橡膠表面的加工方法及密封構件的制作方法

專利名稱：橡膠表面的加工方法及密封構件的制作方法
技術領域：
本發明涉及橡膠表面的加工方法及實施了利用該加工方法進行的加工處理的密封構件，例如，組裝到軸承的密封圈中的橡膠制密封構件的密封唇部的加工方法及實施了利用該加工方法進行的加工處理的橡膠制密封構件。
背景技術：
如前面所述的軸承的密封圈包含有成一體地固定安裝在芯材上的橡膠制密封構件，并且所述密封圈介于相對旋轉的兩個構件(例如，外輪和內輪)之間。該密封構件經由前述芯材嵌裝到前述兩個構件中的一個構件上，該密封唇部直接或者以經由擋油圈彈性接觸的方式組裝到前述兩個構件中的另外一個構件中，在前述兩個構件相對旋轉時，密封唇部與前述匹配方構件(前述另外一個構件或者擋油圈等)彈性滑動接觸，具有將軸承的軸承空間密封的功能。在組裝了前面所述的密封構件的密封圈中，為了既保持密封性又減小與匹配方構件的滑動接觸阻力，在前述密封唇部相對于前述匹配方構件滑動接觸的部分，施加潤滑脂等潤滑劑。并且，為了提高該潤滑劑的保持性，力圖低磨損化及低摩擦化，在密封唇部的滑動接觸部分實施細的凹凸加工(表面粗糙化處理)。在專利文獻I至3中，記載了實施了這種表面粗糙化處理的密封構件。另外，在專利文獻4中，記載了在硫化橡膠的表面照射紫外線激光，以便在橡膠的表面形成微細的凹凸結構的硫化橡膠的表面處理方法。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2001 - 355740號公報專利文獻2 日本特開2004 - 263738號公報專利文獻3 日本特開2008 - 8455號公報專利文獻4 :日本特許第3380124號公報

發明內容
發明所要解決的課題過去，作為將橡膠表面粗糙化的方法，實施采用在用于成形橡膠基體材料的金屬模的成形面上進行皺紋加工等，在成形時將皺紋加工面轉印到橡膠基體材料上的方法；或者在成形了的橡膠基體材料的表面實施噴砂的噴丸處理或者研磨處理的方法。在專利文獻I中，記載了通過梨皮面加工(暗光澤精加工)、形成螺紋突起或平行突起、或者滾花加工，進行油封的由橡膠彈性體構成的密封唇中的滑動面的表面粗糙化，但是，對于其具體的表面粗糙化處理的方法，并沒有記載。另外，在專利文獻2中，記載了在密封圈的由橡膠彈性體構成的密封唇中的與匹配方構件接觸的接觸面上形成粗加工面，但是，對于其具體的粗加工處理的方法并沒有記載。在專利文獻3中，記載了通過在成形模具的成形面上照射短脈沖激光，形成微細的凹凸，在將樹脂裝填到該模具中以成形密封構件時，通過將形成在模具上的前述凹凸轉印到密封構件上，在密封構件的與內輪(匹配方構件)接觸的接觸面上形成微細的凹凸。在將專利文獻3中記載的方法應用于橡膠基體材料的表面加工的情況下，成形時的脫模性差，從而，作為成形品的橡膠基體材料的成品率變低，難以穩定的批量化生產。在這種情況下，代替激光照射，也采用通過切削加工、蝕刻加工或者噴丸處理，在模具的內表面上形成微細的凹凸，但是，不能任意地控制凹凸的形成形式，從而，難以確保成為密封點的平坦部，因此，在應用于密封構件的情況下，成為對于密封性缺乏可靠性的主要原因。況且，不可能隔開間隔規則地形成孔徑小、有一定深度的多個小孔。另外，在對于橡膠基體材料的表面實施噴砂的噴丸處理或者研磨處理的方法的情況下，和前面所述一樣，難以確保成為密封點的平坦部，在應用于密封構件的情況下，在成為密封性降低的主要原因之外，還成為在前述處理時產生粉塵，該粉塵作為異物殘留在滑動接觸部，阻礙密封性的主要原因。
