JP2019066011A - 回転用シール - Google Patents
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Abstract
【課題】耐久性及び信頼性が低下することなく、ステンレス鋼製部材と鉄鋼製部材との接触部まわりに電解質を含む溶液が存在する場合であっても鉄鋼製部材の腐食の進行を遅らせる。【解決手段】回転用シール１Ａのステンレス鋼製のスリンガ２のスリーブ２Ａと鉄鋼製の径方向内側部材である内輪１２との間の金属同士の嵌合部Ａ、及び嵌合部Ａの外気側端部を含むスリンガ２の外気側表面の少なくともどちらかに、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜を備える。嵌合部Ａの外気側に電解質を含む溶液が存在する場合であっても、鉄鋼製部材である内輪１２の代わりに、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜が先に腐食する。【選択図】図２
Description
本発明は、輸送用機械又は一般機械等に用いられる、装着する部材との間に金属同士の嵌合部を有する回転用シールに関する。
自動車のホイール支持用の軸受装置等に用いる回転用シールとして、スリーブ及びその一端から延びるフランジからなるスリンガを含み、前記スリーブを回転側部材に装着した状態で使用する回転用シールがある（例えば、特許文献１のベアリングシール１１参照）。
このような回転用シールは、金属製のスリンガのスリーブ（例えば、特許文献１の円筒部材１４ａ）と金属製の回転側部材（例えば、特許文献１の内輪７の内輪部材６）による金属同士の嵌合部で気密性（耐水浸入性）を持たせている。
特許文献１の回転用シール１１では、スリンガ１４の円筒部１４ａの嵌合時における嵌合方向後方側端部の角部に位置する部位に、エラストマー剤を塗布して硬化させた弾性環状シール部１４ｄである弾性シール部材を一体に形成することにより、前記金属同士の嵌合部における気密性を維持している。そして、前記弾性シール部材により泥水等が前記嵌合部へ浸入することを阻止し、それにより前記金属同士の嵌合部の発錆を抑えている。
このような回転用シールは、金属製のスリンガのスリーブ（例えば、特許文献１の円筒部材１４ａ）と金属製の回転側部材（例えば、特許文献１の内輪７の内輪部材６）による金属同士の嵌合部で気密性（耐水浸入性）を持たせている。
特許文献１の回転用シール１１では、スリンガ１４の円筒部１４ａの嵌合時における嵌合方向後方側端部の角部に位置する部位に、エラストマー剤を塗布して硬化させた弾性環状シール部１４ｄである弾性シール部材を一体に形成することにより、前記金属同士の嵌合部における気密性を維持している。そして、前記弾性シール部材により泥水等が前記嵌合部へ浸入することを阻止し、それにより前記金属同士の嵌合部の発錆を抑えている。
特許文献１のようなスリンガ１４の円筒部１４ａの嵌合時における嵌合方向後方側端部の角部に位置する部位に、エラストマー剤を塗布して硬化させた弾性環状シール部１４ｄである弾性シール部材を一体に形成してなる回転用シールの構成では、前記弾性シール部材により金属同士の嵌合部への泥水等の浸入が阻止され、それにより前記嵌合部の発錆を抑制できるため軸受装置の寿命を長くできる。
しかしながら、エラストマー剤を塗布して硬化させてなる前記弾性シール部材は、ディスペンサー等によるエラストマー剤の吐出塗布の際、始点と終点の繋ぎ目ができるが、その部分の耐久性が劣る可能性がある。
その上、前記弾性シール部材は、小石の飛散等による外的衝撃により一部が欠損した際に、その隙間から水が入る可能性がある。
その上さらに、泥水等に曝されるとともに、熱環境下で使用されるため、前記弾性シール部材の劣化が想定される。
しかしながら、エラストマー剤を塗布して硬化させてなる前記弾性シール部材は、ディスペンサー等によるエラストマー剤の吐出塗布の際、始点と終点の繋ぎ目ができるが、その部分の耐久性が劣る可能性がある。
その上、前記弾性シール部材は、小石の飛散等による外的衝撃により一部が欠損した際に、その隙間から水が入る可能性がある。
その上さらに、泥水等に曝されるとともに、熱環境下で使用されるため、前記弾性シール部材の劣化が想定される。
前記弾性シール部材を設けない回転用シールの構成では、特にステンレス鋼製のスリンガと鉄鋼製の内輪との接触部まわりに電解質を含む溶液が存在する場合、例えば寒冷地で塩化カルシウム又は塩化ナトリウム等の凍結防止剤を含む泥水等が前記接触部まわりに存在する場合に、金属同士の嵌合部の発錆が促進される。すなわち、ステンレス鋼製のスリンガと鉄鋼製の内輪が嵌合している場合、両者はイオン化傾向が異なりステンレスは鉄よりもイオン化傾向が小さいので、イオン化傾向の大きい鉄鋼製の内輪が負極（アノード）となり、前記内輪が前記溶液中にイオン化して溶け出す。それにより前記内輪の腐食が進行する。
このような状態が続くと、鉄鋼製の内輪が集中的に腐食し、スリンガと内輪との嵌合部の気密性が低下する不具合が発生し、軸受装置の寿命が短くなる。
このような状態が続くと、鉄鋼製の内輪が集中的に腐食し、スリンガと内輪との嵌合部の気密性が低下する不具合が発生し、軸受装置の寿命が短くなる。
そこで本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、前記弾性シール部材を設ける構成のように耐久性及び信頼性が低下することなく、ステンレス鋼製部材と鉄鋼製部材との接触部まわりに電解質を含む溶液が存在する場合であっても鉄鋼製部材の腐食の進行を遅らせることができる回転用シールを提供する点にある。
