JP2002106582A - トランスミッション用密封板付転がり軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転抵抗を低減できると共に、再利用並びに
軽量化を図り易く、しかも軸受寿命を十分に確保できる
構造を、低コストで実現する。 【解決手段】 外輪５の両端部内周面に形成した係止溝
９、９に、１対の密封板１０ａ、１０ａの外周縁部を係
止すると共に、これら各密封板１０ａ、１０ａの内周縁
部を内輪３の両端部外周面に、微小隙間１９、１９を介
して対向させる。上記各密封板１０ａ、１０ａの直径方
向に関するこの微小隙間１９、１９の幅ｄ ₁₉を、０．０
５mm以下、好ましくは０．０３mm以下に規制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係るトランスミッショ
ン用密封板付転がり軸受は、例えば自動車用、或は、ト
ラクタやフォークリフト等の特殊車両用のトランスミッ
ション（トランスアクスルを含む。本明細書全体で同
じ。）等に組み込んで、異物が比較的多く存在する環境
で使用される密封板付転がり軸受の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用のトランスミッションには、複
数本の回転軸や多くのギヤが組み込まれている。これら
回転軸やギヤは、玉軸受や円筒ころ軸受等の転がり軸受
により、ハウジングや支持軸に対し回転自在に支持して
いる。この様な変速機の内部には、上記ギヤやハウジン
グ等の加工時からこれらギヤやハウジング等に付着した
ままの研削屑や研削剤、或は、運転時に上記ギヤの噛み
合い部分で発生する摩耗粉等の異物が、多く存在してい
る。そして、この様な異物が上記転がり軸受内に侵入す
ると、この異物により転がり接触部の表面に圧痕が形成
され、この圧痕に基づいてこの表面が疲労して、早期に
転がり疲れ寿命に達し易くなる。この為に、この様な金
属系の異物が多く存在する環境で使用する転がり軸受と
して従来から、図３に示す様な所謂接触型の密封板付転
がり軸受１が使用されている。

【０００３】この密封板付転がり軸受１は、外周面の軸
方向（図３の左右方向）中間部に深溝型の内輪軌道２を
有する内輪３と、内周面の軸方向中間部に深溝型の外輪
軌道４を有し、上記内輪３と同心に配置した外輪５と、
上記内輪軌道２と外輪軌道４との間に転動自在に設け
た、それぞれが転動体である複数個の玉６とを備える。
これら複数個の玉６は、保持器７に設けた複数のポケッ
ト８内に、１個ずつ転動自在に保持している。尚、上記
転動体としては図示の例の様な玉６の他、円筒ころ又は
テーパころを使用する場合もある。

【０００４】又、上記外輪５の両端部内周面にそれぞれ
全周に亙って形成した係止溝９、９に、それぞれ密封板
１０、１０の外周縁部を係止している。これら各密封板
１０、１０は、それぞれ鋼板等の金属板を円輪状に形成
して成る芯金１１で、ゴムの如きエラストマー等の弾性
材１２を補強する事により、全体を円輪状に形成して成
る。この弾性材１２の外周縁部は、上記芯金１１の外周
縁よりも少しだけ直径方向（図３の上下方向）外方に突
出させており、この突出させた部分を上記係止溝９に係
止している。一方、上記弾性材１２の内周縁部は、上記
芯金１１の内周縁よりも直径方向内方に十分に突出させ
て、この突出させた部分によりシールリップ１３を構成
している。そして、このシールリップ１３の先端縁部
を、上記内輪３の両端部外周面に形成したシール溝１
４、１４の軸方向内側の壁面１５に摺接させている。

【０００５】上述の様に構成する密封板付転がり軸受１
は、上記各玉６の転動に基づき、上記内輪３を外嵌固定
した部材と上記外輪５を内嵌固定した部材との相対回転
を許容する。又、上記外輪５の両端部内周面にそれぞれ
の外周縁を係止した１対の密封板１０、１０は、上記各
玉６を設置した空間１６内に封入したグリースが外部に
漏洩する事を防止すると共に、外部に浮遊する塵芥、オ
イル、水等の異物が上記各玉６を設置した空間１６内に
侵入する事を防止する。