在專利文獻4中，如前面所述，記載了在硫化橡膠的表面照射紫外線激光，在橡膠的表面上形成微細的凹凸結構的硫化橡膠的表面處理方法，記載了通過使激光照射中的注量(即通量密度的時間積分)和每單位時間的照射次數變化，能夠控制前述凹凸結構的形態的內容。但是，這里的微細的凹凸結構的形成目的，是防止硫化橡膠制品彼此的粘著，或者摩擦系數的控制等橡膠制品的摩擦學特性的改善，沒有在經由潤滑劑與匹配方構件滑動接觸的部分改善潤滑劑的保持性、或者潤滑劑的潤濕性等的意圖。另外，可以設想，由于存在凸部，所以可以設想，若應用于對相互滑動接觸的部分進行密封的密封構件，則在滑動接觸時，產生磨損粉末，或者凸部的存在成為阻礙密封性的主要原因。本發明是鑒于上述情況做出的，例如，其目的是提供一種橡膠表面的加工方法和利用該方法獲得的密封構件，所述方法，對于作為密封構件使用的橡膠基體材料的表面，提高介于其與匹配方構件之間的潤滑劑的保持性，以便力圖其與匹配方構件之間的低摩擦化及低磨損化，并且，對于提高潤滑劑的潤濕適應性是有效的。解決課題的手段為了解決上述課題，作為第一個發明，提出三種形式的橡膠表面的加工方法，以及，作為第二個發明，提出采用了這些方法中的任一種方法的密封構件。根據作為第一個發明的第一種形式的橡膠表面的加工方法，其特征在于，通過來自于激光照射裝置的激光照射，在橡膠基體材料的表面以規則的斑點狀形成多個小孔。另外，根據作為第一個發明的第二種形式的橡膠表面的加工方法，其特征在于，通過來自于激光照射裝置的激光照射，剝離除去橡膠基體材料的表層部。進而，根據作為第一個發明的第三種形式的橡膠表面的加工方法，通過來自于激光照射裝置的激光照射，在橡膠基體材料的表面以規則的斑點狀形成多個小孔，并且，通過來自于激光照射裝置的激光照射，剝離除去該橡膠基體材料的表層部。另外，在前述橡膠表面的加工方法中，當在前述橡膠基體材料的表面形成多個小孔時，也可以一邊使前述激光照射裝置沿著前述橡膠基體材料以規定的速度掃描，一邊從前述激光照射裝置間歇地照射激光。在這種情況下，前述激光照射裝置也可以配備有光閘，并且并用前述激光的間歇式照射和該光閘的開閉。或者，也可以在剝離除去前述橡膠基體材料的表層部時，一邊沿著前述橡膠基體材料以規定的速度掃描前述激光照射裝置，一邊從前述激光照射裝置連續地照射激光。這里的激光照射裝置的掃描，采用一邊使激光照射裝置移動一邊對固定狀態的橡膠基體材料進行激光照射的方式，和在使激光照射裝置固定的狀態下，一邊使橡膠基體材料移動一邊進行激光照射的方式。作為第二個發明的密封構件，是由包含有相對于匹配方構件彈性地滑動接觸的密封唇部的橡膠基體材料構成的密封構件，其特征在于，在 前述密封唇部的相對于前述匹配方構件的滑動接觸面上，實施利用前述任一種加工方法進行的加工處理。在這種情況下，前述滑動接觸面的唇端側部可以作為不實施前述加工處理的非加工區域。
發明的效果在根據第一個發明的第一種形式的橡膠表面的加工方法中，通過來自于激光照射裝置的激光照射，可以在橡膠基體材料的表面上以規則的斑點狀形成多個小孔。從而，如第二個發明那樣，如果在由橡膠基體材料構成的密封構件的密封唇部中的相對于前述匹配方構件的滑動接觸面上實施利用該加工方法進行的加工處理，則可以減少與匹配方構件的接觸面積，由此形成低摩擦的密封構件。另外，如果使潤滑油等潤滑劑介于該密封構件與匹配方構件之間，則潤滑劑被保持在多個小孔中，在長期的相互滑動接觸中，保持在小孔中的潤滑劑被逐漸地供應，防止其枯竭，實現密封構件的低摩擦化、低磨損化。從而，力圖密封構件的長壽命化。進而，可以將在滑動時產生的橡膠的研磨粉末或從外部侵入的異物捕捉到小孔中，借此，可以抑制滑動面的損傷或磨損等的發生。