JP2002333032A

JP2002333032A - 転がり軸受

Info

Publication number: JP2002333032A
Application number: JP2001138515A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Kawase; 達夫川瀬; Morihiro Wada; 守弘和田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2001-05-09
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2002-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】シール性能のうち、外部からの異物の侵入防
止を主とし、潤滑剤の漏洩防止を２次的な目的とし、か
つ軸受運転トルクの増大を招かないようにする。【解決手段】ゴム状の弾性体７と芯金６とでシール部
材５が構成される。シール部材５は外輪２に固定され、
内輪１のシール溝９に対向する。弾性体７は、リップ支
持部７ａと、これより延びるセンターリップ７ｂおよび
ダストリップ７ｃを有する。センターリップ７ｂは、シ
ール溝内側壁９ｂとは隙間Ｌを隔てて非接触とされ、シ
ール溝外側壁９ｃとは接触する。また、センターリップ
７ｂは、内周にシール溝９の平坦な底面に対して略平行
な平行部７ｂａを有する。ダストリップ７ｃは、シール
溝９よりも軸受外側の肩部外周面１ｃに対向する部分を
有し、肩部外周面１ｃとの間に隙間を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、シール付きの転
がり軸受、例えば一般産業用あるいは自動車のアイドラ
プーリやタイミングベルト用プーリ等に用いられる転が
り軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】シール付
きの転がり軸受は潤滑剤が封入されており、外部からの
潤滑の必要がないことから広く使用され、多くのシール
が案出，実用化されている。シールに要求される性能
は，外部からの異物の侵入と軸受内部に封入されている
潤滑剤の漏洩を防ぐことにある。また、近年、軸受に対
する省燃費( 低トルク化），小型, 高性能化の要求がま
すます強くなっている。特に、シール設計においては、
軸受運転トルクの増大を招かないように、シールリップ
の接触を軽微に保ちながら、一方ではシール性能を向上
させていく必要がある。一般的には高密封シールほどシ
ール部の接触抵抗が大きいことから、軸受摩擦トルクが
大きくなるという問題があり、厳しい運転条件では密封
性と低トルク化の両者を満足させるシールの開発が課題
となっている。

【０００３】従来技術の一つとして、特開昭55-63010が
ある。この従来例は、内側リップと外側リップおよび中
間リップで構成されているもので、中間リップは先端が
二つに分かれており、少なくとも一方がシール溝の側壁
と接触して中間密封部を形成するシール構成とされてい
る。このように４枚のリップで構成されているものであ
り、従来行われた種々の実験において、シールリップ枚
数が多いほど、シール性能が優れることが確かめられて
おり、シール性能向上という目的は達成することができ
ている。しかしながら、シールは外輪のシール取付溝に
圧入されて軸受に組立てられることから、金属同士の圧
入のように精度良く組立てることは困難である。また、
シールが挿入される外輪のシール取付溝や、シールと相
対回転する内輪のシール溝は、コスト低減のために旋削
加工仕上が多く、寸法精度をμｍのオーダーで加工する
のは困難である。自動車のアイドラプーリのような使用
個所によっては、外輪回転で使われる例もあり、その場
合はベルトの振動により外輪が軸方向に変位することに
よって、静的には非接触であったシールリップが内輪と
の間で接触する場合が生じ、軸受摩擦損失の増大を招く
ことを考慮しなければならない。上記したように、シー
ルが挿入される外輪シール取付溝精度、シール本体の製
作精度、内輪シール溝精度、運転時の軸方向振動をすべ
て考慮した場合、運転トルクを低い値に留めたままで所
定のシール性能を発揮させることは、シールリップ枚数
を増すほど困難となってくる。この従来例の場合、中間
リップの先端を２方向に分けることは、接触するリップ
の締め代管理と、もう一方のリップとの相対距離の管理
が大量生産の場合の課題となり、低摩擦損失と高シール
性の両方を満足させることが困難となる。

【０００４】他の従来技術としては、実公昭59-36735
（実開昭55-140124 ）に示す技術がある。これは上記の
特開昭55-63010の４枚リップ構造とは異なり、３枚リッ
プ構造で構成されているもので、第２リップと第３リッ
プとの間にグリースポケットを形成し、これによってグ
リースの流出を防止して、外部からごみや異物の侵入を
防止するものである。この従来例では、リップを３枚と
することで上記の特開昭55-63010の技術的課題である摩
擦損失に係わる製作公差に関しては解決されている。し
かしながら、この従来例ではシールの固定されている外
輪が軸方向に変位した場合、内輪シール溝外側壁に接触
し、単独に可動できる第３リップが接触した状態で、グ
リースポケットを形成している第２リップが内輪と相対
的に接触する場合が生じる。そのため、２枚のリップが
接触することが起こることがあり、結果的にシールの接
触トルクが増大して低摩擦化が達成できない場合が生じ
るという問題がある。

