JP2002303330A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シール装置自体の発熱並びに軸受中への水や
水蒸気の侵入を抑え、グリースの変質及びそれに伴う周
囲の汚染等を防止できる転がり軸受を提供する。 【解決手段】 アクリロニトリルブタジエンゴム、水素
添加アクリロニトリルブタジエンゴム、フッ素ゴム、シ
リコーンゴムから選ばれるゴムを含むゴム組成物と金属
製芯金とを一体化してなるシール装置、または、水との
接触角が９０°以上で、かつ熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ・
ｋ以上のフッ素樹脂組成物で形成したプラスチックシー
ル装置を備え、更にスリンガーを付設した転がり軸受。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば燃料電池用
水蒸気供給装置や洗浄装置等のような、水や水蒸気がか
かる環境で使用するのに好適な転がり軸受の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車等で搭載が検討されている燃料電
池は、基本的に、電解質を燃料極と空気極とで挟持し、
２つの電極を導電で接続して構成されている。発電に
は、燃料極に水素、空気極に酸素（空気）を供給する。
燃料極に水素を供給すると、水素が電解質に担持させた
触媒（白金、ルテニウム等）と反応して陽子と電子とに
分解する。そして、陽子は電解質を通って空気極に達
し、このとき熱が発生する。電解質は、陽子を通すが電
子を通さないため、電子は外部の導線を移動して空気極
に達する。このとき導線に電流が流れる。また、空気極
では陽子と電子とが再び結合し、元の水素に戻る。その
とき、空気極に供給された酸素が水素と結合して水がで
きる。ここでも熱が発生する。

【０００３】燃料に使う水素は、空気中にある酸素と違
って、人為的に作り出す必要がある。水素タンクを燃料
電池と一緒に搭載して、水素を直接供給する方法もある
が、効率や安全性に問題があり、一般には、メタノール
やガソリン等の水素を含む別の燃料を積み、改質器でそ
れらを高温の水蒸気を加えて改質し、水素にして用いて
いる。また、近年主流に成りつつある固体高分子膜型燃
料電池の場合は、固体高分子膜を湿らせ膜のイオン導伝
率を高める必要がある。そのために、燃料ガス（水素）
及び酸化剤ガス（空気等）を加湿して固体高分子膜に水
分を供給している。

【０００４】上記のように、燃料電池の周辺では、一般
に、蒸気を送り込む必要があり、蒸気を送り込む効率を
上げるために圧送装置（コンプレッサ）が用いられてい
る。この圧送装置の一例を図５に示す。図５の圧送装置
では、回転軸５１にインペラ５２が取り付けられてお
り、この回転軸５１は転がり軸受５３ａ、５３ｂで支持
されている。回転軸５１の高速回転に伴ってインペラ５
２が高速回転し、水蒸気吸込み口５４から吸込まれた水
蒸気が、インペラ５２の遠心力で加圧され、ハウジング
５５とバックプレート５６とで形成された加圧ボリュー
ト５７を通って水蒸気吐出口５８から圧送される。

【０００５】しかし、シーリング部材５９のシール性が
低下してくると、水蒸気が、インペラ５２の背面の背面
空間６０から、回転軸５１とシーリング部材５９との間
隙６１を通って、転がり軸受５３ａ、５３ｂに達する。

【０００６】一方、転がり軸受５３ａ、５３ｂとして、
従来、図２に示すような転がり軸受が使用されている。
この転がり軸受は、外輪２０と内輪２１との間に複数個
の転動体（ボール）２２が保持器２３により周方向に沿
って略等間隔に保持されていると共に、外輪２０と内輪
２１との間の端部開口からの異物の混入を防止したり、
潤滑のためのグリース（図示せず）を封止するために、
軸受の両端面にシール装置２４が装着されている。この
シール装置２４は、金属製芯金２５と、ゴムまたは樹脂
との一体成形物であり、ゴムまたは樹脂からなる取付嵌
合部２６を外輪２０の嵌合溝２７に嵌合させることによ
り軸受端面に装着されている。また、シール装置２４の
ゴムまたは樹脂からなるリップ部２８は、軸が高速で回
転した際の発熱を考慮して、内輪２１とは接触すること
なく、内輪２１に設けられたシール溝２９との間に僅か
な間隔が設けられている。

