JP2003166547A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 劣悪な環境でも良好な密封性を有するシール
装置を備えた、長寿命の転がり軸受を提供する。 【解決手段】 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、前記外輪軌道と前記内輪
軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、
前記転動体を円周方向に亙って互いに間隔をあけた状態
で転動自在に保持する保持器と、前記外輪の内周面と前
記内輪の外周面との間で前記転動体を設けた空間の軸方
向開口部を塞ぐシール装置とを備えた転がり軸受におい
て、前記シール装置を構成する弾性部材の相手面との摺
接部及び前記弾性部材が摺接する相手面の少なくとも一
方が撥水性を有することを特徴とする転がり軸受。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、封入グリースの漏
洩を防止するとともに、外部からの塵埃、水、泥水等の
軸受内部への侵入を防止するためのシール装置を備えた
転がり軸受に関する。より詳細には、例えば自動車や鉄
道の車輪の支持に使用される車輪用転がり軸受や自動車
の電装機器用転がり軸受のように、水と頻繁に接触する
ような環境で使用される転がり軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車や鉄道の車輪を支持する
車輪用転がり軸受は、通常、雨水や風雪、塵埃に曝され
ながら屋外で使用される。また、自動車の車輪用転がり
軸受は、泥水等に水没した状態で使用される場合もあ
る。更に、洗車時には洗浄水に曝される。

【０００３】このような環境で使用される転がり軸受で
は、従来、シール装置の弾性部材として、一般的なニト
リルゴムやアクリルゴム、フッ素ゴムに適宜添加剤を配
合したゴム組成物が使用されている。これらのゴム組成
物を弾性部材に用いたシール装置は、比較的水がかかる
こともなく、塵埃も少ない、所謂清浄な環境においては
十分なシール性能を有する。しかし、水没した場合に
は、水圧も付加されるため、シール性能が低下して軸受
内部に水とともに塵埃等が侵入しやすくなる。その結
果、封入グリース等の潤滑剤の劣化を来たし、転がり軸
受は長期にわたる性能維持が困難になり、早期に破損す
る恐れも出てくる。

【０００４】このような不具合に対して、シール装置の
シール性能を高めるために緊迫力を高めることも行われ
ているが、シールトルクが大きくなり車両の燃費を低下
させるだけでなく、弾性部材からなるリップ部が摩耗し
て密封性を低下させる可能性が高く、更には、摩擦発熱
によるグリース劣化を招いて軸受寿命を低下させる恐れ
もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のゴム組成物を弾性部材に用いたシール装置を備えた転
がり軸受は、水没等の劣悪環境で使用されると、十分な
軸受寿命が得られない恐れがある。特に、寒冷地では、
極低温下で水没状態で使用されると、弾性部材が破損す
ることがあり、軸受寿命が更に低下する可能性が高い。

【０００６】そこで、本発明は、このような劣悪な環境
でも良好な密封性を有するシール装置を備えた、長寿命
の転がり軸受を提供することを目的とする。

【０００７】

【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、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、前記外輪軌道と前記内
輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体
と、前記転動体を円周方向に亙って互いに間隔をあけた
状態で転動自在に保持する保持器と、前記外輪の内周面
と前記内輪の外周面との間で前記転動体を設けた空間の
軸方向開口部を塞ぐシール装置とを備えた転がり軸受に
おいて、前記シール装置を構成する弾性部材の相手面と
の摺接部及び前記弾性部材が摺接する相手面の少なくと
も一方が撥水性を有することを特徴とする転がり軸受を
提供する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の転がり軸受に関し
て図面を参照して詳細に説明する。

【０００９】本発明において、転がり軸受の構成自体は
特に制限されるものではないが、例えば図１に示される
ような自動車の車輪を支持する車両用転がり軸受を例示
することができる。図示される転がり軸受Ｏにおいて、
固定輪である外輪相当部材１は、その外周面に形成した
取付部２により、懸架装置（図示せず）に支持固定され
る。従ってこの外輪相当部材１は、使用時にも回転しな
い。この様な外輪相当部材１の内側には回転輪である内
輪相当部材３が、外輪相当部材１と同心に設けられ、使
用時にこの内輪相当部材３が回転する。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
の内周面にはスプライン溝６が、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が、それぞれ形成されている。車
両への組み付け時、上記スプライン溝６には等速ジョイ
ントを介して回転駆動される駆動軸が挿入され、上記取
付フランジ７には車輪が固定される。

