JP2017057968A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】転がり軸受から発生する摩耗粉（鉄粉等）等の異物を、より確実に捕捉する。
【解決手段】外輪１及び内輪２と、転動体３と、外輪１若しくは外輪１に固定された部材に取り付けられ、軸受空間内から軸受外へ通じる潤滑油通路を覆うシール部材４０と、シール部材４０に設けられ軸受空間内から軸受外へと流出する潤滑油に遠心力を付与する遠心力付与流路５１と、遠心力により潤滑油内から分離された異物を捕捉する異物捕捉部５２とを備える転がり軸受とした。シール部材４０は軸受空間に沿う円環状であり、遠心力付与流路５１は、シール部材４０の円環に沿って形成された螺旋形状である。
【選択図】図３

Description

この発明は、オイル潤滑される転がり軸受に関し、特に、潤滑用のオイルに含まれる異物の捕捉する機能を備えた転がり軸受に関するものである。

輸送機器や産業機械、その他各種機器の可動部には、転がり軸受が組み込まれている。このような機器の中には、油潤滑される転がり軸受以外に潤滑が必要な作動機構部を有し、その作動機構部と転がり軸受とが、共通のオイルで潤滑される構造となっているものがある。作動機構部としては、例えば、ギヤ同士の噛み合い部分や部材同士の摺接部分等が挙げられる。

例えば、オイルポンプ等は、機器の内部に転がり軸受と作動機構部とを有している。また、特に、オイルポンプは、その転がり軸受と作動機構部とを備えた機器の外部にある他の作動機構部に向かって、内部の潤滑油を送り出す機能を備えている。

ところで、転がり軸受の軸受空間からは、摩耗粉（鉄粉等）等の異物が発生することがある。この異物が、潤滑油の循環経路の途中にある作動機構部に侵入すると、異物の噛み込みによって、機器の耐久性を低下させる場合がある。また、場合によっては、機器の動作不良・故障・破損に繋がることもある。

そこで、例えば、特許文献１には、鉄粉等からなる異物が循環経路内に流通する潤滑油に混入した場合に、その異物をセンサが備える磁石に吸着させ、吸着した異物が堆積していくことにより金属製のケーシングと磁石とが電気的に導通した場合に、警報を発信する潤滑油の鉄粉汚濁検知方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−２８０１８０号公報

上記のように、転がり軸受から発生する摩耗粉（鉄粉等）等の異物が、潤滑油の循環経路の途中にある作動機構部に侵入することは好ましくない。特に、オイルポンプ用の転がり軸受において、軸受から発生する大きな剥離片は、そのオイルポンプ自身の作動機構部や、そのオイルポンプによって送り出される潤滑油の循環経路内にある他の作動機構部の部品に対して、動作不良・故障・破損の原因となる。このため、転がり軸受内からの異物の流出防止や、その異物が発生した際の異物の検出が必要となる。

上記特許文献１に記載の技術では、センサが備える磁石は、潤滑油の循環経路内に臨んでいる。しかし、この技術では、循環経路内の潤滑油に含まれる異物の多くは、センサの磁石に吸着することなく、その傍らを通過してしまう可能性がある。また、特許文献１に記載の技術では、異物の捕捉は、潤滑油内の異物の混入度合いを検知するのに必要な最小限度の量にとどまり、その結果、残りの異物の作動機構部への侵入を阻止できないという問題もある。

そこで、この発明の課題は、転がり軸受から発生する摩耗粉（鉄粉等）等の異物を、より確実に捕捉することである。

上記の課題を解決するために、この発明は、外輪及び内輪と、前記外輪と前記内輪との間の軸受空間に配置される転動体と、前記外輪若しくは前記外輪に固定された部材、又は、前記内輪若しくは前記内輪に固定された部材の一方に取り付けられ、前記軸受空間内から軸受外へ通じる潤滑油通路を覆うシール部材と、前記シール部材に設けられ前記軸受空間内から軸受外へと流出する潤滑油に遠心力を付与する遠心力付与流路と、前記遠心力により潤滑油内から分離された異物を捕捉する異物捕捉部と、を備える転がり軸受を採用した。

