オートマチックトランスミッション用シールオートマチックトランスミッション用シール...

8
オートマチックトランスミッション シール H. Obata S. Hagihara A. Hosokawa *  -73- オートマチックトランスミッション用シール Seals for Automatic Transmissions トランスミッション(変 して, オートマチックトランスミッション く, 80 90%に しており,そ びている。 により, ,コンパクト・ ,またエンジン にある。シールに対して しい されており,これらに対 するため シール っている。 にわたる により したシール して,オートマチックトランスミッショ シール アクリル,エチレンアクリルゴム ,クラッチピストン されるシールボンデッドピス トン(シール一体 ピストン),オイルポンプに されるシールリングについて する に, ついて する。 キーワード: オートマチックトランスミッション,シール,シール一体 ピストン, ピストン,シールリング Summary There is growing demand for automatic transmissions in automobiles worldwide. For instance, the installed proportion is 80 to 90% in Japan and USA, it is also increasing in other areas. With the changes of the engines and others progress, technical requirements and operation conditions tend to be more severe demanding strict specifications for seals. This report summarizes the technical characteristics of new seal compounds using acrylic and ethylene-acrylic rubber, seal bonded pistons which are rubber seals with stamping metal clutch pistons, plastic piston rings for rotational seals of the oil pumps in automatic transmissions. Key wordsAutomatic transmission, Seal, Seal bonded piston, Stamping piston, Seal ring 1.まえがき オートマチックトランスミッション(以 AT それに により,各 に対する 々シ アに にあり,シールに対して い。エンジン に対 した耐 エネ したコンパクト・ ,変 ショック ため しい されている。これら に対 するため, った によりシー めている。 をほぼ されている に, が拡大する えられる シール して タイプ アクリル,エチレンアクリル ゴム ,シールボンデッドピストン,シールリングにつ いて する。 タイプ アクリルゴム つ耐 シール耐 に大きく影 する圧 ひずみを大 した ある。またエチレン・アクリルゴム クリルゴム ある および させ あり,AT シール して れた している。 シールボンデッドピストン から されている アルミダイキャスト ピストンに Oリング ゴム H. Hiraki H. Nagaoka

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Page 1: オートマチックトランスミッション用シールオートマチックトランスミッション用シール 小 畑 博 美* 萩 原 祥 司* 細 川 敦* * 箕島製作所

オートマチックトランスミッション用シール

小 畑 博 美*  萩 原 祥 司*  細 川   敦*

�������� ��������� ����������

* 箕島製作所 技術開発部

- 73 -

オートマチックトランスミッション用シール���������� �������������������

要  約

 自動車用トランスミッション(変速機)として,近年のオートマチックトランスミッションの装着率は非常に高く,日・米の両国では ��~ ��%に達しており,その他の地域でも急激に伸びている。装着率増加により,燃費改良,コンパクト・軽量化,応答性の改良など種々の要求が増加,またエンジンなどの構成要素の改良に伴い使用雰

囲気が年々過酷になる傾向にある。シールに対しても厳しい仕様を要求されており,これらに対応するため種々のシールの開発を行っている。

 本報は当社の独自技術と長年にわたる経験により開発したシール要素として,オートマチックトランスミッション用シールのアクリル,エチレンアクリルゴム新材料,クラッチピストンなどに使用されるシールボンデッドピストン(シール一体型ピストン),オイルポンプに使用されるシールリングについて解説するとともに,技術的特徴に

ついて報告する。

キーワード:オートマチックトランスミッション,シール,シール一体型ピストン,板金ピストン,シールリング

Summary

������������������������������������������������������������������������������������������������ �� �����

����������!���"� �������#� ����������������������������������$��������������������������������������� �������

�����������%�������������� ����������������������������������&������������������� ��������������������

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�������������������� ������������������������������������ ��������������� ������� ������ ����������������������

