JP2004076798A - 車輪用転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】劣悪な環境でも良好な密封性を有し、長寿命の車輪用転がり軸受を提供する。
【解決手段】車両の車軸部に装着され車輪を回転自在に支持するための転がり軸受であって、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車輪用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が、雰囲気温度２０〜７０℃における損失正接ｔａｎδの最大値が０．４０以下であるゴム組成物からなることを特徴とする車輪用転がり軸受。
【選択図】 図１
【解決手段】車両の車軸部に装着され車輪を回転自在に支持するための転がり軸受であって、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車輪用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が、雰囲気温度２０〜７０℃における損失正接ｔａｎδの最大値が０．４０以下であるゴム組成物からなることを特徴とする車輪用転がり軸受。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の車輪を回転自在に支持するために使用される車輪用転がり軸受に関し、より詳細には、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、水蒸気、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車輪用転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車や鉄道車両の車輪を支持する車輪用転がり軸受は、通常、雨水や風雪、塵埃等に曝されながら屋外で使用される。極端な場合には、水中に浸漬した状態で使用されることもある。そこで、従来の車輪用転がり軸受では、例えば図１に示されるような密封構造が採られている。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。
【０００３】
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。
【０００４】
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１０９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１１０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。
【０００５】
また、上記弾性部材１０７は弾性材料からなり、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１１４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１１６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。
【０００６】
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２１６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は弾性材料からなり、上記芯金２１６に成形し接着等により接合固定されている。また、この弾性部材２１７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とを備える。そして、上記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を設ける事により、グリースの漏洩防止機能を確保している。
【０００７】
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２２３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２１７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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記に挙げた車輪用軸受のシール装置１２ａ、１２ｂの弾性部材１０７、２１７には、種々のゴムに添加剤や補強材を配合したゴム組成物が広く使用されている。しかし、従来の弾性部材は、水がかかることが少なく、また塵埃も少ない、比較的清浄な環境においては十分なシール性能を示すが、周知のように、車輪用軸受は屋外で使用され、時には雨水や風雪、塵埃に曝され、極端な場合海水や融雪剤などの腐食性のある物質に浸漬した状況で使用されることがあり、このような劣悪な状況では十分なシール性能が得られないことがある。
【００１１】
一方で、自動車の燃費向上のために車輪用転がり軸受には低トルク化が求められており、シール装置においては弾性部材が低緊迫力に設定され使用されることが多い。そのため、上記の劣悪な環境下、特に泥水中に浸漬した状態では、水圧も付加されるためシール装置の密封性を維持することができなくなり、水とともに塵埃等が軸受内部に侵入して封入グリースを劣化させ、潤滑不良を引き起こすおそれがある。
【００１２】
上述したように、従来のシール装置は、上記のように過酷な使用環境では、十分なシール性能が得られているとはいえない。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し、長寿命の車輪用転がり軸受を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、従来では、弾性部材を形成するゴム組成物の配合や配合物に重点が置かれ、物性値を規定した研究例が無いことに鑑み、密封性に直結する物性値を見出すべく研究を重ねた結果、特定の引張特性を規定することが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
即ち、本発明は、上記の目的を達成するために、車両の車軸部に装着され車輪を回転自在に支持するための転がり軸受であって、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車輪用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が、雰囲気温度２０〜７０℃における損失正接ｔａｎδの最大値が０．４０以下であるゴム組成物からなることを特徴とする車輪用転がり軸受を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【００１６】
本発明において、車輪用転がり軸受の構造自体には制限がなく、例えば図１に示したようなシール装置１２ａ，１２ｂを備える転がり軸受を例示することができる。また、シール装置１２ａ、１２ｂもその構造自体に制限はなく、例えば図２及び図３に示したような、弾性材料からなりリップを備えるシール部材とを有するものを例示することができる。
【００１７】
本発明の車輪用転がり軸受は、リップ部並びにシール部材を形成する弾性材料を、雰囲気温度２０〜７０℃における損失正接ｔａｎδの最大値が０．４０以下であるゴム組成物で形成する。
【００１８】
原料ゴムとしては、制限されるものではないが、ＭＲ（天然ゴム）、ＩＲ（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）、ＩＩＲ（ブチルゴム）、ＥＰＤＭ（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、アクリルゴム等が挙げられ、アクロニトロリルブタジエンゴムが好ましい。
【００１９】
アクリロニトリルブタジエンゴムは、ブタジエンとアクリロニトリルとを共重合した耐油性ゴムとして一般的に広く使用されており、本発明においては市販品を含め制限なく使用することができる。また、アクリロニトリルブタジエンゴムを水素化した水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム、更にイソプレンを共重合させたアクリロニトリルブタジエンイソプレンゴム、分子内にカルボキシル基を導入したカルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴム、更に水素化したカルボキシル化水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム等の各種変性アクリロニトリルブタジエンゴムも使用できる。これらのアクリロニトリルブタジエンゴムは、二種以上を混合して使用することもできる。
【００２０】
また、上記アクリロニトリルブタジエンゴムにおけるアクリロニトリルの含有量は特に制限されるものではなく、含有量が少ない順に低ニトリル、中ニトリル、中高ニトリル、高ニトリル、極高ニトリルに分類されるが、耐熱性や耐油性、耐摩耗性、耐クリープ性、リップ追従性等を考慮すると、中ニトリル、中高ニトリル、高ニトリルが好ましく、その場合のアクリロニトリル含有量は２０〜４０％である。より好適には、アクリロニトリル含有量は２５〜３６％であり、この範囲であればバランスの良い特性を示す。アクリロニトリル量が２０％未満であると、耐磨耗性が劣り、シールリップが磨耗しやすくなり、結果として軸受寿命を縮めることになる。また、アクリロニトリル量が４０％を超えると、永久圧縮ひずみ特性が劣り、シールリップの追従性が悪くなり、結果として軸受寿命を縮めることになる。
【００２１】
ゴム原料には、補強剤として、カーボンブラック、ケイ酸、ケイ酸塩等が配合される。カーボンブラックとしては、制限されるものではないが、例えばＳＡＦ（Ｓｕｐｅｒ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ Ｂｌａｃｋ）、ＩＳＡＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｓｕｐｅｒ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ Ｂｌａｃｋ）、ＨＡＦ（Ｈｉｇｈ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ Ｂｌａｃｋ）、ＭＡＦ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ Ｂｌａｃｋ）、ＦＥＦ（Ｆａｓｔ Ｅｘｔｒｕｄｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ ｂｌａｃｋ）、ＧＰＦ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｆｕｒｎａｃｅ ｂｌａｃｋ）、ＳＲＦ（Ｓｉｍｉ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ ｂｌａｃｋ）、ＦＴ（Ｆｉｎｅ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｆｕｒｎａｃｅ ｂｌａｃｋ）、ＭＴ（Ｍｅｄｉｕｍ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｆｕｒｎａｃｅ ｂｌａｃｋ）等を挙げることができる。中でも、補強性と成形加工性のバランスに優れたＨＡＦ、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ及びＳＲＦが好ましく、特にＦＥＦ、ＧＰＦ及びＳＲＦが好ましい。
