JP7591958B2 - Sealed bearings - Google Patents

Sealed bearings Download PDF

Info

Publication number
JP7591958B2
JP7591958B2 JP2021050006A JP2021050006A JP7591958B2 JP 7591958 B2 JP7591958 B2 JP 7591958B2 JP 2021050006 A JP2021050006 A JP 2021050006A JP 2021050006 A JP2021050006 A JP 2021050006A JP 7591958 B2 JP7591958 B2 JP 7591958B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seal
sliding surface
protrusions
grease
protrusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021050006A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022148357A (en
Inventor
克明 佐々木
正樹 宗吉
悠稀 橋詰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp filed Critical NTN Corp
Priority to JP2021050006A priority Critical patent/JP7591958B2/en
Priority to PCT/JP2022/011939 priority patent/WO2022202545A1/en
Publication of JP2022148357A publication Critical patent/JP2022148357A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7591958B2 publication Critical patent/JP7591958B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72Sealings
    • F16C33/76Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/78Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/324Arrangements for lubrication or cooling of the sealing itself

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)
  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Description

この発明は、転がり軸受及びシール部材を備えるシール付軸受に関する。 This invention relates to a sealed bearing that includes a rolling bearing and a sealing member.

転がり軸受の早期破損を防止するため、シール部材が利用されている。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ため、シール部材により、摩耗粉等の軸受内部への侵入を防止している。 Sealing materials are used to prevent early damage to rolling bearings. For example, the transmissions installed in vehicles such as automobiles and various construction machines contain foreign matter such as gear wear powder, so sealing materials are used to prevent the wear powder and other foreign matter from entering the inside of the bearing.

一般に、シール部材は、ゴム状材料等の弾性材で環状に形成されたシールリップを有する。軌道輪、スリンガ等、軸受回転に伴ってシール部材に対して周方向に相対回転する相手部品には、シールリップと摺接するシール摺動面が形成されている。 Generally, the seal member has a seal lip formed in an annular shape from an elastic material such as a rubber-like material. The mating parts, such as raceways and slingers, which rotate circumferentially relative to the seal member as the bearing rotates, are formed with seal sliding surfaces that come into sliding contact with the seal lip.

一般的なシール部材は、シールリップとシール摺動面が全周で滑り接触し、微視的には固体接触領域を伴っている。シールリップの引き摺り抵抗(シールトルク)は、軸受トルクの上昇を招く。また、その滑り接触は、転がり軸受の温度上昇の一因となる。また、軸受内部が外部に対してシール部材で閉塞されるので、軸受内部と外部間の圧力差によってシールリップがシール摺動面に押し付けられる吸着作用が生じてシールトルクが増大することがある。これらのことから、一般的なシール部材では、軸受の高速運転に限界がある。 In typical seal materials, the seal lip and seal sliding surface are in sliding contact all around, and microscopically, there is a solid contact area. The drag resistance (seal torque) of the seal lip leads to an increase in bearing torque. In addition, this sliding contact is one of the causes of temperature rise in rolling bearings. In addition, because the inside of the bearing is sealed off from the outside by the seal material, the pressure difference between the inside and outside of the bearing can cause an adhesion effect in which the seal lip is pressed against the seal sliding surface, increasing the seal torque. For these reasons, typical seal materials have limitations on high-speed operation of bearings.

シール部材のシールリップを相手部品と非接触に配置し、ラビリンスシールを形成すれば、シールトルクを無くすことは可能だが、シール部材及び相手部品間の隙間の大きさについて所定粒径の異物侵入を防止できるような各種誤差の管理が難しい。 It is possible to eliminate the sealing torque by forming a labyrinth seal by positioning the sealing lip of the sealing member so that it does not come into contact with the mating part, but it is difficult to control the various errors in the size of the gap between the sealing member and the mating part to prevent the intrusion of foreign matter of a specified particle size.

これに対し、シールリップが周方向に並んだ複数の突起を有し、これら複数の突起が周方向に隣り合う突起同士の間を通じて軸受内部と外部に連通する隙間を生じさせ、かつ軸受回転に伴って隙間から突起とシール摺動面間に引き摺り込まれる潤滑油の油膜によってシールリップ及びシール摺動面間を流体潤滑状態にすることができるシール付軸受が提案されている(特許文献1)。 In response to this, a sealed bearing has been proposed in which the seal lip has multiple protrusions arranged in the circumferential direction, and gaps are created between adjacent protrusions in the circumferential direction that communicate with the inside and outside of the bearing, and a film of lubricating oil is drawn into the gaps between the protrusions and the seal sliding surface as the bearing rotates, creating a fluid lubrication state between the seal lip and the seal sliding surface (Patent Document 1).

