JP2003227523A - Bearing for water pump - Google Patents

Bearing for water pump

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JP2003227523A
JP2003227523A JP2002026886A JP2002026886A JP2003227523A JP 2003227523 A JP2003227523 A JP 2003227523A JP 2002026886 A JP2002026886 A JP 2002026886A JP 2002026886 A JP2002026886 A JP 2002026886A JP 2003227523 A JP2003227523 A JP 2003227523A
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propylene
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tetrafluoroethylene
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water pump
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敏己 高城
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing for a water pump provided with a sealing device which is excellent in forming stability and is not degenerated by use in a high- temperature atmosphere or contact with excessive cooling water. <P>SOLUTION: In this bearing 10 for a water pump having a roller body 10b between an outer ring 10a fixed to a casing and a rotation shaft 12 provided with a driving part on one end and an impeller on the other end and a pair of sealing devices 400, each having an elastic member 15b fixed to both ends of the outer ring 10a, which seal a gap from the rotation shaft 12, at least the elastic member 15b of the sealing device on the impeller side is made of a fluoric rubber composition which can be vulcanized containing at least 100 pts.wt. of either of a vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-propylene ternary copolymer and tetrafluoroethylene-propylene binary copolymer, and 3 to 30 pts.wt. of an ethylene-propylene copolymer. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の水冷エン
ジン等に好適なウォータポンプ用軸受に関し、更に詳し
くはウォータポンプの回転軸を支持する軸受内に水、水
蒸気等が浸入するのを防止し、同時に軸受内のグリース
の漏洩を防止するシール装置を備えた軸受に関する。 【0002】 【従来の技術】図1に示すように、エンジンの冷却水を
圧送して循環させるウォータポンプ30は一般に、イン
ペラ32が固定された回転軸12を、軸方向に間隔をお
いて配置した複数個の転がり軸受10によりケーシング
38に支承して構成されている。冷却水はインペラ32
と軸受10との間に配置されたメカニカルシール40に
より密封されている。しかし、このウォータポンプ用軸
受10((以下、単に「軸受」と呼ぶことがある。)で
は、メカニカルシール40の回転軸12との摺動面は水
潤滑状態であるので、このままだと水蒸気等が漏れて軸
受10側に浸入してしまい、水蒸気等が更に軸受10内
部に浸入して軸受10が劣化してしまう。そこで、水蒸
気等がインペラ32側から軸受10内に浸入するのを防
止すると共に軸受10内部に封入した潤滑グリースの漏
洩を防止するために、軸受10のインペラ32側にシー
ル装置が設けられている。また、軸受10の駆動側31
にも、外部からの塵埃の侵入するのを防止すると共に軸
受10内部に封入した潤滑グリースの漏洩を防止するた
めに、シール装置が設けられている。 【0003】上記インペラ32側のシール装置は、例え
ば図2に軸方向断面図として示すような構造を有する。
図2において、軸受10は、外輪10aと、内輪を構成
する回転軸12と、外輪10aと回転軸12との間に挟
持されたボール10bと、ボール10bを保持する保持
器10cとからなる。シール装置400は密封板15と
フリンガー20とからなる。外輪10aの軸方向端部の
シール溝10dには、密封板15が配置されている。密
封板15は芯金15aと弾性材15bとからなり、弾性
材15bは3つのリップ部15c、15d、15eを有
する。芯金15aは、断面が逆L字状であり、外輪10
aのシール溝10d内に加締めて取り付けられている。
芯金15aの外方表面には弾性材15bが密着してい
る。弾性材15bは、ニトリルゴム、耐熱性に優れた標
準的なフッ素ゴム(例えば、弗化ビニリデン−ヘキサフ
ルオロプロピレン2元共重合体、弗化ビニリデン−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
重合体を含む加硫可能なフッ素ゴム組成物)等からな
り、その断面は二股形状であり、その一方を形成する主
リップ部15eは斜め右下に延在し、その他方を形成す
る副リップ部15dは斜め左下に延長在している。ま
た、芯金15aの中間位置において、弾性材15bから
図中右方に延在するようにして、円筒状の第3リップ部
15cが形成されている。 【0004】また、回転軸12上には、ステンレス製の
フリンガー20が配置されている。フリンガー20は、
回転軸12に密着嵌合する小円筒20cと、それを同軸
的に内包する大円筒20aと、両円筒を半径方向に連結
するフランジ部20bとからなっている。弾性材15b
の第3リップ部15cは、フリンガー20の大円筒20
aの外周に当接し、主リップ部15eは、小円筒20c
の外周に当接し、副リップ部15dは、回転軸12の外
周面に当接し、それぞれ密封を達成している。 【0005】上記シール装置400では、その外方から
冷却水の蒸気や水滴が飛散してきたような場合、フリン
ガー20の外周面でこれを受け、密封板15に冷却水が
直接降りかからないようになっている。これにより、密
封板15(特に、第3リップ部材15c)の変形や膨張
を低減することができる。一方、軸受10の内部に封入
されたグリース等は、密封板15の副リップ部15d及
び主リップ部15eにより密封され、外方への漏れが防
止されるようになっている。 【0006】また、耐薬品性・耐熱性に優れるフッ素ゴ
ム材料として、弗化ビニリデン−テトラフルオロエチレ
ン−プロピレン3元共重合体、テトラフルオロエチレン
−プロピレン2元共重合体が知られている。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】最近のエンジンの高性
能化、高出力化に伴い、エンジン回りの温度条件は厳し
くなっており、軸受の雰囲気温度が120℃を超える場
合がある。ところが、ニトリルゴムは耐熱性の限界が1
