JP6707389B2

JP6707389B2 - 転がり軸受ユニット

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Publication number: JP6707389B2
Application number: JP2016079652A
Authority: JP
Inventors: 直太山本; 翔太東穂; 宙史内村
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2016-04-12
Filing date: 2016-04-12
Publication date: 2020-06-10
Anticipated expiration: 2036-04-12
Also published as: JP2017190813A

Description

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

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

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

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

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

また、特許文献２には、転がり軸受の内外輪間に位置する軸受空間の端部を閉じるシールリングに、異物を捕捉するフィルタを設けた技術が開示されている。

特開平７−２８０１８０号公報特開２０１２−１０２７６７号公報

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

しかし、上記特許文献１に記載の技術では、センサの感度が良すぎる場合に、本来は、特許文献２に示すようなフィルタで除去されるべき大きさの異物を感知して、警報の誤作動につながるという問題がある。大きな異物はフィルタによって捕捉され作動機構部には入り込まないので、センサは、フィルタのメッシュサイズ以上の大きさの異物は必ずしも感知する必要がない。むしろ、センサには、潤滑油内におけるフィルタを通過し得る大きさの異物の含有量が所定の量を超えた場合に、作動機構部に悪影響を及ぼす可能性がある旨の警報を発信することが求められる。

さらに、特許文献１のようなセンサを転がり軸受に設置すると、構造が複雑になるという問題もある。潤滑油に混入した異物を検知するためのセンサは、できる限り簡素な構造で転がり軸受に設置できることが望ましい。

そこで、この発明の課題は、転がり軸受ユニットの軸受から発生する摩耗粉（鉄粉等）等の異物が潤滑油に混入した際に、その潤滑油に含まれる異物の量を的確に検知することであり、さらに、異物を検出するセンサをできる限り簡素な構造で転がり軸受に設置できるようにすることである。

上記の課題を解決するために、この発明は、外輪及び内輪と、前記外輪と前記内輪との間の軸受空間に配置される転動体と、前記外輪又は前記内輪のうち静止側の軌道輪若しくはその静止側の軌道輪に固定された部材に取り付けられて前記軸受空間の側方開口を覆う円環状のシール部材と、前記シール部材の下部に設けられる異物捕捉部と、前記異物捕捉部に設けられ潤滑油に含まれる異物を検知するセンサ部と、を備える転がり軸受を採用した。

ここで、前記シール部材は周方向に沿って分割された複数の分割シール部材が連結片によって接続されて円環状の連結体となっており、前記異物捕捉部は前記連結片に設けられる構成を採用することができる。

また、前記センサ部は、対の電極間への金属からなる異物の付着を電気的に検出する構成を採用することができる。

さらに、前記異物捕捉部は、前記シール部材を挟んで前記軸受空間側とその反対側とを上下方向に貫通する異物排出口を備える構成を採用することができる。

前記異物捕捉部は上向き凹状のポケットである構成を採用することができる。特に、前記異物捕捉部の凹部は漏斗状であり、前記異物排出口は漏斗状の凹部内に位置し、前記対の電極は、前記凹部内に上下方向に沿ってその電極間隔の異なるものが複数組備えられる構成を採用することができる。

この発明は、転がり軸受の静止側の軌道輪に取り付けられて軸受空間の側方開口を覆う円環状のシール部材と、シール部材の下部に設けられる異物捕捉部と、異物捕捉部に設けられ潤滑油に含まれる異物を検知するセンサ部とを備えたので、潤滑油に含まれる異物はその自重によって沈降し異物捕捉部に収容される。このため、自重によって沈降した異物をセンサ部で検知すれば、潤滑油に含まれる異物の量を的確に検知することができる。特に、例えば、夜間に操業して昼間に稼働する機器等、間欠的に使用される機器等では、転がり軸受の回転が停止している間に対象となる異物を効果的に沈降させることができるので、より的確な異物の検知が可能である。

また、複数の分割シール部材を連結片によって接続して円環状のシール部材が構成され、異物捕捉部を連結片に設けたので、異物を検出するセンサを簡素な構造で転がり軸受に設置できる。

