JPH02175793A

JPH02175793A - 摺動部材の組合せ

Info

Publication number: JPH02175793A
Application number: JP33175688A
Authority: JP
Inventors: Tatsue Sakata; 坂田　辰栄; Toshio Oka; 岡　登志夫; Shigeyuki Kaneko; 金子　茂之
Original assignee: Riken Corp
Current assignee: Riken Corp
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1988-12-28
Publication date: 1990-07-09
Anticipated expiration: 2013-05-13
Also published as: JP2750718B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】イ、産業上の利用分野本発明は、摺動部材の組合せに関し、例えば、油圧装置
の回転部分に使用して好適な、摺動部材の組合せに関す
る。

ロ、従来技術自動車のオートマチイックトランスミッションは、油圧
クラッチ部や軸受部に作動油を供給する油圧回路部を有
し、この油圧回路部は回転軸部を主要部としている。油
圧回路部のハウジングの材料としては、軽量化のために
アルミニウム合金が使用され、特にダイカスト用アルミ
ニウム合金ＡＤＣ１２が多用されている。

回転軸とハウジングとの間のシールには、従来から合い
口を第６図に示すような釣設合い口８ａとした鋳鉄製シ
ールリング８や単純な直角合いロヲ持つ４弗化エチレン
樹脂（ＰＴＦＥ）のシールリングが使用されている。

鋳鉄は、ＡＤＣ１２との摺動合性が良好で、互いに摺動
させて両者共に摩耗が少な（、また、釣設付き合い口の
シールリングとすることにより、シールリングを回転軸
に装着したとき、合い口の両鉤部が互いに掛り合うこと
によってシールリングの拡張する外径が制約され、ハウ
ジング内への回転軸挿入が容易になる。その結果、装着
に熟練を要しない、或いは特殊な治工具も不要であると
いう利点がある。然し、ＡＤＣ１２のハウジング内周面
への追随性が劣ることから、オートマチイックトランス
ミッション内の油温上昇に伴って油の粘性が低下すると
、シール性が悪（なり、油漏れがＰＴＦＥのシールリン
グの約１００倍に達するようになる。

ＰＴＦＥのシールリングは、ハウジングの内周面への追
随性は良好であるが、軟質のＡＤＣ１２のハウジングに
対して摺動台性が悪く、短時間の運転でハウジングに異
状摩耗が起こることが多いという欠点がある。更に、小
さな外力によって容易に変形するので、ハウジングへの
挿入に際し、変形や破損を起こすことがある。

ハ１発明の目的本発明は、一方の摺動部材が他方の摺動部材への追随性
が良好で、互いに摺動して両槽動部材共に摩耗が少なく
、かつ組付は性が良い摺動部材の組合せを提供すること
を目的としている。

二９発明の構成第一の発明は、充填材としてチタン酸カリウム繊維及び
黒鉛粉末を含有するポリエーテル・エーテルケトン樹脂
からなる第一の摺動部材と、軽金属からなる第二の摺動
部材とが互いに摺動するように構成された、摺動部材の
組合せに係る。

ルケトン樹脂からなる第一の摺動部材と、軽金属からな
る第二の摺動部材とが互いに摺動するように構成された
、摺動部材の組合せに係る。

ホ２発明の作用効果第一の摺動部材の主要材料としては、エンジニアリング
プラスチックのうちで特に曲げ弾性率が高＜　　（１３
５０００ｋｇ　／　Ｃａ１ｌでＰＴＦＥの約１０倍）、
自己張力を有するポリエーテル・エーテルケトン樹脂（
ＰＥＥＫ）を、組付は性を良好にするために選んだ。更
に、第一の発明にあっては、機械的強度を改善するため
、チタン酸カリウム（ＫｚＴｉＯ□０１３）繊維を、固
体潤滑材として黒鉛粉末を含有させる。

第二の発明にあっては、機械的性質を改善するため炭素
繊維を、固体潤滑材としてＰＴＦＥ粉末を含有させる。

炭素繊維は、機械的強度を改善するほか、潤滑作用をも
有している。

第一の発明にあって、チタン酸カリウム繊維は、径０．
３〜２ｐｍ、長さ５〜２０μｍのものを１０〜３５重量
％（以下、重量％を単に「％」で表わす。）含有させる
のが良く、黒鉛粉末は平均粒径１〜３０μｍのものを５
〜２５％含有させるのが良い。第二の発明にあって、炭
素繊維は平均径５〜１５μｍ、長さ１５０μｍ以下のも
のを１０〜３５％含有させるのが良く、ＰＴＦＥ粉末は
、平均粒径５〜４０μｍのものを５〜２５％含有させる
のが良い。ベース材料のＰＥＥＫは第一の発明、第二の
発明共に、６０〜８０％とするのが良い。

