接触シールの性能評価方法及び性能評価装置
【課題】比較的簡便にかつ適切にシール性能の評価を行うことができる接触シールの性能評価方法及び性能評価装置を提供する。
【解決手段】内側部材５の外周面よりも径方向外側に位置して回転する外側部材６に取り付けられ、内側部材５及び外側部材６間の環状開口Ａを塞ぐ、環状の芯金２に粘弾性体３を被覆して粘弾性体３の内周側端部をシールリップ４とし、シールリップ４が内側部材５を摺動する内周側摺動部Ｂを有するシール構造の接触シール１の性能評価において、外側部材６の回転に伴い内周側摺動部Ｂに空隙Ｇが発生した際の外側部材６の回転数により、この回転数が大きい程シールリップ４の内側部材５への追随性が良いことがわかるため、前記回転数により接触シール１の性能を評価する。
【解決手段】内側部材５の外周面よりも径方向外側に位置して回転する外側部材６に取り付けられ、内側部材５及び外側部材６間の環状開口Ａを塞ぐ、環状の芯金２に粘弾性体３を被覆して粘弾性体３の内周側端部をシールリップ４とし、シールリップ４が内側部材５を摺動する内周側摺動部Ｂを有するシール構造の接触シール１の性能評価において、外側部材６の回転に伴い内周側摺動部Ｂに空隙Ｇが発生した際の外側部材６の回転数により、この回転数が大きい程シールリップ４の内側部材５への追随性が良いことがわかるため、前記回転数により接触シール１の性能を評価する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑剤の漏洩防止や外部からの塵埃等の侵入防止を行うために転がり軸受等に装着される接触シールの性能評価方法及び性能評価装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば転がり軸受において、潤滑剤の漏洩防止や外部からの塵埃等の侵入防止のために、外輪及び内輪間の間隙を塞ぐ接触シールが装着される。
このような接触シールが装着された転がり軸受を、特に雨水や風雪、塵埃等に曝される劣悪な屋外環境下で使用する場合には、使用する接触シールの性能についての適切な評価が非常に重要になる。
このような観点から、劣悪な使用環境においても良好な密封性を確保するために、接触シールを構成する粘弾性体であるゴムの損失正接（ｔａｎδ）に着目したものがある（例えば、特許文献１及び２参照。）。
例えば、特許文献１では、接触シールのリップ部を、温度２０℃〜７０℃での損失正接の最大値が１．３０以下であるゴム成形体としており、特許文献２では、接触シールの弾性部材を、雰囲気温度２０〜７０℃における損失正接の最大値が０．４０以下であるゴム組成物としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０４９１４号公報
【特許文献２】特開２００４−０７６７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
接触シールの性能指標として損失正接に着目した従来技術では、所定形状の試験片に対して動的粘弾性試験（例えば、ＪＩＳ Ｋ ７２４４−４に基づくもの。）を行って雰囲気温度２０℃〜７０℃で損失正接を求め、その最大値からシール性能を評価し、温度２０℃〜７０℃での損失正接の最大値を所定値以下にすることにより接触シールの密閉性を確保して軸受内部への水分等の侵入を防止するとしている。
しかしながら、損失正接の最大値を所定値以下にしたとしても、実際のゴムの材質、シールの形状、締め代、軸受の回転数及び振動等によっては、水分の侵入により寿命が大幅に低下する転がり軸受等において、その実際の使用時に内部に水分が侵入してしまう場合があり（例えば、特許文献１及び２における浸水試験等による評価が良好（○）の場合にも浸水量がある。）、この点について、本願の発明者は接触シールを転がり軸受に組み込んで行った実験により確認している。
その上、損失正接の最大値によりシール性能を確保するように接触シールを設計することが過剰設計になり、コストが増大してしまう場合もある。
以上のとおり、損失正接は、粘弾性体の変形に伴うエネルギーロス（内部摩擦）を表すため、接触シールの性能評価に対して一定の指針を与えるものであるが、接触シールの性能評価において損失正接による評価だけでは十分ではないことがわかる。
また、浸水試験（耐水性試験）による性能評価は、軸受等の内部への実際の水の侵入を評価することができるため実際的であるが、比較的大掛かりな評価装置が必要になるとともに評価に時間が掛かるため、評価コストが増大する。
【０００５】
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、比較的簡便にかつ適切にシール性能の評価を行うことができる接触シールの性能評価方法及び性能評価装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の発明者は、接触シールを転がり軸受に組み込んで行った実験に基づく接触シールの性能評価により、接触シールの性能評価指標として摺動面に対するシールリップの追随性（追従性）が最も重要であるという知見を得、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明に係る接触シールの性能評価方法は、前記課題解決のために、内側部材の外周面よりも径方向外側に位置して回転する外側部材に取り付けられ、これら内側部材及び外側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の内周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記内側部材を摺動する内周側摺動部を有するシール構造、又は、外側部材の内周面よりも径方向内側に位置して回転する内側部材に取り付けられ、これら外側部材及び内側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の外周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記外側部材を摺動する外周側摺動部を有するシール構造の接触シールの性能評価方法であって、前記内側部材及び外側部材の相対的回転に伴う前記内周側摺動部又は外周側摺動部における空隙の発生又はこの空隙の大きさにより前記シールリップの前記内側部材又は外側部材への追随性を評価することを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、試作品又は実際の製品等、実際の製品形状の接触シールを用いて、内側部材及び外側部材の相対的回転に伴って内周側摺動部又は外周側摺動部に実際に発生した空隙又はこの空隙の大きさをシールリップの追随性とし、この追随性により接触シールの性能を評価することから、浸水試験（耐水性試験）による性能評価等の比較的大掛かりな手間が掛かる評価をすることなく、形状が同一で材料が相違する場合の影響、形状を変化させた場合の影響、測定雰囲気の温度の影響、及び、熱老化又はオイル劣化の影響等の検討、実際の製品における接触シールの性能比較、並びに、接触シールのシミュレーションモデルの検証等を比較的簡便に行うことができる。
【０００８】
ここで、前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を周期的に変動させながら前記内側部材及び外側部材を相対的に回転させ、この回転数の上昇に伴って前記摺動部に空隙が生じた際の回転数の大きさにより前記追随性を評価すると好ましい。
このような構成によれば、摺動部に空隙が生じた際における内側部材及び外側部材の相対的な回転数の大きさによりシールリップの内側部材又は外側部材への追随性を容易に評価することができる。
【０００９】
また、前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を所定値に設定した状態で、前記内側部材及び外側部材を所定回転数で相対的に回転させた際における前記空隙の大きさにより前記追随性を評価すると好ましい。
