JPH0942461A - オイルシールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】オイルシールにおいて、柔軟性の維持と、ゴム
状弾性体とそれの摺接相手との間の潤滑状態を良好と
し、回転トルクの低減、寿命向上を図ること。 【解決手段】オイルシール２は、上半分の断面がほぼＬ
字形の環状芯金３にゴムなどのゴム状弾性体４を被着し
たものからなる。ゴム状弾性体４は、その中に、その摩
耗に伴って剥離するシリコン系またはポリオレフィン系
の合成樹脂製の微小粒子９が分散混入されている。この
微小粒子９は、ゴム状弾性体と同程度に軟質なものゆ
え、ゴム状弾性体に対する微小粒子の混入量を多くして
も、剛体化することなく所要の柔軟性が維持される。ま
た、微小粒子９は、接着性が低いものゆえ、回転軸１の
外周面に圧接させられる摺接面６ａの摩耗に伴い、比較
的簡単に剥離して、潤滑剤貯溜用の凹部１０を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム状弾性体を有
するオイルシールおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、接触タイプのオイルシールで
は、そのゴム状弾性体の摺接面に固体潤滑剤例えばフッ
素系の合成樹脂からなるシートを貼着して、摩擦抵抗を
低減させることが行われている。この場合、シートが比
較的硬質であるため、それによってゴム状弾性体の柔軟
性が損なわれ、摺接相手となる回転軸に対する追従性が
低下するなど、密封性が低下することが指摘される。

【０００３】これに対して、本願出願人は、特開平６−
３４０５４号公報に示すように、オイルシールのゴム状
弾性体中に、その摩耗に伴って剥離する微小粒子を分散
混入することを提案している。つまり、微小粒子が摩耗
に伴って剥離すると、その剥離跡には凹部が形成され、
これが潤滑剤などの貯溜部となり、これによってゴム状
弾性体の摺接面の摩耗を抑制するようになる。

【０００４】また、ゴム状弾性体の摺接面は、射出成形
後に切断されたカット面とされ、これにより、微小粒子
の一部を突出させた状態にしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
では、微小粒子として、プラスチックス、ベークライ
ト、カーボンを用いているが、これらの微小粒子は、比
較的硬質であるため、多量に混入すると、ゴム状弾性体
の柔軟性を損ない、摺接相手となる回転軸に対する追従
性が低下するなど、密封性が低下することが指摘され
る。そのため、ゴム状弾性体の柔軟性を維持する目的か
ら、微小粒子の混入量を少なくするが、この場合には、
微小粒子の剥離に伴い形成される凹部の数が減少するの
で、摺接面の潤滑性を向上するという効果が薄れる。

【０００６】これとは別に、前述の微小粒子は、ゴム状
弾性体に対する接着性が高いために、摺接に伴い摩耗す
ることにより微小粒子の一部が露出しても、それが剥離
しにくくなるなど、剥離跡である凹部が形成される割合
が低下するので、摺接面の潤滑性が低下することが指摘
される。この現象は、ゴム状弾性体の柔軟性を維持する
目的から微小粒子の混入量を少なくしている場合、より
顕著となる。

【０００７】この他、オイルシールの使用初期では、ゴ
ム状弾性体の摺接面は微小粒子の一部の突出によって凹
凸状になっているものの、凹凸があまり密に形成されて
いないので、潤滑剤の貯溜作用があまり発揮されず、そ
のために、初期回転トルクを軽減する効果が薄いと言え
る。

【０００８】したがって、本発明は、オイルシールにお
いて、柔軟性の維持と、ゴム状弾性体とそれの摺接相手
との間の潤滑状態を良好とし、回転トルクの低減、寿命
向上を図ることを目的としている。この他、さらに、オ
イルシールにおいて、初期回転トルクの軽減を図ること
も目的としている。また、前記初期回転トルクの軽減を
図るオイルシールを容易かつ低コストで製造できるよう
にすることも目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１のオイルシ
ールは、ゴム状弾性体を有するもので、前記ゴム状弾性
体中に、その摩耗に伴って剥離するシリコン系またはポ
リオレフィン系の合成樹脂製の微小粒子が分散混入され
ている。

【００１０】本発明の第２のオイルシールは、ゴム状弾
性体を有するもので、前記ゴム状弾性体中に、その摩耗
に伴って剥離するシリコン系またはポリオレフィン系の
合成樹脂製の微小粒子が分散混入されているとともに、
前記ゴム状弾性体の摺接面に、複数の微小な潤滑剤貯溜
用の凹凸が形成されている。

【００１１】本発明のオイルシールの製造方法は、前述
の第２のオイルシールを成形金型を用いて製造する方法
であって、成形に用いる金型として、そのゴム状弾性体
の微小な潤滑剤貯溜用の凹凸を有する摺接面を形成する
面に、エッチング加工または放電加工により微細な凹凸
パターンが形成されたものを用意し、この成形用金型内
に、シリコン系またはポリオレフィン系の合成樹脂製の
微小粒子が分散混入された可塑状態のゴム状弾性体を入
れる。

