えばアジピン酸、セバシン酸、及びヘキサメチレ
ンジアミンから製造される重合体を用いることができ
る。ナイロン66及びナイロン６の配合物の如きポリアミ
ドの配合物にはナイロン66／６の如き共重合体が含まれ
る。

【００２８】特に好ましいポリアミド樹脂は、ジカルボ
ン酸成分の60〜 100モル％がテレフタル酸であるジカル
ボン酸成分と、ジアミン成分の60〜 100モル％が 1,9−
ノナンジアミンであるジアミン成分とからなり、濃硫酸
中30℃で測定した〔ｎ〕が 0.4〜 3.0dl／ｇであるポリ
アミド樹脂である。用いられるジカルボン酸成分のう
ち、テレフタル酸成分が60モル％以上であり、好ましく
は75モル％以上、より好ましくは90モル％以上である。
テレフタル酸成分が60モル％未満の場合には、得られる
ポリアミドの耐熱性、耐薬品性、耐磨耗性などの諸物性
が低下する傾向にある。

【００２９】テレフタル酸成分以外の他のジカルボン酸
成分としては、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、あるいはこれ
らの任意の混合物を挙げることができる。これらのうち
芳香族ジカルボン酸が好ましく使用される。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
価カルボン酸を溶融成形が可能な範囲内で用いることも
できる。

【００３０】本発明のポリアミド樹脂に用いられるジア
ミン成分としては、 1,9−ノナンジアミン成分が60モル
％以上であり、好ましくは75モル％以上、より好ましく
は90モル％以上である。ジアミン成分の組成がこの範囲
であれば、得られるポリアミドの耐熱性、成形性、耐薬
品性、低吸水性、軽量性、力学特性、摺動特性のいずれ
にも優れるので好ましい。

【００３１】さらに詳しく説明すれば、融点が 300℃〜
315℃のノナンジアミン−テレフタル酸共重合体から成
るポリアミド樹脂が特に望ましく、株式会社クラレから
“ＰＡ９Ｔ”として販売されており、公称融点は約 308
℃である。この“ＰＡ９Ｔ”が望ましい理由は、以下の
通りである。 コンプレッサ用として本発明シールＳを用いた場
合、吸水率が低く、コンプレッサ内への水分混入を防止
できる。 耐熱性に優れている。つまり、融点が 300℃〜 315
℃と高く、荷重変形温度（4.6kgf／cm² ）は 263℃であ
る。従って、シールＳとして、高温時の変形が小さく、
内外リップ部６，７のシール面の緊迫幅を保つことがで
きる。 強靱性に優れている。つまり、アイゾット衝撃強度
が 7.9kg・cm／cmと大きく、これにより凹周溝10への装
着時や、圧力変動による（圧力）衝撃等で割れることが
防止できる。 寸法安定性に優れている。即ち、吸水率が低いた
め、吸水による寸法変化が小さく、また、加熱時の寸法
変化が小さい（熱膨張率が低い）ため、シール面での内
外リップ部６，７のつぶし代が安定しており、均一なシ
ール面圧が得られ、シール性が向上する。 耐油・耐薬品性に優れている。さらに、長期間、高
温で冷媒や冷凍機油等と接触しても、劣化し難い。

【００３２】1,9−ノナンジアミン成分以外の他のジア
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、 1,8−オクタンジアミン、1,10−デカンジアミン、
1,12−ドデカンジアミン、３−メチル− 1,5−ペンタン
ジアミン、 2,2,4−トリメチル− 1,6−ヘキサンジアミ
ン、 2,4,4−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メタン、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、あるいはこれらの任意の混合物を挙げ
ることができる。なかでも２−メチル− 1,8−オクタン
ジアミンが好ましい。

【００３３】本発明のポリアミド樹脂は、好ましくはそ
の分子鎖の末端基の10％以上、より好ましくは40％以
上、さらに好ましくは70％以上が、モノカルボン酸やモ
ノアミンなど、ポリアミド末端のアミノ基またはカルボ
キシル基と反応性を有する単官能性の化合物である末端
封止剤により封止されていることが望ましい。末端封止
を行うことによって、溶融安定性、耐熱水性などの性能
がさらに優れた成形材料を得ることができる。