本発明に係る回転用シールは、前記課題解決のために、円筒状のスリーブ、及び前記スリーブの軸方向の一端から径方向外方に延びるフランジからなる、ステンレス鋼製のスリンガと、
円筒状の芯金円筒、及び前記芯金円筒の軸方向の一端から径方向内方へ延びる芯金フランジからなる芯金と、
前記芯金に接合された基部、及び前記基部から延びるシールリップ部からなるシール部材とを有し、
前記スリーブを鉄鋼製の径方向内側部材に装着するとともに、前記芯金円筒を鉄鋼製の径方向外側部材に装着した状態で使用する回転用シールであって、
前記スリーブと前記径方向内側部材との間の金属同士の嵌合部及び前記嵌合部の外気側端部を含む前記スリンガの外気側表面の少なくともどちらかに、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜を備えることを特徴とする（請求項１）。
円筒状の芯金円筒、及び前記芯金円筒の軸方向の一端から径方向内方へ延びる芯金フランジからなる芯金と、
前記芯金に接合された基部、及び前記基部から延びるシールリップ部からなるシール部材とを有し、
前記スリーブを鉄鋼製の径方向内側部材に装着するとともに、前記芯金円筒を鉄鋼製の径方向外側部材に装着した状態で使用する回転用シールであって、
前記スリーブと前記径方向内側部材との間の金属同士の嵌合部及び前記嵌合部の外気側端部を含む前記スリンガの外気側表面の少なくともどちらかに、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜を備えることを特徴とする（請求項１）。
ここで、前記芯金がステンレス鋼製であり、
前記芯金円筒と前記径方向外側部材との間の金属同士の嵌合部及び前記嵌合部の外気側端部を含む前記芯金の外気側表面の少なくともどちらかに、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜を備えるのも好ましい実施態様である（請求項２）。
前記芯金円筒と前記径方向外側部材との間の金属同士の嵌合部及び前記嵌合部の外気側端部を含む前記芯金の外気側表面の少なくともどちらかに、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜を備えるのも好ましい実施態様である（請求項２）。
また、本発明に係る回転用シールは、前記課題解決のために、円筒状の芯金円筒、及び前記芯金円筒の軸方向の一端から径方向内方又は外方へ延びる芯金フランジからなる、ステンレス鋼製の芯金と、
前記芯金に接合された基部、及び前記基部から延びるシールリップ部からなるシール部材とを有し、
前記芯金円筒を、鉄鋼製の径方向外側部材又は鉄鋼製の径方向内側部材に装着した状態で使用する回転用シールであって、
前記芯金円筒と前記径方向外側部材又は前記径方向内側部材との金属同士の嵌合部及び前記嵌合部の外気側端部を含む前記芯金の外気側表面の少なくともどちらかに、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜を備えることを特徴とする（請求項３）。
前記芯金に接合された基部、及び前記基部から延びるシールリップ部からなるシール部材とを有し、
前記芯金円筒を、鉄鋼製の径方向外側部材又は鉄鋼製の径方向内側部材に装着した状態で使用する回転用シールであって、
前記芯金円筒と前記径方向外側部材又は前記径方向内側部材との金属同士の嵌合部及び前記嵌合部の外気側端部を含む前記芯金の外気側表面の少なくともどちらかに、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜を備えることを特徴とする（請求項３）。
ここで、請求項１〜３の何れか１項に記載の発明において、前記鉄よりもイオン化傾向が大きい金属は、亜鉛、アルミニウム、又はマグネシウムであり、それらの一種類若しくは複数種類を前記めっき皮膜が含むのが好ましい実施態様である（請求項４）。
以上のような回転用シールの構成によれば、径方向内側部材及び径方向外側部材に装着された回転用シール、又は径方向内側部材及び径方向外側部材の一方に装着された回転用シールにおいて、ステンレス鋼製部材と鉄鋼製部材との金属同士の嵌合部及び前記嵌合部の外気側端部を含むスリンガ又は芯金の外気側表面の少なくともどちらかに、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜を備えている。
前記金属同士の嵌合部に鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜を備えている場合、イオン化傾向の大きい鉄鋼製部材とイオン化傾向が小さいステンレス鋼製部材との嵌合部に、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜が存在する。それにより、前記金属同士の嵌合部の外気側に電解質を含む溶液が存在する場合であっても、鉄鋼製部材の代わりに前記めっき皮膜が先に腐食するので、鉄鋼製部材の腐食の進行を遅らせることができる。
前記金属同士の嵌合部の外気側端部を含むスリンガ又は芯金の外気側表面に鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜を備えている場合、イオン化傾向の大きい鉄鋼製部材とイオン化傾向が小さいステンレス鋼製部材との嵌合部の外気側端部近傍に、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜が存在する。それにより、前記金属同士の嵌合部の外気側に電解質を含む溶液が存在する場合であっても、鉄鋼製部材の代わりに前記めっき皮膜が先に腐食するので、鉄鋼製部材の腐食の進行を遅らせることができる。