【００１０】上記外輪相当部材１の内周面には複列の外
輪軌道８、８が、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が、それぞれ形成され
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を設けて、上記外輪相
当部材１の内側での内輪相当部材３の回転を自在として
いる。また、転動体１０、１０を転動自在に保持するた
めに、保持器１１、１１が設けられている。尚、図示の
例では転動体１０、１０として玉を使用しているが、重
量が嵩む車両用のハブユニットの場合には、転動体とし
てテーパころを使用する場合もある。更に、上記外輪相
当部材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と１２ｂとが設けられ、上記外輪相
当部材１の内周面と上記内輪相当部材３の外周面との間
で、上記転動体１０、１０を設置した空間１３部分の外
端開口を塞いでいる。

【００１１】シール装置１２ａは、図２に拡大して示さ
れるように、芯金１０５と、スリンガ１０６と、弾性部
材１０７とから構成される。このうちの芯金１０５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、一体成形されている。こ
の様な芯金１０５は、転がり軸受Ｏを構成する外輪相当
部材１の端部内周面に内嵌固定自在な外径側円筒部１０
９と、この外径側円筒部１０９の軸方向内端縁（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１
１０を備えた、断面略Ｌ字形で円環状に形成されてい
る。また、上記スリンガ１０６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さ
れている。この様なスリンガ１０６は、上記転がり軸受
Ｏを構成する内輪５の外端部外周面に外嵌固定自在な内
径側円筒部１１２と、この内径側円筒部１１２の軸方向
外端縁（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１１３とを備えた、断面Ｌ字形で円環状に
形成されている。

【００１２】また、上記弾性部材１０７は、外側、中
間、内側の３本のシールリップ１１４、１１５、１１６
を備え、上記芯金１０５にその基端部が結合固定されて
いる。そして、最も外側に位置する外側シールリップ１
１４の先端縁を上記スリンガ１０６を構成する外側円輪
部１１３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１１５及び内側シールリップ１
１６の先端縁を、上記スリンガ１０６を構成する内径側
円筒部１１２の外周面に摺接させることにより、封入グ
リースの漏洩を防止するとともに、外部からの塵埃、
水、泥水等の軸受内部への侵入を防止する。

【００１３】シール装置１２ｂは、図３に拡大して示さ
れるように、それぞれが円輪状に形成された芯金２１６
と弾性部材２１７とから構成される。このうちの芯金２
１６は、金属板により造り、上記外輪相当部材１の外端
部に内嵌固定されている。また、上記弾性部材２１７
は、外径側、内径側、２本のサイドシールリップ２１
８、２１９と、１本のラジアルシールリップ２２０とを
備え、上記芯金２１６に接着等により接合固定されてい
る。そして、上記２本のサイドシールリップ２１８、２
１９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、
空間１３内への異物進入防止機能を確保している。ま
た、上記ラジアルシールリップ２２０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。

【００１４】更に詳しく説明すると、シール装置１２ｂ
は、それぞれが円輪状に形成された芯金２１６と弾性部
材２１７とから構成されている。シール装置１２ｂの芯
金２１６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、一体成形さ
れている。この芯金２１６は、転がり軸受Ｏを構成する
外輪相当部材１の端部内周面に内嵌固定自在な外径側円
筒部２２２と、この外径側円筒部２２２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２
２３とを備える。このうちの外径側円筒部２２２は、内
端寄り（図３の右寄り）の大径部２２４と弾性部材２１
７とにより、芯金２１６を構成する支持板部２２３の外
側面（図３の左側面）全体を覆うと共に、この弾性部材
２１７の外周縁部を、上記嵌合筒部２２２から連続する
傾斜部２２７の外周面と外輪相当部材１の開口端部内周
面との間で挟持している。そして、この構成により、上
記芯金２１６と外輪相当部材１との嵌合部を密封してい
る。また、上記大径部２２４の自由状態に於ける外径
は、外輪相当部材１の外端開口部の内径よりも僅かに大
きく設定されており、この大径部２２４は、外輪相当部
材１の外端開口部に、締まり嵌めで内嵌固定自在とされ
ている。また、上記支持板部２２３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。