このような構成によれば、内側部材及び外側部材の相対的な回転数を所定回転数に保った状態で摺動部に生じた空隙の大きさを測定することにより、内側部材及び外側部材の相対的な回転数を少しずつ上昇させることなく、シールリップの内側部材又は外側部材への追随性をより容易に評価することができる。
【００１０】
本発明に係る接触シールの性能評価装置は、前記課題解決のために、内側部材の外周面よりも径方向外側に位置して回転する外側部材に取り付けられ、これら内側部材及び外側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の内周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記内側部材を摺動する内周側摺動部を有するシール構造、又は、外側部材の内周面よりも径方向内側に位置して回転する内側部材に取り付けられ、これら外側部材及び内側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の外周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記外側部材を摺動する外周側摺動部を有するシール構造の接触シールの性能評価装置であって、前記接触シールが装着された前記内側部材及び外側部材において、これらの軸芯を傾けること、これらの軸芯を傾けずに前記内周側摺動部若しくは外周側摺動部における前記シールリップの摺動面を前記軸芯に垂直な面から傾けること、又は、前記摺動面に周方向の凹凸を形成することにより、前記内側部材及び外側部材の相対的回転に伴って前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を周期的に変動させるシール評価構造体と、前記内側部材又は外側部材を回転させる駆動装置と、該駆動装置を制御する駆動制御装置と、前記シール評価構造体内に設けた光源と、前記摺動部に生じた空隙から透過する前記光源からの光を検出する受光装置とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、駆動制御装置により駆動装置を駆動して、内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を周期的に変動させながら内側部材又は外側部材を回転させることにより、この回転数の上昇に伴って内周側摺動部又は外周側摺動部に空隙が生じたことを、この空隙から透過した光を受光装置により検出することによって容易に検出することができるため、受光装置が透過光を受光した際における内側部材及び外側部材の相対的回転の回転数を、駆動制御装置に接続した演算処理装置による表示装置への表示等により容易に確認することができ、この回転数の大きさにより接触シールの性能を評価することができる。
【００１２】
また、本発明に係る接触シールの性能評価装置は、前記課題解決のために、前記接触シールの性能評価装置であって、前記接触シールが装着された前記内側部材及び外側部材において、これらの軸芯を傾けること、これらの軸芯を傾けずに前記内周側摺動部若しくは外周側摺動部における前記シールリップの摺動面を前記軸芯に垂直な面から傾けること、又は、前記摺動面に周方向の凹凸を形成することにより、前記内側部材及び外側部材の相対的回転に伴って前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を周期的に変動させるシール評価構造体と、前記内側部材又は外側部材を回転させる駆動装置と、該駆動装置を制御する駆動制御装置と、前記シールリップの軸方向変位を測定する非接触変位計とを備えたことを特徴とする。
さらに、本発明に係る接触シールの性能評価装置は、前記課題解決のために、前記接触シールの性能評価装置であって、前記接触シールが装着された前記内側部材及び外側部材において、前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を所定値に設定したシール評価構造体と、前記内側部材又は外側部材を回転させる駆動装置と、該駆動装置を制御する駆動制御装置と、前記シールリップの軸方向変位を測定する非接触変位計とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
これらのような構成によれば、非接触変位計によるシールリップの軸方向変位の測定値を用いて内側部材及び外側部材の相対的回転に伴う内周側摺動部又は外周側摺動部における空隙の発生の検出及び前記空隙の大きさの測定をすることができる。
よって、前記空隙を検出した際における内側部材及び外側部材の相対的回転の回転数を、駆動制御装置に接続した演算処理装置による表示装置への表示等により容易に確認することができ、この回転数の大きさにより接触シールの性能を評価することができるため、シールリップの内側部材又は外側部材への追随性を容易に評価することができる。
また、内側部材及び外側部材の相対的な回転数を所定回転数に保った状態で摺動部に生じた空隙の大きさを測定することにより、内側部材及び外側部材の相対的な回転数を少しずつ上昇させることなく、シールリップの内側部材又は外側部材への追随性をより容易に評価することができる。
以上のような本発明に係る接触シールの性能評価装置の構成によれば、浸水試験（耐水性試験）による性能評価等の比較的大掛かりな手間が掛かる評価をすることなく、形状が同一で材料が相違する場合の影響、形状を変化させた場合の影響、測定雰囲気の温度の影響、及び、熱老化又はオイル劣化の影響等の検討、実際の製品における接触シールの性能比較、並びに、接触シールのシミュレーションモデルの検証等を比較的簡便に行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明に係る接触シールの性能評価方法及び性能評価装置によれば、接触シールの性能評価指標として摺動面に対するシールリップの追随性に着目し、この追随性を内周側摺動部又は外周側摺動部における空隙の発生又はこの空隙の大きさにより評価するため、比較的簡便にかつ適切にシール性能の評価を行うことができるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る接触シールの性能評価装置におけるシール評価構造体及びその駆動装置の例を示す斜視図である。
【図２】摺動部に生じた空隙から透過する光の検出を示す概略部分切断部端面図であり、（ａ）は摺動部に空隙が生じていないため透過光がない状態を、（ｂ）は摺動部に空隙が生じているため透過光がある状態を示している。
【図３】摺動部からの透過光を検出してシールリップの摺動面に対する追随性を評価する接触シールの性能評価装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る接触シールの性能評価装置におけるシール評価構造体及びその駆動装置並びに演算処理装置及び非接触変位計の例を示す斜視図である。
【図５】非接触変位計によるシールリップの軸方向変位の測定を示す概略部分切断部端面図である。
【図６】非接触変位計によりシールリップの軸方向変位を測定してシールリップの摺動面に対する追随性を評価する接触シールの性能評価装置の構成を示すブロック図である。
【図７】摺動部における空隙の大きさの測定結果の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の接触シールの性能評価方法及び性能評価装置は、上述のとおり、内側部材及び外側部材間の環状開口を塞ぐ接触シールの性能評価指標として、摺動面に対するシールリップの追随性（追従性）に着目するものであり、内側部材及び外側部材の相対的回転に伴ってシールリップが摺動面から離反して発生する空隙及びこの空隙の大きさにより前記追随性を評価するものである。
【００１７】
図１及び図２に示す接触シール１は、内側部材５の外周面よりも径方向外側に位置して回転する外側部材６の周溝６Ａに内嵌され、内側部材５及び外側部材６間の環状開口Ａを塞ぐ、鋼板等からなる環状の金属製芯金２に合成ゴム等の粘弾性体３を加硫接着により被覆してなり、粘弾性体３の内周側端部をシールリップ４として、このシールリップ４が内側部材５の摺動面５Ａを摺動する内周側摺動部Ｂを有するシール構造を有している。
