JP2004011664A

JP2004011664A - Rolling bearing

Info

Publication number: JP2004011664A
Application number: JP2002161531A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Uchiyama; 内山　貴彦; Keisuke Yokoyama; 横山　景介
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】劣悪な環境でも良好な密封性を有し、長寿命の転がり軸受を提供する。
【解決手段】内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、前記転動体を円周方向にわたって互いに間隔を開けた状態で転動自在に保持する保持器と、前記外輪の内周面と前記内輪の外周面との間で前記転動体を設けた空間の軸方向開口部を塞ぐシール装置とを備えた転がり軸受において、前記シール装置を構成する弾性部材が、アクリロニトリルブタジエンゴムに少なくとも有機過酸化物と、硫黄系加硫剤及び硫黄加硫用加硫促進剤とを配合したゴム組成物からなる成形体であることを特徴とする転がり軸受。
【選択図】　　　図１An object of the present invention is to provide a long-life rolling bearing which has good sealing performance even in a bad environment.
An outer ring having an outer raceway on an inner peripheral surface, an inner racer having an inner raceway on an outer peripheral surface, a plurality of rolling elements rotatably provided between the outer raceway and the inner raceway, A retainer for rotatably holding the rolling elements in a state of being spaced apart from each other in a circumferential direction, and an axis of a space in which the rolling elements are provided between an inner peripheral surface of the outer ring and an outer peripheral surface of the inner ring. In a rolling bearing provided with a sealing device that closes the directional opening, the elastic member constituting the sealing device is formed by adding at least an organic peroxide to acrylonitrile butadiene rubber, a sulfur-based vulcanizing agent, and a vulcanization accelerator for sulfur vulcanization. A rolling bearing, characterized in that it is a molded body made of a rubber composition containing:
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、封入グリースの漏洩を防止するとともに、外部からの塵埃、水、水蒸気、泥水等の軸受内部への侵入を防止するためのシール装置を備えた転がり軸受に関する。より詳細には、例えば自動車や鉄道の車輪の支持に使用される車輪用転がり軸受や、自動車のウオーターポンプ用軸受及び電装機器用転がり軸受のように水や塵埃と頻繁に接触するような環境で使用される転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車や鉄道車両の車輪を支持する車輪用転がり軸受は、通常、雨水や風雪、塵埃等に曝されながら屋外で使用される。また、自動車の車輪用転がり軸受は、泥水等に水没した状態で使用される場合もある。更には、洗車時には先浄水に晒される。
【０００３】
このような環境で使用される転がり軸受は、封入グリースの漏洩の防止とともに、外部からの水の侵入を防止するためのシール装置を備えている。従来では、このシール装置の弾性部材として、ニトリルゴムに硫黄系加硫剤及び硫黄加硫用加硫促進剤を必須に含み、その他適宜添加剤を配合したゴム組成物を成形したものを用いている。しかし、このような弾性部材は、水がかかることが少なく、また塵埃も少ない、比較的清浄な環境においては十分なシール性能を示すが、多量の水に晒されるような場合のシール性能が不十分であり、特に水没した場合には水圧も付加されるため、シール性能が低下して軸受内部に水とともに塵埃等が侵入しやすくなる。その結果、封入グリース等の潤滑剤の劣化を招き、転がり軸受は長期にわたる性能維持が困難となり、早期に破損するおそれも出てくる。
【０００４】
このような不具合に対して、シール装置のシール性能を高めるために締め代や弾性部材のモジュラスを大きくして緊迫力を高めることも行われている。しかし、シールの回転トルクが大きくなり車両の燃費を低下させるだけでなく、むしろ弾性部材のリップ部が摩耗して密封性を低下させる可能性が高く、更には、摩擦発熱によりグリース劣化を招いて軸受寿命を低下させるおそれもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のゴム組成物を弾性部材に用いたシール装置を備える転がり軸受は、多量の水に晒されたり、特に水没した条件で使用されると、十分な軸受寿命が得られないおそれがある。そこで本発明は、このような劣悪な環境でも良好な密封性を有し、長寿命の転がり軸受を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、前記転動体を円周方向にわたって互いに間隔を開けた状態で転動自在に保持する保持器と、前記外輪の内周面と前記内輪の外周面との間で前記転動体を設けた空間の軸方向開口部を塞ぐシール装置とを備えた転がり軸受において、前記シール装置を構成する弾性部材が、アクリロニトリルブタジエンゴムに少なくとも有機過酸化物と、硫黄系加硫剤及び硫黄加硫用加硫促進剤とを配合したゴム組成物からなる成形体であることを特徴とする転がり軸受を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の転がり軸受に関して図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
本発明において、転がり軸受の構成自体は特に制限されるものではないが、例えば図１に示されるような自動車の車輪を支持する車両用転がり軸受を例示することができる。図示される転がり軸受Ｏにおいて、固定輪である外輪相当部材１は、その外周面に形成した取付部２により、懸架装置（図示せず）に支持固定される。従ってこの外輪相当部材１は、使用時にも回転しない。この様な外輪相当部材１の内側には回転輪である内輪相当部材３が、外輪相当部材１と同心に設けられ、使用時にこの内輪相当部材３が回転する。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の内周面にはスプライン溝６が、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が、それぞれ形成されている。車両への組み付け時、上記スプライン溝６には等速ジョイントを介して回転駆動される駆動軸が挿入され、上記取付フランジ７には車輪が固定される。
【０００９】
上記外輪相当部材１の内周面には複列の外輪軌道８、８が、上記ハブ４の中間部外周面と上記内輪５の外周面とには内輪軌道９、９が、それぞれ形成されている。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を設けて、上記外輪相当部材１の内側での内輪相当部材３の回転を自在としている。また、転動体１０、１０を転動自在に保持するために、保持器１１、１１が設けられている。尚、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ハブユニットの場合には、転動体としてテーパころを使用する場合もある。更に、上記外輪相当部材１の外端部と上記ハブ４の中間部外周面との間にはシール装置１２ａと１２ｂとが設けられ、上記外輪相当部材１の内周面と上記内輪相当部材３の外周面との間で、上記転動体１０、１０を設置した空間１３部分の外端開口を塞いでいる。
【００１０】
シール装置１２ａは、図２に拡大して示されるように、芯金１０５と、スリンガ１０６と、弾性部材１０７とから構成される。このうちの芯金１０５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、一体成形されている。この様な芯金１０５は、転がり軸受Ｏを構成する外輪相当部材１の端部内周面に内嵌固定自在な外径側円筒部１０９と、この外径側円筒部１０９の軸方向内端縁（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１１０を備えた、断面略Ｌ字形で円環状に形成されている。また、上記スリンガ１０６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されている。この様なスリンガ１０６は、上記転がり軸受Ｏを構成する内輪５の外端部外周面に外嵌固定自在な内径側円筒部１１２と、この内径側円筒部１１２の軸方向外端縁（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１１３とを備えた、断面Ｌ字形で円環状に形成されている。
【００１１】
また、上記弾性部材１０７は弾性材料からなり、外側、中間、内側の３本のシールリップ１１４、１１５、１１６を備え、上記芯金１０５にその基端部が結合固定されている。そして、最も外側に位置する外側シールリップ１１４の先端縁を上記スリンガ１０６を構成する外側円輪部１１３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１１５及び内側シールリップ１１６の先端縁を、上記スリンガ１０６を構成する内径側円筒部１１２の外周面に摺接させることにより、封入グリースの漏洩を防止するとともに、外部からの塵埃、水、泥水等の軸受内部への侵入を防止する。
【００１２】
シール装置１２ｂは、図３に拡大して示されるように、それぞれが円輪状に形成された芯金２１６と弾性部材２１７とから構成される。このうちの芯金２１６は、金属板により造り、上記外輪相当部材１の外端部に内嵌固定されている。また、上記弾性部材２１７は弾性材料からなり、上記芯金２１６に成形し接着等により接合固定されている。また、この弾性部材２１７は、外径側、内径側、２本のサイドシールリップ２１８、２１９と、１本のラジアルシールリップ２２０とを備える。そして、上記２本のサイドシールリップ２１８、２１９を、先端縁（図３の左端縁）に向かう程直径方向外方（図３の上方）に向かう方向に傾斜させる事により、空間１３内への異物進入防止機能を確保している。また、上記ラジアルシールリップ２２０を、先端縁（図３の右下縁）に向かう程上記空間１３の内側（図３の右側）に向かう方向に傾斜させる事により、グリースの漏洩防止機能を確保している。
【００１３】
更に詳しく説明すると、シール装置１２ｂは、それぞれが円輪状に形成された芯金２１６と弾性部材２１７とから構成されている。シール装置１２ｂの芯金２１６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、一体成形されている。この芯金２１６は、転がり軸受Ｏを構成する外輪相当部材１の端部内周面に内嵌固定自在な外径側円筒部２２２と、この外径側円筒部２２２の外端縁（図３の左端縁）から直径方向内方に折れ曲がった支持板部２２３とを備える。このうちの外径側円筒部２２２は、内端寄り（図３の右寄り）の大径部２２４と弾性部材２１７とにより、芯金２１６を構成する支持板部２２３の外側面（図３の左側面）全体を覆うと共に、この弾性部材２１７の外周縁部を、上記嵌合筒部２２２から連続する傾斜部２２７の外周面と外輪相当部材１の開口端部内周面との間で挟持している。そして、この構成により、上記芯金２１６と外輪相当部材１との嵌合部を密封している。また、上記大径部２２４の自由状態に於ける外径は、外輪相当部材１の外端開口部の内径よりも僅かに大きく設定されており、この大径部２２４は、外輪相当部材１の外端開口部に、締まり嵌めで内嵌固定自在とされている。また、上記支持板部２２３は、略Ｓ字形の断面形状を有し、直径方向内方（図３の下方）に向かう程空間１３内に設置した転動体１０、１０に近づく方向（図３の右方向）に傾斜している。
【００１４】
一方、上記芯金２１６と共に上記シール装置１２ｂを構成する弾性部材２１７は、上記芯金２１６に対してインサート成型し、接着等により接合固定されている。この様な弾性部材２１７の外周縁部は上記傾斜部２２７の外周面を覆っている。また、この様な弾性部材２１７の一部で傾斜部２２７の外周面を覆っている部分の自由状態での外径は、上記外輪相当部材１の外端開口部の内径よりも少し大きく設定されており、上記大径部２２４をこの外端開口部に内嵌固定した状態では、上記弾性部材２１７の一部で傾斜部２２７の外周面を覆っている部分が、この傾斜部２２７の外周面と上記外端開口部の内周面との間で弾性的に押圧され、当該部分のシール性を確保する。
【００１５】
更に、上記弾性部材２１７の基部２２６は、上記支持板部２２３の外側面（図３の左側面）を、全周に亙り完全に覆っている。また、この基部２２６の外側面及び内周縁には、外径側、内径側、２本のサイドシールリップ２１８、２１９と、１本のラジアルシールリップ２２０とが形成されていおり、２本のサイドシールリップ２１８、２１９を、先端縁（図３の左端縁）に向かう程直径方向外方（図３の上方）に向かう方向に傾斜させる事により、空間１３内への異物進入防止機能を確保している。また、上記ラジアルシールリップ２２０を、先端縁（図３の右下縁）に向かう程上記空間１３の内側（図３の右側）に向かう方向に傾斜させる事により、グリースの漏洩防止機能を確保している。
【００１６】
また、転がり軸受として、図４に示すような鉄道車両の車輪を支持する車両用転がり軸受を例示することもできる。図４は車両部４００を示すものであり、図中右側（車輪側Ｗ´）に不図示の車輪が取り付けられ、回転する軸４０１と、軸４０１を支持する軸受４０２とを備えている。そして、軸受４０２の外輪４０３が不図示の鉄道車両の車軸ハウジング等に固定される構成である。
【００１７】
軸受４０２は、複列の円すいころ４０４ａ，４０４ｂが外向きに配置された、所謂密封型複列円すいころ軸受と呼称されるもので、上記車軸ハウジング等に固定される外輪４０３と、各列別個に分割された内輪４０５ａ，４０５ｂ及び内輪間座４０６を備えている。また、円すいころ４０４ａ，４０４ｂは保持器４０４ｃにより保持される。この軸受４０２を軸４０１の負担荷重を受けるジャーナル部４０１ａの所定位置に固定するために、ジャーナル部４０１ａの車輪側Ｗ´は太い外径とした軸首４０１ｂを備え、軸首４０１ｂに当接する後蓋４０７及び油切りスリーブ４０８を介して内輪４０５ｂの車輪側端部が当接している。また、ジャーナル部４０１ａの自由端側Ｆ´は、軸４０１の自由端側Ｆ´の端部４０１ｃにボルト４０９で固定される前蓋４１０が取り付けられ、前蓋４１０の押え部４１０ａに自由端側Ｆ´の油切りスリーブ４１１を介して内輪４０５ａの自由端側端部が当接している。そして、ボルト４０９を所定のトルクで締め付けることにより、軸受４０２は軸首４０１ｂと前蓋４１０との間に挟まれて固定される。尚、符号４１２で示される部材は、ボルト４０９が弛むのを防止する廻り止め金具である。また、符号４１３で示される部材は、外部より水や異物が軸受４０２の内部に侵入すること、及び軸受４０２の内部に封入されているグリース等の潤滑剤の漏れを防止するためのシール装置であり、軸受４０２の車輪側Ｗ´と自由端側Ｆ´の両方に同様の構成で設けられる。
【００１８】
シール装置４１３は、図５に拡大して示されるように（但し、車輪側Ｗ´を示す）、外輪４０３の両端に嵌合固定されるシールケース４１３ａ、及びシールケース４１３ａの端部に取り付けられ油切りスリーブ４０８の外周摺動面に密封当接するオイルシール４１３ｂとを備える。オイルシール４１３ｂは、シールケース４１３ａの内径側に、スプリングカバー４１３ｃ及びその内径側に嵌着する補強環４１３ｄが嵌め込まれて固定され、外部から矢印Ａ４０１方向に侵入する水や異物をダストリップ４１３ｅ及びメインリップ４１３ｆにより封止するとともに、軸受４０２の内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏れを防止している。ダストリップ４１３ｅ及びメインリップ４１３ｆは、弾性材料からなる。尚、符号４１４で示される部材は、メインリップ４１３ｆを付勢するスプリング環である。また、スプリングカバー４１３ｃには、油切りスリーブ４０８の外周摺動面近傍まで延びる径方向部が設けられており、シール装置４１３の内部を円水ころ側Ｊ´とオイルシール側Ｍ´とに略分割している。そして、このように分割することにより、オイルシール側Ｍ´で発生するリップの磨耗粉が円すいころ側Ｊ´に侵入するのが予防されるとともに、円すいころ側Ｊ´で発生する金属磨耗粉がオイルシール側Ｍ´に侵入するのが予防される。
【００１９】
本発明においては、図２に示したシール装置１２ａの弾性部材１０７、図３に示したシール装置１２ｂの弾性部材２１７、図５に示したシール装置４１３のダストリップ４１３ｅ、メインリップ４１３ｆを、以下に示すゴム組成物の成形体とする。
【００２０】
ゴム組成物のベース材料であるアクリロニトリルブタジエンゴムは、ブタジエンとアクリロニトリルとを共重合した耐油性ゴムとして一般的に広く使用されており、本発明においては市販品を含め制限なく使用することができる。また、アクリロニトリルブタジエンゴムを水素化した水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム、分子内にカルボキシル基を導入したカルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴム、更に水素化したカルボキシル化水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム等の各種変性アクリロニトリルブタジエンゴム、更にイソプレンを共重合させたアクリロニトリルブタジエンイソプレンゴム等も使用できる。これらのアクリロニトリルブタジエンゴムは、二種以上を混合して使用することもできる。
