JP2023020618A - Hermetic rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シール部材を備えた密封型転がり軸受に関し、特に、ハブベアリングなどの車軸を支持する密封型転がり軸受に関する。
BACKGROUND OF THE
一般に、転がり軸受の内部には、潤滑剤としてグリース組成物が封入されている。グリース組成物が封入された軸受は、長寿命で外部の潤滑ユニットなどが不要で、かつ、安価であるため、自動車や産業用機器などの汎用用途によく利用される。特に、高いシール性が要求される場合には、軌道輪などの相手部材の摺動面に、シール部材のシールリップ(以下、リップともいう)を接触させて軸受空間を密封する接触型の密封型転がり軸受が使用されている。 Generally, a grease composition is sealed inside the rolling bearing as a lubricant. A bearing containing a grease composition has a long life, does not require an external lubrication unit, etc., and is inexpensive. In particular, when high sealing performance is required, contact-type sealing is used to seal the bearing space by bringing the seal lip of the seal member (hereinafter also referred to as the lip) into contact with the sliding surface of the mating member such as the bearing ring. Type rolling bearings are used.
ここで、軸受からのグリース漏れは、外部の機械部品を汚損させるおそれがある。また、外部からの水などの異物混入は、軸受の耐久性(耐摩耗性や軸受寿命)を著しく低下させるおそれがある。そのため、密封型転がり軸受においてシール性の確保は重要である。一方で、省エネルギーや省資源の観点から、シールリップの摺動には低トルク性も求められる。複数のシールリップを有するシール部材を備えた密封型転がり軸受において、回転時にグリースの漏洩や、軸受の温度上昇などが起こると、軸受空間の内圧が変動し、シールリップが相手部材に張り付いて吸着状態となり、摩擦トルクが上昇する場合がある。 Here, grease leakage from the bearing may contaminate external mechanical parts. In addition, the contamination of foreign matter such as water from the outside may significantly reduce the durability (wear resistance and bearing life) of the bearing. Therefore, it is important to ensure sealing performance in sealed rolling bearings. On the other hand, from the viewpoint of energy saving and resource saving, low torque is also required for the sliding of the seal lip. In a sealed rolling bearing equipped with a seal member having multiple seal lips, if grease leaks or the temperature of the bearing rises during rotation, the internal pressure in the bearing space fluctuates and the seal lip sticks to the mating member. Adsorption state may occur and friction torque may increase.
従来、シールリップの摺動抵抗(摩擦トルク)を低く抑えるとともに、シールリップにおけるシール性を確保するため、様々な技術が知られている。例えば、特許文献1には、軸受空間の内圧変化時にリップの形状変化を抑制することで相手部材の摺動面へのリップの吸着を防止する技術が開示されている。具体的には、2枚のリップを有するシールにおいて、リップ間に補強材である芯金を設けることでリップの変形が抑制可能な軸受が記載されている。また、特許文献2には、シール部材に微小な気孔を設けることでリップの内外間に発生する気圧差を抑止し、リップの被摺動部材に対する吸着の原因である負圧の発生を対策する技術が開示されている。特許文献3には、負圧の発生原因を軸受空間の密封側から大気側へ空気を送り続けるポンピング作用であると考え、リップにネジ状の溝を設けて強制的に大気側から密封側へのポンピング作用を発生させることで、負圧の発生を抑制する技術が開示されている。
Conventionally, various techniques are known for keeping the sliding resistance (friction torque) of the seal lip low and ensuring the sealing performance of the seal lip. For example,
しかしながら、特許文献1に記載の軸受の場合、リップの変形を効果的に抑制するためには、リップの接触部付近まで芯金を設置する必要がある。しかし、本方法はリップの相手部材への追従性が低下し、シール性が低下するおそれがある。
However, in the case of the bearing described in
また、特許文献2に記載の軸受の場合、シール部材に気孔を設けることにより外部の異物がリップの密封側へ侵入する可能性がある。特許文献2に記載の軸受は気孔部の大気側に突出部を設けることで異物の侵入を防止しているが、泥水などの液体は侵入するおそれがある。
In addition, in the case of the bearing described in
特許文献3は、特定の一方向への回転の場合にしか効果が発現しないとともに、長期間の使用などによってリップの溝が摩耗すると、大気側から密封側へのポンピング作用が弱まり、負圧発生の抑制効果が低下するおそれがある。特許文献1~3の状況を鑑みると、シール部材の構造や表面形状を従来のものから変更することなく、かつ回転方向によらずにリップの吸着の対策ができることが望ましい。
In
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、軸受の回転方向によらずに軸受空間内での負圧の発生を抑制でき、シール性と低トルク性の両方に優れる密封型転がり軸受を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems. The purpose is to provide bearings.
本発明の密封型転がり軸受は、相対的に同心回転する固定側部材および回転側部材と、上記固定側部材と上記回転側部材との間に転動可能に配置される転動体と、上記固定側部材と上記回転側部材との間の軸受空間に封入される潤滑剤と、上記固定側部材に固定され上記軸受空間を密封するシール部材とを備え、上記シール部材が摺接する摺接面を上記回転側部材に備える密封型転がり軸受であって、上記シール部材が摺接する上記回転側部材の上記摺接面は、軸方向の算術平均粗さが0.45μm以下、かつ、周方向の算術平均粗さが0.05μm以下であることを特徴とする。ここで、軸方向の算術平均粗さは、摺接面の内外周を結ぶ線分を基準長さとして算出される値である。また、周方向の算術平均粗さは、シール部材が摺接する回転側部材の円周上の線分を基準長さとして算出した値である。ここで、「潤滑剤」は グリースやオイルなど、潤滑性を付与する材料を表わす。 A sealed rolling bearing according to the present invention comprises a stationary member and a rotating member that rotate relatively concentrically; rolling elements that are arranged to be able to roll between the stationary member and the rotating member; A lubricant filled in a bearing space between the side member and the rotation side member, and a seal member fixed to the fixed side member and sealing the bearing space, wherein the seal member has a sliding contact surface. In the sealed rolling bearing provided for the rotation-side member, the sliding contact surface of the rotation-side member with which the seal member is in sliding contact has an arithmetic average roughness in the axial direction of 0.45 μm or less and an arithmetic mean roughness in the circumferential direction of 0.45 μm or less. It is characterized by having an average roughness of 0.05 μm or less. Here, the arithmetic average roughness in the axial direction is a value calculated using a line segment connecting the inner and outer circumferences of the sliding contact surface as a reference length. Further, the arithmetic average roughness in the circumferential direction is a value calculated using a line segment on the circumference of the rotation side member with which the seal member is in sliding contact as a reference length. Here, "lubricant" represents a material that imparts lubricity, such as grease or oil.
上記回転側部材はスリンガを含み、上記摺接面は上記スリンガに備えられることを特徴とする。 The rotation-side member includes a slinger, and the slidable contact surface is provided on the slinger.
