JP6957836B2 - 転がり軸受 - Google Patents

Description

本発明は、転がり軸受に関する。

各種機械装置の回転軸を支持する軸受として転がり軸受が知られており、転がり軸受では焼き付きが発生しない等の信頼性が必要である。そこで、高い潤滑性能を有するグリース潤滑を採用した転がり軸受が、高速回転用途の場合においても増えつつある。このグリース潤滑では、軸受内部に予めグリースが設けられている（例えば、特許文献１参照）。

図５は、従来の転がり軸受９０の一例を示す断面図である。図５では、回転する軸９９が縦向き（鉛直方向）にあり、転がり軸受９０の中心線Ｃ０の方向を鉛直方向とした場合を示している。この転がり軸受９０は、アンギュラ玉軸受であり、内輪９１及び外輪９２に対して玉９４が所定の角度（接触角）を有して接触している。

このようなアンギュラ玉軸受９０は、二つで一組となって用いられ、また、接触角の方向がそれぞれ逆向きとなるようにして軸受ハウジング１００等に取り付けられることが多い。これにより、両方向の軸方向荷重をこれら二つのアンギュラ玉軸受９０によって支持することが可能となる。

また、軸受内部、つまり、内輪９１と外輪９２との間に形成される環状空間９３にグリースを設けている軸受では、この環状空間９３の軸方向両側にシール９７，９８が設けられている。図５に示すアンギュラ玉軸受９０では、高速回転を実現するために、シール９７，９８をラビリンスシール（非接触シール）としている。つまり、シール９７，９８によって内輪９１との間にラビリンス隙間９７ａ，９８ａが形成されており、環状空間９３に設けられているグリースの外部への流出を防いでいる。

特開２０１０−１６４１２２号公報

アンギュラ玉軸受９０の場合、内輪９１が回転すると、内輪９１の一対の肩部９５，９６の外径差に起因して、遠心力により環状空間９３に存在しているグリースが軸方向に移動する作用が生じ、特に軸受が高速回転する場合、この作用は強まる。図５の下側に位置するアンギュラ玉軸受９０Ａでは、遠心力によってグリースが軸方向一方側から他方側、つまり、図５の場合、内輪９１が回転すると、環状空間９３のグリースは下から上に向かって移動する作用が生じる。これに対して、上側に位置するアンギュラ玉軸受９０Ｂでは、内輪９１が回転すると、環状空間９３のグリースは遠心力によって上から下に向かって移動する作用が生じる。

これに対して、内輪９１の回転が止まると、前記のような遠心力は生じず、下側のアンギュラ玉軸受９０Ａでは環状空間９３のグリースは重力（自重）により下へ向かう作用が生じ、グリースが内輪９１の肩部９６の外周面に沿って流れると、ラビリンス隙間９７ａを通過し、外部に流出するおそれがある。グリースの漏れが生じると潤滑不良が発生し、焼き付き、異常摩耗といった不具合が発生する可能性がある。

また、上側のアンギュラ玉軸受９０Ｂでは、内輪９１の回転が止まると、遠心力は生じず、環状空間９３のグリースは重力（自重）により下へ向かう作用が生じ、グリースが内輪９１の肩部９５の外周面に沿って流れると、図６の矢印Ａに示すように、グリースは、内輪９１の肩部９５の終端にあるエッジ部１０１を離脱し、シール９８のリップ部９８ａの側面９８ｂに到達する。側面９８ｂに載ったグリースの一部は、径方向外側（図６では左側）に流れて（矢印Ａ１）環状空間９３に留まることができるが、側面９８ｂに載ったグリースの残りは、図６の矢印Ａ２に示すように、やがてラビリンス隙間９８ａを通過し、外部へと漏れるおそれがある。

なお、二つで一組として用いられるアンギュラ玉軸受９０Ａ，９０Ｂの配置は、図５に示す配置以外であってもよく、図５において、下に位置するアンギュラ玉軸受９０Ａを上に配置し、上に位置するアンギュラ玉軸受９０Ｂを下に配置してもよい。この場合、上側となるアンギュラ玉軸受９０Ａにおいて、内輪９１の回転が止まると、環状空間９３のグリースが内輪９１の肩部９６に沿って流れ、ラビリンス隙間９７ａを通過して外部へ流出しやすくなる。

そこで、本発明の目的は、軸受中心線の方向が鉛直方向となっても、内輪と外輪との間の環状空間に設けられているグリースが、シールと内輪との間のラビリンス隙間を通過して軸受外部へ漏れるのを抑制することにある。

