JPH09291297A - 油中摺動材及びオイルシールリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摺動相手材が軟質材または非軟質材であるい
ずれの摺動条件でもシール性、耐摩耗性および摺動相手
材の摩耗が少ないオイルシールリングなどの油中摺動材
とすることである。 【解決手段】 ３００℃における溶融粘度が２０００〜
５０００ポイズの架橋型ポリアリーレンスルフィド系樹
脂３０〜８８重量％、炭素系繊維１０〜４５重量％、再
生ポリテトラフルオロエチレン樹脂などのパーフルオロ
系フッ素樹脂２〜２５重量％を含み、必要に応じて１０
重量％以下の二硫化モリブデンを含む樹脂組成物からか
らなる油中摺動材、または油中摺動材からなるオイルシ
ールリングとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、油中で使用され
る摺動材料である油中摺動材に関し、特にこのような油
中摺動材からなるオイル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
ッチ等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、回転軸とシリン
ダの間で回転可能であり、かつ、これらに摺接する。

【０００３】従って、このようなオイルシールリングに
は、摺接するシリンダ材料（相手材）の材質に応じて、
低摩擦係数とともに耐摩擦性に優れ、しかも相手材を傷
つけずに充分なオイルシール性を発揮するといった多く
の特性が要求される。

【０００４】従来、このような用途で使われるオイルシ
ールリングには、鋳鉄が用いられていたが、油圧装置の
小型軽量化、高性能化に伴い油漏れの少ないシールリン
グ材の開発が進められ、現在では、鋳鉄に比べシール
性、摺動特性の優れた四フッ化エチレン樹脂製のシール
リングが多用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鋳鉄製
オイルシールリングは、耐摩耗性に優れ、かつ鉄系の相
手材を摩耗させない点で優れているがシール性に劣って
いる。一方、シール性に優れる四フッ化エチレン樹脂製
リングは、ＰＶ値が高くなると、短時間でリング自体が
摩耗する欠点を有している。

【０００６】シール性に優れる合成樹脂製のオイルシー
ルリングについては、特開昭５５−７８４８号公報、特
開平２−１７５７９３号公報、特開平７−１７９８４６
号公報に記載がある。

【０００７】上記公報で開示されたオイルシールリング
は、摺動相手がアルミニウムのような軟質材である場合
において、相手材およびオイルシールリング自身の摩耗
を改良したものであるが、摺動相手が鉄系金属などの非
軟質材である場合に相手材の摩耗はないが、オイルシー
ル自身が摩耗してオイル漏れが発生する。

【０００８】そこで、この発明の課題は上記した問題点
を解決して、摺動相手材が軟質材または非軟質材である
いずれの摺動条件においても使用に耐える合成樹脂製の
油中摺動材であり、特に前記した２つの摺動条件におい
てシール性、耐摩耗性および相手材の摩耗が少ない特性
を全て兼備する優れたオイルシールリングにすることで
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に係る発明においては、ポリアリーレンス
ルフィド系樹脂３０〜８８重量％、炭素系ファイバ１０
〜４５重量％、パーフルオロ系フッ素樹脂２〜２５重量
％を含む樹脂組成物からなる油中摺動材としたのであ
る。

【００１０】また、請求項２に係る発明においては、３
００℃における溶融粘度が２０００〜５０００ポイズで
ある架橋型ポリアリーレンスルフィド系樹脂３０〜８８
重量％と、炭素繊維１０〜４５重量％と、再生ポリテト
ラフルオロエチレン樹脂粉末２〜２５重量％を含む樹脂
組成物からなる油中摺動材としたのである。

【００１１】また、請求項３に係る発明においては、３
００℃における溶融粘度が２０００〜５０００ポイズで
ある架橋型ポリアリーレンスルフィド系樹脂３０〜８８
重量％と、炭素繊維１０〜４５重量％と、再生ポリテト
ラフルオロエチレン樹脂粉末２〜２５重量％と、１０重
量％以下の二硫化モリブデンとを含む樹脂組成物からな
る油中摺動材としたのである。

【００１２】また、請求項４に係る発明においては、炭
素繊維が、平均繊維径１０μｍ以上の炭素繊維である請
求項２または３に記載の油中摺動材としたのである。

【００１３】また、請求項５に係る発明においては、架
橋型ポリアリーレンスルフィド系樹脂の重量平均分子量
が２００００〜４５０００である請求項１〜３のいずれ
か１項に記載の油中摺動材としたのである。

【００１４】また、請求項６に係る発明においては、ポ
リアリーレンスルフィド系樹脂３０〜８８重量％、炭素
系ファイバ１０〜４５重量％、パーフルオロ系フッ素樹
脂２〜２５重量％を含む樹脂組成物の油中摺動材からな
るオイルシールリングとしたのである。

【００１５】また、請求項７に係る発明においては、３
００℃における溶融粘度が２０００〜５０００ポイズで
ある架橋型ポリアリーレンスルフィド系樹脂３０〜８８
重量％と、炭素繊維１０〜４５重量％と、再生ポリテト
ラフルオロエチレン樹脂粉末２〜２５重量％を含む樹脂
組成物の油中摺動材からなるオイルシールリングとした
のである。

【００１６】また、請求項８に係る発明においては、３
００℃における溶融粘度が２０００〜５０００ポイズで
ある架橋型ポリアリーレンスルフィド系樹脂３０〜８８
重量％と、炭素繊維１０〜４５重量％と、再生ポリテト
ラフルオロエチレン樹脂粉末２〜２５重量％と、１０重
量％以下の二硫化モリブデンとを含む樹脂組成物の油中
摺動材からなるオイルシールリングとしたのである。

【００１７】以上のように構成されたこの発明に係る油
中摺動材およびオイルシールリングは、前記各樹脂組成
物からなる油中摺動材を用いているので、摺動相手材が
軟質材または非軟質材であるいずれの摺動条件において
もシール性に優れ、耐摩耗性に優れかつ相手材の摩耗が
少ないものになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を説
明する。

【００１９】この発明に用いるポリアリーレンスルフィ
ド系樹脂（以下、ＰＡＳ樹脂と称する。）は、一般的に
化１で示される合成樹脂である。ここで、化１中のＰｈ
は、例えば下記化２〜化７に示されるものがあげられ
る。

【００２０】

【化１】

【００２１】（ｎは整数を示す。）

【００２２】

【化２】

【００２３】

【化３】

【００２４】

【化４】

【００２５】

【化５】

【００２６】（ＱはＦ、Ｃｌ、Ｂｒのハロゲン又はＣＨ
₃ を示し、ｍは１〜４の整数を示す。）

【００２７】

【化６】

【００２８】

【化７】

【００２９】ＰＡＳ樹脂は、上記化１で示される繰り返
し単位が７０モル％以上のものがよく、９０モル％以上
のものが好ましい。繰り返し単位が７０モル％未満で
は、期待する性質の組成物が得られなくなるので好まし
くない。

【００３０】このような重合体を得るには既に良く知ら
れた方法を使用すればよいが、例えば、硫化ナトリウム
とｐ−ジクロロベンゼンとをＮ−メチルピロリドン、ジ
メチルアセトアミド等のアミド系溶媒若しくはスルホラ
ン等のスルホン系溶媒中で反応させるのが好適である。
なお、重合体の結晶性に影響を与えない範囲で、例え
ば、化８〜化１２に示される共重合成分を３０モル％未
満、好ましくは１０モル％未満で１モル％以上含ませて
もよい。

【００３１】

【化８】

【００３２】

【化９】

【００３３】

【化１０】

【００３４】（Ｒはメチル基以外のアルキル基、ニトロ
基、フェニル基、アルコキシ基等を示す。）

【００３５】

【化１１】

【００３６】

【化１２】

【００３７】このようなＰＡＳ樹脂は、例えば、特公昭
４４−２７６７１号公報や特公昭４５−３３６８号公報
に開示されているようなハロゲン置換芳香族化合物と硫
化アルカリとの反応、特公昭４６−２７２５５号公報に
開示されているような芳香族化合物を塩化硫黄とのルイ
ス酸触媒共存下における縮合反応、または米国特許第
３，２７４，１６５号公報に開示されているような、チ
オフェノール類のアルカリ触媒もしくは銅塩等の共存下
における縮合反応等によって合成されるが、目的に応じ
て具体的な方法を任意に選択することができる。