したがって、鉄鋼製部材の腐食が進行して前記金属同士の嵌合部の気密性が低下してしまうという不具合の発生を抑制でき、それにより回転用シールが装着された軸受装置等の寿命低下を抑制できる。
前記金属同士の嵌合部の外気側端部を含むスリンガ又は芯金の外気側表面に鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜を備えている場合、イオン化傾向の大きい鉄鋼製部材とイオン化傾向が小さいステンレス鋼製部材との嵌合部の外気側端部近傍に、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜が存在する。それにより、前記金属同士の嵌合部の外気側に電解質を含む溶液が存在する場合であっても、鉄鋼製部材の代わりに前記めっき皮膜が先に腐食するので、鉄鋼製部材の腐食の進行を遅らせることができる。
したがって、鉄鋼製部材の腐食が進行して前記金属同士の嵌合部の気密性が低下してしまうという不具合の発生を抑制でき、それにより回転用シールが装着された軸受装置等の寿命低下を抑制できる。
その上、前記金属同士の嵌合部等に前記めっき皮膜を備えることにより、その一部が剥がれたとしても残りの部分で補って前記作用効果を奏するので、特許文献１のような前記弾性シール部材を一体に形成した回転シールのように、欠損等によって耐久性及び信頼性が低下することがない。
その上さらに、金属同士の嵌合部及び前記嵌合部の外気側端部を含むスリンガ又は芯金の外気側表面の少なくともどちらかに備える、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜は、溶融した前記金属中にスリンガ又は芯金を一定時間浸漬する溶融めっき処理、又は、前記金属のイオンを含む電解質溶液中で、スリンガ又は芯金をカソードとして通電する電気めっき処理等により容易に形成できる。
その上さらに、金属同士の嵌合部及び前記嵌合部の外気側端部を含むスリンガ又は芯金の外気側表面の少なくともどちらかに備える、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜は、溶融した前記金属中にスリンガ又は芯金を一定時間浸漬する溶融めっき処理、又は、前記金属のイオンを含む電解質溶液中で、スリンガ又は芯金をカソードとして通電する電気めっき処理等により容易に形成できる。
以上のように、本発明に係る回転用シールによれば、主に以下に示すような効果を奏する。
（１）ステンレス鋼製部材と鉄鋼製部材との金属同士の嵌合部の外気側に電解質を含む溶液が存在する場合であっても、鉄鋼製部材の代わりに鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜が先に腐食するので、鉄鋼製部材の腐食の進行を遅らせることができる。
（２）鉄鋼製部材の腐食が進行して前記金属同士の嵌合部の気密性が低下してしまうという不具合の発生を抑制でき、それにより回転用シールが装着された軸受装置等の寿命低下を抑制できる。
（３）前記金属同士の嵌合部等に前記めっき皮膜を備えることにより、その一部が剥がれたとしても残りの部分で補って前記作用効果を奏するので、特許文献１の回転シールのように欠損等によって耐久性及び信頼性が低下することがない。
（４）鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜は、溶融めっき処理、又は電気めっき処理等により容易に形成できる。
（１）ステンレス鋼製部材と鉄鋼製部材との金属同士の嵌合部の外気側に電解質を含む溶液が存在する場合であっても、鉄鋼製部材の代わりに鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜が先に腐食するので、鉄鋼製部材の腐食の進行を遅らせることができる。
（２）鉄鋼製部材の腐食が進行して前記金属同士の嵌合部の気密性が低下してしまうという不具合の発生を抑制でき、それにより回転用シールが装着された軸受装置等の寿命低下を抑制できる。
（３）前記金属同士の嵌合部等に前記めっき皮膜を備えることにより、その一部が剥がれたとしても残りの部分で補って前記作用効果を奏するので、特許文献１の回転シールのように欠損等によって耐久性及び信頼性が低下することがない。
（４）鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜は、溶融めっき処理、又は電気めっき処理等により容易に形成できる。
次に本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明するが、本発明は、添付図面に示された形態に限定されず特許請求の範囲に記載の要件を満たす実施形態の全てを含むものである。
なお、本明細書において、回転用シールを装着した状態で、回転側部材である径方向内側部材の回転軸の方向を「軸方向」、軸方向に直交する方向を「径方向」という。
また、自動車の車体から車輪側に向かう方向を「外方」、その反対方向を「内方」という。
なお、本明細書において、回転用シールを装着した状態で、回転側部材である径方向内側部材の回転軸の方向を「軸方向」、軸方向に直交する方向を「径方向」という。
また、自動車の車体から車輪側に向かう方向を「外方」、その反対方向を「内方」という。
＜回転用シールを用いた軸受装置の構造例＞
図１の部分縦断面概略図は、本発明の実施の形態に係る回転用シール１Ａ，１Ｂを自動車のホイール支持用の軸受装置１１に用いた例を示している。
軸受装置１１は、外周面に内輪軌道面１２Ａが形成された、車輪とともに回転する内輪１２、及び内周面に外輪軌道面１３Ａが形成された、車体と一体の外輪１３、並びに、内輪軌道面１２Ａ及び外輪軌道面１３Ａ間を転動する転動体である玉１４，１４，…等を有する軸受を備える。