���������������� �� �������������������������

Key words: �������������������������������������� ���������� �� �������������

1.まえがき

 オートマチックトランスミッション(以下 �と略)の装着率増加とそれに伴う技術進歩により,各部品に対する使用条件は年々シビアになる傾向にあり,シールに対しても

例外ではない。エンジンの高温・高速化に対応した耐久寿命と信頼性の向上,省エネ化を目的としたコンパクト・軽

量化,高応答性,変速ショック軽減のための摩擦低下など,種々の厳しい仕様を要求されている。これらの要求に対応するため,当社は独自の技術と長年培った経験によりシー

ル開発を進めている。

 本報は既に開発をほぼ完了し市場で使用されているとともに,更に今後適用用途が拡大すると考えられる技術,シール用としての新タイプのアクリル,エチレンアクリル

ゴム材料,シールボンデッドピストン,シールリングについて報告する。

 新タイプのアクリルゴムは本来同材料が持つ耐熱性,シール耐久性能に大きく影響する圧縮永久ひずみを大幅に改良した材料である。またエチレン・アクリルゴムはア

クリルゴムの欠点である強度および低温性能を向上させた材料であり, � のシール材料として優れた機能特性と

耐久性を有している。 シールボンデッドピストンは,従来から使用されているアルミダイキャスト製ピストンに �リングなどのゴム

平 木 秀 樹*  長 岡 秀 夫*

����������� ���*�����

Page 2: オートマチックトランスミッション用シールオートマチックトランスミッション用シール 小 畑 博 美* 萩 原 祥 司* 細 川 敦* * 箕島製作所

三 菱 電 線 工 業 時 報 第95号 平成11年6月

シール組合せに対し,ピストンを板金化しゴムリップを焼付け接着させた一体型ピストンで,クラッチアッシィとしてコンパクト化,シール信頼性向上,低価格化などを実現

させた複合シールである。 シールリングはオイルポンプの回転動用シールとして

使用される+��,樹脂製シールであるが,当社独自で開発した新しい+��,材料を用いたことにより,従来品に比較し,優れたシール性能を持ち,加えて低摩擦,摩耗特性を

有することから,高 +- 値下の使用を可能にしたものである。

 いずれのシールも当社のゴム・樹脂材料技術,シールおよび金具設計技術に基づき開発した製品であり,優れた機能・耐久性能を有することから,既に �用として多く使用

されており,今後,更に需要が拡大するものと期待される。 

2.ゴム材料

     自動車用として使用されるシール部品を ��������に示す

が,使用される系統により種々のゴム材料が選定されている。 �用の部品には,使用条件からアクリルゴム( ./),

エチレン・アクリルゴム( ,/)が多く使用されている。 ここでは,この 0種類のゴム材料の特長を解説するとともに,当社で今回開発した新しいタイプの材料について紹

介する。

2.1 アクリルゴムの特性と分子構造

     一般的なアクリルゴムの基本構造は ����に示すとおり

エチルアクリレート(, ),ブチルアクリレート(1 ),メトキシエチルアクリレート(/, )と少量の架橋基含有モノマーからなる共重合体である。

 アクリルゴムは,その主鎖骨格の飽和構造,側鎖エステル結合の極性に起因して,耐熱性,耐潤滑油性,耐オゾン

性,耐候性などに優れたバランス性能を有している。

- 74 -

     一方,エチレン・アクリルゴムの構造は ����に示すとおりエチレン(,),メチルアクリレート(/ )と架橋基含有モノマーからなる共重合体である。エチレン・アクリル

ゴムも側鎖エステル結合を持ち主鎖が飽和された構造であることからアクリルゴムに似た性能を有している。

 ��� は ��/�2�0���に基づいて,各種ゴム材料の耐熱,耐油性を図示したものである。アクリルゴムとエチレン・アクリルゴムの耐熱性は優れており,ふっ素ゴム,シ

