(57)【要約】【課題】簡易な形状でありながら、装着溝の側壁形状に左右されずに、シール性、低摩擦性、および低摩耗性に優れるシールリングを提供する。【解決手段】ハウジングの軸孔に挿通される回転軸に設けられた環状溝に装着されて、該環状溝の非密封流体側の側壁面に摺動自在に接触し、かつ軸孔の内周面に接触して、これら回転軸と軸孔との間の環状隙間を封止するシールリング１であって、このシールリング１は、合い口１ａを有し、上記側壁面に接触するリング側面４の全体が、内周側の幅が外周側の幅より小さくなるような傾斜角αを設けた面であり、リング外周面３が、シールリングの軸心方向および軸孔の内周面と平行な面であり、上記傾斜角αが、シールリングの軸心方向と直角な面に対して、１度をこえ３度未満の範囲の角度である。【選択図】図１
2013155846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの軸孔に挿通される回転軸に設けられた環状溝に装着されて、該環状溝の非密封流体側の側壁面に摺動自在に接触し、かつ前記軸孔の内周面に接触して、これら回転軸と軸孔との間の環状隙間を封止するシールリングであって、
前記シールリングは合い口を有し、少なくとも前記側壁面に接触するリング側面の全体が、内周側の幅が外周側の幅より小さくなるような傾斜角を設けた面であり、前記リング外周面が、シールリングの軸心方向および前記軸孔の内周面と平行な面であり、
前記傾斜角が、シールリングの軸心方向と直角な面に対して、１度をこえ３度未満の範囲の角度であることを特徴とするシールリング。
【請求項２】
前記傾斜角が、シールリングの軸心方向と直角な面に対して、１．５〜２．５度の角度であることを特徴とする請求項１記載のシールリング。
【請求項３】
前記シールリングの前記合い口が、複合ステップカット型合い口であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のシールリング。
【請求項４】
前記シールリングが、樹脂組成物を射出成形してなる成形体であることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載のシールリング。
【請求項５】
前記樹脂組成物のベース樹脂が、ポリエーテルエーテルケトン樹脂またはポリフェニレンスルフィド樹脂であることを特徴とする請求項４記載のシールリング。
【請求項６】
前記樹脂組成物が、該樹脂組成物全体に対して炭素繊維を５〜３０重量％含むことを特徴とする請求項５記載のシールリング。
【請求項７】
前記成形体の曲げ弾性率が、５０００〜１２０００ＭＰａであることを特徴とする請求項４、請求項５または請求項６記載のシールリング。
【請求項８】
前記シールリングの外径寸法が、φ５０ｍｍ〜φ６０ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項記載のシールリング。
【請求項９】
自動車のオートマチックトランスミッションまたは無段変速機の油圧装置に用いられることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項記載のシールリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートマチックトランスミッション（以下、ＡＴと記す）、無段変速機（以下、ＣＶＴと記す）などの機器の回転軸に装着され、該機器の動作に必要な油圧の保持を行うシールリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＴ、ＣＶＴなどの機器では、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。例えば、ハウジングの軸孔に挿通される回転軸に設けられた対の離間した環状溝に取り付けられ、両環状溝間にある油路から供給される作動油を両シールリングの側面と内周面で受け、反対側の側面と外周面とで環状溝の側壁とハウジング内周面とをシールする。シールリングにおける各シール面は、環状溝の側壁、ハウジング内周面とそれぞれ摺動接触しつつ、両シールリング間の作動油の油圧を保持している。
【０００３】
