ゴム組成物及びそれを用いた往復動軸用オイルシール
【課題】往復動軸用オイルシールに用いられるゴム組成物において、耐摩耗性に優れ、かつ軸を摩耗させるおそれのないゴム組成物を提供する。
【解決手段】ＮＢＲ１００重量部に対して、酸化クロム１〜６０重量部とグラファイト５〜６０重量部とを含有させる。この場合、グラファイトとしては平均粒径が１μｍ〜１２０μｍ、好ましくは４〜２０μｍのものが用いられる。また、酸化クロムとグラファイトとのブレンド比を重量部で１：９〜９：１の範囲とすることで、より良好な耐摩耗性を有する往復動軸用オイルシールが得られる。
【解決手段】ＮＢＲ１００重量部に対して、酸化クロム１〜６０重量部とグラファイト５〜６０重量部とを含有させる。この場合、グラファイトとしては平均粒径が１μｍ〜１２０μｍ、好ましくは４〜２０μｍのものが用いられる。また、酸化クロムとグラファイトとのブレンド比を重量部で１：９〜９：１の範囲とすることで、より良好な耐摩耗性を有する往復動軸用オイルシールが得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐摩耗性のゴム組成物及びこのゴム組成物を用いた往復動軸用オイルシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に車輌の懸架用のショックアブソーバ等においては、作動油の漏洩を防止するための往復動軸用オイルシールが内蔵されている。この往復動軸用オイルシールは、例えば図１に示すように構成されている。すなわち、オイルシール１は断面が略Ｕ字の環状のシール本体２をもって形成されており、このシール本体２は、ゴム組成物からなる弾性材料３内に断面略Ｌ字形の金属製の補強環４を一体成型することにより製せられている。
【０００３】
そして、このオイルシール１はシール本体２の外周部分からなる装着部分５をハウジング（図示せず）の内周面や溝等に嵌合させるとともに、シール本体２の内周部分であって弾性材料３により形成されたシールリップ６をその外周部に装着したスプリング７による緊迫力によって往復動軸８に密着するように摺接させることで作動油の漏洩防止を図り、さらにダストリップ９を軸８に密着するように摺接させて防塵を図っている。
【０００４】
従来、このような往復動軸用オイルシールの弾性材料に用いられる耐摩耗性のゴム組成物として、特許文献１にはＮＢＲにカーボンブラック及び酸化クロムを含有させたゴム組成物が提案されている。
【特許文献１】特公平６−７４３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このゴム組成物をオイルシールのリップに適用すると、酸化クロムの硬度が高いため、相手側の軸の表面を研磨する状態となって軸を摩耗させてしまうおそれがあった。
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、往復動軸用オイルシールの弾性材料に用いられるゴム組成物において、耐摩耗性に優れ、かつ軸を摩耗させるおそれのないゴム組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前述した目的を達成するために鋭意研究した結果、ＮＢＲ１００重量部に対して、酸化クロム１〜６０重量部とグラファイト５〜６０重量部とを含有させてなるゴム組成物で往復動軸用オイルシールを形成することにより、リップの耐摩耗性が向上すると共に、相手側の軸を摩耗させることのない往復動軸用オイルシールができることを見出し、本発明を完成した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、ＮＢＲ１００重量部に対して、酸化クロム１〜６０重量部を含有させたことによりリップの耐摩耗性が向上し、さらにグラファイト５〜６０重量部を含有させたことにより潤滑性が良好となるため、相手側の軸を摩耗させるおそれがなく、また軸の摺動抵抗も低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
ここで往復動軸用オイルシールの弾性材料として用いるゴム組成物は、ベースゴムにＮＢＲを用い、これに対し所定量の活性剤、加硫剤及び促進剤、促進助剤を含有させる他に、耐摩耗性剤として所定量の酸化クロムとカーボンブラックに加えて、潤滑剤として所定量のグラファイトを含有させるとよい。
【００１０】
ベースゴムとしてのＮＢＲは、アクリロニトリルとブタジエンとの共重合体であり、カルボキシル基含有ＮＢＲや水素化ＮＢＲや部分架橋型ＮＢＲを含む。ここでは、ニトリル量の調整などでニトリル量の異なるＮＢＲをブレンドしてもよいし、あるいは、耐熱性、耐薬品性、耐候性などの向上目的で、水素化ＮＢＲやカルボキシル基含有ＮＢＲなどをブレンドしてもよい。
【００１１】
