JP6214158B2 - 転がり軸受 - Google Patents
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Description
この発明は、オイル潤滑される転がり軸受に係り、詳しくは、フィルタを通して流入するオイルで潤滑される転がり軸受に関するものである。
自動車や各種建設用機械等のトランスミッションやディファレンシャル、減速機等の動力伝達機構や、あるいは、それらを備えた走行装置には転がり軸受が組み込まれている。
この種の装置では、転がり軸受が、動力伝達機構を潤滑するオイルと共通のオイルで潤滑される構造となっているものがある。
この種の装置では、転がり軸受が、動力伝達機構を潤滑するオイルと共通のオイルで潤滑される構造となっているものがある。
しかし、トランスミッションやディファレンシャル、減速機等の動力伝達機構のケース内に収容されたオイルには、ギヤの摩耗粉（鉄粉等）等の異物が比較的多く含まれている。その異物が転がり軸受の内部に侵入すると、異物の噛み込みによって軌道面や転動面に剥離が生じて、転がり軸受の耐久性を低下させることになる。
このため、その異物の侵入を防止するため、転がり軸受に取付けるシールリングにフィルタを設けたフィルタ付き転がり軸受が提案されている。シールリングは、エラストマー材からなる弾性シール部材であり、そのシールリングに設けたオイル流通用の通油孔に、異物を捕捉するためのフィルタを取付けたものである（例えば、特許文献１，２参照）。
上記特許文献１，２に記載されたフィルタ付き転がり軸受では、エラストマー材からなるシールリング（以下、エラストマー材からなるシールリングを、特に「弾性シール部材」と称する）に通油孔を設け、その通油孔をフィルタで覆う構造としている。
しかし、このような転がり軸受では、弾性シール部材が芯金のない状態で軸受開口部、すなわち、シール装着部に剥き出しになっている。このため、軸受組立時、搬送時、及び機械装置組込み時等に何らかの外力が弾性シール部材に作用した場合、その弾性シール部材が変形したり、正規の組込み状態からずれることでシール性が損なわれる可能性がある。
また、シール性が損なわれないようにし、シールリングの長寿命化を図るためには、弾性シール部材と軸受間の締代を精度良く管理する必要がある。
しかし、弾性シール部材は直接軸受に取付けられているため、締代のさらなる精度向上には、弾性シール部材及び軸受の各々の寸法の精度をさらに高めなければならない。このようなさらなる精度の向上は、製造コストの高騰を招くことになる。また、成形品である弾性シール部材の寸法管理には限界がある。
そこで、この発明は、転がり軸受に備えられるフィルタ付きのシールリングに関し、そのシール性が損なわれないようにし、シールリングの長寿命化を図ることを課題とする。
上記の課題を解決するために、この発明は、外側軌道輪と内側軌道輪との間に転動体を組み込み、前記外側軌道輪と前記内側軌道輪との間に形成された軸受空間の少なくとも一端の開口を樹脂製のシールリングで覆い、そのシールリングに形成された通油孔にフィルタが設けられて、そのフィルタにより潤滑オイルに含まれる異物を捕捉するようになっている転がり軸受において、前記シールリングは射出成形で成形され、その射出成形時に生じるウエルドラインを前記通油孔が無い軸周り方位に配置したことを特徴とする転がり軸受を採用した。
樹脂製のシールリングを射出成形で製作する際、何らかのウエルドラインの発生は避けられないが、そのウエルドラインを、通油孔が無い軸周り方位に配置することにより、シールリングの強度及び信頼性を向上させ、さらなる長寿命化を図ることができる。すなわち、ウエルドラインの強度は、場合によっては、母材引張強度の４０〜５０％程度低下することがあるため、断面積が小さく比較的低強度になる通油孔部を避けた位置に、ウエルドラインを設定するのが強度的に有利な設計である。
射出成形時に生じるウエルドラインを、通油孔が無い軸周り方位に配置する手法としては、例えば、射出成形時におけるゲートを、前記通油孔が無い軸周り方位に配置する手法がある。通油孔が配置された軸周り方位にゲートを配置すると、樹脂の分流、回り込みが発生しやすいからである。
なお、ゲートとは、溶融した樹脂の型枠内への流入口であり、溶融樹脂が冷却固化するまで流路を遮断し逆流を防ぐ機能を備える。
また、ウエルドラインとは、樹脂部品を成形する際に溶融した材料同士がぶつかる点で生じる融着不良（一種の成形不良）であり、材料がぶつかった点で材料同士が、互いに完全に溶融する前に冷めてしまい、固化するために生じるものである。
また、ウエルドラインとは、樹脂部品を成形する際に溶融した材料同士がぶつかる点で生じる融着不良（一種の成形不良）であり、材料がぶつかった点で材料同士が、互いに完全に溶融する前に冷めてしまい、固化するために生じるものである。
ウェルドラインは、特に、型枠内の空間において、成形品に孔を設けるための部材や、その他、成形品に埋め込まれる軸などの障害物を避けるように樹脂の分流が生じた場合、その障害物を回り込んだときに、分流した材料同士が合流するために発生する。金型内を流れる樹脂の先頭部分は最も冷めやすく、最初に固化するからである。このウエルドラインは、成形品の表面において外観上細い線として視認でき、その位置や程度によっては、見映えや強度の面で好ましくない場合があるのは、前述の通りである。また、ゲートの位置も、成形品の表面において外観上視認できる。
これらの各構成において、前記シールリングは、その内径部に凸状の係止部を周方向に複数個所備え、前記内側軌道輪はその外周部に前記係止部と係合する凹部を備え、前記シールリングにはそのシールリングよりも柔らかい素材からなる円環部材が固定されて、その円環部材により、前記外側軌道輪に隙間をもって対向又は当接するリップ部が構成されたものを採用することができる。
