JPH0225972Y2 - - Google Patents
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- JPH0225972Y2 JPH0225972Y2 JP1984143483U JP14348384U JPH0225972Y2 JP H0225972 Y2 JPH0225972 Y2 JP H0225972Y2 JP 1984143483 U JP1984143483 U JP 1984143483U JP 14348384 U JP14348384 U JP 14348384U JP H0225972 Y2 JPH0225972 Y2 JP H0225972Y2
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- lip
- friction
- shaft
- seal
- tip
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- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本考案は低フリクシヨン化を図つたオイルシー
ルに関する。[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an oil seal that achieves low friction.
（従来の技術）
従来、オイルシールの低フリクシヨン化を図る
方法としては、つぎの３つの方法があつた。(Prior Art) Conventionally, the following three methods have been used to reduce the friction of oil seals.
シールリツプのうちの軸と接触するリツプ先
端の軸との接触面積を小さくして摩擦抵抗を小
さくする方法。すなわち摩擦力はリツプ先端が
軸を押圧する押圧力に依存しているが、通常リ
ツプ先端の内径を軸の外径よりも小さくして軸
に装着し、拡開されたリツプ先端の弾性復元力
をリツプ先端の押圧力としている。リツプ先端
の軸との接触面積を小さくすれば、リツプ先端
の押圧力も小さくなるので摩擦抵抗も減少す
る。 A method of reducing frictional resistance by reducing the contact area between the shaft of the seal lip and the shaft of the tip of the lip. In other words, the frictional force depends on the pressing force of the tip of the lip pressing against the shaft, but usually the inner diameter of the tip of the lip is made smaller than the outer diameter of the shaft and it is attached to the shaft, and the elastic restoring force of the tip of the lip is expanded. is the pressing force at the tip of the lip. If the contact area of the tip of the lip with the shaft is reduced, the pressing force on the tip of the lip will also be reduced, and therefore the frictional resistance will also be reduced.
シールリツプのリツプ先端に摩擦抵抗の低い
部材（たとえば四フツ化エチレン樹脂
（PTFE）等）を接着剤により接着する方法。 A method of bonding a material with low frictional resistance (for example, polytetrafluoroethylene resin (PTFE), etc.) to the tip of the seal lip using adhesive.
シールリツプのリツプ先端に摩擦抵抗の小さ
な部材を塗布または吹付ける方法（たとえばテ
フロンコーテイング等）。 A method of applying or spraying a material with low frictional resistance to the tip of the seal lip (for example, Teflon coating, etc.).
（考案が解決しようとする問題点）
ところで従来例の上記した構造にあつては、
の場合はシールリツプのゴム自体の摩擦係数は一
定であり、さらに密封性能を維持するためには、
リツプ先端の軸に対する押圧力をある程度の大き
さにしなければならないために、フリクシヨンを
ある程度以下に減らすことができないという欠点
があつた。(Problems to be solved by the invention) By the way, regarding the above-mentioned structure of the conventional example,
In this case, the friction coefficient of the seal lip rubber itself is constant, and in order to maintain sealing performance,
Since the pressing force of the tip of the lip against the shaft must be set to a certain level, there is a drawback that the friction cannot be reduced below a certain level.
の場合においては、摩擦抵抗はシールリツプ
がゴム単一のものに比べて小さくなるが、四フツ
化エチレン樹脂は硬質で柔軟性がないために、シ
ールリツプの軸に対する密着性が悪く、また軸表
面の微小な凹凸に対しても追従性が悪くなつて密
封性能が低下する。そのためにシールリツプの軸
に対する押圧力を強くして密封性を高める必要が
あるが、逆に押圧力が強くなるために摩擦抵抗が
大きくなつてしまい、抵抗値を大幅に改善するこ
とができないという問題があつた。 In this case, the frictional resistance is smaller than when the seal lip is made of only rubber, but because tetrafluoroethylene resin is hard and inflexible, the seal lip has poor adhesion to the shaft, and the shaft surface The ability to follow minute irregularities also deteriorates, resulting in a decrease in sealing performance. To achieve this, it is necessary to increase the pressing force against the shaft of the seal lip to improve sealing performance.However, as the pressing force increases, the frictional resistance increases, making it impossible to significantly improve the resistance value. It was hot.
