JP2014148991A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 軌道輪とシールリップ部の締め代がばらついても、軌道輪に対するシールリップ部の接触面圧を一定にしてシールリップ部と軌道輪との間に最適なラビリンスすきまを形成することができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】 この転がり軸受は、シール部材本体８の先端に、内輪１に半径方向縁９ａがラジアル接触するシールリップ部９を有する。シールリップ部９は、軸受空間に対する外側の面に逃がし凹部１３が生じるように、径方向の中間部分となる腰部１１で屈曲し、かつラジアル接触する半径方向縁９ａから折り返し状に軸受外側へ傾斜して延びる部分９ｂを有する釣り針状の断面形状である。シールリップ部９は、腰部１１よりも先端側となる部分が先端に至るに従って狭まる先細り形状となる突起部分１２であり、腰部１１の肉厚ｔ１を、シール部材本体８の先端の肉厚ｔ２の２５％以上７５％以下の範囲とした。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば、自動車のトランスミッション等に用いられる転がり軸受に関する。

自動車のトランスミッション内には、ギアの摩耗粉等の異物が混在するため、従来のトランスミッション用の軸受には、接触タイプの密封板（シール部材）が設定されている。このような接触タイプのシール部材で軸受空間を密封する場合、軸受内への異物の侵入は防げるが、自動車の省燃費化を進めるうえで機械損失を如何に低減させるかが課題となっていた。
従来、機械損失の低減を目的にリップ部の接触抵抗を減らす技術（特許文献１）、図９に示すように、シール材料に摩耗し易い材料５０を使うことで、初期は接触タイプシールであったものが、運転後早期に非接触タイプシールとなる技術（特許文献２）等が提案されている。

特開２００７−１０７５８８号公報 特開２０１０−０１９２９６号公報

特許文献１の技術では、トルク低減効果に限界があり、満足するトルク低減効果が得られない。
特許文献２の技術では、シールを早期に摩耗させるためには、ある程度一定の圧力で軸受内輪に接触させる必要がある。しかし、公差を考慮し内輪とシールリップの締め代がばらついた場合に、狙いのシールリップ姿勢にならず、接触応力が大きくばらつき、シールリップが摩耗し難い可能性がある。

この発明の目的は、軌道輪とシールリップ部の締め代がばらついても、軌道輪に対するシールリップ部の接触面圧を一定にしてシールリップ部と軌道輪との間に最適なラビリンスすきまを形成することができる転がり軸受を提供することである。

この発明の転がり軸受は、内外輪と、この内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体と、前記内外輪間に形成される軸受空間を密封するシール部材とを備えた転がり軸受において、
前記シール部材は、シール部材本体の基端が前記内外輪のいずれか一方の軌道輪に固定され、前記シール部材本体の先端に、他方の軌道輪に半径方向縁がラジアル接触するシールリップ部を有し、
このシールリップ部は、前記軸受空間に対する外側の面に逃がし凹部が生じるように、径方向の中間部分となる腰部で屈曲し、かつ前記ラジアル接触する半径方向縁から折り返し状に軸受外側へ傾斜して延びる部分を有する釣り針状の断面形状であって、前記腰部よりも先端側となる部分が先端に至るに従って狭まる先細り形状となる突起部分であり、前記腰部の肉厚を、前記シール部材本体の先端の肉厚の２５％以上７５％以下の範囲としたことを特徴とする。

この構成によると、シールリップ部を、軸受空間に対する外側の面に逃がし凹部が生じるように、径方向の中間部分となる腰部で屈曲し、かつ前記ラジアル接触する半径方向縁から折り返し状に軸受外側へ傾斜して延びる部分を有する釣り針状の断面形状としたうえで、腰部の肉厚をシール部材本体の先端の肉厚の２５％以上７５％以下の範囲とした。このため、腰部よりも先端側となる突起部分が例えば摩耗し易い部材からなる場合に、軸受運転前に他方の軌道輪にラジアル接触していたシール部材の突起部分に摩耗に必要な接触面圧を確実に与えることが可能となり、かつシールリップ部が柔軟に撓むことで、接触面圧が大きくなり過ぎることが回避される。よって軸受を運転することで、前記突起部分を摩耗させて、シールリップ部と他方の軌道輪との間に、微小な最適すきまつまりラビリンスすきまを形成することが可能となる。したがって、運転後早期にシールトルクの低減を図ることができる。

