JP2021001313A - Sealing member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はオイルシール等の密封部材に関する。 The present invention relates to a sealing member such as an oil seal.
トランスミッションやディファレンシャルギヤ用のオイルシールをはじめ、自動車では多くのオイルシールが用いられている。
自動車用途のオイルシールは、オイルの密封性とともに低燃費化の要求に伴い低トルク化が求められている。
Many oil seals are used in automobiles, including oil seals for transmissions and differential gears.
Oil seals for automobiles are required to have low torque in accordance with the demand for low fuel consumption as well as oil sealing performance.
密封部材の低トルク化を図る手法としては、相手部材と摺動するゴム部材を低摩擦化する手法が提案されている。
具体的には、例えば、黒鉛、二硫化モリブテン、ポリテトラフルオロエチレンなどの固体潤滑剤を上記ゴム部材に配合する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、固体潤滑剤は通常、オイルが切れた状態等の貧潤滑状態になってはじめて自己潤滑性を発現する。そのため、内部空間に封入した多量のオイルによる良好な潤滑下で常時使用されるオイルシールに上記固体潤滑剤を配合しても、更なる低摩擦化を図ることは困難であった。
As a method for reducing the torque of the sealing member, a method for reducing the friction of the rubber member sliding with the mating member has been proposed.
Specifically, for example, a method of blending a solid lubricant such as graphite, molybdenum disulfide, or polytetrafluoroethylene with the rubber member is known (see, for example, Patent Document 1).
However, a solid lubricant usually exhibits self-lubricating property only when it is in a poorly lubricated state such as a state where the oil has run out. Therefore, even if the solid lubricant is added to the oil seal that is always used under good lubrication by a large amount of oil sealed in the internal space, it is difficult to further reduce the friction.
また、オイルシールの低トルク化を図る手法として、例えば、特許文献２は、オイルシールの摺動部に梨地加工とコーティング処理とを施す手法を提案している。 Further, as a method for reducing the torque of the oil seal, for example, Patent Document 2 proposes a method of applying a satin finish and a coating treatment to the sliding portion of the oil seal.
特許文献２で提案されたオイルシールによれば、摺動部に梨地加工とコーティング処理とが施されているため、相手部材との接触面積を低減してオイルシールの低トルク化を図ることができる。しかしながら、コーティング層が磨滅すると、その後は早期に低トルク化効果が消失するという問題があった。 According to the oil seal proposed in Patent Document 2, since the sliding portion is subjected to satin finish and coating treatment, it is possible to reduce the contact area with the mating member and reduce the torque of the oil seal. it can. However, when the coating layer is worn away, there is a problem that the torque reduction effect disappears at an early stage thereafter.
本発明は、このような状況のもと、密封性を維持しつつ、長期間に亘って低トルク化を図ることができる密封部材を提供することを目的する。 An object of the present invention is to provide a sealing member capable of reducing torque for a long period of time while maintaining sealing property under such a situation.
本発明の密封部材は、カルボキシル基含有アクリルゴムと、ウォラストナイトと、金属石けんとを含み、
上記金属石けんは、アルミニウムモノステアレート及びアルミニウムジステアレートの少なくとも一方であり、
上記ウォラストナイトの含有量が、上記カルボキシル基含有アクリルゴム１００重量部に対して２０〜４０重量部であり、
上記金属石けんの含有量が、上記カルボキシル基含有アクリルゴム１００重量部に対して３〜１０重量部であるゴム組成物
の加硫物からなる摺動部を有する。
The sealing member of the present invention contains a carboxyl group-containing acrylic rubber, wollastonite, and metal soap.
The metal soap is at least one of aluminum monostearate and aluminum distearate.
The content of the wollastonite is 20 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the carboxyl group-containing acrylic rubber.
The metal soap has a sliding portion made of a vulcanized product of a rubber composition having a content of 3 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the carboxyl group-containing acrylic rubber.
本発明の密封部材は、密封部材の摺動部を構成する上記ゴム組成物の加硫物がウォラストナイトと特定の金属石けん（アルミニウムモノステアレート及び／又はアルミニウムジステアレート）とを含むため、低トルク化に適している。これは、密封部材の相手部材との摺接面において、加硫ゴムの摩耗、金属石けんの脱落及びウォラストナイトの露出による突起の形成によって、充分な粗さを有する摺接面が継続的に生じるためと考えている。このような摺接面を有する密封部材をオイルシールとして使用した際には、上記摺接面と相手部材との間に液膜が効率良く形成されて潤滑状態が良好になり、オイルのせん断抵抗を下げ、オイルシールの低トルク化が達成され、更には低トルク状態が維持される。
なお、本発明の密封部材を構成する上記加硫物に含まれるアルミニウムモノステアレートやアルミニウムジステアレートは固体であり、上記加硫物中に分散している。そのため、上記加硫ゴムの摩耗に伴って摺動面から脱落すると考えられる。
また、上記密封部材は、金属石けんとして特定のアルミニウムステアレートを含有しているため、上記摺動部に相手部材に対する適切な締め付け力を付与し、密封部材として要求される密封性を確保することができる。後述する通り、金属石けんとしてアルミニウムトリステアレートを採用した場合は密封性を確保することが困難である。
In the sealing member of the present invention, the vulcanized product of the rubber composition constituting the sliding portion of the sealing member contains wollastonite and a specific metal soap (aluminum monostearate and / or aluminum distearate). , Suitable for low torque. This is because the sliding contact surface of the sealing member with the mating member has a sufficient roughness due to the wear of the vulcanized rubber, the falling off of the metal soap, and the formation of protrusions due to the exposure of the wollastonite. I think it will happen. When a sealing member having such a sliding contact surface is used as an oil seal, a liquid film is efficiently formed between the sliding contact surface and the mating member to improve the lubrication state and the shear resistance of the oil. The torque of the oil seal is reduced, and the low torque state is maintained.
