TW201910043A - 工作機械用密封部材 - Google Patents
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Abstract
一種工作機械用密封部材,其包括板狀的支持部材與板狀的彈性部材,所述彈性部材以由工作機械的安裝部與所述支持部材夾持的方式安裝於工作機械上,所述彈性部材與工作機械的滑動面滑動接觸,所述彈性部材包含自所述支持部材的緣部朝所述工作機械的滑動面側突出的突出部,且以所述突出部的單面側與所述工作機械的滑動面滑動接觸的方式構成,所述突出部的前端緣具有多個直線部、以及夾持於所述多個直線部中鄰接的兩個直線部上的角部,所述突出部自所述角部朝所述支持部材側設置有切痕。
Description
本發明是有關於一種工作機械用密封部材。
關於車床或綜合加工機(machining center)、切斷機等工作機械,為了使驅動機構不受切屑或冷卻劑(切削油)等影響、或者為了去除切屑或冷卻劑等,而使用各種形狀的工作機械用密封部材(有時亦稱為刮板(wiper)部材)。 工作機械用密封部材例如包含支持部材與彈性部材,使彈性部材與工作機械的規定的部材滑動接觸而加以使用。 此時,與工作機械用密封部材滑動接觸的工作機械側的部材具有彎曲的面等各種形狀。工作機械用密封部材必須以與工作機械的滑動面(與工作機械具有的工作機械用密封部材滑動接觸的面)的形狀匹配而不產生間隙的方式安裝於工作機械上。
因此,例如有時以傾斜45度對直線狀的工作機械用密封部材的端部進行加工,使加工的端部彼此對接,而製成彎曲90度的拐角(corner)部用的工作機械用密封部材(例如,參照專利文獻1的圖3)。 除此以外,作為彎曲90度的拐角部中使用的工作機械用密封部材,市售有如圖7A、圖7B所示般的彈性部材52與L字狀的支持部材51一體成形的工作機械用密封部材50。與工作機械的滑動面的形狀匹配而製作的工作機械用密封部材容易安裝於工作機械上。另外,與組合使用多個工作機械用密封部材的情況相比,存在密封性優異的傾向。 [現有技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開2000-42863號公報
[發明所欲解決之課題] 關於先前的工作機械用密封部材50,於彈性部材52與工作機械的滑動面(未圖示)接觸時,通常於彈性部材52的邊緣部52a接觸。該情況下,彈性部材52與工作機械的滑動面的接觸狀態大致成為線接觸。因此,所述彈性部材容易因與工作機械的滑動面的滑動而磨損。 因此,為了使所述彈性部材更不易磨損,研究了增大彈性部材與工作機械的滑動面的接觸面積。 另一方面,具有與工作機械的滑動面的形狀相對應的形狀的非直線狀的工作機械用密封部材若以與所述滑動面的接觸面積變大的方式設計彈性部材的形狀,則有時會產生不良情況。即,所述非直線狀的工作機械用密封部材於使用時無法與所述滑動面中的彎曲部分(拐角部)適當地滑動接觸,於與所述滑動面的彎曲部分的形狀相對應的彈性部材的角部早期會發生裂紋,結果有時會產生密封性受損等不良情況。
[解決課題之手段] 本發明者等人為了解決所述課題而進行了努力研究,完成了一種工作機械用密封部材,其具有與工作機械的滑動面的形狀相對應的形狀且密封性優異,並且彈性部材不易磨損,因此可長期使用。
本發明的工作機械用密封部材包括板狀的支持部材與板狀的彈性部材, 所述彈性部材以由工作機械的安裝部與所述支持部材夾持的方式安裝於工作機械上,所述彈性部材與工作機械的滑動面滑動接觸,所述工作機械用密封部材的特徵在於: 所述彈性部材包含自所述支持部材的緣部朝所述工作機械的滑動面側突出的突出部,且以所述突出部的單面側與所述工作機械的滑動面滑動接觸的方式構成, 所述突出部的前端緣具有多個直線部、以及夾持於所述多個直線部中鄰接的兩個直線部上的角部, 所述突出部自所述角部朝所述支持部材側設置有切痕。
所述工作機械用密封部材由組合有板狀的支持部材與板狀的彈性部材的簡單的結構構成。因此,可容易製成與工作機械的滑動面的形狀相對應的設計。 另外,所述工作機械用密封部材於所述彈性部材具有的突出部,與工作機械的滑動面滑動接觸,此時突出部的單面側與工作機械的滑動面滑動接觸,即以面接觸進行滑動接觸。因此,彈性部材更不易磨損。 進而,所述突出部於前端緣具有直線部與角部,且自所述角部朝所述支持部材側設置有切痕。因此,可利用一個工作機械用密封部材確實地密封彎曲的滑動面,且避免於所述角部發生裂紋。因此,亦不會發生因以角部為起點的破損等而密封性受損的情況。
