滚动轴承的密封部件

技术领域

本发明涉及滚动轴承的密封部件以及其制造方法。

背景技术

考虑到润滑油的泄露、降雨时或者恶劣路面等，为了防止泥水或粉尘等的渗入，在汽车部件、例如车轮和悬架等的部件、发动机周围的辅助设备(交流发电机、空调等)等中使用的轴承上配置有环状的芯骨的表面被橡胶成型品覆盖的密封部件。对于构成该密封部件的橡胶成型品而言，如果长时间使用，则物理特性降低，会产生固化、裂纹，有时会软化而带有粘合性。将该现象称为劣化(也称为老化)，一般而言，橡胶因与大气中的氧气、臭氧发生反应而氧化并加速劣化的情况较多。因此，为了防止密封部件的劣化，已知一种在硫化前的橡胶混炼时配合臭氧劣化防止剂(也称为抗老化剂)、或将硫化成型后的橡胶成型品浸渍或涂覆在含有臭氧劣化防止剂的溶液中，通过使臭氧劣化防止剂扩散浸透到橡胶中，从而防止臭氧劣化的方法(专利文献1～4)。

专利文献1：日本特开2011-140976号公报

专利文献2：日本特开昭60-139936号公报

专利文献3：日本特开平2-41331号公报

专利文献4：日本特公昭57-7908号公报

然而，由于臭氧劣化防止剂是反应性药品，因此如果向橡胶材料混炼臭氧劣化防止剂，则会加速硫化而使得耐热性降低，另外，臭氧劣化防止剂可能会转移到橡胶表面并引起与芯骨的粘接障碍。

另外，对于滚动轴承的密封部件而言，在组装到轴承时，在仓库中排列，由推杆逐张供给，但此时，由于在橡胶的覆盖部彼此固着，有时会产生供给不良的问题。因此，也要求密封部件彼此难以固着。

另外，在专利文献4中记载了使含有臭氧劣化防止剂的溶液还含有橡胶、石墨，并且在涂覆于橡胶材料后，通过交联来减小磨损系数的情况，但即使在该情况下，也与上述相同，有可能发生密封部件彼此固着的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种在充分发挥臭氧劣化防止剂的功能的同时，维持耐热性，且与芯骨的粘接性也良好，在作为产品时密封部件彼此难以固着的滚动轴承用密封部件以及其制造方法。

本发明的发明人为了解决所述课题进行了深入研究，发现能够制作一种滚动轴承的密封部件，该滚动轴承的密封部件通过在密封件主体的表面形成含有臭氧劣化防止剂以及硅油的涂层，从而能够在充分发挥臭氧劣化防止功能的同时，维持耐热性，且与芯骨的粘接性也良好，在作为产品时密封部件彼此难以固着，从而完成了本发明。

即，本发明的主旨为，

[1]一种滚动轴承用密封部件，其特征在于，在密封件主体的表面形成有含有臭氧劣化防止剂以及硅油的涂层，

[2]根据所述[1]中记载的滚动轴承用密封部件，其中，所述涂层中的臭氧劣化防止剂的含量为50～92重量％，所述涂层中的硅油的含量为8～50重量％，

[3]根据所述[1]或[2]中记载的滚动轴承用密封部件，其中，所述密封件主体由二烯系橡胶组合物构成，

[4]一种滚动轴承用密封部件的制造方法，其中，具有在密封件主体的表面涂覆含有臭氧劣化防止剂10～30重量％以及硅油3～10重量％、且所述臭氧劣化防止剂与所述硅油在溶剂中分散的涂料组合物的工序，