ここで、粘弾性体３として使用するゴム材料としては、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。
また、ゴム材料の練り加工性、加硫成形性、金属板との接着性を考慮した場合、他種のゴム、例えば、液状ＮＢＲ、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）等とブレンドして使用することも好ましい使用態様である。
【００１８】
図１〜図３に示す本発明の実施の形態に係る接触シールの性能評価装置は、シール評価構造体１１内に設けた図示しない光源を備えており、受光装置１４を用いて前記内周側摺動部Ｂ（図２参照。）から透過した光Ｌ（図２（ｂ）参照。）を検出することができる。
すなわち、本発明の実施の形態に係る接触シールの性能評価装置は、接触シール１が装着された内側部材５及び外側部材６等からなるシール評価構造体１１、内側部材５又は外側部材６を回転させる（図１の構成では外側部材６を回転させる）駆動装置１２、駆動装置１２を制御する駆動制御装置１３、シール評価構造体１１内に設けた光源と摺動部Ｂに生じた空隙Ｇ（図２（ｂ）参照。）から透過する前記光源からの光Ｌを検出する受光装置１４、受光装置１４により得られたデータを演算処理する演算処理装置１５を備えている。
【００１９】
図１に示すように、シール評価構造体１１のハウジング９及び駆動装置１２のハウジング１０は支持台８上に固定されており、シール評価構造体１１には、その外側部材６に連結固定されたタイミングプーリ１７がハウジング９により回転可能に支持され、駆動装置１２のモータ１９の出力軸には、図示しないタイミングプーリが連結固定されており、シール評価構造体１１側のタイミングプーリ１７及び駆動装置１２側のタイミングプーリには、タイミングベルト１８が掛け渡される。
したがって、図３に示す駆動制御装置１３により駆動装置１２を制御してモータ１９を回転させることにより、このモータ１９の回転に同期してシール評価構造体１１の外側部材６が回転する。
【００２０】
ここで、駆動制御装置１３は、モータ１９のドライバ及びプログラマブルコントローラ等の制御装置からなり、駆動装置１２の位置検出器であるエンコーダ２０の出力を用いてモータの回転数（回転速度）を制御することができる。
また、シール評価構造体１１は、外側部材６の回転（内側部材５及び外側部材６の相対的回転）に伴って内周側摺動部Ｂ（図２（ａ）参照。）の締め代を周期的に変動させることができるものであり、このような機能は、例えば内側部材５及び外側部材６の軸芯を傾けること、これらの軸芯Ｚを同芯として傾けずに内周側摺動部Ｂにおけるシールリップ４の摺動面５Ａを軸芯Ｚに垂直な面から傾けること、又は、摺動面５Ａに周方向の凹凸を形成すること等により実現することができる。
なお、接触シール１の締め代は、最小締め代及び最大締め代を設定して、これら締め代間の変動を周期的に繰り返すようにする。
【００２１】
図２及び図３に示す受光装置１４は、上述のとおり内周側摺動部Ｂから透過した光Ｌを検出するものであり、例えばＣＣＤカメラ２１等の撮像素子及びインターフェース等からなるが、受光センサ等であってもよく、透過光Ｌを検出できるものであればよい。
また、演算処理装置１５は、受光装置１４及び駆動制御装置１３に接続されており、受光装置１４が透過光Ｌを受光した際における外側部材６の回転数（内側部材５及び外側部材６の相対的回転の回転数）の図示しない表示装置への表示や記憶装置への保存等を行うものであるが、演算処理装置１５を設けずに、透過光Ｌを検出した際の外側部材６の回転数を駆動制御装置１３に表示するようにしておき、この回転数の表示を目視により確認するようにしてもよい。
【００２２】
以上のような構成の接触シール１の性能評価装置によれば、駆動制御装置１３により駆動装置１２を駆動して、内周側摺動部Ｂの締め代を周期的に変動させながら外側部材６を回転させることにより、図２（ａ）のように内周側摺動部Ｂに空隙Ｇが生じていない状態から、さらに外側部材６の回転数を上げることにより、この回転数の上昇に伴って、図２（ｂ）のように内周側摺動部Ｂに空隙Ｇが生じると、この空隙Ｇから透過した光を受光装置１４により検出することにより空隙Ｇの発生を容易に検出することができるため、受光装置１４が透過光Ｌを受光した際における外側部材６の回転数を上述のように確認することにより、この回転数の大きさにより、この回転数が大きい程シールリップ４の内側部材５への追随性が良いことがわかるため、接触シール１の性能を評価することができる。
【００２３】
図４〜図６は、受光装置１４により内周側摺動部Ｂからの透過光Ｌを検出する図１〜図３の構成と異なり、レーザ式変位センサ等の非接触変位計１６を用いてシールリップ４の軸方向変位を測定する構成を示しており、図１〜図３と同一の符号は同一又は相当部分を示している。
なお、図４に示すように、シール評価構造体１１及び駆動装置１２を支持する支持台８は、基台７に固定されているとともに、基台７に立設された支柱２２に支持部材２３が取り付けられ、支持部材２３により非接触変位計１６のセンサヘッド２４が支持される。
また、図５に示すように、内側部材５はその上面を摺動面５Ａとし、摺動面５Ａを軸芯Ｚに垂直な面から傾けた傾斜面５Ｂとしているため、外側部材６を固定して内側部材５を回転することにより、あるいは内側部材５を固定して外側部材６を回転させることにより、内側部材５及び外側部材６の相対的回転に伴って内周側摺動部Ｂ（図５参照。）の締め代を周期的に変動させることができる。
【００２４】
以上のような構成の接触シール１の性能評価装置によれば、図５に示すように非接触変位計１６によりシールリップ４の軸方向変位を測定し、この測定値を用いて、内側部材５のシールリップ４の摺動面５Ａにおける非接触変位計１６によるシールリップ４の軸方向変位の測定点に対応する、該測定点直下の摺動面５Ａの変位との差を求めることにより、内側部材５及び外側部材６の相対的回転に伴う内周側摺動部Ｂにおける空隙の発生の検出及び前記空隙の大きさの測定をすることができる。
よって、内周側摺動部Ｂの空隙を検出した際における内側部材５及び外側部材６の相対的回転の回転数を、駆動制御装置１３に接続した演算処理装置１５による表示装置への表示等により容易に確認することができ、この回転数の大きさにより、この回転数が大きい程シールリップ４の内側部材５への追随性が良いことがわかるため、接触シール１の性能を評価することができる。
【００２５】
また、内側部材５及び外側部材６の相対的な回転数を所定回転数に保った状態で摺動部Ｂに生じた空隙の大きさ（開き量）を測定することにより、この空隙の大きさが小さい程シールリップ４の内側部材５への追随性が良いことがわかるため、接触シール１の性能を評価することができる。
このような摺動部Ｂに生じた空隙の大きさを測定する方法によれば、内側部材５及び外側部材６の相対的な回転数を少しずつ上昇させることなく、シールリップ４の内側部材５への追随性をより容易に評価することができる。
なお、図４〜図６に示したシール評価構造体１１において、内側部材５及び外側部材６の相対的回転に伴って内周側摺動部Ｂの締め代を周期的に変動させるものではなく、内周側摺動部Ｂの締め代を所定値に設定したものであってもよい。
【００２６】
表１は、損失正接（ｔａｎδ）が小さい順に並べたゴム材料について、本発明によるシールリップ４の内側部材５への追随性の評価結果（順位）を示したものである。
【００２７】
【表１】
【００２８】
表１の評価結果の比較により、本発明による接触シールの性能評価方法及び性能評価装置によるシールリップ４の内側部材５への追随性の評価結果（順位）と、ゴムの損失正接（ｔａｎδ）による評価順位とが一致しない場合があることがわかる。
このことからも、上述のとおり、損失正接（ｔａｎδ）は、粘弾性体の変形に伴うエネルギーロス（内部摩擦）を表すため、接触シール１の性能評価に対して一定の指針を与えるものであるが、接触シールの性能評価において損失正接による評価だけでは十分ではないことがわかる。
【００２９】
