CN110168261A - 滚动轴承用密封件的压缩硫化成形用金属模及滚动轴承用密封件的制造方法 - Google Patents

滚动轴承用密封件的压缩硫化成形用金属模及滚动轴承用密封件的制造方法 Download PDF

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Abstract

目的是降低将在密封件唇部上具备多个突起的滚动轴承用密封件压缩硫化成形的金属模的制造成本。滚动轴承用密封件由芯棒(7)和硫化粘接在芯棒(7)上的橡胶构成。上述橡胶包括从芯棒(7)的内径侧向径向内方延伸并在滚动轴承的内轮的密封件滑动面上滑动的、遍及周向整周具备多个突起的密封件唇部、以及从芯棒(7)的外径侧向径向外方延伸并安装到滚动轴承的外轮上的安装部。压缩硫化成形用金属模(A)包括形成将上述橡胶成形的腔室的阴模(1)及阳模(2)。阴模(1)具有将芯棒(7)定位的导引部(3)，并且在上述密封件唇部上具有形成上述多个突起的凹凸形状(4)。阳模(2)具有内径侧溢料槽(5)及外径侧溢料槽(6)，并且将内径侧溢料槽(5)的径向最大部(5A)的形状做成圆。

Description

滚动轴承用密封件的压缩硫化成形用金属模及滚动轴承用密 封件的制造方法
技术领域
本发明涉及在将滚动轴承用密封件压缩硫化成形时使用的金属模及上述密封件的制造方法。
背景技术
作为在汽车的变速箱等中使用的滚动轴承，有通过密封件防止异物向轴承内侵入的带有密封件的滚动轴承。在这样的带有密封件的滚动轴承中，为了抑制由基于密封件在滚动轴承的密封件滑动面上滑动的摩擦阻力的旋转转矩的上升造成的燃耗的恶化，想了用来减小上述旋转转矩的各种各样的办法(例如，参照专利文献1至4)。
这里，专利文献4的带有密封件的滚动轴承为了使密封件滑动面及密封件唇部间产生跨越轴承内部空间及外部间连通的油通路，在密封件唇部上具备突起。由此，随着轴承的旋转，油通路内的润滑油通过楔效应被拉入到密封件滑动面及密封件唇部间，促进了其之间的油膜形成。因此，密封件唇部和密封件滑动面被油膜完全分离，成为不直接接触的状态(即流体润滑状态)。
由此，起到能够实现带有密封件的滚动轴承的低转矩化及高速化的显著的效果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013－007463号公报
专利文献2：日本特开2016－166654号公报
专利文献3：日本特开2016－166655号公报
专利文献4：国际公开第2016/143786号公报
发明内容
发明要解决的课题
在制造专利文献4那样的在密封件唇部具备多个突起的滚动轴承用密封件的情况下，例如通常使用图7(A)的纵剖视图及图7(B)的局部放大纵截面立体图及图8的立体图所示那样的压缩硫化成形用金属模A’。
上述滚动轴承用密封件S由环状的芯棒7和硫化粘接在芯棒7上的橡胶8构成，将橡胶8压缩硫化成形的金属模A’包括形成用来将橡胶8成形的环状的腔室C的阴模1及阳模2’。
阴模1具有将芯棒7定位的导引部3，并且在密封件唇部8A上具有形成上述多个突起的凹凸形状4，阳模2’在腔室C的内径侧周缘部C1及外径侧周缘部C2具有内径侧溢料槽5’及外径侧溢料槽6。
溢料槽5’、6是用来在硫化中使多余的未硫化橡胶材料从腔室C漏出的槽(圆环状凹部)，如图8所示，与阴模1的凹凸形状4对应，将阳模2’的内径侧溢料槽5’的径向最大部5A’的形状做成凹凸形状(波形形状)，将图7(A)及图7(B)所示的径向间隙I遍及整周大致均匀地形成。
这样的压缩硫化成形用金属模A’由于需要将形成在阳模2’上的内径侧溢料槽5’的径向最大部5A’的凹凸形状(波形形状)通过加工中心等机械加工来进行，所以金属模成本增大。