[5]根据所述[4]中记载的滚动轴承用密封部件的制造方法，还具有将所述涂层中的溶剂气化的工序，

[6]根据所述[4]或[5]中记载的滚动轴承用密封部件的制造方法，所述密封件主体由二烯系橡胶组合物构成。

由于本发明的滚动轴承用密封部件在充分发挥臭氧劣化防止功能的同时，不易产生耐热性的降低、与芯骨的粘接性的降低等问题，因此通过配置在汽车部件、例如车轮和悬架等的部件、发动机周围的辅助设备(交流发电机、空调等)等中使用的轴承上，即使在严酷的环境下使用汽车，也能够保持滚动轴承的可靠性。

另外，对于本发明的滚动轴承用密封部件，由于用于组装到滚动轴承的密封部件彼此的防固着性也优异，因此能够高效地制造滚动轴承。

附图说明

图1是表示将本发明的实施方式所涉及的滚动轴承用密封部件安装于汽车的发动机周围的辅助设备的滚动轴承的结构的说明图，(a)是滚动轴承整体的剖视图，(b)是主要部位放大剖视图。

图2是表示将本发明的实施方式所涉及的滚动轴承用密封部件用于汽车的车轮支承用的轴承装置的例子的局部纵向剖视示意图。

图3是内侧的旋转用密封件的主要部位放大纵向剖视图。

图4是示出了固着性试验的实施方法的说明图。

具体实施方式

以下，进一步对本发明进行详细说明。此外，本发明不限于附图所示的方式，而是包含满足权利要求书所记载的要件的全部实施方式。

〔滚动轴承的结构例〕

图1是表示将本发明的实施方式所涉及的滚动轴承用密封部件安装于汽车的发动机周围的辅助设备的滚动轴承的结构的说明图，以深沟球轴承为例示出。另外，图1的(a)是滚动轴承1整体的剖视图，图1的(b)是主要部位放大剖视图。

此外，在本说明书中，在安装了旋转用密封件的状态下，将作为旋转侧部件的径向内侧部件的旋转轴的方向称为“轴向”，将与轴向正交的方向称为“径向”。

另外，在汽车的车轮支承用的轴承装置中，将从汽车的车身朝向车轮侧的方向称为“外侧”，将其相反方向称为“内侧”。

在图1中，对于滚动轴承1，内圈2和外圈3经由通过保持器4保持的多个滚动体5相对旋转，在内圈2与外圈3之间作为润滑剂而封入有润滑油10。另外，在多个滚动体5的轴承宽度方向左右设置有由封闭内圈2与外圈3之间的环状开口A且正面观察为大致圆环状的密封部件11、以及形成于内圈2的外周面的周槽6构成的密封装置。对于该密封部件11而言，在密封件主体的表面形成有含有臭氧劣化防止剂以及硅油的涂层。密封部件11安装于滚动轴承1的内圈2与外圈3之间的轴承宽度方向左右的环状开口A、A中的至少一方。(也可以不是图1所示那样的对滚动轴承1的两侧进行密封的双密封形，而是根据使用部位仅对滚动轴承1的一侧进行密封的单密封形)，而且，如图1的(b)所示，密封部件11构成为，通过硫化粘接将合成橡胶等弹性体13连续地覆盖在由铁制的钢板(SPCC、SECC等)构成的环状的芯骨12的外周部与内周部，并将弹性体13的前端部形成为唇形结构，所述唇形结构由内周侧(内圈2侧)内侧的主唇14和外侧的防尘唇15以及外周侧(外圈3侧)的外径唇16构成。

此外，主唇14用于在防止填充于滚动轴承1内部的润滑油10的泄漏的同时，还防止来自外部的异物的渗入，防尘唇15用于通过迷宫密封效果来减少来自外部的异物的渗入。另外，外径唇16装嵌在形成于外圈3的内周面的外圈周槽7，将密封部件11相对于轴承1定位并固定，并且防止来自密封部件11的外径部的异物的渗入。并且，在防尘唇15形成有凹条15A，密封部件11也具有使侵入至防尘唇15与主唇14之间的水或泥水等更容易排出的功能。在图1中说明了主唇14与内圈周槽6滑动接触的接触类型的密封部件，但本发明也能够适用于设置迷宫缝隙而不与内圈周槽6接触的非接触类型的密封部件。