また、軸受装置１１は、内輪１２及び外輪１３間の内方及び外方の端部（内方の玉１４，…よりも内方、及び外方の玉１４，…よりも外方）に、泥水等の浸入を防止するとともに潤滑用グリスの漏出を防止する回転用シール１Ａ，１Ｂを備える。
図１の部分縦断面概略図は、本発明の実施の形態に係る回転用シール１Ａ，１Ｂを自動車のホイール支持用の軸受装置１１に用いた例を示している。
軸受装置１１は、外周面に内輪軌道面１２Ａが形成された、車輪とともに回転する内輪１２、及び内周面に外輪軌道面１３Ａが形成された、車体と一体の外輪１３、並びに、内輪軌道面１２Ａ及び外輪軌道面１３Ａ間を転動する転動体である玉１４，１４，…等を有する軸受を備える。
また、軸受装置１１は、内輪１２及び外輪１３間の内方及び外方の端部（内方の玉１４，…よりも内方、及び外方の玉１４，…よりも外方）に、泥水等の浸入を防止するとともに潤滑用グリスの漏出を防止する回転用シール１Ａ，１Ｂを備える。
＜回転用シールの構造例＞
（内方の回転用シール）
図２の要部拡大縦断面図に示すように、本発明の実施の形態に係る内方の回転用シール１Ａは、ステンレス鋼板によりプレス加工で製造されるスリンガ２、ステンレス鋼板によりプレス加工で製造される芯金３、及び芯金３と一体化された、ゴム等の弾性体であるシール部材４を備える。
（内方の回転用シール）
図２の要部拡大縦断面図に示すように、本発明の実施の形態に係る内方の回転用シール１Ａは、ステンレス鋼板によりプレス加工で製造されるスリンガ２、ステンレス鋼板によりプレス加工で製造される芯金３、及び芯金３と一体化された、ゴム等の弾性体であるシール部材４を備える。
スリンガ２は、円筒状のスリーブ２Ａ、及びスリーブ２Ａの軸方向の一端から径方向外方へ延びるフランジ２Ｂからなり、ステンレス鋼製のスリーブ２Ａを鉄鋼製の径方向内側部材である内輪１２に装着する。
芯金３は、円筒状の芯金円筒３Ａ、及び芯金円筒３Ａの軸方向の一端から径方向内方へ延びる芯金フランジ３Ｂからなり、ステンレス鋼製の芯金円筒３Ａを鉄鋼製の径方向外側部材である外輪１３に装着する。
シール部材４は、芯金３に接合された基部４Ａ、及び、基部４Ａから延びるシールリップ部４Ｂ，４Ｃ，４Ｄからなり、シールリップ部４Ｂの先端は、スリンガ２のフランジ２Ｂの内面に、シールリップ部４Ｃ，４Ｄの先端は、スリンガ２のスリーブ２Ａの外周面に摺接させる。また、基部４Ａは、芯金円筒３Ａを被うように周方向外方へ延びる外周シール部４Ｅを有する。
ステンレス鋼製の芯金３の芯金円筒３Ａを鉄鋼製の径方向外側部材である外輪１３に圧入することにより、芯金３及びシール部材４は外輪１３に固定される。
ここで、芯金３と外輪１３との金属同士の嵌合部Ｂは、外周シール部４Ｅにより密封される。
ステンレス鋼製のスリンガ２のスリーブ２Ａを鉄鋼製の径方向内側部材である内輪１２に圧入することにより、スリンガ２は内輪１２に固定される。
ここで、芯金３と外輪１３との金属同士の嵌合部Ｂは、外周シール部４Ｅにより密封される。
ステンレス鋼製のスリンガ２のスリーブ２Ａを鉄鋼製の径方向内側部材である内輪１２に圧入することにより、スリンガ２は内輪１２に固定される。
スリンガ２と内輪１２との金属同士の嵌合部Ａには、亜鉛めっき皮膜を備える。
嵌合部Ａに備えるめっき皮膜の金属は、亜鉛に限定されるものではなく、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属であればよい。よって、アルミニウム、又はマグネシウム等であってもよい。
そして、前記鉄よりもイオン化傾向が大きい金属は、亜鉛、アルミニウム、又はマグネシウム等の一種類であってもよく、又は複数種類であってもよい。
嵌合部Ａに備えるめっき皮膜の金属は、亜鉛に限定されるものではなく、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属であればよい。よって、アルミニウム、又はマグネシウム等であってもよい。
そして、前記鉄よりもイオン化傾向が大きい金属は、亜鉛、アルミニウム、又はマグネシウム等の一種類であってもよく、又は複数種類であってもよい。
芯金３と外輪１３との金属同士の嵌合部Ｂを外周シール部４Ｅで密封しない構成において、金属同士の嵌合部Ｂに、亜鉛めっき皮膜を備えるのが好ましい。
以上の内方の回転用シール１Ａの構造例では、スリンガ２は単独構造となっているが、スリンガ２には磁気エンコーダ（樹脂磁石やゴム磁石）が接合されていてもよい。
以上の内方の回転用シール１Ａの構造例では、スリンガ２は単独構造となっているが、スリンガ２には磁気エンコーダ（樹脂磁石やゴム磁石）が接合されていてもよい。
（外方の回転用シール）
図３の要部拡大縦断面図に示すように、本発明の実施の形態に係る外方の回転用シール１Ｂは、ステンレス鋼板によりプレス加工で製造される芯金５、及び芯金５と一体化された、ゴム等の弾性体であるシール部材６を備える。
図３の要部拡大縦断面図に示すように、本発明の実施の形態に係る外方の回転用シール１Ｂは、ステンレス鋼板によりプレス加工で製造される芯金５、及び芯金５と一体化された、ゴム等の弾性体であるシール部材６を備える。
芯金５は、円筒状の芯金円筒５Ａ及び芯金円筒５Ａの軸方向の一端から径方向内方へ延びる芯金フランジ５Ｂからなり、ステンレス鋼製の芯金円筒５Ａを鉄鋼製の径方向外側部材である外輪１３に装着する。
シール部材６は、芯金５に接合された基部６Ａ、及び、基部６Ａから延びるシールリップ部６Ｂ，６Ｃ，６Ｄからなり、シールリップ部６Ｂ，６Ｃの先端は、内輪１２の外方のフランジの内面に、シールリップ部６Ｄの先端は、内輪１２の外周面に摺接する。
