JP2002181201A - シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴムに対して悪影響を及ぼす添加剤を含有す
る切削油等の薬品と接触するような環境で使用しても、
変質が生じることがなく長寿命なシール装置を提供す
る。 【解決手段】 ゴム材料組成物からなるリップ部を備え
るシール装置において、前記ゴム材料組成物を、テトラ
フルオロエチレン−プロピレン共重合体１００重量部
と、エチレン−プロピレン系共重合体０．０２〜１０重
量部と、を含有する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シール装置に係
り、特に、転がり軸受，リニアガイド装置，ボールねじ
等の転動装置の密封に使用されるシールやオイルシール
等のようなシール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のような用途に使用されるシ
ール装置のリップ部は、耐油性を考慮して、ＮＢＲ（ア
クリロニトリルブタジエンゴム）を主成分とするゴム材
料組成物で構成される場合が最も一般的であった。さら
に、耐熱性, 耐薬品性が必要とされる場合は、アクリル
ゴム, シリコンゴム, フッ素ゴム（ＦＫＭ）を主成分と
するゴム材料組成物が使用されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のゴム材料組成物を使用したシール装置に
は、以下のような問題点があった。近年、工作機械にお
いては主軸回転数が高速化し、工具においては耐熱性の
高い素材やコーティング技術の開発が飛躍的に進んだた
め、切削加工はますます高速化・ 高能率化が進んでい
る。

【０００４】そのため、切削加工の際に使用する切削油
には、切削箇所近傍にて多量に発生する熱を吸収する冷
却性、切削箇所に瞬時に到達するための浸透性、高温・
高圧の切削箇所における潤滑性等の各性能が最高レベル
のものが求められており、このことから、従来のエマル
ジョンタイプの水溶性切削油に代わって、最近はソリュ
ブル型シンセティック切削クーラントが使用されるよう
になってきている。

【０００５】このソリュブル型シンセティック切削クー
ラントは、前記水溶性切削油とは異なり完全に水に溶解
するため廃水処理が可能であるが、その最大の改良点
は、アミン等の各種添加剤を多数含有することにより高
い浸透性を有することである。したがって、このソリュ
ブル型シンセティック切削クーラントは、ゴムに対して
も高い浸透性を有している。

【０００６】工作機械には、転がり軸受, リニアガイド
装置等の転動装置のシール装置やオイルシールが多数使
用されていて、切削加工の際にはこれらは切削油と接触
することとなる。よって、ゴム材料組成物からなるシー
ル装置のリップ部が前記切削クーラントと接触すると、
前記切削クーラントの高い浸透性によって膨張，軟化等
の変質が生じて、強度が弱くなるおそれがある。また、
接触タイプのシール装置の場合は、シールの締め代が大
きくなって摩耗が促進され、その結果シール性が低下す
るため、工作機械自体の寿命低下につながるおそれがあ
った。

【０００７】また、ゴムがＦＫＭ（フッ化ビニリデン−
ヘキサフルオロプロピレン系フッ素ゴムあるいはフッ化
ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオ
ロエチレン系フッ素ゴム）の場合は、構造中に多く存在
するフッ化ビニリデンの部分において、アミン系添加剤
により脱ＨＦ反応が生じて、ゴムが劣化して強度が低下
することも考えられる。

【０００８】さらに、シール装置は、ゴム材料組成物か
らなるゴム部材と、該ゴム部材を補強する補強部材とが
一体に接合されて形成されているものが一般的である
が、前述のアミン系添加剤などの各種添加剤の作用によ
って、ゴム部材と芯金等の補強部材とを接着する接着剤
が変質して接着性が低下し、ゴム部材と補強部材とが剥
離してしまうおそれがある。

【０００９】例えば、前記ゴム部分がニトリルゴム製の
シール装置（ゴム部分と芯金とは加硫接着で、接着剤は
フェノール系接着剤）を、前述のソリュブル型シンセテ
ィック切削クーラントの水希釈液に長時間浸漬しておく
と、ゴム自体が膨潤，軟化することに加えて接着剤が変
質するため、ゴム部分と芯金が完全に剥離する現象が生
じる場合があった。

【００１０】さらにまた、自動車の不凍液やエンジンオ
イル等にも、アミン系添加剤などのようなゴムを劣化さ
せる添加剤が多量に混入されているので、このような液
体と接触する可能性のある機器に使用されるシール装置
にも、上記と同様の不都合が生じることが予想される。
そこで本発明は、上記のような従来のシール装置の有す
る問題点を解決し、ゴムに対して悪影響を及ぼす添加剤
を含有する切削油等の薬品と接触するような環境で使用
しても、変質が生じることがなく長寿命なシール装置を
提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発
明のシール装置は、ゴム材料組成物からなるリップ部を
備えるシール装置において、前記ゴム材料組成物は、テ
トラフルオロエチレン−プロピレン共重合体１００重量
部と、エチレン−プロピレン系共重合体０．０２〜１０
重量部と、を含有することを特徴とする。

【００１２】このような構成であれば、テトラフルオロ
エチレン−プロピレン共重合体を含有することにより、
前記ゴム材料組成物がアミン系添加剤等の各種添加剤に
対して優れた耐薬品性を有していて変質しにくいので、
前記各種添加剤を含有する切削油等の薬品と接触するよ
うな環境において使用しても長寿命である。よって、該
シール装置が備えられている機器の寿命も、長寿命とす
ることができる。

【００１３】なお、本発明のシール装置は、前記ゴム材
料組成物で構成されるゴム部材（リップ部を含む部材）
に、該ゴム部分を補強する補強部材を一体に接合するこ
とにより構成したものでもよい。前記補強部材は金属，
プラスチック等から構成され、前記シール装置に強度を
付与できるならば、その形状等は特に限定されるもので
はない。