図７は、非接触変位計１６を用いた図４〜図６の構成により、内側部材５及び外側部材６の相対的な回転数を所定回転数である３０００ｒｐｍに保った状態で、摺動部Ｂに生じた空隙の大きさ（開き量）を測定した例（実線）を示しており、摺動部Ｂに空隙がない状態を示す正弦曲線（２点鎖線）との差が、摺動部Ｂに生じた空隙の大きさ（開き量）を示しているため、この差を測定することにより上述のシールリップ４の内側部材５への追随性である接触シール１の性能を評価することができる。
【００３０】
以上のような本発明の接触シール１の性能評価方法及び性能評価装置によれば、浸水試験（耐水性試験）による性能評価等の比較的大掛かりな手間が掛かる評価をすることなく、形状が同一で材料が相違する場合の影響、形状を変化させた場合の影響、測定雰囲気の温度の影響、及び、熱老化又はオイル劣化の影響等の検討、実際の製品における接触シールの性能比較、並びに、接触シールのシミュレーションモデルの検証等を比較的簡便に行うことができる。
【００３１】
以上の説明においては、接触シール１が内周側摺動部Ｂを有するシール構造を有する場合について説明したが、接触シール１が、外側部材の内周面よりも径方向内側に位置して回転する内側部材に取り付けられ、これら外側部材及び内側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の外周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記外側部材を摺動する外周側摺動部を有するシール構造を有するものであってもよい。
【符号の説明】
【００３２】
Ａ 環状開口
Ｂ 摺動部
Ｇ 空隙
Ｌ 透過光
Ｚ 軸芯
１ 接触シール
２ 芯金
３ 粘弾性体
４ シールリップ
５ 内側部材
５Ａ 摺動面
５Ｂ 傾斜面
６ 外側部材
１１ シール評価構造体
１２ 駆動装置
１３ 駆動制御装置
１４ 受光装置
１５ 演算処理装置
１６ 非接触変位計
１７ タイミングプーリ
１８ タイミングベルト
１９ モータ
２０ エンコーダ
２１ ＣＣＤカメラ
２２ 支柱
２３ 支持部材
２４ センサヘッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑剤の漏洩防止や外部からの塵埃等の侵入防止を行うために転がり軸受等に装着される接触シールの性能評価方法及び性能評価装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば転がり軸受において、潤滑剤の漏洩防止や外部からの塵埃等の侵入防止のために、外輪及び内輪間の間隙を塞ぐ接触シールが装着される。
このような接触シールが装着された転がり軸受を、特に雨水や風雪、塵埃等に曝される劣悪な屋外環境下で使用する場合には、使用する接触シールの性能についての適切な評価が非常に重要になる。
このような観点から、劣悪な使用環境においても良好な密封性を確保するために、接触シールを構成する粘弾性体であるゴムの損失正接（ｔａｎδ）に着目したものがある（例えば、特許文献１及び２参照。）。
例えば、特許文献１では、接触シールのリップ部を、温度２０℃〜７０℃での損失正接の最大値が１．３０以下であるゴム成形体としており、特許文献２では、接触シールの弾性部材を、雰囲気温度２０〜７０℃における損失正接の最大値が０．４０以下であるゴム組成物としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０４９１４号公報
【特許文献２】特開２００４−０７６７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
接触シールの性能指標として損失正接に着目した従来技術では、所定形状の試験片に対して動的粘弾性試験（例えば、ＪＩＳ Ｋ ７２４４−４に基づくもの。）を行って雰囲気温度２０℃〜７０℃で損失正接を求め、その最大値からシール性能を評価し、温度２０℃〜７０℃での損失正接の最大値を所定値以下にすることにより接触シールの密閉性を確保して軸受内部への水分等の侵入を防止するとしている。
しかしながら、損失正接の最大値を所定値以下にしたとしても、実際のゴムの材質、シールの形状、締め代、軸受の回転数及び振動等によっては、水分の侵入により寿命が大幅に低下する転がり軸受等において、その実際の使用時に内部に水分が侵入してしまう場合があり（例えば、特許文献１及び２における浸水試験等による評価が良好（○）の場合にも浸水量がある。）、この点について、本願の発明者は接触シールを転がり軸受に組み込んで行った実験により確認している。
その上、損失正接の最大値によりシール性能を確保するように接触シールを設計することが過剰設計になり、コストが増大してしまう場合もある。
以上のとおり、損失正接は、粘弾性体の変形に伴うエネルギーロス（内部摩擦）を表すため、接触シールの性能評価に対して一定の指針を与えるものであるが、接触シールの性能評価において損失正接による評価だけでは十分ではないことがわかる。
また、浸水試験（耐水性試験）による性能評価は、軸受等の内部への実際の水の侵入を評価することができるため実際的であるが、比較的大掛かりな評価装置が必要になるとともに評価に時間が掛かるため、評価コストが増大する。
【０００５】
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、比較的簡便にかつ適切にシール性能の評価を行うことができる接触シールの性能評価方法及び性能評価装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の発明者は、接触シールを転がり軸受に組み込んで行った実験に基づく接触シールの性能評価により、接触シールの性能評価指標として摺動面に対するシールリップの追随性（追従性）が最も重要であるという知見を得、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明に係る接触シールの性能評価方法は、前記課題解決のために、内側部材の外周面よりも径方向外側に位置して回転する外側部材に取り付けられ、これら内側部材及び外側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の内周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記内側部材を摺動する内周側摺動部を有するシール構造、又は、外側部材の内周面よりも径方向内側に位置して回転する内側部材に取り付けられ、これら外側部材及び内側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の外周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記外側部材を摺動する外周側摺動部を有するシール構造の接触シールの性能評価方法であって、前記内側部材及び外側部材の相対的回転に伴う前記内周側摺動部又は外周側摺動部における空隙の発生又はこの空隙の大きさにより前記シールリップの前記内側部材又は外側部材への追随性を評価することを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、試作品又は実際の製品等、実際の製品形状の接触シールを用いて、内側部材及び外側部材の相対的回転に伴って内周側摺動部又は外周側摺動部に実際に発生した空隙又はこの空隙の大きさをシールリップの追随性とし、この追随性により接触シールの性能を評価することから、浸水試験（耐水性試験）による性能評価等の比較的大掛かりな手間が掛かる評価をすることなく、形状が同一で材料が相違する場合の影響、形状を変化させた場合の影響、測定雰囲気の温度の影響、及び、熱老化又はオイル劣化の影響等の検討、実際の製品における接触シールの性能比較、並びに、接触シールのシミュレーションモデルの検証等を比較的簡便に行うことができる。
【０００８】
ここで、前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を周期的に変動させながら前記内側部材及び外側部材を相対的に回転させ、この回転数の上昇に伴って前記摺動部に空隙が生じた際の回転数の大きさにより前記追随性を評価すると好ましい。
このような構成によれば、摺動部に空隙が生じた際における内側部材及び外側部材の相対的な回転数の大きさによりシールリップの内側部材又は外側部材への追随性を容易に評価することができる。