この発明の一実施形態を示し、（ａ）は転がり軸受を複数備えた軸受ユニットの側面図、（ｂ）は縦断面図（ａ）はシール部材を備えた転がり軸受の要部平面図、（ｂ）はその斜視図（ａ）はシール部材を備えた転がり軸受の側面図、（ｂ）は正面図シール部材の分解斜視図分割シール部材同士を接続する連結片を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の正面図、（ｃ）は（ａ）の右側面図（ａ）（ｂ）は分割シール部材同士の接続部を示す要部拡大図（ａ）〜（ｃ）は、異物捕捉部を示す断面図

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

オイルポンプ装置１０は、機器の内部に転がり軸受を複数備えた軸受ユニット２０と、オイルポンプ６０の作動機構部３０とを有している。

軸受ユニット２０は、ハウジング１１の内部に、油潤滑される３つの転がり軸受２１，２２，２３を並列して備えている。これらの転がり軸受２１，２２，２３によって、オイルポンプ６０の作動機構部３０に通じる軸部材３２を、固定のハウジング１１に対して軸周り回転自在に支持している。

各転がり軸受２１，２２，２３は、外側軌道輪１と内側軌道輪２の各軌道面１ａ，２ａの間に、転動体３が組み込まれている。転動体３は、保持器４によって周方向に保持されている。以下、外側軌道輪１を外輪１と、内側軌道輪２を内輪２と称する。

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

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

オイルポンプ６０の作動機構部３０は、ポンプケーシング内に互いに相対回転することにより潤滑油を循環経路へ送り出すポンプ用ロータ（図示せず）を備える。ポンプ用ロータは、軸部材３２の端部に設けた接続部材３１に接続され、これにより、軸部材３２の軸周りに回転可能な状態である。ロータへの駆動力は、図示しない駆動源から別途のルートで入力される。

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

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

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

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

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

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

転がり軸受２１，２２，２３によってハウジング１１に支持された軸部材３２は、オイルを送り出すためのポンプ本体に相当するオイルポンプ６０内の回転部材である作動機構部３０に接続されている。オイルポンプ６０は、その駆動によって、外部にある他の作動機構部７０に向かって、内部の潤滑油を送り出す機能を備えている。送り出した潤滑油は、潤滑油の経路に沿って流れて各部の作動機構部７０を潤滑した後、やがてオイルポンプ６０に戻ってくる。

また、このオイルポンプ６０においては、ポンプ本体内の作動機構部３０と、その作動機構部３０に通じる軸部材３２を支える軸受ユニット２０とが、共通の潤滑用のオイルで潤滑されるようになっている。オイルポンプ６０側の作動機構部３０と軸受ユニット２０側の軸受空間とは、軸方向一方側の転がり軸受２１の軸方向一端側の軸受空間の側方開口Ｄ、及び、潤滑油の循環経路１２，１３を通じて連通している。また、その潤滑油は、ポンプ外の作動機構部７０にも送り出される。

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

環状空間Ｃを経て、転がり軸受２３の軸受空間を通過した潤滑油は、転がり軸受２３の軸方向他端側の軸受空間の開口を通じて、転がり軸受２３の軸方向他端側に設けられたハウジング端部空間Ｂに入り込む。その後、ハウジング１１内の外径寄りの部分に形成された潤滑油の循環経路１２によって、オイルポンプ６０の作動機構部３０側へと戻っていく。

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

また、環状空間Ｃを経て、転がり軸受２２，２１の軸受空間を通過した潤滑油は、転がり軸受２１の軸方向一端側の軸受空間の側方開口Ｄを通じて、オイルポンプ６０の作動機構部３０側へと戻っていく。

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

ところで、転がり軸受２１，２２，２３の軸受空間からは、摩耗粉（鉄粉等）等の異物が発生することがある。この異物が、オイルポンプ６０の作動機構部３０や、ポンプ外の循環経路途中にある他の作動機構部７０に侵入することは好ましくない。そこで、転がり軸受２１の軸方向一端側の軸受空間の側方開口Ｄ、及び、循環経路１２の軸方向一端側の開口１２ｃ、すなわち、軸方向潤滑経路１２ａの開口１２ｃにシール部材４０（以下、実施形態では、円環状のシール部材４０を用いているので、これをシールリング４０と称する）が取付られている。

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

図２及び図３に示すように、シールリング４０が転がり軸受２１の端面に当接した状態とされ、他の転がり軸受２２，２３や間座５，６，７等とともにハウジング１１内に収容される。