20℃程度であるから、軸受10のシール装置の弾性材
の材料としてニトリルゴムを用いた場合、弾性材が熱に
より硬化劣化し弾性がなくなり、極端な場合はリップ部
にクラックが生じ、シール性能が損なわれてしまう恐れ
がある。また、上記した標準的なフッ素ゴムは耐熱性の
限界が200℃以上であることから、上記温度条件でも
耐熱性の問題はないが、冷却水中に含まれる添加剤と接
触すると劣化して変形してしまい、シール性能が低下す
る恐れがある。 【0008】そこで、従来のウォータポンプ用軸受のシ
ール装置の弾性材の材料を見てみると、特開平11−1
93795号公報記載の水素添加ニトリルゴムが知られ
ている。前記水素添加ニトリルゴムの耐熱性の限界は1
50℃であることから、上記温度条件下でも耐熱性の問
題はないが、標準的なフッ素ゴムと比較して程度の差は
あれ、冷却水中に含まれる添加剤と接触すると劣化して
変形してしまい、シール性能が低下する可能性があるた
め、未まだその性能は十分とは言えない。 【0009】以上の問題点を改善するため、ベースゴム
として耐薬品性・耐熱性に優れる弗化ビニリデン−テト
ラフルオロエチレン−プロピレン3元共重合体やテトラ
フルオロエチレン−プロピレン2元共重合体を用いて、
図2に示すようなウォータポンプ用軸受のシール装置を
成形することも可能であるが、下記のような新たな問題
が生起する。 【0010】ウォータポンプ用軸受のシール装置は、図
2からもわかるように、通常の深溝玉軸受に使用されて
いるゴムシール装置に比べてゴムリップ部が多く複雑な
形状を呈する。弗化ビニリデン−テトラフルオロエチレ
ン−プロピレン3元共重合体やテトラフルオロエチレン
−プロピレン2元共重合体は、一方で、加工性や離型性
が悪いという欠点を有しており、成形が難しく、不良率
が高くなる可能性が高い。 【0011】そこで本発明は,このような従来の問題点
に着目してなされたものであり、成形安定性に優れ、高
温雰囲気中での使用及び過度の冷却水との接触によって
も変性しないシール装置を備えたウォータポンプ用軸受
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】本発明に係る上記目的
は、ケーシングに固定された外輪と、一端側に駆動部を
備え、他端側にインペラを備えた回転軸との間に転動体
を有し、かつ前記外輪の両端部に固定されたそれぞれが
弾性材を有する1対のシール装置によって、前記回転軸
との間をシールしてなるウォータポンプ用軸受におい
て、少なくとも前記インペラ側のシール装置の弾性材
が、弗化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−プロピ
レン3元共重合体及びテトラフルオロエチレン−プロピ
レン2元共重合体の少なくとも一方を100重量部と、
エチレン−プロピレン系共重合体3〜30重量部とを含
む加硫可能なフッ素ゴム組成物からなることを特徴とす
るウォータポンプ用軸受により達成される。 【0013】 【作用】上記弗化ビニリデン−テトラフルオロエチレン
−プロピレン3元共重合体は、3元系のため、相対的に
弗化ビニリデンの割合が少なく、またヘキサフルオロプ
ロピレンを含まないため、アミン等の塩基性化合物によ
り弗化ビニリデンの脱フッ酸反応を起こし難い。また、
上記テトラフルオロエチレン−プロピレン2元共重合体
は、原料として弗化ビニリデンを含まず、やはりヘキサ
フルオロプロピレンを含まないため、アミン等の塩基性
化合物により弗化ビニリデンの脱フッ酸反応を起こさな
い。従って、本発明のウォータポンプ用軸受のシール装
置の弾性材として好適である。また、これらのフッ素ゴ
ムは、標準的なフッ素ゴム(弗化ビニリデン−ヘキサフ
ルオロプロピレン2元共重合体、または弗化ビニリデン
−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン
3元共重合体を含む加硫可能なフッ素ゴム組成物)に比
べて耐薬品性が格段に優れている。しかし、一方で成形
性や離型性に劣るため、エチレン−プロピレン系共重合
体を特定量配合することにより、成形性や離型性を改善
する。即ち、弗化ビニリデン−テトラフルオロエチレン
−プロピレン3元共重合体及びテトラフルオロエチレン
−プロピレン2元共重合体の少なくとも一方に特定量の
エチレン−プロピレン系共重合体を含むフッ素ゴム組成
物をウォータポンプ用軸受のシール装置の弾性材として
使用した場合、シール装置は高温雰囲気下での使用及び
冷却水との接触によっても変性せず、長期間にわたって
良好なシール性能を発揮できる。そのため、軸受内に水
蒸気等が浸入することなく、軸受性能が低下することは
ない。更には、成形性や離型性も改善され、成形安定性
に優れ、生産性も高くなる。 【0014】 [発明の詳細な説明]以下、本発明に関して詳細に説明
する。 【0015】本発明のウォータポンプ用軸受は、例えば
図2に示したシール装置を備える。即ち、軸受10は、
外輪10aと、内輪を構成する回転軸12と、外輪10
aと回転軸12との間に挟持されたボール10bと、ボ
ール10bを保持する保持器10cとからなり、密封板
15とフリンガー20とから構成されるシール装置40
0が組み込まれている。外輪10aの軸方向両端部のシ
ール溝10dには、密封板15が配置されている。密封
板15は芯金15aと弾性材15bとからなり、弾性材
15bは3つのリップ部15c、15d、15eを有す
る。芯金15aは、断面が逆L字状であり、外輪10a
のシール溝10d内に加締めて取り付けられている。芯
金15aの外方表面には弾性材15bが密着している。 【0016】弾性材15bは、後述されるフッ素ゴムか
らなり、その断面は二股形状であり、その一方を形成す
る主リップ部15eは斜め右下に延在し、その他方を形
成する副リップ部15dは斜め左下に延長在している。
また、芯金15aの中間位置において、弾性材15bか
ら図中右方に延在するようにして、円筒状の第3リップ
部15cが形成されている。 【0017】また、回転軸12上には、ステンレス製の
フリンガー20が配置されている。フリンガー20は、
回転軸12に密着嵌合する小円筒20cと、それを同軸
的に内包する大円筒20aと、両円筒を半径方向に連結
するフランジ部20bとからなっている。弾性材15b
の第3リップ部15cは、フリンガー20の大円筒20
aの外周に当接し、主リップ部15eは、小円筒20c
の外周に当接し、副リップ部15dは、回転軸12の外
周面に当接し、それぞれ密封を達成している。 【0018】上記弾性材15bは、弗化ビニリデン−テ
トラフルオロエチレン−プロピレン3元共重合体を含む
加硫可能なフッ素ゴム組成物、またはテトラフルオロエ
チレン−プロピレン2元共重合体を含む加硫可能なフッ
素ゴム組成物からなる。これら共重合体における成分比
は特に限定されないが、弗化ビニリデン−テトラフルオ
ロエチレン−プロピレン3元共重合体では弗化ビニリデ
ンが1〜30モル%、テトラフルオロエチレンが40〜
70モル%、プロピレンが30〜60モル%の範囲が好
ましく、より好ましくは弗化ビニリデンが2〜5モル
%、テトラフルオロエチレンが40〜60モル%、プロ
ピレンが40〜60モル%の範囲が耐薬品性から好適で
ある。また、テトラフルオロエチレン−プロピレン2元
共重合体ではテトラフルオロエチレンが20〜80モル
%、プロピレンが20〜80モル%の範囲が好ましく、
より好ましくはテトラフルオロエチレンが30〜60モ
ル%、プロピレンが30〜60モル%の範囲である。ま
た、これらの共重合体には、架橋の際の架橋点となる所
謂キュアサイトモノマー(例えばヨウ素化合物や臭素化
合物)を数モル%共重合してもよいし、重合後に後処理
により該共重合体中に不飽和結合を導入してもよい。こ
の様な弗化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−プロ
ピレン3元共重合体としては、DINEON社製の「BRE
LJ−298005」(商品名)及び旭硝子社製の「A
FLAS SP」、「AFLAS SZ」(商品名)等
の市販品を使用できる。また、テトラフルオロエチレン
−プロピレン2元共重合体としては、旭硝子社製の「A
FLAS 150P」、(商品名)等の市販品を使用で