【００３４】なお、本発明で使用するポリアミド樹脂に
は、本発明の目的を損なわない程度に公知の配合材、例
えばガラス繊維、グラファイト等の補強材、潤滑剤、酸
化防止剤、加工助剤等を添加してもよい。

【００３５】本発明におけるコ字状シールは、射出成
形、圧縮成形、押出成形等の公知の方法によって成形す
ればよいが、製造容易な点から射出成形による方法が好
ましい。

【００３６】以下に、発明の実施例、比較例について説
明する。ポリアミド樹脂として、ノナンジアミン−テレ
フタル酸共重合体（前述の株式会社クラレ製ＰＡ９Ｔ）
をノズル温度を 320℃〜 340℃、シリンダー温度を前部
が 290℃〜 330℃、中央部が280℃〜 320℃、後部が 27
0℃〜 310℃とし、金型温度を 100℃〜 140℃とした条
件で射出成型を行い、幅10mm、長さ 100mm、厚さ３mmｎ
ｏ板材を射出成型し、これから厚さ 2.8mm、直径 6.2mm
の試験片、及び、図１〜図３に示した形状のコ字状シー
ルＳを作製した。

【００３７】なお、各種の特性試験については以下の方
法により測定した。 (1) 引張強さ ＡＳＴＭ Ｄ１４５７に基づき、引張強さを測定した。 (2) 圧縮強さ（10％ひずみ） ＡＳＴＭ Ｄ６９５に基づき、圧縮強さ（10％ひずみ）
を測定した。 (3) 荷重変形率 ＡＳＴＭ Ｄ６２１に基づき、１４Ｐａ×２４時間の条
件にて荷重変形率を測定した。 (4) 摩耗係数 上記試験片につき摩耗係数を測定した。なお、摩耗係数
の測定は、相手材としてＪＩＳ Ｇ５５０１で定義され
る。ＦＣ２００を用い、圧力Ｐ＝ 1.5ＭＰａ、速度Ｖ＝
３１０ｍ／min 、試験時間７２時間で冷凍機油潤滑下、
90℃で回転動摩耗試験機にて行った。 (5) 摩耗量 上記 (4)と同条件で、試験片を７２時間の摩耗した後の
摩耗量を測定した。

【００３８】(6) ベンチ耐久試験 上記作製のコ字状のシールについて、ベンチ耐久試験を
行った。なお、試験条件は、以下の通りである。 試験圧力： 1.5ＭＰａ 回転数：５５００r.p.m. 使用油：冷凍機油 油温度：90℃ 試験時間：２００時間

【００３９】次に比較例として、カーボン繊維10重量％
配合のＰＴＦＥ樹脂組成物についても実施例と同様に試
験片、同一形状・寸法のコ字状シールを作製して試験を
行った。その結果を実施例と共に表１に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】上記表１から、本発明の実施品（実施例）
は、優れたシール性と耐久性を発揮していることが分か
る。

【００４２】次に、図５〜図９に複数の比較例を示す。
これ等の比較例と対比しながら、図１〜図３及び図４に
示した本発明のコ字状シールＳの作用効果と利点に関し
て、説明すると、まず、図５〜図９の材質は、本発明の
上述の実施品（実施例）と同じ“ＰＡ９Ｔ”を用いる
が、図５の比較例では、底壁28の肉厚を内リップ部26と
外リップ部27と同じとし、かつ、両端コーナー部29, 30
の肉厚も同じとした形状である。

【００４３】図５の比較例のシールＳ₅ では、凹周溝へ
の装着時及び加圧（受圧）時の変形によって、両端コー
ナー部29, 30に割れ（亀裂）を発生する。これに対し、
本発明の実施品（実施例）では、Ｔ₁₂＞Ｔ₆ ，Ｔ₁₂＞Ｔ
₇ ，Ｔ₁₃＞Ｔ₆ ，Ｔ₁₃＞Ｔ₇ （図２参照）としたことに
より、コーナー部12, 13の強度が十分大であって、割れ
（亀裂）は発生しない。