このようなシールリングは、摩擦損失が少なく、かつ充分なオイルシール性が要求される。また、長期にわたり性能を維持するため、摩耗量が少ないことも要求される。特に近年では、車輌の性能向上と環境負担の軽減という観点から燃費向上が重要な課題とされており、ＡＴ、ＣＶＴなどの機器において、シールリングと環状溝の側壁との間において、良好なシール性を維持しつつ、さらなる摩擦および摩耗の低減を図ることが望まれている。なお、ＣＶＴにおけるシールリングは、ＡＴでのものに比べてＰＶ値（荷重（Ｐ）とすべり速度（Ｖ）を乗じた値）が高い領域で使用されるため、より高い耐摩耗性等が求められる。
【０００４】
従来の一般的なシールリングは、リング断面が矩形であり、このようなシールリングではシールリング側面と環状溝の側壁の接触面積が大きく、摩擦損失が大きくなる。また、環状溝の加工精度のばらつきにより、溝が外開きになる際にはシール性に劣るなどのおそれがあった。このような問題に対処するため、シールリングが装着される環状溝の側壁面に接触するリング側面を、内周側の幅が外周側の幅より小さくなるような傾斜角を設けた面とする技術が種々提案されている（以下の特許文献１〜４等）。
【０００５】
例えば、特許文献１には、側壁がテーパ状となっている装着溝に装着されるシールリングにおいて、軸方向端面に、上記側壁のテーパに見合ったテーパ部または段差部を設け、上記テーパ部または上記段差部に、上記側壁に密接する環状の密接部を設けたシールリングが開示されている。また、特許文献２には、シールリングの側面がその内周側の幅が外周側の幅より小さくなるような傾斜角２〜１０度のテーパ面とし、かつ外周面を円弧状としたシールリングが開示されている。
【０００６】
特許文献３には、シールリングの径方向内方に向けてリング幅を減ずるように傾斜したテーパ面である側面と、一方の側面側の外径が他方の側面側の外径より大となるように一部または全面テーパあるいは階段状の断面形状をなす外周面を有するシールリングが開示されている。また、特許文献４には、シールリングの両側面間の内周側の幅が外周側の幅より小さくなるようなテーパ面に形成したシールリングにおいて、シールリングの両側面のテーパ面を２段（または多段）に形成して、そのテーパ面は、外周面側のテーパ面の傾斜角度に対して、内周面側のテーパ面の傾斜角度を大きくしたシールリングが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２８７０９号公報
【特許文献２】特開平８−２１９２９２号公報
【特許文献３】特開平９−２１７８３６号公報
【特許文献４】特開２００４−２８２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１〜４のシールリングは、いずれも、装着溝となる環状溝の側壁がテーパ状に形成されていることにより生じるシール性に対処するものである。しかしながら、装着溝の側壁形状については必ずしもテーパ状に形成されているとは限らない。この場合、これらの従来のシールリングでは所望の効果は得られない場合がある。
【０００９】
特許文献３のシールリングは、外周面にもテーパが設けられているため、使用条件によってはシールリング外周面とハウジング内周面とが摺動し、シールリング外周面が摩耗したり、あるいはハウジング内周面が摩耗したりすることがある。また、この構造では、外周面にくさび効果を発生させるために、装着溝への組込み方向を管理する必要がある。
【００１０】
特許文献４のシールリングは、リング側面を多段のテーパ面とした複雑な構造であるため、各テーパ面の傾斜角度や多段の境界線位置の選定を、装着溝の形状や押し付け圧の低減効果等との関係で細かく決定する必要があり、煩雑である。
【００１１】
また、リング側面（テーパ面）の傾斜角は、その僅かな差が、摩擦力、摩耗量、シール性に影響を及ぼしやすい。しかし、これらの従来のシールリングでは、傾斜角と各特性との関係について十分な検討がなされていない。その他、シールリングの断面の形状と併せて、合い口の形状や、リング材質等を組み合わせて、シールリング全体として上記の所望の特性を発揮させることも重要である。
【００１２】
