JP5192849B2

JP5192849B2 - ワイパー

Info

Publication number: JP5192849B2
Application number: JP2008045601A
Authority: JP
Inventors: 和雄上原; 和政原田
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2028-02-27
Also published as: JP2009202074A

Description

本発明は、対象物の被清掃面に対して摺動することにより、被清掃面に付着した異物を除去するワイパーに関する。

従来から、工作機械の摺動部材間における、金属屑やゴミ等の異物の噛み込みを防止するために、摺動部材表面（被清掃面）に付着した異物を拭き取るワイパーが知られている。このようなワイパーは、全体が屈曲しつつ先端部が被清掃面に沿って摺動することができるように、ゴムや合成樹脂等の弾性体で形成されているのが一般的である。

また、このようなワイパーとして、切削油等が存在するウェット状態で被清掃面を拭き取るものと、切削油等が存在しないドライ状態で被清掃面を拭き取るものがそれぞれ知られている。これらのワイパーのうち、特に、ドライ状態で用いられる後者のワイパーにおいては、被清掃面に対してスムーズに摺動して、被清掃面に付着した異物を確実に除去することができるように、被清掃面と接触する摺動部の摩擦係数が低くなっていることが好ましい。

そこで、従来から、摺動部の摩擦係数が小さくなるように構成されたワイパーが提案されている。例えば、特許文献１のワイパーにおいては、被清掃面に対して摺動する摺動部（リップ部）が繊維材料で被覆されている。また、特許文献２のワイパーは、全体が短繊維が配合されたゴムで形成されており、さらに、摺動部の表面においては配合された短繊維が露出している。このように、摺動部の表面に繊維材料が存在することによって、摺動部表面の摩擦係数が小さくなり、被清掃面と摺動部の間に生じる摩擦抵抗が低下する。

特開２０００−３５４９３４号公報特許第２９４７３７６号公報

しかし、特許文献１のワイパーにおいては、摺動部表面を覆う繊維材料が摩耗してゴム等の弾性材料が一旦露出してしまうと、繊維材料による摩擦抵抗低減効果が消滅し、摺動部表面の摩擦係数が増加する。この状態では、ひっかかりが生じるなど、摺動部が被清掃面に対してスムーズに摺動することができなくなり、被清掃面に付着した異物を拭き取ることが困難となる。

一方、特許文献２のワイパーにおいては、ゴム内部に短繊維が分散していることから、摺動部表面の摩耗が進んでも摺動部の摩擦係数が上昇してしまうということはない。しかし、ワイパー全体に短繊維が配合されているために、ワイパー全体で硬度が一定となり、被清掃面に沿って摺動させるのに必要な、剛性と屈曲性の最適なバランスを取ることが困難となる。従って、摺動部を被清掃面に沿って摺動させることが難しくなる。

本発明の目的は、摺動部を被清掃面に沿って摺動させるのに必要な適度の屈曲性を備え
るとともに、摺動部の塑性変形を阻止して長期にわたり異物排除を維持できるワイパーを提供することである。

第１の発明のワイパーは、対象物の被清掃面に対して摺動することにより、前記被清掃面を拭き取るワイパーであって、対象物の被清掃面に対して摺動することにより、前記被清掃面を拭き取るワイパーであって、取付部と前記取付部から前記被清掃面の直交方向に対して傾斜した方向に延びる屈曲部とからなる本体部と、前記本体部の前記屈曲部と一体的に前記被清掃面に接触可能な領域を有する摺動部とを備え、前記摺動部の内部に補強材を埋設し、前記摺動部には前記被清掃面との間の摩擦抵抗を低減するための摩擦低減材が配合される一方で、前記被清掃面に接触しない前記本体部には前記摩擦低減材が配合されていないことを特徴とするものである。

本発明によれば、摺動部の内部に補強材を埋設することで接触部の塑性変形を阻止してその形状を長期に維持して異物排除を可能にし、また被清掃面に接触する摺動部に摩擦低減材が配合されることにより、摺動部表面の摩擦係数が小さくなり、被清掃面と摺動部との間の摩擦抵抗が低減される。また、摺動部の内部には摩擦低減材が分散して存在するため、ワイパーの使用につれて摺動部表面の摩耗が進行しても摩擦係数が増加することはなく、長期間にわたって摩擦低減効果が維持される。その一方で、被清掃面とは接触しない本体部には摩擦低減材が配合されていないことから、摺動部の摺動時に本体部が適度に屈曲して、摺動部が被清掃面に沿って移動するとともに、被清掃面に対して適度な面圧をもって接触するので、被清掃面に付着した異物を確実に拭き取ることができるようになる。

第２の発明のワイパーは、前記第１の発明において、補強材を摺動部の接触部付近に設けることを特徴とするものである。この構成によれば、摺動部が接触部付近で補強されることになり、より一層接触部の塑性変形を阻止して長期にわたり異物排除を維持でき、更には本体部が適度に屈曲して、摺動部が被清掃面に沿って移動するとともに、被清掃面に対して適度な面圧をもって接触するので、被清掃面に付着した異物を確実に拭き取ることができるようになる。

