JP3971202B2 - 樹脂製シール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂製シールに係り、特に、油圧・空圧機器等に使用される往復動用樹脂製シールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧・空圧機器等の軸摺動部位に用いられる樹脂製シールは、Ｕ字状，Ｖ字状，Ｙ字状やコ字状の断面であって、その開口溝部を密封すべき流体側へ向くように装着される。
その場合、上記開口溝部の底壁部の背面───反開口部───に、密封流体以外の流体が存在するとき、又は、潤滑用グリース等が存在するとき、密封流体に接触，混合すると、種々の問題（例えば、潤滑用グリースが密封流体としての油と相溶性があるため、混合して、密封流体の粘度を低下させ、漏れやすくなる等の問題）が、発生することがある。
【０００３】
そこで、樹脂製シールを２個使用して、一方を上述のように密封流体側へ向け、他方を反対方向に向けて、スクーパとして、使用する必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の樹脂製のシールでは、部品点数が増加し、それに伴って、装着溝を２倍形成した複雑な取付部材を必要とした。
なお、図８に示すように、「ゴム製」のシール31に於ては、従来から、Ｕ字状やコ字状等のメインシール部32に対して背面33側に、スクレーパ用リップ34を突設した、いわゆるダブルリップ型のものが知られている。しかしながら、ポリエトラフルオロエチレン共重合体（ＰＴＦＥ）等の樹脂製のシールでは、丸筒型樹脂素材を、切削加工にて切り出して、素材から切断分離する方法が一般的であったため、図８に示したようなダブルリップ形状のものは製作が至難乃至不可能であった。
【０００５】
本発明の目的は、このように切削加工にて製作される樹脂製シールに於て、往復動用シールとして、巧妙にスクレーパ機能を付加する点にある。そして、油圧・空圧機器等に於ける往復動用シールの必要使用個数を半減して、構造の簡素化とコンパクト化を図ることを他の目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の樹脂製シールは、内リップ部と外リップ部によって軸心一方向に開口溝部を形成した往復動用の樹脂製シールに於て、該開口溝部の底壁部の軸心他方向の背面と、相対的に摺動する相手部材と対向する周面との、角部に、上記相手部材へ向かってスクレーパ用小突起を、突設し、さらに、上記小突起の断面形状を裾野がアール状の丸型山を中心から２分割した半山形状であって、上記底壁部の上記背面と、上記小突起の２分割面とが、同一平坦面状に連続形成し、しかも、機械加工によって、上記背面と上記２分割面を上記同一平坦面状に連続形成して、上記小突起の頂部をシャープエッジに形成し、かつ、該小突起の上記頂部が上記相手部材へ 0.1mm 〜 1.0mm のつぶし量をもって、摺動自在に接触するように構成した。そして、上記丸型山の頂部の曲率半径を 0.1mm〜 0.5mmとし、かつ、上記裾野の曲率半径を 0.1mm〜 1.0mmに設定した。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図示の発明の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１に於て、内リップ部１と外リップ部２によって軸心一方向Ａに開口する開口溝部３を形成した断面Ｕ字状の往復動用樹脂製シールを示す。
【０００８】
この開口溝部３の底壁部４の軸心他方向Ｂの背面４ａ側に、スクレーパ用小突起５を突設する。具体的には、内リップ部１と（軸心往復動にて）相対的に摺動するように図示省略の軸部材（相手部材）が挿通されるが、このように、軸部材（相手部材）と対向する内径側の周面６と、底壁部４の背面４ａとの角部に、スクレーパ用小突起５が、突設される。しかも、この小突起５は、背面４ａから軸心他方向Ｂへ全く突出しないように形成されている。
