(57)【要約】【課題】シール対象や目的、用途に応じてより適切なシールを実現可能なシール部材及びその製造方法を提供する。【解決手段】２物体間に介在して空所部をシールする弾性材製シールリップ部材８１と、このシールリップ部材８１を固着一体に支持する網状芯材８０とよりなるシール部材８であって、シールリップ部材８１は、弾性基材に充填材を含有させたコンパウンド材Ｃからなり、且つ上記網状芯材８０の片側部に位置する第１部分８１ａと、他側部に位置する第２部分８１ｂとを有し、この第２部分８１ｂは、上記コンパウンド材Ｃを前記網状芯材８０の網目空間をして上記片側部より他側部に透過させて形成されたものであり、この透過の際に前記充填材の一部が網状芯材８０によって濾過され、前記第１部分８１ａより弾性基材リッチな状態となっていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２物体間に介在して空所部をシールする弾性材製シールリップ部材と、このシールリップ部材を固着一体に支持する網状芯材とよりなるシール部材であって、
前記シールリップ部材は、弾性基材に充填材を含有させたコンパウンド材からなり、且つ上記網状芯材の片側部に位置する第１部分と、他側部に位置する第２部分とを有し、この第２部分は、上記コンパウンド材を前記網状芯材の網目空間をして上記片側部より他側部に透過させて形成されたものであり、この透過の際に前記充填材の一部が網状芯材によって濾過され、前記第１部分より弾性基材リッチな状態となっていることを特徴とするシール部材。
【請求項２】
請求項１において、
上記弾性基材は、ゴム材であることを特徴とするシール部材。
【請求項３】
請求項１において、
上記網状芯材は、金属線材を編成或いは織成してなる金網又は、金属繊維による不織布状物であることを特徴とするシール部材。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のシール部材において、
上記２物体は、軸受ユニットを構成する回転側部材及び固定側部材であることを特徴とするシール部材。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のシール部材を製造する方法であって、
前記第２部分に相当する形状のキャビティーを備えた下型内に、該キャビティーの開口部を覆うように網状芯材を配置し、この網状芯材の上に前記コンパウンド材を装填し、次いで前記第１部分に相当する形状のキャビティーを備えた上型を設置して加圧、加熱成型し、この加圧の際、上記コンパウンド材を上記網状芯材の網目空間をして透過させ、充填材の一部が網状芯材によって濾過されたコンパウンド材を前記下型内のキャビティー内に充填させるようにしたことを特徴とするシール部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２物体間に介在して空所部をシールする弾性材製シールリップ部材と、このシールリップ部材を固着一体に支持する網状芯材とよりなるシール部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水や塵埃等の侵入を防ぐために２物体間の空所部に用いられる上述のようなシール部材は、シールする対象や目的、用途に応じて、シールリップ部材及び芯材の材質や形状が決められ、適所に配置され装着される。
【０００３】
下記特許文献１は、上述のような２物体間の空所に用いられ、合成ゴムや合成樹脂からなる弾性体とこの弾性体を補強する補強部材を環状に造形した金網とよりなる密封材を開示するものである。これによれば、金網の網目によって弾性体が包着するので、接着剤を要することなく、弾性体と補強部材とを固着一体とすることができる。
【特許文献１】実開昭６２−４０３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された密封材は、補強芯材として金網が用いられているから、上記接着性の向上に加え軽量化が図られ、自動車等の車輪懸架部における軸受ユニット等へ装着されるシール部材に適用した場合は、水や塵埃の侵入を防ぐことはもちろんのこと、燃費向上のためのトルクの低減化に寄与する。
