(57)【要約】【課題】  密封性能を確保しつつ、低トルク化された状態を長期間に亘って維持することができ、シール寿命の長い密封部材を提供する。【解決手段】  相手部材のリップ当たり面と摺接するリップ先端を有する弾性部材を備えた密封部材であって、前記リップ先端の表面は粗面であり、前記弾性部材はゴムを含有するゴム組成物からなり、前記弾性部材の少なくとも前記リップ先端の表層には、カルボニル基及び／又はヒドロキシル基を有する表面改質層が設けられている密封部材。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手部材のリップ当たり面と摺接するリップ先端を有する弾性部材を備えた密封部材であって、
前記リップ先端の表面は粗面であり、
前記弾性部材はゴムを含有するゴム組成物からなり、
前記弾性部材の少なくとも前記リップ先端の表層には、カルボニル基及び／又はヒドロキシル基を有する表面改質層が設けられていることを特徴とする密封部材。
【請求項２】
前記粗面のＲｚは、３〜２０μｍである請求項１に記載の密封部材。
【請求項３】
前記表面改質層の厚さは、前記粗面のＲｚより大きく、５０μｍ以下である請求項１又は２に記載の密封部材。
【請求項４】
前記ゴムは、ジエン系ゴム、又は、ＥＰＤＭである請求項１〜３のいずれかに記載の密封部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
グリース封入軸受には、外輪に圧入され、内輪のリップ当たり面を摺動する軸受シールが装着されている。この軸受シールは、軸受の外部から液体や異物が軸受の内部に侵入したり、軸受の内部のグリースが軸受の外部に漏洩したりすることを防止する役割を担っている。特に、耐水性能及び耐防塵性能が求められる環境下では、高密封性の軸受シールを装着した軸受が求められている。また、近年の省エネルギー化の要請から、軸受においてはトルクの低減も求められている。
そのため、軸受シールは、密封性能の確保と低トルク化との両立が求められている。
【０００３】
軸受シールの低トルク化を図る技術として、例えば、特許文献１には、軸受シールが備えるシールリップにおいて、内輪のリップ当たり面に対して接触するリップ先端の全体に微小な凹凸部を設ける技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２０５５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、高い耐水性が求められるなど比較的過酷な環境下で使用される軸受では、軸受シールのリップ先端と相手部材のリップ当たり面との摺接する部分のグリースが洗い流されやすく、上記グリースが洗い流されると上記摺接する部分の潤滑が不良になり、その結果、上記リップ先端の摩耗が促進されることがあった。そして、上記リップ先端の摩耗が促進されると、上記リップ先端に設けられた凹凸部が摩耗によって消失し、その結果、摺動摩擦の増加、更にはシールトルクの増加を引き起こすことがあった。このように、特許文献１で提案された技術では、長期間に亘って低トルクを維持することが困難なことがあった。
【０００６】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、低トルク化された状態を長期間に亘って維持することができる密封部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の密封部材は、相手部材のリップ当たり面と摺接するリップ先端を有する弾性部材を備えた密封部材であって、
上記リップ先端の表面は粗面であり、
上記弾性部材はゴムを含有するゴム組成物からなり、
上記弾性部材の少なくとも上記リップ先端の表層には、カルボニル基及び／又はヒドロキシル基を有する表面改質層が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の密封部材は、弾性部材におけるリップ先端の表面が粗面であり、かつ上記リップ先端の表層に表面改質層が設けられている、上記表面改質層は、官能基として−Ｃ＝Ｏ基（カルボニル基）及び／又は−ＯＨ基（ヒドロキシル基）を有する層であり、硬度が高く耐摩耗性に優れた層である。上記表面改質層は、例えば、後述するエポキシ化処理等を施すことによってゴムにカルボニル基やヒドロキシル基が導入されてなる層である。