シールリング４０は、図４に示すように、その筒軸方向端面４１が、外輪１の端面に当接する円筒状部材からなる円筒部４２と、円筒部４２の筒軸方向一端部から内径側に向かって立ち上がる壁部４３とを備える。

壁部４３には、フィルタ４６が設けられている。フィルタ４６は、貫通穴からなるフィルタ孔４６ａの集合によって、転がり軸受２１，２２の軸受空間からの異物の通過を阻止し、潤滑油の通過は許容されるものである。このとき、フィルタ孔４６ａの内径は、少量であれば、作動機構部３０側へ侵入しても影響がない程度の異物の通過は許容されるよう、適宜の寸法に設定される。

この実施形態では、シールリング４０は合成樹脂の成形品からなるものとしている。また、シールリング４０は、転がり軸受２１の軸受空間の側方開口Ｄに沿う円環状を成し、その円環の周方向に沿って分割された複数の分割シール部材４０’が、連結片８０によって円環状に接続された連結体である。周方向に隣り合う分割シール部材４０’同士は、連結片８０により接続される。連結片８０も、合成樹脂の成形品からなるものとしている。

シールリング４０は、連結片８０が少なくともシールリング４０の下部に位置するように、転がり軸受２１の端部に取り付けられる。この実施形態では、中心角１８０°を成す２つの分割シール部材４０’で円環状のシールリング４０を構成しているので、連結片８０は、シールリング４０の上部と下部の２箇所に位置している。ここでは、連結片８０は、シールリング４０の最上部と最下部にそれぞれ設けられている。

さらに、この実施形態では、シールリング４０を２分割として、中心角１８０°の分割シール部材４０’を二つ用いることで円環状のシールリング４０を構成しているが、この中心角は１８０°以外であってもよい。例えば、中心角９０°の分割シール部材４０’を四つ用いることで円環状のシールリング４０を構成してもよいし、中心角６０°の分割シール部材４０’を六つ用いることで円環状のシールリング４０を構成してもよい。

また、この実施形態では、シールリング４０は、壁部４３のフィルタ４６用の孔４６ａを、シールリング４０の本体に一体に形成しているが、壁部４３のフィルタ４６を、シールリング４０の本体の部材とは別部材として、その別部材をシールリング４０の本体に、嵌め込み固定、埋め込み固定、接着等の種々の手段で固定するようにしてもよい。

シールリング４０や連結片８０の素材としては、樹脂以外にも、金属、ゴム等の他の素材を採用してもよい。フィルタ４６をシールリング４０とは別部材とする場合も、フィルタ４６の素材として、樹脂、金属、ゴム等の他の素材を用いることができる。

また、連結片８０には、シールリング４０の円筒部４２の外周面に当接する基部８１から、転がり軸受２１側へ向かって軸方向へ伸びる軸方向部材８２が設けられている。

軸方向部材８２は、ハウジング１１の内径面と外輪１の外径面との間を通って転がり軸受２１側へ伸びて、その軸方向部材８２が軌道輪や間座等の軸受部材に係合することにより、シールリング４０はハウジング１１及び外輪１に固定される。

この実施形態では、軸方向部材８２は、循環経路１２内を通って軸方向一端側から他端側へ向かって伸びており、その軸方向部材８２の先端８２ａは先細りの形状となっている。このため、ハウジング１１内への挿入がスムーズである。また、軸方向部材８２の先端寄りには、内径側へ向かって伸びる内径側突出部８３を備えている。

軸方向部材８２は外輪１の外径面に接触しつつ、内径側突出部８３が軸受の軌道輪や間座に設けた凹部に入り込むことで、シールリング４０の軸方向への移動が規制される。この実施形態では、内径側突出部８３が、転がり軸受２１の外輪１ｂと間座６との間に形成された凹部１ｃ内に入り込む構成としている。凹部１ｃは、間座６の一端側端面６ａと、転がり軸受２１の外輪１ｂの肩部の稜線部に形成された曲面状のアール部や面取り部等とによって構成されている。

また、シールリング４０の壁部４３の内径側端部は、内輪２の大つば外径面に摺接するか、または、わずかな隙間を介して対向して、壁部４３と内輪２との間にラビリンスシール構造を形成している。ラビリンスシール構造では、潤滑油は通過が許容されるが、潤滑油に含まれる異物の通過は阻止される。壁部４３の内径側端部と内輪２の大つば外径面との隙間は、フィルタ４６のメッシュサイズと同じか、そのメッシュサイズ以下に設定される。

