JP2003314700A

JP2003314700A - シール

Info

Publication number: JP2003314700A
Application number: JP2002160440A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Yokoyama; 景介横山; Takahiko Uchiyama; 貴彦内山; Shunichi Yabe; 俊一矢部; Toshimi Takagi; 敏己高城
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2001-07-23
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2022-05-31
Also published as: US20030127803A1; JP4075469B2; US20050046115A1; US7264249B2

Abstract

(57)【要約】【課題】転がり軸受、自動車用ハブユニット、リニアガ
イド装置、ボールねじ等の転動装置に使用されるシール
において、リップ部のシール接触面に対する摺接性の高
いシールを提供する。【解決手段】シール１のゴム成形体からなるリップ部１
３（ここでは弾性体３の全体）を、温度２０℃〜７０℃
での損失正接（tan δ）の最大値が０．４０以下となる
ように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転がり軸受、自動
車用ハブユニット、ハブユニット軸受、リニアガイド装
置、ボールねじ等の転動装置に使用されるシールに関す
る。特に、水や粉塵が多量に存在する過酷な環境下にお
いてグリース潤滑で使用される転動装置用として好適な
シールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、転がり軸受には、転動体の設
置部分に存在するグリースや使用時に発生したダストが
外部に漏洩したり、外部に浮遊する塵芥が転動体の設置
部分に進入したりするのを防ぐために、外輪と内輪との
間にシールが取り付けられることがある。このようなシ
ールの付いた転がり軸受の一例を図１に示す。

【０００３】この図の転がり軸受は両側にシールの付い
た両シール軸受であり、そのシール１は、外周に鉤部を
有するリング状の芯金２と、その外側に合成ゴムを一体
に加硫成形してなる弾性体３とで構成されている。この
シールは、その機能上から、芯金の鉤部以外とその外側
の弾性体とからなる円環状の主部１１と、芯金の鉤部と
その外側の弾性体とからなり外輪４内面の止め溝４１に
係止される加締部１２と、芯金の内周側の弾性体からな
り内輪５外周面の受け溝５１に摺接（摺り接触）される
リップ部１３とに分けられる。

【０００４】そして、このシール１は、リップ部１３を
内輪外周面の受け溝５１に接触させた状態で、加締部１
２を弾性変形させながら外輪内周面の止め溝４１に押し
込むことによって、転がり軸受の外輪４と内輪５との間
に配設される。また、図３に示すように、自動車用ハブ
ユニット６の外周にもシール１０が取り付けられてお
り、このシール１０も芯金２０とゴム材料の成形体から
なる弾性体３０とで構成されている。このハブユニット
６は、シャフトを入れるハブ６１とフランジ６２が一体
に形成されたものである。そして、このシール１０は、
ハブ６１に摺接される２つのリップ部３１，３２と、フ
ランジ６２に摺接される１つのリップ部３３を有する。

【０００５】なお、ハブ６１とフランジ６２の間にシャ
フトを入れるハブシャフト部を設けて、このハブシャフ
ト部の外側に転がり軸受の内輪軌道を形成したハブユニ
ット軸受もあり、このハブユニット軸受にもシールが取
り付けられている。また、別のシールの例を図５に示
す。このシール１００も、芯金２００とゴム材料の成形
体からなる弾性体３００とで構成されている。このシー
ル１００は、転動体７０の軌道面を有する内輪相当部材
５０と、外輪相当部材４０との間をシールするものであ
る。内輪相当部材５０は、ハブ部５０ａとフランジ部５
０ｂとからなる。そして、このシール１００は、ハブ部
５０ａの外周面に摺接されるラジアルシールリップ部３
０１と、フランジ部５０ｂのフランジ面に摺接される２
つのサイドシールリップ部３０２，３０３を有する。

【０００６】これらのシールの一般的な材料は、芯金と
してはＳＰＣＣやＳＥＣＣなどの鋼板が、リップ等を形
成する弾性体としてはニトリルゴム、アクリルゴム、シ
リコンゴム、フッ素ゴム等の合成ゴムが使用されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような転がり軸受
および自動車用ハブユニットの使用環境が、多量の水分
や塵埃が存在する劣悪な環境下である場合には、使用を
続けているうちにシールのリップ部の弾力性が低下した
り、リップ部が欠けたりすることにより、リップ部のシ
ール接触面（シールのリップ部と接触する相手部材の
面）に対する摺接力（摺り接触する力）が低下して、リ
ップ部とシール接触面との間に微小な隙間ができると、
この隙間から水分や塵埃が軸受内部に侵入することにな
る。その結果、グリースが劣化して軸受の寿命が低下す
る恐れがある。

【０００８】本発明は、このような従来技術に着目して
なされたものであり、転がり軸受、自動車用ハブユニッ
ト、ハブユニット軸受、リニアガイド装置、ボールねじ
等の転動装置に使用されるシールにおいて、リップ部の
シール接触面に対する摺接性の高いシールを提供するこ
とを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、リップ部をなすゴム成形体は、温度１０
℃〜１２０℃での損失正接（tan δ）の最大値が０．５
０以下であることを特徴とするシールを提供する。本発
明はまた、リップ部をなすゴム成形体は、温度２０℃〜
７０℃での損失正接（tan δ）の最大値が０．４０以下
であることを特徴とするシール提供する。

【００１０】粘弾性体に正弦波形の応力とひずみが作用
する場合には、ひずみが応力よりも遅れて生じるが、こ
の応力に対するひずみの位相の遅れ角度を損失角（δ）
と言う。損失正接（tan δ）はこの損失角（δ）の正接
であって、変形の間に熱として散逸されるエネルギー量
の尺度となる。ゴム成形体の損失正接（tan δ）の値
は、ゴム成形体に正弦振動の荷重を付与する動的粘弾性
試験を行うことによって測定される。

【００１１】本発明における「温度１０℃〜１２０℃で
の損失正接（tan δ）の最大値」とは、正弦振動の荷重
を付与する動的粘弾性試験を行うことで測定される損失
正接（tan δ）の、試験雰囲気温度１０℃〜１２０℃で
の最大値を意味する。「温度２０℃〜７０℃での損失正
接（tan δ）の最大値」とは、正弦振動の荷重を付与す
る動的粘弾性試験を行うことで測定される損失正接（ta
n δ）の、試験雰囲気温度２０℃〜７０℃での最大値を
意味する。

【００１２】転動装置は、通常、室温程度から１２０℃
程度の温度範囲で使用されることが多く、自動車用ハブ
ユニットでも、エンジン始動により１０℃程度まで上昇
し、１２０℃以下で運転されている。したがって、本発
明のシールによれば、リップ部をなすゴム成形体の温度
１０℃〜１２０℃での損失正接（tan δ）の最大値を
０．５０以下とすることにより、転動装置の通常の使用
温度範囲（１０℃〜１２０℃）で、リップ部のシール接
触面に対する摺接性が保持される。

【００１３】転動装置の使用温度範囲が２０℃〜７０℃
である場合には、リップ部をなすゴム成形体の温度２０
℃〜７０℃での損失正接（tan δ）の最大値を０．４０
以下とすることにより、この使用温度範囲（２０℃〜７
０℃）で、リップ部のシール接触面に対する摺接性が保
持される。本発明の転動装置用シールにおいて、リップ
部の硬度は、「ＪＩＳＫ６３０１」に記載のスプリン
グ硬さＡスケールで、５０〜９０の範囲であることが好
ましい。これにより、シールのリップ部による密封性が
良好になる。

【００１４】リップ部の硬さが５０未満であると、シー
ルが回転する際にリップ部が必要以上に変形して、リッ
プ部に発熱やトルク上昇が生じ易くなる。その結果、転
動装置の運転時の摩擦抵抗が大きくなり、スムーズな回
転運動が困難になる場合がある。また、９０を超える
と、ゴム弾性が低下してリップ部のシール接触面に対す
る摺接力が不十分となり、十分な密封性が得られなくな
る。特に好ましいリップ部の硬度は、スプリング硬さＡ
スケールで７０〜８０の範囲である。

