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JP2007046708A - Rolling bearings for wheels - Google Patents

Rolling bearings for wheels Download PDF

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JP2007046708A
JP2007046708A JP2005232019A JP2005232019A JP2007046708A JP 2007046708 A JP2007046708 A JP 2007046708A JP 2005232019 A JP2005232019 A JP 2005232019A JP 2005232019 A JP2005232019 A JP 2005232019A JP 2007046708 A JP2007046708 A JP 2007046708A
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JP
Japan
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rolling bearing
inner ring
peripheral surface
wheel
outer ring
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005232019A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keisuke Yokoyama
景介 横山
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F16C33/7816—Details of the sealing or parts thereof, e.g. geometry, material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C19/184—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement
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Abstract

【課題】 従来と同等以上のシール性能を維持しつつ、耐熱性の改善を図ったシール装置を備え、信頼性が高く長寿命の車輪用転がり軸受を提供する。
【解決手段】 車両の車軸部に装着され車輪を回転自在に支持するための転がり軸受であって、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車輪用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、水素化アクリロニトリルブタジエンゴムと、粒子径26〜100ｎｍのカーボンブラックとを含むゴム組成物からなることを特徴とする車輪用転がり軸受。
【選択図】 図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling bearing for a wheel having a high reliability and a long life, provided with a sealing device that improves heat resistance while maintaining sealing performance equal to or higher than that of conventional one.
A rolling bearing mounted on an axle portion of a vehicle for rotatably supporting a wheel, an outer ring having an outer ring raceway on an inner peripheral surface, an inner ring having an inner ring raceway on an outer peripheral surface, and the outer ring raceway And a plurality of rolling elements provided between the inner ring raceway and the inner ring raceway, and an axial opening of a space in which the rolling elements are provided between the inner circumferential surface of the outer ring and the outer circumferential surface of the inner ring. In a rolling bearing for a wheel provided with a sealing device for closing
The wheel rolling bearing according to claim 1, wherein the elastic member constituting the sealing device is made of a rubber composition containing hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber and carbon black having a particle diameter of 26 to 100 nm.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、例えば自動車の車輪を回転自在に支持するために使用される車輪用転がり軸受に関し、より詳細には、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車輪用転がり軸受に関する。   The present invention relates to a wheel rolling bearing used to support, for example, a vehicle wheel rotatably. More specifically, the present invention prevents leakage of encapsulated grease, and external dust, water, water vapor, muddy water, and the like. The present invention relates to a rolling bearing for a wheel provided with a sealing device for preventing intrusion of the inside of the bearing into the bearing.

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。極端な場合には、水中に浸漬した状態で使用されることもある。そこで、従来の車輪用転がり軸受では、例えば図１に示されるような密封構造が採られている。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。   For example, wheel rolling bearings that support the wheels of automobiles and railway vehicles are usually used outdoors while being exposed to rainwater, wind and snow, and dust. In extreme cases, it may be used while immersed in water. Therefore, a conventional wheel rolling bearing has a sealing structure as shown in FIG. In the illustrated rolling bearing O, an outer ring equivalent member 1 that is 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. An inner ring equivalent member 3 that is a rotating ring is provided concentrically with the outer ring equivalent member 1 inside the outer ring equivalent member 1, and the inner ring equivalent member 3 rotates during use. The inner ring equivalent member 3 includes a hub 4 and an inner ring 5. Of these, the spline groove 6 is formed on the inner peripheral surface of the hub 4, and the mounting flange 7 is formed on the outer peripheral surface of the outer end (the end that becomes the outer side in the width direction when assembled to the vehicle, the left end in FIG. 1). Has been. When assembled to the vehicle, a drive shaft that is rotationally driven through a constant velocity joint is inserted into the spline groove 6, and a wheel is fixed to the mounting flange 7.

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。   Double-row outer ring raceways 8 and 8 are formed on the inner peripheral surface of the outer ring equivalent member 1, and inner ring raceways 9 and 9 are formed on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the hub 4 and the outer peripheral surface of the inner ring 5, respectively. Yes. Then, rolling elements 10 and 10 are provided between the outer ring raceways 8 and 8 and the inner ring raceways 9 and 9 so that the inner ring equivalent member 3 can freely rotate inside the outer ring equivalent member 1. Moreover, in order to hold | maintain the rolling elements 10 and 10 so that rolling is possible, the holder | retainers 11 and 11 are provided. In the illustrated example, balls are used as the rolling elements 10 and 10, but in the case of a heavy vehicle hub unit, tapered rollers may be used as the rolling elements. Further, seal devices 12 a and 12 b are provided between the outer end 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 portion in which the rolling elements 10 and 10 are installed is closed between the outer peripheral surface of the first and second outer peripheral surfaces.

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。   As shown in an enlarged view in FIG. 2, the sealing device 12 a includes a core bar 105, a slinger 106, and an elastic member 107. Of these, the cored bar 105 is integrally formed by subjecting a metal plate such as a low carbon steel plate to punching processing such as press processing and plastic processing. Such a metal core 105 includes an outer diameter side cylindrical portion 109 that can be fitted and fixed to the inner peripheral surface of the end portion of the outer ring equivalent member 1 constituting the rolling bearing O, and an inner edge in the axial direction of the outer diameter side cylindrical portion 109. It is formed in an annular shape with a substantially L-shaped cross section including an inner ring portion 110 bent inward in the diameter direction from the left end edge in FIG. The slinger 106 is integrally formed by performing punching and plastic working such as press working on a metal plate having excellent corrosion resistance such as a stainless steel plate. Such a slinger 106 includes an inner diameter side cylindrical portion 112 that can be fitted and fixed to the outer peripheral surface of the outer end portion of the inner ring 5 that constitutes the rolling bearing O, and an outer edge in the axial direction of the inner diameter side cylindrical portion 112 (FIG. 2). And an outer ring portion 113 bent outward in the diameter direction from the right end edge of the ring shape.

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。   The elastic member 107 is made of an elastic material, and includes three seal lips 114, 115, and 116 on the outer side, the middle side, and the inner side. Then, the tip end edge of the outer seal lip 114 located on the outermost side is brought into sliding contact with the inner surface of the outer ring portion 113 constituting the slinger 106, and the intermediate seal lip 115 and the inner seal lip which are the remaining two seal lips. The tip edge of 116 is brought into sliding contact with the outer peripheral surface of the inner diameter side cylindrical portion 112 constituting the slinger 106, thereby preventing leakage of the encapsulated grease and introducing dust, water, muddy water, etc. from the outside into the bearing. Prevent intrusion.

