JP2008014484A - 転がり軸受 - Google Patents

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Abstract

【課題】内輪のシール溝に侵入した泥水などを外部に排出しやすい転がり軸受を提供する。
【解決手段】内輪１と外輪２の両軌道５、６間に転動体３が介在し、内輪１の軌道５の側方に形成されるシール溝７と内輪１の端部との間に肩部１５が形成される。前記シール溝７に対向する外輪２の内周面にシール部材４が装着される。このシール部材４の内周面に肉厚の薄いくびれ部１２が形成され、このくびれ部１２の先端部にシール溝７の軌道側溝壁１４に接触させた主リップ１６と、前記肩部１５の上方に突出するラビリンスリップ１７とが設けられる。前記シール溝７に対向する主リップ１６の内周面２０と、前記ラビリンスリップ１７の内周部に内向きに縮径する傾斜面２２とが連続して設けられる。これにより、ラビリンスリップ１７の傾斜面２２に付着する泥水が、シール部材４の回転による遠心力で前記傾斜面２２に沿って軸方向外向きに移動するので、軸受外側に排出されやすい。
【選択図】図２

Description

この発明は、電磁クラッチ、プーリ等の各種機械装置の回転軸支持部に組み込まれる転がり軸受に関するものである。
従来、各種機械装置の回転軸支持部には、軸受内部のグリースが外部に漏れるのを防止するとともに、外部からの異物の進入を防止するために密封型転がり軸受が採用されている。
この密封型転がり軸受は、図３に示すように、外径面に軌道３４を有する内輪３０と、内径面に軌道３５を有する外輪３１と、この両輪３０、３１の軌道３４、３５との間に介在させた複数の転動体３２と、前記内輪３０および外輪３１の両端面に装着された環状のシール部材３３とから構成される。
上記内輪３０の軌道３４の両側方に周方向のシール溝３６が形成され、このシール溝３６と内輪３０の端部との間に肩部４１が設けられる。前記各シール溝３６に対向する外輪３１の内周面に係止溝３７が形成され、この係止溝３７に上記シール部材３３の外周部が圧入固定される。
上記シール部材３３は、図４に示すように、弾性体を芯金で補強したものであり、その内周部にシールリップ３８が設けられる。このシールリップ３８の内周部には、シール溝３６の軌道側溝壁４０に摺接する主リップ３９と、内輪３０の肩部４１に対向してラビリンスシール４４を形成するラビリンスリップ４２とが設けられる。
上記主リップ３９とラビリンスリップ４２との間に凹部４５が設けられ、この凹部４５により主リップ３９は、その肉厚が薄く形成される。主リップ３９がその肉厚を薄く形成されることにより柔軟性が付与され、摺接するシール溝３６の軌道側溝壁４０に対する追従性が高まる。これにより、軸受内部のグリースがシール溝３６に漏出することを防止し、さらに、外部からの異物や泥水などの軸受内部への侵入を防止することができる。
また、上記ラビリンスリップ４２は、内輪３０の肩部４１に対向してラビリンスシール４４が形成されたものであり、外部からシール溝３６への異物や泥水などの侵入を防止する（特許文献１ 図１参照)。
特開２００１−１４０９０７号公報
上記の密封型転がり軸受のシール部材３３のシールリップ３８の構造は、軸受内部のグリースがシール溝３６に漏出することを防止するとともに、外部から軸受内部への泥水や異物などの侵入を防止する目的としたものである。このため、前記シール溝３６に溜まった泥水などを軸受外部に排出させることの考慮がなされていない構造であった。すなわち、この構造では、シール溝３６に溜まりシールリップ３８に付着した泥水をシール部材３３の回転による遠心力で軸受外部に排出させようとしても、前記シールリップ３８の主リップ３９とラビリンスリップ４２との間の凹部４５の存在によって、泥水の排出が妨げられる。このため、泥水をシール溝３６から外部へ排出することが難しいという問題があった。
さらに、上記シール溝３６に溜まった泥水が排水されないと、泥水により主リップ３９の磨耗が進み、シール性が低下するという問題もあった。
