JP5920443B2 - シールリング付き転がり軸受 - Google Patents

Description

この発明は、自動車用トランスミッションなどに組み込まれる、シールリング付き転がり軸受に関する。

自動車用トランスミッションには、多くの転がり軸受が組み込まれているが、これらの転がり軸受のうちの多くは、ミッションケース内に貯溜された潤滑油に浸漬された状態で運転される。このような潤滑油中には、外部から混入した異物が存在する可能性があるだけでなく、トランスミッションを構成する歯車の噛合部で発生した金属の摩耗粉が、硬い異物として混入している可能性もある。このような硬い異物がそれぞれの転がり軸受の内部に入り込み、転がり軸受を構成する転動体の転動面と軌道面との転がり接触部に噛み込まれると、これらの転動面や軌道面に傷が付き、早期剥離などの転がり軸受の損傷の原因となる。このような損傷を防止するため、シールリング付き転がり軸受が、トランスミッション用の転がり軸受として使用されている。

シールリング付き転がり軸受に組み込まれるシールリングとして、適切なシール性を有するものを使用することで、転がり軸受のうちで転動体を設置した内部空間への潤滑油の侵入は許容しつつ、転がり軸受の損傷の原因となる異物が、この内部空間へ侵入することを防止できる。

このような用途に使用可能なシールリング付き転がり軸受の構造として、独国実用新案第２０３０６００４号明細書、国際公開第２０１１／０５１０４５号パンフレットなどに記載された構造が知られている。図９は、独国実用新案第２０３０６００４号明細書に記載されたシールリング付き転がり軸受１の構造を示している。シールリング付き転がり軸受１は、互いに同心に配置された外輪２および内輪３と、それぞれが転動体である複数個の玉４と、軸方向一端側に配置されたシールリング５および軸方向他端側に配置されたシールドリング６とから構成される。玉４は、保持器７に保持された状態で、外輪２の内周面に設けた外輪軌道８と内輪３の外周面に設けた内輪軌道９との間に、転動自在に配置される。

接触式のシールリング５は、金属板製で円輪状の芯金１０により補強された、ゴムなどのエラストマー製の弾性材１８により構成され、外周縁部に弾性係止部１１を、内周縁部にシールリップ１２を、それぞれ芯金１０の周縁部よりも径方向に突出する状態で形成している。シールリング５の弾性係止部１１を外輪２の一端部（図９の左側）内周面に形成した係止溝１３ａに係止した状態で、シールリング５のシールリップ１２の先端縁を、内輪３の一端部外周面に設けた段差面１４ａに、全周にわたって摺接させている。また、非接触式のシールドリング６は、金属板を曲げ成形することにより全体を円輪状に形成されている。シールドリング６の外周縁部を外輪２の他端部（図９の右側）内周面に形成した係止溝１３ｂに係止した状態で、シールドリング６の内周縁を、内輪３の他端部外周面に設けた段差面１４ｂに、全周にわたって近接対向させている。このような、シールリング付き転がり軸受１において、異物が存在する側にシールリング５を配置し、異物が侵入する可能性が低い側にシールドリング６を配置するなど、シールリング５とシールドリング６の配置を適切に規制することにより、異物侵入防止効果および重大損傷に至るまでの時間延長効果が得られる。なお、図示は省略するが、内輪軌道から外れた内輪の端部外周面を単なる円筒面とし、この円筒面にシールリップの内周縁を摺接させる構造も、従来から知られている。

このようなシールリング付き転がり軸受１を自動車用トランスミッションの回転支持部に組み込む場合、図９に示すように、内輪３を軸１５に外嵌するとともに、内輪３の外周面に形成した係止溝１６に係止した止め輪１７により、軸１５に対する内輪３の軸方向に関する位置決めを図る場合がある。このような構造の場合、シールリング付き転がり軸受１の設置スペースが、軸１５側に関して、止め輪１７の厚さ分だけ嵩み、自動車用トランスミッションの小型化および軽量化を図る面から不利になる。

独国実用新案第２０３０６００４号明細書 国際公開第２０１１／０５１０４５号パンフレット

本発明は、上述のような事情に鑑みて、必要とするシール性能を確保しつつ、いずれかの軌道輪側の設置スペースの軸方向寸法を短縮して回転支持部分を小型に構成でき、さらに必要に応じて、低トルク化を図ることができる、シールリング付き転がり軸受を実現することを目的としている。

本発明のシールリング付き転がり軸受は、外輪と、内輪と、複数個の転動体と、少なくとも１個のシールリングとを備える。前記外輪は、内周面に外輪軌道を設けている。また、前記内輪は、外周面に内輪軌道を設け、前記外輪の内径側に前記外輪と同心に配置されている。また、前記転動体は、前記外輪と前記内輪との間に形成された軸受内部空間内で、前記内輪軌道と前記外輪軌道との間に、転動自在に配置されている。また、前記シールリングは、前記外輪の一端部に係止されている。

