JP6354402B2 - 軸受装置の保護カバー及びその製造方法、並びに金属及びゴムからなる機械部品の製造方法 - Google Patents

軸受装置の保護カバー及びその製造方法、並びに金属及びゴムからなる機械部品の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、金型成形により金属部品の表面の一部にゴムを加硫接着させて形成される機械部品に関する。
所定形状の金属部品の表面に熱硬化性樹脂接着剤を塗布し、金型成形により前記金属部品の表面の一部に所定形状のゴムを加硫接着させて形成される金属及びゴムからなる機械部品として、アキシャル型の磁気エンコーダを覆うように軸受の外輪に圧入され、前記磁気エンコーダ及びセンサ間に介在する、加硫接着したゴムシール（シール部材、弾性部材）により密封性を持たせたカップ状の保護カバーがある（例えば、特許文献１及び２参照）。
このような保護カバーにおいて、金属部品である本体は、例えば非磁性で防錆性能の高いステンレス鋼製の板材からプレス加工により成形される。
そして、プレス加工によりカップ状に成形された後の本体の表面への接着剤の塗布は、本体を槽内に溜めた液体状の接着剤に浸漬することにより行われるのが一般的である。
特開２０１１−８４２６５号公報 特許第５３５５９８７号公報
このような浸漬処理による接着剤の塗布を行った場合、多数の金属部品を同時に処理できる反面、金属部品の表面全体に接着剤が塗布されることから必要箇所以外にも接着剤が塗布されるとともに、振り切りや接着剤の入れ替え等による廃棄率が高く、無駄になる接着剤が多いため接着剤の材料費が嵩んでしまう。
その上、金属部品の表面全体に接着剤が塗布されるので、金型成形により金属部品表面に所定形状のゴムを加硫接着させる際に、ゴムを接着させる所定範囲を越えてゴム材料が加硫接着するという不具合が発生しやすく、ゴムの加硫接着を前記所定範囲内にとどめるためには、金型構造が複雑に、かつ高精度なものになるため、製造コストが増大する。
その上さらに、成形の際に接着剤が付着して金型を汚染したり異物が発生する場合がある。
その上、金属部品を軸受の外輪へ圧入した際に、嵌合部の接着剤が剥がれてゴムシールに噛み込んで気密性不良になる場合や、軸受の内部に異物として残留する場合がある。
その上さらに、金属部品の表面全体に接着剤が付着しているので、外観が綺麗でなく見栄えが良くない。
そこで本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、接着剤の材料費が嵩むことなく、金型成形における製造コストが増大することがなく、成形の際に接着剤が付着して金型を汚染したり異物が発生する場合がなく、金属部品を嵌合した際に嵌合部からの接着剤の剥がれに起因する不具合がないとともに、外観が綺麗で見栄えが良い、軸受装置の保護カバー及びその製造方法、並びに金属及びゴムからなる機械部品の製造方法を提供する点にある。
本発明に係る軸受装置の保護カバーは、前記課題解決のために、
所定形状の金属部品の表面に熱硬化性樹脂接着剤を塗布し、金型成形により前記金属部品の表面の一部に所定形状のゴムを加硫接着させて形成される金属及びゴムからなる機械部品において、
前記金属及びゴムからなる機械部品が軸受装置の保護カバーであり、
前記保護カバーは、
前記金属部品であるカップ状のステンレス鋼製本体の外周面に、前記ゴムであるシールを加硫接着させてなり、
前記本体の最大外径部に、第１円筒部、及び前記第１円筒部よりも縮径して前記第１円筒部の端縁に繋がる第２円筒部があり、
前記第１円筒部の外周面が前記軸受装置の外輪に圧入され、
前記金型成形をする前に前記本体の表面に塗布された前記接着剤の範囲が、前記シールの接合面である前記第２円筒部の外周面のみであることを特徴とする。