【００１４】次に、本発明のシール装置に用いられるゴ
ム材料組成物について、詳細に説明する。本発明のゴム
材料組成物は、原料ゴムであるテトラフルオロエチレン
−プロピレン共重合体と、離型剤として作用するエチレ
ン−プロピレン系共重合体と、を含有している。そし
て、必要に応じて、各種充填材，加硫系添加剤，及び加
工助剤等の各種添加剤がさらに添加されて、前記シール
装置の材料として好適に使用される。

【００１５】テトラフルオロエチレン−プロピレン共重
合体に対するエチレン−プロピレン系共重合体の配合比
は、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体１０
０重量部に対して０．０２〜１０重量部とする必要があ
る。０．０２重量部未満であると、金型からの離型性の
改善効果が不十分となり、１０重量部超過であると、ゴ
ム材料組成物全体としての耐熱性や耐薬品性が低下して
好ましくない。このような性質をより良好なものとする
ためには、エチレン−プロピレン系共重合体の配合比
は、０．３〜３重量部とすることがより好ましい。

【００１６】テトラフルオロエチレン−プロピレン共重
合体は、基本的には２元共重合体とし、その共重合比
は、テトラフルオロエチレン成分を４０〜７０モル％、
プロピレン成分を６０〜３０モル％とすることが好まし
い。テトラフルオロエチレン成分は耐薬品性及び耐熱性
を向上させ、プロピレン成分は弾性を向上させる性質が
ある。したがって、テトラフルオロエチレン成分を７０
モル％超過とすると（すなわち、プロピレン成分は３０
モル％未満となる）、テトラフルオロエチレン−プロピ
レン共重合体の弾性が不十分となる。一方、４０モル％
未満とすると（すなわち、プロピレン成分は６０モル％
超過となる）、テトラフルオロエチレン−プロピレン共
重合体の耐薬品性及び耐熱性が不十分となる。

【００１７】ただし、所望により、後述のように若干量
の第３共重合成分を含有させてもよい。テトラフルオロ
エチレン−プロピレン共重合体はフッ素系のゴムである
ので、耐薬品性に優れていて、浸透性の高い薬品と接触
しても膨張，軟化等の変質が生じにくい。

【００１８】また、その構造中にフッ化ビニリデンの部
分が存在しないことから、アミン系添加剤を含有する薬
品と接触しても、脱ＨＦ反応が生じることがなく、劣化
や強度の低下が生じにくい。したがって、該ゴム材料組
成物からなるリップ部を備える本発明のシール装置は、
高いシール性を長期間にわたって維持することができる
ので、本発明のシール装置及び該シール装置を取り付け
た機器は、大変長寿命である。

【００１９】なお、フッ化ビニリデンの部分が存在しな
いことから加硫特性は劣るが、ヨウ素又は臭素を含有す
るモノマー（第３共重合成分）を共重合して有機過酸化
物による加硫が行えるようにしたり、熱処理することに
よって、加硫特性を高めることができる。また、テトラ
フルオロエチレン−プロピレン共重合体の製法として
は、塊状重合, 懸濁重合, 乳化重合, 溶液重合などの慣
用の重合方法が採用可能である。また、開始剤の種類で
言えば、フリーラジカル開始剤を使用する触媒重合法,
電離性放射重合法, レドックス重合法などが採用可能で
ある。

【００２０】次に、エチレン−プロピレン系共重合体と
しては、エチレンとプロピレンとの２元共重合体に加え
て、エチレン, プロピレンと第３成分とを共重合した３
元共重合体も使用することができる。第３成分として
は、１，４−ヘキサジエン, ジシクロペンタジエン，５
−エチリデン−２−ノルボルネンなどの二重結合を有す
る非共役ジエンモノマーがあげられる。

【００２１】エチレン成分とプロピレン成分との比率
は、重合単位でエチレン成分：プロピレン成分＝５０：
５０〜９０：１０（モル％）が好ましい。プロピレン成
分の割合が多いと、有機過酸化物による加硫が困難にな
り好ましくない。この傾向は、特に２元共重合体の場合
に顕著である。エチレン−プロピレン系共重合体が３元
共重合体の場合は、その第３成分の比率は全体の１０モ
ル％以下とすることが好ましい。

【００２２】エチレン−プロピレン系共重合体は、フッ
素原子が分子中に多量に存在するテトラフルオロエチレ
ン−プロピレン共重合体との相溶性が低いので、テトラ
フルオロエチレン−プロピレン共重合体に対して少量添
加すると、その混合物であるゴム材料組成物の表面に主
に存在する傾向がある。そのため、少量の添加により内
部離型剤として有効に作用し、加硫成形時の金型離型性
が大幅に向上するので、複雑な形状のシール装置であっ
ても精度よく成形することができる。

【００２３】また、表面にエチレン−プロピレン系共重
合体が豊富に存在することで、テトラフルオロエチレン
−プロピレン共重合体単独の場合には困難であった芯金
等の補強部材への加硫接着が可能となる（つまり、接着
性が向上する）。この効果は、構造中に二重結合が残存
するＥＰＤＭタイプのエチレン−プロピレン系共重合体
を用いた場合に顕著である。

【００２４】すなわち、ビニル基, アミノ基を有するシ
ランカップリング剤を含有するシラン系接着剤を用い、
表面に豊富に存在するエチレン−プロピレン系共重合体
を生かして、ゴム材料組成物と金属等からなる補強部材
との接着を行うと、十分な接着強度を確保することがで
きるので好適である。ビニル基を有するシランカップリ
ング剤としては、具体的には、ビニルトリエトキシシラ
ン, γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランな
どが例示できる。また、アミノ基を有するシランカップ
リング剤としては、具体的には、γ−アミノプロピルト
リエトキシシランなどが例示できる。