本発明では耐摩耗性向上のため、このＮＢＲに酸化クロムが添加される。ここで酸化クロムの含有量は、ＮＢＲ１００重量部に対して、１〜６０重量部、好ましくは５〜４５重量部がよい。この場合、酸化クロムの含有量が１重量部未満では耐摩耗性の改善効果が認められず、また６０重量部を越える含有量ではコストが高くなる上にゴムの加工性が悪くなるなどの弊害があるので好ましくない。
【００１２】
これに加えてさらに耐摩耗性剤として、カーボンブラックが添加される。このカーボンブラックの含有量は、ＮＢＲ１００重量部に対して、３〜１２０重量部、好ましくは５０〜９０重量部がよい。この場合、カーボンブラックの含有量が３重量部未満では充分な耐摩耗性効果が得られず、また１００重量部を越える使用は、ゴム硬度が硬くなるとともにゴムの混練り性が悪くなるので好ましくない。
【００１３】
そしてさらに本発明では、これに潤滑剤としてグラファイトを添加する。このグラファイトとしては人造黒鉛が好適に用いられ、その他にも鱗片状黒鉛や塊状黒鉛、土状黒鉛などの天然黒鉛を用いることもできる。ここでグラファイトは、平均粒径が１〜１２０μｍ、好ましくは４〜２０μｍのものが用いられる。グラファイトの粒径が１μｍ未満では潤滑効果が得られず、また粒径が１２０μｍを越えるものはゴムの耐摩耗性に悪影響を及ぼすからである。またこのグラファイトの含有量は、ＮＢＲ１００重量部に対して、５〜６０重量部、好ましくは１０〜４５重量部がよい。この場合、グラファイトの含有量が５重量部未満では充分な潤滑効果が認められず、また６０重量部を越える含有量ではゴムの強度が低下するなどの弊害があるので好ましくない。
またこの場合の配合では、前記酸化クロムと前記グラファイトとのブレンド比を、重量部で１：９〜９：１とすることが好ましい。
【実施例】
【００１４】
本発明の具体的な実施例を比較例と共に表１に示す。
【表１】
【００１５】
〔実施例１〕
ベースゴムとしてＮＢＲ（本実施例では日本ゼオン株式会社製：ニポールＤＮ２１２）を１００重量部、活性剤として亜鉛華を５重量部、軟化剤としてＤＯＳを１０重量部、加硫剤として硫黄を１重量部、促進剤としてテトラメチルチウラムジサルファイドを２重量部及びＮ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミドを１重量部、促進助剤としてステアリン酸を１重量部、耐摩耗性剤としてＭＡＦカーボンを６０重量部及び酸化クロム（本実施例では日本化学工業株式会社製の酸化クロム５Ｇ）を５重量部、そして潤滑剤としてグラファイト（本実施例ではオリエンタル産業株式会社製の人造黒鉛ＡＴ−Ｎｏ．２０：平均粒径８μｍ）を４５重量部の割合で混合し、これを周知のゴム練りロールで混練りした後、通常のゴム成型手法によって図１に示す如きオイルシールのテストピースを作製した。
【００１６】
〔実施例２〕
実施例１の材料中、酸化クロムを１５重量部、グラファイトを３５重量部にそれぞれ変更した。
【００１７】
〔実施例３〕
実施例１の材料中、酸化クロムを２５重量部、グラファイトを２５重量部にそれぞれ変更した。
【００１８】
〔実施例４〕
実施例１の材料中、酸化クロムを３５重量部、グラファイトを１５重量部にそれぞれ変更した。
【００１９】
〔実施例５〕
実施例１の材料中、酸化クロムを４５重量部、グラファイトを５重量部にそれぞれ変更した。
【００２０】
〔実施例６〕
実施例１の材料中、酸化クロムを３重量部、グラファイトを４７重量部にそれぞれ変更した。
【００２１】
〔実施例７〕
実施例１の材料中、酸化クロムを５０重量部、グラファイトを５重量部にそれぞれ変更した。
【００２２】
〔実施例８〕
実施例２の材料中、グラファイトを平均粒径３μｍのものに変更した。
【００２３】
〔実施例９〕
実施例４の材料中、グラファイトを平均粒径３μｍのものに変更した。
【００２４】
〔実施例１０〕
実施例２の材料中、グラファイトを平均粒径３０μｍのものに変更した。
【００２５】
〔実施例１１〕
実施例４の材料中、グラファイトを平均粒径３０μｍのものに変更した。
【００２６】
〔比較例１〕
前記実施例１で含有させた酸化クロムの含有量を５０重量部とし、グラファイトの含有量を０とした。
【００２７】
〔比較例２〕
前記実施例１で含有させた酸化クロムの含有量を０とし、グラファイトの含有量を５０重量部とした。
【００２８】
〔比較例３〕
前記実施例１で含有させた酸化クロムとグラファイトの含有量を何れも０とした。
【００２９】
〔特性試験内容〕
鋼の表面にハードクロムメッキを施した往復動軸に前記各実施例および比較例からなるオイルシールを外嵌させ、往復動距離＝１０ｍｍ、往復動頻度＝８回／秒、加振波形＝サイン波、ショックアブソーバの反力＝９８Ｎ（ショックアブソーバの伸び切り位置より２ｍｍ圧縮した状態）および作動時間４８時間の条件下で乾燥摩擦試験を行い、リップの摩耗状態と相手側の軸の摩耗状態とを顕微鏡で測定し、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの５段階で評価した。ここでＡは摩耗が極めて少ない状態、Ｂは摩耗が少ない状態、Ｃは摩耗が中くらいの状態、Ｄは摩耗が多い状態、Ｅは摩耗が非常に多い状態を示し、Ａ及びＢが実際の使用に耐え得るレベルである。