【０００５】３枚リップの他の従来技術としては，実開
平2-2526に示す技術がある。これは軸方向の外方に向っ
て延びた外側リップ、軸方向の内方に延びた内側リッ
プ、外側リップと内側リップの両リップ間に径方向に延
びた中間リップとを有した構造であり、２つのくびれ部
を持つことでリップの追従性を向上させたものである。
この従来例では、内側リップと外側リップが内輪と接触
するために、シールの接触トルクが増大するという問題
がある。また、中間リップは底壁と微小のシールすきま
をもって、ラピリンス密封部を形成している。このよう
に内輪シール溝底壁部とシールリップが対向する部分に
ラピリンス密封部を設けると、半径方向のすきま管理が
困難になるという問題が生じる。

【０００６】３枚リップのさらに他の従来技術として
は、実公平6-27859(特開平4-5514）に示す技術がある。
これは内輪側端外周面と隙間を介して対向する外方リッ
プ、内輪周溝の外側側壁に接する中央リップ、および先
端が周溝内に没入する内方リップの３枚リップで構成さ
れ、各リップを独立に変位可能としたものである。この
リップ設計は、外輪回転用として遠心力により内方リッ
プの浮き上がり効果も考慮して設計されており、機能的
には優れているものである。このように３枚のリップが
独立に変位可能なように構成すると、シールの固定され
ている外輪、あるいはシール溝の設けてある内輪が軸方
向に変動した場合は、常時接触する中央リップだけでな
く、内方リップも内輪シール溝と接触する可能性があ
り、結果的にシール接触トルクの増大を招くことにな
る。

【０００７】さらに，シールの製造行程では、下型に置
かれた芯金の上に合成ゴムのシートを置き、その上に上
型を圧接することで芯金にゴムシールを成形する。その
際、シールを型から抜き出すときに上下の型を分離する
工程が必要になる。この従来例のように各リップを独立
に変位可能にするためには、隣合うリップとの間に大き
なスペースを要することになるが、このスペースはシー
ル製造行程では金型で確保することになる。このスペー
ス部に相当する金型部は、上下の型を分離する際にリッ
プを軸方向に押し出すことになり、いわゆる‘無理抜
き’となることから、リップ形状に関しては製造上に制
約があるという問題が生じる。

【０００８】シールリップ（舌部）がシール側壁と接触
する角度を変更した出願としては、実開昭63-68518に示
す技術があり、これは舌部の上面と側壁のなす角度αを
舌部の下面と側壁のなす角度βよりも大きく形成したも
のである。この従来例は、軸受内部および外部の圧力変
化に対して安定した密封性能の発揮と軽トルクの維持を
目的としたものであるが、異物侵入防止を高めることを
目的としたものではない。

【０００９】この発明の目的は、外部からの異物の侵入
に対して高いシール効果が得られ、内部の潤滑剤の漏洩
を防止する効果も得られ、またリップを複数設けていな
がら軸受運転トルクの増大が生じなく、シール部材の製
造も容易に行える転がり軸受を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の転がり軸受
は、ゴム状の弾性体と芯金とでシール部材が構成され、
このシール部材が外輪の内周部に固定され、内輪の外周
面にシール溝が形成された転がり軸受において、上記内
輪のシール溝は底面が円筒面状の平坦面に形成され、上
記弾性体は、芯金の内周端から内径側へ延びるリップ支
持部と、このリップ支持部の内径部から内径側および軸
受外側へそれぞれ延びるセンターリップおよびダストリ
ップを有し、上記センターリップは、上記内輪シール溝
の軸受内側の側壁であるシール溝内側壁とは隙間を隔て
て非接触とされ、シール溝外側壁とは接触し、かつ内周
面に内輪シール溝の上記平坦面の底面に対して略平行な
平行部を有するものとし、上記ダストリップは、内輪の
シール溝よりも軸受外側の肩部外周面に対向する部分を
有しこの肩部外周面との間に隙間を形成するものとした
ことを特徴とする。この発明は、外部からの異物の侵入
および封入潤滑剤の漏洩の防止というシールに要求され
る２つの性能のうち、特に、異物の侵入防止を主とする
ものであり、また軸受運転トルクの増大を招かないよう
に、リップを複数有しながら、内輪と接触するリップは
常に１か所となるようにしている。