而且，为了将凹凸形状(波形形状)的径向间隙I遍及整周形成为大致均匀，需要将阴模1及阳模2’在周向上精度良好地对位(角度匹配)，所以生产性下降。
鉴于上述背景，本发明的目的是降低为了使密封件滑动面及密封件唇部间产生跨越轴承内部空间及外部间连通的油通路而将在密封件唇部上具备多个突起的滚动轴承用密封件压缩硫化成形的金属模的制造成本、以及提高上述密封件的制造的生产性。
用来解决课题的手段
有关本发明的滚动轴承用密封件的压缩硫化成形用金属模为了解决上述问题，是在将形成在滚动轴承的内轮及外轮间的轴承内部空间及外部间分隔的滚动轴承用密封件的压缩硫化成形中使用的金属模，其特征在于，上述滚动轴承用密封件由环状的芯棒和硫化粘接在上述芯棒上的橡胶构成；上述橡胶包括从上述芯棒的内径侧向径向内方延伸并沿周向在上述内轮的密封件滑动面上滑动的密封件唇部、以及从上述芯棒的外径侧向径向外方延伸并安装到上述外轮上的安装部；上述密封件唇部遍及周向整周具备使上述密封件滑动面及该密封件唇部间产生跨越上述轴承内部空间及外部间连通的油通路的多个突起；上述金属模包括形成用来将上述橡胶成形的环状的腔室的阴模及阳模；上述阴模具有将上述芯棒定位的导引部，并且在上述密封件唇部具有形成上述多个突起的凹凸形状；上述阳模在上述腔室的内径侧周缘部及外径侧周缘部具有内径侧溢料槽及外径侧溢料槽，并且将上述内径侧溢料槽的径向最大部的形状做成圆。
根据这样的结构，由于阳模的内径侧溢料槽的径向最大部的形状是圆，所以与将阳模的内径侧溢料槽的径向最大部的形状做成凹凸形状(波形形状)的以往的金属模相比，阳模的形状变得简单，所以能够降低金属模的制造成本。
而且，通过使发生的溢料的大小成为容许范围，能够遍及从密封件唇部的前端到能够与密封件滑动面在径向上面对的范围的全域形成多个突起。
进而，与将阳模的内径侧溢料槽的径向最大部的形状做成凹凸形状(波形形状)的以往的金属模相比，由于将凹凸形状(波形形状)的径向间隙遍及整周大致均匀地形成，所以不需要将阴模及阳模在周向上精度良好地对位(角度匹配)，所以能够提高生产性。
这里，优选的是，将作为上述内径侧溢料槽的径向最大部的形状的圆的直径d(mm)相对于与上述多个突起的前端接触的圆的直径D(mm)设为(D－0.2)≤d≤D。
根据这样的结构，由于将作为内径侧溢料槽的径向最大部的形状的圆的直径d(mm)相对于密封件唇部的与多个突起的前端接触的圆的直径D(mm)设定为上述不等式的范围内，所以0.2(mm)是容许范围的溢料的大小，所以在使用压缩硫化成形用金属模的滚动轴承用密封件的制造中，在密封件唇部的前端具有多个突起的橡胶的成形的可靠性变高。
有关本发明的滚动轴承用密封件的制造方法，是使用上述轴承用密封件的压缩硫化成形用金属模将滚动轴承用密封件压缩硫化成形的滚动轴承用密封件的制造方法，其特征在于，包括：将上述金属模打开并将上述芯棒向上述阴模的上述导引部配置的工序；向上述阴模载置未硫化橡胶材料的工序；将上述金属模关闭并加压及加热、将上述橡胶材料硫化的工序；以及将上述金属模打开、将作为成形品的上述滚动轴承用密封件取出的工序。
根据这样的制造方法，由于使用上述滚动轴承用密封件的压缩硫化成形用金属模，所以起到与上述滚动轴承用密封件的压缩硫化成形用金属模同样的作用效果。
发明效果
根据以上那样的有关本发明的滚动轴承用密封件的压缩硫化成形用金属模及滚动轴承用密封件的制造方法，主要有以下所示的效果。
(1)由于阳模的内径侧溢料槽的径向最大部的形状是圆，所以阳模的形状变得简单，所以能够降低金属模的制造成本。