【００１５】温度１０℃〜１２０℃での損失正接（tan
δ）の最大値が０．５０以下であるゴム成形体および、
温度２０℃〜７０℃での損失正接（tan δ）の最大値が
０．４０以下であるゴム成形体は、原料ゴムに、加硫
剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤、補強剤、
可塑剤、カップリング剤等の配合剤を必要に応じて適宜
配合したゴム組成物を、加硫成形することにより得られ
る。

【００１６】このゴム組成物には、また、必要に応じて
補強性充填剤、加工助剤、摩耗改良剤、潤滑油、潤滑剤
等を添加することができる。なお、ゴム組成物に対する
補強性充填剤、摩耗改良剤等の添加量を調整することに
よって、所定硬度のゴム成形体を得ることができる。こ
のゴム組成物の各成分の具体例について、以下に説明す
る。

【００１７】原料ゴムとしては、ＮＲ（天然ゴム）、Ｉ
Ｒ（イソプレンゴム）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴ
ム）、ＢＲ（ブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴ
ム）、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）、Ｉ
ＩＲ（ブチルゴム）、ＥＤＰＭ（エチレンプロピレンゴ
ム）、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ア
クリルゴム等を使用することができる。

【００１８】ニトリルゴムには、アクリロニトリル含有
量により低ニトリルＮＢＲ、中ニトリルＮＢＲ、中高ニ
トリルＮＢＲ、高ニトリルＮＢＲ、極高ニトリルＮＢＲ
等がある。このうち、摺接性、耐摩耗性、耐熱性、およ
び耐寒性の点で特に中高ニトリルＮＢＲが好ましい。ま
た、より耐熱性があるアミノ基やフェニル基を有するポ
リマーが共重合されたものや、より耐摩耗性のあるカル
ボキシル変性ニトリルゴムを用いてもよい。

【００１９】加硫剤（架橋剤）としては、粉末硫黄、
硫黄華、沈降硫黄、高分散性硫黄などの各種硫黄、モ
ルホリンジスルフィド、アルキルフェノールジスルフィ
ド、Ｎ，Ｎ−ジチオ−ビス（ヘキサヒドロ−2 Ｈ−アゼ
ピノン−2 ）−チウラムポリスルフィドなどの硫黄を排
出可能な硫黄化合物、ジクミルパーオキサイト・ジ
（t-ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、2 ，
5-ジメチルヘキサン、ベンゾイルパーオキサイト等の過
酸化物等が挙げられる。これらのうち、分散性、取扱い
の容易さ、および耐熱性の点で、高分散性硫黄やモルホ
リンジスルフィドを使用することが好ましい。

【００２０】加硫促進剤としては、硫黄系の加硫剤を用
いた場合には、グアニジン系，アルデビド−アンモニア
系，チアゾール系，スルフェンアミド系，チオ尿素系，
チウラム系，ジチオカルバメート系，ザンテート系等を
用いる必要がある。このうち高分散性硫黄を少量配合し
た場合には、チウラム系のテトラメチルチウラムジスル
フィド等やスルフェンアミド系のＮ−シクロベンジル−
2 −ベンゾチアジルまたはスルフェンアミドと、チアゾ
ール系の2 −メルカプトベンゾチアゾール等とを併用す
ることが好ましい。

【００２１】加硫促進助剤としては、酸化亜鉛等の金属
酸化物、金属炭酸塩、金属水酸化物、ステアリン酸等の
脂肪酸とその誘導体、及びアミン類などが挙げられる。
原料ゴムとしてカルボキシル変性ニトリルゴムを用いた
場合は、酸化亜鉛により早期加硫を生じやすいので、過
酸化亜鉛とステアリン酸の組み合わせが好ましい。過酸
化亜鉛は、ゴム組成物の混練加工時の温度ではそのまま
ゴム組成物中に存在し、加硫成形時に酸化亜鉛を生じる
ため、混練加工時及び保管時に早期加硫を生じることが
ない。

【００２２】酸化劣化を防止す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、
ビドロキノン誘導体、硫黄系老化防止剤、リン系老化防
止剤等があげられる。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 −ジビドロキ
ノリン重合体または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である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、
またはＮ−フェニル−Ｎ’−(3−メタクリロイルオキシ
−2 −ビドロキシプロピル) −ｐ−フェニレンジアミン
等が好ましい。

【００２３】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
あげられる。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、原料ゴム１００重量部に対し
て０．５〜２．０重量部程度添加してもよい。０．５重
量部未満であると、オゾンの作用による亀裂を防止する
効果ほとんど得られず、２重量部を超えると、不必要な
ワックスがゴム表面に染み出してくるため加工性に問題
を生じる。

【００２４】さらに成形性を向上させる必要がある場合
には、加工助剤として可塑剤が適宜添加される。成形性
に問題がない場合には加工助剤を添加する必要はない。
添加する場合の添加量は、原料ゴム１００重量部に対し
て３〜２０重量部とする。必要以上に添加すると、ゴム
組成物が軟化するとともに、完全に混合されずにブリー
ドアウトが生じる恐れがある。

【００２５】可塑剤の具体例としては、ジ−( ２−エチ
ルヘキシル) フタレート等のフタル酸誘導体、イソフタ
ル酸誘導体、テトラヒドロフタル酸誘導体、アジピン酸
誘導体、アゼライン酸誘導体、セバシン酸誘導体、ドデ
カン酸誘導体、マレイン酸誘導体、フマル酸誘導体、ト
リメット酸誘導体、ピロメリット酸誘導体、クエン酸誘
導体、イタコン酸誘導体、オレイン酸誘導体、リシノー
ル酸誘導体、ステアリン酸誘導体、リン酸誘導体、グル
タール酸誘導体、グリコール誘導体、グリセリン誘導
体、パラフィン誘導体、エポキシ誘導体、ポリエステル
系可塑剤、ポリエーテル系可塑剤、液状ゴム等が挙げら
れる。

【００２６】カップリング剤としては、シラン系、アル
ミニウム系、チタネート系のカップリング剤、例えば、
γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン、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。補強
性充填剤としては、カーボンブラックや白色系充填剤が
挙げられる。具体的に、カーボンブラックとしては、Ｉ
ＳＡＦ(Intermediate Super Abrasion Furnace black)
、ＭＡＦ(Medium Abrasion Furnace black) 、ＳＲＦ
(Simi −Reinforcing Furnace black)、ＧＰＦ(General
Purpose Furnace black) 、ＦＴ(Fine Thermal Furnac
e black)、ＭＴ(Medium Thermal Furnace black)、ＨＡ
Ｆ(High Abrasion Furnace black)、ＦＥＦ(Fast Extr
uding Furnace black)等を例示することができる。これ
らのうち、補強性および追従性を考慮すると、ＨＡＦ、
ＦＥＦ、およびＳＲＦが好ましい。

【００２７】白色系充填剤としては、各種シリカ、塩基
性炭酸マグネシウム、活性化炭酸カルシウム、特殊炭酸
カルシウム、超微分ケイ酸マグネシウム、クレー、タル
ク、珪藻土、ウォラストナイト等が挙げられる。カーボ
ンブラックと白色系充填剤を混合した補強性充填剤を用
いてもよい。補強性充填剤が添加されたゴム組成物を用
いると、リップ部の耐摩耗性が高くなる。その結果、シ
ールのリップ部による密封性能が向上する。補強性充填
剤の添加量は、カーボンブラックの場合、原料ゴム１０
０重量部に対して２０〜９０重量部とする。２０重量部
未満であると十分な補強性が発現されず、また、９０重
量部を超えると、ゴム組成物の硬度が高くなるとともに
伸び率が低くなり、本来有するゴム弾性が低下する。

【００２８】白色系補強剤の場合、補強性充填剤の添加
量は、原料ゴム１００重量部に対し２０〜１５０重量部
とする。補強性充填剤の添加量が２０重量部未満である
と十分な補強性が発現されず、１５０重量部を超える
と、ゴム組成物の硬度が高くなるとともに伸び率が低く
なり、本来有するゴム弾性が低下する。補強性充填剤と
してカーボンブラックと白色系補強剤との混合物を用い
る場合は、原料ゴム１００重量部に対して、カーボンブ
ラック１０〜９０重量部、白色系補強剤１０〜１１０重
量部の範囲で、合計含有量が２０〜２００重量部となる
ようにする。補強性充填剤の合計含有量が２０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
超えると、ゴム組成物の硬度が高くなるとともに伸び率
が低くなり、本来有するゴム弾性が低下する。

