JP2017155818A - Ball bearing - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball bearing which has an improved loading capacity in an axial load than a standard deep groove ball bearing, prevents the intrusion of foreign matters having a specified particle diameter, and achieves lower torque and higher speed of the ball bearing.SOLUTION: A projection 152 is formed on a seal lip 151 of a seal member 150. An oil passage 180 communicating between a bearing interior space 170 and the exterior and not allowing the passing of foreign matters having a specified particle diameter, is formed between a seal slide face 114 sliding in a circumferential direction with respect to the projection 152, and the seal lip 151. With the rotation of the bearing, lubrication oil in the oil passage 180 is drawn into an interspace between the seal lip 151 and the seal slide face 114, and oil film formation in the interspace is promoted.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、転がり軸受及びシール部材を備える玉軸受に関する。   The present invention relates to a ball bearing including a rolling bearing and a seal member.

従来、自動車、各種建設用機械等の車両に搭載されたトランスミッション、ディファレンシャル等の回転部を支持する用途に好適な転がり軸受として、標準的な深溝玉軸受からアキシアル荷重の負荷能力を向上させた玉軸受がある(特許文献1)。   A ball bearing with improved axial load capacity from a standard deep groove ball bearing as a rolling bearing suitable for applications that support rotating parts such as transmissions and differentials mounted on vehicles such as automobiles and various construction machines. There is a bearing (Patent Document 1).

特許文献1に開示された玉軸受は、内輪と、外輪と、これら内輪及び外輪の軌道溝間に介在する複数の玉とを備え、前記内輪の軌道溝の両側に形成された一対の肩部のうち、アキシアル荷重を受ける負荷側の肩部が、反対の非負荷側の肩部よりも高く形成されている。負荷側の肩部を高くしている分、玉と軌道溝との負荷側での接触角が大きくなることを許容することができるので、深溝玉軸受がもっている軸受運転トルクの低トルク性と、アキシアル荷重の負荷能力向上とを両立させることができる。   The ball bearing disclosed in Patent Document 1 includes an inner ring, an outer ring, and a plurality of balls interposed between the race grooves of the inner ring and the outer ring, and a pair of shoulder portions formed on both sides of the race groove of the inner ring. Of these, the shoulder on the load side that receives the axial load is formed higher than the shoulder on the opposite non-load side. As the shoulder on the load side is raised, the contact angle on the load side between the ball and raceway groove can be allowed to increase, so the low-torque property of the bearing operating torque that the deep groove ball bearing has Moreover, it is possible to achieve both the load capacity improvement of the axial load.

特許文献1に開示された玉軸受をトランスミッションに適用する場合、ミッションハウジング内にギアの摩耗粉等の異物が混在するため、シール部材により、軸受内部空間への異物侵入を防ぎ、玉軸受の早期破損を防止することが行われている。   When the ball bearing disclosed in Patent Document 1 is applied to a transmission, foreign matters such as gear wear powder are mixed in the transmission housing. It is done to prevent damage.

一般的なシール部材は、ゴム状材料等で形成されたシールリップを有する。軌道輪、スリンガ等、シール部材に対して周方向に回転する軸受部品には、シールリップを滑り接触させるシール摺動面が形成されている。シールリップとシール摺動面が全周に亘って滑り接触するため、シールリップの引き摺り抵抗(シールトルク)による軸受トルクの上昇を招く。また、その滑り接触の摩擦は、転がり軸受の温度上昇を促進する。この温度上昇が進むと、軸受内部空間及び外部間の圧力差による吸着作用を招き、その摩擦が大きくなる。   A general seal member has a seal lip formed of a rubber-like material or the like. A bearing sliding surface that rotates in the circumferential direction with respect to the seal member, such as a bearing ring and a slinger, is formed with a seal sliding surface that makes the seal lip slide. Since the seal lip and the seal sliding surface are in sliding contact over the entire circumference, the bearing torque increases due to the drag resistance (seal torque) of the seal lip. Moreover, the friction of the sliding contact promotes the temperature rise of the rolling bearing. As the temperature rises, an adsorption action due to a pressure difference between the bearing internal space and the outside is caused, and the friction increases.

このようなシール部材のシールトルクを抑えるため、シール摺動面にショットピーニングを施すことにより、最大粗さRy2.5μm以下の微小凹凸を有するシール摺動面とし、その凹部に貯留した潤滑油によりシールリップ及びシール摺動面間の油膜形成を促進することが提案されている(特許文献2)。   In order to suppress the seal torque of such a seal member, by performing shot peening on the seal sliding surface, a seal sliding surface having minute irregularities with a maximum roughness Ry of 2.5 μm or less is obtained, and the lubricating oil stored in the concave portion is used. It has been proposed to promote oil film formation between the seal lip and the seal sliding surface (Patent Document 2).

特開2000−145795号公報JP 2000-145795 A 特開2007−107588号公報JP 2007-107588 A

しかしながら、特許文献2のようなショットピーニングによる低トルク化は、シールリップとシール摺動面間のすべり面積を低減させることでもたらされているが、その低減に限界があるので、達成し得る低トルク化が限られていた。   However, the torque reduction by shot peening as in Patent Document 2 is brought about by reducing the sliding area between the seal lip and the seal sliding surface. Torque was limited.

また、軸受運転の初期は、潤滑油の温度が比較的低いため、潤滑油の粘度が比較的高く、油膜を形成し易い潤滑条件にあるが、運転継続で油温が上昇して粘度が低下すると、油膜が切れ易い潤滑条件となる。軸受を高速運転する程、シールリップに対するシール摺動面の相対的な周速が大となり、シールリップ及びシール摺動面間の摩擦に伴う発熱が大となるので、油温上昇やシールリップの摩耗が進み易くなる。このため、玉軸受の高速運転や許容回転速度には、潤滑条件から限界がある。電気自動車(EV)では、駆動系の回転部を支持する玉軸受の高速運転の要求が強いが、ショットピーニングによる低トルク化では要求に応えきれない。   Also, in the initial stage of bearing operation, the temperature of the lubricating oil is relatively low, so the viscosity of the lubricating oil is relatively high, and it is in a lubricating condition where it is easy to form an oil film. Then, it becomes the lubrication conditions which an oil film is easy to cut | disconnect. As the bearing is operated at a higher speed, the relative peripheral speed of the seal sliding surface with respect to the seal lip increases, and heat generated due to friction between the seal lip and the seal sliding surface increases. Wear tends to progress. For this reason, there are limits to the high speed operation and allowable rotational speed of ball bearings due to lubrication conditions. In an electric vehicle (EV), there is a strong demand for high-speed operation of a ball bearing that supports a rotating portion of a drive system, but the demand cannot be met by reducing torque by shot peening.

非接触シール部材とすれば、シールトルクを無くすことは可能だが、シール部材及び軸受部品間の隙間の大きさについて所定粒径の異物侵入を防止できるような各種誤差の管理が難しくなる。   If a non-contact seal member is used, it is possible to eliminate the seal torque, but it becomes difficult to manage various errors that can prevent the entry of a foreign substance having a predetermined particle size with respect to the size of the gap between the seal member and the bearing component.

上述の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、標準的な深溝玉軸受からアキシアル荷重の負荷能力を向上させた玉軸受において、所定粒径の異物侵入を防ぎつつ、軸受運転トルクの低トルク化や高速化を図ることである。   In view of the above-mentioned background, the problem to be solved by the present invention is to improve the bearing operation torque while preventing foreign matter intrusion with a predetermined particle size in a ball bearing with improved axial load capacity from a standard deep groove ball bearing. The aim is to reduce torque and speed.

上記の課題を達成するため、この発明は、内輪と、外輪と、これら内輪及び外輪の軌道溝間に介在する複数の玉とを備え、前記内輪の軌道溝の両側に形成された一対の肩部のうち、アキシアル荷重を受ける負荷側の肩部が、反対の非負荷側の肩部よりも高く形成されている玉軸受において、前記内輪及び外輪間に形成された軸受内部空間の両端を密封する二つのシール部材と、前記シール部材に設けられたシールリップと、前記負荷側の肩部及び前記非負荷側の肩部にそれぞれ形成され、前記シールリップに対して周方向に摺動するシール摺動面と、前記シールリップの少なくとも周方向一箇所に形成され、前記軸受内部空間及び外部間に亘って連通する油通路を前記シール摺動面及び当該シールリップ間に生じさせる突起と、をさらに備え、前記シールリップに、当該シールリップ及び前記シール摺動面間を流体潤滑状態にすることが可能な態様で前記突起が形成されている構成にしたものである。   To achieve the above object, the present invention comprises an inner ring, an outer ring, and a plurality of balls interposed between the inner and outer raceway grooves, and a pair of shoulders formed on both sides of the inner ring raceway groove. In the ball bearing in which the shoulder on the load side receiving the axial load is formed higher than the shoulder on the opposite non-load side, both ends of the bearing inner space formed between the inner ring and the outer ring are sealed. Two seal members, a seal lip provided on the seal member, a seal formed on the load-side shoulder and the non-load-side shoulder, respectively, and sliding in the circumferential direction with respect to the seal lip A sliding surface, and a protrusion formed at least in one circumferential direction of the seal lip, and an oil passage communicating between the bearing internal space and the outside is formed between the seal sliding surface and the seal lip. More Wherein the sealing lip is obtained by the configuration in which the protrusion in the possible embodiments to between the sealing lip and the sealing sliding surface in a fluid lubrication state is formed.

上記構成によれば、負荷側の肩部が非負荷側の肩部よりも高く形成されているので、標準的な深溝玉軸受からアキシアル荷重の負荷能力を向上させた玉軸受となる。
その軸受内部空間を密封するシール摺動面及びシールリップ間において突起による油通路が生じ、油通路内の潤滑油が軸受回転に伴ってシール摺動面及びシールリップ間にくさび効果で引きずり込まれ、この間での油膜形成を促進する。このため、シールリップとシール摺動面とが油膜によって完全に分離されて直接接触しない状態(すなわち流体潤滑状態)で軸受運転を行えるので、シールトルクを実質的に零に近づけ、シールリップが実質的に摩耗せず、シールリップ及びシール摺動面間の摺動による発熱を抑えることができる。したがって、シールリップに対するシール摺動面の相対的な周速として許容し得る速度も高くなり、従来では達成できなかったシール付軸受の高速運転の要求にも応えることが可能となる。さらには、吸着作用も防止される。
また、油通路を通過可能な異物の粒径は、突起の突出高さに基づいて定めることができる。従い、侵入を防止すべき粒径を任意に定め、その所定粒径の異物が油通路から侵入しないようにすることが可能である。
このように、この発明は、上記構成の採用により、標準的な深溝玉軸受からアキシアル荷重の負荷能力を向上させた玉軸受において、所定粒径の異物侵入を防ぎつつ、軸受運転トルクの低トルク化や高速化を図ることができる。
According to the above configuration, since the shoulder portion on the load side is formed higher than the shoulder portion on the non-load side, the ball bearing has improved the load capacity of the axial load from the standard deep groove ball bearing.
An oil passage is formed between the seal sliding surface and the seal lip that seals the bearing internal space, and the lubricating oil in the oil passage is dragged between the seal sliding surface and the seal lip by the wedge effect as the bearing rotates. , Promote oil film formation during this period. For this reason, since the bearing operation can be performed in a state where the seal lip and the seal sliding surface are completely separated by the oil film and are not in direct contact with each other (that is, fluid lubrication state), the seal torque is brought close to substantially zero, and the seal lip is substantially reduced. Heat generation due to sliding between the seal lip and the seal sliding surface can be suppressed. Accordingly, an allowable speed as a relative peripheral speed of the seal sliding surface with respect to the seal lip is increased, and it is possible to meet a demand for a high-speed operation of a bearing with a seal that cannot be achieved conventionally. Furthermore, the adsorption action is also prevented.
Further, the particle size of the foreign matter that can pass through the oil passage can be determined based on the protrusion height of the protrusion. Accordingly, it is possible to arbitrarily determine the particle diameter to prevent intrusion and prevent foreign matters having the predetermined particle diameter from entering from the oil passage.
As described above, the present invention is a ball bearing in which the load capacity of the axial load is improved from the standard deep groove ball bearing by adopting the above-described configuration, and it is possible to reduce the bearing operation torque while preventing the intrusion of a predetermined particle size. And speeding up can be achieved.