【００２５】ここで、エチレン−プロピレン系共重合体
と金属とが、シランカップリング剤を含有するシラン系
接着剤によって接着されるメカニズムを説明する。シラ
ンカップリング剤が有するアルコキシ基は加水分解され
てシラノール基となり、そのシラノール基が金属表面の
ＯＨ基とカップリング反応（脱水縮合反応）を起こして
化学的に結合する。それとともに、シランカップリング
剤が有するビニル基やアミノ基が、エチレン−プロピレ
ン系共重合体が有する二重結合あるいは過酸化物ととも
に架橋反応を起こし、エチレン−プロピレン系共重合体
の構造中に取り込まれる。これらのことにより、ゴム材
料組成物と金属とがシランカップリング剤を介して化学
的に結合されて、接着するのである。

【００２６】次に、ゴム材料組成物に添加される各種充
填材，加硫系添加剤，及び加工助剤等の各種添加剤につ
いて、詳細に説明する。充填材はゴム材料組成物の機械
的強度を向上させる効果があり、例としては、カーボン
ブラック, タルク, ウォラストナイト, ミストロンペー
パー等があげられる。その添加量は、原料ゴム１００重
量部に対して２０〜７０重量部が好ましい。なお、シリ
カ, クレー等の酸性を示す添加剤は加硫を遅延させるの
で、添加することは好ましくない。

【００２７】加硫系添加剤としては、加硫剤（架橋
剤），加硫促進助剤があげられる。加硫剤としては、原
料ゴムとエチレン−プロピレン系共重合体の両方を加硫
（架橋）するために、有機過酸化物が好ましい。具体的
には、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−
２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）へキサン、ベンゾ
イルパーオキサイド、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオ
キシ）−ジイソプロピルベンゼン等があげられ、その添
加量は、原料ゴム１００重量部に対して０．５〜１０重
量部が好ましい。

【００２８】また、加硫促進助剤としては、不飽和炭化
水素基等の不飽和基を多数有する化合物が好ましい。具
体的には、トリアリルイソシアヌレート，トリアリルシ
アヌレート等の多アリル化合物、トリメチロールプロパ
ントリメタクリレート等のメタクリレート化合物があげ
られ、その添加量は、原料ゴム１００重量部に対して
０．５〜１０重量部が好ましい。

【００２９】このような本発明のゴム材料組成物の硬度
は、接触形式のシール装置に適用した際の密封性や変形
の追従性から、デュロメータＡスケールで測定したスプ
リング硬度が、６０〜９０の範囲であることが好まし
い。スプリング硬度が６０未満の場合は、シール装置の
種類によっても多少異なるが、シール装置が使用されて
いる機器（転動装置など）において、シール装置が取り
付けられている側の部材と被シール側の部材との相対的
な運動によって、シール装置のリップ部が必要以上に変
形するので、結果として摩擦抵抗が大きくなる。そし
て、それによって前記運動時の摩擦力が大きくなり、ス
ムーズな運動ができなくなる。

【００３０】また、スプリング硬度が９０を越えると、
上記のようにゴム弾性が低下し、前記運動に対するリッ
プ部の追従性、つまり密封性が悪くなり、異物が多い環
境下で使用すると、寿命に差が生じてくる。なお、上記
のリップ部の変形度合やゴム弾性のような性能を特に好
ましくするには、ゴム材料組成物のスプリング硬度は７
０〜８０の範囲とすることが、さらに好ましい。

【００３１】また、リップ部の変形が前記運動に速やか
に追従し、リップ部が損傷を引き起こしにくくするため
には、ゴム材料組成物は上記の硬度を有するとともに、
引張破断伸びが２００％以上、且つ引張破断強さが１３
ＭＰａ以上の機械的性質を有している必要がある。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明に係るシール装置の実施の
形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。 〔第一実施形態〕図１は、本発明に係るシール装置を備
えたリニアガイド装置の構造を示す斜視図である。

【００３３】横断面形状が略コ字状のスライダ２が角形
の案内レール１上に、軸方向に相対移動可能に跨架され
ている。スライダ２は、スライダ本体２Ａと、その軸方
向両端部に着脱可能に取り付けられたエンドキャップ２
Ｂと、から構成されている。案内レール１の上面１ａと
両側面１ｂが交叉する稜線部には、断面ほぼ１／４円弧
形状の凹溝からなる一方の転動体転動溝３Ａが軸方向に
形成され、案内レール１の両側面１ｂの中間位置には、
断面ほぼ半円形の他方の転動体転動溝３Ｂが軸方向に形
成されている。

【００３４】一方、スライダ本体２Ａの両袖部４の内側
のコーナ部には、案内レール１の一方の転動体転動溝３
Ａに対向する断面ほぼ半円形の転動体転動溝（図示され
ない）が形成され、両袖部４の内側面の中央部には案内
レール１の他方の転動体転動溝３Ｂに対向する断面ほぼ
半円形の転動体転動溝（図示されない）が形成されてい
る。

【００３５】そして、上記の案内レール１の転動体転動
溝３Ａ，３Ｂと両袖部４の２つの転動体転動溝とで、図
示されない転動体転動路が構成されている。これら２つ
の転動体転動路は、断面ほぼ円形の直線状をなしてい
る。さらに、スライダ２は、スライダ本体２Ａの袖部４
の肉厚部分の上部及び下部に、軸方向に貫通する断面円
形の貫通孔からなる転動体戻し路（図示されない）を２
本備えている。

【００３６】また、エンドキャップ２Ｂは、前記転動体
転動路とこれに平行な前記転動体戻し路とを連通させる
図示されない湾曲路を有しており、これら前記転動体転
動路と前記転動体戻し路と両端の前記湾曲路とで、転動
体の循環路が形成されている。この転動体の循環路内に
は、例えば鋼球からなる多数の転動体（図示されない）
が転動自在に装填されている。