於所述工作機械用密封部材中,所述彈性部材較佳為含有熱硬化性聚胺基甲酸酯與低μ化劑。 該情況下,熱硬化性聚胺基甲酸酯所具有的優異的耐磨損性、與含有低μ化劑所帶來的減少摩擦係數的效果相輔相成,所述彈性部材尤其不易磨損。
於所述工作機械用密封部材中,所述突出部較佳為以所述直線部中的推壓邊距(pushing margin)成為3 mm以上的方式設置。 該情況下,可將所述直線部中的與工作機械的滑動面的接觸狀態設為面接觸。另外,可確實地避免所述突出部在與工作機械的滑動面的滑動時發生反轉。因此,所述工作機械用密封部材更適合於使優異的密封性與不易磨損性併存。
於所述工作機械用密封部材中,較佳為於所述突出部設置有貫穿孔,所述貫穿孔連接於所述切痕的與所述角部為相反側的端部。 該情況下,更不易發生角部或其附近的裂紋、或者自角部連接於直線部的破損等。
[發明的效果] 本發明的工作機械用密封部材由於密封性優異且彈性部材不易磨損,因此可長期使用。
以下,參照圖示對本發明的實施形態進行說明。 (第1實施形態) 圖1A為表示第1實施形態的工作機械用密封部材的平面圖,圖1B為圖1A所示的工作機械用密封部材的A-A線端視圖。圖2為分別表示構成圖1A所示的工作機械用密封部材的支持部材與彈性部材的平面圖。圖3為圖1A所示的工作機械用密封部材的主要部分放大平面圖。圖4為對圖1A所示的工作機械用密封部材的使用時的與工作機械的滑動面的接觸狀態進行說明的立體圖。圖5為用以對工作機械用密封部材的安裝狀態進行說明的圖4的B-B線剖面中的主要部分放大圖。
如圖1A、圖1B及圖2所示,本實施形態的工作機械用密封部材10包括:板狀的支持部材11,平面視形狀為具有多個彎曲部·彎折部的多邊形;以及板狀的彈性部材12,具有與支持部材11近似的平面視形狀。彈性部材12介隔接著劑層13而固定於支持部材11。 彈性部材12包含自支持部材11的緣部111朝工作機械的滑動面側突出的突出部12a,以突出部12a的與支持部材11側為相反側(圖1B中為右側)的面和工作機械的滑動面滑動接觸的方式介隔接著劑層13而固定於支持部材11。 工作機械用密封部材10具備多個螺栓孔15。工作機械用密封部材10使用所述螺栓孔15而安裝於工作機械的規定的位置。
彈性部材12的突出部12a中的前端緣112(與支持部材11為相反側的緣部)如圖1A及圖2的平面圖所示,具有多個直線部112A(本實施形態中為四處)、以及夾持於多個直線部112A中彼此鄰接的兩個直線部112A上的角部112B(本實施形態中為三處)。 進而,於突出部12a中自角部112B朝支持部材11側設置有切痕(狹縫)14。 所述構成的工作機械用密封部材10於安裝於工作機械的安裝部時可確保可於突出部12a的其中一側的面上與工作機械的滑動面滑動接觸(進行面接觸)的推壓邊距,且將角部112B及其附近的與工作機械的滑動面的滑動接觸狀態設為適當的接觸狀態。
如圖4、圖5所示,工作機械用密封部材10使用螺栓21與螺母22而安裝於工作機械的安裝部20。此時,工作機械用密封部材10是以彈性部材12由安裝部20與支持部材11夾持的方式安裝於工作機械的安裝部20。 以所述方式安裝的工作機械用密封部材10如圖4所示,於工作機械用密封部材10的彈性部材12與將彎曲90°的兩個面設為滑動面40A、滑動面40B的工作機械內的配合部材40接觸的情況下,彈性部材12的突出部12a為面接觸,與各滑動面40A、滑動面40B接觸且由兩個直線部112A夾持的角部112B的切痕14裂開,藉由切痕14裂開,彈性部材12的突出部12a可與配合部材40的滑動面40A、滑動面40B無間隙地接觸。
於本發明的實施形態的工作機械用密封部材中,推壓邊距如下述般規定。所述工作機械用密封部材中,規定直線部中的推壓邊距與角部中的推壓邊距。 首先,參照圖2、圖3對所述突出部的所述直線部中的推壓邊距進行說明。突出部12a的直線部112A中的推壓邊距於圖3中是X1所表示的部分的距離。所述距離X1是於將工作機械用密封部材10安裝於工作機械上時自與工作機械的滑動面無推壓邊距而相接的假想部分(圖2、圖3中參照A)至直線部112A的距離。 另一方面,突出部12a的角部112B中的推壓邊距於圖3中是X2所表示的部分的距離。所述距離X2是設置於突出部12a中的切痕14的支持部材11側的端部14A、與所述假想部分A的角部A'的距離。