また、シール装置１２ａは、図３に示すように、弾性部材を第１のシールリップ１２０ａと第２のシールリップ１２０ｂとで形成するとともに、第１のシールリップ１２０ａを断面Ｌ字上の芯金１０５に固定し、第２のシールリップ１２０ｂを同じく断面略Ｌ字上のスリンガ１０６に固定し、第１のシールリップ１２０ａがスリンガ１０６と接触し、第２のシールリップ１２０ｂが芯金１０５と接触する構成とすることもできる。   Further, as shown in FIG. 3, the sealing device 12a includes an elastic member formed of a first seal lip 120a and a second seal lip 120b, and the first seal lip 120a is a core metal having an L-shaped cross section. 105, the second seal lip 120b is fixed to the slinger 106 having a substantially L-shaped cross section, the first seal lip 120a is in contact with the slinger 106, and the second seal lip 120b is in contact with the cored bar 105. It can also be set as the structure to do.

シール装置１２ｂは、図４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４の左端縁）に向かう程直径方向外方（図４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４の右下縁）に向かう程上記空間１３の内側（図４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。   As shown in an enlarged view in FIG. 4, the sealing device 12 b includes a cored bar 216 and an elastic member 217 each formed in a ring shape. Of these, 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, and is formed on the core metal 216 and bonded and fixed by adhesion or the like. The elastic member 217 includes an outer diameter side, an inner diameter side, two side seal lips 218 and 219, and a radial seal lip 220. Then, the two side seal lips 218 and 219 are inclined toward the outer side in the diametrical direction (upward in FIG. 4) toward the front end edge (left end edge in FIG. 4), thereby entering the space 13. The foreign matter entry prevention function is secured. Further, the radial seal lip 220 is inclined in the direction toward the inner side (right side in FIG. 4) of the space 13 toward the tip edge (lower right edge in FIG. 4), thereby ensuring the grease leakage prevention function. ing.

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４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４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４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４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４の右方向）に傾斜している。   More specifically, the sealing device 12b includes a cored bar 216 and an elastic member 217, each of which is formed in an annular shape. The cored bar 216 of the sealing device 12b is integrally formed by subjecting a metal plate such as a low carbon steel plate to a punching process such as a press process and a plastic process. The cored bar 216 includes an outer diameter side cylindrical portion 222 that can be fitted and fixed to the inner peripheral surface of the end portion of the outer ring equivalent member 1 constituting the rolling bearing O, and an outer end edge of the outer diameter side cylindrical portion 222 (see FIG. 4). And a support plate part 223 bent inward in the diameter direction from the left end edge). Of these, the outer diameter side cylindrical portion 222 is composed of a large diameter portion 224 closer to the inner end (rightward in FIG. 4) and an elastic member 217, and the outer side surface (left side in FIG. 4) of the support plate portion 223 constituting the core metal 216. The outer peripheral edge portion of the elastic member 217 is sandwiched between the outer peripheral surface of the inclined portion 227 and the inner peripheral surface of the opening end portion of the outer ring equivalent member 1. Yes. And by this structure, the fitting part of the said metal core 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 to be slightly larger than the inner diameter of the outer end opening of the outer ring equivalent member 1, and the large diameter portion 224 corresponds to the outer ring equivalent member 1. The inner end can be fixed to the outer end opening by an interference fit. Further, 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 as it goes inward in the diameter direction (downward in FIG. 4) (in FIG. 4). Inclined to the right.

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。   On the other hand, the elastic member 217 constituting the sealing device 12b together with the cored bar 216 is insert-molded to the cored bar 216 and bonded and fixed by adhesion or the like. The outer peripheral edge portion of such an elastic member 217 covers the outer peripheral surface of the inclined portion 227. Also, the outer diameter of the portion of the elastic member 217 that covers the outer peripheral surface of the inclined portion 227 in a free state is set slightly larger than the inner diameter of the outer end opening of the outer ring equivalent member 1. In the state where the large-diameter portion 224 is fitted and fixed to the outer end opening, the portion of the elastic member 217 covering the outer peripheral surface of the inclined portion 227 is the outer peripheral surface of the inclined portion 227. And the inner peripheral surface of the outer end opening are elastically pressed to ensure the sealing performance of the portion.

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４の左端縁）に向かう程直径方向外方（図４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４の右下縁）に向かう程上記空間１３の内側（図４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。   Further, the base portion 226 of the elastic member 217 completely covers the outer surface (the left side surface in FIG. 3) of the support plate portion 223 over the entire circumference. Further, an outer diameter side, an inner diameter side, two side seal lips 218 and 219, and one radial seal lip 220 are formed on the outer side surface and inner peripheral edge of the base portion 226. By tilting the seal lips 218 and 219 toward the outer edge in the diametrical direction (upward in FIG. 4) toward the leading edge (the left edge in FIG. 4), a function of preventing foreign matter from entering the space 13 is secured. ing. Further, the radial seal lip 220 is inclined in the direction toward the inner side (right side in FIG. 4) of the space 13 toward the tip edge (lower right edge in FIG. 4), thereby ensuring the grease leakage prevention function. ing.

上記に挙げた車輪用軸受のシール装置１２ａ、１２ｂの弾性部材１０７、２１７は、シール性能やコストを考慮して、ニトリルゴムに添加剤を添加し、カーボンブラック等を補強材として配合したゴム組成物が広く使用されている（例えば、特許文献１参照）。   The elastic members 107 and 217 of the wheel bearing sealing devices 12a and 12b listed above are rubber compositions in which additives are added to nitrile rubber and carbon black or the like is added as a reinforcing material in consideration of sealing performance and cost. The thing is widely used (for example, refer patent document 1).

