WO2022210531A1 - 密封型転がり軸受 - Google Patents

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WO2022210531A1
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rolling bearing
sealed rolling
sliding contact
seal
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隆之 川村
暢 関谷
涼太 近藤
美和 合木
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NTN Corp
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NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a sealed rolling bearing provided with a seal member, and more particularly to a sealed rolling bearing that supports an axle such as a hub bearing.
  • a grease composition for lubrication is sealed inside the rolling bearing.
  • a bearing containing a grease composition has a long life, does not require an external lubrication unit, etc., and is inexpensive.
  • a contact-type sealed rolling bearing is used in which the seal lip of the seal member is brought into contact with the sliding surface of the mating member such as the bearing ring to seal the bearing space.
  • Patent Document 1 describes, as a sealed rolling bearing, a hub unit bearing filled with a grease composition having a predetermined composition.
  • This grease composition contains a base oil, a thickener, three types of rust preventives, and an antiwear agent, and thus is said to be excellent in water resistance and the like.
  • grease leakage from the bearings may contaminate external mechanical parts.
  • the contamination of foreign matter such as water from the outside may significantly reduce the durability (wear resistance and bearing life) of the bearing. Therefore, it is important to ensure sealing performance in sealed rolling bearings.
  • low torque is also required for the sliding of the seal lip.
  • Patent Literature 2 describes a rolling bearing in which grease is pre-applied to a portion of one side of the tip portion of a seal lip that comes into sliding contact with the surface of a hub wheel during use.
  • Patent Document 3 describes a rolling bearing in which grease is applied in advance to the surface of a mating member with which a seal lip is in sliding contact.
  • the shape of the seal member (dimensions of the seal lip, etc.) is considered to prevent the grease applied to the seal lip from peeling off in advance. This is intended to increase frictional resistance and reduce seal failure.
  • no consideration is given to the performance of the grease itself pre-applied to the seal lip in terms of frictional resistance and sealability. Therefore, the insufficient performance of the grease may cause an increase in frictional resistance and a sealing failure.
  • the rotation torque is reduced by specifying the kinematic viscosity of the base oil of the grease. It is considered difficult to achieve both
  • bearings for axles are required to have less torque fluctuation in order to improve driving comfort and prevent poor sealing performance due to vibration.
  • bearings for axles are required to be usable in a wide temperature range, assuming temperature rise during high-speed driving and use in cold regions.
  • the greases applied in Patent Documents 2 and 3 do not consider the properties required for such axle bearings.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and provides a sealed rolling bearing capable of achieving both low torque and high sealing performance by improving the grease applied to the seal lip and its mating member.
  • intended to A further object of the present invention is to provide a sealed rolling bearing that achieves both high water resistance and rust resistance, and to provide a sealed rolling bearing that achieves both torque stability, high temperature resistance, and low temperature resistance. .
  • a sealed rolling bearing according to the present invention is a sealed rolling bearing including a seal member that seals a bearing space, is fixed to a stationary member, and is in sliding contact with a rotary member, wherein the seal member slides on the rotary member.
  • Grease is applied to at least one of a sliding contact surface of the seal lip and a sliding contact surface of the rotation-side member with which the seal lip is in sliding contact,
  • the grease contains a base oil having a kinematic viscosity at 40° C. of 6 mm 2 /s to 45 mm 2 /s and a thickener, and has a worked penetration of 220 to 320 measured according to JIS K 2220. Characterized by
  • the thickener is a urea compound obtained by reacting a polyisocyanate component with at least one monoamine component selected from aliphatic monoamines and alicyclic monoamines, or a composite lithium soap. Characterized by
  • the base oil is characterized by being at least one selected from synthetic hydrocarbon oils, ester oils, and ether oils.
  • the base oil is characterized by being composed only of a synthetic hydrocarbon oil or being a mixed oil of the synthetic hydrocarbon oil and an ester oil.
  • the base oil has a kinematic viscosity of 6 mm 2 /s to 20 mm 2 /s at 40° C. and a worked penetration of 220 to 270.
  • the grease is characterized by containing a rust inhibitor and having a worked penetration of 220 to 280.
  • the rust preventive agent is characterized by being at least one selected from an ester rust preventive agent and a sulfonate rust preventive agent.
  • the grease contains an ester-based rust inhibitor and a sulfonate-based rust inhibitor as the rust inhibitor, and contains 0.5% by mass or more of the rust inhibitor with respect to the total amount of the base oil and the thickener. It is characterized by containing less than 5% by mass.
  • the grease contains an antioxidant, and contains 0.1% by mass or more and less than 3% by mass of the antioxidant with respect to the total amount of the base oil and the thickener, It is characterized by having a degree of 240-300. Further, the antioxidant is characterized by being an amine-based antioxidant.
  • the seal member is formed of nitrile rubber, and has, as the seal lip, a first seal lip, a second seal lip, and a third seal lip in order from the inner side of the bearing space, The grease is applied to the sliding surfaces of the seal lips.
  • the sealed rolling bearing is a bearing that rotatably supports the axle.
  • a sealed rolling bearing according to the present invention is a sealed rolling bearing including a seal member that seals a bearing space, is fixed to a stationary member, and is in sliding contact with a rotary member, wherein the seal member slides on the rotary member.
  • Grease is applied to at least one of a sliding contact surface of the seal lip and a sliding contact surface of the rotation-side member with which the seal lip is in sliding contact,
  • the grease contains a base oil, a thickener, and an antioxidant, and the antioxidant is 0.1% by mass or more and 3% by mass based on the total amount of the base oil and the thickener. It is characterized by having a worked penetration of 240 to 300 measured according to JIS K 2220.
  • a sealed rolling bearing according to the present invention includes a seal member fixed to a stationary member and in sliding contact with the rotary member, and grease is applied to at least one of the sliding contact surface of the seal lip and the sliding contact surface of the rotary member.
  • the grease contains a base oil having a kinematic viscosity of 6 mm 2 /s to 45 mm 2 /s at 40° C. and a thickener, and has a worked penetration of 220 to 320 measured in accordance with JIS K 2220. Therefore, when it is applied to the sliding contact surface of the seal lip or the sliding contact surface of the rotating side member, it ensures channeling performance and prevents the oil film from running out at low speeds, resulting in low torque and high sealing performance. Obtainable.
  • the thickener is a urea compound obtained by reacting a polyisocyanate component with at least one monoamine component selected from aliphatic monoamines and alicyclic monoamines, or a composite lithium soap, Further contributes to lower torque.
  • the grease further contains a rust preventive agent and has a worked penetration of 220 to 280. Therefore, when applied to the sliding contact surface of the seal lip or the sliding contact surface of the rotating member, the channeling property is improved. can be ensured, low torque can be obtained, and high water resistance and rust resistance can be obtained.
  • the above grease contains an ester rust inhibitor and a sulfonate rust inhibitor as rust inhibitors, and contains 0.5% by mass or more and less than 1.5% by mass of the rust inhibitor relative to the entire grease. By suppressing the content of the rust preventive agent while exhibiting the rust preventive property, the grease can easily retain its shape even when it comes into contact with water, and the water resistance can be improved.
  • the grease further contains 0.1% by mass or more and less than 3% by mass of an antioxidant, and has a worked penetration of 240 to 300, so that the sealing member exhibits low torque, torque stability, and high temperature resistance. It is excellent in durability and low temperature resistance, and leads to high performance (low fuel consumption) of sealed rolling bearings sealed with the seal.
  • the seal member is made of nitrile rubber, and has three seal lips as seal lips in order from the inner side of the bearing space. While ensuring the above, the sealing property can be further improved.
  • the above-mentioned sealed rolling bearing is a bearing that rotatably supports the axle, it can contribute to higher performance (lower fuel consumption) of axle bearings such as hub bearings.
  • a sealed rolling bearing according to the present invention includes a seal member fixed to a stationary member and in sliding contact with the rotary member, and grease is applied to at least one of the sliding contact surface of the seal lip and the sliding contact surface of the rotary member.
  • the grease contains a base oil, a thickener, and an antioxidant, and the antioxidant is 0.1% by mass or more and 3% by mass based on the total amount of the base oil and the thickener. %, and the worked penetration measured in accordance with JIS K 2220 is 240 to 300, so the seal member has excellent low torque, torque stability, and high and low temperature resistance. It leads to high performance (low fuel consumption) of sealed rolling bearings sealed with
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a sealed rolling bearing of the present invention
  • FIG. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the inboard-side bearing sealing device of FIG. 1
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the outboard-side bearing sealing device of FIG. 1
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing another example of the sealed rolling bearing of the present invention
  • FIG. 5 is an enlarged sectional view of the sealed rolling bearing of FIG. 4; It is a schematic diagram showing a method of making grease.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a hub bearing, which is an example of the sealed rolling bearing of the present invention.
  • a hub bearing 1 shown in FIG. 1 is a driving wheel-side axle bearing that rotatably supports an axle.
  • the hub bearing 1 integrally has a vehicle body mounting flange 2b on its outer circumference to be mounted on a vehicle body (not shown), and an outer raceway surface 2a formed on its inner circumference with double-row outer raceway surfaces 2a, 2a.
  • the member 2 is integrally provided with a wheel mounting flange 4b to which a wheel (not shown) is mounted at one end thereof, and on the outer circumference, the double-row outer raceway surfaces 2a, one inner raceway surface 4a facing the 2a, and the inner side.
  • a cylindrical small-diameter stepped portion 4c extending in the axial direction from the raceway surface 4a is formed.
  • An inner ring 5 having a raceway surface 5a is provided.
  • bearing sealing devices 11 and 16 are provided in an annular space formed between an inner member 3, which is a rotating member, and an outer member 2, which is a stationary member. They are installed to prevent the leakage of the grease composition sealed in the bearing space 9 and the entry of rainwater, dust, etc. into the bearing space 9 from the outside.
  • the inboard side (right side in the drawing) bearing sealing device 11 mounted between the outer member 2 and the inner ring 5 will be described with reference to FIG.
  • the bearing sealing device 11 includes a core metal 12 fitted inside the outer member 2 and having an L-shaped cross section, and a seal member 13 integrally bonded to the core metal 12 by vulcanization. and a slinger 15 fitted on the inner ring 5 and also formed to have an L-shaped cross section.
  • the core metal 12 of the slinger 15 and the seal ring 14 is formed by pressing an austenitic stainless steel plate (JIS SUS304 series, etc.) or a rust-proof cold-rolled steel plate (JIS SPCC series, etc.). is formed by pressing an austenitic stainless steel plate (JIS SUS304 series, etc.) or a rust-proof cold-rolled steel plate (JIS SPCC series, etc.). is formed by pressing an austenitic stainless steel plate (JIS SUS304 series, etc.) or a rust-proof cold-rolled steel plate (JIS SPCC series, etc.). is formed by
  • Nitrile rubber (NBR), acrylic rubber, silicone rubber, fluororubber, or the like is used as the material of the seal member 13 .
  • the seal member 13 has three seal lips 13a, 13b, and 13c in order from the inner side of the bearing space. The tip edges of the remaining intermediate seal lip 13b and inner seal lip 13a are brought into sliding contact with the cylindrical portion 15a of the slinger 15. As shown in FIG. In this configuration, the cored bar 12 corresponds to the fixed side member, and the slinger 15 corresponds to the rotating side member.
  • grease is applied to the sliding contact surface of the seal lip of the seal member.