【０００９】
この小突起５の断面形状について説明すると、図４（イ）と（ロ）に示すように、裾野７がアール状の丸型山８を、中心から２分割面Ｍにて２分割した半山形状───図４（イ）に於て斜線にて示した形状───であって、丸型山８の頂部の曲率半径（アール）Ｒ₁ を、 0.1mm〜 0.5mmとし、かつ、裾野７の曲率半径（アール）Ｒ₂ を 0.1mm〜 1.0mmに設定する。さらに、好ましくはＲ₁ を 0.2mm〜 0.3mmとし、かつ、Ｒ₂ を 0.2mm〜 0.5mmとする。
【００１０】
Ｒ₁ が下限値よりも小さいと、小突起５の強度が弱くなり変形してしまい、逆に、Ｒ₁ が上限値を越すと、小突起５が大きな断面積となって、相手部材（軸）の摺動摩擦抵抗が大きくなりすぎる。
【００１１】
また、Ｒ₂ が下限値よりも小さいと、図４（ハ）の比較例にて示すように、小さなアール状の裾野７から亀裂が発生する虞があり、逆にＲ₂ が上限値を越すと、小突起５が大きな断面積となって、相手部材（軸）の摺動摩擦抵抗が過大となる。
【００１２】
そして、図１と図４に示すように、このスクレーパ用小突起５の２分割面Ｍと、底壁部４の背面４ａとが、同一平坦面状に連続形成されている。つまり、軸心Ｌに直交する平面に、背面４ａ及び２分割面Ｍとが一致する。
【００１３】
このように、小突起５の頂部５ａは、シャープエッジに形成される。このスクレーパ用小突起５の内径と、これが対応する相手部材（軸）の外径との差は、マイナスに設定され、いわゆるつぶし量は、 0.1mm〜 1.0mmに設定する。好ましくは、 0.2mm〜 0.5mmとする。下限値より小さいと、スクレーパ作用が発揮されず、逆に上限値を越すと、相手部材（軸）との摺動抵抗が過大となると共に、上記溝への装着作業性が低下する。
【００１４】
なお、図１中に２点鎖線にて示すように、バネ10を開口溝部３へ内装して、内リップ部１と外リップ部２の内外径方向への弾発力を増加するも好ましい。このバネ10を設ける場合、バネ10の材質は、ステンレス鋼等の金属が良い。
【００１５】
図２と図３は、他の実施の形態を示す。即ち、内リップ部１は、底壁部４から先端縮径状として延伸され、外リップ部２は内リップ部１よりも肉薄で、かつ、短寸であって、先端拡径状として底壁部４から延伸され、全体は底壁部４が角張って肉厚の略Ｖ字状である。
【００１６】
そして、前述の実施の形態と同様に、小突起５が突設されており、底壁部４の背面４ａと、小突起５の２分割面Ｍとが、同一平坦面状に、連続形成されていて、相対的に摺動する相手部材11（図３に示した軸）へ向かって、内周面に突出状に形成されている。
【００１７】
図１では、開口溝部３が、例えば、一般作動油等の（高圧）密封流体方向を向くように配設され、スクレーパ用小突起５は、背面４ａ側の潤滑用グリースを矢印Ａ方向へ移動するのを阻止するスクレーパ機能をはたす。これに対し、図２・図３のシールでは、内リップ部１は、潤滑を良くするための油を封入するための第１のスクレーパの機能を有し、小突起５は、大気中のごみやちりを除去する第２のスクレーパの役目をなす。
【００１８】
また、図５に示した別の実施の形態のように、全体がコの字状の断面形状のものに、スクレーパ用小突起５を付設したり、図６に示したさらに別の実施の形態のように、開口溝部３を浅く形成し、底壁部４を十分な肉厚であって、内外リップ部１，２側にて超高圧の流体を密封するようにしたシールに於て、スクレーパ用小突起５を、前述の実施の形態と同様に、付設するも、自由である。
【００１９】
