WO2000061332A1 - Dispositif essuyeur pour machine-outil - Google Patents

Description

明 細 書 工作機械用ワイパー 技術分野

本発明は、 工作機械及び産業機械における摺動面に用いられ、 摺動面の上に落 ちた切屑や切削油などを接き取り、 摺動面にこれらの切屑や切削油が入り込むの を防ぐための工作機械用ワイパーに関する。 背景技術

従来、 工作機械における切り粉、 切削油の除去に使用されるワイパーでは、 そ のリップ部の摺動部にゴム材料が使用されているのが普通である。 ゴム材料を用 いる理由は、 その弾性を利用して、 あらゆる方向に対しての追従性、 接き取り能 力を向上させるためである。

しかし、 近年、 切削油を使用しない （ドライ切削ともいう） 環境面を重視した 工作システムや、 高速型の工作機械等が開発され、 特にこのような場合、 ワイパ ー摺動部のゴムの摩擦係数が高いため摩耗が激しく、 長期にわたるシール性は維 持できないという問題点があつた。 .

上記対策として、 摺動部に薄肉パネ鋼を用いたワイパーが提案されているが、 その薄さのために、 段ボールに収容して輸送する際に、 変形する場合があって取 り扱いが不便であり、 また使用時には飛散した切り粉の衝突、 衝撃によってパネ 鋼の反り等が起こってシール性が低下する。 また、 パネ鋼は金属材料であるので、 摺動面を損傷してしまう、 鯖が生じる等の問題点もあった。 発明の開示

本発明の工作機械用ワイパーは、 摺動面に対して相対的に移動する工作機械に 取り付けられる取付部と、 該取付部に一体的に形成された弾性材料からなるワイ パー本体と、 を有し、 該ワイパー本体のリップ部が該摺動面に摺動し得る工作機 械用ワイパーにおいて、 該ワイパー本体の少なくともリップ部の摺動面側に繊維 材料が設けられている。

一つの実施態様においては、 前記繊維材料が、 芳香族ポリアミド、 脂肪族ポリ ァミドおよびポリエステルからなる群から選択される少なくとも一種から形成さ れている。

一つの実施態様においては、 前記ワイパー本体のリップ部が繊維材料で被覆さ れている。

一つの実施態様においては、 前記繊維材料が織布又は編布からなり、 その厚み が 0 . 5腿以上である。

一つの実施態様においては、 前記繊維材料を構成する糸の太さが 1 0 0デニー ル以上である。

一つの実施態様においては、 前記繊維材料を構成する糸の摩擦係数が、 0 . 1 〜0 . 3である。

ワイパー本体の少なくともリップ部の摺動面に繊維材料が設けられていること により、 摺動面との摩擦係数が下がり摩耗量が軽減されるため、 長期にわたるシ ール性の持続が可能となる。 さらに、 摩擦係数が下がったことから、 高速摺動も 可能となる。 また、 摺動部が繊維材料で形成されることにより、 金属材料を摺動 部としたときに見られる摺動面の傷等がつかず、 また切り粉の衝突、 衝撃による 反り等の製品不良も起こらない。

また、 高速摺動により摩耗される繊維材料 （繊維層） の厚みが薄い場合、 その 上の層であるゴム等の弾性材料からなるワイパ一本体が表面に出てくるため、 摩 擦抵抗が高くなると共に摩耗が急激に激しくなる。

これに対して、 特に、 繊維材料 （原反織布等） の厚みを、 0 . 5腦以上 （特に 1腿以上） あるいは繊維材料を構成する糸の太さを 1 0 0デニール以上 （特に、 摺動方向と直交する方向に長い横糸の太さを 4 0 0デニール以上） とすることに より、 高速摺動における寿命を延ばすことができる。

本発明によれば、 ワイパー本体の少なくともリツプ部が繊維材料で被覆されて いるので、 リップ部の摩耗抵抗を小さくでき高速摺動も可能となり、 また切り粉 の漏れ量が長期の使用にわたって少ない。 また、 摺動部材が繊維材料で形成され ていることから、 金属材料を摺動部材としたときに見られる摺動面の傷等がつか ず、 また切り粉の衝突衝撃による反り等の製品不良も起こらない。