【００２２】
好適なケイ酸としては、制限されるものではないが、天然の石英粉末（ＳｉＯ２）、合成無水ケイ酸（ＳｉＯ２）、合成含水ケイ酸（ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ）等が挙げられる。これらのケイ酸は単独でも、複数を混合して使用してもよい。
【００２３】
好適なケイ酸塩としては、制限されるものではないが、ケイ酸アルミニウム類ではカオリンクレー（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、焼成クレー（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、ロウ石（Ａｌ２Ｏ３・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ）、セリサイト（Ｋ２Ｏ・３Ａｌ２Ｏ３・６ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、マイカ（Ｋ２Ｏ・３Ａｌ２Ｏ３・６ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、ネフェリンシナイト（Ｎａ２Ｏ・Ｋ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、含水ケイ酸アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３・ｍＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ）等を、ケイ酸マグネシウム類ではタルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ）等を、ケイ酸カルシウム類ではウォラストナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ２）等をそれぞれ挙げることができる。中でも、ケイ酸アルミニウム類が好ましい。また、これらのケイ酸塩は単独でも、複数を混合して使用してもよい。
【００２４】
カーボンブラック、ケイ酸及びケイ酸塩は、それぞれ単独で配合してもよいし、複数を組み合わせて配合してもよい。単独で配合する場合は、カーボンブラックは原料ゴム１００重量部に対して２０〜１１０重量部、ケイ酸とケイ酸塩はともに原料ゴム１００重量部に対して２０〜１８０重量部配合することが好ましい。何れの場合も、それぞれの下限値を下回ると十分な補強効果が発現せず、耐摩耗性も満足する結果が得られない。また、それぞれの上限値を上回ると成形加工性が極端に低下して実質的に製造が困難になるだけでなく、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する。
【００２５】
カーボンブラックと、ケイ酸、ケイ酸塩とを混合して使用する場合、原料ゴム１００重量部に対してカーボンブラックが２０〜８０重量部、ケイ酸またはケイ酸塩の少なくとも１つが２０〜１００重量部で、かつ合計量で６０〜１２０重量部とすることが好ましい。合計配合量が６０重量部未満では十分な補強効果が発現せず、耐摩耗性も満足な結果が得られない。一方、合計配合量が１２０重量部を超える場合には成形加工性が極端に低下して実質的に製造が困難になるだけでなく、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する。
【００２６】
また、ゴム組成物には成形のための加硫剤（架橋剤）、加硫助剤、加硫促進助剤が配合される。加硫剤としては、粉末硫黄、硫黄華、沈降硫黄、高分散性硫黄等の各種硫黄、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−２Ｈ−アゼピノン−２）、チウラムポリスルフィド等の硫黄を排出可能な硫黄化合物、ジクミルパーオキサイド、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ド等の過酸化物等が挙げられる。中でも、分散性や取り扱いの容易さ、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。
【００２７】
尚、硫黄系の加硫剤を用いる場合は、グアニジン系化合物、アルデヒド−アンモニア系化合物、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加硫助剤として併用する必要がある。硫黄系の加硫剤の中でも高分散性硫黄を用いる場合には、チウラム系のテトラメチルチウラムジスルフィド等または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・スルフェンアミド等と、チアゾール系の２−メツ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。
【００２８】
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、ステアリン酸等の有機酸とその誘導体、及びアミン類等が挙げられる。これら加硫助剤、活性剤は２種以上を混合使用してもよく、通常、原料ゴム１００重量部に対して０．１〜１０重量配合される。尚、カルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴムを用いる場合には、酸化亜鉛を用いると早期加硫を生じやすいため、過酸化亜鉛とステアリン酸とを併用することが好ましい。過酸化亜鉛は、ゴム組成物の混練り加工時の温度ではそのまま組成物中に存在し、加硫成形時に酸化亜鉛を生じるため、混練り加工時及び保管時に早期加硫を生じることがない。
【００２９】
また、有機過酸化物系加硫剤を用いる場合は、架橋助剤（コエージェント）を併用することもできる。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が挙げられる。これら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重量部である。
【００３０】
更に、ゴム組成物には、老化防止剤、加工助剤（可塑剤）、摩耗改良剤、摩擦改良剤、導電性付与剤等を添加することができる。
【００３１】
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が挙げられる。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を好適に挙げることができる。
【００３２】
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、例えば、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を例示できる。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５５〜７０℃程度のワックス類を原料ゴム１００重量部に対して０．５〜２重量部程度添加してもよい。
【００３３】
成形加工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。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、原料ゴム１００重量部に対して１〜１０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、アジペート系可塑剤、セバケート系可塑剤、ホスフェート系可塑剤、ポリエーテル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、ポリエーテルエステル系可塑剤、液状ゴム等が挙げられる。また、近年の環境ホルモン問題を考慮すると、アジペート系可塑剤、セバケート系可塑剤、ホルフェート系可塑剤、ポリエーテル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、ポリエーテルエステル系可塑剤、液状ゴムがより好ましい。
【００３４】
摩擦改良剤としては、融点が４０〜１４０℃のワックス（低融点油脂）が挙げられる。具体的には、上記融点範囲にあるパラフィンワックスやマイクロクリスタリンワックスに代表される石油ワックス、ポリエチレンワックス、モンタンワックス、カルナヴァワックス、エステル系ワックス、ステアロアミド、オキシステアロアミド、エルシンアミド、ラウリルアミド、パルミチルアミド、ベヘンアミド、メチロールアミド、エチレンビスオレイルアミド、ステアリルオレイルアミド等が挙げられる。中でも、パラフィンやポリエチレンワックスが好ましい。
これらワックス類を原料ゴム１００重量部に対して１〜３０重量部添加すると、摩擦特性が向上する。添加量が１重量部未満では十分な潤滑性が付与されず、３０重量部を超えると十分な引張強度、伸びが得られず、ゴム弾性が低下するだけでなく、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おそれがある。
【００３５】
摩擦改良剤としては、鉱油、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。中でも、シリコーン系オイルが好ましい。シリコーン系オイルはポリジメチルシロキサンを主成分とする常温で液体の物質であるが、ゴム原料として好ましいアクリロニトリルブタジエン系ゴムとの相溶性を高めるために、ポリジメチルシロキサンのメチル基の一部または分子末端がアミノ基、アルキル基、エポキシ基、ポリエーテル基、高級脂肪酸エステル等で置換された変性タイプでもよい。このような官能基を有することにより、官能基がアクリロニトリルブタジエンゴムの主鎖に反応もしくは吸着して弾性部材の表面に一度にブルームすることを防止すると同時に、徐々に恒久的にブルームしてその効果を長期にわたり維持する。これら摩擦改良剤は液状であるため、少量でその効果を発現し、アクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して１〜３０重量部添加することにより潤滑性が向上する。添加量が１重量部未満では十分な潤滑性が付与されず、３０重量部を超えると加工時に添加剤の分散不良が起こるだけでなく、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おそれがある。尚、粘度ついては制限がなく、市販されているものが何れ使用できるが、２５℃における動粘度が２〜１００００ｍｍ２／ｓの範囲のものが、配合性の容易さから好ましい。
【００３６】