【０００７】しかし、この転がり軸受においては、シー
ル装置２４が完全な密封構造でないことから、上記のよ
うに圧送装置のシーリング部材５９のシール性が低下し
て水蒸気が流入してくると、この水蒸気が軸受中に侵入
しやすく、潤滑剤であるグリースが乳化等の変質を起こ
して、軸受寿命の低下をもたらすおそれがある。また、
グリースが変質することにより、グリースから潤滑油が
分離し易くなり、分離した潤滑油が軸受外に漏れ出て周
囲を汚染するおそれもある。燃料電池では、この漏れ出
た潤滑油が蒸気に混入して燃料電池内部に入り込むと、
電解質や電極が汚染されて電池寿命の低下につながる。

【０００８】また、図１に示すような転がり軸受も使用
されている。この転がり軸受は、シール装置の構造の一
部に相違があること以外は、図２に示した転がり軸受と
同様の構造であり、即ち、外輪１と内輪２との間に複数
個の転動体（ボール）３が保持器４により周方向に沿っ
て略等間隔に保持され、軸受の片端面あるいは両端面に
ゴム製あるいはプラスチック製等のシール装置５が装着
されている。そして、このシール装置５は、その一方の
端に設けられた取付嵌合部６を外輪１に設けられた嵌合
溝７に嵌合させることにより軸受端面に装着されてお
り、他方の端の端部８には、シール性を向上させるため
に、内輪２に設けられたシール溝９と接触するリップ部
１０が設けられている。

【０００９】しかし、この転がり軸受では、シール性が
向上する一方で、シール装置５のリップ部１０とシール
溝９との摺動による摩擦熱が発生し、高温によるグリー
スの変質が起こるようになり、軸受寿命の低下をもたら
すおそれが出て来る。また、リップ部１０が摩耗してシ
ール溝９との間に隙間ができると、ここから潤滑油が漏
洩して周囲の汚染を起こすおそれもある。

【００１０】このような問題に対処するために、図５に
示した圧送装置では、バッフル６２とブッシュ６３とが
回転軸５１に付設されており、転がり軸受５３ａ、５３
ｂから漏洩したオイルミストを排除して、送出蒸気が汚
染されるのを防止する構成となっている。しかし、転が
り軸受５３ａ，５３ｂ自体のシール性能を高めて水の侵
入をより確実に防止する要求は依然として高い。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の状況に
鑑みてなされたものであり、シール装置自体の発熱並び
に軸受中への水や水蒸気の侵入を抑え、グリースの変質
及びそれに伴う周囲の汚染等を防止できる転がり軸受を
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、外輪と内輪との間に保持器を介して複
数の転動体を回転自在に保持し、かつ前記転動体を設置
した部分の端部開口を塞ぐシール装置によりグリースを
封止してなる転がり軸受において、前記シール装置を、
アクリロニトリルブタジエンゴム、水素添加アクリロニ
トリルブタジエンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムか
ら選ばれるゴムを含むゴム組成物と金属製芯金とを一体
化してなるシール装置（以下、「第１のシール装置」と
いう）とする。また、前記シール装置を、水との接触角
が９０°以上で、かつ熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ・ｋ以上
のフッ素樹脂で形成したプラスチックシール装置（以
下、「第２のシール装置」という）とする。

【００１３】更に、上記転がり軸受において、シール装
置のリップ部に接触するスリンガーが付設されているこ
とが好ましい。

【００１４】本発明の転がり軸受においては、第１のシ
ール装置を構成する上記各ゴム材料が耐水性を有するた
め、水蒸気等との接触による劣化が少なく、シール性能
を長期にわたり維持できる。また、第２のシール装置で
は、表面が高い撥水性を示すため、シール装置の表面に
付着した水は玉状となって早期に流れ落ち、軸受内部に
水が浸入し難くなり、水の混入に起因するグリースの変
質及びそれに伴う周囲の汚染を防止する。また、シール
装置の熱伝導率が高いことから、図１に示したようなシ
ール装置のリップ部がシール溝と接触するような転がり
軸受においても熱を放散し易く、軸受の温度上昇を好適
に抑制することができ、高温によるグリースの変質を抑
制する。