另外，在前述橡膠基體材料的表面形成多個小孔時，一邊使前述激光照射裝置沿著前述橡膠基體材料以規定的速度掃描，一邊間歇地照射前述脈沖激光，借此，可以簡單地以規則的斑點狀形成多個小孔。在這種情況下，適當地設定激光的照射條件(頻率、時間等)、激光照射的掃描速度，進而，適當地設定間歇照射的照射間隔等，借此，研究潤滑劑的保持性、摩擦或者磨損性等，可以根據適用條件將小孔的開口直徑、深度及形成間隔合理化。作為激光照射裝置，優選采用配備有Q開關的裝置。這是因為，在橡膠的加工中，為了降低熱損傷或提高加工精度，能夠以更短的脈沖振蕩的激光是優選的。并且，通過將由于以短脈沖振蕩而具有強的能量的Q開關振蕩與光閘相組合，可以加深小孔的深度，并且減小開口直徑。另外，可以抑制直到激光掃描速度成為一定為止的小孔形成時的小孔間節距(小孔間距離)的偏差。進而，在只使用Q開關的情況下，恒定激光照射時的小孔間節距成為一定，但是，通過并用小孔間光閘和Q開關，可以任意改變小孔間節距。在根據第一個發明的第二種形式的橡膠表面的加工方法中，通過來自于激光照射裝置的激光照射，可以簡單地剝離除去橡膠基體材料的表層部。從而，如果如第二個發明那樣，在由橡膠基體材料構成的密封構件的密封唇部中的對前述匹配方構件的滑動接觸面上實施利用該加工方法進行的加工處理，則由于橡膠表面的所謂表皮層被除去，所以，可以將橡膠表面改性成憎水性及親油性。借此，獲得防止由于使用環境引起的泥水等的侵蝕的效果，并且，潤滑脂等油性的潤滑劑的潤濕性變得良好，介于其與匹配方構件之間的潤滑劑均勻地遍布滑動接觸面，減小其與匹配方構件的滑動接觸阻力，改善摩擦或磨損性等。并且，通過一邊使前述激光照射裝置沿著前述橡膠基體材料以規定的速度掃描，一邊連續地照射前述激光，可以簡單地除去橡膠基體材料的表層部。在這種情況下，通過適當地設定激光照射條件(頻率、時間等)、激光照射的掃描速度，可以根據應用條件任意地將和潤滑劑的潤濕性(憎水性、親油性)合理化。在這種情況下，通過利用脈沖振蕩照射激光，與連續(CW)振蕩相比，可以減少橡膠的熱損傷。根據第一個發明的第三種形式的橡膠表面的加工方法，由于并用前述第一種形式及第二形式的加工方法，所以，如果如第二個發明那樣，在由橡膠基體材料構成的密封構件的密封唇部中的相對于前述匹配方構件的滑動接觸面上實施利用該加工方法進行的加工處理，則能夠綜合前述效果，則能夠使密封性及潤滑的保持性優異，且以低摩擦及低磨損實現長壽命的密封構件。在第二個發明中，在將前述滑動接觸面的唇端側部作為不實施前述加工處理的非加工區域的情況下，由于可靠地確保成為密封點的 平坦部，所以，通過該非加工區域的存在，彌補由前述加工處理引起的密封性的降低。而且，由于利用前述激光照射裝置進行加工處理，所以，通過恰當地進行激光照射裝置的條件設定，簡單而且可靠地進行該非加工區域的形成。


圖I (a) (b) (C)是說明根據本發明的橡膠表面的加工方法的概念圖，Ca)是表示該加工方法的第一種形式的一個例子的概念圖，(b)是表示該加工方法的第二種形式的一個例子的概念圖，(C)是表示該加工方法的第三種形式的一個例子的概念圖。圖2是示意地表示用顯微鏡觀察利用該加工方法的第一或第三種形式加工的橡膠基體材料的表面的狀態的外觀平面圖。圖3是綜合地表示根據該第一至第三種形式的加工方法的加工條件等的圖示。圖4是總結在本發明的加工方法中使用的激光照射裝置中的激光振蕩模式和加工形式的關系的說明圖。圖5 (a) (b) (C)是表示激光照射裝置的激光照射條件和所形成的小孔的深度的關系的圖示，(a)表示激光照射開閉光閘的開時間為O. Olms的情況，(b)是該光閘的開時間為O. 