また、車両に車軸と車輪用転がり軸受との間を通電する機構がない場合、走行中に発生する静電気が車両に残ってラジオノイズ等を発生させることがある。このような不具合に対処するために、シール装置の弾性部材を導電化し、車軸と車輪用転がり軸受との通電を図ることが考えられている。その場合の弾性部材の抵抗値は、制限されるものではないが、体積固有抵抗値で１０５Ω・ｃｍ以下が好ましく、ラジオノイズの発生を十分に抑制することが可能になる。
【００３７】
弾性部材を導電化する方法は、制限されるものではないが、ゴム組成物に導電性粉末や導電性繊維を添加する方法を採ることができる。導電性粉末としては、黄銅、アルミニウム合金、銅、銀、ニッケル、鉄鋼、ステンレス鋼等の金属粉末、黒鉛、導電性カーボンブラック、酸化錫にアンチモンをドープした導電性酸化錫、酸化亜鉛にアルミニウムをドープした導電性酸化亜鉛、酸化インジウムに錫をドープした導電性酸化インジウム等の導電性材料を粉末状にしたもの、マイカ等の絶縁材料の粉末に導電性コーティングを施した導電性無機粉末等が挙げられる。また、導電性繊維としては、カーボン繊維、金属繊維（黄銅、アルミニウム合金、銅、銀、ニッケル、鉄鋼、ステンレス鋼等からなる繊維）、非導電性繊維に導電性コーティングを施したもの等が挙げられる。中でも、アセチレンブラックやケッチェンブラックのように硬度にグラファイト構造が発達した導電性カーボンブラックは、より少量で優れた導電性が得られるため好ましい。これら導電性カーボンブラックの添加量は、制限されるものではないが、原料ゴム１００重量部に対して１〜２０重量部が好ましい。添加量が１重量部未満では十分な導電性が付与されず、ラジオノイズの抑制も満足する結果が得られない。逆に２０重量部を超えて添加すると、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、硬度が高くなりすぎて伸びが低くなり、本来有するゴム弾性が低下する。
【００３８】
更に、ゴム組成物には、何れも従来より公知のカップリング剤、顔料、染料、離型剤等を添加することができる。
【００３９】
物性面に言及すると、ゴム組成物の硬度は、上記に挙げた各種充填剤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 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。
【００４０】
上記の各成分を用いて弾性部材の原料となるゴム組成物を得るための方法は特に限定されないが、原料ゴムと、補強剤や添加剤とを、ゴム混練ロール、加圧ニーダー、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練りすることが可能である。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分間混練りすることによって、各種添加剤の十分な分散を図ることができる。
【００４１】
また、上記ゴム組成物をシール装置の弾性部材とするための方法も特に限定されないが、未加硫のゴム組成物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、先に述べた方法で製造した未加硫のゴム組成物のシートを乗せ、通常１２０〜２００℃で３０秒〜３０分程度加圧加硫することで製造することができる。また、必要に応じて、１２０〜２００℃で１０分〜１０時間程度後架橋してもよい。
【００４２】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００４３】
（実施例１〜１６比較例１〜４）
表１に示す、有機過酸化物、加硫剤及び加硫助剤を除く各添加剤と、ゴム材料とを加圧ニーダーに投入し、設定温度６０℃にて混練りを行った。次いで，有機過酸化物、加硫剤及び加硫助剤を添加し、６インチロールを用い、設定温度５０℃にて混練りを行い、厚さ２．２ｍｍのシート状（未加硫物）にした。尚、各ロールの回転数は２０ｒｐｍと３２ｒｐｍにした。
【００４４】
そして、図２に示した自動車の車輪用転がり軸受シール装置１２ａと同形状で、内径６０ｍｍのシール装置を作製した。作製に際して、シール金型内に予め洗浄し、接着剤を塗布して焼き付けた冷延鋼板製の芯金１０５を挿入し、そこへ上記の未加硫シートを載置し、１８０℃で１０分間、圧力３０ｋｇｆ／ｃｍ２を負荷して加硫成形を行った。得られた部材に、スリンガ１０６を装着し、シール装置を得た。尚、有機過酸化物を架橋剤に用いたものについては、金型から取り出した状態でオーブン中で１５０℃、２時間、後架橋を行った。そして、実際に使用するハブシールから試験片を切り取り、物性値を求めた。試験片のサイズとしては、長さ（実際に測定される部分）５ｍｍ以上、幅２ｍｍ以上、厚さ０．３ｍｍ以上が好ましく、本発明では、長さ（実際に測定される部分）１０ｍｍ、幅２．７ｍｍ、厚さ０．５ｍｍとなる試験片を切り出し、下記に示す（１）引張応力緩和試験及び（２）動的粘弾性試験とを行った。
【００４５】
（１）引張応力緩和試験
ＪＩＳ Ｋ ６２６３に基づき、雰囲気温度２５℃において、５／１０００秒（０．００５秒）で上記試験片を１０％引張り、引張り開始後１秒後の引張応力をσ０、１，８００秒後の引張応力をσ１とし、１０％引張応力緩和率ＲＴを次式から求めた。また、引張開始後１秒後の引張応力の値（σ０）を１０％引張応力とした。結果を表２に示す。
ＲＴ（％）＝１００−１００×σ１／σ０
【００４６】
（２）動的粘弾性試験
ＪＩＳ Ｋ ７２３３−４に基づき、雰囲気温度２０〜７０℃において正弦振動の荷重を付与する動的粘弾性試験機（レオメトリック・サイエンティフィク・エフ・イー社製「ＲＳＡＩＩＩ」）を用いて下記の条件で行い、各温度における損失正接ｔａｎδを求めた。結果を表２に示すが、雰囲気温度２０〜７０℃における最大値を示してある。
・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％
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
【００４９】
尚、表中に示した配合剤は以下の通りである。
・中ニトリルゴム：ＪＳＲ製「２４０Ｓ」（アクリロニトリル含有量２６％）
・中高ニトリルゴム：日本ゼオン製「Ｎｉｐｏｌ １０４２」（アクリロニトリル含有量３３．５％）
・高ニトリルゴムＡ：ＪＳＲ製「２３５Ｓ」（アクリロニトリル含有量３６％）
・高ニトリルゴムＢ：ＪＳＲ製「Ｎ２２４ＳＨ」（アクリロニトリル含有量３７％）
・高ニトリルゴムＣ：ＪＳＲ製「Ｎ２２２Ｌ」（アクリロニトリル含有量４２．５％）
・カルボキシル変性中高ニトリルゴム：日本ゼオン製「Ｎｉｐｏｌ ＤＮ６３１」（アクリロニトリル含有量３３．５％）
・ステアリン酸：花王製「Ｌｕｎａｃ Ｓ−３５」
・亜鉛華Ａ：堺化学製「フランス法１号」
・亜鉛華Ｂ：日本ゼオン製「Ｚｅｏｎｅｔ ＺＰ」
・加硫剤（硫黄）：鶴見化学製「Ｓｕｌｆａｘ ＰＭＣ」
・活性剤：吉富製薬製「アクチングＳＬ」
・可塑剤：旭電化製「アデカサイザーＰＮ−３５０」
・老化防止剤Ａ：大内新興化学製「ノクラックＣＤ」
・老化防止剤Ｂ：大内新興化学製「サンノック」（特殊ワックス）
・カーボンブラック（ＨＡＦ）：東海カーボン製「シースト３」
・カーボンブラック（ＧＰＦ）：東海カーボン製「シーストＶ」
・カーボンブラック（ＳＲＦ）：東海カーボン製「シーストＳ」
・焼成クレー：土屋カオリン製「ＳＡＴＩＮＴＯＮＥ Ｎｏ．５」
・タルク：Ｐｆｉｚｅｒ製「ＭＰ１０−５２」
・ウォラストナイト：ＮＹＣＯ製「ＮＹＡＤ１０」
・含水シリカ：日本シリカ製「ニップシールＡＱ」
・カップリング剤：東芝シリコーン製「ＴＳＬ８３８０」
・加硫促進剤Ａ：川口化学製「アクセル ＴＭＴ」（ＴＭＴＤ）
・加硫促進剤Ｂ：大内新興化学製「ノクセラー ＴＥＴ」（ＴＥＴＤ）
・加硫促進剤Ｃ：川口化学製「アクセル ＣＺ−Ｒ」（ＣＢＣ）
・過酸化物：日本油脂製「パークミルＤ−４０」
【００５０】
【表３】
【００５１】
そして、作製したシール装置について、図４に示すシール回転試験機を用い、泥水中に浸漬された場合を想定して密封性試験を実施した。尚、図示されるシール回転試験機は、軸１０１にシール装置１２ａを組込み、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、シールが破られて泥水１０２が反泥水側に浸入すると、漏電センサ１０３により検知する構成となっている。
【００５２】
試験は、１１０時間軸１０１を連続して回転させた後に、密封性を評価した。試験条件及び判定基準は以下の通りである。
・回転速度：１０００ｒｐｍ
・回転時間：１１０時間
・軸偏心：０．５ｍｍ ＴＩＲ
・泥水組成：ＪＩＳ ８種ダスト２０％
・グリース：ウレア石鹸、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の間に０．３ｇ、中間シールリップと内側シールリップの間に０．１ｇ
・回転トルク測定：回転開始３０時間後、安定回転時のトルクを測定した。
・密封性判定基準：ハブユニットシールに塗布したグリース中に含まれる水分量により評価した。水分量が１％以下であった場合を良好として表中に「○」を付し、水分量が２〜５％であった場合をやや良好として表中に「△」を付し、水分量が５％を超えた場合を不良として表中に「×」を付した。
また、「○」と判定されたものについては、改めて同様の試験を行い、漏電センサ１０３により検知されるまでの時間（泥水耐久時間）を計測した。
【００５３】
上記の各結果を表３に示す。尚、トルク及び泥水耐久時間は、それぞれ実施例６の値に対する相対値で示してある。
【００５４】
【表４】
【００５５】
表３に示すように、本発明に従い、雰囲気温度２０〜７０℃における損失正接ｔａｎδの最大値が０．４０以下であるゴム組成物からなる弾性部材を備える各実施例のシール装置は、何れも回転トルクが低く、密封性に優れ、泥水耐久時間も長くなっている。特に、回転トルクを考慮した場合、損失正接ｔａｎδの最大値が０．３２以下であるゴム組成物からなる弾性部材を備えることが好ましいといえる。
【００５６】
（実施例１７〜３２及び比較例５〜８）
上記実施例１〜１６及び比較例１〜４と同様の配合に、更に導電剤としてケッチェンブラックを３重量部ずつ配合して実施例１７〜３２及び比較例５〜８のゴム組成物を調製し、同様の物性値測定及び密封性試験を行った。
【００５７】
導電剤を配合した場合も、上記実施例１〜１６及び比較例１〜４と同様の結果が得られた。即ち、雰囲気温度２０〜７０℃における損失正接ｔａｎδの最大値が０．４０以下であるゴム組成物からなる弾性部材を備える各実施例のシール装置は、何れも回転トルクが低く、密封性に優れ、泥水耐久時間も長くなっていた。また、実施例１５〜２９の雰囲気温度２５℃における１０％引張応力は０．４ＭＰａ以上１．３ＭＰａ以下で、１０％引張応力緩和率は４５％以下であった。
一方、比較例５〜８は、雰囲気温度２５℃における１０％引張応力０．４ＭＰａ以上１．３ＭＰａ以下、１０％引張応力緩和率４５％以下という条件をともに満たしているものはなかった。
【００５８】
（実施例３３〜４８及び比較例９〜１２）