本発明によれば、摺動部の内部に補強材を埋設することで接触部の塑性変形を阻止してその形状を長期に維持して異物排除を可能にし、また被清掃面に接触する摺動部に摩擦低減材が配合されることにより、摺動部表面の摩擦係数が小さくなり、被清掃面と摺動部との間の摩擦抵抗が低減される効果がある。

次に、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、工作機械における機械加工時に生じる金属屑等の異物を除去する、工作機械用ワイパーに本発明を適用した一例である。

図１は、本実施形態に係るワイパー１の正面図である。このワイパー１は、工作機械（図示省略）を構成する金属部品の表面（被清掃面１０）に対して摺動部３が摺動することにより、被清掃面１０に付着した異物を拭き取るものである。

図１に示すように、ワイパー１は、基端側の本体部２と、この本体部２と一体化されるとともに被清掃面１０に接触可能な、先端側の摺動部３とを有する。そして、このワイパー１は、摺動部３が被清掃面１０に押し付けられて、その被清掃面１０側に位置する接触部９が被清掃面１０に接触した状態で、被清掃面１０に沿って移動することにより、被清掃面１０に付着した異物を拭き取るように構成されている。

本体部２は、取付部４と、この取付部４から被清掃面１０の直交方向に対して所定角度傾斜した方向に延びる屈曲部５とを有し、これら取付部４と屈曲部５は一体形成されている。また、この本体部２は、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン・プロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）等のゴム材料や、ポリウレタン等の合成樹脂材料といった弾性材料からなる。

また、本体部２がゴム材料からなる場合、通常、補強のためのカーボンブラック、老化防止剤、可塑剤、加硫剤といった配合剤が配合される。但し、この本体部２の硬度（ＪＩＳ−Ａ硬度）は、後で詳述するが７０°〜８５°であることが好ましい。そこで、本体部２の硬度を前記硬度範囲内の値にするためには、ゴム１００質量部に対してカーボンブラックを４０〜７５質量部、老化防止剤を１．５〜３．５質量部、酸化亜鉛を１〜１０質量部、可塑剤を５〜２０質量部、加硫剤を１〜３．５質量部といった程度の割合で配合する。

取付部４には、金属板からなるフレーム６が接着剤７より接合されており、このフレーム６を介して、取付部４は図示しない工作機械に取り付けられている。尚、ワイパー１に金属製のフレーム６が接合される必要は必ずしもなく、ワイパー１の取付部４が、工作機械を構成する金属部品に直接取り付けられる構成も可能である。また、取付部４と屈曲部５の境界部の、屈曲部傾斜方向側（図１の左方）の側部には、ワイパー１が被清掃面１０に押し付けられたときに、摺動部３の接触部９が被清掃面１０に密着するように本体部２を変形させるための、切欠部８が形成されている。

摺動部３は、屈曲部５の先端からさらにその延在方向に沿って延びた接触部９付近に金属やポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル等にような合成樹脂にような比較的薄い補強材１２を埋設している。即ち、接触部９は補強材１２の存在によって塑性変形しにくくなり、これによって先端の形状を長期に維持し、良好に異物を排除することができる。補強材１２には貫通穴（図示せず）を設けて、強固に固定することができる。

図２においては、接触部９の形状に相似した菱形形状の補強材１２が埋設され、接触部９全体の補強を行っている。

摺動部３は、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン・プロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）等のゴム材料や、ポリウレタン等の合成樹脂材料といった弾性材料からなる。さらに、この摺動部３を形成する弾性材料には、接触部９が被清掃面１０に対して摺動する際に生じる、被清掃面１０との間の摩擦抵抗を低減させるための摩擦低減材が配合されている。この摩擦低減材としては、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、綿繊維等の繊維材料や、グラファイト、フッ素樹脂、超高分子量ポリエチレン等を使用できる。

さらに、摺動部３がゴム材料からなる場合、通常、補強のためのカーボンブラック、老化防止剤、可塑剤、加硫剤といった配合剤が配合される。尚、摺動部３に求められる低い摺動抵抗を実現するためには、ゴム１００質量部に対してカーボンブラックを２０〜５５質量部、短繊維やグラファイト、超高分子量ポリエチレン等の摩擦低減材を１０〜４０質量部、老化防止剤を１．５〜３．５質量部、酸化亜鉛を１〜１０質量部、可塑剤を５〜２０質量部、加硫剤を１〜３．５質量部といった程度の割合で配合する。

このように、摺動部３を形成する弾性材料に摩擦低減材が配合されることで、接触部９の表面摩擦係数が低下し、摺動時における被清掃面１０との間の摩擦抵抗が低減される。また、摺動部３全体に摩擦低減材が分散されることで、ワイパー１の使用につれて接触部９の摩耗が進行してもその摩擦係数が増加することはなく、長期間にわたって摩擦低減効果が維持される。尚、摺動部３の接触部９の表面は、摩擦係数をさらに低下させて摩擦抵抗が一層小さくなるように、研磨により、成形時に形成されたゴムの表層を取り除き、摩擦低減材の露出面積を増大させることが好ましい。この摺動部３の研磨は、例えば、円筒研磨装置を用いて行うことができる。即ち、研磨装置の円筒状の砥石に摺動部３を軽く接触させた状態で、所定の周速（例えば、１０〜３０ｍ／ｓｅｃ程度）で砥石を回転させることにより、摺動部３の表面を研磨して摩擦低減材を露出させる。