【００３８】また、この発明に用いるＰＡＳ樹脂は、架
橋型のものを採用するか、または部分的交差結合、すな
わち、部分架橋を形成したものを採用することが好まし
い。このような部分的交差結合を形成したＰＡＳ樹脂
は、半架橋型またはセミリニア型のＰＡＳとも呼ばれ
る。架橋型または半架橋型のＰＡＳ樹脂は、リニア型
（架橋のないもの）のＰＡＳ樹脂に比べて耐摩耗性に優
れており、リニア型ＰＡＳ樹脂に比べて射出成形した成
形品にバリの発生が少ない利点がある。

【００３９】ＰＡＳ樹脂に架橋を形成するか、または部
分的交差結合を形成させる方法としては、例えば、低重
合度のポリマーを重合した後、空気が存在する雰囲気で
加熱する方法や、架橋剤や分岐剤を添加する方法があ
る。

【００４０】このようにして得られた架橋性のＰＡＳ樹
脂の溶融粘度は１０００〜５０００ポイズであり、好ま
しくは２０００〜４０００ポイズである。溶融粘度が１
０００ポイズより小さいと、１５０℃以上の高温域で耐
クリーブ特性などの機械的特性が低下し、変形しやすい
ので好ましくない。また、５０００ポイズより大きい
と、成形性が劣り、また柔軟性が低下して、ピストン等
の溝部にシールリングを組み込み難く、好ましくないと
考えられる。なお、溶融粘度の測定は、測定温度３００
℃、オリフィスが穴径１ｍｍ、長さ１０ｍｍ、測定荷重
２０ｋｇ／ｃｍ²、予熱時間６分の条件下で、高化式フ
ローテスタにて行われる。

【００４１】また、部分的交差結合を有するＰＡＳ樹脂
の熱安定性は、上記の溶融粘度測定条件にて、予熱６分
後と３０分後の溶融粘度の変化率が−５０％〜１５０％
の範囲であることが好ましい。なお、変化率は下記の式
で表される。 変化率＝（Ｐ₃₀−Ｐ₄ ）／Ｐ₄ ×１００ （Ｐ₄ ：予熱６分後の測定値、Ｐ₃₀：予熱３０分後の測
定値） 以上のような条件を満足する部分的交差結合を有するＰ
ＡＳ樹脂としては、例えば、トープレン社製：Ｔ４、Ｔ
４ＡＧ、ＴＸ−００７等をあげることができる。

【００４２】ＰＡＳ樹脂の重量平均分子量としては、２
００００〜４５０００のものがよく、２５０００〜４０
０００のものが好ましい。重量平均分子量が２００００
より小さいときは、耐熱性の点で好ましくなく、また、
重量平均分子量が４５０００より大きいときは、複雑な
精密な寸法精度に対する成形性の点で好ましくない。

【００４３】上記ＰＡＳ樹脂の全組成物中の配合割合
は、３０〜８８重量％である。３０重量％未満だと上記
組成物からなる油中摺動材の強度が低下してしまい、８
８重量％を越えると所定の充填剤を添加しても補強効果
が得られず、上記油中摺動材の耐摩耗性が劣ることにな
るからである。

【００４４】次に、この発明に用いられる炭素繊維は、
現在汎用されている１０００℃以上、好ましくは１２０
０〜１５００℃の高温に耐えるものであれば、レーヨン
系、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系、リグニン−ポ
バール系混合物、特殊ピッチ系など原料の種類の如何に
よらず使用することができる。そして、その形状は長短
いずれの単繊維であっても、クロス、フェルト、ペー
パ、ヤーン等のように一次加工を経た編織布、不織布、
糸、紐等の製品形体をしたものであってもよい。

【００４５】また、その材質を特に制限することなく、
ピッチ系、ＰＡＮ系、カーボン質および黒鉛質のいずれ
であってもよく、例えば、繊維径約４〜２０μｍ、繊維
長約１０〜１０００μｍ、好ましくは１０〜５００μｍ
のものであれば、前記樹脂組成物中に均一に分散し、こ
れを充分に補強するので適当である。

【００４６】適度な弾性率、引張強度等の機械的特性と
シリンダやピストン等の相手材への攻撃性や成形時の樹
脂組成物の流動性等を考慮すると、炭素繊維径は、平均
約５〜１４μｍ、また繊維長は約１０〜５００μｍであ
ることが好ましい。また、特に耐摩耗性に優れた油中摺
動材料とするためには、平均繊維径が１０μｍ以上のも
のを採用することが好ましい。なお、炭素繊維の平均繊
維径は原料によって異なるが、平均繊維径が１０μｍ以
上の炭素繊維としてはピッチ系のものが相当する。

【００４７】炭素繊維は、上記に示したような種々の有
機高分子繊維を平均１０００〜３０００℃程度に焼成し
て生成される。この構造は、主に炭素原子六角網平面か
ら構成される。この網平面が繊維軸に平行に近く配列し
たものとして、高配向、異方性を有するＰＡＮ系や液晶
ピッチ系の炭素繊維があげられ、一方、この網平面が乱
雑に集合したものとして、等方性を有するピッチ系炭素
繊維があげられる。

【００４８】高配向、異方性の炭素繊維は、特定の方向
の弾力性や引張強度に対して高く優れており、等方性の
炭素繊維は、全方向から受ける荷重に対しても比較的耐
えうる。

【００４９】ＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維を比
較すると、引張強度がＰＡＮ系では２４００ＭＰａであ
るのに対して、ピッチ系のものは５９０〜９８０ＭＰａ
であり、引張弾性率がＰＡＮ系では２００〜５００ＧＰ
ａのもの、具体的には３４０ＧＰａであるのに対してピ
ッチ系のものは３０〜３００ＧＰａ具体的には３０〜４
０ＧＰａであり、両者の機械的強度に大きな差がある
が、この発明に係るオイルシールリングとしては何ら問
題はない。

【００５０】なお、この発明に用いる炭素繊維には、Ｐ
ＡＮ系炭素繊維を少量混合させてもよく、用いる全ての
炭素繊維の平均繊維径が１０μｍである必要はない。Ｐ
ＡＮ系炭素繊維を少量混合させると、オイルシールリン
グの耐摩耗性は向上し、かつ軸に組み込むときに破損し
難くなる。ただし、ＰＡＮ系炭素繊維の混合割合は、３
０％が限度であると考えられる。

【００５１】ピッチ系炭素繊維は、例えば、石油精製で
副生される石油ピッチ等のような構造上無定形の等方性
ピッチ系炭素繊維と、一定方向の構造、例えば光学異方
性の異方性ピッチ系炭素繊維があげられる。

【００５２】等方性ピッチ系炭素繊維は、石油系、石炭
系、合成品系、液化石炭系等に分類され、それらの原料
を溶融紡糸でピッチ繊維にして、不融化処理をした後
に、炭素化することにより製造される。

【００５３】また、液晶ピッチ系炭素繊維は、ピッチ類
を不活性化気相中で加熱し、３５０〜５００℃で液晶状
態とした後、固化してコークスとする。これを溶融紡糸
して酸化雰囲気で加熱すると酸化繊維となって不溶不融
の繊維となり、さらにこれを例えば不活性気相中で約１
０００℃以上に加熱する方法等により製造される。

【００５４】これらは、引張弾性率が平均３０〜５０Ｇ
Ｐａ程度の低弾性率から平均２４０〜５００ＧＰａ程度
の中・高弾性率のものを要求により選択することがで
き、その他引張強度の機械的特性に優れた繊維を所定の
樹脂組成物に混合することにより、適切な機械的強度を
有するシール材を得ることができる。