上記実施例１〜１６及び比較例１〜４と同様の配合にて、実施例３３〜４８及び比較例９〜１２のゴム組成物を調製した。そして、図３に示すシール装置１２ｂを作製し、図４に示すシール回転試験機を用いて同様の密封性試験を実施した。
【００５９】
この場合も、上記実施例１７〜３２及び比較例５〜８と同様の結果が得られた。即ち、雰囲気温度２０〜７０℃における損失正接ｔａｎδの最大値が０．４０以下であるゴム組成物からなる弾性部材を備える各実施例のシール装置は、何れも回転トルクが低く、密封性に優れ、泥水耐久時間も長くなっていた。また、実施例３３〜４８の雰囲気温度２５℃における１０％引張応力は０．４ＭＰａ以上１．３ＭＰａ以下で、１０％引張応力緩和率は４５％以下であった。一方、比較例９〜１２は、雰囲気温度２５℃における１０％引張応力０．４ＭＰａ以上１．３ＭＰａ以下、１０％引張応力緩和率４５％以下という条件をともに満たしているものはなかった。
【００６０】
以上、本発明に関して、主に図２及び図３に示すハブシールを基に説明したが、例えば図５〜図１３に示すようなシールに適用しても同様の効果が得られる。
【００６１】
図５は、図２に示したシール装置１２ａにおいて、スリンガ１０６の外側円輪部１１３を角度αだけ傾斜させ、弾性部材１０７の外側シールリップ１１４の摺接面を、軸受ユニット中心を中心とする半径Ｒの球面またはその接円水面に形成したものである。このような構成により、軸受にモーメント荷重が作用するなどして内・外輪に相対傾きが発生する際に、締め代変化を少なくでき、通常の形状で相対傾きが発生して締め代が小さく漏水の危険性が高いような状態でも、締め代が変化し難いため、内・外輪同軸状態（相対傾き未発生の状態）での締め代を小さく設定できる。従って、密封性向上と低トルク化とを同時に達成できる。
【００６２】
また、シール装置１２ａは、図６に示すように、スリンガ１０６に装着した第１のシールリップ１２０ａと、芯金１０５に装着した第２のシールリップ１２０ｂとを備える構成とすることができる。ここで、芯金１０５の第１のシールリップ１２０ａと接触する摺接面１０５ａは、前記半径Ｒの略球面形状に沿って凸球面形状で斜めに、あるいは前記半径Ｒの略球面形状の接線に沿って円錐面形状で斜めに形成されており、シール性能と密封性とを両立している。
【００６３】
更に、シール装置１２ａは、図７に示すように、第１のシールリップ１２０ａと第２のシールリップ１２０ｂとがそれぞれ、平行に対向する芯金１０５及びスリンガ１０６の摺接面に接触する構成とすることもできる。
【００６４】
また、シール装置１２ａは、図８に示すように、第１のシールリップ１２０ａと第２のシールリップ１２０ｂとを備え、第１のシールリップ１２０ａのラビリンス突起１２１ａと第２のシールリップ１２０ｂのラビリンス突起１２１ｂとの間に寸法ｔのラビリンス１２５が形成された構成とすることもできる。また、第２のシールリップ１２０ｂのラビリンス突起１２１ｂが前記半径Ｒの凸球面に形成される一方、第１のシールリップ１２０ａのラビリンス突起１２１ａは同様に前記半径Ｒにｔ分を足した半径の凹球面に形成されているため、ラビリンス１２５も前記半径Ｒと同心の球面に沿った円弧状断面を有する。更に、第１のシールリップ１２０ａ及び第２のシールリップ１２０ｂには共に、ラビリンス１２５の略中央部において凹部１３０ａ，１３０ｂが形成されており、これによりラビリンス１２５の中間に矩形断面の膨張空間１３１が形成されて流体の拡大縮小抵抗が増大することにより、ラビリンス１２０による密閉効果が向上する。尚、ラビリンス１２５による密閉効果は、膨張空間１３１を複数形成することにより更に高まる。このような構成によれば、ラビリンス１２０のシール効果によりシールの密封性が向上する。また、密封性が同一ならば、リップ締め代を小さくできるので低トルク化が達成できる。
【００６５】
一方、シール装置１２ｂを図９に示す構成とすることもできる。ここで、内輪相当部材３には、前記半径Ｒの略球面形状に沿って凹球面形状で斜めに、または前記半径Ｒの略球面形状の接線に沿って円錐面形状で斜めに摺動面２３０が形成されており、この摺動面２３０に、外輪相当部材１に芯金２１６を介して固定された弾性部材２１７のサイドシールリップ２１８が直接摺接している。
【００６６】
また、シール装置１２ｂは、図１０に示すように、内輪相当部材３に前記半径Ｒに沿う同様の傾斜面２３０と、前記半径Ｒと同心で小径の半径Ｒａの略球面形状に沿って凹球面形状で斜めに、または前記半径Ｒａの略球面形状の接線に沿って円錐面形状で斜めに摺動面２４０とを形成するとともに、弾性部材２１７のサイドシールリップ２１８を前記半径Ｒに沿う傾斜面２３０に、サイドシールリップ２１９を半径Ｒａに沿う傾斜面２４０に直接摺接させる構成とすることもできる。
【００６７】
シール装置１２ａ，１２ｂは、図１１〜図１３に示すような一対のシールリング３３０，３４０で構成することもできる。図１１に示す構成では、一対のシールリング３３０，３４０は軸方向に略平行に隣接して設けられたおり、一方のシールリング３３０の側方（図中の右方）に延出したシールリップ３３１の先端縁を、他方（図中の右方）のシールリング３４０を構成する芯金３６０の側面に全周に亙って摺接させている。また、一対のシールリング３３０，３４０のうち、一方のシールリング３３０は、その外周縁部を外輪相当部材（図示せず）の内周面に係止すると共に、その内周縁を内輪相当部材（図示せず）の外周面に全周に亙って摺接させる。これに対して他方のシールリング３４０は、その内周縁部を内輪相当部材（図示せず）の外周面に係止すると共に、その外周縁を外輪相当部材（図示せず）の内周面に全周に亙って摺接させる。
【００６８】
図１２に示すシール構成では、シールリング３４０の芯金３６０の中央部が、前記半径Ｒの略球面形状に沿って凹球面形状で斜めに、または前記半径Ｒの略球面形状の接線に沿って円錐面形状で斜めに形成してあり、この周接面３６１にシールリング３３０のシールリップ３３１が摺接する。
【００６９】
また、図１３に示すシール構成は、図１１に示したシール構成に、寸法ｔのラビリンス３７０を設けたものである。即ち、シールリング３４０には前記半径Ｒに沿う傾斜面３６２が形成されており、一方シールリング３３０には前記範囲系Ｒと同心で寸法ｔ分小径の半径に沿ってラビリンス突起３３５が形成されており、傾斜面３６２とラビリンス突起３３５によりラビリンス３７０を形成している。このようなシール構成では、ラビリンス３７０のシール効果によりシールの密封性が向上する。また、密封性が同一ならば、リップ締め代を小さくできるので低トルク化が達成できる。
【００７０】
更に、本発明の車輪用転がり軸受は、上記した内輪回転方式の他に、外輪回転方式にも当然適用することができ、同様の効果が得られる。
【００７１】
また、ハブユニット軸受は軸受まわりの相手部材とのユニット化の程度により、現在では第１世代、第２世代及び第３世代に分類・呼称されているが、本発明はこれらについても適用できる。ここでは図１４に第１世代ハブユニット軸受、並びに図１５〜図１７に第２世代ハブユニット軸受を例示して説明する。
【００７２】
図１４には第１世代ハブユニット５００として、背面組み合わせ軸受の外輪を一体化した複列アンギュラ玉軸受を例示してある。図示されるように、内輪５０１及び外輪５０２には、それぞれ２列に軌道面が形成されており、転動体である玉５０３が共通の保持器５０４により転動自在に保持されている。そして、外輪５０２の両端部には、内輪５０１との隙間を密封するために、例えば図５に示したシール装置１２ａが固定される。
【００７３】
図１５〜図１７には何れも第２世代ハブユニット６００として、背面組み合わせ軸受の外輪を一体化した複列アンギュラ玉軸受を例示してある。尚、図１５は外輪回転タイプ従動輪用の複列アンギュラ玉軸受６００を示しており、内輪６０１にスピンドル（図示せず）が挿入され、ナット（図示せず）により締め付けられる。また、外輪６０２はフランジが一体化されており、ハブボルト６１０によりホイール及びディスクヴレーキ（図示せず）に固定する構成となっている。そして、フランジ付きの外輪５０２の両端部には、内輪６０１との隙間を密封するために、例えば図５に示したシール装置１２ａが固定される。
【００７４】
また、図１６は内輪回転タイプ従動輪用の複列アンギュラ玉軸受６００を示しており、内輪６０１にはハブスピンドル（図示せず）が圧入され、ナット（図示せず）により締め付けられる。また、外輪６０２はフランジが一体化されており、車体（図示せず）に固定する構成となっている。そして、フランジ付きの外輪６０２の両端部には、内輪６０１との隙間を密封するために、例えば図５に示したシール装置１２ａが固定される。
【００７５】
また、図１７は内輪回転タイプ駆動輪用の複列アンギュラ玉軸受６００を示しており、内輪６０１にはホイールハブとドライブシャフト（図示せず）が係合される。また、外輪６０２はフランジが一体化されており、アクスルハウジング（図示せず）に固定する構成となっている。そして、フランジ付きの外輪６０２の両端部には、内輪６０１との隙間を密封するために、例えば図５に示したシール装置１２ａが固定される。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の車輪用転がり軸受は、シール装置が、雰囲気温度２０〜７０℃における損失正接ｔａｎδの最大値が０．４０以下であるゴム組成物からなる弾性部材を備えるため、泥水に浸漬するような過酷な環境下で使用されても、優れた密封性能を有し、長期にわたり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】本発明の車輪用転がり軸受の一例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】実施例において密封性試験に用いた試験装置を示す概略断面図である。
【図５】本発明の転がり軸受の他のシール装置を示す部分拡大図である。
【図６】本発明の転がり軸受の更に他のシール装置を示す部分拡大図である。
【図７】本発明の転がり軸受の更に他のシール装置を示す部分拡大図である。
【図８】本発明の転がり軸受の更に他のシール装置を示す部分拡大図である。
【図９】本発明の転がり軸受の更に他のシール装置を示す部分拡大図である。
【図１０】本発明の転がり軸受の更に他のシール装置を示す部分拡大図である。
【図１１】本発明の転がり軸受の更に他のシール装置を示す部分拡大図である。
【図１２】本発明の転がり軸受の更に他のシール装置を示す部分拡大図である。
【図１３】本発明の転がり軸受の更に他のシール装置を示す部分拡大図である。
【図１４】第１世代ハブユニット軸受の一例を示す断面図である。
【図１５】第２世代ハブユニット軸受の一例を示す断面図である。
【図１６】第２世代ハブユニット軸受の他の例を示す断面図である。
【図１７】第２世代ハブユニット軸受の更に他の例を示す断面図である。
【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
１０ 転動体
１１ 保持器
１２ａ シール装置
１２ｂ シール装置
１０５ 芯金
１０６ スリンガ
１０７ 弾性部材