特開２００３−１９４２３５号公報JP 2003-194235 A

しかし、最近の車両の高性能化に伴い、車両用転がり軸受におけるシール性能に対する要求も高まってきており、特に耐熱性に対する要求が高まっている。そこで本発明は、従来と同等以上のシール性能を維持しつつ、耐熱性の改善を図ったシール装置を備え、信頼性が高く長寿命の車輪用転がり軸受を提供することを目的とする。   However, with the recent high performance of vehicles, there is an increasing demand for sealing performance in rolling bearings for vehicles, and in particular, there is an increasing demand for heat resistance. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wheel rolling bearing having a high reliability and a long service life, which is provided with a seal device that improves heat resistance while maintaining sealing performance equal to or higher than that of the prior art.

上記の目的を達成するために、本発明は、車両の車軸部に装着され車輪を回転自在に支持するための転がり軸受であって、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車輪用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、水素化アクリロニトリルブタジエンゴムと、粒子径26〜100ｎｍのカーボンブラックとを含むゴム組成物からなることを特徴とする車輪用転がり軸受を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention is a rolling bearing mounted on an axle portion of a vehicle for rotatably supporting a wheel, an outer ring having an outer ring raceway on an inner peripheral surface, and an inner ring on an outer peripheral surface. An inner ring having a track; a plurality of rolling elements provided between the outer ring track and the inner ring track; and the rolling element between an inner peripheral surface of the outer ring and an outer peripheral surface of the inner ring. A rolling bearing for a wheel provided with a sealing device that closes an axial opening of a space provided with an elastic member constituting the sealing device comprising hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber and carbon black having a particle diameter of 26 to 100 nm. There is provided a rolling bearing for a wheel comprising the rubber composition.

本発明によれば、シール装置の弾性部材が、特定粒子径のカーボンブラックと水素化アクリロニトリルブタジエンとを含有するゴム組成物製であることから、高温雰囲気で泥水に浸漬するような過酷な環境でも優れた密封性能が得られ、長期にわたり優れたシール性能を維持する車輪用転がり軸受が得られる。   According to the present invention, since the elastic member of the sealing device is made of a rubber composition containing carbon black having a specific particle diameter and hydrogenated acrylonitrile butadiene, even in a harsh environment such as being immersed in muddy water in a high temperature atmosphere. An excellent rolling performance can be obtained, and a rolling bearing for a wheel that maintains an excellent sealing performance for a long period of time can be obtained.

以下、本発明に関して詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明において、車輪用転がり軸受の構造自体には制限がなく、例えば図１に示したようなシール装置１２ａ，１２ｂを備える転がり軸受を例示することができる。また、シール装置１２ａ、１２ｂもその構造自体に制限はなく、例えば図２〜図４に示したような弾性材料からなり、リップを備えるシール部材とを有するものを例示することができる。   In the present invention, the structure of the wheel rolling bearing itself is not limited. For example, a rolling bearing provided with seal devices 12a and 12b as shown in FIG. 1 can be exemplified. Also, the sealing devices 12a and 12b are not limited to the structure itself, and examples thereof include a sealing member made of an elastic material as shown in FIGS. 2 to 4 and having a lip.

本発明の車輪用転がり軸受では、弾性材料を、水素化アクリロニトリルブタジエンゴムと、粒子径が26〜100ｎｍのカーボンブラックとを含有するゴム組成物で形成する。   In the wheel rolling bearing of the present invention, the elastic material is formed of a rubber composition containing hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber and carbon black having a particle size of 26 to 100 nm.

水素化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させ、更に水素を添加したゴムである。また、分子内にカルボキシル基を導入したカルボキシル化水素化アクリロニトリルブタジエンゴム等の各種変性水素化アクリロニトリルブタジエンゴムも使用できる。また、これらの水素化アクリロニトリルブタジエンゴムは、２種以上を混合して使用することもできる。   Hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber is a rubber obtained by copolymerizing butadiene and acrylonitrile and further adding hydrogen. Various modified hydrogenated acrylonitrile butadiene rubbers such as carboxylated hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber having a carboxyl group introduced into the molecule can also be used. These hydrogenated acrylonitrile butadiene rubbers can also be used as a mixture of two or more.

また、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。本発明では、水素化アクリロニトリルブタジエンゴムは、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、高ニトリルを水素化したものを使用することが好ましく、更に加工性をも考慮すると、アクリロニトリル含有量は１５〜４０％である。より好適には、アクリロニトリル含有量は２０〜３７％であり、この範囲であればバランスの良い特性を示す。アクリロニトリル量が１５％未満であると、耐摩耗性が劣り、シールリップが摩耗しやすくなり、結果として軸受寿命を縮めることになる。また、アクリロニトリル量が４０％を超えると、永久圧縮ひずみ特性が劣り、シールリップの追従性が悪くなり、結果として軸受寿命を縮めることになる。   Further, 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. In the present invention, hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber should be hydrogenated medium nitrile, medium high nitrile, high nitrile in consideration of heat resistance, oil resistance, abrasion resistance, creep resistance, lip following property, etc. In view of workability, the acrylonitrile content is 15 to 40%. More preferably, the acrylonitrile content is 20 to 37%, and if it is within this range, a well-balanced characteristic is exhibited. If the amount of acrylonitrile is less than 15%, the wear resistance is inferior and the seal lip is likely to be worn, resulting in a shortened bearing life. On the other hand, when the amount of acrylonitrile exceeds 40%, the permanent compression strain characteristics are inferior, the followability of the seal lip is deteriorated, and as a result, the bearing life is shortened.

