JP2010209925A - シールリング - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＴＦＥの削り出し加工によって製作されるシールリングにおいて摺動面の表面粗さを低減し、軸との微小隙間を低減し、隙間漏れを抑制し、もって密封性を向上させる。
【解決手段】ＰＴＦＥの削り出し加工によって製作されるシールリングであって、当該シールリングは軸としめしろをもって往復動可能に密接する摺動面を有し、前記摺動面に別途ＰＴＦＥよりなるコート層が前記摺動面の表面粗さを埋める程度に薄くコーティングされることにより前記摺動面が平滑化されている。ＰＴＦＥよりなるコート層コーティング前の摺動面の表面粗さは１０μｍよりも大きく、コーティング後の摺動面の表面粗さは１０μｍ以下とされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、密封技術に係るシールリングに係り、特に往復動シールの構成要素として用いられるシールリングに関する。本発明のシールリングは油圧機器の全般に広く用いられる。

従来から図３（Ａ）に示す往復動シール１が知られており、この往復動シール１は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）よりなるシールリング２とゴム状弾性体よりなるＯリング３とを有し、ハウジング２１内周側の溝２２内に装着され、シールリング２は軸２３としめしろをもって密接し、これにより軸２３の停止時および軸２３の往復動時に密封対象液（オイル、燃料油など）を密封している。密封対象液側には圧力Ｐが発生する。

上記ＰＴＦＥよりなるシールリング２はその形状を削り出し加工によって製作されるが、図３（Ｂ）に拡大して示すように加工部（軸２３との摺動部）は表面粗さが大きく、使用初期では軸２３との間に微小な隙間ｃを生じ、密封対象液側に圧力Ｐが発生したときに隙間漏れが発生し、これが密封性低下の要因となっている。削り出し加工部の表面粗さは加工方法にもよるが一般に、１０μｍよりも大きく４０μｍ程度である。

尚、上記以外の従来技術として、ゴム状弾性体製のシールリップの表面にＰＴＦＥ層を設けた技術が散見されるが、これは「ゴム＋ＰＴＦＥ層」の組み合わせであって、本発明のように「削り出し加工ＰＴＦＥシールリング＋ＰＴＦＥコート層」の組み合わせは見当たらない。

特開２００５−２３７９１号公報（図６〜７）

本発明は以上の点に鑑みて、ＰＴＦＥの削り出し加工によって製作されるシールリングにおいてその摺動面の表面粗さを低減し、軸との微小隙間を低減し、隙間漏れを抑制し、もって密封性を向上させることができるシールリングを提供することを目的とする。

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は、ＰＴＦＥの削り出し加工によって製作されるシールリングであって、当該シールリングは軸としめしろをもって往復動可能に密接する摺動面を有し、前記摺動面に別途ＰＴＦＥよりなるコート層が前記摺動面の表面粗さを埋める程度に薄くコーティングされることにより前記摺動面が平滑化されていることを特徴とする。

また、本発明の請求項２によるシールリングは、上記した請求項１記載のシールリングにおいて、ＰＴＦＥよりなるコート層コーティング前の摺動面の表面粗さは１０μｍよりも大きく、コーティング後の摺動面の表面粗さは１０μｍ以下とされていることを特徴とする。

上記構成を有する本発明において、ＰＴＦＥの削り出し加工によって製作されるシールリングは軸としめしろをもって往復動可能に密接する摺動面を有するものとされ、このようにしめしろを設定されるＰＴＦＥシールリングの摺動面に別途ＰＴＦＥよりなるコート層が摺動面の表面粗さを埋める程度に薄くコーティングされることにより摺動面が平滑化されている。したがって摺動面はＰＴＦＥコート層がコーティングされるので表面粗さが低減し、また、しめしろにより軸に密着するので、使用の初期段階から軸との微小隙間が低減する。尚、ＰＴＦＥコート層の厚みを摺動面の表面粗さを埋める程度に薄くと限定したのは、以下の理由による。

すなわち、ＰＴＦＥシールリングへのＰＴＦＥコーティングは接着性が低いので、ＰＴＦＥコート層を厚くすると、摩耗によりコート層の剥がれが生じ易くなり、摩耗粉による過大摩耗が生じ易くなる。したがってこれを未然に抑制するには、コート層の厚みを摺動面の表面粗さを埋める程度に薄く設定するのが好適である。

摺動面の表面粗さの大きさとしては、ＰＴＦＥコート層のコーティング前は１０μｍよりも大きかったものが、コーティング後は１０μｍ以下にまで低減される。

以上のように本発明によれば、ＰＴＦＥの削り出し加工によって製作されるシールリングにおいて摺動面の表面粗さが低減し、軸との微小隙間が低減し、隙間漏れが抑制される。したがって使用の初期段階からシールリングの密封性を向上させることができる。