【００１５】一方、上記芯金２１６と共に上記シール装
置１２ｂを構成する弾性部材２１７は、上記芯金２１６
に対してインサート成型し、接着等により接合固定され
ている。この様な弾性部材２１７の外周縁部は上記傾斜
部２２７の外周面を覆っている。また、この様な弾性部
材２１７の一部で傾斜部２２７の外周面を覆っている部
分の自由状態での外径は、上記外輪相当部材１の外端開
口部の内径よりも少し大きく設定されており、上記大径
部２２４をこの外端開口部に内嵌固定した状態では、上
記弾性部材２１７の一部で傾斜部２２７の外周面を覆っ
ている部分が、この傾斜部２２７の外周面と上記外端開
口部の内周面との間で弾性的に押圧され、当該部分のシ
ール性を確保する。

【００１６】更に、上記弾性部材２１７の基部２２６
は、上記支持板部２２３の外側面（図３の左側面）を、
全周に亙り完全に覆っている。また、この基部２２６の
外側面及び内周縁には、外径側、内径側、２本のサイド
シールリップ２１８、２１９と、１本のラジアルシール
リップ２２０とが形成されていおり、２本のサイドシー
ルリップ２１８、２１９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、空間１３内への異物進入防止機能を
確保している。また、上記ラジアルシールリップ２２０
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。

【００１７】また、転がり軸受として図４に示すような
鉄道車両の車輪を支持する車両用転がり軸受を例示する
こともできる。図４は車軸部４００を示すものであり、
図中右側（車両側Ｗ´）に不図示の車輪が取り付けら
れ、回転する軸４０１と、軸４０１を支持する軸受４０
２とを備えている。そして、軸受４０２の外輪４０３が
不図示の鉄道車両の車軸ハウジング等に固定される構成
である。

【００１８】軸受４０２は、複列の円すいころ４０４
ａ，４０４ｂが外向きに配置された、所謂密封型複列円
すいころ軸受と呼称されるもので、上記車軸ハウジング
等に固定される外輪４０３と、各列別個に分割された内
輪４０５ａ，４０５ｂ及び内輪間座４０６を備えてい
る。また、円すいころ４０４ａ，４０４ｂは保持器４０
４ｃにより保持される。この軸受４０２を軸４０１の負
担荷重を受けるジャーナル部４０１ａの所定位置に固定
するために、ジャーナル部４０１ａの車輪側Ｗ´は太い
外径とした軸首４０１ｂを備え、軸首４０１ｂに当接す
る後蓋４０７及び油切りスリーブ４０８を介して内輪４
０５ｂの車輪側端部が当接している。また、ジャーナル
部４０１ａの自由端側Ｆ´は、軸４０１の自由端側Ｆ´
の端部４０１ｃにボルト４０９で固定される前蓋４１０
が取り付けられ、前蓋４１０の押え部４１０ａに自由端
側Ｆ´の油切りスリーブ４１１を介して内輪４０５ａの
自由端側端部が当接している。そして、ボルト４０９を
所定のトルクで締め付けることにより、軸受４０２は軸
首４０１ｂと前蓋４１０との間に挟まれて固定される。
尚、符号４１２で示される部材は、ボルト４０９が弛む
のを防止する廻り止め金具である。また、符号４１３で
示される部材は、外部より水や異物が軸受４０２の内部
に侵入すること、及び軸受４０２の内部に封入されてい
るグリース等の潤滑剤の漏れを防止するためのシール装
置であり、軸受４０２の車輪側Ｗ´と自由端側Ｆ´の両
方に同様の構成で設けられる。