リコーンゴムに次ぐ合成ゴムの位置付けにある。耐油性の指標としての ��/�*���3油浸漬後の体積変化率はアクリ

������� ����� ����� ���� ����������� ���� ���������

��� ������

自動車用シール部品とゴム材料系統燃料

エンジン

ミッション

パワーステアリング

ブレーキ

エアコン

油種ガソリン軽油4+5

エンジンオイル

トランスミッションオイル

パワステオイル

ブレーキオイル

��.637�

冷凍機油

部品名�リングパッキンダイアフラムオイルシールバルブステムシール

�リングパッキンオイルシール�リングパッキンオイルシール�リングパッキンゴムカップ�リングパッキンリップシール�リングパッキン

ゴム材料*18�9/,.�

�9/-/: ./*18

./ ,/

*18 ./

,+2/�18

�*18

���� ����������������(���������

アクリルゴムの構造

�)�;.�0�)�.�<=�)�;.�0�)�.�<(�)�;.�0�)�.�<'�)

.>� .>� .>�

� � �

.0�? .7�� .0�7

�.�3

���� ����������������(����)���(���������

エチレン・アクリルゴムの構造

�)�;.�0�)�.�0<=�)�;.�0�)�.�<(�)�;8<'�)

.>� .���

�.�3

225

200

175

150

125

100

70

ASTM No.3油 浸漬後の体積変化率(%)

10 20 30 40 60 80 100 120 140

温度

(℃)

パーフロロエラストマー

ふっ素ゴム

フロロシリコーンゴム

シリコーン ゴム

エチレン・アクリルゴムアクリルゴム

水素化ニトリルゴム

ヒドリンゴムニトリルゴム

ウレタンゴム

クロロプレンゴム

クロロスルホン化ポリエチレン

エチレンプロピレンゴム

スチレンブタジエンゴム

天然ゴム

��� �������������������������&����������������

各種ゴム材料の耐熱・耐油性

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オートマチックトランスミッション用シール

- 75 -

ルゴムで6?~ 0?%である。エチレン・アクリルゴムは7�

~ ��%でアクリルゴムより若干大きい傾向にある�。

2 . 2 新タイプのアクリルゴムとエチレン・アクリルゴム

について

 アクリルゴム �エチレン・アクリルゴムは様々な種類(タイプ・グレード)があるが,ゴム材料に対する要求特性が高度化,複雑化してきており,要求される機能に適応した

材料の選定が必要である。当社は各種タイプ・グレードでの配合検討,機能評価を行うことにより,優れた特性を持

つ材料を開発した。この材料に対する特長について紹介する。

2.2.1 低圧縮永久ひずみのアクリルゴム(当社配合番号:

��� ���)

 一般にアクリルゴムは圧縮永久ひずみ性に劣ることから,耐久性向上のため改良が強く求められていた。この欠点を克服したのが0063)@�であり,�������に従来材料との

物理特性の比較を示す。 0063)@�は常態特性,耐熱性,耐油性等で従来材料と遜

色がなく,かつ圧縮永久ひずみが従来材料(00�?)@�)の約6A3であり,著しく長寿命化を達成した材料である。

2.2.2 エチレン・アクリルゴム(当社配合番号:�������)

 この材料はアクリルゴムと同等以上の耐熱性と優れた強度特性(耐引き裂き性・耐摩耗性)を持つ材料であり,動

的用途に適した材料である。また低温脆化性に優れており,低温起動時のトラブルに対してアクリルゴムより優れ

ている。 同材料は主としてシールボンデッドピストン(3章で紹介)に使用されており,この材料(0066)��)の物理特性を

������ に示す。 ����はオートマチックトランスミッション油( �オイ

ル)中での長期浸漬試験の結果であり,67�℃で6���時間老化後でも物性の変化は小さく,優れた耐 �オイル性を有している。

������� +�(����� �� ���������������� ��������������(��

���������� ����

低圧縮ひずみのアクリルゴムの物理特性

項目

常態試験

圧縮永久

ひずみ試験

6?�℃× @��

空気加熱

老化試験6?�℃× @��

油浸漬試験

��/*��6

6?�℃× @��

油浸漬試験 ��/*��3

6?�℃× @��

油浸漬試験

�オイル6?�℃× @��

低温性

材 料

硬さ ("B�� )

引張強さ (/+�)伸び (!)