２１７ 弾性部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の車輪を回転自在に支持するために使用される車輪用転がり軸受に関し、より詳細には、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、水蒸気、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車輪用転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車や鉄道車両の車輪を支持する車輪用転がり軸受は、通常、雨水や風雪、塵埃等に曝されながら屋外で使用される。極端な場合には、水中に浸漬した状態で使用されることもある。そこで、従来の車輪用転がり軸受では、例えば図１に示されるような密封構造が採られている。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。
【０００３】
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。
【０００４】
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１０９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１１０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。
【０００５】
また、上記弾性部材１０７は弾性材料からなり、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１１４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１１６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。
【０００６】
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２１６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は弾性材料からなり、上記芯金２１６に成形し接着等により接合固定されている。また、この弾性部材２１７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とを備える。そして、上記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を設ける事により、グリースの漏洩防止機能を確保している。
【０００７】
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２２３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２１７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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記に挙げた車輪用軸受のシール装置１２ａ、１２ｂの弾性部材１０７、２１７には、種々のゴムに添加剤や補強材を配合したゴム組成物が広く使用されている。しかし、従来の弾性部材は、水がかかることが少なく、また塵埃も少ない、比較的清浄な環境においては十分なシール性能を示すが、周知のように、車輪用軸受は屋外で使用され、時には雨水や風雪、塵埃に曝され、極端な場合海水や融雪剤などの腐食性のある物質に浸漬した状況で使用されることがあり、このような劣悪な状況では十分なシール性能が得られないことがある。
【００１１】
一方で、自動車の燃費向上のために車輪用転がり軸受には低トルク化が求められており、シール装置においては弾性部材が低緊迫力に設定され使用されることが多い。そのため、上記の劣悪な環境下、特に泥水中に浸漬した状態では、水圧も付加されるためシール装置の密封性を維持することができなくなり、水とともに塵埃等が軸受内部に侵入して封入グリースを劣化させ、潤滑不良を引き起こすおそれがある。
【００１２】
上述したように、従来のシール装置は、上記のように過酷な使用環境では、十分なシール性能が得られているとはいえない。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し、長寿命の車輪用転がり軸受を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、従来では、弾性部材を形成するゴム組成物の配合や配合物に重点が置かれ、物性値を規定した研究例が無いことに鑑み、密封性に直結する物性値を見出すべく研究を重ねた結果、特定の引張特性を規定することが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
即ち、本発明は、上記の目的を達成するために、車両の車軸部に装着され車輪を回転自在に支持するための転がり軸受であって、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車輪用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が、雰囲気温度２０〜７０℃における損失正接ｔａｎδの最大値が０．４０以下であるゴム組成物からなることを特徴とする車輪用転がり軸受を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【００１６】
本発明において、車輪用転がり軸受の構造自体には制限がなく、例えば図１に示したようなシール装置１２ａ，１２ｂを備える転がり軸受を例示することができる。また、シール装置１２ａ、１２ｂもその構造自体に制限はなく、例えば図２及び図３に示したような、弾性材料からなりリップを備えるシール部材とを有するものを例示することができる。
【００１７】
本発明の車輪用転がり軸受は、リップ部並びにシール部材を形成する弾性材料を、雰囲気温度２０〜７０℃における損失正接ｔａｎδの最大値が０．４０以下であるゴム組成物で形成する。
【００１８】
原料ゴムとしては、制限されるものではないが、ＭＲ（天然ゴム）、ＩＲ（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）、ＩＩＲ（ブチルゴム）、ＥＰＤＭ（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、アクリルゴム等が挙げられ、アクロニトロリルブタジエンゴムが好ましい。
【００１９】
アクリロニトリルブタジエンゴムは、ブタジエンとアクリロニトリルとを共重合した耐油性ゴムとして一般的に広く使用されており、本発明においては市販品を含め制限なく使用することができる。また、アクリロニトリルブタジエンゴムを水素化した水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム、更にイソプレンを共重合させたアクリロニトリルブタジエンイソプレンゴム、分子内にカルボキシル基を導入したカルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴム、更に水素化したカルボキシル化水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム等の各種変性アクリロニトリルブタジエンゴムも使用できる。これらのアクリロニトリルブタジエンゴムは、二種以上を混合して使用することもできる。
【００２０】
また、上記アクリロニトリルブタジエンゴムにおけるアクリロニトリルの含有量は特に制限されるものではなく、含有量が少ない順に低ニトリル、中ニトリル、中高ニトリル、高ニトリル、極高ニトリルに分類されるが、耐熱性や耐油性、耐摩耗性、耐クリープ性、リップ追従性等を考慮すると、中ニトリル、中高ニトリル、高ニトリルが好ましく、その場合のアクリロニトリル含有量は２０〜４０％である。より好適には、アクリロニトリル含有量は２５〜３６％であり、この範囲であればバランスの良い特性を示す。アクリロニトリル量が２０％未満であると、耐磨耗性が劣り、シールリップが磨耗しやすくなり、結果として軸受寿命を縮めることになる。また、アクリロニトリル量が４０％を超えると、永久圧縮ひずみ特性が劣り、シールリップの追従性が悪くなり、結果として軸受寿命を縮めることになる。
【００２１】
ゴム原料には、補強剤として、カーボンブラック、ケイ酸、ケイ酸塩等が配合される。カーボンブラックとしては、制限されるものではないが、例えばＳＡＦ（Ｓｕｐｅｒ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ Ｂｌａｃｋ）、ＩＳＡＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｓｕｐｅｒ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ Ｂｌａｃｋ）、ＨＡＦ（Ｈｉｇｈ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ Ｂｌａｃｋ）、ＭＡＦ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ Ｂｌａｃｋ）、ＦＥＦ（Ｆａｓｔ Ｅｘｔｒｕｄｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ ｂｌａｃｋ）、ＧＰＦ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｆｕｒｎａｃｅ ｂｌａｃｋ）、ＳＲＦ（Ｓｉｍｉ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ ｂｌａｃｋ）、ＦＴ（Ｆｉｎｅ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｆｕｒｎａｃｅ ｂｌａｃｋ）、ＭＴ（Ｍｅｄｉｕｍ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｆｕｒｎａｃｅ ｂｌａｃｋ）等を挙げることができる。中でも、補強性と成形加工性のバランスに優れたＨＡＦ、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ及びＳＲＦが好ましく、特にＦＥＦ、ＧＰＦ及びＳＲＦが好ましい。
【００２２】
好適なケイ酸としては、制限されるものではないが、天然の石英粉末（ＳｉＯ２）、合成無水ケイ酸（ＳｉＯ２）、合成含水ケイ酸（ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ）等が挙げられる。これらのケイ酸は単独でも、複数を混合して使用してもよい。
【００２３】