【００１９】シール装置４１３は、図５に拡大して示さ
れるように（但し、車両側Ｗ´を示す）、外輪４０３の
両端に嵌合固定されるシールケース４１３ａ、及びシー
ルケース４１３ａの端部に取り付けられ油切りスリーブ
４０８の外周摺動面に密封当接するオイルシール４１３
ｂとを備える。オイルシール４１３ｂは、シールケース
４１３ａの内径側に、スプリングカバー４１３ｃ及びそ
の内径側に嵌着する補強環４１３ｄが嵌め込まれて固定
され、外部から矢印Ａ４０１方向に侵入する水や異物を
弾性部材４１０のダストリップ４１３ｅ及びメインリッ
プ４１３ｆにより封止するとともに、軸受４０２の内部
に封入されたグリース等の潤滑剤の漏れを防止してい
る。尚、符号４１４で示される部材は、メインリップ４
１３ｆを付勢するスプリング環である。また、スプリン
グカバー４１３ｃには、油切りスリーブ４０８の外周摺
動面近傍まで延びる径方向部が設けられており、シール
装置４１３の内部を円すいころ側Ｊ´とオイルシール側
Ｍ´とに略分割している。そして、このように分割する
ことにより、オイルシール側Ｍ´で発生するリップの磨
耗粉が円すいころ側Ｊ´に侵入するのが予防されるとと
もに、円すいころ側Ｊ´で発生する金属磨耗粉がオイル
シール側Ｍ´に侵入するのが予防される。

【００２０】本発明の転がり軸受では、図２に示したシ
ール装置１２ａの弾性部材１０７、図３に示したシール
装置１２ｂの弾性部材２１７、図５に示したシール装置
４１３の弾性部材４１０に撥水性を付与する。あるい
は、これら弾性部材と摺接する相手面に撥水性を付与し
てもよい。更には、弾性部材と相手面との両者に撥水性
を付与してもよい。

【００２１】弾性部材に撥水性を付与するには、これを
形成する成形用ゴム材料に撥水性物質を配合して所定形
状に成形する方法、あるいは弾性部材の表面に撥水性物
質を塗布する方法を採ることができる。

【００２２】撥水性物質としてワックスやオイルを使用
できるが、中でもシリコーンオイル、含フッ素重合体が
好適である。シリコーンオイルの種類は、制限されるも
のではないが、ストレートシリコーンオイル、即ち、メ
チルシロキサンや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または２種以上
からなる共重合体、あるいは変性シリコーンオイルの何
れも使用できる。尚、変性シリコーンオイルとしては、
ストレートシリコーンオイルのメチル基の一部を低級ア
ルキル、アラルキル、フッ素化アルキル等で置換した化
合物が含まれ、また、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で置換して変性した化合物であっ
てもよい。これらは単独でも、複数種を混合して使用す
ることができる。

【００２３】特に変性シリコーンオイルの使用が好まし
く、成形用ゴム原料に配合した場合、官能基がゴムの主
鎖や充填材、各種添加剤に反応もしくは吸着してシリコ
ーンオイルが成形体である弾性部材の表面に一度にブル
ームすることを防ぐと同時に、徐々に恒久的にブルーム
して撥水作用を長期にわたり維持できるようになる。ま
た、塗布した場合でも、弾性部材の表面に吸着して膜強
度が高くなる。

【００２４】また、これらシリコーンオイルは、２５℃
における粘度で２０〜１００，０００センチストークス
（ＣＳ）のものが好ましい。この粘度が２０ＣＳ未満の
ものは、十分な耐摩耗性及び摩擦特性を付与することが
できない。一方、この粘度が１００，０００ＣＳを超え
るものは、成形用ゴム原料に配合した場合に加工性を低
下させる。

【００２５】尚、成形用ゴム原料に配合する場合、シリ
コーンオイルの配合量は原料ゴム１００重量部に対して
０．２重量部〜３０重量部が適当であり、特に１〜２０
重量部とすることが好ましい。配合量が０．２重量部未
満では十分な撥水性が発現せず、一方３０重量部を超え
る場合には分散不良に加えて、シール装置を構成する芯
金との接着性が極端に低下する。

【００２６】また、シリコーンオイルを塗布する場合の
塗布方法は制限されるものではなく、スプレー塗布、刷
毛塗り、浸漬等の通常の方法が採用でき、シランカップ
リング剤と共に焼き付けてもよい。尚、希釈用の溶剤や
塗布量については、特に制限はない。

【００２７】一方、含フッ素重合体としては、制限され
るものではないが、「−Ｃ_nＦ_2n−Ｏ−（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を好適に使用す
ることができる。また、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ホン基等の官能
基を含む含フッ素重合体も好ましく、成形用ゴム原料に
配合した場合、これらの官能基がゴムの主鎖や充填材、
添加剤に反応もしくは吸着して含フッ素重合体が弾性部
材の表面に一度にブルームすることを防ぐと同時に、徐
々に恒久的にブルームして撥水作用を長期に渡り維持で
きるようになる。また、塗布した場合でも、弾性部材の
表面に吸着して膜強度が高くなる。