【００１１】上記構成によると、シール溝外側壁におい
てセンターリップが接触するため、潤滑剤が常時保持さ
れる部分が、シール溝外側壁でかつ内輪内径側に位置す
ることになり、内輪が回転した場合は、内輪内径側に保
持された潤滑剤に遠心力が作用して外部からの異物の侵
入を防ぐことができる。同時に、シール溝底部には軸受
内部に封入されている潤滑剤が存在することから、この
潤滑剤がシール機能を果たすことによって、外部の異物
が軸受内部に侵入することを阻止できる。また、センタ
ーリップとリール溝内側壁とが狭い隙間を隔てる非接触
構造となっているため、この部分においてラビリンスシ
ールの機能を果たし、シール接触トルクを増大すること
なく、潤滑剤が軸受内部と外部の間を移動することが阻
止される。センターリップは、シール溝底面に対して略
平行部を有するように構成されているため、シール溝底
部に滞留している潤滑剤の流動を押さえるように機能す
る。これらのシール機能により、シール溝底部に粘度の
大きい潤滑剤が滞留することを容易にして、その滞留し
た潤滑剤が軸受外部から泥水の侵入を防ぐ役目を担う。
ダストリップは、軸受外側に延び、内輪肩部外周面との
間に狭い隙間を構成するため、軸受外部からの異物の侵
入を防止する。すなわち、軸受外部からの異物の侵入に
対しては、まず第１にダストリップが内輪肩部外周面と
の狭い隙間によって大きい異物の侵入を防止する。第２
にセンターリップがシール溝外側壁と接触することで、
小さい異物や異物を侵入した泥水の侵入を防止する。セ
ンターリップとダストリップの２枚のリップは、リップ
支持部に設けられていて、一体的に挙動するように支え
られているため、各リップが独立に変位可能なように構
成したものと異なり、複数のリップが内輪に接触してシ
ール接触トルクが増大することが防止される。例えば外
輪回転において、外輪に固定されているシール部材が軸
方向に振動した場合や、内輪回転において内輪が軸方向
に移動した場合においても、センターリップおよびダス
トリップが一体的に挙動するため、既に接触しているリ
ップに加えて他のリップが接触することがなく、シール
部の接触トルクを常に一定以下に抑えることが可能とな
る。センターリップとダストリップはほぼ一体的に形成
され、両リップ間に大きなスペースを要することがない
ため、その製造に際して、金型から無理抜きすることが
不要で、製造上の制約がない。

【００１２】この発明において、上記シール部材の弾性
体に、上記芯金の内周端から軸受の内側へ延びるグリー
スリップを設け、このグリースリップは内輪のシール溝
に対する軸受内側の肩部外周面よりも外径側に位置し、
上記肩部外周面との間に隙間を形成するものとしても良
い。この発明の主目的は、外部からの異物の侵入である
が、第３のシールリップとして上記のようにグリースリ
ップを設けることにより、軸受内部の潤滑剤の漏洩を防
止する性能が高められる。このグリースリップは、内輪
の肩部外周面よりも外径側に位置し、上記肩部外周面と
の間に隙間を形成するものであるため、軸受内輪とシー
ル部材とが相対的に軸方向に変位しても常に非接触を保
つことができるような狭い半径方向隙間を確保すること
ができる。そのため、内輪とシール部材との相対的な軸
方向の変位によってシール接触トルクの増大を招くこと
が防止される。

【００１３】この発明において、上記センターリップが
内輪のシール溝外側壁に接する部分の近傍において、セ
ンターリップの軸受外側表面とシール溝外側壁とがなす
角度である軸受外部接触角を、センターリップの軸受内
側表面とシール溝外側壁とがなす角度である軸受内部接
触角よりも大きくしても良い。このように角度を設定す
ることで、外部からの異物の進入を防止する効果が更に
促進される。すなわち、センターリップがシール溝外側
壁と接触する角度のうち、潤滑剤が存在する側の内側接
触角を小さくすることで、この内側接触角を構成するク
サビ状空間部に潤滑剤を保持し、異物の侵入を防ぐ。一
方、異物が存在する外側接触角は内側接触角よりも大き
いため、センターリップの近傍に異物が滞留することが
防止され、異物が侵入する機会が減ることになる。

【００１４】この発明において、シール溝内側壁を軸受
軸心に対して略垂直としても良い。このようにシール溝
内側壁を略垂直とした場合は、センターリップとシール
溝との隙間の狭い領域を長く確保し、潤滑剤の通路抵抗
を増して軸受内部からの潤滑剤の漏洩を改善することが
できる。