従って、上記密封部材では、上記弾性部材における上記リップ先端の表面が、微小な凹凸を有する粗面であり、かつ摩耗しにくい上記表面改質層で構成されている。そのため、上記密封部材は、密封性能を確保しつつ、低トルク化された状態を長期間に亘って維持することができ、シール寿命の長い密封部材である。
【０００９】
上記密封部材において、上記粗面のＲｚは、３〜２０μｍであることが好ましい。
この場合、上記密封部材は、低トルク化を図りつつ、優れた密封性能を確保するのにより適している。
本発明の密封部材において、上記Ｒｚとは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：１９９４に準拠した十点平均粗さＲｚである。
【００１０】
上記密封部材において、上記表面改質層の厚さは、上記粗面のＲｚより大きく、５０μｍ以下であることが好ましい。
この場合、上記密封部材は、達成された低トルク化を長期間に亘って維持しつつ、優れた密封性能を確保するのにさらに適している。
【００１１】
上記密封部材において、上記ゴムは、ジエン系ゴム、又は、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）であることが好ましい。
これらのゴムは、ジエン化合物をモノマー成分としており、主鎖に炭素−炭素二重結合を有している。そのため、エポキシ化処理によって、ゴムにカルボニル基やヒドロキシル基が導入された表面改質層を設けるのに特に適している。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の密封部材は、密封性能を確保しつつ、低トルク化された状態を長期間に亘って維持することができ、シール寿命の長い密封部材である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る密封部材を示す概略断面図である。
【図２】図１に示した密封部材が装着された深溝玉軸受を示す概略断面図である。
【図３】図１に示した密封部材における弾性部材のリップ先端近傍を模式的に示す断面図である。
【図４】表面改質層を形成する方法を説明するための断面図である。
【図５】（ａ）は実施例１におけるエポキシ化処理前の密封部材に相当するサンプルのＩＲ測定結果であり、（ｂ）は実施例１におけるエポキシ化処理後の密封部材に相当するサンプルのＩＲ測定結果である。
【図６】実施例及び比較例で作製した密封部材の摩耗試験の結果を示すグラフである。
【図７】（ａ）は比較例３で作製した密封部材の摩耗試験後の観察画像であり、（ｂ）は実施例１で作製した密封部材の摩耗試験後の観察画像である。
【図８】実施例及び比較例で作製した密封部材のトルク試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る密封部材を示す概略断面図である。図２は、図１に示した密封部材が装着された深溝玉軸受を示す概略断面図である。図３は、図１に示した密封部材における弾性部材のリップ先端近傍を模式的に示す断面図である。
本発明の実施形態に係る密封部材は、例えば、グリース封入軸受の深溝玉軸受１００（図２参照）等の転がり軸受を密封するための密封部材（軸受シール）１０として使用することができる。
【００１５】
深溝玉軸受１００は、図２に示すように、外輪２と、内輪３と、複数の玉（転動体）４と、環状の保持器５と、環状の密封部材１０とを備えている。
本実施形態では、軸方向に関して、軸受の内部から外部へ向かう側（又は方向）を軸方向外側（又は軸方向外方）といい、軸受の外部から内部へ向かう側（又は方向）を軸方向内側（又は軸方向内方）という。
【００１６】
外輪２及び内輪３は、共に、軸受鋼や浸炭鋼などの軸受用鋼を用いて環状に形成された部材である。外輪２は、内周面の軸方向中央部に玉４が転動する外輪軌道面２０が設けられている。また、外輪２の内周面の軸方向両側部のそれぞれには、環状段部２１が設けられており、密封部材１０は、この環状段部２１に内嵌して固定されている。
内輪３は、外周面の軸方向中央部に玉４が転動する内輪軌道面３０が設けられている。また、内輪３の外周面の軸方向両側部のそれぞれの周面３１には、密封部材１０のリップ部１２ｃ（図１参照）のリップ先端１４が摺接可能に接触している。内輪３においては、上記周面３１がリップ当たり面である。
【００１７】