图2的局部纵向剖视示意图示出了将本发明的实施方式所涉及的滚动轴承用密封件17A、17B用于汽车的车轮支承用的轴承装置21的例子。

轴承装置21具备轴承，该轴承具有如下部件等，即：内圈22，在外周面形成有内圈轨道面22A，且与车轮一起旋转；外圈23，在内周面形成有外圈轨道面23A，且与车身一体；以及多个滚珠24，其是在内圈轨道面22A与外圈轨道面23A之间滚动的滚动体。

另外，轴承装置21在内圈22与外圈23之间的内侧以及外侧的端部(比内侧的多个滚珠24靠内侧、以及比外侧的多个滚珠24靠外侧)，具备在防止泥水等的渗入的同时还防止润滑用润滑油的泄露的旋转用密封件17A、17B。

〔滚动轴承用密封部件的结构例〕

(内侧的滚动轴承用密封部件)

如图3的主要部位放大纵向剖视图所示，本发明的实施方式所涉及的内侧的滚动轴承用密封件17A具备：由不锈钢钢板通过冲压加工而制造的抛油环18、由铁制的钢板(SPCC、SECC等)通过冲压加工而制造的芯骨19、以及与芯骨19一体化的滚动轴承用密封部件20。对于该密封部件20，在密封件主体的表面形成有含有臭氧劣化防止剂以及硅油的涂层。

密封部件20由与芯骨19接合的底部20A、以及从底部20A延伸的密封唇部20B、20C、20D构成，密封唇部20B的前端与抛油环18的凸缘18B的内表面(外侧的面)滑动接触，密封唇部20C、20D的前端与抛油环18的套筒18A的外周面滑动接触。另外，底部20A具有以覆盖芯骨圆筒19A的方式向周向外侧延伸的外周密封件部20E。

抛油环18由圆筒状的套筒18A、以及从套筒18A的轴向的一端向径向外侧延伸的凸缘18B构成，将不锈钢钢制的套筒18A安装于作为钢铁制的径向内侧部件的内圈22。

芯骨19由圆筒状的芯骨圆筒19A、以及从芯骨圆筒19A的轴向的一端向径向内侧延伸的芯骨凸缘19B构成，将由铁制的钢板(SPCC、SECC等)构成的芯骨圆筒19A安装于作为钢铁制的径向外侧部件的外圈23。

通过将由铁制的钢板(SPCC、SECC等)构成的芯骨19的芯骨圆筒19A压入作为钢铁制的径向外侧部件的外圈23，从而芯骨19以及密封部件20被固定于外圈23。

这里，芯骨19与外圈23之间的金属彼此的嵌合部C被外周密封件部20E密封。

通过将不锈钢钢制的抛油环18的套筒18A压入作为钢铁制的径向内侧部件的内圈22，从而抛油环18被固定于内圈22。

〔滚动轴承用密封部件〕

本发明的滚动轴承用密封部件(以下，也称为本发明的密封部件)，其特征在于，在密封件主体的表面形成有含有臭氧劣化防止剂以及硅油的涂层，这样，通过在密封件主体的表面涂覆臭氧劣化防止剂，从而成为充分发挥臭氧劣化防止剂的臭氧劣化防止功能的结构，另外，由于在密封件主体中不含有臭氧劣化防止剂，因此具有难以产生密封件主体的耐热性、与芯骨的粘接性的维持降低等问题的优点。

所述密封件主体由橡胶组合物构成，具体而言，是指所述橡胶组合物基于公知的方法被硫化处理后，经片材成型等成型处理后的橡胶成型体。

作为所述橡胶组合物，列举了二烯系橡胶组合物、天然橡胶(NR)组合物、异戊二烯橡胶(IR)组合物等，从耐油性、耐热性的观点出发，优选为丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)等二烯系橡胶组合物。

