JP2009168131A - シール製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シール切り出し作業を円滑化させてシール分解防止を図ると共に、常に一定の真円度に維持されるスリンガを有するシールの製造方法を提供する。
【解決手段】回転輪に固定される環状のスリンガ４と、当該スリンガに一部摺接するように対向配置され、静止輪に固定される環状のシール本体６とを具備し、スリンガは、その一端側が回転輪に固定され且つ当該一端側に対して他端側が径方向に沿って延出されており、シール本体は、その一端側が静止輪に固定され且つ当該一端側に対して他端側が径方向に沿って延出されているシール２の製造方法であって、スリンガの一端側は、板材１４にプレス加工を施して所定形状に打ち抜くと同時に、打ち抜いた部分の先端部４ｄの肉厚を他の部分の肉厚よりも薄肉化するプレス打ち抜き工程と、その薄肉化した先端部に塑性加工を施して径方向に曲げる曲げ工程とを経て形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸受内部を軸受外部から密封するためのシールの製造方法に関する。

従来、例えば自動車や鉄道などの各種車両には、その車軸を回転自在に支持する軸受が用いられており、当該軸受には、軸受内部を軸受外部から密封するための種々のシール構造が設けられている。図３(ａ)には、シール構造の一例としてパックシール２が示されており、当該パックシール２は、複数の転動体(図示しない)を介して相対回転可能に対向配置された内外輪間(図示しない)に圧入して固定されるようになっている。

パックシール２は、回転輪(例えば、内輪)外周に圧入(固定)される断面略Ｌ字状を成す環状のスリンガ４と、当該スリンガ４に対向配置され、静止輪(即ち、外輪)内周に圧入(固定)される断面略Ｌ字状を成す環状のシール本体６とを備えている。ここで、シール本体６は、その一端側が静止輪に固定され且つ当該一端側に対して他端側が径方向に沿って延出されている。かかるシール本体６は、当該シール本体６に沿って延出した断面略Ｌ字状を成す環状の芯金８の内周面(スリンガ４に対向する面)に、シール材１０を加硫して形成されており、当該シール材１０によって複数のシールリップ(参照符号省略)が一体成形されている。この場合、シール材１０としては、例えばゴムやエラストマーなどの弾性材を適用することができる。なお、芯金８は、静止輪内周に圧入(固定)される中空円筒部８ａと、中空円筒部８ａから回転輪内周に向けて径方向に折り返された環状折返部８ｂとを備えて構成されている。

また、シール本体６には、その一端側のシール基端部８ｃ(具体的には、芯金８(中空円筒部８ａ)の端部８ｃ)に、シール材１０で一体成形されたノーズカスケット６ｎが設けられている。ノーズカスケット６ｎは、芯金８の端部(シール基端部)８ｃを覆うようにシール材１０を回し込んで形成されており、その一部が静止輪内周に向けて突出した形状を成している。これにより、シール本体６を静止輪内周に圧入させた状態において、ノーズカスケット６ｎが静止輪内周に圧接することにより、当該圧入部分の密封性を一定に維持することができる。

一方、スリンガ４は、その一端側が回転輪に固定され且つ当該一端側に対して他端側が径方向に沿って延出されている。かかるスリンガ４は、回転輪外周に圧入(固定)される筒状のスリンガ基部４ａと、スリンガ基部４ａから静止輪内周に向けて径方向に折り返された環状のスリンガ壁部４ｂとを備えて構成されている。そして、上記シール本体６とスリンガ４とを組み合わせた際、スリンガ４の内周(具体的には、スリンガ基部４ａからスリンガ壁部４ｂに亘る内周(シール本体６に対向する周面))に対してシール材１０の一部(各シールリップ)が摺接するようになっている。

この場合、スリンガ４の他端側のスリンガ基端部４ｃ(具体的には、スリンガ壁部４ｂの端部４ｃ)は、シール本体６の一端側のシール基端部８ｃに向けて延出し且つ非接触状態に位置決めされ、これに対して、当該スリンガ４の一端側のスリンガ先端部４ｄ(具体的には、スリンガ基部４ａの端部４ｄ)は、シール本体６の一端側のシール先端部８ｄ(具体的には、芯金８(環状折返部８ｂ)の端部８ｄ)を越えて延出されている。

なお、スリンガ４の外周(具体的には、スリンガ基端部４ｃからスリンガ壁部４ｂに亘る反シール本体６側の外周)には、軸受の回転速度検出用のエンコーダ１２が設けられている。エンコーダ１２は、スリンガ４の外周に沿って例えば磁性ゴムを円板状に加硫して形成することが可能であり、その円板状表面１２ｓの磁性は、周方向に沿って交互に極性(Ｎ極、Ｓ極)を反転させて構成されている。