【００３０】
〔結果〕
表１に示す評価結果から明らかなように、本発明の実施例１〜１１はリップの摩耗と軸の摩耗ともに殆どがＡ評価で、一部にＢ評価があるものの全てが実用に耐え得るレベルであったのに対し、比較例１〜３はリップの摩耗と軸の摩耗の何れか一方または両方が実用に耐え得ないＣ以下の評価であった。
【００３１】
また、ここで酸化クロムとグラファイトとのブレンド比について見ると、当該ブレンド比が１：９〜９：１の範囲内にある実施例１〜５では全てがＡ評価であったのに対し、当該ブレンド比が前記範囲外である実施例６〜７では一部に１段階低いＢ評価があった。この結果から、酸化クロムとグラファイトとのブレンド比を１：９〜９：１の範囲とすることで、より良好な耐摩耗性を有する往復動軸用オイルシールを得ることができることがわかった。
【００３２】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明によるゴム組成物を用いた往復動軸用オイルシールの一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ オイルシール
３ 弾性材料（ゴム組成物）
６ シールリップ
８ 往復動軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐摩耗性のゴム組成物及びこのゴム組成物を用いた往復動軸用オイルシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に車輌の懸架用のショックアブソーバ等においては、作動油の漏洩を防止するための往復動軸用オイルシールが内蔵されている。この往復動軸用オイルシールは、例えば図１に示すように構成されている。すなわち、オイルシール１は断面が略Ｕ字の環状のシール本体２をもって形成されており、このシール本体２は、ゴム組成物からなる弾性材料３内に断面略Ｌ字形の金属製の補強環４を一体成型することにより製せられている。
【０００３】
そして、このオイルシール１はシール本体２の外周部分からなる装着部分５をハウジング（図示せず）の内周面や溝等に嵌合させるとともに、シール本体２の内周部分であって弾性材料３により形成されたシールリップ６をその外周部に装着したスプリング７による緊迫力によって往復動軸８に密着するように摺接させることで作動油の漏洩防止を図り、さらにダストリップ９を軸８に密着するように摺接させて防塵を図っている。
【０００４】
従来、このような往復動軸用オイルシールの弾性材料に用いられる耐摩耗性のゴム組成物として、特許文献１にはＮＢＲにカーボンブラック及び酸化クロムを含有させたゴム組成物が提案されている。
【特許文献１】特公平６−７４３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このゴム組成物をオイルシールのリップに適用すると、酸化クロムの硬度が高いため、相手側の軸の表面を研磨する状態となって軸を摩耗させてしまうおそれがあった。
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、往復動軸用オイルシールの弾性材料に用いられるゴム組成物において、耐摩耗性に優れ、かつ軸を摩耗させるおそれのないゴム組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前述した目的を達成するために鋭意研究した結果、ＮＢＲ１００重量部に対して、酸化クロム１〜６０重量部とグラファイト５〜６０重量部とを含有させてなるゴム組成物で往復動軸用オイルシールを形成することにより、リップの耐摩耗性が向上すると共に、相手側の軸を摩耗させることのない往復動軸用オイルシールができることを見出し、本発明を完成した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、ＮＢＲ１００重量部に対して、酸化クロム１〜６０重量部を含有させたことによりリップの耐摩耗性が向上し、さらにグラファイト５〜６０重量部を含有させたことにより潤滑性が良好となるため、相手側の軸を摩耗させるおそれがなく、また軸の摺動抵抗も低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
ここで往復動軸用オイルシールの弾性材料として用いるゴム組成物は、ベースゴムにＮＢＲを用い、これに対し所定量の活性剤、加硫剤及び促進剤、促進助剤を含有させる他に、耐摩耗性剤として所定量の酸化クロムとカーボンブラックに加えて、潤滑剤として所定量のグラファイトを含有させるとよい。