【００２１】
また、上記アクリロニトリルブタジエンゴムは、アクリロニトリルの含有量が少ない順に、低ニトリル、中ニトリル、中高ニトリル、高ニトリル、極高ニトリルに分類されるが、耐熱性や耐油性、耐摩耗性、耐クリープ性、リップ追従性等を考慮すると、中ニトリル、中高ニトリル、高ニトリルが好ましく、その場合のアクリロニトリル含有量は２０〜４０％である。より好適には、アクリロニトリル含有量が２５〜３６％のものであり、これらの特性をバランス良く発現する。
【００２２】
ゴム組成物には、架橋剤として有機過酸化物が必須に添加される。有機過酸化物の種類は制限されるものではないが、例えば、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジヒドロペルオキシド、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ｔ−ブチルクミルペルオキシド、１，１−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）シクロドデカン、２，２−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）シクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３、１，３−ビス（ｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルペルオキシ）ヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルシロキサン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）バレレート、ベンゾイルペルオキシド、ｍ−トレイルペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、ｔ−ブチルペルオキシイソプロピルカルボナート、ｔ−ブチルペルオキシアリルカルボナート等が挙げられ、成形方法や成形温度等に応じて適宜選択される。また、有機過酸化物の添加量は、アクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して１〜１０重量部が好ましい。
【００２３】
また、必須成分ではないが、この有機過酸化物とともに架橋助剤（コエージェント）を併用することもできる。架橋助剤の例としては、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、エチレンジメクリレート、１，３−ブチレンジメタクリレート、１，４−メチレンジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、２，２´−ビス（４−メタクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、２，２´−ビス（４−アクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、オリゴエステルアクリレート、アルミニウム（メタ）アクリレート、ジンク（メタ）アクリレート、マグネシウム（メタ）アクリレート、カルシウム（メタ）アクリレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジアリルフタレート、ジアリルクロレンデート、ジビニルベンゼン、２−ビニルピリジン、Ｎ，Ｎ´−メチレンビスアクリルアミド、ｐ−キノンジオキシム、ｐ，ｐ´−ジベンゾイルキノンジオキシム、１，２−ポリブタジエン、メタクリル酸金属塩等が挙げられる。これら架橋助剤の添加量は、アクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して１〜１０重量部が好ましい。
【００２４】
また、ゴム組成物には、硫黄系加硫剤及び硫黄加硫用加硫促進剤が必須に添加される。硫黄系加硫剤の種類は特に制限されないが、粉末硫黄、硫黄華、沈降硫黄、高分散性硫黄等の各種硫黄、モルホリンジスルフィド等の硫黄を排出可能な硫黄化合物等が挙げられる。中でも、分散性や取り扱いの容易さ、耐熱性の点で、３２５メッシュ以下の微細な粉末硫黄やモルホリンジスルフィドを使用することが好ましい。この硫黄系加硫剤の添加量は、アクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して硫黄換算で０．１〜２．０重量部が好ましい。
【００２５】
硫黄加硫用加硫促進剤の種類は特に制限されないが、グアニジン系、アルデヒド−アミン系、アルデヒド−アンモニア系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チオ尿素系、チウラム系、ジチオカルバメート系、キサンテート系をの各加硫助剤が挙げられる。尚、硫黄系加硫剤の中でも粉末硫黄を用いる場合には、チウラム系のテトラメチルチウラムジスルフィド等やジチオカルバメート系のジメチルジチオカルバミン酸亜鉛とスルフェンアミド系のＮ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジル・スルフェンアミド、またはチアゾール系のジベンゾチアジル・ジスルフィド等とを併用することが好ましい。この硫黄加硫用加硫促進剤の添加量は、アクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して０．５〜８重量部が好ましい。
【００２６】
更に、必須成分ではないが、その他の加硫促進助剤として、酸化亜鉛等の金属酸化物、金属炭酸塩、金属水酸化物、ステアリン酸等の有機酸とその誘導体、及びアミン類等を添加することができる。ベースゴムとしてカルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴムを使用した場合には、酸化亜鉛を用いると早期加硫を生じやすいため、過酸化亜鉛とステアリン酸とを併用することが好ましい。過酸化亜鉛は、ゴム組成物の混練り加工時の温度ではそのままゴム組成物中に存在し、加硫成形時に酸化亜鉛を生じるため、混練り加工時及び保管時に早期加硫を生じることがない。これらの添加量は、アクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して２〜１０重量部が好ましい。
【００２７】
また、ゴム組成物には、補強用充填材を添加することが好ましい。中でも、カーボンブラックや無機系の白色計充填材が好適である。カーボンブラックの種類は特に限定されないが、例えば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（Ｓｉｍｉ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ　Ｆｕｒｎａｃｅ　ｂｌａｃｋ）、ＦＴ（Ｆｉｎｅ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｆｕｒｎａｃｅ　ｂｌａｃｋ）、ＭＴ（Ｍｅｄｉｕｍ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｆｕｒｎａｃｅ　ｂｌａｃｋ）等を挙げることができる。中でも、補強性と成形加工性のバランスに優れたＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ及びＳＲＦが好ましく、特にＦＥＦ、ＧＰＦ及びＳＲＦが好ましい。これらのカーボンブラックは２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２８】
白色系充填材も特に制限されないが、例えば、含水シリカ、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を挙げることができる。これらの白色系充填材は２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２９】
上記補強用充填材の添加量は特に制限されるものではないが、カーボンブラックを単独使用する場合は、アクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して１５〜１２０重量部が好ましい。１５重量部未満では十分な補強性が発現せず、耐磨耗性も満足する結果が得られない。逆に１２０重量部を超えて添加しても、補強性と耐磨耗性の更なる向上が認められないだけでなく、成形加工性が極端に低下して製造が困難になり、更には得られる成形体の硬度が高くなりすぎて伸びが低くなり、本来有するゴム弾性が低下してしまい、弾性部材としてシール性能に劣るようになる。
【００３０】
また、白色系充填材を単独使用する場合は、アクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して３０〜１８０重量部が好ましい。３０重量部未満では十分な補強性が発現せず、耐磨耗性も満足する結果が得られない。逆に１８０重量部を超えて添加しても、補強性と耐磨耗性の更なる向上が認められないだけでなく、成形加工性が極端に低下して製造が困難になり、更には得られる成形体の硬度が高くなりすぎて伸びが低くなり、本来有するゴム弾性が低下してしまい、弾性部材としてシール性能に劣るようになる。
【００３１】
また、カーボンブラックと白色系充填材とを併用することは、動的特性と耐熱性とを同時に向上でき好ましい。その場合は、アクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して、カーボンブラックを１０〜９０重量部、白色系充填材を１０〜１５０重量部とし、かつ合計量で３０〜２４０重量部、より好ましくは４０〜２００重量部の範囲とすることが好ましい。合計配合量が３０重量部未満では十分な補強性が発現せず、耐磨耗性も満足する結果が得られない。逆に２４０重量部を超えて添加しても、補強性と耐磨耗性の更なる向上が認められないだけでなく、成形加工性が極端に低下して製造が困難になり、更には得られる成形体の硬度が高くなりすぎて伸びが低くなり、本来有するゴム弾性が低下してしまい、弾性部材としてシール性能に劣るようになる。
【００３２】
更に、ゴム組成物には、従来から公知の老化防止剤、補強剤、可塑剤、カップリング剤、顔料、染料、離型剤、加工助剤、導電性付与剤等を必要に応じて適宜添加することができる。
【００３３】
例えば、酸化劣化を防止する老化防止剤としては、アミン・ケトン縮合生成物、芳香族第二級アミン類、モノフェノール誘導体、ビス又はポリフェノール誘導体、ヒドロキノン誘導体、硫黄系老化防止剤、リン系老化防止剤等が挙げられる。このうち、アミン・ケトン縮合生成物系の２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体、ジフェニルアミンとアセトンとの縮合反応物、芳香族第二級アミン系のＮ，Ｎ’−ジ−β−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−ビス−（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−（３−メタクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロピル）−ｐ−フェニレンジアミン等が好ましい。
【００３４】
また、熱分解を防止して耐熱性を向上するため、上記の老化防止剤とともに２次老化防止剤を併用することがより好ましい。２次老化防止剤としては、例えば、硫黄系の２−メルカプトベンズイミダゾール、２−メルカプトメチルベンズイミダゾール及びこれらの亜鉛塩等が挙げられる。更に、日光あるいはオゾンの作用による亀裂を抑制させる日光亀裂防止剤として、融点が５５〜７０℃程度のワックス類をアクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して０．５〜２重量部程度添加してもよい。
【００３５】
更に、柔軟性や成形加工性を向上させる必要がある場合には、加工助剤が添加される。ただし、成形に特に支障がない場合は特に添加しなくてもよい。添加する場合は、アクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して３〜４０重量部であり、必要以上に添加すると、ゴム組成物が軟化すると同時に、完全に混合されずにブリードアウトし、シール装置を構成する芯金と弾性部材との接着性が極端に低下する。可塑剤の具体例としては、ジオクチルフタレート等のフタル酸ジエステル、ポリエステル系可塑剤、ポリエーテル系可塑剤、ポリエーテルエステル系可塑剤、液状ニトリルゴム等が挙げられる。
【００３６】
ところで、車軸と車輪用転がり軸受との間を通電する機構がない場合、走行中に発生する静電気が車両に残ってラジオノイズ等を発生させることがある。このような不具合に対処するために、シール装置の弾性部材を導電化し、車軸と車輪用転がり軸受との通電を図ることが考えられている。その場合の弾性部材の抵抗値は、制限されるものではないが、体積固有抵抗値で１０^５Ω・ｃｍ以下が好ましく、ラジオノイズの発生を十分に抑制することが可能になる。
【００３７】
弾性部材を導電化する方法は、制限されるものではないが、ゴム組成物に導電性粉末や導電性繊維を添加する方法を採ることができる。導電性粉末としては、黄銅、アルミニウム合金、銅、銀、ニッケル、鉄鋼、ステンレス鋼等の金属粉末、黒鉛、導電性カーボンブラック、酸化錫にアンチモンをドープした導電性酸化錫、酸化亜鉛にアルミニウムをドープした導電性酸化亜鉛、酸化インジウムに錫をドープした導電性酸化インジウム等の導電性材料を粉末状にしたもの、マイカ等の絶縁材料の粉末に導電性コーティングを施した導電性無機粉末等が挙げられる。また、導電性繊維としては、カーボン繊維、金属繊維（黄銅、アルミニウム合金、銅、銀、ニッケル、鉄鋼、ステンレス鋼等からなる繊維）、非導電性繊維に導電性コーティングを施したもの等が挙げられる。中でも、アセチレンブラックやケッチェンブラックのように硬度にグラファイト構造が発達した導電性カーボンブラックは、より少量で優れた導電性が得られるため好ましい。これら導電性カーボンブラックの添加量は、制限されるものではないが、アクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して１〜２０重量部、より好ましくは２〜１０重量の範囲である。添加量が１重量部未満では十分な導電性（１０^５Ω・ｃｍ以下の体積固有抵抗値）が付与されず、ラジオノイズの抑制も満足する結果が得られない。逆に２０重量部を超えて添加すると、加工性が極端に低下し、実質的に製造が困難になるだけでなく、成形体の硬度が高くなりすぎて伸びが低くなり、本来有するゴム弾性が低下して弾性部材としてシール性能に劣るようになる。
【００３８】
物性面に言及すると、ゴム組成物の硬度は、上記に挙げた各種充填剤の添加量等によって影響を受けるが、車輪用転がり軸受のシール装置に適用した際の密封性、追従性から、ＪＩＳＫ６３０１に記載のスプリング硬さＡスケールで、５０〜９０の範囲が好ましく、より好ましくは６０〜８０の範囲である。前記硬さが５０未満の場合には、シール装置の摩擦抵抗が大きくなるとともに耐摩耗性が低下する。また、前記硬さが９０を超えると、シールの緊迫力が大きくなりすぎ、回転トルクが過大になるだけでなく、前述のようにゴム弾性が低下するので、シール装置のリップ部の密封性、追従性が低下し、塵埃が多い環境や泥水に曝される状況において使用すると、転がり軸受の寿命が低下するおそれがある。
【００３９】
上記の各成分を用いて弾性部材の原料となるゴム組成物を得るための方法は特に限定されないが、アクロリニトリルブタジエンゴムと、架橋系添加剤（有機過酸化物、硫黄系加硫剤及び硫黄加硫用加硫促進剤）、補強用充填材、各種添加剤とを、ゴム混練ロール、加圧ニーダー、バンバリーミキサー等の従来から公知のゴム用混練り装置を用いて均一に混練りすることが可能である。混練り条件は特に限定されないが、通常は３０〜１５０℃の温度で、５〜６０分間混練りすることによって、配合物の十分な分散を図ることができる。
【００４０】
また、上記ゴム組成物をシール装置の弾性部材とするための方法も特に限定されないが、未加硫のゴム組成物を金型の中で加圧しながら加熱すれば良く、圧縮成形、トランスファー成形、射出成形等の公知のゴム成形方法により製造することができる。例えば、圧縮成形の場合、金型の中に予め接着剤を塗布した芯金（シール装置の芯部を形成）を挿入し、先に述べた方法で製造した未加硫ゴム組成物のシートを乗せ、通常１２０〜２００℃で３０秒〜３０分程度加圧加硫することで製造することができる。また、必要に応じて、１２０〜２００℃で１０分〜１０時間程度後架橋してもよい。
【００４１】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００４２】
（実施例１〜１３、比較例１〜７）
表１に示す材料の中で、有機過酸化物、加硫剤及び加硫助剤を除く各添加剤と、ゴム材料とを、それぞれ表記される割合にて加圧ニーダーに投入し、ゴム材料の温度が１５０℃になるまで混練りを行った。次いで、混練物に有機過酸化物、加硫剤及び加硫助剤を、それぞれ表記される量にて添加し、８インチロール（回転数２０ｒｐｍ、３２ｒｐｍ）を用いて設定温度５０℃にて混練りを行い、厚さ２．２ｍｍの未加硫ゴムシートを作製した。
【００４３】
そして、図２に示した自動車の車輪支持用転がり軸受のシール装置１２ａと同形状のシール装置を作製した。作製に際して、シール装置金型内に、予め洗浄し、接着剤を塗布して焼付けた冷延鋼板製の芯金１０５を挿入し、そこへ上記の未加硫ゴムシートを載置し、１８０℃で１０分間、圧力５０ｋｇｆ／ｃｍ^２を負荷して加硫成形を行った。そして、得られた部材に、スリンガ１０６を装着してシール装置を得た。尚、有機過酸化物を架橋剤に用いたものについては、金型から取り出し、オーブン中で１５０℃にて２時間、後架橋を行った。このようにして得られたシール装置を、後述する密封性試験に供した。
【００４４】
また、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、そこへ上記の未加硫ゴムシートを載置し、１５分間、圧力５０ｋｇｆ／ｃｍ^２を負荷して加熱し、縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの加硫ゴムシートを得た。尚、有機過酸化物を架橋剤に用いたものについては、金型から取り出し、オーブン中で１５０℃にて３時間、後架橋を行った。このようにして得られた加硫ゴムシートを、後述する常態物性測定に供した。
【００４５】
【表１】