【００３７】案内レール１に組み付けたスライダ２は、
転動体転動路内の転動体の転動を介して案内レール１に
沿って滑らかに移動し、その移動中、転動体はスライダ
２内の前記循環路を転動しつつ無限循環する。スライダ
２には、案内レール１との間に形成される隙間の開口を
シールする防塵用のシール装置１２（接触形式）が、軸
方向両端部（エンドキャップ２Ｂのさらに外側）に取り
付けられている。このシール装置１２は、テトラフルオ
ロエチレン−プロピレン共重合体及びエチレン−プロピ
レン系共重合体を含有するゴム材料組成物（詳細な構成
は後述する）と、エンドキャップ２Ｂの外形に合わせた
略コ字状のＳＥＣＣ材（亜鉛めっき鋼板）からなる芯金
（補強部材）と、が加硫接着により一体化されて形成さ
れている。

【００３８】シール装置１２のうち少なくとも案内レー
ル１と摺接する部分は、前記ゴム材料組成物で構成され
ていて、スライダ２と案内レール１との間の隙間をシー
ルできるように、案内レール１の断面形状に合わせて案
内レール１の上面１ａ及び両側面１ｂに摺接可能な形状
に成形されている。ただし、その内面寸法は、案内レー
ル１との間の隙間を確実にシールするために、案内レー
ル１の表面に接する寸法よりも若干（０．３〜０．４ｍ
ｍ程度）小さくしてある。ただし、前記芯金は案内レー
ル１とは非接触である。

【００３９】なお、シール装置１２の内側のゴム面の案
内レール１と摺接する部分（リップ部）には、図２に示
すように、３個の凸状部分２０が形成されていて、この
凸状部分２０によって優れたシール性が発現される。た
だし、この凸状部分２０は３個に限らず、１個又は２個
であってもよいし、４個以上であってもよい。次に、シ
ール装置１２を構成するゴム材料組成物について説明す
る。ゴム材料組成物は、原料ゴム（テトラフルオロエチ
レン−プロピレン共重合体），内部離型剤であるエチレ
ン−プロピレン系共重合体，及び各種添加剤を表１に示
すような比率で配合し、以下に示すような各工程により
製造した。

【００４０】

【表１】

【００４１】まず、使用した各種材料（表１中に記載の
もの）について説明する。 ・原料ゴムＡ：テトラフルオロエチレン−プロピレン２
元共重合体、旭硝子株式会社製 ＡＦＬＡＳ １５０Ｐ ・原料ゴムＢ：フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチ
レン−プロピレン３元共重合体（フッ化ビニリデン量＝
２〜５モル％、加硫促進剤内添）、旭硝子株式会社製、
ＡＦＬＡＳ ＳＰ ・原料ゴムＣ：フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチ
レン−プロピレン３元共重合体（フッ化ビニリデン量＝
３０モル％、加硫促進剤内添）、旭硝子株式会社製、Ａ
ＦＬＡＳ ＭＺ２０１ ・原料ゴムＤ：フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロ
ピレン２元共重合体（フッ化ビニリデン量＝６５〜７５
モル％）、ダイキン工業株式会社製、ダイエルＧ−８０
１ ・原料ゴムＥ：中高ニトリルゴム、ＪＳＲ株式会社製
ＪＳＲ ＮＢＲ Ｎ２３０Ｓ ・内部離型剤：エチレン−プロピレン−非共役ジエン共
重合体（非共役ジエンモノマー：５−エチリデン−２−
ノルボルネン）、ＪＳＲ株式会社製 ＪＳＲ ＥＰ２１ ・補強材：ＭＴカーボンブラック、Ｒ．Ｔ．Ｖａｎｄｅ
ｒｂｉｌｔ Ｃｏ．Ｉｎｃ．製 Ｔｈｅｒｍａｘ Ｎ−
９９０ ・架橋剤：１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイ
ソプロピルベンゼン、日本油脂株式会社製 パーブチル
Ｐ ・加硫促進助剤Ａ：ＭｇＯ、協和化学工業株式会社製
キョーワマグ３０ ・加硫促進助剤Ｂ：Ｃａ（ＯＨ）₂ 、Ｒｈｅｉｎ Ｃｈ
ｅｍｉｅ製 Ｒｈｅｎｏｆｉｔ ＣＦ ・加硫促進助剤Ｃ：トリアリルイソシアヌレート、日本
化成株式会社 ＴＡＩＣ ・加硫促進助剤Ｄ：ステアリン酸ナトリウム、和光純薬
工業株式会社製 ステアリン酸ナトリウム ・加硫促進助剤Ｅ：酸化亜鉛、堺化学株式会社製 フラ
ンス１号 ・加硫促進助剤Ｆ：ステアリン酸、花王株式会社製 Ｌ
ｕｎａｃ Ｓ−３５ ・加硫促進助剤Ｇ：有機アミン、吉富製薬株式会社製
アクチングＳＬ ・可塑剤：ジオクチルフタレート、大八化学工業株式会
社製 ＤＯＰ ・老化防止剤Ａ：４，４’−ビス−（α, α−ジメチル
ベンジル）ジフェニルアミン、大内新興化学工業株式会
社製 ノクラックＣＤ ・老化防止剤Ｂ：２−メルカプトベンズイミダゾール、
大内新興化学工業株式会社製 ノクラックＭＢ 次に、シール装置１２を製造する各工程を説明する。 （１）素練り工程 表１の架橋剤以外の材料をバンバリーミキサーに投入
し、ミキサー温度８０℃で素練りを行った。 （２）混練り工程 素練りした材料をバンバリーミキサーから取り出し、ゴ
ム混練用の２本ロールに投入した。ロール温度を５０℃
に制御しながら表１の架橋剤を投入し、均一になるまで
切り替えし操作を行った後、シート状にした。 （３）加硫工程及び加硫接着工程 １７０℃に加熱したホットプレスに厚さ２ｍｍ用のシー
ト加硫金型を装着し、そこに混練り工程で得られた前記
シートを載置した。そして、２０分間加熱して、縦１５
０ｍｍ，横１５０ｍｍ，厚さ２ｍｍの加硫されたゴムシ
ートを得た。