本発明の転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の軌道面に対して接触角を有して接触する複数の玉と、前記玉を保持する環状の保持器と、前記外輪の軸方向両側それぞれに取り付けられ前記内輪との間にラビリンス隙間を形成してグリースの流出を防ぐリップ部を有するシールと、を備え、前記内輪は、前記玉が接触する前記軌道面の軸方向両側に設けられている一対の肩部外周面と、軸方向両端部にそれぞれ設けられ前記リップ部との間に前記ラビリンス隙間を形成するためのシール溝と、を有し、前記内輪は、更に、軸方向両側それぞれに、前記肩部外周面に沿って流れたグリースを当該肩部外周面の延長方向に離脱させるためのエッジ部を有し、前記リップ部は、前記エッジ部から離脱したグリースを径方向内側ではなく径方向外側へと誘導するガイド面を有している。

前記転がり軸受によれば、軸受中心線を鉛直方向に向けて用いる場合であっても、軸受内部に設けられているグリースが、自重によってラビリンス隙間を通過して外部に漏れるのを抑制することが可能となる。更に、転がり軸受の軸方向一方側が下になろうと上になろうと、つまり、接触角の向きがどちらになっても、前記のようなグリースが漏れるのを抑制する作用を奏することが可能となる。

また、軸方向両側の前記肩部外周面それぞれは、軸受中心線を中心とする仮想円筒面に沿った円筒形状を有し、軸方向両側の前記シール溝それぞれは、軸受中心線に交差する仮想面に沿った環状側面を有し、軸方向両側の前記リップ部それぞれは、前記環状側面に対向する環状のリップ側面を有していると共に、前記ガイド面として、当該リップ側面の径方向外側の端部を始点として軸方向外側に向かうにしたがって拡径するリップ傾斜面を有し、軸受中心線を含む断面の軸方向両側それぞれにおいて、前記始点は、前記肩部外周面の延長線上に又は当該延長線よりも径方向内側に位置しているのが好ましい。
この構成により、内輪のエッジ部から離脱したグリースは、前記リップ傾斜面に沿って外輪側へ誘導される。つまり、エッジ部から離脱したグリースを径方向内側ではなく径方向外側へと誘導させる構成が得られる。

また、軸方向両側の前記肩部外周面それぞれは、軸受中心線を中心とする仮想円筒面に沿った円筒形状を有し、軸方向両側の前記シール溝それぞれは、軸受中心線に交差する仮想面に沿った環状側面を有し、前記エッジ部は、前記肩部外周面と前記環状側面との交差部からなり、当該交差部における交差角度は、９０度以下であるのが好ましい。
この構成により、肩部外周面に沿って（肩部外周面をつたって）流れたグリースをエッジ部から肩部外周面の延長方向に離脱させやすくなる。

また、前記環状側面と前記リップ側面との軸方向についての間隔は、径方向外側の開口部と、当該開口部よりも径方向内側の部分とで同じである、又は、当該径方向内側の部分よりも当該開口部で小さくなっているのが好ましい。
これにより、ラビリンス隙間は開口部において広くならない構成が得られ、グリースがラビリンス隙間に入りにくくなる。つまり、グリースの漏れを抑制する作用を高めることができる。

また、軸方向両側の前記肩部外周面それぞれの外径は同じであるのが好ましい。
この構成により、内輪の肩部外周面の外径差に起因してグリースが軸方向に移動する作用を抑制することができ、軸受回転時に内輪の肩部に沿ってグリースが流れて外部へ漏れるのを抑制することができる。

本発明の転がり軸受によれば、軸受中心線の方向が鉛直方向となっても、内輪と外輪との間の環状空間に設けられているグリースが、シールと内輪との間のラビリンス隙間を通過して軸受外部へ漏れるのを抑制することができ、潤滑不足となるのを防ぐことが可能となる。

本発明の転がり軸受の実施の一形態を示す断面図である。 上側の転がり軸受を示す断面図である。 第一シール、第一シール溝及びその周囲の拡大図である。 第二シール、第二シール溝及びその周囲の拡大図である。 従来の転がり軸受の一例を示す断面図である。 従来の転がり軸受の一部を示す断面図である。

以下、本発明の転がり軸受の実施形態を説明する。
〔アンギュラ玉軸受の全体構成について〕
図１は、本発明の転がり軸受の実施の一形態を示す断面図である。本実施形態では、回転する軸７７が縦向き（鉛直方向）にあり、軸７７及びこの軸７７を回転可能に支持する転がり軸受１の中心線Ｃ０（以下、軸受中心線Ｃ０という。）の方向を鉛直方向とした場合を示している。転がり軸受１は、アンギュラ玉軸受であり、内輪３及び外輪２に対して玉４が所定の角度（接触角）を有して接触している。図１に示すように、転がり軸受（アンギュラ玉軸受）１は、二つで一組となって用いられており、また、接触角の方向がそれぞれ逆向きとなるようにして軸受ハウジング７８に取り付けられている。これにより、両方向の軸方向荷重を二つの転がり軸受１によって支持することが可能となる。二つの転がり軸受１の間には、間座７９が設けられている。