【００４６】
尚、表中に示した各材料は以下の通りである。
１）原料ゴムＡ：中高ニトリルゴム（日本ゼオン製「Ｎｉｐｏｌ　ＤＮ３３５０」、アクリロニトリル単量体の比率３３％）
２）原料ゴムＢ：低ニトリルゴム（ＪＳＲ製「ＪＳＲ　Ｎ２５０Ｓ」、アクリロニトリル単量体の比率２０％）
３）原料ゴムＣ：高ニトリルゴム（ＪＳＲ製「ＪＳＲ　Ｎ２２０Ｓ」、アクリロニトリル単量体の比率４１％）
４）原料ゴムＤ：カルボキシル変性中高ニトリルゴム（日本ゼオン製「ＮｉｐｏｌＤＮ６３１」、アクリロニトリル単量体の比率３３．５％）
５）原料ゴムＥ：水素添加中高ニトリルゴム（日本ゼオン製「Ｚｅｔｐｏｌ　２０２０」、アクリロニトリル単量体の比率３６％）
６）カーボンブラックＡ：ＨＡＦ級カーボンブラック（三菱化学製「ダイヤブラックＨ」）
７）カーボンブラックＢ：ＦＥＦ級カーボンブラック（旭カーボン製「旭６０」）
８）カーボンブラックＣ：ＳＲＦ級カーボンブラック（東海カーボン製「シーストＳ」）
９）シリカ：含水シリカ（日本シリカ工業製「ニップシールＡＱ」）
１０）クレー：焼成クレー（Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ　Ｍｉｎｅｒａｌｓ製「サティントン＃５」）
１１）加硫剤Ａ：高分散性硫黄（鶴見化学工業製「Ｓｕｌｆａｘ　ＰＭＣ」）
１２）加硫剤Ｂ：モルフォリンジスルフィド（大内新興化学工業製「バルノックＲ」）
１３）加硫促進剤Ａ：テトラメチルチウラムジスルフィド（大内新興化学工業製「ノクセラーＴＴ」）
１４）加硫促進剤Ｂ：ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛（大内新興化学工業製「ノクセラーＰＺ」）
１５）加硫促進剤Ｃ：Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジル・スルフェンアミド（大内新興化学工業製「ノクセラーＣＺ」）
１６）加硫促進助剤Ａ：ステアリン酸（花王製「ＬｕｎａｃＳ−２０」）
１７）加硫促進助剤Ｂ：酸化亜鉛（堺化学製「フランス法１号」）
１８）加硫促進助剤Ｃ：過酸化亜鉛マスターバッチ（日本ゼオン製「ＺｅｏｎｅｔＺＰ」）
１９）活性剤：吉富ファインケミカル製「アクチングＳＬ」
２０）加工助剤：脂肪酸金属塩（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ製「ＴＥ８０」）
２１）有機過酸化物Ａ：１，３−ビス（ｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン（日本油脂製「ベロキシモンＦ−４０」、有効成分４０％）
２２）有機過酸化物Ｂ：ジクミルペルオキシド（化薬アクゾ製「カヤクミルＤ−４０Ｋ」、有効成分４０％）
２３）可塑剤：アジピン酸系ポリエステル（池電化製「アデカサイザーＰＮ−１５０」）
２４）老化防止剤Ａ：４，４−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン（大内新興化学工業製「ノクラックＣＤ」）
２５）老化防止剤Ｂ：２−メルカプトベンズイミダゾールの亜鉛塩（大内新興化学工業製「ノクラックＭＢＺ」）
２６）老化防止剤Ｃ：特殊ワックス（大内新興化学工業製「サンノック」）
２７）カップリング剤Ａ：γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（信越シリコーン製「ＫＢＭ８０３」）
２８）カップリング剤Ｂ：ビニル・トリス（β−メトキシエトキシ）シラン（日本ユニカー製「Ａ−１７２」）
２９）共架橋剤：トリアリルイソシアヌレート（日本化成製「ＴＩＡＣ　Ｍ−６０」、有効成分６０％）
【００４７】
（密封性試験）
作製したシール装置について、図６に示すシール回転試験機を用い、泥水中に浸漬された場合を想定して密封性試験を実施した。尚、図示されるシール回転試験機は、軸１０１にシール装置１２ａ（内径６０ｍｍ）を組込み、内部に貯留した泥水１０２に浸漬させながら所定の回転速度で回転させる構成となっている。また、シールが破られて泥水１０２が反泥水側に浸入すると、漏電センサ１０３により検知する構成となっている。試験条件は以下の通りであり、漏水が検知されるまでの時間を測定し、結果を表２に泥水耐久時間として示した。
・回転速度：１５００ｒｐｍ
・軸偏心：０．４ｍｍ　ＴＩＲ
・泥水組成：ＪＩＳ８種ダスト３０％
・グリース：ウレア石鹸、鉱油
・グリース塗布量：外側シールリップと中間シールリップとの間に０．３ｇ、中間シールリップと内側シールリップとの間に０．１ｇ
【００４８】
（加工性試験）
密封性試験に供したシール装置と同一のものを、同一成形条件にて２００個連続して成形し、成形時の離型性、金型の汚れ及びばり切れ性を評価した。結果を表２に加工性として示した。
【００４９】
（常態物性測定）
・硬さ試験：加硫ゴムシートをＪＩＳ　ダンベル状３号形試験片の形状に打ち抜き、これを３枚重ねてＪＩＳ　Ｋ６３０１に基づいて硬さ（スプリング硬さＡステール）を測定した。結果を表２に硬さとして示した。
・引張試験：加硫ゴムシートをＪＩＳ　ダンベル状３号形試験片の形状に打ち抜き、これを島津製作所製の万能型試験機「オートグラフＡＧ−１０ＫＮＧ」を用いてＪＩＳ　Ｋ６３０１に基づいて引張試験を行い、引張破断強度及び伸びを測定した。結果を表２に引張強さ及び伸びとしてそれぞれ示した。
【００５０】
【表２】

