JP2000018264A - シール付き転がり軸受 - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
- F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
- F16C33/784—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race
- F16C33/7843—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race with a single annular sealing disc
- F16C33/7853—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race with a single annular sealing disc with one or more sealing lips to contact the inner race
- F16C33/7856—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race with a single annular sealing disc with one or more sealing lips to contact the inner race with a single sealing lip
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- F16C33/782—Details of the sealing or parts thereof, e.g. geometry, material of the sealing region
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- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
- F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
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- F16C2202/66—Water repelling
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高価な材料で軸受部材を形成することなく、腐
食性水溶液のミストが存在する環境下での軸受寿命を長
くする。 【解決手段】シール４の密封面４３ａが接触する軌道輪
の面（ここでは内輪２の密封面２１ａ）に、固体潤滑剤
を含む材料からなる被覆５を形成する。この被覆５によ
り、シール４の密封面４３ａと内輪２の密封面２１ａと
の摩耗が低減されるため、両密封面間に隙間が生じ難く
なる。これにより、軸受の周囲に腐食性水溶液からなる
ミストが存在していても、このミストは軸受内部に浸入
し難くなるため、腐食性水溶液のミストが存在する環境
下での軸受寿命が長くなる。
食性水溶液のミストが存在する環境下での軸受寿命を長
くする。 【解決手段】シール４の密封面４３ａが接触する軌道輪
の面（ここでは内輪２の密封面２１ａ）に、固体潤滑剤
を含む材料からなる被覆５を形成する。この被覆５によ
り、シール４の密封面４３ａと内輪２の密封面２１ａと
の摩耗が低減されるため、両密封面間に隙間が生じ難く
なる。これにより、軸受の周囲に腐食性水溶液からなる
ミストが存在していても、このミストは軸受内部に浸入
し難くなるため、腐食性水溶液のミストが存在する環境
下での軸受寿命が長くなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は接触形のシールを有
するシール付き転がり軸受に関し、特に、酸やアルカリ
等の腐食性水溶液のミストが存在する環境下での軸受寿
命を長くする技術に関する。
するシール付き転がり軸受に関し、特に、酸やアルカリ
等の腐食性水溶液のミストが存在する環境下での軸受寿
命を長くする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体装置や液晶ディスプレ
イの製造工程においては、製造過程の製品を搬送装置に
より各製造装置や洗浄装置まで移動させており、搬送装
置の駆動用軸受としてはシール付き軸受が使用されてい
る。また、洗浄液としては、酸やアルカリ等の腐食性水
溶液が多く使用されている。そのため、特に洗浄装置の
近くに配置された搬送装置に取り付けられているシール
付き軸受は、軸受の回転に伴いシールのリップ部が摩耗
してシールの密封面と軌道輪の密封面との間に隙間が生
じると、この隙間から軸受内部に腐食性水溶液のミスト
が浸入して軸受の潤滑不良が生じ、軸受寿命が低下する
恐れがある。
イの製造工程においては、製造過程の製品を搬送装置に
より各製造装置や洗浄装置まで移動させており、搬送装
置の駆動用軸受としてはシール付き軸受が使用されてい
る。また、洗浄液としては、酸やアルカリ等の腐食性水
溶液が多く使用されている。そのため、特に洗浄装置の
近くに配置された搬送装置に取り付けられているシール
付き軸受は、軸受の回転に伴いシールのリップ部が摩耗
してシールの密封面と軌道輪の密封面との間に隙間が生
じると、この隙間から軸受内部に腐食性水溶液のミスト
が浸入して軸受の潤滑不良が生じ、軸受寿命が低下する
恐れがある。
【０００３】このように腐食性水溶液が軸受内部に浸入
しても軸受寿命を長くするために、軸受の内輪、外輪、
および転動体の全てをステンレス鋼またはセラミックス
で形成するか、一部だけをセラミックスで形成すること
により軸受部材の耐食性を向上させる方法や、グリース
を用いたり、潤滑性を有する樹脂材料で形成された保持
器を用いたりすることで潤滑性を保持する方法等が提案
されている。
