专利名称：橡胶表面的加工方法及密封构件的制作方法
技术领域：
本发明涉及橡胶表面的加工方法及实施了利用该加工方法进行的加工处理的密封构件，例如，组装到轴承的密封圈中的橡胶制密封构件的密封唇部的加工方法及实施了利用该加工方法进行的加工处理的橡胶制密封构件。
背景技术：
如前面所述的轴承的密封圈包含有成一体地固定安装在芯材上的橡胶制密封构件，并且所述密封圈介于相对旋转的两个构件(例如，外轮和内轮)之间。该密封构件经由前述芯材嵌装到前述两个构件中的一个构件上，该密封唇部直接或者以经由挡油圈弹性接触的方式组装到前述两个构件中的另外一个构件中，在前述两个构件相对旋转时，密封唇部与前述匹配方构件(前述另外一个构件或者挡油圈等)弹性滑动接触，具有将轴承的轴承空间密封的功能。在组装了前面所述的密封构件的密封圈中，为了既保持密封性又减小与匹配方构件的滑动接触阻力，在前述密封唇部相对于前述匹配方构件滑动接触的部分，施加润滑脂等润滑剂。并且，为了提高该润滑剂的保持性，力图低磨损化及低摩擦化，在密封唇部的滑动接触部分实施细的凹凸加工(表面粗糙化处理)。在专利文献I至3中，记载了实施了这种表面粗糙化处理的密封构件。另外，在专利文献4中，记载了在硫化橡胶的表面照射紫外线激光，以便在橡胶的表面形成微细的凹凸结构的硫化橡胶的表面处理方法。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2001 - 355740号公报专利文献2 日本特开2004 - 263738号公报专利文献3 日本特开2008 - 8455号公报专利文献4 :日本特许第3380124号公报
发明内容
发明所要解决的课题过去，作为将橡胶表面粗糙化的方法，实施采用在用于成形橡胶基体材料的金属模的成形面上进行皱纹加工等，在成形时将皱纹加工面转印到橡胶基体材料上的方法；或者在成形了的橡胶基体材料的表面实施喷砂的喷丸处理或者研磨处理的方法。在专利文献I中，记载了通过梨皮面加工(暗光泽精加工)、形成螺纹突起或平行突起、或者滚花加工，进行油封的由橡胶弹性体构成的密封唇中的滑动面的表面粗糙化，但是，对于其具体的表面粗糙化处理的方法，并没有记载。另外，在专利文献2中，记载了在密封圈的由橡胶弹性体构成的密封唇中的与匹配方构件接触的接触面上形成粗加工面，但是，对于其具体的粗加工处理的方法并没有记载。在专利文献3中，记载了通过在成形模具的成形面上照射短脉冲激光，形成微细的凹凸，在将树脂装填到该模具中以成形密封构件时，通过将形成在模具上的前述凹凸转印到密封构件上，在密封构件的与内轮(匹配方构件)接触的接触面上形成微细的凹凸。在将专利文献3中记载的方法应用于橡胶基体材料的表面加工的情况下，成形时的脱模性差，从而，作为成形品的橡胶基体材料的成品率变低，难以稳定的批量化生产。在这种情况下，代替激光照射，也采用通过切削加工、蚀刻加工或者喷丸处理，在模具的内表面上形成微细的凹凸，但是，不能任意地控制凹凸的形成形式，从而，难以确保成为密封点的平坦部，因此，在应用于密封构件的情况下，成为对于密封性缺乏可靠性的主要原因。况且，不可能隔开间隔规则地形成孔径小、有一定深度的多个小孔。另外，在对于橡胶基体材料的表面实施喷砂的喷丸处理或者研磨处理的方法的情况下，和前面所述一样，难以确保成为密封点的平坦部，在应用于密封构件的情况下，在成为密封性降低的主要原因之外，还成为在前述处理时产生粉尘，该粉尘作为异物残留在滑动接触部，阻碍密封性的主要原因。
