TWI651134B - 刮刷器及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種刮刷器，其係包含：安裝在工作機械之安裝構件、一體地形成於前述安裝構件之刮刷器本體、位於前述刮刷器本體的下端且由彈性材料所形成之彎折形狀的唇板支撐部、及藉由前述唇板支撐部連接於刮刷器本體之唇板部；前述唇板部中，前端接觸於前述工作機械的滑動面之唇板前端部，係以含有補強用添加材料之彈性材料所形成。
Description
本發明係關於一種使用在工作機械或產業機械之刮刷器及其製造方法。
以往，為了防止切削粉等雜質嚙入於車床、銑刀等之工作機械的滑動面，係於可動構件的短緣，安裝使唇板部接觸於滑動面之刮刷器。藉由使該刮刷器滑動，以刮取工作機械的滑動面之雜質。通常，該刮刷器滑動部係使用相對於所有方向之跟隨性、刮取性能優異之橡膠材料。近年來，於不使用切削油(亦稱為乾式切削)之重視環境面之工作系統、或高速型的工作機械等所使用之刮刷器，由於刮刷器滑動部之橡膠材料的摩擦係數高，所以摩耗劇烈，而有無法維持長期間的密合性之問題點。
因此，為了解決此等問題，例如於專利文獻1中，提出一種藉由短纖維補強橡膠來形成刮刷器全體之刮刷器。然而，此刮刷器雖可解決唇板前端部的短期摩耗抑制之問題，但將唇板部支撐於刮刷器本體之唇板支撐部亦由短纖維所補強，故因其高剛性而產生唇板部的柔軟性降低之問題。因此，安裝在工作機械而使用時，由於刮
刷器按壓力大，故與滑動面之摩擦力增大，若長期間使用，會產生摩耗，而有密合性降低或損傷薄板金罩蓋的滑動面之問題。
此外，如專利文獻2所示，已知一種藉由短纖維補強橡膠使刮刷器的滑動部成形，進一步研磨與滑動部的被清潔面之接觸部來進行短期摩耗抑制之刮刷器。然而，已知藉由短纖維補強橡膠使刮刷器的滑動部成形之刮刷器，雖可解決唇板前端部的短期摩耗抑制之問題，但在橡膠成形加工步驟中，必須將所添加之短纖維材料配向在一定方向，且必須對與滑動部的被清潔面之接觸部進行研磨加工。如此，藉由短纖維材料的使用，不僅使成形加工步驟變得繁瑣，亦有形成加工成本昂貴之問題。
[專利文獻1]日本特開平05-042443號公報
[專利文獻2]日本特開2008-264776號公報
使用在車床、銑刀等之工作機械的滑動面之刮刷器，該刮刷器滑動部上的短期摩耗抑制之對策雖為人所知，但仍有唇板部的柔軟性降低或刮刷器的加工成本昂貴之問題。
本發明所欲解決之課題，在於提供一種可
長期間維持刮刷器的密合性，且可以簡單的製造步驟來製造之刮刷器及其製造方法。
本發明的實施形態之刮刷器，其特徵係包含：安裝在工作機械之安裝構件；具有接合於前述安裝構件之刮刷器安裝部、以及形成於該刮刷器安裝部的一端且由彈性材料所構成之彎折形狀的唇板支撐部之刮刷器本體；以及經由前述唇板支撐部而連接於前述刮刷器安裝部之唇板部；前述唇板部中，前端接觸於前述工作機械的滑動面之唇板前端部，係以含有粒子狀的補強用材料、以及粒子狀的固體潤滑樹脂材料之彈性材料所形成。
此外，本發明的實施形態之刮刷器的製造方法，其係前端接觸於工作機械的滑動面之唇板前端部係以含有粒子狀的補強用材料以及粒子狀的固體潤滑樹脂材料作為添加材料之彈性材料所形成，其特徵係具有如下步驟：製備填充於模具內之經混練加工後的橡膠材料、以及將前述補強用材料及固體潤滑樹脂材料作為添加材料混合於前述橡膠材料而成之混合材料之步驟；將塗布有接著劑之刮刷器的安裝構件配置在前述模具內，將前述混合材料填充於前述模具內之前述唇板前端部的對應處，並將前述橡膠材料填充於前述模具內的剩餘部分之步驟；以及藉由模壓加硫，使接合於前述安裝構件之刮刷器安裝部、形成於該刮刷器安裝部的一端之唇板支撐部、以及經由該唇板支撐部而連接於前述刮刷器安裝部之前述唇板部一體成
