(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミニチュア軸受の内輪及び外輪間の環状開放部に嵌着される環状の金属製芯板と、前記芯板の内面側所定位置に設けられ、前記外輪の内周段部に密着するシール層とを備えた軸受用シールの製造方法であって、
位置決めピンが多数設けられ、かつ前記芯板を所定の搬送経路に沿って搬送するコンベアを準備する工程と、
前記芯板を多数準備する芯板準備工程と、
前記芯板はその内面側（シール層を形成する側）を上方に向け、かつ前記位置決めピンに芯板中心孔が適合して位置決めされた状態で、１列に複数個ずつ配置されて、熱可塑性樹脂からなる液状のシール材料を、印刷処理によって、１列ごとに複数個ずつ、前記芯板の内面側所定位置に転移する印刷工程と、
前記シール材料を１列ごとに複数個ずつ固化して、前記シール層を形成する固化工程とを含とむことを特徴とする軸受用シールの製造方法。
【請求項２】
前記コンベアの搬送経路に沿って複数のスクリーン印刷機と乾燥機を設置したシール層形成装置を用いて、一つの前記芯板に対し、前記印刷工程と、前記固化工程とを順次交互に繰り返し行って、前記芯板の所定位置に前記シール材料を多層に順次積層して、所定厚さのシール層を形成するものとした請求項１記載の軸受用シールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）やビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）等の精密機器に装着される極小径のミニチュア軸受として、好適に使用できる軸受用シール及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＨＤＤやＶＴＲ等の磁気記憶装置は、小型化、高性能化が進み、そのような装置の部品に対しては、初期の性能を確保した上で、可能な限りの小型化が要求される。例えば図１０に示すように、ＨＤＤに装着される軸受は、内径がわずか５ｍｍ程度のミニチュア軸受等と称される、極小径の転がり軸受が用いられている。
【０００３】
このような軸受は、軸受内への異物やごみの侵入の他、軸受内のグリースが外部に漏れ出すのを防止するために、内輪（１）及び外輪（２）間の環状開放部  （３）に軸受用シール（５）が装着されるが、従来より、この軸受用シール（５）としては、図１１に示すように、金属の単板からなる金属シール（シールド板）が一般に採用されている。
【０００４】
金属シール（５）は、例えば鋼板、ステンレス板を打ち抜いて、所定の形状にプレス成形して得られるものであり、量産が可能で、コストも低く抑えることができる。
【０００５】
ところが図１１の想像線状態から実線状態に示すように、金属シール（５）は、その外周縁部をかしめて、外輪内周溝（２ａ）に嵌め込むことにより、軸受に装着するものであるため、このかしめ作業に伴う多大な力が直接外輪（２）に加わって、外輪（２）が変形して真円度が低下し、軸受の品質を低下させる恐れがある。
【０００６】
更に金属シール（５）は、外輪（２）に対し、金属同士の接触によって密封性を確保するものであるため、外輪（２）に十分に密着せず、良好な密封性を確保するのが非常に困難である。このため特にＨＤＤ、ＶＴＲ等の精密機器に適用した際には、軸受内のグリースが外部に漏れ出して、周辺部品に悪影響を与える恐れがあった。
【０００７】
そこで、金属製の環状芯板に、その外周縁部、あるいはほぼ全域に、液状ゴム材料、液状合成樹脂材料、接着剤等のシール材料を塗布又は固着して、弾性シール層を形成したゴム被覆タイプの軸受用シールが多数提案されている。
【０００８】
このゴム被覆タイプの軸受用シールにおいては、弾性シール層が軸受外輪に弾性密着するので、良好な密封性を得ることができる上、軸受に装着する際に、弾性シール層がクッション部材となって、外輪に多大な力が加わるのを防止でき、外輪の変形、ひいては軸受の品質低下を防止することができる。
【０００９】