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あり、簡易な形状でありながら、装着溝の側壁形状に左右されずに、シール性、低摩擦性、および低摩耗性に優れるシールリングを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のシールリングは、ハウジングの軸孔に挿通される回転軸に設けられた環状溝に装着されて、該環状溝の非密封流体側の側壁面に摺動自在に接触し、かつ上記軸孔の内周面に接触して、これら回転軸と軸孔との間の環状隙間を封止するシールリングであって、上記シールリングは合い口を有し、少なくとも上記側壁面に接触するリング側面の全体が、内周側の幅が外周側の幅より小さくなるような傾斜角を設けた面であり、上記リング外周面が、シールリングの軸心方向および上記軸孔の内周面と平行な面であり、上記傾斜角が、シールリングの軸心方向と直角な面に対して、１度をこえ３度未満の範囲の角度であることを特徴とする。特に、上記傾斜角が、シールリングの軸心方向と直角な面に対して、１．５〜２．５度の角度であることを特徴とする。
【００１４】
上記シールリングの上記合い口が、複合ステップカット型合い口であることを特徴とする。
【００１５】
上記シールリングが、樹脂組成物を射出成形してなる成形体であることを特徴とする。
【００１６】
上記樹脂組成物のベース樹脂が、ポリエーテルエーテルケトン（以下、ＰＥＥＫと記す）樹脂またはポリフェニレンスルフィド（以下、ＰＰＳと記す）樹脂であることを特徴とする。また、上記樹脂組成物が、該樹脂組成物全体に対して炭素繊維を５〜３０重量％含むことを特徴とする。
【００１７】
上記成形体の曲げ弾性率が、５０００〜１２０００ＭＰａであることを特徴とする。本発明における「曲げ弾性率」とは、ＡＳＴＭ Ｄ７９０によって測定される曲げ弾性率をいい、測定温度は室温（２３℃）である。
【００１８】
上記シールリングの外径寸法が、φ５０ｍｍ〜φ６０ｍｍであることを特徴とする。また、上記シールリングは、自動車のＡＴまたはＣＶＴの油圧装置に用いられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のシールリングは、合い口を有し、少なくとも装着する環状溝の側壁面に接触するリング側面の全体が、内周側の幅が外周側の幅より小さくなるような傾斜角を設けた面であり、リング外周面が、シールリングの軸心方向等と平行な面であり、この傾斜角が、シールリングの軸心方向と直角な面に対して１度をこえ３度未満の範囲の角度であるので、シール性、低摩擦性、および低摩耗性が総合的に優れる。特に、上記傾斜角を１．５〜２．５度の角度にすることで、シール性、低摩擦性、および低摩耗性が総合的に顕著に優れる。
【００２０】
上記シールリングの合い口が、複合ステップカット型合い口であるので、シール性が特に優れる。
【００２１】
上記シールリングが、樹脂組成物を射出成形してなる成形体であるので、複合ステップカット型合い口を設けることが容易であり、また、機械加工されたシールリングよりも回転トルクが低く安定する。
【００２２】
上記樹脂組成物のベース樹脂が、ＰＥＥＫ樹脂またはＰＰＳ樹脂であるので、曲げ弾性率、耐熱性などに優れ、溝に組み込む際に拡径しても割れることがなく、シールする作動油の油温が高くなる場合でも使用できる。このため、油温が高温になる自動車のＡＴまたはＣＶＴの油圧装置に用いるシールリングとして好適に利用できる。
【００２３】
上記樹脂組成物が、該樹脂組成物全体に対して炭素繊維を５〜３０重量％含み、特にその成形体の曲げ弾性率が５０００〜１２０００ＭＰａであるので、シール性を維持しつつ、溝に組み込む際に拡径しても割れることがない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のシールリングの一例を示す斜視図および断面図である。
【図２】図１のシールリングをＣＶＴの油圧装置の環状溝に組み込んだ状態を示す断面図である。
【図３】複合ステップカット型の合い口を示す斜視図である。
【図４】シールリングの試験機の概略図である。
【図５】オイルリーク量の試験結果を示す図である。
【図６】回転トルクの試験結果を示す図である。