この発明の第1の実施例に係る玉軸受を示す断面図Sectional drawing which shows the ball bearing which concerns on 1st Example of this invention 図1の図中右側のシール部材のシールリップ付近の拡大図Enlarged view of the vicinity of the seal lip of the right seal member in FIG. 図2のIII−III線の拡大断面図Fig. 2 is an enlarged sectional view taken along line III-III in Fig. 2. 第1の実施例に係るシールリップを軸方向から示す部分正面図The partial front view which shows the seal lip which concerns on 1st Example from an axial direction 車両のトランスミッション(AT/MT)内の潤滑油に含まれた異物の粒径分布と数を示す図The figure which shows the particle size distribution and number of the foreign material contained in the lubricating oil in a transmission (AT / MT) of a vehicle 図5の粒径分布の割合を示す円グラフPie chart showing the ratio of particle size distribution in FIG. 車両のトランスミッション(CVT)内の潤滑油に含まれた異物の粒径分布と数を示す図The figure which shows the particle size distribution and number of the foreign material contained in the lubricating oil in the transmission (CVT) of a vehicle 図7の粒径分布の割合を示す円グラフPie chart showing the ratio of particle size distribution in FIG. 流体潤滑モードを説明する潤滑領域図Lubrication area diagram explaining fluid lubrication mode この発明の第2の実施例に係るシールリップを示す部分斜視図The partial perspective view which shows the seal lip which concerns on 2nd Example of this invention (a)は図10のシールリップの加硫成形の様子を示す模式図、(b)は前記(a)で成形されたシールリップの模式図(A) is a schematic diagram showing a state of vulcanization molding of the seal lip of FIG. 10, and (b) is a schematic diagram of the seal lip molded in (a). (a)は仮想モデルのシールリップの加硫成形の様子を示す模式図、(b)は前記(a)で成形されたシールリップの模式図(A) is a schematic diagram showing the state of vulcanization molding of a virtual model seal lip, (b) is a schematic diagram of the seal lip molded in (a). この発明の第3の実施例に係るシール付軸受を示す断面図Sectional drawing which shows the bearing with a seal concerning the 3rd example of this invention 図13の図中右側のシール部材のシールリップ付近の拡大図13 is an enlarged view of the vicinity of the seal lip of the right seal member in FIG. この発明に係る玉軸受を備えるトランスミッションの一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of a transmission provided with the ball bearing which concerns on this invention

この発明の好ましい実施形態を説明する。
第1の実施形態では、前記負荷側の肩部に形成された前記シール摺動面の径と、前記非負荷側の肩部に形成された前記シール摺動面の径とが相異しており、前記負荷側の前記シール摺動面と同側に配置された前記シール部材での前記突起の数と、前記非負荷側の前記シール摺動面と同側の前記シール部材での前記突起の数とが相異している。負荷側の肩部及び非負荷側の肩部間に外径差が相異する。負荷側のシール摺動面の径と非負荷側のシール摺動面の径とを同径に形成することは困難であるから、これらシール摺動面の径を相異させることが好ましい。そうすると、負荷側の肩部に形成されたシール摺動面は、非負荷側の肩部に形成されたシール摺動面よりも大径になるので、内輪と外輪の相対回転時、負荷側のシールリップに対するシール摺動面の相対的な周速は、非負荷側のシールリップに対するシール摺動面の相対的な周速よりも高速になる。また、内輪と外輪の相対回転時、前述の肩部間の外径差により、軸受内部空間には、非負荷側の肩部から負荷側の肩部の方へ潤滑油を送るポンプ作用が生じる。これら周速差やポンプ作用の影響により、負荷側のシール摺動面及びシールリップ間と、非負荷側のシール摺動面及びシールリップ間とでは潤滑条件が相異する。第1の実施形態によれば、負荷側のシール部材での突起の数と、非負荷側のシール部材での突起の数とが相異しているので、内輪と外輪間の相対回転1回転当りの突起の通過回数を負荷側及び非負荷側のそれぞれで適切とし、これら両側で同等の油膜を形成したり、油膜の厚さを最適化したりすることができる。
A preferred embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment, the diameter of the seal sliding surface formed on the shoulder portion on the load side is different from the diameter of the seal sliding surface formed on the shoulder portion on the non-load side. And the number of the projections on the seal member arranged on the same side as the seal sliding surface on the load side, and the projection on the seal member on the same side as the seal sliding surface on the non-load side. The number is different. The difference in outer diameter is different between the shoulder on the load side and the shoulder on the non-load side. Since it is difficult to make the diameter of the load-side seal sliding surface and the diameter of the non-load-side seal sliding surface the same, it is preferable to make the diameters of these seal sliding surfaces different. As a result, the seal sliding surface formed on the shoulder on the load side has a larger diameter than the seal sliding surface formed on the shoulder on the non-load side. The relative peripheral speed of the seal sliding surface with respect to the seal lip is higher than the relative peripheral speed of the seal sliding surface with respect to the non-load side seal lip. Also, during the relative rotation of the inner ring and the outer ring, the above-mentioned difference in the outer diameter between the shoulder portions causes a pumping action to feed the lubricating oil from the shoulder portion on the non-load side toward the shoulder portion on the load side in the bearing internal space. . Due to the effect of these peripheral speed differences and pumping action, the lubrication conditions differ between the load-side seal sliding surface and the seal lip and between the non-load-side seal slide surface and the seal lip. According to the first embodiment, since the number of protrusions on the load-side seal member and the number of protrusions on the non-load-side seal member are different, one rotation of the relative rotation between the inner ring and the outer ring is made. It is possible to make the number of passes of the hitting projections appropriate on the load side and the non-load side, and to form an equivalent oil film on both sides, or to optimize the thickness of the oil film.

第2の実施形態では、前記負荷側の肩部に形成された前記シール摺動面の径と、前記非負荷側の肩部に形成された前記シール摺動面の径とが相異しており、前記負荷側の前記シール摺動面と同側に配置された前記シール部材での前記突起の周方向ピッチ角度と、前記非負荷側の前記シール摺動面と同側に配置された前記シール部材での前記突起の周方向ピッチ角度とが相異している。第2の実施形態によれば、負荷側のシール部材での突起の周方向ピッチ角度と、非負荷側のシール部材での突起の周方向ピッチ角度とが相異しているので、内輪と外輪間の相対回転1回転当りの突起の通過回数を負荷側及び非負荷側のそれぞれで適切とし、これら両側で同等の油膜を形成したり、油膜の厚さを最適化したりすることができる。   In the second embodiment, the diameter of the seal sliding surface formed on the shoulder portion on the load side is different from the diameter of the seal sliding surface formed on the shoulder portion on the non-load side. And the circumferential pitch angle of the protrusions at the seal member arranged on the same side as the seal sliding surface on the load side, and the side arranged on the same side as the seal sliding surface on the non-load side The circumferential pitch angle of the protrusions on the seal member is different. According to the second embodiment, since the circumferential pitch angle of the protrusions on the load-side seal member and the circumferential pitch angle of the protrusions on the non-load-side seal member are different, the inner ring and the outer ring The number of passages of protrusions per rotation relative to each other can be made appropriate on both the load side and the non-load side, and an equivalent oil film can be formed on both sides, and the thickness of the oil film can be optimized.

第3の実施形態では、前記突起が、周方向全周に亘って均一間隔で配置されている。第3の実施形態によれば、シール摺動面の全周に亘って油膜形成を均一に促進することができる。   In 3rd Embodiment, the said protrusion is arrange | positioned at equal intervals over the circumferential direction perimeter. According to the third embodiment, oil film formation can be promoted uniformly over the entire circumference of the seal sliding surface.

第4の実施形態では、前記突起と前記シール摺動面間の隙間は、油通路側で大、突起側で小のくさび状に形成されている。第4の実施形態によれば、軸受回転に伴い、油通路内の潤滑油は、突起とシール摺動面間の隙間で生じるくさび効果によって突起側へ引きずり込まれ易くなり、突起とシール摺動面間に油膜が形成され易くなる。また、くさび状に対応の突起形状により、シールトルクへの影響が大きい摺動接触の面積を減らすこともできる。   In the fourth embodiment, the gap between the protrusion and the seal sliding surface is formed in a wedge shape that is large on the oil passage side and small on the protrusion side. According to the fourth embodiment, as the bearing rotates, the lubricating oil in the oil passage is easily dragged to the protrusion side due to the wedge effect generated in the gap between the protrusion and the seal sliding surface, and the protrusion and the seal slide. An oil film is easily formed between the surfaces. Further, the protrusion shape corresponding to the wedge shape can reduce the area of the sliding contact that has a great influence on the seal torque.

第5の実施形態では、前記突起が、周方向と直交する向きに延びており、当該突起が、周方向幅の両端から周方向幅の中央に向かって次第に前記シール摺動面に接近するR形状になっている。第5の実施形態によれば、突起がシール摺動面との摺動方向である周方向に直交する向きに延び、かつ突起が摺動接触し得る領域を減らすR形状になっているので、突起とシール摺動面の摺動接触する領域を線状にすることができる。また、このようなR形状にすると、前述のくさび状の隙間のくさび角度が広大側から狭小側に向かって次第に小さくなることから、くさび効果を効果的に発生させて線状領域での油圧を高めることができ、突起とシール摺動面との間の潤滑状態を流体潤滑状態とすることが容易となる。また、シール部材の取り付け時、突起がシール摺動面に擦られても、R形状の突起が先端から周方向に曲がってしまう懸念がなく、取り付け時にシールトルクの低減性能を損なう恐れがない。   In the fifth embodiment, the protrusion extends in a direction orthogonal to the circumferential direction, and the protrusion gradually approaches the seal sliding surface from both ends of the circumferential width toward the center of the circumferential width. It has a shape. According to the fifth embodiment, the protrusion extends in a direction orthogonal to the circumferential direction that is the sliding direction with the seal sliding surface, and has an R shape that reduces the area in which the protrusion can come into sliding contact. A region where the protrusion and the sliding surface of the seal are in sliding contact with each other can be linear. In addition, with such an R shape, the wedge angle of the aforementioned wedge-shaped gap gradually decreases from the wide side toward the narrow side, so that the wedge effect is effectively generated and the hydraulic pressure in the linear region is increased. Therefore, the lubrication state between the protrusion and the seal sliding surface can be easily changed to the fluid lubrication state. Further, even when the protrusion is rubbed against the seal sliding surface when the seal member is attached, there is no concern that the R-shaped protrusion will bend in the circumferential direction from the tip, and there is no fear that the sealing torque reduction performance will be impaired during attachment.