【０００９】
また、前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を所定値に設定した状態で、前記内側部材及び外側部材を所定回転数で相対的に回転させた際における前記空隙の大きさにより前記追随性を評価すると好ましい。
このような構成によれば、内側部材及び外側部材の相対的な回転数を所定回転数に保った状態で摺動部に生じた空隙の大きさを測定することにより、内側部材及び外側部材の相対的な回転数を少しずつ上昇させることなく、シールリップの内側部材又は外側部材への追随性をより容易に評価することができる。
【００１０】
本発明に係る接触シールの性能評価装置は、前記課題解決のために、内側部材の外周面よりも径方向外側に位置して回転する外側部材に取り付けられ、これら内側部材及び外側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の内周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記内側部材を摺動する内周側摺動部を有するシール構造、又は、外側部材の内周面よりも径方向内側に位置して回転する内側部材に取り付けられ、これら外側部材及び内側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の外周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記外側部材を摺動する外周側摺動部を有するシール構造の接触シールの性能評価装置であって、前記接触シールが装着された前記内側部材及び外側部材において、これらの軸芯を傾けること、これらの軸芯を傾けずに前記内周側摺動部若しくは外周側摺動部における前記シールリップの摺動面を前記軸芯に垂直な面から傾けること、又は、前記摺動面に周方向の凹凸を形成することにより、前記内側部材及び外側部材の相対的回転に伴って前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を周期的に変動させるシール評価構造体と、前記内側部材又は外側部材を回転させる駆動装置と、該駆動装置を制御する駆動制御装置と、前記シール評価構造体内に設けた光源と、前記摺動部に生じた空隙から透過する前記光源からの光を検出する受光装置とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、駆動制御装置により駆動装置を駆動して、内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を周期的に変動させながら内側部材又は外側部材を回転させることにより、この回転数の上昇に伴って内周側摺動部又は外周側摺動部に空隙が生じたことを、この空隙から透過した光を受光装置により検出することによって容易に検出することができるため、受光装置が透過光を受光した際における内側部材及び外側部材の相対的回転の回転数を、駆動制御装置に接続した演算処理装置による表示装置への表示等により容易に確認することができ、この回転数の大きさにより接触シールの性能を評価することができる。
【００１２】
また、本発明に係る接触シールの性能評価装置は、前記課題解決のために、前記接触シールの性能評価装置であって、前記接触シールが装着された前記内側部材及び外側部材において、これらの軸芯を傾けること、これらの軸芯を傾けずに前記内周側摺動部若しくは外周側摺動部における前記シールリップの摺動面を前記軸芯に垂直な面から傾けること、又は、前記摺動面に周方向の凹凸を形成することにより、前記内側部材及び外側部材の相対的回転に伴って前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を周期的に変動させるシール評価構造体と、前記内側部材又は外側部材を回転させる駆動装置と、該駆動装置を制御する駆動制御装置と、前記シールリップの軸方向変位を測定する非接触変位計とを備えたことを特徴とする。
さらに、本発明に係る接触シールの性能評価装置は、前記課題解決のために、前記接触シールの性能評価装置であって、前記接触シールが装着された前記内側部材及び外側部材において、前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を所定値に設定したシール評価構造体と、前記内側部材又は外側部材を回転させる駆動装置と、該駆動装置を制御する駆動制御装置と、前記シールリップの軸方向変位を測定する非接触変位計とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
これらのような構成によれば、非接触変位計によるシールリップの軸方向変位の測定値を用いて内側部材及び外側部材の相対的回転に伴う内周側摺動部又は外周側摺動部における空隙の発生の検出及び前記空隙の大きさの測定をすることができる。
よって、前記空隙を検出した際における内側部材及び外側部材の相対的回転の回転数を、駆動制御装置に接続した演算処理装置による表示装置への表示等により容易に確認することができ、この回転数の大きさにより接触シールの性能を評価することができるため、シールリップの内側部材又は外側部材への追随性を容易に評価することができる。
また、内側部材及び外側部材の相対的な回転数を所定回転数に保った状態で摺動部に生じた空隙の大きさを測定することにより、内側部材及び外側部材の相対的な回転数を少しずつ上昇させることなく、シールリップの内側部材又は外側部材への追随性をより容易に評価することができる。
以上のような本発明に係る接触シールの性能評価装置の構成によれば、浸水試験（耐水性試験）による性能評価等の比較的大掛かりな手間が掛かる評価をすることなく、形状が同一で材料が相違する場合の影響、形状を変化させた場合の影響、測定雰囲気の温度の影響、及び、熱老化又はオイル劣化の影響等の検討、実際の製品における接触シールの性能比較、並びに、接触シールのシミュレーションモデルの検証等を比較的簡便に行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明に係る接触シールの性能評価方法及び性能評価装置によれば、接触シールの性能評価指標として摺動面に対するシールリップの追随性に着目し、この追随性を内周側摺動部又は外周側摺動部における空隙の発生又はこの空隙の大きさにより評価するため、比較的簡便にかつ適切にシール性能の評価を行うことができるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る接触シールの性能評価装置におけるシール評価構造体及びその駆動装置の例を示す斜視図である。
【図２】摺動部に生じた空隙から透過する光の検出を示す概略部分切断部端面図であり、（ａ）は摺動部に空隙が生じていないため透過光がない状態を、（ｂ）は摺動部に空隙が生じているため透過光がある状態を示している。
【図３】摺動部からの透過光を検出してシールリップの摺動面に対する追随性を評価する接触シールの性能評価装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る接触シールの性能評価装置におけるシール評価構造体及びその駆動装置並びに演算処理装置及び非接触変位計の例を示す斜視図である。
【図５】非接触変位計によるシールリップの軸方向変位の測定を示す概略部分切断部端面図である。
【図６】非接触変位計によりシールリップの軸方向変位を測定してシールリップの摺動面に対する追随性を評価する接触シールの性能評価装置の構成を示すブロック図である。
【図７】摺動部における空隙の大きさの測定結果の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の接触シールの性能評価方法及び性能評価装置は、上述のとおり、内側部材及び外側部材間の環状開口を塞ぐ接触シールの性能評価指標として、摺動面に対するシールリップの追随性（追従性）に着目するものであり、内側部材及び外側部材の相対的回転に伴ってシールリップが摺動面から離反して発生する空隙及びこの空隙の大きさにより前記追随性を評価するものである。