【図７】摩耗量の試験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明のシールリングの一例を図１および図２に基づいて説明する。図１（ａ）はシールリングの斜視図を、図１（ｂ）は図１（ａ）のシールリングの軸方向の一部拡大断面図を、図２はこのシールリングをＣＶＴの油圧装置の環状溝に組み込んだ状態の断面図を、それぞれ示す。図１に示すように、シールリング１は、一箇所の合い口１ａを有する。シールリング１において、リング側面４は、内周側のリング軸方向の幅Ｗ２が外周側のリング軸方向の幅Ｗ１より小さくなるような傾斜角αを設けた面（テーパ面）であり、左右対称になっている。また、リング外周面３およびリング内周面２は、シールリング１の軸心方向に平行な面である。なお、リング内周面２とリング側面４との角部は面取りが設けられていても良く、段部が設けられていても良い。
【００２６】
図２に示すように、シールリング１は、ハウジング６の軸孔６ｂに挿通される回転軸７に設けられた環状溝７ａに装着される。図中の矢印が作動油からの圧力が加わる方向であり、図中右側が非密封流体側である。シールリング１は、そのリング側面４ａで、環状溝７ａの非密封流体側の側壁面７ｂに摺動自在に接触している。また、その外周面３で、軸孔６ｂの内周面６ａに接触している。このシール構造により、回転軸７と軸孔６ｂとの間の環状隙間を封止している。
【００２７】
自動車のＡＴまたはＣＶＴの油圧装置に用いられる場合、上記作動油としてはＡＴＦ、ＣＶＴＦが用いられ、油温は５０〜８０度程度、油圧は１〜２ＭＰａ程度、上記回転軸の回転数は１０００〜３０００ｒｐｍ程度の条件下で使用される。
【００２８】
図１（ｂ）に示すように、本発明のシールリング１では、リング側面４における傾斜角αを、シールリングの軸心方向と直角な面５に対して、１度をこえ３度未満の範囲（１＜α＜３）に設定していることに特徴を有する。なお、各図では、説明のため、実際の角度よりも誇張して表現してある。傾斜角αが１度以下であると、シール性には優れるが、回転トルクが高くなる。一方、傾斜角αが３度以上であると、回転トルクは低くなるが、シール性に劣る。さらに、シールリングの摩耗量に関しては、若干でも傾斜角があると、傾斜角αが０度の場合よりも摩耗量を抑えることができ、傾斜角αが小さいほど摩耗量が少なくなる。このように、傾斜したリング側面と環状溝とが接触する態様において、リング側面の傾斜角と、シール性・低摩擦性・低摩耗性とは、複雑な相関関係にある。本発明では、後述する実施例等に示す知見に基づき、傾斜角αを上記範囲（１＜α＜３）に設定することで、シール性と、低摩擦性と、低摩耗性とを併せ持たせている。
【００２９】
傾斜角αの範囲は、シールリングの軸心方向と直角な面５に対して、１．５〜２．５度の範囲（１．５≦α≦２．５）に設定することがより好ましい。最も好ましくは、傾斜角αを２度に設定することである。後述する実施例等に示すように、傾斜角αが２度の場合、シール性と、低摩擦性と、低摩耗性とが総合的に最も優れる。また、これに寸法公差（０．５度）を考慮した１．５〜２．５度の範囲でもシール性と、低摩擦性と、低摩耗性とが総合的に優れる。
【００３０】
傾斜角αは、少なくとも環状溝７ａの側壁面７ｂに接触するリング側面４ａに設定すればよい（図２参照）が、装着溝への組込み方向を管理する必要がなくなることから、図１および図２に示すように、シールリング１の両側面４ａ、４ｂともに同じ所定の傾斜角αを有するテーパ面とする左右対称が好ましい。
【００３１】
また、リング側面４ａおよび４ｂは、傾斜角の異なる２面以上のテーパ面で構成するのではなく、それぞれの全体が所定の傾斜角αを有するテーパ面である。このため、側面形状が簡易であり、装着する環状溝の側壁形状に左右されずに使用できる。ただし、リング内周面２とリング側面４との角部は直線状、曲線状の面取りが設けられていても良く、シールリングを射出成形で製造する場合、リング内径側に金型からの突出し部分となる段部を設けても良い。
【００３２】