また、前記内輪の一端面は、前記外輪の一端面よりも、軸方向に凹んだ位置に存在している。本発明を実施する場合には、前記内輪の軸方向寸法を、前記外輪の軸方向寸法よりも短くする事ができる。又、この内輪の一端面を平坦面状とし、この内輪の他端面と前記外輪の他端面とを同一平面上（ほぼ同一平面上の場合を含む）に位置させる事もできる。
また、前記シールリングは、全体を円輪状に構成され、その先端縁を前記内輪の一端面に摺接させる弾性材製のシールリップと、このシールリップを構成する弾性材を補強する金属板製の芯金とを有する。
また、前記芯金の内径は、前記内輪の外径よりも大きくなっている。
さらに、前記シールリップの先端縁と前記内輪の一端面との摺接部の直径は、前記内輪軌道の溝底径よりも大きくなっている。

好ましくは、前記シールリップを、前記先端縁よりも径方向中央寄り部分に形成された板状の連結部と、前記連結部から連続し、前記連結部よりも大きな厚さ寸法を有する厚肉部とを備えたものとし、前記先端縁を、このうちの厚肉部の軸方向端縁により構成する。
また、前記シールリングのうちで、前記連結部よりも径方向中央寄り部分を、前記シールリングの側面から前記内輪の表面に向けて突出するように形成された弾性材製の突条部により構成する。
そして、前記突条部と前記内輪の一部とを、非接触状態で対向させてラビリンスシールを形成する。

好ましくは、前記シールリップの自由状態において、前記厚肉部の軸方向端縁を、前記突条部よりも、軸方向に関して前記内輪の他方側に突出させる。

好ましくは、前記内輪の一端面のうちで、少なくとも前記シールリップの前記先端縁が摺接する部分の算術平均表面粗さＲａを、１．０μｍ以下とする。

又、本発明の技術的範囲からは外れるが、前記内輪の一部を、前記内輪の一端面から前記シールリップの径方向中央寄り部分に向けて軸方向に突出するように形成された突条肩部により構成して、前記内輪の突条肩部と、前記シールリップの径方向中央寄り部分の側面との間にラビリンスシールを設けることができる。

前記連結部の厚さ寸法を、前記厚肉部の厚さ寸法の１／８以上、１／３以下とすることが好ましい。

また、前記連結部と前記内輪の一端面とのなす角度を、０度以上、４５度以下とすることが好ましい。

また、前記内輪の軸に対する位置決めを図るための部材を、前記外輪の一端部で、前記内輪の一端面よりも突出した部分の内径側に配置させることが好ましい。

さらに、又、本発明の技術的範囲からは外れるが、前記外輪の他端面を前記内輪の他端面よりも軸方向に凹んだ位置に存在させて、前記内輪の一端面が前記外輪の一端面よりも軸方向に凹んでいる寸法を、前記外輪の他端面が前記内輪の他端面よりも軸方向に凹んでいる寸法よりも大きくすることもできる。

また、円輪状に構成され、外周縁部に設けられ、前記外輪の他端部内周面に形成された係止溝に係止される第２の係止部と、内周縁部に設けられ、先端縁が前記内輪の一部に摺接する、弾性材製の第２のシールリップとを有し、前記軸受内部空間と前記外部空間とを区分する、第２のシールリングをさらに備えさせて、第２のシールリングの第２の係止部の直径を、前記シールリングの係止部の直径と異ならせることで、前記シールリングと第２のシールリングとの誤組付けの防止を図ることが好ましい。

また、本発明とは別の実施可能な発明では、前記シールリングは、円輪状に構成され、内外両周縁部のうちの一方の周縁部に設けられ、前記外輪および前記内輪のうちの一方の少なくとも一端部に係止される係止部と、前記内外両周縁部のうちの他方の周縁部に設けられ、先端縁が前記外輪および前記内輪のうちの他方の一端面に摺接する、弾性材製のシールリップとを有し、前記軸受内部空間と外部空間とを区分する。このように、前記別発明のシールリング付き転がり軸受は、前記シールリングのシールリップの先端縁が、前記外輪および前記内輪のうちのいずれかの一端面に摺接する構造を採ることに特徴がある。

前記別発明を実施する場合に好ましくは、前記外輪および前記内輪のうちの他方の一端面のうちで、少なくとも前記シールリングの前記先端縁が摺接する部分の算術平均表面粗さＲａを、１．０μｍ以下とする。

前記別発明を実施する場合に好ましくは、前記シールリングの一部で前記連結部よりも径方向中央寄り部分と、前記外輪および前記内輪のうちの他方の一部とを、非接触状態で対向させて、これらの部分の間にラビリンスシールを形成する。

前記別発明を実施する場合、前記シールリングの前記径方向中央寄り部分を、前記シールリングの側面から前記外輪および前記内輪のうちの他方の表面に向けて突出するように形成された弾性材製の突条部により構成して、前記ラビリンスシールを、前記外輪および前記内輪のうちの他方の表面と、前記突条部との間に設けることができる。

なお、前記別発明に関して、前記突条部を設けた構成において、前記シールリングの前記係止部を、前記外輪および前記内輪のうちの一方に係止する以前の、前記シールリップの自由状態において、前記厚肉部の軸方向端縁を、前記突条部よりも、軸方向に関して前記外輪および前記内輪のうちの他方側に突出させることが好ましい。

あるいは、前記別発明を実施する場合、前記外輪および前記内輪のうちの他方の前記一部を、前記外輪および前記内輪のうちの他方の一端面から前記シールリングの径方向中央寄り部分に向けて突出するように形成された突条肩部により構成して、前記ラビリンスシールを、前記外輪および前記内輪のうちの他方の突条肩部と、前記シールリングの径方向中央寄り部分の側面との間に設けることができる。

