JP2003097575A - 密封式転がり軸受 - Google Patents

密封式転がり軸受

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JP2003097575A
JP2003097575A JP2001297771A JP2001297771A JP2003097575A JP 2003097575 A JP2003097575 A JP 2003097575A JP 2001297771 A JP2001297771 A JP 2001297771A JP 2001297771 A JP2001297771 A JP 2001297771A JP 2003097575 A JP2003097575 A JP 2003097575A
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seal
rubber
peripheral surface
outer ring
ring
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JP2001297771A
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Takahiko Uchiyama
貴彦 内山
Keisuke Yokoyama
景介 横山
Toshimi Takagi
敏己 高城
Shunichi Yabe
俊一 矢部
Shigeaki Aihara
成明 相原
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NSK Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 極寒の条件で使用される場合でもシールリッ
プの損傷を抑えて、転がり軸受内部に異物が入り込んだ
り、この転がり軸受内部の潤滑剤が外部に漏洩する事を
有効に防止する。そして、寒冷地で使用する自動車や鉄
道車両の回転支持部の耐久性向上を図る。 【解決手段】 弾性材製のシール部材16、25を含ん
で全体を円環状に構成されたシール装置12a、12b
を備える。このシール部材16、25を構成する弾性材
として、弗素を含む重合体とシリコンオイルとのうちの
少なくとも何れか一方を添加した、加硫可能なゴム材料
組成物を使用する。或は、上記弾性材の表面に、弗素を
含む重合体とシリコンオイルとのうちの少なくとも何れ
か一方を塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の車輪を支
持する車輪支持用転がり軸受、自動車の電装機器用転が
り軸受、鉄道車両の車輪を支持する車両用転がり軸受
等、極低温の環境で使用される事のある転がり軸受の改
良に関する。特に本発明は、外部からの塵挨、水、泥水
等の異物が内部に侵入する事を防止すると共に、内部に
注入したグリース等の潤滑剤が外部に漏洩する事を防止
する為のシール装置を備え、厳しい環境下で使用される
密封式転がり軸受の耐久性を向上させる事を目的とした
ものである。
【0002】
【従来の技術】自動車の車輪を懸架装置に支持する為の
車輪支持用転がり軸受(ハブユニット)は、周知の様
に、例えば図1に示す様に構成している。外輪1は、そ
の外周面に形成した取付部2により、懸架装置に支持固
定されて、使用時にも回転しない。この様な外輪1の内
径側には回転輪である内輪相当部材3を、上記外輪1と
同心に設け、使用時にこの内輪相当部材3が回転する様
にしている。この内輪相当部材3は、ハブ4と内輪5と
から成る。このうちのハブ4の中心部にはスプライン孔
6を、外端(車両への組み付け時に幅方向外側になる端
を言い、図1の左端)部外周面には取付フランジ7を、
それぞれ形成している。車両への組み付け時に上記スプ
ライン孔6には、図示しない等速ジョイントに付属した
スプライン軸を挿入し、上記取付フランジ7には車輪を
固定する。
【0003】又、上記外輪1の内周面には複列の外輪軌
道8、8を、上記ハブ4の中間部外周面と上記内輪5の
外周面とには内輪軌道9、9を、それぞれ形成してい
る。そして、これら各外輪軌道8、8と内輪軌道9、9
との間に転動体10、10を、それぞれ複数個ずつ設け
て、上記外輪1の内側での内輪相当部材3の回転を自在
としている。尚、上記各転動体10、10は、それぞれ
保持器11、11により、転動自在に保持している。
又、図示の例では転動体10、10として玉を使用して
いるが、重量が嵩む車両用の軸受の場合には、転動体と
してテーパころを使用する場合もある。更に、上記外輪
1の外端部と上記ハブ4の中間部外周面との間にはシー
ル装置12a、12bを設け、上記外輪1の内周面と上
記内輪相当部材3の外周面との間で、上記各転動体1
0、10を設置した空間13の両端開口を塞いでいる。
【0004】上記両シール装置12a、12bは、それ
ぞれ図2〜3に示す様に構成している。先ず、上記空間
13の内端(車両への組み付け時に幅方向中央側になる
端を言い、図1の右端)開口部を塞ぐシール装置12a
は、図2に示す様に、芯金14と、スリンガ15と、シ
ール部材16とから成る。このうちの芯金14は、低炭
素鋼板等の金属板にプレス加工等の打ち抜き加工並びに
塑性加工を施す事により、一体成形している。この様な
芯金14は、上記外輪1の内端部内周面に内嵌固定自在
な外径側円筒部17と、この外径側円筒部17の軸方向
外端縁(図2の左端縁)から直径方向内方に折れ曲がっ
た内側円輪部18とを備えた、断面略L字形で全体を円
環状としている。
【0005】又、上記スリンガ15は、ステンレス鋼板
等、優れた耐食性を有する金属板に、やはりプレス加工
等の打ち抜き加工並びに塑性加工を施す事により、一体
成形している。この様なスリンガ15は、前記内輪5の
内端部外周面に外嵌固定自在な内径側円筒部19と、こ
の内径側円筒部19の内端縁(図2の右端縁)から直径
方向外方に折れ曲がった外側円輪部20とを備えた、断
面L字形で全体を円環状としている。
【0006】又、上記シール部材16は、ゴムの如きエ
ラストマー等の弾性材により造られて、外側、中間、内
側の3本のシールリップ21、22、23を備え、上記
芯金14にその基端部を結合固定している。そして、上
記空間13の内外方向に関して、最も外側に位置する外
側シールリップ21の先端縁を上記スリンガ15を構成
する外側円輪部20の内側面に摺接させ、残り2本のシ
ールリップである中間シールリップ22及び内側シール
リップ23の先端縁を、上記スリンガ15を構成する内
径側円筒部19の外周面に摺接させる事により、前記空
間13内からのグリースの漏洩を防止すると共に、外部
からこの空間13内に、塵挨、水、泥水等の異物が進入
する事を防止している。
【0007】これに対して、上記空間13の外端開口部
を塞ぐシール装置12bは、図3に示す様に、それぞれ
が円環状に形成された芯金24とシール部材25とから
成る。このうちの芯金24は、金属板により造り、上記
外輪1の外端部に内嵌固定している。又、上記シール部
材25は、ゴムの如きエラストマー等の弾性材により造
り、上記芯金24に、接着等により接合固定している。
又、このシール部材25は、外径側、内径側、2本のサ
イドシールリップ26、27と、1 本のラジアルシール