ところで、上記したようにゴム被覆タイプのシールを製作する場合、一般に、鋼板、ステンレス板等の金属板を環状に打ち抜いて、所定の形状にプレス加工して芯板を得た後、その芯板に、インサート成形法や液浸漬法を用いてシール層を形成するのが通例である。
【００１０】
例えばインサート成形法を用いる場合には、芯板に接着剤を塗布してから、その芯板を射出成形用金型又はトランスファー成形用金型のキャビィティ内に設置し、型締め後、液状シール材料を射出注入して所定のシール層を形成するものである。
【００１１】
また液浸漬法を用いる場合には、上記構成の芯板を、液状のシール材料槽内の中に浸漬塗布した後、シール材料を乾燥固化させて、所定のシール層を形成するものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インサート成形法を用いて軸受用シールを製作する場合、生産性を向上させるには、多数のキャビィティを有する大型の成形用金型を使用する必要があるが、そのような金型においては、特にミニチュア軸受等、小径の軸受用シールのように、非常に薄いシール層を被覆形成する場合、シール材料の流れがスムーズに行われず、シール層の厚みのコントロールが困難になり、高品質のシール層を得ることができず、また成形後、注入ゲート部のシール材料を除去するのに非常に手間と労力を必要とするので、実際には、所望数の多数の芯板を一度に処理できる多数個取り可能な大型の成形用金型を使用することはできない。このため生産性を向上させることができず、コストの削減を図ることができないという問題があった。
【００１３】
一方、浸漬塗布法を用いてシール層を形成する場合、生産性を向上させるには、多数の芯板を同時にシール材料槽内に浸漬する必要がある。
【００１４】
しかしながら、多数の芯板を同時に浸漬するには、多数の芯板を所定の治具に、適切な配列で正確にセットする必要がある等、非常に面倒な作業が必要となり、結局、生産性の向上は臨めなかった。また多数の芯板を同時にシール材料槽内に浸漬すると、芯板同士が密着して、芯板間にシール材料が浸透せず、良好な品質のシール層が得られないという問題も有していた。
【００１５】
なお、芯板を１枚ごとに所定の治具でチャックして、シール材料槽内に浸漬する方法もあるが、言うまでもなくこの方法は量産に適しているものではない。
【００１６】
更に上記以外に、芯板にシール層を形成する方法として、芯板を回転させながら、ノズルより液状シール材料を滴下させることにより、シール層を形成する方法もあるが、この方法においても、多数の芯板に同時にシール層を形成することは困難であり、生産性を向上させることはできないという上記と同様の問題を抱えている。
【００１７】
この発明は、上記従来技術の問題を解消し、十分な密封性を確保できるとともに、軸受装着時に外輪に有害な変形が生じるのも防止できて、しかも量産に適し、コストの削減を図ることができる軸受用シール及びその製造方法を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、軸受の内輪及び外輪間の環状開放部に嵌着される環状の金属製芯板と、前記芯板の内面側所定位置に設けられ、前記外輪の内周段部に密着するシール層とを備えた軸受用シールの製造方法であって、前記芯板を準備する芯板準備工程と、熱可塑性樹脂からなる液状のシール材料を、印刷処理によって、前記芯板の内面側所定位置に転移する印刷工程と、前記シール材料を固化して、前記シール層を形成する固化工程とを含むものを要旨としている。
【００１９】
本発明の製法は、印刷処理によって、芯板に液状シール材料を転移して、シール層を形成するものであるため、シール層付の軸受用シールを効率良く製造することができる。このため例えば、インサート成形等の型成形法や、シール材料槽内に浸漬する液浸漬法等を用いてシール層を形成する場合と比べて、一段と生産性を向上させることができ、量産が可能で、コストの削減を図ることができる。
【００２０】
