CN110997228A - 工作机械用密封部材 - Google Patents
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Abstract
一种工作机械用密封部材,包括板状的支持部材与板状的弹性部材,所述弹性部材以由工作机械的安装部与所述支持部材夹持的方式安装于工作机械上,所述弹性部材与工作机械的滑动面滑动接触,所述弹性部材包含自所述支持部材的缘部朝所述工作机械的滑动面侧突出的突出部,且以所述突出部的单面侧与所述工作机械的滑动面滑动接触的方式构成,所述突出部的前端缘具有多个直线部、以及夹持于所述多个直线部中邻接的两个直线部上的角部,所述突出部自所述角部朝所述支持部材侧设置有切痕。
Description
技术领域
本发明涉及一种工作机械用密封部材。
背景技术
关于车床或综合加工机(machining center)、切断机等工作机械,为了使驱动机构不受切屑或冷却剂(切削油)等影响、或者为了去除切屑或冷却剂等,而使用各种形状的工作机械用密封部材(有时也称为刮板(wiper)部材)。
工作机械用密封部材例如包含支持部材与弹性部材,使弹性部材与工作机械的规定的部材滑动接触而加以使用。
此时,与工作机械用密封部材滑动接触的工作机械侧的部材具有弯曲的面等各种形状。工作机械用密封部材必须以与工作机械的滑动面(与工作机械具有的工作机械用密封部材滑动接触的面)的形状匹配而不产生间隙的方式安装于工作机械上。
因此,例如有时以倾斜45度对直线状的工作机械用密封部材的端部进行加工,使加工的端部彼此对接,而制成弯曲90度的拐角(corner)部用的工作机械用密封部材(例如,参照专利文献1的图3)。
除此以外,作为弯曲90度的拐角部中使用的工作机械用密封部材,市售有如图7A、图7B所示那样的弹性部材52与L字状的支持部材51一体成形的工作机械用密封部材50。与工作机械的滑动面的形状匹配而制作的工作机械用密封部材容易安装于工作机械上。另外,与组合使用多个工作机械用密封部材的情况相比,存在密封性优异的倾向。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2000-42863号公报
发明内容
发明所要解决的问题
关于现有的工作机械用密封部材50,在弹性部材52与工作机械的滑动面(未图示)接触时,通常在弹性部材52的边缘部52a接触。所述情况下,弹性部材52与工作机械的滑动面的接触状态大致成为线接触。因此,所述弹性部材容易因与工作机械的滑动面的滑动而磨损。
因此,为了使所述弹性部材更不易磨损,研究了增大弹性部材与工作机械的滑动面的接触面积。
另一方面,具有与工作机械的滑动面的形状相对应的形状的非直线状的工作机械用密封部材若以与所述滑动面的接触面积变大的方式设计弹性部材的形状,则有时会产生不良情况。即,所述非直线状的工作机械用密封部材在使用时无法与所述滑动面中的弯曲部分(拐角部)适当地滑动接触,在与所述滑动面的弯曲部分的形状相对应的弹性部材的角部早期会发生裂纹,结果有时会产生密封性受损等不良情况。
解决问题的技术手段
本发明人等人为了解决所述课题而进行了努力研究,完成了一种工作机械用密封部材,其具有与工作机械的滑动面的形状相对应的形状且密封性优异,并且弹性部材不易磨损,因此可长期使用。
本发明的工作机械用密封部材包括板状的支持部材与板状的弹性部材,
所述弹性部材以由工作机械的安装部与所述支持部材夹持的方式安装于工作机械上,所述弹性部材与工作机械的滑动面滑动接触,所述工作机械用密封部材的特征在于:
所述弹性部材包含自所述支持部材的缘部朝所述工作机械的滑动面侧突出的突出部,且以所述突出部的单面侧与所述工作机械的滑动面滑动接触的方式构成,
所述突出部的前端缘具有多个直线部、以及夹持于所述多个直线部中邻接的两个直线部上的角部,
所述突出部自所述角部朝所述支持部材侧设置有切痕。
所述工作机械用密封部材由组合有板状的支持部材与板状的弹性部材的简单的结构构成。因此,可容易制成与工作机械的滑动面的形状相对应的设计。