【００５５】このようなピッチ系炭素繊維の市販品の例
としては、呉羽化学工業社製：クレカＭ２０７Ｓ（繊維
径１２〜１３μｍ）等の「クレカ」（商品名）シリーズ
があり、特に同社製のクレカチョップＭ２０１Ｆ（平均
繊維径１２．５μｍ、平均繊維長０．１３ｍｍ）、同Ｍ
２０１Ｓ（平均繊維径１４．５μｍ、平均繊維長０．１
３ｍｍ）、同Ｍ１０７Ｔ（平均繊維径１８．０μｍ、平
均繊維長０．７０ｍｍ）等が挙げられる。

【００５６】また、ＰＡＮ系炭素繊維は、ポリアクリロ
ニトリル繊維等のアクリル系繊維を加熱して焼く方法で
製造することができる。加熱温度によって所定の引張弾
性率を得ることができ、例えば、約１０００〜１５００
℃で加熱すると引張弾性率は平均２００〜３０ＧＰａ、
引張強度は平均３００〜６０００ＭＰａとなる。また、
約２０００℃で加熱して、引張弾性率を平均３５０〜５
００ＧＰａ、好ましくは平均４００〜５００ＧＰａとす
ることもできる。従って、ＰＡＮ系炭素繊維は、高い引
張強度の繊維で、加熱温度により引張強度は平均５００
〜６０００ＭＰａの範囲のものも得られ、要求により平
均５００〜３０００ＭＰａの範囲のものを製造すること
もできると考えられる。これらの数値が低すぎると圧縮
クリープ等に関する補強が期待できず、これらの数値が
高すぎると、ピストン、シリンダ等の相手材を攻撃する
ことも予想される。

【００５７】このＰＡＮ系炭素繊維の例としては、東邦
レーヨン社製「ベスファイト」（商品名）シリーズ全般
があげられ、その具体例としては、ベスファイトＨＴＡ
−ＣＭＦ−００４０−Ｅ、ベスファイトＨＴＡ−ＣＭＦ
−０１６０−Ｅ、ベスファイトＨＴＡ−ＣＭＦ−１００
０−Ｅ、ベスファイトＨＴＡ−Ｃ６−Ｅ等（いずれも、
繊維長６ｍｍ）があげられる。また、東レ社製の「トレ
カ」（商品名）シリーズ全般もあげられ、その具体例と
しては、トレカＭＬＤ−３００、トレカＭＬＤ−１００
０等があげられる。

【００５８】これらの炭素繊維の有する引張強度として
は、５５０〜１０００ＭＰａが好ましく、ビッカース硬
度（Ｈｖ）は４００〜６００が好ましい。引張強度が５
５０ＭＰａより小さいときやビッカース硬度（Ｈｖ）が
４００より小さいときは、炭素繊維を添加する補強効果
が期待できず、引張強度が１０００ＭＰａより大きいと
きやビッカース硬度（Ｈｖ）が６００より大きいとき
は、相手材を攻撃して摩耗させることが考えられ、好ま
しくない。

【００５９】これらの炭素繊維は、酸やアルカリ等の薬
品類の影響を受けにくく、また、耐摩耗性も有してい
る。

【００６０】なお、これらの炭素繊維と前記ＰＡＳ繊維
との密着性を高め、油中摺動材の機械的特性等を向上さ
せるために、これらの炭素繊維の表面をエポキシ系樹
脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ
アセタール系樹脂等含有の処理剤やシラン系カップリン
グ剤等により表面処理を施してもよい。

【００６１】上記炭素繊維のなかで、引張強度が５５０
〜１０００ＭＰａ、引張弾性率３０〜５０ＧＰａの範囲
にあるものが特に好ましい。引張強度、引張弾性率が下
限値以下では炭素繊維による補強効果が得られず、上限
値以上では耐摩耗性に劣るからである。

【００６２】上記炭素繊維の全組成物中の配合割合は１
０〜４５重量％、好ましくは１０〜３０重量％である。
１０重量％未満では油中摺動材の耐摩耗性がほとんど向
上せず、４５重量％を越える多量では溶融流動性が著し
く低下して成形性が悪くなるからである。

【００６３】この発明に用いられるパーフルオロ系フッ
素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦ
Ｅと称する。）に代表されるフッ素系樹脂である。この
樹脂は、骨格である炭素原子の周囲を全てフッ素原子又
は微量の酸素原子で取り囲まれた状態であり、Ｃ−Ｆ間
の強固な結合により、フッ素系樹脂の中でも比較的耐熱
温度が高く、また、低摩擦係数、非粘着性、耐薬品性等
の諸特性に優れている。ＰＴＦＥは、四フッ化エチレン
単独重合体で圧縮成形可能な樹脂であり、その熱分解温
度は約５０８〜５３８℃である。これは、市販のものを
用いることができ、例えば、喜多村社製：４００Ｈ等を
用いることができる。

【００６４】パーフルオロ系フッ素樹脂としては、ＰＴ
ＦＥ以外に、テトラフルオロエチレン−パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ、熱分解温度約
４６４℃以上）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフル
オロプロピレン共重合体（ＦＥＰ、熱分解温度約４１９
℃以上）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプ
ロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
体（ＥＰＥ、熱分解温度約４４０℃）等があげられる。
また、これらに加えて、ポリクロロトリフルオロエチレ
ン（ＰＣＴＦＥ、熱分解温度約３４７〜４１８℃）、テ
トラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ、
熱分解温度約３４７℃以上）、クロロトリフルオロエチ
レン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ、熱分解温度約３
３０℃以上）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤ
Ｆ、熱分解温度約４００〜４７５℃）、ポリビニルフル
オライド（ＰＶＦ、熱分解温度約３７２〜４８０℃）等
を混合してもよい。

【００６５】また、パーフルオロ系フッ素樹脂は、上記
フッ素樹脂のモノマーの例えば約１：１０から１０：１
の重合割合で２種類以上の共重合体や、３元共重合体な
どのフッ素化ポリオレフィンなどであってもよく、これ
らは、固体潤滑剤としての特性を示す。これらのなかで
も、ＰＴＦＥは、耐熱性、耐薬品性、非粘着性、低摩擦
係数などの諸特性に優れており好ましい。

【００６６】これらのパーフルオロ系フッ素樹脂は、微
分熱分解開始温度が比較的高く好ましい。例えば、ＰＴ
ＦＥ，ＰＶＤＦの熱分解点はそれぞれ約４９０℃、約３
５０℃であり、これらの微分熱分解開始温度は、それぞ
れ約５５５℃、約４６０℃を示し、中でも、ＰＴＦＥ、
ＰＦＡ、ＦＥＰ等は、高温特性に優れていて好ましい。
このため、上記樹脂を含む組成物を溶融して油中摺動材
とする過程での熱履歴に比較的耐え得る。特に、ＰＴＦ
Ｅの分解点は、熱分解温度が約２８０〜２９０℃前後の
ＰＡＳ樹脂より１００〜２００℃高く好ましい。

【００６７】これらのパーフルオロ系フッ素樹脂を２〜
２５重量部、好ましくは５〜２５重量部添加すること
で、機械的特性に優れ、標準品等で圧縮強さが、５０〜
２００ＭＰａ程度の良好な耐クリープ特性及び耐熱性、
耐油性や耐薬品性等に優れる特性に加えて、耐衝撃性、
耐疲労性、耐摩耗性等を向上することもできると考えら
れる。

【００６８】添加量が２重量部未満では、これらの効果
が期待できず、自己潤滑性及び耐摩耗性等の摺動特性の
改良が顕著に認められない。また、２５重量部を越える
と、これらの溶融粘度等により造粒時や射出成形時に溶
融成形機等のシリンダーにかかる負荷が大きく、成形性
が悪くなり、安定した造粒性、射出成形性及び寸法精度
が期待できず、機械的特性が低下する場合がある。