上に位置する転がり軸受１Ａと、下に位置する転がり軸受１Ｂとは同じものであるが、軸７７に対する取り付け向きが反対となっており、それぞれで接触角の方向が反対となっている。詳細な構成については上側の転がり軸受１Ａを代表して説明するが、下側の転がり軸受１Ｂに関して、上側の転がり軸受１Ａと同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号（参照番号）を付している。

図２は、上側の転がり軸受１Ａを示す断面図である。転がり軸受１Ａは、外輪２と、内輪３と、複数の玉（転動体）４と、環状の保持器５と、第一シール６と、第二シール７とを備えている。外輪２と内輪３との間に形成される環状空間Ｓにグリースが設けられている。この転がり軸受１Ａでは、グリース潤滑が採用されており、潤滑性能を確保している。また、本実施形態では、この転がり軸受１Ａは高速回転の条件で用いられる。
なお、以下の説明において、上側の転がり軸受１Ａでは、軸方向の位置に関して「軸方向一方側」及び「軸方向他方側」という用語を用いる。本実施形態の場合、「軸方向一方側」は各図において下側であり、「軸方向他方側」は各図において上側となる。

外輪２の内周面には、玉４が転動する外輪軌道面２０が形成されている。外輪軌道面２０は凹溝からなり、外輪軌道面２０に対して玉４が所定の接触角で接触する。外輪２は、外輪軌道面２０を挟んで軸方向両側に第一外肩部２１及び第二外肩部２２を有しており、第一外肩部２１の内径（肩径）よりも第二外肩部２２の内径（肩径）が大きくなっている。また、第一外肩部２１の軸方向一方側の端部には、シール６を固定するための第一溝２４が形成されており、第二外肩部２２の軸方向他方側の端部には、シール７を固定するための第二溝２５が形成されている。外輪２の内周面は、（溝２４，２５の形成領域を除いて）全体として軸方向一方側から他方側に向かって内径が徐々に大きくなる形状を有している。このように軸方向一方側と他方側とで肩径が異なる形状を、以下において、アンギュラ形状と呼ぶ。

内輪３の外周面には、玉４が転動する内輪軌道面３０が形成されている。内輪軌道面３０は凹溝からなり、内輪軌道面３０に対して玉４が所定の接触角で接触する。内輪３は、内輪軌道面３０を挟んで軸方向両側に第一内肩部３１及び第二内肩部３２を有しており、第一内肩部３１の外径（肩径）と第二内肩部３２の外径（肩径）とは同じとなっている。また、第一内肩部３１の外周面３１ａ（以下、肩部外周面３１ａともいう）及び第二内肩部３２の外周面３２ａ（以下、肩部外周面３２ａともいう）それぞれは、軸受中心線Ｃ０を中心とする仮想円筒面に沿った円筒形状を有している。第一内肩部３１の軸方向一方側の端部には、第一シール溝３４が形成されており、第二内肩部３２の軸方向他方側の端部には、第二シール溝３５が形成されている。

以上より、内輪３は、玉４が接触する内輪軌道面３０の他に、この内輪軌道面３０の軸方向両側に設けられている一対の肩部外周面３１ａ，３２ａと、軸方向両端部にそれぞれ設けられているシール溝３４，３５とを有している。シール溝３４，３５それぞれは、後述するシール６，７のリップ部４４，５４との間にラビリンス隙間４５，５５を形成するための溝である。

複数の玉４は、外輪２と内輪３との間の環状空間Ｓに設けられており、転がり軸受１Ａが回転すると（本実施形態では内輪３が回転すると）、これら玉４は、保持器５によって保持された状態で、外輪軌道面２０及び内輪軌道面３０を転動する。

保持器５は、複数の玉４を周方向に沿って所定間隔（等間隔）をあけて保持することができ、このために、保持器５には、玉４を収容するためのポケット１０が周方向に沿って複数形成されている。本実施形態の保持器５は、玉４の軸方向一方側に設けられている第一環状部１１と、この第一環状部１１から軸方向他方側に延在している複数の柱部１３と、玉４の軸方向他方側に設けられている第二環状部１２とを有しており、各柱部１３は、第一環状部１１と第二環状部１２とを連結している。そして、第一環状部１１と第二環状部１２との間であって、周方向で隣り合う一対の柱部１３，１３間が、ポケット１０となる。本実施形態の保持器５は樹脂製であるが、金属製であってもよい。また、本実施形態の保持器５は、第一環状部１１が外輪２の一部（第一外肩部２１）の内周面に摺接することで、径方向についての位置決めがされる外輪案内の保持器である。