另外,所述工作机械用密封部材在所述弹性部材具有的突出部,与工作机械的滑动面滑动接触,此时突出部的单面侧与工作机械的滑动面滑动接触,即以面接触进行滑动接触。因此,弹性部材更不易磨损。
进而,所述突出部在前端缘具有直线部与角部,且自所述角部朝所述支持部材侧设置有切痕。因此,可利用一个工作机械用密封部材确实地密封弯曲的滑动面,且避免在所述角部发生裂纹。因此,也不会发生因以角部为起点的破损等而密封性受损的情况。
在所述工作机械用密封部材中,所述弹性部材优选为含有热硬化性聚氨基甲酸酯与低μ化剂。
所述情况下,热硬化性聚氨基甲酸酯所具有的优异的耐磨损性、与含有低μ化剂所带来的减少摩擦系数的效果相辅相成,所述弹性部材尤其不易磨损。
在所述工作机械用密封部材中,所述突出部优选为以所述直线部中的推压边距(pushing margin)成为3mm以上的方式设置。
所述情况下,可将所述直线部中的与工作机械的滑动面的接触状态设为面接触。另外,可确实地避免所述突出部在与工作机械的滑动面的滑动时发生反转。因此,所述工作机械用密封部材更适合于使优异的密封性与不易磨损性并存。
在所述工作机械用密封部材中,优选为在所述突出部设置有贯穿孔,所述贯穿孔连接于所述切痕的与所述角部为相反侧的端部。
所述情况下,更不易发生角部或其附近的裂纹、或者自角部连接于直线部的破损等。
发明的效果
本发明的工作机械用密封部材由于密封性优异且弹性部材不易磨损,因此可长期使用。
附图说明
图1A为表示第一实施方式的工作机械用密封部材的平面图、
图1B为图1A所示的工作机械用密封部材的A-A线端视图。
图2为分别表示构成图1A所示的工作机械用密封部材的支持部材与弹性部材的平面图。
图3为图1A所示的工作机械用密封部材的主要部分放大平面图。
图4为对图1A所示的工作机械用密封部材的使用时的与工作机械的滑动面的接触状态进行说明的立体图。
图5为用以对工作机械用密封部材的安装状态进行说明的图4的C-C线剖面中的主要部分放大图。
图6为表示第二实施方式的工作机械用密封部材的部分平面图。
图7A为具有L字型的现有的工作机械用密封部材的立体图。
图7B为图7A所示的工作机械用密封部材的C-C线剖面图。
具体实施方式
以下,参照图示对本发明的实施方式进行说明。
(第一实施方式)
图1A为表示第一实施方式的工作机械用密封部材的平面图,图1B为图1A所示的工作机械用密封部材的A-A线端视图。图2为分别表示构成图1A所示的工作机械用密封部材的支持部材与弹性部材的平面图。图3为图1A所示的工作机械用密封部材的主要部分放大平面图。图4为对图1A所示的工作机械用密封部材的使用时的与工作机械的滑动面的接触状态进行说明的立体图。图5为用以对工作机械用密封部材的安装状态进行说明的图4的B-B线剖面中的主要部分放大图。
如图1A、图1B及图2所示,本实施方式的工作机械用密封部材10包括:板状的支持部材11,平面视形状为具有多个弯曲部、弯折部的多边形;以及板状的弹性部材12,具有与支持部材11近似的平面视形状。弹性部材12介隔接着剂层13而固定于支持部材11。
弹性部材12包含自支持部材11的缘部111朝工作机械的滑动面侧突出的突出部12a,以突出部12a的与支持部材11侧为相反侧(图1B中为右侧)的面和工作机械的滑动面滑动接触的方式介隔接着剂层13而固定于支持部材11。
工作机械用密封部材10具备多个螺栓孔15。工作机械用密封部材10使用所述螺栓孔15而安装于工作机械的规定的位置。
弹性部材12的突出部12a中的前端缘112(与支持部材11为相反侧的缘部)如图1A及图2的平面图所示,具有多个直线部112A(本实施方式中为四处)、以及夹持于多个直线部112A中彼此邻接的两个直线部112A上的角部112B(本实施方式中为三处)。
进而,在突出部12a中自角部112B朝支持部材11侧设置有切痕(狭缝)14。
所述构成的工作机械用密封部材10在安装于工作机械的安装部时可确保可在突出部12a的其中一侧的面上与工作机械的滑动面滑动接触(进行面接触)的推压边距,且将角部112B及其附近的与工作机械的滑动面的滑动接触状态设为适当的接触状态。
如图4、图5所示,工作机械用密封部材10使用螺栓21与螺母22而安装于工作机械的安装部20。此时,工作机械用密封部材10是以弹性部材12由安装部20与支持部材11夹持的方式安装于工作机械的安装部20。