【００１５】この発明において、センターリップの内周
面における円周方向の複数箇所にガス抜き溝を設けても
良い。一般的に軸受を運転すると、軸受内部摩擦損失、
潤滑剤の攪拌損失、およびシール接触トルクにより軸受
温度が上昇する。軸受の運転を停止し、軸受温度が低下
することにより軸受内部の圧力が低下すると、軸受外部
との圧力差が生じてシール接触部で固着現象が生じる場
合がある。上記のようにセンターリップにガス抜き溝が
設けてあると、軸受外部と軸受内部との間で気体が通過
し、上記の圧力差が解消できて、シール接触部の固着現
象が防止できる。

【００１６】この発明において、上記センターリップの
軸受軸方向の厚みは、リップ支持部の肉厚よりも厚く形
成されたものとしても良い。このようにセンターリップ
の厚みを設定することにより、上記平行部の幅を十分に
確保できて、平行部の上記効果を高めることができる。
またリップ支持部は薄くて済み、センターリップの接触
圧の増加は生じない。

【００１７】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１およ
び図２と共に説明する。この転がり軸受は、内輪１と外
輪２の軌道面１ａ，２ａの間に、複数の転動体３を介在
させ、これら転動体３を保持する保持器４を設け、両側
にシール部材５を設けたものである。例えば、転動体３
はボールからなり、この場合、軸受はシール付きの深溝
玉軸受とされている。シール部材５は、ゴム状の弾性体
７と芯金６とで構成され、外輪２の内周面に形成された
シール取付溝８に外周部が嵌合状態に固定される。ゴム
状の弾性体７は合成ゴムからなり、芯金６は鋼板製とさ
れる。内輪１は各シール部材５の内径部に対応する位置
に、円周溝からなるシール溝９が形成されている。シー
ル取付溝８およびシール溝９は旋削仕上げとされてい
る。

【００１８】図１（Ｂ）に拡大して示すように、シール
溝９は、底面９ａが円筒面状の平坦面に形成され、シー
ル溝内側壁９ｂおよびシール溝外側壁９ｃは、いずれも
傾斜面とされている。シール溝内側壁９ｂおよびシール
溝外側壁９ｃは、それぞれシール溝９の軸受内側の側壁
面および軸受外側の側壁面である。内輪１のシール溝９
よりも軸受外側の肩部外周面１ｃは、シール溝９よりも
軸受内側の肩部外周面１ｂよりも低く、つまり小径に形
成されている。シール溝９の底面９ａと両側の側壁９
ｂ，９ｃとの角部、およびシール溝内側壁９ｂから肩部
外周面１ｂに続く角部は、いずれも円弧状断面形状に丸
められている。シール部材５の弾性体７は、芯金６の内
周端から内径側へ延びるリップ支持部７ａを有し、この
リップ支持部７ａの内径部から内径側および軸受外側へ
それぞれ延びるセンターリップ７ｂおよびダストリップ
７ｃの２枚のシールリップが設けられている。ダストリ
ップ７ｃは、詳しくはリップ支持部７ａからセンターリ
ップ７ｂの付け根にわたる部分を基端として軸受外側へ
延びている。

【００１９】センターリップ７ｂは、シール溝内側壁９
ｂと隙間Ｌを隔てて非接触とされ、シール溝外側壁９ｃ
とは接触するものとされる。隙間Ｌの値は、運転中に内
輪１と外輪２とが相対的に軸方向に変位することがあっ
ても、センターリップ７ｂとシール溝内側壁９ｂとが接
触しないだけの距離が確保される寸法であって、可能な
限り小さな寸法とされている。センターリップ７ｂは、
シール溝底面９ａに対向する部分に、シール溝底面９ａ
の平坦面に対して略平行な平行部７ｂａを有する。つま
りセンターリップ７ｂの内周面に平行部７ｂａが設けら
れている。平行部７ｂａは、センターリップ７ｂの内周
面の全幅にわたるものであっても、また内周面の一部で
あっても良い。センターリップ７ｂの軸受軸方向の幅で
ある厚みは、リップ支持部７ａの肉厚よりも厚く形成さ
れ、センターリップ７ｂはリップ支持部７ａから軸受の
内外へ膨らむものとされている。センターリップ７ｂの
内周面には、ガス抜き溝１０が、図２に示すように円周
方向の複数箇所に設けられている。ガス抜き溝１０の断
面の大きさは、軸受外部と軸受内部との間に気体が通過
可能な程度の寸法とされる。