【００１５】また、シール装置のリップ部と接触するス
リンガーを付設することにより、シール性能が更に高ま
る。

【００１６】このように、本発明の転がり軸受は、高い
シール性を維持することができ、より厳しい水環境でも
長寿命となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の転がり軸受に関し
て詳細に説明する。

【００１８】本発明の転がり軸受は、下記に詳述される
特定のゴム組成物と金属製芯金とを一体化して構成され
る第１のシール装置、あるいは特定の水接触角及び熱伝
導率を有するフッ素樹脂組成物からなる第２のシール装
置を備える。

【００１９】（第１のシール装置）先ず、第１のシール
装置について説明する。第１のシール装置は、例えば図
２に示したような、金属製芯金２５とゴム組成物とが一
体成形されたものである。また、図示は省略するが、リ
ップ部２８は内輪２１のシール溝２９に接触していても
よい。

【００２０】ゴム組成物のベースとなるゴムは、アクリ
ロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素添加アクリ
ロニトリルブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、フッ素ゴ
ム、シリコーンゴムから選ばれる。何れも、公知のもの
で構わないが、フッ素ゴムとしては、通常ＦＫＭと呼ば
れるフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン２元
共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレ
ン−テトラフルオロエチレン３元共重合体、テトラフル
オロエチレン−プロピレン２元共重合体、フッ化ビニリ
デン−テトラフルオロエチレン−プロピレン３元共重合
体等が好適である。また、シリコーンゴムとしては、メ
チルビニルシリコーンゴム（ＶＭＱ）、メチルビニルフ
ェニルシリコーンゴム（ＰＶＭＱ）、フロロシリコーン
ゴム（ＦＶＭＱ）等が好適である。これらのゴムは、何
れも耐水性に優れるため、水蒸気等と接触した場合でも
劣化が少なく、シール性能を長期にわたり維持できる。

【００２１】上記のゴムには、カーボンブラックやシリ
カ等の補強材、加硫系添加剤、老化防止剤、可塑剤等の
各種添加剤が配合されてもよい。各添加剤は何れも公知
のもので構わず、また添加量も目的に応じて適宜選択さ
れる。

【００２２】芯金を構成する金属としては、ステンレス
鋼、耐食メッキ等の表面処理を施したステンレス鋼また
は冷延鋼板を使用することができるが、上記したゴム組
成物との接着性を考慮すると、表面処理を施したステン
レス鋼または冷延鋼板が好ましい。また、ステンレス鋼
としては、クロム含有量が多いことで耐食性の高いフェ
ライト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４３０；１８Ｃ
ｒ）やオーステナイト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ
３０４；１８Ｃｒ−８Ｎｉ、ＳＵＳ４１６Ｌ；１８Ｃｒ
−１２Ｎｉ−２Ｍｏ−低Ｃ）が好ましい。但し、フェラ
イト系ステンレス鋼及びオーステナイト系ステンレス鋼
は、熱処理による硬化ができないため、プレス加工時に
バリが発生しやすく、加工に注意を要する。

【００２３】熱処理による硬化が可能なマルテンサイト
系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４４０Ｃ；１２Ｃｒ−
０．７Ｃ−Ｍｏ添加）も使用できるが、炭素含有量が多
いため耐食性に劣る傾向がある。但し、マルテンサイト
系ステンレス鋼の中でも、特開２０００−３９２７７号
公報に記載されているような、共晶炭化物の大きさを２
μｍ以下で面積率を５％以下に抑え、かつ窒素を添加し
たものは、同等の硬度を有し、耐食性も高いことから好
適に使用できる。

【００２４】また、耐食性を高めるための表面処理とし
ては、電気亜鉛メッキ、電気錫メッキ、電気錫−亜鉛合
金メッキ、電気亜鉛−鉄合金メッキ、電気亜鉛−ニッケ
ル合金メッキ、電気ニッケルメッキ、リン酸塩処理、電
解バナジウム処理等が挙げられる。尚、ニッケルメッキ
膜は無電解メッキ膜であってもよく、またこの無電解ニ
ッケルメッキ膜はリンを含有することができ、更にはテ
トラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粒子を分散させた複
合メッキ膜であってもよい。ＰＴＦＥ複合ニッケル膜
は、ＰＴＦＥ粒子により低摩耗を実現でき、軸受が高速
で回転しても低トルクを維持できるようになる。また、
このＰＴＦＥ複合ニッケル膜は、撥水性も有し、軸受内
部に水分が浸入するのを効果的に防ぐ効果も有する。
尚、ＰＴＦＥ粒子の含有量は３〜３５体積％が好まし
く、耐摩耗性と摩擦特性とのバランスから１５〜２５体
積％が特に好ましい。