特許文献1のシール付軸受は、所定粒径の異物侵入を防ぐことが可能な隙間を通じて転がり軸受の内部空間と外部間での潤滑油の流通を許すことにより、シール摺動面上での潤滑油を潤沢とし、軸受回転に伴って潤滑油を突起とシール摺動面間に引き摺り込ませる際のくさび効果により、油膜を厚く形成して各突起とシール摺動面を油膜で完全に分離させ、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できる。このため、特許文献1のシール付軸受によれば、所定粒径の異物侵入を防ぎつつ軸受の高速運転に対応可能でありながら、シールトルクを著しく低減することができる。 The sealed bearing of Patent Document 1 allows lubricating oil to flow between the internal space and the outside of the rolling bearing through a gap that can prevent the intrusion of foreign matter of a specified particle size, making the lubricating oil abundant on the seal sliding surface, and the wedge effect created when the lubricating oil is dragged between the protrusions and the seal sliding surface as the bearing rotates forms a thick oil film that completely separates each protrusion from the seal sliding surface, creating a fluid lubrication state between the seal lip and the seal sliding surface. Therefore, the sealed bearing of Patent Document 1 can significantly reduce seal torque while preventing the intrusion of foreign matter of a specified particle size and allowing the bearing to operate at high speeds.

国際公開第2016/143786号International Publication No. 2016/143786

特許文献1のシール付軸受において、シールリップとシール摺動面の潤滑に用いられる潤滑油は、跳ねかけ、オイルバス等で外部から供給された機械油や、内部空間に封入されているグリースからしみ出た基油である。 In the sealed bearing of Patent Document 1, the lubricating oil used to lubricate the seal lip and the seal sliding surface is machine oil supplied from the outside by splashing or using an oil bath, etc., or base oil seeped out from the grease sealed in the internal space.

潤滑油としてグリースの基油だけを用いるグリース潤滑方式の場合、グリースからしみ出た基油でシールリップとシール摺動面間を潤滑することになる。グリースの封入量を増やせば、グリースからしみ出た基油が突起やシール摺動面に供給され易くなるが、その反面、グリースの攪拌抵抗が大きくなる。軸受回転速度が高速になる運転条件の場合、攪拌による発熱を抑えるため、グリースの封入量は、少ない方がよく、内部空間の容積の1/3以下、場合によっては1/6以下に設定される。このような場合、グリースがシールリップやシール摺動面の近傍で安定的に存在するとは限らず、このため、基油を潤滑油として突起やシール摺動面に安定供給できず、各突起とシール摺動面の摺動部を潤滑する基油が不足する懸念がある。 In the case of a grease lubrication method that uses only the base oil of the grease as a lubricant, the base oil seeping out of the grease lubricates the gap between the seal lip and the seal sliding surface. Increasing the amount of grease filled makes it easier for the base oil seeping out of the grease to be supplied to the protrusions and seal sliding surfaces, but on the other hand, the agitation resistance of the grease increases. In operating conditions where the bearing rotation speed is high, the amount of grease filled should be small in order to suppress heat generation due to agitation, and is set to 1/3 or less of the volume of the internal space, and in some cases 1/6 or less. In such cases, the grease may not be present stably near the seal lip and seal sliding surface, and therefore the base oil cannot be stably supplied to the protrusions and seal sliding surfaces as a lubricant, and there is a concern that there will be a shortage of base oil to lubricate the sliding parts of each protrusion and seal sliding surface.

一方、跳ねかけ等の油潤滑方式を採用する場合、外部の機械油が潤滑油としてシール付軸受に供給されるまで時間を要することがある。このため、初期潤滑剤としてシール付軸受の内部空間にグリースを封入することもあるが、この場合でもグリース潤滑と同様の懸念がある。 On the other hand, when using an oil lubrication method such as splashing, it can take time for the external machine oil to be supplied to the sealed bearing as lubricant. For this reason, grease is sometimes sealed into the internal space of the sealed bearing as an initial lubricant, but even in this case, the same concerns as with grease lubrication arise.

上述の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、シール摺動面とシール部材のシールリップ間をシールリップの複数の突起によって流体潤滑状態にすることが可能なシール付軸受において、外部からの給油がない場合でも突起とシール摺動面間の油不足を防止することにある。 In view of the above background, the problem that this invention aims to solve is to prevent a shortage of oil between the protrusions and the seal sliding surface of a sealed bearing in which the seal sliding surface and the seal lip of the seal member can be fluid-lubricated by the multiple protrusions of the seal lip, even when there is no external oil supply.