また、循環経路１２の軸方向一端側の開口１２ｃは、側面視円環状を成す転がり軸受２１の軸受空間の側方開口Ｄよりも外径側に位置する。この実施形態では、循環経路１２の軸方向潤滑経路１２ａは２本設けられており、周方向に沿って１８０°の間隔をおいて２箇所に開口１２ｃを有しているが、この開口１２ｃの数は、必要に応じて増減してもよい。

連結片８０は、循環経路１２内側へ突出する外径側突出部８４を備える。外径側突出部８４は、軸方向部材８２の外面から外径側へ向かって立ち上がり、その外径面に凸部８４ａと凹部８４ｂ、及び、通油孔８４ｃを備える。凸部８４ａは、循環経路１２の内面に当接して連結片８０を支持し、凹部８４ｂと循環経路１２内面との隙間、及び、通油孔８４ｃは、循環経路１２から軸受空間外への潤滑油の通路となる。凹部８４ｂと循環経路１２の内面との隙間、通油孔８４ｃの内径は、同じく、フィルタ４６のメッシュサイズと同じか、そのメッシュサイズ以下に設定される。外径側突出部８４に複数の貫通孔やスリットを設けて、異物を捕捉するためのフィルタとすることもできる。

また、軸方向部材８２及び外径側突出部８４は、循環経路１２内に入り込んでがたつきなく固定されるよう、その幅（転がり軸受の周方向への幅）は循環経路１２の幅（同じく転がり軸受の周方向への幅）と合致している。これにより、シールリング４０は、ハウジング１１及び外輪１に対して回り止めされる。すなわち、軸方向部材８２及び外径側突出部８４は、シールリング４０の回り止め手段として機能している。

このように、転がり軸受２１，２２，２３の軸受空間からの潤滑油は、シールリング４０に設けたフィルタ４６の孔４６ａや、循環経路１２内の孔や隙間、あるいは、壁部４３の内径側端部と内輪２の大つば外径面との隙間を通過して、軸受空間外へ流出する。このため、作動機構部３０、７０の動作に影響が出るような大きな異物（金属からなる摩耗粉の他、特に剥離片等）は、作動機構部３０、７０側へは侵入しないようになっている。

連結片８０には、図５に示すように、基部８１から周方向両側へ伸びる対の支え部８５が設けられている。支え部８５は、シールリング４０の外径面に沿う円筒面状の部材である。各支え部８５の先端には、内径側へ突出する係止凸部８８が設けられている。この係止凸部８８が、周方向に隣り合う分割シール部材４０’の端部にそれぞれ設けられた係止孔４８に入り込むことで、連結片８０は、周方向に隣り合う分割シール部材４０’の端部同士を接続する。これにより、分割シール部材４０’は円環状の連結体に構成される。

また、分割シール部材４０’の端部同士は、図６に示すように、壁部４３に設けられ互いに対向するカギ状部４７ａ，４７ｂが噛み合っているので、その接続がより強固となっている。

また、連結片８０の内面には、凹状の異物捕捉部８６が設けられる。異物捕捉部８６は、周方向に隣り合う分割シール部材４０’の端部にそれぞれ設けられた切欠き４９に臨んでいる。このため、異物捕捉部８６はシーリング４０の内側である軸受空間側に向かって凹状に開放されている。すなわち、シールリング４０の下部に位置する連結片８０では、異物捕捉部８６は軸受空間側に臨む上向きの凹状である。

さらに、異物捕捉部８６は、連結片８０を挟んで内径側と外径側、すなわち、軸受空間側とその反対側である軸受空間外とを上下方向に貫通する異物排出口８７を備える。異物排出口８７は、センサ部９０に設定された異物捕捉部検出閾値未満の大きさの異物を、軸受空間外へ排出することができる。すなわち、異物排出口８７の孔の内径が、センサ部９０が検出する対象としている異物の最小径よりも小さく設定されている。

異物捕捉部８６は、上向き凹状のポケットであり、特に、この実施形態では、異物捕捉部８６の凹部は漏斗状としている。異物排出口８７は、その漏斗状の凹部内全体に分布している。