引裂強さ* 6 (�*A�)

圧縮永久ひずみ (!)

硬さ変化(ポイント)

引張強さ変化率 (!)

伸び変化率 (!)硬さ変化(ポイント)

引張強さ変化率 (!)伸び変化率 (!)

体積変化率 (!)

硬さ変化(ポイント)引張強さ変化率 (!)

伸び変化率 (!)体積変化率 (!)

硬さ変化(ポイント)

引張強さ変化率 (!)伸び変化率 (!)

体積変化率 (!)�8)6� (℃)

脆化温度* 0 (℃)

低圧縮ひずみ

アクリルゴム0063)@�

@3

60�0

06?

3�

63

C3

CD

- 0

± �

- 6

± �

- 6�6

- 6D

- @

C6�

C6?�?

- �

- ?

C6�

C7�D

- 0�

- 06��

従来材料

00�?)@�

@�

6��7

06�

3�

7@

C0

- 7

C6�

C3

C3

C0

- 7�3

- 60

C3

C06

C6D�6

- 7

C7

C@

C0�@

- 30

- 33

* 6��試験片の形状("B��9D3�6�1形)

* 0��全数,非破壊となる温度

項目

常態試験

圧縮永久ひずみ試験

6?�℃× @��

空気加熱老化試験6?�℃× @��

油浸漬試験 �オイル

6?�℃× @��

低温性

������ +�(����� �� ������������(����)���(���������

��� ����

エチレン・アクリルゴムの物理特性

* 6��試験片の形状("B��9D3�6�1形)

* 0��全数,非破壊となる温度

材 料

硬さ ("B�� )引張強さ (/+�)

伸び (!)

引裂強さ* 6 (�*A�)

圧縮永久ひずみ(!)

硬さ変化(ポイント)

引張強さ変化率(!)

伸び変化率 (!)硬さ変化(ポイント)

引張強さ変化率(!)伸び変化率 (!)

体積変化率 (!)

�8)6� (℃)脆化温度* 0 (℃)

0066- ��

�0

6���

6?�

3@

0�

C0

- 6

- D

- 6�

- 7

C3

C6@�7

- 30

- 3?

0 70 240 500 1000

-30

-20

-10

0

10

20

試験期間 (時間)

変化率�

硬さ変化(ポイント)

引張強さ変化(%)

伸び変化(%)

体積変化(%)試験油:ATオイル�試験温度:140℃

���� +�(����� �� ������ ������ ������ ���� ����

����������������� ������

��オイル浸漬による物理変化

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三 菱 電 線 工 業 時 報 第95号 平成11年6月