  • grease G is applied to the sliding surfaces of the seal lips 13a, 13b, and 13c that slide against the slinger 15.
  • the grease G should be applied at least to the sliding contact surface of the seal lip, and may be applied to the entire seal lip.
  • the grease G is characterized by containing a base oil and a thickening agent and having a worked penetration within the range of 220-320. This grease will be described below.
  • the base oil used in the grease a general one that is usually used in the grease field can be used.
  • mineral oils such as paraffinic mineral oil and naphthenic mineral oil, poly- ⁇ -olefin (PAO) oil, alkylbenzene oil, alkylnaphthalene oil, polyphenyl oil, synthetic naphthenic oil, synthetic hydrocarbon oil such as polybutene oil (non-polar oil ), ester oil, ether oil, silicone oil, fluorine oil and the like.
  • PAO poly- ⁇ -olefin
  • the base oil is at least one selected from synthetic hydrocarbon oil, ester oil, and ether oil, and the base oil is only synthetic hydrocarbon oil, mixed oil of synthetic hydrocarbon oil and ester oil. , or a mixed oil of a synthetic hydrocarbon oil and an ether oil, and it is more preferred that the base oil is only a synthetic hydrocarbon oil or a mixed oil of a synthetic hydrocarbon oil and an ester oil.
  • the synthetic hydrocarbon oil is preferably 60% by mass or more of the total base oil (mixed oil), and is 65% to 90% by mass. is more preferred.
  • PAO oil a synthetic hydrocarbon oil
  • PAO oil is a mixture of oligomers or polymers of ⁇ -olefins or isomerized ⁇ -olefins.
  • ⁇ -olefins include 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tridecene, 1-tetradecene, 1-pentadecene, 1-hexadecene, 1-heptadecene, 1-octadecene, 1 -nonadecene, 1-eicosene, 1-docosene, 1-tetradocosene and the like, and mixtures thereof are usually used.
  • Ester oils include diester oils such as dibutyl sebacate, di-2-ethylhexyl sebacate, and dioctyl adipate; aromatic ester oils such as trioctyl trimellitate, tridecyl trimellitate, and tetraoctyl pyromellitate; and trimethylol.
  • Polyol ester oils such as propane caprylate, trimethylolpropane verargonate, and pentaerythritol ester oils, carbonate ester oils, phosphate ester oils, and the like. Among these, pentaerythritol ester oil is preferred.
  • the kinematic viscosity of the base oil used for the grease at 40° C. is, for example, 6 mm 2 /s to 45 mm 2 /s, preferably 6 mm 2 /s to 31 mm 2 /s, more preferably 6 mm 2 /s to 20 mm 2 /s, still more preferably 7 mm 2 /s to 17 mm 2 /s, and 9 mm 2 /s to 17 mm 2 /s is particularly preferred.
  • the thickener used in the grease is not particularly limited, and general ones commonly used in the field of grease can be used.
  • soap thickeners such as metallic soaps and composite metal soaps
  • non-soap thickeners such as bentone, silica gel, diurea compounds, triurea compounds, tetraurea compounds, and urea/urethane compounds
  • metal soaps include sodium soap, calcium soap, lithium soap and the like
  • composite metal soaps include composite lithium soap and the like.
  • it is preferable to use a diurea compound or a composite lithium soap it is more preferable to use a diurea compound.
  • a diurea compound is obtained by reacting a polyisocyanate component and a monoamine component.
  • the polyisocyanate component include phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, diphenyldiisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, octadecane diisocyanate, decane diisocyanate, and hexane diisocyanate.
  • an aliphatic monoamine, an alicyclic monoamine, and an aromatic monoamine can be used as the monoamine component.
  • Aliphatic monoamines include hexylamine, octylamine, dodecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, stearylamine, oleylamine, and the like. Cyclohexylamine etc. are mentioned as an alicyclic monoamine. Aromatic monoamines include aniline and p-toluidine.
  • aromatic diisocyanate is used as the polyisocyanate component, and at least one of aliphatic monoamine and alicyclic monoamine is used as the monoamine component, because it is superior in low torque property as shown in the examples below. It is preferable to use In particular, an aliphatic/alicyclic diurea compound prepared by using an aromatic diisocyanate as a polyisocyanate component and an aliphatic monoamine having 6 to 12 carbon atoms and an alicyclic monoamine as a monoamine component is used as a thickener.
  • a base grease that uses a diurea compound as a thickener is produced by reacting the polyisocyanate component and the monoamine component in the base oil.
  • a composite lithium soap is synthesized from lithium hydroxide, an aliphatic monocarboxylic acid, and a dibasic acid such as an aliphatic dicarboxylic acid.
  • aliphatic monocarboxylic acids include stearic acid, 12-hydroxystearic acid, 12-hydroxylauric acid, 16-hydroxypalmitic acid and the like.
  • Aliphatic dicarboxylic acids include azelaic acid, sebacic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, superic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid and the like.
  • the composite lithium soaps it is preferable to use a combination of a fatty acid monocarboxylic acid having 10 or more carbon atoms and a fatty acid dicarboxylic acid having less than 10 carbon atoms.
  • a fatty acid monocarboxylic acid having 10 or more carbon atoms 12-hydroxystearic acid is more preferred as the fatty acid monocarboxylic acid having 10 or more carbon atoms
  • azelaic acid is more preferred as the fatty acid dicarboxylic acid having less than 10 carbon atoms.
  • the thickener is preferably contained in an amount of 10% by mass to 30% by mass, preferably 10% by mass to 20% by mass, based on the total amount (100% by mass) of the base oil and the thickener. %, more preferably 12% to 18% by mass, and may be 15% to 20% by mass.
  • the worked penetration (JIS K 2220) of the grease used in the present invention is in the range of 220-320. Further, as shown in Examples described later, it is preferable that the state of the grease is slightly hard from the viewpoint of sealing performance. Specifically, the worked penetration is preferably in the range of 220-270, more preferably in the range of 220-250.
  • a particularly preferred form of the above grease is a base oil having a kinematic viscosity at 40° C. of 6 mm 2 /s to 20 mm 2 /s, a polyisocyanate component as a thickener, and an aliphatic monoamine and an alicyclic monoamine.
  • the grease contains a urea compound obtained by reacting with at least one monoamine component, the base oil contains at least a synthetic hydrocarbon oil, and the worked penetration of the grease is in the range of 220-270.
  • additives can be added to the grease as needed.
  • additives include antioxidants such as amine-based, phenol-based, and sulfur-based compounds, and rust preventives such as polyhydric alcohol esters. It is preferable that extreme pressure agents such as organic zinc compounds and organic molybdenum compounds are not included.
  • the grease contains a rust inhibitor in addition to the above base oil and thickener.
  • the content of the rust preventive is preferably 0.5% by mass or more and less than 3.0% by mass with respect to the entire base grease (100% by mass) consisting of the base oil and the thickener. When the content is within this range, the shape of the grease can be easily maintained even when it comes into contact with water while exhibiting antirust properties. More preferably, the amount of the rust preventive compounded is 0.5% by mass or more and less than 1.5% by mass with respect to the entire base grease.
  • the type of rust inhibitor is not particularly limited, and ester rust inhibitors; sulfonate rust inhibitors; linear fatty acids such as lauric acid and stearic acid; carboxylic acid rust inhibitors such as succinic acid and alkylsuccinic acid; Carboxylate-based rust inhibitors such as metal salts (cobalt, manganese, zinc) of fatty acids, naphthenic acid, and the like; amine-based rust inhibitors such as alkoxyphenylamine and the like can be used.
  • ester rust inhibitors sulfonate rust inhibitors
  • linear fatty acids such as lauric acid and stearic acid
  • carboxylic acid rust inhibitors such as succinic acid and alkylsuccinic acid
  • Carboxylate-based rust inhibitors such as metal salts (cobalt, manganese, zinc) of fatty acids, naphthenic acid, and the like
  • amine-based rust inhibitors such as alkoxy
  • Ester-based rust inhibitors include partial esters of polyhydric alcohols such as sorbitan, sorbitol, pentaerythritol, sucrose and glycerin with carboxylic acids such as oleic acid and lauric acid, alkyl succinic acid half esters and alkenyl succinic acid.
  • a succinic acid half ester such as a half ester can be used.
  • These ester-based rust inhibitors may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
  • Sorbitan fatty acid esters include sorbitan fatty acid monoesters such as sorbitan monolaurate, sorbitan monostearate and sorbitan monooleate, and sorbitan trioleate.
  • the content thereof is preferably less than 1% by mass relative to the entire base grease.
  • Sulfonate-based rust inhibitors include various metal salts and amines of alkylaromatic sulfonic acids such as alkylbenzenesulfonic acid and alkylnaphthalenesulfonic acid, and petroleum-based sulfonic acids obtained by sulfonating aromatic components of petroleum distillates. Salt or the like can be used.
  • metals constituting the metal salt include alkaline earth metals such as barium, calcium and magnesium, alkali metals such as sodium and lithium, and zinc. Ethylamine, trimethylamine, etc. are mentioned as an amine which comprises an amine salt.
  • These sulfonate-based rust inhibitors may be used alone or in combination of two or more.
  • rust preventiveness it is preferable to use a combination of an ester-based rust inhibitor and a sulfonate-based rust inhibitor as the rust inhibitor.
  • the worked penetration (JIS K 2220) of the grease is preferably in the range of 220-280, more preferably in the range of 240-280.
  • a particularly preferred form of grease containing a rust inhibitor is a base oil having a kinematic viscosity of 6 mm 2 /s to 20 mm 2 /s at 40° C., a polyisocyanate component as a thickener, an aliphatic monoamine and an alicyclic monoamine. a urea compound obtained by reacting with at least one monoamine component selected from , and an ester-based rust inhibitor and a sulfonate-based rust inhibitor as rust inhibitors, wherein the worked penetration of the grease is 220 to 280. Range.
  • the amount of the rust preventive compounded is preferably 0.5% by mass or more and less than 1.5% by mass with respect to the entire base grease.
  • the grease contains an antioxidant in addition to the base oil and the thickener.
  • the blending amount of the antioxidant is 0.1% by mass or more and less than 3% by mass with respect to the entire base grease (100% by mass) consisting of the base oil and the thickener. Within this range, oxidation deterioration of the grease can be suppressed, and torque fluctuation during rotation of the bearing can be suppressed.
  • the content of the antioxidant is preferably 0.5% by mass or more and less than 3% by mass, more preferably 0.5% by mass or more and 2% by mass or less, relative to the entire base grease.
  • Antioxidants include phenyl-1-naphthylamine, phenyl-2-naphthylamine, diphenyl-p-phenylenediamine, dipyridylamine, phenothiazine, N-methylphenothiazine, N-ethylphenothiazine, 3,7-dioctylphenothiazine, p,p Amine antioxidants such as '-dioctyldiphenylamine, N,N'-diisopropyl-p-phenylenediamine, and phenolic antioxidants such as 2,2'-methylenebis(6-tert-butyl-4-methylphenol) etc. These antioxidants may be used alone or in combination of two or more. It is preferable to use an amine-based antioxidant as the antioxidant.
  • the worked penetration (JIS K 2220) of the grease is preferably in the range of 240 to 300, and as shown in the examples below, it is 240 to 280 because torque fluctuation can be further suppressed. is more preferably in the range of
  • a particularly preferred form of grease containing an antioxidant is a base oil having a kinematic viscosity of 6 mm 2 /s to 20 mm 2 /s at 40° C., a polyisocyanate component as a thickener, an aliphatic monoamine and an alicyclic monoamine.