また本発明により得られる軸受用シールは、所定位置にシール層が形成されるものであるため、芯板外周縁部をかしめながら、軸受の内外両輪間に嵌め込む際に、シール層が外輪に対してクッション部材として作用するので、外輪に多大な力が加わらるのを防止できる。従って、外輪に有害な変形が生じることはなく、真円度も低下することはない。更に軸受に組み付けられた際に、シール層が外輪の内周段部に密着するので、良好な密封性を確保することができる。
【００２１】
一方、本発明においては、前記印刷工程における印刷処理として、所定領域に開孔部を有するスクリーン版上の前記液状シール材料を、前記開孔部を通じて押し出して前記芯板の所定位置に転移するスクリーン印刷処理を用いるのが好ましい。
【００２２】
更に本発明においては、一つの前記芯板に対し、前記印刷工程と、前記固化工程とを交互に繰り返し行って、前記芯板の所定位置に前記シール材料を多層に積層して、所定厚さのシール層を形成するのが良い。すなわちその場合には、シール層の厚みコントロールを正確に行うことができる。
【００２３】
また本発明において、前記シール材料としての熱可塑性樹脂が、実使用温度環境下において気化する揮発成分を含まない熱可塑性エラストマー、具体的には、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリスチレン系、フッ素系の熱可塑性エラストマーの中から選択されるものを使用するのが、より一層好ましい。すなわちその場合には、本発明の軸受用シールが装着された軸受が、例えばＨＤＤ等の機器に適用された際に、シール層に含有される有害な揮発成分が気化するのを防止することができる。
【００２４】
一方、本発明は、上記の製造方法の他に、その製造方法の実施によって得られる軸受用シールを提供するものである。すなわち軸受の内輪及び外輪間の環状開放部に嵌着される環状の金属製芯板と、前記芯板の内面側所定位置に設けられ、前記外輪の内周段部に密着するシール層とを備えた軸受用シールであって、前記シール層が、印刷処理によって前記芯板に転移された熱可塑性樹脂を固化することにより形成されてなるものを提供する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３はこの発明の実施形態方法により得られた軸受用シール（１０）を示す図である。
【００２６】
これらの図に示すように、この軸受用シール（１０）は、金属製の環状芯板  （１１）と、その芯板（１１）の内面側における外周部に積層された弾性シール層（１２）とを具備している。
【００２７】
芯板（１１）は、外周縁部が外面側に屈曲されて、嵌込部（１１ａ）が形成されるとともに、その嵌込部（１１ａ）には、周方向に沿って所定の間隔おきに多数の切込部（１１ｂ）が形成されている。
【００２８】
一方、この軸受用シール（１０）が装着される軸受は、図４に示すように、内輪（１）及び外輪（２）を有し、外輪（２）の内周面における開放端部側には、周方向に沿って連続する内周溝（２ａ）が形成されるとともに、その内周溝（２ａ）より奥の位置に、周方向に沿って連続する内周段部（２ｂ）が形成されている。
【００２９】
そして図４に示すように、上記軸受用シール（１０）は、弾性シール層（１２）を、外輪（２）の内周段部（２ｂ）に全周にわたって弾性密着させるようにして、外周嵌込部（１１ａ）をかしめながら、外輪（２）の内周溝（２ａ）内に嵌め込み、これにより軸受用シール（１０）が軸受の内外両輪（１）（２）間の環状開放部（３）を閉塞するように装着する。
【００３０】
以下、本実施形態において上記構成の軸受用シール（１０）の製造方法について説明する。
【００３１】
本実施形態において、軸受用シール（１０）を製造する場合、まず多数の芯板（１１）を準備する。すなわち、鋼板、ステンレス板等の金属板を環状に打ち抜き、更に所定の形状にプレス加工して、上記構成の多数の芯板（１１）を得る  （芯板準備工程）。
【００３２】
次にこの芯板（１１）に、図５に示すシール層形成装置を用いて、弾性シール層（１２）を形成する。
【００３３】