【００１０】
ベースゴムとしてのＮＢＲは、アクリロニトリルとブタジエンとの共重合体であり、カルボキシル基含有ＮＢＲや水素化ＮＢＲや部分架橋型ＮＢＲを含む。ここでは、ニトリル量の調整などでニトリル量の異なるＮＢＲをブレンドしてもよいし、あるいは、耐熱性、耐薬品性、耐候性などの向上目的で、水素化ＮＢＲやカルボキシル基含有ＮＢＲなどをブレンドしてもよい。
【００１１】
本発明では耐摩耗性向上のため、このＮＢＲに酸化クロムが添加される。ここで酸化クロムの含有量は、ＮＢＲ１００重量部に対して、１〜６０重量部、好ましくは５〜４５重量部がよい。この場合、酸化クロムの含有量が１重量部未満では耐摩耗性の改善効果が認められず、また６０重量部を越える含有量ではコストが高くなる上にゴムの加工性が悪くなるなどの弊害があるので好ましくない。
【００１２】
これに加えてさらに耐摩耗性剤として、カーボンブラックが添加される。このカーボンブラックの含有量は、ＮＢＲ１００重量部に対して、３〜１２０重量部、好ましくは５０〜９０重量部がよい。この場合、カーボンブラックの含有量が３重量部未満では充分な耐摩耗性効果が得られず、また１００重量部を越える使用は、ゴム硬度が硬くなるとともにゴムの混練り性が悪くなるので好ましくない。
【００１３】
そしてさらに本発明では、これに潤滑剤としてグラファイトを添加する。このグラファイトとしては人造黒鉛が好適に用いられ、その他にも鱗片状黒鉛や塊状黒鉛、土状黒鉛などの天然黒鉛を用いることもできる。ここでグラファイトは、平均粒径が１〜１２０μｍ、好ましくは４〜２０μｍのものが用いられる。グラファイトの粒径が１μｍ未満では潤滑効果が得られず、また粒径が１２０μｍを越えるものはゴムの耐摩耗性に悪影響を及ぼすからである。またこのグラファイトの含有量は、ＮＢＲ１００重量部に対して、５〜６０重量部、好ましくは１０〜４５重量部がよい。この場合、グラファイトの含有量が５重量部未満では充分な潤滑効果が認められず、また６０重量部を越える含有量ではゴムの強度が低下するなどの弊害があるので好ましくない。
またこの場合の配合では、前記酸化クロムと前記グラファイトとのブレンド比を、重量部で１：９〜９：１とすることが好ましい。
【実施例】
【００１４】
本発明の具体的な実施例を比較例と共に表１に示す。
【表１】
【００１５】
〔実施例１〕
ベースゴムとしてＮＢＲ（本実施例では日本ゼオン株式会社製：ニポールＤＮ２１２）を１００重量部、活性剤として亜鉛華を５重量部、軟化剤としてＤＯＳを１０重量部、加硫剤として硫黄を１重量部、促進剤としてテトラメチルチウラムジサルファイドを２重量部及びＮ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミドを１重量部、促進助剤としてステアリン酸を１重量部、耐摩耗性剤としてＭＡＦカーボンを６０重量部及び酸化クロム（本実施例では日本化学工業株式会社製の酸化クロム５Ｇ）を５重量部、そして潤滑剤としてグラファイト（本実施例ではオリエンタル産業株式会社製の人造黒鉛ＡＴ−Ｎｏ．２０：平均粒径８μｍ）を４５重量部の割合で混合し、これを周知のゴム練りロールで混練りした後、通常のゴム成型手法によって図１に示す如きオイルシールのテストピースを作製した。
【００１６】
〔実施例２〕
実施例１の材料中、酸化クロムを１５重量部、グラファイトを３５重量部にそれぞれ変更した。
【００１７】
〔実施例３〕
実施例１の材料中、酸化クロムを２５重量部、グラファイトを２５重量部にそれぞれ変更した。
【００１８】
〔実施例４〕
実施例１の材料中、酸化クロムを３５重量部、グラファイトを１５重量部にそれぞれ変更した。
【００１９】
〔実施例５〕
実施例１の材料中、酸化クロムを４５重量部、グラファイトを５重量部にそれぞれ変更した。
【００２０】
〔実施例６〕
実施例１の材料中、酸化クロムを３重量部、グラファイトを４７重量部にそれぞれ変更した。
【００２１】
〔実施例７〕
実施例１の材料中、酸化クロムを５０重量部、グラファイトを５重量部にそれぞれ変更した。
【００２２】
〔実施例８〕
実施例２の材料中、グラファイトを平均粒径３μｍのものに変更した。
【００２３】
〔実施例９〕
実施例４の材料中、グラファイトを平均粒径３μｍのものに変更した。
【００２４】
〔実施例１０〕
実施例２の材料中、グラファイトを平均粒径３０μｍのものに変更した。
【００２５】
〔実施例１１〕
実施例４の材料中、グラファイトを平均粒径３０μｍのものに変更した。
【００２６】
〔比較例１〕
前記実施例１で含有させた酸化クロムの含有量を５０重量部とし、グラファイトの含有量を０とした。
【００２７】
〔比較例２〕
前記実施例１で含有させた酸化クロムの含有量を０とし、グラファイトの含有量を５０重量部とした。