（１）なお腰部の肉厚がシール部材本体の先端の肉厚の２５％未満である場合、例えば、シールリップ部の剛性不足により、他方の軌道輪に対しシールリップ部を摩耗させる場合の接触応力が不足する。
（２）腰部の肉厚がシール部材本体の先端の肉厚の７５％より大となる場合、例えば、シールリップ部の剛性課題によりシール組立時にシールリップ部が他方の軌道輪に乗り上げ不足となる場合がある。
（３）腰部の肉厚がシール部材本体の先端の肉厚の７５％より大となる場合、例えば、シール挿入時にシールリップ部の半径方向縁が他方の軌道輪のＲ部分に引っ掛かりが生じた後に乗り上げる際、このシールリップ部の弾性復帰力により、シールリップ部の逃がし凹部が広がり方向に弾性変形する。これにより、シールリップ部における、半径方向縁から軸受外側へ傾斜して延びる部分が、他方の軌道輪に近づく場合がある。
（１）〜（３）のいずれの場合にも、シールリップ部の接触面圧が、摩耗に必要な接触面圧よりも低下する問題が生じ得る。

前記ラビリンスすきまが形成されることで、前記転がり軸受を例えば自動車のトランスミッションに用いた場合に以下の効果が得られる。
・従来品に対して、軸受の自己昇温が早期に低下する。
・軸受の自己昇温が低下することで、従来使用していたオイルよりも低粘度のオイルを選択できる。
・早期にトランスミッション全体の損失低減が見込める。
・ラビリンスすきまのため、軸受寿命に影響するような粒径の大きい異物が、軸受内に侵入することを防げる。
したがって、軌道輪とシールリップ部の締め代がばらついても、軌道輪に対するシールリップ部の接触面圧を一定にしてシールリップ部と軌道輪との間に最適なラビリンスすきまを形成することができる。よって、軸受内への異物の侵入を防げると共に、自動車の省燃費化を図ることが可能となる。

前記シール部材本体の先端から前記突起部分の基端までの径方向寸法を、前記シール部材本体の先端の肉厚の５０％以上１００％以下の範囲とし、前記シール部材本体の先端から前記突起部分の先端までの径方向寸法を、前記シール部材本体の先端の肉厚の１００％以上１５０％以下の範囲としても良い。
前記シールリップ部の締め代を、前記腰部の肉厚の２０％以上７０％以下の範囲としても良い。

前記シールリップ部の突起部分は、軸受を回転状態で使用することで、前記突起部分が摩耗して非接触となるかまたは接触圧が零と見なせる程度の軽接触となる高摩耗材からなるものとしても良い。この場合、初期は接触タイプであったシール部材が、運転後、摩耗により非接触または軽接触タイプのシール部材となる。このとき、軌道輪とシールリップ部の締め代がばらついても、前記のように軌道輪に対するシールリップ部の接触面圧を一定にすることができるため、接触するシールリップ部の突起部分を、早期にかつ確実に摩耗させ、シールリップ部と軌道輪との間に最適なラビリンスすきまを形成することができる。

前記高摩耗材をゴム材または樹脂材としても良い。
前記高摩耗材がゴム材であって、前記シール部材は、前記ゴム材を加硫成型して形成されたものであっても良い。
前記高摩耗材が樹脂材であって、前記シール部材は、前記樹脂材を射出成形して形成されたものであっても良い。

前記シール部材に、このシール部材が前記他方の軌道輪に吸着することを防止する吸着防止手段を設けたものであっても良い。軸受に接触式のシール部材を設けた場合、軸受内部圧力の低減により、シール部材が軌道輪に吸着してトルク増となることがある。例えば、前記突起部分が高摩耗材からなる場合、突起部分が摩耗するまでは、一般の接触シールと同様に吸着作用が生じ得る。この構成によると、シール部材に吸着防止手段を設けたため、前記突起部分が摩耗するまでの間における吸着が防止され、トルク増が回避される

前記転がり軸受が、自動車のトランスミッションに用いられるものであっても良い。この場合、軸受の運転により最適なラビリンスすきまが形成されるため、トランスミッション内におけるギヤの摩耗粉等の異物が、軸受内に侵入することを防止できる。またシールトルクの低減を図れるので、自動車の省燃費化を図ることが可能となる。