ところで、上記のような自動車の軸受ユニット等に装着されるシール部材は、その使用環境の特性上、水、砂、泥、塵埃等の攻撃を受け易く、シール性もさることながら、耐久性も求められる。その為、シールリップ部材を構成する合成ゴムや合成樹脂等の基材には、老化防止剤、加工助剤、可塑剤、加硫剤等の薬品の他に、補強剤としてカーボンブラック、シリカ、クレー、炭酸カルシウム、カーボンファイバー、ゼオライト等の充填材が添加される。しかし、これら充填材の量が増えるとゴム或いは合成樹脂特有の弾性が低下し、シール性が悪くなる。従って、シール性及び耐久性の両性能を両立させるような上記基材の配合設計が難しく、軽量である特性を活かしながら、その抜本的な改善が望まれるところであった。
【０００５】
上記軸受ユニットのシール部材の場合は、上記環境に晒される外面部は耐久性が強く求められ、内面部はシール性が強く求められる。そこで、これを実現させるためには、上述のようなシールリップ部（弾性体）と芯材（補強部材）とよりなるシール部材の場合、芯材の片側部に位置する部分と他側部に位置する部分のシールリップ部材の材質を、シール対象や用途に応じて異ならせることが理想的である。
しかしながら、従来の製造方法によれば、一度の成型では上記片側部及び上記他側部は一種類の材質からなるシール部材しか構成できず、上述のようなシール部材を成型するには、シールリップ部材をなす２種類の異なる材質の弾性材及び弾性材に充填材が添加されたコンパウンド材を用意し、高価な接着剤で芯材と固着一体にすることを要する。またこのような製造方法では成型工程が増加し、複雑化させるため、製造効率が悪くコストアップが懸念される。
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、シール対象や目的、用途に応じてより適切なシールを実現可能なシール部材及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために提案される請求項１では、２物体間に介在して空所部をシールする弾性材製シールリップ部材と、このシールリップ部材を固着一体に支持する網状芯材とよりなるシール部材であって、前記シールリップ部材は、弾性基材に充填材を含有させたコンパウンド材からなり、且つ上記網状芯材の片側部に位置する第１部分と、他側部に位置する第２部分とを有し、この第２部分は、上記コンパウンド材を前記網状芯材の網目空間をして上記片側部より他側部に透過させて形成されたものであり、この透過の際に前記充填材の一部が網状芯材によって濾過され、前記第１部分より弾性基材リッチな状態となっていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２では、請求項１において、上記弾性基材は、ゴム材であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３では、請求項１において、上記網状芯材は、金属線材を編成或いは織成してなる金網又は、金属繊維による不織布状物であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４では、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のシール部材において、上記２物体は、軸受ユニットを構成する回転側部材及び固定側部材であることを特徴とする
【００１１】
請求項５では、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のシール部材を製造する方法であって、前記第２部分に相当する形状のキャビティーを備えた下型内に、該キャビティーの開口部を覆うように網状芯材を配置し、この網状芯材の上に前記コンパウンド材を装填し、次いで前記第１部分に相当する形状のキャビティーを備えた上型を設置して加圧、加熱成型し、この加圧の際、上記コンパウンド材を上記網状芯材の網目空間をして透過させ、充填材の一部が網状芯材によって濾過されたコンパウンド材を前記下型内のキャビティー内に充填させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載のシール部材によれば、シールリップ部材は、弾性基材に充填材を含有させたコンパウンド材からなり、且つ上記網状芯材の片側部に位置する第１部分と、他側部に位置する第２部分とを有し、この第２部分は、上記コンパウンド材を前記網状芯材の網目空間をして上記片側部より他側部に透過させて形成されたものであり、この透過の際に前記充填材の一部が網状芯材によって濾過され、前記第１部分より弾性基材リッチな状態となっているので、シール対象や用途に応じて第１部分と第２部分のシールリップ部材の材質を異ならせることができ、より適切なシールを実現できる。