ステンレス鋼製の芯金５の芯金円筒５Ａを鉄鋼製の径方向外側部材である外輪１３に圧入することにより、芯金５及びシール部材６は外輪１３に固定される。
芯金５と外輪１３との金属同士の嵌合部Ｃには、亜鉛めっき皮膜を備える。
なお、芯金５の芯金円筒５Ａを内輪１２に装着し、芯金フランジ５Ｂを芯金円筒５Ａの軸方向の一端から径方向外方へ延びるものとし、シールリップ部で外輪１３との間をシールするように構成してもよい。その場合には、芯金円筒５Ａと内輪１２との間の金属同士の嵌合部に、亜鉛めっき皮膜を備える。
なお、芯金５の芯金円筒５Ａを内輪１２に装着し、芯金フランジ５Ｂを芯金円筒５Ａの軸方向の一端から径方向外方へ延びるものとし、シールリップ部で外輪１３との間をシールするように構成してもよい。その場合には、芯金円筒５Ａと内輪１２との間の金属同士の嵌合部に、亜鉛めっき皮膜を備える。
＜金属同士の嵌合部に、亜鉛めっき皮膜を備える方法＞
図２に示す金属同士の嵌合部Ａ及びＢ、並びに図３に示す金属同士の嵌合部Ｃに、亜鉛めっき皮膜を備える方法は同様である。よって、図２に示す金属同士の嵌合部Ａに亜鉛めっき皮膜を備える方法を代表させて説明する。
図２に示す金属同士の嵌合部Ａ及びＢ、並びに図３に示す金属同士の嵌合部Ｃに、亜鉛めっき皮膜を備える方法は同様である。よって、図２に示す金属同士の嵌合部Ａに亜鉛めっき皮膜を備える方法を代表させて説明する。
溶融した亜鉛中にスリンガ２を一定時間浸漬する溶融亜鉛めっき処理、又は亜鉛イオンを含む電解質溶液中でスリンガ２をカソードとして通電する電気めっき処理等により、スリンガ２の全表面に亜鉛を成膜することができ、それにより亜鉛めっき皮膜を形成できる。
よって、亜鉛めっき皮膜を嵌合部Ａに容易に備えることができる。
なお、図２に示すスリンガ２及び芯金３、並びに図３に示す芯金５において、全表面に亜鉛を成膜しない場合には、めっき皮膜を設けない範囲にマスキング処理をしてめっき処理を行う。
よって、亜鉛めっき皮膜を嵌合部Ａに容易に備えることができる。
なお、図２に示すスリンガ２及び芯金３、並びに図３に示す芯金５において、全表面に亜鉛を成膜しない場合には、めっき皮膜を設けない範囲にマスキング処理をしてめっき処理を行う。
以上のような方法によりステンレス鋼製部材と鉄鋼製部材との金属同士の嵌合部に、亜鉛めっき皮膜等の鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜を備える。それにより、イオン化傾向の大きい鉄鋼製部材とイオン化傾向が小さいステンレス鋼製部材との嵌合部に前記めっき皮膜が存在することから、前記金属同士の嵌合部の外気側に電解質を含む溶液が存在する場合であっても、鉄鋼製部材の代わりに前記めっき皮膜が先に腐食するので、鉄鋼製部材の腐食の進行を遅らせることができる。
したがって、鉄鋼製部材の腐食が進行して前記金属同士の嵌合部の気密性が低下してしまうという不具合の発生を抑制でき、それにより回転用シールが装着された軸受装置等の寿命低下を抑制できる。
したがって、鉄鋼製部材の腐食が進行して前記金属同士の嵌合部の気密性が低下してしまうという不具合の発生を抑制でき、それにより回転用シールが装着された軸受装置等の寿命低下を抑制できる。
その上、前記金属同士の嵌合部に前記めっき皮膜を備えることにより、その一部が剥がれたとしても残りの部分で補って前記作用効果を奏するので、特許文献１のようなエラストマー剤を塗布して硬化させた弾性環状シール部である弾性シール部材を一体に形成した回転シールのように、欠損等によって耐久性及び信頼性が低下することがない。
その上さらに、金属同士の嵌合部に備える、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜は、溶融した前記金属中にスリンガ又は芯金を一定時間浸漬する溶融めっき処理、又は、前記金属のイオンを含む電解質溶液中で、スリンガ又は芯金をカソードとして通電する電気めっき処理等により容易に形成できる。
その上さらに、金属同士の嵌合部に備える、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜は、溶融した前記金属中にスリンガ又は芯金を一定時間浸漬する溶融めっき処理、又は、前記金属のイオンを含む電解質溶液中で、スリンガ又は芯金をカソードとして通電する電気めっき処理等により容易に形成できる。
＜効果確認試験＞
次に、本発明の回転用シールの効果を確認するために用いて行った試験について説明する。
次に、本発明の回転用シールの効果を確認するために用いて行った試験について説明する。
（試験治具）
ステンレス鋼製部材と鉄鋼製部材との金属同士の接触部まわりに電解質を含む溶液が存在する場合における鉄鋼製部材の腐食の程度を評価するために、図４の要部拡大縦断面図に示す試験治具Ｄを用いて試験を行った。
試験治具Ｄは、図４のように軸方向が鉛直であるダミー内輪７及びダミー外輪８の間に回転用シール１Ａをセットし、スリンガ２と芯金３との間の隙間を液状ガスケット９で塞いだものである。
ここで、ダミー内輪７は鉄鋼（Ｓ４５Ｃ）製部材であり、スリンガ２はステンレス（ＳＵＳ４３０）製部材である。
ステンレス鋼製部材と鉄鋼製部材との金属同士の接触部まわりに電解質を含む溶液が存在する場合における鉄鋼製部材の腐食の程度を評価するために、図４の要部拡大縦断面図に示す試験治具Ｄを用いて試験を行った。
試験治具Ｄは、図４のように軸方向が鉛直であるダミー内輪７及びダミー外輪８の間に回転用シール１Ａをセットし、スリンガ２と芯金３との間の隙間を液状ガスケット９で塞いだものである。
ここで、ダミー内輪７は鉄鋼（Ｓ４５Ｃ）製部材であり、スリンガ２はステンレス（ＳＵＳ４３０）製部材である。
（実施例及び比較例）