この発明の転がり軸受は、内外輪と、この内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体と、前記内外輪間に形成される軸受空間を密封するシール部材とを備えた転がり軸受において、前記シール部材は、シール部材本体の基端が前記内外輪のいずれか一方の軌道輪に固定され、前記シール部材本体の先端に、他方の軌道輪に半径方向縁がラジアル接触するシールリップ部を有する。このシールリップ部は、前記軸受空間に対する外側の面に逃がし凹部が生じるように、径方向の中間部分となる腰部で屈曲し、かつ前記ラジアル接触する半径方向縁から折り返し状に軸受外側へ傾斜して延びる部分を有する釣り針状の断面形状であって、前記腰部よりも先端側となる部分が先端に至るに従って狭まる先細り形状となる突起部分であり、前記腰部の肉厚を、前記シール部材本体の先端の肉厚の２５％以上７５％以下の範囲とした。このため、軌道輪とシールリップ部の締め代がばらついても、軌道輪に対するシールリップ部の接触面圧を一定にしてシールリップ部と軌道輪との間に最適なラビリンスすきまを形成することができる。

この発明の第１の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。 （Ａ）は、同転がり軸受のシール部材付近の拡大断面図、（Ｂ）は、同シール部材のシールリップ部付近の拡大断面図である。 （Ａ）は、シールリップ部が内輪に接する状態の要部拡大断面図、（Ｂ）は、軸受を回転状態で使用してシールリップ部の突起部分を摩耗させる途中段階の要部拡大断面図、（Ｃ）は、シールリップ部の摩耗を完了させてラビリンスすきまを形成した状態の要部拡大断面図である。 （Ａ）は従来のシール部材の断面図、（Ｂ）は本シール部材の断面図、（Ｃ）は本シール部材および従来のシール部材の締め代とトルクとの関係を示す図である。 本シール部材および従来のシール部材の締め代とリップ接触面圧との関係を示す図である。 本シール部材のシール成形型の断面図である。 この発明の他の実施形態に係る転がり軸受のシール部材の平面図である。 この発明のいずれかの実施形態に係る転がり軸受をトランスミッションに用いた例を概略示す図である。 従来のシール部材の要部の拡大断面図である。 従来のシール部材の不所望なシールリップ姿勢を示す要部の断面図である。 同シール部材のリップ圧入時の姿勢履歴を示す図である。 同シール部材のシールリップ内輪肩乗り上げ不足を示す図である。 同シール部材のシールリップ部の接触応力不足を示す図である。

この発明の第１の実施形態に係る転がり軸受を図１ないし図６と共に説明する。
この実施形態に係る転がり軸受は、例えば、自動車のトランスミッションに用いられる。図１に示すように、この転がり軸受は、軌道輪である内外輪１，２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を設けている。さらに、内外輪１，２間に形成される環状の軸受空間の両端をそれぞれシール部材５で密封している。この軸受内にはグリースが初期封入される。この転がり軸受は、転動体３を玉とした深溝玉軸受であり、この例では内輪１を回転輪とし、外輪２を固定輪とした内輪回転タイプとしている。ただし転がり軸受として例えばアンギュラ玉軸受を適用することも可能である。また、内輪１を固定輪とし、外輪２を回転輪とした外輪回転タイプとすることも可能である。

図２（Ａ）に示すように、外輪２の内周面には、環状のシール部材５を嵌合固定するシール取付溝２ｂが形成されている。シール部材５は、環状の芯金６と、この芯金６に一体に固着される弾性部材７とを有する。これら芯金６および弾性部材７の大部分により、シール部材本体８が構成され、弾性部材７の残余の部分、この例では弾性部材７の内周側部分によりシールリップ部９が構成される。このシールリップ部９の半径方向縁を、内輪１に対して、ラジアル接触する形状としている。また、この例では、弾性部材７は、芯金６の立板部６ｂの内側面を除き芯金６の全体を覆うように設けられる。シール部材５は、例えば、ゴム材を加硫成形して形成され、この加硫成形時に金属製の芯金６が弾性部材７に接着される。ゴム材は、物性値として、例えば０．０８２ｋｇｆ／ｍｍ^２のものが適用される。但し、この物性値に限定されるものではない。