カーボンブラックは、補強用に配合される成分である。また、カーボンブラックは、粒子径により分類されており、粒子径10〜19ｎｍのものをSAF(Super Abrasion Furnace Black)、粒子径20〜25ｎｍのものをISAF(Intermediate Super Abrasion Furnace Black)、粒子径26〜30ｎｍのものをHAF(High Abrasion Furnace Black)、粒子径31〜39ｎｍのものをFF（Fine Furnace）、粒子径40〜48ｎｍのものをFEF(Fast Extruding Furnace black)、粒子径49〜60ｎｍのものをGPF(General Purpose Furnace black)、粒子径61〜100ｎｍのものをSRF(Simi-Reinforcing Furnace black)、粒子径101〜200ｎｍまでのものをFT(Fine Thermal Furnace black)、粒子径201〜556ｎｍのものをMT(Medium Thermal Furnace black)と呼称している。本発明では、シール装置の弾性部材の耐摩耗性やリップ追従性等を考慮して粒子径26〜100ｎｍのカーボンブラックを用い、具体的には上記のHAF、FEF、GPF及びSRFを用いる。これらの各カーボンブラックは、単一種を用いる必要はなく、混合使用してもよい。   Carbon black is a component blended for reinforcement. Carbon black is classified according to particle size, SAF (Super Abrasion Furnace Black) having a particle size of 10 to 19 nm, ISAF (Intermediate Super Abrasion Furnace Black) having a particle size of 20 to 25 nm, 26 Up to 30 nm HAF (High Abrasion Furnace Black), 31-39 nm particle size FF (Fine Furnace), 40-48 nm particle size FEF (Fast Extruding Furnace black), 49-60 nm particle size GPF (General Purpose Furnace black), particle size 61-100nm, SRF (Simi-Reinforcing Furnace black), particle size 101-200nm FT (Fine Thermal Furnace black), particle size 201-556nm Is called MT (Medium Thermal Furnace black). In the present invention, carbon black having a particle diameter of 26 to 100 nm is used in consideration of the wear resistance and lip followability of the elastic member of the sealing device, and specifically, the above-mentioned HAF, FEF, GPF and SRF are used. Each of these carbon blacks need not be a single species, and may be used in combination.

カーボンブラックの配合量は、同一配合量でもその粒子径により充填密度が異なるためゴム組成物の硬さや耐久性、追従性等を考慮して、粒子径26〜60ｎｍのカーボンブラック（即ち、HAF、FEF及びGPF）については水素化アクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して２０〜８０重量部、粒子径61〜100ｎｍのカーボンブラック（即ち、SRF）については水素化アクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して３０〜１２０重量部とすることが好ましい。何れのカーボンブラックでも、配合量が下限値を下回ると補強効果が弱く耐摩耗性に劣るようになり、上限値を上回るとゴムの硬さが高くなりすぎて伸びが低くなり、追従性が低下し、結果として密封性が不足してしまう。   Carbon black has a particle size of 26 to 60 nm (that is, HAF, in consideration of the hardness, durability, followability, etc. of the rubber composition because the packing density varies depending on the particle size even with the same compounding amount. FEF and GPF) are 20 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber, and 30% with respect to 100 parts by weight of hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber with respect to carbon black having a particle diameter of 61 to 100 nm (ie, SRF). It is preferable to set it as -120 weight part. In any carbon black, if the blending amount is below the lower limit value, the reinforcing effect is weak and the wear resistance is inferior, and if it exceeds the upper limit value, the hardness of the rubber becomes too high and the elongation becomes low, and the followability decreases. As a result, the sealing performance is insufficient.

ケイ酸、ケイ酸塩、炭酸カルシウム等の白色系補強剤を配合することもできる。配合量は、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して２０〜１５０重量部とすることが好ましい。配合量が２０重量部未満であると十分な補強性が発現されず、１５０重量部を超えるとゴム組成物の硬さが高くなるとともに伸びが低くなり、本来有するゴム弾性が低下してしまう。カーボンブラックと白色系充填剤とを混合するときは、カーボンブラックの粒径により、例えば、粒径26〜60ｎｍのカーボンブラック２０〜８０重量部、白色系充填剤１０〜１１０重量部、合計で３０〜１９０重量部とし、粒径61〜100ｎｍのカーボンブラック３０〜１２０重量部、白色充填剤１０〜１１０重量部、合計で４０〜２３０重量部とする。その際、耐摩耗性や追従性を考慮してカーボンブラックの割合が３１質量％以上にすることが好ましい。何れの場合も、配合量が下限値を下回ると十分な補性が発現せず、上限値を上回るとゴム組成物の硬さが高くなるとともに伸びが低くなり、本来有するゴム弾性が低下してしまう。尚、ケイ酸塩の具体例を挙げると、天然の石英粉末や珪石粉末（ＳｉＯ２）、合成無水ケイ酸（ＳｉＯ２）、合成含水ケイ酸（ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ）、カオリンクレー（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、焼成クレー（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、ロウ石（Ａｌ２Ｏ３・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ）、セリサイト（Ｋ２Ｏ・３Ａｌ２Ｏ３・６ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、マイカ（Ｋ２Ｏ・３Ａｌ２Ｏ３・６ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、ネフェリンシナイト（Ｎａ２Ｏ・Ｋ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）等のケイ酸アルミニウム類、含水ケイ酸アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３・ｍＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ）、タルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ）等のケイ酸マグネシウム類、ワラストナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ２）等のケイ酸カルシウム類等がある。尚、カオリンクレーは、粒子の結晶度、結晶表面の水酸基の活性度を考慮すると、一般にハードクレーと呼ばれている粒径の細かいもの（粒径２μｍ以下のものを多く含むもの）が、より補強性に優れることから好ましい。ケイ酸、ケイ酸塩、炭酸カルシウム等は、単独でも、複数を混合して使用してもよい。 A white reinforcing agent such as silicic acid, silicate, calcium carbonate or the like can also be blended. The blending amount is preferably 20 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber. When the blending amount is less than 20 parts by weight, sufficient reinforcing property is not expressed. When the blending amount exceeds 150 parts by weight, the hardness of the rubber composition increases and the elongation decreases, and the inherent rubber elasticity decreases. When carbon black and white filler are mixed, depending on the particle size of carbon black, for example, 20 to 80 parts by weight of carbon black having a particle diameter of 26 to 60 nm and 10 to 110 parts by weight of white filler are 30 in total. To 190 parts by weight, 30 to 120 parts by weight of carbon black having a particle diameter of 61 to 100 nm, and 10 to 110 parts by weight of white filler, for a total of 40 to 230 parts by weight. In that case, it is preferable that the ratio of carbon black is 31% by mass or more in consideration of wear resistance and followability. In any case, if the blending amount is below the lower limit, sufficient complementarity will not be expressed, and if it exceeds the upper limit, the hardness of the rubber composition will increase and the elongation will decrease, and the inherent rubber elasticity will decrease. End up. Specific examples of silicates include natural quartz powder, silica powder (SiO 2 ), synthetic silicic anhydride (SiO 2 ), synthetic hydrous silicic acid (SiO 2 · nH 2 O), kaolin clay (Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2 O), calcined clay (Al 2 O 3 · 2SiO 2 ), wax (Al 2 O 3 · 4SiO 2 · H 2 O), sericite (K 2 O · 3Al 2 O) 3 , 6SiO 2 · 2H 2 O), mica (K 2 O · 3Al 2 O 3 · 6SiO 2 · 2H 2 O), nepheline cinnite (Na 2 O · K 2 O · Al 2 O 3 · 2SiO 2 ), etc. aluminum silicates, and hydrous aluminum silicate (Al 2 O 3 · mSiO 2 · nH 2 O), talc (3MgO · 4SiO 2 · H 2 O) magnesium silicate such as, wollastonite (CaO · SiO 2 ) There are a calcium silicates and the like. In addition, kaolin clay has a fine particle size (including many particles having a particle size of 2 μm or less) generally called hard clay, considering the crystallinity of the particles and the activity of hydroxyl groups on the crystal surface. It is preferable because of its excellent reinforcement. Silicic acid, silicate, calcium carbonate, etc. may be used alone or in combination.