このような構成によれば、軸受装置の保護カバーのステンレス鋼製本体の表面に塗布された接着剤の範囲がゴムの接合面のみあるので、ゴムを接着させる所定範囲以外には接着剤が塗布されていないことから、無駄になる接着剤の量が非常に少ないため、接着剤の材料費が嵩むことがない。
その上、前記本体の表面に塗布された接着剤の範囲がゴムの接合面のみあるので、ゴムを接着させる所定範囲を越えてゴム材料が加硫接着するという不具合が発生しない。よって、金型構造を複雑に、かつ高精度なものにする必要がないため、金型成形における製造コストの増大を抑制できるとともに、加硫生産方式を選ばないため、製造する際の自由度が高い。
その上さらに、前記本体の表面に塗布された接着剤の範囲がゴムの接合面のみあるので、成形の際に接着剤が付着して金型を汚染したり異物が発生する場合がない。
その上、前記本体の表面に塗布された接着剤の範囲がゴムの接合面のみあるので、視認される前記本体の表面に接着剤が付着していないことから、外観が綺麗で見栄えが良いため、商品価値が向上する。
その上さらに、前記本体を軸受の外輪に圧入した際に、嵌合部の接着剤が剥がれてゴムシールに噛み込んで気密性不良になる場合や、軸受の内部に異物として残留する場合がない。
本発明に係る軸受装置の保護カバーの製造方法は、前記課題解決のために、
所定形状の金属部品の表面に熱硬化性樹脂接着剤を塗布する接着剤塗布工程、及び前記金属部品の表面の一部に所定形状のゴムを加硫接着させる金型成形工程を含む金属及びゴムからなる機械部品の製造方法において、
前記金属及びゴムからなる機械部品が軸受装置の保護カバーであり、
前記保護カバーは、
前記金属部品であるカップ状のステンレス鋼製本体の外周面に、前記ゴムであるシールを加硫接着させてなり、
前記本体の最大外径部に、第１円筒部、及び前記第１円筒部よりも縮径して前記第１円筒部の端縁に繋がる第２円筒部があり、
前記第１円筒部の外周面が前記軸受装置の外輪に圧入され、
前記接着剤塗布工程において、前記本体に対し、前記シールの接合面である前記第２円筒部の外周面にのみ前記接着剤を塗布することを特徴とする。
このような製造方法によれば、接着剤塗布工程における軸受装置の保護カバーのステンレス鋼製本体の表面への接着剤の塗布範囲がゴムの接合面のみあるので、ゴムを接着させる所定範囲以外には接着剤が塗布されていないことから、無駄になる接着剤の量が非常に少ないため、接着剤の材料費が嵩むことがない。
その上、前記本体の表面に塗布された接着剤の範囲がゴムの接合面のみあるので、ゴムを接着させる所定範囲を越えてゴム材料が加硫接着するという不具合が発生しない。よって、金型構造を複雑に、かつ高精度なものにする必要がないため、金型成形における製造コストの増大を抑制できる。
その上さらに、前記本体の表面に塗布された接着剤の範囲がゴムの接合面のみあるので、成形の際に接着剤が付着して金型を汚染したり異物が発生する場合がない。
その上、このような製造方法により製造された軸受装置の保護カバーにおいて、前記本体の表面に塗布された接着剤の範囲がゴムの接合面のみあるので、視認される前記本体の表面に接着剤が付着していないことから、外観が綺麗で見栄えが良いため、商品価値が向上する。
その上さらに、このような製造方法により製造された軸受装置の保護カバーにおいて、前記本体を軸受の外輪に圧入した際に、嵌合部の接着剤が剥がれてゴムシールに噛み込んで気密性不良になる場合や、軸受の内部に異物として残留する場合がない。
本発明に係る金属及びゴムからなる機械部品の製造方法は、前記課題解決のために、
所定形状の金属部品の表面に熱硬化性樹脂接着剤を塗布する接着剤塗布工程、及び前記金属部品の表面の一部に所定形状のゴムを加硫接着させる金型成形工程を含む金属及びゴムからなる機械部品の製造方法であって、
前記接着剤塗布工程における前記金属部品への前記接着剤の塗布を、
所定領域に前記接着剤が付着した、転写体であるパットを押し付けることにより、前記金属部品に前記接着剤を転移させるパット印刷処理、