型。
根據本實施形態之刮刷器及刮刷器的製造方法，可長期間維持刮刷器的密合性，工作機械可在不更換刮刷器下運轉，而能夠有效率地製造出工件。
10‧‧‧刮刷器
15‧‧‧安裝構件
20‧‧‧刮刷器本體
22‧‧‧刮刷器安裝部
25‧‧‧唇板支撐部
27‧‧‧溝槽
30‧‧‧唇板部
35‧‧‧唇板前端部
40‧‧‧滑動面(刮取面)
100‧‧‧刮刷器按壓力測定試驗機
105、205‧‧‧測力器
110、210‧‧‧支座
115、215‧‧‧滑動面
200‧‧‧刮刷器滑動阻力測定試驗機
F‧‧‧滑動阻力
L‧‧‧滑動距離
W‧‧‧垂直荷重
第1圖係顯示實施形態之刮刷器之剖面圖。
第2圖係顯示實施形態之刮刷器的製造步驟之流程圖。
第3圖係說明刮刷器的按壓力測定方法之圖。
第4圖係說明刮刷器的滑動阻力測定方法之圖。
以下說明用以實施發明之一實施形態。
本實施形態之刮刷器，為安裝在工作機械中之機台表面或罩蓋表面等的滑動面上相對地來回移動之移動本體部之橫向較長的構件。
第1圖係顯示實施形態之刮刷器10的側面所觀看之剖面圖。如第1圖所示，刮刷器10係包含：安裝在相對於機台表面或罩蓋表面等的滑動面(刮取面)40呈相對地移動之工作機械的移動本體部之安裝構件15、以及與前述安裝構件15一體地形成之刮刷器本體20。
刮刷器本體20例如具有刮刷器安裝部22及唇板支撐部25。安裝構件15通常藉由金屬材料或合成
樹脂材料所形成。
於刮刷器安裝部22的下端，形成有被彎折為箭頭的滑動方向之彎折形狀的唇板支撐部25、以及藉由唇板支撐部25連接於刮刷器安裝部22之唇板部30。於唇板部30的前端部，形成有與滑動面40接觸而滑動之唇板前端部35。於唇板支撐部25之折彎部的內側(滑動方向側)，形成具有彈性作用之溝槽27。
刮刷器安裝部22係由NBR、胺甲酸乙酯橡膠、氟橡膠、氫化腈橡膠(H-NBR)、羧化腈橡膠(X-NBR)等之彈性材料所形成。或者，刮刷器安裝部22係相對於上述彈性材料100質量份，可混入5~40質量份之聚乙烯樹脂粒子材料、二氧化矽粒子材料、二氧化矽/氧化鋁粒子材料等之粒子狀的補強用材料、以及5~40質量份之經丙烯酸改質之聚矽氧樹脂粒子材料、聚四氟乙烯樹脂粒子材料、尼龍樹脂粒子材料等之粒子狀的固體潤滑樹脂材料作為添加材料來形成。若前述粒子狀的補強用材料以及粒子狀的固體潤滑樹脂材料之混入分別未達5質量份，於上述彈性材料中的混合分布不均，致有時會使長期間之刮刷器的密合性維持效果降低。若當前述補強用粒子材料以及固體潤滑樹脂粒子材料之混入分別超過40質量份，添加材料的混入加工變困難。
唇板支撐部25以及扣除唇板前端部35之唇板部30，係由與上述彈性材料相同之材料所形成。此外，唇板前端部35係將上述粒子狀的補強用材料以及粒子狀
的固體潤滑樹脂材料之添加材料，混入於與上述彈性材料相同之材料而形成。
接著說明具有上述構成之刮刷器10的製造方法。第2圖係顯示刮刷器10的製造步驟之流程圖。
首先，作為安裝構件15的製造步驟，例如將金屬材料或合成樹脂材料施以加工形成為既定形狀(步驟S200)。
接著，將接著劑塗布於被加工為既定形狀之安裝構件15(步驟S210)。