従って、 高速で移動する工作機械のワイパーとして使用でき、 また切削油を使 用しない作業でも搔き取りが良好に行えるため、 アルミニウム切屑等の特殊作業 にも対応することができる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明のワイパーの一実施態様の断面図である。

図 2は、 本発明のワイパーの他の実施態様の断面図である。

図 3は、 本発明のワイパーのさらに他の実施態様の断面図である。

図 4は、 ワイパー押付力測定方法を説明する図である。

図 5は、 ワイパー摺動抵抗測定方法を説明する図である。

図 6は、 ワイパー摺動試験方法を説明する図である。

図 7は、 従来のワイパーの断面図である。

図 8は、 従来の他のワイパーの断面図である。

図 9は、 本発明のワイパーの他の実施態様の断面図である。

図 1 0は、 図 9で示すワイパーの要部断面図である。 発明を実施するための最良の形態

以下に本発明を図面を参照して説明する。

図 1に示すように、 本発明の工作機械用ワイパー 1は、 機台表面やカバー表面 等のような摺動面 1 4に対して相対的に往復移動する工作機械に取り付けられる 取付部 3と、 該取付部 3に一体的に形成された弾性材料からなるワイパー本体 1 0と、 を有している。

取付部 3は芯金とも呼ばれるもので、 通常は金属材料にて形成されている。 ワイパー本体 1 0は横幅方向に長い長尺部材で形成されている。 ワイパー本体 1 0の下端部に形成されるリップ部 1 1は、 先端側になるにつれて順次厚みが小 さくなるように形成されている。 ワイパー本体 1 0は、 N B R、 ウレタンゴム、 フッ素ゴム、 H— N B R等の弾性材料から形成され、 耐油性を有し、 硬度が 7 0 度〜 9 0度 （通常は 7 0度） の範囲内で適度の弾性を有するものが好ましく選定 される。

該ワイパー本体 1 0の少なくともリップ部 1 1は繊維材料 5で被覆されている。 この繊維材料 5としては、 脂肪族ポリアミド、 芳香族ポリアミド、 ポリエステ ル等の合成繊維、 天然繊維、 ガラス繊維、 比較的硬度の低い金属繊維維等の一種 または二種以上を使用することができるが、 脂肪族ポリアミド、 芳香族ポリアミ ド、 ポリエステル等の合成繊維が好ましい。 その繊維材料 5の形態としては、 織 布、 編布等があり、 織布が特に好ましい。

図 9に示すように、 繊維材料 5が織布や編布の形態で使用される場合、 繊維材 料の厚み Wは 0 . 2 5腿〜 2 . 0删が好ましく、 さらに好ましくは 0 . 5麵〜 1 . 5画であり、 特に好ましくは 0 . 5〜1 . 0 mmである。 また、 繊維材料に使用す る繊維の太さは 5 0デニール〜 5 0 0デニールが好ましく、 さらに好ましくは 1 0 0デニール〜 4 5 0デニールである。

特に、 織布や編布の横糸 5 aがリップ部 1 1の摺動方向に対して直交するよう に繊維材料 5をリツプ部 1 1の摺動面側に設ける場合、 その横糸 5 aの太さは 8 0デニール〜 5 0 0デニールが好ましく、 さらに好ましくは 1 0 0デニール〜 4 5 0デニールである。 縦糸 5 bの太さは横糸 5 aの太さの半分程度でよく、 例え ば、 4 0デニール〜 2 5 0デニールが好ましく、 さらに好ましくは 5 0デニール 〜2 0 0デニールである。