円環部材を備える場合、その素材としては、その円環部材がシールリングよりも柔らかい素材である限りにおいて自由であるが、例えば、円環部材は、シールリングを構成する樹脂よりも柔らかい素材であるエラストマー材からなる構成、すなわち、ゴム製である構成を採用することができる。
この構成によれば、軌道輪に固定されるシールリングは、リップ部を構成する円環部材に比べて相対的に硬い素材であるので、外力に対する変形に強く、すなわち、外力に対して変形しにくい。このため、その変形しにくい素材からなるシールリングの本体を、軸受に対して嵌め合いで固定する（例えば、樹脂リング内径と内輪外径を嵌め合いで固定する）ことで、両者の隙間からの異物侵入をより確実に防ぎ、シール性を確保することができる。また、フィルタは、その変形しにくい素材であるシールリングの本体にしっかりと固定され、また、柔らかくて相対的に損傷しやすいリップ部を構成する円環部材のみを、そのシールリングの本体に対して交換可能とすることができる。
したがって、シール性が損なわれにくいようにでき、また、シールリングを用いたシール部材及び軸受を長寿命化することができる。
したがって、シール性が損なわれにくいようにでき、また、シールリングを用いたシール部材及び軸受を長寿命化することができる。
一般に、潤滑油中に異物が侵入してしまうような過酷な使用環境下で使用される転がり軸受の場合、メンテナンスの状況によっては、計算寿命を満たす前に軸受が破損してしまうことがある。この発明の転がり軸受は、仮に、潤滑油中に異物が侵入するような過酷な使用環境下で使用されても、軸受内部に有害な異物が侵入することを確実に且つ長期に亘って防止できるため、軸受の寿命低下を防止することができる。
上記の各構成において、シールリングの素材としては、例えば、ガラス繊維強化樹脂を採用することができる。ガラス繊維強化樹脂は、エラストマー単体に比べて剛性が高く、外力に対して変形しにくい素材である。このような素材を採用すれば、シール性の確保に有効である。
すなわち、軸受内部への異物侵入を防ぐために軸受に、シールリングの本体を構成する樹脂リング部材を嵌め合いで固定するが、この時生じるフープ応力（円周方向応力）や外力が加わった場合でも、樹脂リング部材が破損することがないよう、ガラス繊維強化樹脂によって強度的に優れた部材が製作可能である。この素材の変更には寸法変更が不要であり、安価に製作可能である。
また、ガラス繊維強化樹脂を採用したことで、シールリングを構成する樹脂リング部材の変形や損傷が起こりにくく、樹脂リング部材や軸受がさらに長寿命になり、信頼性が向上する。
また、ガラス繊維強化樹脂を採用したことで、シールリングを構成する樹脂リング部材の変形や損傷が起こりにくく、樹脂リング部材や軸受がさらに長寿命になり、信頼性が向上する。
特に、シールリングの素材がガラス繊維強化樹脂の場合、ウエルド部では繊維が絡みにくく、相対的に低強度となる場合がある。ここで、仮に、繊維が全く絡まない場合を想定すると、強化繊維を配合しないナチュラル材と同じ強度になると想定されるので、このような事態が生じないように設計を行う必要がある。そこで、上記のように、ウエルドラインを、通油孔が無い軸周り方位に配置する手法、構造を採用することが、特に有効である。ウェルドラインが断面積の大きい部分に発生するので、強度低下を最小限に抑えることができ、また、断面積が大きいことにより、樹脂流動の自由度が高まり、ウェルド部において、繊維が絡みやすくなるという効果も期待できる。
また、ウエルドラインの位置と数、ゲートとウエルドラインとの位置関係を最適に設定することで、シールリングの強度低下を最小限にし、フィルタ付きシール部材の強度及び信頼性の向上と長寿命化を図ることができる。
例えば、前記通油孔と前記係止部とを、それぞれ偶数個設けた構成を採用することができる。通油孔と係止部とがそれぞれ偶数個であれば、シールリングの周方向に沿って隣り合う通油孔同士の間のスペースの数も偶数となる。このため、その偶数個のスペースのうち、一つおき、あるいは、奇数個おきのスペースにゲートを配置すれば、その間のゲートを配置していないスペースにウエルドラインを配置させやすい。
また、係止部の数も偶数であるから、その偶数個の係止部を、通油孔同士の間のスペースに配置させやすい。このとき、通油孔と係止部の数は、同数であることが望ましい。あるいは、係止部の数は、通油孔の数の倍数又は約数（ただし偶数に限る）であることが望ましい。
このとき、ゲートを、その係止部に面して設けることも可能である。係止部は突出した形状を成すので、その突出した部分にゲートを設けることが有効である。
また、係止部の数も偶数であるから、その偶数個の係止部を、通油孔同士の間のスペースに配置させやすい。このとき、通油孔と係止部の数は、同数であることが望ましい。あるいは、係止部の数は、通油孔の数の倍数又は約数（ただし偶数に限る）であることが望ましい。
このとき、ゲートを、その係止部に面して設けることも可能である。係止部は突出した形状を成すので、その突出した部分にゲートを設けることが有効である。
なお、前記係止部が、軸方向内側に位置し内径側に向かって相対的に低い突出高さである内側突出部と軸方向外側に位置し内径側に向かって相対的に高い突出高さである外側突出部とを備えた構成において、前記通油孔と前記外側突出部とを、互いにその軸周り方位が重複しないように配置することが望ましい。通油孔を配置した場所は、シールリングの断面積が小さいので、通油孔と、相対的に突出高さの高い外側突出部との位置が周方向に沿って重複すると、その断面積の小さい部分や、そこに取り付けられるフィルタに、力が加わりやすくなるからである。