すなわち、第１部分の充填材量が増して耐久性が向上し、一方第２部分の弾性が増してシール性が向上する。従って、第１部分を耐久性が求められる部位に、第２部分をシールがより求められる部位になるよう２物体間に介在させれば、夫々の特性が効果的に発現し、シール部材としての適性が飛躍的に向上する。
また芯材が網状体でなるので、シール部材を軽量化でき、網状芯材の網目によって弾性体が包着するので、接着剤を要することなく、シールリップ部材と網状芯材とを固着一体とすることができる。
【００１３】
請求項２によれば、弾性基材は、ゴム材であるので、ゴムに充填材を含有させたコンパウンド材を、網状芯材の網目空間をして第１部分より第２部分に透過させて、第２部分が形成されるので、第２部分が第１部分よりゴムリッチな状態となっているシール部材を形成することができる。
【００１４】
請求項３によれば、網状芯材は、金属線材を編成或いは織成してなる金網又は、金属繊維による不織布状物であるので、金網の剛性も加わり、シール部材として好適な強度を持った芯材とすることができる。
【００１５】
請求項４によれば、当該シール部材は自動車等の車輪懸架部における軸受ユニット等へ装着されるシール部材に適用されるので、水、塵埃等の攻撃を受け易い環境に晒される外面部は、例えば耐久性のある充填材を含有させたコンパウンド材でなる第１部分を弾接させる一方、内面部はグリース等の潤滑剤の漏出を防ぐためにシール性が強く求められるので、弾性基材リッチな状態となっている第２部分を弾接させれば、夫々の特性を活かすことができ、より適切なシールを実現可能なシール部材を構成できる。
また上述のように、芯材が網状でなるので、シール部材を軽量化でき、燃費向上のためのトルクの低減化に寄与することができる。
【００１６】
請求項５に記載のシール部材の製造方法によれば、第２部分に相当する形状のキャビティーを備えた下型内に、該キャビティーの開口部を覆うように網状芯材を配置し、この網状芯材の上に前記コンパウンド材を装填し、次いで前記第１部分に相当する形状のキャビティーを備えた上型を設置して加圧、加熱成型し、この加圧の際、上記コンパウンド材を上記網状芯材の網目空間をして透過させ、充填材の一部が網状芯材によって濾過されたコンパウンド材を前記下型内のキャビティー内に充填させるようにして製造されるので、２種類の異なる材質の弾性材若しくは弾性材に充填材が添加されたコンパウンド材を用意し、高価な接着剤で芯材と接着させる作業を要することなく、一種類のコンパウンド材を用い且つ一度の成型で第１部分と第２部分とが異なる組成となるシール部材を得ることができる。よって、成型工程を増加させることなく、容易に製造できるため、製造効率がよいコストアップの懸念もないシール部材を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図とともに本発明の実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明のシール部材を軸受ユニットに採用した一例を示す縦断面図であり、図２（ａ）及び（ｂ）は図１におけるＸ部の拡大図を夫々示す。
図１は、自動車の車輪を駆動シャフト２に対して転がり軸受ユニット１により支持する構造の一例を示すものであり、内輪を構成するハブ３にボルト３１によりタイヤホイール（不図示）が固定される。また、３２はハブ３に形成されたスプライン孔であり、このスプライン孔３２には駆動シャフト２がスプライン嵌合され且つハブ３に一体固定されて、該駆動シャフト２の回転駆動力がタイヤホイールに駆動伝達される。３３は内輪部材であり、上記ハブ３とにより内輪が構成される。
【００１９】
４は外輪であり、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（ハブ３及び内輪部材３３）との間に２列の転動体（玉）５…がリテーナ５１で保持された状態で介装されている。６、９は上記転動体５…の転動部に装填される潤滑剤（グリース等）の漏出或いは外部からの泥や水等の浸入を防止するためのシールリングであり、外輪４と内輪（ハブ３及び内輪部材３３）との間に圧入される。