しても軸受寿命を長くするために、軸受の内輪、外輪、
および転動体の全てをステンレス鋼またはセラミックス
で形成するか、一部だけをセラミックスで形成すること
により軸受部材の耐食性を向上させる方法や、グリース
を用いたり、潤滑性を有する樹脂材料で形成された保持
器を用いたりすることで潤滑性を保持する方法等が提案
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
装置や液晶ディスプレイの製造工程の場合には、洗浄時
の製品への汚染を防止するためにグリースを使用するこ
とができない。また、軸受部材の耐食性を向上させるた
めにセラミックス材料等を用いる方法では、軸受のコス
トが高くなるという問題点がある。
装置や液晶ディスプレイの製造工程の場合には、洗浄時
の製品への汚染を防止するためにグリースを使用するこ
とができない。また、軸受部材の耐食性を向上させるた
めにセラミックス材料等を用いる方法では、軸受のコス
トが高くなるという問題点がある。
【０００５】なお、シール構造についての従来技術とし
ては、流体ポンピング作用を有するラビリンスシール構
造（実開平７−１０６３０号公報）や、二つのシール体
からなり、一方のシール体はシールリップを有し、この
シールリップに他方のシール体が押し付け状態で接触す
る構造であって、他方のシール体のシールリップが接触
する面に不働態膜が形成されている構造（特開平７−２
１７６６３号公報）がある。
ては、流体ポンピング作用を有するラビリンスシール構
造（実開平７−１０６３０号公報）や、二つのシール体
からなり、一方のシール体はシールリップを有し、この
シールリップに他方のシール体が押し付け状態で接触す
る構造であって、他方のシール体のシールリップが接触
する面に不働態膜が形成されている構造（特開平７−２
１７６６３号公報）がある。
【０００６】また、オイルシールのシールリップの密封
面にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなる
連続多孔質材を配した構造（実開平６−１９３２号公
報）、オイルシールのシールリップの密封面にフッ素系
樹脂シートを貼りつけ、このシートに油溜め用の溝が形
成してある構造（実開平６−１６７７１号公報）、シー
ルリングの運搬時にシール材同士が粘着することを防止
するために、ゴム製のシール材にフッ化化合物からなる
油をコーティングした構造（実開平７−２５３３６号公
報）もある。
面にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなる
連続多孔質材を配した構造（実開平６−１９３２号公
報）、オイルシールのシールリップの密封面にフッ素系
樹脂シートを貼りつけ、このシートに油溜め用の溝が形
成してある構造（実開平６−１６７７１号公報）、シー
ルリングの運搬時にシール材同士が粘着することを防止
するために、ゴム製のシール材にフッ化化合物からなる
油をコーティングした構造（実開平７−２５３３６号公
報）もある。
【０００７】しかしながら、いずれの構造も、腐食性水
溶液のミストが軸受内部に浸入しないようにすることを
目的としたものではなく、腐食性水溶液のミストが存在
する環境下での軸受寿命を長くすることのできる低コス
トで有効な技術が求められていた。
溶液のミストが軸受内部に浸入しないようにすることを
目的としたものではなく、腐食性水溶液のミストが存在
する環境下での軸受寿命を長くすることのできる低コス
トで有効な技術が求められていた。
【０００８】本発明は、このような従来技術の問題点に
着目してなされたものであり、接触形のシールを有する
シール付き転がり軸受において、高価な材料で軸受部材
を形成することなく、腐食性水溶液のミストが存在する
環境下での軸受寿命を長くすることを課題とする。
着目してなされたものであり、接触形のシールを有する
シール付き転がり軸受において、高価な材料で軸受部材
を形成することなく、腐食性水溶液のミストが存在する
環境下での軸受寿命を長くすることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、接触形のシールを有するシール付き転が
り軸受において、シールの密封面（シールのリップ部の
軌道輪との接触面）および軌道輪の密封面の少なくとも
一方は、固体潤滑剤を含む材料で被覆されていることを
特徴とするシール付き転がり軸受を提供する。このシー
ル付き転がり軸受によれば、軸受の回転に伴うシールの
リップ部の摩耗が低減されるため、シールの密封面と軌
道輪の密封面との間に隙間が生じ難くなる。これによ
り、腐食性水溶液のミスト等が軸受内部に浸入すること
が防止される。
に、本発明は、接触形のシールを有するシール付き転が
り軸受において、シールの密封面（シールのリップ部の
軌道輪との接触面）および軌道輪の密封面の少なくとも
一方は、固体潤滑剤を含む材料で被覆されていることを
特徴とするシール付き転がり軸受を提供する。このシー
ル付き転がり軸受によれば、軸受の回転に伴うシールの
リップ部の摩耗が低減されるため、シールの密封面と軌
道輪の密封面との間に隙間が生じ難くなる。これによ
り、腐食性水溶液のミスト等が軸受内部に浸入すること
が防止される。
【００１０】シールの密封面および軌道輪の密封面を固
体潤滑剤を含む材料で被覆する方法としては、無電解メ
ッキ液に固体潤滑剤の粉末を分散させて攪拌状態で無電
解メッキを行うことにより、シールまたは軌道輪の密封
面に固体潤滑剤の微粒子が分散された金属膜を形成する
方法や、固体潤滑剤の粉末と熱硬化性樹脂等からなるバ
インダとを含む塗料をシールまたは軌道輪の密封面に塗
布した後、バインダを硬化させることにより、固体潤滑
剤の微粒子がバインダで結合された被覆を密着面に形成
する方法等が挙げられる。
体潤滑剤を含む材料で被覆する方法としては、無電解メ
ッキ液に固体潤滑剤の粉末を分散させて攪拌状態で無電
解メッキを行うことにより、シールまたは軌道輪の密封