【００２９】摩耗改良剤としては、ポリオレフィン粒子
や球状炭素微粒子等が挙げられる。ポリオレフィン粒子
としては、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン
製の粒子、好ましくは、カルボキシル変性ポリエチレン
( 無水マレイン酸変性ポリエチレン) 、カルボキシル変
性ポリプロピレン( 無水マレイン酸変性ポリプロピレ
ン) 製の粒子が挙げられる。

【００３０】ポリエチレン及びポリプロピレンは、カル
ボキシル変性されると、構造中のカルボキシル基によっ
て各種ゴムや酸化物等に吸着しやすくなる。また、原料
ゴムにカルボキシル変性ニトリルゴムを用いた場合は、
ゴム中に存在するカルボキシル基も同様の効果を有する
ので、これらの相乗効果によって、引張強度、耐摩耗
性、耐屈曲疲労性等の機械的強度がより向上すると考え
られる。

【００３１】ポリオレフィン粒子の添加量は、ゴム組成
物の耐摩耗性と他の物性とのバランスから、原料ゴム１
００重量部に対し１０〜６０重量部とすることが好まし
い。１０重量部未満であると、耐摩耗性を向上させる効
果が低い。逆に６０重量部を超えるとゴム組成物の硬度
が上昇し且つ伸び率が低くなって、ゴム弾性が低下す
る。

【００３２】潤滑油としては、エーテル系オイル、シリ
コーン系オイル、ポリα−オレフィンオイル、フッ素オ
イル、フッ素系界面活性剤等が挙げられる。この中でも
シリコーン系オイルがより好ましく、さらに、官能基を
有する変性シリコーンオイルが特に好ましい。この官能
基がゴムの主鎖に反応し、オイルがゴム組成物の表面に
一度に染み出すことを防ぐと同時に、徐々に恒久的に染
み出すようになると考えられる。潤滑油は液状であるの
でゴム組成物の表面に染み出し易く、少量であっても効
果がある。

【００３３】潤滑油の添加量は、原料ゴム１００重量部
に対して２〜３０重量部とする。これにより、ゴム組成
物の潤滑性が向上する。潤滑油の添加量が２重量部未満
であると十分な潤滑性が発現されず、３０重量部を超え
るとゴムの加工時に添加物の分散不良が生じるため好ま
しくない。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。ゴム組成物の材料として以下のものを用意し
た。 ☆原料ゴムＡ：中高ニトリルＮＢＲ（JSR 株式会社製
「JSR NBR N230S 」）、アクリロニトリル単量体の比
率：35％ ☆原料ゴムＢ：カルボギシル化中高ニトリルＮＢＲ（日
本ゼオン株式会社製「Nipol ＤＮ631 」）、アクリロニ
トリル単量体の比率：33.5％ ☆原料ゴムＣ：高ニトリルＮＢＲ（JSR 株式会社製「JS
R NBR N222S 」）、アクリロニトリル単量体の比率：43
％ ☆原料ゴムＤ：中ニトリルＮＢＲ（JSR 株式会社製「JS
R NBR N241S 」）、アクリロニトリル単量体の比率：29
％ ☆原料ゴムＥ：中ニトリルＮＢＲ（JSR 株式会社製「JS
R NBR N240S 」）、アクリロニトリル単量体の比率：26
％ ☆原料ゴムＦ：中ニトリルＮＢＲ（日本ゼオン株式会社
製「Nipol ＤＮ2850」）、アクリロニトリル単量体の比
率：28％ ☆原料ゴムＧ：中ニトリルＮＢＲ（日本ゼオン株式会社
製「Nipol ＤＮ3350」）、アクリロニトリル単量体の比
率：33％ ☆原料ゴムＨ：高ニトリルＮＢＲ（JSR 株式会社製「JS
R NBR N235S 」）、アクリロニトリル単量体の比率：36
％ ☆原料ゴムＩ：高ニトリルＮＢＲ（JSR 株式会社製「JS
R NBR N220S 」）、アクリロニトリル単量体の比率：41
％ ☆カーボンブラックＡ：ＨＡＦ（三菱化学株式会社製
「ダイアブラックＨ」） ☆カーボンブラックＢ：ＳＲＦ（東海カーボン株式会社
製「シーストＳ」） ☆シリカ：含水シリカ（日本シリカ工業株式会社製「ニ
ップシールＡＱ」） ☆シラン改質クレー：白石カルシウム株式会社製「ＳＴ
−３０１」 ☆焼成クレー：土屋カオリン株式会社製「ＳＡＴＩＮＴ
ＯＮＥ No. ５」 ☆タルク：Ｐｆｉｚｅｒ社製「ＭＰ１０−５２」 ☆ウォラストナイト：ＮＹＣＯ社製「ＮＹＡＤ１０」 ☆加硫剤：高分散性硫黄（鶴見化学工業株式会社製「Su
lfalx ＰＭＣ」） ☆加硫促進剤Ａ：テトラメチルチウラムジスルフィド
（川口化学工業株式会社製「アクセルＴＭＴ」） ☆加硫促進剤Ｂ: テトラエチルチウラムジスルフィド
（大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーＴＥＴ」） ☆加硫促進剤Ｃ：Ｎ−シクロヘキシル−2 −ベンゾチア
ジル・スルフェンアミド（川ロ化学工業株式会社製「ア
クセルＣＺ−Ｒ」） ☆加硫促進助剤Ａ（滑剤を兼ねる）：ステアリン酸（花
王株式会社製「Lunac S−35」） ☆加硫促進助剤Ｂ：酸化亜鉛（堺化学株式会社製「フラ
ンス１号」） ☆加硫促進助剤Ｃ：酸化亜鉛（日本ゼオン株式会社製
「ZeonetＺＰ」）、マスターバッチ法による添加 ☆活性剤：有機アミン（吉富製薬株式会社製「アクチン
グＳＬ」） ☆可塑剤：アジピン酸系ポリエステル（旭電化株式会社
製「ＰＮ−350 」） ☆摩耗改良剤：カルボキシル変性ポリエチレン粒子（三
菱化学株式会社製「モディック−ＡＰＨ501 」） ☆老化防止剤Ａ：4 ，4 −ビス−（α、α−ジメチルベ
ンジル）ジフェニルアミン（大内新興化学工業株式会社
製「ノクラックＣＤ」） ☆老化防止剤Ｂ：２−メルカプトベンズイミダゾール
（大内新興化学工業株式会社製「ノクラックＭＢ」） ☆老化防止剤Ｃ：特殊ワックス（大内新興化学工業株式
会社製「サンノック」） ☆潤滑油：アミノ変性シリコーンオイル（信越シリコー
ン株式会社製「ＫＦ−860 」） ☆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（信越シリコーン株式会社製「ＫＢＭ803 」）［第１実施形態］下記の表１に示す組成のNo. １−１〜
１−５のゴム組成物を用意した。

【００３５】

【表１】

【００３６】これらのゴム組成物を用いて以下の方法に
より、硬さ試験用の試験片を作製した。先ず、加硫剤お
よび加硫促進剤を除いた各材料をバンバリーミキサーに
投入し、ミキサー温度８０℃で混練を行った（第１混練
工程）。次に、この混練された材料をバンバリーミキサ
ーから取り出して、２本ロールのゴム用練りロール機に
投入した。次に、ロール温度を５０℃に制御しながら、
このロール機内に加硫剤および加硫促進剤を投入して、
均一になるまで切り返し操作を行った（第二混練工程）
後、シート状に形成した。

【００３７】次に、１７０℃に加熱したホットプレス機
に、厚さ２ｍｍのシート用の加硫金型を装着し、この金
型内に第二混練工程で得られた前記シートを載置した。
そして、１５分間加熱及び加圧して、縦１５０ｍｍ、横
１５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの加硫ゴムシートを得た。この
ゴムシートをＪＩＳ３号試験片の形状に打ち抜くことに
より、硬さ試験用の試験片を得た。