05ms的情況，(c)是該光閘的開時間為O. Ims的情況。圖6 (a) (b) (C)是表示激光照射裝置的激光照射條件與所形成的小孔的開口直徑的關系的圖示，(a)表示激光照射開閉光閘的開時間為O. Olms的情況，(b)是該光閘的開時間為O. 05ms的情況，(c)是該光閘的開時間為O. Ims的情況。圖7 (a)是表示在利用根據第一種形式的加工方法加工處理過的橡膠基體材料樣品與金屬構件之間存在潤滑脂并相互滑動接觸時的摩擦系數隨時間變化的曲線圖，(b)是表示對于未加工的橡膠基體材料樣品的該摩擦系數隨時間變化的曲線圖。圖8 (a) (b)是表示利用根據第二種形式的加工方法加工處理過的橡膠基體材料樣品的表面的親水性及親油性與照射的激光的脈沖頻率的關系的曲線圖，Ca)是表示將水滴下時，水滴相對于橡膠表面的接觸角與照射的激光的脈沖頻率的關系，(b)表示將將十六烷滴下時，十六烷相對于橡膠表面的接觸角與照射的激光的脈沖頻率的關系。圖9是表示將利用本發明的加工方法處理過的橡膠基體材料應用于密封唇的背面密封型的密封圈的一個例子的包含有部分放大圖的剖視圖。
具體實施例方式下面，基于附圖對于本發明的實施形式進行說明。圖I (a)示意地表示根據本發明的橡膠表面的加工方法的第一種形式。即，圖I (a)表示通過一邊使激光照射裝置2沿著橡膠基體材料I的表面Ia在空白箭頭所示的方向上以規定的速度掃描，一邊每隔適當的間隔間歇地照射設定為規定照射條件的激光，在橡膠基體材料I的表面Ia以規則的斑點狀形成多個小孔11…的過程。另外，圖I (b)示意地表示根據本發明的橡膠表面的加工方法的第二種形式。SP，圖I (b)表示通過一邊使激光照射裝置2沿著橡膠基體材料I的表面Ia在空白箭頭所示的方向上以規定的速度掃描，一邊連續地照射被設定為規定的照射條件的激光，在橡膠基體材料I的表面Ia形成剝離部12的過程。進而，圖I (C)示意地表示根據本發明的橡膠表面的加工方法的第三種形式。即，圖I (C)表示并用根據前述第一種形式和第二種形式的加工方法，在利用根據第二種形式的加工方法在橡膠基體材料I的表面Ia形成剝離部12之后，利用根據第一種形式的加工方法在橡膠基體材料I的表面Ia以規則的斑點狀形成多個小孔11…的過程。
另外，加工順序并不局限于此，也可以在實施了根據第一種形式的加工方法之后，實施根據第二種形式的加工方法。作為前述激光照射裝置2，采用O $ W ^株式會社制的激光加工機KL -7112A，在激光的照射口 2a處配備有能夠根據預定的程序控制開閉定時的激光照射開閉光閘(圖中未示出)。在圖I (a) (b) (c)中，示意地表示了作為這種激光加工機的一部分的激光照射裝置2。從而，在利用根據前述第一種形式或第三種形式的加工方法在橡膠基體材料I的表面Ia形成多個小孔11…的情況下，一邊使激光照射裝置2沿著橡膠基體材料I的表面Ia掃描，一邊以Q開關振蕩被設定為規定的照射條件的激光，以恰當的定時開閉前述開閉光閘，照射到前述表面Ia上，借此，可以在橡膠基體材料I的表面Ia以規則的斑點狀形成多個小孔11…。圖2是示意地表示用顯微鏡觀察利用根據前述第一種形式或第三種形式的加工方法獲得的橡膠基體材料I的狀態的外觀平面圖，表示一邊使激光照射裝置2以規定的速度掃描，一邊以Q開關振蕩被設定為規定的照射條件的激光，以規定的開閉定時開閉前述開閉光閘，照射激光，借此，在橡膠基體材料I的表面la，具有二維的規則性地以斑點狀形成一定節距P的多個小孔11…。