面に固体潤滑剤の微粒子が分散された金属膜を形成する
方法や、固体潤滑剤の粉末と熱硬化性樹脂等からなるバ
インダとを含む塗料をシールまたは軌道輪の密封面に塗
布した後、バインダを硬化させることにより、固体潤滑
剤の微粒子がバインダで結合された被覆を密着面に形成
する方法等が挙げられる。
【００１１】また、接触形のシールを有するシール付き
転がり軸受において、シールの密封面および軌道輪の密
封面の少なくとも一方に疎水性の被膜が形成されている
シール付き転がり軸受によれば、シールの密封面と軌道
輪の密封面との間に隙間が生じた場合でも、外部から浸
入しようとする親水性の液体は密封面に設けた疎水性の
被膜で弾かれるため、腐食性水溶液のミストが軸受内部
に浸入することが防止される。
転がり軸受において、シールの密封面および軌道輪の密
封面の少なくとも一方に疎水性の被膜が形成されている
シール付き転がり軸受によれば、シールの密封面と軌道
輪の密封面との間に隙間が生じた場合でも、外部から浸
入しようとする親水性の液体は密封面に設けた疎水性の
被膜で弾かれるため、腐食性水溶液のミストが軸受内部
に浸入することが防止される。
【００１２】疎水性の被膜の形成方法としては、フッ素
系の界面活性剤を溶剤に溶かした液体を、シールまたは
軌道輪の密封面に塗布した後に、溶剤を乾燥させる方法
等がある。疎水性の被膜は長期間に渡って疎水性が維持
できるものであることが好ましいが、そのような被膜を
形成可能なフッ素系の界面活性剤としては、例えば、フ
ルオロアルキル（炭素数２〜１０）カルボン酸、Ｎ−パ
ーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウ
ム、３−［フルオロアルキル（炭素数６〜８）オキシ］
−１−アルキル（炭素数３，４）スルホン酸ナトリウ
ム、３−［ω−フルオロアルカノイル（炭素数６〜８）
−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリ
ウム、Ｎ−［３−（パーフルオロオクタン）スルホンア
ミドプロピル］−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−カルボキシメ
チレンアンモニウムベタイン、フルオロアルキル（炭素
数１１〜２０）カルボン酸、パーフルオロアルキル（炭
素数７〜１３）カルボン酸、パーフルオロオクタンスル
ホン酸ジエタノールアミド、パーフルオロアルキル（炭
素数７〜１４）スルホン酸塩（Ｌｉ，Ｋ，Ｎａ）、Ｎ−
プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロ
オクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（炭素
数６〜１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモ
ニウム塩、パーフルオロアルキル（炭素数６〜１０）−
Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩（Ｋ）、リン酸ビス
（Ｎ−パーフルオロオクチルスルホニル）−Ｎ−エチル
アミノエチル、モノパーフルオロアルキル（炭素数６〜
１６）エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
系の界面活性剤を溶剤に溶かした液体を、シールまたは
軌道輪の密封面に塗布した後に、溶剤を乾燥させる方法
等がある。疎水性の被膜は長期間に渡って疎水性が維持
できるものであることが好ましいが、そのような被膜を
形成可能なフッ素系の界面活性剤としては、例えば、フ
ルオロアルキル（炭素数２〜１０）カルボン酸、Ｎ−パ
ーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウ
ム、３−［フルオロアルキル（炭素数６〜８）オキシ］
−１−アルキル（炭素数３，４）スルホン酸ナトリウ
ム、３−［ω−フルオロアルカノイル（炭素数６〜８）
−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリ
ウム、Ｎ−［３−（パーフルオロオクタン）スルホンア
ミドプロピル］−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−カルボキシメ
チレンアンモニウムベタイン、フルオロアルキル（炭素
数１１〜２０）カルボン酸、パーフルオロアルキル（炭
素数７〜１３）カルボン酸、パーフルオロオクタンスル
ホン酸ジエタノールアミド、パーフルオロアルキル（炭
素数７〜１４）スルホン酸塩（Ｌｉ，Ｋ，Ｎａ）、Ｎ−
プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロ
オクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（炭素
数６〜１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモ
ニウム塩、パーフルオロアルキル（炭素数６〜１０）−
Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩（Ｋ）、リン酸ビス
（Ｎ−パーフルオロオクチルスルホニル）−Ｎ−エチル
アミノエチル、モノパーフルオロアルキル（炭素数６〜
１６）エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
【００１３】このような界面活性剤は化学メーカー各社
から容易に入手することが可能であり、例えば、メガフ
ァック（大日本インキ化学）、エフトップ（新秋田化
成）、サーフロン（旭硝子）、フタージェント（ネオ
ス）、ユニダイン（ダイキン工業）、フローラード（ス
リーエム）、モンフロー（ＩＣＩ）、ゾニール（デュポ
ン）等の商品名が挙げられる。
から容易に入手することが可能であり、例えば、メガフ
ァック（大日本インキ化学）、エフトップ（新秋田化