【００２０】図１（Ｂ）に示すように、ダストリップ７
ｃは、内輪１の肩部外周面１ｃに対向する部分を有する
ように設けられ、ダストリップ７ｃと肩部外周面１ｃと
の間に狭い隙間ｄ１を構成している。なお、この転がり
軸受は、潤滑剤としてグリースを封入したものとされ
る。

【００２１】上記構成の作用を説明する。概略を説明す
ると、この転がり軸受は、シール性能のうち軸受外部か
ら内部への異物の混入を防ぐことを主目的にし、軸受内
部から外部への潤滑剤の漏洩を防止することを２次的な
目的としている。また、軸受運転トルクの増大を招かな
いように、２つのリップ７ｂ，７ｃを設けていても、内
輪１と接触するリップは常に１ケ所となるように構成し
ている。

【００２２】一般的に軸受内部に封入されている潤滑剤
はグリースであり、グリースの基油の粘性係数は８０℃
で１５mPas程度である。一方、外部からの異物は、通
常、泥水の形態で軸受内部に侵入する場合が多く、異物
を運搬する役目となる水の粘性係数は２０℃で１ mPas
程度である。すなわち，軸受内部から外部へ流出する潤
滑剤基油の粘度に対して、軸受外部から内部に流入する
水の粘度は１／１５程度である。したがって、流体力学
的にみれば、軸受外部からの異物の侵入は潤滑剤の漏洩
よりも流量が１５倍多いことになる。

【００２３】この実施形態は、潤滑剤と外部から流入す
る泥水の両者における粘性係数の差による流動性の違い
を利用した観点から成されている。センターリップ７ｂ
が、軸受外部にもっとも近いシール溝外側壁９ｃにおい
て接触することによって、流入し易い軸受外部からの泥
水を防ぐ機能を持たせている。第１のリップであるセン
ターリップ７ｂは、上述したように内輪１のシール溝外
側壁９ｃで接触すると同時に、シール溝内側壁９ｂとは
非接触となっている。通常、内輪１と外輪２とは，軸受
すきまを有して組立てられており、内輪１と外輪２はア
キシアル方向に相対的に変位可能となっている。このよ
うに内輪１と外輪２が相対変位すると、図１（Ｂ）に示
すセンターリップ７ｂの軸受内部側がシール溝内側壁９
ｂに接触する可能性がある。しかし、この実施形態で
は、センターリップ７ｂとシール溝内側壁９ｂとのすき
まＬは、内輪１と外輪２が軸方向に相対的に移動しても
接触しないように隔てられているため、シールの接触に
よるトルクの増大は発生しない。センターリップ７ｂと
シール溝内側壁９ｂとが狭いすきまＬを隔てて非接触構
造となっていることで、この部分においてラビリンスシ
ールの機能を果たし、シール接触トルクを増大すること
なく、潤滑剤が軸受内部と外部の問を移動することを阻
止している。同時に、センターリップ７ｂは、シール溝
底９ａに対して軸受軸方向に略平行な平行部７ｂａを有
するため、シール溝底部に滞留している潤滑剤の流動が
抑えらるように機能する。これらのシール機能によりシ
ール溝底部に粘度の大きい潤滑剤が滞留することを容易
にして、その滞留した潤滑剤が軸受外部から泥水の侵入
を防ぐ役目を担っている。

【００２４】リップ支持部７ａを支持体として第１のセ
ンターリップ７ｂと協働して運動する第２のリップであ
るダストリップ７ｃは、軸受外側に位置し、内輪肩部外
周面１ｃとの間に狭い隙間ｄ１を構成するため、軸受外
部からの異物の侵入を防いでいる。すなわち，軸受外部
からの異物の侵入に対しては、まず第１にダストリップ
７ｃが内輪肩部外周面１ｃとの狭い隙間ｄ１を構成して
いることよって大きい異物の侵入を阻止する。第２に、
センターリップ７ｂがシール溝外側壁９ｃと接触するこ
とで、小さい異物や、異物を混入した泥水の侵入を防止
している。センターリップ７ｂとシール溝外側壁９ｃと
の接触部近傍に留まった異物は、内輪回転の場合は遠心
力により軸受外部に排出され、軸受内部に侵入すること
はない。第１、第２のシール部分を通過してきた異物
は、第３のシール部分として、シール溝底部に存在する
潤滑剤にトラップされて軸受内部への侵入を更に防ぐこ
とができる。この異物が混入したシール溝底部に留まっ
ている潤滑剤は、軸受回転による軸受内部の昇温と潤滑
剤の流動により、徐々に軸受外部に漏洩されることで、
異物を軸受外部に排出することが可能となる。

