WO2006123795A1 - シールリング及びその製造方法 - Google Patents

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WO2006123795A1
WO2006123795A1 PCT/JP2006/310072 JP2006310072W WO2006123795A1 WO 2006123795 A1 WO2006123795 A1 WO 2006123795A1 JP 2006310072 W JP2006310072 W JP 2006310072W WO 2006123795 A1 WO2006123795 A1 WO 2006123795A1
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seal
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elastic
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Hironori Yamamoto
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Uchiyama Manufacturing Corp.
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Definitions

  • the present invention is filled to facilitate rolling of rolling elements (balls, etc.) disposed between a stationary member and a rotating member, such as a sealed rolling bearing or a bearing unit.
  • the present invention relates to a seal ring interposed between a fixed side member and a rotary side member in order to prevent leakage of lubricant (grease, etc.) or foreign matter entering from the outside.
  • Patent Document 2 discloses an oil-lubricated rolling bearing used for an oil-immersed shaft, in which a window is formed in a core bar in which a seal body (elastic seal member) such as synthetic rubber is integrally joined.
  • An oil-lubricated rolling bearing is disclosed in which an oil filter made of a wire mesh or the like is fixed to the window, and clean oil (lubricant) is supplied to the inside of the bearing through the oil filter.
  • Patent Document 1 Japanese Utility Model Publication No. 48-43058
  • Patent Document 2 Japanese Utility Model Publication No. 43-24167
  • the vent plug in the contact-type seal ring disclosed in Patent Document 1 is made of a porous sintered body, and is attached to a through hole formed in the seal ring.
  • This vent plug is separate from the cored bar that reinforces the seal ring, and itself has no function of reinforcing the seal ring. Therefore, when applying to a seal member that requires reinforcement with a cored bar, it is necessary to prepare a vent plug as described above separately from the cored bar. In addition, at the site where the vent plug is attached, structural processing is required so that it does not come off.
  • an oil lubricated rolling bearing disclosed in Patent Document 2 is used for an oil-immersed shaft, and the oil mounted on a shield (seal ring) of the bearing
  • the filter has a function of filtering and purifying oil flowing from the outside to the inside of the bearing, it is not intended to promote the flow of air inside and outside the bearing.
  • it requires a troublesome process such as opening a window in the core bar and installing an oil filter, which is a separate member from the core bar, and requires a large number of parts, which increases the product cost. It was easily assumed that this would be a major cause.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and has a simple seal ring that is tough and breathable while having a simple structure, and a simple seal ring that does not cause an increase in manufacturing cost.
  • the purpose is to provide a manufacturing method.
  • a seal ring according to the invention of claim 1 is a seal ring that is interposed between a rotating side member and a fixed side member and seals the inside and the outside between the two members.
  • a core material an elastic seal member which is an elastic material fixed and integrated with the core material in a state where a part of the core material penetrates into the mesh space, and a part of the seal member is removed to remove one of the core materials.
  • the exposed portion is composed of an exposed portion that is exposed, and the exposed portion retains air permeability between the inside and the outside through the mesh space when the portion is interposed between the two members.
  • a metal network is desirable as in the invention of claim 5, but a network made of carbon fiber or a network made of resin fiber is also used.
  • As the metal net-like body a woven fabric, a knitted fabric or a non-woven fabric made of metal fibers is used.
  • the coasting material is also a rubber material.
  • the elastic seal member is provided with a fixed part fixed to the fixed side member and a seal lip part elastically contacting the rotary side member, As in the invention, it is also possible to provide a raised weir portion around the exposed portion. Further, as in the invention of claim 6, at least the core material Even the exposed part should be water repellent! /
  • the invention of claim 7 is the method of manufacturing the seal ring according to any one of claims 1 to 6, wherein the mesh body is placed in a circle of the mold having the cavity of a desired shape. A core material cut into an annular shape is arranged, and further, the raw material of the inertia material is loaded into the cavity and molded, and the elastic material is partially penetrated into the mesh space by the elastic material. A molded body that is fixedly integrated with the molded body is obtained, and thereafter, a part of the elastic seal member of the molded body is removed to form an exposed portion where a part of the core material is exposed.
  • the elastic sealing member is reinforced by the core material having a net-like body force, the elastic sealing member is stably interposed between the rotating side member and the stationary side member, and the sealing function is maintained for a long time. Furthermore, if the mesh space of the mesh is fine, it is possible to prevent water and lubricants (such as grease) from passing through while maintaining air permeability. Therefore, there will be no leakage of lubricant or water from outside force entering the bearing. If a metal mesh is used as the core material as in the invention of claim 5, the reinforcing function of the elastic seal member is improved, and various metal meshes are commercially available, and the degree of freedom in design selection is also improved. To do.
  • the elastic seal member exhibits excellent sealing properties due to the elasticity unique to rubber.
  • it can be fixed and integrated with the core material having a net-like body strength at the same time as the vulcanization molding of the rubber material.
  • an elastic seal member in which a part of the rubber material easily penetrates into the mesh space. Is firmly integrated with the core material without using an adhesive, and the sustainability of the sealing performance is further improved in synergy with the reinforcing function of the core material.