The aluminum monostearate and aluminum distearate contained in the vulcanized product constituting the sealing member of the present invention are solid and are dispersed in the vulcanized product. Therefore, it is considered that the vulcanized rubber falls off from the sliding surface as it wears.
Further, since the sealing member contains a specific aluminum stearate as a metal soap, an appropriate tightening force is applied to the sliding portion to the mating member to ensure the sealing property required for the sealing member. Can be done. As will be described later, when aluminum tristearate is used as the metal soap, it is difficult to ensure the sealing property.
本発明の密封部材によれば、密封性を維持しつつ、長期間に亘って低トルク化を図ることができる。 According to the sealing member of the present invention, it is possible to reduce the torque for a long period of time while maintaining the sealing property.
以下、本発明の実施形態にかかる密封部材について図面を参照しながら詳述する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態にかかるオイルシールの断面図である。
オイルシール１０は環状に形成され、その外周部の外周面が、例えばトランスミッションのハウジング３５等に固定され、内周部のリップ先端２４が回転軸３６等の相手部材の軸表面のリップ当たり面３６ａに摺接し、ハウジング３５と回転軸３６との間の空間内に封入した潤滑油等を密封する。
オイルシール１０は、金属環１１と弾性部材１２とを加硫接着してなる。金属環１１は、軸方向に平行な部分１４と、垂直な部分１５とによって断面Ｌ字形状に屈曲して形成されている。弾性部材１２は、金属環１１の平行部分１４の外周面及び垂直部分１５の軸方向一側面を覆うように接着されるとともに、径方向内側に保護リップ１９及び回転軸３６との摺接部となるリップ先端２４を備えるリップ頭部１８を備えている。リップ頭部１８の外周面には、締め付け力を補助するためのガータばね１３が設けられている。
Hereinafter, the sealing member according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an oil seal according to a first embodiment of the present invention.
The oil seal 10 is formed in an annular shape, the outer peripheral surface of the outer peripheral portion thereof is fixed to, for example, the housing 35 of the transmission, and the lip tip 24 of the inner peripheral portion is the lip contact surface 36a of the shaft surface of the mating member such as the rotating shaft 36. The lubricating oil or the like sealed in the space between the housing 35 and the rotating shaft 36 is sealed.
The oil seal 10 is formed by vulcanizing and adhering a metal ring 11 and an elastic member 12. The metal ring 11 is formed by being bent into an L-shaped cross section by a portion 14 parallel to the axial direction and a portion 15 perpendicular to the axial direction. The elastic member 12 is adhered so as to cover the outer peripheral surface of the parallel portion 14 of the metal ring 11 and one side surface in the axial direction of the vertical portion 15, and is radially inward with the protective lip 19 and the sliding contact portion with the rotating shaft 36. A lip head 18 with a lip tip 24 is provided. A garter spring 13 for assisting the tightening force is provided on the outer peripheral surface of the lip head 18.
保護リップ１９は、回転軸３６に向かって延び、回転軸３６との間の粉塵の通過を阻止している。また、保護リップ１９は、リップ頭部１８から離れる方向へ向けて斜めに延びている。
リップ頭部１８は、金属環１１の平行部分１４の内周側に配置されるとともに、その外周面にガータばね１３を嵌合するばね溝１８ａを有し、内周面は、径方向内方に向けて先細り形状となっている。したがって、リップ頭部１８の内周面には、先細り形状のリップ先端（境界縁）２４を境として軸方向両側に、互いに反対方向側に傾斜する２つのリップ側面２０，２３が形成されている。
The protective lip 19 extends toward the rotating shaft 36 and blocks the passage of dust with the rotating shaft 36. Further, the protective lip 19 extends obliquely in a direction away from the lip head 18.
The lip head 18 is arranged on the inner peripheral side of the parallel portion 14 of the metal ring 11, and has a spring groove 18a on the outer peripheral surface thereof for fitting the garter spring 13, and the inner peripheral surface is radially inward. It has a tapered shape toward. Therefore, on the inner peripheral surface of the lip head 18, two lip side surfaces 20 and 23 that are inclined in opposite directions are formed on both sides in the axial direction with the tapered lip tip (boundary edge) 24 as a boundary. ..