另一方面，作為刮刷器本體20及唇板部30的製造步驟，係藉由製備：使原料橡膠進行混練加工後之橡膠材料(步驟S300a)、以及將上述粒子狀的補強用材料以及粒子狀的固體潤滑樹脂材料作為添加材料混合加工於上述橡膠材料之混合材料(步驟S300b)，而製備填充於模具內之橡膠材料以及混合材料。
接著將步驟S210之將塗布有接著劑之安裝構件15配置在模具內(步驟S310)，將上述混合材料填充於模具內的對應處(步驟S320a)。此外，將上述橡膠材料填充於模具內的剩餘部分(步驟S320b)。
然後藉由模壓，使安裝構件15與刮刷器本體20以及唇板部30，藉由模壓加硫而一體成型(步驟S340)。
唇板前端部35係將短纖維材料等之未保持配向性之粒子狀的補強用材料、以及粒子狀的固體潤滑樹
脂材料，作為添加材料混入於橡膠材料而形成。例如，刮刷器安裝部22藉由橡膠材料所形成。此外，刮刷器安裝部22係將短纖維材料等之未保持配向性之粒子狀的補強用材料、以及粒子狀的固體潤滑樹脂材料，作為添加材料混入於橡膠材料而形成。
扣除唇板前端部35之唇板部30以及唇板支撐部25，通常係藉由未混入粒子狀的補強用材料以及粒子狀的固體潤滑樹脂材料之橡膠材料所形成。
以往之使用短纖維材料作為補強用添加材料之刮刷器的製造步驟中，必須將補強用添加材料的配向控制在一定方向之步驟、以及對與滑動部的被清潔面之接觸部進行研磨加工之步驟，但在如第2圖所示之實施形態的製造步驟中，並非混合短纖維材料，而是混合粒子狀的補強用材料以及粒子狀的固體潤滑樹脂材料，故不須進行將配向控制在一定方向之步驟，此外，不須進行對刮刷器10之與滑動部的被清潔面之接觸部進行研磨加工之步驟。因此，根據本實施形態，可簡化作業步驟。
在此說明比較實施例與比較例1、2的製造步驟之結果。
(實施例1)
作為實施例1，彈性材料係使用X-NBR，並於其成形後具有耐油性且硬度設定在70度至90度(JIS A)的範圍者。以混合有粒子狀的補強用材料以及粒子狀的固體潤滑
樹脂材料作為添加材料之彈性材料，僅形成從唇板支撐部25至唇板前端之長度的1/2長度之唇板前端部35的區域，其他則使用未混合上述添加材料之X-NBR，而製作出刮刷器。
所混合之材料，相對於彈性材料100質量份，係調配超高分子量聚乙烯表面處理粒子(製品名稱：Inhance UH-1080(Fluoro Seal公司(美國)製)、平均粒徑125μm)5質量份作為補強用材料，以及聚矽氧/丙烯酸共聚物樹脂粒子(製品名稱：Chaline R(日信化學工業股份有限公司製)、平均粒徑30μm)5質量份作為固體潤滑樹脂材料的2種類。安裝構件15係使用樹脂材料。亦即，實施例1係以混合有粒子狀的補強用材料以及粒子狀的固體潤滑樹脂材料之橡膠材料形成唇板前端部35。
(實施例2)
前述所混合之添加材料，相對於彈性材料100質量份，除了調配超高分子量聚乙烯表面處理粒子10質量份以及聚矽氧/丙烯酸共聚物樹脂粒子10質量份的2種類之外，其他與實施例1相同而製作出刮刷器。
(實施例3)
前述所混合之添加材料，相對於彈性材料100質量份，除了調配超高分子量聚乙烯表面處理粒子20質量份以及聚矽氧/丙烯酸共聚物樹脂粒子20質量份的2種之外，其他與實施例1相同而製作出刮刷器。
(實施例4)
前述所混合之添加材料，相對於彈性材料100質量份，除了調配超高分子量聚乙烯表面處理粒子30質量份以及聚矽氧/丙烯酸共聚物樹脂粒子30質量份的2種之外，其他與實施例1相同而製作出刮刷器。
(實施例5)
前述所混合之添加材料，相對於彈性材料100質量份，除了調配超高分子量聚乙烯表面處理粒子40質量份以及聚矽氧/丙烯酸共聚物樹脂粒子40質量份的2種之外，其他與實施例1相同而製作出刮刷器。
