(57)【要約】【課題】シール材の摺動部が摩耗して隙間が生じた場合でも、潤滑剤の漏れを確実に防止すること。【解決手段】駆動力や操舵力を伝達する車両用ハブユニット軸受に於いて、当該車両用ハブユニット軸受のシール部材１２ａは、芯金１４と、スリンガ１５と、シール材１６とから成る。シール材１６は、ゴムの如きエラストマー等の弾性材により造られて、外側、中間、内側の３本のシールリップ２１、２２、２３を備え、上記芯金１４にその基端部を結合固定している。シール材１６は、撥油剤をカプセル全重量に対して３０質量％以上内包したカプセルが成形後前記シール材全量に対して２質量％以上５０質量％以下配合されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪及び外輪と、
前記内輪及び外輪の間に転動自在に配設された複数の転動体と、
前記内輪及び外輪のいずれか一方に取り付けられ、前記内輪及び外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、撥油剤をカプセル全重量に対して３０質量％以上内包したカプセルが成形後前記シール材全量に対して２質量％以上５０質量％以下配合されている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、当該内輪及び外輪の間に介在されたシール材であって、
撥油剤をカプセル全重量に対して３０質量％以上内包したカプセルが成形後前記シール材全量に対して２質量％以上５０質量％以下配合されていることを特徴とするシール材。
【請求項３】
駆動力や操舵力を伝達する車両用ハブユニット軸受に於いて、
当該軸受のシール材は、撥油剤をカプセル全重量に対して３０質量％以上内包したカプセルが成形後前記シール材全量に対して２質量％以上５０質量％以下配合されていることを特徴とする車両用ハブユニット軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受、シール材、及び車両用ハブユニット軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来例に係る転がり軸受の要部の断面図である。図５（ａ）は、図４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１０１は、接触シール１０９を備えた密封型の玉軸受である。玉軸受１０１は、外輪１０２と、内輪１０５と、複数個の転動体である玉１０８と、保持器１１４と、接触シール１０９を備えている。
【０００４】
外輪１０２の内周面１０３には、玉１０８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１０３ａが形成されている。また、内輪１０５の外周面１０６には、外輪軌道面１０３ａと同様に、玉１０８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１０６ａが形成されている。
【０００５】
外輪軌道面１０３ａと内輪軌道面１０６ａとの間に形成された軌道内には、保持器１１４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１０８が転動自在に配設されている。
【０００６】
また、外輪１０２の内周面１０３の両端部に設けられた外輪シール溝１０４には、密封型の接触シール１０９が固定されている。また、内輪１０５の外周面１０６の両端部には内輪シール溝１０７が設けられており、接触シール１０９は、外輪シール溝１０４と内輪シール溝１０７との間を封止するように装着されている。
【０００７】
図５（ｂ）に示すように、接触シール１０９は、芯金部１０９ａがゴムシール部１０９ｂで被覆されて円環状に構成されている。なお、芯金部１０９ａ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１０９は、外径側に外周部１１０が設けられており、内径側にリップ部１１１が設けられている。外周部１１０は、外輪シール溝１０４に固定され、リップ部１１１は、内輪シール溝１０７に接触して、運転時に摺動する。
【０００８】
このように、両接触シール１０９によって、転動体１０８の設置部分に存在するオイル１１５（グリース）や発生したダスト（発塵）が外部に漏洩したり、或は外部に浮遊する塵芥が転動体１０８の設置部分に浸入したりするのを防止している。これに関連するものとして、特許文献１がある。
【０００９】
なお、接触シール１０９は、壁部１１３に、接触シール１０９の両面を貫通する空気孔１１２が少なくとも１つ設けられている。壁部１１３は、ほぼ平板状に形成されており、外輪１０２の内周面１０３と内輪１０５の外周面１０６との間の高さに、外輪１０２及び内輪１０５と接触しない状態で配置されている。
【特許文献１】特開平５−２７２５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
軸受の接触シール１０９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。
【００１１】
しかしながら、シール材と内輪との摺動等によりシールが摩耗することによって、隙間が生じ、徐々に潤滑剤が漏れやすくなってくる。
【００１２】
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、シール材の摺動部が摩耗して隙間が生じた場合でも、潤滑剤の漏れを確実に防止することができる、転がり軸受、シール材、及び車両用ハブユニット軸受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】
【００１３】
上記の目的を達成するため、本発明に係る転がり軸受は、
内輪及び外輪と、
前記内輪及び外輪の間に転動自在に配設された複数の転動体と、
前記内輪及び外輪のいずれか一方に取り付けられ、前記内輪及び外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、撥油剤をカプセル全重量に対して３０質量％以上内包したカプセルが成形後前記シール材全量に対して２質量％以上５０質量％以下配合されていることを特徴とする。
【００１４】
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、当該内輪および外輪の間に介在されたシール材であって、
撥油剤をカプセル全重量に対して３０質量％以上内包したカプセルが成形後前記シール材全量に対して２質量％以上５０質量％以下配合されていることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明に係る車両用ハブユニット軸受は、