これらの構成において、シールリングの周方向に対する通油孔同士の間隔、係止部同士の間隔はそれぞれ自由に設定してよいが、この通油孔と係止部とは、それぞれ周方向に沿って等間隔に配置することが望ましい。特に、外側突出部は、周方向に沿って等間隔に配置することが望ましい。
また、この通油孔と外側突出部とをそれぞれ等間隔に配置した構成において、射出成形時におけるゲートの数を、通油孔の数の半数とした構成を採用することができる。ゲートの数が通油孔の数の半数であれば、シールリングの周方向に沿って隣り合う通油孔同士の間の偶数個のスペースのうち、一つおきのスペースにゲートを配置しやすい。ゲートは、周方向に沿って等間隔に配置することが望ましい。
なお、ゲートを設ける位置は、前述のように、通油孔を配置した方位を避けることが望ましいが、通油孔が無い軸周り方位のスペースに外側突出部が設けられている場合は、前述のように、ゲートを、その外側突出部を構成する凸状の部分に設けることで、その凸状の部分内への樹脂の充填が円滑である。
ただし、そのゲートは、外側突出部のうち、軌道輪側の凹状溝部に対して直接係合する部分を避けることが望ましい。成形品は、ゲートにおいて樹脂が切断・分離されるため、微小な凹凸や僅かなバリが発生する場合があるからである。
ただし、そのゲートは、外側突出部のうち、軌道輪側の凹状溝部に対して直接係合する部分を避けることが望ましい。成形品は、ゲートにおいて樹脂が切断・分離されるため、微小な凹凸や僅かなバリが発生する場合があるからである。
このため、前記外側突出部が、前記シールリングの内径部に突出して設けられた凸部と、その凸部に設けられた嵌合部とを備え、前記嵌合部が前記凹状溝部に係合するようになっている構成において、前記射出成形時におけるゲートの位置を、前記凸部における前記嵌合部の無い軸周り方位に設けた構成を採用することができる。例えば、凸部がシールリングの周方向に沿って長手状に形成され、嵌合部が、その長手方向の両端に設けられている場合、ゲートは、その両端の嵌合部の間に挟まれた中央部に設けることができる。このように、ゲートは内輪外径との嵌合部を避ける位置に配置するのが望ましい。
これらの各構成からなる転がり軸受の製造方法として、以下の構成を採用することができる。すなわち、外側軌道輪と内側軌道輪との間に転動体を組み込み、前記外側軌道輪と前記内側軌道輪との間に形成された軸受空間の少なくとも一端の開口を樹脂製のシールリングで覆い、そのシールリングに形成された通油孔にフィルタが設けられて、そのフィルタにより潤滑オイルに含まれる異物を捕捉するようになっており、前記シールリングは、その内径部に凸状の係止部を周方向に複数個所備え、内側軌道輪はその外周部に前記係止部と係合する凹部を備え、前記シールリングにはそのシールリングよりも柔らかい素材からなる円環部材が固定されて、その円環部材により、前記外側軌道輪に隙間をもって対向又は当接するリップ部が構成されており、前記シールリングは射出成形で成形され、前記射出成形時におけるゲートを、前記通油孔が無い軸周り方位に配置することにより、その射出成形時に生じるウエルドラインを前記通油孔が無い軸周り方位に配置することを特徴とする転がり軸受の製造方法である。
この発明は、通油穴にフィルタを付けたシールリングのウエルドラインを、通油孔が無い軸周り方位に配置することにより、シールリングの強度及び信頼性を向上させ、さらなる長寿命化を図ることができる。
また、シールリングに円環部材を備える場合に、軌道輪に固定されるシールリングを、リップ部を構成する円環部材よりも硬い素材としたので、シールリングの本体を軸受に対して嵌め合いで固定することで、両者の隙間からの異物侵入をより確実に防ぎ、シール性を確保することができる。また、フィルタは、その変形しにくい素材であるシールリングの本体にしっかりと固定され、また、柔らかくて相対的に損傷しやすいリップ部を構成する円環部材を、そのシールリングの本体に対して交換可能とすることができる。したがって、シール性が損なわれにくいようにでき、また、シールリングを用いたシール部材及び軸受を長寿命化することができる。
また、シールリングに円環部材を備える場合に、軌道輪に固定されるシールリングを、リップ部を構成する円環部材よりも硬い素材としたので、シールリングの本体を軸受に対して嵌め合いで固定することで、両者の隙間からの異物侵入をより確実に防ぎ、シール性を確保することができる。また、フィルタは、その変形しにくい素材であるシールリングの本体にしっかりと固定され、また、柔らかくて相対的に損傷しやすいリップ部を構成する円環部材を、そのシールリングの本体に対して交換可能とすることができる。したがって、シール性が損なわれにくいようにでき、また、シールリングを用いたシール部材及び軸受を長寿命化することができる。
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態の転がり軸受１０の構成は円すいころ軸受であり、図１に示すように、外側軌道輪（外輪）１１と内側軌道輪（内輪）１２の各軌道面１１ａ，１２ａの間に、転動体１３として円すいころが組み込まれている。転動体１３は、保持器１４によって周方向に保持されている。
この実施形態では、内側軌道輪１２を軸に固定可能な固定側とし、外側軌道輪１１をハウジングＨと一体に回転する回転側としているが、これを内外逆にして、内側軌道輪１２を回転側、外側軌道輪１１を固定側とした形態も可能である。
この転がり軸受１０に、シール部材Ｓが取付けられる。シール部材Ｓは、転がり軸受１０の軸受空間の少なくとも一方の開口を覆うように取付けられる。
シール部材Ｓの構成は、図１に示すように、転がり軸受１０の内側軌道輪１２に係止される係止部２１と、その係止部２１から外径側に向かって立ち上がる壁部２５と、その壁部の外径側端部に設けたリップ取付部２７とを一体に有するシールリング２０（シールリングの本体）を備える。
