JP6833414B2 - シール付軸受 - Google Patents

Description

この発明は、転がり軸受とシール部材とを備えるシール付軸受に関する。

例えば、自動車、各種建設用機械等の車両に搭載されたトランスミッション内にはギアの摩耗粉等の異物が混在する。このため、シール部材により、軸受内部への異物侵入を防ぎ、転がり軸受の早期破損を防止することが行われている。

一般的なシール部材は、ゴム材又は樹脂材で形成されたシールリップを有する。軌道輪、スリンガ等、シール部材に対して周方向に回転する回転輪には、シールリップを滑り接触させるシール摺動面が形成されている。シールリップとシール摺動面が全周に亘って滑り接触するため、シールリップの引き摺り抵抗（シールトルク）による軸受トルクの上昇を招く。また、その滑り接触の摩擦は、転がり軸受の温度上昇を促進する。この温度上昇が進むと、軸受内部と外部間の圧力差による吸着作用を招き、その摩擦が大きくなる。

このような接触式のシール部材の採用に伴うシールトルクを抑えるため、シール摺動面にショットピーニングを施すことにより、最大粗さＲｙ２．５μｍ以下の微小凹凸を有するシール摺動面とし、その凹部に貯留した潤滑油によりシールリップ及びシール摺動面間の油膜形成を促進することが提案されている（特許文献１）。

また、耐圧シール軸受においては、内輪の外周の段部側壁をシール摺動面とし、シールリップの先端を境とした軸受内部側の面にリブ状の接触部を放射状に形成したものがある。シール部材を外輪に取り付けると、内輪のシール摺動面とシールリップとの間には、リブ状の接触部と非接触部とが周方向に交互に生じる。これにより、シールリップとシール摺動面間の接触面積を小さくして両者間の摩擦抵抗を少なくすることが提案されている（特許文献２）。

特開２００７−１０７５８８号公報 特開２００３−１６６５４８号公報

しかしながら、特許文献１のようなショットピーニングによる低トルク化は、シールリップとシール摺動面間のすべり面積を低減させることでもたらされているが、その低減に限界があるので、達成し得る低トルク化が限られていた。

また、軸受運転の初期は、潤滑油の温度が比較的低いため、潤滑油の粘度が比較的高く、油膜を形成し易い潤滑条件にあるが、運転継続で油温が上昇して粘度が低下すると、油膜が切れ易い潤滑条件となる。軸受を高速運転する程、シールリップに対するシール摺動面の相対的な周速が大となり、シールリップ及びシール摺動面間の摩擦に伴う発熱が大となるので、油温上昇やシールリップの摩耗が進み易くなる。また、発熱に伴う軸受内部と外部との圧力差により吸着作用を招く。このため、ショットピーニングによる低トルク化では、シール付軸受の高速運転や許容回転速度に潤滑条件から限界があり、電気自動車（ＥＶ）では、駆動系の回転部を支持するシール付軸受の高速運転の要求に応えきれない。

非接触式のシール部材を採用すれば、シールトルクを無くすことは可能だが、その代わり、シール部材及びシール摺動面間には、軸受内部と外部間に亘って連通している隙間が周方向全周に亘って生じる。所定粒径を超える異物が、隙間を通じて軸受内部へ侵入すると軸受寿命に悪影響を及ぼす懸念がある。非接触式のシール部材では、隙間の大きさを所定粒径の異物侵入を防止できるように管理することが難しい。

特許文献２のように放射状のリブ状接触部を採用すれば、リブ状接触部とシール摺動面の接触関係で隙間の大きさを管理することが容易になるが、リブ状接触部の摩耗が進行すると、シールリップとシール摺動面の接触面積が大きくなって摩擦抵抗が増え、低トルク性が低下する。このため、特許文献２のシール付軸受においても、ＥＶの駆動系のような高速運転の要求に応えきれない可能性がある。

上述の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、所定粒径以上の異物侵入を防ぎつつ、シール付軸受の低トルク化及び温度上昇の抑制を図ることである。