上記摺接面は、軸方向の最大高さが2.0μm以下であることを特徴とする。ここで、軸方向の最大高さは、摺接面の内外周を結ぶ線分を基準長さとして算出した値である。 The sliding contact surface has a maximum axial height of 2.0 μm or less. Here, the maximum height in the axial direction is a value calculated using a line segment connecting the inner and outer circumferences of the sliding contact surface as a reference length.
本発明の密封型転がり軸受は、相対的に同心回転する固定側部材および回転側部材と、上記固定側部材と上記回転側部材との間に転動可能に配置される転動体と、上記固定側部材と上記回転側部材との間の軸受空間に封入される潤滑剤と、上記固定側部材に固定され上記軸受空間を密封するシール部材とを備え、上記シール部材のシールリップが摺接する摺接面を上記回転側部材に備える密封型転がり軸受であって、上記回転側部材は、上記摺接面に溝状の加工痕を有し、上記加工痕の長軸方向と周方向とのなす角θが、下記式(1)で表されることを特徴とする。
θ<sin-1(d/l)・・・(1)
l:上記加工痕の平均長さ
d:上記加工痕の溝に接触可能な上記シールリップの表面の凸部の平均直径
ここで、なす角θは、全ての上記加工痕についての長軸方向と上記周方向とがなす角の平均の角度とする。また、加工痕の平均長さlは、全ての上記加工痕についての長軸方向の長さの平均値とする。
A sealed rolling bearing according to the present invention comprises a stationary member and a rotating member that rotate relatively concentrically; rolling elements that are arranged to be able to roll between the stationary member and the rotating member; A lubricant filled in a bearing space between the side member and the rotation side member, and a seal member fixed to the fixed side member and sealing the bearing space, wherein the seal lip of the seal member is in sliding contact. A sealed rolling bearing having a contact surface on the rotation-side member, wherein the rotation-side member has a groove-shaped machining mark on the sliding contact surface, and the machining mark is formed by a longitudinal direction and a circumferential direction. The angle θ is characterized by being represented by the following formula (1).
θ<sin -1 (d/l) (1)
l: average length of the work marks d: average diameter of the protrusions on the surface of the seal lip that can come into contact with the grooves of the work marks Here, the angle θ formed is the major axis direction of all the work marks. The angle shall be the average of the angles formed with the above circumferential direction. Also, the average length l of the working marks is the average value of the lengths in the longitudinal direction of all the working marks.
上記加工痕の平均長さlが、下記式(2)で表されることを特徴とする。
l=((ΠD)2+d2)1/2・・・(2)
D:上記摺接面上に上記凸部が描く円形の軌道の平均直径
The average length l of the machining marks is represented by the following formula (2).
l=((ΠD) 2 +d 2 ) 1/2 (2)
D: Average diameter of the circular orbit drawn by the convex portion on the sliding contact surface
本発明の密封型転がり軸受は、相対的に同心回転する固定側部材および回転側部材と、上記固定側部材と上記回転側部材との間に転動可能に配置される転動体と、上記固定側部材と上記回転側部材との間の軸受空間に封入される潤滑剤と、上記固定側部材に固定され上記軸受空間を密封するシール部材とを備え、上記シール部材が摺接する摺接面を上記回転側部材に備える密封型転がり軸受であって、上記回転側部材は、上記摺接面に溝状の加工痕を有し、上記加工痕の長軸方向と周方向とのなす角θが、0°より大きく、2°未満であることを特徴とする。 A sealed rolling bearing according to the present invention comprises a stationary member and a rotating member that rotate relatively concentrically; rolling elements that are arranged to be able to roll between the stationary member and the rotating member; A lubricant filled in a bearing space between the side member and the rotation side member, and a seal member fixed to the fixed side member and sealing the bearing space, wherein the seal member has a sliding contact surface. In the sealed rolling bearing provided for the rotation-side member, the rotation-side member has a groove-shaped work mark on the sliding contact surface, and the angle θ between the long axis direction and the circumferential direction of the work mark is formed by the work mark. , greater than 0° and less than 2°.
本発明の密封型転がり軸受は、シール部材が摺接する回転側部材の摺接面が、軸方向の算術平均粗さが0.45μm以下、かつ、周方向の算術平均粗さが0.05μm以下であるので、軸受回転時に、軸受の回転方向によらずに、シールリップから軸受空間外へのグリースの排出が抑制される。これにより、軸受空間内での負圧の発生が抑制され、シール性と低トルク性の両方に優れる。 In the sealed rolling bearing of the present invention, the sliding contact surface of the rotating side member with which the seal member slides has an arithmetic average roughness in the axial direction of 0.45 μm or less and an arithmetic average roughness in the circumferential direction of 0.05 μm or less. Therefore, when the bearing rotates, grease is suppressed from being discharged from the seal lip to the outside of the bearing space regardless of the rotation direction of the bearing. As a result, generation of negative pressure in the bearing space is suppressed, and both sealing performance and low torque performance are excellent.
摺接面は、軸方向の最大高さが2.0μm以下であるので、シールリップから軸受空間外へのグリースの排出がさらに抑制される。 Since the sliding contact surface has a maximum height of 2.0 μm or less in the axial direction, discharge of grease from the seal lip to the outside of the bearing space is further suppressed.
本発明の密封型転がり軸受は、シール部材が摺接する回転側部材の摺接面が、シール部材のシールリップと摺接し、回転側部材は、摺接面に溝状の加工痕を有し、加工痕の長軸方向と周方向とのなす角θが、上記式(1)で表されるので、軸受回転時に軸受がいずれの方向に回転しても、シールリップから軸受空間外へのグリースの排出が抑制される。これにより、軸受空間内での負圧の発生が抑制され、シール性と低トルク性の両方に優れる。 In the sealed rolling bearing of the present invention, the sliding contact surface of the rotating side member with which the seal member slides is in sliding contact with the seal lip of the sealing member, and the rotating side member has a groove-shaped machining mark on the sliding contact surface, Since the angle θ between the long axis direction and the circumferential direction of the machined marks is expressed by the above formula (1), the grease will flow out of the bearing space from the seal lip regardless of which direction the bearing rotates. emissions are suppressed. As a result, generation of negative pressure in the bearing space is suppressed, and both sealing performance and low torque performance are excellent.
加工痕の平均長さlが、上記式(2)で表されるので、各加工痕は周方向に1周した略円状となり、グリースが軸受空間外へ移動しにくい。これにより、軸受空間内での負圧の発生が一層抑制される。 Since the average length l of the work marks is expressed by the above formula (2), each work mark has a substantially circular shape that makes one turn in the circumferential direction, making it difficult for the grease to move out of the bearing space. This further suppresses the generation of negative pressure in the bearing space.