  • the elastic seal member has a fixed portion and is fixedly held on the fixed side member, and the seal lip portion is in elastic sliding contact with the rotary side member. Also, excellent sealing performance can be obtained by rotation between the rotating side members.
  • the removal of a part of the elastic seal member is performed by a laser processing machine as in the invention of claim 8, the removal is extremely simple, and the force is also removed (exposed part). ) Can be selected arbitrarily, so the size, shape, or position of the removed portion can be set very easily to obtain optimum air permeability. Therefore, it is possible to form the removed portion so as to also serve as a company emblem or part number, and in this way, compared to the case where a company emblem or part number is formed by stamping or a mold as in the prior art. Manufacturing costs can be significantly reduced. Further, as in the invention of claim 8, the exposed portion is further subjected to water repellent treatment. By doing so, the water repellent function of splashed water is expressed in the formed exposed portion, and since only the exposed portion is water repellent, there is no concern that the cost will be significantly increased by the water repellent treatment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a bearing unit in which a seal ring according to an embodiment of the present invention is incorporated.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a portion X in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view of the same ringing.
  • FIG. 4 are schematic process diagrams of the manufacturing method of the seal ring.
  • A shows the process of placing the core material in the lower mold.
  • C is the process of loading the rubber material,
  • c is the process of placing the upper mold and pressurizing and vulcanizing,
  • d is the process of removing a part of the rubber material with a laser processing machine, Each one is shown.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a bearing unit incorporating a seal ring according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an enlarged view of a portion X in FIG. 1
  • FIG. 3 is a plan view of the seal ring
  • FIG. (a) (b) (c) (d) is a schematic process chart of the manufacturing method of the seal ring.
  • FIG. 1 shows an example of a structure in which a vehicle wheel is supported by a rolling bearing unit 2 with respect to a shaft 1, and a hub wheel 3 a constituting an inner ring (rotation side member) 3 is attached to a bolt 3 b.
  • the tire wheel (not shown) is fixed.
  • Reference numeral 3c denotes a spline hole formed in the hub wheel 3a.
  • the drive shaft 1 is spline-fitted into the spline hole 3c and is integrally fixed to the hub wheel 3a, so that the rotational driving force of the drive shaft 1 is increased.
  • Drive is transmitted to the tire wheel via the hub wheel 3a.
  • 3d is an inner ring member, and the inner ring 3 is configured together with the hub ring 3a.
  • Reference numeral 4 denotes an outer ring (fixed side member) which is fixedly attached to a vehicle suspension system (not shown).
  • Two rows of rolling elements (balls) 5... are interposed between the outer ring 4 and the inner ring 3 (hub 3a and inner ring member 3d) while being held by the retainer 5a.
  • a and A ′ are seal rings for preventing leakage of lubricant (grease, etc.) filled in the rolling parts of the rolling elements 5... Or preventing intrusion of muddy water and dust from the outside.
  • it corresponds to the seal ring of the present invention and is press-fitted between the outer ring 4 and the inner ring 3.
  • a portion surrounded by the seal rings A and A ′ on both sides and the inner ring 3 and the outer ring 4 is a sealed portion (rolling chamber) S.
  • FIG. 2 shows an enlarged view of a portion X in FIG. 1.
  • a seal ring A on the vehicle body side includes a core material 6 made of a metal mesh body and a core material in a state where part of the core ring penetrates into the mesh space.
  • An elastic seal member 7 having a natural strength such as rubber, which is integrally fixed to the material 6, and an exposed portion 6a in which a part of the seal member 7 is removed 7a and a part of the core material 6 is exposed Become.
  • the elastic seal member 7 includes a fixed portion 7b that is fixed to the inner periphery of the outer ring 4 and a seal lip portion 7c that is in sliding contact with the outer periphery of the inner ring 3.
  • a raised weir portion 7d is formed in the removal portion 7a of the elastic seal member 7, that is, the peripheral portion in the centrifugal direction of the exposed portion 6a of the core member 6.
  • the removal portion 7a, the exposed portion 6a, and the raised weir portion 7d are each formed in an arc shape and are formed at equal intervals in the circumferential direction.
  • the present invention is not limited to this example, and the shape, the number, and the like are arbitrarily set. In particular, if the shape represents a company emblem, product number, etc., it is effective for product identification and product management. Further, the raised weir portion 7d can be formed over the entire circumference of the exposed portion 6a.
  • the imaginary line portions in the fixing portion 7b and the seal lip portion 7c shown in FIG. 2 show the original shape, and are interposed between the inner ring 3 and the outer ring 4 in an elastically deformed state as shown in FIG.
  • the rolling chamber S is filled with a lubricant (such as grease) (not shown), and the rolling elements 5 are smoothly rolled.
  • the exposed portion 6a of the core member 6 has air permeability through the mesh space, and air is circulated between the rolling chamber S and the outside.
  • a wire mesh made of knitted or woven metal wires such as stainless steel (SUS301, SUS304, SU S316, SUS430, SUS430JIL, SUS434, SUS404, etc. is desirably employed.