また、上記密封型転がり軸受は、外気と接触するので高いシール性が要求される。しかし、その密封型転がり軸受は、主リップ３９の先端部がシール溝３６の軌道側溝壁４０に摺接する際に、主リップ３９やシール溝３６の形状、組み込まれたシール部材３３の中心軸と前記転がり軸受の回転軸とのずれなどにより、主リップ３９の先端部の軌道側溝壁４０に対する接触圧がばらつきやすい。この接触圧がばらつくと、必ずしも期待するシール性が得られない場合があった。
さらに、密封型転がり軸受を採用する電磁クラッチは、１５０℃前後の高温で使用され、その密封型転がり軸受やその構成部材であるシール部材にも耐熱性が求められる。しかし、前記密封型転がり軸受のシール部材には、通常、ニトリルゴムが用いられ、その耐熱温度が１２０℃前後であるため、耐熱性に問題があった。
また、上記電磁クラッチは、自動車のエンジンルーム内に配置され、様々な油、薬品に接する機会が多いため、その密封型転がり軸受やその構成部材であるシール部材に優れた耐薬品性が求められる。
そこで、この発明は、内輪のシール溝に溜まった泥水を外部に排出しやすい転がり軸受を提供すること、耐熱性、耐薬品性に優れたシール部材を提供することを課題とする。
上記の課題を解決するために、この発明は、内輪と外輪の両軌道間に転動体が介在され、前記内輪の軌道の側方に形成されたシール溝と、前記内輪の端部との間に肩部が形成され、前記シール溝に対向する前記外輪の内周面にシール部材が装着され、そのシール部材の内周部に前記シール溝の軌道側溝壁に接触する主リップと、前記肩部の上方に突き出すラビリンスリップとが設けられた転がり軸受において、前記シール部材の内周側先端部に前記主リップと前記ラビリンスリップとが設けられ、前記主リップに上記シール溝に対向する内周面が設けられるとともに、前記ラビリンスリップの内周側に前記ラビリンスリップの先端に向って徐々に拡径するよう形成された傾斜面が設けられた構成を採用したのである。また、上記の構成において、前記主リップまたはラビリンスリップあるいはこれらの境界を含む双方から外径側に向って薄肉に形成されたくびれ部をさらに形成してもよい。
上記構成によると、上記シール部材の内周部のくびれ部は、肉厚が薄く形成され軸方向に弾性変形するので、このくびれ部の先端部に設けられた主リップは、摺接するシール溝の軌道側溝壁に対する追従性が維持される。これにより、軸受内部のグリースがシール溝に漏出することを防止し、さらに、外部からの異物や泥水などの軸受内部への侵入を防止することができる。
また、上記くびれ部を形成したことで、主リップの柔軟性を付与するための凹部を形成する必要がなくなる。このため、上記シール部材のラビリンスリップの内周部に傾斜面が設けられ、この傾斜面に前記主リップの内周面を連続して設けられる。これにより、シール溝に溜まった泥水が、シール部材の回転による遠心力で主リップの内周面からラビリンスリップの傾斜面に沿って移動し軸受外部に排出される。
上記の構成において、上記ラビリンスリップの傾斜面は、上記内輪の肩部の外周面に対する傾斜角度が１０度から４０度に設定される。このように傾斜角度を規定すると、シール溝に溜まった泥水が、シール部材の回転による遠心力によってラビリンスリップの傾斜面に沿って軸方向外向きに移動し、軸受外部に容易に排出されやすい。
上記のように傾斜角度を規定したのは、この傾斜角度が１０度未満となると、シール部材の回転によって泥水に作用する遠心力が小さくなるため、この泥水が十分に排出されず、また、前記傾斜角度が４０度を越えると、上記肩部およびシール溝の肩部側溝壁と、上記ラビリンスリップの傾斜面とのすき間が広くなり、このラビリンスリップにより形成されるラビリンスシールのシール性が低下するからである。
上記ラビリンスリップの傾斜面は、その軸方向内端部に上記シール溝の肩部側溝壁に向かって突き出す段差部が設けられ、この段差部を経て上記主リップの内周面に連続して設けられた構成としてもよい。前記段差部がシール溝の肩部側溝壁に向かって突き出しているので、前記ラビリンスリップにより形成されるラビリンスシールに狭窄部分が形成され、このラビリンスシールによるシール性が確保される。