所定領域に開孔部を有するスクリーン版上の前記接着剤を前記開孔部を通じて押し出すことにより、前記金属部品に前記接着剤を転移させるスクリーン印刷処理、
刷毛塗り、及び
マスキングをしてから行うスプレー
の何れか１つにより行うことにより、
前記金属部品に対し、前記ゴムの接合面にのみ前記接着剤を塗布することを特徴とする。
このような製造方法によれば、接着剤塗布工程における、金属部品のゴムの接合面にのみ接着剤を塗布し、前記接合面以外には接着剤を塗布しないようにする塗布作業を安定かつ確実に行うことができる。
その上、接着剤塗布工程における金属部品の表面への接着剤の塗布範囲がゴムの接合面のみあるので、ゴムを接着させる所定範囲以外には接着剤が塗布されていないことから、無駄になる接着剤の量が非常に少ないため、接着剤の材料費が嵩むことがない。
その上さらに、金属部品の表面に塗布された接着剤の範囲がゴムの接合面のみあるので、ゴムを接着させる所定範囲を越えてゴム材料が加硫接着するという不具合が発生しない。よって、金型構造を複雑に、かつ高精度なものにする必要がないため、金型成形における製造コストの増大を抑制できる。
その上、金属部品の表面に塗布された接着剤の範囲がゴムの接合面のみあるので、成形の際に接着剤が付着して金型を汚染したり異物が発生する場合がない。
その上さらに、このような製造方法により製造された金属及びゴムからなる機械部品において、金属部品の表面に塗布された接着剤の範囲がゴムの接合面のみあるので、視認される金属部品の表面に接着剤が付着していないことから、外観が綺麗で見栄えが良いため、商品価値が向上する。
以上のような本発明に係る軸受装置の保護カバー及びその製造方法、並びに金属及びゴムからなる機械部品の製造方法によれば、
（Ａ）軸受装置の保護カバーのステンレス鋼製本体又は金属部品の表面に塗布された接着剤の範囲がゴムの接合面のみあるので、ゴムを接着させる所定範囲以外には接着剤が塗布されていないことから、無駄になる接着剤の量が非常に少ないため、接着剤の材料費が嵩むことがないこと、
（Ｂ）前記本体又は金属部品の表面に塗布された接着剤の範囲がゴムの接合面のみあるので、ゴムを接着させる所定範囲を越えてゴム材料が加硫接着するという不具合が発生しないことから、金型構造を複雑に、かつ高精度なものにする必要がないため、金型成形における製造コストの増大を抑制できるとともに、加硫生産方式を選ばないため、製造する際の自由度が高いこと、
（Ｃ）前記本体又は金属部品の表面に塗布された接着剤の範囲がゴムの接合面のみあるので、成形の際に接着剤が付着して金型を汚染したり異物が発生する場合がないこと、
（Ｄ）前記本体又は金属部品の表面に塗布された接着剤の範囲がゴムの接合面のみあるので、前記本体又は金属部品を嵌合した際に嵌合部からの接着剤の剥がれに起因する不具合がないこと、
（Ｅ）前記本体又は金属部品の表面に塗布された接着剤の範囲がゴムの接合面のみあるので、視認される前記本体又は金属部品の表面に接着剤が付着していないことから、外観が綺麗で見栄えが良いため、商品価値が向上すること、
等の顕著な効果を奏する。
本発明の実施の形態１に係る金属及びゴムからなる機械部品である保護カバーが装着された軸受装置の縦断面図である。 同じく要部拡大縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係る金属及びゴムからなる機械部品である保護カバーを示す縦断面図である。 要部拡大縦断面図であり、（ａ）は接着剤が塗布されたステンレス鋼製本体、（ｂ）は（ａ）のステンレス鋼製本体に対し、金型成形によりゴムであるシールを加硫接着させて製造された保護カバーを示している。 直圧成形（コンプレッション（加硫）成形）による金型成形の例を示す縦断面図である。 射出成形（インジェクション（加硫）成形）による金型成形の例を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態２に係る金属及びゴムからなる機械部品であるダンパー部品を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態３に係る金属及びゴムからなる機械部品であるゴムパッキン付きプレートを示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