シールリング２０は樹脂で構成され、そのシールリング２０の壁部２５に形成された通油孔２２を覆うように、フィルタ２３が固定されている。このフィルタ２３により、潤滑オイルに含まれる異物を捕捉する。
フィルタ２３は、通油孔２２の内面２２ａに嵌め込まれて固定され、フィルタ２３は枠で固定する等して、その枠とともにシールリング２０に着脱自在としてもよいし、その通油孔２２の内面２２ａに接着固定としてもよい。また、フィルタ２３とシールリング２０とをインサート成形（埋め込み固定）としてもよい。
フィルタ２３の素材は自由であるが、そのフィルタ２３の素材に、例えば、樹脂又は金属からなる網目状部材である構成を採用することができる。
特に、この実施形態では、フィルタ２３の網目状部材、及び、シールリング２０の素材として、いずれもポリアミド樹脂等を採用している。ただし、これらの素材に他の樹脂を採用してもよい。他の樹脂としては、例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）などがある。また、それらの樹脂を用いたガラス繊維強化樹脂としてもよい。ガラス繊維強化樹脂としては、例えば、ＰＡ（ポリアミド）４６＋ＧＦ、あるいは、ＰＡ（ポリアミド）６６＋ＧＦといったものを採用できる。
ガラス繊維の配合割合は、樹脂の収縮率と必要強度から最適化され、例えば、１５〜３５%、より好ましくは２５〜３０%とすることが望ましい。一般に、ガラス繊維配合割合が多いと、収縮率は小さくなり、成形後の寸法管理が容易になる。逆に、ガラス繊維配合割合が小さいと、樹脂の強度が低下し、変形しやすくなるため、収縮率と強度のバランスが最適な配合割合は２５〜３０％である。
また、これらのフィルタ２３やシールリング２０の素材として、ガラス繊維強化樹脂の他、炭素繊維強化樹脂やポリエチレン繊維強化樹脂、又は、アラミド繊維強化樹脂等でも適用できる。
また、これらのフィルタ２３やシールリング２０の素材として、ガラス繊維強化樹脂の他、炭素繊維強化樹脂やポリエチレン繊維強化樹脂、又は、アラミド繊維強化樹脂等でも適用できる。
シールリング２０のリップ取付部２７には、図１に示すように、円環部材４０が固定されている。円環部材４０はゴム製であり、シールリング２０の素材よりも柔らかい素材となっている。円環部材４０は、リップ取付部２７の外周に嵌め込んで固定され、その弾性によってリップ取付部２７に密着している。この円環部材４０の素材としては、例えば、合成ゴムでは、ニトリルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等を採用することができる。
リップ取付部２７に固定された円環部材４０は、外側軌道輪１１に当接するリップ部４１を構成する。内側軌道輪１２に固定されるシールリング２０は、リップ部４１を構成する円環部材４０に比べて相対的に硬い素材であるので、外力に対する変形に強く、すなわち、外力に対して変形しにくい。このため、フィルタ２３は、その変形しにくい素材であるシールリング２０の本体にしっかりと固定される。また、柔らかくて相対的に損傷しやすいリップ部４１を構成する円環部材４０を、そのシールリング２０に対して交換可能とすることができる。したがって、シール部材Ｓ及びそのシール部材Ｓを用いた軸受を長寿命化することができる。
また、リップ部４１を構成する円環部材４０と、内側軌道輪１２に固定されるシールリング２０とを別体としたことにより、その円環部材４０のシールリング２０に対する軸受幅方向の位置を調整可能とすることもできる。
この調整は、例えば、円環部材４０の軸方向外側端面４０ａとリップ取付部２７の内側端面２７ａとの間に、寸法調整用部材を挿入することで可能である。この寸法調整用部材を板状の部材（シム）とすれば、板厚の異なる様々な部材を用意しておくことで、調整寸法の設定が容易である。
この調整は、例えば、円環部材４０の軸方向外側端面４０ａとリップ取付部２７の内側端面２７ａとの間に、寸法調整用部材を挿入することで可能である。この寸法調整用部材を板状の部材（シム）とすれば、板厚の異なる様々な部材を用意しておくことで、調整寸法の設定が容易である。
このように、円環部材４０のシールリング２０に対する位置を調整可能とすれば、シール部材Ｓのリップ締代を容易に調整することができる。これにより、リップ部４１が摩耗した場合のリップ締代の再調整ができることに加え、幅寸法が異なる別の型番の軸受にも、シールリング２０や円環部材４０を兼用することができる。
なお、通油孔２２は、例えば、図３に示すように、側面視円弧状の長孔や、あるいは、側面視楕円形状の長孔、側面視長方形状の長孔を成す構成等とできる。この通油孔２２が、シールリング２０の周方向に沿って間隔をおいて複数設けられている。この実施形態では、通油孔２２はすべて同じ形状、大きさで、それらがシールリング２０の周方向に沿って等間隔であるが、通油孔２２の形状や数、配置間隔は適宜設定することができる。
フィルタ２３の構成としては、メッシュサイズが０．１〜１ｍｍ程度の網目状の樹脂を採用し得る。ここでは、メッシュサイズが０．５ｍｍの網目状の樹脂を採用しているが、フィルタ２３のメッシュサイズは、捕捉しようとする異物の大きさに応じて適宜設定することができる。
シールリング２０は、その内径側に設けた凸状の係止部２１が、内側軌道輪１２に設けた周方向のシール溝（凹部）３０に入り込むことによって、その熱膨張の際に、内側軌道輪１２に対して径方向へ移動可能となるように係止されている。
係止部２１とシール溝３０の構成について詳しく説明すると、図１〜図３に示すように、シールリング２０の係止部２１は、壁部２５の内径側端部に設けられた内径側に向く突出部２４を備えている。
突出部２４は、転動体１３に近い側（軸方向内側）の内側突出部２４ａと遠い側（軸方向外側）の外側突出部２４ｂとを備える。また、シール溝３０は、内側突出部２４ａが入り込む内側シール溝３０ａと、外側突出部２４ｂが入り込む外側シール溝３０ｂとを備える。内側突出部２４ａは、内径側に向かって相対的に低い突出高さであり、外側突出部２４ｂは、内径側に向かって相対的に高い突出高さである。