この実施形態では、外輪１は静止側、内輪２は回転側である。内輪２の回転によって、転がり軸受２１の軸方向一端側の軸受空間の開口Ｄ、及び、循環経路１２の軸方向一端側の開口１２ｃ、壁部４３の内径側端部と内輪２の大つば外径面との隙間から流出した潤滑油は、シールリング４０の周方向に沿って流れるようになる。潤滑油に含まれる異物である、転がり軸受２１，２２，２３で生じた金属粉、金属片等のうち、粒径の大きなものはフィルタ４６や、循環経路１２の開口１２ｃの隙間、壁部４３の内径側端部と内輪２の大つば外径面との隙間を通過できず、それらの部分に捕捉されて溜まっていく。

潤滑油に含まれる異物のうち、フィルタ４６や各隙間で捕捉されない粒径の小さい異物は、そのまま軸受空間外へ流出する。粒径の小さい異物であれば、その異物が作動機構部３０，７０へ至っても少量であれば、不具合の原因とはなり得ない。しかし、潤滑油中に含まれる粒径の小さい異物．の量が増えてくると、そのまま放置すれば、将来的に不具合に繋がる事態も予想される。このため、転がり軸受２１の内輪２の回転が停止した後、粒径の小さな異物がその自重で沈降して異物捕捉部８６に溜まった際に、その溜まった異物の量を、センサ部９０が検知するようにしている。

異物捕捉部８６に備えられるセンサ部９０の詳細を、図７に示す。センサ部９０は、対の電極９１，９２間への金属からなる異物の付着を電気的に検出するものである。

対の電極９１，９２間に、異物排出口８７を通過できない大きさの金属からなる異物が付着することに伴って、その対の電極９１，９２からケーブルを通じて接続された出力検出装置９４は、対の電極間の異物を介した導通によって、電気回路の電気的出力の変化を検出し、潤滑油に含まれる金属からなる異物の状態（含有量）を検知することができる。対の電極９１，９２に接続されたケーブルは、連結片８０に設けたセンサ孔を通って基板９３を経由してハウジング１１外に引き出され、そのケーブルに接続された出力検出装置９４が、軸受ユニット２０のいずれかの部分、又は、軸受ユニット２０外に設けられる。なお、基板９３はセンサ部９０に近い箇所に配置することができ、例えば、連結片８０に取り付けることができる。また、センサ孔は異物排出口８７を兼用することができる。

対の電極９１，９２は、異物捕捉部８６の凹部内に上下方向に沿って、その電極９１，９２間隔の異なるものが複数組備えられている。

この実施形態では、異物捕捉部８６の内面は外径側へ向かうにつれて狭まる漏斗状となっている。また、複数組の対の電極９１，９２は、その漏斗状の内面に沿って転がり軸受の内径側から外径側へ向かって、徐々に電極９１，９２の間隔が小さくなるように設定されている。このため、様々の大きさの異物に対応することができるほか、堆積する異物の量も検知することができる。ここで、異物排出口８７の内径が、センサ部９０の検出の対象となる異物の下限寸法、すなわち、異物捕捉部検出閾値となる。

すなわち、図７に示すように、異物排出口８７を通過できない大きさの異物は、その大きさに応じて、徐々に狭まる漏斗状の内面間のいずれかの部分に止まるので、確実に電極９１，９２間を短絡することができる。すなわち、センサ部９０は、異物捕捉部検出閾値以上の大きさの異物を効率良く捕捉、検出することができ、電気的出力の変化量からその検出した異物の粒径も把握することができる。

また、センサ部９０によれば、潤滑油内への異物の混入量についても把握することができる。例えば、図７において、２組対の電極９１ａ，９２ａ；９１ｂ，９２ｂが備えられ、相対的に電極間隔が遠い第一の対の電極９１ａ，９２ａ間と、相対的に電極間隔が近い第二の対の電極９１ｂ，９２ｂの両方が異物によって短絡した際には、異物の堆積量が多く、潤滑油内への異物の混入量が多い第一のランクと判定することができる。また、相対的に電極間隔が遠い第一の対の電極９１ａ，９２ａ間が短絡せず、相対的に電極間隔が近い第二の対の電極９１ｂ，９２ｂ間が異物によって短絡した際には、異物の混入量がより少ない第二のランクと判定することができる。

この実施形態では、異物捕捉部８６の内面を、転がり軸受の外径側へ向かうにつれて狭まる漏斗状としたが、この異物捕捉部８６の内面形状を、例えば、円筒状等としてもよい。ただし、シールリング４０の下部に設けられる異物捕捉部８６の内面は、上向き凹状とすることが望ましい。