以上のように、この発明の転がり軸受は、シール性を確保しつつ、内輪のシール溝に溜まった泥水などを外部に排出しやすくなる。
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
この発明の実施形態１の密封型転がり軸受を図１および図２に示す。この実施形態の密封型転がり軸受は、図１に示すように、外周面に軌道５を有する内輪１と、内周面に軌道６を有する外輪２と、内外輪１、２の軌道５、６の間に介在された複数の転動体３と、内輪１および外輪２の軸方向両端面に装着され、内外輪１、２の間を封止する環状のシール部材４とから構成される。
上記内輪１の軌道５の両側方に周方向のシール溝７、７が形成され、この各シール溝７に向かい合う外輪２の内周面に係止溝８、８が形成される。この係止溝８に上記シール部材４の外周縁部９が圧入固定される。
上記シール溝７は、図２に示すように、内輪１の軌道５側の溝壁１４（以下、軌道側溝壁１４という。）と、底面２１と、シール溝７と内輪１の端部との間に形成される肩部１５側の溝壁２３（以下、肩部側溝壁２３という。）とから形成され、この肩部側溝壁２３が、軸方向外向きに傾斜し前記肩部１５の外周面２４と連続して形成される。
上記シール部材４は、合成ゴム等からなる弾性体１１を芯金１０により補強したものである。前記弾性体１１に用いられる合成ゴム等として、水素添加ニトリルゴム、または耐エステルアクリルゴムを採用することができる。水素添加ニトリルゴムは、シール部材として一般的に用いられるニトリルゴムと比較して耐熱性に優れ、耐薬品性にも問題がないため、安定した性状を維持し、かつ、より高温での使用ができる。また、耐エステルアクリルゴムは、水素添加ニトリルゴムと同様にニトリルゴムと比較して耐熱性に優れ、アクリルゴムのエステル油やエアコンのコンプレッサーオイル等の薬品に対する耐薬品性を向上させたものであるため、安定した性状を維持し、かつ、より高温での使用ができる。
上記シール部材４は、その内周部の前記弾性体１１の部分にその肉厚が薄いくびれ部１２が形成される。このくびれ部１２は、後述する主リップ１６またはラビリンスリップ１７あるいはこれらの境界を含む双方から外径側に向って薄肉に形成されたものである。このくびれ部１２の内周側の先端部にはシールリップ１３が設けられ、これは上記シール溝７の軌道側溝壁１４に接触させた主リップ１６と、上記肩部１５の上方に突き出すラビリンスリップ１７とからなる。
上記主リップ１６は、上記シール溝７の軌道側溝壁１４と向かい合い外向きに拡径する傾斜壁面１９と、この傾斜壁面１９よりも径方向内側に位置し、シール溝７の上記底面２１に対向する内周面２０と、前記傾斜壁面１９と内周面２０とを連続させる先端部２７とから形成される。
このように構成されるシール部材４の外周縁部９が、外輪２のシール部材係止溝８に圧入固定されると、上記主リップ１６の先端部２７がシール溝７の軌道側溝壁１４に摺接する。前記主リップ１６は、肉厚を薄く形成されたくびれ部１２の先端部に設けられ、このくびれ部１２が軸方向に弾性変形するので、摺接する前記シール溝７の軌道側溝壁１４に対する追従性が維持される。これにより、軸受内部のグリースがシール溝７に漏出することを防止し、さらに、外部からの異物や泥水などの軸受内部への侵入を防止することができる。
上記ラビリンスリップ１７は、上記肩部１５からシール溝７の肩部側溝壁２３に至る範囲に向かい合いラビリンスシール１８が形成されるものである。その内周部には内向きに縮径する傾斜面２２が設けられる。この傾斜面２２は、前記内輪１の肩部１５の外周面２４に対する傾斜角度αが１０度から４０度に設定される。このラビリンスリップ１７の傾斜面２２の傾斜角度αがこのように設定されると、上記ラビリンスリップ１７の傾斜面２２に付着した泥水が、シール部材４の回転による遠心力によってその傾斜面２２に沿って軸方向外向きに移動し、軸受外側に排出される。