この構成において、前記シール部材は前記軸受空間に沿う円環状であり、前記遠心力付与流路は、前記シール部材の円環に沿って形成された螺旋形状である構成を採用することができる。

これらの各構成において、前記外輪は固定側、前記内輪は回転側であり、前記内輪に前記遠心力付与流路に臨む羽を備え、前記遠心力は前記内輪の回転に伴う羽の運動により付与される構成を採用することができる。

また、これらの各構成において、前記異物捕捉部は、前記遠心力付与流路の外周部に備える凹状のポケットである構成を採用することができる。

さらに、これらの各構成において、前記異物捕捉部に、異物を検出するセンサ装置を備える構成を採用することができる。

前記異物捕捉部は、前記異物捕捉部検出閾値未満の大きさの異物を軸受外へ排出する異物排出口を備え、前記センサ装置は、前記異物排出口の上流側に位置し互いに間隔を置いて配置される対の電極と、前記対の電極からそれぞれ配線が伸びて電源に至る電気回路と、前記対の電極間への金属からなる異物の付着に伴う前記電気回路の電気的出力の変化を検出することによって潤滑油に含まれる金属片の状態を検知する出力検出装置とを備える構成を採用することができる。

また、前記対の電極の間に絶縁体を密着して備え、前記絶縁体を挟んで両方の前記電極に跨る漏斗状の凹部を備え、前記異物排出口は漏斗状の凹部の底に位置する構成を採用することができる。

この発明は、軸受空間内から軸受外へと通じる潤滑油通路を覆うシール部材に、潤滑油に遠心力を付与する遠心力付与流路と、遠心力により潤滑油内から分離された異物を捕捉する異物捕捉部とを備えたので、潤滑油に含まれる質量の重い大きな異物は、遠心力により流路の外周部に自然に集まるので捕捉しやすい。このため、シンプルな構造で、より確実に異物の捕捉が可能となる。

この発明の一実施形態を示し、（ａ）は転がり軸受を複数備えた軸受ユニットにシール部材を取り付けた側面図、（ｂ）は縦断面図 図１（ａ）の要部拡大図 他の実施形態を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は縦断面図 （ａ）は異物捕捉部の構造図及びセンサ装置の電気回路図、（ｂ）はセンサ出力を示すグラフ図

この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。この実施形態は、シールリング４０を取り付けた軸受ユニット２０を備えたオイルポンプ装置１０である。

オイルポンプ装置１０は、機器の内部に転がり軸受を複数備えた軸受ユニット２０と、オイルポンプの作動機構部３０とを有している。

軸受ユニット２０は、ハウジング１１の内部に、油潤滑される３つの転がり軸受２１，２２，２３を並列して備えている。これらの転がり軸受２１，２２，２３によって、オイルポンプの作動機構部３０に通じる軸部材３２を、固定のハウジング１１に対して軸周り回転自在に支持されている。

各転がり軸受２１，２２，２３は、外側軌道輪１と内側軌道輪２の各軌道面１ａ，２ａの間に、転動体３が組み込まれている。転動体３は、保持器によって周方向に保持されている。以下、外側軌道輪１を外輪１と、内側軌道輪２を内輪２と称する。

外輪１はハウジング１１の内径面に圧入されて、そのハウジング１１に対して相対回転不能に固定されている。内輪２は、軸部材３２の外周に圧入されて、その軸部材３２に対して相対回転不能に固定されている。

この実施形態では、転がり軸受２１，２２，２３として、転動体３として円すいころを用いた円すいころ軸受を採用しているが、円すいころ軸受以外の転がり軸受を採用してもよく、また、その転がり軸受２１，２２，２３の並列数は、装置の仕様に応じて自由に設定できる。

オイルポンプの作動機構部３０は、ポンプケーシング内に互いに相対回転することにより潤滑油を循環経路へ送り出すポンプ用ロータ（図示せず）を備える。ポンプ用ロータは、軸部材３２の端部に設けた接続部材３１に接続され、これにより、軸部材３２の軸周りに回転可能な状態である。ロータへの駆動力は、図示しない駆動源から別途のルートで入力される。