上記の課題を達成するため、この発明は、軸受内部と外部を区切るシール部材と、前記シール部材が取り付けられた静止輪と、軸受運転によって回転させられる回転輪とを備えており、前記回転輪がシール摺動面を有しており、前記シール部材が、軸受停止時に前記シール摺動面に接する接触部と、当該シール摺動面との間に隙間を形成する非接触部とを周方向に交互にもったシールリップを有しており、前記隙間が、前記軸受内部と外部間に亘って連通しているシール付軸受において、前記シールリップが、軸受運転時に当該シールリップと前記シール摺動面間で引き摺られる潤滑油によって前記シール摺動面と当該シールリップを分離する油膜を形成できるように前記接触部と前記非接触部を周方向全周に亘って滑らかな曲線で交互に連ねた波状になっている構成を採用したものである。

上記構成によれば、軸受停止時、波状で周方向全周に亘っているシールリップのうち、接触部がシール摺動面に接触し、非接触部がシール摺動面との間に隙間を形成する。その隙間は、軸受内部と外部間に亘って連通しており、軸受に供給される潤滑油は、その隙間に入る。軸受運転時、回転輪の回転速度が高まれば、波状のシールリップとシール摺動面間に介在する潤滑油が回転輪の回転方向へ引き摺られ、くさび効果によって各接触部とシール摺動面とを分離する油膜が形成される。その結果、波状のシールリップとシール摺動面とが完全に分離されて直接接触しない状態（すなわち流体潤滑状態）で軸受運転が行われる。流体潤滑状態では、摩擦係数が著しく低減されるので、シールリップが実質的に摩耗せず、シールリップ及びシール摺動面間での発熱が抑えられる。また、隙間を通じて潤滑油が軸受内部と外部との間を出入りする通油性が得られる。これら発熱の抑制や通油性によって軸受の温度上昇が抑えられるので、シールリップに対する吸着作用も防止される。
また、隙間の大きさに応じて異物が隙間経由で軸受内部へ侵入することが防止されるので、所定粒径以上の異物侵入を防止することも可能である。

例えば、前記接触部が周方向に均一間隔で配置されていることが好ましい。このようにすると、前記シール摺動面の全周に亘って油膜形成を均一に促進することができる。

また、前記非接触部が、当該非接触部の周方向中央から周方向両側に向かって次第に前記シール摺動面に接近する形状になっており、前記シール摺動面が、周方向全周に亘って周方向に沿った形状になっていることが好ましい。このようにすると、前記回転輪がどちらに回転する場合でも、前述のくさび効果を生じさせることができる。

また、前記シール部材が前記非接触部の変形を防ぐリブ部を有することが好ましい。このようにすると、吸着作用や潤滑油の圧力が非接触部に作用しても、隙間の大きさが変化することを抑えられる。

また、前記接触部の肉厚が前記シール摺動面に直角な方向に関して前記非接触部よりも薄く設定されていることが好ましい。このようにすると、接触部が非接触部よりもシール摺動面に直角な方向へ変形し易くなるので、油膜によって接触部をシール摺動面から分離し易くすることができる。

上述のように、この発明は、上記構成の採用により、所定粒径以上の異物侵入を防ぎつつ、シール付軸受の低トルク化及び温度上昇の抑制を図ることができる。

この発明の第１実施形態に係るシール付軸受の停止時を軸方向から眺めた外観で示す部分正面図 図１のシール付軸受をアキシアル平面で切断した部分断面図 図２のシールリップ付近の拡大図 図１のシールリップ付近の拡大図 図１のシール付軸受の運転時を軸方向から眺めた外観で示す部分正面図 この発明の第２実施形態に係るシール付軸受の停止時を軸方向から眺めた外観で示す部分正面図 図６のシール付軸受をリブ部の直近を通るアキシアル平面で切断した部分断面図 この発明の第３実施形態に係るシール付軸受をアキシアル平面で切断した部分断面図 この発明の第４実施形態に係るシール付軸受をアキシアル平面で切断した部分断面図 この発明に係るシール付軸受を備えるトランスミッションの一例を示す断面図