以下、この発明に係る第1の実施例を図1〜図9に基づいて説明する。図1に示すように、第1の実施例は、内輪110と、外輪120と、保持器130に保持された複数の玉140と、二つのシール部材150、160とを備える玉軸受100となっている。なお、以下では、玉軸受100の軸受中心軸に沿った方向を「軸方向」という。軸方向に直交する方向を「径方向」という。軸受中心軸回りの円周方向を「周方向」という。   A first embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the first embodiment is a ball bearing 100 including an inner ring 110, an outer ring 120, a plurality of balls 140 held by a cage 130, and two seal members 150 and 160. ing. Hereinafter, a direction along the bearing central axis of the ball bearing 100 is referred to as an “axial direction”. The direction orthogonal to the axial direction is called “radial direction”. The circumferential direction around the bearing central axis is called “circumferential direction”.

内輪110及び外輪120によって環状の軸受内部空間170が形成される。複数の玉140は、軸受内部空間170内で内輪110及び外輪120間に介在しながら公転する。軸受内部空間170には、グリース、オイルバス等の適宜の手段により、潤滑油が供給される。   An annular bearing inner space 170 is formed by the inner ring 110 and the outer ring 120. The plurality of balls 140 revolve in the bearing inner space 170 while being interposed between the inner ring 110 and the outer ring 120. Lubricating oil is supplied to the bearing internal space 170 by appropriate means such as grease and an oil bath.

内輪110は、回転軸(図示省略)に取り付けられ、回転軸と一体に回転する。回転軸は、例えば、車両のトランスミッション又はディファレンシャルの回転部として設けられる。外輪120は、ハウジング、ギア等、前記回転軸からの荷重を負荷させる部材に取り付けられる。   The inner ring 110 is attached to a rotating shaft (not shown) and rotates integrally with the rotating shaft. The rotating shaft is provided, for example, as a vehicle transmission or a differential rotating portion. The outer ring 120 is attached to a member that applies a load from the rotating shaft, such as a housing or a gear.

内輪110及び外輪120は、それぞれ横断面(図示断面に相当)において玉140の円周の約1/3に相当し、かつ周方向全周に亘って途切れのない軌道溝111、121をもっている。   The inner ring 110 and the outer ring 120 respectively have track grooves 111 and 121 that correspond to about one third of the circumference of the ball 140 in a transverse cross section (corresponding to the cross section shown in the figure) and are uninterrupted over the entire circumference in the circumferential direction.

内輪110は、軌道溝111の両側に形成された一対の肩部112、113を有する。これら肩部112、113のうち、アキシアル荷重を受ける負荷側(図中右側)の肩部112が、反対の非負荷側(図中左側)の肩部113よりも高く形成されている。非負荷側の肩部113は、深溝玉軸受相当の肩高さになっている。したがって、玉軸受100は、深溝玉軸受の良好な低トルク性を奏するものでありながら、深溝玉軸受よりも優れたアキシアル荷重の負荷能力をもっている。なお、外輪120にも負荷側の肩部と非負荷側の肩部との間で肩高さの差が設定されている。   The inner ring 110 has a pair of shoulder portions 112 and 113 formed on both sides of the raceway groove 111. Among these shoulder portions 112 and 113, the shoulder portion 112 on the load side (right side in the drawing) that receives an axial load is formed higher than the shoulder portion 113 on the opposite non-load side (left side in the drawing). The shoulder 113 on the non-load side has a shoulder height equivalent to a deep groove ball bearing. Therefore, the ball bearing 100 has a load capacity of an axial load superior to that of the deep groove ball bearing while exhibiting the good low torque property of the deep groove ball bearing. The outer ring 120 also has a shoulder height difference between the shoulder on the load side and the shoulder on the non-load side.

外輪120の内周の端部に、シール部材150、160を保持するシール溝122、122が形成されている。シール部材150、160は、外輪120のシール溝122、122に保持されている。シール部材150、160は、その外周縁をシール溝122、122に圧入することにより、外輪120に取り付けられる。   Seal grooves 122 and 122 for holding the seal members 150 and 160 are formed at the inner peripheral end of the outer ring 120. The seal members 150 and 160 are held in the seal grooves 122 and 122 of the outer ring 120. The seal members 150 and 160 are attached to the outer ring 120 by press-fitting their outer peripheral edges into the seal grooves 122 and 122.

シール部材150、160は、軸受内部空間170及び外部間を区切り、軸受内部空間170の両端を密封する。シール部材150、160を境界とした外部側には、ギアの摩耗粉、クラッチの摩耗粉、微小砕石等、玉軸受100の組み込み先に応じた異物が存在する。このような粉状の異物は、潤滑油や雰囲気の流れによってシール部材150、160付近に到達し得る。シール部材150、160は、外部から軸受内部空間170への異物侵入を防止する。   The seal members 150 and 160 separate the bearing inner space 170 from the outside, and seal both ends of the bearing inner space 170. On the outer side with the seal members 150 and 160 as a boundary, there are foreign matters such as gear wear powder, clutch wear powder, fine crushed stone, and the like depending on where the ball bearing 100 is assembled. Such powdery foreign matter can reach the vicinity of the seal members 150 and 160 by the flow of lubricating oil or atmosphere. Seal members 150 and 160 prevent foreign matter from entering the bearing internal space 170 from the outside.

シール部材150、160は、その内周側で舌片状に突き出たシールリップ151、161を有する。シールリップ151、161は、ラジアルリップになっている。ここで、ラジアルリップは、軸方向に沿ったシール摺動面又は軸方向に対して45°以内の鋭角の勾配をもったシール摺動面と密封作用を奏するシールリップであって、当該シール摺動面との間に径方向の締め代をもったもののことをいう。   The seal members 150 and 160 have seal lips 151 and 161 protruding in a tongue shape on the inner peripheral side thereof. The seal lips 151 and 161 are radial lips. Here, the radial lip is a seal lip having a sealing action with a seal sliding surface along the axial direction or a seal sliding surface with an acute angle gradient of 45 ° or less with respect to the axial direction. This means that there is a radial allowance between the moving surface.

内輪110の外周には、シールリップ151、161に対して周方向に摺動するシール摺動面114、115が形成されている。負荷側(図中右側)の肩部112に形成されたシール摺動面114は、当該肩部112の外径を規定するように周方向全周に亘る円筒面状になっている。非負荷側(図中左側)の肩部113に形成されたシール摺動面115は、非負荷側の肩部113の外径を規定するように周方向全周に亘る円筒面状になっている。   Seal sliding surfaces 114 and 115 that slide in the circumferential direction with respect to the seal lips 151 and 161 are formed on the outer periphery of the inner ring 110. The seal sliding surface 114 formed on the shoulder portion 112 on the load side (right side in the figure) has a cylindrical surface extending over the entire circumference in the circumferential direction so as to define the outer diameter of the shoulder portion 112. The seal sliding surface 115 formed on the shoulder portion 113 on the non-load side (left side in the figure) has a cylindrical surface over the entire circumference in the circumferential direction so as to define the outer diameter of the shoulder portion 113 on the non-load side. Yes.

負荷側の肩部112の外径と非負荷側の肩部113の外径との間に大きな径差があるため、負荷側の肩部112に形成されたシール摺動面114の径と、非負荷側の肩部113に形成されたシール摺動面115の径とが相異している。すなわち、図中右側のシール摺動面114の径は、図中左側のシール摺動面115の径よりも大きい。このため、軸受運転中、図中右側のシール摺動面114の周速は、図中左側のシール摺動面115よりも高速になる。   Since there is a large diameter difference between the outer diameter of the load-side shoulder 112 and the outer diameter of the non-load-side shoulder 113, the diameter of the seal sliding surface 114 formed on the load-side shoulder 112, The diameter of the seal sliding surface 115 formed on the non-load side shoulder 113 is different. That is, the diameter of the seal sliding surface 114 on the right side in the drawing is larger than the diameter of the seal sliding surface 115 on the left side in the drawing. For this reason, during the bearing operation, the peripheral speed of the seal sliding surface 114 on the right side in the drawing becomes higher than that of the seal sliding surface 115 on the left side in the drawing.

また、軸受運転中、軸受内部空間では、前述の肩部112、113間の径差により、潤滑油を図中左側から右側へ送るポンプ作用が生じる。   Further, during the operation of the bearing, in the bearing inner space, a pumping action for sending the lubricating oil from the left side to the right side in the figure occurs due to the above-described difference in diameter between the shoulder portions 112 and 113.

図中右側のシール部材150と、図中左側のシール部材160との間には、外輪120の図中右側のシール溝122と図中左側のシール溝122間の径差に対応の外径差と、内輪110の図中右側のシール摺動面114と図中左側のシール摺動面115間の径差に対応の内径差とが設定されているが、それ以外では同様の構造となっている。そこで、シール部材150、160の更なる詳細については、図中右側のシール部材150を代表例として説明し、シール部材160については必要に応じてシール部材150と対応の番号を図1中に付すに留める。   Between the seal member 150 on the right side in the drawing and the seal member 160 on the left side in the drawing, the outer diameter difference corresponding to the diameter difference between the seal groove 122 on the right side in the drawing and the seal groove 122 on the left side in the drawing of the outer ring 120. And an inner diameter difference corresponding to the difference in diameter between the seal sliding surface 114 on the right side of the inner ring 110 and the seal sliding surface 115 on the left side in the drawing is set. Yes. Therefore, for further details of the seal members 150 and 160, the seal member 150 on the right side in the drawing will be described as a representative example, and the seal member 160 will be given a number corresponding to the seal member 150 in FIG. Keep on.

図1のシール部材150のシールリップ151付近を図2に拡大して示す。また、図2中のIII−III線の断面図を図3に示す。この断面は、シールリップ151とシール摺動面114との間におけるシール摺動面114との直交方向の隙間(後述の油通路180を含む)について、設計上、シール摺動面114との直交方向に最も狭いところでの様子を示すものである。また、シールリップ151を軸受内部空間側から軸方向に視たときの外観を図4に示す。図4は、図1に示すシール部材150の単独かつ自然な状態におけるシールリップ151の外形を描いたものである。ここで、自然な状態は、単独の状態にあるシール部材に外力が作用していない、すなわち当該シール部材が外力によって変形していない状態のことをいう(以下、この状態のことを単に「自然状態と呼ぶ」。)。   FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the seal lip 151 of the seal member 150 of FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. This cross section is orthogonal to the seal sliding surface 114 in terms of design with respect to a gap in a direction orthogonal to the seal sliding surface 114 (including an oil passage 180 described later) between the seal lip 151 and the seal sliding surface 114. It shows the situation in the narrowest direction. Moreover, the external appearance when the seal lip 151 is viewed in the axial direction from the bearing internal space side is shown in FIG. FIG. 4 depicts the outer shape of the seal lip 151 in the natural and natural state of the seal member 150 shown in FIG. Here, the natural state means a state where no external force is applied to the seal member in a single state, that is, the state where the seal member is not deformed by the external force (hereinafter, this state is simply referred to as “natural”). Call it a state. ")

図2〜図4に示すように、シールリップ151は、シール摺動面114との直交方向、すなわちシール摺動面114に接する接線に垂直な法線方向に突出高さをもった突起152を有する。シール摺動面114が軸受中心軸を中心とした円筒面状なので、これとの直交方向は、径方向に相当する。   As shown in FIGS. 2 to 4, the seal lip 151 has a protrusion 152 having a protrusion height in a direction perpendicular to the seal sliding surface 114, that is, a normal direction perpendicular to a tangent line contacting the seal sliding surface 114. Have. Since the seal sliding surface 114 has a cylindrical surface centered on the bearing central axis, the direction orthogonal thereto corresponds to the radial direction.