リップ28とを備える。そして、上記外径側、内径側、
両サイドシールリップ26、27を、先端縁(図3の左
端縁)に向かう程直径方向外方(図3の上方)に向かう
方向に傾斜させる事により、上記空間13内への異物進
入防止機能を確保している。又、上記ラジアルシールリ
ップ28を、先端縁(図3の右下縁)に向かう程上記空
間13の内側(図3の右側)に向かう方向に傾斜させる
事により、グリースの漏洩防止機能を確保している。
【0008】更に詳しく説明すると、上記芯金24は、
低炭素鋼板等の金属板にプレス加工等の打ち抜き加工並
びに塑性加工を施す事により、一体成形している。この
芯金24は、転がり軸受を構成する外輪1の端部内周面
に内嵌固定自在な円筒部29と、この円筒部29の外端
縁(図3の左端縁)から直径方向内方に折れ曲がった支
持板部30とを備える。このうちの円筒部29は、内半
部(図3の右半部)の大径部31と、外半部に設けられ
てこの大径部から離れるに従って径が小さくなる方向に
傾斜した傾斜部32とから成る。このうちの大径部31
の自由状態に於ける外径は、上記外輪1の外端開口部の
内径よりも僅かに大きくしている。従って上記大径部3
1は、この外輪1の外端開口部に、締まり嵌めで内嵌固
定自在である。そして、上記シール部材25により、上
記芯金24を構成する支持板部30の外側面(図3の左
側面)全体を覆うと共に、このシール部材25の外周縁
部により上記傾斜部32を覆って、このシール部材25
の外周縁部を、上記傾斜部32の外周面と外輪1の外端
部内周面との間で挟持して、上記芯金24と外輪1との
嵌合部を密封している。
【0009】又、上記支持板部30は、略S字形の断面
形状を有し、直径方向内方(図3の下方)に向かう程空
間13内に設置した転動体10、10に近づく方向(図
3の右方向)に傾斜している。一方、上記シール部材2
5は、ゴムの如きエラストマー等の弾性材により造って
いる。この様なシール部材25は上記芯金24に対し、
この芯金24を成形型のキャビティ内にセットした状態
でモールド成形する事により、この芯金24に対し接合
固定している。この様なシール部材25の外周縁部は、
上述した様に、上記傾斜部32の外周面を覆っている。
この様なシール部材25の一部でこの傾斜部32の外周
面を覆っている部分の自由状態での外径は、上記外輪1
の外端開口部の内径よりも少し大きい。従って、前記大
径部31をこの外端開口部に内嵌固定した状態では、上
記シール部材25の一部で上記傾斜部32の外周面を覆
っている部分が、この傾斜部32の外周面と上記外端開
口部の内周面との間で弾性的に挟持され、当該部分のシ
ール性を確保する。
【0010】更に、上記シール部材25の基部33は、
上記支持板部30の外側面(図3の左側面)を、全周に
亙り完全に覆っている。そして、この基部33の外側面
及び内周縁に、前記した外径側、内径側両サイドシール
リップ26、27と、1本のラジアルシールリップ28
とを形成している。このうちの2本のサイドシールリッ
プ26、27を、先端縁(図3の左端縁)に向かう程直
径方向外方(図3の上方)に向かう方向に傾斜させる事
により、上記空間13内への異物進入防止機能を確保し
ている。又、上記ラジアルシールリップ28を、先端縁
(図3の右下縁)に向かう程上記空間13の内側(図3
の右側)に向かう方向に傾斜させる事により、この空間
13内に封入したグリースの漏洩防止機能を確保してい
る。
【0011】次に、鉄道車両の車輪を支持する為に従来
から使用されている鉄道車両用転がり軸受の1例を、図
4により説明する。この図4に示した構造は、鉄道車両
用転がり軸受である、密封型複列外向円すいころ軸受に
より、端部中間寄り(図4の右寄り)部分に固定した図
示しない車輪と共に回転する車軸34の端部を、図示し
ない車台に設けたハウジングに対し、回転自在に支持す
る様に構成している。上記密封型複列外向円すいころ軸
受は、上記ハウジングに支持固定される外輪35の内径
側に、内輪間座36を介して突き合わせた1対の内輪3
7、37を、この外輪35と同心に配置している。この
外輪35の内周面には、それぞれが円すい凹面状である
1対の外輪軌道38、38を、上記各内輪37、37の
外周面には、それぞれ円すい凸面状である内輪軌道3
9、39を、それぞれ設けている。そして、これら各内
輪軌道39、39と上記各外輪軌道38、38との間に
円すいころ40、40を、それぞれ複数個ずつ、保持器
41、41により保持した状態で転動自在に設けてい
る。
【0012】上記車軸34の端部に外嵌した、上記各内
輪37、37及び内輪間座36の軸方向の位置決めを図
る為に、これら各部材37、36を、上記車軸34の端
部中央寄り部分に形成した段部42と、この車軸34の
端面に固定した、前蓋と呼ばれる抑えプレート43との
間で挟持している。この為に、上記段部42に、後蓋と
呼ばれる円環状の間座44を突き当てると共に、上記各
内輪37、37の両側に、それぞれが油切りと呼ばれる
スリーブ45、45を配置し、これら両スリーブ45、
45と上記各部材37、36とを、上記抑えプレート4
3と上記間座44との間で挟持している。この抑えプレ
ート43は上記車軸34の端面に対し、複数本のボルト
46、46により結合固定しており、これら各ボルト4
6、46を所定のトルクで緊締する事により上記各円す
いころ40、40に、所望の予圧を付与している。尚、
上記各ボルト46、46の頭部47、47の外周面に
は、これら各ボルト46、46を緊締後に座板48から
曲げ起こした舌片49、49を当接させる事により、こ
れら各ボルト46、46の緩み止めを図っている。
【0013】上述の様な複列外向円すいころ軸受を密封
型とすべく、前記外輪35と上記各スリーブ45、45
との間に、それぞれシールケース50とシールリング5
1とから成るシール装置52、52を設けている。この
うちのシールケース50は、ステンレス鋼板、或は表面
処理鋼板等の耐蝕性を有する金属板を断面クランク形に
曲げ形成する事により、全体を略円筒状に構成してい
る。この様なシールケース50は、それぞれの基端部
(大径側端部)を上記外輪35の端部に締り嵌めで内嵌
固定した状態で、それぞれの中間部乃至は先端部の内周
面を、上記各スリーブ45、45の外周面に対向させて
いる。そして、上記各シールケース50、50の先端部
内周面と上記各スリーブ45、45の外周面との間に、
上記シールリング51、51を設けている。このシール
リング51は、図5に詳示する様に、弾性材53を補強
した芯金61をカバー54に内嵌して成る。
【0014】そして、このうちの弾性材53に設けた1
対のシールリップ55a、55bのうち、複列外向円す
いころ軸受の内部空間寄りのシールリップ55aを上記
スリーブ45の外周面に、ガータスプリング56により
全周に亙り押圧すると共に、他方のシールリップ55b
も上記スリーブ45の外周面に全周に亙り摺接させて、
上記各シール装置52、52を構成している。上記1対
のシールリップ55a、55bのうち、上記内部空間寄
りのシールリップ55aが、主としてこの内部空間内に
封入したグリース等の潤滑剤が外部に漏洩する事を防止
し、他のシールリップ55bが、主として外部に浮遊す
る塵芥や雨水等の異物が上記空間内に侵入する事を防止
する。又、上記内部空間寄りのシールリップ55aは、
上記他のシールリップ55b部分で発生するこのシール
