JP2002070876A - 軸受用シール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸受装着時のゲート跡欠落や、型開き時にお
けるゲート部の食い破り現象による孔の形成等を防止で
きる軸受用シールを提供する。 【解決手段】 本発明は、外周に設けられたシール片２
１を軸受外輪３の内周面に係合して、軸受１の内輪２及
び外３輪間における環状開放部４に装着するようにした
軸受用シール２０を対象とする。本シール２０は、熱可
塑性樹脂の成形材料３０をピンポイントゲート６０を介
して金型５０のキャビティー５３内に射出注入するよう
にしたピンポイントゲート方式の射出成形によって得ら
れる環状成形品をもって構成される。更にシール２０の
表裏の平坦面２０ａ、２０ｂのうち、少なくともいずれ
か一方にゲート跡２５が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばハードデ
ィスクドライブ装置（ＨＤＤ）等の精密機器における極
小径の転がり軸受に装着される軸受用シールに関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に示すように、ＨＤＤ等の精密機器
に用いられる極小径のミニチュア軸受等の転がり軸受
（１）は、内輪（２）及び外輪（３）間における両側の
環状開放部（４）が、環状の軸受用シール（５）により
密閉され、軸受内への異物の侵入防止や、潤滑剤の洩れ
防止を行うようにしている。

【０００３】従来、このような軸受（１）の軸受用シー
ル（５）としては、例えば環状の金属製芯金（５ａ）の
外周縁部及び外面側に、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等の合
成ゴムが加硫圧縮成形されたゴム被覆層（５ｂ）が設け
られたゴム被覆タイプのものの他に、金属板をプレス加
工した金属単体の環状品からなるシールや、このような
金属製環状品にエラストマーを付着したものが使用され
ていた。

【０００４】ゴム被覆タイプの軸受用シール（５）は、
ゴム被覆層（５ｂ）が軸受外輪（３）に十分に密着する
ため、密封性に優れているが、その反面、製造するにあ
たっては、芯金（５ａ）への接着処理工程、ゴム材料の
配合や練り工程、ゴム材料のシート成形工程、加硫圧縮
成形工程の他、加硫成形後のバリ除去工程等、多くの工
程が必要であり、製造が困難になるとともに、コストの
増大も来すという欠点があった。

【０００５】更にゴム被覆タイプの軸受用シール（５）
をＨＤＤ等の軸受に適用した場合には、ゴム被覆層（５
ｂ）に含まれる添加剤や加硫剤が揮発性ガスとなって飛
散し、微細な粒子となって、清浄であるべき磁気ディス
クの設置部に付着して誤作動や損傷を引き起こすという
化学汚染（ケミカルコンタミネーション）が発生すると
いう問題もあった。

【０００６】なお、ゴム材料としてフッ素ゴムを利用し
たり、あるいは二次加硫を行うことにより、上記した微
細粒子の発生を、ある程度抑制することは可能である
が、そうすると工程数の増加により、一段と、製造の困
難性及びコストの増大を来す恐れがある。

【０００７】なお、金属単体のシールは、外輪等のレー
スへ組み込む際にレースが変形するという欠点があっ
た。

【０００８】そこで、上記のようなゴム材料と金属材料
との複合製品に代えて、図５に示すように、プラスチッ
ク材料単独の成形品からなる軸受用シール（６）が提案
されている（実開昭６２−１４９６２２号公報等）。

【０００９】この軸受用シール（６）は、外周縁部に、
断面Ｖ字状ないしはＵ字状のシール片（６ｂ）が形成さ
れており、図６（ａ）に示すように、軸受に装着するに
は、外周シール片（６ｂ）を軸受外輪（３）の内周面に
押し当てることにより内径方向に撓ませながら外輪
（２）の内側に押し込んで、同図（ｂ）に示すように、
シール片（６ｂ）を、外輪（３）の内周面端部に設けら
れた内周溝（３ｂ）内に嵌め込んで係合することにより
行われる。