駆動力や操舵力を伝達する車両用ハブユニット軸受に於いて、
当該軸受のシール材は、撥油剤をカプセル全重量に対して３０質量％以上内包したカプセルが成形後前記シール材全量に対して２質量％以上５０質量％以下配合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、シール材の摺動部が摩耗して隙間が生じた場合でも、潤滑剤の漏れを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態に係る転がり軸受、シール材、及び車両用ハブユニット軸受を図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
本実施の形態では、シール材は、撥油剤をカプセル全重量に対して３０質量％以上内包したカプセルが成形後前記シール材全量に対して２質量％以上５０質量％以下配合されていることを特徴とする。
【００１９】
これにより、シール摩耗時にカプセルが破断し、撥油剤が放出される。そうすると、撥油剤が放出された所は、撥油性となるので、グリースは漏れない。
【００２０】
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。
【００２１】
本実施の形態に使用されるカプセルの内包物である撥油剤の種類等は、特に限定されるものではなく、撥油作用を持つシリコン系やフッ素系のものならどれを用いても構わない。フッ素系としては，例えば日本メクトロン株式会社製のノックスガードシリーズが選択できる。
【００２２】
カプセル内包物のカプセル全重量に対する割合は、３０質量％以上が好ましい。３０質量％未満では、シール材の摺動部分の撥油効果が小さくなる。
【００２３】
シール材のゴムとカプセルは、それぞれを加熱して混合させ成形するが、混合時の分散状態が良くなるように、一次平均粒径は、１０ｎｍ〜１００μｍ未満が好ましく、より好ましい範囲は、ｌ００ｎｍ〜１０μｍである。
【００２４】
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。
【００２５】
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、耐熱面、耐久性等を考えると、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。
【００２６】
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％以下が好ましい。２質量％未満であると、撥油効果はほとんど得られない。
【００２７】
また、５０質量％以上とすると、成形時のゴム材の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％以下である。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、本実施の形態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。
【００３２】
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。
【００３３】
以上から、本実施の形態では、接触しながら摺動するシール材に摩擦が生じるが、この摩擦力によってシール材に混合されたカプセルが割れるため、接触部に摩耗が生じた場合も潤滑剤の漏れを最小限にくい止めることが可能となる。結果として、長時間にわたりシール材の機能及び軸受の機能を維持することができる。
【００３４】
本実施の形態に係るシール材は、例えば、車両の車輪を懸架装置に支持する為に、車両用ハブユニットの軸受のシール材に使用する。
【００３５】
図１は、独立式の懸架装置に支持される駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、４ＷＤ車の全輪）用の車両用ハブユニット軸受の断面図である。
【００３６】
外輪相当部材である外輪１は、その外周面に形成した取付部２により、懸架装置に支持固定されて、使用時にも回転しない。この様な外輪１の内径側には内輪相当部材３を、この外輪１と同心に設け、使用時にこの内輪相当部材３が回転する様にしている。
【００３７】
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の中心部にはスプライン孔６を、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を、それぞれ形成している。車両への組み付け時に上記スプライン孔６には、図示しない等速ジョイントに付属したスプライン軸を挿入し、上記取付フランジ７には車輪を固定する。
【００３８】
又、上記外輪１の内周面に複列の外輪軌道８、８を、上記ハブ４の中間部外周面と上記内輪５の外周面とに内輪軌道９、９を、それぞれ形成している。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、それぞれ複数個ずつ設けて、上記外輪１の内側での内輪相当部材３の回転を自在としている。
【００３９】
尚、上記各転動体１０、１０は、それぞれ保持器１１、１１により、転動自在に保持している。又、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軸受の場合には、転動体としてテーパころを使用する場合もある。
【００４０】
更に、上記外輪１の内端部内周面と上記内輪５の内端部外周面との間、並びに、この外輪１の外端部内周面と上記ハブ４の中間部外周面との間に、それぞれシール部材１２ａ、１２ｂを設け、上記外輪１の内周面と上記内輪相当部材３の外周面との間で、上記各転動体１０、１０を設置した空間１３の両端開口を塞いでいる。
【００４１】
上記シール部材１２ａは、それぞれ図２に示す様に構成している。図２は、図１の右端部に組み込んだシール部材を取り出して示す部分拡大断面図である。
【００４２】
上記空間１３の内端（車両への組み付け時に幅方向中央側になる端を言い、図１の右端）開口部を塞ぐシール部材１２ａは、図２に示す様に、芯金１４と、スリンガ１５と、シール材１６とから成る。
【００４３】
このうちの芯金１４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、一体成形している。
【００４４】