上記の課題を達成するため、この発明は、転がり軸受の内部空間を外部に対して密封するシール部材と、前記シール部材に対して周方向に摺動するシール摺動面とを備え、前記シール部材は、環状に形成されたシールリップを有し、前記シールリップは、周方向に並んだ複数の突起を有し、前記複数の突起は、周方向に隣り合う前記突起同士の間に隙間を生じさせ、かつ軸受回転に伴って前記隙間から前記突起と前記シール摺動面間に引き摺り込まれる潤滑油の油膜によって前記シールリップ及び前記シール摺動面間を流体潤滑状態にすることが可能な態様で形成されているシール付軸受において、前記シールリップは、グリースを保持する凹状に形成されたグリース溜まりを有し、前記グリース溜まりは、周方向に隣り合う前記突起同士の間の部位と、前記突起上の部位とのうちの少なくとも一方の部位に形成されている構成を採用した。 In order to achieve the above object, the present invention provides a sealed bearing comprising a seal member that seals the internal space of a rolling bearing from the outside and a seal sliding surface that slides circumferentially against the seal member, the seal member having a seal lip formed in an annular shape, the seal lip having a number of protrusions arranged in a circumferential direction, the protrusions being formed in such a manner that gaps are generated between the protrusions adjacent to each other in the circumferential direction, and the seal lip and the seal sliding surface can be brought into a fluid lubricated state by an oil film of lubricating oil that is drawn between the protrusions and the seal sliding surface from the gaps as the bearing rotates. The seal lip has a grease reservoir formed in a concave shape to hold grease, and the grease reservoir is formed in at least one of the areas between the protrusions adjacent to each other in the circumferential direction and on the protrusions.

上記構成によれば、突起とシール摺動面の摺動部に近いシールリップの突起上や突起同士の間の部位のグリース溜まりにグリースが保持され、そのグリースから基油がしみ出て突起やシール摺動面に供給される。このため、外部からの給油がない場合でも突起とシール摺動面間の油不足が防止される。 According to the above configuration, grease is retained in grease reservoirs on the protrusions of the seal lip near the sliding portion between the protrusions and the seal sliding surface, and base oil seeps out from the grease and is supplied to the protrusions and the seal sliding surface. This prevents a shortage of oil between the protrusions and the seal sliding surface even in the absence of external oil supply.

前記グリース溜まりは、周方向に隣り合う前記突起同士の間の部位に配置されているとよい。突起にグリース溜まりを形成する場合、グリース溜まりの縁が油膜形成に悪影響を及ぼさないようにするため、突起上に長く容量の大きなグリース溜まりを形成することが困難である。これに対して、周方向に隣り合う突起同士の間であれば、グリース溜まりを比較的長く形成して容量を増やすことが容易であり、グリース溜まりに保持されたグリースからしみ出た基油を軸受回転時に突起とシール摺動面間に引き摺り込ませて潤滑に寄与させることができる。 The grease reservoir may be located between the circumferentially adjacent protrusions. When forming a grease reservoir on a protrusion, it is difficult to form a long, large-capacity grease reservoir on the protrusion in order to prevent the edge of the grease reservoir from adversely affecting oil film formation. In contrast, if the grease reservoir is formed between circumferentially adjacent protrusions, it is easy to form a relatively long grease reservoir and increase its capacity, and the base oil that seeps out from the grease held in the grease reservoir can be dragged between the protrusion and the seal sliding surface as the bearing rotates, contributing to lubrication.

前記グリース溜まりは、前記突起に連続しているとよい。このようにすると、突起間の部位のグリース溜まりに保持されたグリースから突起に直接的に基油が供給されるので、より効果的に油不足を防止することができる。 It is preferable that the grease reservoir is continuous with the protrusions. In this way, the base oil is supplied directly to the protrusions from the grease held in the grease reservoir between the protrusions, so that oil shortages can be prevented more effectively.

前記グリース溜まりは、前記シール摺動面と直交しかつ前記シール摺動面に沿った方向の位置に関して前記突起と前記シール摺動面の摺動部と同じ位置に配置されているとよい。このようにすると、グリース溜まりに保持されたグリースからしみ出た基油が軸受回転時、速やかに突起とシール摺動面間に引き摺り込まれるので、より効果的に油不足を防止することができる。 The grease reservoir is preferably positioned at the same position as the protrusion and the sliding portion of the seal sliding surface in a direction perpendicular to and along the seal sliding surface. In this way, the base oil that seeps out from the grease held in the grease reservoir is quickly drawn into the gap between the protrusion and the seal sliding surface when the bearing rotates, making it possible to more effectively prevent oil shortages.