【００２５】摩擦特性や撥水性を改善する方策として、
その他にも、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂コーティングを施
すことが行なわれているが、耐摩耗性がそれほど高くな
いため、特に軸受が高速回転になる場合はリップ部のコ
ーティング層の摩耗が激しく、好ましくない。そのた
め、コーティング層に代えて、適当な樹脂バインター
（例えば、ＰＡＩ）を含有するフッ素樹脂の焼結膜とす
ることにより、この摩耗の問題を解消することができ
る。本発明においては、このフッ素樹脂焼結膜が成膜さ
れたステンレス鋼または冷延鋼板も好適に使用できる。

【００２６】本発明においては、その他にも、ダイヤモ
ンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜が成膜されたステンレ
ス鋼または冷延鋼板も好適に使用できる。

【００２７】また、ゴム組成物または樹脂組成物との接
着性を向上させるために、上記した表面処理の中でリン
酸塩処理及び電解バナジウム処理を除いて、金属酸化物
あるいはその水和物等の酸素を有する化合物が存在する
層が最表面に形成されていることが好ましい。このよう
な最表層としては、上記したリン酸塩処理や電解バナジ
ウム処理等により形成される層が好適である。また、こ
れらの金属系最表層に代えて、ポリアクリル酸エステル
やポリウレタン等の有機樹脂皮膜を形成しても接着性を
向上させることができる。

【００２８】尚、シール装置を作製には、予め接着剤を
焼き付けておいた金属製芯金を所定の金型に装着し、そ
こへゴム組成物を充填してゴムの硬化温度にて熱プレス
を行なえばよい。接着剤としては加硫系の接着剤が好ま
しく、例えばフェノール系加硫接着剤やシラン系加硫接
着剤が好適である。

【００２９】（第２のシール装置）第２のシール装置
は、例えば図１に示したように、樹脂組成物のみからな
る。使用するフッ素樹脂組成物は、一定レベル以上の撥
水性を持っている必要があり、具体的には水との接触角
が９０°以上であることが肝要である。接触角が９０°
未満のものを使用した場合は、水に対するシール性を十
分に改善することができない。具体的には、ポリテトラ
フルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレ
ン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（Ｐ
ＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロ
ピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・
エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等をベース樹脂とするこ
とができる。これら本発明でベース樹脂として好適な各
フッ素樹脂の水との接触角を表１に示す。また、比較の
ために、他のフッ素樹脂であるポリビニリデンフルオラ
イド（ＰＶｄＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン
（ＰＣＴＦＥ）、汎用樹脂であるポリエチレン（Ｐ
Ｅ）、ポリアミド６（ＰＡ）の各樹脂の水との接触角を
それぞれ表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】ベース樹脂として使用するフッ素樹脂の水
との接触角はより高い方が、シール装置の表面に付着し
た水が、玉状になり易く、軸受を例えば図１に示すよう
に横向きに設置して使用すると、水滴となって流れ落
ち、軸受内部に入り難くなる。水との接触角が９０°以
上であれば、その効果（撥水効果）が大きく、水がかか
る環境で使用しても、軸受内に水の混入が抑制され、軸
受内に充填されたグリースが乳化等の変質をきたすこと
がないために、長寿命化が期待できる。

【００３２】また、ベース樹脂として使用するフッ素樹
脂の動摩擦係数は、図１に示したような転がり軸受のシ
ール装置のシールトルク、リップ部とシール溝との摺動
発熱を考慮すると、より低い方が好適であり、具体的に
は９．８×１０⁴Ｐａ（Ｎ／ｍ²）、３ｍ／ｍｉｎで０．
５以下が好ましく、さらに好ましくは０．４以下であ
る。上記した好適な各フッ素樹脂の動摩擦係数をそれぞ
れ表２に示す。