きる。 【0019】また、金型離型性・加工性等の成形性を大
幅に改善するために、エチレン−プロピレン系共重合体
が配合される。好適なエチレン−プロピレン系共重合体
として、エチレン、プロピレンと第3成分として二重結
合を有する1,4−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエ
ン、5−エチルリデン−2−ノルボルネン等の非共役ジ
エンを10モル%以下の割合で共重合した3元共重合体
を挙げることができる。また、エチレンとプロピレンと
の比率は、重合単位でエチレン:プロピレン=50:5
0〜90:10(モル%)が好ましい。プロピレンの割
合が多すぎると、特にエチレン−プロピレン2元共重合
体の場合、有機過酸化物での加硫が困難になり、好まし
くない。このエチレンープロピレン系共重合体は、弗化
ビニリデン−テトラフルオロエチレン−プロピレン3元
共重合体及びテトラフルオロエチレン−プロピレン2元
共重合体の少なくとも一方100重量部に対して、3〜
30重量部、好ましくは5〜20重量部の範囲で配合さ
れる。エチレンープロピレン系共重合体の配合量が3重
量部未満では、成形性の改善効果が不十分であり、30
重量部を越える場合はゴム組成物全体としての耐熱性や
耐薬品性が低下して好ましくない。 【0020】エチレン−プロピレン系共重合体は、弗化
ビニリデン−テトラフルオロエチレン−プロピレン3元
共重合体あるいはテトラフルオロエチレン−プロピレン
2元共重合体に対して少量配合すると、フッ素原子が分
子中に多量に存在する弗化ビニリデン−テトラフルオロ
エチレン−プロピレン3元共重合体やテトラフルオロエ
チレン−プロピレン2元共重合体に対する相溶性が低い
ために、成形体中に留まり難く、表面に多量に存在する
可能性が高くなる。そのため、少量の配合量で内部離型
剤として有効に働き、加硫成形時の金型離型性が大幅に
向上し、複雑な形状のゴムシール装置であっても精度よ
く成形できるようになる。また、ゴムシール装置の表面
にエチレンープロピレン系共重合体が多く存在すること
で、弗化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−プロピ
レン3元共重合体あるいはテトラフルオロエチレン−プ
ロピレン2元共重合体単独では難しかった、芯金等の補
強部材への強固で安定した加硫接着が可能になる。この
効果は、構造中に二重結合が残存するにEPDMタイプ
のエチレン−プロピレン系共重合体を用いると、より顕
著となる。 【0021】上記共重合体の加硫方法は特に限定され
ず、通常のフッ素ゴムの加硫方法であるがポリオール加
硫やパーオキサイド加硫を適用することができる。例え
ば、ポリオール加硫の場合の加硫剤であるポリヒドロキ
シ化合物は、従来から公知のポリヒドロキシ芳香族化合
物または含フッ素ポリヒドロキシ脂肪族化合物が使用可
能であり、中でも、ヒドロキノン、2,2−ビス(4−
ヒドロキシフェニル)プロパン[ビスフェノールA]、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)パーフルオロ
プロパン[ビスフェノールAF]等が好ましく用いられ
る。また、これらはアルカリ金属、アルカリ土類金属、
有機オニウム化合物等の塩であってもよい。これらポリ
オール加硫剤の配合量は、上記共重合体100重量部に
対して0.5〜10重量部の範囲であり、この範囲であ
れば、加硫不足や過加硫の恐れが全くない。 【0022】一方、パーオキサイド加硫の場合の加硫剤
である有機過酸化物は、その分子中に−O−O−結合を
もつ有機化合物であり、具体的にはパーオキシケター
ル、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイ
ド、パーオキシエステル、ハイドロパーオキサイド等が
挙げられる。それらをより具体的に示すとベンゾイルパ
ーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチ
ルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t
−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−
2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、
α,α′−ビス(t−ブチルパーオキシ)−p−ジイソ
プロピルベンゼン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキ
シ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン等が例示
できる。これら有機過酸化物の配合量は、上記共重合体
100重量部に対して0.5〜10重量部の範囲であ
り、この範囲であれば、加硫不足や過加硫の恐れが全く
ない。 【0023】またポリオール加硫に際しては、受酸剤、
かつ加硫助剤として金属の酸化物および金属の水酸化物
が必須成分として配合される。この具体例としては水酸
化カルシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、
酸化亜鉛、酸化鉛、酸化マグネシウム等が例示でき、中
でも水酸化カルシウムと酸化マグネシウムとの併用が好
ましい。これら金属の酸化物及び金属の水酸化物の配合
量は、共重合体100重量部に対して0.5〜50重量
部が好ましく、より好ましくは1〜30重量部の範囲で
ある。更に、加硫促進剤としてオニウム塩(4級アンモ
ニウム塩や4級フォスフォニウム塩)を配合してもよ
い。この具体例として、4級アンモニウム塩としては、
硫酸水素テトラブチルアンモニウム、硫酸水素テトラメ
チルアンモニウム、硫酸水素テトラエチルアンモニウ
ム、硫酸水素トリオクチルメチルアンモニウム、硫酸水
素トリデシルメチルアンモニウム、硫酸水素トリメチル
ベンジルアンモニウム等が例示される。4級フォスフォ
ニウム塩としては、テトラブチルフォスフォニウムクロ
ライド、テトラブチルフォスフォニウムブロマイド、ト
リブチル(メトキシプロピル)フォスフォニウムクロラ
イド、トリオクチルメチルフォスフォニウムクロライ
ド、トリドデシルメチルフォスフォニウムクロライド等
が例示され、2種類以上組合せて用いてもよい。これら
のオニウム塩の配合量は、上記共重合体100重量部に
対して通常0.3〜5重量部の範囲が好ましく、この範
囲であれば加硫不足や過加硫及び早期加硫の恐れが全く
ない。 【0024】また、パーオキサイド加硫の際には、加硫
助剤として不飽和多官能性化合物が用いられ、例えば、
多アリル化合物、メタクリレート化合物、ジビニル化合
物、ポリブタジエンなどが挙げられる。中でもトリアリ
ルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレートが好まし
い。これら不飽和多官能性化合物の配合量は、上記共重
合体100重量部当たり0.5〜20重量部、好ましく
は1〜10重量部である。 【0025】上記共重合体には更に、従来から公知の補
強充てん剤として使用されるカーボンブラック、セライ
ト、シリカ、クレイ、タルク、炭酸カルシウム等の充て
ん剤、その他顔料、染料、老化防止剤、酸化防止剤、安
定剤、加工助剤、可塑剤、離型剤などを添加、配合して
もよい。 【0026】上記の各成分を用いてシール装置400の
弾性材原料を得るための方法は特に限定されないが、原
料ゴムである弗化ビニリデン−テトラフルオロエチレン
−プロピレン3元共重合体またはテトラフルオロエチレ
ン−プロピレン2元共重合体と、充てん剤及びその他添
加剤をゴム混練用ロール、加圧ニーダーまたはバンバリ
ーミキサー等の従来から公知のゴム用混練り装置を用い
て均一に混合することが可能である。その混練り条件は
特に限定されないが、通常は30〜80℃の温度で5〜
60分間混練することによって、各種添加剤の十分な分
散を図ることができる。 【0027】また、シール装置400の弾性材15bと
するための製造方法も特に限定されないが、上記のフッ
素ゴム組成物を金型の中で加圧しながら加熱すればよ
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、先に述べた方法