【００５１】
表２に示すように、本発明に従い、アクリロニトリルブタジエンゴムに、有機化酸化物と、硫黄系加硫剤及び硫黄加硫用加硫促進剤とを配合したゴム組成物を成形してなる弾性部材を備える実施例のシール装置は、何れも泥水耐久時間が長く、また加工性、物性にも優れており、本発明による効果が確認された。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の転がり軸受は、泥水に浸漬するような過酷な環境下で使用されても、優れた密封性能を有し、長期にわたり所望の性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の転がり軸受の一例（車両用転がり軸受）を示す断面図である。
【図２】図１に示した転がり軸受の一方のシール装置（１２ａ）の拡大図である。
【図３】図１に示した転がり軸受の他方のシール装置（１２ｂ）の拡大図である。
【図４】本発明の転がり軸受の他の例（鉄道車両用転がり軸受）を示す断面図である。
【図５】図４に示した転がり軸受のシール装置の拡大図である。
【図６】実施例において密封性試験に用いた試験装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
Ｏ　転がり軸受
１　外輪相当部材
４　内輪相当部材
１０　転動体
１１　保持器
１２ａ　シール装置
１２ｂ　シール装置
１０５　芯金
１０６　スリンガ
１０７　弾性部材
２１７　弾性部材
４０２　軸受
４０３　外輪
４０４ａ，４０４ｂ　円すいころ
４０５ａ，４０５ｂ　内輪
４１３　シ−ル装置
４１３ｂ　オイルシール[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rolling bearing provided with a sealing device for preventing leakage of encapsulated grease and preventing intrusion of dust, water, water vapor, muddy water and the like from the outside into the bearing. More specifically, for example, in an environment that frequently comes into contact with water or dust, such as a rolling bearing for wheels used to support wheels of automobiles and railways, a bearing for water pumps of automobiles, and a rolling bearing for electrical equipment. It relates to the rolling bearing used.
[0002]
[Prior art]
For example, a rolling bearing for a wheel that supports a wheel of an automobile or a railway vehicle is generally used outdoors while being exposed to rainwater, wind and snow, dust, and the like. Further, a rolling bearing for a vehicle wheel may be used in a state of being submerged in muddy water or the like. Furthermore, it is exposed to pre-cleaned water during car washing.
[0003]
A rolling bearing used in such an environment is provided with a sealing device for preventing leakage of sealed grease and preventing intrusion of water from outside. Conventionally, as an elastic member of this sealing device, a nitrile rubber containing a sulfur-based vulcanizing agent and a vulcanization accelerator for sulfur vulcanization indispensably, and a rubber composition obtained by blending other additives as appropriate are used. I have. However, such an elastic member shows sufficient sealing performance in a relatively clean environment where it is less likely to be exposed to water and has less dust, but has poor sealing performance when exposed to a large amount of water. This is sufficient, and especially when submerged, water pressure is also applied, so that the sealing performance is reduced and dust and the like easily enter the bearing together with water. As a result, deterioration of the lubricant such as encapsulated grease is caused, and it becomes difficult to maintain the performance of the rolling bearing for a long period of time.
[0004]
In order to improve the sealing performance of the sealing device, the tightening margin and the modulus of the elastic member are increased to increase the tightening force. However, the rotation torque of the seal increases, which not only reduces the fuel efficiency of the vehicle, but also increases the possibility that the lip portion of the elastic member wears and lowers the sealing performance. There is a possibility that the bearing life may be shortened.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, a rolling bearing provided with a sealing device using a conventional rubber composition for an elastic member is not able to obtain a sufficient bearing life when exposed to a large amount of water or when used in a particularly submerged condition. There is a risk. Therefore, an object of the present invention is to provide a long-life rolling bearing having good sealing performance even in such a poor environment.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an outer ring having an outer raceway on an inner peripheral surface, an inner racer having an inner raceway on an outer peripheral surface, and a rollably provided between the outer raceway and the inner raceway. A plurality of rolling elements, a retainer that rotatably holds the rolling elements in a state of being spaced apart from each other in the circumferential direction, and between an inner peripheral surface of the outer ring and an outer peripheral surface of the inner ring. In a rolling bearing provided with a seal device for closing an axial opening of a space provided with the rolling element, an elastic member constituting the seal device is formed by adding at least an organic peroxide to acrylonitrile butadiene rubber and a sulfur-based vulcanizing agent. A rolling bearing, characterized in that it is a molded product made of a rubber composition containing a rubber composition and a vulcanization accelerator for sulfur vulcanization.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the rolling bearing of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0008]
In the present invention, the configuration of the rolling bearing itself is not particularly limited, but for example, a rolling bearing for vehicles that supports wheels of an automobile as shown in FIG. 1 can be exemplified. In the illustrated rolling bearing O, an outer ring-equivalent member 1 serving as a fixed ring is supported and fixed to a suspension device (not shown) by a mounting portion 2 formed on the outer peripheral surface thereof. Therefore, the outer ring equivalent member 1 does not rotate during use. Inside such an outer race equivalent member 1, an inner race equivalent member 3 which is a rotating wheel is provided concentrically with the outer race equivalent member 1, and the inner race equivalent member 3 rotates during use. The inner ring equivalent member 3 includes a hub 4 and an inner ring 5. A spline groove 6 is formed on the inner peripheral surface of the hub 4, and a mounting flange 7 is formed on the outer peripheral surface (the left end in FIG. 1, which is the outer side when assembled to the vehicle). Have been. At the time of assembly to a vehicle, a drive shaft that is rotationally driven through a spline groove 6 is inserted into the spline groove 6, and wheels are fixed to the mounting flange 7.
[0009]
Double-row