  • the grease used in the present invention may be blended with a combination of the above-described rust inhibitor and antioxidant.
  • the bearing sealing device 16 is fitted inside the outer member 2 and comprises an annular core metal 17 and a seal member 18 integrally bonded to the core metal 17 by vulcanization.
  • the cored bar 17 is formed in the same manner as the above-described slinger.
  • the seal member 18 is made of an elastic member such as nitrile rubber, and has two side lips (dust seals) 18b and 18c and a single radial lip (grease seal) 18a. Specifically, it is brought into direct sliding contact with an arc-shaped sliding contact surface 19 of the inboard side base portion of the wheel mounting flange 4b.
  • grease G is applied to the surfaces of the seal lips 18a, 18b, and 18c that are in sliding contact with the hub wheel 4, specifically, to one side surface of the tip of each seal lip. is applied. This is intended to ensure both sealing performance and reduction of rotational torque.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a deep groove ball bearing as another example of the sealed rolling bearing of the present invention
  • FIG. 5 is a partially enlarged view thereof.
  • a rolling bearing 21 has an inner ring 22 having an inner ring raceway surface on its outer peripheral surface and an outer ring 23 having an outer ring raceway surface on its inner peripheral surface, which are arranged concentrically. 24 are placed. This rolling element 24 is held by a retainer 25 .
  • Bearing sealing devices 27 are attached to the axial end openings of the inner and outer rings, and a grease composition 26 is enclosed at least around the rolling elements 24 .
  • the inner ring 22, the outer ring 23 and the rolling elements 24 are made of a ferrous metal material, and the grease composition 26 intervenes between the raceway surfaces of the rolling elements 24 to lubricate them.
  • the bearing sealing device 27 includes a disc-shaped core metal 28 formed by pressing a cold-rolled steel plate or the like, and a seal member integrally bonded to the core metal 28 by vulcanization. 29.
  • the seal member 29 has a main lip 29a with a bifurcated tip formed at the end on the inner ring 22 side, and a dust lip 29b located on the outer side of the bearing space from the main lip 29a.
  • the seal member 29 is partly fixed to the seal groove on the inner circumference of the end portion of the outer ring 23, which is the stationary side member, and each seal lip is formed on the outer circumference of the end portion of the inner ring 22, which is the rotating side member. Sliding contact with the U-shaped seal groove.
  • grease G is applied to the surface of each seal lip 29a, 29b that is in sliding contact with the inner ring 22, specifically, one side surface of the tip of each seal lip. ing.
  • a deep groove ball bearing is illustrated as a sealed rolling bearing, but the bearing sealing device of the present invention can be applied to cylindrical roller bearings, tapered roller bearings, self-aligning roller bearings, and needle roller bearings. It can also be used as a roller bearing, a thrust cylindrical roller bearing, a thrust tapered roller bearing, a thrust needle roller bearing, a thrust self-aligning roller bearing, and the like.
  • the grease used in the present invention is previously applied to the sliding contact surface of the seal lip of the seal member.
  • the lubricant may be applied in advance to the surface of the rotating member with which the seal lip is in sliding contact.
  • the use of the sealed rolling bearing of the present invention is not particularly limited, but as shown in the examples below, it is particularly suitable for low-speed rotation applications because it can prevent oil film breakage even at low-speed rotation and has low torque.
  • the sealed rolling bearing of the present invention is applied, for example, to bearings used in a rotational speed range of 2000 min -1 or less.
  • being used in a rotational speed range of 2000 min -1 or less means that the main rotational speed (steady state rotational speed) of the bearing in use is 2000 min -1 or less.
  • the rotation speed may be 1500 min -1 or less, or 1000 min -1 or less.
  • FIG. 6(a) Greases using a diurea compound as a thickener (other than Test Example A5) were produced as shown in FIG. 6(a).
  • the oil phase B was added and mixed, and heated at 100° C. for 30 minutes (urea reaction). Completion of the reaction was confirmed by IR (infrared spectrometer) or the like.
  • the mixture was heated at 130° C. for 1 hour (reaction stabilization) and slowly cooled to room temperature.
  • a homogenization treatment was performed and the grease was smoothed by a three-roll mill.
  • FIG. 6(b) is a micrograph of the obtained grease.
  • a grease using a composite lithium soap as a thickener was prepared as follows. First, 12-hydroxystearic acid was added to half the amount of base oil and heated to 90° C., and then lithium hydroxide diluted about 10 times with water was added. After that, a nonionic surfactant was added and vigorously stirred. Thereafter, azelaic acid was added and stirred, and lithium hydroxide diluted about 10 times with water was added in portions and stirred for about 30 minutes. Completion of the reaction was confirmed by IR (infrared spectrometer) or the like. After that, an antioxidant was added and the mixture was heated to 180° C., then the rest of the base oil was added and allowed to cool to room temperature. After that, a homogenization treatment was performed and the grease was smoothed by a three-roll mill.
  • the worked penetration JIS K 2220 was measured for the obtained grease.
  • the obtained grease was applied to one side of the tips of three seal lips of a nitrile rubber seal member ( ⁇ 60 to 70 mm).
  • the seal member was attached to a member simulating a hub outer ring, and a slinger made of SUS430 was attached to a member simulating a hub inner ring, and assembled so that the seal lip and the slinger were in contact.
  • ⁇ Seal torque test> The torque (N ⁇ m) due to the sliding contact of the seal lip was measured 15 minutes after the start of the test at a rotational speed of 600 min ⁇ 1 or 50 min ⁇ 1 under a room temperature atmosphere with the inner ring rotating. In this test, when the rotation speed was 600 min ⁇ 1 , a value of 0.20 or more was considered unacceptable.
  • ⁇ Torque fluctuation test> A member simulating a hub inner ring was rotated for 15 minutes at a rotational speed of 50 min ⁇ 1 at room temperature. The seal member was brought into sliding contact with a SUS430 slinger (mating member). The torque (N ⁇ m) due to the sliding contact between the seal lip and the slinger was measured, and the difference between the maximum torque value and the minimum torque value in the last 5 minutes was obtained. If the difference (torque fluctuation) is less than 0.01 N ⁇ m, it is indicated by ⁇ , 0.01 N ⁇ m or more and less than 0.02 N ⁇ m is marked by ⁇ , and 0.02 N ⁇ m or more is marked by ⁇ in Tables 1 to 3. be written together.
  • the test bearing was fixed, the number of revolutions was 5000 min ⁇ 1 , 80° C., the outer ring was loaded with an axial load of 640 N and a radial load of 67 N, and was restrained by a load cell.
  • the leakage rate was calculated from the following formula. Before operation, 0.05 g of a known grease composition (having a different composition from the greases prepared in Tables 1 to 3) was filled in the bearing space.
  • Leakage rate (mass%) ((bearing weight before operation - bearing weight after operation) / (bearing weight before operation)) x 100
  • the evaluation of the leakage rate is shown in Tables 1 to 3, with ⁇ for less than 8% by mass, ⁇ for 8% by mass or more and less than 13% by mass, and X for 13% by mass or more.
  • A1 to Test Example A20 showed good results in all tests.
  • Test Examples A6 to A9, Test Examples A15 to A18, and Test Examples A23 to A26 have the same kinematic viscosity of the base oil, but Test Examples A24 to A26 with a consistency exceeding 320 exhibit large torque fluctuations. , and increased leakage of grease, good results were obtained in Test Examples A6 to A9 and Test Examples A15 to A18 having a consistency of 320 or less. Further, as the consistency decreased, the leakage rate and the like improved. It is thought that the grease became harder as the consistency decreased, leading to high leakability. On the other hand, Test Example A23 exhibited a small consistency and high leakability, but the torque fluctuation increased.
  • Test Example A from the results in Tables 1 to 3, it can be said that it is preferable to use a base oil with a low kinematic viscosity in order to reduce the seal torque. Become. In this regard, by combining an appropriate thickener and type of base oil, it is possible to set the consistency to an appropriate numerical range while using a low-viscosity base oil.
  • a low-viscosity base oil synthetic hydrocarbon oil only, mixed oil of synthetic hydrocarbon oil and ester oil, or mixed oil of synthetic hydrocarbon oil and ether oil
  • a thickener aliphatic diurea compound , an alicyclic diurea compound, and an aliphatic/alicyclic diurea compound
  • Test example B Greases having compositions shown in Tables 4 to 6 were prepared. In Tables 4 to 6, mass % of the base oil, thickener, and antirust agent indicates the content in the base grease (base oil + thickener). 1) to 9) below in Table 4 also apply to Tables 5 and 6.
  • the worked penetration JIS K 2220 was measured for the obtained grease.
  • ⁇ Seal torque test> A total of 0.6 g of the obtained grease was applied to one side of the tips of three seal lips of a nitrile rubber seal member ( ⁇ 60 to 70 mm). The seal member was attached to a member simulating a hub outer ring, and a slinger made of SUS430 was attached to a member simulating a hub inner ring, and assembled so that the seal lip and the slinger were in contact. Thirty minutes after the start of the test, the torque (N ⁇ m) due to the sliding contact of the seal lip was measured for 1 minute at a rotation speed of 600 min ⁇ 1 , room temperature, and inner ring rotation. In this test, 0.20 or more was regarded as unacceptable.
  • test bearing After the test bearing was assembled into the housing of the wash water resistance tester, the test bearing was submerged in hot water at 79°C. Then, while the test bearing was submerged in water and rotated at a rotational speed of 600 min ⁇ 1 , warm water of 79° C. was sprayed onto the test bearing from the injection nozzle at a flow rate of 6 ml/s for 120 minutes. After the test, the amount of water intrusion into the test bearing was obtained from the following formula.
  • Amount of water intrusion (g) (Bearing weight after operation - Bearing weight before operation) The evaluation of the amount of water intrusion is shown in Tables 4 to 6, with ⁇ for less than 0.5 g, ⁇ for 0.5 g or more and less than 1.0 g, and X for 1.0 g or more.
  • Test Example B17 water resistance
  • Test Example B18 in which the worked penetration was out of the range of 220 to 280, showed an increased amount of water intrusion.
  • Test Example B18 (worked penetration 300) was high in consistency and soft, so it is considered that the grease flowed out from the vicinity of the lip, resulting in a decrease in sealing performance.
  • Test Example B17 (worked penetration of 200) was hard and poor in fluidity, so it is believed that gaps tended to occur and the sealing performance deteriorated.
  • Test Example B From the results in Tables 4 to 6, it was found that an appropriate consistency and base oil viscosity were combined with an appropriate rust preventive (especially a combination of an ester rust preventive and a sulfonate rust preventive). Therefore, it is possible to secure channeling properties, achieve low torque, and obtain high water resistance and rust resistance. In addition, since it is easy to set the consistency to an appropriate numerical range while using a low-viscosity base oil, in this test, a predetermined base oil (synthetic hydrocarbon oil only, mixed oil of synthetic hydrocarbon oil and ester oil) and , and a predetermined thickener (aliphatic/alicyclic diurea compound).
  • a predetermined base oil synthetic hydrocarbon oil only, mixed oil of synthetic hydrocarbon oil and ester oil
  • a predetermined thickener aliphatic/alicyclic diurea compound
  • Test Example C Greases having compositions shown in Tables 7 and 8 were prepared. In Tables 7 and 8, mass % of the base oil, thickener, and antioxidant indicates the content relative to the base grease (base oil + thickener). 1) to 4) below in Table 7 are the same as in Table 8.