第一の発明、第二の発明共に、ＰＥＥＫが６０％未満で
は成形性が悪くなり、これが８０％を越えると充填材の
含有量が少なくなって後述する充填材の効果が顕著では
な（なる。

第一の発明にあってチタン酸カリウム含有量が１０％未
満では、第二の発明にあって炭素繊維含有量が１０％未
満では、機械的強度の改善の効果が顕著ではなく、これ
らが３５％を越えると成形性が悪くなる。第一の発明に
あって黒鉛粉末含有量が５％未満では、第二の発明にあ
ってＰＴＦＥ粉末が５％未満では、潤滑性が不足して充
分には耐摩耗性が改善されずこれらが２５％を越えると
摺動面からの黒鉛粉末又はＰＴＦＥ粉末の脱落が多くな
って機械的強度も低下する。

第一の摺動部材は、樹脂をベース材料としているので、
第二の摺動部材の摺動面への追随性が良好で、前述のＰ
ＴＦＥの摺動部材と同等の優れたシール性を示し、流体
のシールを行う一方の摺動部材として好適である。また
、充填材としてのチタン酸カリウム繊維（第一の発明）
或いは炭素繊維（第二の発明）によって機械的強度が改
善され、外力によって容易に変形することがなくて組付
は時の取扱いが容易であり、耐摩耗性も良好になる。

更に、黒鉛粉末（第一の発明）或いはＰＴＦＥ粉末（第
二の発明）の含有により、これらが潤滑材として作用し
、第一の摺動部材、第二の摺動部材共に摩耗が少なくな
る。

第一の摺動部材と摺動する第二の摺動部材は、軽量化の
ため、軽金属製とするが、アルミニウム合金又はマグネ
シウム合金が好適であり、ダイカスト用のアルミニウム
合金又はマグネシウム合金を使用してダイカストで製造
するのが生産性の観点から望ましい。

へ、実施例以下、本発明の詳細な説明する。

災指貫土ＰＥＥＫ粉末に、平均径約１μｍ、長さ５〜２０μｍの
チタン酸カリウム繊維を２０％、平均粒径１〜３０μｍ
の黒鉛粉末を１０％配合して混合し、この混合粉を、射
出成形が容易になるよう、粒子の短径約１　ｍｍ、長径
約１．５ｍｍの造粒粉とした。この造粒粉を、射出圧力
１６００ｋｇ　／　ｃｆｆｌ　、射出時間１０秒、スク
リュー回転数５５ｒｐｍ　、ノズル温度３９０°Ｃ１冷
却時間３０秒の条件でシールリング素材を成形した。

この素材に仕上げ加工を施して表面粗さを６Ｓにし、第
１図に示すような、呼び径りが５０ｍｍ、幅日が２６２
Ｍ、厚さ丁が２．２ｍｍのシールリングとした。

第１図はシールリングの使用状態での拡大斜視図で、合
い口３ａ　（４ａ）は直角合い口゛とし、合い口隙間Ｃ
は０　、２　ｍｍとしである。

このシールリングを第２図に要部概略断面図で示す試験
機に組付け、摩耗試験及びシール試験を行った。図中、
２は構造用炭素鋼３４５Ｃ製の回転軸で、壁面を表面粗
さ６Ｓに旋削仕上げされたリング溝２ａ、２ｂが設けら
れ、リング溝２ａ、２ｂ間にはオイル通過のための円弧
状環状溝２ｃが設けられている。リング溝２ａ、２ｂに
夫々第１図のシールリング３．４を装着し、これらを、
ダイカスト用アルミニウム合金ＡＤＣ１２からなり、表
面粗さ６Ｓに仕上げられた内径５０Ｍのシリンダ１内に
嵌入させた。シールリング３．４は、適度の開性を有し
ていて、上記組付けは容易になされた。

シリンダ１には、回転軸２の環状溝２ｃに対向して、オ
イル導入口１ａとオイル吐出口１ｂとが対称に１８０度
の位置に設けられている。

回転軸２を６００Ｏｒｐｍの回転数で回転させ、流動点
−４０°Ｃ１粘度係数１５０のオートマティックトラン
スミンシゴン用オイルを図示しないオイルポンプにて１
２０’Ｃに加熱し、このオイル５を図示しないオイルポ
ンプによって１０　ｋｇ　／　ｃｕｔの油圧でオイル導
入口１ａからシリンダ１内のシールリング３．４間の空
間へ導入し、オイル吐出口１ｂから吐出させた。この運
転を５０時間連続して行い、シールリング３．４の摩耗
量、回転軸２のリング溝２ａ、２ｂの壁面（シールリン
グ３．４と接触する面）の摩耗量及びシリンダ１の摺動
面の摩耗量を測定すると共に、漏れたオイルを漏斗６を
経由してメスシリンダ７に捕集させ、オイル漏れを経時
的に測定した。