要するに、本発明に係るシールは、切削等の機械加工によって作製される比較的硬質の樹脂製───ＰＴＦＥ樹脂、充填材入りＰＴＦＥ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアセタール樹脂等───であって、メインシール部の形状は、Ｕ，Ｖ，Ｙ，コの字状等自由であり、メインシール部と反対側の背面寄りに、スクレーパ用小突起５を、摺接する相手部材（軸）11に向かって、突設したものである。
【００２０】
図７に於て、本発明に係るシールの製造方法を略説すると、円筒状樹脂素材13をチャッキング14にて掴持し、例えば、図２に示した内リップ部１と外リップ部２と開口溝部３等を、切削加工や研削加工等の機械加工にて形成し、最終的に、突っ切りバイト15にて矢印Ｃ方向に切断し、素材13から切り離すと同時に、図２の背面４ａ及びスクレーパ用小突起の２分割面Ｍを、形成する。従って、連続した平坦面状に、背面４ａと２分割面Ｍが容易に形成できる。
【００２１】
【発明の効果】
（請求項１によれば、）スクレーパ機能を発揮する小突起５を（機械加工によって）容易に製作できる。このスクレーパ用小突起５によって、従来の樹脂（切削）製のシールでは、至難とされていたスクレーパ部を、一体状に付設でき、底壁部４の背面４ａ側の潤滑グリースが密封流体へ混合する問題や、外部から、ほこり、ちり、砂、泥等の異物が流体機器等の内部へ侵入する問題を、シールの使用個数を増加させずに、解決できる。
【００２２】
特に、スクレーパ状小突起５を、（例えば、図７に示した突っ切りバイト15によって、）容易に、切断と同時に、形成できる。しかも、小突起５の裾野７から亀裂９（図４（ハ）参照）が発生することを防止でき、溝への装着もスムースに可能である。
（請求項２によれば、）装着作業時は、スクレーパ用小突起５の異常変形や傷付きを、有効に防止できる。しかも、溝への装着もスムースにできる。
【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】 他の実施の形態を示す要部断面図である。
【図３】 使用方法を説明するための要部断面図である。
【図４】 スクレーパ用小突起の形状と作用を示す説明図である。
【図５】 別の実施の形態を示す要部断面図である。
【図６】 さらに別の実施の形態を示す要部断面図である。
【図７】 製造方法の一例を示す説明図である。
【図８】 従来のゴム製シールを示す断面図である。
【符号の説明】
１ 内リップ部
２ 外リップ部
３ 開口溝部
４ 底壁部
４ａ 背面
５ スクレーパ用小突起
５ａ 頂部
６ 周面
７ 裾野
11 相手部材
Ａ 軸心一方向
Ｂ 軸心他方向
Ｍ ２分割面
Ｒ₁ ，Ｒ₂ 曲率半径（アール）

Claims (2)

1. 内リップ部（１）と外リップ部（２）によって軸心一方向（Ａ）に開口溝部（３）を形成した往復動用の樹脂製シールに於て、該開口溝部（３）の底壁部（４）の軸心他方向（Ｂ）の背面（４ａ）と、相対的に摺動する相手部材（ 11 ）と対向する周面（６）との、角部に、上記相手部材（ 11 ）へ向かってスクレーパ用小突起（５）を、突設し、さらに、上記小突起（５）の断面形状を裾野がアール状の丸型山（８）を中心から２分割した半山形状であって、上記底壁部（４）の上記背面（４ａ）と、上記小突起（５）の２分割面（Ｍ）とが、同一平坦面状に連続形成し、しかも、機械加工によって、上記背面（４ａ）と上記２分割面（Ｍ）を上記同一平坦面状に連続形成して、上記小突起（５）の頂部（５ａ）をシャープエッジに形成し、かつ、該小突起（５）の上記頂部（５ａ）が上記相手部材（ 11 ）へ 0.1mm 〜 1.0mm のつぶし量をもって、摺動自在に接触するように構成したことを特徴とする樹脂製シール。
2. 上記丸型山の頂部の曲率半径Ｒ₁ を 0.1mm〜 0.5mmとし、かつ、上記裾野の曲率半径Ｒ₂ を 0.1mm〜 1.0mmに設定した請求項１記載の樹脂製シール。

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