  • the worked penetration JIS K 2220 was measured for the obtained grease.
  • 0.6 g of the obtained grease was applied to one side of the tips of three seal lips of a nitrile rubber seal member ( ⁇ 60 to 70 mm).
  • the seal member was attached to a member simulating a hub outer ring, and a slinger made of SUS430 was attached to a member simulating a hub inner ring, and assembled so that the seal lip and the slinger were in contact.
  • ⁇ Torque fluctuation test 1> A member simulating a hub inner ring was rotated for 30 minutes at a rotational speed of 1000 min ⁇ 1 at room temperature. The seal member was brought into sliding contact with a SUS430 slinger (mating member). The torque (N ⁇ m) due to the sliding contact between the seal lip and the slinger was measured, and the difference between the maximum torque value and the minimum torque value in the last 5 minutes was obtained. If the difference (torque fluctuation) is less than 0.01 N ⁇ m, it is indicated by ⁇ , 0.01 N ⁇ m or more and less than 0.02 N ⁇ m is marked by ⁇ , and 0.02 N ⁇ m or more is marked by ⁇ in Tables 7 and 8. be written together.
  • ⁇ Torque fluctuation test 2> A member simulating a hub inner ring was rotated for 15 minutes at a rotational speed of 50 min ⁇ 1 at room temperature. The seal member was brought into sliding contact with a SUS430 slinger (mating member). The torque (N ⁇ m) due to the sliding contact between the seal lip and the slinger was measured, and the difference between the maximum torque value and the minimum torque value in the last 5 minutes was obtained. If the difference (torque fluctuation) is less than 0.01 N ⁇ m, it is indicated by ⁇ , 0.01 N ⁇ m or more and less than 0.02 N ⁇ m is marked by ⁇ , and 0.02 N ⁇ m or more is marked by ⁇ in Tables 7 and 8. be written together.
  • Oxidation induction time was measured by high pressure differential scanning calorimetry (PDSC).
  • PDSC is a measurement method in which differential scanning calorimetry is performed under pressure, and in this PDSC, the oxidation induction period is measured as the time from when the sample reaches a predetermined temperature to when oxidation begins.
  • Using 3 mg of sample grease, pressurized to 3.5 MPa in an oxygen atmosphere set the test temperature to 220°C, and measured the time from the time the sample temperature reached 220°C to the oxidation exothermic peak (oxidation induction time).
  • Oxidation induction times of 30 minutes or more are marked with ⁇
  • 10 minutes or more and less than 30 minutes are marked with ⁇
  • less than 10 minutes are marked with X in Tables 7 and 8.
  • ⁇ Low temperature resistance test> The low temperature resistance of each grease was evaluated by storage modulus.
  • a parallel plate rheometer was used for the test.
  • the grease was placed on a ⁇ 25 mm lower plate and sandwiched between ⁇ 25 mm upper plates, with a gap of 1 mm between the plates.
  • the storage elastic modulus of the grease was measured at a temperature of ⁇ 40° C., a frequency of 1 Hz, and a strain of 0.001.
  • the storage modulus of less than 200 kPa is indicated by ⁇ , the storage modulus of 200 kPa to less than 250 kPa by ⁇ , and the storage modulus of 250 kPa or more by ⁇ .
  • Test Example C from the results in Tables 7 and 8, by combining an appropriate consistency and an appropriate antioxidant, low torque and high torque stability and high temperature resistance / low temperature resistance can be achieved. Obtainable. In addition, since it is easy to set the consistency to an appropriate numerical range while using a low-viscosity base oil, in this test, a predetermined base oil (synthetic hydrocarbon oil only, mixed oil of synthetic hydrocarbon oil and ester oil) and , and a predetermined thickener (aliphatic/alicyclic diurea compound).
  • a predetermined base oil synthetic hydrocarbon oil only, mixed oil of synthetic hydrocarbon oil and ester oil
  • a predetermined thickener aliphatic/alicyclic diurea compound
  • the sealed rolling bearing of the present invention can achieve both low torque and high sealing performance, and can also achieve both high water resistance and rust resistance, torque stability, high temperature resistance, and low temperature resistance. Therefore, it can be widely used as a sealed rolling bearing.

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Abstract

低トルク性と高いシール性とを両立できる密封型転がり軸受を提供する。ハブベアリング１は、軸受空間９を密封し、固定側部材１２に固定され、回転側部材１５に摺接するシール部材１３を備え、シール部材１３は回転側部材１５に摺接するシールリップを有し、シールリップの摺接面、および該シールリップが摺接する回転側部材１５の摺接面の少なくとも一方の面にグリースが塗布されており、グリースは、４０℃における動粘度が６ｍｍ２／ｓ～４５ｍｍ２／ｓの基油と増ちょう剤を含み、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に準拠して測定される混和ちょう度が２２０～３２０である。

Description

密封型転がり軸受
　本発明は、シール部材を備えた密封型転がり軸受に関し、特に、ハブベアリングなどの車軸を支持する密封型転がり軸受に関する。
　一般に、転がり軸受の内部には、潤滑用のグリース組成物が封入されている。グリース組成物が封入された軸受は、長寿命で外部の潤滑ユニットなどが不要で、かつ、安価であるため、自動車や産業用機器などの汎用用途によく利用される。特に、高いシール性が要求される場合には、軌道輪などの相手部材の摺動面に、シール部材のシールリップを接触させて軸受空間を密封する接触型の密封型転がり軸受が使用されている。
　例えば、特許文献１には、密封型転がり軸受として、所定の組成からなるグリース組成物が封入されたハブユニット軸受が記載されている。このグリース組成物は、基油と、増ちょう剤と、３種の防錆剤と、摩耗防止剤とを含むことで、耐水性などに優れるとされている。
　ここで、軸受からのグリース漏れは、外部の機械部品を汚損させるおそれがある。また、外部からの水などの異物混入は、軸受の耐久性（耐摩耗性や軸受寿命）を著しく低下させるおそれがある。そのため、密封型転がり軸受においてシール性の確保は重要である。一方で、省エネルギーや省資源の観点から、シールリップの摺動には低トルク性も求められる。
　従来、シールリップの摺動抵抗を低く抑えるとともに、シールリップにおけるシール性を確保するため、シールリップまたはその相手部材にグリースを塗布する技術が知られている。例えば、特許文献２には、シールリップの先端部の片側面で、使用時にハブ輪の表面と摺接する部分にグリースが予め塗布された転がり軸受が記載されている。また、特許文献３には、シールリップが摺接する相手部材の表面に、グリースが予め塗布された転がり軸受が記載されている。
特許第５１１０８４３号公報 特許第４４７５０５５号公報 特許第４９９７５３２号公報