また、この実施形態では、異物捕捉部８６を連結片８０の内面に設けたが、シールリング４０の下部に設けられる異物捕捉部８６は、シールリング４０の円筒部４２の内面に設けることもできる。特に、連結片８０がシールリング４０の下部に位置しない場合は、このように円筒部４２に異物捕捉部８６やセンサ部９０を設けることができる。また、分割シール部材４０’や連結片８０を用いた分割型のシールリング４０以外にも、分割型ではない一体型の円環状のシールリング４０においても、そのシールリング４０の円筒部４２に、異物捕捉部８６やセンサ部９０を設けることができる。

さらに、上記の実施形態では、センサ部９０として電気式のセンサを採用したが、これ以外にも、例えば、異物の存在を光によって検知する光学式のセンサを採用してもよい。

上記の各実施形態において、シールリング４０に設けられるフィルタ４６の孔４６ａ周辺に、金属粉等の異物の付着を検出するセンサ部を備えてもよい。センサ部としては、例えば、対の電極間に異物が介在することにより、その異物が電極間を短絡した際の電気的出力の変化によって、異物の存在を検知する電気式センサを採用することができる。

例えば、対の電極間に、フィルタ４６の孔４６ａを通過できない大きさの金属からなる異物が付着することに伴って、その対の電極からケーブルを通じて接続された出力検出装置は、対の電極間の異物を介した導通によって、電気回路の電気的出力の変化を検出し、潤滑油に含まれる金属からなる異物の状態（含有量）を検知することができる。対の電極に接続されたケーブルは、基板を経由してハウジング１１外に引き出されて、そのケーブルに接続された出力検出装置がいずれかの部分に設けられる。シールリング４０外にケーブルを引き出すためのセンサ孔は、シールリング４０の円筒部４２や壁部４３等に設けることができる。

この発明のシール部材は、実施形態以外の各種の転がり軸受ユニットにも適用できる。さらに、そのシール部材を備えた転がり軸受ユニットは、オイルポンプ６０以外の各種装置にも適用できる。特に、この発明の転がり軸受は、転がり軸受から発生する摩耗粉（鉄粉等）等の異物が、潤滑油の循環経路の途中にある作動機構部７０に侵入することを防ぐ必要がある種々の装置に適用できる。

１外輪（外側軌道輪）
２内輪（内側軌道輪）
３転動体
４保持器
５，６，７間座
８押え部材
１０オイルポンプ装置
１１ハウジング
１２，１３循環経路
２０軸受ユニット
２１，２２，２３転がり軸受
３０作動機構部
３１接続部材
３２軸部材
４０シールリング（シール部材）
４０’ 分割シール部材
４６フィルタ
６０オイルポンプ
７０作動機構部
８０連結片
８１基部
８２軸方向部材
８３内径側突出部
８４外径側突出部
８５支え部
８６異物捕捉部
８７異物排出口
９０センサ部
９１，９２電極

Claims

外輪及び内輪と、
前記外輪と前記内輪との間の軸受空間に配置される転動体と、
前記外輪又は前記内輪のうち静止側の軌道輪若しくはその静止側の軌道輪に固定された部材に取り付けられて前記軸受空間の側方開口を覆う円環状のシール部材と、
前記シール部材の下部に設けられる異物捕捉部と、
前記異物捕捉部に設けられ潤滑油に含まれる異物を検知するセンサ部と、
を備え、
前記シール部材は周方向に沿って分割された複数の分割シール部材が連結片によって接続されて円環状の連結体となっており、前記異物捕捉部は前記連結片に設けられる転がり軸受ユニット。
前記センサ部は、対の電極間への金属からなる異物の付着を電気的に検出する
請求項１に記載の転がり軸受ユニット。
前記異物捕捉部は、前記シール部材を挟んで前記軸受空間側とその反対側とを上下方向に貫通する異物排出口を備える
請求項２に記載の転がり軸受ユニット。
前記異物捕捉部は上向き凹状のポケットである
請求項３に記載の転がり軸受ユニット。
前記異物捕捉部の凹部は漏斗状であり、
前記異物排出口は漏斗状の凹部内に位置し、
前記対の電極は、前記凹部内に上下方向に沿ってその電極間隔の異なるものが複数組備えられる
請求項３又は４に記載の転がり軸受ユニット。