在专利文献4中，如前面所述，记载了在硫化橡胶的表面照射紫外线激光，在橡胶的表面上形成微细的凹凸结构的硫化橡胶的表面处理方法，记载了通过使激光照射中的注量(即通量密度的时间积分)和每单位时间的照射次数变化，能够控制前述凹凸结构的形态的内容。但是，这里的微细的凹凸结构的形成目的，是防止硫化橡胶制品彼此的粘着，或者摩擦系数的控制等橡胶制品的摩擦学特性的改善，没有在经由润滑剂与匹配方构件滑动接触的部分改善润滑剂的保持性、或者润滑剂的润湿性等的意图。另外，可以设想，由于存在凸部，所以可以设想，若应用于对相互滑动接触的部分进行密封的密封构件，则在滑动接触时，产生磨损粉末，或者凸部的存在成为阻碍密封性的主要原因。本发明是鉴于上述情况做出的，例如，其目的是提供一种橡胶表面的加工方法和利用该方法获得的密封构件，所述方法，对于作为密封构件使用的橡胶基体材料的表面，提高介于其与匹配方构件之间的润滑剂的保持性，以便力图其与匹配方构件之间的低摩擦化及低磨损化，并且，对于提高润滑剂的润湿适应性是有效的。解决课题的手段为了解决上述课题，作为第一个发明，提出三种形式的橡胶表面的加工方法，以及，作为第二个发明，提出采用了这些方法中的任一种方法的密封构件。根据作为第一个发明的第一种形式的橡胶表面的加工方法，其特征在于，通过来自于激光照射装置的激光照射，在橡胶基体材料的表面以规则的斑点状形成多个小孔。另外，根据作为第一个发明的第二种形式的橡胶表面的加工方法，其特征在于，通过来自于激光照射装置的激光照射，剥离除去橡胶基体材料的表层部。进而，根据作为第一个发明的第三种形式的橡胶表面的加工方法，通过来自于激光照射装置的激光照射，在橡胶基体材料的表面以规则的斑点状形成多个小孔，并且，通过来自于激光照射装置的激光照射，剥离除去该橡胶基体材料的表层部。另外，在前述橡胶表面的加工方法中，当在前述橡胶基体材料的表面形成多个小孔时，也可以一边使前述激光照射装置沿着前述橡胶基体材料以规定的速度扫描，一边从前述激光照射装置间歇地照射激光。在这种情况下，前述激光照射装置也可以配备有光闸，并且并用前述激光的间歇式照射和该光闸的开闭。或者，也可以在剥离除去前述橡胶基体材料的表层部时，一边沿着前述橡胶基体材料以规定的速度扫描前述激光照射装置，一边从前述激光照射装置连续地照射激光。这里的激光照射装置的扫描，采用一边使激光照射装置移动一边对固定状态的橡胶基体材料进行激光照射的方式，和在使激光照射装置固定的状态下，一边使橡胶基体材料移动一边进行激光照射的方式。作为第二个发明的密封构件，是由包含有相对于匹配方构件弹性地滑动接触的密封唇部的橡胶基体材料构成的密封构件，其特征在于，在 前述密封唇部的相对于前述匹配方构件的滑动接触面上，实施利用前述任一种加工方法进行的加工处理。在这种情况下，前述滑动接触面的唇端侧部可以作为不实施前述加工处理的非加工区域。
发明的效果在根据第一个发明的第一种形式的橡胶表面的加工方法中，通过来自于激光照射装置的激光照射，可以在橡胶基体材料的表面上以规则的斑点状形成多个小孔。从而，如第二个发明那样，如果在由橡胶基体材料构成的密封构件的密封唇部中的相对于前述匹配方构件的滑动接触面上实施利用该加工方法进行的加工处理，则可以减少与匹配方构件的接触面积，由此形成低摩擦的密封构件。另外，如果使润滑油等润滑剂介于该密封构件与匹配方构件之间，则润滑剂被保持在多个小孔中，在长期的相互滑动接触中，保持在小孔中的润滑剂被逐渐地供应，防止其枯竭，实现密封构件的低摩擦化、低磨损化。从而，力图密封构件的长寿命化。进而，可以将在滑动时产生的橡胶的研磨粉末或从外部侵入的异物捕捉到小孔中，借此，可以抑制滑动面的损伤或磨损等的发生。