以下、この発明に係る第１実施形態を図１〜５に基づいて説明する。第１実施形態は、図１、２に示すように、転がり軸受１と、転がり軸受１の両側に配置されたシール部材２とを備えるシール付軸受になっている。

転がり軸受１は、内輪３と、外輪４と、複数の転動体５とを有し、回転軸６を回転自在に支持する。

回転軸６は、例えば、車両のトランスミッション、ディファレンシャル、等速ジョイント、プロペラシャフト、ターボチャージャ、工作機械、風力発電機、及びホイール軸受の中のいずれか１つの回転部として設けられる。

以下、転がり軸受１の軸受中心軸に沿った方向を「軸方向」という。軸方向に直交する方向を「径方向」という。軸受中心軸回りの円周方向を「周方向」という。転がり軸受１の軸受中心軸と、回転軸６の回転中心軸とは、同軸に設定されている。

内輪３は、外周に軌道面を有する環状の軸受部品からなる。外輪４は、内周に軌道面を有する環状の軸受部品からなる。内輪３の外周と外輪４の内周によって環状空間が形成される。複数の転動体５は、内輪３の軌道面と外輪４の軌道面間に介在しながら公転する。転動体５として、玉が採用されている。

内輪３は、回転軸６に取り付けられる。回転軸６が回転する軸受運転時、内輪３は、回転軸６と一体に回転する回転輪となる。一方、外輪４は、ハウジング等、回転軸６からの荷重を負荷させる部材に取り付けられる。外輪４は、軸受運転時、内輪３及び回転軸６に対して静止する静止輪となる。

外輪４の内周には、シール溝７が周方向全周に亘って形成されている。シール部材２は、その外周縁をシール溝７に圧入することにより、外輪４に取り付けられる。

外輪４に取り付けられたシール部材２は、転がり軸受１の軸受内部８と外部を区切る。シール部材２を境界として軸方向のうち転動体５側にある前述の環状空間が軸受内部８となる。シール部材２を境界とした外部側（転動体５に対して反対側）には、ギアの摩耗粉、クラッチの摩耗粉、微小砕石等、転がり軸受１の組み込み先に応じた異物が存在する。このような粉状の異物は、潤滑油や雰囲気の流れによって転がり軸受１付近に到達し得る。シール部材２は、外部から軸受内部８への異物侵入を抑える。

内輪３の外周には、シール摺動面９が形成されている。シール摺動面９は、軸受停止時から内輪３が回転する際、シール部材２のシールリップ１０に対して内輪３の回転方向に摺動する表面からなる。シール摺動面９は、周方向全周に亘って周方向に沿った形状になっている。図示のシール摺動面９は、軸受中心軸と同心の円筒面状になっている。

図２及び３に示すように、シール部材２は、金属板製の芯金１１と、芯金１１に付着したゴム材１２とによって形成されている。芯金１１は、周方向全周に亘る環状に形成されたプレス加工部品になっている。ゴム材１２は、加硫成形されたゴム部になっている。ゴム材１２は、芯金１１の少なくともシール摺動面９側の端部１３に付着している。

シールリップ１０は、ゴム材１２に形成されている。シールリップ１０は、ゴム材１２のうち、芯金１１から内輪３側へ径方向に突き出た部分に含まれている。シールリップ１０は、ゴム材１２のうち、周方向全周に亘って軸方向に一定幅で径方向に延びる腰部１４から軸方向に対して傾きをもって突出している。なお、ゴム材１２は、芯金１１の全体に付着させてもよいし、芯金１１の端部１３だけに付着させてもよい。

図１、３、４は停止時のシール付軸受を示している。これらに図示するように、シールリップ１０は、軸受停止時にシール摺動面９に接する接触部１５と、シール摺動面９との間に隙間１６を形成する非接触部１７とを周方向に交互にもっている。隙間１６は、軸受内部８と外部間に亘って連通している。シールリップ１０は、軸受運転時に内輪３の回転方向へ引き摺る潤滑油によってシール摺動面９とシールリップ１０を分離する油膜を形成できるように接触部１５と非接触部１７を周方向全周に亘って滑らかな曲線で交互に連ねた波状になっている。