【００１７】
図１及び図２に示す接触シール１は、内側部材５の外周面よりも径方向外側に位置して回転する外側部材６の周溝６Ａに内嵌され、内側部材５及び外側部材６間の環状開口Ａを塞ぐ、鋼板等からなる環状の金属製芯金２に合成ゴム等の粘弾性体３を加硫接着により被覆してなり、粘弾性体３の内周側端部をシールリップ４として、このシールリップ４が内側部材５の摺動面５Ａを摺動する内周側摺動部Ｂを有するシール構造を有している。
ここで、粘弾性体３として使用するゴム材料としては、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。
また、ゴム材料の練り加工性、加硫成形性、金属板との接着性を考慮した場合、他種のゴム、例えば、液状ＮＢＲ、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）等とブレンドして使用することも好ましい使用態様である。
【００１８】
図１〜図３に示す本発明の実施の形態に係る接触シールの性能評価装置は、シール評価構造体１１内に設けた図示しない光源を備えており、受光装置１４を用いて前記内周側摺動部Ｂ（図２参照。）から透過した光Ｌ（図２（ｂ）参照。）を検出することができる。
すなわち、本発明の実施の形態に係る接触シールの性能評価装置は、接触シール１が装着された内側部材５及び外側部材６等からなるシール評価構造体１１、内側部材５又は外側部材６を回転させる（図１の構成では外側部材６を回転させる）駆動装置１２、駆動装置１２を制御する駆動制御装置１３、シール評価構造体１１内に設けた光源と摺動部Ｂに生じた空隙Ｇ（図２（ｂ）参照。）から透過する前記光源からの光Ｌを検出する受光装置１４、受光装置１４により得られたデータを演算処理する演算処理装置１５を備えている。
【００１９】
図１に示すように、シール評価構造体１１のハウジング９及び駆動装置１２のハウジング１０は支持台８上に固定されており、シール評価構造体１１には、その外側部材６に連結固定されたタイミングプーリ１７がハウジング９により回転可能に支持され、駆動装置１２のモータ１９の出力軸には、図示しないタイミングプーリが連結固定されており、シール評価構造体１１側のタイミングプーリ１７及び駆動装置１２側のタイミングプーリには、タイミングベルト１８が掛け渡される。
したがって、図３に示す駆動制御装置１３により駆動装置１２を制御してモータ１９を回転させることにより、このモータ１９の回転に同期してシール評価構造体１１の外側部材６が回転する。
【００２０】
ここで、駆動制御装置１３は、モータ１９のドライバ及びプログラマブルコントローラ等の制御装置からなり、駆動装置１２の位置検出器であるエンコーダ２０の出力を用いてモータの回転数（回転速度）を制御することができる。
また、シール評価構造体１１は、外側部材６の回転（内側部材５及び外側部材６の相対的回転）に伴って内周側摺動部Ｂ（図２（ａ）参照。）の締め代を周期的に変動させることができるものであり、このような機能は、例えば内側部材５及び外側部材６の軸芯を傾けること、これらの軸芯Ｚを同芯として傾けずに内周側摺動部Ｂにおけるシールリップ４の摺動面５Ａを軸芯Ｚに垂直な面から傾けること、又は、摺動面５Ａに周方向の凹凸を形成すること等により実現することができる。
なお、接触シール１の締め代は、最小締め代及び最大締め代を設定して、これら締め代間の変動を周期的に繰り返すようにする。
【００２１】
図２及び図３に示す受光装置１４は、上述のとおり内周側摺動部Ｂから透過した光Ｌを検出するものであり、例えばＣＣＤカメラ２１等の撮像素子及びインターフェース等からなるが、受光センサ等であってもよく、透過光Ｌを検出できるものであればよい。
また、演算処理装置１５は、受光装置１４及び駆動制御装置１３に接続されており、受光装置１４が透過光Ｌを受光した際における外側部材６の回転数（内側部材５及び外側部材６の相対的回転の回転数）の図示しない表示装置への表示や記憶装置への保存等を行うものであるが、演算処理装置１５を設けずに、透過光Ｌを検出した際の外側部材６の回転数を駆動制御装置１３に表示するようにしておき、この回転数の表示を目視により確認するようにしてもよい。
【００２２】
以上のような構成の接触シール１の性能評価装置によれば、駆動制御装置１３により駆動装置１２を駆動して、内周側摺動部Ｂの締め代を周期的に変動させながら外側部材６を回転させることにより、図２（ａ）のように内周側摺動部Ｂに空隙Ｇが生じていない状態から、さらに外側部材６の回転数を上げることにより、この回転数の上昇に伴って、図２（ｂ）のように内周側摺動部Ｂに空隙Ｇが生じると、この空隙Ｇから透過した光を受光装置１４により検出することにより空隙Ｇの発生を容易に検出することができるため、受光装置１４が透過光Ｌを受光した際における外側部材６の回転数を上述のように確認することにより、この回転数の大きさにより、この回転数が大きい程シールリップ４の内側部材５への追随性が良いことがわかるため、接触シール１の性能を評価することができる。
【００２３】
図４〜図６は、受光装置１４により内周側摺動部Ｂからの透過光Ｌを検出する図１〜図３の構成と異なり、レーザ式変位センサ等の非接触変位計１６を用いてシールリップ４の軸方向変位を測定する構成を示しており、図１〜図３と同一の符号は同一又は相当部分を示している。
なお、図４に示すように、シール評価構造体１１及び駆動装置１２を支持する支持台８は、基台７に固定されているとともに、基台７に立設された支柱２２に支持部材２３が取り付けられ、支持部材２３により非接触変位計１６のセンサヘッド２４が支持される。
また、図５に示すように、内側部材５はその上面を摺動面５Ａとし、摺動面５Ａを軸芯Ｚに垂直な面から傾けた傾斜面５Ｂとしているため、外側部材６を固定して内側部材５を回転することにより、あるいは内側部材５を固定して外側部材６を回転させることにより、内側部材５及び外側部材６の相対的回転に伴って内周側摺動部Ｂ（図５参照。）の締め代を周期的に変動させることができる。
【００２４】
以上のような構成の接触シール１の性能評価装置によれば、図５に示すように非接触変位計１６によりシールリップ４の軸方向変位を測定し、この測定値を用いて、内側部材５のシールリップ４の摺動面５Ａにおける非接触変位計１６によるシールリップ４の軸方向変位の測定点に対応する、該測定点直下の摺動面５Ａの変位との差を求めることにより、内側部材５及び外側部材６の相対的回転に伴う内周側摺動部Ｂにおける空隙の発生の検出及び前記空隙の大きさの測定をすることができる。
よって、内周側摺動部Ｂの空隙を検出した際における内側部材５及び外側部材６の相対的回転の回転数を、駆動制御装置１３に接続した演算処理装置１５による表示装置への表示等により容易に確認することができ、この回転数の大きさにより、この回転数が大きい程シールリップ４の内側部材５への追随性が良いことがわかるため、接触シール１の性能を評価することができる。
【００２５】
また、内側部材５及び外側部材６の相対的な回転数を所定回転数に保った状態で摺動部Ｂに生じた空隙の大きさ（開き量）を測定することにより、この空隙の大きさが小さい程シールリップ４の内側部材５への追随性が良いことがわかるため、接触シール１の性能を評価することができる。
このような摺動部Ｂに生じた空隙の大きさを測定する方法によれば、内側部材５及び外側部材６の相対的な回転数を少しずつ上昇させることなく、シールリップ４の内側部材５への追随性をより容易に評価することができる。
なお、図４〜図６に示したシール評価構造体１１において、内側部材５及び外側部材６の相対的回転に伴って内周側摺動部Ｂの締め代を周期的に変動させるものではなく、内周側摺動部Ｂの締め代を所定値に設定したものであってもよい。
【００２６】
表１は、損失正接（ｔａｎδ）が小さい順に並べたゴム材料について、本発明によるシールリップ４の内側部材５への追随性の評価結果（順位）を示したものである。
【００２７】
【表１】
【００２８】
表１の評価結果の比較により、本発明による接触シールの性能評価方法及び性能評価装置によるシールリップ４の内側部材５への追随性の評価結果（順位）と、ゴムの損失正接（ｔａｎδ）による評価順位とが一致しない場合があることがわかる。