工作機械用密封部材10中,為了使突出部12a與工作機械的滑動面進行面接觸,直線部112A中的推壓邊距X1較佳為2.5 mm以上。 所述推壓邊距X1更佳為3 mm以上。藉由將所述推壓邊距X1設為3 mm以上,可確實地避免突出部12a在與工作機械的滑動面的滑動時發生反轉。 所述推壓邊距X1的較佳的上限為15 mm。若所述推壓邊距X1超過15 mm,則有時工作機械用密封部材10的使用時的滑動阻力變得過大。另外,彈性部材12的前端側的邊緣部分(圖1B中參照B)的按壓變小,因此有時會產生於彈性部材12與工作機械的滑動面之間夾持有切粉等、等不良情況。
為了與工作機械的滑動面接觸且避免以角部112B或切痕14的端部14A等為起點的裂紋的發生等,突出部12a的角部112B中的推壓邊距X2較佳為2.0 mm以下。 所述推壓邊距X2更佳為1.5 mm以下。原因在於更不易長期發生所述裂紋。 另一方面,所述推壓邊距X2只要為0 mm以上即可。 再者,推壓邊距X2的尺寸可藉由變更切痕14的長度而進行調整。 另外,切痕14是自角部112B朝所述假想部分A的角部A'而設置。於本發明的實施形態的工作機械用密封部材中,所述切痕較佳為朝所述方向設置。另一方面,所述切痕若自夾持於鄰接的兩個直線部上的所述角部朝所述支持部材側設置,則亦可未必朝所述方向設置。
於工作機械用密封部材10中,彈性部材12具有的突出部12a的突出長度L(支持部材11的緣部111與突出部12a的前端緣112的距離:參照圖1B)若比所述推壓邊距X1的尺寸長,則並無特別限定。
於工作機械用密封部材10中,彈性部材12的厚度較佳為0.5 mm~5.0 mm。 若彈性部材12的厚度超過5.0 mm,則彈性部材12的按壓變得過大,結果有時彈性部材12與工作機械的滑動面的滑動阻力變得過大。另一方面,若所述厚度未滿0.5 mm,則有時彈性部材12的按壓變得過小,結果有時無法獲得充分的密封性。
關於工作機械用密封部材10,於與配合部材40的滑動面40A、滑動面40B滑動的情況下,以於彈性部材12的前端側的邊緣部分(圖1B中為B)亦與滑動面40A、滑動面40B接觸的狀態下滑動的方式構成。因此,可避免於彈性部材與工作機械的滑動面之間夾持有切粉等、等不良情況。 工作機械用密封部材10具有三處角部112B,但於本發明的實施形態的工作機械用密封部材中,所述角部的數量並無特別限定,只要為一處以上即可。所述直線部只要為兩處以上即可。 於本發明的實施形態的工作機械用密封部材中,只要所述直線部的數量或尺寸、所述角部的數量或角度等分別根據工作機械的滑動面的形狀適宜選擇即可。
(第2實施形態) 本實施形態的工作機械用密封部材除了彈性部材的突出部中的角部附近的構成不同以外,與第1實施形態的工作機械用密封部材相同。 圖6為表示第2實施形態的工作機械用密封部材的部分平面圖。 本實施形態的工作機械用密封部材30如圖6所示,於介隔接著劑層(未圖示)而固定於支持部材31上的彈性部材32的突出部32a設置有貫穿孔36。 貫穿孔36以於突出部32a中位於角部132B與假想部分A的角部A'之間的方式設置,所述假想部分A的角部A'相對於所述角部132B位於支持部材31側。 另外,貫穿孔36以連接於切痕34的與角部132B為相反側的端部的方式設置。 因此,關於具備貫穿孔36的工作機械用密封部材30,於將突出部32a按壓至工作機械的滑動面時,角部132B容易變得更廣。結果工作機械用密封部材30更不易發生角部132B或其附近的裂紋、或者自角部132B連接於直線部132A的破損等。 另外,貫穿孔36的壁面為圓柱狀,因此於使用時應力不易集中於特定的部位,更容易避免破損。 再者,所述貫穿孔的剖面形狀(於彈性部材中與厚度方向垂直的方向的形狀)並不限定於圓,只要為多邊形或橢圓形、其他任意的形狀即可。該些中,就應力不易集中於特定的部位的方面而言,較佳為僅由曲線包圍的形狀。