【００１０】このような樹脂シール（６）は、射出成形
等により、効率良く製造できるとともに、合成ゴム等と
違って、磁気ディスク等に悪影響を及ぼす各種の添加剤
を含んでおらず、上記のケミカルコンタミネーションの
問題も防止することができ、近年、好んで使用される傾
向にある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プラスチッ
ク単独の成形品からなる樹脂シール（６）は、通常、射
出成形により形成されるものであり、例えば図７に示す
ように、射出成形のゲート方式としては、ゲート跡が目
立ち難いという観点から、射出成形金型（１０）のキャ
ビティー（１１）内に型開き面に沿って、つまり成形品
の外周端面から、トンネルゲート（１２）あるいはサイ
ドゲートを介して成形材料（１５）を射出注入するとい
う方式が多く採用されている（特公平４−１７７８０号
公報等）。

【００１２】このような成形法においては、型開き時に
突き出し機構により成形品が取り出され、その際にトン
ネルゲート（１２）の先端において自動的に固化樹脂が
切断されてゲート跡が形成される。このゲート跡は、通
常、突状に形成され、成形品の外周端面、つまり図６に
示すように、樹脂シール（６）における外周シール片
（６ｂ）の外周端面（６ｃ）に形成される。

【００１３】しかしながら、外周シール片（６ｂ）の外
周端面（６ｃ）に、突状のゲート跡が形成されると、上
記したように、樹脂シール（６）を軸受（１）に装着す
る際に、ゲート跡が軸受外輪（１）の内周面端部に接触
してこすり落とされて、この欠落片（バリ）が、軸受
（１）内に異物となって混入される場合がある。こうし
て異物が混入されると、たとえ非常に小さい異物であっ
ても、ミニチュア軸受（１）等のように極小径の軸受の
場合には、動作不良や音響不良等を引き起こす一つの要
因となり得るという問題を抱えている。

【００１４】また、ミニチュア軸受用等の軸受シール
（６）は、外周シール片（６ｂ）の厚みが薄いので、型
開きのゲート切断時に食い破り現象が生じて、ゲート部
が凹状ないしは孔状にえぐり取られることもある。この
ように外周シール片（６ｂ）に、凹状ないしは孔状のゲ
ート跡が形成されると、シール片（６ｂ）の形状や寸法
を精度良く十分に確保できず、軸受外輪（３）への密着
性が不十分となり、シール性の低下を招くという問題が
あった。

【００１５】この発明は、上記従来技術の問題を解消
し、効率良く低コストで製造することができ、シール片
の形状及び寸法を精度良く十分に確保でき、軸受への装
着時において、十分なシール性を確保できるとともに、
異物混入等による動作不良の発生も確実に防止すること
ができる軸受用シールを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、外周に設けられたシール片を軸受外輪
の内周面に係合させて、軸受の内輪及び外輪間における
環状開放部に装着するようにした軸受用シールであっ
て、合成樹脂成形材料をピンポイントゲートを介して金
型のキャビティー内に射出注入するようにしたピンポイ
ントゲート方式の射出成形によって得られる環状成形品
をもって構成されるとともに、前記環状成形品における
表裏の環状平坦面のうち、少なくともいずれか一方にゲ
ート跡が設けられてなるものを要旨としている。

【００１７】この発明の軸受用シールにおいては、ピン
ポイントゲート方式の射出成形によって形成し、表裏の
平坦面にゲート跡を形成するものであるため、従来のよ
うにトンネルゲート方式やサイドゲート方式の射出成形
によって得られる軸受用シールとは違って、シール片の
外周端面にゲート跡が形成されることはない。つまり、
本発明の軸受用シールにおいては、外周シール片の外周
端面にゲート跡がないので、軸受装着時にゲート跡が軸
受外輪の内周面に接触して、そのゲート跡が欠落してバ
リとなって軸受内に混入するのを防止することができ
る。更に、型開き時のゲート部の食い破り現象を防止で
き、外周シール片に凹部や孔が形成されるのを防止する
ことができる。

【００１８】また本発明の軸受用シールは、量産性に優
れた射出成形により得られるものであるため、効率良く
低コストで製造することができる。

【００１９】本発明においては、前記ゲート跡が、前記
環状成形品における表裏の環状平坦面のうち、軸受装着
状態において外面側に設けられてなる構成を採用するの
が好ましい。