【００６９】ＰＴＦＥを粉末状にしてＰＡＳ樹脂に添加
する場合は、粉末状にすればその形状や大きさを特に限
定することなく用いることができるが、粒状で粒径が７
０μｍ以下のものが、樹脂組成を均一にするために好ま
しい。

【００７０】また、この発明ではバージン材のＰＴＦＥ
粉末に代え、再生ＰＴＦＥ粉末を用いてより良好な結果
が得られる。再生ＰＴＦＥ粉末は、バージン材を一度焼
成した後、粉砕して得られる粉末であるから、バージン
材のＰＴＦＥを樹脂組成物に添加したときのように樹脂
組成物の溶融粘度を著しく上昇させることがなく、射出
成形性を阻害しないものである。また、再生ＰＴＦＥ粉
末は、一度焼成されているので、これを混合した樹脂成
形品の寸法変化、形状変化またはクラックの発生なども
起こらず安定した成形品が得られる添加剤である。

【００７１】再生ＰＴＦＥ粉末の原料であるＰＴＦＥ樹
脂は、骨格となる分子鎖を構成する炭素原子の周囲が全
てフッ素原子で取り囲まれたものであり、Ｃ−Ｆ間の強
固な結合により、フッ素系樹脂のなかでも最も耐熱性が
高く、また摩擦係数、非粘着性、耐薬品性等の諸特性に
優れている。なお、ＰＴＦＥ樹脂の熱分解温度は、５０
８〜５３８℃である。

【００７２】上述した再生ＰＴＦＥ粉末の市販品として
は、例えば喜多村社製：ＫＴ３００Ｍ、ＫＴ３００Ｈ、
ＫＴ４００Ｍ、ＫＴ４００Ｈ、ＫＴＬ６１０などがあ
る。

【００７３】以上述べたような再生ＰＴＦＥ粉末その他
のパーフルオロ系フッ素樹脂の全組成物中の配合割合
は、２〜２５重量％であることが好ましい。２重量％未
満であると樹脂組成物の摺動特性が向上せず、また摺動
相手材の損傷性の問題を解決できない。また、２５重量
％を越える配合量の場合は、成形性が悪くなる等の問題
が起こる。このような傾向から、より好ましいパーフル
オロ系フッ素樹脂の全組成物中の配合割合は、５〜１５
重量％である。

【００７４】さらに、油中摺動材に配合する二硫化モリ
ブデンなどのモリブデン化合物は、前記したＰＴＦＥ樹
脂と同様に低摩擦係数の添加剤であり、油中で非常に効
果がある固体潤滑剤である。しかし、使用する潤滑油に
は、極圧剤が添加されていて二硫化モリブデンを添加し
なくても良好な摺動性が得られることもあり、さらには
二硫化モリブデンを配合すると若干自己摩耗性が悪化す
る傾向があるため、必ずしも二硫化モリブデンを添加す
る必要はない。二硫化モリブデンの市販品としては、例
えばダウコーニング社製モリコートパウダーなどがあ
る。

【００７５】この発明の油中摺動材には、二硫化モリブ
デンなどのモリブデン化合物を１０重量％以下の割合で
添加することが好ましく、１０重量％より多量に配合し
ても、それ以上の摺動特性の向上は認められず、成形性
を悪化させることにもなる。このような傾向から、より
好ましい二硫化モリブデンなどのモリブデン化合物の配
合割合は０〜７重量％、さらに好ましくは１〜６重量％
である。

【００７６】なお、上記材料以外の添加剤として、この
発明の効果を阻害しない範囲内で、例えば自己潤滑性、
機械的強度、および熱安定性などの向上及び着色等の目
的で固体潤滑剤、タルク等の増量剤、粉末充填剤および
顔料など３５０℃程度以上の高温で安定な物質を適宜混
合してもよい。例えば、樹脂組成物の潤滑性をさらに改
良するために、耐摩耗性の改良剤を配合することができ
る。この耐摩耗性改良剤の具体例としては、カーボン、
グラファイト、マイカ、ウォラストナイト、リン酸塩、
炭酸塩、ステアリン酸塩、超高分子量ポリエチレン、硫
酸カルシウムなどを例示することができる。このような
添加剤を添加する際の残部耐熱性樹脂は、約４０重量％
を下回らないようにすることが好ましい。

【００７７】これらの耐熱性樹脂に対して各種の添加物
を添加混合する方法は特に限定するものではなく、通常
広く用いられている方法、たとえば主成分となる樹脂、
その他の諸原料をそれぞれ個別に、またはヘンシェルミ
キサー、ボールミル、タンブラーミキサー等の混合機に
よって適宜乾式混合した後、溶融混合性のよい射出成形
機もしくは溶融押出成形機に供給するか、又は予め熱ロ
ール、ニーダ、バンバリーミキサー、溶融押出機などで
溶融混合するなどの方法を利用すればよい。

【００７８】さらに、前記の組成物を油中摺動材に成形
する際には、特に成形方法を限定するものではなく、圧
縮成形、押出成形、射出成形等の通常の方法、または組
成物を溶融混合した後、これをジェットミル、冷凍粉砕
機等によって粉砕し、所望の粒径に分級することも可能
である。なかでも射出成形法は、生産性に優れ、安価な
油中摺動材を提供することができる。

【００７９】また、このようにして得られたペレットな
どの粒は、成形前に後述の熱処理と同程度の乾燥処理を
施しても良い。充分にペレット等の粒から水分などを蒸
発させることで、油中摺動材の膨れや強度低下を防ぐこ
とができると考えられる。

【００８０】このようにして得られた油中摺動材は、熱
固定及び成形時のひずみを除いて高温使用時の寸法安定
性を確保するため、約８５〜２６０℃で約０．１〜２４
時間程度のアニール熱処理をしておくことが望ましい。

【００８１】アニール熱処理温度は、約２６０℃以下、
例えば約８５〜２６０℃程度、寸法形状によっては約８
５〜２３０℃程度や約８５〜２００℃程度で行われるこ
とが適当である。これらのＰＡＳ樹脂は、広い温度範囲
にわたって剛性が高く、耐衝撃性も優れており、クリー
プなどの歪みに対しても強く、また殆どの種類の油類や
薬品等にも耐性を示す樹脂である。また、これらの樹脂
は結晶性であって、結晶化度の上昇で強度や剛性の増
加、耐摩耗性や潤滑性の向上、熱膨張係数や吸水率の低
下などの性質をもっている。

【００８２】熱処理温度が約８５℃未満の低温では、結
晶化の進行に多大の時間を要して効率が悪く、油中摺動
材のわずかな歪みを除くことも難しくなり、寸法安定性
も得られ難いと考えられる。

【００８３】アニール熱処理温度がシールリング油中摺
動材の熱変形温度よりも約２０〜３０℃程度を越える
と、樹脂にかかる熱履歴の影響が大きくなり好ましくな
いと考えられ、これ以下で熱処理することが好ましい。
熱処理時は、前記所定の温度に達する前に、例えば常
温、約８０℃、約１３０℃、約１８０℃、約２２０℃、
約２３０℃、約２６０℃というように、数段階に分け
て、約１５〜１８０分程度の範囲で、約１５〜６０分毎
に徐々に昇温し、前記温度範囲内の最適な温度にて、前
記時間の範囲で温度を一定に保持してもよい。その場合
の最高温度の保持時間は、約１５〜４８０分程度であれ
ばよい。最高温度の保持時間が所定時間よりも短時間で
あると、樹脂の結晶化が不充分となって寸法安定性が悪
くなり、所定時間よりも長時間であると、「ソリ」など
の不適当な熱変形が起こり、また電気炉などのエネルギ
ー消費量の増大や製造時間の長時間化からみても製造コ
ストの低減を図ることが難しくなる。

【００８４】また、約８５〜１２０℃程度に昇温した時
にそのような一定温度で保持してもよい。このようにす
ると、油中摺動材内に僅かに取り込まれた水分を乾燥さ
せることができ、その後、結晶化させることができる。
一方、短時間で急激に加熱して熱処理を終了させること
は好ましくない。前記水分が沸点を越えて気化し、その
際の体積膨張によって油中摺動材に「膨れ」などの不具
合が発生する可能性が高くなるからである。