(2)由于不需要如以往的金属模那样将阴模及阳模在周向上精度良好地对位，所以能够提高生产性。
附图说明
图1是表示装接着有关本发明的实施方式的滚动轴承用密封件的滚动轴承的局部放大纵剖视图。
图2(A)是上述滚动轴承用密封件的立体图，图2(B)同样是局部放大纵截面立体图。
图3(A)是从径向观察密封件唇部及内轮的密封件滑动面的局部放大纵剖视图，图3(B)是同样从轴向观察的局部放大纵剖视图。
图4(A)是有关本发明的实施方式的滚动轴承用密封件的压缩硫化成形用金属模的纵剖视图，图4(B)同样是局部放大纵截面立体图。
图5是表示将上述压缩硫化成形用金属模打开的状态的立体图，表示在阴模的导引部配置有芯棒的状态。
图6是对于由上述压缩硫化成形用金属模将滚动轴承用密封件成形的状态、将阴模省略而表示的局部放大立体图。
图7(A)是以往的滚动轴承用密封件的压缩硫化成形用金属模的纵剖视图，图7(B)同样是局部放大纵截面立体图。
图8是表示将以往的滚动轴承用密封件的压缩硫化成形用金属模打开的状态的立体图，表示在阴模的导引部配置有芯棒的状态。
具体实施方式
接着，基于附图详细地说明本发明的实施方式，但本发明并不限定于附图所示的形态，而包括满足技术方案所记载的要件的实施方式的全部。
在本说明书中，将滚动轴承的旋转轴的方向称作“轴向”，以上述旋转轴的轴芯为基准，定义“径向”及“周向”。
<带有密封件的滚动轴承>
如图1的局部放大纵剖视图所示，本发明的实施方式的带有密封件的滚动轴承B具有：内轮11；外轮12；多个转动体13、13，…，在内轮11及外轮12间转动；保持器14，将转动体13、13，…的周向的间隔保持为一定；以及在轴向上离开的一对滚动轴承用密封件S、S。
密封件S、S将轴承内部空间G与外部之间分隔，对于轴承内部空间G，通过润滑脂、油浴等的适当的手段供给润滑油。
在以密封件S、S为边界的外部侧，例如存在齿轮等的磨损粉、微小碎石等与带有密封件的滚动轴承B的装入目标对应的异物。这样的粉状的异物可能通过润滑油或环境气体的流动而到达滚动轴承B附近。密封件S、S防止上述异物从外部向轴承内部空间G侵入。
密封件S由作为冷轧钢板(SPCC)、电镀锌钢板(SECC)或不锈钢板(SUS)等金属制的环状的芯棒7和硫化粘接在芯棒7上的橡胶8构成。橡胶8包括从芯棒7的内径侧向径向内方延伸而沿周向在内轮11的密封件滑动面F上滑动的环状的密封件唇部8A、以及从芯棒8的外径侧向径向外方延伸而安装在外轮12的密封件槽H上的安装部8B。
另外，带有密封件的滚动轴承B有内轮11旋转的内轮旋转型及外轮12旋转的外轮旋转型。将在内径侧具有密封件唇8A、在外径侧具有安装部8B的滚动轴承用密封件S对于上述内轮旋转型及上述外轮旋转型这两者使用。
这里，作为密封件S的橡胶8的材料，可以使用作为耐油性良好的橡胶原材料而从丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(HNBR)、丙烯酸酯橡胶(ACM)、乙烯丙烯酸酯橡胶(AEM)、氟橡胶(FKM、FPM)、硅橡胶(VQM)等的橡胶中将1种或2种以上的橡胶适当地混合而使用。
此外，在考虑橡胶材料的精炼加工性、硫化成形性、与芯棒7的粘接性的情况下，与其他种类的橡胶例如液态NBR、三元乙丙橡胶(EPDM)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)等混合使用也是优选的使用形态。
<滚动轴承用密封件的密封件唇部的形状>