具体的には、接触部１５は、軸受停止時、接触部１５の先端において、シール摺動面９に対してラジアル接触する。ここで、ラジアル接触とは、軸方向に沿ったシール摺動面又は軸方向に対して４５°以内の鋭角の勾配をもったシール摺動面に接触し、かつ当該シール摺動面との間に径方向の締め代をもって接触することをいう。この締め代により、シール摺動面９に径方向に押し付けられたシールリップ１０が外部側へ曲がった弾性変形を生じ、シールリップ１０の緊迫力を生む。シール部材２の取り付け誤差、製造誤差等は、シールリップ１０の曲がり具合の変化によって吸収される。シールリップ１０の緊迫力をなるべく抑えるため、シールリップ１０の腰部１４における軸方向の肉厚は、なるべく薄くすることが好ましい。

非接触部１７は、当該非接触部１７の周方向中央から周方向両側に向かって次第にシール摺動面９に接近する円弧形状になっている。非接触部１７とシール摺動面９との間に締め代は設定されていない。

非接触部１７の内側面１７ａは、シール摺動面９の曲率と異なる曲率の円弧状になっている。非接触部１７の外側面１７ｂは、内側面１７ａに沿った円弧状になっている。このため、非接触部１７の肉厚は、シール摺動面９に直角な方向（すなわち径方向）に関し、非接触部１７の周方向長さ全域において一定又は実質的に一定となっている。

接触部１５の内側面１５ａは、シール摺動面９に沿った円弧状になっている。接触部１５の外側面１５ｂは、周方向に隣接する両側の非接触部１７の外側面１７ｂを延長し、接触部１５の周方向中央で繋げた形状になっている。このため、接触部１５の肉厚は、シール摺動面９に直角な方向に関して非接触部１７よりも薄くなっている。

接触部１５は、周方向に均一間隔で配置されている。非接触部１７も周方向に均等な間隔で配置されている。このため、シールリップ１０は、接触部１５及び非接触部１７の数に対応の回転対称性をもった形状になっている。

シール部材２の取り付け時、シールリップ１０のうち、シール摺動面９に接触するのは、各接触部１５のみであり、これら接触部１５がシールリップ１０の緊迫力に抗して突っ張ることにより、周方向に隣り合う接触部１５、１５間で非接触部１７とシール摺動面９との間に隙間１６が形成される。その隙間１６の大きさδは、非接触部１７の周方向中央においてシール摺動面９と直角な方向（第１実施形態においては径方向）に最大となっている。また、その隙間１６は、非接触部１７から当該非接触部１７に隣接する両側の接触部１５に向かって次第に小さくなるくさび状となっている。軸受停止時に隙間１６が取り付け時のくさび状を保っている。軸受回転時には、非接触部１７に潤滑油の圧力、雰囲気圧力等の外力が作用することによって非接触部１７が変形し得るが、それでも隙間１６のくさび状が残るようにシールリップ１０の波状や非接触部１７の肉厚が決定されている。

隙間１６の大きさδは、非接触部１７の内側面１７ａの先端と、シール摺動面９との間で規定すればよい。これにより、隙間１６の外部側入口で所定粒径以上の異物が隙間１６へ侵入することを抑えられる。