本発明の密封型転がり軸受は、シール部材が摺接する回転側部材の摺接面が、溝状の加工痕を有し、加工痕の長軸方向と周方向とのなす角θが、0°より大きく、2°未満であるので、軸受回転時に軸受がいずれの方向に回転しても、シールリップから軸受空間外へのグリースの排出が抑制される。これにより、軸受空間内での負圧の発生が抑制され、シール性と低トルク性の両方に優れる。 In the sealed rolling bearing of the present invention, the sliding contact surface of the rotating side member with which the seal member slides has groove-shaped machining marks, and the angle θ between the longitudinal direction of the machining marks and the circumferential direction is 0°. Since the angle is larger and less than 2°, discharge of grease from the seal lip to the outside of the bearing space is suppressed regardless of which direction the bearing rotates. As a result, generation of negative pressure in the bearing space is suppressed, and both sealing performance and low torque performance are excellent.
本発明の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図1は、本発明の密封型転がり軸受の一例であるハブベアリングを示す縦断面図である。図1に示すハブベアリング1は、車軸を回転可能に支持する駆動輪側の車軸用軸受である。
An embodiment of the present invention will be described below based on the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a hub bearing, which is an example of the sealed rolling bearing of the present invention. A
図1に示すように、ハブベアリング1は、外周に車体(図示省略)に取り付けられる車体取付フランジ2bを一体に有し、内周に複列の外側軌道面2a、2aが形成された外方部材2と、一端部に車輪(図示省略)が取り付けられる車輪取付フランジ4bを一体に有し、外周に上記複列の外側軌道面2a、2aに対向する一方の内側軌道面4a、および該内側軌道面4aから軸方向に延びる円筒状の小径段部4cが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション6が形成されたハブ輪4と、小径段部4cに圧入され、外周に他方の内側軌道面5aが形成された内輪5とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
回転側部材となる内方部材3は、内側軌道面4a、5aを有し、固定側部材となる外方部材2は、複列の外側軌道面2a、2aを有する。複列の外側軌道面2a、2aと、これらに対向する内側軌道面4a、5a間には複列の転動体(ボール)7が保持器8によって転動自在に収容されている。また、ハブ輪4と内輪5とからなる内方部材3と、外方部材2との間に形成される環状空間には軸受密封装置11、16がそれぞれ装着され、軸受空間9に封入された潤滑剤であるグリース組成物の漏洩と、外部から雨水やダストなどが軸受空間9に侵入するのを防止している。これらの軸受密封装置11、16のうち外方部材2と内輪5の間に装着されたインボード側(図中右側)の軸受密封装置11について、図2を用いて説明する。
The
図2に示すように、軸受密封装置11は、外方部材に内嵌され、断面L字状に形成された芯金12と、この芯金12に一体に加硫接着されたシール部材13とからなるシールリング14と、内輪に外嵌され、同じく断面L字状に形成されたスリンガ15とを備えている。このスリンガ15およびシールリング14の芯金12は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系など)、または、防錆処理された冷間圧延鋼鈑(JIS規格のSPCC系など)をプレス加工にて形成されている。
As shown in FIG. 2, the bearing sealing device 11 includes a
シール部材13の材質には、ニトリルゴム(NBR)、アクリルゴム、シリコーンゴム、またはフッ素ゴムなどが用いられる。図2において、シール部材13は、軸受空間の内方側から順に、内側、中間、外側の3本のシールリップ13a、13b、13cを有し、外側シールリップ13cの先端縁をスリンガ15の立板部15bの内側面に摺接させ、残りの中間シールリップ13bおよび内側シールリップ13aの先端縁を、スリンガ15の円筒部15aに摺接させている。この構成において、芯金12は固定側部材に相当し、スリンガ15は内輪に圧入されて内方部材と一体に回転することから、回転側部材に相当する。
Nitrile rubber (NBR), acrylic rubber, silicone rubber, fluororubber, or the like is used as the material of the
例えば、図2の構成では、シール部材のシールリップの摺接面にグリースが塗布されている。具体的には、図2に示すように、スリンガ15に対して摺接するシールリップ13a、13b、13cの摺接面にグリースG1が塗布されている。この場合、グリースG1は、少なくともシールリップの摺接面に塗布されていればよく、シールリップの全体に塗布されていてもよい。
For example, in the configuration of FIG. 2, grease is applied to the sliding contact surface of the seal lip of the seal member. Specifically, as shown in FIG. 2, grease G1 is applied to the sliding surfaces of the
次に、軸受密封装置16について、図3を用いて説明する。軸受密封装置16は、外方部材2に内嵌され、円環状に形成された芯金17と、この芯金17に一体に加硫接着されたシール部材18とからなる。芯金17は、上述のスリンガなどと同様に形成される。シール部材18はニトリルゴムなどの弾性部材からなり、2本のシールリップ(サイドリップ)18b、18cと単一のシールリップ(ラジアルリップ)18aを備え、それぞれの先端縁をハブ輪4の表面、具体的には、車輪取付フランジのインボード側基部の円弧状に形成された摺接面19に直接摺接させている。
Next, the bearing sealing
図3に示すように、軸受密封装置16においても、ハブ輪4に対して摺接する各シールリップ18a、18b、18cの表面、具体的には、各シールリップの先端部の片側面にグリースG1が塗布されている。これにより、シール性の確保と回転トルクの低減の両立を図っている。
As shown in FIG. 3, in the
内方部材と外方部材の少なくとも一方には鉄系材料を用いることができる。鉄系材料としては、軸受材料として一般的に用いられる任意の材料を用いることができる。例えば、高炭素クロム軸受鋼(SUJ1、SUJ2、SUJ3、SUJ4、SUJ5など;JIS G 4805)、浸炭鋼(SCr420、SCM420など;JIS G 4053)、ステンレス鋼(SUS440Cなど;JIS G 4303)、高速度鋼(M50など)、冷間圧延鋼、機械構造用炭素鋼などを用いることができる。なお、各部材に用いる鋼材は、互いに異なる材料であってもよい。 A ferrous material can be used for at least one of the inner member and the outer member. Any material generally used as a bearing material can be used as the ferrous material. For example, high carbon chromium bearing steel (SUJ1, SUJ2, SUJ3, SUJ4, SUJ5, etc.; JIS G 4805), carburizing steel (SCr420, SCM420, etc.; JIS G 4053), stainless steel (SUS440C, etc.; JIS G 4303), high speed Steel (such as M50), cold-rolled steel, carbon steel for machine structural use, and the like can be used. The steel materials used for each member may be different materials.
これらの中で、例えば内輪5の材質としては、鍛造性が良く安価なS53Cなどの機械構造用炭素鋼を用いることが好ましい。本発明は、後述するように軸受空間内での負圧の発生が抑制され、シール性と低トルク性の両方に優れるので、表面強度が比較的低い機械構造用炭素鋼を構成材料とした場合でも十分な耐久性が期待できる。
Of these, for example, as the material for the
固定側部材の一部であるシール部材と、回転側部材の摺接面との関係について、図4~図7を用いて説明する。図4~図7において、後述する加工痕の長軸方向と軸受の周方向は、例えば略一致するが、説明便宜上、それらのなす角を大きく示している。また、後述するシールリップの凸部や加工痕の溝の形状および大小関係も、説明便宜上、模式化して示している。 The relationship between the seal member, which is a part of the stationary member, and the sliding contact surface of the rotary member will be described with reference to FIGS. 4 to 7. FIG. In FIGS. 4 to 7, the long axis direction of the machining marks to be described later and the circumferential direction of the bearing, for example, substantially coincide, but for convenience of explanation, the angle formed by them is shown enlarged. Also, for convenience of explanation, the shape and size relationship of the convex portion of the seal lip and the groove of the processing mark, which will be described later, are also schematically shown.