上記のように傾斜角度αを規定したのは、この傾斜角度αが１０度未満となると、シール部材４の回転による遠心力がラビリンスリップ１７に付着した泥水に十分に作用しないため、その泥水が排出されにくくなるからである。また、前記傾斜角度αが４０度を越えると、上記内輪１の肩部１５の外周面２４と、上記ラビリンスリップ１７の傾斜面２２とのすき間が広くなり、ラビリンスシール１８によるシール性が低下するからである。
また、上記ラビリンスリップ１７は、その先端部が上記シール溝７の肩部側側壁２３寄りに設けられる。このようにすることで、このラビリンスリップ１７の先端部が内輪１の端部寄りに設けられた場合よりも、このラビリンスリップ１７に付着した泥水が、シール部材４の回転による遠心力でその傾斜面２２を移動する距離が短くなり、シール溝７内に溜まった泥水がより排出されやすい。
また、上記主リップ１６の内周面２０と、上記ラビリンスリップ１７の傾斜面２２との間に段差部２５が設けられ、この段差部２５は、上記シール溝７の肩部側溝壁２３に向かって突き出して設けられる。これにより、上記主リップ１６の内周面２０は、段差部２５を経てラビリンスリップの傾斜面２２へと連続して形成されるので、シール溝７に溜まった泥水が、シール部材４の回転による遠心力でラビリンスリップ１７の傾斜面２２に沿って軸受外部に排出されやすい。
さらに、上記段差部２５が突き出して設けられると、主リップ１６の内周面２０の外周縁部とシール溝７の肩部側溝壁２３との間に狭窄部分が形成される。この狭窄部分によってラビリンスシール１８によるシール性を確保することができる。また、上記シール溝７と内輪１の肩部１５との境界の山部２６と、上記ラビリンスリップ１７の傾斜面２２との間にも狭窄部分が形成されるので、さらに、ラビリンスシール１８によるシール性を確保することができる。
この発明の効果を確認するために、本発明者が行った試験について説明する。この試験は、ラビリンスリップの傾斜角度とシール性との関係を明確にするため、ラビリンスリップの傾斜角度と泥水排出性能を検証したものであり、下記の運転条件にて運転し、運転中に下記の泥水を所定時間噴霧し、試験後の軸受内部における泥水の残留状態を確認した。結果を表１に示す。
（運転条件）
泥水：関東ローム粉ＪＩＳ８種１０ｗｔ％
回転速度：２０００ｒ／ｍｉｎ
試験時間： ３時間
（試験体）
材質：合成ゴム（ＮＢＲ（アクリロニトリル・ブタジエン・ラバー））
また、各実施例、比較例のシールリップの構造は、以下に示す通りである。
実施例１：ラビリンスリップ１７の傾斜面２２と、内輪１の肩部１５の外周面２４とのなす傾斜角度αが４０度に設定されたもの。
実施例２：ラビリンスリップ１７の傾斜面２２と、内輪１の肩部１５の外周面２４とのなす傾斜角度αが１０度に設定されたもの。他の構造は実施例１と同様である。
比較例１：図５に示すように、ラビリンスリップ１７の傾斜面２２と、内輪１の肩部１５の外周面２４とのなす傾斜角度αが０度（ラビリンスリップ１７の傾斜面２２と肩部１５の外周面２４とが平行）に設定されたもの。他の構造は実施例１と同様である。
比較例２：図６に示すように、ラビリンスリップ１７の傾斜面２２と、内輪１の肩部１５の外周面２４とのなす傾斜角度αがマイナス２０度（ラビリンスリップ１７の傾斜面２２が外向きに縮径し、肩部１５の外周面２４に対する傾斜角度が２０度）に設定されたもの。他の構造は実施例１と同様である。
Figure 2008014484
上述のように、傾斜角度αが４０度の実施例１、１０度の実施例２のいずれの場合も、泥水が残留せず、軸受のシール溝に溜まった泥水の排水がされやすいものであった。
しかし、図５に示すように、前記傾斜角度αが０度の比較例１の場合は、泥水が軸受内部に残留し、泥水が排出されにくいものであった。また、図６に示すように、前記傾斜角度αが−２０度の比較例２の場合も、比較例１と同様に、泥水が軸受外部排出されにくいものであった。