【００８５】結晶化工程後の冷却は、前記昇温時と逆の
段階を経て冷却してもよく、または約６０〜１８０分程
度の時間をかけて連続的に徐冷してもよい。

【００８６】以上のような熱処理工程を行なうことによ
り、油中摺動材の膨れなどの不具合の発生を極力防ぐと
共に、樹脂の結晶化を確実かつ徐々に進行させて、油中
摺動材の寸法安定性を高めて寸法精度の高い油中摺動材
を提供することができる。

【００８７】また、油中摺動材と相手部材の少なくとも
一方の摺動面の表面粗さは、Ｒｍａｘ、Ｒａ、Ｒｚ等の
ＪＩＳで定義された評価法によって測定され、約３〜２
５μｍ以下であり、約８μｍ以下が好ましく、約３μｍ
以下がより好ましい。なぜなら、表面粗さが前記所定範
囲を越えると、摺動面に傷が多く付くようになり、これ
は摩耗の原因になると考えられるからである。なお、表
面粗さの下限値は、加工時の効率性も考慮して、約０．
１μｍ程度以上であればよい。

【００８８】また、相手材表面の仕上げ加工などの工程
に長時間を要するので、効率的でないことや樹脂材の転
移膜の形成に影響される可能性もあるため、摩耗に影響
されないような仕様や条件であれば、約３〜８μｍ程度
の範囲以下としても良いとも推定される。

【００８９】また、ピストン、シリンダー等の相手材
は、Ｓ４５Ｃ，ＳＣＭ４２０Ｈ等の炭素鋼、ＦＣＤ４５
等の球状黒鉛鋳鉄等あるいはこれらの硬化処理材等の硬
質材料であっても、又はＡＤＣ１２等のアルミニウム合
金等の軟質材であってもよい。相手材は、加工時の効率
や、生産性、価格等で平均して総合的に優れる鋳物系金
属、その中でもＡＤＣ等の軽量鋳物金属系合金等が好ま
しい。

【００９０】次に、上記組成物を成形して得られる上記
油中摺動材を用いたオイルシールリングについて説明す
る。

【００９１】まず、合い口を有し、その両者の間に半径
方向の重なりのない形状にシールリングを射出成形して
成形品を得るのであるが、その方法は、通常の方法を用
いることにより得られる。得られたシールリングは、図
１に示すように、一部に相対向した合い口５の間に隙間
を有しており、このシールリング４は、シールリング４
の全長の中央から若干ずらせた（±１０°〜±３０°程
度）位置に材料注入位置６であるゲート７を有する金型
から射出成形することにより得られている。

【００９２】これは、シールリングを相手部材のシール
溝に組付ける際の応力が全長の中央に集中するので、ゲ
ート部に応力が集中するのを避けるため、注入位置６を
その中央から若干ずれた位置に配置するのである。特
に、合い口形状がステップカット形状を有するシールリ
ングにおいて、ゲート位置をシールリングの全長の中央
から±１０°〜±３０°程度ずれせば、成形後の熱固定
やシールリングのピストンへの組み込み時にステップカ
ットの突起部長さだけより多く広げたり閉じたりするこ
とがあっても、ゲート部分に大きな力が加わることを緩
和できる。

【００９３】上記の射出成形後、次に、図２に示すごと
き、合成樹脂製又はゴム製の円柱体２及びリングゲージ
３とからなる治具を用い、上記の方法で得られる射出成
形品１をリングゲージ３の内径面に挿入し、その射出成
形品１の内側に円柱体２を挿入する。上記の円柱体２を
構成する樹脂はリングゲージ３より熱膨張率の大きい物
質、例えばリングゲージ３より熱膨張率の大きい樹脂又
はエラストマー等の重合物質等であり、加熱した際の熱
膨張により成形品１の内側から強制力を加える。エラス
トマー系重合体の場合、ゴム硬度（Ｈｓ）が約６０〜１
００程度、好ましくは６５〜９０程度であれば、良好な
弾性強制力が得られ好ましいと考えられる。ゴム硬度が
高すぎると硬すぎるため、射出成形品１の内側に円柱体
２を挿入しづらく、ゴム硬度が低すぎると柔らかすぎる
ため、適度な弾性強制力が得られにくい。

【００９４】次に、上記の治具全体を電気炉等に入れ、
射出成形品１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、上記射出成形品１の熱固定を行う。

【００９５】このようにして得られたシールリングをそ
のまま用いることができるが、角部の摺動時における引
っ掛かり等の問題を有する場合があり、また、潤滑剤の
供給が問題となる場合がある。このような場合、必要に
応じて、角部に面取りを行ったり、段差部を設けたり、
潤滑用の溝を設けてもよい。そのようなものを設けた例
を図３に示す。図３（ａ）〜（ｆ）は、ステップカット
型の合い口１９の構造を有するシールリング１０であ
る。合い口１９の形状は、その目的に応じて、所望の形
状をとることができる。そのリング１０の一方の側面の
シール面１１にはほぼ３等分位置に内周側から外周側に
貫通した潤滑溝１２が形成され、また他方の側面のシー
ル面２１にも、若干位置をずらせて同様の潤滑溝１２が
形成されている。

【００９６】これらの潤滑溝１２は深さ０．１ｍｍ程
度、幅０．１ｍｍ程度の微細なものであり、図示のよう
に１〜５箇所、好ましくは１〜３箇所程度設けてもシー
ル性を損わない。また潤滑溝１２のシール面１１側の開
口端には、面取り部１３が施される。

【００９７】また、上記潤滑溝１２は、図３（ｃ）に示
すように、シール面１１と潤滑溝１２との境界における
シール面１１と潤滑溝１２の面とのなす角度θが鈍角、
すなわち、９０°を越えて１８０°未満がよく、１２０
°〜１３５°が好ましい。また、上記角度θを調整する
ことにより、任意の潤滑溝１２の開口端の面積を得るこ
とができ、金型を用いたときに生成するバリをバレル処
理で容易に取り除くことができる。

【００９８】この潤滑溝１２を潤滑剤を通って、シール
性を損なわない程度にリング側面のシール面を内外方向
にリークするため、相手材との相対回転によりシール面
の全幅にわたる潤滑膜が全周にわたって形成される。こ
のため、シール面全面にわたる潤滑性が改善され、耐摩
耗性が向上し、さらに、相手材を摩耗させない効果を有
する。また、周囲の潤滑剤が少なくなると潤滑剤が補給
され、円滑な回転が長期にわたって維持される。

【００９９】上記のシールリング１０の断面形状は図３
（ｄ）（ｅ）に示すように、両側シール面１１と外周面
１４との間及び両側シール面１１と内周面１５との間に
それぞれ段差部１６が設けられる。段差部１６は図３
（ｆ）に示すようにシール面１１に対する直角面１７
と、外周面１４に対する直角面１７’及びこれら両方の
直角面１７、１７’間に形成された傾斜面１８とから成
り、その段差部１６の高さｈは、潤滑溝１２の深さより
高い。

【０１００】上記の段差部１６の高さｈは特に限定しな
いが、シールリング１０の矩形断面の半径方向の長さ、
または、軸方向長さのそれぞれ約５〜５０％程度、好ま
しくは、約５〜２５％程度、更に好ましくは、約５〜１
０％程度とし、シールリング１０の片面又は両面部に設
けることが好ましい。上記いずれの数値範囲について
も、下限値を超え、上限値未満の範囲に選定してもよ
い。

【０１０１】上記の段差の高さｈが少なすぎると、金型
の長期にわたる使用での可動型と固定型とのズレが比較
的短い周期で発生した時に、不具合を招来する可能性が
あり、多すぎると、シールリングのシール部分面積、い
わゆるシールランドが減少してしまうため、確実で、良
好な密封特性に期待できない。