実施の形態１．
図１の縦断面図、及び図２の要部拡大縦断面図に示すように、本発明の実施の形態１に係る金属及びゴムからなる機械部品１である保護カバー１Ａが装着された軸受装置１１は、外周面に内輪軌道面１２Ａが形成された内輪１２、及び内周面に外輪軌道面１３Ａが形成された外輪１３、並びに、内輪軌道面１２Ａ及び外輪軌道面１３Ａ間を転動する転動体１４，１４，…等を有する軸受、この軸受の軸方向の一端部に位置して固定部材９により内輪１２に固定された磁気エンコーダ８、並びに、外輪１３に固定された、磁気エンコーダ８の磁極に対向して磁気エンコーダ８の回転を検知するためのセンサ１０、前記軸受の軸方向の他端部に配置したシール部材１５等を備えている。
図２要部拡大縦断面図及び図３の縦断面図に示すように、保護カバー１Ａは、金属部品２である本体２Ａの最大外径部に、第１円筒部４、及び第１円筒部４よりも縮径して第１円筒部４の端縁に繋がる第２円筒部５があり、第２円筒部５の外周面にゴム３であるシール３Ａが加硫接着される。
保護カバー１Ａは、磁気エンコーダ８を覆うように、第１円筒部４の外周面である嵌合部Ｃが外輪１３に圧入され、磁気エンコーダ８及びセンサ１０間に介在する。
よって、前記軸受の軸方向両端部の，シール３Ａを有する保護カバー１及びシール部材１５により前記軸受の内部が密封され、その内部空間に磁気エンコーダ８が収容されるので、異物等から磁気エンコーダ８や軸受内部を保護できる。
ここで、保護カバー１Ａの本体２Ａは、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼製の板材からプレス加工により、第１円筒部４及び第２円筒部５等を備えるようにカップ状に成形されたものである。
また、ゴム３であるシール３Ａは、耐油性の良好なゴム素材として、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エチレン・アクリルゴム（ＡＥＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ、ＦＰＭ）、シリコーンゴム（ＶＱＭ）等のゴムから、１種、あるいは２種以上のゴムを適当にブレンドして使用することができる。
次に、金属部品２であるステンレス鋼製本体２Ａの表面に熱硬化性樹脂接着剤を塗布する接着剤塗布工程について説明する。
先ず、熱硬化性樹脂接着剤としては、フェノール樹脂系接着剤やシラン系接着剤等のゴム用加硫接着剤全般が使用できる。
例えば、フェノール樹脂系接着剤を使用する場合、組成としては特に限定されないが、ノボラック型フェノール樹脂やレゾール型フェノール樹脂と、ヘキサメチレンテトラミンなどの硬化剤を、メタノールやメチルエチルケトンなどの溶解させたものが使用できる。また、接着性を向上させるために、これらにノボラック型エポキシ樹脂を混合したものであってもよい。
図４（ａ）の要部拡大縦断面図に示すように、ステンレス鋼製本体２Ａの表面に対して熱硬化性樹脂接着剤Ａを塗布する範囲は、ゴム３であるシール３Ａを接着させる所定範囲である接合面Ｂのみとし、接合面Ｂ以外には接着剤Ａの塗布を行わない。
このような本体２Ａの表面の一部の所定範囲（接合面Ｂ）への接着剤Ａの塗布は、所定領域に接着剤Ａが付着した、転写体であるパットを押し付けることにより、本体２Ａに接着剤Ａを転移させるパット印刷処理、所定領域に開孔部を有するスクリーン版上の接着剤Ａを前記開孔部を通じて押し出すことにより、本体２Ａに接着剤Ａを転移させるスクリーン印刷処理、刷毛塗り、又はマスキングをしてから行うスプレーによって行うことができる。