第一シール６は、環状の芯金４１と、この芯金４１に固定されているシール本体４２とを備えている。芯金４１は金属製であり、シール本体４２はゴム製であり、シール本体４２は芯金４１に固定されている。シール本体４２は、第一溝２４に取り付けられている径方向外側の端部４３と、シール溝３４に隙間を有して対向するリップ部（第一リップ部）４４とを有している。端部４３が第一溝２４に嵌合して固定されることで、第一シール６は外輪２に取り付けられた状態となる。リップ部４４とシール溝３４との間に僅かな隙間が形成されており、この隙間が第一ラビリンス隙間４５となる。つまり、リップ部４４とシール溝３４とによりラビリンスシール（非接触シール）が構成されている。

第二シール７は、環状の芯金５１と、この芯金５１に固定されているシール本体５２とを備えている。芯金５１は金属製であり、シール本体５２はゴム製であり、シール本体５２は芯金５１に固定されている。シール本体５２は、第二溝２５に取り付けられている径方向外側の端部５３と、シール溝３５に隙間を有して対向するリップ部（第二リップ部）５４とを有している。端部５３が第二溝２５に嵌合して固定されることで、第二シール７は外輪２に取り付けられた状態となる。リップ部５４とシール溝３５との間に僅かな隙間が形成されており、この隙間が第二ラビリンス隙間５５となる。つまり、リップ部５４とシール溝３５とによりラビリンスシール（非接触シール）が構成されている。

図２に示す転がり軸受１Ａの場合、内輪３（軸７７）が回転すると、前記アンギュラ形状に起因して、環状空間Ｓにおいてグリースが軸方向一方側（図１では下側）から他方側（図２では上側）へ移動する（流れる）作用が生じる。なお、この作用はポンプ作用と呼ばれる。また、玉４のスピンによっても、このようなグリースの移動が生じる。特に軸受が高速回転する場合、この作用は強まる。そこで、グリースが軸受外部に漏れるのを第二シール７によって防いでおり、玉４とシール７との間に形成されている空間Ｋ２に溜められる。空間Ｋ２は、グリースを溜めるための空間として機能する。

内輪３（軸７７）の回転が止まると、又は、低速で回転している状態では、環状空間Ｓに設けられているグリースは、自重（重力）によって、軸方向他方側（図２では上側）から一方側（図２では下側）へ移動する（流れる）作用が生じる。特に内輪３の外周側付近に設けられているグリースは、第一内肩部３１に沿って流れる。そこで、このようなグリースが軸受外部に漏れるのを第一シール６によって防いでおり、玉４とシール６との間に形成されている空間Ｋ１に溜められる。空間Ｋ１は、グリースを溜めるための空間として機能する。このように、グリースが軸受外部に漏れるのを第一シール６によって防止する機能については後にも説明する。

以上より、図１に示す転がり軸受１Ａは、第一リップ部４４を有する第一シール６と、第二リップ部５４を有する第二シール７とを備えている。これら第一及び第二シール６，７は、外輪２の軸方向両側それぞれに取り付けられており、内輪３との間にラビリンス隙間４５，５５を形成して、環状空間Ｓに存在するグリースの流出を防ぐ。また、シール６，７を非接触シールとしていることで、高速回転に適した構成となる。

〔第一シール６、第二シール７について〕
図３は、第一シール６、第一シール溝３４及びその周囲の拡大図である。第一シール６の第一リップ部４４は、芯金４１に一部が固定されている本体部４４ａと、この本体部４４ａの内周側から径方向内側に突出している突出部４４ｂとを有している。突出部４４ｂがシール溝３４に収容された状態となっている。

リップ部４４は、内輪３と対向する面として、軸受内部側（玉４側）から順に、リップ側面６１ａ、リップ内円筒面６２ａ、リップ環状面６３ａ、リップ中円筒面６４ａ、リップ中斜面６５ａ及びリップ外円筒面６６ａを有している。これに対して、第一シール溝３４は、軸受内部側（玉４側）から順に、内環状側面７１ａ、内円筒面７２ａ、中環状側面７３ａ、中円筒面７４ａ及び隆起凸面７５ａを有している。
また、リップ部４４は、リップ傾斜面６８ａを有しており、このリップ傾斜面６８ａは、リップ側面６１ａの径方向外側の端部６７ａを始点として、軸方向一方側（軸方向外側）に向かうにしたがって拡径しているテーパー面となっている。

リップ側面６１ａは内環状側面７１ａと対向し、リップ内円筒面６２ａは内円筒面７２ａと対向し、リップ環状面６３ａは中環状側面７３ａと対向し、リップ中円筒面６４ａは中円筒面７４ａと対向し、リップ中斜面６５ａ及びリップ外円筒面６６ａは、隆起凸面７５ａと対向している。これら対向面間に第一ラビリンス隙間４５が形成されている。リップ側面６１ａと内環状側面７１ａとの間が、第一ラビリンス隙間４５の入口４５ａ側となり、リップ外円筒面６６ａと隆起凸面７５ａとの間が、第一ラビリンス隙間４５の出口４５ｂ側となる。