另外，在前述橡胶基体材料的表面形成多个小孔时，一边使前述激光照射装置沿着前述橡胶基体材料以规定的速度扫描，一边间歇地照射前述脉冲激光，借此，可以简单地以规则的斑点状形成多个小孔。在这种情况下，适当地设定激光的照射条件(频率、时间等)、激光照射的扫描速度，进而，适当地设定间歇照射的照射间隔等，借此，研究润滑剂的保持性、摩擦或者磨损性等，可以根据适用条件将小孔的开口直径、深度及形成间隔合理化。作为激光照射装置，优选采用配备有Q开关的装置。这是因为，在橡胶的加工中，为了降低热损伤或提高加工精度，能够以更短的脉冲振荡的激光是优选的。并且，通过将由于以短脉冲振荡而具有强的能量的Q开关振荡与光闸相组合，可以加深小孔的深度，并且减小开口直径。另外，可以抑制直到激光扫描速度成为一定为止的小孔形成时的小孔间节距(小孔间距离)的偏差。进而，在只使用Q开关的情况下，恒定激光照射时的小孔间节距成为一定，但是，通过并用小孔间光闸和Q开关，可以任意改变小孔间节距。在根据第一个发明的第二种形式的橡胶表面的加工方法中，通过来自于激光照射装置的激光照射，可以简单地剥离除去橡胶基体材料的表层部。从而，如果如第二个发明那样，在由橡胶基体材料构成的密封构件的密封唇部中的对前述匹配方构件的滑动接触面上实施利用该加工方法进行的加工处理，则由于橡胶表面的所谓表皮层被除去，所以，可以将橡胶表面改性成憎水性及亲油性。借此，获得防止由于使用环境引起的泥水等的侵蚀的效果，并且，润滑脂等油性的润滑剂的润湿性变得良好，介于其与匹配方构件之间的润滑剂均匀地遍布滑动接触面，减小其与匹配方构件的滑动接触阻力，改善摩擦或磨损性等。并且，通过一边使前述激光照射装置沿着前述橡胶基体材料以规定的速度扫描，一边连续地照射前述激光，可以简单地除去橡胶基体材料的表层部。在这种情况下，通过适当地设定激光照射条件(频率、时间等)、激光照射的扫描速度，可以根据应用条件任意地将和润滑剂的润湿性(憎水性、亲油性)合理化。在这种情况下，通过利用脉冲振荡照射激光，与连续(CW)振荡相比，可以减少橡胶的热损伤。根据第一个发明的第三种形式的橡胶表面的加工方法，由于并用前述第一种形式及第二形式的加工方法，所以，如果如第二个发明那样，在由橡胶基体材料构成的密封构件的密封唇部中的相对于前述匹配方构件的滑动接触面上实施利用该加工方法进行的加工处理，则能够综合前述效果，则能够使密封性及润滑的保持性优异，且以低摩擦及低磨损实现长寿命的密封构件。在第二个发明中，在将前述滑动接触面的唇端侧部作为不实施前述加工处理的非加工区域的情况下，由于可靠地确保成为密封点的 平坦部，所以，通过该非加工区域的存在，弥补由前述加工处理引起的密封性的降低。而且，由于利用前述激光照射装置进行加工处理，所以，通过恰当地进行激光照射装置的条件设定，简单而且可靠地进行该非加工区域的形成。
图I (a) (b) (C)是说明根据本发明的橡胶表面的加工方法的概念图，Ca)是表示该加工方法的第一种形式的一个例子的概念图，(b)是表示该加工方法的第二种形式的一个例子的概念图，(C)是表示该加工方法的第三种形式的一个例子的概念图。图2是示意地表示用显微镜观察利用该加工方法的第一或第三种形式加工的橡胶基体材料的表面的状态的外观平面图。图3是综合地表示根据该第一至第三种形式的加工方法的加工条件等的图示。图4是总结在本发明的加工方法中使用的激光照射装置中的激光振荡模式和加工形式的关系的说明图。图5 (a) (b) (C)是表示激光照射装置的激光照射条件和所形成的小孔的深度的关系的图示，(a)表示激光照射开闭光闸的开时间为O. Olms的情况，(b)是该光闸的开时间为O. 