保護リップ１９から離れて配置された一方のリップ側面２０は、密封流体側に配置されたリップ密封液側面とされ、保護リップ１９側に配置された他方のリップ側面２３は、リップ大気側面とされている。リップ頭部１８では、主にリップ先端２４が、回転軸３６のリップ当たり面（軸の表面）３６ａに摺接する。なお、リップ頭部１８は、リップ先端２４が回転軸３６のリップ当たり面３６ａに接触することによって径外方向に湾曲し、変形したリップ先端２４とその近傍のリップ密封液側面２０とリップ大気側面２３とがリップ当たり面３６ａに接触するが、図１では、湾曲していない状態のリップ頭部１８を示している。 One lip side surface 20 arranged away from the protective lip 19 is a lip sealing liquid side surface arranged on the sealing fluid side, and the other lip side surface 23 arranged on the protective lip 19 side is a lip atmospheric side surface. ing. In the lip head 18, the lip tip 24 mainly comes into sliding contact with the lip contact surface (shaft surface) 36a of the rotating shaft 36. The lip head 18 is curved in the out-diameter direction when the lip tip 24 comes into contact with the lip contact surface 36a of the rotation shaft 36, and the deformed lip tip 24, the lip sealing liquid side surface 20 in the vicinity thereof, and the lip atmospheric side surface. 23 comes into contact with the lip contact surface 36a, but FIG. 1 shows the lip head 18 in a non-curved state.
リップ頭部１８を含む弾性部材１２は、ゴム組成物の加硫物からなる。上記ゴム組成物は、カルボキシル基含有アクリルゴムと、ウォラストナイトと特定の金属石けんとを含む。ここで、ウォラストナイトの含有量はカルボキシル基含有アクリルゴム１００重量部に対して２０〜４０重量部であり、金属石けんの含有量はカルボキシル基含有アクリルゴム１００重量部に対して３〜１０重量部である。
オイルシール１０は、弾性部材１２が上記加硫物からなるため、優れた密封性を維持しつつ、長期間に亘って低トルク化を図ることができる。
オイルシール１０のリップ先端２４は、回転軸３６のリップ当たり面３６ａとの摺接によって、加硫ゴムの摩耗、加硫物中に分散した金属石けんの脱落及びウォラストナイトの露出による突起の形成が継続的に生じ、これによってリップ先端２４は、充分な粗さを持続すると考えている。その結果、オイルシール１０のトルクが低下し、その状態が長期間に亘って維持されると考えている。
The elastic member 12 including the lip head 18 is made of a vulcanized product of a rubber composition. The rubber composition contains a carboxyl group-containing acrylic rubber, wollastonite, and a specific metal soap. Here, the content of wollastonite is 20 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the carboxyl group-containing acrylic rubber, and the content of the metal soap is 3 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the carboxyl group-containing acrylic rubber. It is a department.
Since the elastic member 12 of the oil seal 10 is made of the vulcanized product, it is possible to reduce the torque over a long period of time while maintaining excellent sealing performance.
The lip tip 24 of the oil seal 10 is in sliding contact with the lip contact surface 36a of the rotating shaft 36, so that the vulcanized rubber is worn, the metal soap dispersed in the vulcanized material comes off, and protrusions are formed due to the exposure of wollastonite. Is continuously occurring, which is believed to cause the lip tip 24 to maintain sufficient roughness. As a result, the torque of the oil seal 10 is reduced, and it is considered that the state is maintained for a long period of time.
以下、上記ゴム組成物について詳述する。
上記ゴム組成物は、未加硫のカルボキシル基含有アクリルゴムと、ウォラストナイトと特定の金属石けんとを含む。
上記カルボキシル基含有アクリルゴムとしては特に限定されず、例えば、カルボキシル基含有モノマーとアクリルモノマーとの共重合体である、下記式（１）で表されるポリマー等が挙げられる。
Hereinafter, the rubber composition will be described in detail.
The rubber composition contains an unvulcanized carboxyl group-containing acrylic rubber, wollastonite, and a specific metallic soap.
The carboxyl group-containing acrylic rubber is not particularly limited, and examples thereof include a polymer represented by the following formula (1), which is a copolymer of a carboxyl group-containing monomer and an acrylic monomer.