【００２５】一方，軸受内部の潤滑剤は粘性係数が大き
いため、比較的隙間が大きくても潤滑剤の漏洩は軽微で
あることから、潤滑剤の漏洩に関してはセンターリップ
７ｂと内輪シール溝内側壁９ｂとのすきまＬ、およびセ
ンターリップ７ｂとシール溝外側壁９ｃとの接触部によ
って外部に流出しないように機能している。なお、潤滑
剤の保持機能が不十分な運転状態で使用される場合は、
後に説明する実施形態（図３等）におけるグリースリッ
プを設ける。

【００２６】図１に示す第１の実施例では、センターリ
ップ７ｂとダストリップ７ｃのリップ２枚がリップ支持
部７ａによって一体として挙動するように支えられてい
るため、実公平6-27859 （特開平4-5514）で課題であっ
たように各リップが独立に変位可能なように構成したこ
とによって複数のリップが内輪に接触してシール接触ト
ルクが増大するという問題を防ぐことができる。また、
この実公平6-27859 （特開平4-5514）の従来例では、隣
合うリップとの間に大きなスペースを要することから、
シールの製造の際に、金型部が上下の型を分離する時
に、リップを軸方向に押し出すことになり、いわゆる無
理抜きとなることがある。しかし、この実施形態では、
センターリップ７ｂとダストリップ７ｃがほぼ一体的に
形成されているため、製造上の制約はない。

【００２７】図３ないし図９は、それぞれこの発明の他
の実施形態を示す。これらの実施形態において、特に説
明した事項の他は、図１，図２と共に説明した第１の実
施形態と同じである。

【００２８】図３は、この発明の第２の実施形態を示
す。この実施形態は、第１の実施形態において、シール
部材５の弾性体７に、芯金６の内周端から軸受の内側へ
延びるグリースリップ７ｄを設けたものである。グリー
スリップ７ｄは、内輪１のシール溝９に対する軸受内側
の肩部外周面１ｂよりも外径側に位置し、肩部外周面１
ｂとの間に径方向の隙間ｄ２を形成するものとする。こ
のようなグリースリップ７ｄを設けた場合、軸受内部の
潤滑剤が潤滑する機能を高めると共に、内輪肩部外周面
１ｂとの間に非接触の狭い隙間ｄ２を形成することによ
って、潤滑剤が漏洩することの防止効果を高める。この
グリースリップ７ｄは、非接触であるため、シールの接
触トルクの増大を招くことはない。

【００２９】図４は、この発明の第３の実施形態を示
す。この実施形態は、第１の実施形態において、センタ
ーリップ７ｂが内輪１のシール溝外側壁９ｃに接する部
分の近傍において、センターリップ７ｂの軸受外側表面
とシール溝外側壁９ｃとがなす角度である軸受外部接触
角αを、センターリップ７ｂの軸受内側表面とシール溝
外側壁７ｃとがなす角度である軸受内部接触角βよりも
大きくしたものである。このような接触角α，βは、セ
ンターリップ７ｂの内周縁の近傍の外側面７ｂｃを、軸
受軸方向に垂直な面よりも内径側が軸受外側へ突出する
ように傾斜する傾斜面とすると共に、センターリップ７
ｂの内周面におけるシール溝外側壁９ｃ側の端部を傾斜
面に７ｂｂに成形することによって形成されている。こ
のように角度α，βを設定することで、外部からの異物
の進入を防止する効果が更に促進される。これは次の理
由による。オイルシールの密封理論においては流れ方向
の圧力こう配の大きい方に密封効果が作用することか
ら、大気側に対して密封液側の接触角が大きく設計され
ているのが通常である。オイルシールでは、相手材とな
るシャフトの表面粗さは０．２〜０．６μmRa 程度に研
削仕上されており、また、ばねによって接触部に大きな
緊迫力が与えられている。この表面粗さの向上とばねに
よる接触圧力の増大による流体力学的作用によって、密
封液側の接触角を大きくして圧力こう配による流れを生
じさせ、密封効果を発揮している。一方，軸受用ゴムシ
ールが接触するシール溝部は旋削仕上されるのが通常で
あり、表面粗さは２〜６μmRa 程度となり、オイルシー
ルの場合より１０倍以上の粗さがある。また、シール部
の接触力は合成ゴムの曲げ変形力のみで、オイルシール
の場合と比較して非常に小さい。したがって、回転力に
よって回転直角方向の流体力学的圧力こう配を発生する
ことが困難となることから、流体力学的シール効果は大
きく期待できない。接触圧力の小さい軸受用シールで
は、むしろくさび角が小さいことで、表面張力作用によ
って得られる流体保持機能の方がシールメカニズム上は
支配的要因となる。軸受用シールにおいては、潤滑剤の
存在する軸受内部側の接触角βを小さくして接触部近傍
に潤滑剤を多く保持し、逆に軸受外部の接触角αを大き
くして、泥水が接触部に留まる量を減じる効果の方が、
軸受外部からの異物の侵入を防止することができる。