05ms的情况，(c)是该光闸的开时间为O. Ims的情况。图6 (a) (b) (C)是表示激光照射装置的激光照射条件与所形成的小孔的开口直径的关系的图示，(a)表示激光照射开闭光闸的开时间为O. Olms的情况，(b)是该光闸的开时间为O. 05ms的情况，(c)是该光闸的开时间为O. Ims的情况。图7 (a)是表示在利用根据第一种形式的加工方法加工处理过的橡胶基体材料样品与金属构件之间存在润滑脂并相互滑动接触时的摩擦系数随时间变化的曲线图，(b)是表示对于未加工的橡胶基体材料样品的该摩擦系数随时间变化的曲线图。图8 (a) (b)是表示利用根据第二种形式的加工方法加工处理过的橡胶基体材料样品的表面的亲水性及亲油性与照射的激光的脉冲频率的关系的曲线图，Ca)是表示将水滴下时，水滴相对于橡胶表面的接触角与照射的激光的脉冲频率的关系，(b)表示将将十六烷滴下时，十六烷相对于橡胶表面的接触角与照射的激光的脉冲频率的关系。图9是表示将利用本发明的加工方法处理过的橡胶基体材料应用于密封唇的背面密封型的密封圈的一个例子的包含有部分放大图的剖视图。
具体实施例方式下面，基于附图对于本发明的实施形式进行说明。图I (a)示意地表示根据本发明的橡胶表面的加工方法的第一种形式。即，图I (a)表示通过一边使激光照射装置2沿着橡胶基体材料I的表面Ia在空白箭头所示的方向上以规定的速度扫描，一边每隔适当的间隔间歇地照射设定为规定照射条件的激光，在橡胶基体材料I的表面Ia以规则的斑点状形成多个小孔11…的过程。另外，图I (b)示意地表示根据本发明的橡胶表面的加工方法的第二种形式。SP，图I (b)表示通过一边使激光照射装置2沿着橡胶基体材料I的表面Ia在空白箭头所示的方向上以规定的速度扫描，一边连续地照射被设定为规定的照射条件的激光，在橡胶基体材料I的表面Ia形成剥离部12的过程。进而，图I (C)示意地表示根据本发明的橡胶表面的加工方法的第三种形式。即，图I (C)表示并用根据前述第一种形式和第二种形式的加工方法，在利用根据第二种形式的加工方法在橡胶基体材料I的表面Ia形成剥离部12之后，利用根据第一种形式的加工方法在橡胶基体材料I的表面Ia以规则的斑点状形成多个小孔11…的过程。
另外，加工顺序并不局限于此，也可以在实施了根据第一种形式的加工方法之后，实施根据第二种形式的加工方法。作为前述激光照射装置2，采用O $ W ^株式会社制的激光加工机KL -7112A，在激光的照射口 2a处配备有能够根据预定的程序控制开闭定时的激光照射开闭光闸(图中未示出)。在图I (a) (b) (c)中，示意地表示了作为这种激光加工机的一部分的激光照射装置2。从而，在利用根据前述第一种形式或第三种形式的加工方法在橡胶基体材料I的表面Ia形成多个小孔11…的情况下，一边使激光照射装置2沿着橡胶基体材料I的表面Ia扫描，一边以Q开关振荡被设定为规定的照射条件的激光，以恰当的定时开闭前述开闭光闸，照射到前述表面Ia上，借此，可以在橡胶基体材料I的表面Ia以规则的斑点状形成多个小孔11…。图2是示意地表示用显微镜观察利用根据前述第一种形式或第三种形式的加工方法获得的橡胶基体材料I的状态的外观平面图，表示一边使激光照射装置2以规定的速度扫描，一边以Q开关振荡被设定为规定的照射条件的激光，以规定的开闭定时开闭前述开闭光闸，照射激光，借此，在橡胶基体材料I的表面la，具有二维的规则性地以斑点状形成一定节距P的多个小孔11…。图3综合地表示根据前述各种形式的加工方法中的加工条件的一个例子。