リップ55bの磨耗粉が上記内部空間に侵入する事を防
止すると同時に、この内部空間内で金属同士の接触に基
づいて発生した金属摩耗粉が、上記他のシールリップ5
5bの摺接部に達する事を防止する。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】前述の図1〜3に示し
た様な自動車の車輪を支持する車輪用転がり軸受や、上
述の図4〜5に示した様な鉄道車両の車輪を支持する車
両用転がり軸受は、熱帯から寒帯まで、様々な気象条件
の下で、しかも屋外で使用される。特に、寒冷地で冬期
に使用する場合の様に、極低温(氷点下)で使用される
場合には、自動車若しくは車両の停止時に、シール装置
12a、12b、52を構成する各シールリップ21、
22、23、26、27、28、55a、55bの温度
が極く低くなる。この理由は、停止時には、エンジンや
モータ等からの熱の供給が停止されて周囲の温度が更に
低下するのと同時に、上記各シールリップ21、22、
23、26、27、28、55a、55bの先端縁と相
手部材の表面とが摺動する事に起因する発熱がなくなる
事に加え、上記各シール装置12a、12b、52を組
み込んだ転がり軸受が、内部での転がり或は滑り摩擦に
基づいて発熱する事がなくなる為である。
【0016】この様に停止時には、上記各シールリップ
21、22、23、26、27、28、55a、55b
の温度を上昇させる要因がなくなる為、これら各シール
リップ21、22、23、26、27、28、55a、
55bの温度は、外気温と等しく(極低温に)なる。こ
の結果、これら各シールリップ21、22、23、2
6、27、28、55a、55bが脆化して、これら各
シールリップ21、22、23、26、27、28、5
5a、55bを構成するゴム材料が本来有するゴム弾性
を示さなくなる(硬くなる)。更に、この様に上記各シ
ールリップ21、22、23、26、27、28、55
a、55bが硬くなった状態で、水分(雪及び氷に起因
するものも含む)が、これら各シールリップ21、2
2、23、26、27、28、55a、55bの先端縁
と相手部材との摺接部又はこの摺接部の周辺に介在し、
これら各シールリップ21、22、23、26、27、
28、55a、55bと相手部材とが氷結に基づいて固
着する事がある。
【0017】この様にこれら各シールリップ21、2
2、23、26、27、28、55a、55bと相手部
材とが氷結固着した状態にある転がり軸受が、自動車若
しくは車両の起動に基づいて運転開始された場合、上記
各シールリップ21、22、23、26、27、28、
55a、55bを構成する弾性材が脆化している事と相
まって、これら各シールリップ21、22、23、2
6、27、28、55a、55bの先端部(摺接部)が
傷ついたり、最悪の場合、これら各シールリップ21、
22、23、26、27、28、55a、55b自体が
折損する場合もある。そして、この様にしてこれら各シ
ールリップ21、22、23、26、27、28、55
a、55bが傷ついたり折損した場合には、前記シール
装置12a、12b、52の密封性が低下する。そし
て、外部に浮遊する水や塵挨等の異物が転がり軸受の内
部空間に侵入したり、この内部空間に封入したグリース
等の潤滑剤が外部に漏洩し、上記転がり軸受の耐久性を
低下させてしまう。
【0018】一方、極低温の環境下で使用される密封式
転がり軸受に組み込むシール装置12a、12b、52
のシールリップ21、22、23、26、27、28、
55a、55bを構成する弾性材として従来は、一般的
なニトリルゴム、アクリルゴム、或は弗素ゴムに、適宜
の添加剤を配合したゴム材料組成物が使用していた。こ
の様な従来技術の場合、極低温環境下であっても、水分
が氷結固着しない様な環境下では良好なシール性能を発
揮できるが、極低温環境下でしかも水分が氷結固着する
様な状況下では、上述の様に、上記各シールリップ2
1、22、23、26、27、28、55a、55bが
傷ついたり折損して、上記記シール装置12a、12
b、52の密封性が低下すると言った問題点があった。
【0019】これに対して、極低温での上記各シールリ
ップ21、22、23、26、27、28、55a、5
5bの損傷を抑える為に、これら各シールリップ21、
22、23、26、27、28、55a、55bを構成
するゴム材料組成物中に可塑剤を多量に添加して、低温
でのゴム弾性を向上させる事が考えられる。或は、ニト
リルゴムを原料ゴムに使用する場合に、比較的アクリロ
ニトリル含有量の少ない中ニトリルや低ニトリルを使用
したり、アクリルゴムを原料ゴムに使用する場合に、ア
クリル酸ブチルやアクリル酸メトキシエチルの割合の多
いアクリルゴムを使用したりする事により、極低温での
ゴム弾性を向上させる事も考えられている。ところが、
この様な対策を施したシール装置を組み込んだ密封式転
がり軸受であっても、氷結固着防止性能は、未だ十分と
は言えない。しかも、この様な対策を施した場合には、
本来シール装置の弾性材に求めていた、耐熱性、耐油性
や、金属との接着を伴う(芯金と結合する)場合の接着
性を低下させる可能性がある。本発明は、上述の様な事
情に鑑みて、極低温下でも良好な密封性を有し、しかも
氷結固着に基づいて損傷を受けにくいシール装置を備え
る事により、優れた耐久性を有する密封式転がり軸受を
提供すべく発明したものである。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明の密封式転がり軸
受は何れも、前述した従来から知られている密封式転が
り軸受と同様に、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外
周面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪
軌道との間に転動自在に設けられた複数の転勤体と、こ
れら各転動体を円周方向に関して互いに間隔をあけた状
態で転動自在に保持した保持器と、弾性材製のシール部
材を含んで全体を円環状に構成されたシール装置とを備
える。そして、このシール装置は、上記外輪の内周面と
上記内輪の外周面との間に存在して上記各転動体を設置
した空間の両端開口を塞ぐべく、上記外輪と上記内輪と
のうちの一方の軌道輪に保持された状態で上記シール部
材を他方の軌道輪若しくはこの他方の軌道輪と共にこの
シール部材に対し相対回転する部分に全周に亙って摺接
させる接触式シール装置である。
【0021】特に、本発明の密封式転がり軸受のうち、
請求項1に係る密封式転がり軸受に於いては、上記シー
ル部材を構成する弾性材が、弗素を含む重合体とシリコ
ンオイルとのうちの少なくとも何れか一方を添加した、
加硫可能なゴム材料組成物である。即ち、上記シール部
材を構成する弾性材であるゴム材料組成物が、原料ゴム
である合成ゴムと、充填材と、加硫系添加剤と、老化防
止剤と、加工助剤とを添加し、更に必要に応じて、難燃
剤、スコーチ防止剤、帯電防止剤、導電性付与剤、顔
料、染料、離型剤、摩耗改良剤、潤滑剤、潤滑油等の各
種添加剤を添加したものを使用する。特に、請求項1に
係る密封式転がり軸受に於いては、上記ゴム材料組成物
を、弗素を含む重合体とシリコンオイルとのうちの少な
くとも何れか一方を添加した組成物としている。