圖3綜合地表示根據前述各種形式的加工方法中的加工條件的一個例子。在這些形式中的任一種形式中，作為橡膠基體材料I使用含有適當的填充劑的NBR的硫化片。作為基體材料1，并不局限于NBR，也可以采用作為密封構件廣泛使用的HNBR、ACM、FKM、EPDM、AEM、VMQ、FVMQ、BR、CR等。作為配備有前述激光照射裝置2的激光加工機，使用被調整成能夠輸出波長1064nm的激光的YV04激光器。另外，作為激光器的種類，除了 YV04激光器之夕卜，也可以使用波長100 11，OOOnm的YAG激光器、二氧化碳激光器、IS激光器、準分子激光器、光纖激光器、石英激光器、半導體激光器、盤形激光器、F2激光器等。特別是，YV04激光器通用性高，對于實施本發明是有用的。激光照射裝置2，在形成小孔I···時(第一種形式及第三種形式)，作為具有前述開關光閘(間歇式開閉)的裝置使用，在除去表層部時(第二種形式及第三種形式)，作為沒有前述開閉光閘(常開)的裝置使用。間歇地開閉控制該開閉光閘時的光閘的開時間，被控制在O O. 6ms，優選被控制在O. 01 O. Ims0另外，激光照射的輸出為20 24A，頻率被設定成O. I 200kHz。在使激光照射裝置2沿橡膠基體材料I的表面Ia掃描時的掃描速度，為O. 01 28，000mm/s。
通過在這種條件下使激光照射裝置2動作，在第一及第三種形式中，在橡膠基體材料I上，如圖2所示以規則排列的斑點狀形成多個小孔11，所述小孔11的深度為O. I 500 μ m,優選為I 20 μ m ;開口直徑為O. I 100 μ m,優選為70 110 μ m ;節距P為O. I 1000 μ m,優選為10 300 μ m。另外，在第二及第三種形式中，在橡膠基體材料I上，除去表層部(表皮層)，如圖I (b) (c)所示，形成剝離部12。圖4是總結在前述加工方法中使用的激光照射裝置的激光振蕩模式與加工形式的關系的說明圖。在圖中，作為在發明的加工方法中優選采用的激光振蕩模式，大致分為連續(CW)模式、脈沖模式、Q開關模式。另外，作為加工形式，表不了利用作為第一種形式的光閘的小孔的形成及不用光閘的小孔的形成、作為第二種形式的表層部的除去。第三種形式，如前面所述，是并用第一及第二種形式的情況。在圖4中，在利用光閘形成小孔的情況下，在以連續(CW)模式照射激光的場合，如 圖所示，一邊以規定的速度掃描照射寬的波形的激光，一邊間歇地打開光閘，在試樣(橡膠基體材料)上形成規則的小孔。另外，在以脈沖模式照射激光的場合，一邊以規定的速度掃描照射按頻率控制的激光，一邊間歇地打開光閘，或者一邊同樣地照射按時間控制(通過機械來設定)的激光，一邊間歇地打開光閘，并均在試樣上形成規則的小孔。在后一種場合，在激光的脈沖與光閘的打開定時相一致時，在試樣上形成小孔。進而，在以Q開關模式照射激光的場合，一邊在利用Q開關設定成短脈沖的狀態下以規定的速度掃描照射激光，一邊間歇地打開光閘，在試樣上形成規則的小孔。在不用光閘形成小孔的情況下，利用連續模式的激光照射，不能形成規則的小孔。在利用脈沖模式的激光照射的場合，以規定的速度掃描照射按頻率控制或者按時間控制的圖中所示的脈沖圖形的激光，在試樣上形成規則的小孔。在這種場合，都是對應于間歇的各個脈沖來形成小孔。另外，在以Q開關模式照射激光的場合，以利用Q開關使與如前面所述采用光閘的情況相比、脈沖間隔大的短脈沖振蕩，以規定的速度掃描照射該激光，借此，在試樣上形成規則的小孔。在這種情況下，也是對應于間歇的各個脈沖形成小孔。在進行表層部的除去的情況下，在以連續(CW)模式照射激光的場合，通過以規定的速度掃描照射激光，進行被激光照射的部位的表層部的剝離。