於本實施形態的工作機械用密封部材30中,角部132B中的推壓邊距為貫穿孔36的緣部與假想部分A的角部A'的最短距離,圖6中為X3所表示的部分的距離。 貫穿孔36的開口徑只要根據X1的尺寸適宜調整即可,例如較佳為1 mm~10 mm。
(其他實施形態) 本發明的實施形態的工作機械用密封部材未必需要具備接著劑層。即,所述工作機械用密封部材可不介隔接著劑層而使支持部材與彈性部材直接重合,亦可於所述狀態下安裝於工作機械的安裝部。 本發明的實施形態的工作機械用密封部材如上所述使用螺栓與螺母,以彈性部材由工作機械的安裝部與支持部材夾持的方式安裝於所述工作機械的安裝部。因此,即便無所述接著劑層,亦可於規定的狀態下將所述支持部材及所述彈性部材安裝於工作機械上。 關於不介隔所述接著劑層而支持部材與彈性部材直接重合的工作機械用密封部材,僅彈性部材的交換或支持部材的再利用容易。
於本發明的實施形態的工作機械用密封部材中,所述彈性部材使與工作機械的滑動面的滑動阻力下降,因此較佳為含有包含無機成分等的添加劑(例如,亦稱為低μ化劑)。 作為所述低μ化劑,例如可列舉包含氧化鈰、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋅、氧化鐵、氧化矽等金屬氧化物、或者銅、鎳、鐵、鋁等金屬等的粒子;玻璃珠(glass balloon)或漂珠(fly-ash balloon)等以氧化矽為主成分的中空粒子;鋁、不鏽鋼、鐵等金屬製的短纖維、或者聚醯胺等樹脂製的短纖維等。 作為所述低μ化劑,就與橡膠成分(彈性體成分)容易整合且化學穩定的方面而言,較佳為金屬氧化物粒子,更佳為氧化鈰粒子。
於所述彈性部材含有低μ化劑的情況下,所述低μ化劑較佳為於所述彈性部材的厚度方向上偏向存在於與工作機械的滑動面滑動接觸之側。該情況下,適合於確保彈性部材的物性(彈性)且實現滑動時的摩擦阻力的減少。
於所述低μ化劑在所述彈性部材中偏向存在於厚度方向上的情況下,所述彈性部材的與工作機械的滑動面滑動接觸之側的一面的動摩擦係數較佳為以相對於所述彈性部材中的相反側的一面的動摩擦彈性係數的比計為0.3~0.7。
於所述彈性部材含有所述低μ化劑的情況下,所述低μ化劑較佳為分散於所述彈性部材的整個面方向上。所述原因將後述。 於所述彈性部材以使低μ化劑於整個面方向上分散的狀態下含有的情況下,所述低μ化劑的調配量相對於橡膠成分(彈性體成分)100重量份而較佳為1.8重量份~15重量份。 若所述低μ化劑的調配量未滿1.8重量份,則幾乎未獲得含有低μ化劑的效果(滑動阻力的減少效果)。另一方面,若超過15重量份,則於滑動時低μ化劑容易自彈性部材脫落,結果有時所述彈性部材的耐久性下降。 所述低μ化劑的更佳的調配量相對於橡膠成分(彈性體成分)100重量份而為1.8重量份~9.5重量份。
於本發明的實施形態的工作機械用密封部材中,彈性部材的各直線部中的推壓邊距未必需要於工作機械用密封部材整體中相同。因此,對於每個直線部推壓邊距亦可不同。另外,角部中的推壓邊距亦同樣地,於所述工作機械用密封部材具備多個角部的情況下,各角部中的推壓邊距無須全部相同。
其次,對所述工作機械用密封部材的構成部材進行說明。 (支持部材) 所述支持部材是用以支持所述彈性部材且將所述工作機械用密封部材確實地安裝於工作機械上的板狀的部材。 作為所述支持部材的材質,就耐久性或強度的方面而言,通常適當的是鋼鐵或鋁等金屬材料,亦可為陶瓷或剛性塑膠等。 所述支持部材亦可使用表面未處理的鋼板、實施了磷酸鋅處理、鉻酸鹽處理或防鏽樹脂處理等表面處理的鋼板、磷青銅或彈簧鋼等彈性金屬板等。
於介隔接著劑層將所述彈性部材固定於所述支持部材的情況下,為了提高與所述接著劑層的整合性,亦可對所述支持部材實施利用底漆的表面處理等。另外,為了藉由錨固效果提高與所述接著劑層的密接性,亦可對所述支持部材實施粗面化處理。
(彈性部材) 所述彈性部材是於工作機械用密封件的使用時與工作機械的滑動面滑動接觸的板狀的部材,至少於所述突出部的單面側與工作機械內的滑動面接觸。 作為所述彈性部材的材質,其使用對象是工作機械,就要求耐油性的方面而言,例如可列舉腈基丁二烯橡膠(nitrile butadiene rubber,NBR)、胺基甲酸酯彈性體、氟橡膠、矽橡膠、乙烯丙烯二烯橡膠(Ethylene Propylene Diene Monomer,EPDM)等。 該些中,較佳為胺基甲酸酯彈性體。原因在於:耐久性(耐磨損性)優異,因此可長期維持所需性能。