比較のために、シールリング３．４に鋳鉄（ピストンリ
ング用ねずみ鋳鉄）製のシールリング又は充填材として
ポリイミド粉末を含有させたＰＴＦＥ製のシールリング
を使用し、同様の試験を行った。

摩耗量は、触針走査方式の表面粗さ計を使用して求めた
。第３図に、シリンダ１の内周面摩耗を例に挙げて、上
記表面粗さ計によって記録された表面凹凸を示すプロフ
ィールのチャートを示す。

第４図は摩耗量測定結果を示すグラフである。

第４図から次のことが解る。ポリイミド粉末含有ＰＴＦ
Ｅのシールリングを使用した比較例では、シールリング
の摩耗、シリンダ摩耗共に大きく、特にシールリング４
に対するシリンダの摺動面は異状摩耗を起こし、第３図
のチャートでスケールアウトを起こして測定不能であっ
た。これに対して実施例では、鋳鉄製シールリングを使
用した比較例よりも若干摩耗が少なく、良好な耐摩耗性
を示している。

第５図はオイル漏れ測定結果を経時的に示すグラフであ
る。鋳鉄製シールリングを使用した比較例では、前述の
ように摩耗量は少ないのであるがオイル漏れは非常に大
きい。これは、鋳鉄製シールリングはシリンダ内周面へ
の追随性が悪いことによるものである。これに対して実
施例では、シールリングのシリンダ内周面への追随性が
良好で、ポリイミド粉末含有ＰＴＦＥ製シールリングを
使用した比較例と同程度の良好なシール示を示している
。

以上のように、比較例は耐摩耗性シール性のいずれかが
悪いのに対し、本実施例では、耐摩耗性、シール性の双
方共に優れていて、油圧回路部の摺動部材の組合せとし
て頗る好適である。

１施班呈チタン酸バリウム繊維に替えて炭素繊維を、黒鉛粉末に
替えて、ＰＴＦＥ粉末を含有させ、その他は上記実施例
と同様にして製作したシールリングを使用した場合も、
上記前記実施例１と略同様な結果が得られた。但し、こ
の例では、炭素繊維は平均径１０！Ｊｍ、長さ８０　ｕ
　ｍのものを２０％、ＰＴＦＥ粉末は平均粒径１０μｍ
のものを１５％含有させた。

また、前記実施例１．２共に、第２図の回転軸２の材料
をダイカスト用アルミニウム合金ＡＤＣ１２とした場合
も、前記実施例と同様の良好な耐摩耗性、シール性を示
した。また、これにより一層の軽量化が実現する。

以上の例は、オートマチイックトランスミッションの油
圧回路部についての実験であるが、本発明は、そのほか
、例えばメカニカルシールや圧縮装置、減圧装置内の摺
動部材の組合せに適用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の実施例を示すものであって、第１図はシールリングの使用状態での拡大斜視図、第２図は摩耗試験及びシール試験に供した実験装置の要
部概略断面図、第３図は表面粗さ計による摺動表面の凹凸プロフィール
の一例を示すチャート、第４図は摩耗量測定結果を示すグラフ、第５図はオイル
漏れを経時的に示すグラフである。第６図は従来の鋳鉄製シールリングの拡大部分正面図で
ある。なお、図面に示された符号において、１・・・・・・・・・シリンダ１ａ・・・・・・・・・オイル導入口１ｂ・・・・・・・・・オイル吐出口２・・・・・・・・・回転軸２ａ、２ｂ・・・・・・・・リング溝２ｃ・・・・・・・・・オイル通過用環状溝３．４・・
・・・・・・・シールリング３ａ、４ａ・・・・・・・
・・合い口５・・・・・・・・・オイル６・・・・・・・・・漏斗７・・・・・・・・・メスシリンダである。

Claims

【特許請求の範囲】１、充填材としてチタン酸カリウム繊維及び黒鉛粉末を
含有するポリエーテル・エーテルケトン樹脂からなる第
一の摺動部材と、軽金属からなる第二の摺動部材とが互
いに摺動するように構成された、摺動部材の組合せ。２、充填材として炭素繊維及び４弗化エチレン樹脂粉末
を含有するポリエーテル・エーテルケトン樹脂からなる
第一の摺動部材と、軽金属からなる第二の摺動部材とが
互いに摺動するように構成された、摺動部材の組合せ。