【0022】又、請求項2に記載した密封式転がり軸受
に於いては、上記シール部材を構成する弾性材の表面の
うちで、少なくとも上記他方の軌道輪若しくはこの他方
の軌道輪と共に上記シール部材に対し相対回転する部分
と擦れ合う摺接部に、シリコンオイルと弗素を含む重合
体とのうちの少なくとも何れか一方を塗布している。即
ち、上記シール部材を構成する弾性材であるゴム材料組
成物が、原料ゴムである合成ゴムと、充填材と、加硫系
添加剤と、老化防止剤と、加工助剤とを添加し、更に必
要に応じて、難燃剤、スコーチ防止剤、帯電防止剤、導
電性付与剤、顔料、染料、離型剤、摩耗改良剤、潤滑
剤、潤滑油等の各種添加剤を添加したものを使用する。
特に、請求項2に係る密封式転がり軸受に於いては、こ
の様な弾性材の摺接部に、弗素を含む重合体とシリコン
オイルとのうちの少なくとも何れか一方を塗布してい
る。
【0023】
【作用】上述の様に構成する本発明の密封式転がり軸受
の場合には、シール部材の表面に水が付着しにくくな
る。この為、このシール部材に設けたシールリップと相
手面とが氷結固着し難くなって、密封式転がり軸受を極
低温下で起動しても、上記シールリップを損傷する事が
なくなり、密封式転がり軸受の軸受の耐久性向上を図れ
る。
【0024】
【発明の実施の形態】本発明の特徴は、密封式転がり軸
受を構成する密封装置に組み込む、シールリップを含む
弾性材の材質或は表面のコーティング層の性状を工夫す
る事により、上記シールリップと相手面との氷結固着を
防止する点にある。密封式転がり軸受の図面に現れる構
造は、前述の図1〜5に示した構造を含め、従来から知
られている各種密封式転がり軸受と同様であるから、重
複する説明は省略し、以下、本発明の特徴である、シー
ルリップを含む弾性材の材質或は表面のコーティング層
の性状に就いて説明する。
【0025】上記シールリップを含む上記弾性材用ゴム
組成物の原料ゴムは、特に限定されないが、スチレンブ
タジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチ
ルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニトリルブタ
ジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン・プロピレン
ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、
エピクロルヒドリンゴム、弗素ゴム、シリコンゴム等が
例示できる。尚、これらのゴムは、分子中の二重結合の
一部が水素化された、例えば、水素化ニトリルゴムの様
な、水添化ゴムであっても良い。又、上記の様なゴム
は、カルボキシル基等で変性された、例えば、カルボキ
シル化アクリロニトリルブタジエンゴム、カルボキシル
化スチレンブタジエンゴムであっても良い。又、これら
のゴムは、単独でも、或は2種類以上を組み合わせて使
用しても良い。中でも、密封式転がり軸受の内部に封入
されたグリース等の潤滑剤の影響を受け難い耐油性ゴム
である、アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリルゴ
ム、弗素ゴム、シリコンゴム、水素化ニトリルゴム、カ
ルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴム等が好適
に使用できる。
【0026】次に、上記弾性材用ゴム組成物を構成すべ
く、上記ゴム材料中に添加される充填材は特に限定され
ず、一般的に充填材として知られている化合物を広く用
いる事ができる。例えば、カーボンブラック、シリカ、
クレー、タルク、マイカ、珪藻土、ウォラストナイト、
酸化アルミニウム、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マ
グネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウ
ム、硫酸アルミニウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウ
ム、炭化珪素、グラファイト、ガラス粉末、カーボン粉
末、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、ボロン
繊維、ベントナイト、シラス、セルロースパウダ等を挙
げる事ができる。これらの中でも、ゴムに対する補強性
が大きく、且つ疎水性を有する充填材であるカーボンブ
ラックは、好ましく使用できる。又、これらの充填材
は、単独でも、或は2種類以上を組み合わせて使用して
も良い。何れにしても充填材は、原料ゴム100重量部
に対して、通常、5〜200重量部の範囲で用いる事が
できる。但し、添加量が20重量部未満であると十分な
補強性が発現されない為、20重量部以上添加する事が
好ましい。これに対して、200重量部を超えて配合し
ても、補強性の更なる向上が認められないだけでなく、
成形加工性が極端に低下し、実質的に製造が困難になる
だけでなく、硬度が高くなると共に伸びが低くなり、本
来有するゴム弾性が低下してしまう。従って、200重
量部を越えて添加する事は不可である。
【0027】次に、前記ゴム材料と上記充填材とを配合
して造られる弾性材用ゴム組成物に添加、若しくは相手
面との摺接部に塗布するシリコンオイルに関しても、特
に限定しない。例えば、ストレートシリコンオイル、即
ち、メチルシロキサン、ジメチルシロキサン、メチルフ
ェニルシロキサン、トリメチルフルオロプロピルシロキ
サン等のオルガノポリシロキサンの単独重合体又は2種
類以上の共重合体及び変性シリコンオイルは、何れも好
ましく使用できる。
【0028】又、変性シリコンオイルには、ストレート
シリコンオイルのメチル基の一部を低級アルキル、アラ
ルキル、弗素化アルキル等で置換した化合物が含まれ、
又、アミノ基、エポキシ基、水酸基、メルカプト基、カ
ルボン酸アルキル基及びこれらのハロゲン置換炭化水素
基等と置換し変性した化合物であるが、この様な変性シ
リコンオイルも使用可能である。この様な官能基を有す
る変性シリコンオイルを上記ゴム組成物に添加した場合
には、官能基がゴムの主鎖や充填材及びその他配合剤に
反応若しくは吸着し、シリコンオイルが上記ゴム組成物
の表面に一度にブルームする事を防ぐと同時に、後々に
恒久的にブルームする様になると考えられる。又、上記
官能基を有する変性シリコンオイルを上記摺接部に塗布
した湯合、弾性材の表面に吸着される為、塗布したシリ
コンオイルが除去され難くなって、長期間に亙って上記
摺接部に残留すると考えられる。これらの化合物(変性
シリコンオイル)は、単独でも、或は2種以上を組み合
わせて使用しても良い。
【0029】前述した様なストレート、或は上述した様
な変性シリコンオイルの動粘度は、好ましくは、25℃
で20〜100000cSt を有するものを用いる。25
℃の動粘度が20cSt 未満の場合には、動粘度が低過ぎ
て、十分な耐摩耗性及び摩擦特性を得られない。反対
に、100000cSt を超えると、動粘度が高過ぎて、
加工性が悪くなる。
【0030】又、ゴム材料中にシリコンオイルを添加す
る場合の配合量は、特に限定しないが、通常は、前記原
料ゴム100重量部に対して0.2重量部以上30重量
部未満、より好ましくは1〜20重量部とする。上記シ