(比較例1)
比較例1的刮刷器10，係由與實施例1相同之混入有補強用添加材料之橡膠材料(X-NBR)來形成刮刷器本體20、唇板支撐部25、唇板部30、及唇板前端部35，其他則與實施例1相同而製作出刮刷器。補強用添加材料係使用相對於原料橡膠100質量份，調配有尼龍系短纖維10質量份者。
(比較例2)
比較例2的刮刷器10係由與實施例1相同之橡膠材料(X-NBR)來形成刮刷器本體20、唇板支撐部25、唇板部30、及唇板前端部35，但未調配粒子狀的補強用材料以及粒子狀的固體潤滑樹脂材料。其他則與實施例1相同而製作出刮刷器。
表1係顯示按壓力、滑動阻力以及滑動距離的測定結果之表，顯示關於上述實施例1~5與比較例1、
比較例2所得之各刮刷器之性能評估的測定結果。在此，說明有關實施例1~5與比較例1、比較例2之性能評估的測定結果。首先，說明所使用之刮刷器的評估方法。
(1)刮刷器按壓力測定方法
A.試驗方法
如第3圖所示，刮刷器按壓力測定試驗機100，係由測力器105與支座110與刮刷器10、以及滑動面115所構成。將刮刷器10固定在支座110，使刮刷器10下降，並使刮刷器10的唇板前端部35接觸於滑動面115的表面，然後將刮刷器10往滑動面115側按壓規定值的3mm。測力器105感測到此時所施加的力，並將該值定義為按壓力。通常，按壓力換算為每單位公分來表示。該按壓力，在下一項的刮刷器滑動阻力測定時，使用作為垂直荷重(W)。
B.試驗條件：無潤滑油
(2)刮刷器滑動阻力測定方法
A.試驗方法
如第4圖所示，刮刷器滑動阻力測定試驗機200係由測力器205與支座210與刮刷器10、以及滑動面215所構成。以將刮刷器10固定在支座210之狀態，滑動面215往箭頭A的方向移動。測力器205感測到此時所作用之水平方向的力F。從該力F之值與所輸入之垂直荷重W之值(上述刮刷器按壓力測定中，將刮刷器按壓規定值的3mm時之力)，根據F=μW的式子來算出滑動阻力(kgf)。在此，μ表示摩擦係數，W表示按壓力(kgf)。按壓3mm時之滑動阻
力F(kgf)係換算為每單位公分來表示。
B.試驗條件
無潤滑油
滑動速度：6m/min
(3)刮刷器滑動試驗方法
A.試驗方法
刮刷器滑動試驗係與上述第4圖所示之刮刷器滑動阻力測定試驗機200相同之試驗機。刮刷器滑動試驗中，與刮刷器滑動阻力測定方法不同之點，係使支座210重複來回運動者。在將刮刷器按壓3mm之狀態下進行長時間的來回運動，並藉由滑動距離與來回次數計算該滑動距離L。此外，唇板摩耗量係於刮刷器10的試驗前後測定重量，並藉由其減少量來算出。在此，藉由刮刷器10進行滑動距離最長為2000km之試驗，並藉由試驗後之刮刷器的損傷狀況與唇板摩耗量比較刮刷器的滑動耐久性。表1所示之每單位長度的唇板摩耗量(mg/cm)，係將2000km滑動時的唇板摩耗量換算為每單位公分來表示。
B.試驗條件
無潤滑油
滑動速度：70m/min
滑動行程：1100mm
試驗環境：室溫
(4)測定結果
使用此等刮刷器而測定按壓力、滑動阻力以及滑動距
離。其結果如表1所示。從表1中，可得知以下結果。
實施例1~5係該按壓力為比較例2的約55%以下，滑動阻力為比較例2的約40%以下，唇板摩耗量為比較例2的23%以下。此外，實施例1~5係可長時間維持密合性，耐久滑動距離與比較例2的300km相比約長6.7倍，於2000km的滑動後，亦處於無損傷可持續使用之狀態。因此，實施例1~5的刮刷器，與比較例2相比可長期間使用。