在这些形式中的任一种形式中，作为橡胶基体材料I使用含有适当的填充剂的NBR的硫化片。作为基体材料1，并不局限于NBR，也可以采用作为密封构件广泛使用的HNBR、ACM、FKM、EPDM、AEM、VMQ、FVMQ、BR、CR等。作为配备有前述激光照射装置2的激光加工机，使用被调整成能够输出波长1064nm的激光的YV04激光器。另外，作为激光器的种类，除了 YV04激光器之夕卜，也可以使用波长100 11，OOOnm的YAG激光器、二氧化碳激光器、IS激光器、准分子激光器、光纤激光器、石英激光器、半导体激光器、盘形激光器、F2激光器等。特别是，YV04激光器通用性高，对于实施本发明是有用的。激光照射装置2，在形成小孔I···时(第一种形式及第三种形式)，作为具有前述开关光闸(间歇式开闭)的装置使用，在除去表层部时(第二种形式及第三种形式)，作为没有前述开闭光闸(常开)的装置使用。间歇地开闭控制该开闭光闸时的光闸的开时间，被控制在O O. 6ms，优选被控制在O. 01 O. Ims0另外，激光照射的输出为20 24A，频率被设定成O. I 200kHz。在使激光照射装置2沿橡胶基体材料I的表面Ia扫描时的扫描速度，为O. 01 28，000mm/s。
通过在这种条件下使激光照射装置2动作，在第一及第三种形式中，在橡胶基体材料I上，如图2所示以规则排列的斑点状形成多个小孔11，所述小孔11的深度为O. I 500 μ m,优选为I 20 μ m ;开口直径为O. I 100 μ m,优选为70 110 μ m ;节距P为O. I 1000 μ m,优选为10 300 μ m。另外，在第二及第三种形式中，在橡胶基体材料I上，除去表层部(表皮层)，如图I (b) (c)所示，形成剥离部12。图4是总结在前述加工方法中使用的激光照射装置的激光振荡模式与加工形式的关系的说明图。在图中，作为在发明的加工方法中优选采用的激光振荡模式，大致分为连续(CW)模式、脉冲模式、Q开关模式。另外，作为加工形式，表不了利用作为第一种形式的光闸的小孔的形成及不用光闸的小孔的形成、作为第二种形式的表层部的除去。第三种形式，如前面所述，是并用第一及第二种形式的情况。在图4中，在利用光闸形成小孔的情况下，在以连续(CW)模式照射激光的场合，如 图所示，一边以规定的速度扫描照射宽的波形的激光，一边间歇地打开光闸，在试样(橡胶基体材料)上形成规则的小孔。另外，在以脉冲模式照射激光的场合，一边以规定的速度扫描照射按频率控制的激光，一边间歇地打开光闸，或者一边同样地照射按时间控制(通过机械来设定)的激光，一边间歇地打开光闸，并均在试样上形成规则的小孔。在后一种场合，在激光的脉冲与光闸的打开定时相一致时，在试样上形成小孔。进而，在以Q开关模式照射激光的场合，一边在利用Q开关设定成短脉冲的状态下以规定的速度扫描照射激光，一边间歇地打开光闸，在试样上形成规则的小孔。在不用光闸形成小孔的情况下，利用连续模式的激光照射，不能形成规则的小孔。在利用脉冲模式的激光照射的场合，以规定的速度扫描照射按频率控制或者按时间控制的图中所示的脉冲图形的激光，在试样上形成规则的小孔。在这种场合，都是对应于间歇的各个脉冲来形成小孔。另外，在以Q开关模式照射激光的场合，以利用Q开关使与如前面所述采用光闸的情况相比、脉冲间隔大的短脉冲振荡，以规定的速度扫描照射该激光，借此，在试样上形成规则的小孔。在这种情况下，也是对应于间歇的各个脉冲形成小孔。在进行表层部的除去的情况下，在以连续(CW)模式照射激光的场合，通过以规定的速度扫描照射激光，进行被激光照射的部位的表层部的剥离。