以上のように、上記ラビリンスリップ１７の傾斜面２２の、内輪１の肩部１５の外周面２４に対する傾斜角度αを規定することにより、泥水が軸受外部に排出されやすくなる。
次に、この発明の実施形態２の密封型転がり軸受を図７に示す。この密封型転がり軸受は、上記シール部材４の主リップ１６の上記傾斜壁面１９と内周面２０とのなす角度が設定されたものであり、その他の構成は上述の実施形態１と同様である。すなわち、前記シール部材４の主リップ１６は、その傾斜壁面１９と内周面２０とのなす角度βが４０度から７５度に設定されたものである。
上記のように角度βを規定したのは、この角度βが４０度未満となると、主リップ１６の先端部２７が鋭利となり、この先端部２７の剛性が低下する恐れがあるからである。また、前記角度βが７５度を超えると、主リップ１６の先端部２７のシール溝７の軌道側溝壁１４に対する接触面積が大きくなり、主リップ１６の接触圧が低下し、主リップ１６によるシール性が低下するからである。
この実施形態２の密封型転がり軸受の効果を確認するために、本発明者が行った試験について説明する。この試験は、主リップの先端部の角度とシール性との関係を明確にするため、主リップの先端部の角度と泥水排出性能を検証したものであり、下記の運転条件にて運転し、運転中に下記の泥水を所定時間噴霧し、試験後の軸受内部における泥水の残留状態を確認した。結果を表２に示す。
（運転条件）
泥水：関東ローム粉ＪＩＳ８種１０ｗｔ％
回転速度：２０００ｒ／ｍｉｎ
試験時間： ３時間
（試験体）
材質：合成ゴム（ＮＢＲ（アクリロニトリル・ブタジエン・ラバー））
また、各実施例、比較例の主リップ先端部の構造は、以下に示す通りである。
実施例１：主リップ１６の傾斜壁面１９と内周面２０とのなす角度βが４３度に設定されたもの。
実施例２：上記角度βが５５度に設定されたもの。他の構造は、実施例１と同様である。
実施例３：上記角度βが７５度に設定されたもの。他の構造は、実施例１と同様である。
比較例１：上記角度βが３０度に設定されたもの。他の構造は、実施例１と同様である。
比較例２：上記角度βが１２６度に設定されたもの。他の構造は、実施例１と同様である。
Figure 2008014484
上述のように、角度βが４３度の実施例１は、水分（水滴）のみ侵入し、５５度の実施例２、および７５度の実施例３は、泥水が浸入せず、軸受のシール性を確保できるものであった。
しかし、上記角度βが３０度の比較例１および１２６度の比較例２のいずれの場合も、泥水が軸受内部に侵入するものであった。
以上のように、上記主リップ１６の傾斜壁面１９と内周面２０とのなす角度βを規定することにより、泥水が軸受内部に侵入しにくくなる。
次に、この発明の実施形態３の密封型転がり軸受を図８に示す。この密封型転がり軸受は、上記シール溝７の軌道側溝壁１４の、上記内輪１の軸方向と直交する方向に対する角度が設定されたものであり、その他の構成は上述の実施形態１と同様である。すなわち、上記シール溝７の軌道側溝壁１４の、上記内輪１の軸方向と直交する方向に対する角度γが２度から６度に設定されたものである。
上記のように角度γを規定すれば、転がり軸受に組み込まれたシール部材４の中心軸とその転がり軸受の回転軸とのずれを小さくし、主リップ１６の先端部がシール溝７の軌道側溝壁１４に摺接する際、主リップ１６の軸方向の締め代の変化量を小さくすることができる。これにより、主リップ１６の先端部２７の、軌道側溝壁１４に対する接触圧のばらつきを抑えることができる。
上記のように角度γを規定したのは、この角度γが２度未満では、切削加工時の切り屑が排出されにくくなり、切削加工性が低下するからである。また、前記角度γが６度を超えると、主リップ１６の先端部２７の、シール溝７の軌道側溝壁１４に対する接触面積が小さくなり、主リップ１６によるシール性が低下するからである。
この実施形態３の密封型転がり軸受の効果を確認するために、本発明者が行った試験について説明する。この試験は、シール溝の軌道側溝壁の角度とシール性との関係を明確にするため、シール溝の軌道側溝壁の角度と泥水排出性能を検証したものであり、下記の運転条件にて運転し、運転中に下記の泥水を所定時間噴霧し、試験後の軸受内部における泥水の残留状態を確認した。結果を表３に示す。