好適なケイ酸塩としては、制限されるものではないが、ケイ酸アルミニウム類ではカオリンクレー（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、焼成クレー（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、ロウ石（Ａｌ２Ｏ３・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ）、セリサイト（Ｋ２Ｏ・３Ａｌ２Ｏ３・６ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、マイカ（Ｋ２Ｏ・３Ａｌ２Ｏ３・６ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、ネフェリンシナイト（Ｎａ２Ｏ・Ｋ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、含水ケイ酸アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３・ｍＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ）等を、ケイ酸マグネシウム類ではタルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ）等を、ケイ酸カルシウム類ではウォラストナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ２）等をそれぞれ挙げることができる。中でも、ケイ酸アルミニウム類が好ましい。また、これらのケイ酸塩は単独でも、複数を混合して使用してもよい。
【００２４】
カーボンブラック、ケイ酸及びケイ酸塩は、それぞれ単独で配合してもよいし、複数を組み合わせて配合してもよい。単独で配合する場合は、カーボンブラックは原料ゴム１００重量部に対して２０〜１１０重量部、ケイ酸とケイ酸塩はともに原料ゴム１００重量部に対して２０〜１８０重量部配合することが好ましい。何れの場合も、それぞれの下限値を下回ると十分な補強効果が発現せず、耐摩耗性も満足する結果が得られない。また、それぞれの上限値を上回ると成形加工性が極端に低下して実質的に製造が困難になるだけでなく、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する。
【００２５】
カーボンブラックと、ケイ酸、ケイ酸塩とを混合して使用する場合、原料ゴム１００重量部に対してカーボンブラックが２０〜８０重量部、ケイ酸またはケイ酸塩の少なくとも１つが２０〜１００重量部で、かつ合計量で６０〜１２０重量部とすることが好ましい。合計配合量が６０重量部未満では十分な補強効果が発現せず、耐摩耗性も満足な結果が得られない。一方、合計配合量が１２０重量部を超える場合には成形加工性が極端に低下して実質的に製造が困難になるだけでなく、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する。
【００２６】
また、ゴム組成物には成形のための加硫剤（架橋剤）、加硫助剤、加硫促進助剤が配合される。加硫剤としては、粉末硫黄、硫黄華、沈降硫黄、高分散性硫黄等の各種硫黄、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−２Ｈ−アゼピノン−２）、チウラムポリスルフィド等の硫黄を排出可能な硫黄化合物、ジクミルパーオキサイド、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ド等の過酸化物等が挙げられる。中でも、分散性や取り扱いの容易さ、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。
【００２７】
尚、硫黄系の加硫剤を用いる場合は、グアニジン系化合物、アルデヒド−アンモニア系化合物、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加硫助剤として併用する必要がある。硫黄系の加硫剤の中でも高分散性硫黄を用いる場合には、チウラム系のテトラメチルチウラムジスルフィド等または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・スルフェンアミド等と、チアゾール系の２−メツ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。
【００２８】
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、ステアリン酸等の有機酸とその誘導体、及びアミン類等が挙げられる。これら加硫助剤、活性剤は２種以上を混合使用してもよく、通常、原料ゴム１００重量部に対して０．１〜１０重量配合される。尚、カルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴムを用いる場合には、酸化亜鉛を用いると早期加硫を生じやすいため、過酸化亜鉛とステアリン酸とを併用することが好ましい。過酸化亜鉛は、ゴム組成物の混練り加工時の温度ではそのまま組成物中に存在し、加硫成形時に酸化亜鉛を生じるため、混練り加工時及び保管時に早期加硫を生じることがない。
【００２９】
また、有機過酸化物系加硫剤を用いる場合は、架橋助剤（コエージェント）を併用することもできる。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が挙げられる。これら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重量部である。
【００３０】
更に、ゴム組成物には、老化防止剤、加工助剤（可塑剤）、摩耗改良剤、摩擦改良剤、導電性付与剤等を添加することができる。
【００３１】
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が挙げられる。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を好適に挙げることができる。
【００３２】
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、例えば、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を例示できる。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５５〜７０℃程度のワックス類を原料ゴム１００重量部に対して０．５〜２重量部程度添加してもよい。
【００３３】
成形加工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。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、原料ゴム１００重量部に対して１〜１０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、アジペート系可塑剤、セバケート系可塑剤、ホスフェート系可塑剤、ポリエーテル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、ポリエーテルエステル系可塑剤、液状ゴム等が挙げられる。また、近年の環境ホルモン問題を考慮すると、アジペート系可塑剤、セバケート系可塑剤、ホルフェート系可塑剤、ポリエーテル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、ポリエーテルエステル系可塑剤、液状ゴムがより好ましい。
【００３４】
摩擦改良剤としては、融点が４０〜１４０℃のワックス（低融点油脂）が挙げられる。具体的には、上記融点範囲にあるパラフィンワックスやマイクロクリスタリンワックスに代表される石油ワックス、ポリエチレンワックス、モンタンワックス、カルナヴァワックス、エステル系ワックス、ステアロアミド、オキシステアロアミド、エルシンアミド、ラウリルアミド、パルミチルアミド、ベヘンアミド、メチロールアミド、エチレンビスオレイルアミド、ステアリルオレイルアミド等が挙げられる。中でも、パラフィンやポリエチレンワックスが好ましい。
これらワックス類を原料ゴム１００重量部に対して１〜３０重量部添加すると、摩擦特性が向上する。添加量が１重量部未満では十分な潤滑性が付与されず、３０重量部を超えると十分な引張強度、伸びが得られず、ゴム弾性が低下するだけでなく、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おそれがある。
【００３５】
摩擦改良剤としては、鉱油、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。中でも、シリコーン系オイルが好ましい。シリコーン系オイルはポリジメチルシロキサンを主成分とする常温で液体の物質であるが、ゴム原料として好ましいアクリロニトリルブタジエン系ゴムとの相溶性を高めるために、ポリジメチルシロキサンのメチル基の一部または分子末端がアミノ基、アルキル基、エポキシ基、ポリエーテル基、高級脂肪酸エステル等で置換された変性タイプでもよい。このような官能基を有することにより、官能基がアクリロニトリルブタジエンゴムの主鎖に反応もしくは吸着して弾性部材の表面に一度にブルームすることを防止すると同時に、徐々に恒久的にブルームしてその効果を長期にわたり維持する。これら摩擦改良剤は液状であるため、少量でその効果を発現し、アクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して１〜３０重量部添加することにより潤滑性が向上する。添加量が１重量部未満では十分な潤滑性が付与されず、３０重量部を超えると加工時に添加剤の分散不良が起こるだけでなく、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おそれがある。尚、粘度ついては制限がなく、市販されているものが何れ使用できるが、２５℃における動粘度が２〜１００００ｍｍ２／ｓの範囲のものが、配合性の容易さから好ましい。
【００３６】
また、車両に車軸と車輪用転がり軸受との間を通電する機構がない場合、走行中に発生する静電気が車両に残ってラジオノイズ等を発生させることがある。このような不具合に対処するために、シール装置の弾性部材を導電化し、車軸と車輪用転がり軸受との通電を図ることが考えられている。その場合の弾性部材の抵抗値は、制限されるものではないが、体積固有抵抗値で１０５Ω・ｃｍ以下が好ましく、ラジオノイズの発生を十分に抑制することが可能になる。
【００３７】
弾性部材を導電化する方法は、制限されるものではないが、ゴム組成物に導電性粉末や導電性繊維を添加する方法を採ることができる。導電性粉末としては、黄銅、アルミニウム合金、銅、銀、ニッケル、鉄鋼、ステンレス鋼等の金属粉末、黒鉛、導電性カーボンブラック、酸化錫にアンチモンをドープした導電性酸化錫、酸化亜鉛にアルミニウムをドープした導電性酸化亜鉛、酸化インジウムに錫をドープした導電性酸化インジウム等の導電性材料を粉末状にしたもの、マイカ等の絶縁材料の粉末に導電性コーティングを施した導電性無機粉末等が挙げられる。また、導電性繊維としては、カーボン繊維、金属繊維（黄銅、アルミニウム合金、銅、銀、ニッケル、鉄鋼、ステンレス鋼等からなる繊維）、非導電性繊維に導電性コーティングを施したもの等が挙げられる。中でも、アセチレンブラックやケッチェンブラックのように硬度にグラファイト構造が発達した導電性カーボンブラックは、より少量で優れた導電性が得られるため好ましい。これら導電性カーボンブラックの添加量は、制限されるものではないが、原料ゴム１００重量部に対して１〜２０重量部が好ましい。添加量が１重量部未満では十分な導電性が付与されず、ラジオノイズの抑制も満足する結果が得られない。逆に２０重量部を超えて添加すると、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、硬度が高くなりすぎて伸びが低くなり、本来有するゴム弾性が低下する。