この発明に係るシール付軸受は、例えば、車両のトランスミッション、ディファレンシャル、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用途に好適である。 The sealed bearing of this invention is suitable for use in supporting any one of the rotating parts of a vehicle transmission, differential, propeller shaft, turbocharger, machine tool, wind power generator, and wheel bearing.

この発明は、上記構成の採用により、シール摺動面とシール部材のシールリップ間をシールリップの複数の突起によって流体潤滑状態にすることが可能なシール付軸受において、グリースを用いて突起とシール摺動面間を潤滑するときの油不足を防止することができる。 By adopting the above configuration, this invention can prevent oil shortages when lubricating the area between the seal sliding surface and the seal lip of the seal member using grease in a sealed bearing in which multiple protrusions on the seal lip can create a fluid lubrication state between the seal sliding surface and the seal lip of the seal member.

この発明の第一実施形態に係るシール付軸受を示す断面図FIG. 1 is a cross-sectional view showing a sealed bearing according to a first embodiment of the present invention. 図1のシールリップの突起付近の拡大図An enlarged view of the seal lip protrusion in FIG. 1 第一実施形態に係るシールリップの突起付近を示す斜視図FIG. 2 is a perspective view showing the vicinity of a protrusion of a seal lip according to the first embodiment; この発明の第二実施形態に係るシール付軸受を図2のIV-IV線の切断面で示す部分拡大断面図FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of a sealed bearing according to a second embodiment of the present invention taken along the line IV-IV in FIG. この発明の第二実施形態に係るシールリップの突起付近を示す斜視図FIG. 11 is a perspective view showing the vicinity of a protrusion of a seal lip according to a second embodiment of the present invention; この発明の第三実施形態に係るシールリップの突起付近を示す斜視図FIG. 13 is a perspective view showing the vicinity of a protrusion of a seal lip according to a third embodiment of the present invention; この発明の第四実施形態に係るシールリップの突起付近を示す斜視図FIG. 13 is a perspective view showing the vicinity of a protrusion of a seal lip according to a fourth embodiment of the present invention;

この発明の一例として、第一実施形態に係るシール付軸受を添付図面の図1~図6に基づいて説明する。 As an example of this invention, a sealed bearing according to the first embodiment will be described with reference to the attached drawings, FIGS. 1 to 6.

図1に示すこのシール付軸受は、転がり軸受1と、転がり軸受1の両側に配置された二つのシール部材2と、を備える。 The sealed bearing shown in Figure 1 comprises a rolling bearing 1 and two seal members 2 arranged on either side of the rolling bearing 1.

転がり軸受1は、内輪3と、外輪4と、内輪3と外輪4との間に介在する所定数の転動体5と、所定数の転動体5を保持する保持器6とで構成されている。シール部材2は、転がり軸受1の内部空間7を外部に対して密封する。この密封の目的は、このシール付軸受の周囲である外部の異物が内外輪3、4間の内部空間7に侵入することを抑制して転がり軸受1の早期損傷を防止することであり、内部空間7を液密に密封することではない。 The rolling bearing 1 is composed of an inner ring 3, an outer ring 4, a predetermined number of rolling elements 5 interposed between the inner ring 3 and the outer ring 4, and a cage 6 that holds the predetermined number of rolling elements 5. The seal member 2 seals the internal space 7 of the rolling bearing 1 from the outside. The purpose of this sealing is to prevent premature damage to the rolling bearing 1 by preventing external foreign matter from entering the internal space 7 between the inner and outer rings 3 and 4 around the sealed bearing, and is not to seal the internal space 7 liquid-tight.

内輪3及び外輪4は、転動体5に対応の軌道面を有する。内輪3は、回転軸Sに取り付けられ、回転軸Sと一体に回転する。外輪4は、ハウジング、ギア等、回転軸からの荷重を負荷させる部材に取り付けられる。転動体5は、内輪3及び外輪4間に介在しながら公転する。 The inner ring 3 and outer ring 4 have raceway surfaces that correspond to the rolling elements 5. The inner ring 3 is attached to the rotating shaft S and rotates integrally with the rotating shaft S. The outer ring 4 is attached to a member that bears the load from the rotating shaft, such as a housing or gear. The rolling elements 5 revolve while being interposed between the inner ring 3 and outer ring 4.

