JP2527937B2 - オイルシ−ルの製造方法 - Google Patents

オイルシ−ルの製造方法

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JP2527937B2 JP61139753A JP13975386A JP2527937B2 JP 2527937 B2 JP2527937 B2 JP 2527937B2 JP 61139753 A JP61139753 A JP 61139753A JP 13975386 A JP13975386 A JP 13975386A JP 2527937 B2 JP2527937 B2 JP 2527937B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は異材質のゴム状弾性体によって摺動面を構成
し、回転軸の回転に伴うシール面のねじれを利用してね
じポンプ機能を付与するようにしたオイルシールの製造
方法に関する。
（従来の技術） 従来この種のオイルシールとしては、たとえば第９図
に示すようなものがある（米国特許第4,300,777号公報
参照）。すなわち100はオイルシール全体を示してお
り、このオイルシール100は断面略Ｌ字状の金属環100a
の内径端に密封流体側（図中右方向）に延びるゴム状弾
性体製のシールリップ101が一体に焼付けられている。
このシールリップ101のリップ先端部102の密封流体側側
面には異材質のゴム状弾性体から成る異材質層103が設
けられており、軸104に密封接触する摺動面105は互いに
異質のゴム材料より成る第1,第２の摺動面106,107が形
成されている。このうち第１の摺動面106を構成するゴ
ム状弾性体の弾性率は第２の摺動面107を構成するゴム
状弾性体よりも小さくなっており、軸104の回転に伴っ
て摺動面105が回転方向に引張られ、弾性率の差によっ
て第10図に示すように各摺動面106,107表面がθだけね
じれて、表面の微細な凹凸が方向性を持つようになって
ねじポンプ機能を果たすようにしたものである。
このようなオイルシールの製造方法としては、たとえ
ばシールリップ101を成形した後にリップ先端部102の密
封流体側側面に異材質層103を接着等によって設けるこ
とが考えられるが、工程数が増大してしまう。そこで異
材質のゴム状弾性体素材を金型内で一体に加硫成形して
工程を削減することが考えられる。このような異材質の
素材を金型内で一体に加硫成形する方法としてはたとえ
ば第11図および第12図に示すような方法が知られている
（特公昭46−23681号公報参照）。この方法はシールリ
ップの摺動面に弗素系樹脂の被膜を一体成形する方法
で、金型110内にゴム状弾性体素材111と、弗素樹脂112
とを重ねて入れ、圧縮成形することによりリップ先端部
102の大気側側面に弗素系樹脂の被膜112aを一体に成形
し、金型内から成形品を取出した後リップ先端部102の
密封流体側側面の余剰部分113をＣ−Ｃ線に沿ってカッ
トするものであった。尚、前記余剰部分を形成すること
は、従来より行われているものであるが、これに対し、
金型内の空間に材料を充填し、硬化させるだけで成形し
た成形品が製品と同形状にするのものもある。しかし、
金型への加工上、特にリップ先端部の鋭角をシャープに
するには限界がある。そこで、成形品に余剰部分を形成
しておき、成形後に前記余剰部分をカットすることによ
ってリップ先端部をシャープにすることにより、良好な
密封性能を発揮できるものである。
（発明が解決しようとする問題点） しかし前記図９の様に成形後に異材質層を接着したも
のについては、成形した後の成形品に接着するに際し、
シールリップ101の先端部102に位置決めなどにおいて作
業が煩雑となり、摺動面を滑らかにすることは困難であ
るため、安定したシール面を得ることができなかった。
また、前記第11図及び第12図に示すような方法において
は、異材質の材料を一体成形することはできるものの、
シールリップ101の加硫成形後に余剰部分113をカットし
て形成される摺動面105′は第13図に示すように異質材
層103′のみの領域となって摺動面105′を２材質に成形
することができない。そこで第13図に示すように余剰部
分をカットした後にリップ先端部102を軸方向のＤ−Ｄ
線に沿ってメスカットすることにより、摺動面105′を
２材質の面に成形することが考えられる。この場合、各