（運転条件）
泥水：関東ローム粉ＪＩＳ８種１０ｗｔ％
回転速度：２０００ｒ／ｍｉｎ
試験時間： ３時間
（試験体）
材質：合成ゴム（ＮＢＲ（アクリロニトリル・ブタジエン・ラバー））
また、各実施例、比較例の主リップ先端部の構造は、以下に示す通りである。
実施例１：シール溝７の軌道側溝壁１４の、内輪１の軸方向と直交する方向に対する角度γが２度に設定されたもの。
実施例２：上記角度γが６度に設定されたもの。他の構造は、実施例１と同様である。
比較例１：上記角度γが８度に設定されたもの。他の構造は、実施例１と同様である。
比較例２：上記角度γが１５度に設定されたもの。他の構造は、実施例１と同様である。
比較例３：上記角度γが２０度に設定されたもの。他の構造は、実施例１と同様である。
Figure 2008014484
上述のように、角度γが２度の実施例１、および６度の実施例２のいずれの場合も、泥水が浸入せず、軸受のシール性を確保できるものであった。
しかし、上記角度γが８度の比較例１、１５度の比較例２、および２０度の比較例３のいずれの場合も、泥水が軸受内部に侵入するものであった。
以上のように、上記シール溝７の軌道側溝壁１４の、内輪１の軸方向と直交する方向に対する角度γを規定することにより、泥水が軸受内部に侵入しにくくなる。
次に、この発明の実施形態４の密封型転がり軸受を図９に示す。この密封型転がり軸受は、上記主リップ１６の先端部２７の、上記シール溝７の軌道側溝壁１４に対する軸方向の締め代をＸ（弾性変形量）とし、前記シール溝７の軌道側溝壁１４に対する主リップ１６の押し付け力をＹとし、Ｙ／Ｘが４Ｎ／ｍｍから１０Ｎ／ｍｍとなるように設定されたものである。その他の構成は上述の実施形態１と同様である。
上記のようにＹ／Ｘの値を規定することにより、主リップ１６の上記シール溝７の軌道側溝壁１４に対する接触圧を所要の値にして、弾性変形を起こりにくくすることができる。このようにＹ／Ｘの値を規定したのは、このＹ／Ｘの値が４Ｎ／ｍｍ未満では、主リップ１６の剛性が低くなり過ぎるため、前記の接触圧が低くなり、十分なシール性を確保することができないからである。また、前記Ｙ／Ｘの値が１０Ｎ／ｍｍを超えると、主リップ１６の剛性が高くなるため、わずかな変形量により前記接触圧の変動が大きくなり安定したシール性を得にくくなるからである。
この実施形態４の密封型転がり軸受の効果を確認するために、本発明者が行った試験について説明する。この試験は、シール性と、主リップの剛性との関係を明確にするため、主リップの剛性と泥水排出性能とを検証したものであり、下記の運転条件にて運転し、運転中に下記の泥水を所定時間噴霧し、試験後の軸受内部における泥水の残留状態を確認した。結果を表４に示す。
（運転条件）
泥水：関東ローム粉ＪＩＳ８種１０ｗｔ％
回転速度：２０００ｒ／ｍｉｎ
試験時間： ３時間
（試験体）
材質：合成ゴム（ＮＢＲ（アクリロニトリル・ブタジエン・ラバー））
また、各実施例、比較例の主リップ先端部の構造は、以下に示す通りである。
実施例１：上記主リップ１６の先端部２７の、上記シール溝７の軌道側溝壁１４に対する軸方向の締め代をＸとし、前記シール溝７の軌道側溝壁１４に対する主リップ１６の押し付け力をＹとし、Ｙ／Ｘが８．５Ｎ／ｍｍに設定されたもの。
実施例２：上記Ｙ／Ｘが４．４Ｎ／ｍｍに設定されたもの。他の構造は、実施例１と同様である。
比較例１：上記Ｙ／Ｘが３３Ｎ／ｍｍに設定されたもの。他の構造は、実施例１と同様である。
比較例２：上記Ｙ／Ｘが３．３Ｎ／ｍｍに設定されたもの。他の構造は、実施例１と同様である。
比較例３：上記Ｙ／Ｘが２．４５Ｎ／ｍｍに設定されたもの。他の構造は、実施例１と同様である。
Figure 2008014484
上述のように、Ｙ／Ｘが８．５Ｎ／ｍｍの実施例１、および４．４Ｎ／ｍｍの実施例２のいずれの場合も、泥水が浸入せず、軸受のシール性を確保できるものであった。