成）、サーフロン（旭硝子）、フタージェント（ネオ
ス）、ユニダイン（ダイキン工業）、フローラード（ス
リーエム）、モンフロー（ＩＣＩ）、ゾニール（デュポ
ン）等の商品名が挙げられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は、本発明の一実施形態に相当するシー
ル付き転がり軸受を示す断面図であり、図２は図１のＡ
部分の拡大図である。
説明する。図１は、本発明の一実施形態に相当するシー
ル付き転がり軸受を示す断面図であり、図２は図１のＡ
部分の拡大図である。
【００１５】このシール付き転がり軸受１は、内輪２と
外輪３との間の両側に接触形のシール４が付いている両
シール軸受である。シール４は合成ゴム製であり、円環
状の主部４１の外側に、外輪３の内周面に設けた止め溝
３１に嵌め入れられる取付け部４２を有し、円環状の主
部４１の内側に、内輪２の外周面に設けた受け溝２１に
係止されるリップ部４３を有する構造となっている。 ［固体潤滑剤を含む材料からなる被覆を設けた実施形
態］図２に示すように、内輪２の外周面には、軌道面を
含めた全面に、固体潤滑剤を含む材料からなる被覆５が
施されている。すなわち、リップ４の密封面４３ａが接
触する内輪２の密封面２１ａ（受け溝２１の軌道面側の
側壁）は、固体潤滑剤を含む材料で被覆されている。こ
の被覆５は、例えば、内輪２の外周面に対して、固体潤
滑剤の粉末を分散させた無電解メッキ液を用いた無電解
メッキを行うことにより形成することができる。
外輪３との間の両側に接触形のシール４が付いている両
シール軸受である。シール４は合成ゴム製であり、円環
状の主部４１の外側に、外輪３の内周面に設けた止め溝
３１に嵌め入れられる取付け部４２を有し、円環状の主
部４１の内側に、内輪２の外周面に設けた受け溝２１に
係止されるリップ部４３を有する構造となっている。 ［固体潤滑剤を含む材料からなる被覆を設けた実施形
態］図２に示すように、内輪２の外周面には、軌道面を
含めた全面に、固体潤滑剤を含む材料からなる被覆５が
施されている。すなわち、リップ４の密封面４３ａが接
触する内輪２の密封面２１ａ（受け溝２１の軌道面側の
側壁）は、固体潤滑剤を含む材料で被覆されている。こ
の被覆５は、例えば、内輪２の外周面に対して、固体潤
滑剤の粉末を分散させた無電解メッキ液を用いた無電解
メッキを行うことにより形成することができる。
【００１６】したがって、この軸受１は、内輪２の回転
に伴って、内輪２の密封面２１ａがシール４のリップ部
４３の密封面４３ａに接触した状態で回転するが、内輪
２の密封面２１ａとシール４の密封面４３ａとの間に固
体潤滑剤を含む材料からなる被覆５が存在するため、こ
のような被覆５がない場合と比較して両密封面２１ａ，
４３ａ間の摩耗が低減される。そのため、シール４の密
封面４３ａと内輪２の密封面２１ａとの間に隙間が生じ
難くなる。これにより、軸受１の周囲に腐食性水溶液か
らなるミストが存在していても、このミストは軸受内部
に浸入し難くなるため、腐食性水溶液のミストが存在す
る環境下での軸受寿命が長くなる。
に伴って、内輪２の密封面２１ａがシール４のリップ部
４３の密封面４３ａに接触した状態で回転するが、内輪
２の密封面２１ａとシール４の密封面４３ａとの間に固
体潤滑剤を含む材料からなる被覆５が存在するため、こ
のような被覆５がない場合と比較して両密封面２１ａ，
４３ａ間の摩耗が低減される。そのため、シール４の密
封面４３ａと内輪２の密封面２１ａとの間に隙間が生じ
難くなる。これにより、軸受１の周囲に腐食性水溶液か
らなるミストが存在していても、このミストは軸受内部
に浸入し難くなるため、腐食性水溶液のミストが存在す
る環境下での軸受寿命が長くなる。
【００１７】具体的に、ＳＵＳ４４０Ｃで形成された内
輪２、外輪３、および転動体６と、ＥＴＦＥ（エチレン
−テトラフルオロエチレン交互共重合体）で形成された
保持器７と、ニロチルゴムで形成されたシール４とを用
い、内径８ｍｍ、外面２２ｍｍ、幅７ｍｍの両シール玉
軸受を作製して、腐食性水溶液の環境下での寿命試験を
行った。
輪２、外輪３、および転動体６と、ＥＴＦＥ（エチレン
−テトラフルオロエチレン交互共重合体）で形成された
保持器７と、ニロチルゴムで形成されたシール４とを用
い、内径８ｍｍ、外面２２ｍｍ、幅７ｍｍの両シール玉
軸受を作製して、腐食性水溶液の環境下での寿命試験を
行った。
【００１８】実施例１の軸受は、内輪２に対して以下の
ようにして被覆５の形成を行った。先ず、無電解ニッケ
ルメッキ液として奥野製薬（株）製トップニコジットＭ
を用意した。次に、このメッキ液に、粒径０．５μｍ〜
２．０μｍのＰＴＦＥの粉末を１０重量％の割合で混合
することにより、固体潤滑剤であるＰＴＦＥの粉末が分
散混合された無電解ニッケルメッキ液を得た。
ようにして被覆５の形成を行った。先ず、無電解ニッケ
ルメッキ液として奥野製薬（株）製トップニコジットＭ
を用意した。次に、このメッキ液に、粒径０．５μｍ〜
２．０μｍのＰＴＦＥの粉末を１０重量％の割合で混合
することにより、固体潤滑剤であるＰＴＦＥの粉末が分
散混合された無電解ニッケルメッキ液を得た。
【００１９】このメッキ液が入った８０℃のメッキ浴中
に、外周面以外の面をマスキングした内輪２を入れて、
２０分間浸漬する。内輪の浸漬中は、このメッキ浴のメ
ッキ液をスターラーで攪拌状態にしておく。これによ
り、ニッケル膜中にＰＴＦＥ粉末が均一に分散された被
覆５が、内輪２の外周面全体に５μｍの厚さで形成され
た。
に、外周面以外の面をマスキングした内輪２を入れて、
２０分間浸漬する。内輪の浸漬中は、このメッキ浴のメ
ッキ液をスターラーで攪拌状態にしておく。これによ
り、ニッケル膜中にＰＴＦＥ粉末が均一に分散された被
覆５が、内輪２の外周面全体に５μｍの厚さで形成され
た。
【００２０】比較例として、内輪２に対してこのような
被覆５の形成を行わなかった点以外は実施例１と同様の
軸受を作製した。寿命試験は、各サンプルの軸受を環境
