(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪又は内輪の一方に固定される被固定部と、前記外輪又は内輪の他方と接触して摺動するリップ部とを有し、溶融型液晶ポリマーをディスクゲート型金型を用いて射出成形したことを特徴とする転がり軸受用シール。
【請求項２】
前記溶融型液晶ポリマー全量に対して、ガラス繊維強化剤が２０〜３０％添加したことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受用シール。
【請求項３】
前記溶融型液晶ポリマーが、下記一般式１〜３のいずれかで示されることを特徴とする請求項２に記載の転がり軸受用シール。
【化２】
0003991185.tif 000005
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受用シールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
転がり軸受用シールは、軸受の片面又は両面をシールして軸受内への異物の侵入を防止し、かつ軸受内のグリースを保持するために、環状に形成されており、一般的には、転がり軸受の外輪に取り付けられる。従来の転がり軸受用シールとしては、中心部が金属製のリングでその内周のシール部や外周の外輪嵌着部に柔らかいゴムを用いたものや、シール全体が金属製のものが使用されている。
【０００３】
また、プラスチックやエラストマを利用したシールもあり、例えば特開平６−３１３４３６号公報には、シール内外周である周辺部に比較的柔らかいエラスチック合成プラスチックからなる材料を使用し、比較的硬いプラスチックからなる環状の部材を中間部分としてインサート成形して一体化したものが開示されている。また、特開平５−９６５４９号公報には樹脂製の接触シールが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、中心部が金属製のリングで、周辺部に柔らかいゴムを用いたものは、構成部品が多く、その分コストが高くなる。また、シール全体が金属製のものは、外輪溝に固定され、内輪のシールには、隙間のあるラビリンスシールによっている。この場合、可撓性の不足や、金属製の軸受内輪に対する耐摩耗性の不足から、接触シールは困難であり、シール性が低かった。
【０００５】
また、接触シールをプラスチックやエラストマで構成した軸受は、摺動部に十分な潤滑油がないと、軸受を回転させたときに騒音が発生する問題があった。
本発明の目的は、低コストで製造でき、かつ回転時に接触音の小さい接触式の転がり軸受用シールを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記１）〜３）により達成される。
１）外輪又は内輪の一方に固定される被固定部と、前記外輪又は内輪の他方と接触して摺動するリップ部とを有し、溶融型液晶ポリマーをディスクゲート型金型を用いて射出成形したことを特徴とする転がり軸受用シールである。
２）前記１）に記載の転がり軸受用シールにおいて、前記溶融型液晶ポリマー全量に対して、ガラス繊維強化剤が２０〜３０％添加したことを特徴とする。
３）前記２）に記載の転がり軸受用シールにおいて、前記溶融型液晶ポリマーが、下記一般式１〜３のいずれかで示されることを特徴とする。
【化３】
0003991185.tif 000002
【０００７】
本発明によれば、溶融型液晶ポリマーをディスクゲート型金型を用いて射出成形して単体のシールを成形するので、製造が容易である。溶融型液晶ポリマー（以下、単に液晶ポリマーという）は、構成される分子が剛直であり、溶融状態においても結晶構造を概略維持し、絡み合いが小さく、流動時の剪断により配向を示す。すなわち、軸受用シールを射出成形時、金型付近は剪断速度が大きく、金型空間中央部では剪断速度が小さくなる。この剪断速度の差により、液晶ポリマーからなるシールは、その内部構造として表面部と内部の形態（モルフォロジ）が異なり、同一材料であるにも拘わらず、多層構造になっている。
【０００８】
これは、射出成形時に液晶ポリマーが金型内を高速で通過するとき、金型壁面から流動部の厚さ方向中央部に向けて、流動する液晶ポリマーのずり速度の勾配が発生し、液晶ポリマー結晶が配向するからである。