【００２８】尚、成形用ゴム原料に配合する場合、含フ
ッ素重合体の配合量は原料ゴム１００重量部に対して
０．２重量部〜３０重量部が適当であり、特に１〜２０
重量部とすることが好ましい。配合量が０．２重量部未
満では十分な撥水性が発現せず、一方３０重量部を超え
る場合には分散不良に加えて、シール装置を構成する芯
金との接着性が極端に低下する。

【００２９】また、含フッ素重合体を塗布する場合の塗
布方法は制限されるものではなく、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、希釈用の
溶剤や塗布量については、特に制限はない。

【００３０】シリコーンオイルと含フッ素重合体とは併
用することもできるが、成形用ゴム原料に配合する場合
には、合計量で上記の配合量の範囲とする必要がある。

【００３１】一方、シール装置の弾性部材と摺接する相
手面に撥水性を付与するには、上記のシリコーンオイル
や含フッ素重合体を塗布すればよい。また、その他に
も、フッ素樹脂（例えばテトラフルオロエチレン樹脂）
を配合した合成樹脂（例えばエポキシ樹脂）を焼き付け
塗布したり、カニゼンメッキ被膜中にフッ素樹脂（例え
ばテトラフルオロエチレン樹脂）の微粒子を均一に分散
共析させた被膜を成膜してもよい。尚、塗布方法は制限
されるものではなく、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。また、希釈用の溶剤や塗布
量についても特に制限はない。

【００３２】以下に、成形用ゴム材料におけるシリコー
ンオイル、含フッ素重合体以外の配合成分について説明
する。

【００３３】ベースとなるゴムは、特に限定されるもの
ではないが、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
エチレンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴ
ム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等を例示でき、更に、
分子中の二重結合の一部が水素化された、例えば水素化
ニトリルゴム等のような水添化ゴムであってもよい。ま
た、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よい。また、これ
らのゴムは単独でも、複数種を併用してもよい。中で
も、封入グリース等の潤滑剤に対する耐性を考慮する
と、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、フッ素ゴム、シリコーンゴム、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である。

【００３４】上記ゴムには、補強用充填材としてカーボ
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、炭化ケイ素、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単独で、もしくは適宜組み合わせて
配合することができる。中でも、カーボンブラックは補
強効果が高いことに加えて、疎水性を有するため好まし
い。これら補強用充填材の配合量は特に限定されない
が、ゴム１００重量部に対し５〜２００重量部が好まし
い。配合量が５重量部未満であると十分な補強性が発現
されず、２００重量部を超えて配合しても補強効果の更
なる向上が認められないだけでなく、成形加工性が極端
に低下して製造が困難になり、更には硬度が高くなりす
ぎて伸びが低くなり、本来有するゴム弾性が低下してし
まう。

【００３５】また、上記ゴムには、加硫剤が配合され
る。加硫剤は特に限定されないが、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
ウムベンゾエート、イソシアヌル酸、金属石けん、樹脂
系加硫剤等を例示できる。加硫剤の配合量は、ゴム１０
０重量部に対して０．１〜１０重量部が適当である。

【００３６】また、加硫助剤、活性剤、加硫促進剤を配
合することができる。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
ル類を例示することができる。加硫助剤及び活性剤の配
合量は、ゴム１００重量部対して０．１〜１０重量部が
適当である。また、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、キサンテート系化合
物等を例示できる。加硫促進剤の配合量は、ゴム１００
重量部対して０．１〜１０重量部が適当である。

【００３７】また、有機過酸化物系加硫剤とともに架橋
助剤（コエージェント）を用いることもできる。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−ヘ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−ヘ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を例示できる。架橋助剤の配合量
は、ゴム１００重量部に対して１〜１０重量部が適当で
ある。

【００３８】その他にも、各種ゴム用添加剤を配合する
ことができる。例えば、酸化劣化を防止する老化防止剤
を配合することができる。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、ヒドロ
キノン誘導体、硫黄系老化防止剤、リン系老化防止剤等
を例示できる。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い。