【００２０】すなわちこの構成を採用する場合には、万
が一、ゲート跡が欠落しようとも、その欠落片が軸受内
に混入されるのを防止することができる。

【００２１】更に本発明においては、前記環状成形品の
ゲート跡周辺に、ゲート跡を収容するためのゲート収容
凹部が形成されてなる構成を採用するのが望ましい。

【００２２】すなわちこの構成を採用する場合には、ゲ
ート跡がシール外表面から外部に突出するのを防止でき
るため、ゲート跡が直接、手や治具等に触れるような不
具合を防止でき、軸受への組付作業や搬送作業等の取扱
作業を容易に行うことができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施形態である
軸受用シール（２０）が装着された軸受（１）の一側部
を拡大して示す断面図である。同図に示すように、この
軸受用シール（２０）は、ミニチュア軸受等の極小径軸
受（１）における内外両輪（２）（３）間の環状開放部
（４）に装着されるものであって、射出成形による環状
の樹脂成形品をもって構成されている。この軸受用シー
ル（２０）には、その外周部に断面Ｖ字状ないしはＵ字
状のシール片（２１）が形成される。更に図２に示すよ
うに、この軸受用シール（２０）の表裏の環状平坦面
（２０ａ）（２０ｂ）のうち、軸受装着状態において外
面側（図１の上面側）にゲート跡収容凹部（２６）が形
成されるとともに、その凹部（２６）の底面にゲート跡
（２５）が形成されている。

【００２４】以上の構成の軸受用シール（２０）は、ピ
ンポイントゲート方式の射出成形により製作されるもの
である。本実施形態においてピンポイントゲート方式
は、射出成形において成形品の型開き面に垂直な方向か
ら成形材料を注入するものであり、型開き面に沿って平
行に成形材料を注入するサイドゲート方式やトンネルゲ
ート方式と比較して、ゲート位置を成形品表裏の平坦面
における所望の位置に自在に設定することが可能であ
る。

【００２５】すなわち、図３に示すように、射出成形金
型（５０）の固定型（５１）と可動型（５２）との間に
は、キャビティー（５３）が設けられるとともに、固定
型（５１）には、キャビティー（５３）に通じるピンポ
イントゲート（６０）が形成されている。

【００２６】ピンポイントゲート（６０）のゲート出口
（６１）は、成形するシール（２０）の表裏平坦面（２
０ａ）（２０ｂ）のうち軸受（１）への装着状態におい
て外面側、換言すれば装着時の挿入嵌込み方向と反対側
の面に対応して形成されている。更にゲート（６０）
は、ランナー（５５）側からゲート出口（６１）にかけ
て漸次縮径するようにテーパが設けられている。

【００２７】また固定型（５１）におけるゲート出口
（６１）の周辺は、キャビティー（５３）側に突出する
突出部（６２）として形成され、この突出部（６２）に
より、既述したように、ゲート跡（２５）の周辺にゲー
ト収容凹部（２６）を形成するようにしている。

【００２８】そして本実施形態においては、射出成形用
金型（５０）のキャビティー（５３）内に、ピンポイン
トゲート（６０）を介して、熱可塑性樹脂からなる溶融
状態の成形材料（３０）を射出注入し、成形材料（３
０）を冷却固化した後、可動型（５１）を固定型（５
２）に対し離脱させて型開きを行う。この型開き時に
は、固化した成形樹脂が、ゲート出口（６１）において
自動的に切断され、その後、環状成形品（軸受用シール
２０）が、突き出し機構により突き出されて、所定の箇
所に集められる。

【００２９】こうして成形された軸受用シール（２０）
は、上記したように、外周に断面Ｖ字状のシール片（２
１）が形成され、外面側の環状平坦面（２０ｂ）に、ゲ
ート跡（２５）が収容配置されたゲート跡収容凹部（２
６）が形成される。

【００３０】この軸受用シール（２０）は、上記従来と
同様に、シール片（２１）を軸受外輪（３）の内周面端
部に押し当てながら内径方向に撓ませて、内外両輪
（２）（３）間の環状開放部（４）に嵌め込んで、シー
ル片（２１）の外周端部を、外輪（３）の内周面端部に
形成された内周溝（３ｂ）内に係合することにより、軸
受（１）に装着するものである。この装着時において、
本実施形態の軸受用シール（２０）は、ゲート跡（２
５）が、シール片（２１）の外周端面（２３）に形成さ
れることはなく、環状平坦面（２０ｂ）に形成されるも
のであるため、ゲート跡（２５）が軸受外輪（３）に接
触することがなく、その接触によりゲート跡（２５）が
バリ（異物）となって欠落することもない。このため、
軸受（１）内に、異物が混入することがなく、異物混入
による動作不良の発生を確実に防止することができる。