図４は、第二シール７、第二シール溝３５及びその周囲の拡大図である。第二シール７の第二リップ部５４は、芯金５１に一部が固定されている本体部５４ａと、この本体部５４ａの内周側から径方向内側に突出している突出部５４ｂとを有している。突出部５４ｂがシール溝３５に収容された状態となっている。

リップ部５４は、内輪３と対向する面として、軸受内部側（玉４側）から順に、リップ側面６１ｂ、リップ内円筒面６２ｂ、リップ環状面６３ｂ、リップ中円筒面６４ｂ、リップ中斜面６５ｂ、及びリップ外円筒面６６ｂを有している。これに対して、第二シール溝３５は、軸受内部側（玉４側）から順に、内環状側面７１ｂ、内円筒面７２ｂ、中環状側面７３ｂ、中円筒面７４ｂ、及び隆起凸面７５ｂを有している。
また、リップ部５４は、リップ傾斜面６８ｂを有しており、このリップ傾斜面６８ｂは、リップ側面６１ｂの径方向外側の端部６７ｂを始点として、軸方向他方側（軸方向外側）に向かうにしたがって拡径しているテーパー面となっている。

リップ側面６１ｂは内環状側面７１ｂと対向し、リップ内円筒面６２ｂは内円筒面７２ｂと対向し、リップ環状面６３ｂは中環状側面７３ｂと対向し、リップ中円筒面６４ｂは中円筒面７４ｂと対向し、リップ中斜面６５ｂ及びリップ外円筒面６６ｂは、隆起凸面７５ｂと対向している。これら対向面間に第二ラビリンス隙間５５が形成されている。リップ側面６１ｂと内環状側面７１ｂとの間が、第二ラビリンス隙間５５の入口５５ａ側となり、リップ外円筒面６６ｂと隆起凸面７５ｂとの間が、第二ラビリンス隙間５５の出口５５ｂ側となる。

なお、本実施形態のリップ部４４，５４それぞれが有する内輪３と対向する面に関して、「円筒面」という用語を含む面は、軸受中心線Ｃ０（図２参照）を中心とする仮想円筒面に沿った円筒形状の面であり、また、「環状面」という用語を含む面及び前記リップ側面６１ａ，６１ｂは、この軸受中心線Ｃ０に直交する仮想平面に沿った環状の面である。
そして、本実施形態のシール溝３４，３５それぞれが有する面に関して、「環状側面」という用語を含む面は、軸受中心線Ｃ０に直交する仮想平面に沿った環状の面であり、また、「円筒面」という用語を含む面は、軸受中心線Ｃ０を中心とする仮想円筒面に沿った円筒形状の面である。

〔内輪３（軸７７）の回転が停止する（低速である）場合について〕
前記のとおり、転がり軸受１Ａでは（図２参照）、内輪３（軸７７）の回転が止まると、又は、低速で回転している状態では、環状空間Ｓに設けられているグリースは、自重（重力）によって下方へ移動する（流れる）作用が生じ、内輪３の外周側付近に設けられているグリースは、第一内肩部３１の外周面３１ａに沿って流れる。そこで、このようなグリースが軸受外部に漏れるのを第一シール６によって効果的に防いでいる。そのための構成について説明する。

図３において、前記のとおり、第一内肩部３１の外周面３１ａ（肩部外周面３１ａ）は、軸受中心線Ｃ０（図２参照）を中心とする仮想円筒面に沿った円筒形状を有しており、また、第一シール溝３４は、軸受中心線Ｃ０に直交する仮想平面に沿った内環状側面７１ａを有している。これら肩部外周面３１ａと内環状側面７１ａとは交差しており、この交差部７０ａは、肩部外周面３１ａに沿って流れたグリースをこの肩部外周面３１ａの延長方向（つまり、図３では下方）に離脱させるためのエッジ部となっている。つまり、肩部外周面３１ａをつたって流れてきたグリースは、交差部（エッジ部）７０ａから離れ、ラビリンス隙間４５の入口４５ａを通過し、第一リップ４４へ落下する。
落下したグリースを受ける側となる第一リップ部４４は、リップ傾斜面６８ａを有しており、このリップ傾斜面６８ａは、リップ側面６１ａの径方向外側の端部６７ａを始点として、軸方向一方側（軸方向外側）に向かうにしたがって拡径しているテーパー面となっている。
そして、前記エッジ部（交差部７０ａ）と、前記始点（端部６７ａ）との径方向（図３では左右方向）について位置は同じとなっている。つまり、前記始点（端部６７ａ）は、肩部外周面３１ａの延長線上に位置している。