図4は、図3において軸受空間から最も外側に配置されるシールリップの先端部と回転側部材であるハブ輪の摺接面との接触域を、ハブ輪の断面と摺接面が見える方向から斜視した斜視拡大断面図である。ここで、紙面略垂直方向が周方向であり、紙面略横方向が軸方向である。図4に示すように、シールリップ18cは、ハブ輪4の摺接面19と接触する部分において、弾性変形してハブ輪4と面接触することにより、紙面下方向の軸受空間側から、紙面上方向の外部へのグリース漏れを抑制している。摺接面19には、研磨加工が施され、多数の筋状の加工痕20が観察される。加工痕20の長軸方向は、例えば、ハブ輪4の周方向と一致してもよいし、一致せず所定の角度で傾斜してもよい。
FIG. 4 shows the contact area between the tip of the seal lip located on the outermost side from the bearing space in FIG. 1 is a perspective enlarged cross-sectional view viewed from the side; FIG. Here, the direction substantially perpendicular to the paper surface is the circumferential direction, and the direction substantially lateral to the paper surface is the axial direction. As shown in FIG. 4, the portion of the
図5は、図4に示した接触域の更なる拡大図である。図5に示すように、拡大観察された摺接面19の加工痕20は、山部20aと谷部20bからなる溝を有している。また、シールリップ18cは表面に凸部21を多数有している。ここで、加工痕20の溝、シールリップ18cの凸部21ともに、断面形状を略半円状に模式化して示しているが、溝および凸部21の形状は略半円状に限らず、多角形、不定形などであってもよい。
5 is a further enlarged view of the contact area shown in FIG. 4; FIG. As shown in FIG. 5, the machining marks 20 of the sliding
図5のような加工痕を摺接面に有する密封型転がり軸受における軸受空間内部での負圧発生の原因として、軸受空間外部へのグリースの排出による内部体積の減少が考えられる。グリースの排出は以下の2つの現象が重なる場合に発生しやすいと考えられる。
現象1:シールリップの表面粗さの凸部に付着したグリースが、回転側部材の回転により、相手面(摺接面)の加工痕の山部を超えて外周側と内周側へ徐々に移動する現象。
現象2:遠心力によってシールリップと回転側部材の摺接面にグリースが集まり、上記摺接面にグリースが供給される現象。
A possible cause of the generation of negative pressure inside the bearing space in a sealed rolling bearing having machining marks on the sliding contact surface as shown in FIG. It is considered that the discharge of grease is likely to occur when the following two phenomena overlap.
Phenomenon 1: Grease adhering to the convex part of the surface roughness of the seal lip gradually moves to the outer and inner circumferences over the ridges of the machining marks on the mating surface (sliding contact surface) due to the rotation of the rotating side member. moving phenomenon.
Phenomenon 2: Grease gathers on the sliding contact surfaces of the seal lip and the rotary member due to centrifugal force, and the grease is supplied to the sliding contact surfaces.
図6を用いて、上記現象1について説明する。図6は、図5の加工痕を摺接面に向かって見て、平面展開した拡大平面図である。図6は、軸方向に垂直な摺接面上で、回転軸よりも上の位置における、シールリップ先端の凸部と、摺接面の加工痕との関係性を表わす。図6(a)は、シールリップの凸部21が、紙面右方向へ動く加工痕20の山部20aに接触する前の図であり、図6(b)は、凸部21が山部20aに接触した後の図である。軸方向の向きは、紙面垂直方向の手前側を正(車体側)、奥側を負(車輪側)とする。摺接面は軸方向断面円弧状であることから、摺接面に沿って紙面下方向に進むと軸方向正の向きと一致する。
図6(a)に示すように、シールリップの凸部21が加工痕20の山部20aに接触する前において、グリースG2は凸部21の山部側に付着しており、グリースG3は凸部21の山部と反対側に付着している。この場合、凸部21が山部20aに接触すると、図6(b)に示すように、グリースG2は紙面上側(軸受空間外)の方向へ移動し、グリースG3は紙面下側(軸方向正の向きであって軸受空間の内側)へ移動する。グリースG2およびG3は、加工痕の長軸方向Dpと軸受の周方向(回転方向Dr)のなす角θが大きいほど、軸受空間の外側または内側へより移動しやすい。また、凸部21の山部20aへの接触前にグリースG4が加工痕20の谷部20bに付着している場合、ハブ輪が回転して摺接面が紙面右方向へ動くと、グリースG4は凸部21に付着する。摺接面が紙面右方向へさらに移動すると、グリースG4は、凸部21が山部20aに隣接する山部20a’に接触することにより、軸受空間の外側または内側へ移動する。
As shown in FIG. 6A, before the
摺接面の加工痕が回転方向に対して傾斜角があるとき、回転側部材の回転により、現象1によりシールリップの凸部に付着しているグリースは軸受空間の外側または内側へ移動する。グリースは、シールリップ表面の凸部の数だけ軸方向正または負の向きへ移動する可能性がある。現象1と現象2が同時に発生する場合、軸受空間外に移動したグリースは、現象2によって、より外側のシールリップの方向へ再び移動するが、最も外側のシールリップから軸受空間外へ排出されて漏洩したグリースは、漏洩したままである。そのため、軸受空間内にグリースがある限り、グリースは徐々に軸受空間外へ移動し、軸受空間内の体積減少により負圧が発生する。その結果、シールリップは摺接面に吸着する。
When the machining marks on the sliding contact surface are inclined with respect to the direction of rotation, the rotation of the rotating side member moves the grease adhering to the convex portion of the seal lip due to
本発明の密封型転がり軸受が有する回転側部材の摺接面は、例えば、軸方向の算術平均粗さRa(ax)が0.45μm以下、かつ、周方向の算術平均粗さRa(ci)が0.05μm以下であることが好ましい。摺接面の算術平均粗さが上記範囲である場合、軸受回転時に、シールリップの凸部が加工痕の山部に接触する頻度が低くなるため、軸受の回転方向によらずに、シールリップから軸受空間外へのグリースの排出が抑制される。これにより、軸受空間内での負圧の発生が抑制され、シール性と低トルク性の両方に優れる。シール性の観点からは、摺接面は、例えば、軸方向の算術平均粗さRa(ax)が0.45μm以下、かつ、周方向の算術平均粗さRa(ci)が0.03μm以下であることが好ましく、軸方向の算術平均粗さRa(ax)が0.25μm以下、かつ、周方向の算術平均粗さRa(ci)が0.03μm以下であることがより好ましい。 The sliding contact surface of the rotating side member of the sealed rolling bearing of the present invention has, for example, an axial arithmetic mean roughness Ra(ax) of 0.45 μm or less and a circumferential arithmetic mean roughness Ra(ci). is preferably 0.05 μm or less. When the arithmetic mean roughness of the sliding contact surface is within the above range, the convex portions of the seal lip are less likely to come into contact with the ridges of the machining marks when the bearing rotates. discharge of grease from the bearing space to the outside of the bearing space is suppressed. As a result, generation of negative pressure in the bearing space is suppressed, and both sealing performance and low torque performance are excellent. From the viewpoint of sealing performance, the sliding contact surface has, for example, an axial arithmetic mean roughness Ra(ax) of 0.45 μm or less and a circumferential arithmetic mean roughness Ra(ci) of 0.03 μm or less. More preferably, the arithmetic mean roughness Ra(ax) in the axial direction is 0.25 μm or less and the arithmetic mean roughness Ra(ci) in the circumferential direction is 0.03 μm or less.