如图2(A)的立体图及图2(B)的局部放大纵截面立体图、以及图3(A)的从径向观察的局部放大纵剖视图及图3(B)的从轴向观察的局部放大纵剖视图所示，在有关本发明的实施方式的滚动轴承用密封件S的密封件唇部8A上，具备使密封件滑动面F及密封件唇部8A间产生遍及轴承内部空间G及外部间连通的油通路9，9，…的多个突起10，10，…。多个突起10，10，…遍及滚动轴承用密封件S的密封件唇部8A的周向整周而形成。此外，多个突起10分别遍及从密封件唇部8A的前端到能够与密封件滑动面F在径向上面对的范围的全域而形成。由此，随着滚动轴承B的旋转，油通路9，9，…内的润滑油通过楔效应被拉入到密封件滑动面F及密封件唇部8A间，所以能够遍及密封件滑动面F的整周均匀地促进油膜形成。因此，密封件唇部8A和密封件滑动面F被油膜完全分离，成为不直接接触的状态(即流体润滑状态)。
由此，能够实现带有密封件的滚动轴承B的低转矩化及高速化。
另外，有关本实施方式的滚动轴承用密封件S的密封件唇部8A具备的多个突起10、10、…遍及周向整周是均匀间隔，但本发明的对象并不限定于多个突起10、10、…遍及周向整周是均匀间隔。即，多个突起10、10、…的间隔也可以是不均匀的。
接着，对在有关本发明的实施方式的滚动轴承用密封件S的压缩硫化成形中使用的金属模A、以及使用金属模A的滚动轴承用密封件S的制造方法进行说明。
<压缩硫化成形用金属模>
如图4(A)的纵剖视图及图4(B)的局部放大纵截面立体图、以及图5的立体图所示，压缩硫化成形用金属模A包括形成用来将密封件S的橡胶8成形的环状的腔室C的阴模1及阳模2。
阴模(下模、模子)1具有将密封件S的芯棒7定位的导引部3，并且在密封件唇部8A上具有形成多个突起10、10、…的凹凸形状4。
阳模(上型、冲头)2在腔室C的内径侧周缘部C1及外径侧周缘部C2具有内径侧溢料槽5及外径侧溢料槽6，并且将内径侧溢料槽5的径向最大部5A的形状做成了圆。
如图6的省略阴模而表示的局部放大立体图所示，在本实施方式中，使作为内径侧溢料槽5的径向最大部5A的形状的圆的直径d比与密封件唇部8A的多个突起10，10，…的前端接触的圆E(也参照图2(B))的直径D相等。
另外，作为内径侧溢料槽5的径向最大部5A的形状的圆的直径d(mm)相对于与多个突起10，10，…的前端接触的圆E的直径D(mm)只要设定为(D－0.2)≤d≤D的范围内就可以，如果是该不等式的范围内，则由于0.2(mm)是容许范围的溢料的大小，所以在使用压缩硫化成形用金属模A的滚动轴承用密封件S的制造中，在密封件唇部8A的前端具有多个突起10，10，…的橡胶8的成形的可靠性变高。
<滚动轴承用密封件的制造方法>
对使用压缩硫化成形用金属模A进行的轴承用密封件S的制造方法的一例进行说明。
(芯棒配置工序)
首先，在如图5那样将金属模A打开的状态下，将芯棒7配置到阴模1的导引部3。
另外，也可以在将芯棒7向阴模1配置的工序之前，在芯棒7的与橡胶8接触的范围中涂覆热硬化性树脂粘接剂，在后工序的橡胶材料硫化工序中进行间接硫化(交联)粘接，也可以不涂覆上述粘接剂，在后工序的橡胶材料硫化工序中进行直接硫化(交联)粘接。
(橡胶材料载置工序)
接着，在阴模1中载置作为未硫化橡胶材料的例如橡胶片。该橡胶片的体积比用来将橡胶8成形的环状的腔室C的容积大。
(橡胶材料硫化工序)
接着，如图4(A)那样将金属模A关闭，进行加压及加热，将上述橡胶片硫化。多余的未硫化橡胶材料从阴模1及阳模2的分割面(分型线)向溢料槽5、6漏出。
(成形品取出工序)
接着，将金属模A打开，将图2(A)及图4(A)所示的作为成形品的滚动轴承用密封件S取出。