outer raceways

8 and 8 are formed on the inner periphery of the outer race-equivalent member 1, and

inner races

9 and 9 are formed on the outer periphery of the intermediate portion of the hub 4 and the outer periphery of the inner race 5. I have. Rollers 10 are provided between the

outer raceways

8, 8 and the

inner raceways

9, 9 so that the inner race member 3 can rotate freely inside the outer race member 1. Further,

retainers

11 and 11 are provided to hold the

rolling elements

10 and 10 in a freely rolling manner. Although balls are used as the

rolling elements

10 and 10 in the illustrated example, tapered rollers may be used as the rolling elements in the case of a heavy-weight hub unit for a vehicle. Further,

seal devices

12a and 12b are provided between the outer end portion of the outer ring equivalent member 1 and the outer peripheral surface of the intermediate portion of the hub 4, and the inner peripheral surface of the outer ring equivalent member 1 and the inner ring equivalent member 3 are provided. The outer end opening of the space 13 where the

rolling elements

10 and 10 are installed is closed between the outer peripheral surfaces of the

rolling elements

10 and 10.
[0010]
The sealing device 12a includes a metal core 105, a slinger 106, and an elastic member 107, as shown in an enlarged manner in FIG. Among these, the core metal 105 is integrally formed by performing a punching process such as a press process and a plastic process on a metal plate such as a low carbon steel plate. Such a core metal 105 includes an outer cylindrical portion 109 which can be fitted and fixed on the inner surface of the end of the outer ring equivalent member 1 constituting the rolling bearing O, and an axial inner edge of the outer cylindrical portion 109. It is formed in an annular shape with a substantially L-shaped cross section, including an inner annular portion 110 bent inward in the diametric direction from the left end edge in FIG. 2. Further, the slinger 106 is integrally formed by performing a punching process such as a press process and a plastic process on a metal plate having excellent corrosion resistance such as a stainless steel plate. Such a slinger 106 includes an inner cylindrical portion 112 that can be fitted and fixed on the outer peripheral surface of the outer end portion of the inner ring 5 that constitutes the rolling bearing O, and an axially outer edge of the inner cylindrical portion 112 (see FIG. 2). (The right end edge of the outer ring portion) is formed in an annular shape with an L-shaped cross section, including an outer ring portion 113 bent outward in the diameter direction.
[0011]
The elastic member 107 is made of an elastic material and includes three

seal lips

114, 115, and 116 on the outside, the middle, and the inside. The base end of the seal lip 105 is fixedly connected to the core 105. Then, the leading edge of the outermost outer seal lip 114 is brought into sliding contact with the inner surface of the outer annular portion 113 constituting the slinger 106, and the remaining two seal lips, the intermediate seal lip 115 and the inner seal lip By sliding the tip edge of the sliding member 116 to the outer peripheral surface of the inner cylindrical portion 112 constituting the slinger 106, leakage of the sealed grease is prevented, and dust, water, muddy water, etc. from the outside into the bearing. Prevent intrusion.
[0012]
As shown in an enlarged manner in FIG. 3, the sealing device 12b includes a core metal 216 and an elastic member 217, each of which is formed in a ring shape. The core metal 216 is made of a metal plate, and is fitted and fixed to the outer end of the outer ring equivalent member 1. The elastic member 217 is made of an elastic material, is formed on the cored bar 216, and is fixed by bonding or the like. The elastic member 217 includes an outer diameter side, an inner diameter side, two

side seal lips

218 and 219, and one radial seal lip 220. By inclining the two

side seal lips

218 and 219 in the direction toward the diametrically outward direction (upward in FIG. 3) toward the leading edge (the left edge in FIG. 3), The function to prevent foreign matter from entering is secured. Also, the radial seal lip 220 is inclined in a direction toward the inside of the space 13 (the right side in FIG. 3) toward the leading edge (the lower right edge in FIG. 3), thereby ensuring the function of preventing grease leakage. ing.
[0013]
More specifically, the sealing device 12b includes a core 216 and an elastic member 217, each of which is formed in a ring shape. The metal core 216 of the sealing device 12b is integrally formed by performing a punching process such as a press process and a plastic process on a metal plate such as a low carbon steel plate. The core metal 216 includes an outer diameter side cylindrical portion 222 that can be fitted and fixed on the inner peripheral surface of the end portion of the outer ring equivalent member 1 constituting the rolling bearing O, and an outer edge of the outer diameter side cylindrical portion 222 (see FIG. 3). (A left edge) and a support plate portion 223 bent inward in the diameter direction. The outer diameter side cylindrical portion 222 includes an outer surface (left side in FIG. 3) of the support plate portion 223 constituting the cored bar 216 by a large diameter portion 224 near the inner end (rightward in FIG. 3) and the elastic member 217. Surface), and the outer peripheral edge of the elastic member 217 is sandwiched between the outer peripheral surface of the inclined portion 227 continuous from the fitting tubular portion 222 and the inner peripheral surface of the open end of the outer ring equivalent member 1. I have. With this configuration, the fitting portion between the core metal 216 and the outer ring equivalent member 1 is sealed. The outer diameter of the large diameter portion 224 in the free state is set slightly larger than the inner diameter of the outer end opening of the outer ring equivalent member 1, and the large diameter portion 224 is formed of the outer ring equivalent member 1. The inner end can be freely fitted and fixed to the outer end opening by interference fit. In addition, the support plate portion 223 has a substantially S-shaped cross-sectional shape, and approaches the rolling