　上記特許文献２では、シール部材の形状（シールリップの寸法など）を検討することで、シールリップに塗布されたグリースが事前に剥がれてしまうことを防止している。これにより、摩擦抵抗の増大とシール不良の低減を図っている。しかし、シールリップに予め塗布されるグリース自体の摩擦抵抗やシール性に関する性能は考慮されていない。そのため、該グリースの性能不足によって摩擦抵抗の増大やシール不良が生じるおそれがある。また、上記特許文献３では、グリースの基油の動粘度を規定することで回転トルクの低減を図っているが、基油の動粘度を規定するだけでは、シール性の確保と回転トルクの低減の両立を図ることは困難であると考えられる。
　また従来、上記特許文献１のように、軸受の内部に封入されるグリース組成物については種々のグリース組成物が検討されているが、シールリップやその相手部材に塗布されるグリースについてはほとんど検討されていない。
　例えば、自動車電装補機に用いられる転がり軸受やハブベアリングなどは、雨水や道路上の水などが軸受内に侵入しやすいため、水の侵入や発錆を抑えることが重要になる。しかし、上記特許文献２や特許文献３で塗布されるグリースは、このような特性について何ら検討されていない。
　また、例えば、車軸用軸受は、走行の快適性の向上や、振動によるシール性の不良防止のためにトルクの変動が少ないことが求められている。また、車軸用軸受は、高速走行時の温度上昇や寒冷地での使用を想定して、広い温度範囲で使用可能であることが求められている。しかし、上記特許文献２や特許文献３で塗布されるグリースは、このような車軸用軸受に求められる特性について何ら検討されていない。
　本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、シールリップやその相手部材に塗布されるグリースを改良することにより、低トルク性と高いシール性とを両立できる密封型転がり軸受を提供することを目的とする。更には、高い耐水性および防錆性も両立できる密封型転がり軸受を提供すること、また、トルク安定性、耐高温性・耐低温性も両立できる密封型転がり軸受を提供することを目的とする。
　本発明の密封型転がり軸受は、軸受空間を密封し、固定側部材に固定され、回転側部材に摺接するシール部材を備える密封型転がり軸受であって、上記シール部材は上記回転側部材に摺接するシールリップを有し、上記密封型転がり軸受において、上記シールリップの摺接面、および該シールリップが摺接する上記回転側部材の摺接面の少なくとも一方の面にグリースが塗布されており、上記グリースは、４０℃における動粘度が６ｍｍ２／ｓ～４５ｍｍ２／ｓの基油と増ちょう剤を含み、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に準拠して測定される混和ちょう度が２２０～３２０であることを特徴とする。
　上記増ちょう剤は、ポリイソシアネート成分と、脂肪族モノアミンおよび脂環族モノアミンから選ばれた少なくとも１つのモノアミン成分とを反応して得られるウレア化合物であるか、または、複合リチウム石けんであることを特徴とする。
　上記基油は、合成炭化水素油、エステル油、およびエーテル油から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする。
　上記基油が、合成炭化水素油のみからなるか、または、上記合成炭化水素油とエステル油との混合油であることを特徴とする。
　上記基油は、４０℃における動粘度が６ｍｍ２／ｓ～２０ｍｍ２／ｓであり、上記混和ちょう度が２２０～２７０であることを特徴とする。
　１つの形態として、上記グリースは防錆剤を含み、上記混和ちょう度が２２０～２８０であることを特徴とする。また、上記防錆剤が、エステル系防錆剤およびスルホネート系防錆剤から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする。上記グリースは、上記防錆剤としてエステル系防錆剤およびスルホネート系防錆剤を含み、上記基油および上記増ちょう剤の合計量に対して上記防錆剤を０．５質量％以上１．５質量％未満含むことを特徴とする。
　１つの形態として、上記グリースは酸化防止剤を含み、かつ、上記基油および上記増ちょう剤の合計量に対して上記酸化防止剤を０．１質量％以上３質量％未満含み、上記混和ちょう度が２４０～３００であることを特徴とする。また、上記酸化防止剤がアミン系酸化防止剤であることを特徴とする。
　上記シール部材は、ニトリルゴムで形成され、上記シールリップとして、上記軸受空間の内方側から順に、第１のシールリップと、第２のシールリップと、第３のシールリップとを有し、これらシールリップの上記摺接面に上記グリースが塗布されていることを特徴とする。
　上記密封型転がり軸受が車軸を回転可能に支持する軸受であることを特徴とする。
　本発明の密封型転がり軸受は、軸受空間を密封し、固定側部材に固定され、回転側部材に摺接するシール部材を備える密封型転がり軸受であって、上記シール部材は上記回転側部材に摺接するシールリップを有し、上記密封型転がり軸受において、上記シールリップの摺接面、および該シールリップが摺接する上記回転側部材の摺接面の少なくとも一方の面にグリースが塗布されており、上記グリースは、基油と、増ちょう剤と、酸化防止剤とを含み、かつ、上記基油および上記増ちょう剤の合計量に対して上記酸化防止剤を０．１質量％以上３質量％未満含み、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に準拠して測定される混和ちょう度が２４０～３００であることを特徴とする。
　本発明の密封型転がり軸受は、固定側部材に固定され、回転側部材に摺接するシール部材を備え、シールリップの摺接面および回転側部材の摺接面の少なくとも一方の面にグリースが塗布されており、そのグリースは、４０℃における動粘度が６ｍｍ２／ｓ～４５ｍｍ２／ｓの基油と増ちょう剤を含み、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に準拠して測定される混和ちょう度が２２０～３２０であるので、シールリップの摺接面や回転側部材の摺接面に塗布された場合において、チャンネリング性の確保と低速時の油膜切れを防止し、低トルクになり、かつ高いシール性を得ることができる。
　上記増ちょう剤は、ポリイソシアネート成分と、脂肪族モノアミンおよび脂環族モノアミンから選ばれた少なくとも１つのモノアミン成分とを反応して得られるウレア化合物であるか、または、複合リチウム石けんであるので、低トルク化に一層寄与する。
　１つの形態として、上記グリースは更に防錆剤を含み、混和ちょう度が２２０～２８０であるので、シールリップの摺接面や回転側部材の摺接面に塗布された場合において、チャンネリング性を確保し低トルクになり、かつ、高い耐水性および防錆性を得ることができる。また、上記グリースは、防錆剤としてエステル系防錆剤およびスルホネート系防錆剤を含み、グリース全体に対して防錆剤を０．５質量％以上１．５質量％未満含むので、優れた防錆性を発揮させるとともに、防錆剤の含有量を抑えることで、水との接触時でもグリースの形状を保持しやすくなり、耐水性を向上できる。
　１つの形態として、上記グリースは更に酸化防止剤を０．１質量％以上３質量％未満含み、混和ちょう度が２４０～３００であるので、シール部材は、低トルク、トルク安定性、および耐高温性・耐低温性に優れ、そのシールで密封した密封型転がり軸受の高機能（低燃費）化に繋がる。
　上記シール部材は、ニトリルゴムで形成され、シールリップとして、軸受空間の内方側から順に３つのシールリップを有し、これらシールリップの摺接面にグリースが塗布されているので、低トルク性を確保しつつ、シール性を一層向上できる。
　上記密封型転がり軸受が車軸を回転可能に支持する軸受であるので、ハブベアリングなどの車軸用軸受の高機能（低燃費）化に貢献することができる。
　本発明の密封型転がり軸受は、固定側部材に固定され、回転側部材に摺接するシール部材を備え、シールリップの摺接面および回転側部材の摺接面の少なくとも一方の面にグリースが塗布されており、そのグリースは、基油と、増ちょう剤と、酸化防止剤とを含み、かつ、基油および増ちょう剤の合計量に対して酸化防止剤を０．１質量％以上３質量％未満含み、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に準拠して測定される混和ちょう度が２４０～３００であるので、上記シール部材は、低トルク、トルク安定性、および耐高温性・耐低温性に優れ、そのシールで密封した密封型転がり軸受の高機能（低燃費）化に繋がる。
本発明の密封型転がり軸受の一例を示す縦断面図である。 図１のインボード側の軸受密封装置を示す拡大断面図である。 図１のアウトボード側の軸受密封装置を示す拡大断面図である。 本発明の密封型転がり軸受の他の例を示す縦断面図である。 図４の密封型転がり軸受の拡大断面図である。 グリースの作製方法を示す概略図である。
　本発明の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図１は、本発明の密封型転がり軸受の一例であるハブベアリングを示す縦断面図である。図１に示すハブベアリング１は、車軸を回転可能に支持する駆動輪側の車軸用軸受である。
　図１に示すように、ハブベアリング１は、外周に車体（図示省略）に取り付けられる車体取付フランジ２ｂを一体に有し、内周に複列の外側軌道面２ａ、２ａが形成された外方部材２と、一端部に車輪（図示省略）が取り付けられる車輪取付フランジ４ｂを一体に有し、外周に上記複列の外側軌道面２ａ、２ａに対向する一方の内側軌道面４ａ、および該内側軌道面４ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部４ｃが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション６が形成されたハブ輪４と、小径段部４ｃに圧入され、外周に他方の内側軌道面５ａが形成された内輪５とを備えている。
　複列の外側軌道面２ａ、２ａと、これらに対向する内側軌道面４ａ、５ａ間には複列の転動体（ボール）７が保持器８によって転動自在に収容されている。また、ハブ輪４と内輪５とからなり、回転側部材となる内方部材３と、固定側部材となる外方部材２との間に形成される環状空間には軸受密封装置１１、１６がそれぞれ装着され、軸受空間９に封入されたグリース組成物の漏洩と、外部から雨水やダストなどが軸受空間９に侵入するのを防止している。これらの軸受密封装置１１、１６のうち外方部材２と内輪５間に装着されたインボード側（図中右側）の軸受密封装置１１について、図２を用いて説明する。
　図２に示すように、軸受密封装置１１は、外方部材２に内嵌され、断面Ｌ字状に形成された芯金１２と、この芯金１２に一体に加硫接着されたシール部材１３とからなるシールリング１４と、内輪５に外嵌され、同じく断面Ｌ字状に形成されたスリンガ１５とを備えている。このスリンガ１５およびシールリング１４の芯金１２は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系など）、または、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系など）をプレス加工にて形成されている。
　シール部材１３の材質には、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム、シリコーンゴム、またはフッ素ゴムなどが用いられる。図２において、シール部材１３は、軸受空間の内方側から順に、内側、中間、外側の３本のシールリップ１３ａ、１３ｂ、１３ｃを有し、外側シールリップ１３ｃの先端縁をスリンガ１５の立板部１５ｂの内側面に摺接させ、残りの中間シールリップ１３ｂおよび内側シールリップ１３ａの先端縁を、スリンガ１５の円筒部１５ａに摺接させている。この構成において、芯金１２は固定側部材に相当し、スリンガ１５は回転側部材に相当する。
　図２の構成では、シール部材のシールリップの摺接面にグリースが塗布されている。具体的には、図２に示すように、スリンガ１５に対して摺接するシールリップ１３ａ、１３ｂ、１３ｃの摺接面にグリースＧが塗布されている。この場合、グリースＧは、少なくともシールリップの摺接面に塗布されていればよく、シールリップの全体に塗布されていてもよい。本発明では、グリースＧは、基油と増ちょう剤を含み、混和ちょう度が２２０～３２０の範囲内であることを特徴としている。以下には、このグリースについて説明する。