第１実施形態に係るシール付軸受は、上述のようなものであり、図４に示すように、軸受停止時、波状で周方向全周に亘っているシールリップ１０のうち、各接触部１５がシール摺動面９に接触し、各非接触部１７がシール摺動面９との間に隙間１６を形成する。その隙間１６は、図３に示すように、軸受内部８と外部間に亘って連通している。転がり軸受１の外部から供給される潤滑油は、その隙間１６に入る。軸受運転時、内輪３の回転速度が高まれば、図５に示すように、波状のシールリップ１０とシール摺動面９間に介在する潤滑油（図５中に潤滑油をドット模様で示す。）がシール摺動面９の回転方向へ引き摺られる。隙間１６がくさび状になっているので、引き摺られる潤滑油は、くさび効果によって、接触部１５をシール摺動面９から浮かせる。このため、接触部１５とシール摺動面９とを分離する油膜が形成される。その結果、波状のシールリップ１０とシール摺動面９とが完全に分離されて直接接触しない状態（すなわち流体潤滑状態）で軸受運転が行われる。流体潤滑状態では、摩擦係数μが著しく低減されるので、シールリップ１０が実質的に摩耗せず、シールリップ１０とシール摺動面９間での発熱が抑えられる。また、隙間１６を通じて潤滑油が軸受内部８と外部との間を出入りする通油性が得られる。これら発熱の抑制や通油性によって転がり軸受１の温度上昇が抑えられるので、シールリップ１０に対する吸着作用も防止される。なお、軸受停止から運転初期の短時間においては、軸受運転速度が低く、シールリップ１０に対するシール摺動面９の相対的な周速が一定未満となっており、くさび効果が弱くて接触部１５とシール摺動面９間が境界潤滑状態になっている。軸受運転速度が高まって前述の周速が一定速度以上になれば、シールリップ１０とシール摺動面９間が流体潤滑状態に保たれる。ここで、流体潤滑状態とは、Ｇｒｅｅｎｗｏｏｄ−Ｊｏｈｎｓｏｎの決めた無次元数である粘性パラメータｇ_ｖと弾性パラメータｇ_ｅに基づく潤滑領域図において、等粘度-剛体領域（Ｒ−Ｉモード）又は等粘度-弾性体領域（Ｅ−Ｉモード，ソフトＥＨＬ）のいずれかの潤滑モードに分布することに相当する。

また、隙間１６の大きさδを超える粒径の異物は、隙間１６を簡単には通過することができない。このため、隙間１６の大きさδに応じて、外部の異物が隙間１６を経由して軸受内部８へ侵入することが防止される。

このように、第１実施形態に係るシール付軸受は、所定粒径以上の異物侵入を防ぎつつ、シール付軸受の低トルク化及び温度上昇の抑制を図ることができる。

また、第１実施形態に係るシール付軸受は、シールリップ１０とシール摺動面９間の摩擦係数μを流体潤滑状態によって極限まで低減し、ひいては、シールトルクを顕著に低減して軸受回転トルクの低トルク化を著しく図り、従来であればシールリップの摩耗やシールリップ及びシール摺動面間の摺動による発熱の問題が起こるようなシール摺動面の周速（例えば３０ｍ／ｓ以上）で運転される場合においても、シールリップの摩耗を実質的に無くすと共に前述の発熱も抑えることができる。このため、第１実施形態に係るシール付軸受は、従来達成できなかったシール付軸受の高速運転の要求にも応えることができる。

例えば、車両のトランスミッションの支持用途では、前述のシール摺動面９の周速０．２ｍ／ｓ以上において、シールリップ１０とシール摺動面９間が流体潤滑状態になることが好ましい。周速０．２ｍ／ｓは、車両のトランスミッションにおいて停止から速やかに到達する速度であるから、軸受運転時間の略全時間においてシールリップ１０及びシール摺動面９間を流体潤滑状態にすることができる。

また、周方向に隣り合う接触部１５間の間隔が小さい程、１回転当りの接触部１５の通過回数が多くなり、シール摺動面９の周方向全周に亘って油膜が連続する状態に保たれ、各接触部１５に対するくさび効果が途絶えることなく生じ易くなるので、流体潤滑状態を保ち易くなる。

例えば、接触部とシール摺動面間の理論油膜厚さは、Ｒ−ＩモードにおいてＭａｒｔｉｎの最小膜厚計算式を用い、Ｅ−ＩモードにおいてＨｅｒｒｅｂｒｕｇｈの最小膜厚計算式を用いて求めることができる。接触部とシール摺動面間の油膜厚さが薄すぎると摩擦係数μが増大し、逆に厚すぎると異物の侵入抑制効果を悪化させる可能性が出てくるので、シール摺動面の最大高さ粗さＲｚを上回る油膜厚さを前提で最適な油膜厚さを設定すればよい。ここで、最大高さ粗さＲｚは、ＪＩＳ規格のＢ０６０１：２０１３で規定された最大高さ粗さのことをいう。