以所述方式安装的工作机械用密封部材10如图4所示,在工作机械用密封部材10的弹性部材12与将弯曲90°的两个面设为滑动面40A、滑动面40B的工作机械内的配合部材40接触的情况下,弹性部材12的突出部12a为面接触,与各滑动面40A、滑动面40B接触且由两个直线部112A夹持的角部112B的切痕14裂开,通过切痕14裂开,弹性部材12的突出部12a可与配合部材40的滑动面40A、滑动面40B无间隙地接触。
在本发明的实施方式的工作机械用密封部材中,推压边距如下述那样规定。所述工作机械用密封部材中,规定直线部中的推压边距与角部中的推压边距。
首先,参照图2、图3对所述突出部的所述直线部中的推压边距进行说明。突出部12a的直线部112A中的推压边距在图3中是X1所表示的部分的距离。所述距离X1是在将工作机械用密封部材10安装于工作机械上时自与工作机械的滑动面无推压边距而相接的假想部分(图2、图3中参照A)至直线部112A的距离。
另一方面,突出部12a的角部112B中的推压边距在图3中是X2所表示的部分的距离。所述距离X2是设置于突出部12a中的切痕14的支持部材11侧的端部14A、与所述假想部分A的角部A'的距离。
工作机械用密封部材10中,为了使突出部12a与工作机械的滑动面进行面接触,直线部112A中的推压边距X1优选为2.5mm以上。
所述推压边距X1更优选为3mm以上。通过将所述推压边距X1设为3mm以上,可确实地避免突出部12a在与工作机械的滑动面的滑动时发生反转。
所述推压边距X1的优选的上限为15mm。若所述推压边距X1超过15mm,则有时工作机械用密封部材10的使用时的滑动阻力变得过大。另外,弹性部材12的前端侧的边缘部分(图1B中参照B)的按压变小,因此有时会产生在弹性部材12与工作机械的滑动面之间夹持有切粉等、等不良情况。
为了与工作机械的滑动面接触且避免以角部112B或切痕14的端部14A等为起点的裂纹的发生等,突出部12a的角部112B中的推压边距X2优选为2.0mm以下。
所述推压边距X2更优选为1.5mm以下。原因在于更不易长期发生所述裂纹。
另一方面,所述推压边距X2只要为0mm以上即可。
再者,推压边距X2的尺寸可通过变更切痕14的长度而进行调整。
另外,切痕14是自角部112B朝所述假想部分A的角部A'而设置。在本发明的实施方式的工作机械用密封部材中,所述切痕优选为朝所述方向设置。另一方面,所述切痕若自夹持于邻接的两个直线部上的所述角部朝所述支持部材侧设置,则也可未必朝所述方向设置。
在工作机械用密封部材10中,弹性部材12具有的突出部12a的突出长度L(支持部材11的缘部111与突出部12a的前端缘112的距离:参照图1B)若比所述推压边距X1的尺寸长,则并无特别限定。
在工作机械用密封部材10中,弹性部材12的厚度优选为0.5mm~5.0mm。
若弹性部材12的厚度超过5.0mm,则弹性部材12的按压变得过大,结果有时弹性部材12与工作机械的滑动面的滑动阻力变得过大。另一方面,若所述厚度未满0.5mm,则有时弹性部材12的按压变得过小,结果有时无法获得充分的密封性。
关于工作机械用密封部材10,在与配合部材40的滑动面40A、滑动面40B滑动的情况下,以在弹性部材12的前端侧的边缘部分(图1B中为B)也与滑动面40A、滑动面40B接触的状态下滑动的方式构成。因此,可避免在弹性部材与工作机械的滑动面之间夹持有切粉等、等不良情况。
工作机械用密封部材10具有三处角部112B,但在本发明的实施方式的工作机械用密封部材中,所述角部的数量并无特别限定,只要为一处以上即可。所述直线部只要为两处以上即可。
在本发明的实施方式的工作机械用密封部材中,只要所述直线部的数量或尺寸、所述角部的数量或角度等分别根据工作机械的滑动面的形状适宜选择即可。
(第二实施方式)
本实施方式的工作机械用密封部材除了弹性部材的突出部中的角部附近的构成不同以外,与第一实施方式的工作机械用密封部材相同。
图6为表示第二实施方式的工作机械用密封部材的部分平面图。