リコンオイルの配合量が0.2重量部未満の場合には、
得られた弾性材の表面部分で十分な潤滑性を得られな
い。反対に、30重量部を超えて配合した場合には、ゴ
ムの加工時に添加物の分散不良が生じるだけでなく、シ
ール装置を構成する芯金と弾性材の接着性が極端に低下
する。
【0031】これに対して、シリコンオイルを、シール
装置を構成する弾性材の摺接部に塗布する場合の、この
シリコンオイルの塗布量並びに塗布方法は、特に限定し
ない。塗布方法としては例えば、スプレー塗布、刷毛塗
り、浸漬等の通常の方法が採用できる他、シランカップ
リングと共に焼付けても良い。
【0032】又、上記弾性材用ゴム組成物に添加、若し
くは摺接部に塗布する、弗素を含む重合体は、特に限定
しないが、−Cn2n−O−(但し、nは1〜4の整
数)の主要構造単位を有する、フルオロポリエーテルや
ポリフルオロアルキル基含有化合物等が使用可能であ
る。この様な重合体は、他の配合材料及び添加剤に対す
る親和性の向上の為に、イソシアネート基、水酸基、メ
ルカプト基、カルボキシル基、エポキシ基、アルキル
基、アミノ基、アクリレート基及びスルフォン基等の官
能基を含む弗素を含む重合体でも良い。この様な官能基
を有する重合体を使用する事により、ゴム組成物に添加
した場合は、官能基がゴムの主鎖や充填材及びその他配
合剤に反応若しくは吸着し、上記重合体がゴム材料組成
物の表面に一度にブルームする事を防ぐと同時に、徐々
に恒久的にブルームする様になると考えられる。又、上
述の様な官能基を有する重合体を上記摺接部に塗布した
場合、弾性材の表面に吸着される為、塗布した弗素を含
む重合体が除去され難くなって、長期間に亙って上記摺
接部に残留すると考えられる。これらの化合物は単独で
も、或は2種以上を組み合わせて使用しても良い。
【0033】又、上述した様な弗素を含む重合体を前記
ゴム材料中に添加する場合の配合量は、特に限定しない
が、通常は原料ゴム100重量部に対して0.2重量部
以上30重量部未満、より好ましくは1〜20重量部と
する。配合量が0.2重量部未満の場合には、得られた
弾性材の表面部分で十分な潤滑性を得られない。反対
に、30重量部を超えて加えると、ゴムの加工時に添加
物の分散不良が生じるだけでなく、シール装置を構成す
る芯金と弾性材の接着性が極端に低下する。
【0034】これに対して、上記弗素を含む重合体を前
記摺接部に塗布する場合の、塗布量並びに塗布方法は、
特に限定しない。塗布方法としては例えば、スプレー塗
布、刷毛塗り、浸漬等の通常の方法が採用できる。尚、
弗素を含む重合体とシリコンオイルとは、単独で使用す
る他、併用する事もできる。又、本発明の転がり軸受に
組み込まれるシール装置を構成する弾性部材に、弗素を
含む重合体とシリコンオイルとのうちの少なくとも何れ
か一方を添加した場合の撥水性の尺度となる、水との接
触角は、特に限定しないが、80°以上が好ましく、よ
り好ましくは85°以上とする。85°以上の接触角が
あれば十分な撥水性を有しており、十分な氷結固着防止
効果が期待できる。
【0035】又、前記シールリップを含む弾性材を構成
する為のゴム組成物には、加硫剤を配合する。この場合
に使用する加硫剤としては、一般的に知られている加硫
剤を広く用いる事ができる。例えば、硫黄、酸化亜鉛、
酸化マグネシウム、含硫黄有機化合物、ジチオカルバミ
ン酸塩、オキシム系加硫剤、キノイド系加硫剤、ニトロ
ソ化合物、過酸化物系加硫剤、アミン系加硫剤、アンモ
ニウムベンゾペート、イソシアヌル酸、金属石鹸、樹脂
系加硫剤等が使用可能である。これらの加硫剤は、通
常、原料ゴム100重量部に対して、0.1〜10重量
部配合する。
【0036】又、上記ゴム組成物には、加硫助剤、活性
剤、加硫促進剤等を配合しても良い。このうちの加硫助
剤及び活性剤としては、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、
一酸化鉛、四三酸化鉛、炭酸亜鉛、塩基性炭酸鉛、水酸
化カルシウム、ステアリン酸等の有機酸、ステアリン酸
亜鉛、アミン類、グリコール類等が使用可能である。こ
れらの加硫助剤及び活性剤は、通常、原料ゴム100重
量部に対して、0.1〜10重量部配合する。又、上記
加硫促進剤としては、グアニジン系化合物、アルデヒド
−アンモニア系化合物、アルデヒド−アミン系化合物、
チアゾール系化合物、チオウレア系化合物、スルフェン
アミド系化合物、チウラム系化合物、ジチオカルバメー
ト系化合物合物、キサンテート系化合物等、一般的に加
硫促進剤として知られている化合物が使用可能である。
【0037】又、有機過酸化物系加硫剤と共に架橋助剤
(コエージエント)を用いる事もできる。架橋助剤の例
としては、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、エ
チレンジメタクリレート、1,3−ブチレンジメタクリ
レート、1,4−メチレンジメタクリレート、1,6−
へキサンジオールジメタクリレート、ポリエチレングリ
コールジメタクリレート、1,4−ブタンジオールジア
クリレート、1,6−へキサンジオールジアクリレー
ト、2,2′−ビス(4−メタクリロキシジエトキシフ
ェニル)プロパン、2,2′−ビス(4−アクリロキシ
ジエトキシフェニル)プロパン、トリメチロールプロパ
ントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタ
クリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、
3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、
オリゴエステルアクリレート、アルミニウム(メタ)ア
クリレート、ジンク(メタ)アクリレート、マグネシウ
ム(メタ)アクリレート、カルシウム(メタ)アクリレ
ート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌ
レート、トリアリルトリメリテート、ジアリルフタレー
ト、ジアリルクロレンデート、ジビニルベンゼン、2−
ビニルピリジン、N,N′−メチレンビスアクリルアミ
ド、P−キノンジオキシム、P,P′−ジベンゾイルキ
ノンジオキシム、1,2−ポリブタジエン、メタクリル
酸金属塩等が使用可能である。この様な架橋助剤の配合
量は、通常、原料ゴム100重量部に対して1〜10重
量部とする。
【0038】又、前記弾性材の酸化による劣化を防止す
る為の老化防止剤としては、アミン・ケトン縮合生成
物、芳香族第二級アミン類、モノフェノール誘導体、ビ
ス又はポリフェノール誘導体、ビドロキノン誘導体、硫
黄系老化防止剤、リン系老化防止剤等が使用可能であ
る。このうち、アミン・ケトン縮合生成物系の2,2,
4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン重合体、ジ
フェニルアミンとアセトンとの縮合反応物、芳香族第二
級アミン系のN,N´−ジ−β−ナフチル−p−フェニ
レンジアミン、4,4´−ビス−(α,α−ジメチルベ
ンジル)ジフェニルアミン、N−フェニル−N´−(3
−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)−
p−フェニレンジアミン等が好ましく使用できる。又、