  • non-woven fabrics made of metal fibers can also be used: iron wires, steel wires, zinc-plated iron wires, zinc-plated steel wires, nickel-plated steel wires, Aluminum wire, copper wire, phosphor bronze wire, nickel wire, monel metal wire are preferably adopted, and the form of the wire mesh is plain weave, twill weave, tatami weave, woven weave, silk weave, etc.
  • Knitted fabrics such as woven fabrics, knotted nets, knotless nets, main nets, fork nets, raschel nets, loose nets, woven nets, etc. These metal nets are made of repellent materials such as Teflon (registered trademark) coating. Water treatment that has been applied in advance That the water-repellent treatment only the exposed portion 6a is applied as is desirable employed.
  • a synthetic rubber material or an elastic grease material can be used, and particularly selected from NBR, H-NBR, ACM, AEM, FKM, PTFE, and the like.
  • a synthetic rubber material in which an additive or the like is appropriately added to any rubber material is desirably employed.
  • PTFE does not have good adhesion when the core is a metal plate or the like, but in the present invention, the core is a metal net, so that the core is firmly attached to the core by the supporting force of the mesh. Due to its good slidability, its suitability as a seal ring is increased.
  • the wheel side seal ring A ′ in FIG. 1 can have the same configuration as the vehicle body side seal ring A, and as shown in FIG. 1, the seal rings A and A ′ are the inner ring 3 and the outer ring 4.
  • the rolling elements 5 Roll on the raceway surfaces of the inner ring 3 and the outer ring 4.
  • Lubrication of the sealed part S that is, the rolling chamber, with grease, etc. Since the agent is filled, the rolling elements 5 are smoothly rolled by the lubricating action, and the shafts of the drive shaft 1 and the inner ring 3 are also smoothly rotated.
  • the temperature in the rolling chamber S due to frictional heat accompanying the rolling of the rolling elements 5 May be higher.
  • the temperature in the rolling chamber S similarly increases due to the heat of stirring of the lubricant accompanying the operation for a long time.
  • the exposed part 6a of the core 6 has air permeability.
  • Various metal nets constituting the core material 6 are commercially available as described above, and by appropriate selective use thereof, water and lubricant can be permeated while maintaining air permeability in the exposed portion 6a. It can be made to block.
  • a metal mesh that can prevent the passage of water and lubricant while maintaining air permeability is a wire mesh of 0.05-0.8 mm and a mesh size of 30-400 mesh. Desirably adopted.
  • the exposed material is exposed.
  • the scattered water does not adhere to the part 6a, and the inflow of the scattered water to the removing part 7a is suppressed by the hook-like action of the raised weir part 7d.
  • the seal ring A is stably held by the reinforcing function of the core member 6 and the shape holding function, and the sealing function is maintained for a long time.
  • FIG. 4 (a) (b) (c) shows the procedure of pressure and vulcanization molding using upper and lower divided molds 8 and 9.
  • an annular core material 6 made of a wire mesh punched and formed into a shape as shown in the figure is placed at a predetermined position in the cavity 9a of the lower die 9 formed in a desired shape.
  • Fig. 4 (b ) The unvulcanized rubber material R containing the vulcanizing agent is loaded into the cavity 9a.
  • FIG. 4 (c) the upper mold 8 provided with the cavity 8a formed in a desired shape is arranged at a predetermined position, and pressure and vulcanization molding is performed.
  • part of the rubber material R penetrates into the mesh space of the core material 6 and is vulcanized and cured as it is, so that the rubber material R is supported on the core material 6 and both are firmly fixed. It is united.
  • Such fixing and integration is performed without using an adhesive, which contributes to a reduction in material costs and manufacturing man-hours.
  • the split mold is the upper and lower split molds 8 and 9.
  • the core may be combined with this.
  • the rubber material R and the core material 6 can be firmly fixed and integrated without using an adhesive, but the use of an adhesive is not excluded if necessary.
  • the split molds 8 and 9 are demolded to obtain a molded body AO as shown in FIG. 4 (d). Then, the laser beam of the laser processing machine 10 is allowed to act from the outer surface (anti-core material 6 side) of the elastic seal member 7 to remove a part of the vulcanized and cured rubber material of the elastic seal member 7 7a. Expose part 6a. This removal by the laser beam also removes the rubber material that has penetrated into the mesh space of the exposed portion 6a, so that air permeability through the mesh space in the exposed portion 6a can be obtained.
  • the shape of the removal unit 7a can be arbitrarily set. Therefore, the shape, size, etc. of the exposed portion 6a are appropriately set according to the desired properties, and it is also very easy to make the shape that also serves as a company emblem, product number, etc.
  • the exposed portion 6a is subjected to water repellent treatment by Teflon (registered trademark) spray coating. It is also possible to cause the laser beam to act on both sides of the elastic seal member 7. It is also possible to use a wire mesh that has been subjected to water repellent treatment in advance as the core material 6.
  • the inner ring 3 is a rotating side member and the outer ring 4 is a fixed side member.