前記別発明を実施する場合、前記連結部の厚さ寸法を、前記厚肉部の厚さ寸法の１／８以上、１／３以下とすることが好ましい。

また、前記別発明を実施する場合、前記連結部と前記外輪および前記内輪のうちの他方の一端面とのなす角度を、０度以上、４５度以下とすることが好ましい。

前記別発明では、前記外輪および前記内輪のうちの他方の一端面が、前記外輪および前記内輪のうちの一方の一端面よりも、軸方向に凹んだ位置に存在している。

本発明のシールリング付き転がり軸受によれば、外輪の一端部に外周縁部が取り付けられたシールリングの内周縁部に設けられたシールリップの先端縁を、平坦面状である内輪の一端面に全周にわたって摺接させる構造を採用しているため、必要とするシール性能を確保しつつ、内輪の軸方向寸法を、外輪の軸方向寸法よりも短くして、内輪の軸方向位置を止め輪により規制する場合でも、自動車用トランスミッションなどの回転支持部分を小型に構成することが可能となる。

また、シールリップの先端縁と内輪の一端面との摺接部の直径を、従来構造の場合よりも小さくでき、その分、この摺接部の抵抗（動トルク）を小さく抑えることができ、シールリング付き転がり軸受の低トルク化を図ることができる。

図１（Ａ）は、本発明の実施の形態の第１例を示す、部分断面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のａ部拡大図である。 図２（Ａ）は、本発明を実施する場合に好ましいシールリップの形状を説明するための、シールリングの部分断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のｂ部拡大図（Ｂ）である。 図３（Ａ）は、図１に示した構造に対してシールリングを構成する突条部の寸法を異ならせた構造の部分断面図（Ａ）であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のｃ部拡大図（Ｂ）である。 図４（Ａ）は、第１例について、複数のシールリング付き転がり軸受を軸方向に重ね合わせて搬送する状態の１例を示す部分断面図であり、図４（Ｂ）は、その別例を示す部分断面図である。 図５は、本発明を実施する場合に好ましい外輪の寸法関係を説明するための断面図である。 図６は、本発明に関する参考例の第１例を示す、図１（Ｂ）と同様の図である。 図７は、本発明に関する参考例の第２例を示す、図１（Ｂ）と同様の図である。 図８（Ａ）は、本発明に関する参考例の第３例について、複数のシールリング付き転がり軸受を軸方向に重ね合わせて搬送する状態の１例を示す部分断面図であり、図８（Ｂ）は、その別例を示す部分断面図である。 図９は、従来構造の１例を示す部分断面図である。

［実施の形態の第１例］
図１〜図５は、本発明の実施の形態の第１例およびその変形例を示している。本例のシールリング付き転がり軸受は、内周面に外輪軌道８を設けた外輪２と、外周面に内輪軌道９を設け、外輪２の内径側に外輪２と同心に配置された内輪３ａと、外輪２と内輪３ａとの間に形成された軸受内部空間２６内で、内輪軌道９と外輪軌道８との間に転動自在に配置された複数個の転動体４と、円輪状に構成され、内外両周縁部のうちの一方の周縁部である外周縁部に設けられ、外輪２の少なくとも一端部に係止される係止部１１ａと、内外両周縁部のうちの他方の周縁部である内周縁部に設けられた弾性材製のシールリップ１２ａとを有する、シールリング５ａを備える。本例では、このシールリップ１２ａの先端縁が、図９に示した構造のように、内輪３の一端部外周面に設けた段差面１４ａや、他の従来構造のように、内輪の一端部外周面（円筒面）ではなく、内輪３ａの一端面２４に摺接する。この構成により、シールリング５ａは、軸受内部空間２６と外部空間とを区分する。

本例を含めた本発明のシールリング付き転がり軸受の基本的な構成については、図９に示した従来構造とほぼ同様であるから、同等部分に関する説明は、省略もしくは簡略にする。なお、本例の場合、玉４を転動自在に保持するための保持器７ａとして、波形プレス保持器を使用しているが、これに限られず、保持器として、冠型保持器、もみ抜き保持器、籠型保持器など、従来から知られている各種の構造の保持器を使用することもできる。さらに、本例の構造は、図示のような単列深溝型の玉軸受に限らず、複列玉軸受、アンギュラ型玉軸受、円筒ころ軸受け、円すいころ軸受、球面ころ軸受に適用することも可能である。

本例のシールリング付き転がり軸受１ａにおいて、内輪３ａの軸方向寸法は、外輪２の軸方向寸法よりも短くなっている。シールリング付き転がり軸受１ａを組み立てた状態で、内輪３ａの軸方向の一端面２４（図１の左端面）は外輪２の軸方向一端面よりも軸方向に凹んだ位置、すなわちシールリング付き転がり軸受１ａの軸方向中央寄り部分に存在する。内輪３ａの一端面２４が外輪２の一端面よりもシールリング付き転がり軸受１ａの軸方向中央側に凹んでいる寸法Ｗは、特に規制されることはない。ただし、シールリング５ａの組み付け状態で、かつ、シールリップ１２ａが弾性変形した状態で、シールリング５ａが外輪２の一端面よりも軸方向外方に突出しない大きさに、この寸法Ｗを規制することが好ましい。これに対して、内輪３ａおよび外輪２の軸方向他端面（図１の右端面）は、微小な製造誤差を除き、ほぼ同一平面上に存在する。