【００４４】次に、図６の比較例のシールＳ₆ では、断
面形状が弯曲Ｕ字状（丸味のあるカップ形）であり、肉
厚を均一に設定したシールである。この図６の比較例の
ものは、図７に示す如く凹周溝10内へ装着すると、実線
で示した自由状態から１点鎖線の状態───零受圧時─
──となって凹周溝10の内端面10ａに底壁31が局部的
（部分的）に接触する。（つまり、図３に示した本発明
の実施例のように内端面10ａに全面的に密着しない。）

【００４５】この図７の１点鎖線の状態から、圧力が上
昇（受圧時）すると、破線の如く、コーナー部29, 30が
（凹周溝10の形状に合致すべく）大きく変形する。この
ような大きな変形により、（ポリアミド樹脂から成る）
シールＳ₆ は、割れ（亀裂）Ｚを生ずる（図６参照）。

【００４６】これに対し、本発明の実施品（実施例）で
は、底壁１の背面１ａが凹周溝10の内端面10ａに低圧状
態から密着し、かつ、両端コーナー部12, 13は直角を成
し、凹周溝10の隅部の形状に予め合致しているので、圧
力が上昇（加圧）しても、僅んで、底壁１の変形が発生
せず、図６と図７のシールＳ₆ のような割れ（亀裂）Ｚ
を生じない。

【００４７】次に、図８に示した比較例のシールＳ₈
は、図６と図７で説明したシールＳ₆の割れＺの発生を
防止するために、肉厚を均等に増加したものであるが、
ポリアミド樹脂製では、剛性が過大となって凹周溝への
装着が至難となるという問題、及び、（仮に装着できた
としても）リップ面圧が高くなり過ぎて、回転軸との摺
動抵抗が過大となるという問題がある。

【００４８】これに対し、本発明の実施例では、肉厚の
分布を巧妙に配慮して、凹周溝10への装着も容易であ
り、かつ、内外リップ部６，７の面圧も適当な値とする
ことができ、回転軸11との摺動抵抗も小さいという利点
がある。

【００４９】次に、図９の比較例に示すようなシールＳ
₉ では、内外シールリップ部33, 34の形状が中間で最大
肉厚となるように、中間山部35, 36が凹溝37と反対側
に、各々形成されている。また、凹溝37を形成する内面
38, 39も軸心と平行である。このような形状とすると、
射出成形の金型が複雑化し、かつ、成形品の取出しも難
しくなって、成形性が悪いという問題がある。

【００５０】これに対して、本発明の実施例では、成形
性にも優れ、安価に大量生産も実現できるという利点が
ある。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、上述の構成により、次
のような効果を奏する。 （請求項１によれば、）低圧でのシールＳの共回りを防
止できると共に、中圧〜高圧時にも、基本的に、外リッ
プ部７の凹周溝10の内周面10ｂへの圧着力を増加させる
ことによって、シールＳの共回りを有効に防止できる。 （請求項２によれば、）受圧（加圧）状態でのシールＳ
の共回りを確実に防止できて、凹溝10の内周面10ｂとの
摺動による異常摩耗を防止できる。

【００５２】（請求項３によれば、）ｈ₄ ＞ｈ₃ とする
ことによって、外リップ部７の外径方向への緊迫力を十
分増大できて、シールＳの共回りを防止できる有効な手
段となる。また、底壁１が内端面10ａに常に安定姿勢で
接触して、低圧〜高圧の圧力変動時にも、（図７で述べ
たような変形を発生せず、）割れへ亀裂を生じない。か
つ、シール性も常に安定して発揮できる。また、コーナ
ー部12，13が直角であるので、凹周溝10の隅部の直角形
状に的確に対応して、圧力変動等による上記割れや亀裂
を、一層確実に防止できる。