試験機内に入れて、１００Ｎのラジアル荷重を負荷した
状態で回転数６００ｒｐｍで回転させ、この軸受に対し
て５％塩酸（塩化水素を５体積％含有する水溶液）を噴
霧することにより行った。５％塩酸の噴霧条件は、噴霧
量約０．０２リットル／ｍ3 以下、雰囲気温度３０℃とし
た。所定時間毎に各サンプルの軸受摩耗率を調べた。軸
受摩耗率は、試験を所定時間行った後に軸受全体の重量
を測定し、この値の試験開始前の重量に対する減少率を
算出した値である。その結果を図３にグラフで示す。
被覆５の形成を行わなかった点以外は実施例１と同様の
軸受を作製した。寿命試験は、各サンプルの軸受を環境
試験機内に入れて、１００Ｎのラジアル荷重を負荷した
状態で回転数６００ｒｐｍで回転させ、この軸受に対し
て５％塩酸（塩化水素を５体積％含有する水溶液）を噴
霧することにより行った。５％塩酸の噴霧条件は、噴霧
量約０．０２リットル／ｍ3 以下、雰囲気温度３０℃とし
た。所定時間毎に各サンプルの軸受摩耗率を調べた。軸
受摩耗率は、試験を所定時間行った後に軸受全体の重量
を測定し、この値の試験開始前の重量に対する減少率を
算出した値である。その結果を図３にグラフで示す。
【００２１】シール４の密封面４３ａと内輪２の密封面
２１ａとの間に摩耗が生じて両密封面間に隙間が生じる
と、この隙間から塩酸のミストが軸受内部に浸入し、内
輪２および外輪３の軌道面が腐食し始める。そして、腐
食が進むと軌道面から摩耗粉が発生するようになるが、
前記軸受摩耗率が２％以上となるとこのような摩耗粉の
発生により軸受の機能が著しく低下するため、この試験
では、前記軸受摩耗率が２％となる試験時間を軸受寿命
とした。図３のグラフから分かるように、被覆５を有す
る実施例１の軸受寿命は、被覆５のない比較例の軸受寿
命の４倍程度となった。
２１ａとの間に摩耗が生じて両密封面間に隙間が生じる
と、この隙間から塩酸のミストが軸受内部に浸入し、内
輪２および外輪３の軌道面が腐食し始める。そして、腐
食が進むと軌道面から摩耗粉が発生するようになるが、
前記軸受摩耗率が２％以上となるとこのような摩耗粉の
発生により軸受の機能が著しく低下するため、この試験
では、前記軸受摩耗率が２％となる試験時間を軸受寿命
とした。図３のグラフから分かるように、被覆５を有す
る実施例１の軸受寿命は、被覆５のない比較例の軸受寿
命の４倍程度となった。
【００２２】また、メッキ浴への浸漬時間を変えること
により厚さを種々変化させた被覆５を内輪２の外周面全
体に形成し、被覆５の厚さとシールの摩耗率との関係を
調べた。すなわち、被覆５の厚さの点以外は前記実施例
１と同じ軸受を作製し、同じ試験を９６時間行った後に
シールの摩耗率を測定した。その結果を図４にグラフで
示す。
により厚さを種々変化させた被覆５を内輪２の外周面全
体に形成し、被覆５の厚さとシールの摩耗率との関係を
調べた。すなわち、被覆５の厚さの点以外は前記実施例
１と同じ軸受を作製し、同じ試験を９６時間行った後に
シールの摩耗率を測定した。その結果を図４にグラフで
示す。
【００２３】このグラフから分かるように、被覆５の厚
さが２μｍ未満では被覆５の厚さが厚くなるほどシール
摩耗率は急激に低下するが、被覆５の厚さが２μｍとな
る付近で急激な低下は終わり、被覆５の厚さが３μｍ以
上となるとシール摩耗率は約０．１％で飽和する。した
がって、被覆５の厚さは２μｍ以上であることが好まし
く、３μｍ以上であることがより好ましい。また、被覆
５の厚さの上限は特に限定されないが、軸受内部隙間に
影響を与えないためには１５μｍ以下であることが好ま
しい。
さが２μｍ未満では被覆５の厚さが厚くなるほどシール
摩耗率は急激に低下するが、被覆５の厚さが２μｍとな
る付近で急激な低下は終わり、被覆５の厚さが３μｍ以
上となるとシール摩耗率は約０．１％で飽和する。した
がって、被覆５の厚さは２μｍ以上であることが好まし
く、３μｍ以上であることがより好ましい。また、被覆
５の厚さの上限は特に限定されないが、軸受内部隙間に
影響を与えないためには１５μｍ以下であることが好ま
しい。
【００２４】図５（図１のＡ部分の拡大図）に示すよう
に、固体潤滑剤を含む材料からなる被覆５は、シール４
の密封面４３ａに設けてあってもよい。このような構成
の実施形態（実施例２）について次に述べる。
に、固体潤滑剤を含む材料からなる被覆５は、シール４
の密封面４３ａに設けてあってもよい。このような構成
の実施形態（実施例２）について次に述べる。
【００２５】実施例２として、被覆５をシール４の密封
面４３ａに設けて、内輪２の密着面２１ａには被覆５を
設けなかったこと以外は実施例１と同じ両シール玉軸受
を作製した。この軸受に対して、上記と同じ方法で塩酸
ミストの環境下での寿命試験を行い、軸受寿命（軸受摩
耗率が２％となる試験時間）を調べた。
面４３ａに設けて、内輪２の密着面２１ａには被覆５を
設けなかったこと以外は実施例１と同じ両シール玉軸受
を作製した。この軸受に対して、上記と同じ方法で塩酸
ミストの環境下での寿命試験を行い、軸受寿命（軸受摩
耗率が２％となる試験時間）を調べた。
【００２６】シール４の密封面４３ａに対する被覆５の
形成は、以下のようにして行った。先ず、２液型のエポ
キシ樹脂塗料の主剤に、ＰＴＦＥ粉末（三井デュポンフ
ロロケミカル社製ＴＬＰ−１０）を２０重量％の割合で
配合し、これに硬化剤を混合したものをシール４の密封
面４３ａに厚さ５μｍで塗布した。この状態で室温で所
定時間放置することにより、バインダであるエポキシ樹
脂を硬化させた。これにより、ＰＴＦＥ粉末が均一に分
散されているエポキシ樹脂の被覆５が、厚さ５μｍでシ
ール４の密封面４３ａに形成された。
形成は、以下のようにして行った。先ず、２液型のエポ
キシ樹脂塗料の主剤に、ＰＴＦＥ粉末（三井デュポンフ
ロロケミカル社製ＴＬＰ−１０）を２０重量％の割合で
配合し、これに硬化剤を混合したものをシール４の密封
面４３ａに厚さ５μｍで塗布した。この状態で室温で所
定時間放置することにより、バインダであるエポキシ樹
