(57)【要約】【課題】多量の防錆油を塗布しなくても十分な防錆性を有する転がり軸受を提供する。【解決手段】深溝玉軸受は、内輪１と、外輪２と、内輪１及び外輪２の間に転動自在に配された複数の玉３と、内輪１及び外輪２の間に複数の玉３を保持する保持器４と、外輪２の両端部の内周面に取り付けられたシール５，５と、を備えている。シール５は、リング状の芯金５ａと樹脂製弾性部材５ｂとが一体成形されて構成されており、樹脂製弾性部材５ｂは、気化性防錆剤が配合された樹脂組成物で構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪又は前記外輪に滑り接触又は近接する樹脂製弾性部材を有するシールと、を備える転がり軸受において、前記樹脂製弾性部材は気化性防錆剤を含有することを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種装置や機器の回転支持部分には転がり軸受が組み込まれるが、通常このような転がり軸受には、封入されたグリースの漏洩や外部からの異物の侵入を防ぐためにシールが取り付けられている。この転がり軸受の内輪，外輪，転動体は、通常軸受鋼と呼ばれる高炭素クロム鋼（ＪＩＳ  Ｇ４８０５又はＡＩＳＩ  ５２１００）で構成されているが、この鋼は錆び易いので、保管や出荷に際しては、転がり軸受の内部や表面に多量の防錆油が塗布されている。
【特許文献１】特開２０００−２０５２８１号公報
【特許文献２】特開平１１−３３６７６５号公報
【特許文献３】特開平８−１４３０６９号公報
【特許文献４】特開２０００−１２０７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、転がり軸受は、その用途や目的によって内輪や外輪に別部材が取り付けられる場合がある。例えば、事務機器等に使用される転がり軸受や自動車のアイドラプーリー用の軸受では、外輪に樹脂製のローラー，歯車，プーリをインサート成形や圧入によって取り付ける場合がある。しかしながら、その場合に、外輪の外径面に塗布されている防錆油の塗布量が多すぎると、インサート成形時に防錆油を巻込んで成形不良となるおそれがある。
【０００４】
そうすると、樹脂本来の強度が発現できず転がり軸受の使用中に破損したり、外輪とローラー，歯車，プーリとの固定力が低下し、長時間の稼働の間に両者の間に滑りが生じてローラー，歯車，プーリが脱落してしまうおそれがある。
そこで、従来は、樹脂製のローラー，歯車，プーリをインサート成形する場合には、事前に表面の防錆油を拭き取っていた。しかしながら、拭き取りが不十分もしくは過剰である場合があった。また、拭き取り中に水分が混入して、錆が発生するという問題もあった。
【０００５】
また、ＶＴＲのドラムスピンドル用等の精密小型モータ等に使用される転がり軸受では、内輪と軸との固定及び外輪とハウジングとの固定を接着剤で行うことが多いが、この場合も内輪の内径面や外輪の外径面の防錆油の塗布量が多すぎると、接着剤が固化しなかったり、または接着力が低下するという問題が生じる。さらに、防錆油の塗布量が多すぎると、転がり軸受の周辺を汚染するという問題もある。
【０００６】
さらに、シールを備え内部にグリースが封入された密封軸受においても、製造された転がり軸受は機器に組み込まれるまでの在庫期間中はほとんど回転されないために、封入したグリースが軸受の軌道面や転動体の転動面の隅々まで十分に付着していることは少ない。内輪，外輪，転動体のグリースが付着している部分は空気との接触が遮断されているため錆が発生することはないが、グリースが付着していない部分では錆が発生するおそれがある。
【０００７】
このような事情に鑑み、特許文献４には、軸受内径を構成する表面及び軸受外径を構成する表面に、４０℃における動粘度が７〜１２０ｍｍ2 ／ｓの鉱油系、合成炭化水素系、又はフッ素系の潤滑油に防錆剤を配合した防錆油を、１ｃｍ2 当たり０．０８〜１．６ｍｇ付着させた転がり軸受が提案されている。しかしながら、このような構成の転がり軸受は、比較的短期間の保管では優れた防錆性を示すが、長期の保管や海上輸送では、いまだ十分とは言えない。
【０００８】
また、転がり軸受を包装する際に、気化性防錆紙を共に包装することで、防錆性を維持する試みもなされているが、コスト上昇の要因となる。
そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、多量の防錆油を塗布しなくても十分な防錆性を有する転がり軸受を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１の転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪又は前記外輪に滑り接触又は近接する樹脂製弾性部材を有するシールと、を備える転がり軸受において、前記樹脂製弾性部材は気化性防錆剤を含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の転がり軸受は、気化性防錆剤を含有する樹脂製弾性部材を有するシールを備えているので、多量の防錆油を塗布しなくても十分な防錆性を有する