【０００６】又、トランスミッション用として、上述の
様な接触型の密封板付転がり軸受１を用いる他、所謂非
接触型の密封板付転がり軸受を用いる事も、従来から考
えられている。この非接触型の密封板付転がり軸受の場
合、外輪の両端部内周面と内輪の両端部外周面とのう
ち、一方の周面に形成した係止溝に、１対の密封板の
内、外両周縁部のうち、一方の周縁部を係止すると共
に、これら各密封板の内、外両周縁部のうち、他方の周
縁部を、上記外輪の両端部内周面と内輪の両端部外周面
とのうち、他方の周面に微小隙間を介して対向させてい
る。尚、上記各密封板は、鋼板、合成樹脂等により円輪
状に造る。そして、上記他方の周縁部と上記他方の周面
とを対向させた部分によりラビリンスシールを構成し、
外部に存在する異物が上記外輪の内周面と上記内輪の外
周面との間で上記各玉を設置した空間内に侵入する事を
防止する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述の図３に示した接
触型の密封板付転がり軸受１の場合、各密封板１０、１
０を、芯金１１と弾性材１２とにより構成している為、
コストが嵩むだけでなく、再利用（リサイクル）を図る
事が難しくなる。尚、密封板付転がり軸受１の製造コス
トの低減のみを図るのであれば、上記弾性材１２として
安価なニトリルゴム（ＮＢＲ）を使用する事も考えられ
る。但し、このＮＢＲは、自動車用のトランスミッショ
ンの中でも、特に高温で、しかも、絶えずオイルが振り
掛かる様な特に厳しい環境下で使用する場合には劣化し
易い。この為、上記弾性材１２としてＮＢＲを用いた密
封板付転がり軸受１を、トランスミッションの中でも特
に高温となるトランスミッションの内部に組み込んだ場
合には、上記密封板付転がり軸受１の密封性を長期間に
亙って確保する事が難しくなる。これに対して、高温環
境下でも比較的硬化しにくいアクリルゴムや弗素ゴムを
上記弾性材１２として用いれば、長期間に亙って上記密
封性を確保できる。但し、この場合には、ＮＢＲを使用
した場合よりも更にコストが嵩む。又、この場合も、再
利用を図る事が難しく、環境保護の面からは好ましくな
い。

【０００８】又、上述の様な接触型の密封板付転がり軸
受１の場合には、各密封板１０の内周縁部を、各シール
溝１４の壁面１５に摺接させている為、回転抵抗が大き
くなる。この為、密封板付転がり軸受１により支持し
た、回転軸やギヤの高速回転化や、この密封板付転がり
軸受１を組み込んだ自動車等の省燃費化を図る上での妨
げとなる。

【０００９】一方、前述した非接触型の密封板付転がり
軸受の場合には、上述した接触型の密封板付転がり軸受
１で生じる様な不都合をなくせる。但し、この非接触型
の密封板付転がり軸受の従来構造の場合、密封板の内、
外両周縁部のうち、他方の周縁部と、内輪の両端部外周
面と外輪の両端部内周面とのうち、他方の周面との間に
存在する微小隙間の、上記密封板の直径方向に関する幅
が、最小でも０．５mm程度あった。この為、この微小隙
間の幅よりも小さいが、比較的大きい（最大で０．５mm
程度の）粒径を有する異物の侵入を防止する事ができ
ず、転がり疲れ寿命を十分に確保できなくなる（接触型
の密封板付転がり軸受１の場合の１０％程度に迄低下す
る）可能性があった。本発明は、上述の様な事情に鑑み
て、回転抵抗を低減できると共に、再利用並びに軽量化
を図り易くし、しかも異物が比較的多く存在する環境で
使用される場合でも、軸受寿命を十分に確保できる構造
を、安価に実現すべく発明したものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のトランスミッシ
ョン用密封板付転がり軸受は、前述した従来から知られ
ている密封板付転がり軸受と同様に、外周面の軸方向中
間部に内輪軌道を有する内輪と、内周面の軸方向中間部
に外輪軌道を有する外輪と、これら内輪軌道と外輪軌道
との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、全体
を円輪状に形成され、上記外輪の内周面と上記内輪の外
周面との間で上記各転動体を設置している空間の両端開
口を塞ぐ１対の密封板とを備える。