（式（１）中、ｍ、ｎはそれぞれ独立して正の整数である。Ｒは、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ４Ｈ９、又は、−Ｃ２Ｈ４ＯＣＨ３である。）
上記式（１）において、ｍとｎの比率（ｎ／ｍ）は、０．０００１〜０．１５が好ましい。上記比率（ｎ／ｍ）が０．０００１よりも小さいと、加硫物の機械的特性が不十分になるとともに、加硫物の切断時伸びが大きく低下し、上記加硫物からなる摺動部を有するオイルシールは、長期に亘って密封性を維持できないことがある。上記比率（ｎ／ｍ）が０．１５よりも大きい場合も、加硫物の切断時伸びが大きく低下し、この場合も上記加硫物からなる摺動部を有するオイルシールは、長期に亘って密封性を維持できないことがある。
(In equation (1), m and n are independently positive integers. R is -C 2 H 5 , -C 4 H 9 , or -C 2 H 4 OCH 3. )
In the above formula (1), the ratio of m to n (n / m) is preferably 0.0001 to 0.15. If the ratio (n / m) is smaller than 0.0001, the mechanical properties of the vulcanized product become insufficient, and the elongation during cutting of the vulcanized product is significantly reduced, so that the sliding made of the vulcanized product The oil seal having a portion may not be able to maintain the sealing property for a long period of time. Even when the ratio (n / m) is larger than 0.15, the elongation at the time of cutting of the vulcanized product is greatly reduced, and in this case as well, the oil seal having the sliding portion made of the vulcanized product has a long-term effect. It may not be possible to maintain the sealability.
上記式（１）で表される上記カルボキシル基含有アクリルゴムは、カルボキシル基を有するユニットが架橋点としての役割を果たし、加硫剤との共存下で加熱することにより加硫ゴムとなる。
上記カルボキシル基含有アクリルゴムは、カルボキシル基含有モノマーと、アクリルモノマーと、更に第三のモノマーとを反応させて形成された共重合体であっても良い。上記第三のモノマーとしては、例えば、アクリル酸ブトキシエチル、エチレン、アクリル酸メチル等の１種または複数種の組み合わせが挙げられる。
The carboxyl group-containing acrylic rubber represented by the above formula (1) becomes a vulcanized rubber when the unit having a carboxyl group serves as a cross-linking point and is heated in the coexistence with a vulcanizing agent.
The carboxyl group-containing acrylic rubber may be a copolymer formed by reacting a carboxyl group-containing monomer, an acrylic monomer, and a third monomer. Examples of the third monomer include one or a combination of a plurality of types such as butoxyethyl acrylate, ethylene, and methyl acrylate.
上記カルボキシル基含有アクリルゴムとしては、市販品を用いることもできる。上記カルボキシル基含有アクリルゴムの市販品としては、例えば、Ｎｉｐｏｌ（登録商標） ＡＲ１２や、Ｎｉｐｏｌ ＡＲ１４（いずれも日本ゼオン社製）、ＮＯＸＴＩＴＥ（登録商標） ＰＡ−５２１、ＮＯＸＴＩＴＥ ＰＡ−５２２ＨＦ、ＮＯＸＴＩＴＥ ＰＡ−５２６、ＮＯＸＴＩＴＥ ＰＡ−５２４（いずれもユニマテック社製）、ラクレスター（登録商標） ＣＨ、ラクレスター ＣＴ、ラクレスター ＣＵＣ（いずれも大阪ソーダ社製）等が挙げられる。
上記カルボキシル基含有アクリルゴムとしては、１種類のカルボキシル基含有アクリルゴムを用いても良いし、２種類以上のカルボキシル基含有アクリルゴムを併用しても良い。
As the carboxyl group-containing acrylic rubber, a commercially available product can also be used. Commercially available products of the above-mentioned carboxyl group-containing acrylic rubber include, for example, Nipol (registered trademark) AR12, Nipol AR14 (all manufactured by Nippon Zeon), NOXTITE (registered trademark) PA-521, NOXTITE PA-522HF, and NOXTITE PA-. 526, NOXTITE PA-524 (all manufactured by Unimatec), Lacrester (registered trademark) CH, Lacrester CT, Lacrester CUC (all manufactured by Osaka Soda Co., Ltd.) and the like can be mentioned.
As the carboxyl group-containing acrylic rubber, one type of carboxyl group-containing acrylic rubber may be used, or two or more types of carboxyl group-containing acrylic rubber may be used in combination.
上記ウォラストナイトは、上記ゴム組成物中に配合できるものであれば良い。
上記ウォラストナイトの寸法は特に限定されないが、例えば、繊維径が５〜１０μｍ、繊維長が１０〜１００μｍ、アスペクト比が１〜２０程度が好ましい。このようなウォラストナイトを特定の金属石けんとともに用いた場合、オイルシールの摺接面に当該ウォラストナイトに基づく適切な突起を形成するのに適している。そのため、上記寸法のウォラストナイトを用いることは、オイルシールの低トルク化を図るのに好適である。
The wollastonite may be any one that can be blended in the rubber composition.
The dimensions of the wollastonite are not particularly limited, but for example, the fiber diameter is preferably 5 to 10 μm, the fiber length is 10 to 100 μm, and the aspect ratio is about 1 to 20. When such a wollastonite is used together with a specific metal soap, it is suitable for forming an appropriate protrusion based on the wollastonite on the sliding contact surface of the oil seal. Therefore, it is suitable to use the wollastonite having the above dimensions in order to reduce the torque of the oil seal.