外輪２の内周面の軸方向両端部にそれぞれ形成した１対の係止溝１３ａ、１３ｂのうち、一方の係止溝１３ａに、シールリング５ａの外周縁部を係止するとともに、他方の係止溝（第２の係止溝）１３ｂに、図９に示した従来構造と基本的には同様のシールリング５の外周縁部（第２の係止部）を係止している。ただし、他方の係止溝１３ｂに、一方の係止溝１３ａに組み付けたシールリング５ａと同様のシールリングを組み付けることも可能である。また、異物の侵入経路が一端側からのみに限られている場合には、他方の係止溝１３ｂに、非接触型のシールドリングを組み付けたり、他端側のシールリングおよびシールドリングを省略したりすることもできる。本発明の特徴は、一方の軌道輪（図示の例では外輪２）に取り付けられた、少なくとも軸方向一端側のシールリングを構成するシールリップの先端縁を、他方の軌道輪（図示の例では内輪３ａ）の軸方向端面に摺接させる点にあり、軸方向他端側の構造については、シールリング付き転がり軸受の用途に応じて、任意である。

なお、シールリング付き転がり軸受の軸方向両端部に異なる種類のシールリング（またはシールドリング）を装着する場合で、一方の軌道輪（図示の例では外輪２）に対するこれらのシールリングの組み付け構造が基本的に同じである場合には、逆組み防止用の配慮を施すことが好ましい。たとえば、図５に示すように、形状が軸方向に関して非対称な外輪２ａの両端部内周面に形成した係止溝１３ａ、１３ｃに、互いに異なる種類のシールリングを組み付ける場合、係止溝１３ａ、１３ｃの内径を、正規に組み付けられるべきシールリング以外のシールリングを組み付けられない程度に、異ならせる。たとえば、外輪２ａの内径が５０〜７０ｍｍ程度の場合、係止溝１３ａ、１３ｃの内径を１〜２ｍｍ程度異ならせれば、係止溝１３ａ、１３ｃに、不正規のシールリングを組み付けることを防止することができる。なお、係止溝１３ａ、１３ｃの内径同士の差は、誤組み付けを防止できる限り、小さい方が好ましい。また、互いに異なる種類のシールリングを構成する弾性材の色を異ならせることも、誤組み付け防止に効果がある。また、係止溝１３ａ、１３ｃ同士の内径を互いに異ならせる場合において、図５に示すように、外輪２ａの外周面の端部寄り部分に止め輪溝２９を形成する場合には、止め輪溝２９に近い側の係止溝（図示の例では係止溝１３ａ）の内径をより小さくすることが、外輪２ａの強度（止め輪溝２９と係止溝１３ａとの間の肉厚）を確保する面から好ましい。なお、図５の変形例では、係止溝１３ａ、１３ｃのいずれかが第２の係止溝を構成し、この第２の係止溝に、第２のシールリングの外周縁部に設けられた第２の係止部が係止され、第２のシールリングの内周縁部に設けられた、弾性材製の第２のシールリップの先端縁が、内輪３ａの一部に摺接する。

シールリング５ａは、金属板製で円輪状の芯金１０ａにより補強された、ゴムなどのエラストマー製の弾性材１８ａにより構成され、外周縁部に弾性係止部１１ａを、内周縁部にシールリップ１２ａを、それぞれ芯金１０ａの外周縁部または内周縁部よりも径方向に突出する状態で形成している。弾性係止部１１ａの構造に関しては、図９に示した従来構造と同様であるのに対して、シールリップ１２ａに関しては、図９に示した従来構造とは異なっている。

本例の場合、弾性材１８ａのうちで芯金１０ａの内周縁よりも径方向内方に突出した部分に、シールリップ１２ａに加えて、ラビリンスシール１９を構成するための突条部２０を、内輪３ａの表面に向けて突出するように、それぞれ全周にわたって設けている。シールリップ１２ａは、径方向中央寄り（径方向外寄り）部分を構成する板状の連結部２１の内周縁部に、この連結部２１よりも大きな厚さ寸法を有する厚肉部２２を、全周にわたって設けている。厚肉部２２の軸方向両端縁は、それぞれ連結部２１の両側面よりも軸方向に突出しており、このうちの内輪３ａ側の端縁を、シールリップ１２ａのうちの内輪３ａの一端面２４に摺接する先端縁である、摺接縁２３としている。

弾性係止部１１ａを一方の係止溝１３ａに係止した状態で、シールリップ１２ａの先端縁、より具体的には、シールリップ１２ａの厚肉部２２の摺接縁２３を、内輪３ａの一端面２４に、全周にわたり摺接させている。内輪３ａの一端面２４は、算術平均表面粗さＲａが１．０μｍ以下である高度な平滑面としている。これにより、一端面２４とシールリップ１２ａの先端縁（厚肉部２２の摺接縁２３）との摺接状態を安定させて、シールリップ１２ａによるシール性能を良好にするとともに、シールリップ１２ａの先端縁の磨耗を抑えられるようにしている。内輪３ａの一端面２４は、外部に露出した平坦面であるから、一端面２４を高度な平滑面にするための研削加工は容易である。すなわち、図９に示した従来構造の場合には、シールリップ１２の先端縁を摺接させる段差面１４ａは、内輪３の外周面に、径方向内方に凹んだ状態で設けられているため、段差面１４ａを、通常の側面研削によって高度な平滑面に仕上げることが困難である。これに対して、本発明の構造の場合には、一端面２４を高度な平滑面とするための研削加工を、通常の側面研削によって容易かつ低コストで行うことができる。