ここでは、上記シールリング６として本発明のシール部材８を自動車等の車輪懸架部における軸受ユニット等へ採用した例を示しているが、装着箇所はこれに限定されるものはなく、２物体間に介在してその空所部をシールするシール部材として採用可能である。また図例の軸受ユニット１に限らず、内輪固定、外輪回転の軸受機構にも本発明のシール部材が適用されることは言うまでもない。
【００２０】
図２（ａ）及び（ｂ）は、図１のＸ部の拡大図であり、弾性材製シールリップ部材８１と、このシールリップ部材８１を固着一体に支持する網状芯材８０とよりなるシール部材８の例を示している。なお、シール部材８の形状は、図２（ａ）（ｂ）に示すものに限定されるものではない。
シール部材８は、外輪４（固定側部材）の内周面に圧入嵌合され固定され、シールリップ部材８１の２つの先側リップ部分が内輪部材３３の摺接面７に弾性変形を伴い弾接され、水、塵埃等の侵入やグリースの漏出を防ぐべく、シール機能を発揮している。
シールリップ部材８１は、弾性材に充填材を含有させたコンパウンド材Ｃからなり、且つ上記網状芯材８０の片側部に位置する第１部分８１ａと、他側部に位置する第２部分８１ｂとを有し、この第２部分８１ｂは、上記コンパウンド材Ｃを前記網状芯材８０の網目空間をして上記片側部より他側部に透過させて形成されたものであり、この透過の際に前記充填材の一部が網状芯材８０によって濾過され、前記第１部分８１ａより弾性基材リッチな状態となっていることを特徴とする。
【００２１】
本実施例においてはシールリップ部材８１を構成する弾性材としては、ＮＢＲ、Ｈ−ＮＢＲ、ＡＣＭ、ＡＥＭ、ＦＫＭ等を中心とするゴムの弾性材が採用されるが、これに限定されず、弾性を有する軟プラスチック類を中心とする合成樹脂であってもよい。そして、このようなゴムや合成樹脂等の弾性材には、老化防止剤、加工助剤、可塑剤、加硫剤等の薬品の他に、補強剤としてカーボンブラック、シリカ、クレー、炭酸カルシウム、カーボンファイバー、ゼオライト、タルク、けいそう土等の充填材が添加され、シールリップ部材８１を構成するコンパウンド材Ｃとなる。
【００２２】
ここで上記弾性材に混入される補強材としては、網状芯材８０のフィルター効果を発揮するために、粒子径の大きいものが好適といえる。すなわち、第１部分８１ａを耐久性に優れた材質でなるシール部材８を所望する場合は、充填材として、耐久性に優れた特性を持った粒子径の大きいものを添加すればよい。このように粒子径の大きい充填材の他、網状芯材８０のフィルター効果をより発揮させるために、繊維材、ビーズ、固体潤滑材等を混入させてもよい。例えば繊維材として、植物繊維（綿、麻等）や動物繊維、鉱物繊維等の天然繊維材や無機繊維（鋼線、ガラス繊維）、再生繊維（セルロース系、蛋白質系等）、半合成繊維、合成繊維（ポリアミド系、ポリエステル系、ポリウレタン系等）の化学繊維材がある。このような繊維材であれば、網状芯材８０で濾過されることなく第１部分８１ａ側に繊維材が残留するので、網状芯材８０のフィルター効果が発揮でき、シール対象や用途に応じて第１部分と第２部分のシールリップ部材の材質を異ならせることができる。
またビーズとしては、ガラス製、セラミック製、金属製、プラスティック製等でなるビーズがある。これらでなるビーズを弾性材に混入させることにより、上記同様の効果の他、磨耗性の向上を図ることができ、またビーズ内に潤滑剤等を封入し、カプセル化することもできる。
【００２３】
また網状芯材８０は、ステンレス鋼等の金属線材による結節網、本目網等の編物或いは平織、綾織、畳織等の織物からなる金網等が用いられる他、金属繊維による不織布等の不織布状物であってもよい。ここで網状芯材８０は、シール部材８を補強する芯材であるとともに、本発明においては、製造過程においてフィルター的役割を担うものであるため、網目は均一且つ微細であることが望ましく、メッシュの大きさ、線材の線径、織り方等はそのコンパウンド材Ｃ等の特性に応じて選択可能である。
【００２４】
次いで、本発明のシール部材８を製造する方法について説明する。
図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の製造方法に基づく成型過程を示す図であり、図４（ａ）は下型９３と中子９２とを組み付けた後、網状芯材８０を配置した状態を示す縦断面図、（ｂ）は網状芯材８０の上にコンパウンド材Ｃを充填した状態を示す縦断面図、（ｃ）は上型をセットとし、加圧加熱成型している状態を示す縦断面図である。