本实施方式的工作机械用密封部材30如图6所示,在介隔接着剂层(未图示)而固定于支持部材31上的弹性部材32的突出部32a设置有贯穿孔36。
贯穿孔36以在突出部32a中位于角部132B与假想部分A的角部A'之间的方式设置,所述假想部分A的角部A'相对于所述角部132B位于支持部材31侧。
另外,贯穿孔36以连接于切痕34的与角部132B为相反侧的端部的方式设置。
因此,关于具备贯穿孔36的工作机械用密封部材30,在将突出部32a按压至工作机械的滑动面时,角部132B容易变得更广。结果工作机械用密封部材30更不易发生角部132B或其附近的裂纹、或者自角部132B连接于直线部132A的破损等。
另外,贯穿孔36的壁面为圆柱状,因此在使用时应力不易集中于特定的部位,更容易避免破损。
再者,所述贯穿孔的剖面形状(在弹性部材中与厚度方向垂直的方向的形状)并不限定于圆,只要为多边形或椭圆形、其他任意的形状即可。这些中,就应力不易集中于特定的部位的方面而言,优选为仅由曲线包围的形状。
在本实施方式的工作机械用密封部材30中,角部132B中的推压边距为贯穿孔36的缘部与假想部分A的角部A'的最短距离,图6中为X3所表示的部分的距离。
贯穿孔36的开口径只要根据X1的尺寸适宜调整即可,例如优选为1mm~10mm。
(其他实施方式)
本发明的实施方式的工作机械用密封部材未必需要具备接着剂层。即,所述工作机械用密封部材可不介隔接着剂层而使支持部材与弹性部材直接重合,也可在所述状态下安装于工作机械的安装部。
本发明的实施方式的工作机械用密封部材如上所述使用螺栓与螺母,以弹性部材由工作机械的安装部与支持部材夹持的方式安装于所述工作机械的安装部。因此,即便无所述接着剂层,也可在规定的状态下将所述支持部材及所述弹性部材安装于工作机械上。
关于不介隔所述接着剂层而支持部材与弹性部材直接重合的工作机械用密封部材,仅弹性部材的交换或支持部材的再利用容易。
在本发明的实施方式的工作机械用密封部材中,所述弹性部材使与工作机械的滑动面的滑动阻力下降,因此优选为含有包含无机成分等的添加剂(以下,也称为低μ化剂)。
作为所述低μ化剂,例如可列举包含氧化铈、氧化锆、氧化钛、氧化锌、氧化铁、氧化硅等金属氧化物、或者铜、镍、铁、铝等金属等的粒子;玻璃珠(glass balloon)或漂珠(fly-ash balloon)等以氧化硅为主成分的中空粒子;铝、不锈钢、铁等金属制的短纤维、或者聚酰胺等树脂制的短纤维等。
作为所述低μ化剂,就与橡胶成分(弹性体成分)容易整合且化学稳定的方面而言,优选为金属氧化物粒子,更优选为氧化铈粒子。
在所述弹性部材含有低μ化剂的情况下,所述低μ化剂优选为在所述弹性部材的厚度方向上偏向存在于与工作机械的滑动面滑动接触的一侧。所述情况下,适合于确保弹性部材的物性(弹性)且实现滑动时的摩擦阻力的减少。
在所述低μ化剂在所述弹性部材中偏向存在于厚度方向上的情况下,所述弹性部材的与工作机械的滑动面滑动接触的一侧的一面的动摩擦系数优选为以相对于所述弹性部材中的相反侧的一面的动摩擦弹性系数的比计为0.3~0.7。
在所述弹性部材含有所述低μ化剂的情况下,所述低μ化剂优选为分散于所述弹性部材的整个面方向上。所述原因将后述。
在所述弹性部材以使低μ化剂在整个面方向上分散的状态下含有的情况下,所述低μ化剂的调配量相对于橡胶成分(弹性体成分)100重量份而优选为1.8重量份~15重量份。
若所述低μ化剂的调配量未满1.8重量份,则几乎未获得含有低μ化剂的效果(滑动阻力的减少效果)。另一方面,若超过15重量份,则在滑动时低μ化剂容易自弹性部材脱落,结果有时所述弹性部材的耐久性下降。
所述低μ化剂的更优选的调配量相对于橡胶成分(弹性体成分)100重量份而为1.8重量份~9.5重量份。
在本发明的实施方式的工作机械用密封部材中,弹性部材的各直线部中的推压边距未必需要在工作机械用密封部材整体中相同。因此,对于每个直线部推压边距也可不同。另外,角部中的推压边距也同样地,在所述工作机械用密封部材具备多个角部的情况下,各角部中的推压边距无须全部相同。
其次,对所述工作机械用密封部材的构成部材进行说明。
(支持部材)
所述支持部材是用以支持所述弹性部材且将所述工作机械用密封部材确实地安装于工作机械上的板状的部材。