作為所述胺基甲酸酯彈性體,例如可列舉使多元醇、聚異氰酸酯及視需要的交聯劑反應而獲得者等。所述胺基甲酸酯彈性體可為熱硬化性亦可為熱塑性,但較佳為熱硬化性的胺基甲酸酯彈性體(熱硬化性聚胺基甲酸酯)。
作為所述多元醇,並無特別限定,例如可列舉聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚己內酯多元醇等。 所述多元醇較佳為數量平均分子量為1000~3000。藉由使用所述範圍內的多元醇,可於使用時確實地防止切削粉或冷卻劑等的侵入。 所述數量平均分子量是利用凝膠滲透層析儀(Gel Permeation Chromatograph,GPC)測定而得的聚苯乙烯換算的測定值。
作為所述聚酯多元醇,例如可列舉藉由利用常法使二羧酸與甘醇反應而獲得者等。 作為所述聚醚多元醇,例如可列舉聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇等。 作為所述聚己內酯多元醇,例如可列舉藉由於觸媒的存在下將低分子量甘醇作為起始劑使ε-己內酯開環加成而獲得者。
作為所述聚異氰酸酯,並無特別限定,可使用先前公知者,例如可列舉脂肪族異氰酸酯、脂環族異氰酸酯、芳香族異氰酸酯等。該些中,就耐磨損性良好的方面而言,較佳為芳香族異氰酸酯。
所述聚胺基甲酸酯彈性體可使用所述原料並利用公知的方法製造,例如可藉由於適當的有機溶劑中視需要使用觸媒並將各原料的當量比調整為NCO/OH=0.9~1.1而進行反應;於無溶劑中進行溶融反應等而加以製造。另外,可藉由使所有原料同時反應的方法(單射法)、預聚物法等而加以製造。
作為所述胺基甲酸酯彈性體,較佳為含有多元醇成分、異氰酸酯成分及交聯劑的熱硬化性胺基甲酸酯組成物的硬化物(熱硬化性聚胺基甲酸酯)。 所述熱硬化性胺基甲酸酯組成物尤佳為所述多元醇成分為聚乙烯己二酸酯多元醇(polyethylene adipate ester polyol,PEA)的熱硬化性胺基甲酸酯組成物。 具備由多元醇成分為PEA的熱硬化性胺基甲酸酯組成物的硬化物形成的彈性部材的工作機械用密封部材不易發生冷卻劑所引起的膨潤或溶出。因此,於用於使用冷卻劑的工作機械中時,即便暴露於冷卻劑中,亦可長期滿足其要求特性。 就可於使用時更確實地防止切削粉或冷卻劑等的侵入的方面而言,所述PEA的數量平均分子量較佳為1000~3000。
所述熱硬化性胺基甲酸酯組成物除了PEA(多元醇成分)以外含有異氰酸酯成分及交聯劑。 作為所述異氰酸酯成分,並無特別限定,例如可列舉脂肪族異氰酸酯、脂環族異氰酸酯、芳香族異氰酸酯等。
作為所述脂肪族異氰酸酯,例如可列舉1,6-六亞甲基二異氰酸酯(1,6-Hexamethylene Diisocyanate,HDI)、2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、離胺酸二異氰酸酯等。另外,亦可列舉六亞甲基二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯的異三聚氰酸酯體、縮二脲體、加成體的改質體等。 作為所述脂環族異氰酸酯,例如可列舉異佛爾酮二異氰酸酯(Isophorone Diisocyanate,IPDI)、4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯、1,4-環己烷二異氰酸酯、降冰片烷二異氰酸酯(Norbornane Diisocyanate,NBDI)等脂環族二異氰酸酯等。
作為所述芳香族異氰酸酯,例如可列舉甲苯二異氰酸酯(tolylene diisocyanate,TDI)、伸苯基二異氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯(4,4'-Diphenyl methane diisocyanate,MDI)、1,5-萘二異氰酸酯(1,5-naphthalene diisocyanate,NDI)、伸二甲苯基二異氰酸酯(xylylene diisocyanate,XDI)、碳二醯亞胺改質的MDI、胺基甲酸酯改質的MDI等。 該些異氰酸酯成分可單獨使用,亦可併用兩種以上。 作為所述異氰酸酯成分,較佳為MDI或NDI。原因在於:芳香族異氰酸酯中顯現出尤其良好的耐磨損性。