  • the present invention is applied to a bearing unit that supports the wheel shaft of an automobile.
  • the present invention can also be applied to mechanisms that require other seals such as oil seals.
  • the shape of the seal ring is not limited to that shown in the drawings, and it goes without saying that other shapes can be adopted. Seal ring in the bearing unit as shown in the illustration If one of the present invention is adopted for at least one of gun A ', the above-described effect can be obtained sufficiently, so that the selection range of the other seal ring is widened and the increase or decrease of the internal pressure is not considered.
  • the degree of freedom of seal design (fitting part, sliding lip part) is improved.
  • the same molding can be performed even by force injection molding using pressure / vulcanization molding as an example.

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Abstract

簡単な構造でありながら、強靭で且つ通気性を有する新規なシールリングと製造コストの高騰を来たさない簡易なシールリングの製造方法を提供することを目的とする。回転側部材3と固定側部材4との間に介装されて、該二部材3、4間の内部と外部とを密封するシールリングAであって、網状体からなる芯材6と、一部が網目空間内に浸透した状態で該芯材6に固着一体とされた弾性材からなる弾性シール部材7と、該シール部材7の一部が除去されて上記芯材6の一部が露出された露出部分6aとよりなり、前記二部材3、4間に介装された状態では、該露出部分6aがその網目空間を通して前記内部及び外部間で通気性を保有することを特徴とする。

Description

明 細 書
シールリング及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、例えば、密封型転がり軸受ゃ軸受ユニットのように、固定側部材と回転 側部材との間に配された転動体 (ボール等)の転動を円滑にする為に充填される潤 滑剤(グリス等)の漏出或いは外部からの異物の侵入を防止する為に固定側部材と 回転側部材との間に介装されるシールリングに関する。
背景技術
[0002] 上記のような密封型転がり軸受等においては、転動体の転動に伴う摩擦熱や潤滑 剤の攪拌熱により、潤滑剤が充填された密封室 (転動体の軌道部)の温度が上昇し、 密封室の内圧を高める結果、更に密封室の温度が上昇して転動体の焼付き等の不 具合を生じることがある。特許文献 1には、密封室内の温度及び気圧の上昇を防止 する為に、ゴム等の弾性材カ なるシール環 (弾性シール部材)に通気栓を設け、密 封室内の空気を通気栓を通して流通させ、密封室内の気圧を大気圧に保つようにし た接触形シール環が提案されて 、る。
[0003] また、特許文献 2には、油漬けにされた軸に使用されるオイル潤滑型転がり軸受で あって、合成ゴム等のシール体 (弾性シール部材)を結合一体とした芯金に窓を開設 し、この窓に金網等からなるオイルフィルターを固着し、このオイルフィルターを通し て清浄なオイル (潤滑剤)を軸受内部に供給するようにしたオイル潤滑型転がり軸受 が開示されている。
特許文献 1:実開昭 48—43058号公報
特許文献 2:実公昭 43 - 24167号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 上記特許文献 1に開示された接触形シール環における通気栓は多孔質の焼結体 からなり、シール環に形成された貫通穴に装着されている。この通気栓は、シール環 の補強をなす芯金とは別体であって、これ自体がシール環を補強する機能はなぐ 従って、芯金によって補強を必要とするシール部材に適用する場合には、芯金とは 別に上記のような通気栓を準備する必要がある。そして、通気栓の装着部位では、そ の離脱が生じな 、ような構造上の加工も必要とされる。
