JPH0710555U - 転がり軸受用接触シール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 転がり軸受用接触シールを、潤滑オイルやグ
リースなどの潤滑剤が存在しない軌道輪との摺接面にお
いても、その摺動抵抗の小さいものとする。 【構成】 外輪１と内輪２とからなる軌道輪に跨がる環
状の接触シール５を、ジエン系ゴム１００重量部に対し
て平均粒径が１μｍ〜２００μｍの球状カーボン粉末を
５〜１２０重量部添加した潤滑性ゴム組成物から形成す
る。所定粒径の球状カーボン粉末は、弾性を有するゴム
材料に埋もれることなく摺動相手材に接触して効率よく
摩擦低減効果を発揮する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は転がり軸受用接触シールに関し、特にダスト、オイル、グリース等 を遮断する転がり軸受用接触シールに関する。

【０００２】

【従来の技術】

転がり軸受用接触シールを装着した転がり軸受の構造を図１を用いて説明する と、このものは、グリースを密封したラジアル軸受の接触シールであって、外輪 １と内輪２とからなる軌道輪の間に配置された保持器３には鋼球４が収容されて おり、軸方向の両端部には対の軌道輪に跨がる幅で環状の接触シール５を取り付 けてグリースが外部に流れ出るのを防止している。このような接触シール５は、 外輪１と一体に固定されていると共に内輪２に摺接する二重のシールリップ６を 有しており、シールリップ６の内側部分をグリースシール部６ａとし、外側をダ ストシール部６ｂとしてグリースを密封しダストを遮蔽するようにしていた。

【０００３】 また、図２に示すものは、潤滑油（オイル）を密封したラジアル軸受の接触シ ールであって、外輪１１と内輪１２との間に保持器１３でもって鋼球１４を収容 しており、断面溝型で環状の接触シール１５のシールリップの内側の周縁１６で オイルを密封し、外側の周縁１７で塵埃（ダスト）をシールしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記した従来の転がり軸受用接触シールは、シールリップの内側の部 分はグリースまたは潤滑オイルに接触しているので摺動抵抗は充分に低くなるが 、ダストシール部は潤滑剤に接触しないので、軌道輪との摺動抵抗が大きいとい う問題点がある。

【０００５】 そこで、この考案は上記した問題点を解決し、転がり軸受用接触シールを、潤 滑オイルやグリースなどの潤滑剤が存在しない軌道輪との摺接面においても、そ の摺動抵抗の小さいものとすることを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するため、この考案においては、転がり軸受の軌道輪に介在 し、この軌道輪に摺接して転がり軸受内部を密封する転がり軸受用接触シールに おいて、この転がり軸受用接触シールの前記軌道輪に対する摺接面を、ジエン系 ゴムに平均粒径が１〜２００μｍの球状カーボン粉末を添加した潤滑性ゴム組成 物で形成した構成を採用したのである。 以下に、その詳細を述べる。

【０００７】 まず、この考案に用いるジエン系ゴムは、ジエンモノマーを単独重合もしくは 共重合させて得られるゴムであり、周知のゴム材料を限定することなく採用する ことができる。

【０００８】 このようなジエン系ゴムの代表例としては、天然ゴムの他、ブタジエンゴム、 イソプレンゴム、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニト リル−ブタジエンゴムなどの合成ゴムを例示することができる。

【０００９】 次に、この考案に用いる球状カーボン粉末は、一次粒子の粒径が１〜２００μ ｍ、好ましくは１〜４０μｍの球状のものを用いる。なぜなら、粒径１μｍ未満 の小径では、前記したジエン系ゴムに分散混合されて摺動面に露出した際に、ジ エン系ゴムの被圧による弾性変形によって埋没した状態となり、摺動相手材に接 して荷重を支えることができないためである。また、２００μｍを越える大径で は、表面の平滑性が悪くなって好ましくない。球状カーボン粉末のこのような条 件を成形後の組成物において満足させるためには、ゴムに混練した際にその球形 状が破壊されず、微細化しない剛性を有するカーボン粉末を採用することは勿論 である。

【００１０】 このような球状カーボン粉末の添加量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して 、５〜１２０重量部が好ましく、より好ましくは１０〜１００重量部である。５ 重量部未満の少量では、摺動特性を向上させることができず、１２０重量部を越 える多量では、ゴム弾性がなくなり即ち脆くなって好ましくないからである。

【００１１】 球状カーボン粉末の製造法については、特に限定されるものではないが、前記 所定の一次粒子径のものを得るためには、いわゆる液相炭化法または固相炭化法 によることが適当である。製造例としては、下記(1) 〜(3) が挙げられる。

【００１２】 (1) フェノール樹脂、ナフタレン樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、ジビニル ベンゼン重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体のうちの少なくとも一種 を出発材料とし、これらの原料から公知のエマルジョン重合法によって球状粒子 を調製し、更にこの球状粒子を窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性雰囲気下ま たは真空下で焼成することによって炭素化および／または黒鉛化する。