転動体5として、玉が採用されている。このシール付軸受は、深溝玉軸受となっている。 Balls are used as the rolling elements 5. This sealed bearing is a deep groove ball bearing.

シール付軸受の潤滑方式は、外部から供給される潤滑油(図示省略、以下、同じ。)を用いる油潤滑方式又は内部空間7に封入されたグリース(図示省略、以下、同じ。)のみを用いるグリース潤滑方式のいずれでもよい。油潤滑方式とする場合、例えば、潤滑油をシール付軸受に掛けるはね掛け方式、又はシール付軸受の下部をオイルバスに漬ける油浴方式が挙げられる。油潤滑方式とする場合であって、初期潤滑剤として内部空間7に適量のグリースが封入されていてもよい。 The lubrication method for the sealed bearing may be either an oil lubrication method using lubricating oil supplied from the outside (not shown, same below) or a grease lubrication method using only grease sealed in the internal space 7 (not shown, same below). When using oil lubrication, examples include a splash method in which lubricating oil is sprayed onto the sealed bearing, and an oil bath method in which the lower part of the sealed bearing is immersed in an oil bath. When using oil lubrication, an appropriate amount of grease may be sealed in the internal space 7 as an initial lubricant.

回転軸S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一つに備わる回転部として設けられる。 The rotating shaft S is provided as a rotating part in, for example, any one of a vehicle transmission, a differential, a constant velocity joint, a propeller shaft, a turbocharger, a machine tool, a wind power generator, and a wheel bearing.

なお、以下では、シール付軸受の軸受中心軸(図示省略、以下、同じ。)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に沿った方向を「周方向」という。図1において、軸受中心軸は、回転輪とする内輪3の中心軸であり、同図において左右方向に相当する。 In the following, the direction along the bearing center axis of the sealed bearing (not shown, same below) is referred to as the "axial direction". The direction perpendicular to the axial direction is referred to as the "radial direction". The direction along the circumference around the bearing center axis is referred to as the "circumferential direction". In Figure 1, the bearing center axis is the center axis of the inner ring 3, which serves as the rotating ring, and corresponds to the left-right direction in the figure.

外輪4の内周の端部に、シール部材2を保持するシール溝8が形成されている。シール部材2は、その外周縁をシール溝8に圧入することにより、外輪4に取り付けられる。 A seal groove 8 that holds the seal member 2 is formed at the end of the inner circumference of the outer ring 4. The seal member 2 is attached to the outer ring 4 by pressing its outer periphery into the seal groove 8.

このシール付軸受を囲む外部には、ギアの摩耗粉、クラッチの摩耗粉、微小砕石等、このシール付軸受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、シール部材2の周囲の流体の流れによってシール部材2付近に到達し得る。シール部材2は、外部から内部空間7への異物侵入を抑制するためのものである。 The exterior surrounding this sealed bearing contains foreign matter, such as wear powder from gears and clutches, and tiny crushed stones, depending on the device in which the sealed bearing is installed. Such powdery foreign matter can reach the vicinity of the seal member 2 due to the flow of fluid around the seal member 2. The seal member 2 is intended to prevent foreign matter from entering the internal space 7 from the outside.

シール部材2は、金属板製の芯金9と、環状に形成されたシールリップ10とを有する。芯金9は、周方向に連なる環状に形成されたプレス加工部品になっている。 The seal member 2 has a metal core 9 and a ring-shaped seal lip 10. The core 9 is a pressed part formed into a ring shape that is continuous in the circumferential direction.

シールリップ10は、弾性材により形成されている。弾性材としては、例えば、加硫成形されたゴム材、ゴム材相当のエラストマ等が挙げられる。ゴム材として、例えば、ニトリルゴム(NBR)、アクリルゴム(ACM)、フッ素ゴム(FKM)等が挙げられる。 The seal lip 10 is formed from an elastic material. Examples of elastic materials include vulcanized rubber materials and elastomers equivalent to rubber materials. Examples of rubber materials include nitrile rubber (NBR), acrylic rubber (ACM), and fluororubber (FKM).

内輪3の外周には、シールリップ10に対して周方向に摺動するシール摺動面11が形成されている。シール摺動面11は、周方向全周に連続する円筒面状になっている。シールリップ10は、ラジアルリップになっている。ここで、ラジアルリップは、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と密封作用を奏するシールリップであって、当該シール摺動面との間に径方向の締め代をもったもののことをいう。 A seal sliding surface 11 that slides circumferentially against the seal lip 10 is formed on the outer periphery of the inner ring 3. The seal sliding surface 11 is a cylindrical surface that is continuous around the entire circumference. The seal lip 10 is a radial lip. Here, the radial lip refers to a seal lip that provides a sealing effect with a seal sliding surface along the axial direction or a seal sliding surface that has an acute angle gradient of 45° or less with respect to the axial direction, and has a radial interference between the seal sliding surface.