【００３３】

【表２】

【００３４】更に、シール装置を低コストで精度よく製
造するためには、上記した好適なフッ素樹脂の中でも、
射出成形が可能なテトラフルオロエチレン・パーフルオ
ロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラ
フルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体
（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合
体（ＥＴＦＥ）が特に好ましいと言える。

【００３５】上記の撥水性に加えて、ベース樹脂として
使用するフッ素樹脂は一定レベル以上の熱伝導性を持っ
ている必要があり、具体的には熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ
・ｋ以上であることが肝要である。特に、図１に示した
ようなシール装置のリップ部とシール溝とが接触する構
成において重要となる。熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ・ｋ未
満のものを使用した場合は、軸受の温度上昇を抑制する
ことができない。表３に示すように、上記した好適なフ
ッ素樹脂を含め、フッ素樹脂の熱伝導率は０．２５Ｗ／
ｍ・ｋ以下と金属に比べると格段に低く、フッ素樹脂の
みでシール装置を形成した場合は、軸受の温度上昇を抑
制することができない。

【００３６】

【表３】

【００３７】従って、目的とする熱伝導率が０．５Ｗ／
ｍ・ｋ以上のシール装置用材料を得るには、ベース樹脂
とするフッ素樹脂に、１０Ｗ／ｍ・ｋ以上、好ましくは
２０Ｗ／ｍ・ｋ以上の熱伝導率を有する充填材（熱伝導
向上充填材）を、全体の１０〜５０重量％になるように
配合する。このフッ素樹脂組成物において、熱伝導向上
充填材の含有量が１０重量％未満の場合は、実質上熱伝
導率を０．５Ｗ／ｍ・ｋ以上まで向上させるのが難しく
なる。また、熱伝導向上充填材の含有量が５０重量％を
越える場合は、フッ素樹脂組成物の溶融粘度が高くな
り、精度よく成形することが難しくなる。

【００３８】本発明において使用可能な熱伝導向上充填
材としては、無機化合物あるいは金属の粉体、繊維及び
ウィスカーの何れかから選定できる。具体例を、その熱
伝導率と共に表４に示す。

【００３９】

【表４】

【００４０】中でも、熱伝導率に加えて、シール装置の
強度を向上させる作用を有するＳｉＣウィスカー、Ａｌ
₂Ｏ₃繊維、Ｃｕ繊維、ステンレス繊維、カーボン繊維
（ＣＦ）、黒鉛ウィスカー等のような繊維及びウィスカ
ーが好ましい。粉体状の熱伝導向上充填材を用いる場合
は、一定レベル以上の強度を維持するために、表４に示
す例の中で繊維及びウィスカーの形態の補強性を保持す
る充填材と組み合わせるか、あるいはガラス繊維（熱伝
導率：１．０４Ｗ／ｍ・ｋ）等の熱伝導率が２０Ｗ／ｍ
・ｋ未満の繊維及びウィスカーの形態の補強材を別途添
加することが好ましい。

【００４１】尚、フッ素樹脂組成物の調製、該フッ素樹
脂組成物のシール装置への成形は、従来からの樹脂組成
物の調製、成形の常法に従って行うことができる。

【００４２】上記第２のシール装置は、撥水性ととも
に、高い熱伝導率を有することから、高いシール性を備
えながらも発熱の問題がある転がり軸受に好適であり、
グリースの劣化及び周囲の汚染の防止効果がより一層顕
著となる。また、フッ素樹は撥水性に加えて、撥油性も
有することから、シール装置内部に充填されたグリース
（炭化水素系）およびグリース基油が外部に漏れるのを
抑制する効果もある。

【００４３】本発明の転がり軸受は、上記した第１のシ
ール装置または第２のシール装置を備えるが、更にシー
ル装置のリップ部に接触するスリンガーを付設すること
が好ましい。図３はスリンガー付きシール装置を備える
転がり軸受の一例を示す断面図であるが、外輪３０と内
輪３１との間に、保持器３２を介して複数の玉３３を保
持し、シール装置３４を備える。ここでは、シール装置
３４は、金属製芯金３５とゴム組成物とで構成される第
１のシール装置を示してある。勿論、第２のシール装置
も可能である。