作為所述交聯劑,例如可列舉1,4-丁二醇(1,4-butanediol,1,4-BD)、1,4-雙(β-羥基乙氧基)苯(1,4-bis(β-hydroxy ethoxy),BHEB)、乙二醇、丙二醇、己二醇、二乙二醇、三羥甲基丙烷(trimethylolpropane,TMP)、甘油、4,4'-亞甲基雙(2-氯苯胺)、肼、乙二胺、二乙三胺、4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二環己基甲烷、N,N-雙(2-羥基丙基)苯胺、水等。 該些中,就容易顯現出適當的橡膠硬度、橡膠剛性的方面而言,較佳為1,4-丁二醇、TMP、BHEB。另外,包含1,4-丁二醇、TMP、BHEB的熱硬化性胺基甲酸酯組成物的適用期比較長,亦可利用手動澆鑄(manually cast)來成形。 所述交聯劑可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
所述熱硬化性胺基甲酸酯組成物亦可進而視需要含有鏈延長劑、交聯促進劑或交聯延遲劑等反應助劑、水解防止劑等。
所述熱硬化性胺基甲酸酯組成物中的異氰酸酯基濃度較佳為5.50重量%~10.0重量%。該情況下,可避免硬化物的硬度變得過高而滑動阻力變大,且使所述彈性部材的耐磨損性優異。 所謂所述異氰酸酯基濃度(重量%)是指異氰酸酯成分、多元醇成分及交聯劑的合計量中所含的異氰酸酯基的重量比例。
所述熱硬化性胺基甲酸酯組成物的硬化條件並無特別限定,只要根據所述熱硬化性胺基甲酸酯組成物的組成適宜設定即可,通常可採用於100℃~160℃下加熱30分鐘~90分鐘的條件。 另外,亦可以所述條件進行硬化處理,自模具等脫模後,例如於100℃~160℃、3小時~48小時的條件下進行後硬化。 再者,所述熱硬化性胺基甲酸酯組成物中所含的異氰酸酯成分及多元醇成分亦可於在規定條件下使所述熱硬化性胺基甲酸酯組成物硬化前預先進行反應而製成預聚物。
作為所述彈性部材的成形方法,並無特別限定,例如可列舉:常壓澆鑄成形、減壓澆鑄成形、離心成形、連續旋轉成形、擠出成形、射出成形、反應射出成形(Reaction Injection Molding,RIM)、旋轉塗佈等。 該些中,較佳為離心成形、連續旋轉成形。 另外,於利用離心成形等形成彈性部材的情況下,亦可分多次投入熱硬化性胺基甲酸酯組成物等原料組成物。 尤其於製作含有所述低μ化劑的彈性部材的情況下,於成形時低μ化劑因離心力或自重而偏向存在於單面側,但可藉由分多次投入原料組成物而調整低μ化劑的偏向存在狀態。
所述彈性部材的硬度(日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)A硬度)較佳為55°~90°。 若所述彈性部材的硬度未滿55°,則有時於滑動時發生變形而無法充分防止切削粉等的侵入。另一方面,若所述硬度超過90°,則彈性部材過硬,因此有時於滑動時發生破損。所述彈性部材的更佳的硬度為60°~75°。 所述JIS A硬度是基於JIS K 7312並藉由彈簧式類型A硬度試驗機進行測定而得的值。 另外,於採用所述熱硬化性胺基甲酸酯組成物的硬化物作為所述彈性部材的情況下,就確保對於冷卻劑的耐性的觀點而言,所述JIS-A硬度較佳為67°以上,更佳為70°~85°。
所述彈性部材除了所述低μ化劑以外亦可含有例如水解防止劑、顏料等的著色劑、光穩定劑、熱穩定劑、抗氧化劑、防黴劑、阻燃劑、增量劑等。
(接著劑層) 作為所述接著劑層,並無特別限定,只要考慮各部材的材質適宜選擇即可。 作為所述接著劑層,例如可列舉由乙烯-乙酸乙烯酯(Ethylene Vinyl Acetate,EVA)系、聚醯胺系或聚胺基甲酸酯系的熱熔膠接著劑或者硬化型接著劑等而形成的層、進而藉由雙面膠帶而形成的層等。 所述接著劑層的厚度並無特別限定,較佳為50 μm~500 μm。 具備所述接著劑層的工作機械用密封部材更不易發生通過支持部材與彈性部材之間的冷卻劑的侵入。另外,所述工作機械用密封部材安裝於工作機械上時的對準變得容易。
