JP4206145B2

JP4206145B2 - 樹脂製シールリング

Info

Publication number: JP4206145B2
Application number: JP09580298A
Authority: JP
Inventors: 幸三筧; 克夫柴原
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1998-04-08
Filing date: 1998-04-08
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2018-04-08
Also published as: JPH11294595A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂製シールリングに関し、特に合い口部の隙間を保持しオイルリークを安定させた合成樹脂製シールリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にトルクコンバータや油圧式クラッチなどの自動車等の自動変速機には作動油を密封するためのオイルシールリングが要所に取り付けられている。このようなオイルシールリングは充分なオイルシール性が要求される。
オイルシールリングは、鋳鉄製シールリングやフッ素樹脂シールリングが従来用いられたが、耐摩耗性、オイルシール性の向上およびコスト低減のため、射出成形法により相互に対向する合い口を有する合成樹脂製シールリング、例えばＰＥＥＫ樹脂製シールリングが多用されるようになっている。
シールリングの合い口は、ストレートカット形状、ステップ形状、複合ステップ形状等あるが、オイルリークを少なくできる合い口として複合ステップ形状が知られている（例えば、特開平８−７５００７号公報）。
【０００３】
従来の複合ステップ形状の合い口を有する樹脂製シールリングについて図６により説明する。図６は合い口部を広げた状態（ａ）および嵌合した状態（ｂ）を示す斜視図である。
合い口部は、樹脂製シールリング１の矩形断面における側面二辺を結んでリング内径面側１ａとリング外径面側１ｂとに二分割するとき、リング内径面側１ａの矩形断面の先端部分に突き合わせ面２が形成される。また、リング外径面側の矩形断面部分１ｂには、この部分をさらに径方向に二分割する一方の矩形断面部分に前記突き合わせ面から突出した外径面側突起３と、他方の矩形断面部分を削除して突き合わせ面２から後退した外径面側段部４とが形成される。なお、外径面側突起３および外径面側段部４の周面は樹脂製シールリング１の所定の曲率をもつように形成される。
合い口の嵌合時（図６（ｂ））には、突き合わせ面２と２´とが嵌合し、外径面側突起３と外径面側段部４´、外径面側段部４と外径面側突起３´とが相補的に一定の間隙をおいて嵌合し、樹脂製シールリング１はほぼ真円形となる。
【０００４】
樹脂製シールリング１を射出成形により製造する際の金型を図７に示す。図７は、図６に示す樹脂製シールリング１の突き合わせ面２における金型断面である。可動側型板９と固定側型板１０とが衝合面１２で衝合されキャビティ１１が形成される。図７におけるキャビティ１１は外径面側突起３が形成される部分である。なお、外枠の破線はシールリング１の矩形断面を示す。このように、樹脂製シールリングの金型は複雑な断面形状を有する複合ステップ形状の合い口を形成するため、固定側型板１０にも凸部１３を設ける複雑な金型構造となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の金型を用いて射出成形により樹脂製シールリングの製造を行なうと次のような問題が生じる。
すなわち、金型は可動側型板９と固定側型板１０とに二分割されており、成形時は衝合させた状態で成形され、製品を取り出す時は型板を分割して取り出す。この繰り返しにより金型が干渉し摩耗したり、かじったりする。特に外径面側突起３を形成するために設けられている固定側型板１０の凸状部１３の部分が可動側型板９の角部１４と干渉を起こしやすく、この部分がかじり・摩耗する。その結果、樹脂製シールリングの合い口部の隙間が大きくなり、シール性能が低下するという問題がある。また、その都度金型を修理しなければならないため、作業効率が低下し、あるいは生産コストが上昇するという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、合い口部の隙間精度に優れ、生産性を向上させることのできる形状を有する樹脂製シールリングを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の樹脂製シールリングは、相互に対向する合い口を有する矩形断面の樹脂組成物を射出成形して得られる樹脂製シールリングであって、
上記樹脂製シールリングの合い口は、一方の合い口が、上記矩形断面における上記樹脂製シールリング側面二辺を結んでリング内径面側とリング外径面側とに二分割するとき、上記リング内径面側の矩形断面部分に形成される突き合わせ面と、上記リング外径面側の矩形断面部分を径方向に二分割する一方の矩形断面部分に上記突き合わせ面から突出した外径面側突起と、他方の矩形断面部分を削除して上記突き合わせ面から後退した外径面側段部とを有し、他方の合い口は、上記突き合わせ面、上記外径面側突起および上記外径面側段部と相補的に嵌合するように形成された突き合わせ面、外径面側突起および外径面側段部とを有する複合ステップ形状の合い口であって、上記一方の合い口および他方の合い口の少なくとも一つの合い口は、上記外径面側段部の外周面がシールリング側面に向かって内径向き勾配を有していることを特徴とする。
【０００８】
また、上記外径面側段部と相補的に嵌合する外径面側突起が上記内径向き勾配と相補的に嵌合する勾配を有していることを特徴とする。
【０００９】
上記内径向き勾配がリング内径面側とリング外径面側との二分割線より 2〜30°の角度を有する勾配であることを特徴とする。
【００１０】
樹脂製シールリングを形成する樹脂は射出成形できる樹脂組成物であり、また、その射出成形は、相互に対向する合い口を重なり部分のない広げた形態で成形する金型を用いることを特徴とする。
【００１１】
本発明の樹脂製シールリングは合い口部を上述の構造としたので、射出成形金型における固定側型板と可動側型板とでかじり・摩耗する現象を大幅に抑えることができる。このため、安定して樹脂製シールリングを製造することができる。また、外径面側段部の内径向き勾配を 2〜30°の角度を有する勾配とすることにより、オイルリークを効果的に抑えることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る樹脂製シールリングの合い口部の構造を図１により説明する。図１は所定の曲率半径を有する合い口部を示す拡大図であり、図１（ａ）は正面図を、図１（ｂ）はＡ−Ａ拡大断面図をそれぞれ示す。
本発明の樹脂製シールリング１は、図６に示す複合ステップ形状の合い口部において、外径面側段部４に特徴を有している。
すなわち、外径面側段部４の外周面４ａがシールリング側面１ｄに向かって内径向き勾配を有している。具体的には、樹脂製シールリングの拡大断面図１（ｂ）において外径側と内径側とに破線１ｅで二分割するとき、内径向き勾配の角度θが破線１ｅより 2〜30°、好ましくは 2〜15°の角度を有する勾配であることを特徴とする。角度θが 2°未満では金型のかじり現象が生じる場合があり、30°を越えるとシールリングを使用時に幅方向にずれた場合、オイルリークが著しく増大する。