まず図４（ａ）で示すように、下型９３と中子９２とを組み付ける。下型９３は第２部分８１ｂ（図４（ｂ）参照）に相当する形状のキャビティー９３ａを備えており、このキャビティー９３ａの開口部を覆うように網状芯材８０を配置する。このとき下型９３と網状芯材８０との接点ａ及び、中子９２と網状芯材８０との接点ｂの間には、隙間から網状芯材８０によって濾過されることなく網状芯材８０の下側にコンパウンド材Ｃが回り込んだり、或いは下型９３のキャビティー９３ａ内にコンパウンド材Ｃが直接侵入しないように構成されなければならない。ここで網状芯材８０として金網を用いる場合は、メチルエチルケトン等の溶剤により脱脂処理を行ったものを使用する。
【００２５】
次に、弾性基材に適量の充填材が混練されたコンパウンド材Ｃを網状芯材８０の上に装填する（図４（ｂ）参照）。
そして第１部分８１ａに相当する形状のキャビティー９１ａを備えた上型９１を設置して加圧、加熱成型し、この加圧の際、コンパウンド材Ｃを網状芯材８０の網目空間をして透過させ、充填材の一部が網状芯材８０によって濾過されたコンパウンド材Ｃを下型９３内のキャビティー９３ａ内に充填される。
【００２６】
このときゴム材の場合は、未加硫のものに充填材が混ぜられた状態であるので、コンパウンド材Ｃは網状芯材８０の網目空所を濾過可能な程度に半液状体であり、この網状芯材８０がフィルター作用を奏して、充填材の一部を通さず、流動性のあるゴム材がリッチな状態で第２部分８１ｂのキャビティー９３ａ内に充填される。
これにより、第２部分８１ｂは第１部分８１ａよりゴムリッチな材質のシールリップ部材８１が形成される一方、第１部分８１ａは、網状芯材８０の網目空所を濾過されなかった粒子の大きい充填材を多く含んだコンパウンド材Ｃでなるシールリップ部材８１が形成されるので、第１部分８１ａと第２部分８１ｂとのシールリップ部材８１の組成が異なるシール部材８が一度の成型で製造することができる。
【実施例２】
【００２７】
図３は、本発明の別の実施態様を示しており、図１のＸ部の拡大図である。上述の図２では、スリンガＳのないシール部材８の例を説明したが、ここでは、内輪部材３３（回転側部材）に固着される金属性スリンガＳと、外輪４（固定側部材）に固着されスリンガＳに相対摺接するシールリップ部材８１とを組み合わせて構成されるパックシールタイプのシール部材８の例を示している。なお、実施例１に共通する部分には同一の符号を付し、その説明は割愛する。
【００２８】
本実施例においても、シール部材８は、弾性基材に充填材を含有させたコンパウンド材Ｃからなり、且つ上記網状芯材８０の片側部に位置する第１部分８１ａと、他側部に位置する第２部分８１ｂとを有し、この第２部分８１ｂは、上記コンパウンド材Ｃを前記網状芯材８０の網目空間をして上記片側部より他側部に透過させて形成されたものであり、この透過の際に前記充填材の一部が網状芯材８０によって濾過され、前記第１部分８１ａよりゴムリッチな状態となっているので、スリンガＳと摺接し過酷な環境に晒される外面部側に第１部分８１ａを配し、内面部側にゴムリッチな状態となっている第２部分８１ｂが配されるようにシール部材８を装着すれば、夫々の特性を活かすことができる。
なお、本実施例では、シールリップ部材８１を構成する弾性基材としてゴムを採用した例を示しているが、これに限られず、またシール部材８は実施例１で説明した製造方法によって製造されるものであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のシール部材が用いられたシール部材の一例を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、図１におけるＸ部の拡大図である。
【図３】本発明の別の実施態様の図２と同様の図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の製造方法に基づく成型過程を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１      軸受ユニット
８      シール部材
８０    網状芯材
８１    シールリップ部材
８１ａ  第１部分
８１ｂ  第２部分
Ｃ      コンパウンド材
【図１】
2006322572.tif 000003
【図２】
2006322572.tif 000004
【図３】
2006322572.tif 000005
【図４】
2006322572.tif 000006