また、ゴム組成物には成形のための加硫剤（架橋剤）、加硫助剤、加硫促進助剤が配合される。加硫剤としては、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、アルキルフェノールジスルフィド、Ｎ，Ｎ−ジチオ−ビス（ヘキサヒドロ−２Ｈ−アゼピノン−２）、チウラムポリスルフィド等の硫黄を排出可能な硫黄化合物、ジクミルパーオキサイド、ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、２，５−ジメチルヘキサン、ベンゾイルパーオキサイド等の過酸化物等が挙げられる。中でも、分散性や取り扱いの容易さ、耐熱性の点で、高分散性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。   The rubber composition is blended with a vulcanizing agent (crosslinking agent), a vulcanization aid, and a vulcanization acceleration aid for molding. Examples of the vulcanizing agent include powdered sulfur, sulfur white, precipitated sulfur, highly dispersible sulfur, morpholine disulfide, alkylphenol disulfide, N, N-dithio-bis (hexahydro-2H-azepinone-2), thiuram polysulfide, etc. And sulfur compounds capable of discharging sulfur, peroxides such as dicumyl peroxide, di (t-butylperoxy) diisopropylbenzene, 2,5-dimethylhexane, benzoyl peroxide, and the like. Among them, it is preferable to use highly dispersible sulfur or morpholine disulfide in terms of dispersibility, ease of handling, and heat resistance.

尚、硫黄系の加硫剤を用いる場合は、グアニジン系化合物、アルデヒド−アンモニア系化合物、チアゾール系化合物、チオウレア系化合物、スルフェンアミド系化合物、チウラム系化合物、ジチオカルバメート系化合物、キサンテート系化合物等を加硫助剤として併用する必要がある。硫黄系の加硫剤の中でも高分散性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またはスルフェンアミド系のＮ−シクロベンジル−２−ベンゾチアジル・スルフェンアミド等と、チアゾール系の２−メツカプトベンゾチアゾール等とを併用することが好ましい。   When sulfur-based vulcanizing agents are used, guanidine compounds, aldehyde-ammonia compounds, thiazole compounds, thiourea compounds, sulfenamide compounds, thiuram compounds, dithiocarbamate compounds, xanthate compounds, etc. Must be used together as a vulcanization aid. When using highly dispersible sulfur among sulfur-based vulcanizing agents, thiuram-based tetramethylthiuram disulfide or the like or sulfenamide-based N-cyclobenzyl-2-benzothiazyl sulfenamide and the like and thiazole-based vulcanizing agents It is preferable to use 2-methcaptobenzothiazole together.

加硫促進助剤としては、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、及びアミン類等が挙げられる。これら加硫助剤、活性剤は２種以上を混合使用してもよく、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して０．１〜１０重量部配合される。尚、カルボキシル化水素化アクリロニトリルブタジエンゴムを用いる場合には、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。   Examples of the vulcanization acceleration aid include metal oxides such as zinc oxide, metal carbonates, metal hydroxides, organic acids such as stearic acid and derivatives thereof, and amines. These vulcanization aids and activators may be used in combination of two or more, and are blended in an amount of 0.1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber. In the case of using carboxylated hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber, it is preferable to use zinc peroxide and stearic acid together because zinc oxide tends to cause early vulcanization. Zinc peroxide is present in the composition as it is at the temperature at which the rubber composition is kneaded and produces zinc oxide at the time of vulcanization molding, so that early vulcanization does not occur at the time of kneading and storage.

また、有機過酸化物系加硫剤を用いる場合は、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。これら架橋助剤の配合量は、水素化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重量部である。   Moreover, when using an organic peroxide type | system | group vulcanizing agent, a crosslinking adjuvant (coagent) can also be used together. Examples of crosslinking aids include tetrahydrofurfuryl methacrylate, ethylene dimethacrylate, 1,3-butylene dimethacrylate, 1,4-methylene dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, 1, 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, metal methacrylate and the like. The amount of these crosslinking aids is 1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber.

更に、ゴム組成物には、老化防止剤、加工助剤（可塑剤）、摩耗改良剤、摩擦改良剤、導電性付与剤等を添加することができる。   Furthermore, an anti-aging agent, a processing aid (plasticizer), an abrasion improving agent, a friction improving agent, a conductivity imparting agent, and the like can be added to the rubber composition.

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。   Examples of the antioxidant include amine / ketone condensation products, aromatic secondary amines, monophenol derivatives, bis or polyphenol derivatives, hydroquinone derivatives, sulfur-based antioxidants and phosphorus-based antioxidants. Of these, amine-ketone condensation product-based 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline polymer-condensation reaction product of diphenylamine and acetone, aromatic secondary amine-based N, N'- Di-β-naphthyl-p-phenylenediamine, 4,4′-bis- (α, α-dimethylbenzyl) diphenylamine, N-phenyl-N ′-(3-methacryloyloxy-2-hydroxypropyl) -p-phenylene Diamine and the like are preferable.

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を例示できる。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水素化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。   In order to prevent thermal decomposition and improve heat resistance, it is more preferable to use a secondary anti-aging agent together with the anti-aging agent. Examples of the secondary antiaging agent include sulfur-based 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptomethylbenzimidazole, and zinc salts thereof. Furthermore, about 0.5 to 2 parts by weight of a wax having a melting point of about 55 to 70 ° C. is added to 100 parts by weight of hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber as a sun crack prevention agent that suppresses cracking caused by sunlight or ozone. May be.