【００３８】この試験片を３枚重ねて用い、「ＪＩＳ
Ｋ６３０１」に基づいて、スプリング硬さＡスケールに
よる硬さ測定を行った。また、後述の方法で作製した図
３のハブユニット用のシール１０から、動的粘弾性試験
用の試験片を切り出した。この試験片は、実効測定寸
法：１０ｍｍ×２．７ｍｍ×厚さ０．５ｍｍに対応させ
て切り出した。

【００３９】この試験片を用い、「ＪＩＳＫ７２４
４−４」に基づいて、雰囲気温度１０℃〜１２０℃で、
正弦振動の荷重を付与する動的粘弾性試験を行って、前
記温度範囲の各温度での損失正接（tan δ）を求めた。
試験機としては、レオメトリック・サイエンティフィッ
ク・エフ・イー社製の粘弾性測定装置「ＲＳＡ−ＩＩ」
を用い、測定モード：引張モード、測定周波数：１０Ｈ
ｚ、初期歪み：２．０％、動的歪み：０．１％の条件で
試験を行った。

【００４０】これらの試験結果を下記の表２に示す。ta
n δについては、雰囲気温度１０℃〜１２０℃での最大
値を表２に示した。

【００４１】

【表２】

【００４２】表２の結果から分かるように、No. １−１
〜１−５のゴム組成物を加硫成形して得られたゴム成形
体は、スプリング硬さＡスケールによる硬さが７０以上
となっている。また、No. １−１〜１−４のゴム組成物
を加硫成形して得られたゴム成形体（No. １−１〜１−
４の成形体）は、１０℃〜１２０℃での損失正接（tan
δ）の最大値が０．５０以下となっているが、No. １−
５のゴム組成物を加硫成形して得られたゴム成形体（N
o. １−５の成形体）は、前記最大値が０．５０を超え
ている。

【００４３】次に、図１に示す転がり軸受のシール１を
以下の方法で作製した。ＳＰＣＣ製の芯金２とNo. １−
１〜１−５のゴム組成物をシール形成用の加硫金型内に
入れ、加熱加圧成形することによって、各ゴム組成物か
らなる加硫成形体を、弾性体３として芯金２の外側に一
体に成形した。なお、弾性体３のリップ部１３は図２に
示す形状とした。

【００４４】得られた各シール（弾性体３がNo. １−１
〜１−５の各成形体からなるシール）１を、日本精工
（株) 製の６２０３（呼び番号) 単列深溝玉軸受（図１
の転がり軸受）の内輪５と外輪４の間に組み込んだ。こ
の軸受を日本精工（株) 製の軸受回転試験機にかけて、
封入グリース：エーテル系グリース、雰囲気温度：８０
℃、回転速度：１００００ｒｐｍ、回転時間：１０００
時間の条件で回転させた後に、グリース漏れとリップ部
の切損の有無を調べた。

【００４５】これらの試験結果を下記の表３に示す。グ
リース漏れおよびリップ部の切損が生じた場合を
「×」、生じなかった場合を「○」とした。

【００４６】

【表３】

【００４７】表３の結果から分かるように、弾性体３が
No. １−１〜１−４の成形体からなるNo. １−１〜１−
４のシールを組み込んだ軸受では、前記回転試験によっ
てもグリース漏れおよびシールの切損が生じなかったの
に対して、弾性体３がNo. １−５の成形体からなるNo.
１−５のシールを組み込んだ軸受では、前記回転試験に
よってグリース漏れおよびシールの切損が生じた。

【００４８】次に、図３に示すハブユニット６のシール
１０を以下の方法で作製した。ＳＰＣＣ製の芯金２０と
No. １−１〜１−５のゴム組成物をシール形成用の加硫
金型内に入れ、加熱加圧成形することによって、各ゴム
組成物からなる加硫成形体を、弾性体３０として芯金２
０に一体に成形した。なお、弾性体３０のリップ部３１
〜３３は図３に示す形状とした。

【００４９】得られた各シール（弾性体３０がNo. １−
１〜１−５の各成形体からなるシール）１０をそれぞ
れ、図３に示す、ハブ６１の内径が６０ｍｍであるハブ
ユニット６に取り付けた状態で、日本精工（株) 製のハ
ブユニット回転試験機に取り付けた。そして、軸偏心を
０〜０．７ｍｍTIR （Total Indicator Reading ）の各
値に設定し、泥水をハブユニット６およびシール１０に
向けてかけながら、以下の条件でハブユニットを回転さ
せた。泥水の供給条件：毎分２リットルの泥水を１０秒
間かけた後、２０秒間泥水をかけるのを停止することを
繰り返す、ハブユニット６とシール１０との間への封入
グリース：鉱油系グリース、雰囲気温度：室温、回転速
度：１０００ｒｐｍ、回転時間：５０時間。

【００５０】この回転試験後に、各試験体の封入グリー
スに含まれる水分量を測定し、この水分量（質量）のグ
リース質量に対する含有率により、シール１０のリップ
部３１〜３３のハブユニット６に対する摺接性を評価し
た。前記含有率が１．０％以下であれば、シール１０の
リップ部３１〜３３のハブユニット６に対する摺接性が
良好「○」とし、２．０〜５．０％の場合はやや不良
「△」とし、５．０％以上の場合は不良「×」とした。
この試験結果を下記の表４に示す。

【００５１】また、シール１０のリップ部（主リップ）
３２の内部に熱電対を挿入して、軸偏心を０として回転
させ、安定回転時（３０時間以上回転させた時）にリッ
プ部（主リップ）３２の温度を測定した。この結果を下
記の表５に示す。

【００５２】

【表４】

【００５３】

【表５】

【００５４】表４の結果から分かるように、軸偏心が０
である場合は、No. １−１〜１−５のいずれのシールを
組み込んだ場合でも、前記回転試験におけるリップ部の
ハブユニットに対する摺接性は良好であった。しかし、
No. １−５のシール（弾性体の１０℃〜１２０℃での損
失正接（tan δ）の最大値が０．５４であるシール）を
組み込んだ場合には、軸偏心が０．０５〜０．１５ｍｍ
TIR であると、前記回転試験におけるリップ部のハブユ
ニットに対する摺接性はやや不良となり、０．２０ｍｍ
TIR 以上となると不良となった。

【００５５】これに対して、No. １−１，１−３，１−
４のシール（弾性体の１０℃〜１２０℃での損失正接
（tan δ）の最大値が０．３２以下であるシール）を組
み込んだ場合には、軸偏心が０．７０ｍｍTIR であって
も前記回転試験におけるリップ部のハブユニットに対す
る摺接性は良好であった。また、No. １−２のシール
（弾性体の１０℃〜１２０℃での損失正接（tan δ）の
最大値が０．５０であるシール）を組み込んだ場合の前
記回転試験におけるリップ部のハブユニットに対する摺
接性は、軸偏心が０〜０．６０ｍｍTIR では良好であ
り、軸偏心が０．６５〜０．７０ｍｍTIR であるとやや
不良となった。

【００５６】また、表５の結果から分かるように、主リ
ップの温度は、No. １−５のシール（弾性体の１０℃〜
１２０℃での損失正接（tan δ）の最大値が０．５４で
あるシール）を組み込んだ場合に８９℃であり、No. １
−１〜１−４のシール（弾性体の１０℃〜１２０℃での
損失正接（tan δ）の最大値が０．２６〜０．５０であ
るシール）を組み込んだ場合の主リップの温度４５〜７
５℃よりも高くなった。

【００５７】No. １−５のシールの主リップの温度が８
９℃まで上昇した理由は、主リップのハブユニットに対
する摺接性が悪く、主リップがハブ（軸）を押す力が軸
の周方向で不均一になって発熱したためと推測される。
また、No. １−４のシールの弾性体は、シリコーンオイ
ルを含有するゴム成形体からなることから、主リップの
潤滑性が高いため、主リップの温度が４５℃と特に低か
った。［第２実施形態］下記の表６に示す組成のNo. ２−１〜
２−１１のゴム組成物を用意した。