[0005] また、特許文献 2に開示されたオイル潤滑型転がり軸受は、油漬けにされた軸に使 用されるものであって、該軸受の遮板 (シールリング)に装着される上記オイルフィル ターは、軸受外部から内部に流入するオイルを濾過して清浄ィ匕する機能はあっても、 軸受内外の空気の流通を促すことを意図したものではない。し力も、芯金に窓を開設 し、これに芯金とは別部材のオイルフィルターを装着すると言った煩わ 、加工工程 を要し、また部品点数も多くなり、これらは製品コストの高騰を来たす大きな原因とな ることは容易に想定されるところであった。
[0006] 本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、簡単な構造でありながら、強靭で 且つ通気性を有する新規なシールリングと製造コストの高騰を来たさない簡易なシー ルリングの製造方法を提供することを目的として 、る。
課題を解決するための手段
[0007] 請求項 1の発明に係るシールリングは、回転側部材と固定側部材との間に介装され て、該二部材間の内部と外部とを密封するシールリングであって、網状体力 なる芯 材と、一部が網目空間内に浸透した状態で該芯材に固着一体とされた弾性材カ な る弾性シール部材と、該シール部材の一部が除去されて上記芯材の一部が露出さ れた露出部分とよりなり、前記二部材間に介装された状態では、該露出部分がその 網目空間を通して前記内部及び外部間で通気性を保有することを特徴とする。網状 体としては、請求項 5の発明のように、金属製網状体が望ましいが、カーボン繊維か らなる網状体或いは榭脂繊維からなる網状体も採用される。金属製網状体としては、 金属細線による織物、編物或いは金属繊維による不織布状物等が採用される。
[0008] 本発明にお 、ては、請求項 2の発明のように、前記弹性材は、ゴム材カもなるものと することが望ましい。また、請求項 3の発明のように、前記弾性シール部材が、固定側 部材に固着される固定部と、回転側部材に弾性摺接するシールリップ部とを備えて いるものや、請求項 4の発明のように、前記露出部分の周辺部に隆起堰部を備えて いるものとすることも可能である。更に、請求項 6の発明のように、前記芯材の少なくと も露出部分は、撥水処理が施されて!/、ることが望まし 、。
[0009] 請求項 7の発明は、請求項 1乃至 6のいずれかに記載のシールリングの製造方法 であって、所望形状のキヤビティーを備えた成型型の該キヤビティー内に、前記網状 体を円環状に裁断加工した芯材を配置し、更に、該キヤビティー内に弹性材の原料 を装填して成型し、上記弾性材による弾性シール部材がその一部が網目空間内に 浸透した状態で芯材に固着一体とされた成型体を得、その後、該成型体の弾性シー ル部材の一部を除去して、上記芯材の一部が露出された露出部分を形成することを 特徴とする。
[0010] 請求項 7の発明に係るシールリングの製造方法においては、請求項 8の発明のよう に、前記弾性シール部材の一部の除去を、レーザー加工機によって行うことができる 力 これ以外にウォータージェット加工、ショットピー-ングカ卩ェ、放電カ卩ェ等が採用 可能である。また、請求項 9の発明のように、前記露出部分を形成した後、この露出 部分に更に撥水処理を施すことが望ましい。この撥水処理としては、テフロン (登録 商標)によるスプレイコーティング等が望ましく採用される。
発明の効果
[0011] 請求項 1の発明に係るシールリングを、前記のような転がり軸受に適用した場合、回 転側部材の回転による転動体の転動等に伴い軸受内部(転動室内)の温度が上昇 するとその内部気圧も高くなるが、前記露出部分がその網目空間を通して前記内部 及び外部間で通気性を保有するから、内部空気がこの露出部分を通して外部に流 出し、内部気圧は常に大気圧に保持される。従って、軸受内部の温度上昇が抑えら れ、転動体の焼付きや軸受の毀損等の発生が未然に防止される。また、上記回転が 停止して、軸受内部の温度が低下してゆく場合でも、内部気圧は常に大気圧に保持 されるから、負圧状態になることによるシール部材の食いつき現象も回避することが できる。そして、弾性シール部材は網状体力もなる芯材によって補強されるから、回 転側部材及び固定側部材間に安定的に介装され、そのシール機能が長く持続され る。更に、網状体の網目空間を微細なものとすれば、通気性を維持したまま、水や潤 滑剤(グリス等)の透過を阻止するようにすることもでき、このようにすれば露出部分か ら潤滑剤が漏出したり、外部力 の水が軸受内部に浸入したりするようなこともない。 芯材として、請求項 5の発明のように金属製網状体を用いれば、弾性シール部材の 補強機能が向上すると共に、多様な金属製網状体が市販されており、その設計選択 自由度も向上する。
[0012] また、請求項 2の発明のように、弹性材をゴム材カもなるものとすれば、弾性シール 部材はゴム特有の弾性により優れたシール性が発現される。また、ゴム材の加硫成 型と同時に網状体力もなる芯材との固着一体ィ匕を行うことができ、これによれば、ゴム 材の一部が網目空間に浸透し易ぐ弾性シール部材は、接着剤を用いなくても芯材 と強固に一体ィ匕したものとされ、芯材の補強機能と相乗してシール性の持続性がより 向上する。また、請求項 3の発明によれば、前記弾性シール部材が、固定部をして固 定側部材に固着保持されると共に、シールリップ部が回転側部材に弾性摺接するか ら、固定側部材及び回転側部材相互の回転によっても優れたシール性が得られる。
