(57)【要約】【課題】接触しながら回転するゴムシールのクリープや摩耗を軽減して、長時間にわたりシールの機能を維持すること。【解決手段】内輪及び外輪から構成される両輪と、両輪の間に転動自在に配設された複数の転動体と、両輪のいずれか一方に取り付けられ両輪の間に介在されたシール材と、を備える転がり軸受において、シール材は、鉱油がカプセル全重量に対して５０質量％以上内包されたカプセルを成形後シール材全量に対して２質量％以上５０質量％未満配合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪及び外輪から構成される両輪と、
前記両輪の間に転動自在に配設された複数の転動体と、
前記両輪のいずれか一方に取り付けられ、前記両輪の間に介在されたシール材と、を備える転がり軸受であって、
前記シール材は、鉱油がカプセル全重量に対して５０質量％以上内包されたカプセルを成形後シール材全量に対して２質量％以上５０質量％未満配合されたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
転がり軸受の内輪と外輪のいずれか一方に取り付けられ、当該両輪の間に介在されたシール材であって、
鉱油がカプセル全重量に対して５０質量％以上内包されたカプセルを成形後シール材全量に対して２質量％以上５０質量％未満配合されたことを特徴とするシール材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触しながら回転するゴムシールのクリープや摩耗を軽減することができ、長時間にわたりシールの機能を維持することができる転がり軸受及びシール材に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来例に係る転がり軸受の要部の断面図である。図４（ａ）は、図３に示した接触シールの正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。
【０００３】
玉軸受１は、接触シール９を備えた密封型の玉軸受である。玉軸受１は、外輪２と、内輪５と、複数個の転動体である玉８と、保持器１４と、接触シール９を備えている。
【０００４】
外輪２の内周面３には、玉８の半径より僅かに大きい曲率半径の円弧状の断面を有する外輪軌道面３ａが形成されている。また、内輪５の外周面６には、外輪軌道面３ａと同様に、玉８の半径より僅かに大きい曲率半径の円弧状の断面を有する内輪軌道面６ａが形成されている。
【０００５】
外輪軌道面３ａと内輪軌道面６ａとの間に形成された軌道内には、保持器１４によって円周方向に所定の間隔で整列して保持された複数個の玉８が転動自在に配設されている。
【０００６】
また、外輪２の内周面３の両端部に設けられた外輪シール溝４には、密封型の接触シール９が固定されている。また、内輪５の外周面６の両端部には内輪シール溝７が設けられており、接触シール９は、外輪シール溝４と内輪シール溝７との間を封止するように装着されている。
【０００７】
図４（ｂ）に示すように、接触シール９は、芯金部９ａがゴムシール部９ｂで被覆されて円環状に構成されている。なお、芯金部９ａを設けずにゴムシール部のみの態様とすることも可能である。接触シール９は、外径側に外周部１０が設けられており、内径側にリップ部１１が設けられている。外周部１０は、外輪シール溝４に固定され、リップ部１１は、内輪シール部７に接触して、運転時に摺動する。これにより、軸受外部からの異物の侵入や、軸受内部からのグリースやオイル１５の漏れを防いでいる。接触シール９は、壁部１３に、接触シール９の両面を貫通する空気孔１２が少なくとも１つ設けられている。壁部１３は、ほぼ平板状に形成されており、外輪２の内周面３と内輪５の外周面６との間の高さに、外輪２及び内輪５と接触しない状態で配置されている。これに関連するものとして、特許文献１がある。
【特許文献１】特開平５−２７２５４３号公報
【特許文献２】特開２００６−２７８８号公報
【特許文献３】特開２００５−２９９７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、軸受の接触シール９は、両接触シールとなっており、内輪とシール材が常に接触した状態になっている。こういったシール材の場合、グリースの漏れ等を抑えるためには有効であるが、シール材と内輪の摺動部分を潤滑することは非常に難しく、発熱やトルク上昇に繋がってしまう。これに関連するものとして、特許文献２がある。
【０００９】