図２に示す環状溝７ａの側壁面７ｂは、バイト加工時に発生する切り粉排出のため、または、研磨時のダレ等により、回転軸方向と直角な面から僅かに傾斜（１度程度）したテーパ面になる場合がある。この場合でも、本発明のシールリングは適用可能である。本発明の特に好ましい態様は、環状溝７ａの側壁面７ｂが回転軸方向と直角な面（テーパなし）の場合である。この場合は、リング側面４ａの傾斜角αが、環状溝７ａの側壁面７ｂに対しても、１度をこえ３度未満の範囲（１＜α＜３）になる。
【００３３】
図２に示すように、リング外周面３は、シールリング１の軸心方向および摺動相手となるハウジング６の軸孔６ｂの内周面６ａと平行な面である。この外周面３は、シールリングの軸心方向と直角な面５に対しては、垂直な面となる。リング外周面３は、軸方向のテーパがなく、軸孔６ｂの内周面６ａに平行で沿った形状であるので、外周面３と内周面６ａとが摺接するような場合でも、それぞれが摩耗しにくい。また、リング外周面３が、ハウジング６の軸孔６ｂの内周面６ａと平行な面であり、両面が密接しているので、環状溝内でのシールリングの姿勢が傾斜等せずに保たれる。この結果、環状溝７ａの側壁面７ｂに対する、リング側面４ａの位置関係（傾斜角）を一定に維持でき、優れたシール性と、低摩擦性と、低摩耗性とを長期間にわたり維持することができる。リング側面の傾斜角、より具体的には環状溝の側壁面とリング側面との位置関係は、その僅かな差が摩擦力、摩耗量、シール性に影響を及ぼすが、本発明では、リング側面の傾斜角を非常に狭い範囲（１＜α＜３）に限定するとともに、これと併せてリング外周面の形状を上記のようにするので、該位置関係の変化による特性変化を防止できる。
【００３４】
シールリング１は、一箇所の合い口１ａ（図１参照）を有するカットタイプのリングであり、弾性変形により拡径して環状溝７ａに装着される。シールリング１は、合い口１ａを有することから、使用時において作動油の油圧によって拡径されて、外周面３が軸孔６ｂの内周面６ａと密着する。合い口１ａの形状については、ストレートカット型、アングルカット型などにすることも可能であるが、シール性に優れることから、図１（ａ）に示す複合ステップカット型を採用することが好ましい。特に、本発明では、リング側面を所定の傾斜角を有するテーパ面としていることから、シール性の面で、テーパを設けない場合と比較して劣る場合があるが、この複合ステップカット型の合い口形状と併用することで、上記テーパ面により摩擦摩耗特性を向上させつつ、シール性にも優れる。
【００３５】
複合ステップカット型の合い口を図３に基づき説明する。図３は、図１（ａ）の合い口１ａを広げた状態の斜視図である。シールリングの合い口１ａは、相互に対向する合い口端部８および８’より形成される。合い口端部８は、シールリングの略矩形断面（リング側面がテーパの台形面）における側面二辺を結んでリング内周面側８ａとリング外周面側８ｂとに二分割するとき、リング内周面側８ａの矩形断面の先端部分に突き合わせ面９が形成される。また、リング外周面側の矩形断面部分８ｂ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突き合わせ面９から所定の長さ（Ｌ）だけ突出したリップ１０と、他方の矩形断面部分を削除して突き合わせ面９から後退したポケット１１とが形成される。なお、リップ１０およびポケット１１の内外周面はシールリングの所定の曲率をもつように形成される。一方、他方の合い口端部８’は、突き合わせ面９、リップ１０およびポケット１１と、相補的に嵌合するように形成された突き合わせ面９’、ポケット１１’およびリップ１０’とを有している。すなわち、突き合わせ面９および９’が衝合したとき、リップ１０とポケット１１’とが、ポケット１１とリップ１０’とがそれぞれ嵌合する。リップ１０とポケット１１’との長さ、およびポケット１１とリップ１０’との長さが略同一となるように形成される。合い口の嵌合時には、合い口端部８のリップ１０が合い口端部８’のポケット１１’に嵌合し、シールリングは、ほぼ真円状になる（図１（ａ）参照）。
【００３６】
本発明のシールリングの材質は特に限定されないが、弾性変形により拡径して溝に装着すること、複合ステップカット型合い口にする場合があること、等を考慮すれば樹脂組成物の成形体（樹脂製シールリング）とすることが好ましい。
【００３７】