この様な芯金１４は、上記外輪１の内端部内周面に内嵌固定自在な外径側円筒部１７と、この外径側円筒部１７の軸方向外端縁（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１８とを備えた、断面略Ｌ字形で全体を円環状としている。
【００４５】
又、上記スリンガ１５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、一体成形している。
【００４６】
この様なスリンガ１５は、前記内輪５の内端部外周面に外嵌固定自在な内径側円筒部１９と、この内径側円筒部１９の内端縁（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２０とを備えた、断面Ｌ字形で全体を円環状としている。
【００４７】
又、上記シール材１６は、ゴムの如きエラストマー等の弾性材により造られて、外側、中間、内側の３本のシールリップ２１、２２、２３を備え、上記芯金１４にその基端部を結合固定している。
【００４８】
上記空間１３の内外方向に関して、最も外側に位置する外側シールリップ２１の先端縁を上記スリンガ１５を構成する外側円輪部２０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２２及び内側シールリップ２３の先端縁を、上記スリンガ１５を構成する内径側円筒部１９の外周面に摺接させる事により、前記空間１３内からのグリースの漏洩を防止すると共に、外部からこの空間１３内に、塵挨、水、泥水等の異物が進入する事を防止している。
【実施例】
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
約１８０℃でメラミン樹脂カプセル（一次平均粒径９００ｎｍ、ノックスガードＳＴ−４２０（日本メクトロン株式会社製）含有量は、カプセル全量に対して５０質量％）を混ぜたＮＢＲシール材（形状は、図５参照）を射出成形（各組成割合は、表１に示すとおり）し、成形体（シール）を、図４に示される内径５ｍｍ、外径１３ｍｍ、幅４ｍｍのミニアチュア玉軸受（汎用リチウム石けん（ちょう度２４５）グリース封入）に組込んで、内輪回転数５０００ｒｐｍ、スラスト荷重３ｋｇｆ、雰囲気温度８０℃の条件下で２４時間回転させ、その後の漏れ量を測定した。
【００５２】
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。  
【表１】
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【００５３】
また、表１それぞれの組成で引張試験ができる形に樹脂を成型し、引張試験（ＪＩＳ  Ｋ  ７１１１）で引張強度を測定し、実施例１の値を１として相対評価値を表１に併記した。
【００５４】
表１の実施例１〜５及び比較例１、２のカプセル含有量とグリース漏れ量の関係、カプセル含有量と引張強度の関係を図３に示した。
【００５５】
以上説明したように、本発明によれば、撥油剤がカプセル全重量に対して３０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を保ちつつ、且つ潤滑剤の漏れ量を大きく減少させることが分かる。
【００５６】
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１０質量％以上４０質量％以下であると最も好ましい効果が得られることが図３より分かる。
【００５７】
また、図１及び図２に示すようなハブユニット軸受のシール部材のゴム部分を、実施例１〜５及び比較例１、２の組成で成型し、それを用いて剥離確認試験を行った。
【００５８】
試験軸受は、日本精工（株）製の名番４０ＫＷＤ０２Ｕ４２（転動体は、コロを使用）のハブユニット軸受を用いた。
【００５９】
グリースは、協同油脂（株）製汎用グリースを封入した。
【００６０】
ラジアル荷重は、８．１６ｋＮ、アキシアル荷重は、５．７１ｋＮ、回転数は、３６０ｒｐｍの条件で行った。
【００６１】
試験は、ハブユニット軸受全体を回転前に一度水に約５秒浸漬させてから始め、２４時間回転させた。
【００６２】
試験後に軸受を分解し、剥離が生じているか光学顕微鏡にて確認した。
【００６３】
剥離が確認できなかった場合は、○印、微小な剥離が確認された場合は、△印、目視でも確認できる程度の剥離が確認された場合は、×印とし、表１に併記した。
【００６４】
以上から、撥油剤は、水もはじく作用があるため、ハブユニット軸受において、系内へ水を混入させることを防ぐ効果が高いと考えられ、剥離を生じにくくさせる効果があることが分かる。
【００６５】
なお、本発明は、上述した実施の形態及び実施例に限定されず、種々変形可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の対象となる駆動輪用の車両用ハブユニット軸受の断面図である。
【図２】図１の右端部に組み込んだシール部材を取り出して示す部分拡大断面図である。
【図３】実施例１〜５及び比較例１、２のカプセル含有量とグリース漏れ量の関係、カプセル含有量と引張強度の関係を示すグラフである。
【図４】従来例に係る転がり軸受の要部の断面図である。
【図５】（ａ）は、図４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】
【００６７】
１  外輪
２  取付部
３  内輪相当部材
４  ハブ
５  内輪
６  スプライン孔
７  取付フランジ
８  外輪軌道
９  内輪軌道
１０  転動体
１１  保持器
１２ａ  シール部材
１３  空間
１４  芯金
１５  スリンガ
１６  シール材
１７  外径側円筒部
１８  内側円輪部
１９  内径側円筒部
２０  外側円輪部
２１  外側シールリップ
２２  中間シールリップ
２３  内側シールリップ
２４  芯金
２５  シール材
１０１  転がり軸受
１０２  外輪
１０３  内輪
１０３ａ  外輪軌道面
１０４  外輪シール溝
１０５  内輪
１０６  外周面
１０６ａ  内輪外周面
１０７  内輪シール溝
１０８  玉（転動体）
１０９  接触シール
１０９ａ  芯金部
１０９ｂ  ゴムシール部
１１０  外周部
１１１  リップ部
１１２  空気孔
１１３  壁部
１１４  保持器
１１５  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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【図５】
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