このシール層形成装置は、図７にも示すように、位置決めピン（２１）が多数設けられたコンベア（２０）を有しており、位置決めピン（２１）に、芯板（１１）の中心孔（１１ｃ）を適合させるように、芯板（１１）をコンベア（２０）上に載置することにより、芯板（１１）のコンベア（２０）に対する位置決めが図られるとともに、その芯板（１１）がコンベア（２０）によって所定の搬送経路に沿って搬送されるよう構成されている。
【００３４】
またこのシール層形成装置には、コンベア（２０）の搬送経路に沿って、３機のスクリーン印刷機（３０）が設置されるとともに、スクリーン印刷機（３０）の間に、２機の乾燥機（４０）が設置されている。
【００３５】
スクリーン印刷機（３０）には、図６及び図８に示すように、昇降自在にスクリーン版（３１）が設けられ、コンベア（２０）によって搬送される芯板（１１）に対し、スクリーン版（３１）の下面側（版面側）が接離し得るよう構成されている。
【００３６】
このスクリーン版（３１）には、芯板（１１）のシール層形成領域に対応して、微細孔からなる環状の開孔部（３２）が形成されている。またスクリーン版（３１）上にはその版上を摺動自在なスキージ（３３）が設けられており、そのスキージ（３３）が摺動することにより、スクリーン版（３１）上に供給された液状シール材料（１２ａ）が開孔部（３２）を通じて下面側に押し出されるよう構成されている。
【００３７】
またこのシール層形成装置には、その芯板搬入位置に、パーツフィーダ（図示省略）が設置されており、所定位置に配置した多数の芯板（１１）が、上記パーツフィーダによって、コンベア（２０）上に移載される。このとき、図５及び図７に示すように、芯板（１１）はその内面側（シール層を形成する側）を上方に向け、かつ位置決めピン（２１）に芯板中心孔（１１ｃ）が適合して位置決めされた状態に配置される。なお芯板（１１）は、１列に複数個（図５においては４個）ずつ配置され、以下に詳述する各印刷乾燥工程において、１列ごとに複数個（４個）ずつ、印刷ないしは乾燥処理が行われる。
【００３８】
すなわち、上記のようにコンベア（２０）上に芯板（１１）が設置された後、芯板（１１）は、コンベア（２０）により、１番目のスクリーン印刷機（３０）の所定位置まで搬送される。
【００３９】
続いて、図８に示すように、スクリーン版（３１）が降下して、その下面が芯板（１１）の上面に対応して配置される。このときスクリーン版（３１）の開孔部（３２）は、芯板（１１）の外周部上面の所定位置、すなわちシール層形成領域に一致するよう正確に配置される。
【００４０】
次にスクリーン版（３１）上に液状シール材料（１２ａ）が供給された状態で、スキージ（３３）が一端から他端に向けて版上を加圧した状態で摺動し、これにより液状シール材料（１２ａ）が、開孔部（３２）を通じて下面側に押し出されて、芯板（１１）の所定位置に転移される（印刷工程）。
【００４１】
こうして液状シール材料（１２ａ）が転移された後、スクリーン版（３１）が上昇するとともに、芯板（１１）が、コンベア（２０）によって、１番目の乾燥機（４０）に搬送される。
【００４２】
ところで本実施形態において、シール材料（１２ａ）としては、熱可塑性樹脂からなるものを使用する必要があり、中でも特に、実施用温度環境下において、具体的には１００℃、好ましくは１２０℃以下において、気化する揮発成分を含まない熱可塑性エラストマー又は／及びポリアミド変性アクリル樹脂により構成するのが良い。すなわち本実施形態の軸受用シール（１０）が装着された軸受は、ＨＤＤ等の精密機器に適用されるが、ＨＤＤは、使用状態においてその内部温度が使用環境によって１００℃となり最高で１２０℃程度となることもあり得るので、この温度環境下において、気化しない揮発成分であれば、ＨＤＤ内で、揮発成分による周辺部品への悪影響を確実に防止することができる。
【００４３】
なおＨＤＤ以外の装置、例えばＶＴＲ等の磁気記憶装置等は、使用状態での温度がＨＤＤよりも低く、上記の温度条件を満足するものであれば、ＨＤＤ以外の装置にも支障なく採用することができる。
【００４４】
このような条件を満たす熱可塑性エラストマーとしては、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリスチレン系、フッ素系等の熱可塑性エラストマー等を好適例としてあげることができ、具体的には武田バーディシェウレタン工業株式会社製のエラストラン（商品名）等を例示できる。