作为所述支持部材的材质,就耐久性或强度的方面而言,通常适当的是钢铁或铝等金属材料,也可为陶瓷或刚性塑料等。
所述支持部材也可使用表面未处理的钢板、实施了磷酸锌处理、铬酸盐处理或防锈树脂处理等表面处理的钢板、磷青铜或弹簧钢等弹性金属板等。
在介隔接着剂层将所述弹性部材固定于所述支持部材的情况下,为了提高与所述接着剂层的整合性,也可对所述支持部材实施利用底漆的表面处理等。另外,为了通过锚固效果提高与所述接着剂层的密接性,也可对所述支持部材实施粗面化处理。
(弹性部材)
所述弹性部材是在工作机械用密封件的使用时与工作机械的滑动面滑动接触的板状的部材,至少在所述突出部的单面侧与工作机械内的滑动面接触。
作为所述弹性部材的材质,其使用对象是工作机械,就要求耐油性的方面而言,例如可列举丁腈橡胶(nitrile butadiene rubber,NBR)、氨基甲酸酯弹性体、氟橡胶、硅橡胶、三元乙丙橡胶(Ethylene Propylene Diene Monomer,EPDM)等。
这些中,优选为氨基甲酸酯弹性体。原因在于:耐久性(耐磨损性)优异,因此可长期维持所需性能。
作为所述氨基甲酸酯弹性体,例如可列举使多元醇、聚异氰酸酯及视需要的交联剂反应而获得者等。所述氨基甲酸酯弹性体可为热硬化性也可为热塑性,但优选为热硬化性的氨基甲酸酯弹性体(热硬化性聚氨基甲酸酯)。
作为所述多元醇,并无特别限定,例如可列举聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚己内酯多元醇等。
所述多元醇优选为数量平均分子量为1000~3000。通过使用所述范围内的多元醇,可在使用时确实地防止切削粉或冷却剂等的侵入。
所述数量平均分子量是利用凝胶渗透色谱仪(Gel Permeation Chromatograph,GPC)测定而得的聚苯乙烯换算的测定值。
作为所述聚酯多元醇,例如可列举通过利用常法使二羧酸与甘醇反应而获得者等。
作为所述聚醚多元醇,例如可列举聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇等。
作为所述聚己内酯多元醇,例如可列举通过在催化剂的存在下将低分子量甘醇作为起始剂使ε-己内酯开环加成而获得者。
作为所述聚异氰酸酯,并无特别限定,可使用现有公知者,例如可列举脂肪族异氰酸酯、脂环族异氰酸酯、芳香族异氰酸酯等。这些中,就耐磨损性良好的方面而言,优选为芳香族异氰酸酯。
所述聚氨基甲酸酯弹性体可使用所述原料并利用公知的方法制造,例如可通过在适当的有机溶剂中视需要使用催化剂并将各原料的当量比调整为NCO/OH=0.9~1.1而进行反应;在无溶剂中进行溶融反应等而加以制造。另外,可通过使所有原料同时反应的方法(单射法)、预聚物法等而加以制造。
作为所述氨基甲酸酯弹性体,优选为含有多元醇成分、异氰酸酯成分及交联剂的热硬化性氨基甲酸酯组合物的硬化物(热硬化性聚氨基甲酸酯)。
所述热硬化性氨基甲酸酯组合物特别优选为所述多元醇成分为聚乙烯己二酸酯多元醇(polyethylene adipate ester polyol,PEA)的热硬化性氨基甲酸酯组合物。
具备由多元醇成分为PEA的热硬化性氨基甲酸酯组合物的硬化物形成的弹性部材的工作机械用密封部材不易发生冷却剂所引起的膨润或溶出。因此,在用于使用冷却剂的工作机械中时,即便暴露于冷却剂中,也可长期满足其要求特性。
就可在使用时更确实地防止切削粉或冷却剂等的侵入的方面而言,所述PEA的数量平均分子量优选为1000~3000。
所述热硬化性氨基甲酸酯组合物除了PEA(多元醇成分)以外含有异氰酸酯成分及交联剂。
作为所述异氰酸酯成分,并无特别限定,例如可列举脂肪族异氰酸酯、脂环族异氰酸酯、芳香族异氰酸酯等。
作为所述脂肪族异氰酸酯,例如可列举1,6-六亚甲基二异氰酸酯(1,6-Hexamethylene Diisocyanate,HDI)、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯等。另外,也可列举六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯的异氰脲酸酯体、缩二脲体、加合体的改性体等。