上記ウォラストナイトの繊維長及び繊維径は、無作為に選択した１００本のウォラストナイトを顕微鏡で観察して各ウォラストナイトの繊維長及び繊維径を測定し、繊維長及び繊維径のそれぞれの平均値を算出したものである。このとき、顕微鏡としては、光学顕微鏡や捜査型電子顕微鏡などを用いることができる。
上記ウォラストナイトのアスペクト比は、上記繊維長を上記繊維径で除した値である。
For the fiber length and fiber diameter of the above wollastonite, 100 randomly selected wollastonites were observed with a microscope, and the fiber length and fiber diameter of each wollastonite were measured, and the fiber length and fiber diameter were measured respectively. The average value of is calculated. At this time, as the microscope, an optical microscope, an investigative electron microscope, or the like can be used.
The aspect ratio of the wollastonite is a value obtained by dividing the fiber length by the fiber diameter.
上記ゴム組成物における上記ウォラストナイトの含有量は、上記カルボキシル基含有アクリルゴム１００重量部に対して、２０〜４０重量部である。
上記ウォラストナイトの含有量がこの範囲にあれば、オイルシールにおける上記加硫物の硬さを、密封性を確保するのに適した硬さとすることができる。また、上記オイルシールの摺接面に低トルク化に適した凹凸を形成するのに好適である。
これに対して、上記ウォラストナイトの含有量が２０重量部未満では、摺接面に充分な凹凸を形成することができず、トルクが高くなる。また、上記ウォラストナイトの含有量が４０重量部を超えると、切断時引張強さ（Ｔｂ）が低下し、架橋物の摩擦が過大となり、長期間に亘って密封性能を維持できなくなる。
上記ウォラストナイトは、シランカップリング剤で表面処理されたものでも良い。
The content of the wollastonite in the rubber composition is 20 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the carboxyl group-containing acrylic rubber.
When the content of the wollastonite is within this range, the hardness of the vulcanized product in the oil seal can be set to a hardness suitable for ensuring the sealing property. Further, it is suitable for forming unevenness suitable for reducing torque on the sliding contact surface of the oil seal.
On the other hand, if the content of the wollastonite is less than 20 parts by weight, sufficient unevenness cannot be formed on the sliding contact surface, and the torque becomes high. On the other hand, if the content of the wollastonite exceeds 40 parts by weight, the tensile strength (Tb) at the time of cutting decreases, the friction of the crosslinked product becomes excessive, and the sealing performance cannot be maintained for a long period of time.
The wollastonite may be surface-treated with a silane coupling agent.
上記金属石けんは、アルミニウムモノステアレート及びアルミニウムジステアレートの少なくとも一方である。
これらの金属石けんを配合することにより、オイルシールにおける上記加硫物の硬さを密封性を確保するのに適した硬さとしつつ、当該オイルシールの摺接面に低トルク化に適した凹凸を形成することができる。
なお、本発明では、金属石けんとして、アルミニウムトリステアレートは採用することができない。アルミニウムトリステアレートを採用した場合、上記カルボキシル基含有アクリルゴムの架橋が阻害され、上記加硫物の硬さをオイルシールが密封性を確保するのに必要な硬さにできないからである。
The metal soap is at least one of aluminum monostearate and aluminum distearate.
By blending these metal soaps, the hardness of the vulcanized product in the oil seal is made suitable for ensuring the sealing performance, and the sliding contact surface of the oil seal is provided with irregularities suitable for reducing torque. Can be formed.
In the present invention, aluminum tristearate cannot be used as the metal soap. This is because when aluminum tristearate is adopted, the cross-linking of the carboxyl group-containing acrylic rubber is hindered, and the hardness of the vulcanized product cannot be made the hardness required for the oil seal to ensure the sealing property.
上記ゴム組成物における上記金属石けんの含有量は、上記カルボキシル基含有アクリルゴム１００重量部に対して、３〜１０重量部である。
これに対して、上記金属石けんの含有量が３重量部未満では、オイルシールの低トルク化を図ることができない。一方、上記金属石けんの含有量が１０重量部を超えると、加硫物の硬さが低下し、オイルシールとしての密封性を確保できない。
The content of the metal soap in the rubber composition is 3 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the carboxyl group-containing acrylic rubber.
On the other hand, if the content of the metal soap is less than 3 parts by weight, the torque of the oil seal cannot be reduced. On the other hand, if the content of the metal soap exceeds 10 parts by weight, the hardness of the vulcanized product decreases, and the sealing property as an oil seal cannot be ensured.
上記ゴム組成物は、更に、加硫剤を含有する。上記加硫剤は、アミン系加硫剤等のカルボキシル基含有アクリルゴムを架橋できるものであれば良い。
また、上記ゴム組成物は、必要に応じて、グアニジン化合物、スルフェンアミド化合物、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン、３級アミン等の加硫促進剤、飽和脂肪酸（例えば、ステアリン酸等）、マイクロクリスタリンワックス等の加工助剤、老化防止剤を含有しても良い。更にはオイルシールに配合される他の公知の添加剤等を含有しても良い。
The rubber composition further contains a vulcanizing agent. The vulcanizing agent may be any as long as it can crosslink a carboxyl group-containing acrylic rubber such as an amine-based vulcanizing agent.