【００１１】特に、本発明のトランスミッション用密封
板付転がり軸受に於いては、上記１対の密封板のうちの
少なくとも一方の密封板は、内、外両周縁部のうちの一
方の周縁部を、上記内輪の端部外周面と上記外輪の端部
内周面とのうちの一方の周面に係止すると共に、上記
内、外両周縁部のうちの他方の周縁部を、上記内輪の端
部外周面と上記外輪の端部内周面とのうちの他方の周面
に対して微小隙間を介して対向させたものであり、且
つ、当該密封板の直径方向に関するこの微小隙間の幅
を、０．０５mm以下としている。

【００１２】更に、好ましくは、上記密封板の直径方向
に関する、他方の周縁部と他方の周面との間に存在する
微小隙間の幅を、０．０３mm以下としている。

【００１３】

【作用】上述の様に構成する本発明のトランスミッショ
ン用密封板付転がり軸受によれば、回転抵抗を小さくで
きて、本発明のトランスミッション用密封板付転がり軸
受により支持する回転軸やギヤの高回転化、並びにこの
密封板付転がり軸受を組み込んだ自動車等の省燃費化を
図れる。更に、密封板を鋼板、若しくは合成樹脂等、単
一の材料により造れる為、再利用並びに軽量化を図り易
くなり、且つ、製造コストの低減を図れる。しかも、本
発明の場合には、０．０５mmを越えた、比較的大きい粒
径を有する異物が転動体を設置した空間内に侵入する事
を防止できて、トランスミッション用として、異物が比
較的多く存在する環境で使用される場合でも、十分な転
がり疲れ寿命の確保を図れる。更に、好ましい構成によ
れば、転がり疲れ寿命の更なる確保を図れる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態の１
例を示している。本発明のトランスミッション用密封板
付転がり軸受は、前述した従来構造の第２例と同様の非
接触型の密封板付転がり軸受である。即ち、本発明の密
封板付転がり軸受１ａは、外周面の軸方向中間部に内輪
軌道２を有する内輪３と、内周面の軸方向中間部に外輪
軌道４を有する外輪５と、これら内輪軌道２と外輪軌道
４との間に転動自在に設けられたそれぞれが転動体であ
る複数個の玉６とを備える。これら各玉６は、上記内輪
３の外周面と外輪５の内周面との間に設けた保持器７の
ポケット８内に、１個ずつ転動自在に保持している。
又、上記内輪３及び外輪５の両端部に、それぞれが全体
を円輪状に形成した、１対の密封板１０ａ、１０ａを設
けている。これら各密封板１０ａ、１０ａは、鋼板等の
金属板を円環状に形成して成る。又、これら各密封板１
０ａ、１０ａの外周縁部に折り返し部１７、１７を、上
記金属板の外周縁部を断面円弧形に折り返す事により形
成し、これら各折り返し部１７、１７を、上記外輪５の
両端部内周面に全周に亙り形成した係止溝９、９にかし
め付ける事により、上記各密封板１０ａ、１０ａを上記
外輪５に支持固定している。一方、上記各密封板１０
ａ、１０ａの内周縁部には折り曲げ部１８、１８を、上
記金属板の内周縁部を軸方向片側に向けほぼ直角に曲げ
る事により形成している。そして、上記各折り曲げ部１
８、１８の内周面を上記内輪３の両端部外周面に、全周
に亙り微小隙間１９を介して対向させている。