シールリップ10は、軸方向に一定の幅で径方向に連続する円環状に形成された腰部と、腰部から外部側へ曲がる突片状に形成された頭部とを有する。 The seal lip 10 has a waist portion formed in a radially continuous circular ring shape with a constant width in the axial direction, and a head portion formed in a protruding piece shape that bends outward from the waist portion.

シールリップ10の頭部とシール摺動面11間に締め代が設定されている。シール部材2を図1の所定配置に取り付けると、シールリップ10は、その締め代により、シール摺動面11に押し付けられて、図2に示すように外部側へ曲がったゴム状弾性の変形を生じ、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の撓み具合の変化によって吸収される。 A tightening margin is set between the head of the seal lip 10 and the seal sliding surface 11. When the seal member 2 is attached in the specified position shown in Figure 1, the seal lip 10 is pressed against the seal sliding surface 11 by the tightening margin, causing a rubber-like elastic deformation bent outward as shown in Figure 2, generating tension in the seal lip 10. Installation errors and manufacturing errors of the seal member 2 are absorbed by changes in the degree of flexure of the seal lip 10.

図3に示すように、シールリップ10は、周方向に並んだ複数の突起12を有する。突起12は、その全長に亘って周方向と直交する方向に延びている。突起12の高さは、その全長に亘って一定になっている。突起12は、周方向に一定のピッチで並んでいる。突起12の全長は、シール摺動面11との間に径方向の締め代をもった範囲の全域に亘っている。シールリップ10の全体的な形状は、突起12のピッチに対応した回転対称形になっている。 As shown in FIG. 3, the seal lip 10 has multiple protrusions 12 arranged in the circumferential direction. The protrusions 12 extend in a direction perpendicular to the circumferential direction over their entire length. The height of the protrusions 12 is constant over their entire length. The protrusions 12 are arranged at a constant pitch in the circumferential direction. The entire length of the protrusions 12 extends over the entire range that has a radial interference with the seal sliding surface 11. The overall shape of the seal lip 10 is rotationally symmetrical corresponding to the pitch of the protrusions 12.

突起12は、その周方向幅の中央から周方向両側に向かう程に低くなっている。図示例の突起12を周方向に横断する方向に切断したときの断面は、半円状になっている。 The projection 12 becomes lower from the center of its circumferential width toward both sides in the circumferential direction. When the projection 12 in the illustrated example is cut in a direction transverse to the circumferential direction, the cross section is semicircular.

図1のようにシール部材2を転がり軸受1に取り付ける際、複数の突起12がシール摺動面11に接触する。図2に示すように、突起12は、軸受中心軸を含む仮想平面上においてシール摺動面11に対して直角な方向に高さをもつため、シールリップ10の緊迫力に抗して突っ張る。これにより、周方向に隣り合う突起12同士の間かつシール摺動面11とシールリップ10との間において、内部空間7と外部に連通する隙間13が生じさせられる。突起12は、シール摺動面11との間に隙間13側で大、突起12側で小となるくさび状隙間を形成する。 When the seal member 2 is attached to the rolling bearing 1 as shown in FIG. 1, the multiple protrusions 12 come into contact with the seal sliding surface 11. As shown in FIG. 2, the protrusions 12 have a height in a direction perpendicular to the seal sliding surface 11 on an imaginary plane including the bearing center axis, and therefore push against the tension of the seal lip 10. As a result, gaps 13 that communicate with the internal space 7 and the outside are generated between the protrusions 12 adjacent to each other in the circumferential direction and between the seal sliding surface 11 and the seal lip 10. The protrusions 12 form a wedge-shaped gap between the seal sliding surface 11, which is larger on the gap 13 side and smaller on the protrusion 12 side.