【００４２】目的の形状となるような金型中で、あらか
じめ接着剤を焼き付けたＳＥＣＣ製芯金（略コ字状で、
取付けねじ穴を３箇所あけたもの）に前記ゴムシートを
加硫接着して一体化することにより、シール装置１２を
製造した。使用した接着剤は、実施例１及び比較例１〜
４は、ロード・ファー・イースト・インコーポレイテッ
ド製 Ｃｈｅｍｌｏｋ Ｙ４３１０（ビニル基を有する
シランカップリング剤を含有するシラン系接着剤）で、
比較例５は、東洋化学研究所株式会社製 メタロック
Ｎ−１５（フェノール樹脂系接着剤）である。

【００４３】なお、これらのシール装置１２には、下記
の条件（温度及び時間）で加熱することにより２次加硫
を施した。 実施例１：２００℃／４時間 比較例１：２００℃／４時間 比較例２：２００℃／２４時間 比較例３：２３０℃／２４時間 比較例４：１８０℃／４時間 比較例５：１５０℃／２時間 ただし、比較例５は２次加硫とはなっておらず、単なる
加熱処理である。

【００４４】このようにして製造したゴム材料組成物
（実施例１及び比較例１〜５）について、各種物性を測
定した結果を表２に示す。

【００４５】

【表２】

【００４６】なお、各種物性の測定方法は以下の通りで
ある。 （ａ）硬さ試験 加硫工程で得られたシートをＪＩＳ３号試験片の形状に
打ち抜き、それを３枚重ねて、ＪＩＳ Ｋ６３０１に基
づいて硬さを測定した。 （ｂ）引張試験 ＪＩＳ３号試験片について万能型試験機により引張試験
を行い、破断する引張強さ及び引張り伸びを測定した。 （ｃ）体積変化率 ソリュブル型シンセティック切削クーラント（ユシロ化
学工業製、ユシローケン シンセティック＃６６０）を
水により希釈した液体中に、ＪＩＳ３号試験片を７０℃
で１週間浸漬した後、体積変化率を測定した。なお、前
記液体の濃度は、ソリュブル型シンセティック切削クー
ラントの実際の使用濃度であり、約２０倍希釈である。
また、表２中の体積変化率の数値は全て正の値であり、
すなわち、試験片はすべて膨張している。 （ｄ）接着性試験 実施例１及び比較例１〜５のゴム材料組成物を用いて製
造したシール装置１２を、体積変化率の試験に用いた液
体に同条件で浸漬した。そして、浸漬前後において９０
°剥離試験（ＪＩＳ Ｋ６３１０）を行い、浸漬による
接着性の変化を評価した。

【００４７】剥離試験を行うと、ゴム材料組成物と芯金
とが強く接着されている場合は、その接着面が剥離する
ことなくゴム材料組成物が破壊し、接着面にゴム材料組
成物が接着されたまま残存する。しかし、ゴム材料組成
物と芯金との接着が弱い場合は、接着面が剥離して、接
着面にゴム材料組成物が残存することはない。剥離試験
の評価は、ゴム材料組成物が残存している接着面の面積
の大きさにより行った。すなわち、表２の残存面積が０
％とは、接着面全面においてゴム材料組成物の剥離が生
じ、ゴム材料組成物がまったく付着していないことを意
味し、また、残存面積が１００％とは、接着面全面にゴ
ム材料組成物が付着していることを意味する。

【００４８】まず、体積変化率の結果について考察す
る。表２の実施例１及び比較例１〜４の結果から分かる
ように、原料ゴムにおけるフッ化ビニリデンの含有比率
が低くなるにしたがって、体積変化率の値が小さくなっ
ている。特に、フッ化ビニリデンを含まない実施例１及
び比較例１については、アミン系添加剤を含むソリュブ
ル型シンセティック切削クーラント中に浸漬しても、ほ
とんど膨張していない。なお、原料ゴムがニトリルゴム
系である比較例５は、膨張が特に大きかった。

【００４９】次に、接着性試験の結果について考察す
る。比較例２〜４はフッ化ビニリデンを含む原料ゴムを
使用しているので、初期の接着性に優れており且つ浸漬
後も接着性の低下が見られなかった。また、比較例１は
フッ化ビニリデンを含まない原料ゴムを使用しているの
で、初期の時点で接着性を有していなかった。それに対
して、実施例１は、フッ化ビニリデンを含まない原料ゴ
ムを使用しているものの、エチレン−プロピレン−非共
役ジエン共重合体（エチレン−プロピレン系共重合体）
を添加しているので、初期の接着性に優れており且つ浸
漬後も接着性の低下が見られなかった。なお、フェノー
ル樹脂系の接着剤を用いている比較例５は、初期の接着
性は優れていたが、浸漬により接着剤が変質したため接
着性が失われた。

【００５０】以上説明したように、実施例１のゴム材料
組成物を使用したシール装置１２は、原料ゴムにテトラ
フルオロエチレン−プロピレン共重合体を使用したの
で、アミン系添加剤を含有する薬品と接触する環境にお
いて使用しても、ゴム材料組成物の劣化や強度低下が生
じることがなく長寿命である。よって、シール装置１２
が備えられているリニアガイド装置の寿命も、長寿命と
することができる。

【００５１】また、ゴム材料組成物にエチレン−プロピ
レン系共重合体を添加したので、金属等からなる補強部
材への加硫接着が可能となり、さらに、アミン系添加剤
を含有する薬品と接触しても、接着性が低下しない。 〔第二実施形態〕図３は、本発明に係るシール装置を備
えたリニアガイド装置の端部の各部材の取り付け状態を
示す斜視図である。なお、第二実施形態のリニアガイド
装置の構造は、第一実施形態のリニアガイド装置とほぼ
同様であるので、異なる点のみ説明し、同様の部分の説
明は省略する。また、図３においては、図１と同一又は
相当する部分には図１と同一の符号を付してある。