熱分解を防止して耐熱性を向上する為、上記老化防止剤
と共に、2次老化防止剤を併用する事が、より好まし
い。この場合に使用する2次老化防止剤としては、硫黄
系の2−メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプ
トメチルベンズイミダゾール及びこれらの亜鉛塩等が使
用可能である。更に、日光或はオゾンの作用による亀裂
を抑制させる日光亀裂防止剤として、融点が55〜70
℃程度のワックス類を、原料ゴム100重量部に対し
て、0.5〜10重量部程度添加しても良い。
【0039】更に、弾性材の成形加工性を向上させる必
要がある場合には、上記の様な添加剤の他に、加工助剤
として可塑剤を適宜添加する事もできる。但し、この様
な可塑剤は、上記弾性材の形成作業に特に支障がない場
合は、特に添加しなくても良い。添加する場合は、原料
ゴム100重量部に対して、可塑剤を3〜40重量部加
える。可塑剤を必要以上に添加すると、ゴム材料組成物
が軟化すると同時に、完全に混合されずにブリードアウ
トし、シール装置を構成する芯金と弾性材の接着性が極
端に低下する為、40重量部を越えて添加する事は好ま
しくない。この様な場合に使用する可塑剤の具体例とし
ては、ジオクチルフタレート等のフタル酸ジエステル、
ポリエステル系可塑剤、ポリエーテル系可塑剤、ポリエ
ーテルエステル系可塑剤、液状ニトリルゴム等が挙げら
れる。
【0040】次に、シール装置を構成する弾性材の、好
ましい物性面に就いて述べる。上述の様な材料により造
られるゴム材料組成物の硬度に関しては、補強性充填
剤、摩耗改良剤等の添加量等によって影響を受けるが、
車輪用転がり軸受のシール装置に適用した際の密封性、
追従性から、JIS K 6301に記載のスプリング
硬さAスケールで、50〜90の範囲が好ましい。硬度
が50未満の場合には、シール装置の摩擦抵抗が大きく
なると共に耐摩耗性が低下する。反対に硬度が90を超
えると、ゴム弾性が低下して、シール装置のリップ部の
密封性、追従性が低下する。
【0041】又、上述した各成分を用いて本発明の密封
式転がり軸受に組み込むシール装置の弾性材を形成する
為のゴム材料組成物を得る方法は、特に限定しない。例
えば、原料ゴムと充填剤と添加剤とを、ゴム混練ロー
ル、加圧ニーダ、バンバリーミキサ等の、従来から公知
のゴム用混練り装置を用いて均一に混練りする事が可能
である。又、その混練り条件は特に限定しないが、通常
は30〜150℃の温度で、5〜60分間混練りする事
により、各種添加剤の十分な分散を図る事ができる。
【0042】又、上記ゴム材料組成物を、シールリップ
を備えた弾性材とする為の製造方法も、特に限定しな
い。要は、未加硫のゴム材料組成物を金型の中で加圧し
ながら加熱すれば良く、例えば、圧縮成形、トランスフ
ァー成形、射出成形等の既知のゴム成形方法により製造
する事ができる。例えば、圧縮成形による場合には、金
型の中に予め接着剤を塗布した芯金(シール装置の芯部
を形成)を挿入し、この芯金を予め造った未加硫ゴム組
成物のシートを載せた状態で、通常120〜250℃で
3分〜2時間程度加圧加硫して、上記芯金と一体となっ
た所望の弾性材とする。
【0043】
【実施例】本発明の効果を確認する為に、本発明者が行
なった実験に就いて説明する。尚、本発明が、以下に説
明する実験に供した実施例に限定されるものではない事
は勿論である。実験は、各材料を次の表1に記載した配
合比で混合して成る、本発明に属する11種類の試料
(実施例1〜11)と、同じく表2に記載した本発明か
らは外れる8種類の試料(比較例1〜8)とを造り、そ
れぞれの試料に就いて、極低温時に於けるシール性の良
否に就いて判定した。それぞれの試料を造る場合の加硫
条件と、得られた試料の常態物性と、各試料に就いて行
なった試験の結果とを、実施例1〜11に関しては表3
に、比較例1〜8に関しては表4に、それぞれ記載し
た。尚、表1、2に記載した数値は、それぞれ重量部を
表している。
【0044】
【表1】
【0045】
【表2】
【0046】
【表3】
【0047】
【表4】
【0048】先ず、表1、2に記載した、実施例1〜1
1及び比較例1〜8に使用した各種原料ゴム及び添加剤
の具体的内容に就いて、以下に記載する。 1)原料ゴムA:「JSR社製の中高ニトリルゴム」=
「JSR NBR N230S」=「アクリロニトリル
単量体の比率=35%」 2)原料ゴムB:「JSR社製の中ニトリルゴム」=
「JSR NBR N240S」=「アクリロニトリル
単量体の比率=26%」 3)原料ゴムC:「日本ゼオン社製のカルボキシル化中
高ニトリルゴム」=「Nipol DN 631」=
「アクリロニトリル単量体の比率=33.5%」 4)原料ゴムD:「日本ゼオン社製の水素添加中高ニト
リルゴム」=「Zetpol 2020」=「アクリロ
ニトリル単量体の比率=36%」 5)原料ゴムE:「日本ゼオン社製のアクリルゴム」=
「Nipol AR−51」 6)原料ゴムF:「日本ゼオン社製のアクリルゴム」=
「Nipol AR−72」 7)原料ゴムG:「ダイキン工業社製の弗素ゴム」=
「ダイエルG−801」 8)HAF級カーボン:「旭カーボン社製のHAF級カ
ーボンブラック」=「旭70」 9)MTカーボン:「Cancarb社製のMT級カー
ボンブラック」=「Thermax N−990」 10)シリカ:「日本シリカ工業社製の含水シリカ」=
「ニップシールAQ」 ll)硫黄:「鶴見化学工業社製の高分散性硫黄」=「S
ulfax PMC」 12)有機過酸化物:「日本油脂社製の2,5−ジメチル
(第三ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン」=
「ペロキシモン F−40」 13)アンモニウムベンゾエート:「大内新興化学工業社
製のバルノックAB」 14)ステアリン酸ナトリウム:「日本油脂社製のニッサ
ンノンサールSN−1」 15)ステアリン酸カリウム:「日本油脂社製のニッサン
ノンサールSK−1」 16)TT:「大内新興化学工業社製の加硫促進剤」=
「テトラメチルチウラムジスルフィド」=「ノクセラー
TT」 17)TET:「大内新興化学工業社製の加硫促進剤」=
「テトラエチルチウラムジスルフィド」=「ノクセラー
TET」 18)CZ:「大内新興化学工業社製の加硫促進剤」=
「N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジル・スルフェ
ンアミド」=「ノクセラーCZ」 19)ステアリン酸:「花王社製のLunac S−3
5」 20)亜鉛華:「堺化学社製の酸化亜鉛」=「フランス法
1号」 21)ZP:「日本ゼオン社製の過酸化亜鉛マスターバッ
チ」=「ZeonetZP」 22)ジエチレングリコール:日本触媒社製 23)可塑剤A:「大八化学社製のジ−(2−エチルヘキ
シル)フタレート」 24)可塑剤B:「旭電化社製のポリエステル系可塑剤」
=「アデカサイザーPN−400」 25)CD:「大内新興化学工業社製の老化防止剤」=
「4,4−ビスー(α,α−ジメチルベンジル)ジフェ
ニルアミン」=「ノクラックCD」 26)MB:「大内新興化学工業社製の老化防止剤」=
「2−メルカプトベンズイミダゾール」=「ノクラック
MB」 27)特殊ワックス:「大内新興化学工業社製のサンノッ