摺接面は、例えば、軸方向の算術平均粗さRa(ax)の周方向の算術平均粗さRa(ci)に対する比率Ra(ax)/Ra(ci)が、5~30であることが好ましく、5~25であることがより好ましく、7~20であることがさらに好ましい。比率Ra(ax)/Ra(ci)が上記範囲内にあることにより、摺接面の表面粗さに異方性が発現し、軸受け回転時にグリースが軸方向に移動しにくくなる。 For the sliding contact surface, for example, the ratio Ra(ax)/Ra(ci) of the arithmetic mean roughness Ra(ax) in the axial direction to the arithmetic mean roughness Ra(ci) in the circumferential direction is 5 to 30. It is preferably from 5 to 25, and even more preferably from 7 to 20. When the ratio Ra(ax)/Ra(ci) is within the above range, the surface roughness of the sliding contact surface exhibits anisotropy, making it difficult for the grease to move in the axial direction during rotation of the bearing.
摺接面は、例えば、軸方向の最大高さRz(ax)が、2.0μm以下であることが好ましく、1.5μm以下であることがより好ましい。また、周方向の最大高さRz(ci)が0.20μm以下であることが好ましい。最大高さが上記範囲の場合、シールリップから軸受空間外へのグリースの排出がさらに抑制される。グリース排出抑制の観点からは、摺接面の軸方向の最大高さRz(ax)の周方向の最大高さRz(ci)に対する比率Rz(ax)/Rz(ci)は、例えば、5~30であることが好ましく、5~20であることがより好ましく、5~15であることがさらに好ましい。比率Rz(ax)/Rz(ci)が上記範囲内にあることにより、摺接面の表面粗さに異方性が発現し、軸受け回転時にグリースが軸方向に移動しにくくなる。 For example, the sliding contact surface preferably has a maximum axial height Rz(ax) of 2.0 μm or less, more preferably 1.5 μm or less. Also, the maximum height Rz(ci) in the circumferential direction is preferably 0.20 μm or less. When the maximum height is within the above range, discharge of grease from the seal lip to the outside of the bearing space is further suppressed. From the viewpoint of suppressing grease discharge, the ratio Rz(ax)/Rz(ci) of the maximum axial height Rz(ax) of the sliding contact surface to the maximum circumferential height Rz(ci) is, for example, 5 to It is preferably 30, more preferably 5-20, even more preferably 5-15. When the ratio Rz(ax)/Rz(ci) is within the above range, the surface roughness of the sliding contact surface exhibits anisotropy, making it difficult for the grease to move in the axial direction during rotation of the bearing.
摺接面は、例えば、軸方向の算術平均粗さRa(ax)が0.45μm以下、かつ、軸方向の最大高さRz(ax)が1.41μm以下であることが好ましい。 The sliding contact surface preferably has, for example, an axial arithmetic mean roughness Ra(ax) of 0.45 μm or less and a maximum axial height Rz(ax) of 1.41 μm or less.
上述した算術平均粗さおよび最大高さは、JIS B 0601(ISO 25178)に準拠して算出される数値であり、接触式または非接触式の表面粗さ計などを用いて測定できる。 The above arithmetic mean roughness and maximum height are numerical values calculated according to JIS B 0601 (ISO 25178), and can be measured using a contact or non-contact surface roughness meter.
図7は、複数の加工痕の拡大平面図である。図7に示すように、加工痕20の長軸方向Dpは、周方向(回転方向Dr)に対して所定の角度の関係を有し、加工痕の長軸方向と周方向とのなす角θは、例えば、下記式(1)で表される。
θ<sin-1(d/l)・・・(1)
l:加工痕の平均長さ
d:加工痕の溝に接触可能なシールリップの表面の凸部21の平均直径
なお、加工痕20の長軸方向Dpは、周方向(回転方向Dr)に対して傾斜してもよいし、完全に一致してもよい。また、上記周方向は、回転方向Drの矢印方向でもよいし、反対方向でもよい。
FIG. 7 is an enlarged plan view of a plurality of working marks. As shown in FIG. 7, the long axis direction Dp of the
θ<sin -1 (d/l) (1)
l: average length of the work mark d: average diameter of the
上記なす角θが上記式(1)を満たす場合、シールリップの凸部が加工痕の山部に接触する頻度が低くなるため、軸受回転時に軸受がいずれの方向に回転しても(シールリップが紙面右方向、左方向のいずれの方向に移動しても)、シールリップの凸部がシールリップから軸受空間外へのグリースの排出(移動)が抑制される。これにより、軸受空間内での負圧の発生が抑制され、シール性と低トルク性の両方に優れる。 When the above-mentioned angle θ satisfies the above formula (1), the frequency of contact between the convex portion of the seal lip and the ridge portion of the machining mark is low. moves rightward or leftward on the paper), the convex portion of the seal lip suppresses discharge (movement) of grease from the seal lip to the outside of the bearing space. As a result, generation of negative pressure in the bearing space is suppressed, and both sealing performance and low torque performance are excellent.
加工痕の溝に接触可能な部位(真実接触面部)であるシールリップの表面の凸部の平均直径dは、例えば、約0.01~0.08mmであり、約0.04~0.08mmが好ましく、約0.06~0.08mmがより好ましい。平均直径dが大きいほど、上記式(1)の関係により軸方向成分の長さ(l×sinθ)の許容値が大きくなるためである。真実接触面部は加工痕の山部とシールリップの表面の凸部により形成される。加工痕の始点から終点までの長さlを軸方向成分と、周方向成分に分離した場合、その軸方向成分の長さ(l×sinθ)は、凸部の平均直径d以下であることが好ましい。 The average diameter d of the protrusions on the surface of the seal lip, which is a portion (true contact surface portion) that can come into contact with the groove of the machining mark, is, for example, about 0.01 to 0.08 mm, and about 0.04 to 0.08 mm. is preferred, and about 0.06-0.08 mm is more preferred. This is because the larger the average diameter d, the larger the permissible value for the length (l×sin θ) of the axial component due to the relationship of the above formula (1). The true contact surface portion is formed by the ridges of the machining marks and the protrusions on the surface of the seal lip. When the length l from the start point to the end point of the machining mark is separated into an axial component and a circumferential component, the length of the axial component (l x sin θ) is equal to or less than the average diameter d of the protrusions. preferable.