【００３８】
更に、ゴム組成物には、何れも従来より公知のカップリング剤、顔料、染料、離型剤等を添加することができる。
【００３９】
物性面に言及すると、ゴム組成物の硬度は、上記に挙げた各種充填剤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 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。
【００４０】
上記の各成分を用いて弾性部材の原料となるゴム組成物を得るための方法は特に限定されないが、原料ゴムと、補強剤や添加剤とを、ゴム混練ロール、加圧ニーダー、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練りすることが可能である。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分間混練りすることによって、各種添加剤の十分な分散を図ることができる。
【００４１】
また、上記ゴム組成物をシール装置の弾性部材とするための方法も特に限定されないが、未加硫のゴム組成物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、先に述べた方法で製造した未加硫のゴム組成物のシートを乗せ、通常１２０〜２００℃で３０秒〜３０分程度加圧加硫することで製造することができる。また、必要に応じて、１２０〜２００℃で１０分〜１０時間程度後架橋してもよい。
【００４２】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００４３】
（実施例１〜１６比較例１〜４）
表１に示す、有機過酸化物、加硫剤及び加硫助剤を除く各添加剤と、ゴム材料とを加圧ニーダーに投入し、設定温度６０℃にて混練りを行った。次いで，有機過酸化物、加硫剤及び加硫助剤を添加し、６インチロールを用い、設定温度５０℃にて混練りを行い、厚さ２．２ｍｍのシート状（未加硫物）にした。尚、各ロールの回転数は２０ｒｐｍと３２ｒｐｍにした。
【００４４】
そして、図２に示した自動車の車輪用転がり軸受シール装置１２ａと同形状で、内径６０ｍｍのシール装置を作製した。作製に際して、シール金型内に予め洗浄し、接着剤を塗布して焼き付けた冷延鋼板製の芯金１０５を挿入し、そこへ上記の未加硫シートを載置し、１８０℃で１０分間、圧力３０ｋｇｆ／ｃｍ２を負荷して加硫成形を行った。得られた部材に、スリンガ１０６を装着し、シール装置を得た。尚、有機過酸化物を架橋剤に用いたものについては、金型から取り出した状態でオーブン中で１５０℃、２時間、後架橋を行った。そして、実際に使用するハブシールから試験片を切り取り、物性値を求めた。試験片のサイズとしては、長さ（実際に測定される部分）５ｍｍ以上、幅２ｍｍ以上、厚さ０．３ｍｍ以上が好ましく、本発明では、長さ（実際に測定される部分）１０ｍｍ、幅２．７ｍｍ、厚さ０．５ｍｍとなる試験片を切り出し、下記に示す（１）引張応力緩和試験及び（２）動的粘弾性試験とを行った。
【００４５】
（１）引張応力緩和試験
ＪＩＳ Ｋ ６２６３に基づき、雰囲気温度２５℃において、５／１０００秒（０．００５秒）で上記試験片を１０％引張り、引張り開始後１秒後の引張応力をσ０、１，８００秒後の引張応力をσ１とし、１０％引張応力緩和率ＲＴを次式から求めた。また、引張開始後１秒後の引張応力の値（σ０）を１０％引張応力とした。結果を表２に示す。
ＲＴ（％）＝１００−１００×σ１／σ０
【００４６】
（２）動的粘弾性試験
ＪＩＳ Ｋ ７２３３−４に基づき、雰囲気温度２０〜７０℃において正弦振動の荷重を付与する動的粘弾性試験機（レオメトリック・サイエンティフィク・エフ・イー社製「ＲＳＡＩＩＩ」）を用いて下記の条件で行い、各温度における損失正接ｔａｎδを求めた。結果を表２に示すが、雰囲気温度２０〜７０℃における最大値を示してある。
・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％
【００４７】
【表１】
【表２】
尚、表中に示した配合剤は以下の通りである。
・中ニトリルゴム：ＪＳＲ製「２４０Ｓ」（アクリロニトリル含有量２６％）
・中高ニトリルゴム：日本ゼオン製「Ｎｉｐｏｌ １０４２」（アクリロニトリル含有量３３．５％）
・高ニトリルゴムＡ：ＪＳＲ製「２３５Ｓ」（アクリロニトリル含有量３６％）
・高ニトリルゴムＢ：ＪＳＲ製「Ｎ２２４ＳＨ」（アクリロニトリル含有量３７％）
・高ニトリルゴムＣ：ＪＳＲ製「Ｎ２２２Ｌ」（アクリロニトリル含有量４２．５％）
・カルボキシル変性中高ニトリルゴム：日本ゼオン製「Ｎｉｐｏｌ ＤＮ６３１」（アクリロニトリル含有量３３．５％）
・ステアリン酸：花王製「Ｌｕｎａｃ Ｓ−３５」
・亜鉛華Ａ：堺化学製「フランス法１号」
・亜鉛華Ｂ：日本ゼオン製「Ｚｅｏｎｅｔ ＺＰ」
・加硫剤（硫黄）：鶴見化学製「Ｓｕｌｆａｘ ＰＭＣ」
・活性剤：吉富製薬製「アクチングＳＬ」
・可塑剤：旭電化製「アデカサイザーＰＮ−３５０」
・老化防止剤Ａ：大内新興化学製「ノクラックＣＤ」
・老化防止剤Ｂ：大内新興化学製「サンノック」（特殊ワックス）
・カーボンブラック（ＨＡＦ）：東海カーボン製「シースト３」
・カーボンブラック（ＧＰＦ）：東海カーボン製「シーストＶ」
・カーボンブラック（ＳＲＦ）：東海カーボン製「シーストＳ」
・焼成クレー：土屋カオリン製「ＳＡＴＩＮＴＯＮＥ Ｎｏ．５」
・タルク：Ｐｆｉｚｅｒ製「ＭＰ１０−５２」
・ウォラストナイト：ＮＹＣＯ製「ＮＹＡＤ１０」
・含水シリカ：日本シリカ製「ニップシールＡＱ」
・カップリング剤：東芝シリコーン製「ＴＳＬ８３８０」
・加硫促進剤Ａ：川口化学製「アクセル ＴＭＴ」（ＴＭＴＤ）
・加硫促進剤Ｂ：大内新興化学製「ノクセラー ＴＥＴ」（ＴＥＴＤ）
・加硫促進剤Ｃ：川口化学製「アクセル ＣＺ−Ｒ」（ＣＢＣ）
・過酸化物：日本油脂製「パークミルＤ−４０」
【００５０】
【表３】
そして、作製したシール装置について、図４に示すシール回転試験機を用い、泥水中に浸漬された場合を想定して密封性試験を実施した。尚、図示されるシール回転試験機は、軸１０１にシール装置１２ａを組込み、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、シールが破られて泥水１０２が反泥水側に浸入すると、漏電センサ１０３により検知する構成となっている。
【００５２】
試験は、１１０時間軸１０１を連続して回転させた後に、密封性を評価した。試験条件及び判定基準は以下の通りである。
・回転速度：１０００ｒｐｍ
・回転時間：１１０時間
・軸偏心：０．５ｍｍ ＴＩＲ
・泥水組成：ＪＩＳ ８種ダスト２０％
・グリース：ウレア石鹸、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の間に０．３ｇ、中間シールリップと内側シールリップの間に０．１ｇ
・回転トルク測定：回転開始３０時間後、安定回転時のトルクを測定した。
・密封性判定基準：ハブユニットシールに塗布したグリース中に含まれる水分量により評価した。水分量が１％以下であった場合を良好として表中に「○」を付し、水分量が２〜５％であった場合をやや良好として表中に「△」を付し、水分量が５％を超えた場合を不良として表中に「×」を付した。
また、「○」と判定されたものについては、改めて同様の試験を行い、漏電センサ１０３により検知されるまでの時間（泥水耐久時間）を計測した。
【００５３】
上記の各結果を表３に示す。尚、トルク及び泥水耐久時間は、それぞれ実施例６の値に対する相対値で示してある。
【００５４】
【表４】
表３に示すように、本発明に従い、雰囲気温度２０〜７０℃における損失正接ｔａｎδの最大値が０．４０以下であるゴム組成物からなる弾性部材を備える各実施例のシール装置は、何れも回転トルクが低く、密封性に優れ、泥水耐久時間も長くなっている。特に、回転トルクを考慮した場合、損失正接ｔａｎδの最大値が０．３２以下であるゴム組成物からなる弾性部材を備えることが好ましいといえる。
【００５６】
（実施例１７〜３２及び比較例５〜８）
上記実施例１〜１６及び比較例１〜４と同様の配合に、更に導電剤としてケッチェンブラックを３重量部ずつ配合して実施例１７〜３２及び比較例５〜８のゴム組成物を調製し、同様の物性値測定及び密封性試験を行った。
【００５７】
導電剤を配合した場合も、上記実施例１〜１６及び比較例１〜４と同様の結果が得られた。即ち、雰囲気温度２０〜７０℃における損失正接ｔａｎδの最大値が０．４０以下であるゴム組成物からなる弾性部材を備える各実施例のシール装置は、何れも回転トルクが低く、密封性に優れ、泥水耐久時間も長くなっていた。また、実施例１５〜２９の雰囲気温度２５℃における１０％引張応力は０．４ＭＰａ以上１．３ＭＰａ以下で、１０％引張応力緩和率は４５％以下であった。
一方、比較例５〜８は、雰囲気温度２５℃における１０％引張応力０．４ＭＰａ以上１．３ＭＰａ以下、１０％引張応力緩和率４５％以下という条件をともに満たしているものはなかった。
【００５８】
（実施例３３〜４８及び比較例９〜１２）
上記実施例１〜１６及び比較例１〜４と同様の配合にて、実施例３３〜４８及び比較例９〜１２のゴム組成物を調製した。そして、図３に示すシール装置１２ｂを作製し、図４に示すシール回転試験機を用いて同様の密封性試験を実施した。
【００５９】
この場合も、上記実施例１７〜３２及び比較例５〜８と同様の結果が得られた。即ち、雰囲気温度２０〜７０℃における損失正接ｔａｎδの最大値が０．４０以下であるゴム組成物からなる弾性部材を備える各実施例のシール装置は、何れも回転トルクが低く、密封性に優れ、泥水耐久時間も長くなっていた。また、実施例３３〜４８の雰囲気温度２５℃における１０％引張応力は０．４ＭＰａ以上１．３ＭＰａ以下で、１０％引張応力緩和率は４５％以下であった。一方、比較例９〜１２は、雰囲気温度２５℃における１０％引張応力０．４ＭＰａ以上１．３ＭＰａ以下、１０％引張応力緩和率４５％以下という条件をともに満たしているものはなかった。
【００６０】
以上、本発明に関して、主に図２及び図３に示すハブシールを基に説明したが、例えば図５〜図１３に示すようなシールに適用しても同様の効果が得られる。
【００６１】
図５は、図２に示したシール装置１２ａにおいて、スリンガ１０６の外側円輪部１１３を角度αだけ傾斜させ、弾性部材１０７の外側シールリップ１１４の摺接面を、軸受ユニット中心を中心とする半径Ｒの球面またはその接円水面に形成したものである。このような構成により、軸受にモーメント荷重が作用するなどして内・外輪に相対傾きが発生する際に、締め代変化を少なくでき、通常の形状で相対傾きが発生して締め代が小さく漏水の危険性が高いような状態でも、締め代が変化し難いため、内・外輪同軸状態（相対傾き未発生の状態）での締め代を小さく設定できる。従って、密封性向上と低トルク化とを同時に達成できる。