芯金６は、外径側から順次、円筒部６ａと、立板部６ｂと、傾斜部６ｃとを有する。立板部６ｂが内外輪１，２の端面よりも軸方向内側で同端面と略平行に配置される。この立板部６ｂの基端に、円筒部６ａが繋がり、これら立板部６ｂと円筒部６ａとで断面Ｌ字形状を成す。円筒部６ａと、この円筒部６ａの外周面に設けられる外周部７ａ（弾性部材７の一部）とで成るシール部材５の基端が、シール部材本体８の基端となる。このシール部材本体８の基端が、外輪２のシール取付溝２ｂに嵌合固定される。このとき、外周部７ａは、シール取付溝２ｂに弾性変形した状態で固定され、外輪２とシール部材本体８の基端との密封性をより高めている。立板部６ｂの先端には、内径側に向かうに従って軸方向内側に傾斜する傾斜部６ｃが繋がっている。シール装着状態で、傾斜部６ｃの先端と、内輪１の外周面１ｂとの距離が、例えば１．４ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように規定されている。

芯金６における、立板部６ｂの外表面は均一な薄肉形状の覆い部７ｂで覆われ、傾斜部６ｃの内外表面はそれぞれ覆い部７ｃ，７ｄで覆われている。前記覆い部７ｃ，７ｄの内径側先端が、シール部材本体８の先端となる。このシール部材本体８の先端に、内輪１の外周面１ｂ（「内輪肩部１ｂ」という場合がある）に接するシールリップ部９が設けられる。このシールリップ部９が接する内輪肩部１ｂは、内輪軸方向に平行に設けられている。なお図２（Ａ），（Ｂ）においてシールリップ部９の先端は、内輪１内に嵌り込んでいるように図示しているが、実際には、シールリップ部９の先端は、シール装着状態で内輪１に対し例えば０．１３ｍｍ以上０．２７ｍｍ以下の締め代をもった状態で接触している。

図２（Ｂ）に示すように、シールリップ部９は、外径側から順次、リップ基端部１０と、腰部１１と、突起部分１２とを有し、これらリップ基端部１０，腰部１１，および突起部分１２は一体に形成されている。リップ基端部１０は、芯金６の傾斜部６ｃの内周縁よりも内径側に所定距離延び、このシールリップ部９における径方向の基端部分となる。このリップ基端部１０は、内径側先端つまり腰部１１に向かうに従って薄肉となる断面形状を成す。またリップ基端部１０における、軸受空間側の内側面および逆側の外側面は、それぞれ内径側先端に向かうに従って軸方向内側に至るように傾斜する断面形状に形成されている。

腰部１１は、シールリップ部９における径方向の中間部分となり、リップ基端部１０と突起部分１２との間に位置する。シール部材５を軸受に組込んだ状態において、シールリップ部９は、軸受空間に対する外側の面に逃がし凹部１３が生じるように、腰部１１で屈曲し、前記ラジアル接触する半径方向縁９ａから折り返し状に軸受外側へ傾斜して延びる部分９ｂを有する釣り針状の断面形状である。この場合の逃がし凹部１３は、腰部１１の外側面とリップ基端部１０の外側面とを合わせた面に生じる凹部である。前記断面は、シール部材５を軸受軸心を含む平面で切断して見た断面である。

腰部１１の断面形状は、この腰部１１の径方向の中間部が最も薄く径方向両端に至るに従って厚くなる形状とされている。腰部１１の軸受空間側の内側面は、リップ基端部１０の内側面に繋がり、腰部１１の外側面は、リップ基端部１０の外側面に繋がっている。
この腰部１１における径方向の中間部の肉厚ｔ１を、シール部材本体８の先端の肉厚ｔ２の２５％以上７５％以下の範囲としている。またシール部材本体８の先端から突起部分１２の基端までの径方向寸法Ａ１を、シール部材本体８の先端の肉厚ｔ２の５０％以上１００％以下の範囲としている。さらにシール部材本体８の先端から突起部分１２の先端までの径方向寸法Ａ２を、シール部材本体８の先端の肉厚ｔ２の１００％以上１５０％以下の範囲としている。