またの場合は、テフロンの摩擦係数が小さい
という特性から摩擦力は低減されると共に、コー
テイングの膜厚が薄い（数10μ）ことからの場
合と異なりコーテイングの剛性は低くゴムの柔軟
性は保たれるので、望ましい密封性能が維持され
る。しかし、シールリツプを形成しているゴムと
テフロンコーテイング層の接着力が弱いために、
テフロンコーテイング層の耐久性が悪く、テフロ
ンコーテイング層が剥れてオイルシールの寿命が
短くなるという問題があつた。 In this case, the frictional force is reduced due to Teflon's small coefficient of friction, and unlike the case where the coating is thin (several tens of microns), the rigidity of the coating is low and the flexibility of the rubber is maintained. The desired sealing performance is maintained. However, due to the weak adhesion between the rubber forming the seal lip and the Teflon coating layer,
There was a problem that the durability of the Teflon coating layer was poor, and the Teflon coating layer peeled off, shortening the life of the oil seal.
そこで本考案は低フリクシヨン化を図るととも
に、ゴムの持つ柔軟性を保持し、さらに耐久性を
向上させたオイルシールを提供することを目的と
する。 Therefore, the object of the present invention is to provide an oil seal that has low friction, maintains the flexibility of rubber, and has improved durability.
（問題点を解決するための手段）
上記の目的を達成するために本考案にあつて
は、リツプ部のうち少なくともリツプ先端に低摩
擦部材と固体潤滑剤の微粒子とからなる複合材料
の薄膜をスパツタリングにより形成したものから
構成されている。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a thin film of a composite material consisting of a low friction material and fine particles of solid lubricant on at least the tip of the lip portion. It is formed by sputtering.
（実施例）
以下に本考案に係るオイルシールを図示の実施
例に基づいて説明する。本考案の一実施例を示す
第１図において、往復動用オイルシールに適用さ
れるばね入り外周ゴム形オイルシールが示されて
おり、オイルシールは内部に金属環１を備えた環
状のシール本体２の内側両端にシールリツプ３と
ダストリツプ４を備えている。しかも各リツプ
３，４の反軸方向には、ばね５，６が取付けられ
ており、各リツプ３，４を軸に押圧するようにな
つている。シールリツプ３の内周には軸７に接触
して流体をシールするリツプ先端３ａ，３ｂが形
成され、ダストリツプ４の内周には軸７に接触し
て外部からの塵等の侵入を防止するリツプ先端４
ａが形成されている。シールリツプ３のリツプ先
端３ａ，３ｂおよびダストリツプ４のリツプ先端
４ａには、円周方向に全周にわたつて均一の薄膜
８が形成されており、この薄膜８は本実施例にお
いてはリツプ先端３ａ，３ｂおよび４ａだけでは
なく、シールリツプ３およびダストリツプ４の内
周面全面にわたつて形成されている。さらに薄膜
８は、低摩擦部材の四フツ化エチレン樹脂
（PTFE）と固体潤滑剤の微粒子である二硫化モ
リブデン（MoS2）との複合材料から構成されて
いる。薄膜８の形成はスパツタリングによりなさ
れており、本実施例においてはプレーナマグネト
ロン電極を用いた高周波プレーナマグネトロンス
パツタリングにより形成されている。すなわち複
合材料の四フツ化エチレン樹脂（RTFE）と二硫
化モリブデン（MoS2）の微粒子がスパツタリン
グにより高速に加速されて、シールリツプ３およ
びダストリツプ４を形成しているゴムの表面に大
きなエネルギーで衝突して薄膜８が生成され、薄
膜８は強い力でシールリツプ３およびダストリツ
プ４に接着されている。(Example) The oil seal according to the present invention will be described below based on the illustrated example. In FIG. 1 showing an embodiment of the present invention, a spring-loaded peripheral rubber oil seal applied to a reciprocating oil seal is shown, and the oil seal has an annular seal body 2 with a metal ring 1 inside. It is equipped with a seal lip 3 and a dust lip 4 at both inner ends. Furthermore, springs 5 and 6 are attached to the opposite axial direction of each lip 3 and 4, so as to press each lip 3 and 4 toward the shaft. Lip tips 3a and 3b are formed on the inner periphery of the seal lip 3 to contact the shaft 7 to seal fluid, and the inner periphery of the dust lip 4 is formed with a lip that contacts the shaft 7 to prevent dust from entering from the outside. Tip 4
a is formed. At the lip tips 3a, 3b of the seal lip 3 and the lip tip 4a of the dust lip 4, a uniform thin film 8 is formed over the entire circumference in the circumferential direction. It is formed not only on 3b and 4a but also over the entire inner circumferential surfaces of seal lip 3 and dust lip 4. Furthermore, the thin film 8 is made of a composite material of polytetrafluoroethylene resin (PTFE), which is a low-friction member, and molybdenum disulfide (MoS 2 ), which is fine particles of a solid lubricant. The thin film 8 is formed by sputtering, and in this embodiment, it is formed by high frequency planar magnetron sputtering using a planar magnetron electrode. In other words, fine particles of the composite material tetrafluoroethylene resin (RTFE) and molybdenum disulfide (MoS 2 ) are accelerated at high speed by sputtering and collide with the surface of the rubber forming the seal lip 3 and dust lip 4 with great energy. A thin film 8 is produced, which is adhered to the sealing lip 3 and the dust lip 4 with great force.