この構成によれば、リップ傾斜面６８ａは、前記エッジ部（交差部７０ａ）から離脱（落下）したグリースを、径方向内側（図３では左側）ではなく径方向外側（図３では右側）のグリースを溜めるための空間Ｋ１へと誘導することができる。つまり、リップ傾斜面６８ａは、前記エッジ部（交差部７０ａ）から離脱（落下）したグリースを、径方向内側ではなく径方向外側へと誘導するガイド面として機能している。
以上より、肩部外周面３１ａに沿って流れて、ラビリンス隙間４５の入口４５ａを通過したグリースが、リップ傾斜面６８ａに沿って流れ、このリップ傾斜面６８ａに沿って流れたグリースは、空間Ｋ１に保持され、転がり軸受１Ａの潤滑に用いられる。

特に本実施形態では、肩部外周面３１ａと内環状側面７１ａとの交差部（エッジ部）７０ａにおける交差角度θは９０度である。このため、肩部外周面３１ａをつたって流れたグリースを、交差部（エッジ部）７０ａから肩部外周面３１ａの延長方向に離脱させ、入口５５ａを通過させ、リップ傾斜面６８ａ上に載せやすくなる。また、例えば内環状側面７１ａの傾斜角度を変更することで、交差角度θを９０度以下としてもよく、この場合においても、同様の機能を有することができる。
これに対して、前記交差角度θが９０度を越える鈍角であると、グリースは肩部外周面３１ａをつたった後に続けて内環状側面７１ａに沿って流れやすくなり、この場合、グリースはラビリンス隙間４５を通過する可能性が高くなる。

以上のように、本実施形態の転がり軸受１Ａは、軸受中心線Ｃ０を鉛直方向に向けて用いられているが、内輪３は、肩部外周面３１ａに沿って流れたグリースを、この肩部外周面３１ａの延長方向に離脱させるための交差部（エッジ部）７０ａを有しており、また、リップ部４４は、この交差部（エッジ部）７０ａから離脱したグリースを径方向内側ではなく径方向外側の空間Ｋ１へと誘導するガイド面として、リップ傾斜面６８ａを有している。このため、軸受内部に設けられているグリースが、自重によってラビリンス隙間４５を通過して外部に漏れるのを抑制することが可能となる。

前記実施形態では、軸受中心線Ｃ０を含む断面において、前記始点（リップ側面６１ａの径方向外側の端部６７ａ）は、肩部外周面３１ａの延長線上に位置している場合について説明したが、前記始点（６７ａ）は、肩部外周面３１ａの延長線よりも径方向内側に位置してもよい。この場合であっても、内輪３のエッジ部（７０ａ）から離脱したグリースを径方向内側ではなく径方向外側へと誘導させる構成（リップ傾斜面６８ａ）が得られ、軸受内部に設けられているグリースが、自重によってラビリンス隙間４５を通過して外部に漏れるのを抑制することが可能となる。

〔内輪３（軸７７）が高速回転する場合について〕
前記のとおり、転がり軸受１Ａでは（図２参照）、内輪３（軸７７）が、特に高速で回転すると、前記アンギュラ形状に起因して、環状空間Ｓにおいてグリースが軸方向他方側へ移動する（流れる）作用（ポンプ作用）が生じる。この作用によって、内輪３の外周側付近に設けられているグリースが、第二内肩部３２に沿って流れても、このグリースが軸受外部に漏れるのを第二シール７によって効果的に防いでいる。そのための構成について説明する。

図２に示すように、上側の第二シール７の第二リップ部５４及び第二シール溝３５の組み合わせ構造と、下側の第一シール６の第一リップ部４４及び第一シール溝３４の組み合わせ構造とは、同じ形態であり、上下線対称の関係となっている。このため、前記のとおり（図３参照）、自重により移動するグリースの漏れを下側の第一シール６で抑制することができるのと同様に、上側の第二シール７（図４参照）では前記ポンプ作用により移動するグリースの漏れを抑制することができる。

また、本実施形態では（図２参照）、軸方向一方側の肩部外周面３１ａの外径Ｄ１と、軸方向他方側の肩部外周面３２ａの外径Ｄ２とは同じである（Ｄ１＝Ｄ２）ことから、内輪３の肩部外周面３１ａ，３２ａの外径差に起因してグリースが軸方向に移動する作用は生じにくい。つまり、内輪３の外周面に沿ってグリースは、軸方向に移動しにくくなり、ラビリンス隙間５５を通過して外部へ漏れにくい。

〔転がり軸受１Ａが備えている構成について〕
また、図２において、第二リップ部５４及び第二シール溝３５の組み合わせ構造と、第一リップ部４４及び第一シール溝３４の組み合わせ構造とは、同じ形態であり、線対称の関係となっていることから、この転がり軸受１Ａを上下反対の姿勢としても（図示しないが）下側となる第二シール７では自重により移動するグリースの漏れを抑制することができ、また、前記ポンプ作用により移動するグリースの漏れについても抑制することができる。すなわち、転がり軸受１Ａの軸方向一方側が下になろうと上になろうと、つまり接触角の向きがどちらになっても、グリースが漏れるのを抑制する作用を奏することが可能となる。なお、図２に示す上側の転がり軸受１Ａを上下反対の姿勢にすると、図１に示す下側の転がり軸受１Ｂと同じ形態となる。

