JPS5818895B2 - オイルシ−ル部材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリテトラフルオルエチレン及びその類似構造
物質からオイルシール部材等の動水力学的（ｈｙｄ ｒ
ｏｄｙｎａｍ ｉ ｃ ）密封部材を製造する方法に関
するものである。

ポリテトラフルオルエチレンは、種々の合成ゴムと同じ
く成形困難ではあるが、若干の極めて望ましい性質を有
する物質である。

若干の用途においては、その高温耐久性が優れている為
、シャフトと回転接触するオイルシール部材として温度
耐久性の劣る合成ゴムの代りに推賞されている。

ポリテトラフルオルエチレンが使われていたならば有利
であろう用途は池にもあるが、従来は所要形状に効率的
に成形できないことの為、用途が著しく制限されていた
。

普通、ポリテトラフルオルエチレンは型成形により任意
所要の形状とするよりは、シート等から薄く裁断又は押
抜きするか、薄いワッシャ状部材として成形されている
。

それ故加工は高価に付き、この高価な加工経費がポリテ
トラフルオルエチレンの用途を著しく制限している。

また、従来ポリテトラフルオルエチレンは型成形困難で
あった為、動水力学的密封部材を製造することは実施不
可能であった。

動水力学的密封部材は従来、型成形した部材に螺旋溝又
はその池の動水力学的構造を型形成することにより製造
されている。

これ等のワッシャ類は取扱い困難であり、ポリテトラフ
ルオルエチレンのかかる型成形は経済的には少くとも実
現困難であった。

本発明においては、ポリテトラフルオルエチレン又はそ
の池の類似構造物質の筒状ビレットを先ず準備すること
により、ポリテトラフルオルエチレン又はその池の類似
構造物質からオイルシール部材を製造する。

この筒状ビレットは所定寸法の円筒状内面及び外面を有
するように製造することができる。

或いはまた、これ等の面は若干粗雑なものでも良（、そ
の場合にはこれ等２面に垂直な面を次に面作り（ｆａｃ
ｅ−ｏｆ ｆ ）操作により製造する。

本発明の１例においては、所要厚さの一系列の薄片を切
取って何れも略々所要の寸法を有するポリテトラフルオ
ルエチレンの一系列のワッシャを製造し、次いで各ウェ
ファ又はワッシャを調整（トリム）し、螺旋溝又はその
池の動水力学的形状を刻印（ｃｏｉｎｉｎｇ）によりウ
ェファ又はワッシャの一表面上の半径方向内方部分上に
冷開成形する。

外方間縁部は包囲作用によりその最終寸法に調整され、
内方直径部は貫通作用によりその最終寸法に調整される
。

また、これ等の内方端部と外方端部との間に金型は螺旋
溝形成用の所要形状のリブ付き部材を有し、切取り直後
の物質上に大押圧荷重をかけてウェファを永久的に変形
させて、その一表面にこの螺旋溝を形成する。

本発明においては、オイルシール部材は内方部分を截頭
円錐状に、内方部分から半径方向外方に延びる面を平ら
に、予備成形することができる。

必要ならば、この予備成形操作をオイルシール部材を完
成したオイルシールに組立てる操作中に組込むことがで
きる。

最後に、オイルシール組立体を密封（シール）せんとす
るシャフトと略々同直径の心棒上に設置し、ケース外周
上に被膜を設けて、その穿孔密封性質を改善することが
できる（米国特許第２８８９１６３号及び同第３２７５
３３２号参照）。

この被膜形成は高温で、特に溶媒蒸発により行ない、心
棒は所要の截頭円錐形状を維持する。

このような心棒はシールを輸送する場合にも所要に応じ
て用いることができる。

本発明を次に図面につきさらに詳細に説明する。

第１図は本発明の原理を示す完成した半径方向シャフト
シール１０を示す端部正面図、第２図はその拡太断頁図
である。

シール１０は外方ケース１１を有し、外方ケース１１は
円筒状部分１２と半径方向フランジ１３とを有する。

シール１０は内方ケース１４をも有し、内方ケース１４
は円筒状部分１５を有する。

円筒状部分１５は円筒状部分１２内に収容されている為
、円筒状部分１５の外面１６は円筒状部分１２の円筒状
内壁面１７と直接係合する。

内方ケース１４け半径方向フランジ１８をも有する。

半径方向フランジ１３と１８との間にはシール部材２０
（ポリテトラフルオルエチレン製とすると特に好適であ
る）の半径方向の平らな外方部分１９が介在する。

シール部材２０は截頭円錐状部分２１をも有する。

シール部材２０と外方ケース１１との間を確実に密封す
る為、ポリテトラフルオルエチレン製シール部材２０と
半径方向壁（フランジ）１３との間にガスケット２２を
設けると特に好適である。