elements

10 and 10 installed in the space 13 toward the inside in the diametrical direction (downward in FIG. 3) (see FIG. 3). (To the right).
[0014]
On the other hand, the elastic member 217 constituting the sealing device 12b together with the cored bar 216 is insert-molded with respect to the cored bar 216, and is fixed by bonding or the like. The outer peripheral edge of such an elastic member 217 covers the outer peripheral surface of the inclined portion 227. The outer diameter of the portion of the elastic member 217 covering the outer peripheral surface of the inclined portion 227 in a free state is set to be slightly larger than the inner diameter of the outer end opening of the outer ring equivalent member 1. When the large-diameter portion 224 is internally fitted and fixed to the outer end opening, a portion of the elastic member 217 that covers the outer peripheral surface of the inclined portion 227 forms an outer peripheral surface of the inclined portion 227. And the inner peripheral surface of the outer end opening is pressed elastically to ensure the sealing performance of the portion.
[0015]
Further, the base 226 of the elastic member 217 completely covers the outer surface (the left side surface in FIG. 3) of the support plate 223 over the entire circumference. Further, on the outer surface and the inner peripheral edge of the base portion 226, two

side seal lips

218 and 219 and one radial seal lip 220 are formed on the outer diameter side and the inner diameter side. By inclining the