尚、成形加工性を向上させる必要がある場合は、ゴム組成物に加工助剤として可塑剤を配合する。成形に特に支承が無い場合は、可塑剤を配合する必要はない。配合する場合は、可塑剤を水素化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重量部であり、必要以上に配合するとゴム組成物が軟化するとともに、完全に混合されずにブリードアウトし、得られる弾性部材と、シール装置を構成する芯金やスリンガとの接着性が極端に低下する。   In addition, when it is necessary to improve moldability, a plasticizer is blended in the rubber composition as a processing aid. If there is no particular support for molding, it is not necessary to add a plasticizer. When blended, the plasticizer is 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber. When blended more than necessary, the rubber composition softens and bleeds out without being completely mixed. Adhesiveness between the obtained elastic member and the metal core or slinger constituting the sealing device is extremely lowered.

可塑剤としては、ジオクチルフタレート等のフタル酸ジエステル、アジペート系可塑剤、セバケート系可塑剤、ホスフェート系可塑剤、ポリエーテル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、ポリエーテルエステル系可塑剤、液状ゴム等が挙げられる。また、近年の環境ホルモン問題を考慮すると、アジペート系可塑剤、セバケート系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、ポリエーテルエステル系可塑剤が好ましい。   Examples of plasticizers include phthalic acid diesters such as dioctyl phthalate, adipate plasticizers, sebacate plasticizers, phosphate plasticizers, polyether plasticizers, polyester plasticizers, polyetherester plasticizers, and liquid rubber. Can be mentioned. In view of recent environmental hormone problems, adipate plasticizers, sebacate plasticizers, polyester plasticizers, and polyether ester plasticizers are preferred.

その他、ゴム組成物には、潤滑性を付与して摩耗や摺動による発熱を抑えるために、摩擦改良剤を添加することが好ましい。摩擦改良剤としては、鉱油、エーテル系オイル、シリコーン系オイル、ポリα−オレフィンオイル、フッ素オイル、フッ素系界面活性剤等が挙げられる。中でも、シリコーン系オイルが好ましい。シリコーン系オイルはポリジメチルシロキサンを主成分とする常温で液体の物質であるが、上記水素化アクリロニトリルブタジエンゴムとの相溶性を高めるために、ポリジメチルシロキサンのメチル基の一部または分子末端がアミノ基、アルキル基、エポキシ基、ポリエーテル基、高級脂肪酸エステル等で置換された変性タイプでもよい。このような官能基を有することにより、官能基が上記水素化アクリロニトリルブタジエンゴムの主鎖に反応もしくは吸着して弾性部材の表面に一度にブルームすることを防止すると同時に、徐々に恒久的にブルームしてその効果を長期にわたり維持する。これら摩擦改良剤は液状であるため、少量でその効果を発現し、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して１〜３０重量部添加することにより潤滑性が向上する。添加量が１重量部未満では十分な潤滑性が付与されず、３０重量部を超えると加工時に添加剤の分散不良が起こるだけでなく、シール装置を構成する芯金との接着性が極端に低下するおそれがある。尚、粘度ついては制限がなく、市販されているものが何れ使用できるが、２５℃における動粘度が２〜１００００ｍｍ２／ｓの範囲のものが、配合性の容易さから好ましい。 In addition, a friction modifier is preferably added to the rubber composition in order to impart lubricity and suppress heat generation due to wear and sliding. Examples of the friction modifier include mineral oil, ether oil, silicone oil, poly α-olefin oil, fluorine oil, fluorine surfactant and the like. Among these, silicone oil is preferable. Silicone-based oils are substances that are liquid at room temperature with polydimethylsiloxane as the main component. However, in order to increase the compatibility with the hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber, some of the methyl groups or the molecular ends of the polydimethylsiloxane have amino groups. It may be a modified type substituted with a group, an alkyl group, an epoxy group, a polyether group, a higher fatty acid ester or the like. By having such a functional group, the functional group is prevented from reacting or adsorbing to the main chain of the hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber to bloom on the surface of the elastic member at the same time, and at the same time, gradually and permanently blooms. Maintain the effect over a long period of time. Since these friction modifiers are in a liquid state, the effect is exhibited in a small amount, and the lubricity is improved by adding 1 to 30 parts by weight to 100 parts by weight of the hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber. If the amount added is less than 1 part by weight, sufficient lubricity will not be imparted, and if it exceeds 30 parts by weight, not only poor dispersion of the additive will occur at the time of processing, but also the adhesiveness with the core bar constituting the sealing device will be extremely high. May decrease. In addition, there is no restriction | limiting about a viscosity, Although what is marketed can be used, the thing of the range whose kinematic viscosity in 25 degreeC is 2-10000 mm < 2 > / s is preferable from the ease of a mixing property.

また、車両に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１０５Ω・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。 Further, if the vehicle does not have a mechanism for energizing between the axle and the wheel rolling bearing, static electricity generated during traveling may remain in the vehicle and generate radio noise and the like. In order to deal with such a problem, it has been considered that the elastic member of the sealing device is made conductive to energize the axle and the wheel rolling bearing. In this case, the resistance value of the elastic member is not limited, but a volume resistivity value of 10 5 Ω · cm or less is preferable, and generation of radio noise can be sufficiently suppressed.

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、水素化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重量部が好ましい。添加量が１重量部未満では十分な導電性が付与されず、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、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する。   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 adopted. Conductive powders include brass, aluminum alloys, copper, silver, nickel, steel, stainless steel and other metal powders, graphite, conductive carbon black, tin oxide doped with antimony, and zinc oxide with aluminum. Conductive materials such as doped conductive zinc oxide, conductive indium oxide doped with tin indium oxide in powder form, conductive inorganic powder with conductive coating applied to powder of insulating material such as mica, etc. Can be mentioned. Examples of conductive fibers include carbon fibers, metal fibers (brass, aluminum alloy, copper, silver, nickel, steel, stainless steel, etc.), non-conductive fibers with a conductive coating, and the like. It is done. Among them, conductive carbon black having a developed graphite structure in hardness such as acetylene black and ketjen black is preferable because excellent conductivity can be obtained in a smaller amount. The amount of these conductive carbon blacks to be added is not limited, but is preferably 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber. When the addition amount is less than 1 part by weight, sufficient conductivity is not imparted, and a result that satisfies the suppression of radio noise cannot be obtained. On the other hand, when it is added in an amount exceeding 20 parts by weight, not only the workability is extremely lowered and the production becomes substantially difficult, but the hardness becomes too high and the elongation becomes low, and the inherent rubber elasticity is lowered.