所谓的形成于所述密封件主体的表面的涂层是指使溶剂从涂料组合物气化后的状态的涂层，这里所说的含量是指臭氧劣化防止剂与硅油的比例。

对于所述涂层中含有的所述臭氧劣化防止剂而言，例如列举了萘胺系、二苯胺系、对苯二胺系、喹啉系、氢醌衍生物系化合物、单、双、三、多酚系、硫代双酚系、受阻酚系、亚磷酸酯系、咪唑系、二流代氨基甲酸镍盐系、磷酸系的臭氧劣化防止剂等。

例如，作为对苯二胺系的臭氧劣化防止剂，列举了N－苯基－N’－异丙基－对苯二胺、N－(1,3－二甲基丁基)－N’－苯基－1,4－苯二胺等。

这些可以单独或者两种以上并用。

从有效地发挥臭氧劣化防止剂的效果的观点出发，所述涂层中的臭氧劣化防止剂的含量优选为50～92重量％。

本发明中的所述涂层以使溶剂从涂料组合物气化后的状态下的物质构成。因此，所谓的所述涂层中的含量是指涂层中含有的臭氧劣化防止剂与硅油的比例。

作为所述涂层中含有的硅油，例如除了二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基氢硅油之外，还列举了各种改性硅油等。

所述涂层中的硅油的含量优选为8～50重量％。

另外，在不损害本发明的效果的范围内，在所述涂层中，也可以含有氧化劣化防止剂等任意成分。

由于所述涂层中含有的硅油是非易失性的液体，是在实际使用温度下几乎不挥发的液体，因此所述涂层是具有规定的粘度的液状物，作为其厚度，只要容易发挥臭氧劣化防止剂的效果，并且在密封部件的橡胶弹性、追随性良好的范围内即可。

本发明的密封部件例如可以通过在所述密封件主体的表面涂覆含有所述臭氧劣化防止剂10～30重量％以及所述硅油3～10重量％、且所述臭氧劣化防止剂与所述硅油在溶剂中分散的涂料组合物来制造。

作为所述溶剂，列举了甲苯、二甲苯、丙酮等，但没有特别限定。

作为所述涂覆方法，列举了浸渍方法、喷涂方法、刷涂、分配器涂覆等，但没有特别限定。

另外，涂覆所述涂料组合物后，通过将所述涂层中的溶剂气化，可以制造能够插入轴承座圈的密封部件。

作为所述气化方法，列举了利用烘箱干燥的方法、热风干燥等，但没有特别限定。

如上所述得到的本发明的密封部件，在充分发挥臭氧劣化防止功能的同时，不易产生耐热性的降低、与芯骨粘接性的降低等问题，另外，具有用于组装到滚动轴承的密封件插入性也优异的优点。

接下来，通过实施例对本发明进行说明，但本发明不受这些例子任何限定。

(实施例1～6)

按照如表1所记载的硅油(二甲基硅油)、臭氧劣化防止剂(N－苯基－N’－异丙基－对苯二胺、N－(1,3－二甲基丁基)－N’－苯基－1,4－苯二胺)以及甲苯的混合量，制作涂料组合物。

接下来，通过对预先进行了规定的硫化成型的NBR材料的密封件主体浸渍涂覆实施例1～6中得到的涂料组合物，并以120℃×10分钟在烘箱中进行干燥来将溶剂气化，从而制作了在整个表面具有含有硅油以及臭氧劣化防止剂的涂层的密封部件。

所述密封部件作为试验样本用于以下的试验例。

(比较例1)

将没有所述涂层的NBR材料的密封件主体作为试验样本。

(比较例2)

代替涂料组合物，使用市面出售的水溶性有机硅乳液(Lion SpecialtyChemicals制)涂覆所述密封部件的整个表面而得到的样品作为试验样本。

(比较例3、4)