弾性材１８ａを構成するエラストマーとしては、１３０℃程度までの耐熱性を考慮すれば、アクリルゴム（ＡＣＭ）が好ましいが、１００℃以下の使用条件の場合には、低コストのニトリルゴム（ＮＢＲ）の使用も可能である。また、運転時の温度が１３０℃を超えるような条件下では、シリコーンゴム（ＶＭＱ）を、さらには、運転時の温度が１５０℃を超えるような条件下では、フッ素ゴム（ＦＫＭ）を使用することもできる。要するに、耐熱性、耐油性、耐アルカリ性などの使用環境やコストなどを考慮して、転がり軸受のシールリング用として従来から使用されているエラストマーから適宜選択することが可能である。

本例の場合、弾性材１８ａのうちで芯金１０ａの内周縁よりも径方向内方に突出した部分に、シールリップ１２ａに加えて、ラビリンスシール１９を構成するための突条部２０を、それぞれ全周にわたって設けている。換言すると、突条部２０は、シールリング５ａの一部でシールリップ１２ａの連結部２１よりも径方向中央寄り部分（径方向外寄り部分）で、内輪３ａの一部（一端部外周面）に非接触状態で対向する部分に形成される。したがって、ラビリンスシール１９は、突条部２０と内輪３ａの一部との間に形成される。突条部２０は、内輪３ａの端部（肩部）の外径Ｄ_３よりも少しだけ大きな内径Ｒ_１２（Ｄ_３＜Ｒ_１２）を有する。なお、芯金１０ａの内径Ｒ_１０は、内輪３ａの軸方向端部（肩部）の外径Ｄ_３よりも大きく（Ｒ_１０＞Ｄ_３）して、シールリップ１２ａを含む、弾性材１８ａの内径寄り部分の弾性変形の自由度を確保している。

本例では、シールリップ１２ａ、連結部２１および突条部２０の形状および寸法関係を、次のように規制している。まず、シールリング５ａの係止部である弾性係止部１１ａを係止溝１３ａに係止する以前の、シールリップ１２ａの自由状態では、摺接縁２３が、図２（Ａ）に示すように、鎖線α上に存在する。一方、突条部２０の先端縁は、図２（Ａ）の鎖線β上に存在する。すなわち、シールリップ１２ａの自由状態では、摺接縁２３が、突条部２０の先端縁よりも、軸方向に関して内輪３ａ側に突出している。

連結部２１の厚さＴ_２１は、厚肉部２２の厚さＴ_２２の１／８以上、１／３以下（Ｔ_２２／８≦Ｔ_２１≦Ｔ_２２／３）としている。連結部２１の厚さＴ_２１をこの範囲に規制することにより、シールリップ１２ａの追従性を確保するとともに、低トルクを実現することが可能となる。連結部２１の厚さＴ_２１を、厚肉部２２の厚さＴ_２２の１／８未満（Ｔ_２１＜Ｔ_２２／８）とした場合、シールリップ１２ａの耐久性を十分確保し難くなる。一方、連結部２１の厚さＴ_２１を、厚肉部２２の厚さＴ_２２の１／３より大きくした（Ｔ_２１＞Ｔ_２２／３）場合、連結部２１の曲げ剛性が高くなって摺接縁２３と内輪３ａの一端面２４との摺接部の摩擦抵抗が大きくなる。

また、シールリップ１２ａの追従性と低トルク化を図る観点から、シールリップ１２ａの自由状態において、連結部２１と内輪３ａの一端面２４（径方向）との成す角度θを０度以上、４５度以下（０°≦θ≦４５°）に規制することが好ましい。この角度θが４５度よりも大きい（θ＞４５°）場合、摺接縁２３と一端面２４との摺接部の面圧が高くなる場合がある。

これに対して、図１に示すように、弾性係止部１１ａを係止溝１３ａに係止した状態では、シールリップ１２ａの連結部２１が弾性変形した状態で、摺接縁２３が内輪３ａの一端面２４に、連結部２１の弾性に基づいて、全周にわたり押し付けられる。また、この状態では、突条部２０の先端縁が、一端面２４よりも、内輪３ａの軸方向中央側に位置する。この状態で、突条部２０の先端縁と内輪３ａの角部（一端面２４の外周縁）とが近接対向する。この結果、突条部２０の先端縁と内輪３ａの角部との間部分に、ラビリンスシール１９となる隙間部分が全周にわたって形成される。また、径方向に関しラビリンスシール１９と摺接縁２３との間で、軸方向に関し連結部２１と一端面２４との間部分に、ラビリンスシール１９よりも大きな幅寸法を有する空間部分２５が存在する状態となる。そして、空間部分２５の存在により、ラビリンスシール１９によるシール効果を大きくすることができる。