3.シールボンデッドピストン

3.1 用途

 シールボンデッドピストン(�����1������+������以下�1+と略)は自動車用 �の変速に主として使用されるピス

トンである。実際の �の変速は複雑であるが簡単に説明すると,油圧によりピストンが作動してクラッチ板を締結し,クラッチ板に接続されたギヤによりエンジン動力が伝

達される機構である。各ギヤ比を決定づける遊星ギアごとにクラッチパックと呼ばれる独立した構成を持っている。

     通常の � における変速は基本的に上述のとおりであるが,選択されるギヤによってはクラッチパック全体が回転しているものがある。実際の �構造と使用されているピス

トン形状を�����に示す。 自動車用 � の上記用途にはアルミダイキャストに切削

加工を施したピストンにシール(�リングあるいは他のスクィーズパッキン)を装着したものが使用されている。また回転を伴うクラッチには,変速時の作動応答性(レスポ

ンス)の妨げとなる遠心油圧を除去するため,チェックボールが設けられている。

 チェックボールは油圧がある程度下がると開き,ピストン内部に溜まった遠心油圧を排出する働きをするが,チェックボールより外側の遠心油圧が排出できない,ある

いはチェックボールの動きのバラツキによって安定しないという問題がある。この問題を解決するため,チェック

ボールに代えて,遠心油圧を除去する目的で遠心油圧キャンセル方式が採用され始めている。遠心油圧キャンセル方

式はクラッチ締結用ピストンの反圧力側に油を溜める空間を形成し,遠心油圧を完全に相殺するものである。した

- 76 -

がって,上記空間を形成するための部品が必要となり,これをキャンセラ(相殺物)と呼ぶことにする。     クラッチ締結用ピストンとキャンセラを従来のように

アルミダイキャストで製作すると,チェックボール方式に比べ部品点数が増えた分スペースが増大してしまう。そこ

で,アルミダイキャストを板金に置き換えることにより,必要スペースを最小にすることができる。����を遠心油圧キャンセル方式とし,板金金具を採用した�1+に置き換

えた場合の形状を ����に示す。

3.2 構造および材料

     �1+は����,�に示すように,クラッチ締結用ピストン

および遠心油圧キャンセルピストンとも,本体は鋼板からプレス成形(板金)された金具にシールリップを焼付け接着しているため一体となっている。

 なお,シールリップ材料はエチレン・アクリルゴムを採

���� �������������������� �����

クラッチ締結用ピストン構造

シールリップ�

板金金具�

���� .������ ����� ���� ���������� ��� �1+� ��&�

��&������������������� �����������������

���による遠心油圧キャンセル方式

クラッチ締結用�板金ピストン�

クラッチプレート�

遠心油圧キャンセラ�

リターンスプリング�

���� ����������������������� �����

遠心油圧キャンセラ構造

シールリップ�

板金金具�

���� ������������� ��������������������� �����

��と従来タイプピストンの構造�

Oリング�

Oリング�

チェックボール�

クラッチ締結用アルミ�ダイキャストピストン�

クラッチプレート�

リターンスプリング�

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オートマチックトランスミッション用シール

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用している。通常この用途にはアクリルゴムが使用されて

いるが,同材料は引き裂き強度が弱く,相手部品への装着時において不具合(シールリップ反転や亀裂)の発生する恐れがある。当社ではこの不具合を防止する一つの手段と

して,アクリルゴムの特性に加えて高強度であり,さらに使用温度範囲が広いエチレン・アクリルゴムを採用してい

る。

3.3 特長

 本報で紹介する�1+は金具を鋼板からプレス成形し,その上に直接シールリップ(ゴム)を焼付け接着した製品で

あり,従来から使用されてきたアルミダイキャストピストンに比べ以下のような優位性がある。①金具はプレス成形のみで製作するため,アルミダイキャ

ストピストンのように基準面・シール溝等の重要部の切削加工が不要であり,コスト低減が可能である。

②素材が鋼であるため,アルミに比べて強度的に有利で金具自体の薄肉化が可能であり,その結果コンパクト化できる。

③シールリップが焼付け接着により金具と一体であるため,�リング等のシール装着が不要である。また,シー

ルパスが少なくなるため,シール信頼性が向上する。

3.4 機能特性

3.4.1 金具の有限要素法(���)解析

 解析結果の一例を����に示す。

 実際に起こり得る最も過酷な条件を想定し,金具の�,/