【００１５】特に、本発明の場合には、上記各密封板１
０ａ、１０ａの直径方向に関するこの微小隙間１９の幅
ｄ₁₉を、０．０５mm以下（ｄ₁₉≦０．０５mm）｛好まし
くは０．０３mm以下（ｄ₁₉≦０．０３mm）｝としてい
る。

【００１６】上述の様に構成する本発明のトランスミッ
ション用密封板付転がり軸受によれば、１対の密封板１
０ａ、１０ａの内周縁部と内輪３の両端部外周面との間
に設けた微小隙間１９によりラビリンスシールを構成
し、このラビリンスシールにより、玉６を設けた空間１
６内に異物が侵入する事の防止を図れる。又、本発明の
場合には、上記各密封板１０ａ、１０ａの内周縁部を上
記内輪３の外周面に摺接させない為、回転抵抗を小さく
できて、本発明の密封板付転がり軸受１ａにより支持す
る回転軸やギヤの高回転化、並びにこの密封板付転がり
軸受１ａを組み込んだ自動車等の省燃費化を図れる。更
に、上記各密封板１０ａ、１０ａを鋼板のみにより造れ
る為、再利用を図り易くなり、且つ、製造コストの低減
を図れる。

【００１７】しかも、本発明の場合には、０．０５mmを
越えた、比較的大きい粒径を有する異物が、玉６を設置
した空間１６内に侵入する事を防止できる。この為、ト
ランスミッション用として、異物が比較的多く存在する
環境で使用される場合でも、十分な転がり疲れ寿命の確
保を図れる。更に、好ましい構成によれば、０．０３mm
を越えた粒径を有する異物が上記空間１６内に侵入する
事を防止できて、転がり疲れ寿命の更なる確保を図れ
る。尚、上記各密封板１０ａ、１０ａは、鋼板により造
る他、他の材料により造る事もできる。例えば、密封板
を、合成樹脂により造る事もできて、その場合には、本
例の場合よりも軽量化を図れる。尚、本発明の場合に
は、密封板を、鋼板とゴムの如きエラストマーとにより
構成する事もできるが、その場合には、軽量化や再利用
を図りにくくなり、しかもコストが嵩む原因となる。こ
の為、上記密封板は、鋼板のみ、又は合成樹脂により造
る事が好ましく、軽量化を図る面からは合成樹脂により
造る事がより好ましい。

【００１８】次に、本発明の効果を確認する為に、本発
明の発明者が行なった実験に就いて説明する。この実験
は、本発明の効果を簡単に確認する為、図１に示した密
封板付玉軸受１ａで、１対の密封板１０ａ、１０ａを省
略した玉軸受を用いて行なった。そして、本実験では、
この様な玉軸受を、外輪軌道４及び内輪軌道２と各玉
６、６の転動面との当接部を潤滑しつつ、内輪３と外輪
５とのうちの一方の軌道輪を回転させる試験装置に組み
込んだ。そして、玉軸受を潤滑する潤滑油中に異物を混
入すると共に、この異物の粒径を種々変えた状態で、こ
の玉軸受の転がり疲れ寿命を観察した。この様な本実験
によれば、密封板付玉軸受の内部に侵入できる異物のう
ち、最大の粒径を有する異物が、転がり疲れ寿命に対し
て与える影響を確認できる。

【００１９】尚、この実験に用いる玉軸受の諸元及び試
験条件は、次の通りである。 使用した玉軸受の諸元：呼び番号が６３０４である
深溝型玉軸受（外径５２mm、内径２０mm、幅１５mm） 試験条件 潤滑条件：玉軸受の一部を潤滑油に浸し、下記の条件で
試験装置を運転した。 回転速度：２４００min^-1 ラジアル荷重：４９００Ｎ 尚、上記潤滑油中には、下記に示す異物を混入した。 異物の硬度：ＨRc６０．５ 異物量：２４mg／Ｌ