Further, the rubber composition is saturated with a vulcanization accelerator such as a guanidine compound, a sulfenamide compound, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene, or a tertiary amine, if necessary. It may contain a processing aid such as a fatty acid (for example, stearic acid), microcrystalline wax, or an antiaging agent. Further, other known additives and the like to be blended in the oil seal may be contained.
上記ゴム組成物の加硫物のデュロメータＡ硬さは、Ａ６５〜Ａ７５が好ましい。
上記加硫物のデュロメータＡ硬さがＡ６５未満では、弾性部材１２の相手部材（回転軸３６）に対する締め付け力が不十分となり、オイルシールとしての密着性を確保することができず、オイル漏れが発生することがある。
一方、上記加硫物のデュロメータＡ硬さがＡ７５を超えると、弾性部材１２の相手部材に対する追従性が不十分となり、この場合もオイル漏れが発生することがある。
上記デュロメータＡ硬さは、ＪＩＳ Ｋ ６２５３−３：２０１２に準拠した方法で測定すれば良い。
The durometer A hardness of the vulcanized product of the rubber composition is preferably A65 to A75.
If the durometer A hardness of the vulcanized product is less than A65, the tightening force of the elastic member 12 with respect to the mating member (rotating shaft 36) becomes insufficient, and the adhesion as an oil seal cannot be ensured, resulting in oil leakage. It may occur.
On the other hand, if the durometer A hardness of the vulcanized product exceeds A75, the followability of the elastic member 12 to the mating member becomes insufficient, and oil leakage may occur in this case as well.
The hardness of the durometer A may be measured by a method according to JIS K 6253-3: 2012.
上記ゴム組成物の加硫物の切断時引張強さ（Ｔｂ）は、８．０ＭＰａ以上が好ましい。
また、上記ゴム組成物の加硫物の切断時伸び（Ｅｂ）は、１００％以上が好ましい。
上記加硫物がこれらの引張特性を充足する場合、弾性部材１２は十分な機械強度を有し、長期間に亘ってオイルシールとしての密封性を確保するのに適している。
上記切断時引張強さ（Ｔｂ）及び上記切断時伸び（Ｅｂ）は、ＪＩＳ Ｋ ６２５１：２０１７に準拠した方法で測定すれば良い。
The cutting tensile strength (Tb) of the vulcanized product of the rubber composition is preferably 8.0 MPa or more.
The elongation (Eb) of the vulcanized product of the rubber composition during cutting is preferably 100% or more.
When the vulcanized product satisfies these tensile properties, the elastic member 12 has sufficient mechanical strength and is suitable for ensuring the sealing property as an oil seal for a long period of time.
The tensile strength at cutting (Tb) and the elongation at cutting (Eb) may be measured by a method according to JIS K 6251: 2017.
本実施形態に係るオイルシール１０は、例えば下記の工程を経て製造することができる。
（１）まず、未加硫のカルボキシル基含有アクリルゴム、ウォラストナイト、特定の金属石けん（アルミニウムモノステアレート及び／又はアルミニウムジステアレート）、並びに、加硫剤、更には、必要に応じて配合する加硫促進剤や加工助剤等の各種添加剤を含有するゴム組成物を調製する。このゴム組成物は、予め各配合成分を計量し、ロール、ニーダ等の混錬機で混練することによって調製すれば良い。
The oil seal 10 according to the present embodiment can be manufactured, for example, through the following steps.
(1) First, unvulcanized carboxyl group-containing acrylic rubber, wollastonite, specific metal soap (aluminum monostearate and / or aluminum distearate), vulcanizing agent, and if necessary. A rubber composition containing various additives such as a vulcanization accelerator and a processing aid to be blended is prepared. This rubber composition may be prepared by weighing each compounding component in advance and kneading it with a kneader such as a roll or a kneader.
（２）次に、金型内に、上記ゴム組成物を注型し、所定の条件で加硫成形する。
この工程では、上記ゴム組成物を加硫成形する際に、金属環１１を金型内に予め設けておき、金属環１１と弾性部材１２とを加硫接着させることが好ましい。これにより、製造工数を低減することができる。
(2) Next, the rubber composition is cast into a mold and vulcanized under predetermined conditions.
In this step, when the rubber composition is vulcanized, it is preferable to provide the metal ring 11 in the mold in advance and vulcanize and bond the metal ring 11 and the elastic member 12. As a result, the manufacturing man-hours can be reduced.
（３）その後、成形品を金型から取り出し、ガータばね１３を嵌合させ、オイルシール１０を完成する。 (3) After that, the molded product is taken out from the mold, the garter spring 13 is fitted, and the oil seal 10 is completed.