摺動面106′,107′の幅W1，W2、特に密封流体側の摺動
面106′の幅W1がばらつくとオイルシール100使用時の回
転軸の回転に伴なうねじれ量がばらついてねじポンプ機
能がばらついてしまうので、リップ先端部102の切り込
み量を高精度に管理しなければならず、成形が難しいと
いう問題が生じる。
また、仮に密封流体側の摺動面106′の幅W1を所定値
に成形したとしても、長期間使用して摩耗が進行する
と、密封流体側の摺動面106′の幅W1が増大してしてし
まう。その結果軸の104の回転に伴うねじれ量が大きく
なり、ねじポンプ作用による流体の吸い込み量が増大し
て摺動面105′が潤滑不良となり、摺動面105′の焼付き
の原因となる等の問題が生じてしまう。
本発明は上記した従来技術の問題点を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、簡単な方法
で異材質の摺動面の幅を所定幅に成形でき、オイルシー
ルのシール性能のばらつきを可及的に低減し得るオイル
シールの製造方法を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明にあっては、金属
環の内径端にゴム状弾性素材を用いてシールリップを密
封流体側に延出させて自由端を形成する様に設け、該シ
ールリップの前記自由端の大気側内周に凹部を形成さ
せ、更に内周に環状の余剰部分を形成すると共に、前記
シールリップの密封流体側に密封側傾斜面を設け、該密
封側傾斜面に前記ゴム状弾性素材に対し弾性率の低い環
状の異材質被膜を等厚状態で一体的に且つ余剰部分に達
する状態で設けた成形品を成形する工程と、ついで、前
記異材質被膜を含む前記余剰部分を一回であって、密封
流体側からメスで切り込んで前記凹部で前記メスが前記
成形品から離れる工程により切除することにより、前記
凹部を残して前記異材質被膜と前記ゴム状弾性素材とが
協同して摺接するリップ摺動面を有する大気側傾斜面を
形成する工程とから構成した。
（実施例） 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。第
１図には本発明の製造方法により製造されたオイルシー
ルが示されている。すなわち１は外周ゴム型ばね付きの
オイルシールである。オイルシール１は概略ハウジング
２の嵌着される断面Ｌ字状の金属環３と、この金属環３
の内径端部から密封流体Ｌ側に延びるゴム状弾性体製の
シールリップ４とから構成されている。金属環３は筒状
部3aと筒状部3aの大気側側端から半径方向内方に延びる
フランジ部3bとから構成されていて、筒状部3aの外周に
はハウジング２との嵌着部をシールする外周ゴム部５が
一体に焼付けられている。またフランジ部3bの大気側側
面もゴム６によって被覆されている。
つぎにシールリップ４のリップ先端部７は回転軸８に
密封接触してシール部Ｓを構成している。リップ先端部
７は中央部が半径方向内方に断面略三角形状に***して
いて、***部71が回転軸８に摺接して摺動面９を構成し
ている。而してリップ先端部７の密封流体側側面には異
材質のゴム状弾性体より成る異材質被膜10が一体に設け
られている。異材質被膜10はリップ先端部７の密封流体
側側面にリップ先端部７の***部71先端まで設けられて
いる。そしてリップ先端部７の回転軸８との摺動面９に
は異材質のゴム状弾性体から成る第1,第２の摺動面91,9
2が形成されている。尚、11は、リップ先端部７の外周
側に凹設されたばね用凹部12に装着されたばねである。
第３図乃至第８図には本発明の一実施例に係るオイル
シールの製造方法が示されている。まず第３図乃至第６
図には上記シールリップ４の加硫成形工程が示されてい
る。すなわち20は加硫成形に用いられる金型であり、こ
の金型20は概略下型21と上型22から成っている。下型21
の上面には環状の凹所23が設けられ、上型22の下面と共
働してキャビティ24を構成するようになっている。下型
21はキャビティ24内にインサートされる金属環３が載置
される突部25を有する環状の下型本体211と、外周ゴム
部５を成形すべき環状の分割型212と、下型本体211の内
周側に嵌合されると共に上型22の位置決め用穴22aに嵌
合して上型22と下型21の心出しを行なう位置決め用の段
凸部213aを有する心型213とから分割構成されている。
上記心型213の段突部213a周縁にはゴム状弾性体素材30
が載置される環状の平面部213bが設けられ、この平面部