図１に示すように、並列する転がり軸受２１，２２，２３のうち軸方向一方側、すなわち、作動機構部３０寄りの２つの転がり軸受２１，２２は、円すいころの小径側端面同士が軸方向に沿って同じ側、すなわち、作動機構部３０の反対側になるように配置されている。

また、並列する転がり軸受２１，２２，２３のうち軸方向他方側、すなわち、作動機構部３０から最も遠い転がり軸受２３は、円すいころの小径側端面が作動機構部３０側になるように配置されている。すなわち、転がり軸受２１，２２と転がり軸受２３とは、円すいころの小径側端面同士が背面合わせになるように配置されている。このため、内側軌道輪２の軌道面２ａと外側軌道輪１の軌道面１ａとは、３列の転がり軸受２１，２２，２３のうち一方側の二つは、軸方向一方側から他方側へ向かって互いの距離が狭まるように設けられ、他方側の一つは、軸方向一方側から他方側へ向かって互いの距離が拡がるように設けられている。

図１に示すように、軸方向に隣り合う転がり軸受２１，２２，２３同士の間には、間座５，６，７が配置されている。

並列する転がり軸受２１，２２，２３のうち軸方向一方側の２つの転がり軸受２１，２２の間には、内径側に、両側の内輪２，２の端面に当接する間座５が、外径側に、両側の外輪１，１の端面に当接する間座６が配置されている。

また、並列する転がり軸受２１，２２，２３のうち軸方向他方側の２つの転がり軸受２２，２３の間には、内径側に、両側の内輪２，２の端面に当接する間座が、外径側に、両側の外輪１，１の端面に当接する間座７が配置されている。図１では、転がり軸受２２，２３の間における内径側の間座は図示していないが、転がり軸受２２，２３の周方向に沿って、潤滑油の循環経路１３ｂの外径側の開口部以外の部分に、間座が配置されている。

並列する転がり軸受２１，２２，２３の両端は、軸方向一方側では、軸部材３２の端部に設けたフランジ状の接続部材３１の端面によって、また、軸方向他方側では、押え部材８の端面によって、軸部材３２に対して軸方向へ動かないように固定されている。これらの接続部材３１と押え部材８との固定によって、各円すいころ軸受には予圧が付与されている。

転がり軸受２１，２２，２３によってハウジング１１に支持された軸部材３２は、オイルポンプの作動機構部３０に接続されている。また、オイルポンプは、外部にある他の作動機構部に向かって、内部の潤滑油を送り出す機能を備えている。送り出した潤滑油は、潤滑油の通路に沿って流れて各部の作動機構部を潤滑した後、やがてオイルポンプに戻ってくる。

また、このオイルポンプにおいては、ポンプ内の作動機構部３０と軸受ユニット２０とが、共通の潤滑用のオイルで潤滑されるようになっている。オイルポンプ側の作動機構部３０と軸受ユニット２０側の軸受空間とは、軸方向一方側の転がり軸受２１の軸方向一端側の軸受空間の開口、及び、潤滑油の循環経路１２，１３を通じて連通している。また、その潤滑油は、ポンプ外の作動機構部にも送り出される。

この実施形態において、循環経路１３は、オイルポンプ側から軸部材３２の軸心と同心となるように軸心方向に沿って設けられた軸方向潤滑経路１３ａと、その潤滑経路１３ａの端部から半径方向外側へ伸びて、軸部材３２の外周面に開口する径方向潤滑経路１３ｂを備える。径方向潤滑経路１３ｂは、転がり軸受２２，２３の間に挟まれた環状空間Ｃに開口しているので、この環状空間Ｃを介して、循環経路１３は、軸方向一方側（図中左側）へは転がり軸受２１，２２の各軸受空間に連通し、軸方向他方側（図中右側）へは転がり軸受２３の軸受空間に連通している。