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る転がり軸受の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る転がり軸受の一実施形態である深溝玉軸受の構造を示す縦断面図である。図１の深溝玉軸受は、内輪１と、外輪２と、内輪１及び外輪２の間に転動自在に配された複数の玉３と、内輪１及び外輪２の間に複数の玉３を保持する保持器４と、外輪２の両端部の内周面に取り付けられたシール５，５と、を備えている。このシール５は内輪１及び外輪２の間に介在され、内輪１の外周面と外輪２の内周面との間の開口部分をほぼ覆っている。
【００１２】
また、内輪１及び外輪２の間に形成され玉３が配された空隙部内には、図示しないグリース組成物又は潤滑油が配されており、シール５により深溝玉軸受内部に密封されている。このシール５は、リング状の芯金５ａと樹脂製弾性部材５ｂとが一体成形されて構成されており、樹脂製弾性部材５ｂに形成されたリップ部５ｃが内輪１に滑り接触している。なお、シール５は、上記のような接触タイプのものに限らず、リップ部５ｃが内輪１に近接するのみで接触しない非接触タイプのものでもよい。また、保持器４は備えていなくてもよい。
【００１３】
樹脂製弾性部材５ｂは、気化性防錆剤が配合された樹脂組成物で構成されており、保管時や輸送時に気化性防錆剤が気化して樹脂製弾性部材５ｂから蒸散する。そのため、図１の転がり軸受は、多量の防錆油を塗布しなくても十分な防錆性を有している。よって、内輪１，外輪２に図示しない樹脂製のローラー，歯車，プーリをインサート成形や圧入によって取り付ける場合や、内輪１と図示しない軸との固定及び外輪２と図示しないハウジングとの固定を接着剤で行う場合にも、防錆油の拭き取り作業が必要ない。その結果、上記取り付け作業及び固定作業の作業性が大きく向上する。
また、転がり軸受を包装する際に気化性防錆紙を共に包装する必要がないので、コストの低減や省資源化が図れる。
【００１４】
以下に、樹脂製弾性部材５ｂについて詳細に説明する。
〔気化性防錆剤について〕
気化性防錆剤としては、アミン又はアンモニウムの無機酸塩，アミン又はアンモニウムの有機酸塩，複素環式アミン化合物，複素環式イミン化合物，尿素系化合物，芳香族酸塩，無機酸塩等があげられる。
アミン又はアンモニウムの無機酸塩の具体例としては、ジシクロヘキシルアンモニウムナイトライト，ジイソプロピルアンモニウムナイトライト，ニトロナフタリンアンモニウムナイトライト，リン酸三アンモニウム，リン酸水素アンモニウム，モリブデン酸アンモニウム，リン酸ジシクロヘキシルアミン塩，シクロヘキシルアミンカーバメートがあげられる。
【００１５】
また、アミン又はアンモニウムの有機酸塩の具体例としては、アンモニウムベンゾエート，シクロヘキシルアミンベンゾエート，モノエタノールアミンベンゾエート，ジシクロヘキシルアンモニウムベンゾエート，ジイソプロピルアンモニウムベンゾエート，フタル酸アンモニウム，ジシクロヘキシルアンモニウム・カプリレート，シクロヘキシルアミンラウレート，ジシクロヘキシルアンモニウムサリシレート，ジシクロヘキシルアンモニウムシクロヘキサンカルボキシレート，シクロヘキシルアミンシクロヘキサンカルボキシレート，ジシクロヘキシルアンモニウムアクリレート，シクロヘキシルアミンアクリレートがあげられる。
【００１６】
さらに、複素環式アミン化合物，複素環式イミン化合物の具体例としては、ベンゾトリアゾール，メチルベンゾトリアゾール，トリルトリアゾール，２−ヘプタデジルイミダゾール，チオナリドがあげられる。
さらに、尿素系化合物の具体例としては、尿素，チオ尿素，ウロトロピン，ガルバミン酸フェニルがあげられる。
さらに、芳香族酸塩の具体例としては、安息香酸ナトリウム，安息香酸亜鉛，フタル酸ナトリウムがあげられる。
さらに、無機酸塩の具体例としては、クロム酸ナトリウム，亜硝酸ナトリウム，ヘキサメタリン酸ナトリウムがあげられる。
これらの気化性防錆剤は、単独で用いてもよいし、２種以上を適宜組み合せて用いてもよい。
【００１７】
樹脂製弾性部材中の気化性防錆剤の含有量は、０．５質量％以上１０質量％以下とすることが好ましい。１０質量％を超えて配合すると、気化性防錆剤の揮発による樹脂製弾性部材の収縮が大きくなるため、シールの密封性が低下するおそれがある。一方、０．５質量％未満であると、防錆効果が不十分となるおそれがある。