ク」 28)PAO:「モービル社製のポリ−α−オレフイン」
=「SHO629」 29)シリコンオイル:「信越シリコン社製のストレート
シリコンオイル」=「KF96」 30)変性シリコンオイル:「信越シリコン社製のアミノ
変性シリコンオイル」=「KF−860」 31)弗素を含む重合体A:「ダイキン工業社製のデムナ
ムS−100」 32)弗素を含む重合体B:「旭硝子社製のサーフロンS
C101(固形分30%)」 33)パラフィンワックス:「日本精蝋社製 HNP−
9」 34)カップリング剤:「信越シリコン社製のγ−メルカ
プトプロピルトリメトキシシラン」=「KBM803」 35)TAIC:「日本化成社製のトリアリルイソシアネ
ート」
【0049】前記表1、2に記載した19種類の試料に
就いて、次の様な実験を行なって、極低温時に於けるシ
ール性の良否に就いて判定した。先ず、第一の実験で
は、シール装置を構成する弾性材のゴム材料組成物の各
種特性を測定した。この為に、原料ゴム、補強性充填
剤、及び各種添加剤を表1、2に示す様な比率で配合し
て得られるゴム材料組成物の常態物性、低温特性、接触
角をそれぞれ測定した。試料の調整は、表1、2に記載
した割合で混合した材料を、加圧ニーダと混練りロール
とを用いて混練りする事により行ない、厚さ約2.2mm
の未加硫ゴムシートを作成した。次に、この未加硫ゴム
シートを、縦、横の長さがそれぞれ150mm、厚さが2
mmである金型のキャビティ内にセットし、表3、4に記
載した1次加硫の条件で、圧力4.9MPa (50 kgf/
cm2 )を負荷しつつ加硫成形を行なった。更に、実施例
9〜11と比較例7〜8とに就いては、金型から取出し
てからオーブン中で、表3、4に記載した2次加硫の条
件で後加硫を行なった。又、実施例6〜7に就いては、
弗素を含む重合体と変性シリコンオイルとをそれぞれス
プレー塗布した。この様にして得られた加硫ゴムシート
を用いて、如何に述べる各種試験を行なった。試験条件
は、以下の通りである。
【0050】 常態物性試験 (a) 硬さ試験 上述の様にして得られた加硫ゴムシートを、JISダン
ベル状3号形試験片の形状に打ち抜いたものを3枚重ね
て、JIS K 6301に基づいて硬さ(スプリング
硬さAスケール)を測定した。この様にして行なった硬
さ試験の結果を、前記表3、4に示した。 (b) 引張試験 硬さを測定したものと同一のJISダンベル状3号形試
験片に就いて、島津製作所製の万能型試験機オートグラ
フAG−10KNGを使用し、JIS K 6301に
基づく引張試験を行ない、引張破断強度及び伸びを測定
した。この様にして行なった引張試験の結果を、上記表
3、4に示した。 (c) その他の試験 低温弾性回復試験(TR試験) ゴム材料の低温での弾性を確認する為に、JIS K
6261に基づき、低温弾性回復試験を実施した。試験
片は、厚さ2mmの加硫ゴムシートを、両端のつかみ部が
一辺の長さが6.5mm、つかみ部間の平行部分の幅が2
mm、長さが100mmの形状に打ち抜いて作成した。尚、
試験は歪みが10%回復した温度(TRlO)を測定す
るものとした。試験結果を、上記表3、4に示した。 接触角 ゴム材料への水の付着性を確認する為に、上記加硫ゴム
シートに、5μLの水を滴下し、協和界面科学社製の接
触角計を用いて、接触角を測定した。尚、接触角度の大
きいもの程、水の付着性が悪い(撥水性が良好である)
と判断した。得られた結果を表3、4に示した。
【0051】次に、第二の実験では、極寒時の使用に伴
ってリップ部と相手部材とが氷結固着する可能性が高
い、自動車の車輪を支持する、前述の図1に示した様な
車輪用転がり軸受に組み込む、図2に示す様なシール装
置12aと同様の形状で、内径が60mmのシール装置を
造った。そして、このシール装置12aを、図6に示す
様なシール単体回転試験機58に組み込み、液体窒素式
冷却装置により上記シール装置12aを、停止常態のま
ま所定の温度に冷却した後、起動させ、このシール装置
12aに設けた外側、中間、内側、各シールリップ2
1、22、23の損傷の有無を、目視により確認した。
【0052】尚、試験用のシール装置12aを構成する
シール部材16の製作は、前述した第一の実験の場合と
同様にして造った未加硫ゴムシートと芯金14とを接着
する事により造った。この接着作業は、予め洗浄してか
ら接着剤を塗布した上記芯金14を金型内にセットする
と共にこの芯金14に上記未加硫ゴムシートを載置し
て、表3、4に記載した1次加硫の条件で、圧力2.4
9MPa (30 kgf/cm2)を負荷しつつ加硫成形を行な
った。更に、実施例9〜11と比較例7〜8とに就いて
は、金型から取出してからオーブン中で、表3、4に記
載した2次加硫の条件で後加硫を行なった。又、実施例
6〜7に就いては、弗素を含む重合体と変性シリコンオ
イルとをそれぞれスプレー塗布した。この様にして得ら
れた、芯金14と上記各シールリップ21、22、23
を備えるシール部材16と、スリンガ15とから構成さ
れる、上記シール装置12aに就いて、以下に述べる各
種試験を行なった。
【0053】 初期 前記シール単体回転試験機58に上記シール装置12a
を装着し、−40℃まで冷却後、水をこのシール装置1
2aに噴霧し、このシール装置12aの温度が−40℃
まで復帰(温度低下した)後、起動後10秒以内に20
00 min-1(r.p.m.)まで達する加速度で起動させた。
その他の試験条件を以下に示す。 軸偏心量:0.3mmTIR 使用グリース:リチウム石鹸、鉱油 グリース塗布量:外側シールリップ21と中間シールリ
ップ22との間に0.2g、中間シールリップ22と内
側シールリップ23との間に0.2g 耐久試験後 上記シール単体回転試験機58に上記シール装置12a
を装着し、1000 min-1で500時間の耐久試験を実
施した後に、−40℃まで冷却後、水を上記シール装置
12aに噴霧し、このシール装置12aの温度が−40
℃まで復帰してから、起動後10秒以内に2000 min
-1まで達する加速度で起動させた。その他の試験条件を
以下に示す。 軸偏心量:0.3mmTIR 使用グリース:リチウム石鹸、鉱油 グリース塗布量:外側シールリップ21と中間シールリ
ップ22との間に0.2g、中間シールリップ22と内
側シールリップ23との間に0.2g 泥水試験後 上記シール単体回転試験機58に上記シール装置12a
を装着し、図6に示す様に回転軸59の中心まで泥水6
0を注入し、1000 min-1で200時間の泥水耐久試
験を実施した後に、一旦排水した。次いで、−40℃ま
で冷却後、水を上記シール装置12aに噴霧し、このシ
ール装置12aの温度が−40℃まで復帰した後、起動
後10秒以内に2000 min-1まで達する加速度で起動
させた。その他の試験条件を以下に示す。 軸偏心量:0.2mmTIR 泥水組成:JIS 8種ダスト 20% 使用グリース:リチウム石鹸、鉱油 グリース塗布量:外側シールリップ21と中間シールリ
ップ22との間に0.2g、中間シールリップ22と内
側シールリップ23との間に0.2g
【0054】上述の様な条件で行なった実験の結果を、
前記表3、4の下段部分に示す。これら表3、4に記載
した、これら各実験の結果であるシールリップの損傷具
合を示す符号のうち、「○」は、リップに全く損傷が認
められなかった良好な場合を、「△」は、シールリップ