複数の玉４は、外輪２と内輪３との間の環状空間６に設けられており、深溝玉軸受１００が回転すると、これら玉４は、保持器５によって保持された状態で、外輪軌道面２０及び内輪軌道面３０を転動する。
保持器５は、外輪２及び内輪３間で玉４を保持しており、玉４を保持するためのポケット５ａが周方向に沿って等間隔に設けられている。
【００１８】
密封部材１０は、環状空間６の軸方向両側に設けられ、環状空間６を密封するための部材である。
密封部材１０は、図１に示すように、金属環１１と、この金属環１１に固定されている環状の弾性部材１２とを有している。
金属環１１は、金属（例えば、ＳＰＣＣ等）製の環状部材であり、円筒部１１ａと、円筒部１１ａの軸方向外側端部から径方向内方に延びる環状板部１１ｂと、環状板部１１ｂの径方向内側端部から、径方向内方側で、かつ軸方向内方側に延びる環状の屈曲部１１ｃとを有している。
【００１９】
弾性部材１２は、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等のゴムを含有するゴム組成物からなり、金属環１１に固定されている。
弾性部材１２は、環状に形成されており、金属環１１の円筒部１１ａの外周面を覆うように設けられた外周部１２ａと、金属環１１の環状板部１１ｂ及び屈曲部１１ｃの軸方向外側面を覆うように設けられた本体部１２ｂ、本体部１２ｂの内周端から延び、金属環１１よりも径方向内方に設けられた断面略くの字形状のリップ部１２ｃとを有している。
【００２０】
密封部材１０は、金属環１１の円筒部１１ａが弾性部材１２の外周部１２ａを介して、外輪２に内嵌して固定されている。
また、密封部材１０は、リップ部１２ｃの内周面に備えるリップ先端１４で締め代をもって内輪３におけるリップ当たり面である周面３１と摺接可能に接触している。
【００２１】
密封部材１０が有する弾性部材１２は、リップ部１２ｃの表層に表面改質層１３が設けられている。このように、内輪３と摺接するリップ先端１４に表面改質層１３が設けられた密封部材１０は、内輪３との摺動抵抗を低減し、深溝玉軸受１００が回転した際のシールとしてのトルクを低く抑えることができる。
密封部材１０において、表面改質層１３は、少なくとも相手部材（内輪３）と摺接するリップ先端１４に設けられていれば良く、弾性部材１２の表層全体に設けられていても良い。
【００２２】
弾性部材１２は、リップ先端１４を、内輪３のリップ当たり面である周面３１に摺接させることによって、深溝玉軸受１００の内部に封入されたグリースが外部に漏洩することを防止するとともに、外部から塵埃、水、泥水などが深溝玉軸受１００の内部に侵入することを防止している。
【００２３】
弾性部材１２は、ゴムを含むゴム組成物からなる。
上記ゴムとしては、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などのジエン系ゴムや、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）などが好ましい。
これらのゴムは、ジエン化合物をモノマー成分とするため、主鎖に炭素−炭素二重結合を有しており、後述する過ギ酸等の過酸と反応させる処理によって、ゴムに−Ｃ＝Ｏ基（カルボニル基）及び／又は−ＯＨ基（ヒドロキシル基）が導入された変性ゴムからなる表面改質層を設けるのに適している。
上記ゴムとしては、ニトリルゴム（ＮＢＲ）がより好ましい。ＮＢＲは、電子吸引性を持つ官能基を有しているので、ポリマー骨格の二重結合での求核反応が生じやすくなり、エポキシド生成反応が進行しやすいと考えられる。
【００２４】
弾性部材１２は、内輪３と摺接するリップ先端１４（リップ部１２ｃの内周面）に微小な凹凸が設けられている。即ち、弾性部材１２では、相手部材と摺接するリップ先端１４の表面が粗面である。この場合、弾性部材１２と内輪３との摩擦力を小さくすることができるため、深溝玉軸受１００が回転した際における密封部材１０のシールとしてのトルクを小さくすることができる。
本発明の実施形態に係る密封部材において、上記粗面は、上記弾性部材における少なくとも相手部材と摺接するリップ先端１４に設けられていれば良い。
【００２５】
上記粗面のＲｚは、３〜２０μｍが好ましい。
上記Ｒｚが３μｍ未満では、密封部材１０の低トルク化を図ることが難しい場合がある。一方、上記Ｒｚが２０μｍを超えると、弾性部材１２（リップ部１２ｃの内周面）と内輪３との間に隙間が生じてしまい、密封部材１０による密封性能が低下してしまうことがある。