另外，在将作为成形品的滚动轴承用密封件S从金属模A取出的状态下，多个突起10，10，…遍及从密封件唇部8A的前端到能够与密封件滑动面F在径向上面对的范围的全域而形成。此外，在密封件唇部8A前端的多个突起10，10，…中，在相邻的突起10、10之间产生较薄的溢料。但是，该溢料是向滚动轴承B的轴向外方突出的，并且是容许范围的溢料的大小，如图3(A)那样不与密封件滑动面F接触，所以不会妨碍滚动轴承用密封件S的功能，不成为问题。
根据以上那样的结构的滚动轴承用密封件的压缩硫化成形用金属模A及滚动轴承用密封件S的制造方法，由于阳模2的内径侧溢料槽5的径向最大部5A的形状是圆，所以与将阳模2’的内径侧溢料槽5’的径向最大部5A’的形状做成凹凸形状(波形形状)的以往的金属模A’(图7(A)及图7(B)、以及图8)相比，阳模2的形状变得简单，所以能够降低金属模A的制造成本。
而且，根据上述结构的压缩硫化成形用金属模A及滚动轴承用密封件S的制造方法，通过使发生的溢料的大小成为容许范围，能够遍及从密封件唇部8A的前端到能够与密封件滑动面F在径向上面对的范围的全域形成多个突起10、10、…。
进而，与以往的金属模A’相比，由于不需要将阴模1及阳模2在周向上精度良好地对位(角度匹配)，所以能够提高生产性。
标号说明
1 阴模(下模、模子)
2、2’ 阳模(上型、冲头)
3 导引部
4 凹凸形状
5、5’ 内径侧溢料槽
5A、5A’ 径向最大部
6 外径侧溢料槽
7 芯棒
8 橡胶
8A 密封件唇部
8B 安装部
9 油通路
10 突起
11 内轮
12 外轮
13 转动体
14 保持器
A，A’ 压缩硫化成形用金属模
B 带有密封件的滚动轴承
C 腔室
C1 内径侧周缘部
C2 外径侧周缘部
D 密封件唇部的与突起的前端接触的圆的直径
d 作为内径侧溢料槽的径向最大部的形状的圆的直径
E 密封件唇部的与突起的前端接触的圆
F 密封件滑动面
G 轴承内部空间
H 密封件槽
I 径向间隙
S 滚动轴承用密封件

Claims (3)

1.一种滚动轴承用密封件的压缩硫化成形用金属模，是在将形成在滚动轴承的内轮及外轮间的轴承内部空间及外部间分隔的滚动轴承用密封件的压缩硫化成形中使用的金属模，其特征在于，
上述滚动轴承用密封件由环状的芯棒和硫化粘接在上述芯棒上的橡胶构成，
上述橡胶包括从上述芯棒的内径侧向径向内方延伸并沿周向在上述内轮的密封件滑动面上滑动的密封件唇部、以及从上述芯棒的外径侧向径向外方延伸并安装到上述外轮上的安装部，
上述密封件唇部遍及周向整周具备使上述密封件滑动面及该密封件唇部间产生跨越上述轴承内部空间及外部间连通的油通路的多个突起，
上述金属模包括形成用来将上述橡胶成形的环状的腔室的阴模及阳模，
上述阴模具有将上述芯棒定位的导引部，并且在上述密封件唇部具有形成上述多个突起的凹凸形状，
上述阳模在上述腔室的内径侧周缘部及外径侧周缘部具有内径侧溢料槽及外径侧溢料槽，并且将上述内径侧溢料槽的径向最大部的形状做成圆。
2.如权利要求1所述的滚动轴承用密封件的压缩硫化成形用金属模，其特征在于，
将作为上述内径侧溢料槽的径向最大部的形状的圆的直径d(mm)相对于与上述多个突起的前端接触的圆的直径D(mm)设为(D－0.2)≤d≤D。
3.一种滚动轴承用密封件的制造方法，使用权利要求1或2所述的滚动轴承用密封件的压缩硫化成形用金属模，将滚动轴承用密封件压缩硫化成形，其特征在于，包括：
将上述金属模打开并将上述芯棒配置于上述阴模的上述导引部的工序；
将未硫化橡胶材料载置于上述阴模的工序；
将上述金属模关闭并加压及加热、将上述橡胶材料硫化的工序；以及
将上述金属模打开、将作为成形品的上述滚动轴承用密封件取出的工序。
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