シールリップ151は、シール部材150の自然状態においてシールリップ151の内径を規定する先端153を有する。   The seal lip 151 has a tip 153 that defines the inner diameter of the seal lip 151 in the natural state of the seal member 150.

シールリップ151及びシール摺動面114間に径方向の締め代が設定されている。この締め代により、シール摺動面114に径方向に押し付けられたシールリップ151が外部側へ曲がったゴム状弾性の変形を生じ、シールリップ151の緊迫力を生む。シール部材150の取り付け誤差、製造誤差等は、シールリップ151の曲がり具合の変化によって吸収される。   A margin in the radial direction is set between the seal lip 151 and the seal sliding surface 114. Due to this tightening allowance, the seal lip 151 pressed in the radial direction against the seal sliding surface 114 is deformed into a rubber-like elastic shape that is bent to the outside, and generates a tightening force of the seal lip 151. A mounting error, a manufacturing error, and the like of the seal member 150 are absorbed by a change in the degree of bending of the seal lip 151.

突起152は、周方向と直交する向きに延びている。突起152は、シールリップ151の先端153まで及んでおり、シール摺動面114との間に径方向の締め代をもった範囲の概ね全域に亘って形成されている。   The protrusion 152 extends in a direction orthogonal to the circumferential direction. The protrusion 152 extends to the tip 153 of the seal lip 151 and is formed over substantially the entire range having a radial interference with the seal sliding surface 114.

突起152は、周方向に一定の間隔dで並んでいる。シールリップ151を軸方向から視た外観で考えると、複数の突起152が、間隔dに対応の一定のピッチ角度θで周方向に配置された放射状となって現れている。なお、放射中心は、図外のシール部材150の中心軸(軸受中心軸に一致)上にある。   The protrusions 152 are arranged at a constant interval d in the circumferential direction. Considering the appearance of the seal lip 151 viewed from the axial direction, the plurality of protrusions 152 appear radially in a circumferential direction with a constant pitch angle θ corresponding to the distance d. In addition, the radiation center is on the center axis (coincident with the bearing center axis) of the seal member 150 (not shown).

周方向に隣り合う突起152間の間隔d及び突起152の周方向幅wは、放射状に配置された各突起152がシールリップ151の先端153付近に存在していることと相俟って、シールリップ151が各突起152上でのみシール摺動面114と摺動接触し得るものとなり、各突起152間に油通路180が常に生じさせられるように設定されている。すなわち、シール部材150の取り付け時、シール摺動面114に接触する突起152がシールリップ151の緊迫力に抗して突っ張ることにより、突起152を境とした周方向両側において軸受内部空間170及び外部間に亘って連通する油通路180が生じる。潤滑油は、外部から油通路180を通って軸受内部空間170へ至る。軸受内部空間170内に入った潤滑油や、グリースを封入している場合の基油は、軸受内部空間170から油通路180を通って外部へ至る。   The distance d between the protrusions 152 adjacent to each other in the circumferential direction and the circumferential width w of the protrusions 152 are coupled with the fact that the protrusions 152 arranged radially are present near the tip 153 of the seal lip 151. The lip 151 can come into sliding contact with the seal sliding surface 114 only on each protrusion 152, and the oil passage 180 is always generated between the protrusions 152. That is, when the seal member 150 is attached, the protrusion 152 that contacts the seal sliding surface 114 is stretched against the tight force of the seal lip 151, so that the bearing inner space 170 and the outer side are formed on both sides in the circumferential direction with the protrusion 152 as a boundary. An oil passage 180 communicating between them is formed. The lubricating oil passes from the outside through the oil passage 180 to the bearing internal space 170. Lubricating oil that has entered the bearing internal space 170 and base oil in the case where grease is sealed reach the outside through the oil passage 180 from the bearing internal space 170.

油通路180を通過可能な粒径は、突起152のシール摺動面114との直交方向の突出高さhに基づいて定めることができる。従い、第1の実施例は、侵入を防止すべき粒径を任意に定め、その所定粒径の異物が油通路180から軸受内部空間170へ侵入しないようにすることが可能である。   The particle diameter that can pass through the oil passage 180 can be determined based on the protrusion height h of the protrusion 152 in the direction orthogonal to the seal sliding surface 114. Therefore, in the first embodiment, it is possible to arbitrarily determine the particle diameter to prevent intrusion and prevent foreign matters having the predetermined particle diameter from entering the bearing internal space 170 from the oil passage 180.

転がり軸受の早期破損原因となるような摩耗粉は、粒径50μmを超えるような異物である。突起152の突出高さhを0.05mm以下に設定しておけば、そのような摩耗粉が通過できない油通路180を生じさせることができる。一方、油通路180の通油性を良好にするため、突起152の突出高さhを0.05mm以上に設定することが好ましい。   The wear powder that causes early breakage of the rolling bearing is a foreign matter having a particle diameter exceeding 50 μm. If the protrusion height h of the protrusion 152 is set to 0.05 mm or less, an oil passage 180 through which such wear powder cannot pass can be generated. On the other hand, in order to improve the oil permeability of the oil passage 180, the protrusion height h of the protrusion 152 is preferably set to 0.05 mm or more.

突起152及びシール摺動面114間に生じる隙間は、油通路180に周方向に近い側が大、突起152に周方向に近い側が小となるくさび状に形成されている。図3に示すように、内輪110の回転に伴い、シール摺動面114がシールリップ151に対して周方向に回転するとき(同図中に回転方向を矢線Aで示す。)、油通路180内の潤滑油(図中にドット模様で示す。)は、シール摺動面114の回転に伴ってシール摺動面114及びシールリップ151の突起152間に引きずり込まれ、この間での油膜形成を促進する。このため、シールリップ151とシール摺動面114間の摩擦係数(μ)が低下し、シールトルクが低減する。さらに、軸受内部空間170及び外部間の通油性は、油通路180によって向上する。このため、玉軸受100の温度上昇が抑制され、ひいては、シールリップ151の吸着作用も防止される。   The gap formed between the protrusion 152 and the seal sliding surface 114 is formed in a wedge shape in which the side close to the circumferential direction of the oil passage 180 is large and the side close to the circumferential direction of the protrusion 152 is small. As shown in FIG. 3, when the seal sliding surface 114 rotates in the circumferential direction with respect to the seal lip 151 as the inner ring 110 rotates (the direction of rotation is indicated by an arrow A in the figure), the oil passage. The lubricating oil in 180 (indicated by a dot pattern in the drawing) is dragged between the seal sliding surface 114 and the projection 152 of the seal lip 151 as the seal sliding surface 114 rotates, and an oil film is formed between them. Promote. For this reason, the coefficient of friction (μ) between the seal lip 151 and the seal sliding surface 114 is lowered, and the seal torque is reduced. Further, oil permeability between the bearing internal space 170 and the outside is improved by the oil passage 180. For this reason, the temperature rise of the ball bearing 100 is suppressed, and consequently the adsorption action of the seal lip 151 is also prevented.

図1に示すように、シール部材150は、金属板製の芯金155と、芯金155の少なくとも内径部に付着した加硫ゴム材156により形成されている。シールリップ151は、加硫ゴム材156により舌片状に形成されている。芯金155は、周方向全周に亘る環状に形成されたプレス加工部品になっている。加硫ゴム材156は、加硫成形されたゴム部になっている。シール部材150は、例えば、芯金155を型に入れて加硫ゴム材156を加硫成形することにより、一体の部品として製造される。加硫ゴム材156は、芯金155の全体に付着させてもよいし、芯金155の内径部のみに付着させてもよい。   As shown in FIG. 1, the seal member 150 is formed by a metal core 155 made of a metal plate and a vulcanized rubber material 156 attached to at least an inner diameter portion of the metal core 155. The seal lip 151 is formed in a tongue shape by a vulcanized rubber material 156. The metal core 155 is a press-worked part formed in an annular shape over the entire circumference. The vulcanized rubber material 156 is a vulcanized rubber part. The seal member 150 is manufactured as an integral part by, for example, placing the cored bar 155 in a mold and vulcanizing and molding the vulcanized rubber material 156. The vulcanized rubber material 156 may be attached to the entire core metal 155 or may be attached only to the inner diameter portion of the core metal 155.

このように、第1の実施例は、シールリップ151の加硫成形時に突起152をシールリップ151に形成することが可能であり、また、シール摺動面114を加工の容易な円筒面状、溝状等、全周に亘って同じ断面形状として軌道輪に直接形成することが簡単である。   As described above, in the first embodiment, the protrusion 152 can be formed on the seal lip 151 at the time of vulcanization molding of the seal lip 151, and the seal sliding surface 114 has a cylindrical surface shape that is easy to process, It is easy to directly form the raceway with the same cross-sectional shape over the entire circumference, such as a groove shape.

シールリップ151の緊迫力や潤滑油の油圧により、中実な突起152に実質的変形(突起152とシール摺動面114間の潤滑性能に影響を及ぼすような変形)が生じないようになっている。したがって、軸受運転中の突起152の形状は、シールリップ151の加硫成型の際に転写された形状と同じに考えてよい。   Due to the tightening force of the seal lip 151 and the oil pressure of the lubricating oil, the solid protrusion 152 is not substantially deformed (deformation that affects the lubricating performance between the protrusion 152 and the seal sliding surface 114). Yes. Therefore, the shape of the protrusion 152 during the bearing operation may be considered to be the same as the shape transferred when the seal lip 151 is vulcanized.

この玉軸受100は、車両のトランスミッション内の回転部を支持する用途を想定している。車両のトランスミッション内に存在する玉軸受への給油は、一般に、跳ねかけ、オイルバス、ノズル噴射等の適宜の方式で行われる。よって、玉軸受の内輪もしくは外輪に固定されるシールの周辺には、潤滑油が存在する。給油される潤滑油は、トランスミッション内に存在するギア等の他の潤滑部分でも共通に用いられるものである。その潤滑油は、オイルポンプで循環されており、その循環経路に設けられたオイルフィルタによって濾過される。   This ball bearing 100 is assumed to be used for supporting a rotating part in a transmission of a vehicle. In general, oil supply to a ball bearing existing in a transmission of a vehicle is performed by an appropriate method such as splashing, oil bath, nozzle injection, or the like. Therefore, lubricating oil exists around the seal fixed to the inner ring or outer ring of the ball bearing. The lubricating oil to be supplied is commonly used in other lubricating parts such as gears existing in the transmission. The lubricating oil is circulated by an oil pump, and is filtered by an oil filter provided in the circulation path.