213bの内周縁には後記するゴム状弾性体素材30の位置決
め用の環状溝213dが刻設されている。さらに平面部213b
の外周縁には平面部213bから連続してリップ先端部７の
密封流体側側面を形成すべき円錐状の傾斜面部213cが設
けられている。また下型本体211の上記突部25内周面に
はリップ先端部７に設けられたばね用凹部12を形成すべ
き断面半円形状の突起25aが半径方向内方に向って突設
されている。
而してシールリップの加硫成形は、まず下型21の凹所
23内に金属環３をそのフランジ部3bを上方に向けて挿入
する。金属環３の筒状部3aは上記下型本体211の突部25
外周に当接して中心出しがなされる。さらに異材質の２
種のゴム状弾性体素材30,31を下型21の心型213上面に設
けた平面部213b上に重ねて載置する。各ゴム状弾性体素
材30,31は弾性率が異なり、下側にリップ先端部７のう
ち密封流体側側面を構成すべき素材を配置し、上側にリ
ップ先端部７の大気側部分を構成する素材を配置する。
上記下側の密封流体側側面を構成するゴム状弾性体素材
30は予じめリップ先端部７の密封流体側側面を構成する
ように断面円錐台状に成形しておく。すなわち素材30の
側面部30aは所定の肉厚で全周にわたって均一になって
いて上記心型213の傾斜面部213cに倣って形成されてい
る。また素材30の頂面部30bには心型213上面に突設され
た位置決め用の段凸部213aに挿入される穴30cが設けら
れていて、段凸部213aに挿入して心型213上面の平面部2
13b上に載置される。さらに頂面部30bの穴30c周縁には
環状の突起30dが設けられ、心型213上面の段凸部213aの
基部周縁に穿設された環状溝213dに嵌合されて素材30の
中心出しがなされている。一方リップ先端部７の大気側
部分を構成するゴム状弾性体素材31は環状に未加硫状態
で成形されており、加熱圧縮により流動化して加硫硬化
するようになっている。
つぎに第５図および第６図に示すように金型20を型締
めして下型21に載置された各ゴム状弾性体素材30,31を
加熱加圧する。するとゴム状弾性体素材31は流動化して
キャビティ24内全体に充填される。本実施例にあっては
リップ先端部７の大気側を成形すべきゴム状弾性体素材
31によってリップ先端部７だけでなくシールリップ４外
周ゴム部５およびフランジ部3b側にも回りこんで金属環
３を被覆するようになっている。
この圧縮時には上型22の下面22bが心型213の平面部21
3b上に載置されたゴム状弾性体素材30の頂面部30bに密
着すると共にキャビティ24内の上型下面22bと心型213の
傾斜面部213cとの間の空間部分に充填されたゴム状弾性
体素材31によってリップ先端部７の大気側に密封流体側
のゴム状弾性体素材30と大気側のゴム状弾性体素材31と
から成る２材質の余剰部分32が形成される。
つぎに金型20内のゴム状弾性体素材31が硬化した後型
開きして金型20内の成形品を取出し、第７図に示すよう
に成形品40の余剰部分32をメス41を用いてメスカットす
ることによりリップ先端部７の大気側側面を形成する。
余剰部分32のカットはたとえば旋盤等を用いて成形品40
の外周側をチャックして回転させながらメス41を回転軸
に対して所定角度でもって切り込むことによりなされ
る。また余剰部分32をカットする際にメス41の先端がシ
ールリップ４の腰部に接触しないようにシールリップ４
の大気側側面には逃げ凹部42が設けられている。
而してカットされたリップ先端部７は第８図に拡大し
て示すように、リップ先端部７の大気側側面側にゴム状
弾性体素材30の側面部30aの切断面が露出する。この結
果リップ先端部７の摺動面９は図中Ｗの領域となり、弾
性率の低い軟質のゴム状弾性体により形成された密封流
体Ｌ側の第１の摺動面91と弾性率の高いゴム状弾性体よ
り形成された大気側の第２の摺動面92が形成される。こ
のように密封流体側のゴム状弾性体素材30の肉厚を所定
厚に成形しておくことにより、密封流体側の第１の摺動
面91の幅W1を常に一定値に成形することができる。ま
た、ゴム状弾性体素材30の肉厚は均一に成形されている
ので、長期間使用して摺動面９が摩耗しても、上記密封
流体側の第１の摺動面91の幅W1は一定値に維持され、一
定のねじポンプ機能を維持することができ、摺動面の潤
滑不良等の問題は無く長期に亘って良好なシール性能が
確保できる。
（発明の効果） 本発明は以上の構成および作用から成るもので、金属