【０００９】
本発明によれば、シールがこのような多層構造になることにより、シールが密封面と摺動するときに発生する振動が、層間を伝わるときに減衰するようになる。したがって、シールが軸受と摺動することに起因する騒音が低減される。
【００１０】
液晶ポリマーとしては、下記一般式で表されるものを用いることができる。一般式１の具体的な材料としては、住友化学工業（株）製「エコノール（商品名）」、日本石油化学工業（株）製「ザイダー（商品名）」を用いることができる。一般式２の具体的な材料としては、ポリプラスチック（株）製「ベクトラ（商品名）」を用いることができる。一般式３の具体的な材料としては、三菱化学（株）製「ノバキュレート（商品名）」ユニチカ（株）製「ロッドラン（商品名）」を用いることができる。
【００１１】
【化１】
0003991185.tif 000003
【００１２】
また、液晶ポリマーに充填剤としてガラス繊維を混入させてもよい。ガラス繊維を混入することにより、強度、摺動性及び耐摩耗性が向上し、嵌合時の損傷が防止され、長期間にわたって良好なシール性能が維持される。
ガラス繊維の混入率は、２０％〜３０％が好ましい。
【００１３】
また、本発明の転がり軸受用シールは、ディスクゲート金型により射出成形するため、中央に位置するゲートから放射方向に溶融樹脂が流動するので、ウエルドが発生しない。したがって、シールの剛性が均一であり、部分的に強度低下を起こさず、軸受に嵌合させるときに、シールの損傷が防止される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図示実施形態により、本発明を説明する。
図１は、本発明の実施形態である転がり軸受用シールを装着した、転がり軸受としての深溝玉軸受の要部拡大断面図である。
【００１５】
図１に示すように、転がり軸受１は、外輪２、内輪３、ボール４、保持器５及びシール６で構成されている。シール６は、外輪２の嵌合溝７に嵌合する被固定部としての取付嵌合部（以下、単に嵌合部という）８と、内輪３のシール溝９の溝面に摺接して密封するリップ部１０と、嵌合部８とリップ部１０とを連結する連結部１１とを有している。シール６は、溶融型液晶ポリマーを用いて射出成形により成形される。
【００１６】
図２は、シール６を射出成形するディスクゲート金型２０の断面図である。このディスクゲート金型２０は、固定型２１の中央にゲート２２を有し、可動型２３に突き出しピン２４を有し、ゲート２２から放射方向に環状のキャビティ２５を有する。溶融樹脂はゲート２２から放射方向だけに流動して放射方向内方から環状のキャビティ２５に流入する。シール６は成形されると、離型後に突き出しピン２４により可動型２３から離型される。したがって、成形されたシール６はウエルドが発生していない。
【００１７】
このように液晶ポリマーを射出成形して成形したシールは、金型と接する表面と内部とでは形態が異なり、多層構造になっている。したがって、多層構造中を振動が伝わる間に、効率よく振動が減衰され、摺動による騒音が低減される。
【００１８】
また、溶融型液晶ポリマーにガラス繊維を２０％〜３０％混入してシールを成形することにより、シールの強度、摺動性及び耐摩耗性が向上する。この結果、シールを外輪への嵌合する際の損傷が防止され、またシール性能が長期間にわたって良好に維持される。
なお、上記実施形態は、シールが外輪に固定される構成であるが、シールが内輪に固定される構成であってもよい。
【００１９】
【実施例】
（実施例１）
転がり軸受用シールは、液晶ポリマーとしてポリプラスチック（株）製「ベクトラ（商品名）」を用い、図２に示すディスクゲート金型により射出成形により成形した。なお、樹脂温度は３３０℃、金型温度は１２０℃で、射出時間は０．９秒であった。
【００２０】
（実施例２）
実施例１における液晶ポリマーの代わりに、ポリプラスチック（株）製「ベクトラ（商品名）」にガラス繊維を２０％含有させたものを用いた以外は実施例１と同じである。
【００２１】
（実施例３）
実施例１における液晶ポリマーの代わりに、ポリプラスチック（株）製「ベクトラ（商品名）」にガラス繊維を３０％含有させたものを用いた以外は実施例と同じである。
【００２２】
（比較例１）
実施例１におけるシールの材料として、液晶ポリマーの代わりに６６ナイロンを用いた以外は、実施例１と同じである。