　グリースに用いる基油は、通常、グリースの分野で使用される一般的なものを使用できる。例えば、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油などの鉱油、ポリ－α－オレフィン（ＰＡＯ）油、アルキルベンゼン油、アルキルナフタレン油、ポリフェニル油、合成ナフテン油、ポリブテン油などの合成炭化水素油（非極性油）、エステル油、エーテル油、シリコーン油、フッ素油などが挙げられる。これらの基油は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
　上記の中でも、基油が合成炭化水素油、エステル油、およびエーテル油から選ばれる少なくとも１種であることが好ましく、基油が、合成炭化水素油のみ、合成炭化水素油およびエステル油の混合油、または合成炭化水素油およびエーテル油の混合油であることがより好ましく、基油が、合成炭化水素油のみ、または合成炭化水素油およびエステル油の混合油であることがさらに好ましい。また、基油として合成炭化水素油を含む混合油を用いる場合、合成炭化水素油が基油（混合油）全体の６０質量％以上であることが好ましく、６５質量％～９０質量％であることがより好ましい。
　合成炭化水素油であるＰＡＯ油は、α－オレフィンまたは異性化されたα－オレフィンのオリゴマーまたはポリマーの混合物である。α－オレフィンの具体例としては、１－オクテン、１－ノネン、１－デセン、１－ドデセン、１－トリデセン、１－テトラデセン、１－ペンタデセン、１－ヘキサデセン、１－ヘプタデセン、１－オクタデセン、１－ノナデセン、１－エイコセン、１－ドコセン、１－テトラドコセンなどが挙げられ、通常はこれらの混合物が使用される。
　エステル油としては、ジブチルセバケート、ジ－２－エチルヘキシルセバケート、ジオクチルアジペートなどのジエステル油、トリオクチルトリメリテート、トリデシルトリメリテート、テトラオクチルピロメリテートなどの芳香族エステル油、トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンベラルゴネート、ペンタエリスリトールエステル油などのポリオールエステル油、炭酸エステル油、りん酸エステル油などが挙げられる。これらの中でも、ペンタエリスリトールエステル油が好ましい。
　グリースに用いる基油の４０℃における動粘度（混合油の場合は、混合油の動粘度、以下同じ）は、低速時の油膜切れの防止や低トルク化の観点から、例えば６ｍｍ２／ｓ～４５ｍｍ２／ｓであり、６ｍｍ２／ｓ～３１ｍｍ２／ｓが好ましく、６ｍｍ２／ｓ～２０ｍｍ２／ｓがより好ましく、７ｍｍ２／ｓ～１７ｍｍ２／ｓがさらに好ましく、９ｍｍ２／ｓ～１７ｍｍ２／ｓが特に好ましい。
　また、グリースに用いる増ちょう剤は、特に限定されず、通常グリースの分野で使用される一般的なものを使用できる。例えば、金属石けん、複合金属石けんなどの石けん系増ちょう剤、ベントン、シリカゲル、ジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物などの非石けん系増ちょう剤を使用できる。金属石けんとしては、ナトリウム石けん、カルシウム石けん、リチウム石けんなどが挙げられ、複合金属石けんとしては、複合リチウム石けんなどが挙げられる。これらの中でも、ジウレア化合物または複合リチウム石けんを使用することが好ましく、ジウレア化合物を使用することがより好ましい。
　ジウレア化合物は、ポリイソシアネート成分とモノアミン成分とを反応して得られる。ポリイソシアネート成分としては、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネー卜などが挙げられる。また、モノアミン成分は、脂肪族モノアミン、脂環族モノアミンおよび芳香族モノアミンを用いることができる。脂肪族モノアミンとしては、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミンなどが挙げられる。脂環族モノアミンとしては、シクロヘキシルアミンなどが挙げられる。芳香族モノアミンとしては、アニリン、ｐ－トルイジンなどが挙げられる。
　これらのジウレア化合物の中でも、後述の実施例で示すように、低トルク性により優れることから、ポリイソシアネート成分として芳香族ジイソシアネートを用い、モノアミン成分として脂肪族モノアミンおよび脂環族モノアミンの少なくともいずれかを用いることが好ましい。特に、ポリイソシアネート成分として芳香族ジイソシアネートを用い、モノアミン成分として、炭素数６～１２の脂肪族モノアミン、および脂環族モノアミンを用いて作製される、脂肪族・脂環族ジウレア化合物を増ちょう剤として用いることがより好ましい。この脂肪族・脂環族ジウレア化合物の作製に用いられる脂肪族モノアミンと脂環族モノアミンの割合は、特に限定されないが、モル比で、脂肪族モノアミン：脂環族モノアミン＝（３：１）～（１：３）が好ましく、該モル比が（２：１）～（１：２）がより好ましい。
　ジウレア化合物を増ちょう剤とするベースグリースは、基油中で上記ポリイソシアネート成分とモノアミン成分とを反応させて作製する。
　複合リチウム石けんは、水酸化リチウムと、脂肪族モノカルボン酸と、脂肪族ジカルボン酸などの二塩基酸とから合成されるものである。脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、ステアリン酸、１２－ヒドロキシステアリン酸、１２－ヒドロキシラウリン酸、１６－ヒドロキシパルミチン酸などが挙げられる。脂肪族ジカルボン酸としては、アゼライン酸、セバシン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸などが挙げられる。
　複合リチウム石けんの中でも、炭素数１０以上の脂肪酸モノカルボン酸と、炭素数１０未満の脂肪酸ジカルボン酸を組み合わせて用いることが好ましい。特に、炭素数１０以上の脂肪酸モノカルボン酸として１２－ヒドロキシステアリン酸がより好ましく、炭素数１０未満の脂肪酸ジカルボン酸としてアゼライン酸がより好ましい。
　本発明に用いるグリースにおいて、増ちょう剤は、基油と増ちょう剤との合計量（１００質量％）に対して、１０質量％～３０質量％含まれることが好ましく、１０質量％～２０質量％含まれることがより好ましく、１２質量％～１８質量％含まれることがさらに好ましく、また、１５質量％～２０質量％であってもよい。増ちょう剤の量を比較的少なくすることで、その分基油の割合を多くすることができ、低トルク化に繋がりやすくなる。
　本発明に用いるグリースの混和ちょう度（ＪＩＳ Ｋ ２２２０）は、２２０～３２０の範囲である。また、後述の実施例で示すように、シール性の観点ではグリースの状態はやや硬めが好ましい。具体的には、混和ちょう度は２２０～２７０の範囲であることが好ましく、２２０～２５０の範囲であることがより好ましい。
　上記グリースの特に好ましい形態は、４０℃における動粘度が６ｍｍ２／ｓ～２０ｍｍ２／ｓの基油と、増ちょう剤として、ポリイソシアネート成分と、脂肪族モノアミンおよび脂環族モノアミンから選ばれた少なくとも１つのモノアミン成分とを反応して得られるウレア化合物を含み、上記基油は少なくとも合成炭化水素油を含み、上記グリースの混和ちょう度が２２０～２７０の範囲である。
　また、上記グリースには、必要に応じて公知の添加剤を添加できる。添加剤としては、例えば、アミン系、フェノール系、イオウ系化合物などの酸化防止剤、多価アルコールエステルなどの防錆剤などが挙げられる。なお、有機亜鉛化合物、有機モリブデン化合物などの極圧剤は含まないことが好ましい。
　また、本発明に用いるグリースの１つの形態として、該グリースは、上記基油および増ちょう剤以外に、防錆剤を含む。
　防錆剤の配合量は、基油および増ちょう剤からなるベースグリース全体（１００質量％）に対して、０．５質量％以上３．０質量％未満であることが好ましい。この範囲内にすることで、防錆性を発揮させつつ、水との接触時でもグリースの形状を保持しやすくなる。防錆剤の配合量は、ベースグリース全体に対して０．５質量％以上１．５質量％未満であることがより好ましい。
　防錆剤の種類は特に限定されず、エステル系防錆剤；スルホネート系防錆剤；ラウリン酸、ステアリン酸などの直鎖脂肪酸や、コハク酸、アルキルコハク酸などのカルボン酸系防錆剤；脂肪酸、ナフテン酸などの各金属塩（コバルト、マンガン、亜鉛）などのカルボン酸塩系防錆剤；アルコキシフェニルアミンなどのアミン系防錆剤などを用いることができる。これらの防錆剤の中でも、エステル系防錆剤およびスルホネート系防錆剤から選ばれた少なくとも一種を用いることが好ましい。
　エステル系防錆剤としては、ソルビタン、ソルビトール、ペンタエリスリトール、ショ糖、グリセリンなどの多価アルコールと、オレイン酸、ラウリル酸などのカルボン酸との部分エステルや、アルキルコハク酸ハーフエステル、アルケニルコハク酸ハーフエステルなどのコハク酸ハーフエステルなどを用いることができる。これらのエステル系防錆剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
　上記エステル系防錆剤の中でもソルビタン脂肪酸エステルがより好ましい。ソルビタン脂肪酸エステルとしては、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエートなどのソルビタン脂肪酸モノエステルや、ソルビタントリオレエートなどが挙げられる。エステル系防錆剤を用いる場合、その配合量はベースグリース全体に対して１質量％未満であることが好ましい。
　スルホネート系防錆剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸などのアルキル芳香族スルホン酸や、石油留出成分の芳香族成分をスルホン化して得られる石油系スルホン酸の、各種金属塩やアミン塩などを用いることができる。金属塩を構成する金属としては、バリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属や、ナトリウム、リチウムなどのアルカリ金属、亜鉛などが挙げられる。アミン塩を構成するアミンとしては、エチルアミン、トリメチルアミンなどが挙げられる。これらのスルホネート系防錆剤は、単独で用いても２種以上を混合して用いてもよい。
　特に、防錆剤として、エステル系防錆剤とスルホネート系防錆剤を組み合わせて用いることが好ましい。これら２種の防錆剤を組み合わせることで、１種を単独で用いる場合よりも防錆性を向上させることができる。
　防錆剤を含む場合、グリースの混和ちょう度（ＪＩＳ Ｋ ２２２０）は、２２０～２８０の範囲であることが好ましく、２４０～２８０の範囲であることがより好ましい。
　防錆剤を含むグリースの特に好ましい形態は、４０℃における動粘度が６ｍｍ２／ｓ～２０ｍｍ２／ｓの基油と、増ちょう剤として、ポリイソシアネート成分と、脂肪族モノアミンおよび脂環族モノアミンから選ばれた少なくとも１つのモノアミン成分とを反応して得られるウレア化合物と、防錆剤として、エステル系防錆剤およびスルホネート系防錆剤を含み、上記グリースの混和ちょう度が２２０～２８０の範囲である。さらにこの場合、防錆剤の配合量が、ベースグリース全体に対して、０．５質量％以上１．５質量％未満であることが好ましい。
　また、本発明に用いるグリースの他の形態として、該グリースは、上記基油および増ちょう剤以外に、酸化防止剤を含む。
　酸化防止剤の配合量は、基油および増ちょう剤からなるベースグリース全体（１００質量％）に対して、０．１質量％以上３質量％未満である。この範囲内にすることで、グリースの酸化劣化を抑制するとともに、軸受回転時のトルク変動を抑えることができる。酸化防止剤の配合量は、ベースグリース全体に対して０．５質量％以上３質量％未満であることが好ましく、０．５質量％以上２質量％以下であることがより好ましい。
　酸化防止剤としては、フェニル－１－ナフチルアミン、フェニル－２－ナフチルアミン、ジフェニル－ｐ－フェニレンジアミン、ジピリジルアミン、フェノチアジン、Ｎ－メチルフェノチアジン、Ｎ－エチルフェノチアジン、３，７－ジオクチルフェノチアジン、ｐ，ｐ’－ジオクチルジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’－ジイソプロピル－ｐ－フェニレンジアミンなどのアミン系酸化防止剤や、２，２’－メチレンビス（６－ｔｅｒｔ－ブチル－４－メチルフェノール）などのフェノール系酸化防止剤などが挙げられる。これらの酸化防止剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。酸化防止剤としてアミン系酸化防止剤を用いることが好ましい。
　酸化防止剤を含む場合、グリースの混和ちょう度（ＪＩＳ Ｋ ２２２０）は、２４０～３００の範囲であることが好ましく、後述の実施例に示すように、トルク変動をより抑えられることから２４０～２８０の範囲であることがより好ましい。