【００２８】
〔比較例３〕
前記実施例１で含有させた酸化クロムとグラファイトの含有量を何れも０とした。
【００２９】
〔特性試験内容〕
鋼の表面にハードクロムメッキを施した往復動軸に前記各実施例および比較例からなるオイルシールを外嵌させ、往復動距離＝１０ｍｍ、往復動頻度＝８回／秒、加振波形＝サイン波、ショックアブソーバの反力＝９８Ｎ（ショックアブソーバの伸び切り位置より２ｍｍ圧縮した状態）および作動時間４８時間の条件下で乾燥摩擦試験を行い、リップの摩耗状態と相手側の軸の摩耗状態とを顕微鏡で測定し、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの５段階で評価した。ここでＡは摩耗が極めて少ない状態、Ｂは摩耗が少ない状態、Ｃは摩耗が中くらいの状態、Ｄは摩耗が多い状態、Ｅは摩耗が非常に多い状態を示し、Ａ及びＢが実際の使用に耐え得るレベルである。
【００３０】
〔結果〕
表１に示す評価結果から明らかなように、本発明の実施例１〜１１はリップの摩耗と軸の摩耗ともに殆どがＡ評価で、一部にＢ評価があるものの全てが実用に耐え得るレベルであったのに対し、比較例１〜３はリップの摩耗と軸の摩耗の何れか一方または両方が実用に耐え得ないＣ以下の評価であった。
【００３１】
また、ここで酸化クロムとグラファイトとのブレンド比について見ると、当該ブレンド比が１：９〜９：１の範囲内にある実施例１〜５では全てがＡ評価であったのに対し、当該ブレンド比が前記範囲外である実施例６〜７では一部に１段階低いＢ評価があった。この結果から、酸化クロムとグラファイトとのブレンド比を１：９〜９：１の範囲とすることで、より良好な耐摩耗性を有する往復動軸用オイルシールを得ることができることがわかった。
【００３２】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明によるゴム組成物を用いた往復動軸用オイルシールの一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ オイルシール
３ 弾性材料（ゴム組成物）
６ シールリップ
８ 往復動軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＢＲ１００重量部に対して、酸化クロム１〜６０重量部とグラファイト５〜６０重量部とを含有させたことを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
前記グラファイトは、平均粒径が１μｍ〜１２０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記酸化クロムと前記グラファイトとのブレンド比が、重量部で１：９〜９：１であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のゴム組成物。
【請求項４】
往復動軸に摺接するリップを備えてなる往復動軸用オイルシールにおいて、請求項１〜３の何れか１項に記載のゴム組成物によって前記リップが形成されていることを特徴とする往復動軸用オイルシール。
【請求項１】
ＮＢＲ１００重量部に対して、酸化クロム１〜６０重量部とグラファイト５〜６０重量部とを含有させたことを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
前記グラファイトは、平均粒径が１μｍ〜１２０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記酸化クロムと前記グラファイトとのブレンド比が、重量部で１：９〜９：１であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のゴム組成物。
【請求項４】
往復動軸に摺接するリップを備えてなる往復動軸用オイルシールにおいて、請求項１〜３の何れか１項に記載のゴム組成物によって前記リップが形成されていることを特徴とする往復動軸用オイルシール。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−６５２０３（Ｐ２０１０−６５２０３Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６２２４７（Ｐ２００８−２６２２４７）
【出願日】平成２０年９月１０日（２００８．９．１０）
【出願人】（０００１４３３０７）株式会社荒井製作所 (100)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１０日（２００８．９．１０）
【出願人】（０００１４３３０７）株式会社荒井製作所 (100)
【Ｆターム（参考）】
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