環状空間Ｃを経て、転がり軸受２３の軸受空間を通過した潤滑油は、転がり軸受２３の軸方向他端側の軸受空間の開口を通じて、転がり軸受２３の軸方向他端側に設けられたハウジング端部空間Ｂに入り込む。その後、ハウジング１１内の外径寄りの部分に形成された潤滑油の循環経路１２によって、オイルポンプの作動機構部３０側へと戻っていく。

循環経路１２は、ハウジング端部空間Ｂから半径方向外側へ伸びる径方向潤滑経路１２ｂと、その径方向潤滑経路１２ｂから軸部材３２の軸心方向に沿って設けられた軸方向潤滑経路１２ａとを備える。

また、環状空間Ｃを経て、転がり軸受２２，２１の軸受空間を通過した潤滑油は、転がり軸受２１の軸方向一端側の軸受空間の開口Ｄを通じて、オイルポンプの作動機構部３０側へと戻っていく。

これにより、オイルポンプの作動機構部３０と、軸受ユニット２０の転がり軸受２１，２２，２３が、共通の潤滑油によって潤滑される。

ところで、転がり軸受２１，２２，２３の軸受空間からは、摩耗粉（鉄粉等）等の異物が発生することがある。この異物が、オイルポンプの作動機構部３０や、循環経路途中の他の作動機構部に侵入することは好ましくない。そこで、転がり軸受２１の軸方向一端側の軸受空間の開口Ｄ、及び、循環経路１２の軸方向一端側の開口１２ｃ、すなわち、軸方向潤滑経路１２ａの開口１２ｃにシール部材４０（以下、実施形態では、円環状のシール部材４０を用いているので、これをシールリング４０と称する）が取付られている。

シールリング４０は、転がり軸受２１の軸方向一端側の軸受空間の開口Ｄ、及び、循環経路１２の軸方向一端側の開口１２ｃを覆うように、ハウジング１１及び外輪１に取付けられる。転がり軸受２１の軸方向一端側の軸受空間の開口Ｄは、外輪１と内輪２の軌道面１ａ，２ａに沿って環状に形成されているので、それを覆うシールリング４０も環状を成すものとなっている。

シールリング４０は、図１に示すように、ハウジング１１の端面１１ａに当接するフランジ部４１と、そのフランジ部４１の内径側端部から軸方向に沿って一方側に伸びる円筒状部材からなる円筒部４２と、円筒部４２の筒軸方向端部から内径側に向かって立ち上がる壁部４３とを備える。

また、フランジ部４１の内径側端部から、さらに内側へ向かって係止部４５が伸びている。係止部４５は、この実施形態のように、全周に亘って連続的に設けられていてもよいし、周方向に沿って断続的に設けられていてもよい。

係止部４５が外輪１の内径面に圧入され、その圧入により、シールリング４０はハウジング１１及び外輪１に固定される。フランジ部４１は、ハウジング１１の端面１１ａに当接する。なお、シールリング４０に設けた突起等が、外輪１の内径面の大径側端部に設けたシール溝等に嵌合して、互いに固定されるようにしてもよい。

また、壁部４３の内径側端部は、内輪２の大つば外径面に摺接するか、または、わずかな隙間を介して対向して、壁部４３と内輪２との間にラビリンスシール構造を形成している。ラビリンスシール構造では、潤滑油は通過が許容されるが、潤滑油に含まれる異物の通過は阻止される。

シールリング４０内の空間、すなわち、シールリング４０と転がり軸受２１の端面との間の空間は、軸受空間内から軸受外へと流出する潤滑油に遠心力を付与する遠心力付与流路５１となっている。遠心力付与流路５１は、シールリング４０の全周に亘って連続する環状空間となっている。

また、循環経路１２の軸方向一端側の開口１２ｃは、側面視円環状を成す転がり軸受２１の軸受空間の開口Ｄよりも外径側に位置する。この開口１２ｃは遠心力付与流路５１に臨んでいる。この実施形態では、循環経路１２の軸方向潤滑経路１２ａは２本設けられており、周方向に沿って１８０°の間隔をおいて２箇所に開口１２ｃを有している。各軸方向潤滑経路１２ａからの潤滑油は、シールリング４０の係止部４５に設けた通油孔４６、又は、係止部４５が周方向に断続的である場合は、隣り合う係止部４５，４５の間等を通じて、遠心力付与流路５１内に流入する。