本願の発明者は、実際に市場で使用された潤滑油を車両の走行距離別に回収し、それら使用済み潤滑油に混ざっている異物の数、異物の粒径の分布、異物の材料を調べた。そのオーマチックトランスミッション(AT)又はマニュアルトランスミッション(MT)の車両8台から回収した潤滑油について調べた異物の数と粒径分布を図5に示す。図5の縦軸は対数目盛りとし、横軸に車両の走行距離を取り、その縦軸に異物(微粒きょう雑物)の100ml当りの個数を取っている。計数対象とする異物は、粒径5μm以上のものとした。計数は、粒径の区分ごとに行った。その区分は、粒径5μm以上15μm未満、粒径15μm以上25μm未満、粒径20μm以上50μm未満、粒径50μm以上100μm未満、粒径100μm以上としている。ここでの測定は、ハイアックロイコ社製の型番8000Aの測定機にて、微粒きょう雑物質量法を用いた。図5の粒径分布を図6に円グラフで示す。   The inventor of the present application collects the lubricating oil actually used in the market according to the mileage of the vehicle, and investigated the number of foreign matters mixed in the used lubricating oil, the particle size distribution of the foreign matters, and the foreign material. . FIG. 5 shows the number of foreign substances and the particle size distribution of the lubricating oil collected from the eight vehicles of the automatic transmission (AT) or the manual transmission (MT). The vertical axis in FIG. 5 is a logarithmic scale, the horizontal axis is the distance traveled by the vehicle, and the vertical axis is the number of foreign substances (fine particles) per 100 ml. The foreign objects to be counted were those having a particle size of 5 μm or more. Counting was performed for each particle size category. The particle size ranges from 5 μm to less than 15 μm, particle size from 15 μm to less than 25 μm, particle size from 20 μm to less than 50 μm, particle size from 50 μm to less than 100 μm, and particle size of 100 μm or more. In this measurement, a fine particle substance amount method was used with a measuring machine of model number 8000A manufactured by Hiac Royco. The particle size distribution of FIG. 5 is shown as a pie chart in FIG.

図7は、無段変速機(CVT)の車両10台から回収した潤滑油について調べた異物の数と粒径分布を図5と同様に示した。図7の粒径分布を図8に円グラフで示す。回収対象とした車両メーカー、車種、走行距離はばらばらであるが、図5、図6と図7、図8との比較から明らかなように、ギアが多用されるAT/MTの方がCVTよりも異物の粒径、異物の数ともに多い傾向が認められた。また、トランスミッションの形式を問わず、粒径の分布としては、50μm以下のものが99.9%以上を占めた。粒径50μmを超える異物の数は、走行距離が大きくなってもAT/MTの場合で1000個未満、CVTの場合で200個未満であった。このことは、近年、オイルフィルタの性能が向上し、潤滑油中の異物が微細化している(つまり大きな粒径の異物がオイルフィルタで取り除かれる)ことを示している。   FIG. 7 shows the number of foreign matters and the particle size distribution of the lubricating oil collected from 10 vehicles of continuously variable transmissions (CVT), as in FIG. The particle size distribution of FIG. 7 is shown as a pie chart in FIG. Vehicle manufacturers, vehicle types, and travel distances that are subject to collection vary, but as is clear from a comparison between FIGS. 5, 6, 7, and 8, AT / MT that uses a lot of gear is better than CVT There was also a tendency for both the particle size of foreign matter and the number of foreign matters to be large. Regardless of the type of transmission, the particle size distribution accounted for 99.9% or more when the particle size was 50 μm or less. The number of foreign matters having a particle size exceeding 50 μm was less than 1000 in the case of AT / MT and less than 200 in the case of CVT even when the travel distance was increased. This indicates that in recent years, the performance of the oil filter has been improved, and foreign matters in the lubricating oil have become finer (that is, foreign matters having a large particle diameter are removed by the oil filter).

一方、軸受内部の潤滑油が異物を含む場合に、その異物の粒径と軸受寿命との関係について調査を行なったところ、粒径の大きな異物が多くなる程に軸受寿命が低下する傾向は存在するが、近年のトランスミッション内の環境のように粒径50μm以上の異物が少々存在する程度であれば、シールが無い状態で、異物が軸受内部に入っても、転がり軸受の寿命比(実際寿命の計算寿命に対する比)が、自動車のトランスミッションでの実用に十分耐えうる値(例えば7〜10倍程度)を示すことが分かった。   On the other hand, when the lubricating oil inside the bearing contains foreign matter, the relationship between the particle size of the foreign matter and the bearing life was investigated, and there is a tendency for the bearing life to decrease as the foreign matter with larger particle size increases. However, if there is a small amount of foreign matter with a particle size of 50 μm or more as in recent transmission environments, the life ratio of the rolling bearing (actual life even if foreign matter enters the bearing without seal) It was found that the ratio to the calculated life) shows a value (for example, about 7 to 10 times) that can be sufficiently put into practical use in an automobile transmission.

以上の結果に基づき、車両のトランスミッションやディファレンシャルギヤ等の駆動系の回転部支持に用いられる玉軸受に対し、オイルフィルタで濾過される潤滑油を給油する場合、粒径50μmを超えるような大きな異物が軸受内部へ侵入することをシール部材で防止する限り、潤滑油に含まれる粒径50μm以下の異物が軸受内部に侵入することを許容しても軸受寿命に問題を起こさない、といえる。そして、これを許容するのならば、シールリップとシール摺動面間での潤滑油の流通を潤沢に確保し、前述のくさび効果と相俟ってシールリップとシール摺動面間を流体潤滑状態にすることが実現可能である。   Based on the above results, when the lubricating oil filtered by the oil filter is supplied to the ball bearing used to support the rotating part of the drive system such as the transmission of the vehicle and the differential gear, a large foreign matter having a particle diameter exceeding 50 μm As long as the seal member prevents the intrusion from entering the inside of the bearing, it can be said that there is no problem in the bearing life even if a foreign matter having a particle size of 50 μm or less contained in the lubricating oil is allowed to enter the inside of the bearing. If this is allowed, fluid flow between the seal lip and the seal sliding surface should be ensured, and the lubrication between the seal lip and the seal sliding surface should be combined with the aforementioned wedge effect. It is feasible to get into the state.

そこで、図2、図3に示すように、突起152の高さhは、0.05mmに設定されている。この突起152の高さhは、設計上、シール摺動面114と摺動接触し得る範囲内において最も高い位置での値である。この位置は、各突起152とシール摺動面114との間に設定された締め代が最大となるところでもある。軸受運転中の突起152の変形量は無視できるから、シールリップ151とシール摺動面114との間におけるシール摺動面114との直交方向の隙間(油通路180を含む)は、シール摺動面114との直交方向に最も狭いところで突起152の高さhに相当の広さとなり、実質的に0.05mmを超えない。このため、粒径50μmを超える異物が外部の潤滑油に含まれていたとしても、その異物が油通路180を通過することは略起こらない、と考えられる。   Therefore, as shown in FIGS. 2 and 3, the height h of the protrusion 152 is set to 0.05 mm. The height h of the protrusion 152 is a value at the highest position in the range where the seal sliding surface 114 can be in sliding contact with the design. This position is also where the tightening margin set between each protrusion 152 and the seal sliding surface 114 is maximized. Since the deformation amount of the protrusion 152 during the operation of the bearing is negligible, a gap (including the oil passage 180) in the direction perpendicular to the seal sliding surface 114 between the seal lip 151 and the seal sliding surface 114 is the seal sliding. The narrowest portion in the direction orthogonal to the surface 114 has a width corresponding to the height h of the protrusion 152 and does not substantially exceed 0.05 mm. For this reason, even if a foreign matter having a particle size of more than 50 μm is included in the external lubricating oil, it is considered that the foreign matter hardly passes through the oil passage 180.

シールリップ151に対してシール摺動面114が相対的に図中矢線方向に回転すると、油通路180内の潤滑油が突起152とシール摺動面114との間のくさび状の隙間に引き摺り込まれる。前述のくさび状の隙間におけるくさび角度は、引き込まれる潤滑油が存在する広大側の油通路180から狭小側に向かって次第に小さくなることから、突起152とシール摺動面114とが摺動接触し得る線状領域(仮想アキシアル平面Pax上)に近いところ程、くさび効果が強く生じる。したがって、その線状領域での油膜の油圧をより効果的に高め、突起152をシール摺動面114から完全に離れさせ、その線状領域での油膜を厚く生じさせることができ、ひいては、突起152とシール摺動面114との間の潤滑状態を流体潤滑状態とすることが容易となる。   When the seal sliding surface 114 rotates relative to the seal lip 151 in the direction of the arrow in the figure, the lubricating oil in the oil passage 180 is dragged into the wedge-shaped gap between the projection 152 and the seal sliding surface 114. It is. The wedge angle in the above-mentioned wedge-shaped gap gradually decreases from the wide oil passage 180 where the drawn lubricating oil exists to the narrow side, so that the protrusion 152 and the seal sliding surface 114 are in sliding contact with each other. The closer to the linear region to be obtained (on the virtual axial plane Pax), the stronger the wedge effect occurs. Therefore, the oil pressure of the oil film in the linear region can be increased more effectively, the protrusion 152 can be completely separated from the seal sliding surface 114, and the oil film in the linear region can be generated thickly. It becomes easy to make the lubrication state between 152 and the seal sliding surface 114 a fluid lubrication state.

ここで、突起152とシール摺動面114との間を完全に分離させる油膜があれば、突起152に対してとシール摺動面114が直接に接触しない状態で摺動する流体潤滑状態となる。このような油膜を各突起152とシール摺動面114との間で保つことにより、シールリップ151及びシール摺動面114間を流体潤滑状態にすることができる。   Here, if there is an oil film that completely separates the protrusion 152 and the seal sliding surface 114, a fluid lubrication state is reached in which the seal sliding surface 114 slides against the protrusion 152 without being in direct contact. . By maintaining such an oil film between each protrusion 152 and the seal sliding surface 114, the space between the seal lip 151 and the seal sliding surface 114 can be in a fluid lubrication state.

その流体潤滑状態は、理論計算上、Greenwood−Johnsonの決めた無次元数である粘性パラメータgと弾性パラメータgに基づく線接触の場合の潤滑領域図において(図9参照)、等粘度-剛体領域(R−Iモード)又は等粘度-弾性体領域(E−Iモード,ソフトEHL)のいずれかの潤滑モードに該当することに相当する。なお、図9に示すプロットは、そのR−Iモード又はE−Iモードに該当する場合を例示するものである。 The fluid lubrication condition, theoretically calculated, (see FIG. 9) in the lubricating area diagram in the case of a line contact which is based on the viscosity parameter g v and elastic parameter g e is a dimensionless number decided in Greenwood-Johnson, etc viscosity - This corresponds to a lubrication mode corresponding to one of a rigid body region (RI mode) or an isoviscous-elastic body region (EI mode, soft EHL). In addition, the plot shown in FIG. 9 illustrates the case corresponding to the RI mode or EI mode.

その流体潤滑状態を容易に実現するため、シールリップ151とシール摺動面114間の締め代に基づくシールリップ151の緊迫力をなるべく弱く設定する方がよい。このため、シールリップ151のうち、外部側への曲げ変形を与える腰部をなるべく薄く形成している。   In order to easily realize the fluid lubrication state, it is better to set the tightening force of the seal lip 151 based on the tightening margin between the seal lip 151 and the seal sliding surface 114 as weak as possible. For this reason, the waist | hip | lumbar part which gives the bending deformation to the exterior side among the seal lips 151 is formed as thinly as possible.

また、最大高さ粗さRzを小さくする方が、流体潤滑状態とするのに必要な油膜の厚さが小さくなる。このため、シール摺動面114にショットピーニング処理を施しておらず、シール摺動面114の最大高さ粗さRzを1μm未満としている。ここで、最大高さ粗さRzは、JIS規格のB0601:2013で規定された最大高さ粗さのことをいう。   Further, the smaller the maximum height roughness Rz is, the smaller the thickness of the oil film necessary for achieving a fluid lubrication state. For this reason, shot peening treatment is not performed on the seal sliding surface 114, and the maximum height roughness Rz of the seal sliding surface 114 is set to less than 1 μm. Here, the maximum height roughness Rz refers to the maximum height roughness defined in JIS standard B0601: 2013.