其次,以具備接著劑層的工作機械用密封部材為例對所述工作機械用密封部材的製造方法進行說明。 所述工作機械用密封部材可藉由如下方式製造,即於分別製作圖2所示的支持部材11與彈性部材12後,介隔接著劑層13而以規定的位置關係將兩者貼合。 支持部材11可藉由將鋼板等裁切成規定的形狀而加以製作。 彈性部材12可藉由將包含熱硬化性聚胺基甲酸酯等的片狀物裁切成規定的形狀而加以製作。再者,彈性部材12中的切痕可於將彈性部材12與支持部材11貼合前設置,亦可於貼合後設置。
所述工作機械用密封部材可利用所述方法製造,因此於使低μ化劑在彈性部材中分散的情況下,較佳為如所述般使低μ化劑於彈性部材(片狀物)的整個面方向分散。原因在於:於將片狀物裁切成規定的形狀時,不論切斷位置如何,低μ化劑始終存在於單面側。
本發明的實施形態的工作機械用密封部材於車床或綜合加工機、切斷機等各種工作機械中,可作為為了使工作機械的運轉部位、驅動機構等不受切削粉或冷卻劑等影響的密封部材(刮板部材)而使用。 [實施例]
以下,藉由實施例對本發明的實施形態進行更具體的說明,但本發明並不限定於以下的實施例。
(支持部材及彈性部材用片材的製作)支持部材的 製作
利用轉塔衝床(turret punch)裁切厚度0.8 mm的鋼板(神戶製鋼所(股)製造,格林柯特(GREENCOAT)GX-K2),而製作圖2所示的形狀的支持部材11。
彈性部材用片材的製作
藉由下述方法製作胺基甲酸酯片材A及胺基甲酸酯片材B。 (胺基甲酸酯片材A的製作) 於100.00重量份的加溫為110℃的MDI-PEA預聚物(三洋化成工業公司製造,商品名「桑普蘭(Sanprene)」P-6814)中添加6.36重量份的1,4-BD(1,4-丁二醇、三菱化學公司製造)、0.20重量份的TMP(三羥甲基丙烷、三菱氣體公司製造)及5.00重量份的氧化鈰粉末(太陽礦工公司製造,賽力克(serico)CH-BS302),攪拌混合來製備胺基甲酸酯組成物。 其次,將所得的胺基甲酸酯組成物投入至離心成形機中,以模具溫度150℃、轉速900 rpm、交聯時間50分鐘的條件使其交聯,以厚度1.6 mm將圓筒狀的硬化物成型後,進行脫模。然後,將圓筒狀的硬化物的其中一處切斷而展開為板形,在送風烘箱內,以110℃、24小時的條件進行後交聯,而製作胺基甲酸酯片材A。
於胺基甲酸酯片材A中,於厚度方向上,氧化鈰粉末偏向存在於其中一側(成型時的模具側)。關於胺基甲酸酯片材A,其中一側(成型時的模具側)的一面的動摩擦係數為0.2,另一側(成型時的空氣側)的一面的動摩擦係數為0.4。 因此,氧化鈰粉末偏向存在的所述其中一側的一面的動摩擦係數以相對於所述另一側的一面的動摩擦係數的比計為0.5。
所述動摩擦係數的測定是使用表面性測定機(新東(HEIDON)14型(新東化學公司製造)),以下述條件進行。 [測定條件] 移動速度:25 mm/sec 配合材料:耐酸鋁處理鋼板 角度:25° 接觸方向:後面(trailing) 樣品抵接部長度:10 mm 垂直加重:100 g 測定擦拭時的水平加重,將(水平加重/垂直加重)設為摩擦係數。 靜摩擦係數:擦拭開始時的最大值 動摩擦係數:超過最大值而成為穩定狀態時的值
(胺基甲酸酯片材B的製作) 除了變更胺基甲酸酯組成物的投入量以外,與胺基甲酸酯片材A的製作同樣地製作厚度0.7 mm的胺基甲酸酯片材。 其次,以兩枚胺基甲酸酯片材的氧化鈰粉末的量少的一側的一面(於離心成形模具內為空氣側的一面)彼此對向的方式重合,而製成厚度1.4 mm的胺基甲酸酯片材B。
(實施例1) 以規定的外形尺寸裁切利用所述方法製作的胺基甲酸酯片材A,進而設置規定的切痕,而製成彈性部材A。 其次,一面使利用所述方法製作的支持部材與彈性部材A彼此對準,一面使用5 mm寬度的雙面膠帶(日東電工公司製造,No.500)以規定的朝向貼合,而製作圖1A所示的形狀的工作機械用密封部材10。 此處,彈性部材A是以直線部中的推壓邊距X1成為6 mm、角部中的推壓邊距X2成為0.5 mm的方式設計。