シールリングを形成する樹脂組成物のベース樹脂にする合成樹脂としては、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（以下、ＰＥＫＥＫＫと記す）樹脂、ポリエーテルケトン（以下、ＰＥＫと記す）樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと記す）樹脂、ポリ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樹脂、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樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体樹脂、ＰＰＳ樹脂、ポリアミドイミド（以下、ＰＡＩと記す）樹脂、ポリアミド（以下、ＰＡと記す）樹脂などが挙げられる。なお、これらの樹脂は単独で使用しても、２種類以上混合したポリマーアロイとしてもよい。
【００３８】
複合ステップカット型の合い口を有するシールリングの製造が容易であり低コストであること、機械加工された場合より回転トルクが低く安定すること等から、シールリングは、樹脂組成物を射出成形してなる射出成形体にすることが好ましい。このため、合成樹脂としては、射出成形が可能である熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。その中でも特に、熱可塑性ポリイミド樹脂、ＰＥＫＥＫＫ樹脂、ＰＥＫ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＡＩ樹脂、ＰＡ樹脂などの結晶性の樹脂が、摩擦摩耗特性に優れるので好ましい。
【００３９】
このような結晶性の熱可塑性樹脂の中でも、曲げ弾性率、耐熱性、摺動性に優れることから、特に、ＰＥＥＫ樹脂またはＰＰＳ樹脂を用いることが好ましい。これらの樹脂は高い弾性率を有し、溝に組み込む際に拡径しても割れることがなく、シールする作動油の油温が高くなる場合でも使用でき、また、ソルベントクラックの心配もない。
【００４０】
ＰＥＥＫ樹脂は、ベンゼン環がパラの位置で、カルボニル基とエーテル結合によって連結された下記式（１）に示すポリマー構造を持つ結晶性の熱可塑性樹脂である。下記式（１）の構造を持つＰＥＥＫ樹脂は、融点が約３４３℃、ガラス転移点が１４３℃であり、優れた耐熱性、耐クリープ性、耐荷重性、耐摩耗性、摺動特性などに加え、優れた成形性を有する。
【００４１】
【化１】
2013155846.tif 000003
【００４２】
ＰＰＳ樹脂は、ベンゼン環がパラの位置で、硫黄結合によって連結された下記式（２）に示すポリマー構造を持つ結晶性の熱可塑性樹脂である。下記式（２）の構造を持つＰＰＳ樹脂は、融点が約２８０℃、ガラス転移点が９０℃であり、極めて高い剛性と、優れた耐熱性、寸法安定性、耐摩耗性、摺動特性などを有する。ＰＰＳ樹脂は、その分子構造により、架橋型、半架橋型、直鎖型、分岐型などのタイプがあるが、本発明ではこれらの分子構造や分子量に限定されることなく使用できる。溝への組み込み際に拡径することから、靭性が比較的高い半架橋型、もしくは最も高い分岐型を使用することが好ましい。
【００４３】
【化２】
2013155846.tif 000004
【００４４】
また、必要に応じて上記樹脂組成物に、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などの繊維状補強材、球状シリカや球状炭素などの球状充填材、マイカやタルクなどの鱗状補強材、チタン酸カリウムウィスカなどの微小繊維補強材を配合できる。また、ＰＴＦＥ樹脂、グラファイト、二硫化モリブデンなどの固体潤滑剤、さらにはリン酸カルシウム、硫酸カルシウムなどの摺動補強材、カーボンブラックなども配合できる。これらは単独で配合することも、組み合せて配合することもできる。
【００４５】
上記樹脂組成物としては、ベース樹脂にＰＥＥＫ樹脂またはＰＰＳ樹脂を用い、これに繊維状補強材である炭素繊維と、固体潤滑剤であるＰＴＦＥ樹脂とを含むものが、本発明の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。炭素繊維を配合することで、曲げ弾性率等の機械的強度の向上が図れ、ＰＴＦＥ樹脂の配合により摺動特性の向上が図れる。