突起152は、高さhを0.05mm以下として、シールリップ151及びシール摺動面114間を流体潤滑状態にすることが可能な態様でシールリップ151に形成すればよい。その態様は、周方向に隣り合う突起152間の間隔d、突起152の周方向幅w、周方向に一定間隔で並ぶ突起152のピッチ角度θ、突起152の形状で決めることができる。突起152間の間隔dが小さい程、つまり突起152の数が多い程、シールリップ151に対してシール摺動面114が相対的に周方向に回転したとき、1回転当りの突起152の通過回数が多くなり、シール摺動面114の周方向全周に亘って油膜が連続する状態に保たれ、各突起152との間のくさび効果が途絶えることなく生じ易くなるので、流体潤滑状態を保ち易くなる。   The protrusion 152 may be formed on the seal lip 151 in such a manner that the height h is 0.05 mm or less and the space between the seal lip 151 and the seal sliding surface 114 can be in a fluid lubrication state. The aspect can be determined by the distance d between the protrusions 152 adjacent in the circumferential direction, the circumferential width w of the protrusions 152, the pitch angle θ of the protrusions 152 arranged at a constant interval in the circumferential direction, and the shape of the protrusions 152. The smaller the distance d between the protrusions 152, that is, the greater the number of protrusions 152, the more the number of times the protrusion 152 passes per rotation when the seal sliding surface 114 rotates in the circumferential direction relative to the seal lip 151. Since the oil film is kept in a continuous state over the entire circumference in the circumferential direction of the seal sliding surface 114 and the wedge effect between the protrusions 152 is easily generated without interruption, it is easy to maintain the fluid lubrication state. Become.

また、突起152のR寸法(突起152の表面154における曲率半径)が大きい方が、くさび効果が発生し易くなる。   In addition, the wedge effect is more likely to occur when the R dimension of the protrusion 152 (the radius of curvature at the surface 154 of the protrusion 152) is larger.

突起152とシール摺動面114間の油膜厚さが薄すぎると摩擦係数μが増大し、逆に厚すぎると異物の侵入抑制効果を悪化させる可能性が出てくるので、最大高さ粗さRzを上回る油膜厚さを前提で最適な油膜厚さを設定すればよい。   If the oil film thickness between the protrusion 152 and the seal sliding surface 114 is too thin, the friction coefficient μ increases. Conversely, if the oil film thickness is too thick, there is a possibility that the effect of suppressing the intrusion of foreign matter may be deteriorated. An optimum oil film thickness may be set on the assumption that the oil film thickness exceeds Rz.

また、図1中右側のシール部材150での突起152の数と、図中左側のシール部材160での突起162の数とが相異している。また、図1中右側のシール部材150での突起152の周方向ピッチ角度と、図中左側のシール部材160での突起162の周方向ピッチ角度とが相異している。これら相違は、図1中右側のシール部材150及びシール摺動面114間と、図中左側のシール部材160及びシール摺動面114間とでは、前述の周速差やポンプ作用による潤滑条件の相違があることから、これら左右の各間で形成される油膜を同等にすることと、厚すぎる油膜形成のために粒径50μmを超える異物の侵入が発生し易くならいないように最適にすることを目的として設定されている。   Further, the number of protrusions 152 on the right seal member 150 in FIG. 1 is different from the number of protrusions 162 on the left seal member 160 in FIG. Further, the circumferential pitch angle of the protrusion 152 in the right seal member 150 in FIG. 1 is different from the circumferential pitch angle of the protrusion 162 in the left seal member 160 in FIG. The difference between the seal member 150 on the right side in FIG. 1 and the seal sliding surface 114 and the seal member 160 on the left side in FIG. Because there is a difference, the oil film formed between each of these left and right should be equalized and optimized so that foreign matter exceeding 50 μm in diameter is not likely to occur due to the formation of an oil film that is too thick. It is set for the purpose.

このように、第1の実施例に係る玉軸受100は、軸受寿命に悪影響を及ぼすような粒径の異物の軸受内部空間への侵入をシール部材150、160によって防ぎつつ、シールリップ151、161及びシール摺動面114、115間の摺動の摩擦係数μを流体潤滑によって極限まで低減し、ひいては、シールトルクを顕著に低減して軸受回転トルクの低トルク化を著しく図ることができる(図1、図3参照)。   As described above, the ball bearing 100 according to the first embodiment has the seal lips 151 and 161 while the seal members 150 and 160 prevent entry of foreign matters having a particle size that adversely affects the bearing life. In addition, the friction coefficient μ of the sliding between the seal sliding surfaces 114 and 115 can be reduced to the limit by fluid lubrication, and as a result, the seal torque can be significantly reduced to significantly reduce the bearing rotational torque (see FIG. 1, see FIG.

さらに、この玉軸受100は、従来であればシールリップの摩耗やシールリップ及びシール摺動面間の摺動による発熱の問題が起こるようなシール摺動面の周速(例えば30m/s以上)で運転される場合において、シールリップ151、161及びシール摺動面114、115間を直接接触のない流体潤滑状態とすることが可能なため、シールリップ151、161の摩耗を実質的に無くすと共に前述の発熱も抑えることができる。このため、この玉軸受100は、従来達成できなかった玉軸受の小型化や高速運転の要求にも対応することが可能である。   Furthermore, this ball bearing 100 has a peripheral speed (for example, 30 m / s or more) of the seal sliding surface that would cause a problem of heat generation due to wear of the seal lip or sliding between the seal lip and the seal sliding surface. In the case of operating with the seal lip 151, 161 and the seal sliding surfaces 114, 115 can be brought into a fluid lubrication state without direct contact, so that the wear of the seal lips 151, 161 is substantially eliminated. The aforementioned heat generation can also be suppressed. For this reason, this ball bearing 100 can respond to the demands for downsizing and high-speed operation of ball bearings that could not be achieved conventionally.

さらに、この玉軸受100は、図1中右側のシール部材150での突起152の数や周方向ピッチ角度θと、図中左側のシール部材160での突起162の数や周方向ピッチ角度とが相異しているので、内輪110と外輪120間の相対回転1回転当りの突起152、162の通過回数を負荷側(図中右側)のシール部材150とシール摺動面114間と、非負荷側(図中左側)のシール部材160とシール摺動面313間のそれぞれで適切とし、これら両側で同等の油膜を形成したり、油膜の厚さを最適化したりすることができ、ひいては流体潤滑状態として低トルク化と異物侵入の抑制とを両立させることができる。   Further, the ball bearing 100 has the number of protrusions 152 and circumferential pitch angle θ on the right seal member 150 in FIG. 1 and the number of protrusions 162 and circumferential pitch angle on the left seal member 160 in FIG. Because of the difference, the number of passages of the protrusions 152 and 162 per rotation of the relative rotation between the inner ring 110 and the outer ring 120 is determined between the seal member 150 on the load side (right side in the figure) and the seal sliding surface 114, and no load It is appropriate between the seal member 160 on the side (left side in the figure) and the seal sliding surface 313, and an equivalent oil film can be formed on both sides, and the thickness of the oil film can be optimized. As a state, it is possible to achieve both a reduction in torque and suppression of entry of foreign matter.

さらに、この玉軸受100は、突起152がR形状に形成されているので、シール部材150を外輪120に取り付ける際に突起152がシール摺動面114に擦られても、突起152が先端から周方向に曲がってしまう懸念がなく、取り付け時にシールトルクの低減性能を損なう恐れがない。例えば、突起を尖った形状にした場合、シール部材の取り付け時にシール摺動面に擦られる多数の突起の先端が周方向のどちら側に曲がるか分からず、シール摺動面との相対回転方向に対して適切なくさび状の隙間となる方へ全ての突起の先端を曲がるように取り付けることは極めて困難である。不適切な向きに曲がった突起のところではくさび効果を満足に得ることができず、シールトルクの低減性能を損なうことになる。   Further, since the protrusion 152 is formed in an R shape in the ball bearing 100, even when the protrusion 152 is rubbed against the seal sliding surface 114 when the seal member 150 is attached to the outer ring 120, the protrusion 152 does not circulate from the tip. There is no fear of bending in the direction, and there is no risk of impairing the sealing torque reduction performance during installation. For example, when the protrusions are pointed, it is not possible to know which side of the circumferential direction the ends of the many protrusions rubbed against the seal sliding surface when the seal member is attached, and in the direction of relative rotation with the seal sliding surface. On the other hand, it is extremely difficult to attach all the protrusions so as to bend in a direction in which a proper wedge-shaped gap is formed. A wedge effect cannot be satisfactorily obtained at a protrusion bent in an inappropriate direction, and the sealing torque reduction performance is impaired.

第2の実施例を図10〜図12に基づいて説明する。第2の実施例は、第1の実施例から突起形状のみを変更したものである。図10に示すように、第2の実施例に係る突起201は、シールリップ202の先端203に向かって次第に低くなる形状となっている。なお、図10は、自然状態におけるシールリップ202の突起201付近の拡大斜視図を描いたものである。突起201のR寸法(突起201の表面204における曲率半径)や曲率中心については、突起201をシールリップ202の先端203に向かって次第に低くするため、シールリップ202の先端203に向かって次第にR寸法を拡大し、かつ曲率中心を外部側へ移している。   A second embodiment will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, only the projection shape is changed from the first embodiment. As shown in FIG. 10, the protrusion 201 according to the second embodiment has a shape that gradually decreases toward the tip 203 of the seal lip 202. FIG. 10 is an enlarged perspective view of the vicinity of the protrusion 201 of the seal lip 202 in a natural state. The R dimension of the protrusion 201 (the radius of curvature at the surface 204 of the protrusion 201) and the center of curvature are gradually reduced toward the tip 203 of the seal lip 202 in order to make the protrusion 201 gradually lower toward the tip 203 of the seal lip 202. And the center of curvature is moved to the outside.

その突起201の高さは、シールリップ202の先端203上で実質的に零となっている。このため、突起201は、シールリップ202の先端203上に及んでおらず、突起201とシールリップ202の先端203との間には、平坦な面205が存在している。すなわち、シールリップ202の先端203は、実質的に二つの円すい状面の交わる縁となっており、面205は、実質的に一方の円すい状面の一部となっている。   The height of the protrusion 201 is substantially zero on the tip 203 of the seal lip 202. For this reason, the projection 201 does not reach the tip 203 of the seal lip 202, and a flat surface 205 exists between the projection 201 and the tip 203 of the seal lip 202. That is, the tip 203 of the seal lip 202 is substantially an edge where two conical surfaces intersect, and the surface 205 is substantially a part of one of the conical surfaces.