脂を硬化させた。これにより、ＰＴＦＥ粉末が均一に分
散されているエポキシ樹脂の被覆５が、厚さ５μｍでシ
ール４の密封面４３ａに形成された。
【００２７】固体潤滑剤を含む材料からなる被覆５は、
内輪２の密着面２１ａとシール４の密封面４３ａの両方
に設けてあってもよい。このような構成の実施形態（実
施例３）について次に述べる。
内輪２の密着面２１ａとシール４の密封面４３ａの両方
に設けてあってもよい。このような構成の実施形態（実
施例３）について次に述べる。
【００２８】実施例３として、シール４の密封面４３ａ
に対する被覆５の形成を実施例２と同じ方法で行ったこ
と以外は実施例１と同じ両シール玉軸受を作製した。す
なわち、この軸受の内輪２の外周面全体（密着面２１ａ
を含む）には、ニッケル膜中にＰＴＦＥ粉末が均一に分
散された被覆５が５μｍの厚さで形成されており、シー
ル４の密封面４３ａには、ＰＴＦＥ粉末が均一に分散さ
れているエポキシ樹脂の被覆５が厚さ５μｍで形成され
ている。
に対する被覆５の形成を実施例２と同じ方法で行ったこ
と以外は実施例１と同じ両シール玉軸受を作製した。す
なわち、この軸受の内輪２の外周面全体（密着面２１ａ
を含む）には、ニッケル膜中にＰＴＦＥ粉末が均一に分
散された被覆５が５μｍの厚さで形成されており、シー
ル４の密封面４３ａには、ＰＴＦＥ粉末が均一に分散さ
れているエポキシ樹脂の被覆５が厚さ５μｍで形成され
ている。
【００２９】この軸受に対して、上記と同じ方法で塩酸
ミストの環境下での寿命試験を行い、軸受寿命（軸受摩
耗率が２％となる試験時間）を調べた。これらの試験結
果から、比較例の軸受寿命に対する各実施例の軸受寿命
の比（寿命比）を算出した。各実施例の寿命比を図６に
グラフで示す。
ミストの環境下での寿命試験を行い、軸受寿命（軸受摩
耗率が２％となる試験時間）を調べた。これらの試験結
果から、比較例の軸受寿命に対する各実施例の軸受寿命
の比（寿命比）を算出した。各実施例の寿命比を図６に
グラフで示す。
【００３０】このグラフから分かるように、シール４の
密封面４３ａまたは内輪２の密封面２１ａに固体潤滑剤
を含む材料からなる被覆５を形成することにより、塩酸
ミストが存在する腐食環境下での軸受寿命を長くするこ
とができる。シール４の密封面４３ａに対する被覆５と
内輪２の密封面２１ａに対する被覆５との比較では、同
じ厚さの被覆５の場合、内輪２の密封面２１ａに対する
被覆５の方がその効果は高い。また、シール４の密封面
４３ａと内輪２の密封面２１ａの両方に被覆５が形成さ
れていると、特に高い効果が得られる。 ［疎水性被膜を設けた実施形態］図７（図１のＡ部分の
拡大図）に示すように、シール４の密封面４３ａに対し
て疎水性の被膜８が形成されていると、シール４の密封
面４３ａと内輪２の密封面２１ａとの間に隙間が生じた
場合でも、外部から浸入しようとする親水性の液体は疎
水性の被膜８で弾かれる。これにより、腐食性水溶液の
ミストが軸受内部に浸入することが防止される。
密封面４３ａまたは内輪２の密封面２１ａに固体潤滑剤
を含む材料からなる被覆５を形成することにより、塩酸
ミストが存在する腐食環境下での軸受寿命を長くするこ
とができる。シール４の密封面４３ａに対する被覆５と
内輪２の密封面２１ａに対する被覆５との比較では、同
じ厚さの被覆５の場合、内輪２の密封面２１ａに対する
被覆５の方がその効果は高い。また、シール４の密封面
４３ａと内輪２の密封面２１ａの両方に被覆５が形成さ
れていると、特に高い効果が得られる。 ［疎水性被膜を設けた実施形態］図７（図１のＡ部分の
拡大図）に示すように、シール４の密封面４３ａに対し
て疎水性の被膜８が形成されていると、シール４の密封
面４３ａと内輪２の密封面２１ａとの間に隙間が生じた
場合でも、外部から浸入しようとする親水性の液体は疎
水性の被膜８で弾かれる。これにより、腐食性水溶液の
ミストが軸受内部に浸入することが防止される。
【００３１】実施例４として、疎水性の被膜８をシール
４の密封面４３ａに設けて、内輪２の密着面２１ａには
被覆５を設けなかったこと以外は実施例１と同じ両シー
ル玉軸受を作製した。この軸受に対して、上記と同じ方
法で塩酸ミストの環境下での寿命試験を行い、軸受寿命
（軸受摩耗率が２％となる試験時間）を調べた。
４の密封面４３ａに設けて、内輪２の密着面２１ａには
被覆５を設けなかったこと以外は実施例１と同じ両シー
ル玉軸受を作製した。この軸受に対して、上記と同じ方
法で塩酸ミストの環境下での寿命試験を行い、軸受寿命
（軸受摩耗率が２％となる試験時間）を調べた。
【００３２】シール４の密封面４３ａに対する疎水性の
被膜８の形成は、以下のようにして行った。先ず、旭硝
子（株）製のフッ素系界面活性剤「サーフロン」を酢酸
メチルで１０体積％に希釈した液体中に、シール４のリ
ップ４３を含む全体を１分間浸漬した後、１００℃の空
間に２時間放置して酢酸メチルを乾燥させた。これによ
り、シール４の密封面４３ａに疎水性の被膜８を形成し
た。
被膜８の形成は、以下のようにして行った。先ず、旭硝
子（株）製のフッ素系界面活性剤「サーフロン」を酢酸
メチルで１０体積％に希釈した液体中に、シール４のリ
ップ４３を含む全体を１分間浸漬した後、１００℃の空
間に２時間放置して酢酸メチルを乾燥させた。これによ
り、シール４の密封面４３ａに疎水性の被膜８を形成し
た。
【００３３】実施例５として、実施例４と同じ方法で疎
水性の被膜８をシール４の密封面４３ａに設けたこと以
外は実施例１と同じ両シール玉軸受を作製した。すなわ
ち、図８に示すように、この軸受の内輪２の外周面全体
（密着面２１ａを含む）には、ニッケル膜中にＰＴＦＥ
粉末が均一に分散された被覆５が５μｍの厚さで形成さ
れており、シール４の密封面４３ａを含む全表面には、
フッ素系界面活性剤からなる被膜８が形成されている。
水性の被膜８をシール４の密封面４３ａに設けたこと以
外は実施例１と同じ両シール玉軸受を作製した。すなわ
ち、図８に示すように、この軸受の内輪２の外周面全体