作为所述脂环族异氰酸酯,例如可列举异佛尔酮二异氰酸酯(IsophoroneDiisocyanate,IPDI)、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯(Norbornane Diisocyanate,NBDI)等脂环族二异氰酸酯等。
作为所述芳香族异氰酸酯,例如可列举甲苯二异氰酸酯(tolylenediisocyanate,TDI)、亚苯基二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4'-Diphenylmethane diisocyanate,MDI)、1,5-萘二异氰酸酯(1,5-naphthalene diisocyanate,NDI)、亚二甲苯基二异氰酸酯(xylylene diisocyanate,XDI)、碳二酰亚胺改性的MDI、氨基甲酸酯改性的MDI等。
这些异氰酸酯成分可单独使用,也可并用两种以上。
作为所述异氰酸酯成分,优选为MDI或NDI。原因在于:芳香族异氰酸酯中显现出尤其良好的耐磨损性。
作为所述交联剂,例如可列举1,4-丁二醇(1,4-butanediol,1,4-BD)、1,4-双(β-羟基乙氧基)苯(1,4-bis(β-hydroxy ethoxy),BHEB)、乙二醇、丙二醇、己二醇、二乙二醇、三羟甲基丙烷(trimethylolpropane,TMP)、甘油、4,4'-亚甲基双(2-氯苯胺)、肼、乙二胺、二乙三胺、4,4'-二氨基二苯基甲烷、4,4'-二氨基二环己基甲烷、N,N-双(2-羟基丙基)苯胺、水等。
这些中,就容易显现出适当的橡胶硬度、橡胶刚性的方面而言,优选为1,4-丁二醇、TMP、BHEB。另外,包含1,4-丁二醇、TMP、BHEB的热硬化性氨基甲酸酯组合物的适用期比较长,也可利用手动浇铸(manually cast)来成形。
所述交联剂可单独使用一种,也可并用两种以上。
所述热硬化性氨基甲酸酯组合物也可进而视需要含有链延长剂、交联促进剂或交联延迟剂等反应助剂、水解防止剂等。
所述热硬化性氨基甲酸酯组合物中的异氰酸酯基浓度优选为5.50重量%~10.0重量%。所述情况下,可避免硬化物的硬度变得过高而滑动阻力变大,且使所述弹性部材的耐磨损性优异。
所谓所述异氰酸酯基浓度(重量%)是指异氰酸酯成分、多元醇成分及交联剂的合计量中所含的异氰酸酯基的重量比例。
所述热硬化性氨基甲酸酯组合物的硬化条件并无特别限定,只要根据所述热硬化性氨基甲酸酯组合物的组成适宜设定即可,通常可采用在100℃~160℃下加热30分钟~90分钟的条件。
另外,也可以所述条件进行硬化处理,自模具等脱模后,例如在100℃~160℃、3小时~48小时的条件下进行后硬化。
再者,所述热硬化性氨基甲酸酯组合物中所含的异氰酸酯成分及多元醇成分也可于在规定条件下使所述热硬化性氨基甲酸酯组合物硬化前预先进行反应而制成预聚物。
作为所述弹性部材的成形方法,并无特别限定,例如可列举:常压浇铸成形、减压浇铸成形、离心成形、连续旋转成形、挤出成形、射出成形、反应射出成形(ReactionInjection Molding,RIM)、旋转涂布等。
这些中,优选为离心成形、连续旋转成形。
另外,在利用离心成形等形成弹性部材的情况下,也可分多次投入热硬化性氨基甲酸酯组合物等原料组合物。
尤其在制作含有所述低μ化剂的弹性部材的情况下,在成形时低μ化剂因离心力或自重而偏向存在于单面侧,但可通过分多次投入原料组合物而调整低μ化剂的偏向存在状态。
所述弹性部材的硬度(日本工业标准(Japanese Industrial Standards,JIS)A硬度)优选为55°~90°。
若所述弹性部材的硬度未满55°,则有时在滑动时发生变形而无法充分防止切削粉等的侵入。另一方面,若所述硬度超过90°,则弹性部材过硬,因此有时在滑动时发生破损。所述弹性部材的更优选的硬度为60°~75°。
所述JIS A硬度是基于JIS K 7312并通过弹簧式类型A硬度试验机进行测定而得的值。