　酸化防止剤を含むグリースの特に好ましい形態は、４０℃における動粘度が６ｍｍ２／ｓ～２０ｍｍ２／ｓの基油と、増ちょう剤として、ポリイソシアネート成分と、脂肪族モノアミンおよび脂環族モノアミンから選ばれた少なくとも１つのモノアミン成分とを反応して得られるウレア化合物と、アミン系酸化防止剤とを含み、該酸化防止剤の配合量が、ベースグリース全体に対して、０．１質量％以上２質量％以下であり、上記グリースの混和ちょう度が２４０～３００の範囲である。
　なお、本発明に用いるグリースには、上述の防錆剤と酸化防止剤を組み合わせて配合されてもよい。
　次に、軸受密封装置１６について、図３を用いて説明する。軸受密封装置１６は、外方部材２に内嵌され、円環状に形成された芯金１７と、この芯金１７に一体に加硫接着されたシール部材１８とからなる。芯金１７は、上述のスリンガなどと同様に形成される。シール部材１８はニトリルゴムなどの弾性部材からなり、２本のサイドリップ（ダストシール）１８ｂ、１８ｃと単一のラジアルリップ（グリースシール）１８ａを備え、それぞれの先端縁をハブ輪４の表面、具体的には、車輪取付フランジ４ｂのインボード側基部の円弧状に形成された摺接面１９に直接摺接させている。
　図３に示すように、軸受密封装置１６においても、ハブ輪４に対して摺接する各シールリップ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの表面、具体的には、各シールリップの先端部の片側面にグリースＧが塗布されている。これにより、シール性の確保と回転トルクの低減の両立を図っている。
　図４は、本発明の密封型転がり軸受の他の例である深溝玉軸受を示す縦断面図であり、図５はその一部拡大図である。転がり軸受２１は、外周面に内輪軌道面を有する内輪２２と内周面に外輪軌道面を有する外輪２３とが同心に配置され、内輪軌道面と外輪軌道面との間に複数個の転動体２４が配置される。この転動体２４は、保持器２５により保持される。また、内・外輪の軸方向両端開口部には軸受密封装置２７が装着され、少なくとも転動体２４の周囲にグリース組成物２６が封入される。内輪２２、外輪２３および転動体２４は鉄系金属材料からなり、グリース組成物２６が転動体２４との軌道面に介在して潤滑される。
　図５に示すように、軸受密封装置２７は、冷間圧延鋼鈑などをプレス加工にて形成された円板状の芯金２８と、この芯金２８に一体に加硫接着されたシール部材２９とで構成される。シール部材２９は、内輪２２側の端部において、先端が二股状に分岐して形成されたメインリップ２９ａと、そのメインリップ２９ａよりも軸受空間の外方側に位置するダストリップ２９ｂとを有する。シール部材２９は、その一部が固定側部材である外輪２３の端部内周のシール溝に固定されるとともに、各シールリップが回転側部材である内輪２２の端部外周に形成された断面略Ｕ字形をなすシール溝などに摺接する。図５に示すように、軸受密封装置２７においても、内輪２２に対して摺接する各シールリップ２９ａ、２９ｂの表面、具体的には、各シールリップの先端部の片側面にグリースＧが塗布されている。
　上記図４～図５の例では、密封型転がり軸受として深溝玉軸受を例示したが、本発明の軸受密封装置は、上記以外の円筒ころ軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受、針状ころ軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト円すいころ軸受、スラスト針状ころ軸受、スラスト自動調心ころ軸受などとしても使用できる。
　なお、上記図１～図５の密封型転がり軸受では、本発明に用いるグリースをシール部材のシールリップの摺接面に予め塗布する形態としたが、これに代えてまたは加えて、該グリースを、回転側部材のシールリップが摺接する面に予め塗布してもよい。
　本発明の密封型転がり軸受の用途は特に限定されないが、後述の実施例で示すように、低速回転でも油膜切れを防止でき、低トルクになることから、低速回転用途に特に適している。本発明の密封型転がり軸受は、例えば２０００ｍｉｎ－１以下の回転速度域で使用される軸受に適用される。ここで、２０００ｍｉｎ－１以下の回転速度域で使用されるとは、その軸受の使用状態の主な回転速度（定常状態の回転速度）が２０００ｍｉｎ－１以下であることをいう。該回転速度は１５００ｍｉｎ－１以下であってもよく、１０００ｍｉｎ－１以下であってもよい。
［試験例Ａ］
　まず、表１～表３に示す組成のグリースをそれぞれ作製した。表１～表３中、基油と増ちょう剤の質量％は、ベースグリース（基油＋増ちょう剤）に対する含有率を示している。また、表１下記の１）～８）は、表２および表３においても同じである。
　増ちょう剤にジウレア化合物を用いたグリース（試験例Ａ５以外）は、図６（ａ）に示すようにして作製した。
　まず、イソシアネート（４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、ＭＤＩ）および基油の半量を６０℃で混合した油相Ａと、アミンおよび基油の半量を所定の温度（室温から６０℃）で混合した油相Ｂとを準備した。続いて、油相Ａを撹拌しながら、油相Ｂを添加して混合し、１００℃で３０分加熱した（ウレア反応）。なお、反応の完了はＩＲ（赤外分光装置）などにより確認した。その後、１３０℃で１時間加熱し（反応安定化）、室温まで徐冷した。その後、均一化処理を行い、グリースを３本ロールミルによって滑らかにした。図６（ｂ）は得られたグリースの顕微鏡写真である。
　増ちょう剤に複合リチウム石けんを用いたグリース（試験例Ａ５）は、以下のように作製した。
　まず、１２－ヒドロキシステアリン酸を半量の基油に入れて９０℃に加熱し、そこへ水酸化リチウムを水で約１０倍薄めたものを添加した。その後、非イオン型界面活性剤を添加して激しく撹拌した。その後、アゼライン酸を加えて撹拌し、そこへ水酸化リチウムを水で約１０倍薄めたものを分割して加え、約３０分撹拌した。なお、反応の完了はＩＲ（赤外分光装置）などにより確認した。その後、酸化防止剤を加えて、１８０℃まで加熱した後、残りの基油を加えて、室温になるまで放冷した。その後、均一化処理を行い、グリースを３本ロールミルによって滑らかにした。
　得られたグリースについて、混和ちょう度（ＪＩＳ Ｋ ２２２０）を測定した。
　得られたグリースをニトリルゴム製のシール部材（φ６０～７０ｍｍ）の３つのシールリップの先端部の片側面に塗布した。ハブ外輪を模擬した部材に上記シール部材を装着し、ハブ内輪を模擬した部材にＳＵＳ４３０製のスリンガを装着して、シールリップとスリンガが接触するように組付けた。
＜シールトルク試験＞
　回転速度６００ｍｉｎ－１または回転速度５０ｍｉｎ－１、室温雰囲気、内輪回転として、試験開始１５分後において、シールリップの摺接によるトルク（Ｎ・ｍ）を測定した。この試験において、回転速度６００ｍｉｎ－１の場合、０．２０以上を不合格とした。
＜トルク変動試験＞
　回転速度５０ｍｉｎ－１、室温雰囲気でハブ内輪を模擬した部材を１５分回転させた。シール部材をＳＵＳ４３０製スリンガ（相手材）に摺接させた。シールリップとスリンガの摺接によるトルク（Ｎ・ｍ）を測定し、最後の５分間におけるトルク最大値と最小値の差を求めた。これらの差（トルク変動）が、０．０１Ｎ・ｍ未満を◎印、０．０１Ｎ・ｍ以上０．０２Ｎ・ｍ未満を○印、０．０２Ｎ・ｍ以上を×印として表１～表３に併記する。
＜グリース漏洩試験＞
　上記で得られたグリースを、深溝玉軸受６２０４の内輪の外周に形成されたシール溝に０．４ｇ塗布して、そのシール溝にシールリップが接触するようにニトリルゴム製のシール部材を装着した。
　試験軸受を固定し、回転数５０００ｍｉｎ－１、８０℃、外輪にアキシアル荷重６４０Ｎ、ラジアル荷重６７Ｎを負荷してロードセルで拘束し、内輪回転として、２４時間運転でのグリースの漏洩率を測定した。漏洩率は以下の式より算出した。なお、運転前には、軸受空間に公知のグリース組成物（表１～表３で作製したグリースとは組成が異なる）を０．０５ｇ封入した。
漏洩率（質量％）＝（（運転前の軸受重量－運転後の軸受重量）／（運転前の軸受重量））×１００
　漏洩率の評価について、８質量％未満を◎印、８質量％以上１３質量％未満を○印、１３質量％以上を×印として表１～表３に併記する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表１～表３に示すように、４０℃における動粘度が６ｍｍ２／ｓ～４５ｍｍ２／ｓの基油と増ちょう剤を含み、混和ちょう度が２２０～３２０であるグリースを用いた試験例Ａ１～試験例Ａ２０は、いずれの試験でも良好な結果を示した。
　表１～表３の結果より、基油の４０℃における動粘度が６ｍｍ２／ｓ～４５ｍｍ２／ｓの範囲において動粘度が低くなると、シールトルク試験においてより低トルクを示す傾向が見られた（試験例Ａ１０～Ａ１４など）。一方、試験例Ａ２２（動粘度４７ｍｍ２／ｓ）は、トルクの上昇が確認された。また、試験例Ａ２１（動粘度５ｍｍ２／ｓ）は、シールトルク試験では良好な結果が得られたものの、グリース漏洩試験においてグリースが多く漏洩する結果になった。ちょう度が大きく、グリースが軟質であったためと考えられる。
　トルク変動試験およびグリース漏洩試験の結果は、特に、グリースのちょう度が影響することが分かった。例えば、試験例Ａ６～Ａ９、試験例Ａ１５～Ａ１８、および試験例Ａ２３～Ａ２６は、基油の動粘度が同程度であるが、ちょう度が３２０を超える試験例Ａ２４～Ａ２６はトルク変動が大きく、かつグリースの漏洩が増大したのに対して、ちょう度が３２０以下である試験例Ａ６～Ａ９および試験例Ａ１５～Ａ１８は、良好な結果が得られた。更にちょう度が小さくなるにつれて、漏洩率などが向上した。ちょう度の低下に伴いグリースが硬めになることで、高い漏洩性に繋がったと考えられる。一方で、試験例Ａ２３はちょう度が小さく高い漏洩性を示すものの、トルク変動が大きくなった。
　試験例Ａにおいて、表１～表３の結果より、シールトルクを低減するためには、動粘度が低い基油を用いることが好ましいといえるが、その反面、硬めのグリースを得ることが課題になる。この点、適切な増ちょう剤および基油の種類を組み合わせることにより、低粘度の基油を用いつつ、ちょう度を適切な数値範囲にすることができる。具体的には、低粘度の基油（合成炭化水素油のみ、合成炭化水素油とエステル油の混合油、または合成炭化水素油とエーテル油の混合油）と、増ちょう剤（脂肪族ジウレア化合物、脂環族ジウレア化合物、脂肪族・脂環族ジウレア化合物）とを組み合わせることで、ちょう度を所望の数値範囲にしている。
［試験例Ｂ］
　表４～表６に示す組成のグリースをそれぞれ作製した。表４～表６中、基油と増ちょう剤と防錆剤の質量％は、ベースグリース（基油＋増ちょう剤）に対する含有率を示している。また、表４下記の１）～９）は、表５および表６においても同じである。
　各グリースは、試験例Ａと同様に、図６（ａ）に示すようにして作製した。
　得られたグリースについて、混和ちょう度（ＪＩＳ Ｋ ２２２０）を測定した。
＜シールトルク試験＞
　得られたグリースをニトリルゴム製のシール部材（φ６０～７０ｍｍ）の３つのシールリップの先端部の片側面に合計で０．６ｇ塗布した。ハブ外輪を模擬した部材に上記シール部材を装着し、ハブ内輪を模擬した部材にＳＵＳ４３０製のスリンガを装着して、シールリップとスリンガが接触するように組付けた。
　回転速度６００ｍｉｎ－１、室温雰囲気、内輪回転として、試験開始３０分後、シールリップの摺接によるトルク（Ｎ・ｍ）を１分間測定した。この試験において、０．２０以上を不合格とした。
＜耐水度試験＞
　上記グリースを６２０４ステンレス軸受の内輪の外周および外輪の内周に形成されたシール溝に合計で０．４ｇ塗布して、その内輪のシール溝にシールリップが接触するようにニトリルゴム製のシール部材を装着した。軸受空間に公知のグリース組成物（表４～表６で作製したグリースとは組成が異なる）を０．０５ｇ封入した。この試験軸受を用いて、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に規定される水洗耐水度試験を改変した以下の試験を行った。
　試験軸受を水洗耐水度試験機のハウジングに組み込んだ後、該試験軸受を７９℃の温水中に水没させた。そして、試験軸受を水没させた状態で、回転速度６００ｍｉｎ－１で回転させながら、７９℃の温水を６ｍｌ／ｓの水量で噴射ノズルから試験軸受に１２０分噴射した。試験後に試験軸受内への水侵入量を下記の式より求めた。
水侵入量（ｇ）＝（運転後の軸受重量－運転前の軸受重量）
　水侵入量の評価について、０．５ｇ未満を◎印、０．５ｇ以上１．０ｇ未満を○印、１．０ｇ以上を×印として表４～表６に併記する。