除了使硅油、臭氧劣化防止剂、甲苯以及水溶性有机硅乳液的混合量按照表1所记载的之外，还与实施例1相同地制作涂料组合物。

接下来，使用得到的涂料组合物，与实施例1相同地在整个表面制作具有含有硅油以及臭氧劣化防止剂的涂层的密封部件，作为试验样本。

(试验例1：固着性试验)

将20张试验样本重叠，在从上方施加压力(约860g)的状态下，在40℃下静置21小时后，如图4所示，安装于推拉力计(大场计器制作所制)并从横向施加挤压力，对全部20张试验样本测定能够取出一张试验样本的解除力(gf)，并基于下述的评价基准评价固着性。其结果如表1所示。

评价基准：

〇：解除力在80gf以上的试验样本小于五张

×：解除力在80gf以上的试验样本大于等于五张

(试验例2：臭氧劣化试验)

以JISD 0205(1976)汽车部件的耐久性试验方法为基准，将试验样本在温度60±2℃、臭氧浓度200±5ppm的环境下静置6小时后，通过目视观察确认裂缝的有无。其结果如表1所示。

另外，在实施例5中，以ISO 1431-1A(2012)臭氧暴露下对龟裂形成的耐性的特定为基准，将试验样本在温度25℃、臭氧浓度200±5pphm、臭氧流量30mm/s、伸长率5％的环境下静置48小时后，通过目视观察确认裂缝的有无。其结果如表1所示。

评价基准：

〇：有裂缝

×：无裂缝

(试验例3：防锈性试验)

对芯骨使用SPCC钢板制作了圆环状的密封件。然后，将实施了本处理的密封件在80℃×90％(RH)环境中放置24小时。24小时后，将在密封件的钢板露出的部位上目视观察下无法确认到生锈的处理内容设为“○”，将确认到了生锈的处理内容设为“×”。其结果如表1所示。

[表1]

从表1所示的固着性试验的结果可知，实施例1～6中得到的密封部件的解除力均较低，密封部件彼此难以固着。

另外，从臭氧劣化试验的结果可知，由于实施例1～6中得到的密封部件均未发现龟裂，因此充分发挥了臭氧劣化防止剂的功能。关于实施例5，即使在暴露于臭氧中48小时后也未发现龟裂，可知发挥了优异的臭氧劣化防止功能。

另外，从防锈性试验的结果可知，由于实施例1～6中得到的密封部件评价均为〇，因此防锈性优异。

另外，在防锈性试验中，由于实施例1～6中得到的密封部件即使在试验后也维持了与SPCC钢板的粘接性，因此可知作为密封部件与芯骨的粘接性良好，耐热性也得到维持。

另一方面，仅在比较例1的密封件主体中，密封部件彼此容易固着，即使在臭氧劣化试验中也存在龟裂，而且防锈性的评价也较差。

比较例2的密封部件与比较例1的密封部件相比，虽然固着性得到改善，但防锈性恶化。

对于比较例3的密封部件，密封部件彼此容易固着。

对于比较例4的密封部件，未充分发挥臭氧劣化防止剂的功能。

附图标记说明

1…滚动轴承；2…内圈；3…外圈；4…保持器；5…滚动体；6…内圈周槽；7…外圈周槽；10…润滑油；11…密封部件；12…芯骨；13…弹性体；14…主唇；15…防尘唇；15A…凹条；16…外径唇；A…环状开口；17A、17B…滚动轴承用密封件；18…抛油环；18A…套筒；18B…凸缘；19…芯骨；19A…芯骨圆筒；19B…芯骨凸缘；20…密封部件；20A…底部；20B、20C、20D…密封件唇部；20E…外周密封件部；21…轴承装置；22…内圈(径向内侧部件)；22A…轨道面；23…外圈(径向外侧部件)；23A…轨道面；24…滚珠(滚动体)；C、D…金属彼此的嵌合部。