内方ケース１４の半径方向フランジ１８を外方ケース１
１の半径方向フランジ１３に向けて押しておくことによ
り、壁（フランジ）１８はシール部材２０の平らな外方
部分１９を押圧して緊密に保持し、ガスケット２２を押
圧して漏洩を防止し、ポリテトラフルオルエチレン製シ
ール部材２０を外方ケース１１内に堅固に保持する。

この揚台、外方ケース１１の端部彎曲部２３は、内方ケ
ース１４を緊密にその位置に保持する。

この一般的構造は勿論周知である。

ポリテトラフルオルエチレン製シール部材２０の内方部
分２１は截頭円錐形状であり、最内方端部２７から外方
に延びる螺旋溝２６を有する空気側面２５を有する。

この螺旋溝２６は、シャフトが垂直方向で回転中シャフ
トに沿って漏洩することがある油をすべて戻す為設ける
。

このような油の漏洩はシャフト上の引掻き傷、シャフト
の僅かな不完全性又はシャフトシール用部材自体の僅か
な不完全性によるものであるが、この場合の漏洩の殆ん
どはシャフトの不完全性から生ずる。

すべての動水力学的シールと同様に、螺旋溝２６の目的
は油をシール唇状部２１の下方２７に戻しシールの油側
に戻すことにある。

所要に応じ、螺旋溝の代りに池の動水力学的形状を形成
することができる。

実際上、本発明を用いることにより、動水力学的作用を
可能とするすべての形状をシール部材２０に形成するこ
とができる。

半径方向シャフトシール１０を設置する場合、シャフト
の干渉の為、ポリテトラフルオルエチレン製シール部材
２０の内方部分２１は撓み、短距離に亘って略々円筒状
となる。

これが螺旋溝２６又はその池の動水力学的形状部分を空
気側面２５に沿って長距離延在させる理由である。

何となればシャフト干渉の度合は若干不確定のものであ
るからである。

ポリテトラフルオルエチレン製シール部材２０の製造は
、外周面３１及び内周面３２を有するポリテトラフルオ
ルエチレン製の筒状ビレット３０の製造から始まる。

この筒状ビレット３０は精密な形状で得ることは困難な
為、極めて厳密な所要形状でなくても良い。

ビレットは第４〜７図に示す方法においては、外径が所
定値より若干大きく、内径が所定値より若干小さければ
充分である。

包囲及び貫通は正確な所要寸法を与える。

第４図及び第８〜１０図に示す方法においては、半径は
正確に所要最終寸法であっても良い。

端部壁はビレット３０の軸線に対し正確に垂直でない場
合には面作りして、ビレット３０の軸線に対し正確に垂
直な面作りした端部壁３３を得る。

次の工程段階では旋盤工具３４を用いてビレットを薄く
截断して、所要厚さの一系列のウェファ又はワッシャ３
５を得る。

各截断は同時にビレット３０の新たな端部壁を面作りす
る。

この端部壁面は平らであり、ビレットは容易に次の截断
を施されることができる。

この裁断操作を所定数のワッシャ３５が製造されるまで
又はビレット３０が無くなるまで続行する。

ワッシャ３５自体は截断したままでは完全には平らでな
く、若干彎曲した形状を呈する。

次の操作は包囲−貫通−刻印用金型４０により行なうこ
とが好ましい。

金型４０は上部金型装置４１と下部金型装置４２とを有
する。

上部金型装置４１は切断性端部４４及び平担面４５とを
具える外方包囲性金型部分４３払切断性端部４４から環
状に離間して存在し平担面４７及び切断性端部４８を具
える内方貫通性金型部分４６と、内方部分５２に機械加
工した螺旋状リブを具える面５１を有する刻印用部分５
０と、上部金型シュー５３とを有する。