更に、ゴム組成物には、何れも従来より公知のカップリング剤、顔料、染料、離型剤等を添加することができる。   Furthermore, conventionally known coupling agents, pigments, dyes, mold release agents and the like can be added to the rubber composition.

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、上記した各材料の所定量をゴム混練ロール、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に投入し、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３０〜８０℃の温度で、５〜６０分間混練りすることによって、各種添加剤の十分な分散を図ることができる。   A method for obtaining a rubber composition as a raw material for an elastic member using each of the above components is not particularly limited, but a predetermined amount of each of the above materials is conventionally known such as a rubber kneading roll, a pressure kneader, a Banbury mixer, and the like. It is possible to uniformly knead by putting into a rubber kneading apparatus. Although the kneading conditions are not particularly limited, sufficient dispersion of various additives can be achieved by kneading usually at a temperature of 30 to 80 ° C. for 5 to 60 minutes.

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の範囲が好ましい。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、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。   In terms of physical properties, the hardness of the rubber composition is affected by the amount of the various fillers listed above, but from the viewpoint of sealing performance and followability when applied to a wheel rolling bearing sealing device, JISK6301 The range of 50 to 90 is preferable with the spring hardness A scale described in 1). When the hardness is less than 50, the friction resistance of the sealing device increases and the wear resistance decreases. Further, if the hardness exceeds 90, the rubber elasticity is lowered as described above, so that the sealing performance and followability of the lip portion of the sealing device are lowered, and it is used in a dusty environment or a situation where it is exposed to muddy water. Then, the life of the rolling bearing may be reduced.

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やスリンガを挿入し、先に述べた方法で製造した未加硫のゴム組成物からなるシートを乗せ、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。   Further, the method for making the rubber composition as an elastic member of the sealing device is not particularly limited, but it may be heated while pressing the unvulcanized rubber composition in a mold, compression molding, transfer molding, It can be produced by a known rubber molding method such as injection molding. For example, in the case of compression molding, a cored bar or slinger previously coated with an adhesive is inserted into a mold, and a sheet made of an unvulcanized rubber composition manufactured by the method described above is placed, usually 120 to It can be produced by pressure vulcanization at 200 ° C. for about 30 seconds to 30 minutes. Moreover, you may post-crosslink at 120-200 degreeC for about 10 minutes-10 hours as needed.

以下、試験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。   EXAMPLES Hereinafter, although a test example is given and this invention is demonstrated further, this invention is not restrict | limited at all by this.

表１に示す配合に従い、ゴム材料と、加硫系添加剤を除く各添加剤とを加圧ニーダーに投入し、混練りを行った。次いで、混練物に加硫系添加剤を添加して混練りを行い、混練物をシート状（未加硫物）に成形した。   According to the formulation shown in Table 1, the rubber material and each additive except the vulcanizing additive were put into a pressure kneader and kneaded. Next, the vulcanized additive was added to the kneaded product and kneaded to form the kneaded product into a sheet (unvulcanized product).

尚、表中に示した配合剤は以下の通りである。
・ゴムＡ：水素化アクリロニトリルブタジエンゴム、日本ゼオン製「Ｚｅｔｐｏｌ ２０３０Ｌ」（アクリロニトリル量３６．２％）
・ゴムＢ：水素化アクリロニトリルブタジエンゴム、日本ゼオン製「Ｚｅｔｐｏｌ １４２０」（アクリロニトリル量４３．２％）
・ゴムＣ：水素化アクリロニトリルブタジエンゴム、日本ゼオン製「Ｎｉｐｏｌ ＤＮ３３５０」（アクリロニトリル量３３％）
・ステアリン酸：花王製「Ｌｕｎａｃ Ｓ−３５」
・亜鉛華：堺化学製「フランス法１号」
・可塑剤：旭電化製「アデカサイザーＰＮ−３５０」
・老化防止剤Ａ：大内新興化学製「ノクラックＣＤ」
・老化防止剤Ｂ：大内新興化学製「サンノック」
・カーボンブラック（ＩＳＡＦ）：東海カーボン製「シースト６」
・カーボンブラック（ＨＡＦ）：東海カーボン製「シースト３」
・カーボンブラック（ＦＦ）：東海カーボン製「シースト１１６ＭＡＦ」
・カーボンブラック（ＦＥＦ）：東海カーボン製「シーストＳＯ」
・カーボンブラック（ＧＰＦ）：東海カーボン製「シーストＶ」
・カーボンブラック（ＳＲＦ）：東海カーボン製「シーストＳ」
・カーボンブラック（ＦＴ）：旭カーボン製「アサヒサーマル」
・クレー：土屋カオリン製「ＳＡＴＩＮＴＯＮＥ Ｎｏ．５」
・カップリング剤：東芝シリコーン製「ＴＳＬ８３８０」
・硫黄：鶴見化学製「Ｓｕｌｆａｘ ＰＭＣ」
・活性剤：吉富製薬製「アクチングＳＬ」
・加硫促進剤（ＴＴ）：大内新興化学製「ノクセラー ＴＴ−Ｐ」
・加硫促進剤（ＴＥＴ）：大内新興化学製「ノクセラー ＴＥＴ−Ｇ」
・加硫促進剤（ＣＺ）：大内新興化学製「ノクセラー ＣＺ−Ｇ」 In addition, the compounding agent shown in the table | surface is as follows.
Rubber A: hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber, “Zetpol 2030L” manufactured by Nippon Zeon (acrylonitrile amount 36.2%)
-Rubber B: hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber, "Zetpol 1420" manufactured by Nippon Zeon (acrylonitrile amount 43.2%)
・ Rubber C: hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber, “Nipol DN3350” (33% acrylonitrile content) manufactured by Nippon Zeon
・ Stearic acid: Kao "Lunac S-35"
・ Zinc flower: Sakai Chemical "French Law No. 1"
・ Plasticizer: "Adekasizer PN-350" manufactured by Asahi Denka
・ Anti-aging agent A: “NOCRACK CD” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical
・ Anti-aging agent B: “Sannok” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical
・ Carbon black (ISAF): "Seast 6" made by Tokai Carbon
・ Carbon black (HAF): "Seast 3" made by Tokai Carbon
・ Carbon black (FF): "Seast 116MAF" made by Tokai Carbon
・ Carbon black (FEF): "Seast SO" made by Tokai Carbon
・ Carbon black (GPF): “Seast V” made by Tokai Carbon
・ Carbon black (SRF): "Seast S" made by Tokai Carbon
・ Carbon black (FT): “Asahi Thermal” made by Asahi Carbon
・ Clay: "SATINTONE No. 5" made by Tsuchiya Kaolin
・ Coupling agent: Toshiba Silicone's “TSL8380”
・ Sulfur: “Sulfax PMC” manufactured by Tsurumi Chemical
・ Activator: “Acching SL” manufactured by Yoshitomi Pharmaceutical
・ Vulcanization accelerator (TT): “Noxeller TT-P” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical
・ Vulcanization accelerator (TET): “Noxeller TET-G” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical
・ Vulcanization accelerator (CZ): “Noxeller CZ-G” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical

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、各シール装置を（１）泥水耐久試験及び（２）耐熱性試験に供した。   And the sealing apparatus of the same shape as the sealing apparatus 12a of the rolling bearing for wheel support of a motor vehicle shown in FIG. 2 was produced, and each sealing apparatus was subjected to (1) muddy water durability test and (2) heat resistance test.

（１）泥水耐久試験
日本精工（株）製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の評価を行った。試験条件は以下の通りであり、結果を表２に示す。
・回転速度：１０００ｒｐｍ
・回転時間：１００時間
・軸偏心：０．５ｍｍ ＴＩＲ
・泥水組成：ＪＩＳ ８種ダスト ２０％
（軸中心まで浸漬）
・グリース：ウレア化合物、鉱油
・判定基準：ハブユニット軸受に塗布したグリース中に含まれる水分量が１質量％以下を良好として表中に「○」を付し、水分量が２〜５質量％をやや良として表中に「△」を付し、水分量が５質量％越を不良として表中に「×」を付した。 (1) Muddy water durability test Using a seal rotation tester manufactured by NSK Ltd., the sealing performance was evaluated assuming that it was immersed in muddy water. The test conditions are as follows, and the results are shown in Table 2.
・ Rotation speed: 1000rpm
・ Rotation time: 100 hours ・ Axial eccentricity: 0.5 mm TIR
・ Muddy water composition: JIS 8 class dust 20%
(Immersion to the center of the shaft)
・ Grease: urea compound, mineral oil ・ Judgment criteria: The moisture content in the grease applied to the hub unit bearing is 1% by mass or less, and “○” is given in the table, and the moisture content is 2 to 5% by mass. “△” was given in the table as slightly good, and “x” was given in the table as a moisture content exceeding 5% by mass.

（２）耐熱性試験
シール装置を恒温槽に入れ、１５０℃で７２時間加熱した。そして、加熱前後におけるリップ部の硬さの変化を求めた。硬さの測定は、微小硬度計を用いて行った。結果を表３に示すが、硬さの変化が５ポイント以下のものを良好とし「○」を記し、５ポイント超１０ポイント以下のものをやや良好とし「△」を記し、１０ポイントを越えたものを不良とし「×」を記した。 (2) Heat resistance test The sealing device was placed in a thermostatic bath and heated at 150 ° C for 72 hours. And the change of the hardness of the lip | rip part before and behind a heating was calculated | required. The hardness was measured using a micro hardness tester. The results are shown in Table 3. Hardness changes of 5 points or less were marked as "Good", "Over 5 points and 10 points or less were rated as slightly good" and "△", and exceeded 10 points. The thing was marked as “x”.

Figure 2007046708
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上記の試験結果から、シール装置の弾性部材を、本発明に従い、水素化アクリロニトリルブタジエンゴムと、粒子径26〜100ｎｍのカーボンブラックとを含むゴム組成物で作製することで、シール性とともに耐熱性も改善されることがわかる。   From the above test results, according to the present invention, the elastic member of the sealing device is made of a rubber composition containing hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber and carbon black having a particle diameter of 26 to 100 nm, so that both heat resistance and sealing properties are obtained. It turns out that it is improved.

本発明の車輪用転がり軸受の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the rolling bearing for wheels of this invention. 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。It is an enlarged view of one sealing device (12a) of the rolling bearing shown in FIG. シール装置（１２ａ）の他の例示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the other example of a sealing device (12a). 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。It is an enlarged view of the other sealing device (12b) of the rolling bearing shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

０ 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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 0 Rolling bearing 1 Outer ring equivalent member 4 Inner ring equivalent member 10 Rolling body 11 Cage 12a Sealing device 12b Sealing device 105 Core metal 106 Slinger 107 Elastic member 217 Elastic member

Claims (1)

車両の車軸部に装着され車輪を回転自在に支持するための転がり軸受であって、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車輪用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、水素化アクリロニトリルブタジエンゴムと、粒子径26〜100ｎｍのカーボンブラックとを含むゴム組成物からなることを特徴とする車輪用転がり軸受。 A rolling bearing mounted on the axle portion of a vehicle for rotatably supporting a wheel, an outer ring having an outer ring raceway on an inner peripheral surface, an inner ring having an inner ring raceway on an outer peripheral surface, the outer ring raceway and the inner ring raceway A plurality of rolling elements provided between the inner ring and an inner peripheral surface of the outer ring and an outer peripheral surface of the inner ring to seal an axial opening of a space provided with the rolling element. In the wheel rolling bearing with
The wheel rolling bearing according to claim 1, wherein the elastic member constituting the sealing device is made of a rubber composition containing hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber and carbon black having a particle diameter of 26 to 100 nm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101605797B1 (en) * 2009-10-15 2016-03-23 이래오토모티브시스템 주식회사 Rubber Composition of Oil Seal for Power steering System

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