【００１８】
〔樹脂製弾性部材を構成する樹脂組成物について〕
樹脂組成物のマトリックスを構成する樹脂の種類は特に限定されるものではないが、従来からシールの弾性部材の材料として用いられてきたゴム材料が好ましい。例えば、ニトリルゴム，アクリルゴム，シリコーンゴム，フッ素ゴムがあげられる。
このような樹脂には、必要に応じて、充填材，加硫剤，加硫促進剤，加硫促進助剤，老化防止剤，加工助剤，摩耗改良剤，摩擦改良剤，潤滑剤，潤滑油，補強剤，可塑剤，カップリング剤，顔料，染料，離型剤，導電性付与剤等の添加剤を配合してもよい。
【００１９】
また、必要に応じて補強性充填材を配合してもよい。補強性充填材としては、カーボンブラックや無機系化合物の白色系充填材等があげられる。カーボンブラックの種類は特に限定されるものではないが、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（Semi-Reinforcing Furnace black），ＦＴ（Fine Thermal Furnace black），ＭＴ（Medium Thermal Furnace black）等を例示することができる。これらの中では、補強性及び成形加工性のバランスに優れたＨＡＦ，ＭＡＦ，ＦＥＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦがより好ましく、ＦＥＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦがさらに好ましい。これらのカーボンブラックは１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２０】
また、白色系充填材の種類は特に限定されるものではないが、各種シリカ（含水シリカ等），クレー，タルク，炭酸カルシウム，珪藻土，ウォラストナイト等があげられる。これらの白色系充填材は１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、カーボンブラックと白色系充填材はそれぞれ単独で用いてもよいし、両者を併用してもよい。
【００２１】
補強性充填材の添加量は、カーボンブラック単独の場合は、樹脂１００質量部に対し１５質量部以上１２０質量部以下とすることが好ましい。１５質量部未満であると十分な補強性が発現されず耐摩耗性が不十分となるおそれがある。一方、１２０質量部超過としても、補強性や耐摩耗性の更なる向上が認められないだけでなく、成形加工性が低下して樹脂組成物からの成形品の製造が実質的に困難となるおそれがある。また、樹脂組成物の硬さが高くなるとともに伸びが低くなり、本来有する弾性が低下してしまう。
【００２２】
白色系充填材単独の場合は、樹脂１００質量部に対し２０質量部以上１８０質量部以下とすることが好ましい。２０質量部未満であると十分な補強性が発現されず、耐摩耗性が不十分となるおそれがある。一方、１８０質量部超過としても、補強性や耐摩耗性の更なる向上が認められないだけでなく、成形加工性が低下して樹脂組成物からの成形品の製造が実質的に困難となるおそれがある。また、樹脂組成物の硬さが高くなるとともに伸びが低くなり、本来有する弾性が低下してしまう。
【００２３】
さらに、補強性充填材としてカーボンブラックと白色系充填材とを併用する場合は、樹脂１００質量部に対し、合計で２０質量部以上２４０質量部以下とすることが好ましい。このうち、カーボンブラックは１０質量部以上９０質量部以下で、白色系充填材は１０質量部以上１５０質量部以下である。合計の添加量が２０質量部未満であると十分な補強性が発現されず、また、２４０質量部超過であると、補強性や耐摩耗性の更なる向上が認められないだけでなく、成形加工性が低下して樹脂組成物からの成形品の製造が実質的に困難となるおそれがある。また、樹脂組成物の硬さが高くなるとともに伸びが低くなり、本来有する弾性が低下してしまう。
【００２４】
次に、樹脂組成物の物性面について説明する。樹脂組成物の硬さは、補強性充填材や摩耗改良剤等の添加量等によって影響を受けるが、転がり軸受のシールに求められる密封性や追従性から、ＪＩＳ  Ｋ６３０１に規定されたスプリング硬さＡスケールで、５０以上９０以下であることが好ましい。スプリング硬さが５０未満であると、シールの摩擦抵抗が大きくなるとともに、耐摩耗性が低下する。一方、スプリング硬さが９０超過であると、シールの反発力や緊迫力が大きくなりすぎて、転がり軸受の回転トルクが過大となるおそれがある。また、ゴム弾性が低下するので、シールの密封性，追従性が低下し、塵埃が多い環境や泥水に曝される状況等で使用すると、転がり軸受の寿命が低下するおそれがある。