（他の実施形態）
本発明の実施形態に係る密封部材は、オイルシールに限定されず、例えば、ダストシールや、他のシール部材等であっても良い。
(Other embodiments)
The sealing member according to the embodiment of the present invention is not limited to the oil seal, and may be, for example, a dust seal, another sealing member, or the like.
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の実施形態は、以下の実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例のそれぞれでは、図１に示した形状のオイルシールと、物性を測定するためのシートとを作製した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the embodiments of the present invention are not limited to the following Examples.
In each of the examples and comparative examples, an oil seal having the shape shown in FIG. 1 and a sheet for measuring physical characteristics were prepared.
実施例及び比較例で、ゴム組成物の調製に用いたカルボキシル基含有アクリルゴム、ウォラストナイト、及び、金属石けんは以下の通りである。
・カルボキシル基含有アクリルゴム：
Ｎｉｐｏｌ ＡＲ１２（日本ゼオン社製）
・ウォラストナイト：
ＮＹＡＤ ４００（ＮＹＣＯ Ｍｉｎｅｒａｌｓ社製）、繊維径＝７μｍ、繊維長＝３５μｍ、アスペクト比＝５．０
・金属石けん
アルミニウムステアレート３００（日油社製、アルミニウムモノステアレート）
アルミニウムステアレート９００（日油社製、アルミニウムトリステアレート）
The carboxyl group-containing acrylic rubber, wollastonite, and metal soap used in the preparation of the rubber composition in Examples and Comparative Examples are as follows.
・ Carboxylic acid-containing acrylic rubber:
Nipol AR12 (manufactured by Zeon Corporation)
・ Wallast Night:
NYAD 400 (manufactured by NYCO Minerals), fiber diameter = 7 μm, fiber length = 35 μm, aspect ratio = 5.0
・ Metal soap Aluminum stearate 300 (manufactured by NOF Corporation, aluminum monostearate)
Aluminum stearate 900 (manufactured by NOF Corporation, aluminum tristearate)
（実施例１）
（１）カルボキシル基含有アクリルゴム（Ｎｉｐｏｌ ＡＲ１２）１００重量部、ウォラストナイト（ＮＹＡＤ ４００）３５重量部、アルミニウムモノステアレート（アルミニウムステアレート３００）、及び、添加剤（フィラー、加硫剤、加硫促進剤及び加工助剤など）８０．６重量部をロールで混練し、ゴム組成物を得た。
(Example 1)
(1) 100 parts by weight of carboxyl group-containing acrylic rubber (Nipol AR12), 35 parts by weight of wollastonite (NYAD 400), aluminum monostearate (aluminum stearate 300), and additives (filler, vulcanizer, addition). 80.6 parts by weight of (vulcanization accelerator, processing aid, etc.) was kneaded with a roll to obtain a rubber composition.
（２−１）金属環を設置した金型に上記（１）で得たゴム組成物を注型した後、１８０℃、１０分間の条件で一次加硫を行い、更に、１８０℃、４時間の条件で二次加硫を行い、図１に示した形状のオイルシールを作製した。
（２−２）上記（２−１）とは別に、上記（１）で得たゴム組成物を金型を用いて上記の加熱条件でシート状に加硫成形し、上記ゴム組成物の加硫物からなる厚さ２ｍｍのシートを作製した。
(2-1) After casting the rubber composition obtained in (1) above into a mold on which a metal ring is installed, primary vulcanization is performed under the conditions of 180 ° C. for 10 minutes, and further, 180 ° C. for 4 hours. Secondary vulcanization was carried out under the conditions of (1) to prepare an oil seal having the shape shown in FIG.
(2-2) Apart from the above (2-1), the rubber composition obtained in the above (1) is vulcanized and molded into a sheet under the above heating conditions using a mold, and the above rubber composition is added. A sheet having a thickness of 2 mm made of sulfur was prepared.
（比較例１）
アルミニウムモノステアレートを配合しなかった以外は、実施例１と同様にして、オイルシールとシートとを作製した。
(Comparative Example 1)
An oil seal and a sheet were prepared in the same manner as in Example 1 except that aluminum monostearate was not blended.
（比較例２）
ウォラストナイト及びアルミニウムモノステアレートを配合しなかった以外は、実施例１と同様にして、オイルシールとシートとを作製した。
(Comparative Example 2)
An oil seal and a sheet were prepared in the same manner as in Example 1 except that wollastonite and aluminum monostearate were not blended.
（比較例３）
アルミニウムモノステアレートの配合量を２重量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、オイルシールとシートとを作製した。
(Comparative Example 3)
An oil seal and a sheet were produced in the same manner as in Example 1 except that the blending amount of aluminum monostearate was changed to 2 parts by weight.
（比較例４）
アルミニウムモノステアレートに代えて、アルミニウムトリステアレート（アルミニウムステアレート９００）を配合した以外は、実施例１と同様にして、オイルシールとシートとを作製した。
(Comparative Example 4)
An oil seal and a sheet were produced in the same manner as in Example 1 except that aluminum tristearate (aluminum stearate 900) was blended in place of aluminum monostearate.