解析を実施している。このシミュレーション結果から最大応力値・応力発生位置および変形量を確認するとともに,

過不足のない最適な金具材料・板厚ならびに形状を決定することができる。これにより必要な強度・耐久性は保持し

ながらも質量・コストを最小に設計することを実現している。

3.4.2 金具疲労試験

 試験機の概略図を�����に示す。 クラッチ締結用ピストンの場合は耐久試験や圧力サイ

クル試験により,金具およびシールリップの耐久性を同時に確認できるが,キャンセラの場合は遠心油圧をかけるた

めに回転させる必要があり,さらに内径側にシールを有しないため常に油を供給し続けることが要求される。したがって,キャンセラの耐久性を確認する場合は大がかりな

試験装置を用いる必要があり,評価が困難である。 そこで当社ではキャンセラについての強度・耐久性を簡

易的に確認するため,同部品が受ける最大油圧を軸方向荷重に換算し,シリンダを用いて荷重�*)���耐久試験を実施している。これにより金具の疲労限度を確認し,設計の

安全性ならびに3�7�6項�で紹介した�,/解析の妥当性を確認している。

3.4.3 起動・しゅう動抵抗値測定

� � の応答性に影響する一要因としてシールリップの起動・しゅう動抵抗があり,できるだけ少ない値であること

が望ましい。参考としてシールリップの温度と起動およびしゅう動抵抗値の関係を�����,�����に示す。内・外径

シールリップとも,起動抵抗は-0�℃,しゅう動抵抗は��

℃でピークを迎えることが判明している。測定によるバラツキが少なく安定した値を示し,従来の�リングに比べて

低い値を示す。当社では独自の設計によりシール性能を維持しながらも最小軸方向寸法および低起動・低しゅう動抵

抗を実現している。

3.4.4 耐久試験

 試験機の構造を ���� に示す。 圧力・温度とも最高使用条件を採用し耐久試験(0��万

サイクル)を実施した結果,シールリップ異常摩耗・損傷,接着の剥がれおよび油漏れ等の異常はなく,試験後の静止漏れ試験でも油漏れは観察されなかった。

���� ���(�������������������� �� ������(��,/

���解析結果

拘束点

最大応力発生位置

内径側 外径側

����� ��������������������������� �� �����

金具疲労試験機

空気圧ユニット

エアシリンダ

試験サンプル

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三 菱 電 線 工 業 時 報 第95号 平成11年6月

3.4.5 装着性確認試験

 �1+の設計時には相手部品への装着性を重要視し,不具合発生のないシールリップの最適設計を実施している。

 この設計を用いて相手部品への着脱実験を実施した結果,シールリップの反転・亀裂等の不具合は発生しなかっ

た。また,既に量産納入中のアイテムにおいても,装着に関する不具合は発生していない。 しかしながら,シール形状が従来の�リング等とは異な

り,リップタイプであることから,不具合発生の可能性はゼロではなく,この不具合をなくすため装着治具の使用を

推奨する。なお,当社では装着治具の設計・製作も実施し

- 78 -

ている。

3.5 まとめ

 今回,プレス成形した金具にゴム製シールリップを焼付け接着により一体化した�1+について紹介したが,この特

長を以下にまとめる。①金具をプレス成形で製作しているため切削加工が不要であり,コスト低減が可能である。

②素材が鋼であるため,アルミダイキャスト合金に比べピストン自体の薄肉化が可能である。遠心油圧キャンセル

方式を採用した場合,トランスミッション全体のコンパクト化が図れる。

③シールリップが焼付け接着により金具と一体であるた

め,組立作業性が向上する。また,シールパスが少ないため,シール信頼性が向上する。

④リップタイプのシールを使用しているため,�リング等のスクィーズシールに比べてシール耐久性が向上する。

 なお,�1+は実機でのシール機能・耐久性能要求を全て満足しており,既に量産を開始している。

4.シールリング

4.1 用途および構造

  �ではクラッチの切替やブレーキバンドの作動,トルク

コンバータの作動圧,回転部分の潤滑などに,オイルポンプによって加圧された �オイルが供給されており,精密な

油圧制御がなされている。     シールリングは,クラッチを作動させるための �オイルを供給するオイルポンプの回転動用シールとして用いら

れている。� � � � � にオイルポンプ部に装着されているシールリングの状態を示す。

 当社ではこのシールに,合口(カット部)を有する断面矩形の特殊充てん材入り四ふっ化エチレン樹脂(以下

クラッチドラム シールリング オイルポンプ

����� B����������������������������

シールリング装着状態�

����� 1����)���������������������������������� ;φ @7<�����1+����&��������� ��������

内径側シールリップ(φ ��)の抵抗値と温度

-40 -30 -20 -10 00

10

20

30

40

50

60

10 20 30 40 50 60 70 80 90

温度(℃)

抵抗値

(N)

起動抵抗しゅう動抵抗�

����� 1����)������������������������������������ ;φ63�<������1+����&��������� ��������

外径側シールリップ(φ � �)の抵抗値と温度

-40 -30 -20 -10 00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

10 20 30 40 50 60 70 80 90

温度(℃)

抵抗値

(N)

起動抵抗

しゅう動抵抗�

���� ������������������������������������

耐久試験機の構造

圧力ON-OFF

油圧ユニット

恒温槽

試験サンプル

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オートマチックトランスミッション用シール

- 79 -

+��,と略)製シールリングを開発した。�����に構造図を示す。装着を容易にするために合口を設けているが, �の温度上昇に伴ってシールリングが熱膨張することによ

り,この合口は閉じるように設計されている。

4.2 材料

  �用シールリングの材料として,次のような特性が要求される。�機械的強度:広い温度範囲において,一定の強度を有し,

作動圧力の影響によるシールすき間からのはみ出しが小さいこと。

�耐クリープ性:相手材との線膨張係数の差による熱応力によって,著しいクリープ変形がないこと。

�低摩擦性:軸の溝側面との摩擦抵抗が小さく,またク

ラッチドラムとの接触面においては,加圧時に軸方向へ移動すること。

� 耐摩耗性:使用温度範囲において,摩耗が少なく,かつ相手材の損傷が小さいこと。

� 耐 �オイル性:使用温度範囲の �オイル中に長期間浸

漬されても特性低下,寸法変化が小さいこと。� 耐焼付き性:シールリングの溶融あるいは相手材との固

着がないこと。 このような要求特性を考慮して,使用材料としてサンフロンE�767�(特殊充てん材入り +��,)を開発した。同材

料を使用することにより,耐摩耗性が 3�%,限界 +-値は約 0倍に向上した。�������に �767�の物理特性を示す。

4.3 機能特性

� 試験方法

�����に示すように,油圧を負荷した状態で,クラッチドラムを回転させて耐久試験を行い,漏れ量,シールリン

グの摩耗・変形,相手材の摩耗(損傷)について評価した。

����� ���������������������

シールリングの構造

合口(カット部)

������� +�(����� �� ���������+��,���� �����*����767�

������������

シールリング用����材料サンフロン������の

物理特性項  目

比重引張強さ 0?℃

.2*6 6��℃0��℃

3��℃

伸び 0?℃.2*6 6��℃

0��℃3��℃

硬さ

線膨張係数/2* 6

.2* 6

摩擦係数

摩耗係数

耐 �オイル性

質量変化率

引張強さ保持率伸び保持率

限界 +-値* 0

単位

/+�

!

デュロメータ2

6A℃

��F���

/+�F��F���

!

!

!

/+�F��A��

試験方法

��/�2@�0準拠 ��/�2D3�準拠

��/�2D3�準拠

��/�2007�準拠

��/�2D�D準拠

ヘイドン摩擦試験機

+= ���3�/+�

-= 6���A��

無潤滑

ピン・ディスク回転動摩耗試験機

+= 0���/+�

-= @?7�A��

温度 6��℃

�オイル潤滑

�オイル浸せき

6D?℃× D���

ピン・ディスク試験機

無潤滑

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従来品

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* 6 /2とは成形方向に平行方向,.2とは成形方向に対して直角方向。