（密着面２１ａを含む）には、ニッケル膜中にＰＴＦＥ
粉末が均一に分散された被覆５が５μｍの厚さで形成さ
れており、シール４の密封面４３ａを含む全表面には、
フッ素系界面活性剤からなる被膜８が形成されている。
【００３４】この軸受に対して、上記と同じ方法で塩酸
ミストの環境下での寿命試験を行い、軸受寿命（軸受摩
耗率が２％となる試験時間）を調べた。これらの試験結
果から、比較例の軸受寿命に対する各実施例の軸受寿命
の比（寿命比）を算出した。各実施例の寿命比を図９に
グラフで示す。
ミストの環境下での寿命試験を行い、軸受寿命（軸受摩
耗率が２％となる試験時間）を調べた。これらの試験結
果から、比較例の軸受寿命に対する各実施例の軸受寿命
の比（寿命比）を算出した。各実施例の寿命比を図９に
グラフで示す。
【００３５】このグラフから分かるように、シール４の
密封面４３ａに疎水性の被膜８を形成することにより、
塩酸ミストが存在する腐食環境下での軸受寿命を長くす
ることができる。また、シール４の密封面４３ａに疎水
性の被膜８が形成されるとともに、内輪２の密封面２１
ａに固体潤滑剤を含む材料からなる被覆５が形成されて
いると、塩酸ミストが存在する腐食環境下での軸受寿命
をより長くすることができる。
密封面４３ａに疎水性の被膜８を形成することにより、
塩酸ミストが存在する腐食環境下での軸受寿命を長くす
ることができる。また、シール４の密封面４３ａに疎水
性の被膜８が形成されるとともに、内輪２の密封面２１
ａに固体潤滑剤を含む材料からなる被覆５が形成されて
いると、塩酸ミストが存在する腐食環境下での軸受寿命
をより長くすることができる。
【００３６】なお、この実施形態では、疎水性の被膜８
をシール４の密封面４３ａに形成しているが、内輪２の
密封面２１ａに形成してもよいし、シール４の密封面４
３ａと内輪２の密封面２１ａの両方に形成してもよい。
疎水性の被膜８を内輪２の密封面２１ａに形成する場合
には、内輪２の密封面２１ａに固体潤滑剤を含む材料か
らなる被覆５を形成した後、この被覆５の上に疎水性の
被膜８を形成することが好ましい。また、疎水性の被膜
８をシール４側に形成する場合には、密封面４３ａだけ
でなくリップ４３の表面全体に形成してもよい。疎水性
の被膜８を内輪２側に形成する場合には、内輪２の密封
面２１ａだけでなく内輪２の外周面全体に形成してもよ
い。
をシール４の密封面４３ａに形成しているが、内輪２の
密封面２１ａに形成してもよいし、シール４の密封面４
３ａと内輪２の密封面２１ａの両方に形成してもよい。
疎水性の被膜８を内輪２の密封面２１ａに形成する場合
には、内輪２の密封面２１ａに固体潤滑剤を含む材料か
らなる被覆５を形成した後、この被覆５の上に疎水性の
被膜８を形成することが好ましい。また、疎水性の被膜
８をシール４側に形成する場合には、密封面４３ａだけ
でなくリップ４３の表面全体に形成してもよい。疎水性
の被膜８を内輪２側に形成する場合には、内輪２の密封
面２１ａだけでなく内輪２の外周面全体に形成してもよ
い。
【００３７】また、前記各実施形態において、固体潤滑
剤を含む材料からなる被覆５は内輪２の外周面全体に形
成されているが、少なくとも密封面（シール４のリップ
４３が接触する面）２１ａに形成されていればよい。た
だし、密封面２１ａのみに被覆５を形成するためにはそ
れ以外の部分をマスキングする必要があって手間がかか
ること、および軌道面に被覆５が形成されていても軸受
の使用時にすぐに剥がれることから、被覆５を内輪２の
外周面全体に形成した方が製造上の手間を軽減できる。
剤を含む材料からなる被覆５は内輪２の外周面全体に形
成されているが、少なくとも密封面（シール４のリップ
４３が接触する面）２１ａに形成されていればよい。た
だし、密封面２１ａのみに被覆５を形成するためにはそ
れ以外の部分をマスキングする必要があって手間がかか
ること、および軌道面に被覆５が形成されていても軸受
の使用時にすぐに剥がれることから、被覆５を内輪２の
外周面全体に形成した方が製造上の手間を軽減できる。
【００３８】また、前記各実施形態の軸受は内輪回転用
の軸受であることから、内輪の外周面に密封面を設けて
あるため、固体潤滑剤を含む材料からなる被覆を内輪の
外周面に形成した形態が記載されているが、本発明はこ
れに限定されず、外輪回転用の軸受の場合には、外輪の
内周面に設けた密封面に固体潤滑剤を含む材料からなる
被覆を設ければよい。
の軸受であることから、内輪の外周面に密封面を設けて
あるため、固体潤滑剤を含む材料からなる被覆を内輪の
外周面に形成した形態が記載されているが、本発明はこ
れに限定されず、外輪回転用の軸受の場合には、外輪の
内周面に設けた密封面に固体潤滑剤を含む材料からなる
被覆を設ければよい。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のシール付
き軸受によれば、シールの摩耗が低減されてシールの密
封面と軌道輪の密封面との間に隙間が生じ難くなるた
め、軸受内部に水分が浸入することを防止できる。その
結果、軸受部材を高価な耐腐食性材料で形成することな
く、腐食性水溶液からなるミストが存在する環境下で使
用した場合の軸受寿命を長くすることができる。
き軸受によれば、シールの摩耗が低減されてシールの密
封面と軌道輪の密封面との間に隙間が生じ難くなるた
め、軸受内部に水分が浸入することを防止できる。その
結果、軸受部材を高価な耐腐食性材料で形成することな
く、腐食性水溶液からなるミストが存在する環境下で使
用した場合の軸受寿命を長くすることができる。
【図１】本発明の一実施形態に相当するシール付き転が
り軸受を示す断面図である。
り軸受を示す断面図である。
【図２】実施例１のシール付き転がり軸受の構成を示す
断面図であって、図１のＡ部分の拡大図に相当する図で
ある。
断面図であって、図１のＡ部分の拡大図に相当する図で
ある。
【図３】実施例１と比較例のシール付き転がり軸受につ
いて、軸受摩耗率と試験時間との関係を示すグラフであ
る。