【００１３】
合い口が相互に嵌合した状態を図２に示す。図２は、外径面側段部４と外径面側突起３´とが嵌合する状態を示す断面図である。
本発明においては、外径面側段部４が上述の内径向き勾配を有していればよいが、さらにこの外径面側段部４と嵌合する外径面側突起３´が、外径面側段部４と相補的に嵌合する内径向き勾配を有していることが好ましい。すなわち、 2〜30°の内径向き勾配であって、外径面側段部４の内径向き勾配角度と略同一の勾配角度を有することが好ましい。外径面側突起３´と外径面側段部４との勾配角度を略同一とすることにより、固定型板および可動型板同士のかじりや摩耗が少なくなるとともに、またシールリングが幅方向にずれた場合であってもオイルリークが少なくなる。
【００１４】
比較例として、外径面側突起３´と外径面側段部４との組合わせについて図３により説明する。図３（ａ）は外径面側突起３´と外径面側段部４とが共に勾配を有しない場合、図３（ｂ）は外径面側突起３´と外径面側段部４との勾配角度の差が30°を越えた場合を示す図である。図３（ａ）に示す合い口形状のシールリングの場合、射出成形時における固定型板および可動型板同士のかじりや摩耗が発生する。その結果、図３（ａ）に示す合い口形状が製造ロット内でバラツキを生じやすくなり、また、オイルリークが生じやすくなる。
図３（ｂ）に示す合い口形状のシールリングの場合、固定型板および可動型板同士のかじりや摩耗は少ないが、合い口部に隙間が生じ、オイルリークが生じやすくなる。
【００１５】
本発明の樹脂製シールリング１は、合い口部を重なり部分のない広げた形態で成形できる金型を用いて、樹脂組成物を射出成形して得られる。
シールリングの金型を図４により説明する。図４（ａ）は型開き時に可動型板を表側方向からみた合い口部の金型平面図を、図４（ｂ）は型開き時に固定型板を裏側方向からみた合い口部の金型平面図をそれぞれ示す。また、この金型で得られる樹脂製シールリング１の各部の断面図を図５に示す。
図４（ａ）に示すように、可動型板には金型衝合時にキャビティとなる部分が凹凸をもって形成されている。凹部５および５´は同一深さを有する凹部で樹脂製シールリング１の幅方向の厚さを規定する。凹部５の内径側には所定の勾配が設けられている。キャビティ底面からの凸部６は金型衝合面と凹部５との約中間の高さを有する凸部であり、７は金型衝合面である。
一方、固定型板には、図４（ｂ）に示すように、凸部６とほぼ同一の高さを有する突出した凸部８が金型衝合面に形成されている。この凸部８にも凹部５の内径側勾配と相補的に嵌合する勾配が設けられている。このように凸部８および凹部５の勾配は、外径面側突起３および外径面側段部４を形成する領域全体にわたって設けることが好ましい。また、金型のかじりが生じる外径面側突起３の部分のみに勾配を設けることができる。
この固定型板および可動型板を衝合してキャビティを形成し、樹脂組成物を射出成形することにより各切断面部における図５に示す断面形状を有する樹脂製シールリングが得られる。なお、各切断面箇所を図４に示す。また、シールリング使用時においては、断面（ａ）と断面（ｃ）とが、断面（ｂ）と断面（ｄ）とが相互に嵌合する。
【００１６】
樹脂製シールリングは、図４に示す金型を用いて樹脂組成物を射出成形した後、樹脂製またはゴム製の円柱体およびリングゲージとからなる治具を用いて、そのリングゲージ内に挿入固定して樹脂組成物のベース樹脂のガラス転移点以上の温度になるよう加熱して熱固定を行うことにより、前述のごとき複合ステップカット型のシールリングを得ることができる。
【００１７】
本発明に係る樹脂組成物としては、耐熱性樹脂、強化繊維、フッ素系樹脂を少なくとも配合してなる。
耐熱性樹脂は、少なくとも 280℃以上の融点を有する熱可塑性樹脂であればよい。例えば、ポリシアノアリールエーテル系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等の芳香族ポリエーテルケトン系樹脂、芳香族系熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミド４６系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂等を挙げることができる。これらは、高い耐熱性に加え、難燃性、機械的性質、電気的性質および耐薬品性に優れている。
本発明に係る好適な樹脂組成物としては、芳香族ポリエーテルケトン系樹脂またはポリフェニレンスルフィド系樹脂からなる耐熱性樹脂に、繊維状強化材、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂を配合してなるものが、複合ステップカット型シールリングの複雑な形状を容易に成形でき、樹脂製シールリングに要求される特性を得やすいので好ましい。
【００１８】
【実施例】
図４に示す金型を用いて、リング幅 2.0mm、リング厚さ 1.8mm、リング外径 50 mmφの複合ステップカット型シールリングを射出成形し、その後、ゴム製の円柱体およびリングゲージとからなる治具を用いて、合い口部が嵌合するように強制変形させ、その治具のまま電気炉にいれて 200℃で 2時間の熱固定を行ない樹脂製シールリングを得た。樹脂組成物は芳香族ポリエーテルケトン系樹脂、炭素繊維、ポリテトラフルオロエチレン樹脂を配合した。
樹脂製シールリングの製造を 200,000ショット以上連続生産しても樹脂製シールリング合い口断面形状に変化は見られなかった。
一方、比較例として示した図３（ａ）の合い口断面形状を有する樹脂製シールリングの場合、 5,000ショットの生産で金型のかじり・摩耗現象が発生し、金型の修理を必要とした。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の樹脂製シールリングは、合い口部における外径面側段部の外周面がシールリング側面に向かって内径向き勾配を有しているので、合い口の隙間精度に優れる。また、金型のかじり・摩耗現象がなく、金型寿命が向上する。
【００２０】
また、相補的に嵌合する外径面側突起が上記内径向き勾配と相補的に嵌合する勾配を有しているので、合い口の優れた隙間精度とともに、金型のかじり・摩耗現象がなく、生産性が向上する。
【００２１】
また、内径向き勾配が 2〜30°の角度を有するので、合い口のより優れた隙間精度とともに、金型のかじり・摩耗現象がなく、生産性がより向上する。
【００２２】
射出成形できる樹脂組成物を用いて、相互に対向する合い口を重なり部分のない広げた形態で成形する金型を用いるので、複雑な複合ステップ形状の合い口を有する樹脂製シールリングを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】合い口部の構造を示す図である。
【図２】合い口が相互にが嵌合した状態を示す図である。
【図３】比較例における合い口が相互に嵌合した状態を示す図である。
【図４】シールリングの金型を説明する図である。
【図５】シールリングの断面形状を示す図である。
【図６】従来のシールリングを示す斜視図である。
【図７】従来のシールリングの金型を説明する図である。
【符号の説明】
１樹脂製シールリング
２突き合わせ面
３外径面側突起
４外径面側段部
５凹部
６凸部
７金型衝合面
８固定型板の凸部
９可動側型板
１０固定側型板
１１キャビティ
１２衝合面
１３凸状部
１４角部