また、シールリング４０には、遠心力により潤滑油内から分離された異物を捕捉する異物捕捉部５２を備える。異物捕捉部５２は、遠心力付与流路５１に臨んで設けられる。または、異物捕捉部５２は、遠心力付与流路５１に流路を介して接続される。

この実施形態では、外輪１は固定側、内輪２は回転側である。このため、内輪２の回転によって、遠心力付与流路５１内の潤滑油、すなわち、転がり軸受２１の軸方向一端側の軸受空間の開口Ｄ、及び、循環経路１２の軸方向一端側の開口１２ｃから流出した潤滑油は、シールリング４０の周方向に沿って流れるようになり、その流れによって、外径側へ向かって遠心力が発生する。

この実施形態では、内輪２に遠心力付与流路５１に臨む羽５０が備えられている。羽５０は、内輪２の周方向に沿って複数設けられている。遠心力付与流路５１内の潤滑油は、内輪２の回転に伴う羽５０の運動（矢印ａ参照）によっても付与される。羽５０は、回転側の軌道輪に設けられる。

潤滑油が遠心力付与流路５１内を流れることにより生じた遠心力によって、潤滑油に含まれる異物は、外径側へ分離される。特に、転がり軸受２１，２２，２３で生じた金属粉、金属片等は外径側へ溜まっていく。ここで、異物とは、潤滑油とは質量（密度）の異なる物質である。異物の質量（密度）は潤滑油の質量（密度）より大きいので、遠心力がより大きく作用し、異物は異物捕捉部５２へ溜まり、軸受外へ流出する潤滑油から分離される。

さらに、この実施形態では、異物捕捉部５２は、図２に示すように、遠心力付与流路の外周部に備える凹状のポケットである。ポケットは、遠心力付与流路５１内の潤滑油の流れ方向（矢印ｂ参照）に沿って、徐々に遠心力付与流路４３から外径側へ離れる流路によって、遠心力付与流路４３に接続されている。異物は、矢印ｃのように遠心力付与流路５１から離れてポケットに捕捉される。

従来の転がり軸受のように、パンチングメタル等を使用したフィルタ付シールリングの設置では、大きな剥離片等の異物を効率的に捕捉することが困難であったが、この発明では、潤滑油に遠心力を付与することにより、質量の重い大きな異物はシールリング４０の外周部に自然に集まり、シンプルな構造で確実な異物のフィルタリングが可能となる。

他の実施形態を図３に示す。この実施形態は、シールリング４０に設けられる遠心力付与流路５１を、そのシールリング４０の円環に沿って形成された螺旋形状としたものである。

遠心力付与流路５１を螺旋形状としたことにより、遠心力付与流路５１の流路の長さが長くなるので、潤滑油及び潤滑油に含まれる異物に遠心力が付与される時間が長くなる。これにより、異物の分離、捕捉をより確実なものにすることができる。

また、図３の実施形態では、螺旋形状からなる遠心力付与流路５１は、同じ長さ、同じ形状のものが２本設けられて、第一の遠心力付与流路５１ａと第二の遠心力付与流路５１ｂとが、周方向に沿って１８０°ずれた方位に設けられている。すなわち、第一の遠心力付与流路５１ａの起点５３ａと第二の遠心力付与流路５１ｂの起点５３ｂとは、周方向に沿って１８０°の位相でずれた位置に設けられ、第一の遠心力付与流路５１ａの終点（出口）５４ａと第二の遠心力付与流路５１ｂの終点（出口）５４ｂとは、周方向に沿って１８０°の位相でずれた位置に設けられている。このため、２つの遠心力付与流路５１の並列によって、異物を分離する能力が高くなっている。

この図３の実施形態において、第一の遠心力付与流路５１ａと第二の遠心力付与流路５１ｂには、それぞれ異物捕捉部５２；５２ａ，５２ｂが設けられている。異物捕捉部５２は、図２と同様のものを採用することができる。