【００４４】また、この転がり軸受では、シール装置３
４の両外側に、一対のスリンガー３７を備える。スリン
ガー３７は、断面略Ｌ字形で全体が円環状の金属製部材
であり、その円筒部３７ａが内輪３１の外周面に外嵌固
定されている。この状態で、シール装置３４のリップ部
３６の先端がスリンガー３７の円筒部３７ａの上面に接
触しており、両者で密封構造を構成している。従って、
封入グリース（図示せず）の漏洩とともに、外部からの
水分等の浸入が効果的に防止される。

【００４５】スリンガー３７の材質は、第１のシール装
置を構成する金属製芯金に使用される材料と同様で構わ
ず、上記したメッキ処理を施したステンレス鋼や冷延鋼
板が好適である。但し、接着性向上のための層や膜は不
要である。

【００４６】以下に、スリンガーを付設したシール装置
の具体例を例示する。尚、何れも第１のシール装置とス
リンガーとの組み合わせであり、その形状は図３に示し
たものに準じるものとする。

【００４７】（例−１） ・スリンガー：ＳＵＳ３０４製、表面粗さＲａ０．２ ・芯金：冷延鋼板に電気亜鉛メッキ（平均付着量５ｇ／
ｍ²）、更にリン酸亜鉛化成処理（平均付着量０．０５
ｇ／ｍ²）施したもの ・ゴム組成物：中高ニトリルＮＢＲ１００重量部に対
し、ＨＡＦカーボンブラック（補強材）６０重量部、高
分散性硫黄（加硫剤）０．５重量部、テトラメチルチウ
ラムジスルフィド（加硫促進剤）０．８重量部、テトラ
エチルチウラムジスルフィド（加硫促進剤）１．５重量
部、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾル・スルフ
ェンアミド（加硫促進剤）１．０重量部、ステアリン酸
（加硫促進助剤）１．０重量部、酸化亜鉛（加硫促進助
剤）５．０重量部、アジピン酸系ポリエステル（可塑
剤）５．０重量部、４，４−ビス−（α，α−ジメチル
ベンジル）ジフェニルアミン（老化防止剤）１．０重量
部、２−メルカプトベンズイミダゾール（老化防止剤）
１．０重量部、特殊ワックス（老化防止剤）１．０重量
部を均一分散させたもの ・接着剤：フェノール系加硫接着剤

【００４８】（例−２） ・スリンガー：ＥＳ１にニフグリップ処理（Ｎｏ．２、
ＰＴＦＥ粒子２０体積％含有Ｎｉ−Ｐ処理１０μｍ）し
たもの ・芯金：冷延鋼板に電気亜鉛メッキ（平均付着量５ｇ／
ｍ²）、更に電解バナジウム処理（平均付着量０．０５
ｇ／ｍ²）を施し、更にその上にポリウレタン皮膜（平
均膜厚２μｍ）を成膜したもの ・ゴム組成物：Ｈ−ＮＢＲ１００重量部に対し、ＨＡＦ
カーボンブラック（補強材）６０重量部、高分散性硫黄
（加硫剤）０．５重量部、テトラメチルチウラムジスル
フィド（加硫促進剤）０．８重量部、テトラエチルチウ
ラムジスルフィド（加硫促進剤）１．５重量部、Ｎ−シ
クロヘキシル−２−ベンゾチアゾル・スルフェンアミド
（加硫促進剤）１．０重量部、ステアリン酸（加硫促進
助剤）１．０重量部、酸化亜鉛（加硫促進助剤）５．０
重量部、アジピン酸系ポリエステル（可塑剤）５．０重
量部、４，４−ビス−（α，α−ジメチルベンジル）ジ
フェニルアミン（老化防止剤）１．０重量部、２−メル
カプトベンズイミダゾール（老化防止剤）１．０重量
部、特殊ワックス（老化防止剤）１．０重量部を均一分
散させたもの ・接着剤：フェノール系加硫接着剤