【００１３】 (2) フェノール類にホルマリン発生化合物を用いて製造されたノボラック型ま たはレゾール型のフェノール樹脂に、必要に応じて公知の充填材を含有させ、そ のままかまたはヘキサメチレンテトラミンなどの架橋剤を加えて、加熱し硬化物 とした後、粉砕して所定の粒子径とする。

【００１４】 (3) コールタールまたはコールタールピッチを３５０〜５００℃に加熱するこ とにより、低分子物が重合反応して生成した球状グラフアイトを分離精製する。

【００１５】 以上述べたような球状カーボン粉末の市販品としては、上記した日本カーボン 社製：カーボンマイクロビーズ ＩＣＢ，ＭＣの他にも、鐘紡社製：ベルパール Ｃ−２０００、大阪ガス社製：メソカーボンマイクロビーズが挙げられ、また 商品の態様として炭素質または黒鉛質のいずれのものであってもよい。

【００１６】 また、この考案の潤滑性ゴム組成物には、ゴム工業において一般的に用いられ る各種添加剤を適宜併用してもよい。このような添加剤としては、たとえば、イ オウ加硫系や有機過酸化物加硫系の加硫剤、カーボンブラック、シリカ、クレー 、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウ ム、酸化アルミニウム、タルク、マイカ、カオリナイト、ベントナイト、シラス 、炭化ケイ素、アラミド樹脂、フェノール樹脂などからなる粉末状または繊維状 の充填剤、亜鉛華、脂肪酸などの加硫助剤、グアニジン類、サルファイド類、ア ルデヒド−アミン類などの加硫促進剤、ステアリン酸亜鉛、亜リン酸鉛、亜リン 酸バリウムなどの安定剤、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレートなどの可 塑剤、アミン類、フェノール類などの老化防止剤、２，６−ジ−ｔブチル−ｐ− クレゾールなどの酸化防止剤、アクリロニトリル誘導体などの紫外線吸収剤、酸 化アンチモン、酸化ジルコンなどの難燃剤、カドミウムイエロー、フタロシアン ブルー、チタン白などの着色剤、四フッ化エチレン樹脂、グラファイトなどの固 体潤滑剤を挙げることができる。

【００１７】 以上述べたようなこの考案の転がり軸受用接触シールの摺接面を形成する材料 およびその他の添加剤は、混合して所要の転がり軸受用接触シール、またはその 摺接面を形成する所要厚みの摺動部材に成形する。材料の混合方法としては、オ ープンロール、バンバリーミキサー、ニーダなどの周知の混合機を用いて一括混 合すればよく、成形するときには、プレス、圧延、押出し用の各種汎用成形機、 またはゴム用の射出成形機を用いることができる。

【００１８】 プレス成形をする場合は、１４０〜１７０℃で、５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ² の加 熱加圧条件で１０〜３０分加硫して成形すればよい。

【００１９】 また、このような成形により、スラストワッシャ状の転がり軸受用接触シール のリップ状の部分または、リップ状の部分のうち、軌道輪に接する部分のみを、 平均粒径が１〜２００μｍの球状カーボン粉末を添加した潤滑性ゴムで形成し、 その他の部分を一般成形用の合成ゴム、プラスチックまたは金属で複合成形して もよい。

【００２０】

【作用】

この考案に係る転がり軸受用接触シールは、軌道輪との接触面を形成する潤滑 性ゴム組成物が所定の形状と大きさの球状のカーボン粉末を有するので、これが 摺動面に現れた際に、弾性を有するゴム材料に埋もれることなく摺動相手材に接 触して、効率よく摩擦低減効果を発揮し、同時に荷重を支えて耐摩耗性、低摩擦 特性および耐熱性に優れた特性を発揮する。