また、シール摺動面の最大高さ粗さＲｚを小さくする方が、流体潤滑状態とするのに必要な油膜の厚さが小さくなる。例えば、シール摺動面の最大高さ粗さＲｚを１μｍ未満にしてもよい。

この発明の第２実施形態を図６、７に基づいて説明する。なお、以下では、第１実施形態との相違点を述べるに留める。
第２実施形態に係るシール部材２０は、非接触部１７の変形を防ぐリブ部２１を有する。リブ部２１は、非接触部１７の外側面における周方向中央部と、腰部１４と、芯金１１の端部１３に付着するゴム材部分とを一連に繋ぐようにゴム材１２に形成された補強部になっている。非接触部１７に外力が作用すると、非接触部１７がシール摺動面９に対して接近する方又は遠ざかる方へ変形しようとする。このとき、リブ部２１は、ゴム材１２の芯金１１との付着部分、腰部１４と一体的に当該変形に抵抗する強度を発揮し、その非接触部１７の変形を抑える。このため、第２実施形態に係るシール付軸受は、隙間１６が狭くなって通油性が過度に低下したり、隙間１６が拡大して所定粒径以上の異物が通過し易くなったりすることを防止することができる。なお、リブ部２１は、図示のような形態に限られず、隙間１６の大きさが所定範囲に保たれるように適宜の形態を採用すればよい。

この発明の第３実施形態を図８に基づいて説明する。
第３実施形態に係るシール部材３０は、シールリップ３１よりも転がり軸受の外部側に位置する外側リップ３２を有する。シールリップ３１と外側リップ３２は、腰部３３から分岐している。シールリップ３１の接触部３４は、軸受停止時、その先端において、シール摺動面３５に対してアキシアル接触するようになっている。ここで、アキシアル接触とは、径方向に沿ったシール摺動面又は径方向に対して４５°未満の鋭角の勾配をもったシール摺動面に接触し、かつ当該シール摺動面との間に軸方向の締め代をもって接触することをいう。

内輪３６は、周方向全周に亘って形成された溝３７を有する。溝３７の溝底から拡径する両溝側面のうち、内輪３６の軌道面側の方の溝側面が、シール摺動面３５となっている。シール摺動面３５は、径方向に対して４５°未満の鋭角の勾配をもっている。

シールリップ３１の変形を防ぐリブ部３８は、非接触部３９の外側面から、シールリップ３１と外側リップ３２の分岐部まで連続するように形成されている。

外側リップ３２は、溝３７のうち外部側の溝壁との間にラビリンスすきま４０を形成する。このため、粒径５０μｍ以上の異物は、外部から溝３７内へ容易には侵入できない。ラビリンスすきま４０でシールリップ３１への異物到達を困難にしているので、低トルク化を阻害しないように異物侵入をより抑制することができる。一般に、アキシアル接触のシールリップは、ラジアル接触のシールリップに比べて、軸受運転中に起こす軸方向の移動量が大きく、その最大移動時に対応の非接触部３９とシール摺動面３５との間の隙間４１が大きく開くことがある。このため、アキシアル接触のシールリップは、異物侵入に対して不利となる。第３実施形態では、そのような不利をラビリンスすきま４０のシール効果で補うことができる。

この発明の第４実施形態を図９に基づいて説明する。
第４実施形態では、シールリップ５０の接触部５１と、シール摺動面５２とに、ショットピーニングによる凹凸が形成されている。同図中では凹凸を誇張して描いているが、ショットピーニングによる凹凸は微小であり、例えば、シール摺動面５２の最大高さ粗さＲｚは、２．５μｍ以下とされる。ショットピーニングによる凹凸を接触部５１に形成する手段として、シールリップ５０の成型に用いる型にショットピーニングを行うことにより、型表面に微小な凹凸を形成し、その成型時に当該凹凸を転写する製法が挙げられる。第４実施形態は、シール摺動面５２の無数の微小凹部５３，接触部５１の無数の微小凹部５４に貯留した潤滑油により、シールリップ５０とシール摺動面５２間の油膜形成を促進することができる。なお、ショットピーニングによる凹凸は、接触部５１とシール摺動面５２の少なくとも一方に採用すればよい。