[0013] 更に、請求項 4の発明のように、前記露出部分の周辺部に隆起堰部を備えるように すれば、飛散する水がこの隆起堰部で堰き止められ露出部分から内部への水の浸 入を阻止するのに有効である。そして、請求項 6の発明のように、前記芯材の少なくと も露出部分に、撥水処理が施されておれば、露出部分に水が飛散しても、露出して いる芯材表面で撥じかれて付着せず、軸受の内部(転動室)に浸透することがない。
[0014] 請求項 7の発明によれば、弾性シール部材と芯材とを成型一体ィ匕した後、弹性シ 一ル部材の一部を除去して通気性を有する芯材の露出部分を形成するようにして 、 るから、通気性を有する部分の為の別部材を準備する必要がなぐまたその保持の 為の加工を施す必要もないから、部品点数少なく且つ加工の煩わしさを伴わず、製 造コストの高騰を来たすことなく簡易にシールリングを製することができる。
[0015] 請求項 8の発明のように、弾性シール部材の一部の除去をレーザー加工機によつ て行うようにすれば、その除去が極めて簡単であり、し力もその除去部分 (露出部分) の形状も任意に選択し得るから、最適な通気性を得る為の除去部分の大きさや形状 或いは位置等の設定が極めて簡易になされる。従って、この除去部分を社章或いは 品番等を兼ねるよう形成することも可能であり、このようにすれば、従来のように打刻 や成型型で社章或いは品番等を形成する場合に比べて、製造コストの大幅な削減 が可能となる。更に、請求項 8の発明のように、前記露出部分に更に撥水処理を施す ようにすれば、形成された露出部では飛散水の撥水機能が発現され、しかも、露出 部分のみの撥水処理であるから、撥水処理によってコストが大幅にアップする懸念も ない。
図面の簡単な説明
[図 1]本発明の 1実施形態のシールリングが組み込まれた軸受ユニットの例を示す断 面図である。
[図 2]図 1における X部の拡大図である。
[図 3]同シーノレリングの平面図である。
[図 4] (a) (b) (c) (d)は同シールリングの製造方法の概略的工程図であり、(a)は下 金型に芯材を配置する工程を、(b)はゴム材を装填する工程を、(c)は上金型を配置 して加圧'加硫成型する工程を、 (d)はレーザー加工機によりゴム材の一部を除去す る工程を、夫々示す。
符号の説明
3 内輪 (回転側部材)
4 外輪 (固定側部材)
6 、材
6a 露出部分
7 弾性シール部材
7a 除去部
7b 固定部
7c シーノレリップ部
7d 隆起堰部
8 上金型 (成型型)
8a キヤビティー
9 下金型 (成型型)
9a キヤビティー
10 レーザー加工機
A、 A ' シーノレリング 発明を実施するための最良の形態
[0018] 以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図 1は本 発明の 1実施例のシールリングが組み込まれた軸受ユニットの例を示す縦断面図、 図 2は図 1における X部の拡大図、図 3は同シールリングの平面図、図 4 (a) (b) (c) ( d)は同シールリングの製造方法の概略的工程図である。
実施例 1
[0019] 図 1は、自動車の車輪をシャフト 1に対して転がり軸受ユニット 2により支持する構造 の一例を示すものであり、内輪(回転側部材) 3を構成するハブ輪 3aにボルト 3bによ りタイヤホイール (不図示)が固定される。また、 3cはハブ輪 3aに形成されたスプライ ン孔であり、このスプライン孔 3cには駆動シャフト 1がスプライン嵌合され且つハブ輪 3aに一体固定されて、該駆動シャフト 1の回転駆動力がハブ輪 3aを介してタイヤホイ ールに駆動伝達される。 3dは内輪部材であり、上記ハブ輪 3aと共に内輪 3が構成さ れる。
[0020] 4は外輪(固定側部材)であり、車体の懸架装置 (不図示)に取付固定される。この 外輪 4と上記内輪 3 (ハブ 3a及び内輪部材 3d)との間に 2列の転動体 (玉) 5· · ·がリテ ーナ 5aで保持された状態で介装されている。 A、 A'は上記転動体 5· · ·の転動部に充 填される潤滑剤 (グリス等)の漏出を防止し、或いは外部からの泥水や塵埃等の浸入 を防止するためのシールリングであって、本発明のシールリングに相当し、外輪 4と内 輪 3との間に圧入される。両側のシールリング A、 A'と内輪 3及び外輪 4とにより囲ま れた部位が被密封部位 (転動室) Sとされる。
[0021] 図 2は、図 1の X部の拡大図を示し、車体側のシールリング Aは、金属製網状体から なる芯材 6と、一部が網目空間内に浸透した状態で該芯材 6に固着一体とされたゴム 等の弹性材力 なる弾性シール部材 7と、該シール部材 7の一部が除去 7aされて上 記芯材 6の一部が露出された露出部分 6aとよりなる。弾性シール部材 7は、外輪 4の 内周に固着される固定部 7bと、内輪 3の外周部に弹性摺接するシールリップ部 7cと を備えている。また、弾性シール部材 7の除去部 7a、即ち、芯材 6の露出部分 6aの 遠心方向周縁部分には隆起堰部 7dが形成されている。図例では、上記除去部 7a、 露出部分 6a及び隆起堰部 7dは、夫々円弧形状とされ、周方向に等間隔で 4個形成 した例が示されているが、これに限定されず、形状、個数等は任意に設定される。特 に、形状は社章や品番等を表すものとすれば、商品の識別表示や製品管理等に有 効である。また、隆起堰部 7dは露出部分 6aの全周に亘り形成することも可能である。