另外，在以脉冲模式照射激光的场合，和前面所述一样，通过以规定的速度扫描照射按频率控制、或者按时间控制的脉冲图形的激光，进行被激光照射的部位的表层部的剥离。进而，在以Q开关模式照射激光的场合，利用Q开关使脉冲间隔小的短脉冲振荡，以规定的速度扫描照射该激光，借此，进行被激光照射的部位的表层部的剥离。图5是表示利用前述激光照射装置2，在由NBR构成的橡胶基体材料I上形成小孔11…时，使光闸的打开时间、激光照射输出及激光的频率变化，计测小孔11的深度是如何变化的结果的曲线图。通过本图可以理解，光闸打开时间越长、激光照射输出越大、或者激光的频率越大，则小孔11的深度变得越大。从而，通过适当地调整这些因素，可以进行小孔11的恰当的深度的控制。图6是表示在利用前述激光照射装置2在由NBR构成的橡胶基体材料I上形成小孔11…时，使光闸的打开时间、激光照射输出及激光的频率变化，计测小孔11的开口直径是如何变化的结果的曲线图。通过本图可以理解，光闸的打开时间越长、激光照射输出越大，则小孔11的开口直径变得越大，但是，不依赖于激光的频率。从而，通过适当地调整这些依存的因素，小孔11的恰当的开口直径的控制成为可能。特别是，对于润滑脂的保持性，由于与小孔11的开口直径相比，深度的影响更大，所以，能够在利用光闸开闭时间及激光照射输出设定恰当的开口直径的基础上，使激光的频率变化，设定恰当的深度。图7 (a)表示在利用根据本发明的第一种形式的加工方法获得的前述橡胶基体材料样品上涂布O. 005g的润滑脂，在施加50g的负荷的状态下使直径IOmm的金属(SUS304)球在该涂布面上沿着直径IOmm的圆旋转(圆周速度261. 66mm/sec),测定在橡胶基体材料与金属球之间产生的摩擦系数的结果。作为测定该摩擦系数的装置，使用株式会社> ^力制的摩擦磨损试验机(FPR - 2100型)。这里使用的橡胶基体材料样品，是通过前述激光照射装置2的扫描速度和开闭光闸的开闭定时的设定，将小孔11的节距P设定为200 μ m，以50kHz的频率进行激光照射，以使得小孔11的深度为4 5 μ m、小孔11的开口直径为70 75μπι的方式，适当地设定光闸打开时间及激光照射输出而加工制成的。另外，图7 (b)表示作为比较例，对于未加工的橡胶基体材料用同样的方法测定摩擦系数的结果。 由图7 (a) (b)的结果可以理解，在利用本发明的加工方法制成的橡胶基体材料样品的情况下，与未加工的样品相比，初始的摩擦系数降低，随着时间的推移也是稳定的。这意味着，利用本发明的加工方法制成的橡胶基体材料，在相对于金属等匹配方构件经由润滑脂滑动接触时，润滑脂的保持性良好，实现滑动接触时的低摩擦及低磨损化。图8 (a) (b)表示对于利用根据本发明的第二种形式的加工方法获得的前述橡胶基体材料样品的表面的亲水性及亲油性，研究其与加工处理时的激光照射的频率的关系的结果。图8 (a)表示，将水的小滴向通过各种频率的激光的连续照射除去了表层部的样品的表面上，测定水滴在橡胶基体材料表面上的接触角的结果。由该结果可以理解，越提高激光照射的频率，加工表面的亲水性变得越差，憎水性越增大。另外，图8 (b)表示，将十六烷的小滴向通过各种频率的激光的连续照射除去了表层部的样品的表面上，测定十六烷滴在橡胶基体材料表面上的接触角的结果。由该结果可以理解，越提高激光照射的频率，加工表面的亲油性变得越好，当超过20kHz时，十六烷与橡胶基体材料的表面亲和，液滴形状崩溃，在橡胶基体材料的表面上扩散。