【００３９】また、熱分解を防止して耐熱性を向上する
ため、上記の老化防止剤とともに２次老化防止剤を併用
することがより好ましい。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
挙げられる。更に、日光あるい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５５〜７
０℃程度のワックス類をゴム１００重量部に対して０．
５〜１０重量部程度添加してもよい。

【００４０】さらに成形加工性を向上させる必要がある
場合には、上記のような添加剤の他に、加工助剤として
可塑剤が適宜添加される。ただし、成形に特に支障がな
い場合は特に添加しなくてもよい。添加する場合は、ゴ
ム１００重量部に対して３〜４０重量部であり、必要以
上に添加すると、ゴム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
る芯金と弾性部材との接着性が極端に低下する。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
ム等を例示できる。

【００４１】また、弾性部材の物性面に言及すると、そ
の硬度は、補強性充填材や各種添加剤の配合量等によっ
て影響を受けるが、自動車や鉄道車両等の車輪用転がり
軸受のシール装置に適用した際の密封性、追従性から、
ＪＩＳ Ｋ６３０１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。前記硬さが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とも
に耐摩耗性が低下する。また、前記硬さが９０を超える
と、前述のようにゴム弾性が低下するので、シール装置
のリップ部の密封性、追従性が低下し、塵埃が多い環境
や泥水に曝される状況において使用すると、転がり軸受
の寿命が低下するおそれがある。

【００４２】上記の成形用ゴム原料を用いて弾性部材を
得るための方法は特に限定されないが、未加硫の成形用
ゴム原料を金型の中で加圧しながら加熱すれば良く、圧
縮成形、トランスファー成形、射出成形等の公知のゴム
成形方法により製造することができる。例えば、圧縮成
形の場合、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、その上に未加硫の成形
用ゴム材料のシートを載せ、通常１２０〜２５０℃で３
分〜２時間程度加圧加硫することで製造することができ
る。

【００４３】尚、撥水性の尺度として水との接触角を用
いることができる。本発明においては、この水との接触
角は特に制限されるものではないが、７０°以上が好ま
しく、特に７５°以上であれば十分な撥水性が期待でき
る。

【００４４】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に説明す
る。但し、本発明は実施例により何ら制限されるもので
はない。

【００４５】（第１の実験）上記各材料を用い、表１及
び表２に示す配合にて加圧ニーダと混練りロールを用い
て混練りを行い、厚さ２．２ｍｍの未加硫ゴムシートを
作製した。次に、未加硫ゴムシートを縦横１５０ｍｍ、
厚さ２ｍｍの金型に挿入し、１７０℃、１５分間、圧力
５０ｋｇｆ／ｃｍ²を負荷して加硫成形を行なった。更
に、実施例１５、実施例１６、実施例１７、比較例５、
比較例６については、表３及び表４に記載の２次加硫条
件で後加硫を行った。また、実施例１３、実施例１４に
ついては、変性シリコーンオイルと含フッ素重合体をそ
れぞれスプレー塗布した。そして、得られた各加硫ゴム
シートを用いて以下に示す各種試験を行った。

【００４６】常態物性試験 ・硬さ試験：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き、それを３枚重ねて、ＪＩＳ
Ｋ６３０１に基づいて硬さ（スプリング硬さＡスケー
ル）を測定した。測定結果を表３及び表４に示した。 ・引張試験：ＪＩＳ ダンベル状３号形試験片につい
て、島津製作所製の万能型試験機オートグラフＡＧ−１
０ＫＮＧによりＪＩＳ Ｋ６３０１に基づいて引張試験
を行い、引張破断強度及び伸びを測定した。測定結果を
表３及び表４に示した。 接触角測定 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。測定結果を表
３及び表４の項目「接触角（ゴム）」に示した。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【表２】