【００３１】更に本実施形態の軸受用シール（２０）に
おいては、ゲート跡（２５）の周辺にゲート跡収容凹部
（２６）を形成して、その凹部（２６）内にゲート跡
（２５）を収容配置するようにしているため、ゲート跡
（２５）が軸受用シール（２０）の外表面から外部に突
出するこがない。このため、シール（２０）の取扱時
に、ゲート跡（２５）が直接、手や治具等に触れたりす
ることがなく、軸受組立や搬送等を効率良くスムーズに
行うことができる。

【００３２】また本実施形態の軸受用シール（２０）の
外面側（２０ｂ）にゲート跡（２５）を形成しているた
め、何らかの作用により、万が一、ゲート跡（２５）が
軸受用シール（２０）から欠落したとしても、その欠落
片（異物）が軸受内に混入されることがなく、この点に
おいても、より一層確実に、動作不良の発生を防止する
ことができる。

【００３３】ここで、本実施形態において、例えば外径
が１１．５ｍｍ程度のミニチュア軸受用の軸受用シール
（２０）を製造する場合、図３に示すように射出成形金
型（１０）のピンポイントゲート（６０）におけるゲー
ト出口（６１）の直径（Ｇｄ）を、０．１〜０．２ｍｍ
に設定するのが良く、更にゲート（６０）のテーパ角度
（θ）を、１５〜３５°に設定するのが良い。すなわ
ち、ゲート出口直径（Ｇｄ）が大き過ぎたり、あるいは
テーパ角度（θ）が小さ過ぎる場合には、型開き時の固
化樹脂の切断を切れ味良くシャープに行えず、切れ残り
（ゲート跡）が過度に大きくなる恐れがある。逆に、ゲ
ート出口直径（Ｇｄ）が小さい過ぎたり、あるいはテー
パ角度（θ）が大き過ぎる場合には、射出注入時におけ
る溶融樹脂の流動抵抗が大きくなり、注入を効率良く行
えない恐れがある。

【００３４】また図２に示すように、ゲート跡収容凹部
（２６）の底部直径（Ｄｄ）は、０．２〜０．４ｍｍに
設定するのが良く、更にゲート跡収容凹部（２６）の深
さ（Ｄｈ）は、０．１〜０．１５ｍｍに設定するのが良
い。すなわち、凹部直径（Ｄｄ）が大き過ぎたり、凹部
深さ（Ｄｈ）が深過ぎたりする場合には、シール片（２
１）に対し凹部（２６）のサイズが大きくなり過ぎて、
軸受用シールとしての形状を精度良く確保することが困
難になる恐れがあり、逆に凹部直径（Ｄｄ）が小さ過ぎ
たり、凹部深さ（Ｄｈ）が浅過ぎたりする場合には、凹
部（２６）内にゲート跡（２５）を十分に収容すること
ができなくなる場合があり、上記の凹部形成による効果
を十分に得ることが困難になる恐れがある。

【００３５】更に本実施形態においては、ゲート跡収容
凹部（２６）の深さ（Ｄｈ）は、ゲート出口（６１）の
直径（Ｇｄ）、つまりゲート跡（２５）の直径と同程度
に形成しておくのが好ましい。すなわちこの場合、ゲー
ト切断時に伴ってバリが残存していたとしても、そのバ
リをゲート収容凹部（２６）内に十分に収容でき、その
バリが軸受組立時の障害になるのを防止することができ
る。

【００３６】また、本実施形態において、射出成形用の
成形材料（３０）としては、適度な弾性、耐油性、耐熱
性及び剛性を有するものであれば、どのようなものでも
使用することができ、例えば、ポリアミド、ポリプロピ
レン、ポリエチレン、ポリアリレート等の熱可塑性樹脂
の単独材料や、ポリアミドとポリアリレートのアロイの
他に、ポリエステル系、ポリアミド系等の熱可塑性エラ
ストマー等を好適に使用することができる。