図2、図3に示すように、周方向に隣り合う突起12同士の間の部位は、これら突起12の根元間に亘る繋ぎ部14になっている。ここで、突起12の根元は、前述のくさび状隙間を形成するための突起12の高さが実質的に無くなる部位のことをいう。隙間13の流路断面高さは、繋ぎ部14とシール摺動面11との間の径方向間隔に相当する。繋ぎ部14は、シール摺動面11と非接触の状態に保たれる。シールリップ10は、複数の突起12上でのみシール摺動面11と摺動するようになっている。 As shown in Figures 2 and 3, the area between adjacent protrusions 12 in the circumferential direction is a connecting portion 14 that extends between the bases of these protrusions 12. Here, the base of the protrusion 12 refers to the area where the height of the protrusion 12 required to form the above-mentioned wedge-shaped gap is essentially eliminated. The flow passage cross-sectional height of the gap 13 corresponds to the radial distance between the connecting portion 14 and the seal sliding surface 11. The connecting portion 14 is kept out of contact with the seal sliding surface 11. The seal lip 10 slides against the seal sliding surface 11 only on the multiple protrusions 12.

突起12は、図2に示すように、軸受中心軸を含む仮想平面上において、概ねシール摺動面11に沿った領域をもつ。この領域は、シール摺動面11に沿った方向(図示例においては軸方向に相当)に幅をもって存在する。このため、軸受回転に伴う突起12とシール摺動面11の摺動部、すなわち、突起12が隙間13内の潤滑油をシール摺動面11との間に周方向に引き摺り込む際のくさび効果によって油膜形成が促進され、突起12とシール摺動面11との間に油膜が介在させられる領域は、前述の仮想平面上においてシール摺動面11に沿った方向に所定以上の有限長Lで生じる。このような突起12とシール摺動面11の摺動部は、Hertzの弾性接触理論に基づく接触楕円状に生じると考えられるので、その接触楕円状の長軸が有限長Lに相当する。 2, the protrusion 12 has an area that is generally along the seal sliding surface 11 on a virtual plane including the bearing center axis. This area exists with a width in the direction along the seal sliding surface 11 (corresponding to the axial direction in the illustrated example). For this reason, the sliding portion between the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 accompanying the rotation of the bearing, that is, the wedge effect when the protrusion 12 drags the lubricating oil in the gap 13 between the seal sliding surface 11 in the circumferential direction, promotes the formation of an oil film, and the area where the oil film is interposed between the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 occurs with a finite length L of a predetermined length or more in the direction along the seal sliding surface 11 on the aforementioned virtual plane. Such a sliding portion between the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 is considered to occur in the shape of a contact ellipse based on Hertz's elastic contact theory, and the major axis of the contact ellipse corresponds to the finite length L.

シールリップ10とシール摺動面11間の相対回転の周速が一定未満のとき、微視的には固体接触領域を含む境界潤滑状態ないし混合潤滑状態となる。軸受回転が速くなり、突起12とシール摺動面11の相対回転の周速が一定以上になると、突起12とシール摺動面11間の油膜厚さは、突起12とシール摺動面11間の合成粗さσを余裕で上回り、各突起12とシール摺動面11が油膜で完全に分離させられた流体潤滑状態になる。これにより、シールリップ10とシール摺動面11間を油膜で完全に分離させた流体潤滑状態にすることができる。このような流体潤滑状態になれば、シール部材2によるシールトルクを非接触式のシールと同等まで低減し、ひいてはシール付軸受の温度上昇を抑制し、シールリップ10の吸着作用を防止することができる。 When the circumferential speed of the relative rotation between the seal lip 10 and the seal sliding surface 11 is less than a certain value, microscopically, a boundary lubrication state or a mixed lubrication state including a solid contact region is formed. When the bearing rotation speed increases and the circumferential speed of the relative rotation between the protrusions 12 and the seal sliding surface 11 exceeds a certain value, the oil film thickness between the protrusions 12 and the seal sliding surface 11 exceeds the composite roughness σ between the protrusions 12 and the seal sliding surface 11 by a large margin, and each protrusion 12 and the seal sliding surface 11 are completely separated by an oil film, resulting in a fluid lubrication state. This allows the seal lip 10 and the seal sliding surface 11 to be completely separated by an oil film, resulting in a fluid lubrication state. When such a fluid lubrication state is formed, the seal torque by the seal member 2 can be reduced to the same level as a non-contact seal, which in turn suppresses the temperature rise of the sealed bearing and prevents the adsorption of the seal lip 10.