この突出部２４がシール溝３０に入り込むことにより、シールリング２０は、内側軌道輪１２に対して熱膨張時に径方向へ移動可能に係止されている。
また、突出部２４が、軸方向に沿って二つの突出部２４ａ，２４ｂで構成されているので、その軸方向位置の異なる二つの突出部２４ａ，２４ｂによって、シールリング２０をより確実に内側軌道輪１２に係止できるようになっている。
また、突出部２４が、軸方向に沿って二つの突出部２４ａ，２４ｂで構成されているので、その軸方向位置の異なる二つの突出部２４ａ，２４ｂによって、シールリング２０をより確実に内側軌道輪１２に係止できるようになっている。
転がり軸受１０の潤滑用のオイル等が温度上昇する前の状態（定常状態）において、図２（ａ）に示すように、内側突出部２４ａが内側シール溝３０ａに入り込む深さｈ１は、外側突出部２４ｂが外側シール溝３０ｂに入り込む深さｈ２よりも相対的に浅く設定されている。
このため、シールリング２０を軸受空間の開口に押し込んで固定する際に、奥側の内側突出部２４ａは、その押し込み時の弾性変形又は加熱変形により、容易に内側シール溝３０ａに嵌め込みできる。
このため、シールリング２０を軸受空間の開口に押し込んで固定する際に、奥側の内側突出部２４ａは、その押し込み時の弾性変形又は加熱変形により、容易に内側シール溝３０ａに嵌め込みできる。
また、外側突出部２４ｂの外側シール溝３０ｂに対する入り込み深さｈ２は相対的に深いので、図２（ｂ）に示す温度上昇後の状態（膨張状態）のように、シールリング２０により大きな外径方向への熱膨張量に対しても、外側突出部２４ｂと外側シール溝３０ｂとは係止を維持できる。すなわち、シールリング２０と内側軌道輪１２との係止を維持でき、この膨張状態においても、転がり軸受１０内に有害な異物が入り込む隙間を生じさせない。
このとき、その転がり軸受１０において想定される最高の温度、すなわち、最大の熱膨張量となった状態のシールリング２０が、その膨張状態でもなお、内側軌道輪１２との間に有害な異物が入り込む隙間が生じていないように、外側突出部２４ｂの外側シール溝３０ｂへの入り込み深さｈ２が設定されている（図２（ｂ）参照）。
このため、シールリング２０に想定される温度環境下では、常に、外側突出部２４ｂが外側シール溝３０ｂに入り込んだ状態が維持され、内側軌道輪１２との間に有害な異物が入り込む隙間を生じさせない。
このため、シールリング２０に想定される温度環境下では、常に、外側突出部２４ｂが外側シール溝３０ｂに入り込んだ状態が維持され、内側軌道輪１２との間に有害な異物が入り込む隙間を生じさせない。
また、この実施形態では、図３に示すように、内側突出部２４ａと外側突出部２４ｂとを周方向に沿って交互配置としている。
このように、内側突出部２４ａと外側突出部２４ｂとが周方向に交互配置であれば、シールリング２０を軸受空間の開口に押し込んで固定する際に、内側突出部２４ａが外側突出部２４ｂの死角に入りにくい。このため、奥側の内側突出部２４ａが内側シール溝３０ａに嵌まっていることを目視で確認しやすい。なお、図４（ａ）では、図３（ａ）に示すシールリング２０のＡ−Ａ断面に対応する断面図を、図４（ｂ）では、同Ｂ−Ｂ断面に対応する断面図を記載している。また、図１及び図２では、図３（ｂ）に示すシールリング２０のＩＩ−ＩＩ断面に対応する断面図を記載し、内側突出部２４ａと外側突出部２４ｂとの位置関係及び突出高さを比較できるようにしている。
このように、内側突出部２４ａと外側突出部２４ｂとが周方向に交互配置であれば、シールリング２０を軸受空間の開口に押し込んで固定する際に、内側突出部２４ａが外側突出部２４ｂの死角に入りにくい。このため、奥側の内側突出部２４ａが内側シール溝３０ａに嵌まっていることを目視で確認しやすい。なお、図４（ａ）では、図３（ａ）に示すシールリング２０のＡ−Ａ断面に対応する断面図を、図４（ｂ）では、同Ｂ−Ｂ断面に対応する断面図を記載している。また、図１及び図２では、図３（ｂ）に示すシールリング２０のＩＩ−ＩＩ断面に対応する断面図を記載し、内側突出部２４ａと外側突出部２４ｂとの位置関係及び突出高さを比較できるようにしている。
また、この実施形態では、図２（ａ）に示すように、外側突出部２４ｂは、外側シール溝３０ｂ内においてその端壁との間に軸方向隙間ｗ１を有している。すなわち、外側シール溝３０ｂの軸方向幅は、外側突出部２４ｂの幅よりも前記軸方向隙間ｗ１だけ広くなっている。このため、この軸方向隙間ｗ１の範囲内において、外側突出部２４ｂは外側シール溝３０ｂ内で軸方向へ移動可能である。
このように、外側突出部２４ｂが外側シール溝３０ｂ内で軸方向へ移動可能であれば、シールリング２０が熱膨張する際に、外側シール溝３０ｂ内で外側突出部２４ｂが拘束されることなく、その熱膨張に伴って円滑に径方向へ移動できる。このため、シールリング２０に、その熱膨張に伴う外径方向への引っ張り力が作用することを防止し、フィルタ２３の損傷を回避し得る。
なお、外側シール溝３０ｂは、図２（ａ）に示すように、内側軌道輪１２の端面に開口して形成されている。また、内側軌道輪１２の端面には、その内側軌道輪１２の内径に嵌め合いで固定される軸肩（車軸の肩部）Ａが当接するようになっている。このため、外側突出部２４ｂを外側シール溝３０ｂへ嵌め込んだ後、軸肩Ａで外側シール溝３０ｂの端面の開口を塞ぐことができる。
このように、外側シール溝３０ｂを内側軌道輪１２の端面に開口させれば、その嵌め込みは容易である。また、その端面の開口は軸肩Ａで塞ぐことができるので、外側シール溝３０ｂからの外側突出部２４ｂの離脱が防止されている。