上述の実施形態のいずれかに該当するシール付軸受が、車両のトランスミッションの回転部を支持する例を図１０に示す。図示のトランスミッションは、段階的に変速比を変化させる多段変速機になっており、その回転部（例えば入力軸Ｓ１および出力軸Ｓ２）を回転可能に支持するシール付軸受Ｂとして、上述の実施形態のようなシール付軸受を備えている。図示のトランスミッションは、エンジンの回転が入力される入力軸Ｓ１と、入力軸Ｓ１と平行に設けられた出力軸Ｓ２と、入力軸Ｓ１から出力軸Ｓ２に回転を伝達する複数のギア列Ｇ１〜Ｇ４と、各ギア列Ｇ１〜Ｇ４と入力軸Ｓ１または出力軸Ｓ２との間に組み込まれた図示しないクラッチとを有する。トランスミッションは、クラッチを選択的に係合させることで使用するギア列Ｇ１〜Ｇ４を切り替え、入力軸Ｓ１から出力軸Ｓ２に伝達する回転の変速比を変化させるものである。出力軸Ｓ２の回転は出力ギアＧ５に出力され、その出力ギアＧ５の回転がディファレンシャルギヤ等に伝達される。入力軸Ｓ１と出力軸Ｓ２は、それぞれシール付軸受Ｂで回転可能に支持されている。また、このトランスミッションは、ギアの回転に伴う潤滑油のはね掛けにより、又はハウジングＨの内部に設けられたノズル（図示省略）からの潤滑油の噴射により、はね掛け又は噴射された潤滑油が各シール付軸受Ｂの側面にかかるようになっている。

また、自動車のトランスミッションやディファレンシャルギヤ等の駆動系の回転部を支持する用途の場合、隙間の大きさδは、０．０５ｍｍ以下にすることが好ましい。本出願人がオートマチックトランスミッション（ＡＴ）、マニュアルトランスミッション（ＭＴ）、無段変速機（ＣＶＴ）のそれぞれについて複数の車両から回収した潤滑油について、潤滑油中の異物の数と粒径分布を調べた。なお、ここでの測定は、ハイアックロイコ社製の型番８０００Ａの測定機にて、微粒きょう雑物質量法を用いた。回収対象とした車両メーカー、車種、走行距離はばらばらであるが、ギアが多用されるＡＴ／ＭＴの方がＣＶＴよりも異物の粒径、異物の数ともに多い傾向があった。また、トランスミッションの形式を問わず、粒径の分布は、５０μｍ以下のものが９９．９％以上を占めた。粒径５０μｍを超える異物の数は、走行距離が大きくなってもＡＴ／ＭＴの場合で１０００個未満、ＣＶＴの場合で２００個未満であった。このことは、近年、オイルフィルタの性能が向上し、潤滑油中の異物が微細化している（つまり大きな粒径の異物がオイルフィルタで取り除かれる）ことを示している。

一方、軸受内部の潤滑油が異物を含む場合に、その異物の粒径と軸受寿命との関係についても調査を行なったところ、粒径の大きな異物が多くなる程に軸受寿命が低下する傾向は存在するが、近年のトランスミッション内の環境のように粒径５０μｍ以上の異物が少々存在する程度であれば、シールが無い状態で異物が軸受内に入っても、転がり軸受の寿命比（実際寿命の計算寿命に対する比）が、自動車のトランスミッションでの実用に十分耐えうる値を示すことが分かった。したがって、自動車に備わるオイルフィルタで濾過される潤滑油を給油する場合、隙間の大きさδを０．０５ｍｍ以下に設定することにより、粒径５０μｍ以上の異物が軸受内部へ侵入することを防止すれば、軸受寿命に問題を起こさない、と考えられる。