このようなパックシール２によれば、当該パックシール２を回転輪と静止輪との間(即ち、内外輪間)に圧入して固定した状態において、軸受外部への潤滑剤の漏洩防止や軸受内部への異物(例えば、水、塵埃)の浸入防止を図ることができると共に、軸受回転中においてエンコーダ１２の極性変化をセンサ(図示しない)で計測することにより、当該軸受の回転速度を正確に検出することができる。

ところで、パックシール２は、軸受の製造ラインにおけるシール組立工程おいて、例えば図３(ｂ)に示すように、複数個(図面では一例として、２個)積層されたパックシール２から矢印Ｓ方向に１個ずつ切り出された後、内外輪間に圧入される。このとき、各パックシール２の積層状態によっては、上下に隣接するパックシール２相互の芯金８とエンコーダ１２とが、当該エンコーダ１２の磁力によって互いに吸着してしまう場合がある。この場合、その吸着力の程度によっては、例えばシール切り出し作業をスムーズ(円滑)に行うことが困難になり、その結果、パックシール２が分解(スリンガ４とシール本体６とが分離)してしまう虞がある。

そこで、例えば特許文献１,２には、このような弊害を防止するための対策が施された各種のパックシールが提案されている。その一例として図４に示されたパックシール２において、スリンガ先端部４ｄは、シール先端部８ｄを越えて末広がり状に屈曲(傾斜)させて延出されている。これにより、積層状態において上下に隣接するパックシール２相互の芯金８とエンコーダ１２との吸着を防止することで、シール切り出し作業の円滑化やシール分解防止が図られている。

しかしながら、従来のパックシール２では、スリンガ先端部４ｄを屈曲(傾斜)させることにより、スリンガ４の真円度が低下してしまう場合がある。具体的に説明すると、スリンガ先端部４ｄを屈曲(傾斜)させる際に、例えばスリンガ先端部４ｄに加える外力や屈曲(傾斜)角の大きさなどよっては、スリンガ４のスリンガ基部４ａに大きな応力が発生する場合がある。この場合、当該応力の程度によっては、スリンガ基部４ａが変形し、一定の真円度を維持できなくなってしまう。

そうなると、スリンガ基部４ａを回転輪外周に対して隙間無く圧入(嵌合)させることが困難になり、軸受内部の密封性を維持することができなくなってしまう虞がある。例えばスリンガ基部４ａと回転輪外周との間に僅かでも隙間があると、そこから軸受内部に異物(例えば、水、塵埃など)が浸入し易くなり、当該異物が軸受内部に浸入した場合には、軸受を長期に亘って安定して動作させ続けることができなってしまう。
特開２００６−２７５１４５号公報 特開２００７−９９３８号公報

本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、シール切り出し作業を円滑化させてシール分解防止を図ると共に、常に一定の真円度に維持されるスリンガを有するシールの製造方法を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明は、回転輪に固定される環状のスリンガと、当該スリンガに一部摺接するように対向配置され、静止輪に固定される環状のシール本体とを具備し、スリンガは、その一端側が回転輪に固定され且つ当該一端側に対して他端側が径方向に沿って延出されており、シール本体は、その一端側が静止輪に固定され且つ当該一端側に対して他端側が径方向に沿って延出されているシールの製造方法であって、スリンガの一端側は、板材にプレス加工を施して所定形状に打ち抜くと同時に、打ち抜いた部分の先端部の肉厚を他の部分の肉厚よりも薄肉化するプレス打ち抜き工程と、その薄肉化した先端部に塑性加工を施して径方向に曲げる曲げ工程とを経て形成される。
この場合、プレス打ち抜き工程では、前記打ち抜いた部分の先端部の一方側が薄肉化される。また、プレス打ち抜き工程の終了後、曲げ工程を行う前に、前記打ち抜いた部分の先端部の他方側に削り加工を施して薄肉化する。

このような発明によれば、シール切り出し作業を円滑化させてシール分解防止を図ると共に、常に一定の真円度に維持されるスリンガを有するシールの製造方法を実現することができる。

以下、本発明の一実施の形態に係るシール製造方法について、添付図面を参照して説明する。なお、本実施の形態のシール製造方法に適用するシール構造は、図３(ａ)に示されたパックシール２の改良であるため、以下、改良部分の説明にとどめる。この場合、上述したパックシール２(図３(ａ))と同一の構成については、その構成に付された参照符号と同一の符号を本実施の形態に用いた図面上に付すことで、その説明を省略する。
また、かかるシール製造方法は、スリンガ４の一端側のスリンガ先端部４ｄ(具体的には、スリンガ基部４ａの端部４ｄ)を製造する点に特化した技術であり、そのほかは、既存の製造方法と同様であるため、以下、当該特化した技術以外の説明は省略する。