で製造した未加硫ゴム組成物のシートを乗せ、通常12
0〜250℃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。また、得られた弾性材15bに後
加硫を施すことにより、加硫を完全なものとすると同時
に、余分な揮発成分を揮散させることは、弾性材15b
の物性を向上するのに効果が認められるため好ましいも
のである。尚、後加硫の条件は特に限定されないが、例
えば150〜250℃の温度で、1〜50時間程度の加
熱処理を行うことができる。 【0028】芯金との接着に使用する接着剤としては、
表面にエチレン−プロピレン系共重合体が多く存在する
ことを活かして、ビニル基、アミノ基を有するシランカ
ップリング剤を含有するシラン系接着剤を用いると、一
定以上の接着強度を有するウォータポンプ用ゴムシール
装置が得られるため好ましい。ビニル基を有するシラン
カップリング剤としては、例えばγ−メタクリロキシプ
ロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。このビニル
基を有するシランカップリング剤は、加水分解性のアル
コキシ基がシラノール基に加水分解し、そのシラノール
基が金属表面の水酸基とカップリング反応(脱水縮合)
により化学的に結合するとともに、構造中に存在するビ
ニル基が、構造中に存在する二重結合あるいは過酸化物
による架橋反応中に構造に取り込まれ、結果としてゴム
組成物と金属とを化学的に結び付けるため、強い接着力
が得られる。 【0029】 【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。 【0030】(第1の実験)先ず、表1に記載した架橋
剤及び加硫促進剤以外の材料をバンバリーミキサーに入
れ、ミキサー温度80℃で素練りを行った。次いで、素
練りした剤慮をバンバリーミキサーから取り出し、ゴム
混練用の2本ロールに投入した。そして、ロール温度5
0℃に制御しながら表1に示す加硫促進剤(あるいは架
橋剤)を投入し、均一になるまで混練した後、厚さ約
2.2mmの未加硫ゴムシートを作製した。 【0031】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℃で20分間、圧力5
0kgf/cm2を負荷して加硫成形を行った。更に実施例
1、実施例2、比較例1、比較例3については、金型か
ら取出した状態で、オーブン中にて2次加硫した。2次
加硫条件は、実施例1が200℃で4時間、実施例2が
230℃で24時間、比較例1が200℃で4時間、比
較例3が180℃で4時間である。 【0032】 【表1】 【0033】得られた加硫ゴムのシートをJISダンベル
状3号形試験片の形状に打抜き、下記に示す常態物性を
測定した。結果を表2に示す。 硬さ試験:上記ダンベル試験片を3枚重ねにしてJIS
K 6301に基づき硬さを測定した。 引張試験:上記ダンベル試験片について、万能型試験
機を用いて破断する引張強さ及び引張伸びを測定した。 体積変化率:上記ダンベル試験片を、150℃のシー
シーアイ社製のLLC中(水で50%に希釈)に1週間
浸漬し、浸漬前後の体積変化率を求めた。 成形不良率:図2に示すウォータポンプ用軸受のゴム
シールを100個成形し、金型離型時のリップ部破損の
有無等を調べて成形不良率を求めた。 【0034】 【表2】【0035】表2の結果から明らかなように、本発明の
範囲にある、弗化ビニリデン−テトラフルオロエチレン
−プロピレン3元共重合体またはテトラフルオロエチレ
ン−プロピレン2元共重合体100重量部に対してエチ
レン−プロピレン系共重合体を3〜30重量部配合した
ゴム組成物からなる試験片は何れも、体積変化率が小さ
く、成形不良も見られない。また、弗化ビニリデンの配
合比率が小さくなるのにしたがって、体積変化率が小さ
くなっており、特に弗化ビニリデンを含まない実施例1
の試験片は、体積変化率が最も小さくなっている。 【0036】これに対し、水素添加ニトリルゴムを用い
た比較例2、標準的なフッ素ゴムである弗化ビニリデン
−ヘキサフルオロプロピレン2元共重合体を用いた比較
例3ニトリルゴムを用いた比較例4の各試験片は、膨潤
が大きく、エチレン−プロピレン系共重合体を含まない
比較例1の試験片では、成形不良率が格段に大きく、実
用性が低いことがわかった。 【0037】(第2の実験)図3に示す試験装置を用い
て、図2に示す構成のシール装置を備えた軸受の耐熱性
試験及び耐水性試験を行った。図3に示す試験装置は、
回転軸を支持した軸受をハウジングを介してヒータによ
り加熱するとともに、定量ポンプにより軸受の端部に冷
却水を定量供給する構成である。この試験装置により、
軸受端部に備えたシール装置の弾性材の性能の経時変化
を調べた。上記試験に用いたシール装置の弾性材は、第
1の実験にて説明した実施例1、実施例2、比較例2、
比較例3と同一の組成物で構成した。 【0038】試験軸受の製作は、先ず、第1の実験と同
様の方法で未加硫ゴム組成物の調製を行い、得られた未
加硫ゴムシートを予め接着剤を塗布した芯金15aを挿
入した金型に入れ、表1に記載の1次加硫の条件で圧力
30kgf/cm2を負荷し加硫成形を行った。更に、金型か
ら取出した状態でオーブン中で、表1に記載の2次加硫
の条件で後加硫を行った。そして、得られた密封板15
にフリンガー20を装着し、軸受10に組み込んで試験
軸受を作製した。 【0039】試験条件は以下の通りである。 ・軸受温度:150℃ ・LLC:シーシーアイ社製LLC ・LLC注水量:50ml/min ・回転数:8000rpm ・試験時間:1000時間 【0040】また、評価項目は、主リップ15eの硬さ
変化と第3リップの変形(波打ち)とした。尚、硬さの
測定はJIS K 6253に基づき、IRHD(International R
ubber Hardness Degree)マイクロ硬さ計を用いて行
った。結果を表3に示す。 【0041】 【表3】 【0042】表3の結果から明らかなように、本発明の
範囲にある、実施例1及び実施例2のゴム組成物で弾性
材を形成したシール装置は、主リップの硬さ変化が少な
く、第3リップの変形も認められないことから、良好な
耐LLC性を有すると共に、密封性にも優れているもの
と思われる。原料ゴムに水素添加ニトリルゴムを用いた
比較例2のゴム組成物は、原料ゴムに標準的なフッ素ゴ
ムである弗化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン2
元共重合体を用いた比較例3のゴム組成物で弾性材を形
成したシール装置よりは良好であるが、主リップの硬さ
変化が大きく、第3リップの変形も生じていることか
ら、実施例の軸受より密封性に劣り、軸受寿命が短いも
のと思われる。 【0043】 【発明の効果】以上説明したように、本発明のウォータ
ポンプ用軸受によれば、シール装置の弾性材が弗化ビニ
リデン−テトラフルオロエチレン−プロピレン3元共重
合体及びテトラフルオロエチレン−プロピレン2元共重
合体の少なくとも一方を含むため、耐LLC性に優れ
て、長期間にわたって良好なシール性能を発揮すること
ができ、インペラ側からメカニカルシールを通過してき
た水蒸気等が軸受内に浸入することがなく、安定した軸
受性能を保証できる。 【0044】また、少量(3〜30重量部)配合された
エチレン−プロピレン系共重合体が表面層に多く存在す
るため、金属に対する接着性、離型性、加工性が改善さ
れ、芯金と強固に接着して一体化された複雑な形状のウ
ォーターポンプ用軸受のシール装置が安定した製造に可
能になる。 【0045】更に、安価なエチレンープロピレン系共重
合体を配合したため、その分低コストにもなる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water-cooled engine for an automobile.
More details on water pump bearings suitable for gin etc.
Or water in the bearings that support the rotating shaft of the water pump.