* 0 摩耗量が急激に増加した点を限界 +-値とした。

注)サンフロンは当社 +��,材料の登録商標。

� 試験結果

耐久試験前後の油温と漏れ量の関係を�����に,耐久試験中の漏れ量の変化を �����に示す。

� 考察�����の結果から,耐久試験後の漏れ量が増加している

ことが分かる。これはシールリング外周側の摩耗及び耐久

試験中の温度上昇による合口部のクリープが原因である。耐久試験前後の漏れ量は,�767�と従来品で有意差は認め

られなかった。 しかし耐久試験中の漏れ量は,�767�は従来品に比較して,少ない傾向を示した(�����参照)。また試験後の摩

耗量,はみ出し量をそれぞれ �������に示すが,�767�は耐摩耗性,耐はみ出し性に優れていた。

 相手材への影響は�767�と従来品で有意差は認められなかった。 以上の結果から,当社シールリングは使用時の漏れが少

なく,また十分な耐摩耗性,耐はみ出し性を有しており,優れた機能特性を持つことが確認できた。

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シールリングの耐久試験方法

油圧

クラッチドラム:回転

軸:固定

シールリング

Page 8: オートマチックトランスミッション用シールオートマチックトランスミッション用シール 小 畑 博 美* 萩 原 祥 司* 細 川 敦* * 箕島製作所

三 菱 電 線 工 業 時 報 第95号 平成11年6月

- 80 -

摩耗量[��]

はみ出し量[��]

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従来品���6~ ���0

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試験後のシールリング摩耗量,はみ出し量

4.4 まとめ

 シールリングは �による実機試験においても優れた

シール性および耐久性能を持つことが確認され,既に量産納入中である。 また今後の �の動向として,高 +-値化,軸やハウジン

グなど相手材の鋳鉄材からアルミ材料への変更等のさらに厳しい使用条件が予想されることから,新しい材料によ

るシールリングの開発を進めている。

5.む す び

  �用シールとして開発したシール材料および0タイプの

製品に対して解説するとともに,技術的な特徴および機能特性などについて報告した。

 いずれも当社独自の材料および設計技術を応用して開発した製品であり,ユニークな特長と優れた機能特性を有しており,また低価格化を追究する市場ニーズにも適合し

ている。 �はその利便さから,近年急激に装着率が増加したが,今後も拡大するものと期待される。加えて,今後更

に高機能が付与されるとともに,低価格化が進められると考えられるが,これらの要求に対応するため,検討を進めるつもりである。

参考文献

� 郷田,飯島.エチレン-アクリル系エラストマ.日本ゴム協会誌.��(�),6�@�, ��D)���

� 坂本研一.オートマチックトランスミッション入門.

グランプリ出版,6��?, �66�

� 石神輝男. �車のすべて.鉄道日本社,6��@, ��?)

�@, �6D�)6@��

萩原祥司(はぎはら しょうじ)

箕島製作所 技術開発部 開発第一グループゴムシール材料の研究・開発に従事

小畑博美(おばた ひろみ)箕島製作所 技術開発部 開発第三グループ

シールボンデッドピストン,ラジアルリップシールな

どの複合シールの開発に従事日本ゴム協会会員

細川 敦(ほそかわ あつし)箕島製作所 技術開発部 開発第三グループ

シールボンデッドピストンなどの複合シールの設計・

開発に従事

平木秀樹(ひらき ひでき)

箕島製作所 技術開発部 開発第二グループガスケット,パッキン等シール製品の開発に従事

日本機械学会会員

長岡秀夫(ながおか ひでお)

箕島製作所 技術開発部 開発第一グループシール用樹脂材料及び製品の開発に従事

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耐久試験中の漏れ量

0.00

0.02

200 40 60 80 100

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

試験時間[hr]

漏れ[

m /

min]

S4140従来品

試験条件使用油:ATオイル 油圧:1.5MPa 回転数:7000rpm油温:140℃ 時間:100hr

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耐久試験前後の油温と漏れ量の関係

0

100

20 40 60 80 120

200

300

400

500

600

700

S4140(前)

S4140(後)

従来品(前)

従来品(後)

油温[℃]

漏れ量[

m /

min]

測定条件使用油:ATオイル 油圧:1.2MPa 回転数:4000rpm