【００４９】（例−３） ・スリンガー：冷延鋼板に電気亜鉛−ニッケル合金メッ
キ（平均付着量５ｇ／ｍ²）を施し、その上にＤＬＣ皮
膜（平均膜厚２μｍ）を成膜したもの ・芯金：冷延鋼板にリン酸亜鉛化成処理（平均付着量
０．０５ｇ／ｍ²）を施したもの ・ゴム組成物：フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロ
ピレン２元共重合体１００重量部に対し、ＨＡＦカーボ
ンブラック（補強材）２０重量部、１，３−ビス（ｔ−
ブチルパーオキシ）−ジイソプロピルベンゼン（架橋
剤）１．５重量部、トリアリルイソシアヌレート（架橋
促進助剤）１．０重量部を均一分散させたもの ・接着剤：シラン系加硫接着剤

【００５０】（例−４） ・スリンガー：ＳＵＳ４３０に電気亜鉛−ニッケル合金
メッキ（平均付着量５ｇ／ｍ²）を施し、その上にＰＴ
ＦＥ焼結膜（平均膜厚５μｍ、バインダーＰＡＩ）を成
膜したもの ・芯金：冷延鋼板にリン酸亜鉛化成処理（平均付着量
０．０５ｇ／ｍ²）を施したもの ・ゴム組成物：フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチ
レン−プロピレン３元共重合体（フッ化ビニリデン２〜
５モル％、加硫促進剤内添）１００重量部に対し、ＨＡ
Ｆカーボンブラック（補強材）２０重量部、１，３−ビ
ス（ｔ−ブチルパーオキシ）−ジイソプロピルベンゼン
（架橋剤）１．０重量部、トリアリルイソシアヌレート
（架橋促進助剤）３．０重量部、酸化マグネシウム（加
硫促進助剤）３．０重量部、水酸化カルシウム（加硫促
進助剤）６．０重量部を均一分散させたもの ・接着剤：シラン系加硫接着剤

【００５１】更に、本発明の転がり軸受では、保持器と
して図４に示すような冠型保持器４０を用いることがで
きる。この冠型保持器４０は、基部４１の円周方向複数
箇所に略半円状のポケット４２が形成されており、各ポ
ケット４２は一対の弾性片４３で玉（図示せず）を保持
する。また、冠型保持器４０は、ポリアミド樹脂、ポリ
アセタール樹脂、フェノール樹脂、ポリプロピレン樹
脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等を成形して得ら
れる。

【００５２】本発明の転がり軸受は上記の如く構成され
るが、潤滑のためのグリースが封入される。封入グリー
スの種類は制限されるものではなく、必要に応じて、適
宜選択可能である。

【００５３】

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更
に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるもの
ではない。

【００５４】（実施例１〜６、比較例１〜３） 〔樹脂組成物の調製及び熱伝導率の測定〕表５に示す組
成のフッ素樹脂組成物を調製し、調製した各フッ素樹脂
組成物について、試験片を成形してレーザーフラッシュ
法で２０℃における熱伝導率（Ｗ／ｍ・ｋ）の測定を行
った。その結果を表６に示す。

【００５５】尚、試験片の成形に際して実施例１では、
パウダーブレンド後、圧縮成形で所定の形状に成形し
た。それ以外の実施例２〜６及び比較例１、２では、原
材料を二軸押出機を用いて混合し、ペレット化し、得ら
れたペレットをインラインスクリュー式射出成形機に供
給して所定の形状に成形した。

【００５６】

【表５】

【００５７】

【表６】

【００５８】表６から分かるように、実施例１〜６で
は、熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・ｋ以上の熱伝導向上充填材
を１０重量％以上含有させることで、通常の充填材を含
有するものより組成物全体の熱伝導率が向上し、本発明
が目的とする０．５Ｗ／ｍ・ｋ以上の熱伝導率を達成し
ている。また、実施例１〜６の試験片における水との接
触角は、ベース樹脂の値と同一であった。尚。比較例３
では、後述する水蒸気噴霧軸受回転試験のみ行った。