つまりシールリップ部９の寸法を、寸法ｔ２を基準とし寸法ｔ１、Ａ１、Ａ２を表１の範囲内としている。

腰部１１よりも先端側の部分である突起部分１２は、先端に至るに従って狭まる先細り形状である。突起部分１２の軸受空間側の内側面１２ａは、内径側先端に向かうに従って軸方向外側に至るように傾斜する断面形状に形成される。突起部分１２のうち、ラジアル接触する半径方向縁９ａから折り返し状に軸受外側へ傾斜して延びる部分９ｂは、半径方向縁９ａに向かうに従って軸方向内側に至るように傾斜する断面形状に形成されている。これにより突起部分１２は、先端程軸方向の厚みが薄くなる、断面三角形状の先細り形状となり、この突起部分１２を摩耗し得る面圧がシールリップ部９に作用し易くなっている。

突起部分１２は、この軸受を回転状態で使用することで、前記突起部分１２が摩耗して非接触となるか接触圧が零と見なせる程度の軽接触となる高摩耗材からなる。高摩耗材は、この例では先端側の部分である突起部分１２のみに設けているが、この例に限定されるものではない。例えば、突起部分１２および腰部１１が高摩耗材からなるものとしても良いし、突起部分１２、腰部１１、およびリップ基端部１０にわたるシールリップ部９全体が高摩耗材からなるものとしても良い。高摩耗材は例えば高摩耗ゴム材からなる。高摩耗材を構成する他の材料として、樹脂材を適用しても良い。例えば、図示外の射出成形金型を用いて樹脂材を射出成形してシール部材５を形成し得る。

シール部材５を軸受に組み込んだ状態において、シールリップ部９の突起部分１２の先端が、内輪肩部１ｂよりも半径方向内方に位置するいわゆる締め代δ１をもった状態となる。締め代δ１は、この例では、０．１３ｍｍ以上０．２７ｍｍ以下に定められる。
また、シール部材５は、このシール部材５を軸受に組込み、シールリップ部９の所望の姿勢になった状態で、突起部分１２の内輪１に対する締め代δ１の変位に対し、内輪１に一定の押付け力を与える。つまりシールリップ部９の突起部分１２に一定のリップ接触面圧が付与される。この状態で内輪１が回転することで突起部分１２が摩耗するようになっている。

図４（Ａ）は従来のシール部材の断面図、図４（Ｂ）は本シール部材５の断面図、図４（Ｃ）は本シール部材および従来のシール部材の締め代とトルクとの関係を示す図である。この関係は計算値である。軸受呼び番号６２０７の深溝玉軸受について、従来のシール部材、本実施形態に係るシール部材５を組み込んだ場合の締め代とトルクとの関係を計算した。図４（Ｃ）において、白抜きのひし形で表されるプロットが図４（Ａ）の従来のシール部材の値であり、黒塗りの四角形で表されるプロットが図４（Ｂ）の本実施形態に係るシール部材５の値である（図５についても同じ）。図４（Ｃ）に示すように、従来のシール部材に比べて、本シール部材５は、締め代の大小にかかわらずトルク変動が少なくしかも一定のトルク以下に抑えられている。

図５は、本シール部材５および従来のシール部材の締め代とリップ接触面圧との関係を示す図である。軸受呼び番号６２０７の深溝玉軸受について、従来のシール部材、本実施形態に係るシール部材５をそれぞれ組み込んだ場合のシール摩耗確認試験を行った。
試験条件は、例えば、ラジアル荷重：５００Ｎ、回転速度：４０００ｍｉｎ^−１、潤滑条件：オートマチックトランスミッションフルードによる軸芯油浴とした。

＜試験結果＞

○：シール摩耗する、△：シール摩耗する場合と摩耗しない場合あり、×：シール摩耗しない。

表２において、締め代 大とは、この試験前で内輪肩部との締め代が０．１８５ｍｍ以上０．２５５ｍｍ以下のとき、締め代 中とは、この試験前で内輪肩部との締め代が０．１１５ｍｍ以上０．１８５ｍｍ以下のとき、締め代 小とは、この試験前で内輪肩部との締め代が０．０４５ｍｍ以上０．１１５ｍｍ以下のときをそれぞれ言う。
試験結果によると、従来のシール部材では、シール摩耗しないものが発生した。シール調査を行うと、本シール部材と比較すると、リップ接触面圧が低く締め代による面圧の変動も認められた。また、従来のシール部材では、締め代により、後述するようにリップの姿勢が不所望に変わるため、シール摩耗しない場合があった。
これに対して、本シール部材は、締め代の大中小にかかわらず、シール形状を見直すことで、常時一定のリップ接触面圧でシールリップ部を押さえ付け、トルク変動を少なくした。これにより、締め代違いでも安定したリップ接触面圧およびトルクを確保し、安定したシール摩耗が図れる。