摺接縁２３の直径は、シールリング付き転がり軸受１ａを軸１５に対し位置決めする止め輪１７などの他の部材との干渉を防止し、かつ、必要とするシール性能を確保しつつ、低トルク化を図る面から規制される。すなわち、摺接縁２３の直径Ｄ_２３は、小さくする程、摺接縁２３と一端面２４との摺接部で生じる摩擦抵抗（動トルク）を低く抑えられる。摺接縁２３の直径Ｄ_２３を小さくすることによる動トルク低減効果は、従来構造と同様のシールリング５のシールリップ１２の先端縁と段差面１４ｂの摺接部の直径Ｄ_１２よりも小さく（Ｄ_２３＜Ｄ_１２）しなければ得られない。言い換えれば、摺接縁２３の直径Ｄ_２３を従来構造よりも小さくしない限り、従来構造に比べて低トルク化を図ることはできない。なお、摺接縁２３の直径を適切に規制することのみによっても、シールリング付き転がり軸受１ａの低トルク化を図ることが可能であるが、シールリップ１２ａの構造と寸法を合わせて適切に規制することにより、相乗的に低トルク化の効果を得ることができる。

ただし、一端面２４には、止め輪１７など、内輪３ａの軸方向位置を規制する位置決め部材が突き当てられる。この場合に、位置決め部材は、内輪３ａのうちで軸方向に関する剛性が高い部分、具体的には、内輪３ａの外周面に形成した深溝型の内輪軌道９の溝底部よりも内径寄り部分に突き当てれば十分である。すなわち、溝底部よりも径方向外側にまで位置決め部材を存在させることは無意味である。このことを考慮すれば、摺接縁２３の直径Ｄ_２３を、内輪軌道９の溝底部の直径Ｄ_９よりも大きく（Ｄ_２３＞Ｄ_９）すれば、位置決め部材とシールリップ１２ａの内周縁との干渉を防止することができる。そこで、摺接縁２３の直径Ｄ_２３は、内輪軌道９の溝底部の直径Ｄ_９およびシールリング５ａのシールリップ１２ａの先端縁と段差面１４ｂの摺接部の直径Ｄ_１２との関係で、Ｄ_９＜Ｄ_２３＜Ｄ_１２のように規制されることが好ましい。

また、突条部２０の直径および軸方向高さを、内輪３ａなどとの干渉を防止しつつ、ラビリンスシール１９のシール性を確保する面から、それぞれ適切に規制することが好ましい。図１に示した構造の場合には、突条部２０の内径を、内輪３ａの軸方向端部（肩部）の外径よりも少しだけ大きくし、突条部２０の軸方向高さを、その先端部がこの肩部の周囲に位置するようにして、この肩部の外周面と突条部２０の内周面とが擦れ合うことを防止しつつ、ラビリンスシール１９を構成する隙間の径方向厚さを十分に小さくできるようにしている。また、突条部２０の内径および軸方向高さも、保持器７ａとの干渉を防止する観点から、適切に規制することが好ましい。これに対して、図３に示した構造の場合には、突条部２０の内径および軸方向高さを、図１に記載した構造の場合よりも小さくして、突条部２０の先端縁と内輪３ａの肩部の角部とを近接対向させ、この部分をラビリンスシール１９としている。いずれの構造を採用するかは、ラビリンスシール１９に必要とされるシール性能と小型化および軽量化との兼ね合いにより、設計的配慮により適宜決定される。なお、内輪３ａの一端面２４と肩部の外周面とを連続させる角部には、断面形状が四分の一円弧状の面取り（Ｒ面取り）を施して、弾性材１８ａがこの角部と擦れ合っても、弾性材１８ａが損傷しないようにしている。

本例のシールリング付き転がり軸受１ａによれば、必要とするシール性能を確保しつつ、軸１５に対する内輪３ａの設置スペースの軸方向寸法を短縮できる。すなわち、内輪３ａの軸方向寸法を外輪２の軸方向寸法よりも短くして、外輪２の軸方向一端側を内輪３ａよりも軸方向に突出（オーバーハング）させている。換言すると、内輪３ａの一端面を、外輪２の一端面よりも、軸方向に凹んだ位置（軸方向中央寄り部分）に存在させている。これにより、軸１５に対する内輪３ａの位置決めを図るための部材である止め輪１７を、外輪２の軸方向一端部で内輪３ａの一端面２４よりも突出した部分の内径側に配置できる。このため、止め輪１７を含めて、シールリング付き転がり軸受１ａを組み込んだ回転支持部分を小型に構成できる。

また、玉４を設置した軸受内部空間２６の軸方向一端側開口を塞ぐシールリング５ａの内周縁部に設けたシールリップ１２ａの摺接縁２３を、内輪３ａの一端面２４に摺接させているため、内輪３ａの軸方向寸法を短縮した場合でも、必要とするシール性能を確保できる。しかも、摺接縁２３よりも径方向外寄り（シールリング５ａの径方向中央寄り）部分と内輪３ａの表面との間にラビリンスシール１９を設けているため、シールリング５ａによるシール性をより十分に確保できる。

さらに、シールリップ１２ａの摺接縁２３の直径Ｄ_２３を、従来構造におけるシールリップの先端縁と段差面との摺接部の直径Ｄ_１２よりも小さく（Ｄ_２３＜Ｄ_１２）しているので、摺接縁２３と一端面２４との摩擦に基づくモーメントを小さく抑えて、シールリング付き転がり軸受１ａの低トルク化を図ることができる。