しかし、上記Ｙ／Ｘが３３Ｎ／ｍｍの比較例１の場合は、水分が軸受内部に浸入し、３．３Ｎ／ｍｍの比較例２、および２．４５Ｎ／ｍｍの比較例３のいずれの場合も、泥水が軸受内部に侵入するものであった。
以上のように、Ｙ／Ｘを規定することにより、泥水が軸受内部に侵入しにくくなり、主リップ１６によるシール性を確保することができる。
また、この発明の実施形態５の密封型転がり軸受を図１に基づいて説明する。この密封型転がり軸受は、その外輪２の軌道溝の径方向断面における曲率比が１．０６ＤＷに設定される。また、内外輪１、２の両軌道間に周方向に配置される転動体３は、その個数が６個であるとともに、その直径（ＤＷ）が６．３５ｍｍであり、前記各転動体３のピッチ円直径（ＰＣＤ）が、２７．８となるよう設定されるものである。その他の構成は、上述の実施形態１と同様である。
上記のように外輪２の軌道５および転動体３を設定することにより、この密封型転がり軸受の高速回転時における軸受内の温度上昇を抑制することができる。
この実施形態５の密封型転がり軸受の効果を確認するために、本発明者が行った試験について説明する。この試験は、外輪２の軌道５と転動体３との関係を明確にするため、高速運転時の発熱による軸受内の温度上昇を検証したものであり、下記の運転条件にて運転し、試験後の軸受内部における上昇温度を確認した。結果を表５に示す。
（運転条件）
回転速度：１５０００、２４０００ｒ／ｍｉｎ
試験時間： ３時間
（試験体）
軸受：深溝玉軸受 呼び番号＃６２０３（ＮＴＮ株式会社 カタログNo.２２０１／Ｊ Ｂ−１０ページ）
以下に、実施例、比較例の外輪の軌道溝および転動体の構成を示す。
実施例：転動体個数 ６個、直径（ＤＷ） ★６．３５ｍｍ（１／４インチ）、ＰＣＤ ２７．８、軌道溝曲率比 １．０６ＤＷ
比較例：転動体個数 ７個、直径（ＤＷ） ★７．１４３７５ｍｍ（９／３２インチ）、ＰＣＤ ２８．８、軌道溝曲率比 １．０２６５ＤＷ
ここで、上記のように設定した転がり軸受の転動体、外輪軌道溝についての各項目について軸受運転時に発生する発熱量は、下記に示す数式（数１参照）によってそれぞれ算出され、上記比較例を基準とした実施例の計算発熱比を図１０に示す。
［数１］
Ｑ＝０．１０５×１０−６Ｍ・ｎ
Ｑ：発生熱量(ｋＷ)
Ｍ：摩擦モーメント(Ｎ・ｍｍ)
ｎ：軸受の回転数(ｒｐｍ)
Figure 2008014484
各項目の計算発熱比は、図１０に示すように、いずれの項目においても実施例のものが小さくなっている。この図１０に示す計算発熱比の内容を確認するために、上記の運転条件に基づいて試験を行った結果、表５に示すように、実施例はいずれの回転速度においても、軸受内の発熱量が減少し、軸受内の温度上昇を抑制することができるものであった。
以上のように、外輪の軌道溝および転動体の構成を規定することにより、高速回転時において、軸受内の温度上昇を抑制することができる。
実施形態１の密封型転がり軸受を示す断面図 同上のシールリップを示す拡大図 従来の密封型転がり軸受を示す部分断面図 同上のシールリップを示す拡大図 同上の比較例１のシールリップを示す拡大図 同上の比較例２のシールリップを示す拡大図 実施形態２の密封型転がり軸受のシールリップを示す拡大図 実施形態３の密封型転がり軸受のシールリップを示す拡大図 実施形態４の密封型転がり軸受のシールリップを示す拡大図 実施形態５の密封型転がり軸受の各項目における計算発熱比を示すグラフ
符号の説明
１ 内輪
２ 外輪
３ 転動体
４ シール部材
５ 内輪軌道
６ 外輪軌道
７ シール溝
８ 係止溝
９ 外周縁部
１０ 芯金
１１ 弾性体
１２ くびれ部
１３ シールリップ
１４ 軌道側溝壁
１５ 肩部
１６ 主リップ
１７ ラビリンスリップ
１８ ラビリンスシール
１９ 傾斜壁面
２０ 内周面
２１ 底面
２２ 傾斜面
２３ 肩部側溝壁
２４ 外周面
２５ 段差部
２６ 山部
２７ 先端部
３０ 内輪
３１ 外輪
３２ 転動体