【００５２】スライダ２のスライダ本体２Ａの軸方向の
両端部に固着されているエンドキャップ２Ｂのさらに外
側には、エンドキャップ２Ｂに近い側から、補強板１
０，潤滑剤含有ポリマからなる潤滑剤供給部材１１，及
びシール装置１２が、重ね合わされた状態で固定されて
いる。これらのうちシール装置１２は、第一実施形態に
おけるシール装置１２と全く同様の構成である。

【００５３】また、補強板１０は、エンドキャップ２Ｂ
の外形に合わせた略コ字状の鋼板である。ただし、この
補強板１０は、案内レール１とは非接触である。そし
て、これらシール装置１２及び補強板１０間に挟まれて
いる潤滑剤供給部材１１も、図３にその斜視図を示すよ
うに、エンドキャップ２Ｂの外形に合わせた略コ字状の
部材であり、そのコ字状の内側の面は、シール装置１２
の内面と同様に、案内レール１の断面形状に合わせて案
内レール１の上面１ａ及び両側面１ｂに非接触又は少な
くとも一部分が摺接可能な形状となっている（潤滑剤供
給部材１１と案内レール１との隙間は、０〜０．２ｍ
ｍ）。

【００５４】なお、潤滑剤含有ポリマの組成は、超高分
子量ポリエチレン（超高分子量のもの）１０ｗｔ％、高
密度ポリエチレン（比較的低分子量のもの）２０ｗｔ
％、パラフィン系鉱油７０ｗｔ％である。そして、潤滑
剤供給部材１１は、このような潤滑剤含有ポリマを射出
成形することにより作製した。なお、潤滑剤含有ポリマ
の構成や成形方法は特に限定されるものではなく、所望
により適宜変更可能である。

【００５５】また、潤滑剤供給部材１１には、スライダ
本体２Ａに固定する際に取付用ねじが貫通する貫通孔１
１ａ，１１ｂと、グリースニップル７取付用の貫通孔１
１ｃとが形成されており、貫通孔１１ａ，１１ｂ，及び
１１ｃには、管状のスリーブ１５Ａ，１５Ｂ，１６がは
め込まれるようになっていて、そのスリーブ１６の内側
をグリースニップル７が貫通する。なお、これらのスリ
ーブ１５Ａ，１５Ｂ，１６の長さは、潤滑剤供給部材１
１の厚さと等しくするか、若しくは若干（〜０．２ｍｍ
程度）長くなるようにする。

【００５６】そして、スリーブ１５Ａ，１５Ｂの外径
は、シール装置１２の貫通孔１２ａ，１２ｂ及び補強板
１０の貫通孔１０ａ，１０ｂよりも大きくされている。
こうすることによって、潤滑剤供給部材１１をシール装
置１２と補強板１０との間に挟み込んで取付用ねじ１７
Ａ，１７Ｂで締め付けたとき、その押圧力が潤滑剤供給
部材１１に加わらず、この潤滑剤供給部材１１の自己収
縮作用が妨げられることはない。

【００５７】そして、これらシール装置１２，潤滑剤供
給部材１１，及び補強板１０は、その組み立て状態を示
す斜視図である図３に示すように、取付用ねじ１７Ａ，
１７Ｂを、シール装置１２のねじ用の貫通孔１２ａ，１
２ｂ、潤滑剤供給部材１１のねじ用の貫通孔１１ａ，１
１ｂ、及び補強板１０のねじ用の貫通孔１０ａ，１０ｂ
を貫通させて、エンドキャップ２Ｂと一体にスライダ本
体２Ａにねじ止めされる。なお、符号１２ｃはシール装
置１２に形成されたグリースニップル７取付用の貫通
孔、符号１０ｃは補強板１０に形成されたグリースニッ
プル７取付用の貫通孔である。

【００５８】このような構成のリニアガイド装置は、シ
ール装置１２により案内レール１とスライダ２との対向
面の隙間の前後の開口がシールされるから、そのシール
装置１２に摩耗等が生じなければ、スライダ２の前後か
らの塵埃等の侵入を完全に阻止することができる。ま
た、リニアガイド装置が駆動されると、潤滑剤供給部材
１１も案内レール１に非接触又は接触しつつ移動し、そ
の潤滑剤供給部材１１から潤滑剤が経時的に徐々にしみ
出すが、潤滑剤供給部材１１がシール装置１２のリップ
部１２ｄ（すなわち、シール装置１２の案内レール１に
接触する内面）に近接して配設されているため、そのし
み出した潤滑剤によりシール装置１２のリップ部１２ｄ
の潤滑が長期間にわたって安定して行われる。

【００５９】また、潤滑剤供給部材１１を案内レール１
に接触させているものにあっては、その案内レール１の
表面を介してシール装置１２のリップ部１２ｄに潤滑剤
を供給することもできるから、リップ部１２ｄへの潤滑
剤の供給が特に安定的に行われる。よって、シール装置
１２のリップ部１２ｄの摩耗が最小限に抑えられるか
ら、シール装置１２によるシール性が長期間維持され、
スライダ本体２Ａの内部への異物の侵入が防止され、リ
ニアガイド装置自体の長寿命化が図られるのである。

【００６０】しかも、潤滑剤供給部材１１からしみ出し
た潤滑剤は、案内レール１の特に転動体転動溝３Ａ，３
Ｂを介して、その転動体転動溝３Ａ，３Ｂ内を転動する
転動体へ自動的に供給される。この自己潤滑性により、
長期間にわたり安定した滑らかな動作が行われる。した
がって、殊更に潤滑剤を外部からスライダ２に供給しな
くても、低トルクで良好な運転を長時間続けることがで
きる。

【００６１】また、潤滑剤供給部材１１が案内レール１
に接触しているものにあっては、潤滑剤供給部材１１か
ら潤滑剤がしみ出すにつれて、潤滑剤供給部材１１自体
が自己収縮するから、その潤滑剤供給部材１１は、その
収縮力により案内レール１の被シール面に密着して接触
し、シール機能と潤滑機能を果たすという作用も得られ
る。