【００２５】
弾性部材を構成する樹脂組成物を製造する方法は特に限定されるものではないが、樹脂，気化性防錆剤等の上記各成分を、混練ロール，加圧ニーダー，バンバリーミキサー等のような従来公知の混練装置を用いて均一に混練する方法が好ましい。混練条件は特に限定されるものではないが、通常は３０℃以上８０℃以下の温度で５分以上６０分以下混練することによって、樹脂組成物中に各種添加剤を十分に分散させることができる。
【００２６】
また、樹脂組成物からシールの弾性部材を製造する方法は特に限定されるものではないが、未架橋の樹脂組成物を金型等の中で加圧しながら加熱する方法が好ましい。例えば、圧縮成形法，トランスファー成形法，射出成形法等のような従来公知の成形方法が好ましい。圧縮成形法の場合は、金型中に予め接着剤を塗布した芯金（シールの芯部を形成する部材）を配し、その上に未架橋の樹脂組成物で構成されたシートを乗せ、通常は１５０℃以上２３０℃以下で０．２分以上３０分以下、加圧しながら加熱して架橋させる。また、必要に応じて、１２０℃以上２００℃以下で１０分以上１０時間以下加熱して、後架橋してもよい。
【００２７】
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、転がり軸受の例として深溝玉軸受をあげて説明したが、転がり軸受の種類は深溝玉軸受に限定されるものではなく、本発明は様々な種類の転がり軸受に対して適用することができる。例えば、アンギュラ玉軸受，自動調心玉軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受，針状ころ軸受，自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受，スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。
【００２８】
〔実施例〕
以下に、実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。下記の各種材料（ゴム，気化性防錆剤，補強性充填材，各種添加剤等）を下記に示すような組成で配合してなるゴム組成物からゴムシートを製造した。
・中高ニトリルゴム：日本ゼオン株式会社製のＮｉｐｏｌ  ＤＮ３３５０（１００質量部）
・気化性防錆剤：城北化学工業株式会社製のベンゾトリアゾール（０質量部又は３質量部（表１を参照））
・カーボンブラック（ＳＲＦ）：東海カーボン株式会社製のシーストＳ（４０質量部）  ・焼成クレー：Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ社製のサティントン＃５（４０質量部）
・硫黄（加硫剤）：鶴見化学工業株式会社製のＳｕｌｆａｘ  ＰＭＣ（０．７５質量部）
【００２９】
・テトラメチルチウラムジスルフィド（加硫促進剤）：大内新興化学工業株式会社製のノクセラーＴＴ（０．８質量部）
・テトラエチルチウラムジスルフィド（加硫促進剤）：大内新興化学工業株式会社製のノクセラーＴＥＴ（１．５質量部）
・Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジル・スルフェンアミド（加硫促進剤）：大内新興化学工業株式会社製のノクセラーＣＺ（１質量部）
・ステアリン酸（加硫促進助剤）：花王株式会社製のＬｕｎａｃ  Ｓ−３５（１質量部）
・酸化亜鉛（加硫促進助剤）：堺化学工業株式会社製のフランス法１号（５質量部）
【００３０】
・アジピン酸系ポリエステル（可塑剤）：旭電化工業株式会社製のアデカサイザー  ＰＮ−１５０（５質量部）
・４，４’−ビス（α, α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン（老化防止剤）：大内新興化学工業株式会社製のノクラックＣＤ（２質量部）
・２−メルカプトベンズイミダゾールの亜鉛塩（老化防止剤）：大内新興化学工業株式会社製のノクラックＭＢＺ（１質量部）
・特殊ワックス（老化防止剤）：大内新興化学工業株式会社製のサンノック（１質量部）
・γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（カップリング剤）：信越シリコーン社製のＫＢＭ８０３（０．５質量部）
【００３１】
【表１】
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【００３２】