【０１０２】ところで、合い口１９の形状は、その目
的、使用場所等に応じて、いわゆるストレートカット
型、ステップカット型、複合ステップカット型等のいず
れを用いることができる。次に、上記の各形状の合い口
の中から、複合ステップカット型の合い口について説明
する。

【０１０３】図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に、複合ステップ
カット型の１つの型を有する合い口２１、２１’を示
す。この合い口２１、２１’は外径面側突起２２と外径
面側段部２７から成り、両方の合い口２１、２１’の外
径面側突起２２と外径面側段部２７、外径面側段部２７
と外径面側突起２２とが相補的に一定の間隙をおいて嵌
合するものであり、更に詳細に説明すると次のとおりで
ある。

【０１０４】一方の合い口２１について、リング本体か
ら外径面側突起２２が周方向に突き出す部分及び外径面
側段部２７を形成する凹所が反対方向へ延び出す部分の
内径面側の先端の面を基準とし、この面を突き合わせ面
３０と呼ぶことにすると、外径面側突起２２は、その突
き合わせ面３０を左右両側に二分した場合の一側面側、
かつ内外（リング本体１１の内径側と外径側）に二分し
た場合の外径側に設けられ、その外径面側突起２２の外
径面３１は、リング本体の外面と段差なく連続し、同じ
曲率をもつように形成される。

【０１０５】また、外径面側段部２７は、上記の突き合
わせ面３０を同様に左右及び内外に二分した場合の他の
側面側かつ外径側に設けられ、その外径面側段部２７の
内面３２は、リング本体の内径面と同じ曲率をもつよう
に形成される。

【０１０６】他方の合い口２１’は、上記の合い口２１
と相補的な形態に形成され、両方の合い口２１、２１’
は一定の間隙をおいて相互に嵌合し、シールリングはほ
ぼ真円形をなす。

【０１０７】また、この合い口２１、２１’は、所望に
応じて、面取り部や、すみ肉をもうけてもよい。面取り
部は、所定の曲率をもった円弧状のもの（アールともい
う。）でもよいが、曲率０のもの、すなわち斜面により
面取り状のもの（チャンファーともいう。）であっても
差し支えない。このような面取り部は、例えば、連続し
て曲率がさまざまに変化するような形状をとることがで
きる。面取り部やすみ肉を設けることにより、合い口２
１、２１’同士、または、合い口と相手材との間の突出
量が零となるか、又は少なくなるので、局部的接触を防
止することができる。

【０１０８】合い口２１、２１’に設けることのできる
面取り部、すみ肉としては、次のものがあげられる。各
外径面側突起２２の先端面２９とその外径面３１との境
界に面取り部２３、各外径面側段部２７の段差面２８と
リング本体の外径面３１との間に面取り部２３’、各外
径面側突起２２と先端面２９と外径面側突起２２の内側
面３３との境界に面取り部２４、各外径面側突起２２の
先端面２９と外径面側突起２２の内径側面３６との境界
に面取り部２４’、各外径面側段部２７の内面３２と、
突き合わせ面３０との境界に面取り部２４”、各外径面
側段部２７の段差面２８と外径面側突起２２の内側面３
３との境界にすみ肉２５’、又は、各外径面側段部２７
の段差面２８と外径面側段部内面３２の境界に丸みであ
るすみ肉２５を設けることができる。なお、前述の角部
分に相当する部位以外の角部分を面取り形状、又はすみ
肉を加えた形状としてもよい。

【０１０９】さらに、合い口２１、２１’同士の接触を
防止するため、外径面側突起２２の内径側面３６と、こ
れと対面した他方の合い口２１’又は２１の外径面側断
部２７の内面３２との間に所定の間隙ｇ₁ を設けること
ができる。このようにすると、外径面側突起２２がシー
ルリングの外径面側へ突出する量が一層少なくなる。ま
た、外径面側突起２２及び外径面側段部２７の厚さ方向
の寸法公差もこの間隙ｇ₁ により吸収することができ、
各前記外径面側突起２２の外径面側への突出を防止す
る。

【０１１０】また、両方の合い口２１、２１’の各前記
外径面側突起２２の相互に対面する内側面３３相互間に
も所定の間隙ｇ₂ を設けることもできる。この間隙ｇ₂
は各前記外径面側突起２２の幅方向の寸法公差を吸収
し、各前記外径面側突起２２の両側面側への突出を防止
する。

【０１１１】さらにまた、図５に示すように、リング本
体の外径面３１や内径面３７と側面３４との境界に段差
部３５を設けることもできる。この段差部３５の大きさ
は、シールリングのシール性を保つ範囲であればよい。

【０１１２】次に、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に、もう１
つの複合ステップカット型の合い口４１、４１’を示
す。これは、一方の合い口４１’をリング本体先端面４
５’の外径面５３側の中央部分に設けた外径面側中央突
起４３により形成され、他方の合い口４１をこれと相補
的に嵌合する外径面５３側の中央凹部４４により形成さ
れる、変形された複合ステップカット型の合い口４１、
４１’を有するシールリングである。

【０１１３】一方の合い口４１’は、リング本体の先端
面４５’の外径面５３側の中央部に所定長さの突起４３
が設けられている。また、他方の合い口４１は、リング
本体の先端面４５の外径面５３側の中央部に、上記外径
面側中央突起４３と嵌合するように凹部４４が設けられ
ている。一方の合い口４１’と他方の合い口４１を嵌合
したとき、上記外径面中央突起４３と上記外径面中央凹
部４４に入り、合い口４１’側の上記外径面中央突起４
３以外のリング本体先端面４５’と合い口４１側の上記
外径面中央凹部４４以外のリング本体先端面４５とが互
いにつき合う。上記外径面中央突起４３のリング本体先
端面４５’から外径面中央突起４３の先端面４８までの
長さと上記外径面中央凹部４４の段差面４７からリング
本体先端面４５までの長さは、同じであってもよいが、
嵌合が弱くならない程度で上記外径面中央突起４３のリ
ング本体先端面４５’から外径面中央突起４３の先端面
４８までの長さがより短くてもよい。

【０１１４】このような形状をとることにより、合い口
４１、４１’の嵌合部分がリング本体の中央部にくるの
で、射出成形時に変形や反りが生じても、それによる食
い込み等は、内部におさまり、合い口部分の側面にでっ
ぱり等を生じさせない。このため、シールリングの両側
面を研削加工しても、幅寸法のバラツキを減少させるこ
とができ、上記幅寸法精度を向上させることができる。

【０１１５】また、合い口４１、４１’の各面の境界に
面取り部や、すみ肉をもうけてもよい。面取り部やすみ
肉を設けることにより、合い口２１、２１’同士、また
は、合い口と相手材との間の突出量が零となるか、又は
少なくなるので、局部的接触を防止することができる。

【０１１６】合い口４１’に設けることのできる面取り
部、すみ肉としては、次のものがあげられる。外径面５
３と先端面４５’との境界に面取り部５６、外径面側中
央突起４３の外径面５３と上記中央突起４３の先端面４
８との境界に面取り部５７、外径面側中央突起４３の側
面４９と外径面中央突起４３の先端面４８との境界に面
取り部６０、外径面中央突起４３の先端面４８と外径面
中央突起４３の内径側面５２との境界に面取り部６２、
外径面側中央突起４３の内径側面５２とリング本体先端
面４５’との境界にすみ肉６３、又は、外径面側中央突
起４３の側面４９とリング本体先端面４５’との境界に
すみ肉６４を設けることができる。

【０１１７】また、合い口４１に設けることのできる面
取り部、すみ肉としては、次のものがあげられる。外径
面５３側の中央凹部４４の側面にある突起、即ち外径面
側側面突起４２とリング本体先端面４５との境界に面取
り部５５、外径面中央凹部４４の段差面４７と外径面５
３の境界に面取り部５８、外径面中央凹部４４の内部側
面５０とリング本体先端面４５との境界に面取り部５
９、外径面中央凹部４４の内面４６とリング本体先端面
４５との境界に面取り部６１、外径面中央凹部４４の段
差面４７と外径面中央凹部４４の内側面５０との境界に
すみ肉６５、又は、外径面中央凹部４４の段差面４７と
外径面中央凹部４４の内面４６との境界にすみ肉６６を
設けることができる。なお、前述の角部分に相当する部
位以外の角部分を面取り形状、又はすみ肉を加えた形状
としてもよい。