【００３７】なお、上記実施形態においては、ゲート
（６０）の設置数が１本の場合について説明している
が、それだけに限られず、本発明においては、ゲート数
を２本以上形成するようにしても良い。ゲート数を２本
以上設ける場合には、ゲートを周方向に均等な間隔おき
に形成するのが好ましく、例えば２点ゲートの場合に
は、互いのゲートを円周上に１８０°の位置（点対称位
置）に形成するのが好ましい。更にこのようにゲートを
複数形成する場合には、成形材料の流動性や、成形品の
外径真円度を向上させることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明の軸受用シールに
よれば、ピンポイントゲート方式の射出成形によって形
成し、表裏の平坦面にゲート跡を形成するものであるた
め、トンネルゲート方式やサイドゲート方式の射出成形
によって得られるものと違って、シール片の外周端面に
ゲート跡が形成されることはない。このため、軸受に装
着する際にゲート跡が、軸受外輪の内周面に接触して欠
落するのを防止できて、その欠落片等のバリの混入によ
る動作不良の発生を確実に防止することができる。更
に、型開き時のゲート部における食い破り現象に伴う凹
部や孔の形成を防止できて、シール片の形状や寸法を精
度良く確保できて、良好なシール性を得ることができ
る。また、本発明の軸受用シールは、射出成形によっ
て、効率良く低コストで製造することができるという効
果がある。

【００３９】本発明において、ゲート跡を、表裏の平坦
面のうち、軸受装着状態において外面側に形成する場合
には、万が一、ゲート跡が欠落しようとも、その欠落片
が軸受内に混入されるのを確実に防止でき、より一層確
実に動作不良の発生を防止することができるという利点
がある。

【００４０】本発明において、ゲート跡周辺にゲート跡
収容凹部を形成する場合には、ゲート跡がシール外表面
から外部に突出するのを防止できるため、ゲート跡が直
接、手や治具等に触れるようなことを防止でき、軸受へ
の組付作業や、搬送作業等の取扱作業を容易に行うこと
ができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態である軸受用シールが装着
された軸受の一側部を拡大して示す断面図である。

【図２】図１の一点鎖線で囲まれる部分を拡大して示す
断面図である。

【図３】実施形態の軸受用シールを製造するための射出
成形用金型のキャビティー周辺を示す断面図である。

【図４】従来のゴム被覆タイプの軸受用シールが装着さ
れたミニチュア軸受を示す断面図である。

【図５】従来の樹脂製軸受用シールを示す断面図であ
る。

【図６】同図（ａ）は従来の樹脂製軸受用シールを軸受
外輪に嵌込む直前の状態で示すシール外周部の断面図、
同図（ｂ）は嵌込み完了状態で示すシール外周部の断面
図である。

【図７】従来の樹脂製軸受用シールを製造するための射
出成形用金型のキャビティー周辺を示す断面図である。

【符号の説明】

１…軸受 ２…内輪 ３…外輪 ４…環状開放部 ２０…軸受用シール ２１…シール片 ２０ａ、２０ｂ…環状平坦面 ２５…ゲート跡 ２６…ゲート跡収容凹部 ３０…成形材料 ５０…金型 ５３…キャビティー ６０…ピンポイントゲート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周に設けられたシール片を軸受外輪の
   内周面に係合させて、軸受の内輪及び外輪間における環
   状開放部に装着するようにした軸受用シールであって、 合成樹脂成形材料をピンポイントゲートを介して金型の
   キャビティー内に射出注入するようにしたピンポイント
   ゲート方式の射出成形によって得られる環状成形品をも
   って構成されるとともに、 前記環状成形品における表裏の環状平坦面のうち、少な
   くともいずれか一方にゲート跡が設けられてなることを
   特徴とする軸受用シール。
2. 【請求項２】 前記ゲート跡が、前記環状成形品におけ
   る表裏の環状平坦面のうち、軸受装着状態において外面
   側に設けられてなる請求項１記載の軸受用シール。
3. 【請求項３】 前記環状成形品のゲート跡周辺に、前記
   ゲート跡を収容するためのゲート跡収容凹部が形成され
   てなる請求項１又は２記載の軸受用シール。