【００６２】さらに、潤滑剤供給部材１１を、補強板１
０を介してエンドキャップ２Ｂとシール装置１２との間
に挟み込んで配設しているため、シール装置１２のリッ
プ部１２ｄは、スライダ２が往復移動してもまくり上が
りにくいから、スライダ２内部の潤滑剤が外部に漏出す
ることも低減される。なお、第二実施形態のような構造
であれば、グリースニップル７取付孔は盲プラグで塞い
でもよいが、必要に応じて適時にここを開けて、グリー
ス等の潤滑剤をスライダ２内に供給するようにしてもよ
い。

【００６３】また、第二実施形態のリニアガイド装置に
おいては、潤滑剤供給部材１１を補強板１０とシール装
置１２との間に挟んだ状態で、エンドキャップ２Ｂの端
面に固定しているが、このような構造に限定されるもの
でない。例えば、エンドキャップ２Ｂの端面にシール装
置１２を直接取り付けるとともに、そのシール装置１２
が取り付けられたエンドキャップ２Ｂの端面に、二枚の
補強板１０で挟まれた状態の潤滑剤供給部材１１を固定
してもよい。このような構成であっても、潤滑剤供給部
材１１がシール装置１２のリップ部１２ｄに近接して配
設されていれば、第二実施形態と同様の上記作用，効果
が奏される。

【００６４】〔第三実施形態〕図４は、本発明に係るシ
ール装置を備えるボールねじの構造を示す一部を破断し
た平面図である。また、図５は、図４のボールねじの正
面図であり、図６は、図４のボールねじのうち、ねじ軸
３１のねじ溝３１ａと接触形式のシール装置４２との接
触部分を示す図である。

【００６５】ボールねじは、外周面に断面円弧状の螺旋
状のねじ溝３１ａを有するねじ軸３１と、ねじ軸３１の
ねじ溝３１ａに対向する螺旋状のねじ溝を内面に有して
ねじ軸３１に螺合される円筒状のボールねじナット３２
と、ねじ軸３１のねじ溝３１ａとボールねじナット３２
のねじ溝とから形成される断面ほぼ円形の螺旋状のボー
ル転動空間に転動自在に装填される多数のボール（図示
せず）と、を備えている。

【００６６】ボールねじナット３２の軸方向両端部の内
側には、潤滑剤含有ポリマからなる円筒状の潤滑剤供給
部材４１，４１が嵌挿されていて、潤滑剤供給部材４１
の内径面はねじ軸３１の外径面にのみ接触し、ねじ溝３
１ａには非接触となっている。この潤滑剤供給部材４１
は、２つの半円筒状部材で構成されるとともに、その外
周面に細い溝を有していて、ここに配置されたガータス
プリング３３により、潤滑剤供給部材４１は一定の圧力
でねじ軸３１の外周に向かってラジアル方向に押圧され
ている。そのため、たとえ長期間の動作により潤滑剤供
給部材４１の内周面が摩耗したとしても、ねじ軸３１と
の適切な接触が常に保たれて、良好な潤滑が確保される
ようになっている。

【００６７】なお、潤滑剤供給部材４１を構成する潤滑
剤含有ポリマの組成は、第二実施形態における潤滑剤供
給部材１１と同様であるが、これに限定されるものでは
なく、適宜変更可能である。そして、潤滑剤供給部材４
１の軸方向外側には、接触形式のシール装置４２，４２
が圧入されている。このシール装置４２は、金属製又は
プラスチック製の芯金（補強部材）４２ｂと、芯金４２
ｂを内包した円板状のシール本体４２ｃと、シール本体
４２ｃから内方に伸びた略円錐形（各図においては左方
に傾斜した形状）のシール片４２ｄとから構成されてい
る。

【００６８】シール片４２ｄは、ねじ軸３１の断面形状
に対応し且つそれよりやや小さい内径を有するような開
口４２ａを、その中央に備えている。そして、図５にお
いては図示しないボールねじナット３２にその外周を固
定するシール本体４２ｃと、シール片４２ｄとは、前述
の実施例１と同様のゴム材料組成物で一体的に形成され
ている。ただし、これに限定されるものではなく、ゴム
材料組成物の種類は適宜変更可能である。そして、この
一体の前記ゴム材料組成物からなる部分と芯金４２ｂと
は、加硫接着により一体化されている。なお、前記ゴム
材料組成物の組成は、前述の実施例１のゴム材料組成物
に限定されるものではなく、所望により適宜変更可能で
ある。

【００６９】芯金４２ｂは、その外周は円形となってい
るが、その内周は開口４２ａと相似形となっており、す
なわち図６に示すように、その上部の幅Ｄ１と比べて下
部の幅Ｄ２が小さくなっている。したがって、芯金４２
ｂの内周縁からシール本体４２ｃの内周縁までの距離Ｄ
０と、シール本体４２ｃの内周縁からシール片４２ｄの
内周縁までの距離Ｄ３とを、全周にわたってそれぞれ一
定とすることができ、このことにより、ねじ軸３１に当
接する際のシール装置４２の撓み量を、ほぼ一定とする
ことができる。

【００７０】図７は、シール装置４２がねじ軸３１に当
接して変形した状態を示した部分拡大図である。実線で
示したシール装置４２は、ねじ軸３１に当接していない
状態であり、二点鎖線で示したシール装置４２は、ねじ
軸３１に当接し変形した状態である。シール装置４２の
シール片４２ｄのねじ軸３１との接触部分（リップ部）
は、ねじ軸３１の外径面及びねじ溝３１ａに対して常に
しめしろとなっている（実際には、変形により隙間を０
以下に保つようになっている）。

【００７１】図７から分かるように、シール装置４２が
ねじ軸３１の何れの部分（ねじ軸３１の外径面又はねじ
溝３１ａ）と当接した場合でも、シール片４２ｄの撓む
方向はその形状に基づいて予測することができる。した
がって、このことによりシール性が最も高くなるよう
に、シール片４２ｄの形状を設計することが可能であ
る。なお、このようなシール装置４２の構成，形状等
は、この第三実施形態に限定されるものではない。