【０１１８】ところで、これらの面取り部分又はすみ肉
部分の形状は、曲率ないしは斜面のものいずれでもよい
が、より好ましい形状は曲率の面取り形状である。その
面取り部分又はすみ肉部分の最小値付近の寸法は、シー
ルリング断面部の軸方向寸法又は径方向寸法のいずれか
のうちの約５％〜５０％程度、好ましくは約５％〜２５
％程度である。この値が小さすぎると、合い口部分の突
出量がわずかに有る場合に相手部材を傷つけることが考
えられる。

【０１１９】一方、曲率ないしは斜面のものの面取り部
分又はすみ肉部分の形状の最大値付近の寸法は、シール
リング外周径、内周径、ないしはそれらの中間部の径寸
法のいずれかのうちの、約５〜５０％程度、好ましく
は、約２５〜５０％程度であればよい。この値が大きす
ぎると、面取り部を設けるという効果が薄れ、実質的に
シールリングの外周径の曲率とほぼ同等の面取り部しか
形成できず、合い口部分の突出量を零とするか、又は少
なくすること期待できない。いずれにしても面取り部寸
法はこれらの最小値以上又はこの値を越え、これらの最
大値以下又はこれ未満の範囲であればよい。

【０１２０】さらにまた、図７に示すように、リング本
体の外径面５３や内径面５４と側面６７との境界に段差
部６８を設けることもできる。この段差部６８の大きさ
は、シールリングのシール性を保つ範囲であればよい。

【０１２１】

【実施例】実施例及び比較例に使用した原材料を一括し
て以下に示す。なお、〔 〕内に略記号を示した。 １．ＰＡＳ トープレン社製：Ｋ４（架橋型）〔ＰＰＳ−１〕 トープレン社製：Ｔ４（半架橋型）〔ＰＰＳ−２〕 トープレン社製：ＬＣＸ−７（リニア型）〔ＰＰＳ−
３〕 ２．炭素繊維 呉羽化学工業社製：クレカチョップＭ２０１Ｆ（繊維
径１２．５μｍ、ピッチ系黒鉛質）〔ＣＦ−１〕 呉羽化学工業社製：クレカチョップＭ１０７Ｔ（繊維
径１８．０μｍ、ピッチ系炭素質）〔ＣＦ−２〕 東邦レーヨン社製：ベスファイトＨＴＡ−Ｃ６−Ｅ
（繊維径６．７μｍ、ＰＡＮ系）〔ＣＦ−３〕 ３．再生ＰＴＦＥ粉末 喜多村社製：ＫＴ４００Ｈ〔ＰＴＦＥ−１〕 ４．バージンＰＴＦＥ 三井デュポンフロロケミカル社製：テフロン７Ｊ〔Ｐ
ＴＦＥ−２〕 ５．二硫化モリブデン ダウコーニング社製：モリコートＺパウダー〔ＭｏＳ
₂ 〕。

【０１２２】〔実施例１〜９および比較例１〜１４〕各
原料を表１または表２に示した割合（重量％）で配合
し、ヘンシェルミキサーを用いて乾式混合し、さらに押
出機にて溶融押出してペレット状にした。これを射出圧
力１００ＭＰａ、シリンダー温度３５０℃、金型温度１
３０℃の条件で射出成形して外径２１ｍｍ、内径１７ｍ
ｍ、高さ１０ｍｍの円筒状成形体を得た。この円筒状成
形体を１８０℃で１時間アニール処理したものを試験片
として用い以下の試験を行なった。

【０１２３】（ａ）スラスト型摩耗試験 試験片に対する摺動相手材を炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）または
ダイカスト用アルミニウム合金（ＡＤＣ１２）として、
下記の条件でスラスト型摩耗試験を行ない、その結果の
試験片の摩耗高さ（μｍ）および相手材の摩耗深さ（μ
ｍ）を表１または表２に示した。 ［試験条件］ 面圧：１８．０ｋｇｆ／ｃｍ² （１．７６ＭＰａ） 速度：１２８ｍ／ｍｉｎ 相手材：Ｓ４５Ｃ、ＡＤＣ１２（ともに面粗度３Ｓ） 試験時間：５０時間 雰囲気：室温 潤滑条件：昭和シェル石油社製：ゲルコＡＴＦ（自動車
用オーマチックトランスミッション用オイル）

【０１２４】

【表１】

【０１２５】

【表２】

【０１２６】表１および表２の結果からも明らかなよう
に、実施例１〜９および比較例１〜４は、相手材の軟
質、硬質を問わず、耐摩耗性および低攻撃性である優れ
た材料であった。

【０１２７】一方、添加した炭素繊維の径が所定範囲よ
り細い比較例１０〜１３は、軟質材（ＡＤＣ１２）への
攻撃性が著しかった。また、ＰＴＦＥを所定範囲より多
く添加した比較例５およびバージンＰＴＦＥを添加した
比較例９、１０は、自己摩耗量のバラツキが大きく、好
ましい結果が得られなかった。

【０１２８】〔比較例１４〕鋳鉄製シールリング（外径
４４ｍｍ、内径４０ｍｍ、幅２ｍｍ）を比較例１４とし
た。次に、上記のスラスト型摩耗試験で優れた結果が得
られた実施例１〜９及び比較例１〜４、６〜８の材料か
らなるオイルシールリング（外径４４ｍｍ、内径４０ｍ
ｍ、幅２ｍｍ）を射出成形によって形成した。これらの
オイルシールリングと前記の比較例１４について以下の
組み込み性試験、シール性試験および耐久試験を行なっ
た。

【０１２９】（ｂ）組み込み性試験 図８に示した１／１０テーパーマンドレル８０に、シー
ルリング８１をゆっくりと挿入した時のリング破壊径を
測定し、結果を表１または表２に示した。

【０１３０】通常、オイルシールリングを実装する際に
は、少なくとも開口率（破壊径／シールリング径）が１
２０％以上必要であるが、表１および表２の結果から、
炭素繊維の配合割合が所定範囲を越える比較例８（破壊
径４７ｍｍ、開口率（４７／４０）×１００＝１１７．
５％）以外は、全てこの条件を満足した。

【０１３１】（ｃ）シール性試験 図９に示す回転試験機の炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）製の軸７１
のリング溝７２、７２’に上記方法により作成されたオ
イルシールリング７３、７３’を装着し、軸７１を回転
させた際、リング溝７２、７２’の側面とＳ４５Ｃ製の
シリンダー７４の内面が摺接するようにした。また、こ
のときシリンダー７４の上方の油圧発生装置（図示省
略）から、油の供給管７５を介して油を圧送し、油圧計
７６により油圧を測定した。シリンダー７４の下方に
は、漏れた油を排出する排出管７７を設け、油漏れ量を
メスシリンダ７８で測定し、熱電対７９によりこの時の
油温を測定した。試験条件としては、自動車用オートマ
チック・トランスミッションオイル（昭和シェル石油社
製：ゲルコＡＴＦ）を使用し、油圧を１０ｋｇｆ／ｃｍ
² （＝０．９８ＭＰａ）とし、油温２５℃、４０℃、８
０℃、１００℃または１２０℃で軸回転数７０００ｒｐ
ｍで１分間駆動したときの油漏れ量（ｃｃ／ｍｉｎ）を
測定し、この結果をそれぞれ図１０、図１１に示した。
図１０及び図１１の結果からも明らかなように、鋳鉄製
シールリングである比較例１４は、いずれも油漏れ量が
著しく多かった。これに対し、実施例１〜９および比較
例１〜４、６、７の油漏れ量は、極めて少なく、また油
温による影響も小さく、優れたシール性を示した。