つぎにこのように構成された実施例の作用につ
いて説明する。 Next, the operation of the embodiment configured as described above will be explained.
まずシールリツプ３およびダストリツプ４のリ
ツプ先端３ａ，３ｂおよび４ａは薄膜８を介して
軸７と接触しているので、軸７が摺動する際の摺
動抵抗は軸７と薄膜８、すなわち四フツ化エチレ
ン樹脂との摩擦抵抗となり、軸７の摺動抵抗は小
さくなる。また薄膜８の膜厚は薄く薄膜８の剛性
は低いので、シールリツプ３のリツプ先端３ａ，
３ｂおよびダストリツプ４のリツプ先端４ａはゴ
ムの柔軟性を有し、軸７によく密着し、軸７の微
小な凹凸に対してもよく追従して、リツプ先端３
ａ，３ｂおよび４ａは常に軸７と接触して密封状
態を保ち、リツプ先端３ａ，３ｂにあつては流体
の漏れを防止し、リツプ先端１ａにあつては外部
からの塵等の侵入を防止している。 First, the lip tips 3a, 3b, and 4a of the seal lip 3 and the dust lip 4 are in contact with the shaft 7 through the thin film 8, so the sliding resistance when the shaft 7 slides is between the shaft 7 and the thin film 8, that is, the four feet. This results in frictional resistance with the ethylene oxide resin, and the sliding resistance of the shaft 7 becomes small. Furthermore, since the thickness of the thin film 8 is thin and the rigidity of the thin film 8 is low, the lip tip 3a of the seal lip 3,
3b and the lip tip 4a of the dust lip 4 have the flexibility of rubber, and adhere well to the shaft 7, and follow the minute irregularities of the shaft 7 well.
a, 3b, and 4a are always in contact with the shaft 7 to maintain a sealed state, and the lip tips 3a and 3b prevent fluid from leaking, and the lip tip 1a prevents dust from entering from the outside. are doing.
また通常往復動用オイルシールにあつてはダス
トリツプ４およびシールリツプ３の内周面のほぼ
全面が接触状態となるが、本実施例においては、
リツプ先端３ａ，３ｂおよび４ａだけでなくダス
トリツプ４およびシールリツプ３の内周面の全面
にわたつて薄膜８を形成しているので、シールリ
ツプ４およびダストリツプ３は常に薄膜を介した
接触状態が保たれ、摺動抵抗が低減される。 Furthermore, in the case of a normal reciprocating oil seal, almost the entire inner peripheral surfaces of the dust lip 4 and the seal lip 3 are in contact with each other, but in this embodiment,
Since the thin film 8 is formed not only on the lip tips 3a, 3b and 4a but also over the entire inner peripheral surface of the dust lip 4 and seal lip 3, the seal lip 4 and the dust lip 3 are always kept in contact with each other through the thin film. Sliding resistance is reduced.