这样，在利用第二种形式的加工方法加工橡胶基体材料的表面时，通过适当地设定激光照射的频率，可以根据使用目的恰当地控制其表面的憎水性及亲油性。特别是，在轴承的密封圈等的密封唇部中使用的情况下，通过提高憎水性，对于阻止从外部向轴承内部的泥水等的侵入是有效的，另外，通过提高亲油性，与作为润滑剂使用的润滑脂等的亲和性提高，其润滑效果变得更显著。另外，在利用根据并用第一种形式及第二种形式的第三种形式的加工方法获得的橡胶基体材料的情况下，如果将其应用于前述密封圈等的密封唇部，则利用第一种形式的加工方法得到的润滑脂的保持性得到改善、力图滑动接触时的低摩擦化及低磨损化的效果、与由第二种形式的加工方法得到的憎水性及亲油性提高的效果叠加，实现长寿命化，并且，作为密封构件获得具有极为优异的适应性的密封唇部。图9表示将实施了本发明的橡胶表面的加工方法的橡胶基体材料应用于背面密封型的密封圈的密封唇部的情况下的例子。图例的密封圈3，例如，是安装在可自由旋转地支承汽车的车轮的轴承部的密封圈。该密封圈3由以下部分构成金属制挡油圈4，所述金属制挡圈4成一体地套装到成为旋转侧的内轮或轴(图中均未示出)上；芯材5，所述芯材5成一体地内嵌到成为固定侧的外轮(图中未示出)上；橡胶制的密封构件9，所述密封构件9成一体地固定安装于该芯材5上，并且配备有与前述挡油圈4弹性滑动接触地形成的三个密封唇部6 8。图例的密封构件9，作为密封唇部，包括两个侧(轴向)唇部6、7，所述侧唇部6、7与挡油圈4的轴向面弹性接触；一个润滑脂(径向)唇部8，所述润滑脂唇部8与挡油圈4的径向面弹性接触。在这些密封唇部6 8和挡油圈4的弹性滑动接触部，施加润滑脂G。在图中，双点划线表示这些密封唇部6 8未弹性变形的原本的形状的状态。在侧唇部6、7的与挡油圈(匹配方构件)4滑动接触的滑动接触面6a上，实施利用前述加工方法进行的加工处理。放大部表示侧唇部6的所述滑动接触部分。在侧唇部6的滑动接触面6a上，实施根据前述第一种实施形式的加工方法的加工处理。即，在该滑动接触面6a上以规则的斑点状形成多个小孔61···，前述施加的润滑油脂G介于该滑动接触面6a及小孔61···之间。通过内轮或轴的旋转，挡油圈4与侧唇部6的滑动接触面6a相对地滑动接触。这时，由于在滑动接触面6a上形成有多个小孔61…，所以，与挡油圈4的接触面积少，因此，挡油圈4的旋转转矩变小。而且，由于在彼此的滑动接触部存在润滑油脂G，所、以，借助该润滑作用，抑制旋转转矩的增大。进而，如前面所述，借助由多个小孔61…产生的润滑脂保持性和低磨损性及低摩擦性，长时间保持这种低旋转转矩，并且，在滑动时发生的橡胶的磨损粉末、或从外部侵入的异物可以被所述小孔61…捕捉，可以使密封构件9长寿命化。前述密封唇部6中的滑动接触面6a的唇端侧部(外周侧自由端部)为不实施前述加工处理的非加工区域6b。该非加工区域6b为沿着径向具有规定宽度D的平坦部，该非加工区域6b成为所谓的密封点，由于前述加工处理而引起的密封性的降低，通过该非加工区域6b的存在而得到补偿。从而，该规定宽度D被设定成比密封所必需的最小允许宽度大，比低转矩化所必需的最大允许宽度小。并且，由于在滑动接触面6a上，通过前述激光加工，利用所希望的规则的图形形成多个小孔61···，所以，通过考察由这些小孔61…产生的前述效果，能够可靠地确保非加工区域6b，恰当地设定其规定的宽度D，借此，可以扩大其设计自由度。另外，如果代替根据第一种形式的加工方法，利用根据第二种形式的加工方法对前述滑动接触面6a进行加工处理，则如前面所述，通过除去表层部、即表皮层，增大憎水性及亲油性，借此，阻止泥水等从外部向轴承内部侵入的效果被更加强化，如前面所述，通过除去表层部、即表皮层，增大憎水性及亲油性，并且，润滑脂对滑动接触面6a的亲和性变得良好，润滑脂的润滑效果也变得更加显著。