このように、 横糸 5 aの太さを縦糸 5 bに比べて大きくすることにより、 高速 摺動における長寿命化を図ることができる。 また、 リップ部 1 1のこしの剛性を 向上させすぎると、 ワイパー自体の硬度が向上し、 それに伴いリップ部 1 1の押 し付け力が大きくなるが、 縦糸 5 bの太さを横糸 5 aに比べて細くすることによ り、 このような問題を防ぐことができ、 さらにリップエッジ線状のスケールで考 えた場合、 摺動面との繊維接触面積が向上し寿命延長が期待される。

また、 繊維材料 5は接着処理されたり、 ゴム含浸処理されたものを用いてもよ い。

繊維材料 5は、 ワイパー本体 1 0のリップ部 1 1下面に接着剤等を用いて積層 接着したり、 加硫接着することができる。

繊維材料 5は図 1に示すように、 リップ部 1 1を覆いさらにワイパー本体 1 0 の側面を覆うようにワイパー本体 1 0に被覆してもよい。 また、 図 2および図 3 に示すように、 ワイパー本体 1 0のリップ部 1 1の下面及び上面とワイパー本体 1 0の側面を被覆するようにしてもよい。

さらに、 図 1 0に示すように、 リップ部 1 1の下面 （摺動面） に繊維材料 5を 設けるようにしてもよい。

このように、 繊維材料 5で弾性材料 （例えば、 ゴム） からなるワイパー本体 1 0のリップ部 1 1を保護することによって、 摺動面 1 4との摩擦係数が従来のゴ ムで形成した場合に比べて下がり、 摩耗量が軽減されるため、 長期にわたるシ一 ル性の持続が可能となる。 また、 金属材料を摺動部とした従来のワイパーは、 摺 動抵抗こそ低いものの、 実際の摺動において、 切り粉の漏れ量が本発明のワイパ 一よりも多いものである。 これは、 剛性の高い金属材料を摺動部に用いるよりも ゴムの弾性を利用し、 かつ摺動抵抗を現行のものより軽減させた材料を摺動部材 とした方が、 シール性は優れていることを示している。 この点で、 織布等の合成 繊維は摩擦係数が低く （通常は 0 . 1 ~ 0 . 3 ) 、 またそれ自体が変形可能であ り、 ゴムの弾性変形を阻害しないので、 シール性を損なうことなく摺動可能であ る。

ワイパー本体 1 0のリップ部 1 1の外面には繊維材料 5が接着されていて、 こ の繊維材料 5が摺動面 1 4に摺接するために、 ワイパー摺動部の摩擦抵抗を下げ、 摩耗を軽減させ、 また摺動面 1 4を損傷することがない。

次に、 本発明のワイパーの製造法の一例を説明する。

金型内の適所に繊維材料 5 (例えば、 合成樹脂繊維の織布） を配置して、 金型 内に未加硫ゴムを充填し、 この未加硫ゴムを加硫してワイパー本体 1 0を形成す ると同時に繊維材料 5をワイパー本体 1 0に加硫接着する。 ここで、 未加硫ゴム の一部が繊維材料 5に含浸あるいは繊維材料 5の編み目を通過した状態で加硫す るためにワイパー本体 1 0と繊維材料 5がー体となり接着強度が向上する。

なお、 本発明は、 図 1〜図 3に示すように、 工作機械および産業機械が稼働す る際に発生する切削屑およびクーラントを除去するために、 種々サイズや形状の 異なるワイパーに適用することができる。 (実施例）

次に、 本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

はじめに以下の実施例で使用するワイパーの評価方法を説明する。

( 1 ) ワイパー押付力測定方法

A. 試験方法

図 4に試験機の形状を示す。 図中、 6はロードセル、 7はサドル、 1はワイパ 一を示す。

サドル 7にワイパー 1を固定し、 ワイパー 1を下降して、 ワイパー 1のリップ 部 1 1の先端がロードセル 6の表面に接触したところから、 さらにワイパー 1を ロードセル 6側へ規定値の 0 . 5扁押し付ける。 その時にかかる力をロードセル 6が感知し、 その値を押付力と定義する。 通常、 押付力は単位センチメートル当 たりで表す。 この押付力は次項の手動抵抗測定の際に、 垂直荷重 （W) として用 いる。