Prevents steam etc. from entering, and at the same time grease in the bearing
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a bearing provided with a seal device for preventing the leakage of oil. 2. Description of the Related Art As shown in FIG.
The water pump 30 for pumping and circulating is generally
The rotating shaft 12 to which the propeller 32 is fixed is spaced apart in the axial direction.
A plurality of rolling bearings 10 arranged in a casing
38. Cooling water is impeller 32
The mechanical seal 40 disposed between the
More sealed. However, this water pump shaft
At the receiver 10 (hereinafter, sometimes simply referred to as "bearing").
Is that the sliding surface of the mechanical seal 40 with the rotating shaft 12 is water
Since it is in a lubricated state, water vapor etc. leaks and
The water enters the bearing 10 and water vapor and the like further enter the bearing 10.
The bearing 10 is deteriorated by infiltrating into the portion. Therefore,
To prevent air from entering the bearing 10 from the impeller 32 side.
To stop the lubrication grease sealed inside the bearing 10
To prevent leakage, seal the bearing 10 on the impeller 32 side.
Control device is provided. Also, the driving side 31 of the bearing 10
To prevent dust from entering from outside
To prevent leakage of the lubricating grease sealed inside the receiver 10.
For this purpose, a sealing device is provided. The sealing device on the impeller 32 side is, for example,
For example, it has a structure as shown in FIG. 2 as an axial sectional view.
In FIG. 2, the bearing 10 comprises an outer ring 10a and an inner ring.
Between the rotating shaft 12 and the outer ring 10a and the rotating shaft 12.
The held ball 10b and the holding for holding the ball 10b
Container 10c. The sealing device 400 is connected to the sealing plate 15.
And a flinger 20. Of the axial end of the outer race 10a
A sealing plate 15 is disposed in the seal groove 10d. Dense
The sealing plate 15 is composed of a metal core 15a and an elastic material 15b,
The material 15b has three lips 15c, 15d and 15e.
I do. The core metal 15a has an inverted L-shaped cross section.
It is crimped and attached in the seal groove 10d of FIG.
An elastic material 15b is in close contact with the outer surface of the cored bar 15a.
You. Elastic material 15b is made of nitrile rubber, a heat-resistant mark.
Standard fluoro rubber (for example, vinylidene fluoride-hexaf)
Fluoropropylene binary copolymer, vinylidene fluoride-hex
Safluoropropylene-tetrafluoroethylene ternary
Vulcanizable fluoro rubber compositions containing polymers)
The cross section is bifurcated, and the main
The lip portion 15e extends obliquely to the lower right and forms the other side.
The sub lip 15d extends obliquely to the lower left. Ma
In addition, at an intermediate position of the core metal 15a, the elastic material 15b
A third cylindrical lip extending rightward in the figure.
15c is formed. On the rotating shaft 12, a stainless steel
A flinger 20 is arranged. Flinger 20
A small cylinder 20c closely fitted to the rotating shaft 12, and
Large cylinder 20a which is included in the inside and both cylinders are connected in the radial direction
And a flange portion 20b. Elastic material 15b
The third lip portion 15c of the flinger 20 is
a, and the main lip portion 15e is attached to the small cylinder 20c.
And the auxiliary lip portion 15 d is
It comes into contact with the peripheral surface to achieve sealing. [0005] In the sealing device 400, from the outside
If cooling water vapor or water droplets are scattered,
This is received on the outer peripheral surface of the gir 20, and the cooling water is
They do not get off directly. This allows
Deformation or expansion of the sealing plate 15 (particularly, the third lip member 15c)
Can be reduced. On the other hand, sealed inside the bearing 10
The grease or the like that has been applied is applied to the
And the main lip 15e to prevent leakage to the outside.
It has been stopped. Further, fluorine resin having excellent chemical resistance and heat resistance.
Vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene
-Propylene terpolymer, tetrafluoroethylene
-Propylene binary copolymers are known. [0007] The recent high performance of the engine
Temperature conditions around the engine are becoming more stringent as
If the ambient temperature of the bearing exceeds 120 ° C
There is a case. However, nitrile rubber has a heat resistance limit of one.
Since it is about 20 ° C, the elastic material of the sealing device for the bearing 10
When nitrile rubber is used as the material for
It hardens and deteriorates, loses elasticity, and in extreme cases the lip
Cracks may occur and seal performance may be impaired
There is. Also, the above-mentioned standard fluoro rubber is heat resistant.
Since the limit is 200 ° C or higher, even under the above temperature conditions
No heat resistance problem, but in contact with additives contained in cooling water
If touched, it deteriorates and deforms, lowering sealing performance
There is a risk that. Therefore, a conventional water pump bearing system has been proposed.
Looking at the material of the elastic material of the ruler device,
No. 93795 discloses a hydrogenated nitrile rubber.
ing. The heat resistance limit of the hydrogenated nitrile rubber is 1
Since the temperature is 50 ° C, the heat resistance under the above
There is no title, but the degree of difference compared to standard fluoro rubber
It deteriorates when it comes into contact with additives contained in cooling water.
It may be deformed and the sealing performance may be reduced.
Therefore, its performance is still not enough. [0009] To improve the above problems, a base rubber
Vinylidene fluoride with excellent chemical and heat resistance
Lafluoroethylene-propylene terpolymer and tetra
Using a fluoroethylene-propylene binary copolymer,
A seal device for a water pump bearing as shown in FIG.
Molding is possible, but new problems such as
Occurs. FIG. 1 shows a seal device for a water pump bearing.
As can be seen from Fig. 2, it is used for ordinary deep groove ball bearings.
More rubber lip parts than the rubber seal device
It takes on a shape. Vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene
-Propylene terpolymer and tetrafluoroethylene
-On the other hand, propylene binary copolymers are processable and releasable.
Has the drawback of poor
Is likely to be higher. Therefore, the present invention has the above-mentioned conventional problems.
With excellent molding stability and high
Use in warm atmosphere and contact with excessive cooling water
Bearings for water pumps with a seal device that does not change
The purpose is to provide. [0012] The above objects of the present invention.
Has an outer ring fixed to the casing and a drive unit on one end side.
Between the rotating shaft and the rotating shaft with an impeller on the other end
And each fixed to both ends of the outer ring
The rotating shaft is provided by a pair of sealing devices having an elastic material.
Water pump bearing with seal between
An elastic material of at least the sealing device on the impeller side.
Is vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-propyl
Len terpolymer and tetrafluoroethylene-propylene
100 parts by weight of at least one of the len binary copolymer,
3 to 30 parts by weight of an ethylene-propylene copolymer.
Characterized by comprising a vulcanizable fluoro rubber composition
This is achieved by a water pump bearing. The above vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene
-Propylene terpolymer is relatively ternary and therefore relatively
Low proportion of vinylidene fluoride and hexafluoropropyl
Because it does not contain propylene, it can be used with basic compounds such as amines.
Hardly causes a hydrofluoric acid reaction of vinylidene fluoride. Also,
The above tetrafluoroethylene-propylene binary copolymer
Does not contain vinylidene fluoride as a raw material,
Since it does not contain fluoropropylene, basic
Do not cause dehydrofluorination of vinylidene fluoride by compounds
No. Therefore, the seal device of the water pump bearing of the present invention is provided.