【００１２】上記第１，第２のオイルシールでは、微小
粒子としてゴム状弾性体と同程度に軟質なものを選定し
ているから、ゴム状弾性体に対する微小粒子の混入量を
多くしても、剛体化することなく所要の柔軟性が維持さ
れる。また、微小粒子としてゴム状弾性体に対する接着
性が低いものを選定しているから、ゴム状弾性体の摺接
に伴う摩耗により露出する微小粒子が剥離しやすくな
り、剥離跡である凹部が形成される割合が増す。

【００１３】特に、第２のオイルシールでは、ゴム状弾
性体の摺接面に予め複数の微小な凹凸を形成してあるか
ら、この凹部が潤滑剤の貯溜部となり、回転初期におけ
る潤滑性が良好となる。

【００１４】また、第２のオイルシールの前記微小な凹
凸は、成形用金型にエッチング加工または放電加工によ
り形成してある複数の微小な凹凸パターンを、転写する
ことにより得るようにしているから、別加工とする必要
がなく、無駄がなくなる。特に、エッチング加工または
放電加工では、加工を緻密に管理できるから、ゴム状弾
性体の摺接面に対して、所望の配列および形状の凹凸を
密に形成できるようになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図１ないし
図５に示す実施例に基づいて説明する。図１ないし図５
は本発明の一実施例にかかり、図１は、オイルシールの
上半分の縦断面図、図２は、オイルシールと回転軸との
摺接部分の拡大図、図３は、微小粒子の配合量と回転ト
ルクとの関係を表すグラフ、図４は、微小粒子の配合量
とゴム状弾性体の硬さとの関係を表すグラフ、図５は、
微小粒子の配合量とゴム状弾性体の伸びとの関係を表す
グラフである。

【００１６】図１および図２において、１は回転軸、２
はオイルシールである。オイルシール２は、上半分の断
面がほぼＬ字形の環状芯金３にＮＢＲなどのゴム状弾性
体４を被着したものからなる。

【００１７】ゴム状弾性体４は、オイルシール２を図示
しないハウジングとの嵌合面に隙間ができないようにす
るための外周被覆部５と、メインリップ６と、補助リッ
プ７とを有している。

【００１８】メインリップ６の外周にはガータスプリン
グ８が挿着されており、このガータスプリング８の締め
付け力などによって図２に示すようにメインリップ６が
回転軸１の外周面に圧接させられるようになっている。

【００１９】このゴム状弾性体４には、その摩耗に伴っ
て剥離するシリコン系またはポリオレフィン系の合成樹
脂製の微小粒子９が分散混入されている。具体的に、シ
リコン系の合成樹脂としては、東レ株式会社製の商品名
トレフィルＲシリーズやトレフィルＥシリーズなどが、
また、ポリオレフィン系の合成樹脂としては、三井石油
化学工業株式会社製の商品名ミペロンＸＭ−２２０，Ｘ
Ｍ−２２１Ｕなどがそれぞれ挙げられ、いずれも、パウ
ダー状のものであり、平均粒径は１〜３０μｍである。
これらの微小粒子９は、ゴム状弾性体４と同程度に軟質
であり、しかも使用中に剥離した後でも周辺機構部に悪
影響を及ぼすことがない。

【００２０】そして、メインリップ６の内周において回
転軸１の外周面に圧接させられる摺接面６ａには、複数
の微小な凹部１０が形成されている。この凹部１０によ
って摺接面６ａが凹凸となっている。この凹凸のうちの
凹部１０には、周辺環境に存在する潤滑剤が貯溜される
ため、この潤滑剤によって回転初期におけるメインリッ
プ６の摺接面６ａの摩耗や発熱が抑制されることにな
る。

【００２１】次に、上記オイルシール２は、例えば射出
成形により製作されるが、その製造方法を説明する。

【００２２】まず、オイルシール２のゴム状弾性体４の
摺接面６ａと対応する部位に複数の凹凸パターンをエッ
チング加工または放電加工により形成してある射出成形
用金型（図示省略）を用意する。この金型のキャビィテ
ィ内に環状芯金３をインサートしてから、該キャビィテ
ィへシリコン系またはポリオレフィン系の合成樹脂製の
微小粒子９が分散混入された溶融状態のゴム状弾性体４
を注入する。なお、ゴム状弾性体４に対する微小粒子９
の配合量は、４０〜６０重量部に設定される。この配合
量は、図３ないし図５のグラフに示すような、微小粒子
９の配合量と、オイルシールの回転トルク、ゴム状弾性
体４の硬さや伸びとの関係を調べた結果に基づいて、特
定している。つまり、微小粒子９がゴム状弾性体４と同
程度に軟質なものゆえ、ゴム状弾性体４に対する微小粒
子９の配合量を従来例に比較して多く設定しても、剛体
化することなく所要の柔軟性が維持される結果となる。