seal lips

218 and 219 in the direction toward the diametrically outward direction (upward in FIG. 3) toward the leading edge (left edge in FIG. 3), the function of preventing foreign matter from entering the space 13 is ensured. ing. Also, the radial seal lip 220 is inclined in a direction toward the inside of the space 13 (the right side in FIG. 3) toward the leading edge (the lower right edge in FIG. 3), thereby ensuring the function of preventing grease leakage. ing.
[0016]
Further, as the rolling bearing, a rolling bearing for vehicles that supports wheels of a railway vehicle as shown in FIG. 4 can be exemplified. FIG. 4 shows a vehicle unit 400, in which wheels (not shown) are mounted on the right side (wheel side W ′) in the figure, and are provided with a rotating shaft 401 and a bearing 402 for supporting the shaft 401. The outer ring 403 of the bearing 402 is fixed to an axle housing or the like of a railway vehicle (not shown).
[0017]
The bearing 402 is a so-called sealed double-row tapered roller bearing in which double-row tapered rollers 404a and 404b are arranged outward. The bearing 402 is provided with an outer ring 403 fixed to the axle housing or the like and a separate row. 405a, 405b and an inner ring spacer 406 are provided. The tapered rollers 404a and 404b are held by a holder 404c. In order to fix the bearing 402 at a predetermined position of the journal portion 401a which receives the load of the shaft 401, the wheel side W 'of the journal portion 401a is provided with a shaft neck 401b having a large outer diameter, and after contact with the shaft neck 401b. The wheel-side end of the inner race 405b is in contact with the lid 407 and the oil draining sleeve 408. A free end side F ′ of the journal portion 401a is provided with a front lid 410 fixed to an end portion 401c of the free end side F ′ of the shaft 401 with a bolt 409, and a free end side of the pressing portion 410a of the front lid 410. The free end side end of the inner ring 405a is in contact with the oil removal sleeve 411 of F '. Then, by tightening the bolt 409 with a predetermined torque, the bearing 402 is sandwiched and fixed between the shaft neck 401 b and the front lid 410. The member indicated by reference numeral 412 is a rotation stopper for preventing the bolt 409 from being loosened. A member denoted by reference numeral 413 is a seal device for preventing water or foreign matter from entering the inside of the bearing 402 from outside and preventing leakage of a lubricant such as grease sealed inside the bearing 402. The bearing 402 is provided on both the wheel side W ′ and the free end side F ′ of the bearing 402 with the same configuration.
[0018]
The seal device 413 is attached to a seal case 413a fitted and fixed to both ends of the outer ring 403 and an end of the seal case 413a as shown in an enlarged manner in FIG. An oil seal 413b that sealingly contacts the outer peripheral sliding surface of the oil draining sleeve 408. The oil seal 413b has a spring cover 413c and a reinforcing ring 413d fitted on the inner diameter side thereof fitted and fixed on the inner diameter side of the seal case 413a, and prevents water and foreign substances intruding in the direction of the arrow A401 from the outside from the dust lip 413e. The sealing is performed by the main lip 413f, and leakage of lubricant such as grease sealed inside the bearing 402 is prevented. The dust lip 413e and the main lip 413f are made of an elastic material. The member indicated by reference numeral 414 is a spring ring for urging the main lip 413f. Further, the spring cover 413c is provided with a radial portion that extends to near the outer peripheral sliding surface of the oil draining sleeve 408, and the inside of the seal device 413 is substantially divided into a circular roller side J ′ and an oil seal side M ′. Divided. This division prevents the lip abrasion powder generated on the oil seal side M 'from entering the tapered roller side J', and reduces the metal abrasion powder generated on the tapered roller side J '. It is prevented from entering the oil seal side M '.
[0019]
In the present invention, the elastic member 107 of the seal device 12a shown in FIG. 2, the elastic member 217 of the seal device 12b shown in FIG. 3, the dust lip 413e and the main lip 413f of the seal device 413 shown in FIG. A molded article of the rubber composition shown in (1) is obtained.
[0020]
Acrylonitrile butadiene rubber, which is a base material of the rubber composition, is generally and widely used as an oil-resistant rubber obtained by copolymerizing butadiene and acrylonitrile, and can be used without limitation in the present invention, including commercially available products. Various modified acrylonitrile butadiene rubbers such as hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber obtained by hydrogenating acrylonitrile butadiene rubber, carboxylated acrylonitrile butadiene rubber having a carboxyl group introduced in the molecule, and further hydrogenated carboxylated hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber, and isoprene Acrylonitrile butadiene isoprene rubber or the like obtained by copolymerizing the above can also be used. These acrylonitrile butadiene rubbers can be used as a mixture of two or more kinds.
[0021]
The acrylonitrile-butadiene rubber is classified into low nitrile, medium nitrile, medium high nitrile, high nitrile, and extremely high nitrile in order of decreasing acrylonitrile content, but has heat resistance, oil resistance, wear resistance, creep resistance. In consideration of the lip followability and the like, medium nitrile, medium-high nitrile, and high nitrile are preferable, and the acrylonitrile content in that case is 20 to 40%. More preferably, the acrylonitrile content is 25 to 36%, and these characteristics are exhibited in a well-balanced manner.
[0022]
An organic peroxide is essentially added to the rubber composition as a crosslinking agent. Although the kind of the organic peroxide is not limited, for example, t-butyl hydroperoxide, 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, t-butyl peroxide Butylcumyl peroxide, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclododecane, 2,2-bis (t-butylperoxy) cyclohexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexyne-3, 1,3-bis (t-butylperoxyisopropyl) benzene, 2,5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) ) Hexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylsiloxane, n-butyl-4,4-bi (T-butylperoxy) valerate, benzoyl peroxide, m-trail peroxide, t-butylperoxybenzoate, t-butylperoxyisopropyl carbonate, t-butylperoxyallyl carbonate, etc., depending on the molding method and molding temperature. Selected as appropriate. The amount of the organic peroxide to be added is preferably 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylonitrile butadiene rubber.
[0023]
Although not an essential component, a crosslinking assistant (coagent) can be used in combination with the organic peroxide. Examples of the crosslinking aid include tetrahydrofurfuryl methacrylate, ethylene dimethacrylate, 1,3-butylene dimethacrylate, 1,4-methylene dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, 4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 2,2′-bis (4-methacryloxydiethoxyphenyl) propane, 2,2′-bis (4-acryloxydiethoxyphenyl) propane, Trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythritol triacrylate, 3-chloro-2-hydroxypropyl methacrylate, oligoester acrylate, aluminum (meth) acrylate , Zinc (meth) acrylate, magnesium (meth) acrylate, calcium (meth) acrylate, triallyl isocyanurate, triallyl cyanurate, triallyl trimellitate, diallyl phthalate, diallyl chlorendate, divinylbenzene, 2-vinylpyridine , N, N'-methylenebisacrylamide, p-quinonedioxime, p, p'-dibenzoylquinonedioxime, 1,2-polybutadiene, and metal methacrylate. The addition amount of these crosslinking aids is preferably 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of acrylonitrile butadiene rubber.
[0024]
In addition, a sulfur-based vulcanizing agent and a vulcanization accelerator for sulfur vulcanization are essentially added to the rubber composition. The type of the sulfur-based vulcanizing agent is not particularly limited, and examples thereof include various kinds of sulfur such as powdered sulfur, sulfur, precipitated sulfur and highly dispersible sulfur, and sulfur compounds capable of discharging sulfur such as morpholine disulfide. Among them, it is preferable to use fine powder sulfur of 325 mesh or less or morpholine disulfide in view of dispersibility, ease of handling, and heat resistance. The amount of the sulfur vulcanizing agent to be added is preferably 0.1 to 2.0 parts by weight in terms of sulfur based on 100 parts by weight of acrylonitrile butadiene rubber.
[0025]
The type of vulcanization accelerator for sulfur vulcanization is not particularly limited, but guanidine, aldehyde-amine, aldehyde-ammonia, thiazole, sulfenamide, thiourea, thiuram, dithiocarbamate, xanthate-based And each vulcanization aid. When powdered sulfur is used among the sulfur-based vulcanizing agents, thiuram-based tetramethylthiuram disulfide or the like or dithiocarbamate-based zinc dimethyldithiocarbamate and sulfenamide-based N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfene are used. It is preferable to use amide or thiazole dibenzothiazyl disulfide in combination. The addition amount of the vulcanization accelerator for sulfur vulcanization is preferably 0.5 to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of acrylonitrile butadiene rubber.
[0026]
Furthermore, although not an essential component, as a vulcanization accelerating aid, metal oxides such as zinc oxide, metal carbonates, metal hydroxides, organic acids and derivatives thereof such as stearic acid, and amines are added. can do. When carboxylated acrylonitrile-butadiene rubber is used as the base rubber, the use of zinc oxide tends to cause early vulcanization, so that it is preferable to use zinc peroxide and stearic acid in combination. Zinc peroxide is present in the rubber composition as it is at the temperature at the time of kneading of the rubber composition and generates zinc oxide at the time of vulcanization molding, so that early vulcanization does not occur at the time of kneading and storage. . The addition amount of these is preferably 2 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of acrylonitrile butadiene rubber.
[0027]
Further, it is preferable to add a reinforcing filler to the rubber composition. Among them, carbon black and an inorganic white meter filler are preferable. Although the type of carbon black is not particularly limited, for example, SAF (Super Ablation Furnace Black), ISAF (Intermediate Super Abrasion Furnace Black), HAF (High Abrasion Flash Airbrush, MA), and ), GPF (General Purpose Furnace black), SRF (Sim-Reinforcing Furnace black), FT (Fine Thermal Furnace black), MT (Medium Thermal Furnace). Kill. Among them, HAF, FEF, GPF and SRF which are excellent in balance between the reinforcing property and the moldability are preferable, and FEF, GPF and SRF are particularly preferable. These carbon blacks may be used in combination of two or more.
[0028]
The white filler is not particularly limited, and examples thereof include hydrated silica, clay, talc, calcium carbonate, diatomaceous earth, and wollastonite. These white fillers may be used in combination of two or more kinds.
[0029]
The addition amount of the reinforcing filler is not particularly limited, but when carbon black is used alone, it is preferably 15 to 120 parts by weight based on 100 parts by weight of acrylonitrile butadiene rubber. If the amount is less than 15 parts by weight, sufficient reinforcing properties are not exhibited, and a satisfactory wear resistance cannot be obtained. Conversely, if it is added in excess of 120 parts by weight, not only is no further improvement in the reinforcing properties and abrasion resistance recognized, but also the moldability is extremely reduced, making the production difficult, and The hardness of the resulting molded article is too high, the elongation is low, the inherent rubber elasticity is reduced, and the sealing performance as an elastic member is inferior.
[0030]
When a white filler is used alone, it is preferably 30 to 180 parts by weight based on 100 parts by weight of acrylonitrile butadiene rubber. If the amount is less than 30 parts by weight, sufficient reinforcing properties are not exhibited, and a satisfactory wear resistance cannot be obtained. Conversely, if it is added in excess of 180 parts by weight, not only is no further improvement in the reinforcing properties and abrasion resistance recognized, but also the moldability is extremely reduced, making the production difficult, and The hardness of the resulting molded article is too high, the elongation is low, the inherent rubber elasticity is reduced, and the sealing performance as an elastic member is inferior.
[0031]
In addition, it is preferable to use carbon black and a white filler in combination because dynamic characteristics and heat resistance can be simultaneously improved. In that case, based on 100 parts by weight of acrylonitrile butadiene rubber, 10 to 90 parts by weight of carbon black and 10 to 150 parts by weight of a white filler, and a total amount of 30 to 240 parts by weight, more preferably 40 to 240 parts by weight. It is preferred to be in the range of 200 parts by weight. If the total compounding amount is less than 30 parts by weight, sufficient reinforcing properties are not exhibited, and a satisfactory result of abrasion resistance cannot be obtained. Conversely, if it is added in excess of 240 parts by weight, not only is no further improvement in the reinforcing properties and abrasion resistance observed, but also the molding workability is extremely reduced, making the production difficult, and The hardness of the resulting molded article is too high, the elongation is low, the inherent rubber elasticity is reduced, and the sealing performance as an elastic member is inferior.
[0032]
Further, conventionally known antioxidants, reinforcing agents, plasticizers, coupling agents, pigments, dyes, release agents, processing aids, conductivity-imparting agents, etc. are appropriately added to the rubber composition as necessary. can do.
[0033]
For example, antioxidants that prevent oxidative degradation include amine-ketone condensation products, aromatic secondary amines, monophenol derivatives, bis or polyphenol derivatives, hydroquinone derivatives, sulfur antioxidants, and phosphorus antiaging agents. Agents and the like. Among them, 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline polymer of amine-ketone condensation product system, condensation reaction product of diphenylamine and acetone, N, N'- of aromatic secondary amine system Di-β-naphthyl-p-phenylenediamine, 4,4′-bis- (α, α-dimethylbenzyl) diphenylamine, N-phenyl-N ′-(3-methacryloyloxy-2-hydroxypropyl) -p-phenylene Diamines and the like are preferred.
[0034]
Further, in order to prevent thermal decomposition and improve heat resistance, it is more preferable to use a secondary antioxidant together with the above antioxidant. Examples of the secondary anti-aging agent include sulfur-based 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptomethylbenzimidazole, and zinc salts thereof. Further, as a sun crack preventing agent for suppressing cracks due to the action of sunlight or ozone, a wax having a melting point of about 55 to 70 ° C. may be added in an amount of about 0.5 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of acrylonitrile butadiene rubber. Good.
[0035]
Further, when it is necessary to improve flexibility and moldability, a processing aid is added. However, if there is no particular problem in molding, it is not necessary to particularly add. When it is added, it is 3 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of acrylonitrile butadiene rubber. When added more than necessary, the rubber composition softens and simultaneously bleeds out without being completely mixed to constitute a sealing device. The adhesion between the core metal and the elastic member is extremely reduced. Specific examples of the plasticizer include phthalic acid diesters such as dioctyl phthalate, polyester plasticizers, polyether plasticizers, polyetherester plasticizers, and liquid nitrile rubber.
[0036]
By the way, when there is no mechanism for supplying electricity between the axle and the rolling bearing for wheels, static electricity generated during traveling may remain in the vehicle and generate radio noise or the like. In order to cope with such a problem, it has been considered to make the elastic member of the sealing device conductive so as to energize the axle and the wheel rolling bearing. The resistance value of the elastic member in this case is not limited, but is 10% in volume specific resistance value. ⁵ Ω · cm or less is preferable, so that generation of radio noise can be sufficiently suppressed.
[0037]
The method of making the elastic member conductive is not limited, but a method of adding conductive powder or conductive fiber to the rubber composition can be employed. Examples of the conductive powder include brass, aluminum alloys, metal powders such as copper, silver, nickel, steel and stainless steel, graphite, conductive carbon black, conductive tin oxide doped with antimony in tin oxide, and aluminum in zinc oxide. Conductive materials such as doped conductive zinc oxide, indium oxide doped with tin and conductive indium oxide in powder form, and conductive inorganic powder obtained by applying a conductive coating to a powder of an insulating material such as mica. No. Examples of the conductive fiber include carbon fiber, metal fiber (a fiber made of brass, aluminum alloy, copper, silver, nickel, steel, stainless steel, and the like), and a non-conductive fiber provided with a conductive coating. Can be Among them, conductive carbon black having a graphite structure developed in hardness, such as acetylene black and Ketjen black, is preferable because excellent conductivity can be obtained with a smaller amount. The amount of the conductive carbon black to be added is not limited, but is in the range of 1 to 20 parts by weight, more preferably 2 to 10 parts by weight, per 100 parts by weight of the acrylonitrile butadiene rubber. If the addition amount is less than 1 part by weight, sufficient conductivity (10 ⁵ Ω · cm or less), and no satisfactory result of suppression of radio noise is obtained. Conversely, if it is added in excess of 20 parts by weight, the processability will be extremely reduced, not only will practically be difficult to manufacture, but also the hardness of the molded article will be too high and the elongation will be low, and the inherent rubber elasticity will be reduced. This lowers the sealing performance as an elastic member.
[0038]
In terms of physical properties, the hardness of the rubber composition is affected by the amount of the various fillers mentioned above and the like. The hardness is preferably in the range of 50 to 90, and more preferably in the range of 60 to 80, on the A scale. When the hardness is less than 50, the frictional resistance of the sealing device increases and the wear resistance decreases. On the other hand, when the hardness exceeds 90, the sealing force becomes too large, and not only the rotational torque becomes excessive, but also the rubber elasticity decreases as described above. If the bearing is used in an environment where the followability is reduced and the environment is exposed to a lot of dust or muddy water, the life of the rolling bearing may be shortened.
[0039]
The method for obtaining the rubber composition as a raw material of the elastic member using each of the above-mentioned components is not particularly limited. Vulcanization accelerator), reinforcing fillers, and various additives are uniformly kneaded using a conventionally known rubber kneading apparatus such as a rubber kneading roll, a pressure kneader, or a Banbury mixer. Is possible. The kneading conditions are not particularly limited, but the kneading is usually performed at a temperature of 30 to 150 ° C. for 5 to 60 minutes to sufficiently disperse the compound.
[0040]
Further, the method for using the rubber composition as an elastic member of a sealing device is not particularly limited, but it is sufficient that the unvulcanized rubber composition is heated while being pressed in a mold, and compression molding, transfer molding, It can be manufactured by a known rubber molding method such as injection molding. For example, in the case of compression molding, a core metal (forming a core part of a sealing device) coated with an adhesive in advance is inserted into a mold, and a sheet of the unvulcanized rubber composition manufactured by the method described above is inserted. It can be manufactured by placing and usually vulcanizing under pressure at 120 to 200 ° C. for about 30 seconds to 30 minutes. If necessary, post-crosslinking may be performed at 120 to 200 ° C. for about 10 minutes to 10 hours.
[0041]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
[0042]
(Examples 1 to 13, Comparative Examples 1 to 7)
In the materials shown in Table 1, each of the additives except for the organic peroxide, the vulcanizing agent and the vulcanization aid, and the rubber material were charged into the pressure kneader at the indicated ratios, and the rubber material was charged. Was kneaded until the temperature reached 150 ° C. Next, an organic peroxide, a vulcanizing agent, and a vulcanizing aid are added to the kneaded material in the indicated amounts, and mixed at a set temperature of 50 ° C. using an 8-inch roll (rotation speed: 20 rpm, 32 rpm). Kneading was performed to produce an unvulcanized rubber sheet having a thickness of 2.2 mm.
[0043]
Then, a seal device having the same shape as the seal device 12a of the rolling bearing for wheel support of the automobile shown in FIG. 2 was produced. At the time of manufacture, a core metal 105 made of a cold-rolled steel sheet which has been washed in advance, coated with an adhesive, and baked is inserted into a mold of a sealing device, and the unvulcanized rubber sheet is placed thereon, Pressure for 10 minutes at 50kgf / cm ² And vulcanization molding was performed. Then, a slinger 106 was attached to the obtained member to obtain a sealing device. In addition, about what used the organic peroxide as a crosslinking agent, it took out from a metal mold | die, and performed post-crosslinking in an oven at 150 degreeC for 2 hours. The sealing device thus obtained was subjected to a sealing test described below.
[0044]
A 2 mm-thick sheet molding die was mounted on a hot press heated to 180 ° C., and the unvulcanized rubber sheet was placed thereon, and the pressure was 50 kgf / cm for 15 minutes. ² And heated to obtain a vulcanized rubber sheet having a length of 150 mm, a width of 150 mm and a thickness of 2 mm. In addition, about what used the organic peroxide as a crosslinking agent, it took out from a metal mold | die and performed post-crosslinking at 150 degreeC for 3 hours in oven. The vulcanized rubber sheet thus obtained was subjected to the later-described measurement of physical properties in a normal state.
[0045]
[Table 1]