包囲部分４３と貫通部分４６は互いに相対的に固定され
また上部金型シュー５３に対し固定されている。

包囲切断性端部４４は貫通切断性端部４８より僅かだけ
先行する。

他方、刻印用部分５０は往復運動しバネ荷重されている
。

各組の往復運動的だぼ５５は一端で刻印用部分５０と衝
合し、他端でバネ５７と係合するリング５６を支承する
。

上部金型シュー５３がその上方位置にある場合即ち金型
４０が閉合する前に、刻印用面５１は第６図に概略的に
示すように、ウェファ３５の厚さに略々等しい量だけ、
切断性端部４４及び４８と面４５及び４７より下方に突
出する。

このような構造とすることの理由は、一つには切断操作
及び刻印操作の直前にウェファ３５を真直にする軽い予
備荷重をウェファ３５に与える為である。

何となればビレット３０から截断したままのウェファ３
５は、真に平らではなく僅かに彎曲しているからである
。

このような構造とすることの池の理由は、刻印操作後上
部金型装置４１と下部金型装置４２とが第６図に示すよ
うに分離した場合、調整し刻印したウェファ３５を空気
ジェットにより排出することができる為である。

下部金型装置４２は、同一寸法の刻印用部分５０に面す
る固定部分６０と、この固定部分６０の半径方向外方に
存在し上部金型部分４４に面する相対的往復運動部分６
．１とを有する。

相対的往復運動部分６１は一系列の降伏自在のバネ６２
上に支承されている。

各バネ６２は夫々の肩部付きネジ６３の周囲に配置し、
肩部付きネジ６３の上端部は部分６１内に螺合しこれと
共に下部金型装置４２内を往復運動する。

かくて操作時には、上部金型装置４１が閉合すると先ず
刻印用部分の表面５１がワッシャ３５と衝合し、下部金
型装置４２の固定部分６０と共働してワッシャ３５を医
持しこれを平らにする。

次いで刻印用部分５０は暫時静止状態にとどまり、だぼ
５５及びリング５６を介しスプリング５７に対抗して上
方に作用する。

この時間中切断性端部４４はその包囲操作を開始し、そ
の直後切断性端部４８がその貫通操作を開始する。

切断性端部４８及び面４７は単に空間に面するのみであ
る一方、切断性端部４４及び面４５は降伏自在の部材＼ ６１に面し、これを下方に移動する。

包囲操作及び貫通操作が何れも終了している時、刻印用
部材５０が内方貫通性金型部分４６の上部フランジの底
部に衝合する迄抑圧が下方に継続する。

次いでウェファ３５上に多大のトン数の圧力を加えて、
その表面に螺旋ネジを押込み、ウェファ表面上に動水力
学的溝２６を形成する。

所要圧力の正確な量は当業技術者に明らかなように、フ
ッ。

シャ３５の寸法規定により変化することができる。

然し、ウェファを動水力学的溝の領域で永久変形させる
のに充分な圧力を加えて、原形復帰の可能性を実質的に
無くすことが重要である。

次いでポリテトラフルオルエチレン製ワッシャ３５は、
直ちに最終仕上りシール部材２０に形成することができ
る。

このことは第７図に示すように組立金型７０内で、著し
く少いが冷間成形を行なうのに充分な圧力下で行なうこ
とができる。

その結果第１図に示すシール部材２０が図示する如く外
方ケース１１内に組込まれ、直ちに使用できるものとな
る。

組立金型７０は平らな表面７１及び７２を有し、その一
表面７２は外方ケース部材１１の半径方向フランジ１３
と係合し、池の一表面７１は内方ケース部材１４の半径
方向フランジ１８と係合する。

組立金型７０は互いに向い合う截頭円錐状二表面７３及
び７４をも有する。

これ等二表面はそれ等の間にポリテトラフルオルエチレ
ン製シール部材２０の部分２５の両面を把持し、この部
分２５を截頭円錐形状にする。

本発明の池の方法においては、第４図の諸段階と第８〜
１０図の諸段階とを組合せる。

第８図及び第９図の操作は刻印用部分の構造以外は前述
したものと略々同様である。

刻印用部材８０はウェファ３５の外方環状部分を捜持す
る平らな部分８１と、動水力学的形状（螺旋溝又はその
能の動水力学的形状）を形成する刻印部分８２とを有す
る。

ただ刻印部分８２は、第５〜６図に示す金型中の刻印部
分のように突設されてはおらず、刻印用部材８０内に凹
設されている。

刻印用ネジ（又はその他の構造）をこのように凹設する
と、突設の場合より刻印部分８２の損傷又は破壊が少く
、また若干異なる作用を生じさせることもできる。

第８図及び第９図に示す金型においては、刻印用部材８
０の平らな部分８１はポリテトラフルオルエチレン製ウ
ェファ３５を実際に圧縮し、第９図に示す操作終了後は
圧縮前よりもウェファを約１０００分の２又は３インチ
薄くする。