つぎに第２図に本実施例に係るオイルシール
と、従来のオイルシールとの比較試験の結果を示
している。試験方法は第３図に示すようにオイル
９が密封された試験機本体１０に往復動するロツ
ド１１を取付け、試験機本体１０のロツド１１の
軸受部１２，１２にオイルシール１３，１３を取
付けて行なうようになつている。試験機本体１内
のオイル９は圧縮空気によりオイル圧６Kgｆ／cm2
となつており、またロツドはストローク±30mm、
1.5Hzで加振し、フリクシヨンの測定はストロー
ク±30mm、0.1Hzで行なつた。 Next, FIG. 2 shows the results of a comparative test between the oil seal according to this embodiment and a conventional oil seal. As shown in Fig. 3, the test method is to attach a reciprocating rod 11 to a testing machine body 10 sealed with oil 9, and to attach oil seals 13, 13 to the bearings 12, 12 of the rod 11 of the testing machine body 10. I'm starting to do it. The oil 9 in the test machine body 1 is heated to an oil pressure of 6 kgf/cm 2 by compressed air.
The rod has a stroke of ±30mm,
Vibration was performed at 1.5Hz, and friction measurements were performed at a stroke of ±30mm and 0.1Hz.
第２図においては、横軸に試験時間（min）が
示され、縦軸にオイルシール１３、１個あたりの
フリクシヨン（Kgｆ）が示されている。従来品で
は図上Ａで示される範囲内にあり、オイルシール
１３、１個当りのフリクシヨンが６〜11Kgｆと大
きい。長時間使用していると、ゴムの疲労のため
弾性復元力が低下し若干フリクシヨンが低下す
る。一方本実施例のオイルシールは、初期におい
ては四フツ化エチレン樹脂および二硫化モリブデ
ンの微粒子複合材料としての摺動性、耐摩耗性か
らフリクシヨンは低い。30（min）位使用すると
摩耗により多少フリクシヨンが増大するが、ある
程度摩耗（図上Ｂの範囲）すると複合材料化され
ていた四フツ化エチレン樹脂と二硫化モリブデン
の微粒子がロツド１１とオイルシール１３，１３
との間で固体潤滑剤として機能するためフリクシ
ヨンは急激に下がる（図上Ｃの範囲）。このよう
に初期からフリクシヨンが低く、しかも途中で摩
耗することによりさらにフリクシヨンが低くなる
ため、低フリクシヨンのオイルシールとして極め
て有効である。 In FIG. 2, the horizontal axis shows the test time (min), and the vertical axis shows the friction (Kgf) per oil seal 13. In the conventional product, the friction is within the range shown by A in the figure, and the friction per oil seal 13 is as large as 6 to 11 kgf. When used for a long time, the elastic restoring force decreases due to fatigue of the rubber, resulting in a slight decrease in friction. On the other hand, the oil seal of this embodiment initially has low friction due to its sliding properties and wear resistance as a fine particle composite material of tetrafluoroethylene resin and molybdenum disulfide. If used for about 30 (min), the friction will increase somewhat due to wear, but after a certain amount of wear (range B in the diagram), fine particles of tetrafluoroethylene resin and molybdenum disulfide, which were made into a composite material, will be removed from the rod 11 and oil seal 13. ,13
Because it functions as a solid lubricant between the two, the friction decreases rapidly (range C in the diagram). In this way, the friction is low from the beginning, and the friction becomes even lower as it wears out during the process, making it extremely effective as a low-friction oil seal.
なお本実施例においては、低摩擦材料として四
フツ化エチレン樹脂、固体潤滑剤の微粒子として
二硫化モリブデンを用いたが、これに限るもので
はなく黒鉛、窒化ほう素、酸化鉛、硫化チタン、
硫化タングステン等の種々のものを適用すること
ができる。また本実施例においては往復動用オイ
ルシールを例にとつて説明したが、回転用オイル
シールにも適用することができる。 In this example, tetrafluoroethylene resin was used as the low-friction material, and molybdenum disulfide was used as the solid lubricant particles, but the material is not limited to these; graphite, boron nitride, lead oxide, titanium sulfide,
Various materials such as tungsten sulfide can be used. Furthermore, although this embodiment has been described using a reciprocating oil seal as an example, the present invention can also be applied to a rotating oil seal.