図３に示すように、第一シール溝３４の内環状側面７１ａと第一リップ部４４側のリップ側面６１ａとの間が、ラビリンス隙間４５の入口部側となるが、これら内環状側面７１ａとリップ側面６１ａとの軸方向についての間隔Ｅは、径方向外側の開口部（入口４５ａ）と、この開口部（入口４５ａ）よりも径方向内側の部分４５ｍとで同じとなっている。これにより、ラビリンス隙間４５は開口部（入口４５ａ）において広くならない構成が得られ、グリースがラビリンス隙間４５に入りにくくなる。つまり、グリースの漏れを抑制する作用を高めることができる。
なお、内環状側面７１ａとリップ側面６１ａとの軸方向についての間隔Ｅは、前記径方向内側の部分４５ｍよりも開口部（入口４５ａ）で小さくなっていてもよく、この場合においても、ラビリンス隙間４５は開口部（入口４５ａ）において広くならない構成が得られ、グリースの漏れを抑制する作用を高めることができるという効果を奏することができる。
また、第二リップ部５４及び第二シール溝３５の組み合わせ構造と、第一リップ部４４及び第一シール溝３４の組み合わせ構造とは、同じ形状であり、線対称の関係となっていることから、第二リップ部５４側（図４参照）においても、同様に、ラビリンス隙間５５は開口部（入口５５ａ）において広くならない構成が得られ、グリースの漏れを抑制する作用を高めることができる。

図３に示すように、軸方向について対向している内環状側面７１ａとリップ側面６１ａとの間に、ラビリンス隙間４５の入口４５ａが形成されており、この入口４５ａは径方向外側に向かって開口している。このため、環状空間Ｓにおいて軸方向他方側から一方側へ流れるグリースのうち、肩部外周面３１ａに沿って流れるグリースは、ラビリンス隙間４５に入り難くなっている。また、反対側である、第二リップ部５４側（図４参照）においても、同様に、ラビリンス隙間５５の入口５５ａは径方向外側に向かって開口している。

また、保持器５が有している環状部１１の軸方向一方側の面１２ａは、ラビリンス隙間４５の入口４５ａよりも軸方向他方側（図３では上側）に位置している。これにより、入口４５ａの径方向外側に環状部１１が存在しない構成となる。つまり、入口４５ａが環状部１１によって塞がれていない。したがって、軸受の回転に伴って、入口４５ａに存在しているグリースが遠心力により径方向外側へ流れる場合に、このグリースを径方向外側に流動させやすくなる。この結果、入口５５ａのグリースが、ラビリンス隙間４５を通過して軸受外部へ流出し難くなる。

図２に示すように、保持器５は、玉４の軸方向両側に環状部１１，１２を有している。この環状部１１，１２それぞれの内周面は、テーパー面１６を有しており、このテーパー面１６は、軸方向外側に向かうにしたがって径方向外側に傾斜している。このテーパー面１６によれば、環状部１１と第一内肩部３１との間及び環状部１２と第二内肩部３２との間の空間を、軸方向外側に向かって拡大させることが可能となる。また、このテーパー面１６により軸方向外側に向かうグリースを径方向外側に誘導することができる。

特に本実施形態では、前記のとおり（図３参照）、第一リップ部４４は、第一シール溝３４の内環状側面７１ａと隙間を有して対向するリップ側面６１ａと、このリップ側面６１ａの径方向外側の端部６７ａを始点とするリップ傾斜面６８ａとを有している。このように、第一リップ部４４がリップ傾斜面６８ａを有していると、保持器５の環状部１１との間の隙間が狭くなり、グリースが第一ラビリンス隙間４５の入口４５ａ付近で滞留しやすくなるが、前記のとおり、環状部１１の内周面はテーパー面１６を有していることで、グリースが入口４５ａ付近で滞留するのを抑制することができる。この結果、グリースが第一ラビリンス隙間４５に入り難くすることが可能となる。図３に示す形態では、環状部１１の内周面の一部がテーパー面１６であるが、内周面の全体がテーパー面１６であってもよい。
また、上記のような機能は、第一リップ部４４側のみならず、軸方向反対側の第二リップ部５４（図４参照）においても奏することができる。

以上の構成を備えている転がり軸受１Ａ（１Ｂ）によれば、軸受中心線Ｃ０の方向が鉛直方向となっても、内輪３と外輪２との間の環状空間Ｓに設けられているグリースが、シール６，７それぞれと内輪３との間のラビリンス隙間４５，５５を通過して軸受外部へ漏れるのを抑制することができる。この結果、潤滑不足となるのを防ぐことができ、焼き付き、異常摩耗といった不具合の発生を長期にわたって防ぐことが可能となる。

