JPS6056618B2 - 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
う用途に他にもあるが、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、シート等から薄く截断又は挿抜き
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
つた為、オイルシール部材の如き動水力学的密封部材を
製造することは実施不可能であつた。

動水力学的密封部材は従来、型成形した部材に螺旋溝又
はその他の動水力学的構造を型成形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つた。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他の類似構造物質の円
筒状ビレツ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他の類似構造物質からオイルシ
ール部材を製造する。

この円筒状ビレツ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く、その場合にはこれ等
２面に垂直な面を次に面作り（Ｆａｃｅ−０ｆｆ）操作
により製造する。本発明の１例においては、面作りした
壁を機械加工して、この壁と円筒状内面との交点から延
び半径方向の所定幅に亘つて延在する螺旋溝を形成する
。

この幅は、螺旋溝がもはや動水力学的作用に対し要求さ
れる機能を有しなくなるような直径により決定する。こ
の機械加工後ポリテトラフルオルエチレンのワッシャを
薄片に截断して、この機械加工した螺旋溝を一表面に有
するワッシャを得ると同時に次の面を面形成（面作り）
する。次いでこの面作りした次の面に同様にして螺旋溝
を形成し、新たな薄片を製造し、この操作をビレツトが
無くなる迄反復継続する。本発明においては、オイルシ
ール部材は内方部．分を截断円錐状に、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
んとするシャフトを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３
２７５３３２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図はその拡大断面図
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１
２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は半径方向フランジ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２
０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１１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。この場合、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は截頭円錐形状て
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
トに沿つ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
トの僅から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、螺旋溝の代りに他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２
１は撓み、短距離に亘つて略々円筒状となる。

これが螺旋溝２６又はその他の動水力学的形状部分を空
気側面２５に沿つ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２
０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ツト３０の製造から
始まる。

この筒状ビレツト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。第４図及び
第６図に示す方法においては、外径は正確に所要最終寸
法であつても良い。端部壁はビレツト３０の軸線に対し
正確に垂直でない場合には面作りして、ビレツト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を用いてビルツトを薄く
截断して、所要厚さの一系列のウエフア又はワッシャ３
５を得る。各截断は同時にビレツト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、ビレツトは
容易に次の截断を施されることができる。この截断操作
を所定数のワッシャ３５が製造されるまで又はビレツト
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５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７
２を有し、その一表面は外方ケース部材１１の半径方向
フランジ１３と係合し、他の一表面は内方ケース部材１
４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。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１
１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６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９
０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保持する心棒
のシャフト干渉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。さらに本発明においては第７〜８図に示す
方法を用いることができる。

第７図においてポリテトラフルオルエチレン製のビレツ
ト１３０を最初に製造する。

普通、このビレツトは正確に所要寸法である必要はなく
、若干過大な通常円筒状の外面１３１にれは若干粗くて
も差支えない）と、普通若干過小直径である円筒状内面
（この図面では見えない）とを有する。次の段階は外面
及び内面を機械加工して、所要の正確な寸法の円筒状外
面１３２及ひ円筒状内面１３３とを得ることである。こ
のことはビレツト１３０を旋盤で加工することにより行
なうことができる。ビレツト１３０を旋盤にかけたまま
、”次の段階は平らな端部壁１３４を形成することであ
る。このことは端部壁１３４が円筒状の外面１３２及び
内面１３３に確実に垂直となるようにしながら、注意し
て加工することにより行なう。場合によつてはビレツト
１３０が既に好適な面を有することも有り得るが、その
ようなことは普通ない為、機械加工が普通必要である。
この結果所定寸法の中空円筒が生成し、これから個々の
シール部材の機械加工を今や開始することができる。所
定の形状及び寸法の所要の先端１３６を有する適当に形
成した工具１３５を用いて、螺旋溝１２６をビレツト１
３０の面内に機械加工により刻設する。刻設は端部壁面
１３４が円筒状内面１３３と交差する内方端１３７から
出発して、シャフト公差とシャフト干渉を与え且つ所要
作用が確実に生ずるのに充分な外方まで行なう。換言す
ると刻設は、螺旋溝１２６のそれ以上外方への刻設がも
はや機能的に有効でなくなるところまで充分に外方まで
行なう。溝１２６の幾何学的断面形状と螺旋角は、所要
の角等を得るように必要に応じて変更することができる
。溝刻設操作後、第８図に示すようにワッシャ、ウエフ
ア又は部材１４０をビレツト１３０から薄く截断する。

かくて得られるウエフアは今や次の段階に容易に使用で
きる。然し、次の部材１４０″の面作りした端部壁面１
３Ｃを与えるように截断を行なつて、単に截断と機械加
工、また截断と機械加工と繰返すことにより、ビレツト
が全くなくなる迄又は所定生産量が達成される迄操作を
続行することができる。次いで部材１４０は容易に次の
段階を使用することができる。

この段階は既に記した通り截頭円錐角を生成する為の予
備成形段階とすることができる。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の截頭円錐状内一方唇状部の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
ッシャ又はウエフアを得る為機械加工され截断されたビ
レツトを示す斜視図、第５図は溝を刻設したウエフアを
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
６図は外方ケース壁に被膜を形成する為心棒上に支持さ
れた一系列の組立てたシールを一部破断して示す正面図
、第７図は旋盤工具を用いて外径及び内径を機械加工し
、面作りした端部・壁に螺旋溝を形成中のビレツトを示
す斜視図、第８図は螺旋溝形成後のビレツトを截断して
ワッシャを得る状態を示す斜視図である。 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１２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・・・・・・シール部分、２１
・・・・ウール部材２０の截頭円錐状部分（唇状部）、
２２・・・・・・ガスケット、２３・・・・・・外方ケ
ース１１の端部彎曲部、２５・・・・・・唇状部２１の
空気側面、２６・・・・・・螺旋溝、２７・・・・・・
内方部分２１の最内方端部、３０・・・・・・筒状ビレ
ツト、３１・・・・・・ビレツト３０の外周面、３２・
・・・・・ビレツト３０の内周面、３３・・・・・・ビ
レツト２０の面作りした端部壁、３４・・・・・・旋盤
工具、３５・・・・・・ワッシャ、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、
９０・・・・・・心棒、９１・・・・被膜形成用噴霧ノ
ズル、９２・・・・・・被膜、１３０・・・・・・ビレ
ツト、１３１・・・・・ビレツト１３０の円筒状外面、
１３２・・・・・・正確に所定寸法としたビレツト１３
０の円筒状外面、１３３・・・・・・正確に所定寸法と
したビレツト１３０の円筒状内面、１３４，１３Ｃ・・
・・・・ビレツト１３０の面作りした平らな端部壁、１
３５・・・・・・工具、１３６・・・・・・工具１３５
の先端、１３７・・・・・・端部壁面１３４と円筒状内
面１３３とが交差する内方端、１４０，１４０″ ・・
・・ワッシャ又はウエフア。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内方唇状部に螺旋溝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円
   筒状ビレツトを機械加工して所定直径の円筒状外面を形
   成する段階と、ｂ 円筒状外面を形成したビレツトの一
   端壁の面作りする段階と、ｃ 前記ビレツトの面作りし
   た端壁を機械加工して螺旋溝を形成する段階と、ｄ 前
   記ビレツトを前記面作りした機械加工した端面から所定
   距離で薄く裁断して環状ワッシャを得る段階と、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。