また、シール材の中に油を含有させる技術も開示されているが、摺動部分の潤滑性能は良くなるものの、機械的強度（この場合引張強度）が弱くなってしまう。また、潤滑剤の滲み出しによる寸法収縮が大きくなる問題点も発生する。これに関連するものとして、特許文献３がある。
【００１０】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、接触しながら回転するゴムシールのクリープや摩耗を軽減することができ、長時間にわたりシールの機能を維持することができる、転がり軸受及びシール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】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明に係る転がり軸受は、
内輪及び外輪から構成される両輪と、
前記両輪の間に転動自在に配設された複数の転動体と、
前記両輪のいずれか一方に取り付けられ、前記両輪の間に介在されたシール材と、を備える転がり軸受であって、
前記シール材は、鉱油がカプセル全重量に対して５０質量％以上内包されたカプセルを成形後シール材全量に対して２質量％以上５０質量％未満配合されたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るシール材は、
転がり軸受の内輪と外輪のいずれか一方に取り付けられ、当該両輪の間に介在されたシール材であって、
鉱油がカプセル全重量に対して５０質量％以上内包されたカプセルを成形後シール材全量に対して２質量％以上５０質量％未満配合されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、接触しながら回転するゴムシールのクリープや摩耗を軽減することができ、長時間にわたりシールの機能を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に係る転がり軸受及びシール材を図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
本実施の形態では、シール材は、鉱油がカプセル全重量に対して５０質量％以上内包されたカプセルを成形後シール材全量に対して２質量％以上５０質量％未満配合されたことを特徴とする。
【００１６】
本実施の形態に使用されるシール材の主成分となるゴムは、特に限定されるものではないが、シール材の形状を形成および維持する役割を果たすために耐油性能に優れることが好ましく、アクリロニトリルブタジエンゴムやアクリルゴムを使用することが好ましい。
【００１７】
本実施の形態に使用されるカプセルの内包物である鉱油は、減圧蒸留、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、硫酸洗浄、白土精製、水素化精製等を適宜組み合わせて、粘度指数が１００以上となるように精製した鉱油が好ましい。そして、粘度指数が１２０以上となるように精製した、いわゆる高精製度鉱油がより好ましい。
【００１８】
鉱油のカプセル重量に対する含有量は、５０質量％以上が好ましい。５０質量％未満では、シール材が成形されたときの含油効果が不十分である。
【００１９】
鉱油の動粘度は特に限定されないが、４０℃での動粘度が１０〜４００ｍｍ２／ｓが好ましい。これは、転がり軸受の使用温度に応じて変えれば良い。
【００２０】
本実施の形態に使用されるカプセルの膜材は、特に限定されるものではないが、シール材成形時の温度に耐えられるものを選ぶ必要がある。
【００２１】
具体的には、メチロール化メラミン膜、ポリウレタン系膜、ポリイミド系膜等が挙げられ、耐熱涙を考えるとin situ法によって合成されるメチロール化メラミン膜が特に好ましい。
【００２２】
カプセルの成形後のシール材全量に対する配合量は、２質量％以上５０質量％未満が好ましい。
【００２３】
２質量％未満であると、含油効果がほとんど得られない。また、５０質量％以上とすると、成形後のシール材全量に対する鉱油量が多くなってしまうため、機械的特性に問題が生じてしまう。より好ましくは、１０質量％以上４０質量％未満である。
【００２４】
カプセルの一次平均粒径は、特に限定されるものでないが、大きすぎるとシール材成形時にうまく分散されないため、好ましくは５μｍ以下、より好ましくは３μｍ以下、最も好ましくは、１μｍ以下である。
【００２５】
シール材のゴム並びに必要に応じて配合される充填材は、直接溶融混練機を用いて混練してもよいし、混合機で予備混合した後に溶融混練機へ供給する事もできる。溶融混練する際の温度は、充填材を除く各成分の溶融が十分進行し、且つ分解しない温度を適宜選定すればよい。