另外，在以脈沖模式照射激光的場合，和前面所述一樣，通過以規定的速度掃描照射按頻率控制、或者按時間控制的脈沖圖形的激光，進行被激光照射的部位的表層部的剝離。進而，在以Q開關模式照射激光的場合，利用Q開關使脈沖間隔小的短脈沖振蕩，以規定的速度掃描照射該激光，借此，進行被激光照射的部位的表層部的剝離。圖5是表示利用前述激光照射裝置2，在由NBR構成的橡膠基體材料I上形成小孔11…時，使光閘的打開時間、激光照射輸出及激光的頻率變化，計測小孔11的深度是如何變化的結果的曲線圖。通過本圖可以理解，光閘打開時間越長、激光照射輸出越大、或者激光的頻率越大，則小孔11的深度變得越大。從而，通過適當地調整這些因素，可以進行小孔11的恰當的深度的控制。圖6是表示在利用前述激光照射裝置2在由NBR構成的橡膠基體材料I上形成小孔11…時，使光閘的打開時間、激光照射輸出及激光的頻率變化，計測小孔11的開口直徑是如何變化的結果的曲線圖。通過本圖可以理解，光閘的打開時間越長、激光照射輸出越大，則小孔11的開口直徑變得越大，但是，不依賴于激光的頻率。從而，通過適當地調整這些依存的因素，小孔11的恰當的開口直徑的控制成為可能。特別是，對于潤滑脂的保持性，由于與小孔11的開口直徑相比，深度的影響更大，所以，能夠在利用光閘開閉時間及激光照射輸出設定恰當的開口直徑的基礎上，使激光的頻率變化，設定恰當的深度。圖7 (a)表示在利用根據本發明的第一種形式的加工方法獲得的前述橡膠基體材料樣品上涂布O. 005g的潤滑脂，在施加50g的負荷的狀態下使直徑IOmm的金屬(SUS304)球在該涂布面上沿著直徑IOmm的圓旋轉(圓周速度261. 66mm/sec),測定在橡膠基體材料與金屬球之間產生的摩擦系數的結果。作為測定該摩擦系數的裝置，使用株式會社> ^力制的摩擦磨損試驗機(FPR - 2100型)。這里使用的橡膠基體材料樣品，是通過前述激光照射裝置2的掃描速度和開閉光閘的開閉定時的設定，將小孔11的節距P設定為200 μ m，以50kHz的頻率進行激光照射，以使得小孔11的深度為4 5 μ m、小孔11的開口直徑為70 75μπι的方式，適當地設定光閘打開時間及激光照射輸出而加工制成的。另外，圖7 (b)表示作為比較例，對于未加工的橡膠基體材料用同樣的方法測定摩擦系數的結果。 由圖7 (a) (b)的結果可以理解，在利用本發明的加工方法制成的橡膠基體材料樣品的情況下，與未加工的樣品相比，初始的摩擦系數降低，隨著時間的推移也是穩定的。這意味著，利用本發明的加工方法制成的橡膠基體材料，在相對于金屬等匹配方構件經由潤滑脂滑動接觸時，潤滑脂的保持性良好，實現滑動接觸時的低摩擦及低磨損化。圖8 (a) (b)表示對于利用根據本發明的第二種形式的加工方法獲得的前述橡膠基體材料樣品的表面的親水性及親油性，研究其與加工處理時的激光照射的頻率的關系的結果。圖8 (a)表示，將水的小滴向通過各種頻率的激光的連續照射除去了表層部的樣品的表面上，測定水滴在橡膠基體材料表面上的接觸角的結果。由該結果可以理解，越提高激光照射的頻率，加工表面的親水性變得越差，憎水性越增大。另外，圖8 (b)表示，將十六烷的小滴向通過各種頻率的激光的連續照射除去了表層部的樣品的表面上，測定十六烷滴在橡膠基體材料表面上的接觸角的結果。由該結果可以理解，越提高激光照射的頻率，加工表面的親油性變得越好，當超過20kHz時，十六烷與橡膠基體材料的表面親和，液滴形狀崩潰，在橡膠基體材料的表面上擴散。