【００２３】このようにして製作されると、ゴム状弾性
体４の内部全体に所要量の微小粒子９が分散混入された
状態になるとともに、ゴム状弾性体４においてメインリ
ップ６の摺接面６ａに金型の凹凸パターンが転写形成さ
れ、潤滑剤貯溜用の凹部１０が形成される。例えば、こ
の摺接面６ａの粗さは、十点平均粗さＲｚで５〜１０μ
ｍに設定される。

【００２４】したがって、上記オイルシール２では、回
転初期においても、摺接面６の凹部１０内の潤滑剤でも
って、回転軸１との摺接部分における潤滑状態を良好に
するとともに昇温を抑制するので、初期回転トルクが軽
減されるとともに、早期摩耗が回避される。そして、摺
接面６ａが経時的に摩耗してメインリップ６内に存在す
る微小粒子９の一部が摺接面６ａに露出すると、この微
小粒子９が比較的容易に剥離除去されることになるか
ら、剥離跡からなる新たな凹部が形成される割合が増
す。このため、新たにできる大量の凹部に潤滑剤が貯溜
されるとともに、ここから前記と同様に摺接部分への供
給が安定的に行われることによって継続的に良好な潤滑
作用および昇温抑制作用を発揮するようになる。

【００２５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、種々な応用や変形が考えられる。

【００２６】（１） 環状芯金の有無や、芯金の形状、
リップの形状ならびにリップの数など任意である。ま
た、微小粒子の形状も任意であり、その形状を特定する
ことによって剥離跡である凹部の形を適宜に設定するこ
とができる。

【００２７】（２） ラジアルタイプのオイルシールの
みに限定されず、スラストタイプのオイルシールにも本
発明を適用できる。

【００２８】（３） メインリップ６の摺接面６ａの凹
部１０は、ショットピーニング処理やパーカライジング
処理により形成することもできる。但し、これらの処理
では、形成される凹凸の形状や配列などを細かく管理す
ることができない。これに対して、上述した金型による
転写処理では、転写形成する凹部の形状や配列などを細
かく管理することができる。

【００２９】（４） 射出成形に限定されず、注型成形
や圧縮成形によりオイルシールを製作してもよい。

【００３０】（５） 成形用金型に対するエッチング加
工は、金型の製作時における金型に対する硬化処理（焼
入れ、焼き戻し）を管理して金型の表面の組成を調整し
ておけば、エッチング加工による凹凸パターンの状態管
理が容易に行えるようになる。また、成形用金型に対す
る放電加工も、加工時の電極形状と電圧および電流の条
件の調整により、凹凸パターンの状態管理が容易に行え
る。

【００３１】

【発明の効果】本発明の第１、第２のオイルシールで
は、ゴム状弾性体の柔軟性を維持しながら、ゴム状弾性
体の摺接面の経時的な摩耗に伴い大量の潤滑剤貯溜用の
凹部を比較的容易に形成できるように工夫しているか
ら、潤滑作用と昇温抑制作用とを安定して継続できるよ
うになり、長寿命化を達成できる。

【００３２】特に、第２のオイルシールでは、前述の効
果に加えて、回転初期における潤滑性を良好にできるよ
うに工夫しているから、初期回転トルクを軽減できるよ
うになる。

【００３３】本発明の製造方法では、前記第２のオイル
シールを、無駄なく、高精度に製作できるように工夫し
ているから、低廉で信頼性の高いものを提供できるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のオイルシールの一実施例の上半分の縦
断面図

【図２】同オイルシールと回転軸との摺接部分の拡大図

【図３】微小粒子の配合量と回転トルクとの関係を表す
グラフ

【図４】微小粒子の配合量とゴム状弾性体の硬さとの関
係を表すグラフ

【図５】微小粒子の配合量とゴム状弾性体の伸びとの関
係を表すグラフ

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ オイルシール ３ 環状芯金 ４ ゴム状弾性体 ６ メインリップ ６ａ 摺接面 ９ 微小粒子 １０ 凹部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴム状弾性体を有するオイルシールであ
   って、前記ゴム状弾性体中に、その摩耗に伴って剥離す
   るシリコン系またはポリオレフィン系の合成樹脂製の微
   小粒子が分散混入されている、ことを特徴とするオイル
   シール。
2. 【請求項２】 前記ゴム状弾性体の摺接面に、複数の微
   小な潤滑剤貯溜用の凹凸が形成されている、請求項１に
   記載のオイルシール。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のオイルシールを成形金
   型を用いて製造する方法であって、 成形に用いる金型として、そのゴム状弾性体の微小な潤
   滑剤貯溜用の凹凸を有する摺接面を形成する面に、エッ
   チング加工または放電加工により微細な凹凸パターンが
   形成されたものを用意し、この成形用金型内に、シリコ
   ン系またはポリオレフィン系の合成樹脂製の微小粒子が
   分散混入された可塑状態のゴム状弾性体を入れる、こと
   を特徴とするオイルシールの製造方法。