【００２０】上述した条件で、異物の粒径を種々変えた
状態で、玉軸受の転がり疲れ寿命を観察したところ、図
２に示す様な結果を得られた。この図２に於いて、横軸
は、潤滑油中に混入する異物の粒径（×１０^-3mm）を、
縦軸は、前述の図３に示した接触型の密封板付玉軸受に
対する転がり疲れ寿命の比（％）を、それぞれ表してい
る。この図２に示す実験結果から明らかな様に、本発明
の密封板付転がり軸受で、密封板１０ａの内周縁部と内
輪３の外周面との間の微小隙間１９の幅ｄ₁₉（図１）が
０．０５mm以下である場合には、転がり疲れ寿命を、従
来の微小隙間の幅が０．０５mmを越える非接触型の密封
板付き転がり軸受よりも向上でき、更に、上記微小隙間
１９の幅ｄ₁₉が０．０３mm以下である場合には、転がり
疲れ寿命の更なる向上を図れる。より具体的には、粒径
が０．０５mmの異物のみが玉軸受の内部に侵入する場合
には、粒径が例えば０．５mm程度の異物のみが侵入する
場合に比べて、転がり疲れ寿命を約１．２５倍に迄長く
できる事を確認できた。又、粒径が０．０３mmの異物の
みが玉軸受の内部に侵入する場合には、同じく転がり疲
れ寿命を約２倍に迄長くできる事を確認できた。

【００２１】尚、本例の場合には、密封板１０ａ、１０
ａの外周縁部を外輪５の端部内周面に係止すると共に、
これら各密封板１０ａ、１０ａの内周縁部を内輪３の端
部外周面に微小隙間１９を介して対向させた場合に就い
て説明した。但し、本発明は、この様な構造に限定する
ものではなく、密封板の内周縁部を内輪３の端部外周面
に係止すると共に、この密封板の外周縁部を外輪５の端
部内周面に微小隙間を介して対向させた場合に就いても
実施できる。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作
用するので、回転抵抗を減少できると共に、再利用並び
に軽量化を図り易く、しかも軸受寿命を十分に確保でき
る構造を、安価に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例を示す部分断面図。

【図２】本発明の効果を確認する為に行なった実験の結
果を示す線図。

【図３】従来から知られている接触型の密封板付転がり
軸受の１例を示す半部断面図。

【符号の説明】

１、１ａ 密封板付転がり軸受 ２ 内輪軌道 ３ 内輪 ４ 外輪軌道 ５ 外輪 ６ 玉 ７ 保持器 ８ ポケット ９ 係止溝 １０、１０ａ 密封板 １１ 芯金 １２ 弾性材 １３ シールリップ １４ シール溝 １５ 壁面 １６ 空間 １７ 折り返し部 １８ 折り曲げ部 １９ 微小隙間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面の軸方向中間部に内輪軌道を有す
   る内輪と、内周面の軸方向中間部に外輪軌道を有する外
   輪と、これら内輪軌道と外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、全体を円輪状に形成され、
   上記外輪の内周面と上記内輪の外周面との間で上記各転
   動体を設置している空間の両端開口を塞ぐ１対の密封板
   とを備えたトランスミッション用密封板付転がり軸受に
   於いて、上記１対の密封板のうちの少なくとも一方の密
   封板は、内、外両周縁部のうちの一方の周縁部を、上記
   内輪の端部外周面と上記外輪の端部内周面とのうちの一
   方の周面に係止すると共に、上記内、外両周縁部のうち
   の他方の周縁部を、上記内輪の端部外周面と上記外輪の
   端部内周面とのうちの他方の周面に対して微小隙間を介
   して対向させたものであり、且つ、当該密封板の直径方
   向に関するこの微小隙間の幅を、０．０５mm以下とした
   事を特徴とするトランスミッション用密封板付転がり軸
   受。
2. 【請求項２】 密封板の直径方向に関する、他方の周縁
   部と他方の周面との間に存在する微小隙間の幅を０．０
   ３mm以下とした、請求項１に記載したトランスミッショ
   ン用密封板付転がり軸受。