図6に示したグリース移動の原理により、なす角θが大きい場合、グリースはシールリップの凸部により、加工痕の山部を越えて排除されやすい。グリースの軸方向への移動を低減するためには、摺接面のすべての加工痕について、なす角θを0°に近づけることが好ましい。加工痕の長軸方向Dpと周方向(回転方向Dr)とのなす角θは、例えば、0°より大きく、5°未満とすることができる。なす角θは、シール性と低トルク性の観点から、例えば、0°より大きく、2°未満であることが好ましく、0°より大きく、1°未満であることがより好ましい。なす角θが上記範囲の場合、シールリップの凸部が加工痕の山部に接触する頻度が低くなるため、軸受回転時に軸受がいずれの方向に回転しても、シールリップから軸受空間外へのグリースの排出が抑制される。これにより、軸受空間内での負圧の発生が抑制され、シール性と低トルク性の両方に優れる。 According to the principle of grease movement shown in FIG. 6, when the formed angle θ is large, the grease is likely to be removed over the ridges of the machining marks by the protrusions of the seal lip. In order to reduce the movement of the grease in the axial direction, it is preferable to bring the angle θ formed by all the working traces on the sliding contact surface closer to 0°. The angle θ formed by the long axis direction Dp of the machining marks and the circumferential direction (rotational direction Dr) can be, for example, greater than 0° and less than 5°. The angle θ to be formed is, for example, preferably greater than 0° and less than 2°, more preferably greater than 0° and less than 1°, from the viewpoint of sealing performance and low torque. When the angle θ is within the above range, the convex portion of the seal lip is less likely to come into contact with the ridges of the machining marks, so no matter which direction the bearing rotates, the of grease is suppressed. As a result, generation of negative pressure in the bearing space is suppressed, and both sealing performance and low torque performance are excellent.
摺接面が成形砥石により研磨されている場合、送りが発生しないことから、渦巻き状の加工痕は形成されず、砥粒1つにつき略円状に1周した加工痕を形成する。この場合、加工痕の平均長さlは、例えば、下記式(2)で表される。
l=((ΠD)2+d2)1/2・・・(2)
D:摺接面19の上に凸部21が描く円形の軌道の平均直径
ここで、略円状とは、同心円状、楕円状などのほか、末端が無い環状の形態を含む。
When the sliding contact surface is ground with a shaped grindstone, no feed occurs, so no spiral machining marks are formed, and each abrasive grain forms a roughly circular machining mark. In this case, the average length l of the working marks is represented by the following formula (2), for example.
l=((ΠD) 2 +d 2 ) 1/2 (2)
D: Average diameter of the circular orbit drawn by the
加工痕の平均長さlが上記式で表わされる場合、各加工痕は始点も終点もなく周方向に1周した略円状であるので、グリースは軸受空間外へ移動しにくい。これにより、軸受空間内での負圧の発生が一層抑制される。 When the average length l of the work marks is expressed by the above formula, each work mark has no starting point and no end point and is substantially circular in the circumferential direction, so grease is less likely to move out of the bearing space. This further suppresses the generation of negative pressure in the bearing space.
内方部材と外方部材の少なくとも一方には鉄系材料を用いることが好ましい。これにより、樹脂材料を用いた場合に比べて摺動面の加工痕が消失しにくいため、軸受を長期間使用しても、軸受空間内での負圧の発生が抑制され、シール性と低トルク性の両方に優れる効果が持続しやすい。 It is preferable to use an iron-based material for at least one of the inner member and the outer member. As a result, machining marks on the sliding surface are less likely to disappear than in the case of using a resin material. The effect of being excellent in both torque properties is likely to last.
図4~7では、シールリップ18cを用いて接触域付近の構成を説明したが、本発明はこれに限らず、シールリップ18b、シールリップ18a、内側シールリップ13a、中間シールリップ13b、外側シールリップ13c(図2、3参照)にも同様の構成を適用できる。複数のシールリップのうち、少なくとも1つのシールリップの接触域付近の構成が、上述の構成になっていればよい。好ましくは、全てのシールリップが当該構成になっている。また、固定側部材が内方部材、回転側部材が外方部材で、軸受密封装置が内方部材に取り付けられる場合、シールリップの先端部は外方部材と摺接してもよい。
4 to 7, the configuration around the contact area was described using the
上記では、密封型転がり軸受として、複列の転がり軸受のハブベアリングを例示したが、本発明の密封型転がり軸受は、単列の転がり軸受であってもよい。 In the above, the hub bearing of the double-row rolling bearing was exemplified as the sealed rolling bearing, but the sealed rolling bearing of the present invention may be a single-row rolling bearing.
図8は、本発明の密封型転がり軸受の他の例を示す縦断面図である。この密封型転がり軸受22は深溝玉軸受からなり、内周に外側軌道面23が形成された外輪24と、外周に内側軌道面25が形成された内輪26と、両軌道面23、25間に保持器27によって転動自在に収容されたボール28と、内外輪24、26間に形成される環状空間に潤滑剤を密封する軸受密封装置である一対のシールリング29、29が装着されている。一対のシールリング29、29は軸受内部に封入された潤滑剤の漏洩と、外部から雨水やダストなどが軸受内に侵入するのを防止している。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing another example of the sealed rolling bearing of the present invention. This sealed rolling
図8に示すように、シールリング29は、冷間圧延鋼鈑(JIS規格のSPCC系など)をプレス加工にて形成された円板状の芯金30と、この芯金30に一体に加硫接着されたシール部材31とからなる。シール部材31は、先端が二股状に分岐して形成された主リップと、副リップを有している。そして、シールリング29は、シール部材31を介して固定側部材である外輪24に固定され、シール部材31の主リップおよび副リップを回転側部材である内輪26に摺接させる。例えば、主リップは内輪26の端部外周に形成された断面略U字形をなすシール溝32に摺接する。
As shown in FIG. 8, the
図8における内輪26の摺接面およびシールリップ(主リップや副リップ)においても、図4~図7で示したような構成を適宜適用できる。例えば、内輪26は摺接面に溝状の加工痕を有し、加工痕の長軸方向と周方向とのなす角θが、上記式(1)で表される構成とすることができる。このような構成を適用することで、軸受回転時に軸受がいずれの方向に回転しても、シールリップから軸受空間外へのグリースの排出が抑制され、軸受空間内での負圧の発生を抑制することができる。
4 to 7 can be appropriately applied to the sliding contact surface of the
上記図8では、密封型転がり軸受として深溝玉軸受を例示したが、密封型転がり軸受は、上記以外の円筒ころ軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受、針状ころ軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト円すいころ軸受、スラスト針状ころ軸受、スラスト自動調心ころ軸受などとしても使用できる。 In FIG. 8 above, a deep groove ball bearing is illustrated as the sealed rolling bearing, but the sealed rolling bearing may include cylindrical roller bearings, tapered roller bearings, self-aligning roller bearings, needle roller bearings, and thrust cylindrical roller bearings. , thrust tapered roller bearings, thrust needle roller bearings, thrust spherical roller bearings, etc.