另外,在采用所述热硬化性氨基甲酸酯组合物的硬化物作为所述弹性部材的情况下,就确保对于冷却剂的耐性的观点而言,所述JIS-A硬度优选为67°以上,更优选为70°~85°。
所述弹性部材除了所述低μ化剂以外也可含有例如水解防止剂、颜料等的着色剂、光稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂、防霉剂、阻燃剂、增量剂等。
(接着剂层)
作为所述接着剂层,并无特别限定,只要考虑各部材的材质适宜选择即可。
作为所述接着剂层,例如可列举由乙烯-乙酸乙烯酯(Ethylene Vinyl Acetate,EVA)系、聚酰胺系或聚氨基甲酸酯系的热熔胶接着剂或者硬化型接着剂等而形成的层、进而通过双面胶带而形成的层等。
所述接着剂层的厚度并无特别限定,优选为50μm~500μm。
具备所述接着剂层的工作机械用密封部材更不易发生通过支持部材与弹性部材之间的冷却剂的侵入。另外,所述工作机械用密封部材安装于工作机械上时的对准变得容易。
其次,以具备接着剂层的工作机械用密封部材为例对所述工作机械用密封部材的制造方法进行说明。
所述工作机械用密封部材可通过如下方式制造,即在分别制作图2所示的支持部材11与弹性部材12后,介隔接着剂层13而以规定的位置关系将两者贴合。
支持部材11可通过将钢板等裁切成规定的形状而加以制作。
弹性部材12可通过将包含热硬化性聚氨基甲酸酯等的片状物裁切成规定的形状而加以制作。再者,弹性部材12中的切痕可在将弹性部材12与支持部材11贴合前设置,也可在贴合后设置。
所述工作机械用密封部材可利用所述方法制造,因此在使低μ化剂在弹性部材中分散的情况下,优选为如所述那样使低μ化剂在弹性部材(片状物)的整个面方向分散。原因在于:在将片状物裁切成规定的形状时,不论切断位置如何,低μ化剂始终存在于单面侧。
本发明的实施方式的工作机械用密封部材在车床或综合加工机、切断机等各种工作机械中,可作为为了使工作机械的运转部位、驱动机构等不受切削粉或冷却剂等影响的密封部材(刮板部材)而使用。
实施例
以下,通过实施例对本发明的实施方式进行更具体的说明,但本发明并不限定于以下的实施例。
(支持部材及弹性部材用片材的制作)
支持部材的制作
利用转塔冲床(turret punch)裁切厚度0.8mm的钢板(神户制钢所(股)制造,格林柯特(GREENCOAT)GX-K2),而制作图2所示的形状的支持部材11。
弹性部材用片材的制作
通过下述方法制作氨基甲酸酯片材A及氨基甲酸酯片材B。
(氨基甲酸酯片材A的制作)
在100.00重量份的加温为110℃的MDI-PEA预聚物(三洋化成工业公司制造,商品名“桑普兰(Sanprene)”P-6814)中添加6.36重量份的1,4-BD(1,4-丁二醇、三菱化学公司制造)、0.20重量份的TMP(三羟甲基丙烷、三菱气体公司制造)及5.00重量份的氧化铈粉末(太阳矿工公司制造,赛力克(serico)CH-BS302),搅拌混合来制备氨基甲酸酯组合物。
其次,将所得的氨基甲酸酯组合物投入至离心成形机中,以模具温度150℃、转速900rpm、交联时间50分钟的条件使其交联,以厚度1.6mm将圆筒状的硬化物成型后,进行脱模。然后,将圆筒状的硬化物的其中一处切断而展开为板形,在送风烘箱内,以110℃、24小时的条件进行后交联,而制作氨基甲酸酯片材A。
在氨基甲酸酯片材A中,在厚度方向上,氧化铈粉末偏向存在于其中一侧(成型时的模具侧)。关于氨基甲酸酯片材A,其中一侧(成型时的模具侧)的一面的动摩擦系数为0.2,另一侧(成型时的空气侧)的一面的动摩擦系数为0.4。
因此,氧化铈粉末偏向存在的所述其中一侧的一面的动摩擦系数以相对于所述另一侧的一面的动摩擦系数的比计为0.5。
所述动摩擦系数的测定是使用表面性测定机(新东(HEIDON)14型(新东化学公司制造)),以下述条件进行。
[测定条件]
移动速度:25mm/sec
配合材料:耐酸铝处理钢板
角度:25°
接触方向:后面(trailing)
样品抵接部长度:10mm
垂直加重:100g
测定擦拭时的水平加重,将(水平加重/垂直加重)设为摩擦系数。
静摩擦系数:擦拭开始时的最大值