さらに、摺動部３が被清掃面１０に付着した異物を確実に掻き取るためには、摺動部３はある程度の硬度（例えば、ＪＩＳ−Ａ硬度で７０°〜８５°程度）を有する必要がある。ここで、前述したように、摺動部３を形成する弾性材料に繊維材料やグラファイト等の摩擦低減材が配合されると、摺動部３中に含まれる弾性材料の割合が相対的に低下し、その結果、摺動部３の硬度が高くなる。従って、摺動部３に摩擦低減材を配合することは、拭き取り性能向上の点からも有益である。

ところで、前述した本体部２は、被清掃面１０に接触する部分ではないことから、摺動部３とは違って、摩擦係数を下げるために摩擦低減材が配合される必要はそもそもない。逆に、本体部２にも摩擦低減材が配合されることによってその硬度が高くなりすぎると、本体部２（特に、フレーム６に接合される取付部４と摺動部３とを連結する屈曲部５）の屈曲性が失われる。そのため、摺動部３が被清掃面１０に沿って摺動しにくくなり、被清掃面１０の異物を確実に拭き取ることができなくなる。

そこで、本実施形態においては、本体部２には、繊維材料やグラファイト等の摩擦低減材が配合されていない。これにより、屈曲部５に適度な剛性と屈曲性を備えさせることが可能になり、被清掃面１０に付着した異物を確実に拭き取ることができるようになる。尚、屈曲部５に剛性と屈曲性とをバランスよく備えさせて、摺動部３の掻き取り性能を向上させるには、本体部２の硬度はＪＩＳ−Ａ硬度で７０°〜８５°であることが好ましい。その理由については後ほど説明する。

また、従来から知られている、ワイパーの全体に摩擦低減材が配合された構成（例えば、前述した特許文献２参照）では、金属製のフレームとの接着部分にも摩擦低減材が存在することから、この接着部分におけるゴム等の弾性部材の配合量が低下することに起因して、ワイパーとフレームとの接着力が低下する。さらに、工作機械の機械加工時に使用される切削油等の油成分が弾性部材に浸透すると、ワイパーとフレームの接着力は一層低下する。しかし、本実施形態では、金属製のフレーム６と接着される本体部２（取付部４）に摩擦低減材が配合されていないことから、前述したような接着力低下という問題は生じない。

このように、本来、異なる機能が要求される本体部２と摺動部３の材質（摩擦低減材の配合／非配合）を分けることにより、本体部２と摺動部３の各々に対して、必要とされる機能を満足させるのに最適な材質を決定することができるようになる。つまり、本体部２の材質決定において、摺動部３のみに要求される表面摩擦係数の低下という点を考慮する必要はなく、また、摺動部３の材質決定において、本体部２のみに要求される適度な硬度範囲や金属フレーム等との接着性の確保という点を考慮する必要もない。

尚、先にも説明したように、被清掃面１０の清掃時には、ワイパー１の摺動部３が被清掃面１０に所定量押し付けられる（例えば、０．５〜３．０ｍｍ程度）。このように、摺動部３が被清掃面１０に押し付けられた後の状態においても、被清掃面１０には、摩擦低減材が配合された摺動部３のみが接触し、摩擦低減材が配合されていない本体部２は接触しないようにする必要があり、摺動部３（接触部９）が、ある程度の長さを有することが必要である。その一方で、摩擦低減材が配合された摺動部３の長さが長すぎると、ワイパー１全体の屈曲性が小さくなってしまう。そこで、図１に示すように、取付部４から傾斜して延びる部分の全長Ｌ０（摺動部３と屈曲部５の長さの和）に対して、摺動部３の長さＬ１が、Ｌ／３〜Ｌ／２の範囲にあることが好ましい。

本発明の実施形態に係るワイパーの正面図である。本発明の他の実施形態に係るワイパーの正面図である。

符号の説明

１ワイパー
２本体部
３摺動部
９接触部
１０被清掃面
１２補強材

Claims

対象物の被清掃面に対して摺動することにより、前記被清掃面を拭き取るワイパーであって、
取付部と前記取付部から前記被清掃面の直交方向に対して傾斜した方向に延びる屈曲部とからなる本体部と、
前記本体部の前記屈曲部と一体的に前記被清掃面に接触可能な領域を有する摺動部とを備え、
前記摺動部の内部に補強材を埋設し、
前記摺動部には前記被清掃面との間の摩擦抵抗を低減するための摩擦低減材が配合される一方で、前記被清掃面に接触しない前記本体部には前記摩擦低減材が配合されていないことを特徴とするワイパー。
補強材を接触部の先端部付近に設ける請求項１記載のワイパー。