[0022] 図 2に示す固定部 7b及びシールリップ部 7cにおける想像線部分は原形を示し、図 2に示すように弾性変形した状態で内輪 3及び外輪 4間に介装される。上記転動室 S には不図示の潤滑剤 (グリス等)が充填され、転動体 5· ··の円滑な転動がなされる。 上記芯材 6の露出部分 6aはその網目空間を通して通気性を保有しており、転動室 S と外部との間に大気の流通がなされる。
[0023] 芯材 6を構成する金属製網状体としては、ステンレス鋼(SUS301、 SUS304、 SU S316、 SUS430、 SUS430JIL, SUS434、 SUS404、 等の金属線材を、編成 或いは織成した金網が望ましく採用されるが、金属繊維による不織布状物も採用可 能である。金属線材 (繊維)としては、上記の他に、鉄線、鋼線、亜鉛めつき鉄線、亜 鉛めつき鋼線、ニッケルメツキ鋼線、アルミニウム線、銅線、リン青銅線、ニッケル線、 モネルメタル線が望ましく採用される。また、上記金網の形態としては、上記金属線 材による、平織、綾織、畳織、筵織、簾織等の織物、或いは結節網、無結節網、本目 網、蛙叉網、ラッセル網、緩子網、織網等の編物が採用される。これら金属製網状体 は、テフロン (登録商標)コーティング等の撥水処理が事前に施されたものや、後記 するように露出部分 6aのみに同撥水処理が施されたものが望ましく採用される。
[0024] 弾性シール部材 7を構成する弾性材としては、合成ゴム材或いは弾性榭脂材が採 用可能であり、特に、 NBR、 H— NBR、 ACM、 AEM、 FKM、 PTFE等から選ばれ たいずれかのゴム材に適宜添加剤等を添加した合成ゴム材が望ましく採用される。 尚、 PTFEは芯材が金属板等である場合には接着性は余り良くないが、本発明では 芯材が金属製の網状体であるから、その網目による担持力によって芯材に強固に一 体とされ、その摺動性の良さにより、シールリングとしての適性が増大する。
[0025] 図 1における車輪側シールリング A'も、車体側シールリング Aと同様の構成にし得 ることは当然であり、図 1に示すようにシールリング A、 A'が内輪 3及び外輪 4間に装 着された状態で、駆動シャフト 1及び内輪 3が軸回転すると、転動体 5· ··が内輪 3及び 外輪 4の夫々の軌道面を転動する。被密封部位 S、即ち転動室にはグリス等の潤滑 剤が充填されているから、その潤滑作用を受けて転動体 5· · ·の転動が円滑になされ 、駆動シャフト 1及び内輪 3の軸回転も円滑になされる。この時、潤滑剤が不足気味 になっていたり、潤滑剤の粘度が高くなつて所謂潤滑剤回りが悪くなつていたりすると 、転動体 5の転動に伴う摩擦熱により転動室 S内の温度が高くなることがある。また、 長時間の稼動に伴う潤滑剤の攪拌熱により同様に転動室 S内の温度が高くなる。こ のように、転動室 S内の温度が上昇すると、転動室 S内の気圧も高くなる力 芯材 6の 露出部 6aが通気性を保有するから、図 2の矢示 Yのように、転動室 S内から外部へ空 気が流出し、転動室 S内が常に大気圧に保たれ、内部温度の上昇も抑えられる。一 方、内輪 3の軸回転が停止し、転動室 S内の温度が低下して負圧になる力 この時は 、矢示 Yとは逆方向に空気の流れが生じ、同様に転動室 S内が常に大気圧に保たれ る。
[0026] 芯材 6を構成する金属製網状体は前記のように各種市販されており、その適宜選 択的使用により、露出部 6aにおいて通気性を維持しながらも水や潤滑剤の透過を阻 止するようになすことができる。このように、通気性を維持しながらも水や潤滑剤の透 過を阻止し得るような金属製網状体としては、線径 0. 05-0. 8mmで、 30〜400メ ッシュの金網が望ましく採用される。このような金属製網状体の選択的使用により、露 出部 6aからの潤滑剤の漏出や、外部飛散水の露出部 6aから転動室 S内への流入も 阻止すことができ、転動室 S内を転動体の円滑な転動がなされる正常な状態に維持 することができる。また、芯材 6として撥水処理が事前に施された金属製網状体、或い は、露出部 6aに爾後的に撥水処理を施した金属製網状体を用いるようにすれば、露 出部 6aに飛散水が付着することもなぐ更に、隆起堰部 7dによる庇状の作用によつ て、飛散水の除去部 7aへの流入も抑えられる。そして、芯材 6の補強機能と、形状保 持機能とにより、シールリング Aの安定保持がなされ、そのシール機能が長く持続さ れる。
[0027] 次に図 4 (a) (b) (c) (d)を参照して上記シールリング Aの製造方法を説明する。図 4