３３ シール部材
３４ 内輪軌道
３５ 外輪軌道
３６ シール溝
３７ 係止溝
３８ シールリップ
３９ 主リップ
４０ 軌道側溝壁
４１ 肩部
４２ ラビリンスリップ
４３ 底面
４４ ラビリンスシール
４５ 凹部

Claims (9)

  1. 内輪(１)と外輪(２)の両軌道(５)、(６)間に転動体(３)が介在され、前記内輪(１)の軌道(５)の側方に形成されたシール溝(７)と、前記内輪(１)の端部との間に肩部(１５)が形成され、前記シール溝(７)に対向する前記外輪(２)の内周面にシール部材(４)が装着され、そのシール部材(４)の内周部に前記シール溝(７)の軌道側溝壁(１４)に接触する主リップ(１６)と、前記肩部(１５)の上方に突き出すラビリンスリップ(１７)とが設けられた転がり軸受において、
    上記シール部材(４)の内周側先端部に上記主リップ(１６)とラビリンスリップ(１７)とが設けられ、前記主リップ(１６)に上記シール溝(７)に対向する内周面(２０)が設けられるとともに、前記ラビリンスリップ(１７)の内周側に前記ラビリンスリップ(１７)の先端に向って徐々に拡径するよう形成された傾斜面(２２)が設けられたことを特徴とする転がり軸受。
  2. 上記ラビリンスリップ(１７)の傾斜面(２２)の傾斜角度αが、上記肩部(１５)の外周面(２４)に対して１０度から４０度に設定されたことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
  3. 上記ラビリンスリップ(１７)の傾斜面(２２)は、その軸方向内端部に上記シール溝(７)の肩部側溝壁(２３)に向かって突き出す段差部(２５)が設けられ、この段差部(２５)を経て上記主リップ(１６)の内周面(２０)に連続して設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の転がり軸受。
  4. 上記シール部材(４)が、弾性体(１１)を芯金(１０)で補強したものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の転がり軸受。
  5. 上記シール部材(４)の弾性体(１１)が、水素添加ニトリルゴムまたは耐エステルアクリルゴムであることを特徴とする請求項４に記載の転がり軸受。
  6. 上記主リップ(１６)は、上記シール溝(７)の軌道側溝壁(１４)に向かい合う傾斜壁面(１９)と、前記シール溝(７)に対向する内周面(２０)とから形成され、前記傾斜壁面(１９)と内周面(２０)とのなす角度が４０度から７５度に設定されたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の転がり軸受。
  7. 上記シール溝(７)の軌道側溝壁(１４)の、上記内輪(１)の軸方向と直交する方向に対する角度が２度から６度に設定されたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の転がり軸受。
  8. 上記主リップ(１６)の上記シール溝(７)の軌道側溝壁(１４)に対する軸方向の締め代をＸと、前記シール溝(７)の軌道側溝壁(１４)に対する前記主リップ(１６)の押し付け力をＹとし、Ｙ／Ｘが４Ｎ／ｍｍから１０Ｎ／ｍｍに設定されたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の転がり軸受。
  9. 上記外輪(２)は、その軌道溝の径方向断面における曲率比を１．０６ＤＷに設定し、上記内輪(１)と前記外輪(２)の両軌道(５)、(６)間に介在される転動体(３)は、その個数を６個とするとともに、その直径（ＤＷ）を６．３５ｍｍとし、前記転動体(３)のピッチ円直径を２７．８に設定したことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の転がり軸受。
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