It is suitable as an elastic material for the device. In addition, these fluorine
The standard fluororubber (vinylidene fluoride-hexaf
Fluoropropylene binary copolymer or vinylidene fluoride
-Hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene
Vulcanizable fluoro rubber composition containing a terpolymer)
All have excellent chemical resistance. But on the other hand molding
Ethylene-propylene copolymer
Improves moldability and mold release by blending a specific amount of body
I do. That is, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene
-Propylene terpolymer and tetrafluoroethylene
A specific amount of at least one of the propylene binary copolymer
Fluororubber composition containing ethylene-propylene copolymer
Material as elastic material for sealing device of water pump bearing
If used, the seal device should be used in a high temperature atmosphere and
Not denatured by contact with cooling water
Good sealing performance can be demonstrated. As a result, water
The bearing performance is not reduced without steam etc.
Absent. Furthermore, moldability and mold release properties have been improved, and molding stability has been improved.
And productivity is high. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
I do. The water pump bearing of the present invention is, for example,
It has the sealing device shown in FIG. That is, the bearing 10
An outer ring 10a, a rotating shaft 12 constituting an inner ring, and an outer ring 10
a ball 10b sandwiched between the
And a retainer 10c for holding the
Sealing device 40 composed of 15 and flinger 20
0 is incorporated. At both ends of the outer ring 10a in the axial direction
The sealing plate 15 is disposed in the groove 10d. sealing
The plate 15 is composed of a metal core 15a and an elastic material 15b,
15b has three lip portions 15c, 15d and 15e
You. The core metal 15a has an inverted L-shaped cross section, and has an outer race 10a.
Is crimped in the seal groove 10d. core
The elastic material 15b is in close contact with the outer surface of the gold 15a. The elastic material 15b is made of fluoro rubber, which will be described later.
And its cross section is bifurcated, forming one of them
Main lip portion 15e extends obliquely to the lower right and forms the other side.
The formed sub lip 15d extends obliquely to the lower left.
In addition, at an intermediate position of the core metal 15a, the elastic material 15b
And extend to the right in the figure to form a third cylindrical lip.
A portion 15c is formed. On the rotating shaft 12, a stainless steel
A flinger 20 is arranged. Flinger 20
A small cylinder 20c closely fitted to the rotating shaft 12, and
Large cylinder 20a which is included in the inside and both cylinders are connected in the radial direction
And a flange portion 20b. Elastic material 15b
The third lip portion 15c of the flinger 20 is
a, and the main lip portion 15e is attached to the small cylinder 20c.
And the auxiliary lip portion 15 d is
It comes into contact with the peripheral surface to achieve sealing. The elastic material 15b is made of vinylidene fluoride.
Including trafluoroethylene-propylene terpolymer
Vulcanizable fluoro rubber composition or tetrafluoroe
Vulcanizable fluorine containing a styrene-propylene binary copolymer
It consists of a raw rubber composition. Component ratio in these copolymers
Is not particularly limited, but vinylidene fluoride-tetrafluoro
Vinylidene fluoride in ethylene-propylene terpolymer
1 to 30 mol%, tetrafluoroethylene 40 to
70 mol%, propylene is preferably in the range of 30 to 60 mol%.
More preferably, vinylidene fluoride is 2 to 5 mol.
%, 40-60 mol% of tetrafluoroethylene, professional
The range of pyrene in the range of 40 to 60 mol% is preferable from the viewpoint of chemical resistance.
is there. Also, tetrafluoroethylene-propylene binary
20-80 mol of tetrafluoroethylene in the copolymer
%, Propylene is preferably in the range of 20 to 80 mol%,
More preferably, 30 to 60 tetrafluoroethylene
% And propylene in the range of 30 to 60 mol%. Ma
In addition, these copolymers have a cross-linking point at the time of cross-linking.
So-called cure site monomers (eg iodine compounds and bromination
Compound) may be copolymerized by several mole% or post-treated after polymerization.
To introduce an unsaturated bond into the copolymer. This
Vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-pro
As a pyrene terpolymer, "BRE" manufactured by DINEON
LJ-298005 "(trade name) and" A "manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.
FLAS SP "," AFLAS SZ "(trade name), etc.
Can be used. Also, tetrafluoroethylene
-As a propylene binary copolymer, "A" manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.
FLAS 150P "(trade name) and other commercially available products
Wear. In addition, moldability such as mold releasability and workability is improved.
To improve the width, ethylene-propylene copolymer
Is blended. Suitable ethylene-propylene copolymer
As a third component with ethylene and propylene
1,4-hexadiene, dicyclopentadie
Non-conjugated diene such as 5-ethyllidene-2-norbornene
Terpolymers obtained by copolymerizing ene at a ratio of 10 mol% or less
Can be mentioned. Also, ethylene and propylene
Is a ratio of ethylene: propylene = 50: 5 in polymerized units.
0 to 90:10 (mol%) is preferable. Propylene ratio
If the amount is too large, especially ethylene-propylene binary copolymerization
In the case of body, vulcanization with organic peroxides becomes difficult and
I don't. This ethylene-propylene copolymer is fluorinated.
Vinylidene-tetrafluoroethylene-propylene ternary
Copolymer and tetrafluoroethylene-propylene binary
3 to 100 parts by weight of at least one of the copolymers
30 parts by weight, preferably 5-20 parts by weight
It is. The compounding amount of the ethylene-propylene copolymer is triple
If it is less than 30 parts by weight, the effect of improving moldability is insufficient, and
If it exceeds parts by weight, the heat resistance of the rubber composition as a whole and
It is not preferable because chemical resistance is lowered. The ethylene-propylene copolymer is fluorinated.
Vinylidene-tetrafluoroethylene-propylene ternary
Copolymer or tetrafluoroethylene-propylene
When a small amount is blended with the binary copolymer, fluorine atoms are separated.
Vinylidene fluoride-tetrafluoro abundantly present in
Ethylene-propylene terpolymer or tetrafluoroe
Low compatibility with Tylene-propylene binary copolymer
Therefore, it is difficult to stay in the molded body, and there is a large amount on the surface
The likelihood increases. For this reason, the internal mold release with a small amount of compounding
Works effectively as a dispersant, greatly improving mold release during vulcanization molding.
Improves accuracy even with rubber seal devices of complex shapes
Be able to mold. Also, the surface of the rubber seal device
Of ethylene-propylene copolymer in water
With vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-propyl
Len terpolymer or tetrafluoroethylene propylene
Complementation of core metal, etc., was difficult with propylene copolymer alone.
Strong and stable vulcanization adhesion to a strong member becomes possible. this
The effect is that the EPDM type
The use of ethylene-propylene copolymer of
Become author. The method for vulcanizing the above copolymer is not particularly limited.
It is a usual method of vulcanizing fluoro rubber,
Sulfur or peroxide vulcanization can be applied. example
For example, in the case of polyol vulcanization,
The compound is a conventionally known polyhydroxy aromatic compound.
Substances or fluorinated polyhydroxy aliphatic compounds can be used
And hydroquinone, 2,2-bis (4-
Hydroxyphenyl) propane [bisphenol A],
2,2-bis (4-hydroxyphenyl) perfluoro
Propane [bisphenol AF] and the like are preferably used.