(a) (b) (c)は上下の分割金型 8、 9による加圧'加硫成型の要領を示す。先ず、図 4 ( a)において、所望形状に形成された下金型 9のキヤビティー 9a内の所定位置に、図 のような形状に打抜'成形された金網からなる円環状芯材 6を配置し、次いで、図 4 (b )において、加硫剤を含む未加硫のゴム材 Rをキヤビティー 9a内に装填する。更に、 図 4 (c)において、所望形状に形成されたキヤビティー 8aを備えた上金型 8を所定位 置に配置して加圧'加硫成型を行う。この加圧'加硫成型時にゴム材 Rの一部が芯材 6の網目空間内に浸透し、そのまま加硫硬化してゴム材 Rが芯材 6に担持された状態 で両者が強固に固着一体とされる。このような固着一体化は接着剤を用いずなされる もので、材料コストの低減と製造工数の削減に寄与することになる。尚、分割金型は、 上下二分割の金型 8、 9であるとした力 目的のシールリングの形状によっては、更に 中子をこれに組合せることもあり得ることは当然である。また、接着剤を用いなくともゴ ム材 Rと芯材 6との強固な固着一体ィ匕はなされるが、必要によって接着剤の使用も除 外するものではない。
[0028] 上記加圧'加硫成型が完了すると、分割金型 8、 9を脱型し、図 4 (d)に示すような成 型体 AOを得る。そして、レーザー加工機 10のレーザービームを弾性シール部材 7の 外面 (反芯材 6側)から作用させ、弾性シール部材 7の加硫硬化した一部ゴム材を除 去 7aし、芯材 6の一部を露出 6aさせる。このレーザービームによる除去は、露出部分 6aの網目空間に浸透したゴム材をも除去するから、露出部分 6aでの網目空間を通し た通気性が得られる。レーザー加工機 10は、 NC制御装置によって、事前にインプッ トされたパターンに基づき、レーザービームを走査するものであるから、上記除去部 7 aの形状は任意に設定することができる。従って、露出部分 6aの形状、大きさ等は所 望の性状に応じて適宜設定され、また、社章や品番等も兼ねるような形状にすること も極めて簡易になされる。爾後、この露出部分 6aにテフロン (登録商標)のスプレイコ 一ティングにより撥水処理がなされる。尚、レーザービームを弾性シール部材 7の両 面力 作用させることも可能である。また、芯材 6として事前に撥水処理がなされた金 網を用いることも可能である。
[0029] 尚、上記実施例では、内輪 3が回転側部材、外輪 4が固定側部材とした力 これら が逆であっても良ぐまた、自動車の車輪シャフトを支持する軸受ユニットに適用した 例を述べたが、オイルシール等、他の密封を必要とされる機構にも適用され得ること は当然である。更に、シールリングの形状は、図例のものに限定されず、他の形状も 採用可能であることは言うまでもない。図例のような軸受ユニットにおけるシールリン グん A'の内、少なくとも一方に本発明のものを採用するようにすれば、上記効果を 十分に奏するので、他方のシールリングではその選択範囲が広がり、内圧のアップ' ダウンを考慮せず、シール設計 (嵌合部、摺動リップ部)の自由度が向上する。シー ルリングの製造方法における成型工程では、加圧 ·加硫成型を例に述べた力 射出 成型でも同様の成型がなし得ることは言うまでもない。

Claims

請求の範囲
[1] 回転側部材と固定側部材との間に介装されて、該二部材間の内部と外部とを密封 するシールリングであって、
網状体からなる芯材と、一部が網目空間内に浸透した状態で該芯材に固着一体と された弾性材カ なる弾性シール部材と、該シール部材の一部が除去されて上記芯 材の一部が露出された露出部分とよりなり、前記二部材間に介装された状態では、 該露出部分がその網目空間を通して前記内部及び外部間で通気性を保有すること を特徴とするシールリング。
[2] 請求項 1に記載のシールリングにぉ 、て、
前記弹性材が、ゴム材カもなることを特徴とするシールリング。
[3] 請求項 1又は 2に記載のシールリングにおいて、
前記弾性シール部材が、固定側部材に固着される固定部と、回転側部材に弾性摺 接するシールリップ部とを備えていることを特徴とするシールリング。
[4] 請求項 1乃至 3のいずれかに記載のシールリングにおいて、
前記弾性シール部材が、前記露出部分の周辺部に隆起堰部を備えて 、ることを特 徴とするシールリング。
[5] 請求項 1乃至 4のいずれかに記載のシールリングにおいて、
前記芯材が金属製網状体力もなることを特徴とするシールリング。
[6] 請求項 1乃至 5のいずれかに記載のシールリングにおいて、
前記芯材の少なくとも露出部分は、撥水処理が施されていることを特徴とするシー ルリング。
[7] 請求項 1乃至 6のいずれかに記載のシールリングの製造方法であって、
所望形状のキヤビティーを備えた成型型の該キヤビティー内に、前記網状体を円環 状に裁断加工した芯材を配置し、更に、該キヤビティー内に弾性材の原料を装填し て成型し、上記弾性材による弾性シール部材がその一部が網目空間内に浸透した 状態で芯材に固着一体とされた成型体を得、その後、該成型体の弾性シール部材 の一部を除去して、上記芯材の一部が露出された露出部分を形成することを特徴と するシールリングの製造方法。
[8] 請求項 7に記載のシールリングの製造方法にぉ 、て、
前記弾性シール部材の一部の除去力 レーザー加工機によってなされることを特 徴とするシールリングの製造方法。
[9] 請求項 7又は 8に記載のシールリングの製造方法にぉ 、て、
前記露出部分を形成した後、この露出部分に更に撥水処理を施すことを特徴とす るシールリングの製造方法。
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