図４の試験治具Ｄに配置した状態のステンレス（ＳＵＳ４３０）製部材であるスリンガ２において、スリンガ２をダミー内輪７に嵌合する嵌合部Ａに亜鉛めっき皮膜を備えるべく、全表面に亜鉛めっき皮膜を備えたスリンガ２を実施例とする。
図４の試験治具Ｄに配置した状態のステンレス（ＳＵＳ４３０）製部材であるスリンガ２において、亜鉛めっき皮膜を備えないスリンガ２を比較例とする。
図４の試験治具Ｄに配置した状態のステンレス（ＳＵＳ４３０）製部材であるスリンガ２において、スリンガ２をダミー内輪７に嵌合する嵌合部Ａに亜鉛めっき皮膜を備えるべく、全表面に亜鉛めっき皮膜を備えたスリンガ２を実施例とする。
図４の試験治具Ｄに配置した状態のステンレス（ＳＵＳ４３０）製部材であるスリンガ２において、亜鉛めっき皮膜を備えないスリンガ２を比較例とする。
（試験方法）
前記実施例及び前記比較例の試験治具Ｄに対し、一日目には、以下の「１日目の試験サイクル」の一連の作業を行い、２日目から７日目には、以下の「２日目以降の試験サイクル」一連の作業を行う。
前記７日間にわたる作業を行った後、スリンガ２をダミー内輪７から外し、ダミー内輪７におけるスリンガ２の嵌合部の錆の有無を観察する。
前記実施例及び前記比較例の試験治具Ｄに対し、一日目には、以下の「１日目の試験サイクル」の一連の作業を行い、２日目から７日目には、以下の「２日目以降の試験サイクル」一連の作業を行う。
前記７日間にわたる作業を行った後、スリンガ２をダミー内輪７から外し、ダミー内輪７におけるスリンガ２の嵌合部の錆の有無を観察する。
（１日目の試験サイクル）
（１）図４のスリンガ２の外気側表面（上面）上に塩分濃度５重量％の塩水１０Ａを注入する。
（２）試験治具Ｄを、４０℃、湿潤雰囲気・オゾン雰囲気のオーブンＡ内に設置する（約１時間）。
（３）試験治具ＤをオーブンＡから取り出して、８０℃のオーブンＢに設置し、水分を蒸発させる（約１時間）。
（４）試験治具ＤをオーブンＢから取り出して、室内で室温（２３℃）まで冷却する。
（５）図４のスリンガ２の外気側表面（上面）上に水１０Ｂを注入する。
（６）試験治具Ｄを、４０℃、湿潤雰囲気・オゾン雰囲気のオーブンＡ内に設置する（約１時間）。
（７）試験治具ＤをオーブンＡから取り出して、８０℃のオーブンＢに設置し、水分を蒸発させる（約１時間）。
（８）試験治具ＤをオーブンＢから取り出して、室内で室温（２３℃）まで冷却する。
（９）図４のスリンガ２の外気側表面（上面）上に水１０Ｂを注入する。
（１０）試験治具Ｄを、４０℃、湿潤雰囲気・オゾン雰囲気のオーブンＡ内に設置する。
（１）図４のスリンガ２の外気側表面（上面）上に塩分濃度５重量％の塩水１０Ａを注入する。
（２）試験治具Ｄを、４０℃、湿潤雰囲気・オゾン雰囲気のオーブンＡ内に設置する（約１時間）。
（３）試験治具ＤをオーブンＡから取り出して、８０℃のオーブンＢに設置し、水分を蒸発させる（約１時間）。
（４）試験治具ＤをオーブンＢから取り出して、室内で室温（２３℃）まで冷却する。
（５）図４のスリンガ２の外気側表面（上面）上に水１０Ｂを注入する。
（６）試験治具Ｄを、４０℃、湿潤雰囲気・オゾン雰囲気のオーブンＡ内に設置する（約１時間）。
（７）試験治具ＤをオーブンＡから取り出して、８０℃のオーブンＢに設置し、水分を蒸発させる（約１時間）。
（８）試験治具ＤをオーブンＢから取り出して、室内で室温（２３℃）まで冷却する。
（９）図４のスリンガ２の外気側表面（上面）上に水１０Ｂを注入する。
（１０）試験治具Ｄを、４０℃、湿潤雰囲気・オゾン雰囲気のオーブンＡ内に設置する。
（２日目以降の試験サイクル）
（１）試験治具ＤをオーブンＡから取り出し、室内で室温まで冷却する。
（２）図４のスリンガ２の外気側表面（上面）上に水１０Ｂを注入する。
（３）試験治具Ｄを、４０℃、湿潤雰囲気・オゾン雰囲気のオーブンＡ内に設置する（約１時間）ことによって錆を進行させる。
（４）試験治具ＤをオーブンＡから取り出して、８０℃のオーブンＢに設置し、水分を蒸発させる（約１時間）。
（５）試験治具ＤをオーブンＢから取り出して、室内で室温（２３℃）まで冷却する。
（６）図４のスリンガ２の外気側表面（上面）上に水１０Ｂを注入する。
（７）試験治具Ｄを、４０℃、湿潤雰囲気・オゾン雰囲気のオーブンＡ内に設置する（約１時間）。
（８）試験治具ＤをオーブンＡから取り出して、８０℃のオーブンＢに設置し、水分を蒸発させる（約１時間）。
（９）試験治具ＤをオーブンＢから取り出して、室内で室温（２３℃）まで冷却する。
（１０）図４のスリンガ２の外気側表面（上面）上に水１０Ｂを注入する。
（１１）試験治具Ｄを、４０℃、湿潤雰囲気・オゾン雰囲気のオーブンＡ内に設置する。
（１）試験治具ＤをオーブンＡから取り出し、室内で室温まで冷却する。
（２）図４のスリンガ２の外気側表面（上面）上に水１０Ｂを注入する。
（３）試験治具Ｄを、４０℃、湿潤雰囲気・オゾン雰囲気のオーブンＡ内に設置する（約１時間）ことによって錆を進行させる。
（４）試験治具ＤをオーブンＡから取り出して、８０℃のオーブンＢに設置し、水分を蒸発させる（約１時間）。
（５）試験治具ＤをオーブンＢから取り出して、室内で室温（２３℃）まで冷却する。
（６）図４のスリンガ２の外気側表面（上面）上に水１０Ｂを注入する。
（７）試験治具Ｄを、４０℃、湿潤雰囲気・オゾン雰囲気のオーブンＡ内に設置する（約１時間）。
（８）試験治具ＤをオーブンＡから取り出して、８０℃のオーブンＢに設置し、水分を蒸発させる（約１時間）。
（９）試験治具ＤをオーブンＢから取り出して、室内で室温（２３℃）まで冷却する。
（１０）図４のスリンガ２の外気側表面（上面）上に水１０Ｂを注入する。
（１１）試験治具Ｄを、４０℃、湿潤雰囲気・オゾン雰囲気のオーブンＡ内に設置する。