いて、軸受摩耗率と試験時間との関係を示すグラフであ
る。
【図４】実施例１のシール付き転がり軸受に関し、固体
潤滑剤を含む材料で形成された被覆の厚さと所定試験時
間でのシール摩耗率との関係を示すグラフである。
潤滑剤を含む材料で形成された被覆の厚さと所定試験時
間でのシール摩耗率との関係を示すグラフである。
【図５】実施例２のシール付き転がり軸受の構成を示す
断面図であって、図１のＡ部分の拡大図に相当する図で
ある。
断面図であって、図１のＡ部分の拡大図に相当する図で
ある。
【図６】実施例１〜３のシール付き転がり軸受の軸受寿
命を、比較例のシール付き転がり軸受の軸受寿命に対す
る比で示すグラフである。
命を、比較例のシール付き転がり軸受の軸受寿命に対す
る比で示すグラフである。
【図７】実施例４のシール付き転がり軸受の構成を示す
断面図であって、図１のＡ部分の拡大図に相当する図で
ある。
断面図であって、図１のＡ部分の拡大図に相当する図で
ある。
【図８】実施例５のシール付き転がり軸受の構成を示す
断面図であって、図１のＡ部分の拡大図に相当する図で
ある。
断面図であって、図１のＡ部分の拡大図に相当する図で
ある。
【図９】実施例１，４，５のシール付き転がり軸受の軸
受寿命を、比較例のシール付き転がり軸受の軸受寿命に
対する比で示すグラフである。
受寿命を、比較例のシール付き転がり軸受の軸受寿命に
対する比で示すグラフである。
１ シール付き転がり軸受 ２ 内輪 ２１ 受け溝 ２１ａ 内輪の密封面 ３ 外輪 ３１ 止め溝 ４ シール ４１ 主部 ４２ 取付け部 ４３ リップ部 ４３ａ シールの密封面 ５ 固体潤滑剤を含む材料からなる被覆 ６ 転動体 ７ 保持器 ８ 疎水性被膜
Claims (1)
- 【請求項１】 接触形のシールを有するシール付き転が
り軸受において、シールの密封面および軌道輪の密封面
の少なくとも一方は、固体潤滑剤を含む材料で被覆され
ていることを特徴とするシール付き転がり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10190278A JP2000018264A (ja) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | シール付き転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10190278A JP2000018264A (ja) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | シール付き転がり軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000018264A true JP2000018264A (ja) | 2000-01-18 |
Family
ID=16255512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10190278A Pending JP2000018264A (ja) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | シール付き転がり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000018264A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002372066A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Toyota Motor Corp | バーフィールド型等速ジョイント |
| JP2003262231A (ja) * | 2002-03-08 | 2003-09-19 | Nsk Ltd | 転がり軸受用シール、シール付軸受及びハブユニット軸受 |
| JP2010190282A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Nsk Ltd | 転がり軸受 |
| JP2011012740A (ja) * | 2009-07-01 | 2011-01-20 | Jtekt Corp | 軸受用密封装置及びそれを用いた車両用ハブユニット |
| WO2020076761A1 (en) * | 2018-10-08 | 2020-04-16 | Suman Andrew W | Wobble resistant shaft seal |
-
1998
- 1998-07-06 JP JP10190278A patent/JP2000018264A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002372066A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Toyota Motor Corp | バーフィールド型等速ジョイント |
| JP2003262231A (ja) * | 2002-03-08 | 2003-09-19 | Nsk Ltd | 転がり軸受用シール、シール付軸受及びハブユニット軸受 |
| JP2010190282A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Nsk Ltd | 転がり軸受 |
| JP2011012740A (ja) * | 2009-07-01 | 2011-01-20 | Jtekt Corp | 軸受用密封装置及びそれを用いた車両用ハブユニット |
| WO2020076761A1 (en) * | 2018-10-08 | 2020-04-16 | Suman Andrew W | Wobble resistant shaft seal |
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