【００４５】
また本実施形態においては、上記の熱可塑性樹脂をトルエン等の溶剤に溶かしたものを、液状シール材料として使用する。
【００４６】
図５に示すように、シール材料（１２ａ）が転移されて、乾燥機（４０）に搬送された芯板（１１）は、その上の液状シール材料（１２ａ）が、加熱乾燥されて固化し（固化工程）、弾性シール層（１２）の一部（下層部）が形成される。
【００４７】
続いて、固化工程が完了した後、芯板（１１）は、スクリーン印刷機（３０）、乾燥機（４０）及びスクリーン印刷機（３０）に順次送り込まれ、芯板所定位置に、液状シール材料（１２ａ）が順次積層されて固化され、３層の液状シール材料（１２ａ）からなる所定厚さの弾性シール層（１２）が形成される。
【００４８】
ここで弾性シール層（１２）は、その厚さを５０〜２００μｍに調整するのが好ましい。すなわち厚さが薄過ぎると、弾性シール層（１２）の外輪（２）に対する密着力を十分に確保することが困難で、密封性を低下させる恐れがあり、また逆に厚さが厚過ぎると、軸受に装着する際に、シール層（１２）を大きく弾性変形させる必要があり、軸受への組付作業が困難になる恐れがある。
【００４９】
一方、上記のように弾性シール層（１２）が形成された芯板（１１）、すなわち軸受用シール（１０）は、コンベア（２０）によって所定の位置まで排出され、例えばパーツフィーダ等によって、所定の排出箇所に整列配置される。
【００５０】
なお上記のシール層形成装置においては、例えば１列目の複数個の芯板（１１）が、１番目の乾燥機（４０）によって乾燥されている間、後列の複数個の芯板（１１）が、１番目のスクリーン印刷機（３０）によって印刷処理されるよう構成されており、複数列の多数の芯板（１１）が、同時に並行して印刷ないし乾燥処理が順次行われ、これにより、多数の軸受用シール（１０）が順次効率良く排出される。
【００５１】
以上のように、この実施形態によれば、芯板（１１）に、スクリーン印刷によって、液状シール材料（１２ａ）を転移して、シール層（１２）を形成するものであるため、所定位置に確実にシール層（１２）を形成することができ、高品質の軸受用シール（１０）を製造することができる。しかも、印刷処理によるシール層の形成は、インサート成形等の型成形法や、シール材料槽内に浸漬する液浸漬法等を用いてシール層を形成する場合に比べて、一段と生産性を向上させることができ、量産が可能で、コストの削減も図ることができる。
【００５２】
参考までに、本実施形態のシール層形成装置において、外径１１．３ｍｍ、内径６．９ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのステンレス鋼板製芯板（１１）に対し、武田バーディシェウレタン工業株式会社製のエラストラン（商品名）をトルエンに溶かした液状シール材料（１２ａ）を用いて、厚さ５０〜８０μｍのシール層（１２）を形成したところ、１分間に最大４５個の芯板（１１）にシール層（１２）を形成することができた。
【００５３】
また本実施形態の軸受用シール（１０）は、外周嵌込部（１１ａ）をかしめながら、外輪内周溝（２）内に嵌め込む際に、弾性シール層（１２）が外輪（２）に対してクッション部材として作用するので、軸受装着時に外輪（２）に多大な力が加わるのを防止でき、外輪（２）の変形による真円度の低下を防止でき、軸受の品質低下を確実に防止することができる。しかも、軸受用シール（１０）の外周嵌込部（１１ａ）に切込部（１１ｂ）を形成しているため、外輪内周溝（２）内に嵌め込む際に、嵌込部（１１ａ）を無理なく変形させることができ、軸受にスムーズに組み付けることができる。
【００５４】
また軸受用シール（１０）が軸受に装着された際に、弾性シール層（１２）は、外輪（２）の内周段部（２ｂ）に全周にわたって弾性密着するので、シール（１０）と外輪（２）との間を確実にシールでき、良好な密封性を確保することができる。このため例えばＨＤＤ、ＶＴＲ等の精密機器に適用した際に、軸受内のグリースが外部に漏れ出すのを確実に防止でき、周辺部品のグリースによる悪影響を確実に回避することができる。