【００６２】
また、シール装置１２ａは、図６に示すように、スリンガ１０６に装着した第１のシールリップ１２０ａと、芯金１０５に装着した第２のシールリップ１２０ｂとを備える構成とすることができる。ここで、芯金１０５の第１のシールリップ１２０ａと接触する摺接面１０５ａは、前記半径Ｒの略球面形状に沿って凸球面形状で斜めに、あるいは前記半径Ｒの略球面形状の接線に沿って円錐面形状で斜めに形成されており、シール性能と密封性とを両立している。
【００６３】
更に、シール装置１２ａは、図７に示すように、第１のシールリップ１２０ａと第２のシールリップ１２０ｂとがそれぞれ、平行に対向する芯金１０５及びスリンガ１０６の摺接面に接触する構成とすることもできる。
【００６４】
また、シール装置１２ａは、図８に示すように、第１のシールリップ１２０ａと第２のシールリップ１２０ｂとを備え、第１のシールリップ１２０ａのラビリンス突起１２１ａと第２のシールリップ１２０ｂのラビリンス突起１２１ｂとの間に寸法ｔのラビリンス１２５が形成された構成とすることもできる。また、第２のシールリップ１２０ｂのラビリンス突起１２１ｂが前記半径Ｒの凸球面に形成される一方、第１のシールリップ１２０ａのラビリンス突起１２１ａは同様に前記半径Ｒにｔ分を足した半径の凹球面に形成されているため、ラビリンス１２５も前記半径Ｒと同心の球面に沿った円弧状断面を有する。更に、第１のシールリップ１２０ａ及び第２のシールリップ１２０ｂには共に、ラビリンス１２５の略中央部において凹部１３０ａ，１３０ｂが形成されており、これによりラビリンス１２５の中間に矩形断面の膨張空間１３１が形成されて流体の拡大縮小抵抗が増大することにより、ラビリンス１２０による密閉効果が向上する。尚、ラビリンス１２５による密閉効果は、膨張空間１３１を複数形成することにより更に高まる。このような構成によれば、ラビリンス１２０のシール効果によりシールの密封性が向上する。また、密封性が同一ならば、リップ締め代を小さくできるので低トルク化が達成できる。
【００６５】
一方、シール装置１２ｂを図９に示す構成とすることもできる。ここで、内輪相当部材３には、前記半径Ｒの略球面形状に沿って凹球面形状で斜めに、または前記半径Ｒの略球面形状の接線に沿って円錐面形状で斜めに摺動面２３０が形成されており、この摺動面２３０に、外輪相当部材１に芯金２１６を介して固定された弾性部材２１７のサイドシールリップ２１８が直接摺接している。
【００６６】
また、シール装置１２ｂは、図１０に示すように、内輪相当部材３に前記半径Ｒに沿う同様の傾斜面２３０と、前記半径Ｒと同心で小径の半径Ｒａの略球面形状に沿って凹球面形状で斜めに、または前記半径Ｒａの略球面形状の接線に沿って円錐面形状で斜めに摺動面２４０とを形成するとともに、弾性部材２１７のサイドシールリップ２１８を前記半径Ｒに沿う傾斜面２３０に、サイドシールリップ２１９を半径Ｒａに沿う傾斜面２４０に直接摺接させる構成とすることもできる。
【００６７】
シール装置１２ａ，１２ｂは、図１１〜図１３に示すような一対のシールリング３３０，３４０で構成することもできる。図１１に示す構成では、一対のシールリング３３０，３４０は軸方向に略平行に隣接して設けられたおり、一方のシールリング３３０の側方（図中の右方）に延出したシールリップ３３１の先端縁を、他方（図中の右方）のシールリング３４０を構成する芯金３６０の側面に全周に亙って摺接させている。また、一対のシールリング３３０，３４０のうち、一方のシールリング３３０は、その外周縁部を外輪相当部材（図示せず）の内周面に係止すると共に、その内周縁を内輪相当部材（図示せず）の外周面に全周に亙って摺接させる。これに対して他方のシールリング３４０は、その内周縁部を内輪相当部材（図示せず）の外周面に係止すると共に、その外周縁を外輪相当部材（図示せず）の内周面に全周に亙って摺接させる。
【００６８】
図１２に示すシール構成では、シールリング３４０の芯金３６０の中央部が、前記半径Ｒの略球面形状に沿って凹球面形状で斜めに、または前記半径Ｒの略球面形状の接線に沿って円錐面形状で斜めに形成してあり、この周接面３６１にシールリング３３０のシールリップ３３１が摺接する。
【００６９】
また、図１３に示すシール構成は、図１１に示したシール構成に、寸法ｔのラビリンス３７０を設けたものである。即ち、シールリング３４０には前記半径Ｒに沿う傾斜面３６２が形成されており、一方シールリング３３０には前記範囲系Ｒと同心で寸法ｔ分小径の半径に沿ってラビリンス突起３３５が形成されており、傾斜面３６２とラビリンス突起３３５によりラビリンス３７０を形成している。このようなシール構成では、ラビリンス３７０のシール効果によりシールの密封性が向上する。また、密封性が同一ならば、リップ締め代を小さくできるので低トルク化が達成できる。
【００７０】
更に、本発明の車輪用転がり軸受は、上記した内輪回転方式の他に、外輪回転方式にも当然適用することができ、同様の効果が得られる。
【００７１】
また、ハブユニット軸受は軸受まわりの相手部材とのユニット化の程度により、現在では第１世代、第２世代及び第３世代に分類・呼称されているが、本発明はこれらについても適用できる。ここでは図１４に第１世代ハブユニット軸受、並びに図１５〜図１７に第２世代ハブユニット軸受を例示して説明する。
【００７２】
図１４には第１世代ハブユニット５００として、背面組み合わせ軸受の外輪を一体化した複列アンギュラ玉軸受を例示してある。図示されるように、内輪５０１及び外輪５０２には、それぞれ２列に軌道面が形成されており、転動体である玉５０３が共通の保持器５０４により転動自在に保持されている。そして、外輪５０２の両端部には、内輪５０１との隙間を密封するために、例えば図５に示したシール装置１２ａが固定される。
【００７３】
図１５〜図１７には何れも第２世代ハブユニット６００として、背面組み合わせ軸受の外輪を一体化した複列アンギュラ玉軸受を例示してある。尚、図１５は外輪回転タイプ従動輪用の複列アンギュラ玉軸受６００を示しており、内輪６０１にスピンドル（図示せず）が挿入され、ナット（図示せず）により締め付けられる。また、外輪６０２はフランジが一体化されており、ハブボルト６１０によりホイール及びディスクヴレーキ（図示せず）に固定する構成となっている。そして、フランジ付きの外輪５０２の両端部には、内輪６０１との隙間を密封するために、例えば図５に示したシール装置１２ａが固定される。
【００７４】
また、図１６は内輪回転タイプ従動輪用の複列アンギュラ玉軸受６００を示しており、内輪６０１にはハブスピンドル（図示せず）が圧入され、ナット（図示せず）により締め付けられる。また、外輪６０２はフランジが一体化されており、車体（図示せず）に固定する構成となっている。そして、フランジ付きの外輪６０２の両端部には、内輪６０１との隙間を密封するために、例えば図５に示したシール装置１２ａが固定される。
【００７５】
また、図１７は内輪回転タイプ駆動輪用の複列アンギュラ玉軸受６００を示しており、内輪６０１にはホイールハブとドライブシャフト（図示せず）が係合される。また、外輪６０２はフランジが一体化されており、アクスルハウジング（図示せず）に固定する構成となっている。そして、フランジ付きの外輪６０２の両端部には、内輪６０１との隙間を密封するために、例えば図５に示したシール装置１２ａが固定される。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の車輪用転がり軸受は、シール装置が、雰囲気温度２０〜７０℃における損失正接ｔａｎδの最大値が０．４０以下であるゴム組成物からなる弾性部材を備えるため、泥水に浸漬するような過酷な環境下で使用されても、優れた密封性能を有し、長期にわたり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】本発明の車輪用転がり軸受の一例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】実施例において密封性試験に用いた試験装置を示す概略断面図である。
【図５】本発明の転がり軸受の他のシール装置を示す部分拡大図である。
【図６】本発明の転がり軸受の更に他のシール装置を示す部分拡大図である。
【図７】本発明の転がり軸受の更に他のシール装置を示す部分拡大図である。
【図８】本発明の転がり軸受の更に他のシール装置を示す部分拡大図である。
【図９】本発明の転がり軸受の更に他のシール装置を示す部分拡大図である。
【図１０】本発明の転がり軸受の更に他のシール装置を示す部分拡大図である。
【図１１】本発明の転がり軸受の更に他のシール装置を示す部分拡大図である。
【図１２】本発明の転がり軸受の更に他のシール装置を示す部分拡大図である。
【図１３】本発明の転がり軸受の更に他のシール装置を示す部分拡大図である。
【図１４】第１世代ハブユニット軸受の一例を示す断面図である。
【図１５】第２世代ハブユニット軸受の一例を示す断面図である。
【図１６】第２世代ハブユニット軸受の他の例を示す断面図である。
【図１７】第２世代ハブユニット軸受の更に他の例を示す断面図である。
【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
１０ 転動体
１１ 保持器
１２ａ シール装置
１２ｂ シール装置
１０５ 芯金
１０６ スリンガ
１０７ 弾性部材
２１７ 弾性部材
Claims (1)
- 車両の車軸部に装着され車輪を回転自在に支持するための転がり軸受であって、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車輪用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が、雰囲気温度２０〜７０℃における損失正接ｔａｎδの最大値が０．４０以下であるゴム組成物からなることを特徴とする車輪用転がり軸受。
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Cited By (2)
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| US11906050B2 (en) | 2021-05-03 | 2024-02-20 | BRUSS Sealing Systems GmbH | Radial shaft sealing ring |
-
2002
- 2002-08-12 JP JP2002234868A patent/JP2004076798A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US11906050B2 (en) | 2021-05-03 | 2024-02-20 | BRUSS Sealing Systems GmbH | Radial shaft sealing ring |
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