【００２６】
弾性部材１２におけるリップ部１２ｃの表層には、上述した通り、表面改質層１３が設けられている。
表面改質層１３は、表面改質層１３より内側の内層部分１１２（図３参照）を構成するゴムが変性されてなる層であり、官能基として−Ｃ＝Ｏ基（カルボニル基）及び／又は−ＯＨ基（ヒドロキシル基）を有している。表面改質層１３は官能基としてエポキシ基を有していても良い。
このような表面改質層１３は、耐摩耗性に極めて優れた層である。
【００２７】
表面改質層１３を形成する方法としては、例えば、未改質の弾性部材を過ギ酸溶液と接触させる方法等が挙げられる。
上記ゴムがニトリルゴム等の主鎖に炭素−炭素二重結合を有するゴムである場合、未改質の弾性部材が過ギ酸溶液と接触すると、下記式（１ａ）及び（１ｂ）、で示される反応が進行することによって、ニトリルゴム等の主鎖にエポキシ基が導入され、更にはヒドロキシル基、カルボニル基が導入される。
以下、本明細書では、このような処理を「エポキシ化処理」ともいう。
【００２８】
【化１】
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【００２９】
上記過ギ酸溶液は、ギ酸と過酸化水素とを混合して調製した溶液である。両者を混合すると、下記式（２）に示す通り、過ギ酸溶液を得ることができる。
【００３０】
【化２】
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【００３１】
表面改質層１３の厚さＴは特に限定されないが、好ましい上限は５０μｍである。
表面改質層１３の厚さＴが５０μｍを超えると、弾性部材１２におけるリップ先端付近の硬さが硬くなりすぎて、使用時に相手部材に対する追従性が低下し、密封性能が不充分になることがある。
一方、表面改質層１３の厚さＴの下限は、上記Ｒｚより大きいことが好ましい。
表面改質層１３の厚さＴが上記Ｒｚ以下の場合には、耐摩耗性に劣るため微小な凹凸が消失しやすく、上記リップ先端の表面を粗面にして達成した低トルク状態を長期間に亘って維持することが困難な場合がある。
本発明において、表面改質層１３の厚さＴとは、表面改質層１３とその内側の内層部分１１２との境界から、表面改質層１３の表面における上記Ｒｚを算出する際の基準線までの距離をいう。
【００３２】
表面改質層１３の厚さＴは、過ギ酸溶液との接触時間や、過ギ酸溶液におけるギ酸と過酸化水素とのモル比等によって調整することができる。
なお、上記表面改質層を形成する場合には、酢酸と過酸化水素との混合液など、過ギ酸溶液以外の過酸溶液を用いても良い。
【００３３】
上記ゴム組成物は、上記ゴム以外に、必要に応じて、例えば、充填剤、老化防止剤、補強剤、可塑剤、カップリング剤、加工助剤、導電性付与剤、摩耗改良剤などの添加剤を本発明の目的が阻害されない範囲内で、適量を含有していても良い。
【００３４】
本発明の実施形態に係る密封部材は、例えば、下記の工程（１）〜（４）を経る方法で製造することができる。
（１）未加硫ゴム、架橋剤、更には必要に応じて配合する充填剤などの任意成分を均一な組成となるように混練して、原料組成物を調製する。
【００３５】
（２）上記工程（１）とは別に、密封部材の形状に対応した形状を有する成形金型を用意し、この成型金型の内壁面のうち、弾性部材において微小な凹凸（粗面）を形成する部分に相当する壁面をショット加工等によって粗化面とする。ここで、成型金型の内壁面に設けた粗化面の粗さに関する寸法は、上記弾性部材に設ける粗面の上記Ｒｚを考慮して適宜選択すれば良い。
（３）上記工程（２）で用意した成形金型内に金属環を設置し、その後、上記工程（１）で調製した原料組成物を充填し、加硫圧縮成形することによって、金属環とこの金属環に固定された弾性部材とを一体成形する。
【００３６】
（４）その後、上記工程（３）で成形した弾性部材を過ギ酸溶液等の過酸溶液（以下、エポキシ化処理液ともいう）と接触させることにより、弾性部材の表面の一部に、上記表面改質層を形成する。
図４は、表面改質層を形成する方法を説明するための断面図である。
本工程（４）では、例えば、図４に示すように、未処理の密封部材１１０を容器（図示せず）内に載置し、弾性部材のリップ部付近のみがエポキシ化処理液２１と接触するように、供給ノズル２２を介してエポキシ化処理液２１を供給する。
また、本工程（４）では、エポキシ化処理液２１と接触した後の弾性部材に必要に応じて加熱処理を施しても良い。