環の内径端にゴム状弾性素材を用いてシールリップを密
封流体側に延出させて自由端を形成する様に設け、該シ
ールリップの前記自由端の大気側内周に凹部を形成さ
せ、更に内周に環状の余剰部分を形成すると共に、前記
シールリップの密封流体側に密封側傾斜面を設け、該密
封側傾斜面に前記ゴム状弾性素材に対し弾性率の低い環
状の異材質被膜を等厚状態で一体的に且つ余剰部分に達
する状態で設けた成形品を成形する工程と、ついで、前
記異材質被膜を含む前記余剰部分を一回であって、密封
流体側からメスで切り込んで前記凹部で前記メスが前記
成形品から離れる工程により切除することにより、前記
凹部を残して前記異材質被膜と前記ゴム状弾性素材とが
協同して摺接するリップ摺動面を有する大気側傾斜面を
形成する様にしたので、従来のようにリップ先端部の摺
動面を２材質の摺動面から構成するために密封流体側を
カットした後に軸方向にカットする必要は無くなって工
程数を削減することができる。また密封流体側の摺動面
の幅は加硫成形において一定幅に成形することが可能と
なり、後からカットして摺動面を形成する場合のように
カットのばらつきによって摺動面の幅がばらつくことは
無くなって一定のシール性能を有するオイルシールを製
造することが可能となるという効果が得られる。また、
大気側の他方の傾斜面に凹部を設けたため、メス等がシ
ール面をカットした後には自然と製品から離れるのでシ
ール面形成を容易に行い、両異材質素材の露出面をそれ
ぞれの段差がなく滑らかにすることができる。さらに密
封流体側のゴム状弾性体素材の肉厚を一定に成形するこ
とも可能となり、摺動面が摩耗しても密封流体側の摺動
面の幅を一定に確保することができ、長期に亘って良好
な潤滑状態を維持することができ、長寿命のオイルシー
ルを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例に係るオイルシールの製造方
法により製造されたオイルシールの要部縦断面図、第２
図は第１図のリップ先端部の部分拡大断面図、第３図乃
至第８図は本発明の一実施例に係るオイルシールの製造
方法が示されており、第３図は金型内にゴム状弾性体素
材を入れた状態の要部縦断面図、第４図は第３図の一方
のゴム状弾性体素材の一部破断斜視図、第５図は第３図
の金型の型閉め途中の状態を示す要部縦断面図、第６図
は第３図の金型の型閉め状態を示す要部縦断面図、第７
図は加硫成形後の成形品の余剰部分をカットする状態を
示す縦断面図、第８図は余剰部分カット後のリップ先端
部の要部縦断面図、第９図は従来のオイルシールの要部
縦断面図、第10図は第９図のオイルシールのリップ先端
部の摺動面と軸との摺動時の表面状態を示す模式説明
図、第11図および第12図は従来の異材質の素材を金型内
で一体成形する方法を示す要部縦断面図、第13図は従来
の方法により成形されたシールリップのリップ先端部の
要部縦断面図である。 符号の説明 １…オイルシール、４…シールリップ ７…リップ先端部、20…金型 30,31…ゴム状弾性体素材、32…余剰部分 41…メス

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】金属環（３）の内径端にゴム状弾性素材を
    用いてシールリップ（４）を密封流体側に延出させて自
    由端を形成する様に設け、該シールリップ（４）の前記
    自由端の大気側内周に凹部（42）を形成させ、更に内周
    に環状の余剰部分（32）を形成すると共に、前記シール
    リップ（４）の密封流体側に密封側傾斜面を設け、該密
    封側傾斜面に前記ゴム状弾性素材に対し弾性率の低い環
    状の異材質被膜（10）を等厚状態で一体的に且つ余剰部
    分に達する状態で設けた成形品（40）を成形する工程
    と、ついで、前記異材質被膜を含む前記余剰部分（32）
    を一回であって、密封流体側からメスで切り込んで前記
    凹部（42）で前記メスが前記成形品（40）から離れる工
    程により切除することにより、前記凹部（42）を残して
    前記異材質被膜（10）と前記ゴム状弾性素材とが協同し
    て摺接するリップ摺動面を有する大気側傾斜面を形成す
    る工程とからなることを特徴とするオイルシールの製造
    方法。
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