ここでシールリップ部９の摩耗のメカニズムについて説明する。
図３（Ａ）に示すように、シールリップ部９を釣り針状の断面形状とし、シールリップ部９を内輪肩部１ｂに嵌合させることで、突起部分１２に内輪１への反力つまりリップ接触面圧が作用する。シールリップ部９を、軸受空間に対する外側の面に逃がし凹部１３が生じるように、腰部１１で屈曲し、かつラジアル接触する半径方向縁９ａから折り返し状に軸受外側へ傾斜して延びる部分９ｂを有する釣り針状の断面形状とすることで、シールリップ部９は、腰部１１で屈曲するばねのようになり、突起部分１２を内輪１に摩耗可能なリップ接触面圧で押付ける。図３（Ｂ）に示すように、内輪１が回転して突起部分１２の摩耗が進むと、それに追従するように腰部１１の曲がりがシール部材組付け前の状態に戻ろうとするため、突起部分１２の摩耗が連続して進行する。図３（Ｃ）に示すように、リップ接触面圧が「０」に近づくと、シールリップ部９の摩耗は完了し、最適なラビリンスすきまδｓが形成される。

シールリップ部９の各寸法が表１の範囲から外れると、（i）〜（iii）のようにシールリップ姿勢の制御に問題が生じ得る。
図１０は、従来のシール部材の不所望なシールリップ姿勢を示す要部の断面図である。
（i）同図に示すように、シールリップ部の各寸法が表１の範囲から外れた場合、例えば、腰部の肉厚がシール部材本体の先端の肉厚の７５％より大となり締め代が小の場合、シール挿入時にシールリップ部９が内輪肩部１ｂで弾かれる場合がある。
図１１は、リップ圧入時の姿勢履歴を示す図である。同図１１（ａ）に示すように、シールリップ部９の圧入時に、シールリップ部９が内輪肩部１ｂに乗り上げる前に、シールリップ部９の逃がし凹部１３が狭まり方向に弾性変形し、シールリップ部９の半径方向縁９ａが内輪１の面取り部に一時的に引掛かり、シールリップ部９は腰部１１で屈曲するばねのようになる。

次に、同図１１（ｂ）に示すように、シールリップ部９の半径方向縁９ａが内輪肩部１ｂに一旦乗り上げると、このシールリップ部９の弾性復帰力により、図１１（ｃ）に示すように、シールリップ部９の逃がし凹部１３が広がり方向に弾性変形する。これにより、シールリップ部９における、半径方向縁９ａから軸受外側へ傾斜して延びる部分９ｂが、内輪肩部１ｂに近づく。よって、内輪肩部１ｂに対するシールリップ部９の接触面圧が、必要最低面圧よりも低下する問題が生じ得る。前記「必要最低面圧」は、シールリップ部９の突起部分が摩耗するために必要なリップ接触面圧であり、この例では１．１ＭＰａとしている。

（ii）図１２に示すように、シールリップ部９の各寸法が表１の範囲から外れた場合、例えば、腰部の肉厚がシール部材本体の先端の肉厚の７５％より大となり締め代が大の場合、シール組立時にシールリップ部９が内輪肩部１ｂに乗り上げ不足となる場合がある。
（iii）図１３に示すように、例えば、腰部の肉厚がシール部材本体の先端の肉厚の２５％未満である場合、シールリップ部９の剛性不足により、内輪肩部１ｂに対するシールリップ部９の接触応力が不足する（例えば、１．１ＭＰａ未満）場合がある。
（i）〜（iii）のいずれの場合にも、シールリップ部９の接触面圧が、必要最低面圧よりも低下する問題が生じ得る。シールリップ部９の各寸法が表１の範囲から外れた場合、シールリップ姿勢の不備が発生するか、または、リップ接触面圧の確保に問題が生じる。寸法Ａ２よりも、特に、寸法Ａ１および寸法ｔ１のいずれか一方または両方が表１の範囲から外れた場合に、シールリップ姿勢の不備が発生し易くなる。