【００２１】

【実施例】

実施例および比較例に用いた原材料を一括して示すと以下の通りである。なお 〔 〕内にはそれぞれ略号を示し、これら原材料の配合割合は、全て重量部であ る。

【００２２】 (1) アクリロニトリルブタジエンゴム〔ＮＢＲ〕 日本合成ゴム社製：ＪＳＲ２３７Ｈ (2) 球状カーボン粉末〔Ｃ−１〕 日本カーボン社製：ＩＣＢ２０２０、平均粒径２０μｍ 炭素・黒鉛質 (3) 球状カーボン粉末〔Ｃ−２〕 日本カーボン社製：ＩＣＢ０５２０、平均粒径５μｍ 炭素・黒鉛質 (4) カーボン粉末〔Ｃ−３〕 旭カーボン社製：ＨＡＦ、平均粒径２６ｎｍ (5) カーボン粉末〔Ｃ−４〕 ＭＴカーボン、平均粒径５００ｎｍ (6) 四フッ化エチレン樹脂〔ＰＴＦＥ〕 三井デュポンフロロケミカル社製：ＴＬＰ１０Ｆ１ (7) タルク（日本滑石精錬社製） (8) イオウ（細井化学社製） (9) 亜鉛華〔ＺｎＯ〕（三井金属社製） (10) ステアリン酸 (11) Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド〔ＣＺ〕 大内新興化学工業社製 (12) テトラメチルチラウムジスルフィド〔ＴＭＴＤ〕 大内新興化学工業社製 (13) ジオクチルフタレート〔ＤＯＰ〕 (14) ワックス系老化防止剤〔老化防止剤〕 大内新興化学工業社製：サンノックＣＷ 〔実施例１〜４〕 ジエン系ゴム、球状カーボンおよび各種充填剤を表１に示す割合で配合し、オ ープンロールを用いて充分に混合した後、１７０℃、５分間プレスによる加熱加 圧成形をして、長さ１５０ｍｍ、幅１５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの板状のゴム加硫物 を得た。この成形体を試験片とし、転がり軸受用接触シールとして転がり軸受に 装着した場合を想定して以下に示すように、(1) 摩擦摩耗試験、(2) 非粘着性試 験、(3) 弾性体の一般特性試験、(4) 耐衝撃強度試験を行ない、これらの測定結 果を表２にまとめた。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】 (1) 摩擦摩耗試験 試験片を内径１７ｍｍ、外径２１ｍｍ、厚さ２ｍｍのリング状に加工し、これ を内径１７ｍｍ、外径２１ｍｍ、厚さ１０ｍｍのＳＰＣＣリング片に重ねて接着 し、リング状の試験片とした。そして、摺動相手材は、ＳＵＪ２（軸受鋼）の内 径６ｍｍ、外径３３ｍｍ、厚さ６ｍｍの円盤として、これらをスラスト型摩擦摩 耗試験機に装着して評価した。測定条件は、滑り速度１０ｍ／分、面圧３ｋｇｆ ／ｃｍ² とし、５０時間後の摩擦係数または摩耗係数（×１０^-10 ｃｍ³ ／ｋｇ ｆ・ｍ）とした。

【００２６】 (2) 非粘着性試験 試験片の水に対する接触角度をゴニオメータ式接触角度測定器で測定し、接触 角度の大きいものほど非粘着性が良いものと評価した。

【００２７】 (3) 弾性体の一般特性試験 試験片を用いてＪＩＳ−Ｋ６３０１による引張り強度（ｋｇｆ／ｃｍ² ）、伸 び（％）、高度（ＪＩＳ−Ａ）を調べた。

【００２８】 (4) 耐衝撃強度試験 試験片を用いてＡＳＴＭ−Ｄ２５６によるアイゾット衝撃強度（ｋｇｆ−ｃｍ ／ｃｍ² ）を求めた。

【００２９】 〔比較例１および比較例２〕 表１に示す割合で諸原材料を配合し、実施例１〜４と全く同様の操作を行なっ て加硫成形体を作成した。この成形体について実施例１〜４と全く同様の測定を 行ない、その結果を表２にまとめた。

【００３０】 表２の測定値からも明らかなように、実施例１〜４は、いずれも摩擦係数が小 さく、特に平均粒径が２０μｍの球状カーボン粉末を添加した実施例３で、その 値が最も小さかった。したがって、転がり軸受用接触シールとして転がり軸受に 装着した場合に、潤滑オイルやグリースなどの潤滑剤が存在しない軌道輪との摺 接面においても、その摺動抵抗は小さくなるものと認められた。また、実施例１ 〜４は弾性耐の一般的特性も優れていた。

【００３１】 これに対し、添加されたカーボン粉末がｎｍ単位の粒径で超微粒子である比較 例１および比較例２は、実施例の摩擦係数値に比較して１．５〜３．６倍の値を 示し、所定のカーボン粉末以外では、転がり軸受用接触シールとして長時間の摺 動条件での使用に耐えないことが明らかであった。

【００３２】

【効果】

この考案は、以上説明したように、ジエン系ゴムをベース材料とする潤滑性ゴ ム組成物に、球状で所定の大きさを有するカーボン粉末を添加した潤滑性ゴムか ら転がり軸受用接触シールの摺接面を形成したので、摺動面に介在するカーボン 粉末が、摺動相手材に接触して効率よく摩擦低減効果を発揮するようになり、潤 滑オイルやグリースなどの潤滑剤が存在しない軌道輪との摺接面においても、そ の摺動抵抗の小さい転がり軸受用接触シールとなる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】グリースを密封した転がり軸受の要部断面図

【図２】潤滑油を密封した転がり軸受の要部断面図

【符号の説明】

１、１１ 外輪 ２、１２ 内輪 ３、１３ 保持器 ４、１４ 鋼球 ５、１５ 接触シール ６ シールリップ ６ａ グリースシール部 ６ｂ ダストシール部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 転がり軸受の軌道輪に介在し、この軌道
   輪に摺接して転がり軸受内部を密封する転がり軸受用接
   触シールにおいて、 この転がり軸受用接触シールの前記軌道輪に対する摺接
   面を、ジエン系ゴムに平均粒径が１〜２００μｍの球状
   カーボン粉末を添加した潤滑性ゴム組成物で形成したこ
   とを特徴とする転がり軸受用接触シール。