You. These are also alkali metals, alkaline earth metals,
Salts such as organic onium compounds may be used. These poly
The compounding amount of the all vulcanizing agent is 100 parts by weight of the above copolymer.
In the range of 0.5 to 10 parts by weight.
If so, there is no danger of insufficient vulcanization or overvulcanization. On the other hand, a vulcanizing agent for peroxide vulcanization
Is an organic peroxide having a -O-O- bond in its molecule.
Organic compounds, specifically peroxyketters
, Dialkyl peroxide, diacyl peroxide
, Peroxyester, hydroperoxide, etc.
No. More specifically, benzoylpa
-Oxide, dicumyl peroxide, di-t-butyl
Luper oxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t
-Butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-
2,5-di (t-butylperoxy) hexyne-3,
α, α'-bis (t-butylperoxy) -p-diiso
Propylbenzene, 1,1-bis (t-butyl peroxy
B) -3,3,5-trimethylcyclohexane, etc.
it can. The compounding amount of these organic peroxides is
0.5 to 10 parts by weight per 100 parts by weight
In this range, there is no danger of insufficient vulcanization or over vulcanization.
Absent. In vulcanizing the polyol, an acid acceptor,
And metal oxides and metal hydroxides as vulcanization aids
Is blended as an essential component. An example of this is hydroxyl
Calcium oxide, magnesium hydroxide, calcium oxide,
Examples include zinc oxide, lead oxide, and magnesium oxide.
However, the combination of calcium hydroxide and magnesium oxide is preferred.
Good. Mixing of these metal oxides and metal hydroxides
The amount is 0.5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the copolymer.
Parts by weight, more preferably in the range of 1 to 30 parts by weight.
is there. Further, as a vulcanization accelerator, an onium salt (quaternary ammonium salt) is used.
Salt or quaternary phosphonium salt)
No. As a specific example, as the quaternary ammonium salt,
Tetrabutylammonium hydrogen sulfate, tetramethyl hydrogen sulfate
Tylammonium, tetraethylammonium hydrogen sulfate
System, trioctylmethyl ammonium hydrogen sulfate, sulfuric acid aqueous solution
Tridecyl methyl ammonium sulfate, trimethyl hydrogen sulfate
Benzyl ammonium and the like are exemplified. Class 4 phospho
As the sodium salt, tetrabutylphosphonium chloride
Ride, tetrabutylphosphonium bromide,
Libutyl (methoxypropyl) phosphonium chloride
Id, trioctylmethylphosphonium chloride
Do, tridodecylmethylphosphonium chloride, etc.
And two or more kinds may be used in combination. these
The onium salt is added in an amount of 100 parts by weight of the above copolymer.
In general, the amount is preferably in the range of 0.3 to 5 parts by weight.
If there is no vulcanization, there is no danger of insufficient vulcanization, over vulcanization and early vulcanization
Absent. In the case of peroxide vulcanization, vulcanization
Unsaturated polyfunctional compounds are used as auxiliaries, for example,
Polyallyl compound, methacrylate compound, divinyl compound
Products, polybutadiene and the like. Above all, Triari
Luisocyanurate and triallyl cyanurate are preferred
No. The amount of these unsaturated polyfunctional compounds is
0.5 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of combined, preferably
Is 1 to 10 parts by weight. The above-mentioned copolymer is further provided with a conventionally known supplement.
Carbon black, cellite used as a strong filler
Of silica, clay, talc, calcium carbonate, etc.
Agents, other pigments, dyes, antioxidants, antioxidants,
Add and mix additives such as stabilizers, processing aids, plasticizers, release agents, etc.
Is also good. Using the above components, the sealing device 400
The method for obtaining the elastic material is not particularly limited.
Vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene
-Propylene terpolymer or tetrafluoroethylene
Propylene copolymer, filler and other additives
Add the additive to a rubber kneading roll, pressure kneader or bumper.
-Using a conventionally known rubber kneading device such as a mixer
And can be mixed uniformly. The kneading conditions are
Although not particularly limited, it is usually 5 to 30 to 80 ° C.
By kneading for 60 minutes, sufficient amounts of various additives can be obtained.
Can be dispersed. The elastic member 15b of the sealing device 400
Although there is no particular limitation on the manufacturing method for
Heat the raw rubber composition while pressing it in the mold
Well-known such as compression molding, transfer molding, injection molding, etc.
Can be produced by the rubber molding method described above. For example,
In the case of compression molding, a core metal with an adhesive applied in advance to the mold
(Forming the core of the sealing device)
A sheet of the unvulcanized rubber composition produced in
It is manufactured by pressure vulcanization at 0 to 250 ° C for about 3 minutes to 2 hours.
Can be built. Also, after the obtained elastic material 15b
By performing vulcanization, the vulcanization is completed at the same time
In addition, the volatilization of the extra volatile component is performed by the elastic material 15b.
It is preferable because it has an effect to improve the physical properties of
It is. The post-vulcanization conditions are not particularly limited.
For example, at a temperature of 150 to 250 ° C.,
Heat treatment can be performed. As the adhesive used for bonding with the core metal,
Many ethylene-propylene copolymers are present on the surface
Taking advantage of this, silane coupling with vinyl and amino groups
When a silane-based adhesive containing a coupling agent is used,
Rubber seal for water pumps with an adhesive strength above a certain level
This is preferable because an apparatus can be obtained. Silane with vinyl group
As the coupling agent, for example, γ-methacryloxyp
Ripirtrimethoxysilane and the like can be mentioned. This vinyl
The silane coupling agent having a group is a hydrolyzable alcohol.
Coxy groups hydrolyze to silanol groups, and the silanol
Group reacts with hydroxyl group on metal surface (dehydration condensation)
Are chemically bonded by the
Nyl group is a double bond or peroxide present in the structure
Is incorporated into the structure during the cross-linking reaction by
Strong bonding strength to chemically bond the composition and metal
Is obtained. The present invention will be further described below with reference to examples.
You. However, the present invention is not limited at all by the examples.
There is no. (First experiment) First, the crosslinking shown in Table 1 was carried out.
Materials other than the accelerator and vulcanization accelerator are put into the Banbury mixer.
Then, mastication was performed at a mixer temperature of 80 ° C. Then,
Remove the kneaded mixture from the Banbury mixer and remove the rubber
It was put into two rolls for kneading. And the roll temperature 5
While controlling the temperature to 0 ° C, the vulcanization accelerator (or
Bridge agent), knead until uniform, and
A 2.2 mm unvulcanized rubber sheet was produced. Next, the unvulcanized rubber sheet is 150 mm in length and width.
Insert into a 2mm thick mold at 170 ° C for 20 minutes, pressure 5
0kgf / cm Two And vulcanization molding was performed. Further examples
1, Example 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 3
After being taken out of the oven, it was subjected to secondary vulcanization in an oven. Secondary
The vulcanization conditions were as follows: Example 1 was at 200 ° C. for 4 hours, and Example 2 was
24 hours at 230 ° C, Comparative Example 1 at 200 ° C for 4 hours, ratio
Comparative Example 3 was at 180 ° C. for 4 hours. [Table 1] [0033] The obtained vulcanized rubber sheet was JIS dumbbell
Punched into the shape of No. 3 test piece,
It was measured. Table 2 shows the results. Hardness test: JIS with three dumbbell specimens stacked
The hardness was measured according to K 6301. Tensile test: Universal test for the above dumbbell specimens
The tensile strength and tensile elongation at break were measured using a machine. Volume change rate: The above dumbbell test piece was placed at 150 ° C.