這樣，在利用第二種形式的加工方法加工橡膠基體材料的表面時，通過適當地設定激光照射的頻率，可以根據使用目的恰當地控制其表面的憎水性及親油性。特別是，在軸承的密封圈等的密封唇部中使用的情況下，通過提高憎水性，對于阻止從外部向軸承內部的泥水等的侵入是有效的，另外，通過提高親油性，與作為潤滑劑使用的潤滑脂等的親和性提高，其潤滑效果變得更顯著。另外，在利用根據并用第一種形式及第二種形式的第三種形式的加工方法獲得的橡膠基體材料的情況下，如果將其應用于前述密封圈等的密封唇部，則利用第一種形式的加工方法得到的潤滑脂的保持性得到改善、力圖滑動接觸時的低摩擦化及低磨損化的效果、與由第二種形式的加工方法得到的憎水性及親油性提高的效果疊加，實現長壽命化，并且，作為密封構件獲得具有極為優異的適應性的密封唇部。圖9表示將實施了本發明的橡膠表面的加工方法的橡膠基體材料應用于背面密封型的密封圈的密封唇部的情況下的例子。圖例的密封圈3，例如，是安裝在可自由旋轉地支承汽車的車輪的軸承部的密封圈。該密封圈3由以下部分構成金屬制擋油圈4，所述金屬制擋圈4成一體地套裝到成為旋轉側的內輪或軸(圖中均未示出)上；芯材5，所述芯材5成一體地內嵌到成為固定側的外輪(圖中未示出)上；橡膠制的密封構件9，所述密封構件9成一體地固定安裝于該芯材5上，并且配備有與前述擋油圈4彈性滑動接觸地形成的三個密封唇部6 8。圖例的密封構件9，作為密封唇部，包括兩個側(軸向)唇部6、7，所述側唇部6、7與擋油圈4的軸向面彈性接觸；一個潤滑脂(徑向)唇部8，所述潤滑脂唇部8與擋油圈4的徑向面彈性接觸。在這些密封唇部6 8和擋油圈4的彈性滑動接觸部，施加潤滑脂G。在圖中，雙點劃線表示這些密封唇部6 8未彈性變形的原本的形狀的狀態。在側唇部6、7的與擋油圈(匹配方構件)4滑動接觸的滑動接觸面6a上，實施利用前述加工方法進行的加工處理。放大部表示側唇部6的所述滑動接觸部分。在側唇部6的滑動接觸面6a上，實施根據前述第一種實施形式的加工方法的加工處理。即，在該滑動接觸面6a上以規則的斑點狀形成多個小孔61···，前述施加的潤滑油脂G介于該滑動接觸面6a及小孔61···之間。通過內輪或軸的旋轉，擋油圈4與側唇部6的滑動接觸面6a相對地滑動接觸。這時，由于在滑動接觸面6a上形成有多個小孔61…，所以，與擋油圈4的接觸面積少，因此，擋油圈4的旋轉轉矩變小。而且，由于在彼此的滑動接觸部存在潤滑油脂G，所、以，借助該潤滑作用，抑制旋轉轉矩的增大。進而，如前面所述，借助由多個小孔61…產生的潤滑脂保持性和低磨損性及低摩擦性，長時間保持這種低旋轉轉矩，并且，在滑動時發生的橡膠的磨損粉末、或從外部侵入的異物可以被所述小孔61…捕捉，可以使密封構件9長壽命化。前述密封唇部6中的滑動接觸面6a的唇端側部(外周側自由端部)為不實施前述加工處理的非加工區域6b。該非加工區域6b為沿著徑向具有規定寬度D的平坦部，該非加工區域6b成為所謂的密封點，由于前述加工處理而引起的密封性的降低，通過該非加工區域6b的存在而得到補償。從而，該規定寬度D被設定成比密封所必需的最小允許寬度大，比低轉矩化所必需的最大允許寬度小。并且，由于在滑動接觸面6a上，通過前述激光加工，利用所希望的規則的圖形形成多個小孔61···，所以，通過考察由這些小孔61…產生的前述效果，能夠可靠地確保非加工區域6b，恰當地設定其規定的寬度D，借此，可以擴大其設計自由度。另外，如果代替根據第一種形式的加工方法，利用根據第二種形式的加工方法對前述滑動接觸面6a進行加工處理，則如前面所述，通過除去表層部、即表皮層，增大憎水性及親油性，借此，阻止泥水等從外部向軸承內部侵入的效果被更加強化，如前面所述，通過除去表層部、即表皮層，增大憎水性及親油性，并且，潤滑脂對滑動接觸面6a的親和性變得良好，潤滑脂的潤滑效果也變得更加顯著。