【００４９】尚、使用した原料ゴム、シリコーンオイ
ル、含フッ素重合体及び各種充填材、添加剤は以下の通
りである。 １）ＮＢＲ：中高ニトリルゴム（ＪＳＲ社製「ＪＳＲ
ＮＢＲ Ｎ２３０Ｓ」、アクリロニトリル単量体の比
率：３５％） ２）Ｈ−ＮＢＲ：水添中高ニトリルゴム（日本ゼオン社
製「Ｚｅｔｐｏｌ ２０２０」、アクリロニトリル単量
体の比率：３６％） ３）ＡＣＭ：アクリルゴム（日本ゼオン社製「Ｎｉｐｏ
ｌ ＡＲ−５１」） ４）ＦＫＭ：フッ素ゴム（ダイキン工業社製「ダイエル
Ｇ−８０１」） ５）ＨＡＦカーボン：ＨＡＦ級カーボンブラック（旭カ
ーボン社製「旭７０」） ６）ＭＴカーボン：ＭＴ級カーボンブラック（Ｃａｎｃ
ａｒｂ社製「Ｔｈｅｒｍａｘ Ｎ−９９０」） ７）シリカ：含水シリカ（日本シリカ工業社製「ニップ
シールＡＱ」） ８）硫黄：３２５メッシュ品（鶴見化学工業社製） ９）有機過酸化物：２，５−ジメチル（ｔ−ブチルパー
オキシイソプロピル）ベンゼン（日本油脂社製「ペロキ
シモン ＰＦ−４０」） 10)アンモニウムベンゾエート：大内新興化学工業社製
「バルノックＡＢ」 11）ＴＴ：テトラメチルチウラムジスルフィド（大内新
興化学工業社製「ノクセラーＴＴ」） 12）ＣＺ：Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジル・
スルフェンアミド（大内新興化学工業社製「ノクセラー
ＣＺ」） 13）ステアリン酸：花王社製「Ｌｕｎａｃ Ｓ−３
５」） 14）亜鉛華：酸化亜鉛（堺化学社製「フランス法１
号」） 15）ジエチレングリコール：日本触媒社製 16）ＤＯＰ：可塑剤、ジ−（２−エチルヘキシル）フタ
レート（大八化学社製） 17）ＣＤ：老化防止剤、４，４−ビス−（α，α−ジメ
チルベンジル）ジフェニルアミン（大内新興化学工業社
製「ノクラックＣＤ」） 18）ＭＢ：老化防止剤、２−メルカプトベンズイミダゾ
ール（大内新興化学工業社製「ノクラックＭＢ」） 19）特殊ワックス：大内新興化学工業社製「サンノッ
ク」 20）ＰＡＯ：ポリ−α−オレフィン（モービル社製「Ｓ
ＨＯ６２９」） 21）パラフィンワックス：日本精蝋社製「ＮＨＰ−９」 22）シリコーンオイル：ストレートシリコーンオイル
（信越シリコーン社製「ＫＦ８６」） 23）変性シリコーンオイル：アミノ変性シリコーンオイ
ル（信越シリコーン社製「ＫＦ−８６０」） 24）含フッ素重合体Ａ：ダイキン工業社製「デムナムＳ
−１００」 25）含フッ素重合体Ｂ：旭硝子社製「サーフロンＳＣ−
１０１」（固形分３０％） 26）カップリング剤：γ−メルカプトプロピルトリメト
キシシラン（信越シリコーン社製「ＫＢＭ８０３」） 27）ＴＡＩＣ：トリアリルイソシアヌレート（日本化成
社製）

【００５０】（第２の実験）弾性部材が摺接する相手面
の撥水性を確認するため、厚さ０．５ｍｍのＳＵＳ３０
４製鋼板に、カニゼンメッキ被膜中に６〜８．５％のテ
トラフルオロエチレン樹脂の微粒子を均一に分散共析さ
せた被膜を成膜した。そして、第１の実験の接触角測
定と同様にして水との接触角を測定した。測定結果を、
表３の項目「接触角（金属）」の実施例１８、実施例１
９の欄に示した。また、比較のために、ＳＵＳ３０４製
鋼板の水との接触角を同様に測定し、結果を表３の項目
「接触角（金属）」の実施例１７の欄に示した。

【００５１】（第３の実験）図２に示した自動車の車輪
支持用転がり軸受のシール装置１２ａと同形状で、内径
６０mmのシール装置を作製した。作製に際し、シール金
型内に、予め洗浄し、接着剤を塗布して焼付けた冷延鋼
板製の芯金１０５を挿入し、そこへ第１の実験で使用し
たものと同様の未加硫ゴムシートを載置し、１７０℃で
１５分間、圧力３０ｋｇｆ／ｃｍ²を負荷して加硫成形
を行った。更に、実施例１５、実施例１６、実施例１
７、比較例５、比較例６については、表３及び表４に記
載の２次加硫条件で後加硫を行った。また、実施例１
３、実施例１４については、変性シリコーンオイルと含
フッ素重合体をそれぞれスプレー塗布した。次いで、得
られたシールをＳＵＳ３０４鋼板製のスリンガ１０６を
装着してシール装置とし、下記に示す泥水耐久試験を行
った。尚、実施例１８、実施例１９では、スリンガにカ
ニゼンメッキ被膜に６〜８．５％のテトラフルオロエチ
レン樹脂の微粒子を均一に分散共析させた被膜を成膜し
た。