【００２３】
（比較例２）
実施例１におけるシールの材料として、液晶ポリマーの代わりに６６ナイロンにガラス繊維を３０％含有させたものを用いた以外は、実施例１と同じである。
【００２４】
（比較例３）
実施例１におけるシールの材料として、液晶ポリマーの代わりに６６ナイロンにガラス繊維を３０％含有させたものを用い、金型として図３に示すサイドゲート金型を用いて射出成形した以外は、実施例１と同じである。
【００２５】
図３は、比較例のシールを作成するためのサイドゲート金型３０の断面図である。
サイドゲート金型３０は、固定型３１、可動型３２、突き出しピン３３を有する。固定型３１に形成されたゲート３４は、環状のキャビティ３５の一方の側に位置している。したがって、溶融樹脂は環状のキャビティ３５の円周方向の一部から流入して円周方向に沿って流れるので、流入方向最奥部でウエルドが発生してしまう。
【００２６】
上記各実施例及び比較例のシールを図１に示す構成の転がり軸受に装着し、外輪の嵌合部へのシールの挿入性及び軸受回転時の音圧を評価した。結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
0003991185.tif 000004
【００２８】
表１に示す結果から明らかなように、実施例１〜３は、挿入性が良好であり外輪への挿入時に破損等がなく、音圧もすべて１６ｄＢ以下と良好であった。これに対し、シールのベース樹脂として６６ナイロンを使いディスク金型で成形した比較例１，２は、外輪への挿入性は良かったが、音圧が４０ｄＢを超えており、騒音がきわめて大きいことが分かる。このことから、液晶ポリマーを射出成形した実施例１〜３が、軸受への挿入性及び音圧面で有効であることが分かる。これは、液晶ポリマーにより成形したシールの多層構造によると考えられる。
【００２９】
また、実施例１のように、液晶ポリマーだけからなるシールであっても、挿入性が良く音圧レベルも低いが、実施例２，３のように液晶ポリマーにガラス繊維を充填したものでシールを成形すると、音圧レベルが更に低下する。このことから、液晶ポリマーにガラス繊維を充填したものでシールを成形すると、騒音低下に有効であることが分かる。また、実施例２，３の結果から、騒音低減のためには、液晶ポリマーへのガラス充填率は、２０％以上が好ましく、特に３０％が好ましいことが分かる。
【００３０】
また、比較例３のように液晶ポリマーで成形したシールであっても、サイドゲート金型で成形した場合は、シールにウエルドが発生しており、外輪への挿入時にウエルド部分で割れが生じ、適正に装着することができなかった。したがって、音圧も測定不能であった。このことから、液晶ポリマーを用いても、サイドゲート金型で成形したものは、使用不能であることが分かる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、転がり軸受用シールは、溶融型液晶ポリマーをディスクゲート型金型を用いて射出成形した単体であるので製造が容易であり、またシールは多層構造になり軸受との摺動により発生する振動を効率良く減衰するので、軸受回転時の騒音を低減することができる。また、ディスクゲート金型で射出成形するので、ウエルドが発生せず、シールの強度が低下することはない。
【００３２】
また、溶融型液晶ポリマーにガラス繊維を２０％〜３０％混入してシールを射出成形することにより、シールの強度、摺動性及び耐摩耗性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を備えた転がり軸受（深溝玉軸受）の要部拡大断面図である。
【図２】ディスクゲート金型の断面図である。
【図３】サイドゲート金型の断面図である。
【符号の説明】
１  転がり軸受
２  外輪
３  内輪
４  ボール
５  保持器
６  シール
７  嵌合溝
８  取付嵌合部
９  シール溝
１０  リップ部
１１  連結部
２０  ディスクゲート金型
２１，３１  固定型
２２，３４  ゲート
２３，３２  可動型
２４，３３  突き出しピン
２５，３２  キャビティ
３０  サイドゲート金型
【図１】
0003991185.tif 000006
【図２】
0003991185.tif 000007
【図３】
0003991185.tif 000008