の先端のみに損傷が認められたやや不良な場合を、
「×」は、シールリップが折損した不良な場合を、それ
ぞれ示している。
【0055】上記表3、4にそれぞれの結果を示した、
前記各実験から明らかな様に、本発明の密封式転がり軸
受は、シール装置を構成する、シールリップを含む弾性
材を弗素を含む重合体とシリコンオイルとの少なくとも
何れかを添加した加硫可能なゴム材料組成物で形成した
り、上記弾性材の表面に同様の材料を塗布する事によ
り、氷結固着し難い構造を得られる。特に、弗素を含む
重合体とシリコンオイルとの少なくとも何れかを添加し
た弾性材を組み込んだ使用シール装置は、耐久試験や泥
水試験を実施した後にも、氷結固着によるシールリップ
の損傷は認められず、極めて良好な耐寒性を有する事が
確認できた。
【0056】
【発明の効果】本発明の密封式転がり軸受は、以上に述
べた様に構成され作用するので、極寒の条件で使用され
る場合でもシールリップの損傷を抑えて、転がり軸受内
部に異物が入り込んだり、この転がり軸受内部の潤滑剤
が外部に漏洩する事を有効に防止できる。この為、寒冷
地で使用する自動車や鉄道車両の回転支持部の耐久性向
上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の対象となる密封式転がり軸受の第1例
を示す断面図。
【図2】図1の右端部に組み込んだシール装置を取り出
して示す部分拡大断面図。
【図3】図1の中間部に組み込んだシール装置を取り出
して示す部分拡大断面図。
【図4】本発明の対象となる密封式転がり軸受の第2例
を示す断面図。
【図5】図4のA部拡大図。
【図6】本発明の効果を確認する為の実験に使用した、
シール単体回転試験機を示す略断面図。
【符号の説明】
1 外輪 2 取付部 3 内輪相当部材 4 ハブ 5 内輪 6 スプライン孔 7 取付フランジ 8 外輪軌道 9 内輪軌道 10 転動体 11 保持器 12a、12b シール装置 13 空間 14 芯金 15 スリンガ 16 シール部材 17 外径側円筒部 18 内径円輪部 19 内径側円筒部 20 外側円輪部 21 外側シールリップ 22 中間シールリップ 23 内側シールリップ 24 芯金 25 シール部材 26 外径側サイドシールリップ 27 内径側サイドシールリップ 28 ラジアルシールリップ 29 円筒部 30 支持板部 31 大径部 32 傾斜部 33 基部 34 車軸 35 外輪 36 内輪間座 37 内輪 38 外輪軌道 39 内輪軌道 40 円すいころ 41 保持器 42 段部 43 抑えプレート 44 間座 45 スリーブ 46 ボルト 47 頭部 48 座板 49 舌片 50 シールケース 51 シールリング 52 シール装置 53 弾性材 54 カバー 55a、55b シールリップ 56 ガータスプリング 57 シールリップ 58 シール単体回転試験機 59 回転軸 60 泥水 61 芯金
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高城 敏己 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目5番50号 日本精工株式会社内 (72)発明者 矢部 俊一 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目5番50号 日本精工株式会社内 (72)発明者 相原 成明 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目5番50号 日本精工株式会社内 Fターム(参考) 3J016 AA02 AA03 BB03

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周
    面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌
    道との間に転動自在に設けられた複数の転勤体と、これ
    ら各転動体を円周方向に関して互いに間隔をあけた状態
    で転動自在に保持した保持器と、弾性材製のシール部材
    を含んで全体を円環状に構成されたシール装置とを備
    え、このシール装置は、上記外輪の内周面と上記内輪の
    外周面との間に存在して上記各転動体を設置した空間の
    両端開口を塞ぐべく、上記外輪と上記内輪とのうちの一
    方の軌道輪に保持された状態で上記シール部材を他方の
    軌道輪若しくはこの他方の軌道輪と共にこのシール部材
    に対し相対回転する部分に全周に亙って摺接させる接触
    式シール装置である密封式転がり軸受に於いて、上記シ
    ール部材を構成する弾性材が、弗素を含む重合体とシリ
    コンオイルとのうちの少なくとも何れか一方を添加し
    た、加硫可能なゴム材料組成物である事を特徴とする密
    封式転がり軸受。
  2. 【請求項2】 内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周
    面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌
    道との間に転動自在に設けられた複数の転勤体と、これ
    ら各転動体を円周方向に関して互いに間隔をあけた状態
    で転動自在に保持した保持器と、弾性材製のシール部材
    を含んで全体を円環状に構成されたシール装置とを備
    え、このシール装置は、上記外輪の内周面と上記内輪の
    外周面との間に存在して上記各転動体を設置した空間の
    両端開口を塞ぐべく、上記外輪と上記内輪とのうちの一
    方の軌道輪に保持された状態で上記シール部材を他方の
    軌道輪若しくはこの他方の軌道輪と共にこのシール部材
    に対し相対回転する部分に全周に亙って摺接させる接触
    式シール装置である密封式転がり軸受に於いて、上記シ
    ール部材を構成する弾性材の表面のうちで、少なくとも
    上記他方の軌道輪若しくはこの他方の軌道輪と共に上記
    シール部材に対し相対回転する部分と擦れ合う摺接部
    に、弗素を含む重合体とシリコンオイルとのうちの少な
    くとも何れか一方を塗布した事を特徴とする密封式転が
    り軸受。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005161457A (ja) * 2003-12-02 2005-06-23 Nsk Ltd 主軸装置
WO2006077910A1 (ja) * 2005-01-20 2006-07-27 Ntn Corporation 軸受用密封装置および耐寒性密封装置付き転がり軸受
JP2013036571A (ja) * 2011-08-10 2013-02-21 Honda Motor Co Ltd 変速機の軸受支持構造
JP2013133435A (ja) * 2011-12-27 2013-07-08 Nsk Ltd ゴム材料組成物及び転動装置用シール部材
CN115284472A (zh) * 2022-08-10 2022-11-04 陈鹏 一种橡胶密炼机及其密炼工艺

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