このような塗布方法によれば、金属部品２である本体２Ａのゴム３であるシール３Ａの接合面Ｂにのみ接着剤Ａを塗布し、接合面Ｂ以外には接着剤Ａを塗布しないようにする塗布作業を安定かつ確実に行うことができる。
次に、図４（ａ）のように接着剤Ａが塗布された金属部品２である本体２Ａに対して、所定形状のゴム３であるシール３Ａを加硫接着させて、図４（ｂ）の要部拡大縦断面図に示す金属及びゴムからなる機械部品１である保護カバー１Ａを製造する金型成形工程について説明する。
このような金型成形は、図５の縦断面図に示すように、加熱した下部金型６Ａに本体２Ａをセットした状態で、上部金型６Ｂを閉じて生ゴム材料Ｄを加圧して硬化させる直圧成形（コンプレッション（加硫）成形）により行うことができる。
また、図６の縦断面図に示すように、下部金型７Ａに本体２Ａ，２Ａ，…をセットして上部金型７Ｂを閉じた状態で、液状化した生ゴム材料Ｅをキャビティに充填する射出成形（インジェクション（加硫）成形）によっても行うことができる。
以上の実施の形態１の説明においては、保護カバー１Ａを装着する軸受装置１１が磁気エンコーダ８を備えたものである場合を示したが、保護カバー１Ａは、磁気エンコーダ８が無い軸受装置に対しても使用できる。
実施の形態２．
図７の縦断面図に示すように、本発明の実施の形態２に係る金属及びゴムからなる機械部品１であるダンパー部品１Ｂは、金属部品２である金具２Ｂに所定形状のゴム３であるダンパー３Ｂを加硫接着したものである。
ここで、ダンパー部品１Ｂは、実施の形態１と同様の接着剤塗布工程において、金具２Ｂに対してダンパー３Ｂの接合面Ｂのみに接着剤を塗布し、実施の形態１と同様の金型成形工程により金具２Ｂにダンパー３Ｂを加硫接着できる。
実施の形態３．
図８の縦断面図に示すように、本発明の実施の形態３に係る金属及びゴムからなる機械部品１であるゴムパッキン付きプレート１Ｃは、金属部品２である金属プレート２Ｃに所定形状のゴム３であるパッキン３Ｃを加硫接着したものである。
ここで、ゴムパッキン付きプレート１Ｃは、実施の形態１と同様の接着剤塗布工程において、金属プレート２Ｃに対してパッキン３Ｃの接合面Ｂのみに接着剤を塗布し、実施の形態１と同様の金型成形工程により金属プレート２Ｃにパッキン３Ｃを加硫接着できる。
本発明の適用対象は、以上の実施の形態における保護カバー１Ａ、ダンパー部品１Ｂ、及びゴムパッキン付きプレート１Ｃに限定されるものではなく、所定形状の金属部品２の表面に熱硬化性樹脂接着剤Ａを塗布し、金型成形により金属部品２の表面の一部に所定形状のゴム３を加硫接着させて形成される金属及びゴムからなる機械部品１の全てに対して適用できる。
以上のような金属及びゴムからなる機械部品１並びにその製造方法によれば、金属部品２の表面に塗布された接着剤Ａの範囲がゴム３の接合面Ｂのみあるので、ゴム３を接着させる所定範囲以外には接着剤Ａが塗布されていないことから、無駄になる接着剤Ａの量が非常に少ないため、接着剤Ａの材料費が嵩むことがない。
また、金属部品２の表面に塗布された接着剤Ａの範囲がゴム３の接合面Ｂのみあるので、ゴム３を接着させる所定範囲を越えてゴム材料が加硫接着するという不具合が発生しないことから、金型構造を複雑に、かつ高精度なものにする必要がないため、金型成形における製造コストの増大を抑制できるとともに、加硫生産方式を選ばないため、製造する際の自由度が高い。
さらに、金属部品２の表面に塗布された接着剤Ａの範囲がゴム３の接合面Ｂのみあるので、成形の際に接着剤Ａが付着して金型を汚染したり異物が発生する場合がない。
さらにまた、金属部品２の表面に塗布された接着剤Ａの範囲がゴム３の接合面Ｂのみあるので、金属部品２を嵌合した際に嵌合部Ｃからの接着剤Ａの剥がれに起因する不具合がない。例えば、金属及びゴムからなる機械部品１が保護カバー１Ａである場合において、本体２Ａを軸受の外輪１３に圧入した際に、嵌合部Ｃの接着剤Ａが剥がれてシール３Ａに噛み込んで気密性不良になる場合や、軸受の内部に異物として残留する場合がない。