このような工程を経ることにより、本発明の実施形態に係る密封部材を製造することができる。
【００３７】
本発明の実施形態に係る密封部材は、軸受シールに限定されず、弾性部材のリップ先端が相手部材のリップ当たり面と摺接して所定の領域を密封するものであれば良い。従って、上記密封部材は、接触シール全般において使用することができる。
また、上記密封部材は、グリース等の潤滑剤の存在下で使用するものであることが好ましいが、潤滑剤の非存在下で使用するものであっても良い。
【実施例】
【００３８】
次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例のみに限定されるものではない。
【００３９】
（実施例１）
本実施例では、図１に示した形状の密封部材１０を作成した。
（１）成型金型の内壁面であって、弾性部材１２のリップ部１２ｃの内周面を成形する領域の壁面にショット加工を施して粗化面を形成した。
ここで、上記成型金型に形成した粗化面の粗さは、後述する工程を経て弾性部材のリップ部を成形した際に、金型内壁の粗化面が転写されることによって設けられた上記リップ部の粗面のＲｚが約１４μｍとなるように設定した。なお、上記リップ部の粗面のＲｚは、成形後、レーザ顕微鏡を用いた計測によって確認した。
【００４０】
（２）未加硫のＮＢＲ、加硫剤（硫黄）及びカーボンブラックを含有する原料組成物を、図１に示した金属環１１とともに上記工程（１）で用意した成形金型内で加熱しながら加硫圧縮成形し、図１に示した外観形状を有する密封部材（エポキシ処理前）を作製した。
【００４１】
（３）次に、上記工程（２）で作製した密封部材のリップ先端周辺を、液温２５℃のエポキシ化処理液と３０分間接触させた（図４参照）。その後、８０℃×６０ｍｉｎの加熱処理を行い、リップ先端の表面を含むリップ部の表面に表面改質層を形成した。
本工程で使用したエポキシ化処理液は、ギ酸（８８ｗｔ％水溶液）と過酸化水素水（３５ｗｔ％水溶液）と純水とを、重量比で、ギ酸：過酸化水素水：純水＝３０：６５：５とになるように混合した溶液である。
また、上記の条件で表面改質層を形成した場合、上記表面改質層の厚さは４０〜５０μｍとなる。このことは、上記の条件と同条件で作製した表面改質層を備えたゴム片の断面観察によって確認している。
このような工程（１）〜（３）を経て密封部材を作製した。
【００４２】
また、上記工程（３）のエポキシ化処理によって上記表面改質層が形成されていることは、上記工程（２）で作製したエポキシ化処理前の密封部材のリップ部、及び、上記工程（３）を経たエポキシ化処理後の密封部材のリップ部のそれぞれに相当するＩＲ測定用サンプルを作製し、このサンプルに含まれる官能基をＩＲ（赤外分光法）によって検出し、確認した。
ここで、ＩＲ測定用サンプルは、カーボンブラックを配合しなかった以外は上記工程（２）で調製した原料組成物と同じ組成の組成物を調製した後、上記工程（２）及び工程（３）と同条件で処理することによって作製した。また、ＩＲ測定は、ＩＲ測定用サンプルをクライオミクロトームで薄片化した後、顕微鏡透過法によって行った。
図５（ａ）はエポキシ化処理前の密封部材に相当するサンプルのＩＲ測定結果であり、（ｂ）はエポキシ化処理後の密封部材に相当するサンプルのＩＲ測定結果である。
図５（ａ）、（ｂ）に示したように、上記エポキシ化処理を施すことによって、ゴムにカルボニル基（１６００ｃｍ−１付近）及びヒドロキシル基（３２００〜３４００ｃｍ−１付近）が導入された表面改質層が形成されていることが確認できた。
【００４３】
（比較例１）
下記（ａ）及び（ｂ）の点を変更した以外は実施例１と同様にして、密封部材を作製した。
（ａ）実施例１の工程（１）は行わず、金型としては内壁面の平滑な金型を使用した。
（ｂ）実施例１の工程（３）は行なわなかった。
従って、比較例１で作製した密封部材は、リップ先端の表面が平滑であり、かつリップ先端に表面改質層が設けられていない。
【００４４】
（比較例２）
下記（ａ）の点を変更した以外は実施例１と同様にして、密封部材を作製した。
（ａ）実施例１の工程（１）は行わず、金型としては内壁面の平滑な金型を使用した。
従って、比較例２で作製した密封部材は、リップ先端の表面が平滑であり、かつリップ先端には表面改質層が形成されている。
【００４５】
（比較例３）
下記（ｂ）の点を変更した以外は実施例１と同様にして、密封部材を作製した。