【００５２】泥水耐久試験は、図６に示すシール回転試
験機１００を用い、泥水中にシール装置が水没した状態
を想定して実施した。尚、図示されるシール回転試験機
１００は、軸１０１に、スリンガ１０６(図２参照)を装
着したシール装置１２ａを組み込み、内部に貯留した泥
水１０２に浸漬させながら所定の回転速度で回転させる
構成となっている。また、泥水１０２の貯留部とは反対
側に漏電センサ１０３が設置されており、泥水１０２が
漏水した場合に検知する構成となっている。試験条件は
以下の通りであり、漏水が検知されるまでの時間を測定
し、測定結果を表３及び表４に泥水耐久時間として示し
た。 ・回転速度：１０００ｒｐｍ ・軸偏心：０．５ｍｍ ＴＩＲ ・泥水組成：ＪＩＳ ８種ダスト ２０％ ・グリース：リチウム石鹸、鉱油 ・グリース塗布量：外側シールリップと中間シールリッ
プとの間に０．３ｇ、中間シールリップと内側シールリ
ップとの間に０．２ｇ

【００５３】

【表３】

【００５４】

【表４】

【００５５】表３及び表４に示すように、本発明に従
い、弾性部材及び／又は弾性部材と摺接する相手面に撥
水性を付与した実施例は何れも、泥水耐久時間が長くな
っていおり、本発明による効果が確認された。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の転がり軸
受は、シール装置を構成する弾性部材及び弾性部材と摺
接する相手面の少なくとも一方に撥水性を付与したこと
により、泥水に曝されるような環境下で使用されても、
所望の性能を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の転がり軸受の一実施形態（自動車の車
輪支持用）を示す断面図である。

【図２】図１に示した転がり軸受の一方のシール装置
（１２ａ）の拡大図である。

【図３】図１に示した転がり軸受の他方のシール装置
（１２ｂ）の拡大図である。

【図４】本発明の転がり軸受の他の実施形態（鉄道車両
の車輪支持用）を示す断面図である。

【図５】図４に示した転がり軸受のシール装置を示す拡
大図である。

【図６】第３の実験に用いたシール回転試験機を示す概
略断面図である。

【符号の説明】

Ｏ 転がり軸受 １ 外輪相当部材 ４ 内輪相当部材 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 １０７ 弾性部材 ２１７ 弾性部材 ４００ 車両部 ４０２ 軸受 ４０３ 外輪 ４０４ａ、４０４ｂ 円すいころ ４０５ａ、４０５ｂ 内輪 ４０４ｃ 保持器 ４１０ 弾性部材 ４１３ シール装置 ４１３ｅ ダストリップ ４１３ｆ メインリップ

Claims (3)

【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、前記外輪軌道と前記内輪
   軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、
   前記転動体を円周方向に亙って互いに間隔をあけた状態
   で転動自在に保持する保持器と、前記外輪の内周面と前
   記内輪の外周面との間で前記転動体を設けた空間の軸方
   向開口部を塞ぐシール装置とを備えた転がり軸受におい
   て、前記シール装置を構成する弾性部材の相手面との摺
   接部及び前記弾性部材が摺接する相手面の少なくとも一
   方が撥水性を有することを特徴とする転がり軸受。
2. 【請求項２】 前記弾性部材が、シリコーンオイル及び
   含フッ素重合体の少なくとも一方を、ゴム１００重量部
   に対して０．２〜３０重量部の割合で含有するゴム組成
   物の成形体であることを特徴とする請求項１記載の転が
   り軸受。
3. 【請求項３】 前記弾性部材及び前記相手面の少なくと
   も一方に、シリコーンオイル及び含フッ素重合体の少な
   くとも一方を含有する被膜が成膜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。