加えて、シールリップ１２ａの外径側半部を、薄肉の連結部２１としているので、必要とするシール性能の確保と低トルク化とを高次元で両立することができる。すなわち、連結部２１の曲げ剛性は低いため、外輪２と内輪３ａが軸方向に相対的に変位した場合でも、摺接縁２３の一端面２４への追従性を高めて、これらの間に隙間を生じにくくすることが可能であり、また、摺接縁２３を一端面２４に摺接させる状態での締め代（シールリップ１２ａの弾性変形量）を多くした場合でも、この摺接部の面圧を低く抑えられる。このため、シールリング付き転がり軸受１ａをたとえばトランスミッションの回転支持部に組み込んだ場合に、シールリング付き転がり軸受１ａの動トルクを低く抑えつつ、シールリング付き転がり軸受１ａ内への、摩耗粉などの異物侵入を十分に防止することが可能となる。

なお、本例の構造は、シールリップ１２ａが内輪３ａの一端面２４から軸方向に突出した部分に存在するが、シールリップ１２ａを含め、シールリング５ａが外輪２の軸方向一端部よりも軸方向に突出してはいない。したがって、シールリング付き転がり軸受１ａの製造工場からトランスミッション等の組立工場に、多数のシールリング付き転がり軸受１ａを搬送する際に、図４（Ａ）に示すようにシールリング付き転がり軸受１ａを軸方向に重ねても、シールリング５ａが、隣り合うシールリング付き転がり軸受１ａの一部と干渉することはなく、シールリング５ａの損傷を防止することができる。このため、本例の構造を採用しても、シールリング付き転がり軸受１ａの搬送作業の効率が悪化することはない。また、本例の構造とは異なり、図４（Ｂ）に示すように、シールリング５ａが外輪２の軸方向一端部よりも軸方向に突出する構造を採用した場合でも、隣り合う外輪２同士の間に環状のスペーサ２７を挟持することで、搬送作業の効率悪化を最小限に止めることができる。

［参考例の第１例］
図６は、本発明に関する参考例の第１例を示している。本参考例の場合には、内輪３ｂの一端面の径方向外端部に、断面形状が略矩形である突条肩部２８を、全周にわたって形成している。そして、突条肩部２８を、シールリング５ａを構成する弾性材１８ａの内側面（軸受内部空間２６に対向する面）のうちで、突条部２０とシールリップ１２ａの先端の厚肉部２２との間に存在する凹溝状部分に進入させて、突条肩部２８とシールリップ１２ａの凹溝状部分とが対向する部分の径方向２箇所位置にラビリンスシール１９ａ、１９ｂを設けている。ラビリンスシール１９ａ、１９ｂ同士の間部分は、ラビリンスシール１９ａ、１９ｂ部分よりも幅寸法が大きくなった空間部分２５ａとし、突条肩部２８と厚肉部２２との間部分も、ラビリンスシール１９ａ、１９ｂ部分よりも幅寸法が大きくなった空間部分２５ｂとしている。

本参考例の構造の場合には、軸受内部空間２６と外部空間との間に、厚肉部２２の摺接縁２３による接触式のシール部と直列に、１対のラビリンスシール１９ａ、１９ｂを設けている。このため、シールリング付き転がり軸受の動トルクの増大を抑えつつ、シール性能の向上を図ることができる。なお、突条肩部２８の先端面の内外両周縁部には断面円弧状の面取りを施して、たとえ突条肩部２８と弾性材１８ａとが擦れ合ってしまった場合にも、弾性材１８ａが損傷しないようにしている。

また、本参考例の場合には、内輪３ｂの一端面のうちで突条肩部２８よりも内径寄り部分の算術平均表面粗さＲａを、１．０μｍ以下である高度の平滑面としている。一方、突条肩部２８の先端面や内周面に関しては、高度の平滑面とする必要はない。その他の部分の構成および作用は、実施の形態の第１例と同様である。

［参考例の第２例］
図７は、本発明に関する参考例の第２例を示している。本参考例は、参考例の第１例の変形例である。本参考例の場合、参考例の第１例と異なり、シールリング５ｂを構成する弾性材１８ｂの内側面に、突条部２０が設けられていない。本参考例の構造は、参考例の第１例の構造に比べればシール性能が劣るが、特に高度のシール性能を要求される部分でない限り、十分なシール性能を得られる。また、突条部２０を省略した分、シールリング５ｂの製造コストを低く抑えることが可能である。その他の部分の構成および作用は、参考例の第１例と同様である。