【００５５】
なお上記実施形態においては、スクリーン印刷法等の孔版印刷によって、シール材料（１２ａ）を、芯板（１１）に転移する方法について説明したが、本発明はそれだけに限られず、例えば凸版ダイレクト印刷（フレキソ印刷等）、凹版ダイレクト印刷（グラビア印刷）、凸版オフセット印刷（ドライオフセット）、平版オフセット印刷、凹版オフセット印刷（グラビアオフセット印刷、パッド印刷）、熱転写印刷（ホットスタンプ、フィルム転写）、インキジェット印刷等、他の印刷法を用いて、シール材料（１２ａ）を芯板（１１）に転移するようにしても良い。
【００５６】
また言うまでもなく、本発明においては、一つの芯板（１１）に対するシール材料（１２ａ）の積層数（転移数）は、１回であっても、複数回であってもかまわない。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、印刷処理によって、芯板の所定位置に液状のシール材料を転移して、シール層を形成するものであるため、シール層付の軸受用シールを効率良く製造することができ、生産性の向上及びコストの削減を図ることができる。またこうして得られた軸受用シールは内面側所定位置にシール層が形成されているため、芯板外周縁部をかしめながら、軸受の内外両輪間に嵌め込む際に、シール層が外輪に対してクッション部材として作用するので、外輪に多大な力が加わることがなく、外輪変形及び真円度の低下を確実に防止でき、軸受の品質を高度に維持することができる。更に軸受に装着された際に、シール層が外輪の内周段部に密着するので、良好な密封性を確保することができるという効果がある。
【００５８】
本発明において、印刷処理として、スクリーン印刷処理を用いる場合には、上記の効果を、より確実に得ることができるという利点がある。
【００５９】
また本発明において、印刷工程と、固化工程とを繰り返し行って、所定厚さのシール層を形成する場合には、シール層を、所望の厚みに正確にコントロールすることができ、より品質の高い軸受用シールを提供できるという利点がある。
【００６０】
更に本発明において、シール材料として、特定の熱可塑性エラストマーを使用する場合には、シール層内に含有される揮発成分による周辺部品への悪影響を回避することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態である軸受用シールをその外面側を上方に向けた状態で示す斜視図である。
【図２】実施形態の軸受用シールをその内面側を上方に向けた状態で示す斜視図である。
【図３】図１のIII-III 線断面図である。
【図４】実施形態の軸受用シールが装着された軸受を示す一側部断面図である。
【図５】実施形態に適用されたシール層形成装置を示す図であって、同図（ａ）は概略側面図、同図（ｂ）は概略平面図である。
【図６】実施形態のシール層形成装置における印刷機を示す概略平面図である。
【図７】実施形態の軸受用シールにおける芯板を示す側面断面図である。
【図８】実施形態において芯板にシール材料を転移している状態を示す側面断面図である。
【図９】実施形態において芯板にシール材料を転移した直後の状態を示す側面断面図である。
【図１０】従来の軸受用シールが装着された軸受を示す側面断面図である。
【図１１】従来の軸受用シールを示す一側部断面図である。
【符号の説明】
１…内輪
２…外輪
２ｂ…内周段部
１０…軸受用シール
１１…芯板
１２…シール層
１２ａ…シール材料
３１…スクリーン版
３２…開孔部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003990763.tif 000009
【図９】
0003990763.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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