(比較例2) 以規定的外形尺寸裁切利用所述方法製作的胺基甲酸酯片材B,而製成彈性部材B。 其次,一面使利用所述方法製作的支持部材與彈性部材B彼此對準,一面使用5 mm寬度的雙面膠帶(日東電工公司製造,No.500)貼合,而製作圖1A所示的形狀的工作機械用密封部材10。 其中,彈性部材B是以直線部中的推壓邊距X1成為0.7 mm、角部中的推壓邊距X2成為0.5 mm的方式設計。 再者,於彈性部材B的角部未設置切痕。
(比較例2) 將具有圖7B所示的剖面形狀的滑動密封件(阪東(Bando)化學公司製造,C-R-3S-R)作為評價用的工作機械用密封部材。
[評價] 將實施例1及比較例1、比較例2的工作機械用密封部材安裝於工作機械(津根精機公司製造,切斷機)上進行評價。此處,於在具備鋸削頭的角型的滑動引導部的一處安裝工作機械用密封部材後,以下述條件使切斷機驅動,觀察此時的工作機械用密封部材的狀態。將結果示於表1中。 (切斷機的驅動條件) 鋸刃的尺寸及轉速:f400 mm、100 rpm 鋸削頭前進速度:25 mm/sec 鋸削頭後退速度:200 mm/sec 鋸削頭的一次往返時間:9.0秒 (觀察條件) 於工作機械用密封部材的移動距離達到10 km、15 km、20 km、30 km、40 km、50 km、75 km、100 km、150 km的時間點停止切斷機,進行工作機械用密封部材的外觀觀察與推壓邊距的測定。 再者,比較例1的工作機械用密封部材於30 km結束觀察,比較例2的工作機械用密封部材於20 km結束觀察。
[表1]
根據表1所示的結果可知根據本發明的實施形態的工作機械用密封部材,可長期確保密封性。
10、30、50‧‧‧工作機械用密封部材
11、31、51‧‧‧支持部材
12、32、52‧‧‧彈性部材
12a、32a‧‧‧突出部
13‧‧‧接著劑層
14、34‧‧‧切痕
14A‧‧‧端部
15‧‧‧螺栓孔
20‧‧‧安裝部
21‧‧‧螺栓
22‧‧‧螺母
36‧‧‧貫穿孔
40‧‧‧配合部材
40A、40B‧‧‧滑動面
52a‧‧‧邊緣部
111‧‧‧緣部
112‧‧‧前端緣
112A、132A‧‧‧直線部
112B、132B、A'‧‧‧角部
A‧‧‧假想部分
B‧‧‧彈性部材的前端側的邊緣部分
L‧‧‧突出長度
X1、X2、X3‧‧‧推壓邊距
圖1A為表示第1實施形態的工作機械用密封部材的平面圖。 圖1B為圖1A所示的工作機械用密封部材的A-A線端視圖。 圖2為分別表示構成圖1A所示的工作機械用密封部材的支持部材與彈性部材的平面圖。 圖3為圖1A所示的工作機械用密封部材的主要部分放大平面圖。 圖4為對圖1A所示的工作機械用密封部材的使用時的與工作機械的滑動面的接觸狀態進行說明的立體圖。 圖5為用以對工作機械用密封部材的安裝狀態進行說明的圖4的C-C線剖面中的主要部分放大圖。 圖6為表示第2實施形態的工作機械用密封部材的部分平面圖。 圖7A為具有L字型的先前的工作機械用密封部材的立體圖。 圖7B為圖7A所示的工作機械用密封部材的C-C線剖面圖。
Claims (4)
- 一種工作機械用密封部材,其包括板狀的支持部材與板狀的彈性部材, 所述彈性部材以由工作機械的安裝部與所述支持部材夾持的方式安裝於工作機械上,所述彈性部材與工作機械的滑動面滑動接觸,所述工作機械用密封部材的特徵在於: 所述彈性部材包含自所述支持部材的緣部朝所述工作機械的滑動面側突出的突出部,且以所述突出部的單面側與所述工作機械的滑動面滑動接觸的方式構成, 所述突出部的前端緣具有多個直線部、以及夾持於所述多個直線部中鄰接的兩個直線部上的角部, 所述突出部自所述角部朝所述支持部材側設置有切痕。
- 如申請專利範圍第1項所述的工作機械用密封部材,其中所述彈性部材含有熱硬化性聚胺基甲酸酯與低μ化劑。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的工作機械用密封部材,其中所述突出部以所述直線部中的推壓邊距成為3 mm以上的方式設置。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的工作機械用密封部材,其中於所述突出部設置有貫穿孔,所述貫穿孔連接於所述切痕的與所述角部為相反側的端部。
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