シールリップ202を加硫成形する様子を図11に示す。なお、図11は、理解を容易にするために概略的に描いたものであり、シールリップ202の形状も大雑把に示している。シールリップ202の加硫成形は、芯金206にゴムシートを加硫成形することで行われる。この際、上型Mp1と下型Mp2とでゴムシートを挟み込み、シール部材のシールリップ202等のゴム部分を成形する。上型Mp1と下型Mp2を合せる上下方向は、軸方向に相当する。したがって、自然状態においてシールリップ151の内径を規定する先端153は、上型Mp1の転写面に接するシールリップ151の上面部と、下型Mp2の転写面に接するシールリップ151の下面部の境界線となるので、上型Mp1と下型Mp2の合わせ部であるパーティングラインPl上に位置することになる。   FIG. 11 shows a state where the seal lip 202 is vulcanized. Note that FIG. 11 is drawn schematically for easy understanding, and the shape of the seal lip 202 is also roughly shown. Vulcanization of the seal lip 202 is performed by vulcanizing and molding a rubber sheet on the core metal 206. At this time, a rubber sheet is sandwiched between the upper mold Mp1 and the lower mold Mp2, and a rubber portion such as the seal lip 202 of the seal member is molded. The vertical direction in which the upper mold Mp1 and the lower mold Mp2 are combined corresponds to the axial direction. Accordingly, the tip 153 that defines the inner diameter of the seal lip 151 in the natural state is a boundary line between the upper surface portion of the seal lip 151 in contact with the transfer surface of the upper mold Mp1 and the lower surface portion of the seal lip 151 in contact with the transfer surface of the lower mold Mp2. Therefore, it is located on the parting line Pl that is the joining portion of the upper mold Mp1 and the lower mold Mp2.

今、シールリップの先端に突起が及んでいるモデルを仮想すると、図12のようになる。この仮想モデルでは、シールリップ202’の先端203’上に突起201’を成形するための凹凸状がパーティングラインPl上に存在するため、加硫後に図示のようなバリ207が発生し易い。バリ207が発生すると、軸受運転中にバリ207がシールリップ202’から離れると、オイルフィルタや潤滑油の循環経路の目詰まり原因となる。   Now, assuming a model in which a protrusion extends to the tip of the seal lip, FIG. 12 is obtained. In this virtual model, since the unevenness for forming the projection 201 ′ on the tip 203 ′ of the seal lip 202 ′ is present on the parting line Pl, a burr 207 as shown in the figure is likely to occur after vulcanization. When the burr 207 is generated, the burr 207 is separated from the seal lip 202 ′ during the operation of the bearing, which causes clogging of the oil filter and the lubricating oil circulation path.

一方、図11に示すように、シールリップ202が突起201とシールリップ202の先端203との間に平坦な面205を有する形状の場合、パーティングラインPl上に突起201を成形するための凹凸状が存在せず、図12のようなバリ207が発生しない。このように、第2の実施例によれば、シールリップ202を加硫成形する際にシールリップ202の先端203上にバリが発生しないようにすることができる。   On the other hand, as shown in FIG. 11, when the seal lip 202 has a flat surface 205 between the protrusion 201 and the tip 203 of the seal lip 202, the unevenness for forming the protrusion 201 on the parting line Pl. No burr 207 as shown in FIG. 12 is generated. Thus, according to the second embodiment, it is possible to prevent burrs from being generated on the tip 203 of the seal lip 202 when the seal lip 202 is vulcanized.

なお、第2の実施例では、突起201がシールリップ202の先端203上で高さをもたず、突起201とシールリップ202の先端203との間に平坦な面205が存在する例を示したが、突起がシールリップの先端上で高さをもつ場合でも、突起がシールリップの先端に向かって次第に低くなる形状であれば、パーティングライン上において突起を成形するための凹凸状が穏やかになるので、シールリップの先端上においてバリを発生しにくくすることができる。   The second embodiment shows an example in which the protrusion 201 does not have a height on the tip 203 of the seal lip 202 and a flat surface 205 exists between the protrusion 201 and the tip 203 of the seal lip 202. However, even when the protrusion has a height on the tip of the seal lip, if the protrusion is gradually lowered toward the tip of the seal lip, the uneven shape for forming the protrusion on the parting line is gentle. Therefore, it is possible to make it difficult to generate burrs on the tip of the seal lip.

第3の実施例を図13、図14に基づいて説明する。第3の実施例に係る玉軸受300の内輪310は、周方向全周に亘って形成されたシール溝311を有する。内輪310及び外輪320間に形成された軸受内部空間の両端を密封するシール部材330、340は、外輪320のシール溝321、322に保持されている。   A third embodiment will be described with reference to FIGS. The inner ring 310 of the ball bearing 300 according to the third embodiment has a seal groove 311 formed over the entire circumference in the circumferential direction. Seal members 330 and 340 that seal both ends of the bearing inner space formed between the inner ring 310 and the outer ring 320 are held in seal grooves 321 and 322 of the outer ring 320.

シール部材330、340は、アキシアルリップとして設けられたシールリップ331、341と、シールリップ331、341よりも外部側に位置する外側リップ332、342とを有する。シールリップ331、341と外側リップ332、342は、芯金333、343に付着する腰部から分岐している。   The seal members 330 and 340 include seal lips 331 and 341 provided as axial lips, and outer lips 332 and 342 located on the outer side of the seal lips 331 and 341. The seal lips 331 and 341 and the outer lips 332 and 342 are branched from the waist part attached to the core bars 333 and 343.

ここで、アキシアルリップは、径方向に沿ったシール摺動面又は径方向に対して45°未満の鋭角の勾配をもったシール摺動面と密封作用を奏するシールリップであって、当該シール摺動面との間に軸方向の締め代をもったもののことをいう。   Here, the axial lip is a seal lip that exhibits a sealing action with a seal sliding surface along the radial direction or a seal sliding surface with an acute angle gradient of less than 45 ° with respect to the radial direction. This means that there is an axial allowance between the moving surface.

シール部材330、340のシールリップ331、341に対して摺動するシール摺動面312、313は、シール溝311の溝底から軌道溝314側に向かって拡径する溝側面に存在しており、径方向に対して45°未満の鋭角の勾配αをもっている。   The seal sliding surfaces 312 and 313 that slide with respect to the seal lips 331 and 341 of the seal members 330 and 340 are present on the groove side surface that expands from the bottom of the seal groove 311 toward the raceway groove 314 side. And an acute angle gradient α of less than 45 ° with respect to the radial direction.

内輪310には、第1の実施例と同様に負荷側(図中右側)の肩部315と、非負荷側(図中左側)の肩部316とが形成されている。それら肩部315、316にシール溝311、311、シール摺動面312、313が形成されている。   As in the first embodiment, the inner ring 310 is formed with a shoulder portion 315 on the load side (right side in the drawing) and a shoulder portion 316 on the non-load side (left side in the drawing). Seal grooves 311 and 311 and seal sliding surfaces 312 and 313 are formed in the shoulder portions 315 and 316, respectively.

図中右側のシール摺動面312と図中左側のシール摺動面313との間の径差は、第1の実施例と同程度であり、軸受運転中の周速差も同程度となる。このため、図中右側のシール部材330と図中左側のシール部材340との間での突起334、344の数や周方向ピッチ角度の相違が第1の実施例と同程度である。これにより、第3の実施例に係る玉軸受300においても、シール部材330とシール摺動面312との間、シール部材340とシール摺動面313との間で、油膜を最適かつ同等に形成して流体潤滑状態にする低トルク化と、異物侵入の抑制とを両立させている。   The diameter difference between the seal sliding surface 312 on the right side in the drawing and the seal sliding surface 313 on the left side in the drawing is about the same as that in the first embodiment, and the difference in peripheral speed during the bearing operation is also about the same. . For this reason, the number of protrusions 334 and 344 and the difference in the circumferential pitch angle between the seal member 330 on the right side in the drawing and the seal member 340 on the left side in the drawing are the same as those in the first embodiment. Thereby, also in the ball bearing 300 according to the third embodiment, an oil film is optimally and equally formed between the seal member 330 and the seal sliding surface 312 and between the seal member 340 and the seal sliding surface 313. Thus, both lowering the torque to a fluid lubrication state and suppressing the entry of foreign matter are achieved.

シールリップ331、341の突起334、344は、加硫成形の際、径方向に沿った向きに形成されている。なお、図示では、シール摺動面312、313と突起334、344間の締め代を見せるため、自然状態に相当のシールリップ331、341の形状を描いている。突起334、344がシール摺動面312、313に軸方向から押し当てられることでシールリップ331、341が概ねシール摺動面312、313に沿うように傾き、突起334、344とシール摺動面312、313との間に前述のような油通路と、くさび状の隙間とが生じさせられる(図3参照)。   The protrusions 334 and 344 of the seal lips 331 and 341 are formed in a direction along the radial direction during vulcanization molding. In the drawing, the shape of the seal lips 331 and 341 corresponding to the natural state is drawn in order to show the interference between the seal sliding surfaces 312 and 313 and the protrusions 334 and 344. When the protrusions 334 and 344 are pressed against the seal sliding surfaces 312 and 313 from the axial direction, the seal lips 331 and 341 are inclined so as to substantially follow the seal sliding surfaces 312 and 313, and the protrusions 334 and 344 and the seal sliding surfaces The oil passages and the wedge-shaped gaps as described above are generated between 312 and 313 (see FIG. 3).

図13、図14に示すように、外側リップ332、342は、シール溝311の外側の溝壁部との間にラビリンスすきま350を形成する。このため、粒径50μmを超える異物は、外部からシール溝311内へ容易には侵入できない。   As shown in FIGS. 13 and 14, the outer lips 332 and 342 form a labyrinth clearance 350 between the outer groove walls of the seal groove 311. For this reason, foreign matters having a particle size of more than 50 μm cannot easily enter the seal groove 311 from the outside.

第3の実施例に係る玉軸受300は、ラビリンスすきま350の形成によって、シールリップ331、341への異物到達を困難にしているので、低トルク化を阻害しないように異物侵入をより抑制することができる。一般に、アキシアルリップとして設けられたシールリップは、ラジアルリップとして設けられたシールリップに比べて、軸受運転中に起こす軸方向の移動量が大きく、その最大移動時に対応のシール摺動面との間に隙間が大きく開くことがある。このため、アキシアルリップとしてシールリップを設けることは、異物侵入に対して不利となる。第3の実施例では、そのようなアキシアルリップであるシールリップ331、341の不利をラビリンスすきま350によるシール効果で補うことができるので、ラジアルリップとして設けられたシールリップを採用する第1〜第2の実施例に対して大きく軸受寿命が劣る懸念はない。   Since the ball bearing 300 according to the third embodiment makes it difficult for the foreign matter to reach the seal lips 331 and 341 due to the formation of the labyrinth clearance 350, the foreign matter intrusion is further suppressed so as not to inhibit the torque reduction. Can do. In general, the seal lip provided as an axial lip has a larger axial movement during the bearing operation than the seal lip provided as a radial lip, and the gap between the seal lip and the corresponding seal sliding surface during the maximum movement is large. There may be large gaps. For this reason, providing a seal lip as an axial lip is disadvantageous for foreign matter intrusion. In the third embodiment, the disadvantages of the seal lips 331 and 341 which are such axial lips can be compensated by the sealing effect by the labyrinth clearance 350, so that the first to first seal lips provided as radial lips are employed. There is no concern that the bearing life is inferior to that of the second embodiment.