1 week in CII LLC (diluted to 50% with water)
After immersion, the volume change before and after immersion was determined. Molding defect rate: Rubber for water pump bearing shown in Fig. 2
After molding 100 seals, the lip may be damaged when the mold is released.
The presence or absence and the like were examined to determine the molding failure rate. [Table 2] As is clear from the results in Table 2, the present invention
Vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene in the range
-Propylene terpolymer or tetrafluoroethylene
Ethylene per 100 parts by weight of propylene-copolymer
3-30 parts by weight of a len-propylene copolymer was blended
All of the test pieces made of the rubber composition have a small volume change rate.
No molding failure was observed. The distribution of vinylidene fluoride
As the mixing ratio decreases, the volume change rate decreases.
Example 1 especially containing no vinylidene fluoride
The test piece has the smallest volume change rate. On the other hand, using hydrogenated nitrile rubber
Comparative Example 2, a vinylidene fluoride standard fluororubber
-Comparison using hexafluoropropylene binary copolymer
Example 3 Each test piece of Comparative Example 4 using nitrile rubber was swollen.
Is large and does not contain an ethylene-propylene copolymer
In the test piece of Comparative Example 1, the molding failure rate was remarkably large.
It was found that the usability was low. (Second Experiment) Using the test apparatus shown in FIG.
The heat resistance of the bearing provided with the sealing device having the configuration shown in FIG.
A test and a water resistance test were performed. The test device shown in FIG.
The bearing supporting the rotating shaft is connected to the heater via the housing.
As well as cooling to the end of the bearing with a metering pump.
It is configured to supply a constant amount of rejected water. With this test equipment,
Change over time of the performance of the elastic material of the seal device provided at the bearing end
Was examined. The elastic material of the sealing device used in the above test was
Example 1, Example 2, Comparative Example 2,
The composition was the same as that of Comparative Example 3. The production of the test bearing was first performed in the same manner as in the first experiment.
The unvulcanized rubber composition was prepared in the same manner as
Insert the cored bar 15a on which the vulcanized rubber sheet was previously coated with an adhesive.
Into the mold and pressure under the conditions of primary vulcanization described in Table 1.
30kgf / cm Two And vulcanization molding was performed. In addition, a mold
Vulcanized as described in Table 1
The post-vulcanization was performed under the following conditions. Then, the obtained sealing plate 15
A flinger 20 is mounted on the bearing, and it is assembled into the bearing 10 and tested.
A bearing was made. The test conditions are as follows. -Bearing temperature: 150 ° C-LLC: LLC manufactured by CCI Inc.-LLC water injection amount: 50 ml / min-Rotational speed: 8000 rpm-Test time: 1000 hours The evaluation item is the hardness of the main lip 15e.
Changes and deformation of the third lip (wavy). In addition, of hardness
The measurement is based on JIS K 6253, IRHD (International R
ubber Hardness Degree)
Was. Table 3 shows the results. [Table 3] As is clear from the results in Table 3, the present invention
Elasticity of the rubber compositions of Examples 1 and 2 in the range
The seal device made of material has a small change in hardness of the main lip.
And no deformation of the third lip was observed.
One that has LLC resistance and excellent sealing properties
I think that the. Using hydrogenated nitrile rubber as raw rubber
The rubber composition of Comparative Example 2 is a standard rubber
Vinylidene fluoride-hexafluoropropylene 2
The elastic material is formed from the rubber composition of Comparative Example 3 using the terpolymer.
Better than the sealing device made, but the hardness of the main lip
Whether the change is large and the third lip is deformed
However, the sealing performance is lower than that of the bearing of the embodiment, and the bearing life is shorter.
Seems to be. As described above, the water of the present invention is
According to the pump bearing, the elastic material of the sealing device is made of vinyl fluoride.
Riden-tetrafluoroethylene-propylene ternary weight
Merged and tetrafluoroethylene-propylene binary copolymer
Excellent LLC resistance because it contains at least one of coalescing
To exhibit good sealing performance over a long period of time
Is passed through the mechanical seal from the impeller side.
Stable shaft without water vapor etc. entering the bearing
Performance can be guaranteed. Also, a small amount (3 to 30 parts by weight) was blended.
Many ethylene-propylene copolymers are present in the surface layer
Therefore, adhesion to metal, mold release, and workability are improved.
Of a complicated shape that is firmly bonded and integrated with the cored bar.
Sealing device for water pump bearings enables stable production
It will work. Furthermore, an inexpensive ethylene-propylene copolymer
Combined, lower cost.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明が適用されるウォータポンプの一例を示
す軸方向断面図である。 【図2】シール装置の一例を示す軸方向断面図である。 【図3】試験装置の断面図である。 【符号の説明】 10 軸受 10a 外輪 12 回転軸 15 密封板 15a 芯金 15b 弾性材 20 フリンガー 30 ウォータポンプ 32 インペラ 400 シール装置
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an axial sectional view showing an example of a water pump to which the present invention is applied. FIG. 2 is an axial sectional view showing an example of a sealing device. FIG. 3 is a sectional view of a test apparatus. [Description of Signs] 10 Bearing 10a Outer ring 12 Rotary shaft 15 Sealing plate 15a Core 15b Elastic material 20 Flinger 30 Water pump 32 Impeller 400 Sealing device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) (C08L 27/18 23:16) (72)発明者 内山 貴彦 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 AA01 BB03 4J002 BB111 BB151 BB152 FD010 FD140 FD150 FD160 GM05──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) (C08L 27/18 23:16) (72) Inventor Takahiko Uchiyama 1-chome 50-50 Kumeinuma Shinmei, Fujisawa-shi, Kanagawa No. N-Seiko Co., Ltd. F-term (reference) 3J016 AA01 BB03 4J002 BB111 BB151 BB152 FD010 FD140 FD150 FD160 GM05

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 ケーシングに固定された外輪と、一端側
に駆動部を備え、他端側にインペラを備えた回転軸との
間に転動体を有し、かつ前記外輪の両端部に固定された
それぞれが弾性材を有する1対のシール装置によって、
前記回転軸との間をシールしてなるウォータポンプ用軸
受において、少なくとも前記インペラ側のシール装置の
弾性材が、弗化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−
プロピレン3元共重合体及びテトラフルオロエチレン−
プロピレン2元共重合体の少なくとも一方を100重量
部と、エチレン−プロピレン系共重合体3〜30重量部
とを含む加硫可能なフッ素ゴム組成物からなることを特
徴とするウォータポンプ用軸受。
Claims: 1. A rolling element is provided between an outer ring fixed to a casing and a rotating shaft having a driving portion at one end and an impeller at the other end, and the outer ring. By a pair of sealing devices each having an elastic material fixed to both ends of
In a bearing for a water pump in which a seal is provided between the rotating shaft and the rotating shaft, at least the elastic material of the sealing device on the impeller side is made of vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-
Propylene terpolymer and tetrafluoroethylene
A water pump bearing comprising a vulcanizable fluororubber composition containing 100 parts by weight of at least one of a propylene binary copolymer and 3 to 30 parts by weight of an ethylene-propylene copolymer.
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