實施例1~5係於2000km的滑動後，亦處於無損傷可持續使用之狀態，按壓力為比較例1的約42%以下，滑動阻力為比較例1的約57%以下。比較例1雖然於2000km的滑動後，亦處於無損傷可持續使用之狀態，但是實施例1的唇板摩耗量為比較例1的約48%以下。因此，實施例1~5的刮刷器，與比較例1相比亦可長期間使用。
如以上所述，根據本實施形態，藉由使用以混合有既定量的補強用添加材料之彈性材料來形成唇板前端部的既定區域之刮刷器，可長期間維持刮刷器的密合性，同時工作機械可不需更換刮刷器而長期間使用。因此可有效率地製造工件，並可簡化複雜的製造步驟，降低加工費用。
以上係已說明本發明的數項實施形態，此等實施形態僅作為範例而提出者，並非用來限定本發明的範圍。此等嶄新的實施形態，亦能夠以其他各種形態來實施，在不脫離本發明的範圍之範圍內，可進行各種的省略、置換、變更。此等實施形態或該變形，係包含於申請專利
範圍所記載之發明和與其均等之範圍內。
Claims (7)
- 一種刮刷器，其特徵係包含：安裝在工作機械之安裝構件；具有接合於前述安裝構件之刮刷器安裝部、以及形成於該刮刷器安裝部的一端且由彈性材料所構成之彎折形狀的唇板支撐部之刮刷器本體；以及經由前述唇板支撐部而連接於前述刮刷器安裝部之唇板部；在前述唇板部中，前端接觸於前述工作機械的滑動面之唇板前端部係以含有粒子狀的補強用材料及粒子狀的固體潤滑樹脂材料之彈性材料所形成。
- 如申請專利範圍第1項所述之刮刷器，其中前述刮刷器安裝部係以含有前述粒子狀的補強用材料、及粒子狀的固體潤滑樹脂材料作為添加材料之彈性材料所形成。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之刮刷器，其中前述刮刷器安裝部及前述唇板前端部係以含有聚乙烯系樹脂粒子的補強用材料、及經丙烯酸改質之聚矽氧樹脂粒子的固體潤滑樹脂材料之彈性材料所形成。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之刮刷器，其中前述彈性材料為橡膠材料，且相對於橡膠材料100質量份，係調配有聚乙烯系樹脂粒子的補強用材料5至40質量份、及經丙烯酸改質之聚矽氧樹脂粒子的固體潤滑樹脂材料5至40質量份。
- 一種刮刷器的製造方法，其係前端接觸於工作機械的滑動面之唇板前端部係以含有粒子狀的補強用材料及粒子狀的固體潤滑樹脂材料作為添加材料之彈性材料所形成之刮刷器的製造方法，其特徵係具有如下步驟：製備：填充於模具內之經混練加工後的橡膠材料、及以前述補強用材料及固體潤滑樹脂材料作為添加材料而混合於前述橡膠材料而成之混合材料之步驟；將塗布有接著劑之刮刷器的安裝構件配置在前述模具內，將前述混合材料填充於前述模具內之前述唇板前端部的對應處，並將前述橡膠材料填充於前述模具內的剩餘部分之步驟；以及藉由模壓加硫，使接合於前述安裝構件之刮刷器安裝部、形成於該刮刷器安裝部的一端之唇板支撐部、及經由該唇板支撐部而連接於前述刮刷器安裝部之前述唇板部一體成型。
- 如申請專利範圍第5項所述之刮刷器的製造方法，其中將前述混合材料填充於前述模具內之前述刮刷器安裝部與唇板前端部之對應處。
- 如申請專利範圍第5或6項所述之刮刷器的製造方法，其中前述混合材料為，相對於橡膠材料100質量份，係調配有粒子狀的補強用材料5至40質量份、及粒子狀的固體潤滑樹脂材料5至40質量份而成者。
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