これはポリテトラフルオルエチレンが刻印部分８２の溝
内に冷間流動して、この溝を犬几１０００分の８インチ
の深さで充填する為である。

このことは、普通上述した場合と同様に刻印用部材８０
を加熱することなく工場内の常温で行なわれが、所要に
応じ刻印用部材８０を加熱することもできる。

かくてポリテトラフルオルエチレンの冷間流動は刻印用
大圧力と組合され、ポリテトラフルオルエチレン製シー
ル部材の形状は永久的なものとなる。

第９図に示す操作終了後は、第７図に示す装置と同様の
装置により截頭円錐形状とすることができる。

設置時に穿孔内のシーリング性を向上する為、外方ケー
ス１１の円筒状壁部分１２に被膜を設けることが望まし
い場合が屡々ある。

かかる被膜の形成は高温を用いる場合がある。

シール部材に被膜が形成しないようにし、ポリテトラフ
ルオルエチレンが截頭円錐形状を失わないようにする為
、第１０図に示す如き心棒９０を用いることが望ましい
。

心棒９０はシャフトシール１０を設置せんとするシャフ
トと略々同じ寸法である。

一系列のシャフトシール１０を心棒９０上に設置し、シ
ール部材２０との所要のシャフト干渉を与える。

シャフトシール１０は互いに衝合し、各端部に保護的ワ
ッシャを有する。

次いでこの組立体にノズル９１から噴霧して被膜９２を
形成することができる。

被膜形成中及び被膜からの溶媒の蒸発中の温。度上昇は
、シール部材２０の截頭円錐形状に悪影響を及ぼさない
。

これはシール部材２０の所要截頭円錐形状を医持すする
心棒のシャフト±製作用によるものである。

必要ならばシャフトシール１０の輸送と貯蔵の為に心棒
９０を用いることができる。

当業技術者には本発明の広汎な精神と視野を逸脱するこ
となく、本発明の構成と適用例と実施例を種々変更及び
修整し得ることは明らかであろう。

上述した記載及び説明は如何なる意味でも本発明。

を制限せんとするものではないこと勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示す半径型シャフトシールの端
部正面図、第２図はその２−２線上の拡大断面図、第３
図は第２図に用いたポリテトラフルオルエチレン製シー
ル部材２０の截頭円錐状内方唇状部の１部分の拡大図、
第４図はポリテトラフルオルエチレン製の一系列のワツ
ンヤ又はウェファを得る為機懺加工され裁断されたビレ
ットを示す斜視図、第５図は本発明の原理を表す新規な
。 包囲−貫通−刻印用金型により本発明の一形式を実現し
ながらウェファを調整し刻印する状態を示す正面断面図
、第６図は刻印が終了し金型を開放した後の状態を示す
第５図と同様の装置の正面断面図、第７図は溝を刻設し
たウェファをその内方□部分を截頭円錐形状に成形処理
する一方、完成したオイルシールに組込んだ状態を示す
正面断面図、第８図は第５図と同様な装置の部分的正面
断面を示すが、凹んだ刻印部分を用い金型が閉合し刻印
を行なった状態を示す図、第９図は刻印が終了し金型が
開放した状態を示す第８図と同様な装置の部分的正面断
面図、第１０図は外方ケース壁に被膜を形成する為心棒
上に支持された一系列の組立たシールを一部破断して示
す正面図である。 １０・・・・・・半径方向シャフトシール、１１・・・
・・・外方ケース、１２・・・・・・外方ケース１１の
円筒状部分、１３・・・・・・外方ケース１１の半径方
向フランジ、１４・・・・・・内方ケース、１５・・・
・・・内方ケース１４の円筒状部分、１６・・・・・・
円筒状部分１５の外面、１７・・・・・・円筒状部分１
２の円筒状内壁面、１８・・・・・・内方ケース１４の
半径方向フランジ、１９・・・・・・シール部材２０の
半径方向の平らな外方部分、２０・・・・・・シール部