シール部材が摺接する回転側部材の摺接面の表面粗さと、軸受回転時のトルク性との関係性を評価するために、シールリップの摺接面の表面粗さが異なる3種類の試験片(内方部材)について、2種類の運転パターンのトルク性(摩擦トルク差)を評価した。 In order to evaluate the relationship between the surface roughness of the sliding contact surface of the rotating side member with which the seal member slides and the torque characteristics during bearing rotation, three types of test pieces with different surface roughness of the sliding contact surface of the seal lip were used. (inner member), the torque properties (frictional torque difference) of two types of operation patterns were evaluated.
図9に、本評価に用いた摩擦トルク測定装置の概略図を示す。図9に示すように、摩擦トルク測定装置33において、固定側部材である外輪ハウジング34に固定された軸受密封装置35は、回転側部材である内方部材36の摺接面と所定の圧力で接するように設けられた。軸受密封装置35のシールリップは全周に亘って均一な圧力で内方部材36に摺接するようにXYステージ37およびZステージ38を調整した。
FIG. 9 shows a schematic diagram of the friction torque measuring device used in this evaluation. As shown in FIG. 9, in the friction
各試験片の表面粗さを表1に示す。なお、表1に示した表面粗さ以外については、すべての試験片を同様の条件とした。内方部材の転動面の最小外径は約60mmとした。3つの試験片の摺接面は、それぞれ異なる条件で研磨加工された。周方向の最大高さRz(ci)に対する軸方向の最大高さRz(ax)であるRz(ax)/Rz(ci)は、実施例1は約11.8、実施例2は約5.5、比較例は約3.7であった。各試験片の研磨により形成された加工痕の長軸方向は周方向と略同方向であった。 Table 1 shows the surface roughness of each test piece. All the test pieces were subjected to the same conditions except for the surface roughness shown in Table 1. The minimum outer diameter of the rolling surface of the inner member was about 60 mm. The sliding surfaces of the three test pieces were polished under different conditions. Rz(ax)/Rz(ci), which is the maximum height Rz(ax) in the axial direction with respect to the maximum height Rz(ci) in the circumferential direction, was about 11.8 in Example 1 and about 5.0 in Example 2. 5, the comparative example was about 3.7. The long axis direction of the work marks formed by polishing each test piece was substantially the same as the circumferential direction.
次に、摩擦トルク測定の際の軸受密封装置の取り付け条件と、トルク性評価条件を示す。 Next, the mounting conditions of the bearing sealing device and the torque property evaluation conditions when measuring the friction torque are shown.
<軸受密封装置の取り付け条件>
本実験に用いた軸受密封装置のシール部材は、ダストリップ、中間リップ、およびグリースリップの3つのシールリップを有する。ダストリップは外側に位置するシールリップで、グリースリップは内側(軸受空間側)に位置するシールリップで、中間リップはダストリップとグリースリップの間に配置されるシールリップである。以下に、各シールリップの間に塗布したグリース量と、各シールリップのしめしろを示す。
ダストリップ-中間リップ間のグリース塗布量:0.3g
中間リップ-グリースリップ間のグリース塗布量:0.3g
ダストリップしめしろ:約1.1mm狙い
中間リップしめしろ:約0.8mm狙い
グリースリップしめしろ:約0.6mm狙い
<Conditions for mounting the bearing sealing device>
The seal member of the bearing sealing device used in this experiment has three seal lips: a dust lip, an intermediate lip, and a grease lip. The dust lip is a seal lip located outside, the grease lip is a seal lip located inside (on the side of the bearing space), and the intermediate lip is a seal lip located between the dust lip and the grease lip. The amount of grease applied between each seal lip and the interference of each seal lip are shown below.
Amount of grease applied between dust lip and intermediate lip: 0.3 g
Amount of grease applied between intermediate lip and grease lip: 0.3 g
Dust lip interference: Aim for about 1.1 mm Intermediate lip interference: Aim for about 0.8 mm Grease lip interference: Aim for about 0.6 mm
<トルク性評価条件>
トルク性を評価するため、摩擦トルクは以下の表2に示す2つの運転パターンで測定された。また、各運転パターンは以下の運転条件1~3の組み合わせにより構成される。
<Torque property evaluation conditions>
In order to evaluate torqueability, friction torque was measured in two driving patterns shown in Table 2 below. Further, each operating pattern is composed of a combination of
運転条件1
測定前の操作:なし
回転方向:図9における軸方向正の向きを向いて時計回り
回転速度:600min-1
運転時間:30min
測定:運転開始時より29分30秒~30分の摩擦トルクの平均値
運転条件2
測定前の操作:相手面とシールリップ間にシムを差し込みリップの吸着を防止
回転方向:図9における軸方向正の向きを向いて時計回り
回転速度:600min-1
運転時間:30min
測定:運転開始時より29分30秒~30分の摩擦トルクの平均値
運転条件3
測定前の操作:なし
回転方向:図9における軸方向正の向きを向いて反時計回り
回転速度:600min-1
運転時間:30min
測定:運転開始時より29分30秒~30分の摩擦トルクの平均値
ここで、図9における軸方向正の向きとは、黒矢印の方向である。
Operation before measurement: None Direction of rotation: Clockwise in the positive axial direction in Fig. 9 Rotation speed: 600 min -1
Operating time: 30min
Measurement: Average value of friction torque from 29
Operation before measurement: Insert a shim between the mating surface and the seal lip to prevent the lip from sticking. Direction of rotation: Clockwise in the positive direction of the axial direction in Fig. 9 Rotation speed: 600 min -1
Operating time: 30min
Measurement: Average value of friction torque from 29
Operation before measurement: none Direction of rotation: counterclockwise in the positive direction of the axial direction in FIG. 9 Rotation speed: 600 min -1
Operating time: 30min
Measurement: Average value of friction torque from 29
Here, the positive direction of the axial direction in FIG. 9 is the direction of the black arrow.
下記式(3)に基づいて、各運転パターン毎の摩擦トルク差を算出した。
摩擦トルク差=運転条件1-運転条件2または運転条件3・・・(3)
A friction torque difference for each operation pattern was calculated based on the following formula (3).