【００５９】〔水蒸気噴霧軸受回転試験〕下記の試験軸
受を用い、下記の条件で水蒸気噴霧軸受回転試験（水蒸
気圧送装置を想定）を行い、回転１時間後における軸受
外輪温度と軸受内部のグリースの水分量とを測定した。
その結果を表７に示す。 ・試験軸受：６２００（内径：１０ｍｍ、外径：３０ｍ
ｍ、幅：９ｍｍ、保持器：ＧＦ２５重量％含有ポリアミ
ド６６、シール溝を備え、シール装置が取り付け可能な
もの）。 ・シール装置：実施例１〜６及び比較例１、２について
は、図１に示す内輪接触タイプ、比較例３については、
図２に示すＮＢＲゴム製の内輪非接触タイプにて試験実
施。 ・グリース：ＥＮＳグリース（ウレア−エステル系）、
日石三菱(株)、充填量０．３５ｇ ・荷重：Ｆａ３０Ｎ、Ｆｒ１０Ｎ ・回転速度：５００００ｍｉｎ^-1（内輪回転） ・水蒸気噴霧量：３．０ｋｇ／ｈ（軸受の片端面から、
蒸気加湿器で噴霧）

【００６０】

【表７】

【００６１】表７からわかるように、実施例１〜６は、
比較例３に比べて温度上昇は若干多いものの、それほど
変わらない。また、比較例３で見られる水分の混入は、
実施例１〜６では全く見られなかった。比較例１及び２
は、水分の混入はほとんど見られなかったが、シール装
置の熱伝導率が低いために温度上昇が大きく、グリース
寿命が短くなることが予想できる。また、比較例２は、
水との接触角が低いフッ素樹脂を用いたため、僅かに水
分の混入が見られた。尚、熱伝導率が同じである実施例
１〜３で、温度上昇が異なるのは、表２に示すようなフ
ッ素樹脂の動摩擦係数の差に起因する摩擦熱の大小によ
ると考えられる。

【００６２】以上、本発明に関して主に深溝玉軸受を例
示して説明してきたが、本発明はアンギュラ玉軸受にも
応用できる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の転がり軸
受では、第１のシール装置及び第２のシール装置を用い
ることにより、高いシール性を維持することができ、よ
り厳しい水環境でも長寿命となる。

【００６４】また、シール装置のリップ部と接触するス
リンガーを付設することにより、シール性能が更に高ま
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第２のシール装置を適用した本発明の転がり軸
受の一例を示す断面図である。

【図２】第１のシール装置を適用した本発明の転がり軸
受の一例を示す断面図である。

【図３】本発明のスリンガー付きシール装置を備える転
がり軸受の一例を示す断面図である。

【図４】転がり軸受に使用される保持器の他の例である
冠型保持器を示す斜視図である。

【図５】燃料電池に用いられる蒸気圧送装置の一例を示
す断面図である。

【符号の説明】

１ 外輪 ２ 内輪 ３ 転動体（ボール） ４ 保持器 ５ シール装置 ６ 取付嵌合部 ７ 嵌合溝 ８ 端部 ９ シール溝 １０ リップ部 ２０ 外輪 ２１ 内輪 ２２ 転動体（ボール） ２３ 保持器 ２４ シール装置 ２５ 金属製芯金 ２６ 取付嵌合部 ２７ 嵌合溝 ２８ リップ部 ２９ シール溝 ３７ スリンガー ４０ 冠型保持器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J016 AA01 BB03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外輪と内輪との間に保持器を介して複数
   の転動体を回転自在に保持し、かつ前記転動体を設置し
   た部分の端部開口を塞ぐシール装置によりグリースを封
   止してなる転がり軸受において、 前記シール装置が、アクリロニトリルブタジエンゴム、
   水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム、フッ素ゴ
   ム、シリコーンゴムから選ばれるゴムを含むゴム組成物
   と金属製芯金とを一体化してなることを特徴とする転が
   り軸受。
2. 【請求項２】 外輪と内輪との間に保持器を介して複数
   の転動体を回転自在に保持し、かつ前記転動体を設置し
   た部分の端部開口を塞ぐシール装置によりグリースを封
   止してなる転がり軸受において、 前記シール装置が、水との接触角が９０°以上で、かつ
   熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ・ｋ以上のフッ素樹脂組成物で
   形成したプラスチックシール装置であることを特徴とす
   る転がり軸受。
3. 【請求項３】 シール装置のリップ部に接触するスリン
   ガーが付設されていることを特徴とする請求項１または
   ２記載の転がり軸受。