借此，更加强化阻止泥水等从外部向轴承内部侵入的效果，并且，润滑脂对滑动接触面6a的亲和性变得良好，润滑效果也变得更加显著。进而，如果实施根据前述第三种形式的加工方法，则根据第一种形式的加工方法及根据第二种形式的加工方法的效果复合，飞跃性地提高密封圈中的密封构件的适应性。另外，在图9中，表示实施了本发明的加工处理的橡胶基体材料为包含有构成背面密封型的密封圈3的密封唇部6 8的密封构件9的例子，但是，并不局限于此，也可以应用于其它结构的密封构件，借此，可以获得同样的效果。另外，在图9中，以应用于内轮侧旋转、外轮侧固定的轴承的背面密封型的密封圈作为例子，但是，不言而喻，本发明也能够应用于适合于将这些旋转、固定关系颠倒的轴承的背面密封型的密封圈中。附图标记说明
I橡胶基体材料Ia表面11小孔12剥离部2激光照射装置4挡油圈(匹配方构件)
6 8 密封唇部6a表面6b非加工区域61小孔9密封构件
权利要求
1.一种橡胶表面的加工方法，其特征在于，通过来自于激光照射装置的激光照射，在橡胶基体材料的表面，以规则的斑点状形成多个小孔。
2.一种橡胶表面的加工方法，其特征在于，通过来自于激光照射装置的激光照射，将橡胶基体材料的表层部剥离除去。
3.一种橡胶表面的加工方法，其特征在于，通过来自于激光照射装置的激光照射，在橡胶基体材料的表面，以规则的斑点状形成多个小孔，并且，通过来自于激光照射装置的激光照射，将该橡胶基体材料的表层部剥离除去。
4.如权利要求I或3所述的橡胶表面的加工方法，其特征在于， 当在橡胶基体材料的表面形成多个小孔时，一边使前述激光照射装置沿着前述橡胶基体材料以规定的速度扫描，一边从前述激光照射装置间歇地照射激光。
5.如权利要求4所述的橡胶表面的加工方法，其特征在于， 前述激光照射装置配备有光闸，且并用前述激光的间歇照射和该光闸的开闭。
6.如权利要求2或3所述的橡胶表面的加工方法，其特征在于， 在剥离除去前述橡胶基体材料的表层部时，一边使前述激光照射装置沿着前述橡胶基体材料以规定的速度扫描，一边从前述激光照射装置连续地照射激光。
7.—种密封构件，所述密封构件由橡胶基体材料构成,所述橡胶基体材料包含有相对于匹配方构件弹性地滑动接触的密封唇部，其特征在于， 对于前述密封唇部的相对于前述匹配方构件的滑动接触面，实施利用权利要求I至6中任何一项所述的加工方法进行的加工处理。
8.如权利要求7所述的密封构件，其特征在于， 前述滑动接触面的唇端侧部被形成为不实施前述加工处理的非加工区域。
全文摘要
一种橡胶表面的加工方法，由第一种形式、第二种形式和第三种形式中的任一种形式构成，其中，所述第一种形式，通过来自于激光照射装置(2)的激光照射，在橡胶基体材料(1)的表面(1a)以规则的斑点状形成多个小孔(11…)，所述第二种形式，通过来自于激光照射装置(2)的激光照射，将橡胶基体材料(1)的表层部剥离除去，所述第三种形式并用所述第一形式及第二形式。另外，提供一种密封构件(6)，所述密封构件包含有实施了利用所述这些加工方法中的任一个方法进行的加工处理的密封唇部。
文档编号C08J7/00GK102666684SQ20108005218
公开日2012年9月12日 申请日期2010年11月16日 优先权日2009年11月20日
发明者山本智久, 日野实, 横田理津子, 水户冈丰, 浅沼千寻, 片山龙雄 申请人:内山工业株式会社