【００３０】図５はこの発明の第４の実施形態を示す。
この実施形態は、第３の実施形態（図４）において、第
２の実施形態（図３）と同じグリースリップ７ｄを弾性
体７に設けたものである。この実施形態の場合、接触角
α，βを所定の関係にした第３の実施形態の効果と、グ
リースリップ７ｄを設けた第２の実施形態の効果とを併
せ持つことができる。

【００３１】図６はこの発明の第５の実施形態を示す。
この実施形態は、第１の実施形態において、シール溝内
側壁９ｂを軸受軸心に対して略垂直としたものである。
これにより、センターリップ７ｂとの隙間Ｌの距離を有
する長さを長く確保したものである。このように構成す
ることで、センターリップ７ｂとシール溝内側壁９ｂと
の最も狭い空間を径方向に長く確保して、潤滑剤の流動
抵抗を大きくでき、潤滑剤が漏洩することを防ぐことが
できる。内輪１とシール部材５との相対運動が生じても
常に非接触となるように隙間Ｌを設定することで、セン
ターリップ７ｂとシール溝内側壁９ｂとが接触すること
がなく、軸受トルクの増大を招くことがない。

【００３２】図７はこの発明の第６の実施形態を示す。
この実施形態は、第６の実施形態（図５）において、第
３の実施形態（図４）と同じグリースリップ７ｄを弾性
体７に設けたものである。このグリースリップ７ｄによ
り、軸受内部の潤滑剤の循環流れを良くすることができ
ると共に、内輪肩部外周面１ｂとの間に非接触の狭い隙
間ｄ２を形成すること、およびセンターリップ７ｂとシ
ール溝内側壁９ｂとの隙間Ｌと協働して、両者間に潤滑
剤の保持力を高め、潤滑剤の漏洩を防止することができ
る。

【００３３】図８はこの発明の第７の実施形態を示す。
この実施形態は、第６の実施形態（図５）において、第
４の実施形態（図３）と同じく、センターリップ７ｂが
内輪１のシール溝外側壁９ｃに接する部分の近傍におい
て、センターリップ７ｂの軸受外側表面とシール溝外側
壁９ｃとがなす角度である軸受外部接触角αを、センタ
ーリップ７ｂの軸受内側表面とシール溝外側壁７ｃとが
なす角度である軸受内部接触角βよりも大きくしたもの
である。

【００３４】図９はこの発明の第８の実施形態を示す。
この実施形態は、第７の実施形態（図８）において、さ
らに第２の実施形態（図３）と同じグリースリップ７ｄ
を弾性体７に設けたものである。

【００３５】上記各実施形態（図１，図２〜図９）の転
がり軸受につき、試験用の軸受を製作し、試験を行った
結果を表１に示す。同表における図番は、上記各実施形
態を示す図の図番である。また、表中の図番の隣の欄の
記載は、各実施形態の特徴を示す。試験条件は、回転数
を３６００ｒｐｍとし、常温での試験とした。グリース
漏れは軸受表面へのグリース漏れ程度で判定した。泥水
試験では、軸受下半分を泥水に浸漬して行い、軸受内部
への泥水侵入状態を目視で判定した。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【発明の効果】この発明の転がり軸受は、シール部材の
弾性体が、芯金の内周端から延びるリップ支持部と、こ
のリップ支持部の内径部から内径側および軸受外側へそ
れぞれ延びるセンターリップおよびダストリップを有
し、上記センターリップは、内輪シール溝の軸受内側の
側壁であるシール溝内側壁とは隙間を隔てて非接触とさ
れ、シール溝外側壁とは接触し、かつ内周面に内輪シー
ル溝の上記平坦面の底面に対して略平行な平行部を有す
るものとし、上記ダストリップは、内輪のシール溝より
も軸受外側の肩部外周面に対向する部分を有しこの肩部
外周面との間に隙間を形成するものとしたため、外部か
らの異物の侵入に対して高いシール効果が得られ、内部
の潤滑剤の漏洩を防止する効果も得られ、またリップを
複数設けていながら、内輪と接触するリップは常に１か
所となり、軸受運転トルクの増大が生じなくて低トルク
で高いシール性能が得られる。また、複数のリップを有
しながら、シール部材の製造が容易である。シール部材
の弾性体に、グリースリップを設け、このグリースリッ
プは内輪のシール溝に対する軸受内側の肩部外周面より
も外径側に位置し、上記肩部外周面との間に隙間を形成
するものとした場合は、シール接触トルクの増大を招く
ことなく、軸受内部の潤滑剤の漏洩を防止する性能が高
められる。センターリップが内輪のシール溝外側壁に接
する部分の近傍において、軸受外部接触角を軸受内部接
触角よりも大きくした場合は、外部からの異物の進入防
止効果が更に高められる。シール溝内側壁を軸受軸心に
対して略垂直とした場合は、潤滑剤の通路抵抗を増して
軸受内部からの潤滑剤の漏洩を改善することができる。
センターリップの内周面における円周方向の複数箇所に
ガス抜き溝を設けた場合は、軸受の運転に伴う軸受内外
の圧力差を解消し、シール接触部の固着現象が防止でき
る。センターリップの軸受軸方向の厚みが、リップ支持
部の肉厚よりも厚く形成されている場合は、センターリ
ップ内周の平行部の幅を十分に確保できて、シール溝の
滞留潤滑剤の流動抑制による異物侵入防止効果を高めな
がら、シール接触圧の増大を避けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかる転がり
軸受の断面図、（Ｂ）はそのＢ部分の拡大断面図であ
る。