実施例及び比較例のそれぞれで作製したオイルシール又はシートを使って下記の評価を行った。結果を表１に示した。
（１）シートを使った評価
（１−１）デュロメータＡ硬さ：
シートを３０×５０ｍｍの寸法に切り出し、タイプＡデュロメータを使用して「ＪＩＳ Ｋ ６２５３−３：２０１２」に準拠した方法でデュロメータＡ硬さを測定した。測定は、試験片を３枚重ねて行った。
The following evaluations were made using the oil seals or sheets prepared in each of the examples and comparative examples. The results are shown in Table 1.
(1) Evaluation using sheet (1-1) Durometer A Hardness:
The sheet was cut out to a size of 30 × 50 mm, and the durometer A hardness was measured using a type A durometer by a method conforming to “JIS K 6253-3: 2012”. The measurement was performed by stacking three test pieces.
（１−２）切断時引張強さ（Ｔｂ）及び切断時伸び（Ｅｂ）：
シートを切り切り出し、ダンベル状３号形の試験片を作製した。
作製した試験片を使用して「ＪＩＳ Ｋ ６２５１：２０１７」に準拠した引張試験を行った。このとき、引張り速度は、５００ｍｍ／ｍｉｎとし、試験片の数は３個とした。
(1-2) Tensile strength at cutting (Tb) and elongation at cutting (Eb):
A sheet was cut out to prepare a dumbbell-shaped No. 3 test piece.
A tensile test conforming to "JIS K 6251: 2017" was performed using the prepared test piece. At this time, the tensile speed was set to 500 mm / min, and the number of test pieces was set to 3.
（２）オルシールを使った評価
（２−１）トルク：
図２に示したように、オイルシール１０の外周部をシールトルク試験機１００のハウジング１３５に固定しつつ、オイルシール１０の内周部を回転軸１３６に挿通し、オイル１４０を密封した状態で回転軸１３６を回転させ、そのときのトルク[ｍＮ・ｍ]をロードセル（図示せず）で測定した。このとき、試験条件としては、
試験温度：室温（２５℃）
周速：４．５ｍ／ｓ
なじみ試験：３０ｍｉｎ
トルク試験：２ｍｉｎ
を採用した。
(2) Evaluation using Orseal (2-1) Torque:
As shown in FIG. 2, the outer peripheral portion of the oil seal 10 is fixed to the housing 135 of the seal torque tester 100, the inner peripheral portion of the oil seal 10 is inserted into the rotating shaft 136, and the oil 140 is sealed. The rotating shaft 136 was rotated, and the torque [mN · m] at that time was measured with a load cell (not shown). At this time, as a test condition,
Test temperature: Room temperature (25 ° C)
Peripheral speed: 4.5 m / s
Familiarity test: 30 min
Torque test: 2min
It was adopted.
これらの評価により、実施例１のオイルシールは、オイルシールが密封性を確保するために求められるデュロメータＡ硬さを有しつつ、低トルク化に寄与できることが明らかとなった。
また、オイルシールの摺接面を顕微鏡観察したところ、実施例１のオイルシールは、比較例１、２のオイルシールに比べて大きな突起（凹凸）が形成されていることが確認された。
From these evaluations, it was clarified that the oil seal of Example 1 can contribute to the reduction of torque while having the durometer A hardness required for the oil seal to ensure the sealing property.
Further, when the sliding contact surface of the oil seal was observed under a microscope, it was confirmed that the oil seal of Example 1 had larger protrusions (unevenness) than the oil seals of Comparative Examples 1 and 2.
１０：オイルシール、１１：金属環、１２：弾性部材、１３：ガータばね、
１８：リップ頭部、１９：保護リップ、２０：リップ密封液側面、２３：リップ大気側面
10: Oil seal, 11: Metal ring, 12: Elastic member, 13: Garter spring,
18: Lip head, 19: Protective lip, 20: Lip sealant side, 23: Lip atmospheric side
Claims (1)
前記金属石けんは、アルミニウムモノステアレート及びアルミニウムジステアレートの少なくとも一方であり、
前記ウォラストナイトの含有量が、前記カルボキシル基含有アクリルゴム１００重量部に対して２０〜４０重量部であり、
前記金属石けんの含有量が、前記カルボキシル基含有アクリルゴム１００重量部に対して３〜１０重量部であるゴム組成物
の加硫物からなる摺動部を有する密封部材。 Contains carboxyl group-containing acrylic rubber, wollastonite, and metal soap,
The metal soap is at least one of aluminum monostearate and aluminum distearate.
The content of the wollastonite is 20 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the carboxyl group-containing acrylic rubber.
A sealing member having a sliding portion made of a vulcanized product of a rubber composition in which the content of the metal soap is 3 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the carboxyl group-containing acrylic rubber.
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