以下に、ゴムシートの製造方法について説明する。気化性防錆剤及び３種の加硫促進剤以外の材料を加圧ニーダーに投入し、設定温度８０℃で混練を行った（ニーダー混練工程）。混練した材料を加圧ニーダーから取り出し、２本のロールを有する混練ロール機に投入し、さらに気化性防錆剤及び３種の加硫促進剤を投入して、設定温度５０℃で混練を行った（ロール混練工程）。そして、得られたゴム組成物を、厚さ２．２ｍｍのシート状に成形した。なお、使用した２本のロールは６インチロールであり、それぞれ、２０ｒｐｍ，３２ｒｐｍの回転速度で回転させた。
【００３３】
こうして得られた未加硫のゴムシートと、洗浄した後に接着剤を塗布して焼き付けた冷延鋼板製の芯金とを、金型内に載置した。この金型は、呼び番号６３０５の単列深溝玉軸受（内径２５ｍｍ，外径６２ｍｍ，幅１７ｍｍ）に組み込まれる接触シールを製造するための金型である。圧力４０ＭＰａで加圧しつつ１８０℃で３分間加熱して、加硫成形を行ない、前記ゴム組成物で構成された弾性部材を有する接触シールを得た。
【００３４】
このようにして得られた接触シールを、内輪，外輪，玉が軸受鋼（ＪＩＳ  Ｇ４８０５のＳＵＪ２）で構成された呼び番号６３０５の単列深溝玉軸受に組み込んだ。そして、実施例１及び比較例１の軸受については、ｎ−ヘキサンを用いて完全に脱脂洗浄した。また、実施例２及び比較例２の軸受については、４０℃における動粘度が３２ｍｍ2 ／ｓのパラフィン系鉱油に防錆剤であるカルシウムスルホネートを濃度が５質量％となるように混合した防錆油を５ｍｇ塗布した。
【００３５】
これらの軸受を、厚さ０．０７ｍｍ，幅１００ｍｍ，長さ１８０ｍｍの低密度ポリエチレン製の包装袋１０に入れ、開口部１１を３重に折り返した（図２を参照）。軸受が入った包装袋１０を、温度５０℃，相対湿度９０％ＲＨに設定した恒温恒湿槽（楠本化成株式会社製のエタックＨＩＦＬＥＸ  α  ＦＨ０８）内に静置した。そして、軸受の外径面に、面積率で１０％の錆が発生するまでの時間により、防錆効果を評価した。結果を表１に示す。
【００３６】
表１の結果から分かるように、接触シールの弾性部材に気化性防錆剤を添加した実施例１及び実施例２は、優れた防錆効果を有していた。特に、少量の防錆油を軸受へ塗布した実施例２は、気化性防錆剤と防錆油との両方の効果により、より優れた防錆効果を有していた。これに対して、少量の防錆油を塗布しただけの比較例２は、長期間の静置により防錆油被膜にムラを生じたため、防錆効果が低下したものと思われる。
【００３７】
次に、接触シールの弾性部材中の気化性防錆剤の含有量と防錆効果との関係を調査した。すなわち、前述の実施例１と同様の転がり軸受において気化性防錆剤の含有量を種々変更したものを用意して、前述と同様の方法により防錆効果を評価した。結果を図３のグラフに示す。このグラフから分かるように、ゴム組成物全体に対する気化性防錆剤の含有量が０．５質量％以上であると、良好な防錆効果を有していた。
【００３８】
さらに、弾性部材中の気化性防錆剤の含有量とシールの寸法変化との関係を調査した。その方法を以下に説明する。１８０℃に加熱した熱プレスに、厚さ２ｍｍ用のシート成形金型を装着し、そこに前述の接触シールの場合と同一の未加硫のゴムシートを載置した。そして、圧力４０ＭＰａで５分間加圧して、縦１５０ｍｍ，横１５０ｍｍ，厚さ２ｍｍの加硫ゴムシートを得た。
【００３９】
得られた加硫ゴムシートから幅２０ｍｍ，長さ５０ｍｍ，厚さ２ｍｍの短冊状試験片を切り出し、オーブンを用いて１２０℃で７０時間熱処理を行った。そして、処理前後の
試験片の体積を水中置換法により求め、熱処理による体積変化率を算出した。
結果を図４のグラフに示す。グラフから分かるように、気化性防錆剤の含有量が多いほど、体積変化（収縮量）が大きくなった。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の転がり軸受は、工作機械，一般機械，自動車用ファンモータ，エアコンディショナ用モータ，各種機械装置の冷却用ファンモータ等の各種回転機械の回転支持部分に好適に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る転がり軸受の一実施形態を示す部分縦断面図である。
【図２】包装袋に入れた軸受の図である。
【図３】接触シールの弾性部材中の気化性防錆剤の含有量と防錆効果との関係を示すグラフである。
【図４】接触シールの弾性部材中の気化性防錆剤の含有量とシールの体積変化率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１      内輪
２      外輪
３      玉
５      シール
５ｂ    樹脂製弾性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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