【００５８】

【表６】

【００５９】これらのゴム組成物を用いて以下の方法に
より、硬さ試験用の試験片を作製した。先ず、加硫剤お
よび加硫促進剤を除いた各材料をバンバリーミキサーに
投入し、ミキサー温度８０℃で混練を行った（第１混練
工程）。次に、この混練された材料をバンバリーミキサ
ーから取り出して、２本ロールのゴム用練りロール機に
投入した。次に、ロール温度を５０℃に制御しながら、
このロール機内に加硫剤および加硫促進剤を投入して、
均一になるまで切り返し操作を行った（第二混練工程）
後、シート状に形成した。

【００６０】次に、１７０℃に加熱したホットプレス機
に、厚さ２ｍｍのシート用の加硫金型を装着し、この金
型内に第二混練工程で得られた前記シートを載置した。
そして、１５分間加熱及び加圧して、縦１５０ｍｍ、横
１５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの加硫ゴムシートを得た。この
ゴムシートをＪＩＳ３号試験片の形状に打ち抜くことに
より、硬さ試験用の試験片を得た。

【００６１】この試験片を３枚重ねて用い、「ＪＩＳ
Ｋ６３０１」に基づいて、スプリング硬さＡスケールに
よる硬さ測定を行った。また、後述の方法で作製した図
１の転がり軸受用のシール１および図３のハブユニット
用のシール１０から、それぞれ動的粘弾性試験用の試験
片を切り出した。シール１用の試験片は、実効測定寸
法：４ｍｍ×２０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍに対応させて、
シール１０用の試験片は、実効測定寸法：１０ｍｍ×
２．７ｍｍ×厚さ０．５ｍｍに対応させて切り出した。

【００６２】この試験片を用い、「ＪＩＳＫ７２４
４−４」に基づいて、雰囲気温度２０℃〜７０℃で正弦
振動の荷重を付与する動的粘弾性試験を行い、前記温度
範囲の各温度での損失正接（tan δ）を求めた。試験機
としては、レオメトリック・サイエンティフィック・エ
フ・イー社製の粘弾性測定装置「ＲＳＡ−III 」を用
い、測定モード：引張モード、測定周波数：１０Ｈｚ、
初期歪み：２．０％、動的歪み：０．１％の条件で試験
を行った。

【００６３】これらの試験結果を下記の表７に示す。ta
n δについては、雰囲気温度２０℃〜７０℃での最大値
を表７に示した。

【００６４】

【表７】

【００６５】表７の結果から分かるように、No. ２−１
〜２−１１のゴム組成物を加硫成形して得られたゴム成
形体は、スプリング硬さＡスケールによる硬さが７０以
上となっている。また、No. ２−１〜２−５，２−７〜
２−１０のゴム組成物を加硫成形して得られたゴム成形
体（No. ２−１〜２−５，２−７〜２−１０の成形体）
は、軸受用シールおよびハブユニット用シールのいずれ
についても、２０℃〜７０℃での損失正接（tan δ）の
最大値が０．４０以下となっているが、No. ２−６，２
−１１のゴム組成物を加硫成形して得られたゴム成形体
（No. ２−６，２−１１の成形体）は、軸受用シールお
よびハブユニット用シールのいずれについても、前記最
大値が０．４０を超えている。

【００６６】次に、図１に示す転がり軸受のシール１を
以下の方法で作製した。ＳＰＣＣ製の芯金２とNo. ２−
１〜２−１１のゴム組成物をシール形成用の加硫金型内
に入れ、加熱加圧成形することによって、各ゴム組成物
からなる加硫成形体を、弾性体３として芯金２の外側に
一体に成形した。なお、弾性体３のリップ部１３は図２
に示す形状とした。

【００６７】得られた各シール（弾性体３がNo. ２−１
〜２−１１の各成形体からなるシール）１を、日本精工
（株) 製の６２０３（呼び番号) 単列深溝玉軸受（図１
の転がり軸受）の内輪５と外輪４の間に組み込んだ。こ
の軸受を日本精工（株) 製の軸受回転試験機にかけて、
封入グリース：エーテル系グリース、雰囲気温度：８０
℃、回転速度：１００００ｒｐｍ、回転時間：１０００
時間の条件で回転させた後に、グリース漏れとリップ部
の切損の有無を調べた。

【００６８】これらの試験結果を下記の表８に示す。グ
リース漏れおよびリップ部の切損が生じた場合を
「×」、生じなかった場合を「○」とした。

【００６９】

【表８】

【００７０】表８の結果から分かるように、弾性体３が
No. ２−１〜２−５，２−７〜２−１０の成形体からな
るNo. ２−１〜２−５，２−７〜２−１０のシールを組
み込んだ軸受では、前記回転試験によってもグリース漏
れおよびシールの切損が生じなかったのに対して、弾性
体３がNo. ２−６，２−１１の成形体からなるNo. ２−
６，２−１１のシールを組み込んだ軸受では、前記回転
試験によってグリース漏れおよびシールの切損が生じ
た。

【００７１】次に、図３に示すハブユニット６のシール
１０を以下の方法で作製した。ＳＰＣＣ製の芯金２０と
No. ２−１〜２−１１のゴム組成物をシール形成用の加
硫金型内に入れ、加熱加圧成形することによって、各ゴ
ム組成物からなる加硫成形体を、弾性体３０として芯金
２０に一体に成形した。なお、弾性体３０のリップ部３
１〜３３は図３に示す形状とした。

【００７２】得られた各シール（弾性体３０がNo. ２−
１〜２−１１の各成形体からなるシール）１０をそれぞ
れ、図３に示す、ハブ６１の内径が６０ｍｍであるハブ
ユニット６に取り付けた状態で、日本精工（株) 製のハ
ブユニット回転試験機に取り付けた。そして、軸偏心を
０〜０．７ｍｍTIR （Total Indicator Reading ）の各
値に設定し、泥水をハブユニット６およびシール１０に
向けてかけながら、以下の条件でハブユニットを回転さ
せた。泥水の供給条件：毎分２リットルの泥水を１０秒
間かけた後、２０秒間泥水をかけるのを停止することを
繰り返す、ハブユニット６とシール１０との間への封入
グリース：鉱油系グリース、雰囲気温度：室温、回転速
度：１０００ｒｐｍ、回転時間：５０時間。

【００７３】この回転試験後に、各試験体の封入グリー
スに含まれる水分量を測定し、この水分量（質量）のグ
リース質量に対する含有率により、シール１０のリップ
部３１〜３３のハブユニット６に対する摺接性を評価し
た。前記含有率が１．０％以下であれば、シール１０の
リップ部３１〜３３のハブユニット６に対する摺接性が
良好「○」とし、２．０〜５．０％の場合はやや不良
「△」とし、５．０％以上の場合は不良「×」とした。
この試験結果を下記の表９に示す。

【００７４】また、シール１０のリップ部（主リップ）
３２の内部に熱電対を挿入して、軸偏心を０として回転
させ、安定回転時（３０時間以上回転させた時）にリッ
プ部（主リップ）３２の温度を測定した。この結果を下
記の表１０に示す。

【００７５】

【表９】

【００７６】

【表１０】

【００７７】表９の結果から分かるように、軸偏心が０
である場合は、No. ２−１〜２−１１のいずれのシール
を組み込んだ場合でも、前記回転試験におけるリップ部
のハブユニットに対する摺接性は良好であった。しか
し、No. ２−６のシール（弾性体の２０℃〜７０℃での
損失正接（tan δ）の最大値が０．４４であるシール）
を組み込んだ場合には、軸偏心が０．０５〜０．１５ｍ
ｍTIR であると、前記回転試験におけるリップ部のハブ
ユニットに対する摺接性はやや不良となり、０．２０ｍ
ｍTIR 以上となると不良となった。