このように、外側シール溝３０ｂを内側軌道輪１２の端面に開口させれば、その嵌め込みは容易である。また、その端面の開口は軸肩Ａで塞ぐことができるので、外側シール溝３０ｂからの外側突出部２４ｂの離脱が防止されている。
また、この実施形態では、内側突出部２４ａと外側突出部２４ｂとは、周方向に重複部分が生じないような配置となっている。すなわち、各内側突出部２４ａの周方向両端の位置する軸周り方位が、周方向に隣り合う外側突出部２４ｂの周方向端の位置する軸周り方位に一致している。
さらに、通油孔２２と外側突出部２４ｂとを、互いにその軸周り方位が重複しないように配置している。通油孔２２を配置した場所は、シールリング２０の断面積が小さいので、通油孔２２と、相対的に突出高さの高い外側突出部２４ｂとの位置が周方向に沿って重複すると、その断面積の小さい部分や、そこに取り付けられるフィルタ２３に、力（前記熱膨張時の引っ張り力等）が加わりやすくなるからである。また、外側突出部２４ｂはその突出高さが高く、さらに、通油孔２２の介在する壁部２５の直下に位置するため、このような断面積の小さい部分に比較的近いからである。
なお、内側突出部２４ａは、通油孔２２の内径側の部分、すなわち、通油孔２２を配置した軸周り方位に配置しているが、この内側突出部２４ａは、突出高さが外側突出部２４ｂよりも相対的に低く、また、壁部２５の直下よりもやや軸方向内側に偏心して設けられているため、通油孔２２周囲の断面積の小さい部分から離れている。このため、その影響は小さい。
このシールリング２０は、射出成形で成形される。その射出成形時に生じるウエルドラインｗは、図３に示すように、通油孔２２が無い軸周り方位に配置している。このように、断面積が小さく比較的低強度になる通油孔２２を避けた位置に、ウエルドラインｗを設定するのが強度的に有利な設計である。すなわち、ウェルドラインｗが断面積の大きい部分に発生するので、強度低下を最小限に抑えることができ、また、断面積が大きいことにより、樹脂流動の自由度が高まり、樹脂が合流するウェルド部において、繊維が絡みやすくなるという効果も期待できる。
仮に、図６に示す好ましくない例のように、ゲートｇを、通油孔２２が配置された軸周り方位に、重複して配置した場合を想定する。ここでは、シール部材Ｓを構成する部位の一部を省略して図示している。
この例の場合、型枠内の空間において、成形品に通油孔２２を設けるための部材を避けるように樹脂の分流が生じ（図中の矢印ａ，ｂ参照）、その樹脂が、隣り合う通油孔２２間の中央でウェルドラインｗを形成する（同矢印ｃ参照）とともに、通油孔２２の部分を回り込んだときに、分流した材料同士が合流する（同矢印ｄ参照）ためにウェルドラインｗが形成される。このため、前述のように、ゲートｇは、通油孔２２が無い軸周り方位に配置することが望ましい。
この例の場合、型枠内の空間において、成形品に通油孔２２を設けるための部材を避けるように樹脂の分流が生じ（図中の矢印ａ，ｂ参照）、その樹脂が、隣り合う通油孔２２間の中央でウェルドラインｗを形成する（同矢印ｃ参照）とともに、通油孔２２の部分を回り込んだときに、分流した材料同士が合流する（同矢印ｄ参照）ためにウェルドラインｗが形成される。このため、前述のように、ゲートｇは、通油孔２２が無い軸周り方位に配置することが望ましい。
また、この実施形態では、通油孔２２と係止部２１の内側突出部２４ａ及び外側突出部２４ｂは、それぞれ、シールリング２０の周方向に沿って等間隔に配置し、通油孔２２と外側突出部２４ｂとを、それぞれ同数の偶数個としたことで、前記のようなウェルドラインｗの配置を実現している。
すなわち、通油孔２２と外側突出部２４ｂとがそれぞれ同数の偶数個であれば、シールリング２０の周方向に沿って隣り合う通油孔２２同士の間のスペースの数も偶数となる。このため、その偶数個のスペースのうち一つおきのスペースに、射出成形時において型枠内に樹脂を充填するためのゲートｇを配置することで、その間のゲートｇを配置していないスペースにウエルドラインｗを配置している。
すなわち、通油孔２２と外側突出部２４ｂとがそれぞれ同数の偶数個であれば、シールリング２０の周方向に沿って隣り合う通油孔２２同士の間のスペースの数も偶数となる。このため、その偶数個のスペースのうち一つおきのスペースに、射出成形時において型枠内に樹脂を充填するためのゲートｇを配置することで、その間のゲートｇを配置していないスペースにウエルドラインｗを配置している。
また、この実施形態では、ゲートｇを外側突出部２４ｂに設けている。外側突出部２４ｂは通油孔２２と同数であり、その外側突出部２４ｂが、通油孔２２同士の間のスペースにそれぞれ一つずつ設けられている。すなわち、ゲートｇは、シールリング２０の周方向に沿って、一つおきの外側突出部２４ｂに設けられている。
したがって、ゲートｇの数は、通油孔２２の数の半数（外側突出部２４ｂの数の半数）である。また、ゲートｇは、周方向に沿って等間隔である。
したがって、ゲートｇの数は、通油孔２２の数の半数（外側突出部２４ｂの数の半数）である。また、ゲートｇは、周方向に沿って等間隔である。
このように、ゲートｇは、図３に示すように、外側突出部２４ｂのある軸周り方位、すなわち、通油孔２２が無い軸周り方位に配置されている。このため、通油孔２２部分を避けて回り込んだ樹脂が、通油孔２２周囲の断面積の小さい部分で合流することを防いでいる。
また、ゲートｇを、相対的に突出高さの高い外側突出部２４ｂに設けることで、その突出した外側突出部２４ｂ内への樹脂の充填が円滑である。ただし、そのゲートｇは、外側突出部２４ｂのうち、内側軌道輪１２側の凹部３０に対して直接係合する部分を避けることが望ましい。成形品は、ゲートｇにおいて樹脂が切断・分離されるため、微小な凹凸や僅かなバリが発生する場合があるからである。