材、２１・・・・・・シール部材２０の截頭円錐状部分
（唇状部）、２２・・・・・・ガスゲット、２３・・・
・・・外方ケース１１の端部彎曲部、２５・・・・・・
内方部分２１の空気側面、２６・・・・・・螺旋溝、２
７・・・・・・内方部分２１の最内方端部、３０・・・
・・・筒状ビレット、３１・・・・・・ビレット３０の
外周面、３２・・・・・・ビレット３０の内副面、３３
・・・・・・ビレット３０の面作りした端部壁、３４・
・・・・・旋盤工具、３５・・・・・・ワッシャ、４０
・・・・・・金型、４１・・・・・・上部金型装置、４
２・・・・・・下部金型装置、４３・・・・・・外方包
囲性金型部分、４４・・・・・・外方包囲性金型部分４
３の切断性端部、４５・・・・・・平坦面、４６・・・
・・・内方貫通性金型部分、４Ｔ・・・・・・平坦面、
４８・・・・・・内方貫通性金型部分４６の切断性端部
、５０・・・・・・刻印用部分、５１・・・・・・螺旋
状リブを具える面、５２・・・・・・面５１の内方部分
、５３・・・・・・上部金型シュー、５５・・・・・・
だは、５６・・・・・・リング、５７・・・・・・バネ
、６０・・・・・・下部金型装置４２の固定部分、６１
・・・・・・下部金型装置４２の相対的往復運動部分、
６２バネ、６３・・・・・−肩部付きネジ、７０・・・
・・・組立金型、７１．７２・・・組立金型７０の平ら
な面、７３．７４・・・・・・組立金型７０の截頭円錐
状面、８０・・・・・・刻印用部材、８１・・・・・・
刻印用部分８０の平らな部分、８２・・・・・・刻印部
分、９０・・・・・・心棒、９１・・・・・・被膜形成
用噴霧ノズル、９２・・・・・・被膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内方唇状部に動水力学的表面図型を有するポリテト
   ラフルオルエチレン等の物質製のオイルシール部材を製
   造する方法において、 ポリテトラフルオルエチレン等の物質の環状ウェファを
   形成する段階と、 □ポリテトラフル
   オルエチレン等のウェファを包囲及び略々同時に貫通し
   て所定直径の内周縁部及び外周縁部を得る段階と、 前記ウェファの一表面を刻印して内置面から所定幅に亘
   って延在する漏洩液体返戻用の動水力学的表面図型を設
   ける段階と を有することを特徴とするオイルシール部材の製造方法
   。 ２ 内方唇状部に動水力学的表面図型を有するポリテト
   ラフルオルエチレン等の物質製のオイルシール部材を製
   造する方法において、 ａ、ポリテトラフルオルエチレン等の物質の環状ウェフ
   ァを形成する段階と、 ｂ、前記環状ウェファを刻印して前記環状ウェファの一
   表面上に動水力学的表面図型を形成する段階と、 Ｃ０前記環状ウェファを包囲及び略々同時に貫通して所
   定直径の内周縁部及び外周縁部を形成する段階と、 化 前記の包囲貫通した環状ウェファの内方唇状部を変
   形して環状ウェファを截頭円錐形状とする段階と を有することを特徴とするオイルシール部材の製造方法
   。 ３ 内方唇状部に動水力学的表面図型を有するポリテト
   ラフル芽ルエチレン等の物質製のオイルシール部材を製
   造する方法において、 ａ、ポリテトラフルオルエチレン等の物質の環状ウェフ
   ァを形成する段階と、 ｂ、前記環状ウェファを刻印して前記環状ウェファの一
   表面上に動水力学的表面図型を形成する段階と、 Ｃ０前記刻印と略々同時に前記環状ウェファを包囲及び
   略々同時に貫通して所定直径の内周縁部及び外周縁部を
   形成する段階と、 ｄ、前記の包囲貫通した環状ウェファの内方唇状部を変
   形して環状ウェファを截頭円錐形状とする段階と を有することを特徴とするオイルシール部材の製造方法
   。