【図２】（Ａ）は同転がり軸受のシール部材の正面図、
（Ｂ）は同図（Ａ）のII-II 線断面図である。

【図３】この発明の第２の実施形態の部分拡大断面図で
ある。

【図４】この発明の第３の実施形態の部分拡大断面図で
ある。

【図５】この発明の第４の実施形態の部分拡大断面図で
ある。

【図６】この発明の第５の実施形態の部分拡大断面図で
ある。

【図７】この発明の第６の実施形態の部分拡大断面図で
ある。

【図８】この発明の第７の実施形態の部分拡大断面図で
ある。

【図９】この発明の第８の実施形態の部分拡大断面図で
ある。

【符号の説明】

１…内輪１ｂ，１ｃ…肩部外周面２…外輪３…転動体５…シール部材６…芯金７…弾性体７ａ…リップ支持部７ｂ…センターリップ７ｃ…ダストリップ９…シール溝９ａ…シール溝底面９ｂ…シール溝内側壁９ｃ…シール溝外側壁ｄ１，ｄ２…隙間Ｌ…隙間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゴム状の弾性体と芯金とでシール部材が
構成され、このシール部材が外輪の内周部に固定され、
内輪の外周面にシール溝が形成された転がり軸受におい
て、上記内輪のシール溝は底面が円筒面状の平坦面に形
成され、上記弾性体は、芯金の内周端から内径側へ延び
るリップ支持部と、このリップ支持部の内径部から内径
側および軸受外側へそれぞれ延びるセンターリップおよ
びダストリップを有し、上記センターリップは、上記内
輪シール溝の軸受内側の側壁であるシール溝内側壁とは
隙間を隔てて非接触とされ、シール溝外側壁とは接触
し、かつ内周面に内輪シール溝の上記平坦面の底面に対
して略平行な平行部を有するものとし、上記ダストリッ
プは、内輪のシール溝よりも軸受外側の肩部外周面に対
向する部分を有しこの肩部外周面との間に隙間を形成す
るものとしたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】上記シール部材の弾性体に、上記芯金の
内周端から軸受の内側へ延びるグリースリップを設け、
このグリースリップは内輪のシール溝に対する軸受内側
の肩部外周面よりも外径側に位置し、上記肩部外周面と
の間に隙間を形成するものとした請求項１記載の転がり
軸受。
【請求項３】上記センターリップが内輪のシール溝外
側壁に接する部分の近傍において、センターリップの軸
受外側表面とシール溝外側壁とがなす角度でである軸受
外部接触角を、センターリップの軸受内側表面とシール
溝外側壁とがなす角度である軸受内部接触角よりも大き
くした請求項１または請求項２記載の転がり軸受。
【請求項４】シール溝内側壁を軸受軸心に対して略垂
直とした請求項１ないて請求項３のいずれかに記載の転
がり軸受。
【請求項５】センターリップの内周面における円周方
向の複数箇所にガス抜き溝を設けた請求項１ないし請求
項４のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項６】上記センターリップの軸受軸方向の厚み
がリップ支持部の肉厚よりも厚く形成されている請求項
１ないし請求項５のいずれかに記載の転がり軸受。