（考案の効果）
本考案は以上の構成および作用から成るもの
で、リツプ部が低摩擦部材と固体潤滑剤の微粒子
から成る複合材料を介して軸と接触するようにし
たので、軸の摺動抵抗を大幅に減らすことがで
き、リツプ部における摩擦損失は低減され、省エ
ネルギーとなるという効果が得られる。また複合
材料の薄膜から成り、リツプ部はゴムの柔軟性を
保持するので、軸に対する密着性、追従性は良好
に維持され、良好な密封性能が維持される。(Effects of the invention) The present invention has the above-mentioned structure and operation, and the lip part is in contact with the shaft through a composite material made of a low-friction member and fine particles of solid lubricant, so that the sliding of the shaft is prevented. The resistance can be significantly reduced, the friction loss at the lip portion is reduced, and energy can be saved. Furthermore, since it is made of a thin film of composite material and the lip retains the flexibility of rubber, good adhesion and followability to the shaft are maintained, and good sealing performance is maintained.
さらに、薄膜はスパツタリングにより形成され
るので、塗布や吹付けに比べて接着力は強く、薄
膜の耐久性が向上し、オイルシールの寿命が長く
なるという効果が得られる。また薄膜には固体潤
滑剤が含まれているので、薄膜の摩耗が生じても
摩耗粉が潤滑剤として機能し、さらにフリクシヨ
ンは低減され、長寿命化を図ることができると共
に、潤滑剤がない場所や、ほとんど供給されない
場所にも使用することができ、汎用性のあるオイ
ルシールが得られる等の種々の効果が得られるも
のである。 Furthermore, since the thin film is formed by sputtering, the adhesive force is stronger than that obtained by coating or spraying, and the durability of the thin film is improved, resulting in a longer life of the oil seal. In addition, since the thin film contains a solid lubricant, even if the thin film wears out, the wear particles function as a lubricant, further reducing friction and extending the service life. It can be used in places where there is little oil supply, and provides various effects such as providing a versatile oil seal.
第１図は本考案の一実施例に係るオイルシール
の要部を示す縦断面図、第２図は第１図のオイル
シールと従来のオイルシールの試験時間とフリク
シヨンとの関係を示す図、第３図は第２図のフリ
クシヨンを測定する試験機の概略正面図である。
符号の説明、１……金属環、２……リツプ部、
３……シールリツプ、４……ダストリツプ、３
ａ，３ｂ……リツプ先端、４ａ……リツプ先端、
７……軸、８……薄膜。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the main parts of an oil seal according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between test time and friction of the oil seal of FIG. 1 and a conventional oil seal, FIG. 3 is a schematic front view of the testing machine for measuring the friction shown in FIG. 2. Explanation of symbols, 1... Metal ring, 2... Lip part,
3...Seal lip, 4...Dust lip, 3
a, 3b... Lip tip, 4a... Lip tip,
7...axis, 8...thin film.
Claims (1)
先端に、低摩擦部材と固体潤滑剤の微粒子とから
成る複合材料の薄膜をスパツタリングにより形成
したことを特徴とするオイルシール。 An oil seal characterized in that a thin film of a composite material made of a low-friction material and fine particles of solid lubricant is formed by sputtering on at least the tip of the lip that contacts the shaft of the lip portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1984143483U JPH0225972Y2 (en) | 1984-09-25 | 1984-09-25 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1984143483U JPH0225972Y2 (en) | 1984-09-25 | 1984-09-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6158769U JPS6158769U (en) | 1986-04-19 |
| JPH0225972Y2 true JPH0225972Y2 (en) | 1990-07-16 |
Family
ID=30701777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1984143483U Expired JPH0225972Y2 (en) | 1984-09-25 | 1984-09-25 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0225972Y2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001027252A (en) * | 1999-07-16 | 2001-01-30 | Koyo Seiko Co Ltd | Sealing device for rolling bearing |
| JP6116877B2 (en) * | 2012-11-30 | 2017-04-19 | Nok株式会社 | Sealing device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1478273A (en) * | 1974-03-22 | 1977-06-29 | Howaldtswerke Deutsche Werft | Sealing ring for rotating parts for example shafts |
-
1984
- 1984-09-25 JP JP1984143483U patent/JPH0225972Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6158769U (en) | 1986-04-19 |
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