このことからも、上述のとおり、損失正接（ｔａｎδ）は、粘弾性体の変形に伴うエネルギーロス（内部摩擦）を表すため、接触シール１の性能評価に対して一定の指針を与えるものであるが、接触シールの性能評価において損失正接による評価だけでは十分ではないことがわかる。
【００２９】
図７は、非接触変位計１６を用いた図４〜図６の構成により、内側部材５及び外側部材６の相対的な回転数を所定回転数である３０００ｒｐｍに保った状態で、摺動部Ｂに生じた空隙の大きさ（開き量）を測定した例（実線）を示しており、摺動部Ｂに空隙がない状態を示す正弦曲線（２点鎖線）との差が、摺動部Ｂに生じた空隙の大きさ（開き量）を示しているため、この差を測定することにより上述のシールリップ４の内側部材５への追随性である接触シール１の性能を評価することができる。
【００３０】
以上のような本発明の接触シール１の性能評価方法及び性能評価装置によれば、浸水試験（耐水性試験）による性能評価等の比較的大掛かりな手間が掛かる評価をすることなく、形状が同一で材料が相違する場合の影響、形状を変化させた場合の影響、測定雰囲気の温度の影響、及び、熱老化又はオイル劣化の影響等の検討、実際の製品における接触シールの性能比較、並びに、接触シールのシミュレーションモデルの検証等を比較的簡便に行うことができる。
【００３１】
以上の説明においては、接触シール１が内周側摺動部Ｂを有するシール構造を有する場合について説明したが、接触シール１が、外側部材の内周面よりも径方向内側に位置して回転する内側部材に取り付けられ、これら外側部材及び内側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の外周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記外側部材を摺動する外周側摺動部を有するシール構造を有するものであってもよい。
【符号の説明】
【００３２】
Ａ 環状開口
Ｂ 摺動部
Ｇ 空隙
Ｌ 透過光
Ｚ 軸芯
１ 接触シール
２ 芯金
３ 粘弾性体
４ シールリップ
５ 内側部材
５Ａ 摺動面
５Ｂ 傾斜面
６ 外側部材
１１ シール評価構造体
１２ 駆動装置
１３ 駆動制御装置
１４ 受光装置
１５ 演算処理装置
１６ 非接触変位計
１７ タイミングプーリ
１８ タイミングベルト
１９ モータ
２０ エンコーダ
２１ ＣＣＤカメラ
２２ 支柱
２３ 支持部材
２４ センサヘッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側部材の外周面よりも径方向外側に位置して回転する外側部材に取り付けられ、これら内側部材及び外側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の内周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記内側部材を摺動する内周側摺動部を有するシール構造、又は、外側部材の内周面よりも径方向内側に位置して回転する内側部材に取り付けられ、これら外側部材及び内側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の外周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記外側部材を摺動する外周側摺動部を有するシール構造の接触シールの性能評価方法であって、
前記内側部材及び外側部材の相対的回転に伴う前記内周側摺動部又は外周側摺動部における空隙の発生又はこの空隙の大きさにより前記シールリップの前記内側部材又は外側部材への追随性を評価することを特徴とする接触シールの性能評価方法。
【請求項２】
前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を周期的に変動させながら前記内側部材及び外側部材を相対的に回転させ、この回転数の上昇に伴って前記摺動部に空隙が生じた際の回転数の大きさにより前記追随性を評価する請求項１記載の接触シールの性能評価方法。
【請求項３】
前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を所定値に設定した状態で、前記内側部材及び外側部材を所定回転数で相対的に回転させた際における前記空隙の大きさにより前記追随性を評価する請求項１記載の接触シールの性能評価方法。
【請求項４】
内側部材の外周面よりも径方向外側に位置して回転する外側部材に取り付けられ、これら内側部材及び外側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の内周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記内側部材を摺動する内周側摺動部を有するシール構造、又は、外側部材の内周面よりも径方向内側に位置して回転する内側部材に取り付けられ、これら外側部材及び内側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の外周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記外側部材を摺動する外周側摺動部を有するシール構造の接触シールの性能評価装置であって、
前記接触シールが装着された前記内側部材及び外側部材において、これらの軸芯を傾けること、これらの軸芯を傾けずに前記内周側摺動部若しくは外周側摺動部における前記シールリップの摺動面を前記軸芯に垂直な面から傾けること、又は、前記摺動面に周方向の凹凸を形成することにより、前記内側部材及び外側部材の相対的回転に伴って前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を周期的に変動させるシール評価構造体と、
前記内側部材又は外側部材を回転させる駆動装置と、
該駆動装置を制御する駆動制御装置と、
前記シール評価構造体内に設けた光源と、
前記摺動部に生じた空隙から透過する前記光源からの光を検出する受光装置とを備えたことを特徴とする接触シールの性能評価装置。
【請求項５】
内側部材の外周面よりも径方向外側に位置して回転する外側部材に取り付けられ、これら内側部材及び外側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の内周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記内側部材を摺動する内周側摺動部を有するシール構造、又は、外側部材の内周面よりも径方向内側に位置して回転する内側部材に取り付けられ、これら外側部材及び内側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の外周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記外側部材を摺動する外周側摺動部を有するシール構造の接触シールの性能評価装置であって、
前記接触シールが装着された前記内側部材及び外側部材において、これらの軸芯を傾けること、これらの軸芯を傾けずに前記内周側摺動部若しくは外周側摺動部における前記シールリップの摺動面を前記軸芯に垂直な面から傾けること、又は、前記摺動面に周方向の凹凸を形成することにより、前記内側部材及び外側部材の相対的回転に伴って前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を周期的に変動させるシール評価構造体と、
前記内側部材又は外側部材を回転させる駆動装置と、
該駆動装置を制御する駆動制御装置と、
前記シールリップの軸方向変位を測定する非接触変位計とを備えたことを特徴とする接触シールの性能評価装置。
【請求項６】