[0046]
The materials shown in the table are as follows.
1) Raw material rubber A: middle and high nitrile rubber ("Nipol DN3350" manufactured by Zeon Corporation, acrylonitrile monomer ratio 33%)
2) Raw rubber B: low nitrile rubber (“JSR N250S” manufactured by JSR, ratio of acrylonitrile monomer 20%)
3) Raw material rubber C: high nitrile rubber (“JSR N220S” manufactured by JSR, ratio of acrylonitrile monomer 41%)
4) Raw material rubber D: carboxyl-modified medium-high nitrile rubber (“Nipol DN631” manufactured by Zeon Corporation, acrylonitrile monomer ratio 33.5%)
5) Raw material rubber E: hydrogenated medium-high nitrile rubber ("Zetpol 2020" manufactured by Zeon Corporation, acrylonitrile monomer ratio 36%)
6) Carbon black A: HAF grade carbon black ("Diablack H" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
7) Carbon black B: FEF grade carbon black (Asahi Carbon “Asahi 60”)
8) Carbon black C: SRF grade carbon black ("Seast S" made by Tokai Carbon)
9) Silica: hydrous silica ("Nip Seal AQ" manufactured by Nippon Silica Kogyo)
10) Clay: calcined clay (“Satinton # 5” manufactured by Engelhard Minerals)
11) Vulcanizing agent A: Highly dispersible sulfur ("Sulfax PMC" manufactured by Tsurumi Chemical Industry)
12) Vulcanizing agent B: morpholine disulfide ("Barnock R" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.)
13) Vulcanization accelerator A: Tetramethylthiuram disulfide ("Noxeller TT" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry)
14) Vulcanization accelerator B: zinc dimethyldithiocarbamate (“Noxeller PZ” manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry)
15) Vulcanization accelerator C: N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide ("Noxeller CZ" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry)
16) Vulcanization accelerator A: stearic acid (“Lunac S-20” manufactured by Kao)
17) Vulcanization accelerator B: zinc oxide (Sakai Chemical's French method No. 1)
18) Vulcanization accelerator A: Zinc peroxide masterbatch (“Zeonet ZP” manufactured by Zeon Corporation)
19) Activator: "ACTING SL" manufactured by Yoshitomi Fine Chemical
20) Processing aid: fatty acid metal salt ("TE80" manufactured by Technical Processing)
21) Organic peroxide A: 1,3-bis (t-butylperoxyisopropyl) benzene ("Beroximon F-40" manufactured by NOF Corporation, active ingredient 40%)
22) Organic peroxide B: dicumyl peroxide (“Kayacumyl D-40K” manufactured by Kayaku Akzo, active ingredient 40%)
23) Plasticizer: adipic acid-based polyester (“ADEKASIZER PN-150” manufactured by Iken Denka)
24) Antioxidant A: 4,4-bis (α, α-dimethylbenzyl) diphenylamine (“Nocrack CD” manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.)
25) Antioxidant B: zinc salt of 2-mercaptobenzimidazole ("Nocrack MBZ" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.)
26) Antiaging agent C: Special wax (“Sannok” manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry)
27) Coupling agent A: γ-mercaptopropyltrimethoxysilane (“KBM803” manufactured by Shin-Etsu Silicone)
28) Coupling agent B: vinyl tris (β-methoxyethoxy) silane (“A-172” manufactured by Nippon Unicar)
29) Co-crosslinking agent: triallyl isocyanurate (“TIAC M-60” manufactured by Nippon Kasei, active ingredient 60%)
[0047]
(Sealing test)
Using the seal rotation tester shown in FIG. 6, a sealing test was performed on the prepared seal device, assuming that the seal device was immersed in muddy water. The illustrated seal rotation tester has a configuration in which a seal device 12a (inner diameter: 60 mm) is incorporated into a shaft 101 and rotated at a predetermined rotation speed while being immersed in muddy water 102 stored inside. Also, when the seal is broken and the muddy water 102 enters the anti-muddy water side, the structure is detected by the electric leakage sensor 103. The test conditions were as follows, the time until water leakage was detected was measured, and the results are shown in Table 2 as muddy water endurance time.
・ Rotational speed: 1500 rpm
・ Shaft eccentricity: 0.4mm TIR
・ Muddy water composition: JIS Class 8 dust 30%
・ Grease: urea soap, mineral oil
-Grease application amount: 0.3 g between the outer seal lip and the intermediate seal lip, 0.1 g between the intermediate seal lip and the inner seal lip
[0048]
(Workability test)
The same seal device as that used for the sealability test was continuously molded under the same molding conditions in 200 pieces, and the releasability during molding, dirt on the mold and burrs were evaluated. The results are shown in Table 2 as workability.
[0049]
(Normal property measurement)
Hardness test: A vulcanized rubber sheet was punched out in the form of a JIS dumbbell-shaped No. 3 test piece, three of which were piled up, and the hardness (spring hardness A stalk) was measured based on JIS K6301. The results are shown in Table 2 as hardness.
-Tensile test: A vulcanized rubber sheet was punched out in the form of a JIS dumbbell-shaped No. 3 test piece, which was subjected to a tensile test based on JIS K6301 using an all-purpose tester "Autograph AG-10KNG" manufactured by Shimadzu Corporation. Then, the tensile strength at break and elongation were measured. The results are shown in Table 2 as tensile strength and elongation, respectively.
[0050]
[Table 2]

[0051]
As shown in Table 2, according to the present invention, an elastic member obtained by molding a rubber composition obtained by blending an acrylonitrile butadiene rubber, an organic oxide, a sulfur-based vulcanizing agent and a vulcanization accelerator for sulfur vulcanization. Each of the sealing devices of Examples having the above features has a long muddy water durability time, and is excellent in workability and physical properties, and the effect of the present invention was confirmed.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, the rolling bearing of the present invention has excellent sealing performance and can maintain desired performance for a long period of time even when used in a severe environment such as immersion in muddy water.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a rolling bearing of the present invention (a rolling bearing for a vehicle).
FIG. 2 is an enlarged view of one sealing device (12a) of the rolling bearing shown in FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of the other sealing device (12b) of the rolling bearing shown in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the rolling bearing of the present invention (rolling bearing for a railway vehicle).
5 is an enlarged view of the rolling bearing sealing device shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a test device used for a sealing test in Examples.
[Explanation of symbols]
O Rolling bearing
1 Outer ring equivalent member
4 Inner ring equivalent members
10 rolling elements
11 cage
12a Sealing device
12b Sealing device
105 core
106 Slinger
107 elastic member
217 Elastic member
402 bearing
403 Outer ring
404a, 404b tapered rollers
405a, 405b Inner ring
413 Seal device
413b Oil seal

Claims

An outer race having an outer raceway on an inner peripheral surface, an inner race having an inner raceway on an outer peripheral surface, a plurality of rolling elements provided rotatably between the outer raceway and the inner raceway; and the rolling elements. A retainer that is rotatably held in a state of being spaced apart from each other in a circumferential direction, and an axial opening of a space in which the rolling element is provided between an inner peripheral surface of the outer ring and an outer peripheral surface of the inner ring. In a rolling bearing provided with a closing seal device,
The elastic member constituting the sealing device is a molded article comprising a rubber composition obtained by blending at least an organic peroxide in acrylonitrile butadiene rubber, a sulfur-based vulcanizing agent and a vulcanization accelerator for sulfur vulcanization. Rolling bearing characterized.