【００４６】
炭素繊維としては、原材料から分類されるピッチ系またはＰＡＮ系のいずれのものであってもよい。また、炭素繊維の平均繊維径は２０μｍ以下、好ましくは５〜１５μｍである。この範囲をこえる太い炭素繊維では、摺動相手材の摩耗損傷が大きくなるため好ましくない。また、炭素繊維は、チョップドファイバー、ミルドファイバーのいずれであってもよい。また、炭素繊維とベース樹脂との密着性を高め、シールリングの機械的特性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、ポリアミド系樹脂などを含有した処理剤や、シラン系カップリング剤などにより表面処理を施してもよい。
【００４７】
炭素繊維の配合割合は、樹脂組成物全体に対して５〜３０重量％であることが好ましい。より好ましくは、１０〜２０重量％である。炭素繊維の配合割合が５重量％未満では、補強効果が乏しく、所望の耐クリープ性や耐摩耗性が得られない場合がある。一方、炭素繊維の配合割合が３０重量％をこえると、溶融流動性が著しく低下し、複合ステップカット型の合い口部分の形状等の成形が困難になるとともに、摺動相手材を摩耗損傷するおそれがある。
【００４８】
ＰＴＦＥ樹脂としては、懸濁重合法によるモールディングパウダー、乳化重合法によるファインパウダー、再生ＰＴＦＥのいずれを採用してもよい。ＰＥＥＫ樹脂等の流動性を安定させるためには、成形時のせん断により繊維化し難く、溶融粘度を増加させ難い再生ＰＴＦＥを採用することが好ましい。
【００４９】
再生ＰＴＦＥとは、熱処理（熱履歴が加わったもの）粉末、γ線または電子線などを照射した粉末のことである。例えば、モールディングパウダーまたはファインパウダーを熱処理した粉末、また、この粉末をさらにγ線または電子線を照射した粉末、モールディングパウダーまたはファインパウダーの成形体を粉砕した粉末、また、その後γ線または電子線を照射した粉末、モールディングパウダーまたはファインパウダーをγ線または電子線を照射した粉末などのタイプがある。再生ＰＴＦＥの中でも、凝集せず、ＰＥＥＫ樹脂等の溶融温度おいて、全く繊維化せず、内部潤滑効果があり、ＰＥＥＫ樹脂等の流動性を安定して向上させることが可能なことから、γ線または電子線などを照射したＰＴＦＥ樹脂を採用することがより好ましい。
【００５０】
ＰＴＦＥ樹脂の配合割合は、樹脂組成物全体に対して５〜３５重量％であることが好ましい。より好ましくは、１０〜２５重量％である。ＰＴＦＥ樹脂の配合割合が５重量％未満では、所望の摺動特性が得られない場合がある。一方、ＰＴＦＥ樹脂の配合割合が３５重量％をこえると、耐クリープ性などが低下するおそれがある。
【００５１】
以上の諸原材料を混合し、混練する手段は、特に限定するものではなく、粉末原料をヘンシェルミキサー、ボールミキサー、リボンブレンダー、レディゲミキサー、ウルトラヘンシェルミキサーなどにて乾式混合し、さらに二軸押出し機などの溶融押出し機にて溶融混練し、成形用ペレット（顆粒）を得ることができる。また、補強材等の投入は、二軸押出し機などで溶融混練する際にサイドフィードを採用してもよい。成形方法としては、上述したように射出成形が好ましい。また、物性改善のためにアニール処理等の処理を採用してもよい。
【００５２】
シールリングを射出成形により製造する場合、そのゲート位置は特に限定されないが、シール性の確保の観点および後加工が不要になることからリング内周側に設けた方が好ましい。また、図１（ａ）に示すように、ゲート位置１ｂは、リング内周側の合い口対向部に設けた方が、射出成形における流動バランスの面から好ましい。
【００５３】
本発明のシールリングを樹脂の成形体とする場合、その曲げ弾性率は５０００〜１２０００ＭＰａであることが好ましい。より好ましくは、６０００〜９０００ＭＰａである。曲げ弾性率がこの範囲内であると、使用時にクリープ変形するなどのおそれがなく、リング側面の傾斜角を一定に保つことができる。曲げ弾性率が、５０００ＭＰａ未満であると、溝に組み込む際に拡径すると割れるおそれがあり、また、使用時にクリープ変形する等のおそれがある。一方、１２０００ＭＰａをこえると、シール性が低下するおそれがある。