以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明の転がり軸受は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、第一リップ部４４と第二リップ部５４とを同じ大きさとした場合について説明したが、異なっていてもよい。本発明の転がり軸受は、高速回転用途であってもよく、一般用途であってもよい。

１：転がり軸受 ２：外輪 ３：内輪
４：玉 ５：保持器 ６：第一シール
７：第二シール ２０外輪軌道面 ３０：内輪軌道面
３１ａ：肩部外周面 ３２ａ：肩部外周面 ３４：第一シール溝
３５：第二シール溝 ４４：第一リップ部 ４５：第一ラビリンス隙間
４５ａ：入口（開口部） ４５ｍ：径方向内側の部分 ５４：第二リップ部
５５：第二ラビリンス隙間 ６１ａ：リップ側面 ６１ｂ：リップ側面
６７ａ：径方向外側の端部 ６８ａ：リップ傾斜面（ガイド面）
７０ａ：交差部（エッジ部） ７１ａ：内環状側面（環状側面）
７１ｂ：内環状側面（環状側面） Ｃ０：軸受中心線
θ：交差角度 Ｄ１，Ｄ２：外径 Ｅ：間隔

Claims (5)

1. 内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の軌道面に対して接触角を有して接触する複数の玉と、前記玉を収容するポケットを有し当該ポケットにより当該玉を保持する環状の保持器と、前記外輪の軸方向両側それぞれに取り付けられ前記内輪との間にラビリンス隙間を形成してグリースの流出を防ぐリップ部を有するシールと、を備え、
   前記内輪は、前記玉が接触する前記軌道面の軸方向両側に設けられている一対の肩部外周面と、軸方向両端部にそれぞれ設けられ前記リップ部との間に前記ラビリンス隙間を形成するためのシール溝と、を有し、
   前記内輪は、更に、軸方向両側それぞれに、前記肩部外周面に沿って流れたグリースを当該肩部外周面の延長方向に離脱させるためのエッジ部を有し、
   前記リップ部は、前記エッジ部から離脱したグリースを径方向内側ではなく径方向外側へと誘導するガイド面を有し、
   前記リップ部は、前記内輪と対向する面として、前記玉が設けられている軸受内部側から順に、径方向に延在するリップ側面、軸方向に延在するリップ内円筒面、径方向に延在し前記リップ側面よりも径方向内側のリップ環状面、軸方向に延在するリップ中円筒面、軸受内部側から軸受外部側に向かって拡径するリップ中斜面、及び、軸方向に延在するリップ外円筒面を有し、
   前記内輪は、前記シール溝を構成する面として、前記リップ側面と隙間を有して対向する内環状側面、前記リップ内円筒面と隙間を有して対向する内円筒面、前記リップ環状面と隙間を有して対向する中環状側面、前記リップ中円筒面と隙間を有して対向する中円筒面、及び、前記リップ中斜面及び前記リップ外円筒面と隙間を有して対向する隆起凸面を有し、
   前記ガイド面として、前記リップ側面の径方向外側の端部を始点として軸方向外側に向かうにしたがって拡径するリップ傾斜面を有し、
   前記リップ部と前記シール溝との間に形成される隙間により、当該リップ部と当該シール溝とが非接触となる前記ラビリンス隙間が形成され、
   前記リップ傾斜面は、前記ポケットの径方向の内方側と対向しない位置に配置されている、転がり軸受。
2. 軸方向両側の前記肩部外周面それぞれは、軸受中心線を中心とする仮想円筒面に沿った円筒形状を有し、
   軸方向両側の前記シール溝それぞれは、軸受中心線に交差する仮想面に沿った前記内環状側面を有し、
   軸方向両側の前記リップ部それぞれは、前記内環状側面に対向する環状の前記リップ側面を有していると共に、前記ガイド面として、当該リップ側面の径方向外側の端部を始点として軸方向外側に向かうにしたがって拡径する前記リップ傾斜面を有し、
   軸受中心線を含む断面の軸方向両側それぞれにおいて、前記始点は、前記肩部外周面の延長線上に又は当該延長線よりも径方向内側に位置している、請求項１に記載の転がり軸受。
3. 軸方向両側の前記肩部外周面それぞれは、軸受中心線を中心とする仮想円筒面に沿った円筒形状を有し、
   軸方向両側の前記シール溝それぞれは、軸受中心線に交差する仮想面に沿った前記内環状側面を有し、
   前記エッジ部は、前記肩部外周面と前記内環状側面との交差部からなり、当該交差部における交差角度は、９０度以下である、請求項１又は２に記載の転がり軸受。
4. 前記内環状側面と前記リップ側面との軸方向についての間隔は、径方向外側の開口部と、当該開口部よりも径方向内側の部分とで同じである、又は、当該径方向内側の部分よりも当該開口部で小さくなっている、請求項２に記載の転がり軸受。
5. 軸方向両側の前記肩部外周面それぞれの外径は同じである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の転がり軸受。

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