B . 試験条件：潤滑油なし

( 2 ) ワイパー摺動抵抗測定方法

A. 試験方法

図 5に試験機の形状を示す。 図中、 6はロードセル、 7はサドル、 1はワイパ ―、 8は摺動ベッドを示す。

ワイパー 1をサドル 7に固定している状態で、 摺動べッド 8が矢印の方向に動 く。 その際に働く水平方向の力 Fをロードセル 6が感知する。 この値と、 入力し た垂直荷重 Wの値 （ワイパーを規定値 0 . 5廳押し付けたときの力） とから、 F

= Wの式に基づいて摩擦係数 が算出される。

F = / W

ここで、 Fは摺動抵抗 (Kgf)、 μは摩擦係数、 Wは押付力 （Kgf) を示す。

B.試験条件

潤滑油なし、

摺動速度： 1 O mZmin

( 3 ) ワイパー摺動試験方法

A. 試験方法 図 6に試験体及び試験器の形状を示す。 図中、 7はサドル、 1はワイパー、 8 は摺動ベッド、 3はワイパー 1の芯金を示す。

ワイパー 1をサドル 7の両側に図のように固定し、 両ワイパー 1の間に切り粉 9を封入している状態で、 摺動ベッド 8が往復運動する。 その摺動ストロークよ り摺動距離を算出し、 ワイパー 1のリップ部 1 1から漏れて摺動ベッド 8の両端 部にある粉量を各距離で計測した。

使用したワイパー 1の断面形状は規格品と同形状とし、 幅 1 2 0聊のものを使 用した。 押し付け代は規定値の 0 . 5 MIとした。 （但し、 パネ鋼付加タイプのヮ ィパーについては、 規定値 3匪とした。 ）

B.試験条件

潤滑油 なし

摺動速度 2 5 m/min

摺動ストローク 2 1 5腿

(比較例 1 )

金型内に芯金を配置すると共に未加硫の N B Rを充填して加硫し、 図 7に示す 芯金 3とワイパー本体 1 0とを有するワイパーを得た。

このワイパーを用いて、 押付力、 摺動抵抗および切り粉の漏れ量を測定した。 その結果を表 1に示す。

(比較例 2 )

N B Rにてワイパー本体 1 0を形成し、 ワイパー本体 1 0のリップ部 1 1下面 に金属薄板 1 2を加硫接着して図 8に示すような形状のワイパー 1を構成した。 このワイパーを用いて、 押付力、 摺動抵抗および切り粉の漏れ量を測定した。 その結果を表 1に示す。

(実施例 1 )

金型内に芯金と合成繊維で形成した織布を配置すると共に未加硫の N B Rを充 填して加硫し、 図 1に示す芯金とワイパー本体 1 0とを有するワイパー 1を得た。 このワイパー本体 1 0のリップ部 1 1は織布 5で覆われている。

このワイパーを用いて、 押付力、 摺動抵抗および切り粉の漏れ量を測定した。 その結果を表 1に示す。

表 1

表 1の結果から、 以下のことがわかる。

比較例 1ではゴムだけで形成したワイパーのリップ部は摺動抵抗が大きく、 長 期の使用でシール性が低下し切り粉の漏れ量が増大している。 また、 比較例 2の ように、 金属材料を摺動部としたワイパーは、 摺動抵抗は低いが、 切り粉の漏れ 量が実施例 1に比べて多い。 これは、 剛性の高い金属材料を摺動部に用いるより もゴムの弾性を利用し、 かつ摺動抵抗を比較例 1 (現行のもの） より軽減させた 材料を摺動部材とした方がシール性は優れていることを示している。

実施例 1においては、 織布等の剛性繊維は摩擦係数が低く、 またそれ自体が変 形可能であり、 ゴムの弾性変形を阻害しないので、 シール性を損なうことなく摺 動可能である。