この実施形態では、図３（ａ）に示すように、外側突出部２４ｂが、シールリング２０の内径部に突出して設けられた凸部２４ｃと、その凸部２４ｃの先端に突出して設けられた嵌合部２４ｄとを備える。内径側に向かって突出する嵌合部２４ｄが、凹部３０に係合する。
また、凸部２４ｃは、シールリング２０の周方向に沿って長手状に形成され、嵌合部２４ｄが、その長手方向の両端に設けられている。そして、ゲートｇは、その両端の嵌合部２４ｄの間に挟まれた中央部に設けられている。このように、ゲートｇは、内側軌道輪１２の凹部３０との嵌合部２４ｄを避ける位置、すなわち、嵌合部２４ｄの無い軸周り方位に配置するのが望ましい。
この実施形態の変形例を、図５に示す。この実施形態は、シールリング２０のリップ取付部２７の断面形状をコの字状にしたものである。
リップ取付部２７が断面コの字状であるので、シールリング２０に対する外周側からの外力に対して、円環部材４０の保護効果がある。また、リップ取付部２７が断面コの字状であるので、円環部材４０の固定に接着剤や充填材を用いる場合は、その接着剤や充填材の漏洩防止効果も期待できる。
これらの実施形態では、係止部２１を構成する突出部２４を、転動体１３に近い側の内側突出部２４ａと遠い側の外側突出部２４ｂとを備える構成としたが、係止部２１の構成は、この実施形態には限定されない。例えば、内側突出部２４ａを省略して外側突出部２４ｂのみ、すなわち、突出部２４を内外方向に対して（軸受の軸方向に対して）一箇所とし、その突出部２４を、周方向に沿って所定の間隔で複数設けた構成を採用することができる。シール溝３０は、突出部２４に対応した位置、数とする。
このとき、前述の実施形態と同様、通油孔２２と突出部２４とを、それぞれ同数の偶数個とすることが望ましい。また、通油孔２２と突出部２４とを、それぞれ周方向に沿って等間隔に配置するとともに、互いにその軸周り方位が重複しないようにし、ゲートｇを、周方向に沿って一つおきの突出部２４に設けることが望ましい。すなわち、射出成形時におけるゲートｇの数を、通油孔２２の数の半数とした構成である。
これらの構成によれば、射出成形時に生じるウエルドラインｗを通油孔２２が無い軸周り方位に配置することができる。
これらの構成によれば、射出成形時に生じるウエルドラインｗを通油孔２２が無い軸周り方位に配置することができる。
なお、図７（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、シールリング２０におけるゲートｇとウェルドラインｗの配置が、好ましくない例を示すシール部材の側面図である。
図７（ａ）は、係止部２１の外側突出部２４ｂ及び通油孔２２を、それぞれ同数の偶数個（１２箇所）とし、外側突出部２４ｂと通油孔２２の軸周り方位をずらしたものである。しかし、ゲートｇを、全ての外側突出部２４ｂに配置したので、ウェルドラインｗは、通油孔２２が介在する断面積の小さい部分に位置することとなる。
図７（ｂ）は、同じく、係止部２１の外側突出部２４ｂ及び通油孔２２を、それぞれ同数の偶数個（１２箇所）とし、外側突出部２４ｂと通油孔２２の軸周り方位を一致させている。また、ゲートｇは、周方向に沿って一つおきの外側突出部２４ｂに配置したものである。この構成においても、ウェルドラインｗは、通油孔２２が介在する断面積の小さい部分に位置することとなる。
図７（ｃ）は、係止部２１の外側突出部２４ｂ及び通油孔２２を、それぞれ同数の偶数個（１２箇所）とし、外側突出部２４ｂと通油孔２２の軸周り方位を一致させている。ゲートｇは、全ての外側突出部２４ｂに配置している。この構成においても、ウェルドラインｗは、通油孔２２が介在する断面積の小さい部分に位置することとなる。さらに、通油孔２２間の壁部２５にもウェルドラインｗが位置し、前記（ｂ）の例よりもウェルドラインの数が多くなる。
また、図８（ａ）〜（ｄ）も、それぞれ、ゲートｇとウェルドラインｗの配置が、好ましくない例を示すシール部材の側面図である。
図８（ａ）は、係止部２１の外側突出部２４ｂ及び通油孔２２を、それぞれ同数の奇数個（１１箇所）とし、外側突出部２４ｂと通油孔２２の軸周り方位をずらしたものである。ゲートｇは、原則として周方向に沿って一つおきの外側突出部２４ｂに配置しているが、隣り合う外側突出部２４ｂに配置せざるを得ない箇所もある。このため、ウェルドラインｗの一部は、通油孔２２が介在する断面積の小さい部分に位置することとなる。
図８（ｂ）は、同じく、係止部２１の外側突出部２４ｂ及び通油孔２２を、それぞれ同数の奇数個（１１箇所）とし、外側突出部２４ｂと通油孔２２の軸周り方位をずらしたものである。ゲートｇは、全ての外側突出部２４ｂに配置している。このため、ウェルドラインｗは、通油孔２２が介在する断面積の小さい部分に位置することとなる。
図８（ｃ）は、係止部２１の外側突出部２４ｂ及び通油孔２２を、それぞれ同数の奇数個（１１箇所）とし、外側突出部２４ｂと通油孔２２の軸周り方位を一致させたものである。ゲートｇは、原則として周方向に沿って一つおきの外側突出部２４ｂに配置しているが、隣り合う外側突出部２４ｂに配置せざるを得ない箇所もある。ウェルドラインｗは、通油孔２２が介在する断面積の小さい部分に位置することとなる。
図８（ｄ）は、同じく、係止部２１の外側突出部２４ｂ及び通油孔２２を、それぞれ同数の奇数個（１１箇所）とし、外側突出部２４ｂと通油孔２２の軸周り方位を一致させたものである。ゲートｇは、全ての外側突出部２４ｂに配置している。このため、ウェルドラインｗは、通油孔２２が介在する断面積の小さい部分に位置することとなる。このため、図３に示したこの発明の構成が有利である。