また、本発明によれば、削り出し加工による表面粗さの精度が要求されなくなるために、加工スピードをアップさせることができる。したがってシールリングの生産性を向上させることができる。

（Ａ）は本発明の実施例に係るシールリングを備える往復動シールの半裁断面図、（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＤ部拡大図 比較試験に係るＰＴＦＥリング表面粗さと漏れ量との関係を示すグラフ図 （Ａ）は従来例に係るシールリングを備える往復動シールの半裁断面図、（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＥ部拡大図

本発明には、以下の実施形態が含まれる。

（１）削り出し加工後のＰＴＦＥリングの少なくとも摺動表面に、ＰＴＦＥコーティングをシールリングの粗さを埋める程度に塗布し、ＰＴＦＥリングの表面粗さ（凹凸）を小さくする。コーティング塗布により、表面粗さを１０μｍ以下とする。これによりＰＴＦＥリングと軸との密着性が良くなり、接触面の隙間が抑制されることで、密封性が向上する。

（２）ＰＴＦＥコーティングをシールリングの粗さを埋める程度に塗布することにより、初期段階からＰＴＦＥリングの表面を摺動シールとして機能させる。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

図１（Ａ）は、本発明の実施例に係るシールリング２を備える往復動シール１の装着状態の半裁断面を示しており、そのＤ部拡大図が同図（Ｂ）に示されている。当該往復動シール１は、油圧機器に装着されてハウジング２１および軸２３間で燃料油などの密封対象液を密封するものであって、以下のように構成されている。尚、密封対象液側には圧力Ｐが発生する。

すなわち先ず、当該シール１は、ＰＴＦＥ素材からの削り出し加工によって製作されるシールリング２を有しており、このシールリング２の外周側にゴム状弾性体よりなるＯリング３が配置されている。シールリング２およびＯリング３はハウジング２１内周側の溝２２内に装着され、シールリング２は軸２３としめしろをもって密接し、これにより軸２３の停止時および軸２３の往復動時に密封対象液を密封する。

シールリング２は、断面矩形状に加工され、その内周面に軸２３に対する円筒面状の摺動面２ａを有している。摺動面２ａは削り出し加工により３０μｍ程度の初期的な表面粗さ２ｂを有するところ、当該実施例では、この摺動面２ａの全面に亙ってＰＴＦＥよりなるコート層４が摺動面２ａの表面粗さ２ｂを埋める程度に薄くコーティングされることにより摺動面２ａが平滑化され、コーティング後の表面粗さは１０μｍ程度とされている。したがって摺動面２ａはＰＴＦＥコート層４がコーティングされるので表面粗さが低減し、また摺動面２ａはしめしろにより軸２３に密着するので、軸２３との微小隙間が低減し、隙間漏れが抑制される。

ＰＴＦＥコート層４をコーティングする前後における漏れ量を比較すると、以下のようになる。比較の対象は、摺動面２ａにＰＴＦＥコート層４がコーティングされて表面粗さが「１０μｍ」とされたものと、摺動面２ａにＰＴＦＥコート層４がコーティングされずに表面粗さが「３０μｍ」のままとされたものとである。

比較試験の試験条件は、以下のとおりとした。
油種：作動油（低粘度）
圧力：０．５ＭＰａ
軸摺動速度：０．２２ｍ／ｓ
温度：Ｒ．Ｔ．

試験結果は、図２のグラフ図に示すように、摺動面２ａにＰＴＦＥコート層４がコーティングされずに表面粗さが「３０μｍ」のままとされたものでは、漏れ量が約０．０８ｃｃ／ｈであったのに対し、摺動面２ａにＰＴＦＥコート層４がコーティングされて表面粗さが「１０μｍ」とされたものでは、漏れ量が約０．０３ｃｃ／ｈまで減じられており、本発明のＰＴＦＥコーティングによる密封性向上の効果を確認することができた。尚、ＰＴＦＥコーティングはこれを定法によって行なうものであり、工程によっては摺動面２ａ以外の表面にもＰＴＦＥコート層４がコーティングされることが有り得る。

１ 往復動シール
２ ＰＴＦＥシールリング
２ａ 摺動面
２ｂ 初期的な表面粗さ
３ Ｏリング
４ ＰＴＦＥコート層
２１ ハウジング
２２ 装着溝
２３ 軸

Claims (2)

1. ＰＴＦＥの削り出し加工によって製作されるシールリングであって、
   当該シールリングは軸としめしろをもって往復動可能に密接する摺動面を有し、前記摺動面に別途ＰＴＦＥよりなるコート層が前記摺動面の表面粗さを埋める程度に薄くコーティングされることにより前記摺動面が平滑化されていることを特徴とするシールリング。
2. 請求項１記載のシールリングにおいて、
   ＰＴＦＥよりなるコート層コーティング前の摺動面の表面粗さは１０μｍよりも大きく、コーティング後の摺動面の表面粗さは１０μｍ以下とされていることを特徴とするシールリング。

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