（ｂ）実施例１の工程（３）は行なわなかった。
従って、比較例３で作製した密封部材は、リップ先端の表面に設けられた粗面のＲｚが約１４μｍであり、かつリップ先端に表面改質層が設けられていない。
【００４６】
（密封部材の摩耗試験）
実施例１及び比較例１〜３で作製した密封部材を、深溝玉軸受（型番：６３０２）に装着し、回転速度８０００ｍｉｎ−１で２００時間駆動した。２００時間経過後、試験品及び新品（未試験品）のリップ先端の断面形状を比較し、摩耗面積に基づいて試験品の摩耗量（ｍｇ）を算出した。
結果を図６に示した。図６は、実施例及び比較例で作製した密封部材の摩耗試験の結果を示すグラフである。
また、図７には、摩耗試験後の密封部材におけるリップ先端の顕微鏡観察画像を示した。
図７（ａ）は比較例３で作製した密封部材の摩耗試験後の観察画像であり、（ｂ）は実施例１で作製した密封部材の摩耗試験後の観察画像である。
【００４７】
（密封部材のトルク試験）
実施例１及び比較例１〜３で作製した密封部材について、新品（未試験品）、及び、上述した摩耗試験において２００時間使用した後の試験品のそれぞれを対象に、下記の手法にて軸受シールとしてのトルクを測定した。
結果を図８に示した。図８は、実施例及び比較例で作製した密封部材のトルク試験の結果を示すグラフである。
［試験方法］
密封部材を深溝玉軸受（型番：６３０２）に装着し、回転速度１８００ｍｉｎ−１（密封部材のリップ先端の周速２．４ｍ／ｓ）、温度は室温（自然昇温）の条件で駆動した。ここで、上記密封部材は、リップ部の周辺にウレア系グリースを塗布して深溝玉軸受に装着した。
本試験では、深溝玉軸受を１０分間駆動させて密封部材の挙動が安定した状態でトルクを測定した。
上記軸受シールとしてのトルクの算出は、密封部材を装着した状態で測定した上記軸受のトルクから、上記密封部材を取り外して測定した上記軸受のトルクを差し引くことにより行った。
図８に示したように、実施例１で作製した密封部材は、初期状態から低トルクで駆動し、その状態を長期間に亘って維持することできることが明らかとなった。
【００４８】
また、実施例及び比較例の評価結果から、本発明の実施形態に係る密封部材は、平滑な表面を有するリップ先端に表面改質層を形成した密封部材（比較例２）と比べて、リップ先端が顕著に摩耗しにくく、達成された低トルク状態を長期間に亘って維持するのに特に適していることが明らかとなった。
ここで、本発明の実施形態に係る密封部材のリップ先端が顕著に摩耗しにくい理由については、下記のように考えている。
【００４９】
上記密封部材において、弾性部材のリップ先端と相手部材のリップ当たり面との間にグリース等の潤滑剤が供給され、油膜が形成された場合、この部分の潤滑状態は「ストライベック曲線」における混合潤滑領域と想定される。
ここで、比較例２のようにリップ先端の表面に表面改質層が設けられているものの、当該表面が平滑である場合には、上記油膜の厚さが薄いため、リップ先端と相手部材のリップ当たり面との真実接触部が上記リップ先端の表面が粗面である場合に比べて多くなる。
そのため、この場合には、摺動発熱が大きくなって表面粘着性が増加することになる。従って、比較例２のような密封部材では、表面改質層を設けることによって表面粘着性の増加をある程度は抑制することができるものの、その効果は上記リップ先端の表面が粗面である場合に比べて乏しく、使用時におけるリップ先端の摩耗量は大きくなってしまうと考えられる。
【００５０】
一方、実施例１のようにリップ先端の表面が粗面であり、当該表面に表面改質層が設けられている場合には、粗面を構成する微小な凹凸による動圧効果で上記油膜の厚さが増大し、それに伴ってリップ先端と相手部材のリップ当たり面との真実接触部は少なくなる。
そのため、この場合には、摺動発熱が小さくなり、表面粘着性の増大を著しく抑制することができる。その結果、使用時におけるリップ先端の摩耗量を予想外に小さくすることができていると考えている。
【符号の説明】
【００５１】
２：外輪、３：内輪、４：転動体、５：保持器５、１０：密封部材、１１：金属環、１２：弾性部材、１２ｃ：リップ部、１３：表面改質層、１４：リップ先端、２１：エポキシ化処理液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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