【００７８】また、No. ２−１１のシール（弾性体の２
０℃〜７０℃での損失正接（tan δ）の最大値が０．４
２であるシール）を組み込んだ場合には、軸偏心が０．
１５〜０．２５ｍｍTIR であると、前記回転試験におけ
るリップ部のハブユニットに対する摺接性はやや不良と
なり、０．３０ｍｍTIR 以上となると不良となった。こ
れに対して、No. ２−１，２−２，２−４，２−５，２
−７〜２−１０のシール（弾性体の２０℃〜７０℃での
損失正接（tan δ）の最大値が０．１１〜０．２６であ
るシール）を組み込んだ場合には、軸偏心が０．７０ｍ
ｍTIR であっても前記回転試験におけるリップ部のハブ
ユニットに対する摺接性は良好であった。また、No. ２
−３のシール（弾性体の２０℃〜７０℃での損失正接
（tan δ）の最大値が０．４０であるシール）を組み込
んだ場合の前記回転試験におけるリップ部のハブユニッ
トに対する摺接性は、軸偏心が０〜０．５５ｍｍTIR で
は良好であり、軸偏心が０．６０〜０．７０ｍｍTIR で
あるとやや不良となった。

【００７９】また、表１０の結果から分かるように、主
リップの温度は、No. ２−６，２−１１のシール（弾性
体の２０℃〜７０℃での損失正接（tan δ）の最大値が
０．４４，０．４２であるシール）を組み込んだ場合に
７８℃，７７℃であり、No.２−１〜２−５，２−６〜
２−１０のシール（弾性体の２０℃〜７０℃での損失正
接（tan δ）の最大値が０．１１〜０．４０であるシー
ル）を組み込んだ場合の主リップの温度４５〜７５℃よ
りも高くなった。

【００８０】主リップの温度が高くなった理由は、主リ
ップのハブユニットに対する摺接性が悪く、主リップが
ハブ（軸）を押す力が軸の周方向で不均一になって発熱
したためと推測される。また、No. ２−５のシールの弾
性体は、シリコーンオイルを含有するゴム成形体からな
ることから、主リップの潤滑性が高いため、主リップの
温度が４５℃と特に低かった。

【００８１】さらに、この実施形態では、上述のよう
に、原料ゴムとしてアクリロニトリル含有率の異なる各
種ニトリルゴム（ＮＢＲ）を用いている。そこで、各サ
ンプルの原料ＮＢＲ中のアクリロニトリル含有率と、ハ
ブユニット用シールから切り出した試験片で測定したta
n δ最大値（雰囲気温度２０℃〜７０℃での最大値）と
の関係を、図４にグラフで示した。

【００８２】ここで、No. ２−２，２−３，２−５の原
料ＮＢＲ中のアクリロニトリル含有率は同じ値（３５
％）であるが、No. ２−３は、カーボンブラックを含有
せずシリカを含有し、さらにカップリング剤を含有して
いる点で、No. ２−１，２−６〜２−１１と大きく異な
る。また、No. ２−５は、潤滑油を含有している点で他
のサンプルと大きく異なる。そのため、他のサンプルと
の比較対象とする「アクリロニトリル含有率＝３５％」
のサンプルとしてはNo. ２−２を使用する。

【００８３】したがって、図４のグラフから、原料ＮＢ
Ｒ中のアクリロニトリル含有率が多いほど、tan δ最大
値（雰囲気温度２０℃〜７０℃での最大値）が大きくな
ることが分かる。また、tan δ最大値が０．４０より大
きいサンプルNo. ２−６と２−１１のシールは、密封性
が不良となっている（前述の各試験で、グリース漏れや
シール切損が生じたり、比較的小さな軸偏心でも摺接性
が悪いという結果であった。）ことから、原料ゴムとし
てニトリルゴムを用いた場合には、アクリロニトリル含
有率が小さいほど、密封性の高いシールが得られると考
えられる。

【００８４】また、原料ゴムとしてニトリルゴムを用い
た場合のアクリロニトリル含有率は２６％以上３６％以
下であることが好ましい。前記含有率が２６％未満であ
るニトリルゴム成形体は、芯金との接着性が不十分とな
り、前記含有率が３６％を超えると、ニトリルゴム成形
体のtan δ最大値が急激に大きくなって、リップ部のシ
ール接触面に対する摺接性が不十分となる。［第３実施形態］下記の表１１に示す組成のNo. ３−１
〜３−１２のゴム組成物を用意した。

【００８５】

【表１１】

【００８６】これらのゴム組成物を用いて、前記第２実
施形態と同じ方法により、硬さ試験用の試験片（ＪＩＳ
３号試験片）を作製した。この試験片を３枚重ねて用
い、「ＪＩＳＫ６３０１」に基づいて、スプリング硬
さＡスケールによる硬さ測定を行った。また、後述の方
法で作製した図１の転がり軸受用のシール１および図３
のハブユニット用のシール１０から、それぞれ動的粘弾
性試験用の試験片を切り出した。シール１用の試験片
は、実効測定寸法：４ｍｍ×２０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍ
に対応させて、シール１０用の試験片は、実効測定寸
法：１０ｍｍ×２．７ｍｍ×厚さ０．５ｍｍに対応させ
て切り出した。

【００８７】この試験片を用い、「ＪＩＳＫ７２４
４−４」に基づいて、雰囲気温度２０℃〜７０℃で正弦
振動の荷重を付与する動的粘弾性試験を行い、前記温度
範囲の各温度での損失正接（tan δ）を求めた。試験機
としては、レオメトリック・サイエンティフィック・エ
フ・イー社製の粘弾性測定装置「ＲＳＡ−III 」を用
い、測定モード：引張モード、測定周波数：１０Ｈｚ、
初期歪み：２．０％、動的歪み：０．１％の条件で試験
を行った。

【００８８】これらの試験結果を下記の表１２に示す。
tan δについては、雰囲気温度２０℃〜７０℃での最大
値を表１２に示した。

【００８９】

【表１２】

【００９０】表１２の結果から分かるように、No. ３−
１〜３−１２のゴム組成物を加硫成形して得られたゴム
成形体は全て、スプリング硬さＡスケールによる硬さが
７０以上となっており、軸受用シールおよびハブユニッ
ト用シールのいずれについても、２０℃〜７０℃での損
失正接（tan δ）の最大値が０．４０以下となってい
る。

【００９１】次に、図１に示す転がり軸受のシール１を
以下の方法で作製した。ＳＰＣＣ製の芯金２とNo. ３−
１〜３−１２のゴム組成物をシール形成用の加硫金型内
に入れ、加熱加圧成形することによって、各ゴム組成物
からなる加硫成形体を、弾性体３として芯金２の外側に
一体に成形した。なお、弾性体３のリップ部１３は図２
に示す形状とした。

【００９２】得られた各シール（弾性体３がNo. ３−１
〜３−１２の各成形体からなるシール）１を、日本精工
（株) 製の６２０３（呼び番号) 単列深溝玉軸受（図１
の転がり軸受）の内輪５と外輪４の間に組み込んだ。こ
の軸受を日本精工（株) 製の軸受回転試験機にかけて、
封入グリース：エーテル系グリース、雰囲気温度：８０
℃、回転速度：１００００ｒｐｍ、回転時間：１０００
時間の条件で回転させた後に、グリース漏れとリップ部
の切損の有無を調べた。

【００９３】これらの試験結果を下記の表１３に示す。
グリース漏れおよびリップ部の切損が生じた場合を
「×」、生じなかった場合を「○」とした。

【００９４】

【表１３】

【００９５】表１３の結果から分かるように、弾性体３
がNo. ３−１〜３−１２の各成形体からなる全てのシー
ルを組み込んだ軸受で、前記回転試験によってもグリー
ス漏れおよびシールの切損が生じなかった。次に、図３
に示すハブユニット６のシール１０を以下の方法で作製
した。ＳＰＣＣ製の芯金２０とNo. ３−１〜３−１２の
ゴム組成物をシール形成用の加硫金型内に入れ、加熱加
圧成形することによって、各ゴム組成物からなる加硫成
形体を、弾性体３０として芯金２０に一体に成形した。
なお、弾性体３０のリップ部３１〜３３は図３に示す形
状とした。