図６は、この実施形態に係る転がり軸受のシール部材５のシール成形型１４の断面図である。同図に示すように、シール成形型１４は、例えば、組み合わされる２個の金型１５，１６を有する。これら金型１５，１６のうち一方の金型１５は、シール部材５の内側面部分を成形する環状のキャビティ部分１７を有し、他方の金型１６は、同シール部材５の外側面部分を成形する環状のキャビティ部分１８を有する。これら２個の金型１５，１６を互いに組み合わせた状態で、シール部材５を成形するキャビティ１９が形成される。シール成形型１４において、キャビティ１９の外周側部分、内周側部分に隣接して、弾性部材７の材料をキャビティ１９に注入するゲート２０ａ，２０ｂがそれぞれ設けられている。

前記高摩耗ゴム材が適用されるシールリップ部９の突起部分１２と、高摩耗ゴム材以外のゴム材が適用される弾性部材７の他の部位とは、シール成形型１４により、例えば、二色成形により成形される。キャビティ１９に芯金６を支持した状態で、先ず、キャビティ１９の外周側部分に隣接するゲート２０ａからゴム材を注入し、一次側となる弾性部材７の前記他の部位を成形する。次に、キャビティ１９の内周側部分に隣接するゲート２０ｂから高摩耗材を流し込み、二次側となるシールリップ部９の突起部分１２を成形する。なお、先にキャビティ１９の内周側部分に隣接するゲート２０ｂから高摩耗ゴム材を流し込み、突起部分１２を成形した後、キャビティ１９の外周側部分に隣接するゲート２０ａからゴム材を注入し、突起部分１２以外の部位を成形しても良い。いずれにしても、同一のシール成形型１４により、高摩耗ゴム材から成る突起部分１２と、ゴム材から成るその他の部位とを一体に成形し得る。

作用効果について説明する。
この構成によると、シールリップ部９を釣り針状の断面形状としたうえで、特に、腰部１１の肉厚ｔ１をシール部材本体８の先端の肉厚ｔ２の２５％以上７５％以下の範囲とした。さらにシール部材本体８の先端から突起部分１２の基端までの径方向寸法Ａ１を、シール部材本体８の先端の肉厚ｔ２の５０％以上１００％以下の範囲とし、シール部材本体８の先端から前記突起部分１２の先端までの径方向寸法Ａ２を、シール部材本体８の先端の肉厚ｔ２の１００％以上１５０％以下の範囲としたため、突起部分１２に摩耗に必要な接触面圧を確実に与えることが可能となり、かつ、シールリップ部９が柔軟に撓むことで、接触面圧が大きくなり過ぎることが回避される。よって軸受を運転することで、突起部分１２を摩耗させて、シールリップ部９と内輪肩部１ｂとの間に微小な最適すきまつまりラビリンスすきまδｓを形成することが可能となる。したがって、運転後早期にシールトルクの低減を図ることができる。前記ラビリンスすきまδｓが形成されることで、この転がり軸受を例えば自動車のトランスミッションに用いた場合に以下が効果が得られる。

・従来品に対して、軸受の自己昇温が早期に低下する。
・軸受の自己昇温が低下することで、従来使用していたオイルよりも低粘度のオイルを選択できる。
・早期にトランスミッション全体の損失低減が見込める。
・ラビリンスすきまのため、軸受寿命に影響するような粒径の大きい異物が、軸受内に侵入することを防げる。
したがって、内輪１とシールリップ部９の締め代δ１がばらついても、内輪１に対するシールリップ部９の接触面圧を一定にしてシールリップ部９と内輪１との間に最適なラビリンスすきまを形成することができる。よって、軸受内への異物の侵入を防げると共に、自動車の省燃費化を図ることが可能となる。