また、金属部品２の表面に塗布された接着剤Ａの範囲がゴム３の接合面のみあるので、視認される金属部品２の表面に接着剤Ａが付着していないことから、外観が綺麗で見栄えが良いため、商品価値が向上する。
Ａ 熱硬化性樹脂接着剤
Ｂ 接合面
Ｃ 嵌合部
Ｄ 生ゴム材料
Ｅ 液状化した生ゴム材料
１ 金属及びゴムからなる機械部品
１Ａ 保護カバー
１Ｂ ダンパー部品
１Ｃ ゴムパッキン付きプレート
２ 金属部品
２Ａ ステンレス鋼製本体
２Ｂ 金具
２Ｃ 金属プレート
３ ゴム
３Ａ シール
３Ｂ ダンパー
３Ｃ パッキン
４ 第１円筒部
５ 第２円筒部
６Ａ，７Ａ 下部金型
６Ｂ，７Ｂ 上部金型
８ 磁気エンコーダ
９ 固定部材
１０ センサ
１１ 軸受装置
１２ 内輪
１２Ａ 内輪軌道面
１３ 外輪
１３Ａ 外輪駆動面
１４ 転動体
１５ シール部材

Claims (3)

  1. 所定形状の金属部品の表面に熱硬化性樹脂接着剤を塗布し、金型成形により前記金属部品の表面の一部に所定形状のゴムを加硫接着させて形成される金属及びゴムからなる機械部品において、
    前記金属及びゴムからなる機械部品が軸受装置の保護カバーであり、
    前記保護カバーは、
    前記金属部品であるカップ状のステンレス鋼製本体の外周面に、前記ゴムであるシールを加硫接着させてなり、
    前記本体の最大外径部に、第１円筒部、及び前記第１円筒部よりも縮径して前記第１円筒部の端縁に繋がる第２円筒部があり、
    前記第１円筒部の外周面が前記軸受装置の外輪に圧入され、
    前記金型成形をする前に前記本体の表面に塗布された前記接着剤の範囲が、前記シールの接合面である前記第２円筒部の外周面のみであることを特徴とする
    軸受装置の保護カバー。
  2. 所定形状の金属部品の表面に熱硬化性樹脂接着剤を塗布する接着剤塗布工程、及び前記金属部品の表面の一部に所定形状のゴムを加硫接着させる金型成形工程を含む金属及びゴムからなる機械部品の製造方法において、
    前記金属及びゴムからなる機械部品が軸受装置の保護カバーであり、
    前記保護カバーは、
    前記金属部品であるカップ状のステンレス鋼製本体の外周面に、前記ゴムであるシールを加硫接着させてなり、
    前記本体の最大外径部に、第１円筒部、及び前記第１円筒部よりも縮径して前記第１円筒部の端縁に繋がる第２円筒部があり、
    前記第１円筒部の外周面が前記軸受装置の外輪に圧入され、
    前記接着剤塗布工程において、前記本体に対し、前記シールの接合面である前記第２円筒部の外周面にのみ前記接着剤を塗布することを特徴とする
    軸受装置の保護カバーの製造方法。
  3. 所定形状の金属部品の表面に熱硬化性樹脂接着剤を塗布する接着剤塗布工程、及び前記金属部品の表面の一部に所定形状のゴムを加硫接着させる金型成形工程を含む金属及びゴムからなる機械部品の製造方法であって、
    前記接着剤塗布工程における前記金属部品への前記接着剤の塗布を、
    所定領域に前記接着剤が付着した、転写体であるパットを押し付けることにより、前記金属部品に前記接着剤を転移させるパット印刷処理、
    所定領域に開孔部を有するスクリーン版上の前記接着剤を前記開孔部を通じて押し出すことにより、前記金属部品に前記接着剤を転移させるスクリーン印刷処理、
    刷毛塗り、及び
    マスキングをしてから行うスプレー
    の何れか１つにより行うことにより、
    前記金属部品に対し、前記ゴムの接合面にのみ前記接着剤を塗布することを特徴とする金属及びゴムからなる機械部品の製造方法。
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