【００９６】得られた各シール（弾性体３０がNo. ３−
１〜３−１２の各成形体からなるシール）１０をそれぞ
れ、図３に示す、ハブ６１の内径が６０ｍｍであるハブ
ユニット６に取り付けた状態で、日本精工（株) 製のハ
ブユニット回転試験機に取り付けた。そして、軸偏心を
０〜０．７ｍｍTIR （Total Indicator Reading ）の各
値に設定し、泥水をハブユニット６およびシール１０に
向けてかけながら、以下の条件でハブユニットを回転さ
せた。泥水の供給条件：毎分２リットルの泥水を１０秒
間かけた後、２０秒間泥水をかけるのを停止することを
繰り返す、ハブユニット６とシール１０との間への封入
グリース：鉱油系グリース、雰囲気温度：室温、回転速
度：１０００ｒｐｍ、回転時間：５０時間。

【００９７】この回転試験後に、各試験体の封入グリー
スに含まれる水分量を測定し、この水分量（質量）のグ
リース質量に対する含有率により、シール１０のリップ
部３１〜３３のハブユニット６に対する摺接性を評価し
た。前記含有率が１．０％以下であれば、シール１０の
リップ部３１〜３３のハブユニット６に対する摺接性が
良好「○」とし、２．０〜５．０％の場合はやや不良
「△」とし、５．０％以上の場合は不良「×」とした。
この試験結果を下記の表１４に示す。

【００９８】また、シール１０のリップ部（主リップ）
３２の内部に熱電対を挿入して、軸偏心を０として回転
させ、安定回転時（３０時間以上回転させた時）にリッ
プ部（主リップ）３２の温度を測定した。この結果を下
記の表１５に示す。

【００９９】

【表１４】

【０１００】

【表１５】

【０１０１】表１４の結果から分かるように、軸偏心が
０．５５ｍｍTIR 以下である場合は、No. ３−１〜３−
１２のいずれのシールを組み込んだ場合でも、前記回転
試験におけるリップ部のハブユニットに対する摺接性は
良好であった。また、No. ３−１，３−２，No. ３−５
〜３−１２のシール（弾性体の２０℃〜７０℃での損失
正接（tan δ）の最大値が０．０８以上０．３１以下で
あるシール）を組み込んだ場合には、軸偏心が０．７０
ｍｍTIR であっても、前記回転試験におけるリップ部の
ハブユニットに対する摺接性は良好であった。

【０１０２】これに対して、No. ３−２のシール（弾性
体の２０℃〜７０℃での損失正接（tan δ）の最大値が
０．３６であるシール）を組み込んだ場合には、軸偏心
が０．７０ｍｍTIR になると、前記回転試験におけるリ
ップ部のハブユニットに対する摺接性はやや不良となっ
た。また、No. ３−３のシール（弾性体の２０℃〜７０
℃での損失正接（tan δ）の最大値が０．４０であるシ
ール）を組み込んだ場合には、軸偏心が０．６０ｍｍTI
R 以上になると、前記回転試験におけるリップ部のハブ
ユニットに対する摺接性はやや不良となった。

【０１０３】この結果から、リップ部をなすゴム成形体
（弾性体）の２０℃〜７０℃での損失正接（tan δ）の
最大値の好ましい範囲として、０．０８以上０．３１以
下を挙げることができる。また、表１５の結果から分か
るように、主リップの温度は全てのシールで７３℃以下
となり、良好な値であった。［泥水耐久試験］図６に示す日本精工（株）製の泥水耐
久試験装置を用いて、図３に示すシール付きハブユニッ
トの泥水耐久試験を行った。

【０１０４】この装置は、回転軸１１０と、ハウジング
１２０と、回転軸１１０にボルトで固定される軸側環状
部材１３０と、ハウジング１２０に固定されたハウジン
グ側環状部材１４０と、漏水センサ１５０と、図示され
ない回転駆動装置とで構成されている。また、ハウジン
グ１２０内の回転軸先端側の空間１２１に泥水１１５が
溜めてある。この装置にシール付きハブユニット１６０
を取り付ける際には、そのハブ６１を軸側環状部材１３
０に取り付けた状態で、回転軸１１０とハウジング側環
状部材１４０との間に挿入し、軸側環状部材１３０を回
転軸１１０にボルトで固定する。

【０１０５】この試験は、シール１０を構成する弾性体
３０が、第１実施形態で作製したNo. １−１〜１−４の
各成形体、第２実施形態で作製したNo. ２−１、No. ２
−４、No. ２−７〜２−１０の各成形体、および第３実
施形態で作製したNo. ３−１〜３−１２の各成形体から
なるものについて行った。これらのシール１０は、前述
の摺接性評価試験で、軸偏心が０．７０ｍｍTIR のとき
の結果が「良好（○）」あるいは「やや不良（△）」と
なっている。

【０１０６】これらの各シール１０を図６の試験装置に
組み込み、軸偏心０．５０ｍｍTIRとして、以下の条件
でハブユニットを回転させ、シール１０から水が漏れる
までの時間（泥水耐久時間）を調べた。回転条件は、ハ
ブユニット６とシール１０との間への封入グリース：鉱
油系グリース、雰囲気温度：室温、回転速度：１０００
ｒｐｍとした。

【０１０７】次に、各シールで得られた泥水耐久時間か
ら、No. １−２の値を「１」とした相対値を算出した。
その結果を、各シールをなす弾性体３０の雰囲気温度２
０℃〜７０℃でのtan δの最大値とともに、下記の表１
６に示す。

【０１０８】

【表１６】

【０１０９】また、この結果から得られた、各シールを
なす弾性体３０の雰囲気温度２０℃〜７０℃でのtan δ
の最大値と、泥水耐久時間（相対値）との関係を示すグ
ラフを図７に示す。このグラフから、前記tan δの最大
値が小さくなるほど泥水耐久時間が長くなっていること
が分かる。特に前記tan δの最大値が０．１９以下にな
ると、泥水耐久時間が急激に長くなり、０．１０付近で
飽和することが分かる。すなわち、雰囲気温度２０℃〜
７０℃でのtan δの最大値が０．１９以下（あるいは
０．０８以上０．１９以下、あるいは０．１０以上０．
１９以下）であるゴム成形体を使用することにより、シ
ールの泥水耐久性能（密封性能）を特に高くすることが
できる。また、このグラフから、シールの泥水耐久性能
（密封性能）の点で特に好ましい「前記tan δの最大
値」の値は、０．１５以下（あるいは０．０８以上０．
１５以下、あるいは０．１０以上０．１５以下）である
ことが分かる。

【０１１０】前記表１６に示す結果のうち、原料ゴムＧ
を使用したサンプルについての結果を、図８にグラフで
示す。このグラフも、各シールをなす弾性体３０の雰囲
気温度２０℃〜７０℃でのtan δの最大値と、泥水耐久
時間（相対値）との関係を示す。このグラフにおいて
「○」は、補強性充填剤としてカーボンブラックとクレ
ーとの２種類を用いているサンプル（No. ３−６〜３−
１２）のプロットであり、「△」は、補強性充填剤とし
てカーボンブラック、クレー、タルク、およびウォラス
トナイトのいずれか１種類のみを用いているサンプル
（No. ２−９、No. ３−１〜３−５）のプロットであ
る。

【０１１１】このグラフから分かるように、補強性充填
剤としてカーボンブラックと白色系充填剤（クレー、タ
ルク、およびウォラストナイト等）との混合物を用いた
方が、いずれかを単独で用いる場合よりも、弾性体３０
の雰囲気温度２０℃〜７０℃でのtan δの最大値を大き
くすることができ、その結果、シールの泥水耐久性能
（密封性能）を特に高くすることができる。

【０１１２】なお、補強性充填剤の含有量は、前述のよ
うに、原料ゴム１００重量部に対して、カーボンブラッ
ク１０〜９０重量部、白色系補強剤１０〜１１０重量部
の範囲で、合計含有量が２０〜２００重量部となるよう
にするが、原料ゴム１００重量部に対して、カーボンブ
ラック２０〜１００重量部、白色系補強剤２０〜１００
重量部の範囲で、合計含有量が５０〜１５０重量部とな
るようにすることが好ましい。さらに、全補強性充填剤
に占めるカーボンブラックの割合を０．３１以上０．７
５以下にすることが好ましい。