Claims

相互に対向する合い口を有する矩形断面の樹脂組成物を前記相互に対向する合い口を重なり部分のない広げた形態で成形する金型を用いて射出成形して得られる樹脂製シールリングであって、
前記樹脂製シールリングの合い口は、一方の合い口が、前記矩形断面における前記樹脂製シールリング側面二辺を結んでリング内径面側とリング外径面側とに二分割するとき、前記リング内径面側の矩形断面部分に形成される突き合わせ面と、前記リング外径面側の矩形断面部分を径方向に二分割する一方の矩形断面部分に前記突き合わせ面から突出した外径面側突起と、他方の矩形断面部分を削除して前記突き合わせ面から後退した外径面側段部とを有し、
他方の合い口は、前記突き合わせ面、前記外径面側突起および前記外径面側段部と相補的に嵌合するように形成された突き合わせ面、外径面側突起および外径面側段部とを有する複合ステップ形状の合い口であって、
前記一方の合い口および前記他方の合い口の少なくとも一つの合い口は、前記外径面側段部の外周面がシールリング側面に向かって内径向き勾配を有し、
前記外径面側段部と相補的に嵌合する外径面側突起が前記内径向き勾配と相補的に嵌合する勾配を有し
前記内径向き勾配が前記リング内径面側とリング外径面側との二分割線より 2 〜 30 °の角度を有する勾配が得られる金型を用いて射出成形して得られることを特徴とする樹脂製シールリング。