図１(ａ),(ｂ)に示すように、本実施の形態のシール製造方法において、スリンガ４の一端側は、板材１４にプレス加工を施して所定形状に打ち抜くと同時に、打ち抜いた部分の先端部４ｄの肉厚を他の部分の肉厚よりも薄肉化するプレス打ち抜き工程と、その薄肉化した先端部４ｄに塑性加工を施して径方向に曲げる曲げ工程とを経て形成される。この場合、プレス打ち抜き工程では、前記打ち抜いた部分の先端部４ｄの一方側が薄肉化される。

ここで、板材１４としては、スリンガ４と同質の材料で形成されていれば、任意の形状や大きさのものを適用することができるため特に限定しない。また、プレス加工では、既存のプレス機械を適用することが可能であり、例えば板材１４を金型(図示しない)の間に挟み込んだ状態で、金型を相対的に上下動させて板材１４を金型表面に押し付けることにより、当該板材１４を所定形状に打ち抜くことができる。

一例として図１(ａ)には、板材１４が中空円板状に打ち抜かれた形状が示されており、中空円板状の板材１４の中空内周に沿って所定間隔(例えば、等間隔)に断続した複数(図面では４つ)の先端部４ｄが打ち抜き成形されている。なお、各先端部４ｄは、完成したスリンガ４におけるスリンガ先端部４ｄを構成する。

本実施の形態のシール製造方法では、上述のプレス打ち抜き工程において、打ち抜き成形された先端部４ｄの肉厚が他の部分の肉厚よりも薄肉化される。一例として図１(ｃ)には、薄肉化された先端部４ｄの断面形状が示されており、これにより、当該先端部４ｄには、それぞれ、その一方側(例えば、表面側)を他の部分よりも薄肉化して延在させた薄肉片１６が形成される。

ここで、プレス打ち抜き工程において、先端部４ｄの打ち抜き成形と同時に、その一方側(表面側)を薄肉化させる方法としては、例えばプレス機械の金型内において、薄肉化処理を行う箇所に沿って等間隔に凸状部材(図示しない)を介在させ、その状態で双方の金型を圧接する。これにより、薄肉片１６を有する先端部４ｄを打ち抜き成形することができる。なお、当該工程は一例であり、これにより本発明が限定されることは無い。

プレス打ち抜き工程の終了後、曲げ工程が行われる。曲げ工程では、薄肉化した薄肉片１６に塑性加工を施して径方向に曲げる処理が行われる。ここで、薄肉片１６を径方向に曲げる量や形状(曲げ角)は、例えばパックシール２(スリンガ４)の形状や大きさ、当該パックシール２(スリンガ４)を設置するスペースなどに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。この場合、薄肉片１６を例えば弓形状や円弧形状に湾曲させるようにすれば、複雑な曲げ処理が不要となり、製造効率を向上させることができる。なお、薄肉片１６を径方向に曲げる方法は、既存の曲げ機械を使用したり、専用の機械を別途構築したりすることができるが、要するに、薄肉片１６を所定量だけ所定形状に曲げることができれば良い。

このような曲げ工程により、図１(ｂ)に示すように、スリンガ先端部４ｄから径方向に曲げられた薄肉片１６を有するスリンガ４が完成する。この後、当該スリンガ４とシール本体６とを互いに組み合わせることにより、単体のパックシール２を完成させることができる。この場合、パックシール２の完成に至るプロセスとしては、上述した実施の形態のほかに、例えばスリンガ４とシール本体６とを互いに組み合わせた後、薄肉片１６を径方向に曲げても良い。

ここで、上述した実施の形態のプロセスを採用する場合には、シール本体６(芯金８)のシール先端部８ｄを越えて薄肉片１６を曲げないようにすることが好ましい。例えば図１(ｂ)に示すように、薄肉片１６の先端とシール先端部８ｄとの間に隙間Ｈが確保されるように、当該薄肉片１６の曲げ量や形状(曲げ角)を設定することが好ましい。これにより、スリンガ４とシール本体６とを互いに組み合わせる際に、金属材同士(例えば、スリンガ４と芯金８と)が接触するのを防止することができる。

以上、本実施の形態によれば、プレス打ち抜き工程によってスリンガ先端部４ｄの打ち抜き成形と同時に薄肉化した薄肉片１６を形成し、曲げ工程において当該薄肉片１６を径方向に曲げるようにしたことにより、スリンガ４のスリンガ基部４ａに発生する応力を低減させることができる。これにより、スリンガ４(スリンガ基部４ａ)の真円度を常に一定に維持することができる。この場合、スリンガ基部４ａを回転輪外周に対して隙間無く圧入(嵌合)させることが可能となり、その結果、軸受内部の密封性を高く維持可能なパックシール２を実現することができる。