図15に、車両のトランスミッションの回転部を支持する転がり軸受として、この発明に係る玉軸受を使用した例を示す。図示のトランスミッションは、段階的に変速比を変化させる多段変速機になっており、その回転部(例えば入力軸S1および出力軸S2)を回転可能に支持する玉軸受Bとして、上述の実施例のような玉軸受を備えている。図示のトランスミッションは、エンジンの回転が入力される入力軸S1と、入力軸S1と平行に設けられた出力軸S2と、入力軸S1から出力軸S2に回転を伝達する複数のギア列G1〜G4と、各ギア列G1〜G4と入力軸S1または出力軸S2との間に組み込まれた図示しないクラッチとを有し、そのクラッチを選択的に係合させることで使用するギア列G1〜G4を切り替え、これにより、入力軸S1から出力軸S2に伝達する回転の変速比を変化させるものである。出力軸S2の回転は出力ギアG5に出力され、その出力ギアG5の回転がディファレンシャルギヤ等に伝達される。入力軸S1と出力軸S2は、それぞれ玉軸受Bで回転可能に支持されている。また、このトランスミッションは、ギアの回転に伴う潤滑油のはね掛けにより、又はハウジングHの内部に設けられたノズル(図示省略)からの潤滑油の噴射により、はね掛け又は噴射された潤滑油が、各玉軸受Bの側面にかかるようになっている。   FIG. 15 shows an example in which a ball bearing according to the present invention is used as a rolling bearing that supports a rotating portion of a transmission of a vehicle. The illustrated transmission is a multi-stage transmission in which the gear ratio is changed stepwise, and the ball bearing B that rotatably supports the rotating portion (for example, the input shaft S1 and the output shaft S2) is used in the above-described embodiment. Such a ball bearing is provided. The illustrated transmission includes an input shaft S1 to which engine rotation is input, an output shaft S2 provided in parallel with the input shaft S1, and a plurality of gear trains G1 to G4 that transmit the rotation from the input shaft S1 to the output shaft S2. Each of the gear trains G1 to G4 and a clutch (not shown) incorporated between the input shaft S1 or the output shaft S2, and the gear trains G1 to G4 used by selectively engaging the clutches. This changes the speed ratio of the rotation transmitted from the input shaft S1 to the output shaft S2. The rotation of the output shaft S2 is output to the output gear G5, and the rotation of the output gear G5 is transmitted to the differential gear or the like. The input shaft S1 and the output shaft S2 are rotatably supported by ball bearings B, respectively. Further, the transmission is splashed or sprayed by splashing of the lubricant accompanying the rotation of the gear or by jetting of lubricant from a nozzle (not shown) provided inside the housing H. However, it is applied to the side surface of each ball bearing B.

上述の各実施例では、突起がR形状のものを示したが、突起は、シール摺動面との相対的な周速が一定以上のときに流体潤滑状態とすることが可能なくさび効果を得られるように適宜の形状にすればよく、例えば、R面取り、C面取り等の面取り形状を採用することができる。   In each of the above-described embodiments, the protrusion has an R shape. However, the protrusion cannot be in a fluid lubrication state when the relative peripheral speed with respect to the seal sliding surface is equal to or higher than a certain value, and has a rust effect. An appropriate shape may be used so as to be obtained. For example, a chamfered shape such as an R chamfer or a C chamfer can be employed.

また、上述の各実施例では、突起を周方向に均一配置した例を示したが、不均一に配置したり、周方向一箇所のみに配置したりすることも可能である。一箇所でも突起によって油通路を生じさせることは可能であり、シールトルクの低減効果を期待することができる。   Further, in each of the above-described embodiments, the example in which the protrusions are uniformly arranged in the circumferential direction has been described. However, the protrusions may be arranged unevenly or only at one place in the circumferential direction. The oil passage can be formed by the protrusion even at one place, and the effect of reducing the seal torque can be expected.

また、上述の各実施例では、シール部材を芯金と加硫ゴム材とから構成したものを例示したが、この発明は、単材により形成されるシール部材にも適用することも可能である。この場合、シールリップに所要の締め代を設定可能であればよく、例えば、シール部材の材料として、ゴム材又は樹脂材を用いることができる。   In each of the above-described embodiments, the seal member is composed of a core metal and a vulcanized rubber material. However, the present invention can also be applied to a seal member formed of a single material. . In this case, it suffices if a required tightening allowance can be set for the seal lip. For example, a rubber material or a resin material can be used as the material of the seal member.

また、上述の各実施例では、内輪回転、ラジアル軸受を例示したが、この発明は、外輪回転、スラスト軸受に適用することも可能である。   In each of the above-described embodiments, the inner ring rotation and the radial bearing are exemplified. However, the present invention can be applied to the outer ring rotation and the thrust bearing.

今回開示された実施形態及び実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. Accordingly, the scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

100、300、B 玉軸受
110、310 内輪
111、121、314 軌道溝
112、113、315、316 肩部
114、115、312、313 シール摺動面
122、311、321、322 シール溝
120、320 外輪
140 玉
150、160、330、340 シール部材
151、161、202、331、341 シールリップ
152、162、201、334、344 突起
153、203 先端
154、204 表面
155、206、333、343 芯金
156 加硫ゴム材
170 軸受内部空間
180 油通路
332、342 外側リップ
350 ラビリンスすきま
S1 入力軸(回転部)
S2 出力軸(回転部)
100, 300, B Ball bearing 110, 310 Inner ring 111, 121, 314 Race groove 112, 113, 315, 316 Shoulder 114, 115, 312, 313 Seal sliding surface 122, 311, 321, 322 Seal groove 120, 320 Outer ring 140 Ball 150, 160, 330, 340 Seal member 151, 161, 202, 331, 341 Seal lip 152, 162, 201, 334, 344 Projection 153, 203 Tip 154, 204 Surface 155, 206, 333, 343 Core 156 Vulcanized rubber material 170 Bearing inner space 180 Oil passages 332 and 342 Outer lip 350 Labyrinth clearance S1 Input shaft (rotating part)
S2 Output shaft (rotating part)

Claims (10)

内輪と、外輪と、これら内輪及び外輪の軌道溝間に介在する複数の玉とを備え、前記内輪の軌道溝の両側に形成された一対の肩部のうち、アキシアル荷重を受ける負荷側の肩部が、反対の非負荷側の肩部よりも高く形成されている玉軸受において、
前記内輪及び外輪間に形成された軸受内部空間の両端を密封する二つのシール部材と、
前記シール部材に設けられたシールリップと、
前記負荷側の肩部及び前記非負荷側の肩部にそれぞれ形成され、前記シールリップに対して周方向に摺動するシール摺動面と、
前記シールリップの少なくとも周方向一箇所に形成され、前記軸受内部空間及び外部間に亘って連通する油通路を前記シール摺動面及び当該シールリップ間に生じさせる突起と、をさらに備え、
前記シールリップに、当該シールリップ及び前記シール摺動面間を流体潤滑状態にすることが可能な態様で前記突起が形成されていることを特徴とする玉軸受。
An inner ring, an outer ring, and a plurality of balls interposed between the race grooves of the inner ring and the outer ring, and of the pair of shoulder portions formed on both sides of the race groove of the inner ring, the shoulder on the load side that receives an axial load In the ball bearing in which the portion is formed higher than the shoulder on the opposite non-load side,
Two sealing members for sealing both ends of a bearing internal space formed between the inner ring and the outer ring;
A seal lip provided on the seal member;
A seal sliding surface formed on each of the load-side shoulder and the non-load-side shoulder and sliding in the circumferential direction with respect to the seal lip;
A protrusion that is formed at least in one circumferential direction of the seal lip and that causes an oil passage communicating between the bearing internal space and the outside between the seal sliding surface and the seal lip;
The ball bearing according to claim 1, wherein the protrusion is formed on the seal lip in such a manner that a fluid lubrication state can be formed between the seal lip and the seal sliding surface.
前記負荷側の肩部に形成された前記シール摺動面の径と、前記非負荷側の肩部に形成された前記シール摺動面の径とが相異しており、
前記負荷側の前記シール摺動面と同側に配置された前記シール部材での前記突起の数と、前記非負荷側の前記シール摺動面と同側に配置された前記シール部材での前記突起の数とが相異している請求項1に記載の玉軸受。
The diameter of the seal sliding surface formed on the shoulder on the load side is different from the diameter of the seal sliding surface formed on the shoulder on the non-load side,
The number of the protrusions in the seal member disposed on the same side as the seal sliding surface on the load side, and the seal member disposed on the same side as the seal sliding surface on the non-load side. The ball bearing according to claim 1, wherein the number of protrusions is different.
前記負荷側の肩部に形成された前記シール摺動面の径と、前記非負荷側の肩部に形成された前記シール摺動面の径とが相異しており、
前記負荷側の前記シール摺動面と同側に配置された前記シール部材での前記突起の周方向ピッチ角度と、前記非負荷側の前記シール摺動面と同側に配置された前記シール部材での前記突起の周方向ピッチ角度とが相異している請求項1又は2に記載の玉軸受。
The diameter of the seal sliding surface formed on the shoulder on the load side is different from the diameter of the seal sliding surface formed on the shoulder on the non-load side,
The circumferential pitch angle of the protrusions at the seal member disposed on the same side as the seal sliding surface on the load side, and the seal member disposed on the same side as the seal sliding surface on the non-load side The ball bearing according to claim 1, wherein a circumferential pitch angle of the protrusion is different from each other.
前記突起が、周方向全周に亘って均一間隔で配置されている請求項1から3のいずれか1項に記載の玉軸受。   The ball bearing according to any one of claims 1 to 3, wherein the protrusions are disposed at uniform intervals over the entire circumference in the circumferential direction. 前記突起と前記シール摺動面間の隙間は、油通路側で大、突起側で小のくさび状に形成されている請求項1から4のいずれか1項に記載の玉軸受。   The ball bearing according to any one of claims 1 to 4, wherein a gap between the protrusion and the seal sliding surface is formed in a wedge shape that is large on the oil passage side and small on the protrusion side. 前記突起が、周方向と直交する向きに延びており、当該突起が、周方向幅の両端から周方向幅の中央に向かって次第に前記シール摺動面に接近するR形状になっている請求項5に記載の玉軸受。   The protrusion extends in a direction orthogonal to the circumferential direction, and the protrusion has an R shape that gradually approaches the seal sliding surface from both ends of the circumferential width toward the center of the circumferential width. 5. A ball bearing according to 5. 前記シールリップが、ラジアルリップになっている請求項1から6のいずれか1項に記載の玉軸受。   The ball bearing according to claim 1, wherein the seal lip is a radial lip. 前記シールリップが、アキシアルリップになっている請求項1から6のいずれか1項に記載の玉軸受。   The ball bearing according to claim 1, wherein the seal lip is an axial lip. 前記シールリップが、芯金の少なくとも内径部に付着した加硫ゴム材により形成されている請求項1から8のいずれか1項に記載の玉軸受。   The ball bearing according to any one of claims 1 to 8, wherein the seal lip is formed of a vulcanized rubber material attached to at least an inner diameter portion of a cored bar. 車両のトランスミッション、ディファレンシャルの中の少なくとも一つの回転部を支持する請求項1から9のいずれか1項に記載の玉軸受。   The ball bearing according to claim 1, wherein the ball bearing supports at least one rotating part in a transmission and a differential of the vehicle.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5463843U (en) * 1977-10-14 1979-05-07
FR2636691A1 (en) * 1988-09-20 1990-03-23 Roulements Soc Nouvelle Rolling-contact bearing with a seal
JP2006083922A (en) * 2004-09-15 2006-03-30 Nsk Ltd Bearing device for supporting wheel
JP2013210003A (en) * 2012-03-30 2013-10-10 Nsk Ltd Tandem type double row angular ball bearing with seal

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5463843U (en) * 1977-10-14 1979-05-07
FR2636691A1 (en) * 1988-09-20 1990-03-23 Roulements Soc Nouvelle Rolling-contact bearing with a seal
JP2006083922A (en) * 2004-09-15 2006-03-30 Nsk Ltd Bearing device for supporting wheel
JP2013210003A (en) * 2012-03-30 2013-10-10 Nsk Ltd Tandem type double row angular ball bearing with seal

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