［参考例の第３例］
図８は、本発明に関する参考例の第３例およびその変形例を示している。図８（Ａ）に示す第３例の場合、シールリング付き転がり軸受１ｂを組み立てた状態で、内輪３ａの軸方向の一端面２４を、外輪２ｂの軸方向一端面よりも、軸方向に凹んだ位置に存在させる、すなわち、シールリング付き転がり軸受１ｂの軸方向中央寄り部分に位置させるとともに、外輪２ｂの軸方向他端面を、内輪３ａの軸方向他端面よりも、軸方向に凹んだ位置に存在させる、すなわち、内輪３ａの軸方向中央寄り部分に位置させている。そして、内輪３ａの一端面２４が外輪２ｂの一端面よりもシールリング付き転がり軸受１ｂの軸方向中央側に凹んでいる寸法Ｗを、外輪２ｂの他端面が内輪３ａの他端面よりもシールリング付き転がり軸受１ｂの軸方向中央側に凹んでいる寸法ｗよりも大きくしている（Ｗ＞ｗ）。また、寸法Ｗを、シールリング付き転がり軸受１ｂの軸方向一端部に組み付けたシールリング５ａが、外輪２ｂの一端面よりも軸方向外方に突出しない大きさに規制している。また、寸法ｗを、シールリング付き転がり軸受１ｂの軸方向他端部に組み付けたシールリング５が、内輪３ａの他端面よりも軸方向外方に突出しない大きさに規制している。また、本参考例の場合には、弾性材１８ｃの一端面内周縁の直径を、内輪３ａの他端部の外径よりも大きくしている。

本参考例の場合には、シールリング付き転がり軸受１ｂの製造工場からトランスミッションなどの組み立て工場に、多数のシールリング付き転がり軸受１ｂを搬送する際に、図８（Ａ）に示すようにシールリング付き転がり軸受１ｂを軸方向に重ねても、シールリング５ａ、５が隣り合うシールリング付き転がり軸受１ｂの一部と干渉することはなく、シールリング５ａ、５の損傷を防止することできる。さらに、本参考例の場合には、シールリング付き転がり軸受１ｂを軸方向に重ね合わせた状態で、内輪３ａの他端部の外径側に、隣り合うシールリング付き転がり軸受１ｂの外輪２ｂの一端部が存在する状態となり、多数のシールリング付き転がり軸受１ｂを重ね合わせた状態での軸方向寸法を短くできる。このため、シールリング付き転がり軸受１ｂの搬送作業の効率を向上できる。

また、図８（Ｂ）に示す第３例の変形例の構造の場合には、弾性材１８ｄの一端面内周縁の直径が、内輪３ａの他端部の外径よりも小さい。このような図８（Ｂ）に示す構造の場合には、シールリング付き転がり軸受１ｃを軸方向に重ね合わせる際に、隣り合う外輪２ｂ同士の間に環状のスペーサ２７ａを狭持する。したがって、シールリング付き転がり軸受１ｃを軸方向に重ね合わせた状態での軸方向寸法を短くすることはできないが、搬送作業の効率悪化を最小限に止めることができる。その他の部分の構成および作用は、実施の形態の第１例と同様である。

１、１ａ〜１ｃ シールリング付き転がり軸受
２、２ａ、２ｂ 外輪
３、３ａ、３ｂ 内輪
４ 玉
５、５ａ、５ｂ シールリング
６ シールドリング
７、７ａ 保持器
８ 外輪軌道
９ 内輪軌道
１０、１０ａ 芯金
１１、１１ａ 弾性係止部
１２、１２ａ シールリップ
１３ａ〜１３ｃ 係止溝
１４ａ、１４ｂ 段差面
１５ 軸
１６ 係止溝
１７ 止め輪
１８、１８ａ、１８ｂ 弾性材
１９、１９ａ、１９ｂ ラビリンスシール
２０ 突条部
２１ 連結部
２２ 厚肉部
２３ 摺接縁
２４、２４ａ 一端面
２５、２５ａ、２５ｂ 空間部分
２６ 軸受内部空間
２７、２７ａ スペーサ
２８ 突条肩部
２９ 止め輪溝

Claims (3)

1. 内周面に外輪軌道を設けた外輪と、
   外周面に内輪軌道を設け、前記外輪の内径側に前記外輪と同心に配置された内輪と、
   前記外輪と前記内輪との間に形成された軸受内部空間内で、前記内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に配置された複数個の転動体と、
   前記外輪の一端部に係止されるシールリングと、
   を備え、
   前記内輪の軸方向寸法は、前記外輪の軸方向寸法よりも短くなっており、平坦面状である前記内輪の一端面は、前記外輪の一端面よりも、軸方向に凹んだ位置に存在し、且つ、前記内輪の他端面と前記外輪の他端面とは同一平面上に位置しており、
   前記シールリングが、その先端縁を前記内輪の一端面に摺接させる弾性材製のシールリップと、このシールリップを構成する弾性材を補強する金属板製の芯金とを有し、全体を円輪状に構成されており、
   前記芯金の内径が、前記内輪の外径よりも大きく、
   前記シールリップの先端縁と前記内輪の一端面との摺接部の直径が、前記内輪軌道の溝底径よりも大きい、
   シールリング付き転がり軸受。
2. 前記シールリップは、前記先端縁よりも径方向中央寄り部分に形成された板状の連結部と、前記連結部から連続し、前記連結部よりも大きな厚さ寸法を有する厚肉部とを備え、前記先端縁が前記厚肉部の軸方向端縁により構成されており、
   前記シールリングのうちで、前記連結部よりも径方向中央寄り部分が、前記シールリングの側面から前記内輪の表面に向けて突出するように形成された弾性材製の突条部により構成されており、
   前記突条部と前記内輪の一部とが、非接触状態で対向してラビリンスシールを形成している、請求項１に記載のシールリング付き転がり軸受。
3. 前記シールリップの自由状態において、前記厚肉部の軸方向端縁が、前記突条部よりも、軸方向に関して前記内輪の他方側に突出する、請求項２に記載のシールリング付き転がり軸受。

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