また、この実施形態では、第一の遠心力付与流路５１ａと第二の遠心力付与流路５１ｂとを同じ長さ、同じ形状のものとして、それらの起点、終点を周方向に沿ってずらした構成としたが、第一の遠心力付与流路５１ａと第二の遠心力付与流路５１ｂの長さや形状を互いに違えてもよい。また、遠心力付与流路５１の数は、シールリング４０内のスペースが許す限り、自由に設定できる。

また、上記の図１、図２、図３の各実施形態において、異物捕捉部５２に、異物を検出するセンサ装置６０を備えることができる。センサ装置６０の例を、図４に示す。

異物捕捉部５２は、凹状を成すポケットの奥部に、センサ装置６０の検出閾値未満の大きさの異物を軸受外へ排出する異物排出口５５を備える。この実施形態の異物排出口５５は管状であり、その管の内径がセンサ装置６０が検出する異物の最小径よりも小さく設定されている。

センサ装置６０は、図４に示す分解斜視図ように、異物排出口５５の上流側に位置し互いに間隔を置いて配置される対の電極５３ａ，５３ｂと、対の電極５３ａ，５３ｂからそれぞれ配線５７，５８が伸びて電源６２の端子６３，６４に至る電気回路と、対の電極５３ａ，５３ｂ間への金属からなる異物の付着に伴う電気回路の電気的出力の変化を、信号出力の端子６１を通じて検出することによって、潤滑油に含まれる金属片の状態を検知する出力検出装置７０とを備える。

この実施形態では、＋側の電極５３ｂは、配線５７を通じて固定抵抗器５９を経由した後に電源の＋側の端子６３に至り、−側の電極５３ａは、配線５８を通じて電源の−側の端子（ＧＮＤ（アース））６４に至る。

また、信号出力の端子６１へ向かう配線は、電極５３ｂと固定抵抗器５９の間で分岐し、その分岐した配線が信号出力の端子６１に接続されている。この信号出力の端子６１は、分圧回路の一部を構成している。

電気回路の配線の一部は、転がり軸受２１のシールリング４０の外部に引き出され、その引き出された一部の電気回路や電源６２、出力検出装置７０等は、ハウジング１１やその周辺のフレーム等の不動の部材に取付られている。また、出力検出装置７０は、これらの電気回路を制御する機能も発揮する。

対の電極５３ａ，５３ｂ間に、異物排出口５５を通過できない大きさの金属からなる異物が付着することに伴って、出力検出装置７０は、電気回路の電気的出力の変化を検出し、潤滑油に含まれる金属片の状態（含有量）を検知することができる。

出力検出装置７０が検知する電気的出力は、電気回路における電圧の分圧出力である。分圧出力は、例えば、入力端子（電源）６３の電位をＥ（Ｖ）、ＧＮＤ端子６４の電位を０（Ｖ）とした場合における、その間に位置する出力端子６１の電位で示される。

鉄粉や剥離片（鉄片）等の金属からなる異物の付着により、対の電極５３ａ，５３ｂ間が電気的に短絡することによって、その電極間の抵抗値が小さくなる。一般的な傾向としては、付着量が少ないと電流が通過し得る部分の断面積が小さいので抵抗値が大きく、付着量が多いと電流が通過し得る部分の断面積が大きいので抵抗値が小さくなるので、上記の検出方法は、この傾向を利用して異物の付着量を把握するようにしたものである。異物の付着量が多ければ、潤滑油に含まれる金属片の含有量が多いと考えられる。

例えば、異物の吸着量が増えるにつれて、対の電極５３ａ，５３ｂ間の電気抵抗値は小さくなる。すなわち、信号出力の端子６１の電位は小さくなり、これにより出力検出装置７０が取得する出力電圧は小さくなる。このため、入力側である＋の端子６３の電位と、−側であるＧＮＤの端子６４の電位に対して、信号出力の端子６１の電位（分圧出力）を比較することによって、異物の吸着量を推定できる。ある異物の吸着量に対して、どの程度の出力電圧（信号出力の端子６１の電位＝分圧出力）になるかは、予め実験等で算出しておくことができる。図４（ｂ）では、ある時間が経過した際に、急激に信号出力の電位が低下しており、この際に、異物が大量に付着したと推測できる。