【００５４】
本発明のシールリングは、任意のサイズにすることができる。特に、外径寸法がφ５０ｍｍ〜φ６０ｍｍに対してその効果が顕著である。また、リング厚さ（径方向厚み）は、１．５〜２．５ｍｍ程度である。
【実施例】
【００５５】
実施例（リング両側面の傾斜角２度）
ＰＥＥＫ樹脂を主材料とし、炭素繊維およびＰＴＦＥ樹脂を配合した樹脂組成物（ＮＴＮ精密樹脂社製：ベアリーＰＫ５３０１）を用い、図１の形状のシールリング（外径φ５２ｍｍ、内径φ４８ｍｍ、リング幅２．５ｍｍ、リング厚さ２．０ｍｍ）を、射出成形により製造し、樹脂製のシールリングを得た。
【００５６】
比較例（リング両側面の傾斜角０度、１度、５度）
実施例と同じ材料を用い、同じ製造方法で、傾斜角αの異なる樹脂製のシールリングを製造した。これらのシールリングの形状は、リングの両側面の傾斜角αがそれぞれ、０度、１度、５度である以外は、実施例と同じである。
【００５７】
得られたシールリングの特性について、図４に示す試験機により、オイルリーク、回転トルク、摩耗量を、それぞれ評価した。図４は試験機の概略図である。相手軸１２の環状溝にシールリング１３、１３’を装着した。シールリング１３、１３’は、相手軸１２の環状溝側壁と、ハウジング１４の軸孔内周面と摺接する態様としてある（図２参照）。各シールリングと摺接する環状溝側壁は、軸方向に垂直な面（テーパなし）である。装置右側より、油を圧送して、シールリング１３と１３’との間の環状隙間に供給した。詳細な試験条件は、下記表１に示すとおりである。
【００５８】
【表１】
2013155846.tif 000005
【００５９】
この試験機により、オイルリーク量（ｍｌ／ｍｉｎ）、相手軸の回転トルク（Ｎ・ｍ）、シールリング側面の摩耗量（摩耗深さ、μｍ）を測定した。オイルリーク量と回転トルクは、試験開始時と、試験３００時間経過後において測定した値であり、摩耗量は、試験３００時間経過後の量である。結果を図５〜図７に示す。
【００６０】
図５に示すように、オイルリーク試験では、（少ない）傾斜角１度＜傾斜角０度＜傾斜角２度＜＜傾斜角５度（多い）であった。図６に示すように、回転トルク試験では、（低い）傾斜角５度＝傾斜角２度＜傾斜角１度＜傾斜角０度（高い）であった。図７に示すように、シールリング側面の摩耗量は、（少ない）傾斜角１度＜傾斜角２度＜傾斜角５度＜＜傾斜角０度（多い）であった。この結果より、実施例である傾斜角２度のシールリングは、比較例である傾斜角０度、１度、５度のシールリングと比較して、オイルリーク（シール性）、回転トルク（低摩擦性）、シールリング側面の摩耗量（低摩耗性）において総合的に優れており、シールリング特性が最も優れていると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明のシールリングは、簡易な形状でありながら、シール性、低摩擦性、および低摩耗性に優れるので、回転軸とハウジングとの間でこれらの特性が要求されるシールリングとして使用できる。特に、ＡＴやＣＶＴなどの油圧機器において、高ＰＶ条件下で使用される回転軸のシールリングとして好適に使用できる。
【符号の説明】
【００６２】
１  シールリング
１ａ  合い口
１ｂ  ゲート位置
２  リング内周面
３  リング外周面
４、４ａ、４ｂ  リング側面
５  シールリングの軸心方向と直角な面
６  ハウジング
６ａ  内周面
６ｂ  軸孔
７  回転軸
７ａ  環状溝
７ｂ  側壁面
８、８’  合い口端部
９、９’  突き合わせ面
１０、１０’  リップ
１１、１１’  ポケット
１２  相手軸
１３、１３’  シールリング
１４  ハウジング
【図１】
2013155846.tif 000006
【図２】
2013155846.tif 000007
【図３】
2013155846.tif 000008
【図４】
2013155846.tif 000009
【図５】
2013155846.tif 000010
【図６】
2013155846.tif 000011
【図７】
2013155846.tif 000012