【０１１３】なお、上記各実施形態では、転がり軸受用
とハブユニット用のシールについて述べられているが、
本発明のシールは、これら以外の転動装置（例えば、ハ
ブユニット軸受、リニアガイド装置、ボールねじ等）用
としても好適である。［ハブユニット軸受の例］ここ
で、自動車用ハブユニット軸受の一例を図９に示す。

【０１１４】この自動車用ハブユニット軸受は、内輪部
材４１０と、外輪部材４２０と、玉７０と、保持器７１
と、シール４３１，４３２とからなる。内輪部材４１０
は、シャフトを入れるハブ４１１と、その外周の軸方向
一端に一体化されたフランジ４１２と、他端に取り付け
られた軌道部材４１３とで構成されている。符号４１１
ａは、シャフト取り付け用のスプライン溝を示す。ハブ
４１１の外周と軌道部材４１３の外周に、それぞれ内輪
軌道４１１ａ，４１３ａが形成されている。

【０１１５】外輪部材４２０は、略円筒状の外輪４２１
の外周にフランジ４２２が一体化されたものであり、内
輪軌道４１１ａ，４１３ａに対応させた外輪軌道４２１
ａが形成されている。ハブユニット軸受は内輪回転タイ
プであり、内輪部材４１０のスプライン溝４１１ａにシ
ャフト（駆動軸）が挿入され、内輪部材４１０のフラン
ジ４１２には車輪が取り付けられ、外輪部材４２０のフ
ランジ４２２には懸架装置が取り付けられる。

【０１１６】このハブユニット軸受の外輪部材４２０の
軸方向両端において、内輪部材４１０と外輪部材４２０
との間が、シール４３１，４３２により密封されてい
る。内輪部材４１０のフランジ４１２側に配置されたシ
ール４３２は、例えば前述の図５に示す構造とし、もう
一方のシール４３１の構造は例えば図３に示す構造とす
る。［シール形状の例］本発明のシールは、リップ部をなす
ゴム成形体の所定温度範囲における損失正接（tan δ）
の最大値が特定されたものであり、シール形状について
は特に限定されないが、好適なシール形状について以下
に説明する。

【０１１７】図１０は、図３のシール付きハブユニット
の変形例であり、フランジ６２の外周端部に屈曲部６２
ａを設け、この屈曲部６２ａにリップ部３３ａを摺接さ
せている。これにより、摺接面が、ハブユニットの中心
を中心とした半径Ｒの球面またはこの球面に接触する円
錐面に形成される。このように、ハブユニットの中心を
中心とした半径Ｒの球面またはこの球面に接触する円錐
面に、シールの摺接面を設けることにより、以下の作用
が得られる。

【０１１８】図１０のシールを図９のシール４３１とし
て使用した場合を考える。この場合、図１０のシールを
使用することで、内輪と外輪とが同軸状態にあるときの
「しめしろ」を小さくすることができる。その理由は、
図１０のシールは「しめしろ」の変化が小さいからであ
る。これにより、このハブユニット軸受にモーメント荷
重が作用すること等に起因して、内輪と外輪との間に相
対傾きが発生した場合でも、漏水が生じることを防止で
きる。したがって、図１０の構造とすることにより、密
封性向上と低トルク化の両方が同時に得られる。

【０１１９】図１１のシールは、弾性体として２つの弾
性体３０Ａ，３０Ｂを備えていることである。図１１
（ｂ）では、図１０と同じように、摺接面を、ハブユニ
ットの中心を中心とした半径Ｒの球面に設けている。そ
のために、芯金２０に屈曲部２０ａを設けている。図１
１（ｂ）のシールは図１０のシールと同じ作用が得られ
る。

【０１２０】図１２のシールは、図１１（ｂ）のシール
の弾性体３０Ａ，３０Ｂ間にラビリンス空間ｔを設けた
形状である。ラビリンスのシール効果よりさらに密封性
が向上する。また、密封性が同一であればリップの「し
めしろ」を小さくできるので、低トルク化の効果が得ら
れる。図１３および１４は図５の変形例であって、これ
らの場合も図１０と同じように、摺接面を、ハブユニッ
トの中心を中心とした半径Ｒの球面に設けている。その
ため、図１０のシールと同じ作用が得られる。

【０１２１】図１５は、二枚のシール１０Ａ，１０Ｂか
らなるシール構造であり、図１５（ｂ）では、図１０と
同じように、摺接面を、ハブユニットの中心を中心とし
た半径Ｒの球面に設けている。そのために、芯金２１に
屈曲部２１ａを設けている。図１５（ｂ）のシールは図
１０のシールと同じ作用が得られる。図１６のシール
は、図１５（ｂ）のシール構造で、二枚のシール１０
Ａ，１０Ｂの間にラビリンス空間ｔを設けた形状であ
る。ラビリンスのシール効果よりさらに密封性が向上す
る。また、密封性が同一であればリップの「しめしろ」
を小さくできるので、低トルク化の効果が得られる。

【０１２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シールのリップ部を、温度１０℃〜１２０℃での損失正
接（tan δ）の最大値が０．５０以下（または、温度２
０℃〜７０℃での損失正接（tan δ）の最大値が０．４
０以下）であるゴム成形体とすることによって、転がり
軸受、自動車用ハブユニット、ハブユニット軸受、リニ
アガイド装置、ボールねじ等の転動装置に使用されるシ
ールとして、リップ部のシール接触面に対する摺接性の
高いシールが得られる。

【０１２３】すなわち、このシールは、リップ部のシー
ル接触面に対する摺接性に優れているため、水や塵埃が
多量に存在するような過酷な環境下であっても高い密封
性が維持されて、グリース漏れや水分および塵埃の侵入
が防止される。したがって、本発明のシールを水や塵埃
が多量に存在するような過酷な環境下で使用される転動
装置に取り付けることによって、この転動装置の寿命を
長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シールの付いた転がり軸受の一例を示す断面図
である。

【図２】実施形態において作製した転がり軸受用シール
のリップ部の形状を示す断面図である。

【図３】シールの付いたハブユニットの一例を示す断面
図である。

【図４】実施形態において作製した各サンプルの原料Ｎ
ＢＲ中のアクリロニトリル含有率と、ハブユニット用シ
ールから切り出した試験片で測定したtan δ最大値（雰
囲気温度２０℃〜７０℃での最大値）との関係を示すグ
ラフである。

【図５】シールの付いたハブユニットの別の例を示す断
面図である。

【図６】実施形態で使用した泥水耐久試験装置を示す概
略構成図である。

【図７】実施形態で得られた、各シールをなす弾性体の
雰囲気温度２０℃〜７０℃でのtan δの最大値と、泥水
耐久時間（相対値）との関係を示すグラフである。

【図８】実施形態で得られた、原料ゴムＧを使用したサ
ンプルについての、各シールをなす弾性体の雰囲気温度
２０℃〜７０℃でのtan δの最大値と、泥水耐久時間
（相対値）との関係を示すグラフである。

【図９】自動車用ハブユニット軸受の一例を示す断面図
である。

【図１０】シール構造の例を示す断面図である。

【図１１】シール構造の例を示す断面図である。

【図１２】シール構造の例を示す断面図である。

【図１３】シール構造の例を示す断面図である。

【図１４】シール構造の例を示す断面図である。

【図１５】シール構造の例を示す断面図である。

【図１６】シール構造の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１シール１０シール１１主部１２加締部１３リップ部２芯金２０芯金３弾性体３０弾性体３１リップ部３２リップ部（主リップ）３３リップ部４外輪４０外輪相当部材４１止め溝５内輪５０内輪相当部材５０ａハブ部５０ｂフランジ部５１受け溝６ハブユニット６１ハブ６２フランジ７０転動体１００シール２００芯金３００弾性体３０１ラジアルシールリップ部３０２サイドシールリップ部３０３サイドシールリップ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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Ｆターム(参考） 3J006 AD01 AE01 CA01 3J016 AA02 AA03 BB03 CA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リップ部をなすゴム成形体は、温度１０
℃〜１２０℃での損失正接（tan δ）の最大値が０．５
０以下であることを特徴とするシール。
【請求項２】リップ部をなすゴム成形体は、温度２０
℃〜７０℃での損失正接（tan δ）の最大値が０．４０
以下であることを特徴とするシール。