前記試験サイクルにおいて、「湿潤雰囲気」とは、オーブン内に水が入ったステンレスバットを設置した雰囲気のことであり、前記「オゾン雰囲気」とは、オーブン内にオゾン発生装置を設置して運転した雰囲気のことである。
（試験結果）
前記「１日目の試験サイクル」、及び前記「２日目以降の試験サイクル」の作業を計７日間にわたって行った後の比較例（亜鉛めっき皮膜なし）の試験治具Ｄにおいて、スリンガ２をダミー内輪７から外し、ダミー内輪７におけるスリンガ２の嵌合部Ａ（図４）の錆の有無を観察した結果、比較例（亜鉛めっき皮膜なし）では、ダミー内輪７のスリンガ２の嵌合部Ａに錆の発生が認められた。
それに対して、前記作業を計７日間にわたって行った後の実施例（亜鉛めっき皮膜あり）の試験治具Ｄおいて、スリンガ２をダミー内輪７から外し、ダミー内輪７におけるスリンガ２の嵌合部Ａ（図４）の錆の有無を観察した結果、実施例（亜鉛めっき皮膜あり）では、ダミー内輪７のスリンガ２の嵌合部Ａに錆は発生していなかった。
その理由は、ステンレス鋼製部材と鉄鋼製部材との接触部まわりに電解質を含む溶液が存在する場合に、イオン化傾向の大きい鉄鋼製部材が負極（アノード）となり、前記鉄鋼製部材が前記溶液中にイオン化して溶け出すことを抑制するように、前記鉄鋼製部材の代わりに亜鉛めっき皮膜が先に腐食することによると考えられる。
前記「１日目の試験サイクル」、及び前記「２日目以降の試験サイクル」の作業を計７日間にわたって行った後の比較例（亜鉛めっき皮膜なし）の試験治具Ｄにおいて、スリンガ２をダミー内輪７から外し、ダミー内輪７におけるスリンガ２の嵌合部Ａ（図４）の錆の有無を観察した結果、比較例（亜鉛めっき皮膜なし）では、ダミー内輪７のスリンガ２の嵌合部Ａに錆の発生が認められた。
それに対して、前記作業を計７日間にわたって行った後の実施例（亜鉛めっき皮膜あり）の試験治具Ｄおいて、スリンガ２をダミー内輪７から外し、ダミー内輪７におけるスリンガ２の嵌合部Ａ（図４）の錆の有無を観察した結果、実施例（亜鉛めっき皮膜あり）では、ダミー内輪７のスリンガ２の嵌合部Ａに錆は発生していなかった。
その理由は、ステンレス鋼製部材と鉄鋼製部材との接触部まわりに電解質を含む溶液が存在する場合に、イオン化傾向の大きい鉄鋼製部材が負極（アノード）となり、前記鉄鋼製部材が前記溶液中にイオン化して溶け出すことを抑制するように、前記鉄鋼製部材の代わりに亜鉛めっき皮膜が先に腐食することによると考えられる。
＜めっき皮膜を設ける範囲の例＞
図５ないし図１０に示す切断部端面図は、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜Ｐを設ける範囲の例を、めっき皮膜Ｐの厚みを誇張して示している。
図５はスリンガ２の全表面にめっき皮膜Ｐを設ける例を示しており、図６〜図１０はスリンガの表面の一部にめっき皮膜Ｐを設けた例を示す軸方向を含む平面で切断した切断部端面図である。
図５ないし図１０に示す切断部端面図は、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜Ｐを設ける範囲の例を、めっき皮膜Ｐの厚みを誇張して示している。
図５はスリンガ２の全表面にめっき皮膜Ｐを設ける例を示しており、図６〜図１０はスリンガの表面の一部にめっき皮膜Ｐを設けた例を示す軸方向を含む平面で切断した切断部端面図である。
めっき皮膜Ｐを設けない範囲には、マスキング処理をすることによりめっき処理を行わないようにする。
なお、回転用シールのスリンガ２において、二点鎖線で示す磁気エンコーダＥがフランジ２Ｂに接合されている場合と、磁気エンコーダＥが無い場合とがある。
なお、回転用シールのスリンガ２において、二点鎖線で示す磁気エンコーダＥがフランジ２Ｂに接合されている場合と、磁気エンコーダＥが無い場合とがある。
図６は金属同士の嵌合部Ａのみにめっき皮膜Ｐを設ける例を、図７は金属同士の嵌合部Ａ及び嵌合部Ａの外気側端部Ｆを含むスリンガ２の外気側表面Ｇ（例えば磁気エンコーダＥの内周面まで）にめっき皮膜Ｐを設ける例を示している。
図８及び図９は、金属同士の嵌合部Ａにはめっき皮膜Ｐを設けない例を示している。図８は嵌合部Ａの外気側端部Ｆを含むスリンガ２の外気側表面Ｇ（例えば磁気エンコーダＥの内周面まで）にめっき皮膜Ｐを設ける例を、図９は図８に加えてさらにフランジ２Ｂの外周面までめっき皮膜Ｐを設ける例を示している。
なお、図８及び図９のような例において、めっき皮膜Ｐは嵌合部Ａにかかってもよい。
図８及び図９のような例では、図８及び図９の鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜Ｐが先に腐食するので、鉄鋼製軸受部材に発生しようとする錆を軸受外部へと誘導し、軸受内部への錆びの進行を遅らせることができる。
なお、図８及び図９のような例において、めっき皮膜Ｐは嵌合部Ａにかかってもよい。
図８及び図９のような例では、図８及び図９の鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜Ｐが先に腐食するので、鉄鋼製軸受部材に発生しようとする錆を軸受外部へと誘導し、軸受内部への錆びの進行を遅らせることができる。
図１０は、図６のめっき皮膜Ｐを設ける範囲と図９のめっき皮膜Ｐを設ける範囲とを合わせた範囲にめっき皮膜Ｐを設ける例を示している。
図８及び図９のように金属同士の嵌合部Ａにはめっき皮膜Ｐを設けない場合であっても、金属同士の嵌合部Ａの外気側端部Ｆを含むスリンガ２の外気側表面Ｇに、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜Ｐを備えている。
よって、金属同士の嵌合部Ａの外気側に電解質を含む溶液が存在する場合、鉄鋼製部材（内輪１２）の代わりに鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜Ｐが先に腐食するので、鉄鋼製部材（内輪１２）の腐食の進行を遅らせることができる。
本発明の回転用シールは、ステンレス鋼製部材と鉄鋼製部材との金属同士の嵌合部及び前記嵌合部の外気側端部を含むスリンガ又は芯金の外気側表面の少なくともどちらかに、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜Ｐを備えるものであればよく、前記嵌合部と前記嵌合部の外気側端部を含むスリンガ又は芯金の外気側表面との両方にめっき皮膜Ｐを備えるのがより好ましい実施態様である。
よって、金属同士の嵌合部Ａの外気側に電解質を含む溶液が存在する場合、鉄鋼製部材（内輪１２）の代わりに鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜Ｐが先に腐食するので、鉄鋼製部材（内輪１２）の腐食の進行を遅らせることができる。
本発明の回転用シールは、ステンレス鋼製部材と鉄鋼製部材との金属同士の嵌合部及び前記嵌合部の外気側端部を含むスリンガ又は芯金の外気側表面の少なくともどちらかに、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜Ｐを備えるものであればよく、前記嵌合部と前記嵌合部の外気側端部を含むスリンガ又は芯金の外気側表面との両方にめっき皮膜Ｐを備えるのがより好ましい実施態様である。
１Ａ，１Ｂ 回転用シール
２ スリンガ
２Ａ スリーブ
２Ｂ フランジ
３ 芯金
３Ａ 芯金円筒
３Ｂ 芯金フランジ
４ シール部材
４Ａ 基部
４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ シールリップ部
４Ｅ 外周シール部
５ 芯金
５Ａ 芯金円筒
５Ｂ 芯金フランジ
６ シール部材
６Ａ 基部
６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ シールリップ部
７ ダミー内輪
８ ダミー外輪
９ 液状ガスケット
１０Ａ 塩水
１０Ｂ 水
１１ 軸受装置
１２ 内輪（径方向内側部材）
１２Ａ 軌道面
１３ 外輪（径方向外側部材）
１３Ａ 軌道面
１４ 玉（転動体）
Ａ，Ｂ，Ｃ 金属同士の嵌合部
Ｄ 試験治具
Ｅ 磁気エンコーダ
Ｆ 外気側端部
Ｇ 外気側表面
Ｐ めっき皮膜
２ スリンガ
２Ａ スリーブ
２Ｂ フランジ
３ 芯金
３Ａ 芯金円筒
３Ｂ 芯金フランジ
４ シール部材
４Ａ 基部
４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ シールリップ部
４Ｅ 外周シール部
５ 芯金
５Ａ 芯金円筒
５Ｂ 芯金フランジ
６ シール部材
６Ａ 基部
６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ シールリップ部
７ ダミー内輪
８ ダミー外輪
９ 液状ガスケット
１０Ａ 塩水
１０Ｂ 水
１１ 軸受装置
１２ 内輪（径方向内側部材）
１２Ａ 軌道面
１３ 外輪（径方向外側部材）
１３Ａ 軌道面
１４ 玉（転動体）
Ａ，Ｂ，Ｃ 金属同士の嵌合部
Ｄ 試験治具
Ｅ 磁気エンコーダ
Ｆ 外気側端部
Ｇ 外気側表面
Ｐ めっき皮膜
Claims (4)
- 円筒状のスリーブ、及び前記スリーブの軸方向の一端から径方向外方に延びるフランジからなる、ステンレス鋼製のスリンガと、
円筒状の芯金円筒、及び前記芯金円筒の軸方向の一端から径方向内方へ延びる芯金フランジからなる芯金と、
前記芯金に接合された基部、及び前記基部から延びるシールリップ部からなるシール部材とを有し、
前記スリーブを鉄鋼製の径方向内側部材に装着するとともに、前記芯金円筒を鉄鋼製の径方向外側部材に装着した状態で使用する回転用シールであって、
前記スリーブと前記径方向内側部材との間の金属同士の嵌合部及び前記嵌合部の外気側端部を含む前記スリンガの外気側表面の少なくともどちらかに、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜を備えることを特徴とする、
回転用シール。 - 前記芯金がステンレス鋼製であり、
前記芯金円筒と前記径方向外側部材との間の金属同士の嵌合部及び前記嵌合部の外気側端部を含む前記芯金の外気側表面の少なくともどちらかに、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜を備える、
請求項１記載の回転用シール。 - 円筒状の芯金円筒、及び前記芯金円筒の軸方向の一端から径方向内方又は外方へ延びる芯金フランジからなる、ステンレス鋼製の芯金と、
前記芯金に接合された基部、及び前記基部から延びるシールリップ部からなるシール部材とを有し、
前記芯金円筒を、鉄鋼製の径方向外側部材又は鉄鋼製の径方向内側部材に装着した状態で使用する回転用シールであって、
前記芯金円筒と前記径方向外側部材又は前記径方向内側部材との金属同士の嵌合部及び前記嵌合部の外気側端部を含む前記芯金の外気側表面の少なくともどちらかに、鉄よりもイオン化傾向が大きい金属のめっき皮膜を備えることを特徴とする、
回転用シール。 - 前記鉄よりもイオン化傾向が大きい金属は、亜鉛、アルミニウム、又はマグネシウムであり、それらの一種類若しくは複数種類を前記めっき皮膜が含む、
請求項１〜３の何れか１項に記載の回転用シール。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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