＜錆試験＞
　上記グリースを塗布した円錐ころ軸受を１質量％の塩水に１０秒間浸漬させ、高湿環境下で静置させた。試験後に軸受を取り出し、外輪転走面を目視で観察した。評価は外輪転走面を３２区画に分割し、そのうち何区画に錆が発生しているかで、錆発生率を算出した。
　　軸受　　　　　：　４Ｔ－３０２０４
　　グリース封入量：　２．１ｇ
　　試験温度　　　：　４０℃
　　試験湿度　　　：　１００％ＲＨ
　　試験時間　　　：　４８ｈ
　錆発生率の評価について、２５％未満を◎印、２５％以上７５％未満を○印、７５％以上を×印として表４～表６に併記する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表４～表５に示すように、４０℃における動粘度が６ｍｍ２／ｓ～４５ｍｍ２／ｓの基油と、増ちょう剤と、防錆剤とを含み、混和ちょう度が２２０～２８０であるグリースを用いた試験例Ｂ１～Ｂ１６は、いずれの試験でも良好な結果を示した。
　表４～表６の結果より、基油の４０℃における動粘度が６ｍｍ２／ｓ～４５ｍｍ２／ｓの範囲において動粘度が低くなると、シールトルク試験においてより低トルクを示す傾向が見られた（試験例Ｂ１、試験例Ｂ１４～Ｂ１６）。一方、試験例Ｂ２０（動粘度４７ｍｍ２／ｓ）は、トルクの上昇が確認された。
　水侵入量（耐水性）の結果は、特に、グリースの混和ちょう度および防錆剤の配合量が影響することが分かった。混和ちょう度が２２０～２８０の範囲外である試験例Ｂ１７および試験例Ｂ１８はいずれも水侵入量が増大した。試験例Ｂ１８（混和ちょう度３００）は、ちょう度が高く軟質であるため、リップ付近からグリースが流出し、その結果シール性が低下したと考えられる。一方、試験例Ｂ１７（混和ちょう度２００）は、硬質で流動性に乏しいことから、隙間が生じやすくなり、シール性が低下したと考えられる。
　また、防錆剤の配合量が増加すると、水侵入量が増加する傾向が見られた（試験例Ｂ４～Ｂ５、試験例Ｂ９～Ｂ１０）。防錆剤は、防錆性の観点では有効であるが、水の侵入に対するグリースのシール性の観点では、不利に働く可能性が示唆された。防錆剤の配合量が多くなることで、グリースが水と馴染みやすくなり、リップ付近に存在するグリースの形状が保持しにくくなったと推察される。
　錆発生率については、エステル系防錆剤、スルホネート系防錆剤をそれぞれ単独で用いるよりも、これらを組み合わせて用いた方が防錆性が向上する結果になった（試験例Ｂ３～Ｂ８）。
　試験例Ｂにおいて、表４～表６の結果より、適切なちょう度および基油の粘度と、適切な防錆剤（特に、エステル系防錆剤およびスルホネート系防錆剤の組み合わせ）を組み合わせることにより、チャンネリング性を確保し、低トルクになり、かつ、高い耐水性および防錆性を得ることができる。また、低粘度の基油を用いつつ、ちょう度を適切な数値範囲にしやすいことから、この試験では、所定の基油（合成炭化水素油のみ、合成炭化水素油とエステル油の混合油）と、所定の増ちょう剤（脂肪族・脂環族ジウレア化合物）とを組み合わせている。
［試験例Ｃ］
　表７～表８に示す組成のグリースをそれぞれ作製した。表７～表８中、基油と増ちょう剤と酸化防止剤の質量％は、ベースグリース（基油＋増ちょう剤）に対する含有率を示している。また、表７下記の１）～４）は、表８においても同じである。
　各グリースは、試験例Ａと同様に、図６（ａ）に示すようにして作製した。
　得られたグリースについて、混和ちょう度（ＪＩＳ Ｋ ２２２０）を測定した。
　得られたグリースをニトリルゴム製のシール部材（φ６０～７０ｍｍ）の３つのシールリップの先端部の片側面に０．６ｇ塗布した。ハブ外輪を模擬した部材に上記シール部材を装着し、ハブ内輪を模擬した部材にＳＵＳ４３０製のスリンガを装着して、シールリップとスリンガが接触するように組付けた。
＜トルク変動試験１＞
　回転速度１０００ｍｉｎ－１、室温雰囲気でハブ内輪を模擬した部材を３０分回転させた。シール部材をＳＵＳ４３０製スリンガ（相手材）に摺接させた。シールリップとスリンガの摺接によるトルク（Ｎ・ｍ）を測定し、最後の５分間におけるトルク最大値と最小値の差を求めた。これらの差（トルク変動）が、０．０１Ｎ・ｍ未満を◎印、０．０１Ｎ・ｍ以上０．０２Ｎ・ｍ未満を○印、０．０２Ｎ・ｍ以上を×印として表７～表８に併記する。
＜トルク変動試験２＞
　回転速度５０ｍｉｎ－１、室温雰囲気でハブ内輪を模擬した部材を１５分回転させた。シール部材をＳＵＳ４３０製スリンガ（相手材）に摺接させた。シールリップとスリンガの摺接によるトルク（Ｎ・ｍ）を測定し、最後の５分間におけるトルク最大値と最小値の差を求めた。これらの差（トルク変動）が、０．０１Ｎ・ｍ未満を◎印、０．０１Ｎ・ｍ以上０．０２Ｎ・ｍ未満を○印、０．０２Ｎ・ｍ以上を×印として表７～表８に併記する。
＜耐高温性試験＞
　各グリースの耐高温性を酸化誘導時間により評価した。酸化誘導時間は高圧示差走査熱量測定（ＰＤＳＣ）によって測定した。ＰＤＳＣは、加圧下で示差走査熱量測定を行なう測定法であり、このＰＤＳＣにおいて、酸化誘導期間は、試料が所定温度に達してから酸化が始まるまでの時間として測定される。試料グリース３ｍｇを用い、酸素雰囲気下、３．５ＭＰａに加圧して、試験温度２２０℃に設定し、試料温度が２２０℃に達した時点から酸化発熱ピークまでの時間（酸化誘導時間）を測定した。酸化誘導時間が、３０分以上を◎印、１０分以上３０分未満を○印、１０分未満を×印として表７～表８に併記する。
＜耐低温性試験＞
　各グリースの耐低温性を貯蔵弾性率により評価した。試験には、パラレルプレート型のレオメータを用いた。グリースをφ２５ｍｍの下部プレートに載せ、φ２５ｍｍの上部プレートで上下から挟み、プレート間のギャップを１ｍｍとした。温度－４０℃、周波数１Ｈｚ、ひずみ量０．００１を与えた時のグリースの貯蔵弾性率を測定した。貯蔵弾性率が、２００ｋＰａ未満を◎印、２００ｋＰａ以上２５０ｋＰａ未満を○印、２５０ｋＰａ以上を×印として表７～表８に併記する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　表７～表８に示すように、基油と、増ちょう剤と、ベースグリース全体に対する配合量が０．１質量％以上３質量％未満の酸化防止剤とを含み、混和ちょう度が２４０～３００であるグリースを用いた試験例Ｃ１～Ｃ１０は、いずれの試験でも良好な結果を示した。
　トルク変動試験の結果は、特に、グリースのちょう度が影響することが分かった。例えば、試験例Ｃ５～Ｃ６および試験例Ｃ１３より、ちょう度が小さくなるにつれて１０００ｍｉｎ－１回転時のトルク変動が大きくなった。一方、試験例Ｃ１、Ｃ４、Ｃ７および試験例Ｃ１２、１４より、ちょう度が大きくなるにつれて５０ｍｉｎ－１回転時のトルク変動が大きくなった。このように、ちょう度が２４０～３００の範囲の場合、低速回転条件下の異なる回転速度においてもトルク変動を好適に抑えることができる。
　耐高温性については、酸化防止剤をベースグリース全体に対して０．５質量％以上配合することで、より好ましい結果が得られた。また、耐低温性については、ちょう度が大きくなるにつれて良好な結果となり、ちょう度２６０以上がより好ましい結果になった。
　試験例Ｃにおいて、表７～表８の結果より、適切なちょう度と、適切な酸化防止剤を組み合わせることにより、低トルクになり、かつ、高いトルク安定性および耐高温性・耐低温性を得ることができる。また、低粘度の基油を用いつつ、ちょう度を適切な数値範囲にしやすいことから、この試験では、所定の基油（合成炭化水素油のみ、合成炭化水素油とエステル油の混合油）と、所定の増ちょう剤（脂肪族・脂環族ジウレア化合物）とを組み合わせている。
　本発明の密封型転がり軸受は、低トルク性と高いシール性とを両立でき、更には、高い耐水性および防錆性の両立や、トルク安定性、耐高温性・耐低温性の両立も図れることができるので、密封型転がり軸受として広く利用できる。
　１　　ハブベアリング（密封型転がり軸受）
　２　　外方部材
　３　　内方部材
　４　　ハブ輪
　５　　内輪
　６　　セレーション
　７　　転動体
　８　　保持器
　９　　軸受空間
　１１　軸受密封装置
　１２　芯金
　１３　シール部材
　１４　シールリング
　１５　スリンガ
　１６　軸受密封装置
　１７　芯金
　１８　シール部材
　１９　摺接面
　２１　転がり軸受（密封型転がり軸受）
　２２　内輪
　２３　外輪
　２４　転動体
　２５　保持器
　２６　グリース組成物
　２７　軸受密封装置
　２８　芯金
　２９　シール部材
　Ｇ　　グリース

Claims (13)

  1. 　軸受空間を密封し、固定側部材に固定され、回転側部材に摺接するシール部材を備える密封型転がり軸受であって、
    　前記シール部材は前記回転側部材に摺接するシールリップを有し、前記密封型転がり軸受において、前記シールリップの摺接面、および該シールリップが摺接する前記回転側部材の摺接面の少なくとも一方の面にグリースが塗布されており、
    　前記グリースは、４０℃における動粘度が６ｍｍ２／ｓ～４５ｍｍ２／ｓの基油と増ちょう剤を含み、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に準拠して測定される混和ちょう度が２２０～３２０であることを特徴とする密封型転がり軸受。
  2. 　前記増ちょう剤は、ポリイソシアネート成分と、脂肪族モノアミンおよび脂環族モノアミンから選ばれた少なくとも１つのモノアミン成分とを反応して得られるウレア化合物であるか、または、複合リチウム石けんであることを特徴とする請求項１記載の密封型転がり軸受。
  3. 　前記基油は、合成炭化水素油、エステル油、およびエーテル油から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１記載の密封型転がり軸受。
  4. 　前記基油が、合成炭化水素油のみからなるか、または、前記合成炭化水素油とエステル油との混合油であることを特徴とする請求項１記載の密封型転がり軸受。
  5. 　前記基油は、４０℃における動粘度が６ｍｍ２／ｓ～２０ｍｍ２／ｓであり、前記混和ちょう度が２２０～２７０であることを特徴とする請求項１記載の密封型転がり軸受。
  6. 　前記グリースは防錆剤を含み、前記混和ちょう度が２２０～２８０であることを特徴とする請求項１記載の密封型転がり軸受。
  7. 　前記防錆剤が、エステル系防錆剤およびスルホネート系防錆剤から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項６記載の密封型転がり軸受。
  8. 　前記グリースは、前記防錆剤としてエステル系防錆剤およびスルホネート系防錆剤を含み、前記基油および前記増ちょう剤の合計量に対して前記防錆剤を０．５質量％以上１．５質量％未満含むことを特徴とする請求項６記載の密封型転がり軸受。
  9. 　前記グリースは酸化防止剤を含み、かつ、前記基油および前記増ちょう剤の合計量に対して前記酸化防止剤を０．１質量％以上３質量％未満含み、前記混和ちょう度が２４０～３００であることを特徴とする請求項１記載の密封型転がり軸受。
  10. 　前記酸化防止剤がアミン系酸化防止剤であることを特徴とする請求項９記載の密封型転がり軸受。
  11. 　前記シール部材は、ニトリルゴムで形成され、前記シールリップとして、前記軸受空間の内方側から順に、第１のシールリップと、第２のシールリップと、第３のシールリップとを有し、これらシールリップの前記摺接面に前記グリースが塗布されていることを特徴とする請求項１記載の密封型転がり軸受。
  12. 　前記密封型転がり軸受が車軸を回転可能に支持する軸受であることを特徴とする請求項１記載の密封型転がり軸受。
  13. 　軸受空間を密封し、固定側部材に固定され、回転側部材に摺接するシール部材を備える密封型転がり軸受であって、
    　前記シール部材は前記回転側部材に摺接するシールリップを有し、前記密封型転がり軸受において、前記シールリップの摺接面、および該シールリップが摺接する前記回転側部材の摺接面の少なくとも一方の面にグリースが塗布されており、
    　前記グリースは、基油と、増ちょう剤と、酸化防止剤とを含み、かつ、前記基油および前記増ちょう剤の合計量に対して前記酸化防止剤を０．１質量％以上３質量％未満含み、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に準拠して測定される混和ちょう度が２４０～３００であることを特徴とする密封型転がり軸受。
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