このため、例えば、信号出力の電圧に予め閾値を設けておき、信号出力の端子６１からの電気的出力が閾値以下になった場合に、出力検出装置７０は、転がり軸受を異常状態と判断するように設定することもできる。

また、この実施形態では、対の電極５３ａ，５３ｂによって、異物捕捉部５２のポケットの周壁部内面が形成されるようになっている。すなわち、異物捕捉部５２の漏斗状の内面は、対の電極５３ａ，５３ｂと、その対の電極５３ａ，５３ｂ間に設けられた絶縁体５４とで構成されている。絶縁体５４としては、樹脂やゴム、その他素材を採用できる。

図４の例では、対の電極５３ａ，５３ｂの間に絶縁体５４を密着して備え、絶縁体５４を挟んで両方の電極５３ａ，５３ｂに跨る漏斗状の凹部を備えている。また、異物排出口５５は、漏斗状の凹部の底に位置する。

このように、異物捕捉部５２の漏斗状の内面が、対の電極５３ａ，５３ｂと、その間に配置された絶縁体５４とで構成されたので、様々の大きさの異物に対応することができる。すなわち、異物排出口５５を通過できない大きさの異物は、その大きさに応じて、徐々に狭まる漏斗状の内面間のいずれかの部分に止まるので、確実に電極５３ａ，５３ｂ間を短絡することができる。すなわち、検出閾値以上の大きさの異物を、効率良く捕捉、検出する。

なお、この実施形態では、対の電極５３ａ，５３ｂ及び絶縁体５４は、異物捕捉部５２の異物排出口５５の内面にも至っているが、異物排出口５５の内面には対の電極５３ａ，５３ｂ及び絶縁体５４を露出させず、これを、異物排出口５５よりも上流側のみの範囲にとどめてもよい。

また、上記の実施形態では、循環経路１２の軸方向一端側の開口１２ｃは、シールリング４０内の遠心力付与流路５１に臨む構成としたが、この開口１２ｃを、シールリング４０外の空間に臨むようにした構成を採用することもできる。

この場合、シールリング４０は、循環経路１２の開口１２ｃのある方位にのみ、その開口１２ｃを覆い、且つ、異物の通過を阻止するフィルタを備えた循環経路閉塞部を備える構成とすることが望ましい。循環経路閉塞部は、循環経路１２の開口１２ｃと同数設けられる。前述の実施形態のように、循環経路１２の軸方向潤滑経路１２ａは２本設けられており、周方向に沿って１８０°の間隔をおいて２箇所に開口１２ｃを有しているので、循環経路閉塞部も、周方向に沿って１８０°の間隔をおいて２箇所に設けられることとなる。なお、シールリング４０とは別体の循環経路閉塞部をハウジング１１に取り付けてもよい。

循環経路閉塞部に備えるフィルタは、例えば、多数の貫通穴を設けることにより、これらの貫通穴によって、転がり軸受２３の軸受空間からの異物の通過を阻止し、潤滑油の通過は許容されるものとできる。このとき、貫通穴の内径の最大値は、作動機構部３０側へ侵入しても影響がない程度の異物の通過は許容されるよう、適宜の寸法に設定される。具体的には、異物排出口５５の内径と同じとできる。

また、この実施形態では、シールリング４０はハウジング１１と外輪１の両方に固定された形態となっているが、これを、ハウジング１１には固定せず外輪１のみに取り付けた構成としてもよい。逆に、外輪１には固定せずハウジング１１のみに取り付けた構成としてもよい。

また、この実施形態では、シールリング４０は合成樹脂の成形品からなるものとしたが、金属、ゴム等の他の素材を用いてもよい。

さらに、これらの実施形態では、外輪１は静止側、内輪２は回転側であり、シールリング４０は固定側である外輪１側に固定されるが、このシールリング４０を、回転側である内輪２に嵌合等により固定することも可能である。あるいは、内輪２に固定された他の部材に固定することも可能である。