内側部材の外周面よりも径方向外側に位置して回転する外側部材に取り付けられ、これら内側部材及び外側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の内周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記内側部材を摺動する内周側摺動部を有するシール構造、又は、外側部材の内周面よりも径方向内側に位置して回転する内側部材に取り付けられ、これら外側部材及び内側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の外周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記外側部材を摺動する外周側摺動部を有するシール構造の接触シールの性能評価装置であって、
前記接触シールが装着された前記内側部材及び外側部材において、前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を所定値に設定したシール評価構造体と、
前記内側部材又は外側部材を回転させる駆動装置と、
該駆動装置を制御する駆動制御装置と、
前記シールリップの軸方向変位を測定する非接触変位計とを備えたことを特徴とする接触シールの性能評価装置。
【請求項１】
内側部材の外周面よりも径方向外側に位置して回転する外側部材に取り付けられ、これら内側部材及び外側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の内周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記内側部材を摺動する内周側摺動部を有するシール構造、又は、外側部材の内周面よりも径方向内側に位置して回転する内側部材に取り付けられ、これら外側部材及び内側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の外周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記外側部材を摺動する外周側摺動部を有するシール構造の接触シールの性能評価方法であって、
前記内側部材及び外側部材の相対的回転に伴う前記内周側摺動部又は外周側摺動部における空隙の発生又はこの空隙の大きさにより前記シールリップの前記内側部材又は外側部材への追随性を評価することを特徴とする接触シールの性能評価方法。
【請求項２】
前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を周期的に変動させながら前記内側部材及び外側部材を相対的に回転させ、この回転数の上昇に伴って前記摺動部に空隙が生じた際の回転数の大きさにより前記追随性を評価する請求項１記載の接触シールの性能評価方法。
【請求項３】
前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を所定値に設定した状態で、前記内側部材及び外側部材を所定回転数で相対的に回転させた際における前記空隙の大きさにより前記追随性を評価する請求項１記載の接触シールの性能評価方法。
【請求項４】
内側部材の外周面よりも径方向外側に位置して回転する外側部材に取り付けられ、これら内側部材及び外側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の内周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記内側部材を摺動する内周側摺動部を有するシール構造、又は、外側部材の内周面よりも径方向内側に位置して回転する内側部材に取り付けられ、これら外側部材及び内側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の外周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記外側部材を摺動する外周側摺動部を有するシール構造の接触シールの性能評価装置であって、
前記接触シールが装着された前記内側部材及び外側部材において、これらの軸芯を傾けること、これらの軸芯を傾けずに前記内周側摺動部若しくは外周側摺動部における前記シールリップの摺動面を前記軸芯に垂直な面から傾けること、又は、前記摺動面に周方向の凹凸を形成することにより、前記内側部材及び外側部材の相対的回転に伴って前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を周期的に変動させるシール評価構造体と、
前記内側部材又は外側部材を回転させる駆動装置と、
該駆動装置を制御する駆動制御装置と、
前記シール評価構造体内に設けた光源と、
前記摺動部に生じた空隙から透過する前記光源からの光を検出する受光装置とを備えたことを特徴とする接触シールの性能評価装置。
【請求項５】
内側部材の外周面よりも径方向外側に位置して回転する外側部材に取り付けられ、これら内側部材及び外側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の内周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記内側部材を摺動する内周側摺動部を有するシール構造、又は、外側部材の内周面よりも径方向内側に位置して回転する内側部材に取り付けられ、これら外側部材及び内側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の外周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記外側部材を摺動する外周側摺動部を有するシール構造の接触シールの性能評価装置であって、
前記接触シールが装着された前記内側部材及び外側部材において、これらの軸芯を傾けること、これらの軸芯を傾けずに前記内周側摺動部若しくは外周側摺動部における前記シールリップの摺動面を前記軸芯に垂直な面から傾けること、又は、前記摺動面に周方向の凹凸を形成することにより、前記内側部材及び外側部材の相対的回転に伴って前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を周期的に変動させるシール評価構造体と、
前記内側部材又は外側部材を回転させる駆動装置と、
該駆動装置を制御する駆動制御装置と、
前記シールリップの軸方向変位を測定する非接触変位計とを備えたことを特徴とする接触シールの性能評価装置。
【請求項６】
内側部材の外周面よりも径方向外側に位置して回転する外側部材に取り付けられ、これら内側部材及び外側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の内周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記内側部材を摺動する内周側摺動部を有するシール構造、又は、外側部材の内周面よりも径方向内側に位置して回転する内側部材に取り付けられ、これら外側部材及び内側部材間の環状開口を塞ぐ、環状の芯金に粘弾性体を被覆して該粘弾性体の外周側端部をシールリップとし、該シールリップが前記外側部材を摺動する外周側摺動部を有するシール構造の接触シールの性能評価装置であって、
前記接触シールが装着された前記内側部材及び外側部材において、前記内周側摺動部又は外周側摺動部の締め代を所定値に設定したシール評価構造体と、
前記内側部材又は外側部材を回転させる駆動装置と、
該駆動装置を制御する駆動制御装置と、
前記シールリップの軸方向変位を測定する非接触変位計とを備えたことを特徴とする接触シールの性能評価装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２０２７９７（Ｐ２０１１−２０２７９７Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７３４３２（Ｐ２０１０−７３４３２）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００２１１６９５）中西金属工業株式会社 (222)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００２１１６９５）中西金属工業株式会社 (222)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]