また、薄肉化した薄肉片１６は、それ自体で弾性を有するため、当該パックシール２を例えば図３(ｂ)のように積層した状態において、上下に隣接するパックシール２相互の芯金８とエンコーダ１２との吸着を防止するだけで無く、当該エンコーダ１２に対して薄肉片１６が弾性的に接触することになる。この場合、例えば複数個のパックシール２を積層した状態で搬送する際に、振動や衝撃が加わった場合でも、それらは弾性を有する薄肉片１６によって吸収除去されるため、当該薄肉片１６が接触しているエンコーダ１２が傷付いたり、摩耗したりすることは無い。

なお、上述した実施の形態では、プレス打ち抜き工程において、先端部４ｄの打ち抜き成形と同時に、その一方側(表面側)を薄肉化させる場合について説明したが、本発明の他の実施の形態として、一方側(表面側)と他方側(裏面側)の双方を薄肉化させるようにしても良い。このような方法を実現するためには、プレス打ち抜き工程の終了後、曲げ工程を行う前に、前記打ち抜いた部分の先端部４ｄの他方側に削り加工を施して薄肉化すれば良い。

この場合、先端部４ｄの一方側(表面側)の薄肉化は、上述した実施の形態と同様のプロセスであるが、当該先端部４ｄの他方側(裏面側)の薄肉化は、上述した実施の形態とは異なる別のプロセスを経て行われる。例えば一方側(表面側)が薄肉化した先端部４ｄの他方側(裏面側)に対して、既存の削り機械によって削り加工を施す。これにより、例えば図２(ａ)に示すように、各先端部４ｄには、それぞれ、表裏面側を他の部分よりも薄肉化して延在させた薄肉片１６が形成される。

このように、表裏面側を薄肉化した薄肉片１６では、曲げ工程において、スリンガ４のスリンガ基部４ａに発生する応力を更に低減させることができる。この場合、上述した実施の形態(図１(ａ))のように、先端部４ｄを中空円板状の板材１４の中空内周に沿って断続して打ち抜き成形しなくても良い。例えば図２(ｂ)に示すように、中空円板状の板材１４の中空内周に沿って連続した先端部４ｄを打ち抜き成形し、当該先端部４ｄの表裏面側を薄肉化させれば良い。

また、上述した実施の形態では、内輪を回転輪とした場合を想定して説明したが、外輪を回転輪とした場合にも本発明のシール製造方法を適用することができる。この場合、プレス打ち抜き工程において、板材１４の外周に沿って断続又は連続した先端部を打ち抜き成形し、当該先端部を薄肉化させれば良い。

(ａ)は、本発明の一実施の形態に係るシール製造方法において、スリンガを成形するための板材が中空円板状に打ち抜かれた形状を示す平面図、(ｂ)は、同図(ａ)の工程を経て完成したスリンガとシール本体とを組み合わせたパックシールの構成を示す断面図、(ｃ)は、同図(ａ)のＸ−Ｘ線に沿う断面図。 (ａ)は、本発明の他の実施の形態に係るシール製造方法によって薄肉化されたスリンガ先端部を一部拡大して示す断面図、(ｂ)は、本発明の他の実施の形態に係るシール製造方法において、スリンガを成形するための板材が中空円板状に打ち抜かれた形状を示す平面図。 (ａ)は、従来のパックシールの構成を示す断面図、(ｂ)は、複数個積層されたパックシールを１個ずつ切り出している状態を示す断面図。 従来のパックシールの他の構成を示す断面図。

符号の説明

２ パックシール
４ スリンガ
４ｄ スリンガ先端部
６ シール本体
１４ 板材

Claims (3)

1. 回転輪に固定される環状のスリンガと、当該スリンガに一部摺接するように対向配置され、静止輪に固定される環状のシール本体とを具備し、スリンガは、その一端側が回転輪に固定され且つ当該一端側に対して他端側が径方向に沿って延出されており、シール本体は、その一端側が静止輪に固定され且つ当該一端側に対して他端側が径方向に沿って延出されているシールの製造方法であって、
   スリンガの一端側は、板材にプレス加工を施して所定形状に打ち抜くと同時に、打ち抜いた部分の先端部の肉厚を他の部分の肉厚よりも薄肉化するプレス打ち抜き工程と、その薄肉化した先端部に塑性加工を施して径方向に曲げる曲げ工程とを経て形成されることを特徴とするシール製造方法。
2. プレス打ち抜き工程では、前記打ち抜いた部分の先端部の一方側が薄肉化されることを特徴とする請求項１に記載のシール製造方法。
3. プレス打ち抜き工程の終了後、曲げ工程を行う前に、前記打ち抜いた部分の先端部の他方側に削り加工を施して薄肉化することを特徴とする請求項２に記載のシール製造方法。

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