【００７２】ボールねじナット３２の移動時には、シー
ル装置４２がねじ軸３１と摺接することで内部を確実に
密封していて、ねじ軸３１とボールねじナット３２との
間の間隙の開口から塵埃等の異物が侵入することや、ボ
ールねじナット３２の外部への潤滑剤の漏出を防止して
いる。したがって、ボールねじの長寿命化が達成され
る。また、シール装置４２は、潤滑剤供給部材４１から
しみ出た潤滑剤が供給されるため、リップ部の摩耗が生
じにくくシール性が優れている。

【００７３】このようなボールねじのシール装置４２に
は、前述の実施例１と同様のゴム材料組成物が使用され
ているので、アミン系添加剤等の各種添加剤を含有する
薬品と接触するような環境においてボールねじを使用し
ても、ゴム材料組成物の劣化や強度低下が生じることが
ない。よって、上記のような環境において使用しても、
該ボールねじの寿命は長寿命である。

【００７４】〔第四実施形態〕図８は、ウォーターポン
プ用転がり軸受等に使用される接触形式のシール装置５
０の断面図である。このシール装置５０は、リップ部５
１ａを有するゴム部分５１と、金属製等の芯金５２と、
で構成されている。

【００７５】前述の実施例１と同様のゴム材料組成物で
ゴム部分５１が構成されているので、アミン系添加剤等
の各種添加剤を含有する薬品と接触するような環境にお
いてウォーターポンプが使用されても、ゴム材料組成物
の劣化や強度低下が生じることがない。よって、上記の
ような環境において使用しても、ウォーターポンプの寿
命は長寿命である。ただし、ゴム材料組成物の種類は前
述の実施例１のものに限定されるものではなく、適宜変
更可能である。

【００７６】また、ゴム部分５１の芯金５２への接着性
が優れていて、さらに、アミン系添加剤等の各種添加剤
を含有する薬品と接触しても、接着性が低下しない。 〔第五実施形態〕図９は、転がり軸受Ｊに組み合わせて
使用される軸用オイルシール６１の取付構造を示す断面
図である。

【００７７】このオイルシール６１は、ダストリップ７
１ａを有するとともに、主リップ７１ｂの外周にガータ
スプリング７３が配されたものであり、軸Ｓとシールケ
ース６２との間に挿入された後に、シールケース６２と
金属環７２の嵌合部７２ａとの間にスプリングカバー６
３を圧入して固定されている。このようなオイルシール
６１の主リップ７１ｂにより密封が行われて、転がり軸
受Ｊに異物が侵入したり潤滑剤が外部に漏出したりする
ことが防止される。

【００７８】オイルシール６１の主リップ７１ｂ及びダ
ストリップ７１ａは、前述の実施例１と同様のゴム材料
組成物で構成されているので、アミン系添加剤等の各種
添加剤を含有する薬品と接触するような環境において転
がり軸受Ｊが使用されても、ゴム材料組成物の劣化や強
度低下が生じることがない。よって、上記のような環境
において使用しても、転がり軸受Ｊの寿命は長寿命であ
る。ただし、ゴム材料組成物の種類は前述の実施例１の
ものに限定されるものではなく、適宜変更可能である。

【００７９】なお、第一〜第五実施形態においては、リ
ニアガイド装置，ボールねじ，転がり軸受のような転動
装置にシール装置を取り付けた例を示したが、本発明の
シール装置は他の種類の様々な転動装置やその他の機器
の密封に使用することができ、本発明は本実施形態に限
定されるものではない。

【００８０】

【発明の効果】以上のように、本発明のシール装置は、
ゴムに対して悪影響を及ぼす添加剤を含有する切削油等
の薬品と接触するような環境で使用しても、変質が生じ
ることがなく長寿命である。また、シール装置を構成す
るゴム材料組成物は、金属等からなる補強部材への接着
性に優れ、さらに、前記添加剤を含有する薬品と接触し
ても、接着性が低下しにくい。

【００８１】さらにまた、前記ゴム材料組成物は離型性
に優れているので、複雑な形状であっても精度良く成形
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシール装置を備えたリニアガイド
装置の斜視図である。

【図２】図１のリニアガイド装置のシール装置のリップ
部の形状を示す部分拡大図である。

【図３】本発明に係るシール装置を備えたリニアガイド
装置の端部の各部材の取り付け状態を示す斜視図であ
る。

【図４】本発明に係るシール装置を備えたボールねじの
平面図である。

【図５】図４のボールねじの正面図である。

【図６】図４のボールねじのねじ溝とシール装置との接
触部分を示す図である。

【図７】シール装置がねじ軸のねじ溝に当接している状
態を示す拡大図である。

【図８】ウォーターポンプ用転がり軸受に使用される接
触形式のシール装置の断面図である。

【図９】転がり軸受に組み合わせて使用される軸用オイ
ルシールの取付構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 案内レール ２ スライダ １２ シール装置 １２ｄ リップ部 ３１ ねじ軸 ３２ ボールねじナット ４２ シール装置 ４２ｂ 芯金 ４２ｃ シール本体 ４２ｄ シール片 ５０ オイルシール ５１ａ リップ部 ６１ シール装置 ７１ｂ 主リップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） //(Ｃ０８Ｌ 23/14 (Ｃ０８Ｌ 23/14 23:16） 23:16） (Ｃ０８Ｌ 27/18 (Ｃ０８Ｌ 27/18 23:10） 23:10） (72)発明者 横山 景介 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3J006 AB01 CA01 3J016 BB03 3J104 BA62 4J002 BB141 BB152 BD151 GJ02

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴム材料組成物からなるリップ部を備え
   るシール装置において、前記ゴム材料組成物は、テトラ
   フルオロエチレン−プロピレン共重合体１００重量部
   と、エチレン−プロピレン系共重合体０．０２〜１０重
   量部と、を含有することを特徴とするシール装置。