他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

図７は、他の実施形態に係る転がり軸受のシール部材５Ａの平面図である。シール部材に、このシール部材が内輪１（図１）に吸着することを防止する吸着防止手段２１を設けても良い。軸受に接触式のシール部材を設けた場合、軸受内部圧力の低減により、シール部材が内輪に吸着してトルク増となることがある。前記突起部分が高摩耗材からなる場合、突起部分が摩耗するまでは、一般の接触シールと同様に吸着作用が生じ得る。
そこで図７に示すように、吸着防止手段２１として、シール部材５Ａにおける外周部７ａの例えば円周方向一箇所に、軸受空間の内外方向に通気状態となる円弧孔状のスリットを設けている。外周部７ａの円周方向複数箇所にスリットを設けても良い。このようにスリット等の吸着防止手段２１を設けることで、前記突起部分が摩耗するまでの間に、シール部材５Ａが軸受内部圧力低減のために、内輪に吸着することが防止され、吸着によるトルク増加が回避される。

図８は、いずれかの実施形態に係る転がり軸受を、自動車のトランスミッションに組み込んだ一例を示す概略図である。同図はオートマチックトランスミッションの例である。ケース２３の軸方向両端に転がり軸受ＢＲ１，ＢＲ１の各外輪が嵌合され、これら軸受ＢＲ１，ＢＲ１の内輪に、メインシャフト２４の両端がそれぞれ回転自在に支持されている。ケース２３に、カウンターシャフト２５がメインシャフト２４と平行に設けられている。このカウンターシャフト２５は、メインシャフト２４のギヤに噛み合うギヤを有し、ケース２３に軸受を介して回転自在に支持されている。

このように転がり軸受ＢＲ１，ＢＲ１を、自動車のトランスミッションに組み込んだ場合、軸受の運転により最適なラビリンスすきまが形成されるため、トランスミッション内におけるギヤの摩耗粉等の異物が、軸受内に侵入することを防止できる。またシールトルクの低減を図れるので、自動車の省燃費化を図ることが可能となる。
なお、いずれかの実施形態に係る転がり軸受を、無断変速式トランスミッションや、手動変速式トランスミッションに用いても良い。

１…内輪
２…外輪
１ａ，２ａ…軌道面
３…転動体
５，５Ａ…シール部材
８…シール部材本体
９…シールリップ部
９ａ…半径方向縁
１１…腰部
１２…突起部分
１３…逃がし凹部
２１…吸着防止手段

Claims (6)

1. 内外輪と、この内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体と、前記内外輪間に形成される軸受空間を密封するシール部材とを備えた転がり軸受において、
   前記シール部材は、シール部材本体の基端が前記内外輪のいずれか一方の軌道輪に固定され、前記シール部材本体の先端に、他方の軌道輪に半径方向縁がラジアル接触するシールリップ部を有し、
   このシールリップ部は、前記軸受空間に対する外側の面に逃がし凹部が生じるように、径方向の中間部分となる腰部で屈曲し、かつ前記ラジアル接触する半径方向縁から折り返し状に軸受外側へ傾斜して延びる部分を有する釣り針状の断面形状であって、前記腰部よりも先端側となる部分が先端に至るに従って狭まる先細り形状となる突起部分であり、前記腰部の肉厚を、前記シール部材本体の先端の肉厚の２５％以上７５％以下の範囲としたことを特徴とする転がり軸受。
2. 請求項１記載の転がり軸受において、前記シール部材本体の先端から前記突起部分の基端までの径方向寸法を、前記シール部材本体の先端の肉厚の５０％以上１００％以下の範囲とし、前記シール部材本体の先端から前記突起部分の先端までの径方向寸法を、前記シール部材本体の先端の肉厚の１００％以上１５０％以下の範囲とした転がり軸受。
3. 請求項１または請求項２に記載の転がり軸受において、前記シールリップ部の締め代を、前記腰部の肉厚の２０％以上７０％以下の範囲とした転がり軸受。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の転がり軸受において、前記シールリップ部の突起部分は、軸受を回転状態で使用することで、前記突起部分が摩耗して非接触となるかまたは接触圧が零と見なせる程度の軽接触となる高摩耗材からなる転がり軸受。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の転がり軸受において、前記シール部材に、このシール部材が前記他方の軌道輪に吸着することを防止する吸着防止手段を設けた転がり軸受。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の転がり軸受において、前記転がり軸受が、自動車のトランスミッションに用いられる転がり軸受。

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