借此，更加強化阻止泥水等從外部向軸承內部侵入的效果，并且，潤滑脂對滑動接觸面6a的親和性變得良好，潤滑效果也變得更加顯著。進而，如果實施根據前述第三種形式的加工方法，則根據第一種形式的加工方法及根據第二種形式的加工方法的效果復合，飛躍性地提高密封圈中的密封構件的適應性。另外，在圖9中，表示實施了本發明的加工處理的橡膠基體材料為包含有構成背面密封型的密封圈3的密封唇部6 8的密封構件9的例子，但是，并不局限于此，也可以應用于其它結構的密封構件，借此，可以獲得同樣的效果。另外，在圖9中，以應用于內輪側旋轉、外輪側固定的軸承的背面密封型的密封圈作為例子，但是，不言而喻，本發明也能夠應用于適合于將這些旋轉、固定關系顛倒的軸承的背面密封型的密封圈中。附圖標記說明
I橡膠基體材料Ia表面11小孔12剝離部2激光照射裝置4擋油圈(匹配方構件)
6 8 密封唇部6a表面6b非加工區域61小孔9密封構件
權利要求
1.一種橡膠表面的加工方法，其特征在于，通過來自于激光照射裝置的激光照射，在橡膠基體材料的表面，以規則的斑點狀形成多個小孔。
2.一種橡膠表面的加工方法，其特征在于，通過來自于激光照射裝置的激光照射，將橡膠基體材料的表層部剝離除去。
3.一種橡膠表面的加工方法，其特征在于，通過來自于激光照射裝置的激光照射，在橡膠基體材料的表面，以規則的斑點狀形成多個小孔，并且，通過來自于激光照射裝置的激光照射，將該橡膠基體材料的表層部剝離除去。
4.如權利要求I或3所述的橡膠表面的加工方法，其特征在于， 當在橡膠基體材料的表面形成多個小孔時，一邊使前述激光照射裝置沿著前述橡膠基體材料以規定的速度掃描，一邊從前述激光照射裝置間歇地照射激光。
5.如權利要求4所述的橡膠表面的加工方法，其特征在于， 前述激光照射裝置配備有光閘，且并用前述激光的間歇照射和該光閘的開閉。
6.如權利要求2或3所述的橡膠表面的加工方法，其特征在于， 在剝離除去前述橡膠基體材料的表層部時，一邊使前述激光照射裝置沿著前述橡膠基體材料以規定的速度掃描，一邊從前述激光照射裝置連續地照射激光。
7.—種密封構件，所述密封構件由橡膠基體材料構成,所述橡膠基體材料包含有相對于匹配方構件彈性地滑動接觸的密封唇部，其特征在于， 對于前述密封唇部的相對于前述匹配方構件的滑動接觸面，實施利用權利要求I至6中任何一項所述的加工方法進行的加工處理。
8.如權利要求7所述的密封構件，其特征在于， 前述滑動接觸面的唇端側部被形成為不實施前述加工處理的非加工區域。
全文摘要
一種橡膠表面的加工方法，由第一種形式、第二種形式和第三種形式中的任一種形式構成，其中，所述第一種形式，通過來自于激光照射裝置(2)的激光照射，在橡膠基體材料(1)的表面(1a)以規則的斑點狀形成多個小孔(11…)，所述第二種形式，通過來自于激光照射裝置(2)的激光照射，將橡膠基體材料(1)的表層部剝離除去，所述第三種形式并用所述第一形式及第二形式。另外，提供一種密封構件(6)，所述密封構件包含有實施了利用所述這些加工方法中的任一個方法進行的加工處理的密封唇部。
文檔編號C08J7/00GK102666684SQ20108005218
公開日2012年9月12日 申請日期2010年11月16日 優先權日2009年11月20日
發明者山本智久, 日野實, 橫田理津子, 水戶岡豐, 淺沼千尋, 片山龍雄 申請人:內山工業株式會社