この発明におけるシールリングは、リップ部が構成された円環部材を固定せず、シールリングに外側軌道輪に隙間をもって対向又は当接するリップ部を一体に形成しても良いが、確実にシール性を得るためには、シールリングに別体の円環部材を固定する方がより好ましい。また、シールリング２０を取付ける転がり軸受１０の種別は自由であり、例えば、転動体１３として円すいころを用いた円すいころ軸受であってもよいし、その他、転動体１３としてボールを用いた深溝玉軸受やアンギュラ玉軸受、円筒ころを用いた円筒ころ軸受や、球面ころを用いた自動調心ころ軸受等であってもよい。特に、円すいころ軸受は、外側軌道輪１１が容易に分離可能な構造となっているため、円環部材４０の交換も容易に可能となる。
１０ 転がり軸受
１１ 外側軌道輪（外輪）
１１ａ 軌道面
１２ 内側軌道輪（内輪）
１２ａ 軌道面
１２ｂ 大つば
１２ｃ 小つば
１３ 円すいころ(転動体)
１４ 保持器
２０ シールリング
２１ 係止部
２２ 通油孔
２２ａ 内面
２３ フィルタ
２４ 突出部
２４ａ 内側突出部
２４ｂ 外側突出部
２５ 壁部
２７ リップ取付部
２７ａ 内側端面
３０ シール溝
３０ａ 内側シール溝
３０ｂ 外側シール溝
４０ 円環部材
４０ａ 外側端面
４１ リップ部
ｇ ゲート
ｗ ウエルドライン
Ｓ シール部材
１１ 外側軌道輪（外輪）
１１ａ 軌道面
１２ 内側軌道輪（内輪）
１２ａ 軌道面
１２ｂ 大つば
１２ｃ 小つば
１３ 円すいころ(転動体)
１４ 保持器
２０ シールリング
２１ 係止部
２２ 通油孔
２２ａ 内面
２３ フィルタ
２４ 突出部
２４ａ 内側突出部
２４ｂ 外側突出部
２５ 壁部
２７ リップ取付部
２７ａ 内側端面
３０ シール溝
３０ａ 内側シール溝
３０ｂ 外側シール溝
４０ 円環部材
４０ａ 外側端面
４１ リップ部
ｇ ゲート
ｗ ウエルドライン
Ｓ シール部材
Claims (8)
- 外側軌道輪（１１）と内側軌道輪（１２）との間に転動体（１３）を組み込み、前記外側軌道輪（１１）と前記内側軌道輪（１２）との間に形成された軸受空間の少なくとも一端の開口を樹脂製のシールリング（２０）で覆い、そのシールリング（２０）に形成され周囲全周が樹脂で囲まれた通油孔（２２）にフィルタ（２３）が設けられて、そのフィルタ（２３）により潤滑オイルに含まれる異物を捕捉するようになっている転がり軸受において、
前記シールリング（２０）は射出成形で成形され、前記通油孔（２２）は周方向に沿って等間隔に偶数個設けられ、前記射出成形時におけるゲート（ｇ）に対向し成形品の表面において視認可能なゲート対面部を前記通油孔（２２）が無い軸周り方位に配置し、射出成形時に生じるウエルドライン（ｗ）を前記通油孔（２２）が無い軸周り方位に配置することを特徴とする転がり軸受。 - 前記ゲート対面部を前記シールリング（２０）の周方向に沿って隣り合う通油孔（２２）間のスペースのうち、一つおき、あるいは、奇数個おきのスペースに配置する請求項１に記載の転がり軸受。
- 前記シールリング（２０）は、その内径部に凸状の係止部（２１）を周方向に複数個所備え、前記内側軌道輪（１２）はその外周部に前記係止部（２１）と係合する凹部（３０）を備え、前記シールリング（２０）にはそのシールリング（２０）よりも柔らかい素材からなる円環部材（４０）が固定されて、その円環部材（４０）により、前記外側軌道輪（１１）に隙間をもって対向又は当接するリップ部（４１）が構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受。
- 前記シールリング（２０）はガラス繊維強化樹脂製であり、前記円環部材（４０）はゴム製であることを特徴とする請求項３に記載の転がり軸受。
- 外側軌道輪（１１）と内側軌道輪（１２）との間に転動体（１３）を組み込み、前記外側軌道輪（１１）と前記内側軌道輪（１２）との間に形成された軸受空間の少なくとも一端の開口を樹脂製のシールリング（２０）で覆い、そのシールリング（２０）に形成された通油孔（２２）にフィルタ（２３）が設けられて、そのフィルタ（２３）により潤滑オイルに含まれる異物を捕捉するようになっている転がり軸受において、
前記シールリング（２０）は射出成形で成形され、前記通油孔（２２）は偶数個設けられ、前記射出成形時におけるゲート（ｇ）に対向し成形品の表面において視認可能なゲート対面部を前記通油孔（２２）が無い軸周り方位に配置し、射出成形時に生じるウエルドライン（ｗ）を前記通油孔（２２）が無い軸周り方位に配置し、
前記シールリング（２０）は、その内径部に凸状の係止部（２１）を周方向に偶数個所備え、前記内側軌道輪（１２）はその外周部に前記係止部（２１）と係合する凹部（３０）を備え、前記ゲート対面部を、前記通油孔（２２）が無い軸周り方位のスペースに設けられた前記係止部（２１）に配置する転がり軸受。 - 前記係止部（２１）は、軸方向内側に位置し内径側に向かって相対的に低い突出高さである内側突出部（２４ａ）と軸方向外側に位置し内径側に向かって相対的に高い突出高さである外側突出部（２４ｂ）とを備え、前記通油孔（２２）と前記外側突出部（２４ｂ）とを、互いにその軸周り方位が重複しないように配置したことを特徴とする請求項５に記載の転がり軸受。
- 前記外側突出部（２４ｂ）は、前記シールリング（２０）の内径部に突出して設けられた凸部（２４ｃ）と、その凸部（２４ｃ）に設けられた嵌合部（２４ｄ）とを備え、前記嵌合部（２４ｄ）が前記凹部（３０）に係合するようになっており、前記ゲート対面部の位置を、前記凸部（２４ｃ）における前記嵌合部（２４ｄ）の無い軸周り方位に設けたことを特徴とする請求項６に記載の転がり軸受。
- 請求項１に記載の転がり軸受の製造方法であって、前記シールリング（２０）は射出成形で成形され、前記射出成形時におけるゲート（ｇ）を、前記通油孔（２２）が無い軸周り方位に配置することにより、その射出成形時に生じるウエルドライン（ｗ）を前記通油孔（２２）が無い軸周り方位に配置することを特徴とする転がり軸受の製造方法。
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