比較例 2のように、 摺動面に摺接する摺動材料として金属材料を使用した場合 には、 金属材料はゴムに比べて摩耗量が少ないので摩耗寿命は優れているという 利点はあるものの、 シール性は剛性の高い金属材料に比べて弾性力の高いゴムの 方が優れている。

(実施例 2 )

金型内に芯金と合成繊維 （ナイロン 6、 6繊維） で形成した織布を配置すると 共に未加硫の N B Rを充填して加硫し、 図 1 0に示す芯金とワイパー本体 1 0と を有するワイパー 1を得た。 このワイパー本体 1 0のリップ部 1 1の摺動面側は 織布 5で覆われている。

織布は、 原反厚みが 0 . 5 mmのものを使用し、 その横糸の太さは 1 0 0デニ ール、 縦糸の太さは 5 0デニールであった。 横糸が摺動方向と直交するように織 布をリップ部下面に設けた。

このワイパーを用いて、 以下の条件で高速摺動時の耐摩耗性を測定した。

A. 試験方法

図 6に示した試験器を用いた。 図中、 7はサドル、 1はワイパー、 8は摺動べ ッド、 3はワイパー 1の芯金を示す。

ワイパー 1をサドル 7の両側に図のように固定し、 両ワイパー 1の間に切り粉 9を封入している状態で、 摺動ベッド 8が往復運動する。 その摺動ストロークよ り摺動距離を算出し、 異音発生時に走行距離の寿命と判断した。

使用したワイパー 1の断面形状は規格品と同形状とし、 幅 1 2 0誦のものを使 用した。 押し付け代は規定値の 0 . 5匪とした。

B.試験条件

潤滑油 なし

摺動速度 8 O m/min

摺動ストローク 2 1 5腿

試験環境 室温

その結果、 異音が発生し始めた走行距離は 6 5 0 Kmであった。

(実施例 3 )

繊維材料 （繊維層の原反） の厚みを 1 . 0 mmとし、 横糸の太さ 4 2 0デニー ル、 縦糸の太さ 2 1 0デニールの繊維材料を用いたこと以外は、 実施例 2と同様 にして耐摩耗性を測定した。

その結果、 異音が発生し始めた走行距離は 2 0 0 0 Kmであった。

(比較例 3 )

繊維材料を使用せず、 比較例 1で得られたワイパーを使用したこと以外は、 実 施例 2と同様にして耐摩耗性を測定した。

その結果、 異音が発生し始めた走行距離は 3 0 Kmであった。 産業上の利用可能性

リップ部の摩耗抵抗が小さく、 摩耗量が少ない工作機械用ワイパーを提供する ことができる。 切り粉の衝突や衝撃によって破壊したり、 摺動面の損傷等を生じ ることがない工作機械用ワイパーを提供することができる ₍

Claims

請求の範囲

1 . 摺動面に対して相対的に移動する工作機械に取り付けられる取付部と、 該 取付部に一体的に形成された弾性材料からなるワイパー本体と、 を有し、 該ワイ パー本体のリップ部が該摺動面に摺動し得る工作機械用ワイパーにおいて、 該ヮ ィパー本体の少なくともリップ部の摺動面側に繊維材料が設けられている工作機 械用ワイパー。

2 . 前記繊維材料が、 芳香族ポリアミド、 脂肪族ポリアミドおよびポリエステ ルからなる群から選択される少なくとも一種から形成されている請求項 1に記載 の工作機械用ワイパー。

3 . 前記ワイパー本体のリップ部が繊維材料で被覆されている請求項 1に記載 の工作機械用ワイパー。

4. 前記繊維材料が織布又は編布からなり、 その厚みが 0 . 2 5漏以上である 請求項 1に記載の工作機械用ワイパー。

5. 前記繊維材料を構成する糸の太さが 5 0デニール以上である請求項 1に記 載の工作機械用ワイパー。

6. 前記繊維材料を構成する糸の摩擦係数が、 0 . 1〜0 . 3である請求項 1 に記載の工作機械用ワイパー。