また、外輪１を回転側、内輪２を静止側とした転がり軸受にもこの発明のシールリング４０を適用できる。この場合、シールリング４０は、静止側である内輪２側に固定した構成とすることもできるし、回転側である外輪１に固定した構成とすることもできる。

また、この実施形態ではシール部材を円環状のシールリング４０としたが、円環状以外のシール部材であっても、そのシール部材内に潤滑油の流路が設けられ、その流路が、軸受空間内から軸受外へと流出する潤滑油に遠心力を付与する遠心力付与流路を構成し、且つ、遠心力により潤滑油内から分離された異物を捕捉する異物捕捉部を備える限りにおいて、円環状のシール部材には限定されない。例えば、側面視における軸受空間の円周方向に沿って、Ｃ字状を成すシール部材等であってもよい。

また、この発明のシールリング４０は、実施形態以外の各種の転がり軸受にも適用できる。さらに、そのシールリング４０を備えた転がり軸受は、オイルポンプ以外の各種装置にも適用できる。特に、この発明の転がり軸受は、転がり軸受から発生する摩耗粉（鉄粉等）等の異物が、潤滑油の循環経路の途中にある作動機構部に侵入することを防ぐ必要がある種々の装置に適用できる。

１ 外輪（外側軌道輪）
２ 内輪（内側軌道輪）
３ 転動体
５，６，７ 間座
８ 押え部材
１０ オイルポンプ装置
１１ ハウジング
１２，１３ 循環経路
２０ 軸受ユニット
２１，２２，２３ 転がり軸受
３０ 作動機構部
３１ 接続部材
３２ 軸部材
４０ シールリング
５０ 羽
５１ 遠心力付与流路

Claims (7)

1. 外輪及び内輪と、
   前記外輪と前記内輪との間の軸受空間に配置される転動体と、
   前記外輪若しくは前記外輪に固定された部材、又は、前記内輪若しくは前記内輪に固定された部材の一方に取り付けられ、前記軸受空間内から軸受外へ通じる潤滑油通路を覆うシール部材と、
   前記シール部材に設けられ前記軸受空間内から軸受外へと流出する潤滑油に遠心力を付与する遠心力付与流路と、
   前記遠心力により潤滑油内から分離された異物を捕捉する異物捕捉部と、
   を備える転がり軸受。
2. 前記シール部材は前記軸受空間に沿う円環状であり、
   前記遠心力付与流路は、前記シール部材の円環に沿って形成された螺旋形状である
   請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記外輪は固定側、前記内輪は回転側であり、
   前記内輪に前記遠心力付与流路に臨む羽を備え、
   前記遠心力は前記内輪の回転に伴う羽の運動により付与される
   請求項１又は２に記載の転がり軸受。
4. 前記異物捕捉部は、前記遠心力付与流路の外周部に備える凹状のポケットである
   請求項１〜３のいずれか一つに記載の転がり軸受。
5. 前記異物捕捉部に、異物を検出するセンサ装置を備える
   請求項１〜４のいずれか一つに記載の転がり軸受。
6. 前記異物捕捉部は、前記異物捕捉部検出閾値未満の大きさの異物を軸受外へ排出する異物排出口を備え、
   前記センサ装置は、
   前記異物排出口の上流側に位置し互いに間隔を置いて配置される対の電極と、
   前記対の電極からそれぞれ配線が伸びて電源に至る電気回路と、
   前記対の電極間への金属からなる異物の付着に伴う前記電気回路の電気的出力の変化を検出することによって潤滑油に含まれる金属片の状態を検知する出力検出装置と
   を備える請求項５に記載の転がり軸受。
7. 前記対の電極の間に絶縁体を密着して備え、
   前記絶縁体を挟んで両方の前記電極に跨る漏斗状の凹部を備え、
   前記異物排出口は漏斗状の凹部の底に位置する
   請求項６に記載の転がり軸受。

Images