今回開示された実施形態及び実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

例えば、各実施形態では、固定輪が外輪からなり、回転輪が内輪からなる例を示したが、これを逆にしてもよい。また、各実施形態ではラジアル軸受を例示したが、スラスト軸受に変更してもよい。また、各実施形態ではシールリップを回転対称形にしたが、シールリップとシール摺動面間を流体潤滑状態にすることが可能な限り、接触部や非接触部を周方向に不均一に配置してもよい。また、シールリップは、ゴム材に代えて樹脂材で形成してもよい。また、シール部材は、芯金とゴム材とからなるものを例示したが、単種の材料により形成されるシール部材にしてもよい。

１ 転がり軸受
２、２０、３０ シール部材
３、３６ 内輪
４ 外輪
５ 転動体
６ 回転軸（回転部）
８ 軸受内部
９、３５、５２ シール摺動面
１０、３１、５０ シールリップ
１１ 芯金
１２ ゴム材
１３ 端部
１５、３４、５１ 接触部
１６、４１ 隙間
１７、３９ 非接触部
２１、３８ リブ部
５３、５４ 微小凹部
Ｂ シール付軸受
Ｓ１ 入力軸（回転部）
Ｓ２ 出力軸（回転部）

Claims (10)

1. 軸受内部と外部を区切るシール部材と、前記シール部材が取り付けられた静止輪と、軸受運転によって回転させられる回転輪とを備えており、
   前記回転輪がシール摺動面を有しており、
   前記シール部材が、軸受停止時に前記シール摺動面に接する接触部と、当該シール摺動面との間に隙間を形成する非接触部とを周方向に交互にもったシールリップを有しており、
   前記隙間が、前記軸受内部と外部間に亘って連通しているシール付軸受において、
   前記シールリップが、軸受運転時に当該シールリップと前記シール摺動面間で引き摺られる潤滑油によって当該シール摺動面と当該シールリップを分離する油膜を形成できるように前記接触部と前記非接触部を周方向全周に亘って滑らかな曲線で交互に連ねた波状になっており、
   前記接触部の肉厚が、前記シール摺動面に直角な方向に関して前記非接触部よりも薄くなっていることを特徴とするシール付軸受。
2. 前記接触部が、周方向に均一間隔で配置されている請求項１に記載のシール付軸受。
3. 前記非接触部が、当該非接触部の周方向中央から周方向両側に向かって次第に前記シール摺動面に接近する形状になっており、前記シール摺動面が、周方向全周に亘って周方向に沿った形状になっている請求項１又は２に記載のシール付軸受。
4. 前記シール部材が、前記非接触部の変形を防ぐリブ部を有する請求項１から３のいずれか１項に記載のシール付軸受。
5. 前記静止輪が外輪からなり、前記回転輪が内輪からなる請求項１から４のいずれか１項に記載のシール付軸受。
6. 前記シールリップが、ゴム材又は樹脂材によって形成されている請求項１から５のいずれか１項に記載のシール付軸受。
7. 前記シール部材が、芯金と、前記芯金の少なくとも前記シール摺動面側の端部に付着したゴム材とによって形成されており、
   前記シールリップが、前記ゴム材によって形成されている請求項１から５のいずれか１項に記載のシール付軸受。
8. 前記接触部が、前記シール摺動面に対してラジアル接触又はアキシアル接触するようになっている請求項１から７のいずれか１項に記載のシール付軸受。
9. 前記接触部と前記シール摺動面の少なくとも一方に、ショットピーニングによる凹凸が形成されている請求項１から８のいずれか１項に記載のシール付軸受。
10. 車両のトランスミッション、ディファレンシャル、等速ジョイント、プロペラシャフト、ターボチャージャ、工作機械、風力発電機及びホイール軸受の中のいずれか一つの回転部を支持する請求項１から９のいずれか１項に記載のシール付軸受。

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