【００５３】（請求項４によれば、）図３に示した隙間
23へ、シールＳの一部が変形して喰み込むことを、防止
できる。0.1mm 未満であると、回転軸11にストレート部
16が摺接する虞があり、また、内リップ部６の傾斜角度
αを選定し難くなる。 （請求項５によれば、）両端コーナー部12，13の割れを
防ぐように十分に補強ができる。 （請求項６によれば、）射出成形などの溶融加工にて、
少ない工程で材料ロスを生ずることなく、低コストで量
産できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す要部断面図であ
る。

【図２】図１の拡大図である。

【図３】使用状態を説明するための部分断面説明図であ
る。

【図４】他の実施の形態を示す要部断面図である。

【図５】比較例のシールＳ₅ を示す断面図である。

【図６】比較例のシールＳ₆ を示す断面図である。

【図７】比較例のシールＳ₆ を示す断面図である。

【図８】比較例のシールＳ₈ を示す断面図である。

【図９】比較例のシールＳ₉ を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 底壁 ４ 凹溝 ４ａ 底部 ６ 内リップ部 ７ 外リップ部 10 凹周溝 10ａ 内端面 11 回転軸 12, 13 コーナー部 16，17 ストレート部 Ｔ₁ ，Ｔ₆ ，Ｔ₇ ，Ｔ₁₂，Ｔ₁₃ 肉厚 Ｓ シール α，β 傾斜角度 ｈ₁ ，ｈ₂ ，ｈ₃ ，ｈ₄ 高さ Ｄ₁₁ 外径 Ｄ₁₆ 内径

フロントページの続き (72)発明者 青柴 浩史 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 (72)発明者 萩原 祥司 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） 3J006 AE15 AE41 CA03

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被装着用凹周溝に装着されて、内リップ
   部が回転軸に摺接する、底壁と上記内リップ部と外リッ
   プ部とから成るコ字状シールに於て、零受圧時に、該外
   リップ部が上記凹周溝の内周面に圧接する圧着力が、上
   記回転軸に圧接する上記内リップ部の圧着力よりも、大
   きくなるように、上記外リップ部の外径方向への緊迫力
   を、内リップ部の内径方向への緊迫力よりも、大に設定
   したことを特徴とするコ字状シール。
2. 【請求項２】 被装着用凹周溝に装着されて、内リップ
   部が回転軸に摺接する、底壁と上記内リップ部と外リッ
   プ部とから成るコ字状シールに於て、受圧時に、該外リ
   ップ部が上記凹周溝の内周面に圧接する圧着力が、上記
   回転軸に圧接する上記内リップ部の圧着力よりも、大き
   くなるように、上記外リップ部の受圧面積を、内リップ
   部の受圧面積よりも、大に設定したことを特徴とするコ
   字状シール。
3. 【請求項３】 上記底壁の背面が上記凹周溝の内端面に
   密着する平坦面に形成され、かつ、上記底壁の両端コー
   ナー部の外面角部を各々直角として、内面・外面に各々
   上記背面側から所定高さｈ₃ ，ｈ₄ のストレート部を形
   成し、各ストレート部の終端から勾配部を形成して、内
   リップ部と外リップ部が相互に先端が離れる方向へ傾斜
   して突設されたコ字状であって、上記外面のストレート
   部の高さｈ₄ が上記内面のストレート部の高さｈ₃ より
   も大きく設定された請求項１記載のコ字状シール。
4. 【請求項４】 回転軸の外径をＤ₁₁とし、内面ストレー
   ト部の内径をＤ₁₆としたとき、0.1mm ＜（Ｄ₁₆−Ｄ₁₁）
   ＜0.5mm なる式が成立するように上記外径と内径を設定
   した請求項３記載のコ字状シール。
5. 【請求項５】 底壁の両端コーナー部の肉厚を、内リッ
   プ部・外リップ部の肉厚よりも大きく設定した請求項
   １，２，３又は４記載のコ字状シール。
6. 【請求項６】 材質がポリアミド樹脂である請求項１，
   ２，３，４又は５記載のコ字状シール。