动摩擦系数:超过最大值而成为稳定状态时的值
(氨基甲酸酯片材B的制作)
除了变更氨基甲酸酯组合物的投入量以外,与氨基甲酸酯片材A的制作同样地制作厚度0.7mm的氨基甲酸酯片材。
其次,以两枚氨基甲酸酯片材的氧化铈粉末的量少的一侧的一面(在离心成形模具内为空气侧的一面)彼此相向的方式重合,而制成厚度1.4mm的氨基甲酸酯片材B。
(实施例1)
以规定的外形尺寸裁切利用所述方法制作的氨基甲酸酯片材A,进而设置规定的切痕,而制成弹性部材A。
其次,一面使利用所述方法制作的支持部材与弹性部材A彼此对准,一面使用5mm宽度的双面胶带(日东电工公司制造,No.500)以规定的朝向贴合,而制作图1A所示的形状的工作机械用密封部材10。
此处,弹性部材A是以直线部中的推压边距X1成为6mm、角部中的推压边距X2成为0.5mm的方式设计。
(比较例1)
以规定的外形尺寸裁切利用所述方法制作的氨基甲酸酯片材B,而制成弹性部材B。
其次,一面使利用所述方法制作的支持部材与弹性部材B彼此对准,一面使用5mm宽度的双面胶带(日东电工公司制造,No.500)贴合,而制作图1A所示的形状的工作机械用密封部材10。
其中,弹性部材B是以直线部中的推压边距X1成为0.7mm、角部中的推压边距X2成为0.5mm的方式设计。
再者,在弹性部材B的角部未设置切痕。
(比较例2)
将具有图7B所示的剖面形状的滑动密封件(阪东(Bando)化学公司制造,C-R-3S-R)作为评价用的工作机械用密封部材。
[评价]
将实施例1及比较例1、比较例2的工作机械用密封部材安装于工作机械(津根精机公司制造,切断机)上进行评价。此处,于在具备锯削头的角型的滑动引导部的一处安装工作机械用密封部材后,以下述条件使切断机驱动,观察此时的工作机械用密封部材的状态。将结果示于表1中。
(切断机的驱动条件)
锯刃的尺寸及转速:φ400mm、100rpm
锯削头前进速度:25mm/sec
锯削头后退速度:200mm/sec
锯削头的一次往返时间:9.0秒
(观察条件)
在工作机械用密封部材的移动距离达到10km、15km、20km、30km、40km、50km、75km、100km、150km的时间点停止切断机,进行工作机械用密封部材的外观观察与推压边距的测定。
再者,比较例1的工作机械用密封部材在30km结束观察,比较例2的工作机械用密封部材在20km结束观察。
[表1]
根据表1所示的结果可知根据本发明的实施方式的工作机械用密封部材,可长期确保密封性。
符号的说明
10、30:工作机械用密封部材
11、31:支持部材
12、32:弹性部材
12a、32a:突出部
13:接着剂层
14、34:切痕
15:螺栓孔
20:安装部
21:螺栓
22:螺母
36:贯穿孔
40:配合部材
112:前端缘
112A、132A:直线部
112B、132B:角部
L:突出长度
X1:推压边距
X2:推压边距
X3:推压边距
Claims (4)
1.一种工作机械用密封部材,包括板状的支持部材与板状的弹性部材,
所述弹性部材以由工作机械的安装部与所述支持部材夹持的方式安装在工作机械上,所述弹性部材与工作机械的滑动面滑动接触,所述工作机械用密封部材的特征在于:
所述弹性部材包含自所述支持部材的缘部朝所述工作机械的滑动面侧突出的突出部,且以所述突出部的单面侧与所述工作机械的滑动面滑动接触的方式构成,
所述突出部的前端缘具有多个直线部、以及夹持于所述多个直线部中邻接的两个直线部上的角部,
所述突出部自所述角部朝所述支持部材侧设置有切痕。
2.根据权利要求1所述的工作机械用密封部材,其中所述弹性部材含有热硬化性聚氨基甲酸酯与低μ化剂。
3.根据权利要求1或2所述的工作机械用密封部材,其中所述突出部以所述直线部中的推压边距成为3mm以上的方式设置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的工作机械用密封部材,其中在所述突出部设置有贯穿孔,所述贯穿孔连接于所述切痕的与所述角部为相反侧的端部。
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