Friction torque difference = operating condition 1 -
表2に示すように、運転パターン1では、摩擦トルクを運転条件1で測定した後、運転条件2で測定した。運転パターン2では、摩擦トルクを運転条件1で測定した後、運転条件3で測定した。運転パターン1の運転は1回のみ行い、運転パターン2の運転は2回連続して行った。各運転パターンについて、運転条件1では新品の軸受密封装置(シール部材)を使用した。その後の運転条件では、シール部材の交換は行わず、続けて摩擦トルクを測定した。運転パターン1では、シール部材の回転側部材への吸着の影響を検討するために、運転条件1に続く運転条件2において、内輪の摺動面とシール部材との間にシムを挿入することで強制的に吸着を防止し、比較例、実施例1、実施例2の摩擦トルク差を算出した。また、軸受回転方向の摩擦トルクへの影響を検討するために、運転パターン2では、図9における軸方向正の向きを向いて時計回りと反時計回りの摩擦トルクを確認することで、比較例、実施例1、実施例2の摩擦トルクの安定性(摩擦トルク差の小ささ)を確認した。図10に、摩擦トルク差の評価結果を示す。
As shown in Table 2, in the
運転パターン1での摩擦トルク差に関し、実施例1、2の摩擦トルク差はそれぞれ、0.02、-0.01N・mであった。これに対し、比較例は0.05N・mと、比較的大きな値であり、運転条件2よりも運転条件1の摩擦トルクの方が高いことが分かる。本結果より、実施例1、2はともに、比較例よりもシールリップの吸着の影響が少なかったといえる。
Regarding the friction torque difference in
運転パターン2での摩擦トルク差に関し、実施例1、2は、それぞれ-0.04~0.02N・mであり、運転条件1と運転条件3の摩擦トルクに大きな差がなかった。これに対し、比較例は、0.18N・mと0.06N・mであった。比較例では、条件1の後に条件3を行ったため、条件3の逆回転時にリップの呼吸が発生し、吸着が解除されたことで運転条件1よりも摩擦トルクが低くなり、摩擦トルク差が大きな値を示したと考えられる。本結果から、比較例では運転パターン1、2ともに吸着の影響により比較的大きな摩擦トルク差の値を示し(摩擦トルクの変動が生じ)、実施例1、2では吸着の影響が小さいことで摩擦トルク差が小さい値を示したと考えられる。
Regarding the friction torque difference in
本発明によれば、グリース漏れにより発生するシールリップの回転側部材への吸着を低減することができる。吸着は摩擦トルク増加の要因であるため、本発明は密封型転がり軸受の回転時の低トルク化に貢献できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, adsorption|suction of the seal lip to the rotation side member which generate|occur|produces by grease leakage can be reduced. Since adsorption is a factor that increases frictional torque, the present invention can contribute to reducing torque during rotation of sealed rolling bearings.
本発明の密封型転がり軸受は、軸受の回転方向によらずに軸受空間内での負圧の発生を抑制でき、シール性と低トルク性の両方に優れる。これにより、構造上運転中にシールリップの摺接部にグリースが移動しやすい軸受(特に、ハブベアリングのアウターシールなど)や、シールの潤滑剤として低粘度グリースを使用することでグリースが大気側へ比較的漏れやすい軸受などに広く利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The sealed rolling bearing of the present invention can suppress generation of negative pressure in the bearing space regardless of the direction of rotation of the bearing, and is excellent in both sealing performance and low torque performance. As a result, bearings (especially outer seals of hub bearings) where grease tends to move to the sliding contact part of the seal lip during operation due to its structure, and the use of low-viscosity grease as a seal lubricant prevents grease from moving to the atmosphere side. It can be widely used for bearings that are relatively prone to leakage.
1 ハブベアリング(密封型転がり軸受)
2 外方部材
3 内方部材
4 ハブ輪
5 内輪
6 セレーション
7 転動体
8 保持器
9 軸受空間
11 軸受密封装置
12 芯金
13 シール部材
14 シールリング
15 スリンガ
16 軸受密封装置
17 芯金
18 シール部材
18a~18c シールリップ
19 摺接面
20 加工痕
20a 山部
20b 谷部
21 凸部
22 密封型転がり軸受
23 外側軌道面
24 外輪
25 内側軌道面
26 内輪
27 保持器
28 ボール
29 シールリング
30 芯金
31 シール部材
32 シール溝
33 摩擦トルク測定装置
34 外輪ハウジング
35 軸受密封装置
36 内方部材
37 XYステージ
38 Zステージ
G1~G4 グリース
1 Hub bearing (sealed rolling bearing)
2
Claims (6)
前記シール部材が摺接する前記回転側部材の前記摺接面は、軸方向の算術平均粗さが0.45μm以下、かつ、周方向の算術平均粗さが0.05μm以下であることを特徴とする密封型転がり軸受。 A stationary member and a rotary member that rotate relatively concentrically; a rolling element that is rotatably disposed between the stationary member and the rotary member; and the stationary member and the rotary member. and a seal member fixed to the stationary member for sealing the bearing space, wherein the rotary member includes a sliding contact surface on which the seal member slides. a bearing,
The sliding contact surface of the rotation side member with which the seal member is in sliding contact has an arithmetic average roughness in the axial direction of 0.45 μm or less and an arithmetic average roughness in the circumferential direction of 0.05 μm or less. sealed rolling bearings.
前記回転側部材は、前記摺接面に溝状の加工痕を有し、前記加工痕の長軸方向と周方向とのなす角θが、下記式(1)で表されることを特徴とする密封型転がり軸受。
θ<sin-1(d/l)・・・(1)
l:前記加工痕の平均長さ
d:前記加工痕の溝に接触可能な前記シールリップの表面の凸部の平均直径 A stationary member and a rotary member that rotate relatively concentrically; a rolling element that is rotatably disposed between the stationary member and the rotary member; and the stationary member and the rotary member. and a seal member fixed to the stationary member for sealing the bearing space. A sealed rolling bearing,
The rotation-side member has a groove-shaped work mark on the sliding contact surface, and the angle θ formed by the long axis direction of the work mark and the circumferential direction is expressed by the following formula (1). sealed rolling bearings.
θ<sin -1 (d/l) (1)
l: average length of the working marks d: average diameter of the protrusions on the surface of the seal lip that can contact the grooves of the working marks
l=((ΠD)2+d2)1/2・・・(2)
D:前記摺接面上に前記凸部が描く円形の軌道の平均直径 5. The sealed rolling bearing according to claim 4, wherein the average length l of the machining marks is represented by the following formula (2).
l=((ΠD) 2 +d 2 ) 1/2 (2)
D: Average diameter of the circular orbit drawn by the convex portion on the sliding contact surface
前記回転側部材は、前記摺接面に溝状の加工痕を有し、前記加工痕の長軸方向と周方向とのなす角θが、0°より大きく、2°未満であることを特徴とする密封型転がり軸受。 A stationary member and a rotary member that rotate relatively concentrically; a rolling element that is rotatably disposed between the stationary member and the rotary member; and the stationary member and the rotary member. and a seal member fixed to the stationary member for sealing the bearing space, wherein the rotary member includes a sliding contact surface on which the seal member slides. a bearing,
The rotation-side member has a groove-shaped work mark on the sliding contact surface, and an angle θ formed between a longitudinal direction of the work mark and a circumferential direction is larger than 0° and less than 2°. and sealed rolling bearings.
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