【００２６】
本実施の形態に係るカプセル含有ゴム材料の成形方法は、通常の加熱硬化型プレス法である。
【００２７】
尚、本実施の形態のシール材は、カプセル含有のカプセルとゴムを必須の構成成分とし、必要に応じて充填材を配合して形成されるが、本発明の目的を損なわない範囲で、更に適量の各種充填材（剤）や各種安定剤を配合してもよい。
【００２８】
例えば、有機充填材、無機充填材、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光保護剤、耐熱安定剤、難燃剤、帯電防止剤、過酸化物分解剤、流動性改良剤、非粘着性付与剤、離型剤、増核剤、固体潤滑剤、顔料、染料等を含んでいてもよい。
【００２９】
また、本実施の形態のカプセルに含浸される鉱油は、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、酸化防止剤、防錆剤、極圧剤、油性剤、粘度指数向上剤、摩耗防止剤等を含んでいてもよい。
【００３０】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明の効果を説明するために、実施例および比較例を示すが、本発明は、これらに限定されるものではない。また、本発明は、主に軸受シールを例として説明しているが、本発明のシール材は、他の部分でも、目的が同様なら使用が可能である。
【００３２】
約１８０℃でカプセル（一次平均粒径９００μｍ、鉱油含有量５０質量％）を混ぜたＮＢＲシール材（形状は、図４（ａ）（ｂ）参照）を射出成形し、成形体（シール）を、図３に示される内径５ｍｍ、外形１３ｍｍ、幅４ｍｍのミニアチュア玉軸受（汎用リチウム石けんグリースも封入）に組み込み、回転試験に供した。
【００３３】
回転試験は、内輪回転数５０００ｒｐｍ、スラスト荷重３ｋｇｆ、雰囲気温度８０℃の条件下で行い、軸受焼き付き時間を測定し、実施例１の測定結果を１として相対評価値を表１に示した。
【００３４】
【表１】
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また、表１それぞれの組成で引張試験ができる形を作製し、引張試験（ＪＩＳ  Ｋ  ７１１１）で引張強度を測定し、比較例１の値を１として相対評価値を表１に併記した。
【００３５】
表１の実施例１〜４及び比較例１，２のカプセル含有量と焼付き寿命、カプセル含有量と引張強度の関係を図１に示した。
【００３６】
また、実施例１の組成でカプセル重量に対する内包物質（鉱油）を変化させたカプセルを混ぜて成形したもの数種類のそれぞれのシール材摩耗比を測定し、それらの関係（相対比較）を図２に示した。
【００３７】
以上説明したように、本発明によれば、鉱油がカプセル全重量に対して５０質量％以上内包されたカプセルが配合されたシール材を使用することによって引張強度の低下（実施例１と比較例１、比較例３より）を防ぎ、且つ良好な焼付き寿命を示すことが分かる。
【００３８】
また、カプセルの配合量が成形後のシール材全量に対して２質量％以上５０質量％未満であると最も好ましい効果が得られることが図１より分かる。
【００３９】
さらに、シール中の鉱油量が１質量％未満、つまりカプセル添加量が２質量％未満ではシール摩耗量が大きくなってしまうため適していないことが図２より分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】シール材全量に対するカプセル配合量に対する焼付き寿命比の関係を示す図である。
【図２】シール材中の潤滑剤量に対するシール摩耗量比の関係を示す図である。
【図３】従来例に係る転がり軸受の要部の断面図である。
【図４】（ａ）は、図３に示した接触シールの正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  転がり軸受
２  外輪
３  内輪
３ａ  外輪軌道面
４  外輪シール溝
５  内輪
６  外周面
６ａ  内輪外周面
７  内輪シール溝
８  玉（転動体）
９  接触シール
９ａ  芯金部
９ｂ  ゴムシール部
１０  外周部
１１  リップ部
１２  空気孔
１３  壁部
１４  保持器
１５  オイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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