【０１３２】（ｄ）耐久試験 前記したシール性試験において、シリンダー７４の材質
をダイカスト用アルミニウム合金ＡＤＣ１２製および炭
素鋼Ｓ４５Ｃとし、１００時間の耐久試験を行なった。
２０時間毎に油漏れ量（ｃｃ／ｍｉｎ）を計量し、その
結果を図１２〜図１５に示し、試験後のオイルシールリ
ング側面、外周面およびＳ４５Ｃ製の軸７１のリング溝
の摩耗量（μｍ）、並びにＡＤＣ１２、Ｓ４５Ｃ製シリ
ンダ７４の摩耗量（μｍ）を測定し、その結果を表３に
示した。試験条件は、シール性試験とほぼ同様である
が、油温は１２０℃で行なった。

【０１３３】

【表３】

【０１３４】図１２〜図１５および表３の結果からも明
らかなように、実施例１〜９のオイルシールリングは、
シリンダが軟質または硬質のいずれかに拘わらず、自己
摩耗性に優れかつ相手材を攻撃する程度が小さく、油漏
れ量も少なく優れたシール性を示した。

【０１３５】また、ＰＡＳ樹脂の配合量が所定範囲より
多い比較例６および炭素繊維の配合量が所定範囲より少
ない比較例７は、ともに相手材が軟質または硬質のいず
れかに拘わらず低攻撃性であるが、自己の耐摩耗性が劣
っているので、油漏れ量が多かった。

【０１３６】さらに、リニア型ＰＰＳを用いた比較例１
〜３およびＰＴＦＥ無添加の比較例４は、シリンダが軟
質材（ＡＤＣ１２）では、この発明の実施例１〜９と同
等に好ましい特性を示したが、シリンダが硬質材（Ｓ４
５Ｃ）では自己摩耗量が多くシール性が劣っていた。

【０１３７】

【発明の効果】この発明による油中摺動材またはオイル
シールリングは、所定の樹脂組成物からなるので、摺動
相手材が軟質材または硬質材のいずれの摺動条件におい
ても使用に耐える合成樹脂製の油中摺動材であり、また
前記摺動条件において、シール性、耐摩耗性および摺動
相手材の摩耗が少ない特性を全て兼備するオイルシール
リングであるという利点がある。

【０１３８】これら油中摺動材またはオイルシールリン
グは、特に、ダイカスト用アルミニウム合金（ＡＤＣ１
２）のような軟質材または炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）等の硬質
材に油中で摺接する条件において、極めて優れた耐摩耗
性及びシール性を発揮する。

【０１３９】従って、前記オイルシールリングを自動車
等の自動変速機の回転軸のオイルシールリングとして使
用すれば、油漏れ量が少ないのでオイルポンプの小型化
が可能となる有用性もあり、装置の小型化および軽量化
に極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のオイルシールリングの一例を示す正
面図

【図２】オイルシールリングの熱固定処理を示す断面図

【図３】（ａ）この発明のオイルシールリングの他の一
例を示す正面図 （ｂ）同上の一部拡大正面図 （ｃ）同上の一部拡大平面図 （ｄ）（ｂ）図のｄ−ｄ線断面図 （ｅ）（ｂ）図のｅ−ｅ線断面図 （ｆ）（ｄ）図の一部拡大断面図

【図４】（ａ）この発明のオイルシールリングの合い口
の一例を示す一部正面図 （ｂ）同上の一部拡大平面図 （ｃ）同上の一部斜視図

【図５】図４に段差部を設けた一部斜視図

【図６】（ａ）この発明のオイルシールリングの合い口
の他の一例を示す一部正面図 （ｂ）同上の一部拡大平面図 （ｃ）同上の一部斜視図

【図７】図６に段差部を設けた一部斜視図

【図８】組み込み性試験を説明する図

【図９】回転試験機を説明する縦断面図

【図１０】シール性試験の油漏れ量と油温の関係を示す
図表

【図１１】シール性試験の油漏れ量と油温の関係を示す
図表

【図１２】耐久試験の油漏れ量と時間の関係を示す図表

【図１３】耐久試験の油漏れ量と時間の関係を示す図表

【図１４】耐久試験の油漏れ量と時間の関係を示す図表

【図１５】耐久試験の油漏れ量と時間の関係を示す図表

【符号の説明】

１ 射出成形品 ２ 円柱体 ３ リングゲージ ４ オイルシールリング ５ 合い口 ６ 注入位置 ７ ゲート １０ シールリング １１ シール面 １２ 潤滑溝 １３ 面取り部 １４ 外周面 １５ 内周面 １６ 段差部 １７ 直角面 １８ 傾斜面 １９ 合い口 ２１、２１’ 合い口 ２２ 外径面側突起 ２３、２３’ 面取り部 ２４、２４’、２４” 面取り部 ２５、２５’ すみ肉 ２７ 外径面側段部 ２８ 段差面 ２９ 先端面 ３０ 突き合わせ面 ３１ リング外径面 ３２ 外径面側段部内面 ３３ 外径面側突起内側面 ３４ リング側面 ３５ 段差部 ３６ 外径面側突起内径側面 ３７ リング内径面 ４１、４１’ 合い口 ４２ 外径面側側面突起 ４３ 外径面中央突起 ４４ 外径面中央凹部 ４５、４５’ リング本体先端面 ４６ 外径面中央凹部内面 ４７ 段差面 ４８ 外径面中央突起先端面 ４９ 外径中央突起側面 ５０ 外径面中央凹部内部側面 ５２ 中央突起内径側面 ５３ リング外径面 ５４ リング内径面 ５５ 面取り部 ５６ 面取り部 ５７ 面取り部 ５８ 面取り部 ５９ 面取り部 ６０ 面取り部 ６１ 面取り部 ６２ 面取り部 ６３ すみ肉 ６４ すみ肉 ６５ すみ肉 ６６ すみ肉 ６７ リング側面 ６８ 段差部 ７１ 軸 ７２、７２’ リング溝 ７３、７３’ オイルシールリング ７４ シリンダー ７５ 油の供給管 ７８ メスシリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０９Ｋ 3/10 Ｃ０９Ｋ 3/10 Ｎ //(Ｃ１０Ｍ 169/04 125:22 107:46 147:02 125:02） (Ｃ０８Ｌ 81/02 27:12） Ｃ１０Ｎ 10:12 20:02 40:02 40:34 80:00

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリアリーレンスルフィド系樹脂３０〜
   ８８重量％、炭素繊維１０〜４５重量％、パーフルオロ
   系フッ素樹脂２〜２５重量％を含む樹脂組成物からなる
   油中摺動材。
2. 【請求項２】 ３００℃における溶融粘度が２０００〜
   ５０００ポイズである架橋型ポリアリーレンスルフィド
   系樹脂３０〜８８重量％と、炭素繊維１０〜４５重量％
   と、再生ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末２〜２５
   重量％を含む樹脂組成物からなる油中摺動材。
3. 【請求項３】 ３００℃における溶融粘度が２０００〜
   ５０００ポイズである架橋型ポリアリーレンスルフィド
   系樹脂３０〜８８重量％と、炭素繊維１０〜４５重量％
   と、再生ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末２〜２５
   重量％と、１０重量％以下の二硫化モリブデンとを含む
   樹脂組成物からなる油中摺動材。
4. 【請求項４】 炭素繊維が、平均繊維径１０μｍ以上の
   炭素繊維である請求項２または３に記載の油中摺動材。
5. 【請求項５】 架橋型ポリアリーレンスルフィド系樹脂
   の重量平均分子量が２００００〜４５０００である請求
   項２〜４のいずれか１項に記載の油中摺動材。
6. 【請求項６】 請求項１記載の油中摺動材からなるオイ
   ルシールリング。
7. 【請求項７】 請求項２記載の油中摺動材からなるオイ
   ルシールリング。
8. 【請求項８】 請求項３記載の油中摺動材からなるオイ
   ルシールリング。