ここで、油膜パラメータΛ≧3であれば、摺動部の潤滑モードは流体潤滑状態であると考えられる。油膜パラメータΛは、摺動部での最小油膜厚さhに対する合成粗さσの比であり、Λ=h/σである。最小油膜厚さhは、弾性流体潤滑理論に基づいて求められる。合成粗さσ=√((Rq1 +Rq2 )/2)である。Rqは、前述の摺動部を成すシール摺動面11の二乗平均平方根粗さである。Rqは、突起12の表面における二乗平均平方根粗さとすると、二乗平均平方根粗さは、JIS(B0601:2013)に規定された二乗平均平方根粗さRqの値(μm)である。 Here, if the oil film parameter Λ≧3, the lubrication mode of the sliding part is considered to be in a hydrodynamic lubrication state. The oil film parameter Λ is the ratio of the composite roughness σ to the minimum oil film thickness h in the sliding part, and Λ=h/σ. The minimum oil film thickness h is calculated based on the elastic hydrodynamic lubrication theory. The composite roughness σ=√((Rq 1 2 +Rq 2 2 )/2). Rq 1 is the root-mean-square roughness of the seal sliding surface 11 that constitutes the above-mentioned sliding part. If Rq 2 is the root-mean-square roughness on the surface of the protrusion 12, the root-mean-square roughness is the value (μm) of the root-mean-square roughness Rq specified in JIS (B0601:2013).

油膜パラメータΛは合成粗さσに依存し、合成粗さσが小さいほど油膜を厚くすることができる。前述の周速が極低速のときから突起12とシール摺動面11の摺動部を流体潤滑状態とするため、その摺動部における合成粗さσを0.9μm以下にすることが好ましい。例えば、合成粗さσが0.9μm、潤滑油をミッション油(30cst,40℃)、雰囲気温度を20℃、周速0.2m/sの計算条件において、Johnsonチャートによる油潤滑モードを判定したところ、最小油膜厚さhが2.8μm、油膜パラメータΛが3以上となり、潤滑モードがE-Iモードとなった。したがって、突起12とシール摺動面11の合成粗さσが0.9μm以下であれば、軸受の実使用領域において確実に流体潤滑状態になることが見込まれる。 The oil film parameter Λ depends on the composite roughness σ, and the smaller the composite roughness σ, the thicker the oil film can be. In order to make the sliding part between the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 in a fluid lubrication state even when the circumferential speed is extremely low as described above, it is preferable to make the composite roughness σ at the sliding part 0.9 μm or less. For example, when the oil lubrication mode was determined using the Johnson chart under the calculation conditions of a composite roughness σ of 0.9 μm, a transmission oil (30 cst, 40°C) lubricant, an ambient temperature of 20°C, and a circumferential speed of 0.2 m/s, the minimum oil film thickness h was 2.8 μm, the oil film parameter Λ was 3 or more, and the lubrication mode was E-I mode. Therefore, if the composite roughness σ of the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 is 0.9 μm or less, it is expected that the bearing will be reliably in a fluid lubrication state in the actual use range.

例えば、車両のトランスミッション内の回転部を支持する用途では、一般に、跳ねかけ、オイルバス等の適宜の方式でミッションオイルが潤滑油としてシール付軸受に給油される。その潤滑油は、オイルポンプで循環されており、その循環経路に設けられたオイルフィルタによって濾過される。粒径0.05mmを超える大きな異物が内部空間7に侵入すると、軸受寿命に悪影響を及ぼすと考えられる。突起12の高さを0.07mm以下に設定すれば、そのような大きな異物が容易に通過できない隙間13を生じさせることができる。 For example, in applications that support rotating parts in a vehicle transmission, transmission oil is generally supplied as lubricant to sealed bearings using an appropriate method such as splashing or oil bath. The lubricant is circulated by an oil pump and filtered by an oil filter installed in the circulation path. If large foreign objects with a particle size exceeding 0.05 mm enter the internal space 7, it is believed that this will have a negative effect on the life of the bearing. Setting the height of the protrusion 12 to 0.07 mm or less will create a gap 13 that such large foreign objects cannot easily pass through.

突起12の高さが0.07mm以下の場合、例えば、周方向に隣り合う突起12同士の間隔が0.3mm以上2.6mm以下、突起12の周方向幅が0.2mm以上1.0mm以下、かつ突起12の表面の曲率半径を0.15mm以上2.0mm未満の範囲に設定することができる。この例では、その油温30~120℃、シールリップ10とシール摺動面11の相対的な周速が0.2m/s以上の場合に、計算上、Greenwood-Johnsonの決めた無次元数である粘性パラメータgvと弾性パラメータgeに基づく潤滑領域図(Johnsonチャート)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、すなわち前述の流体潤滑状態になると考えられる。なお、前述の間隔が2.6mmの場合、突起12とシール摺動面11との間には、計算上、約3μmの油膜が形成され、2.6mmより小さい場合に油膜が厚くなる傾向がある。前述の間隔が2.6mm以下では、軸受回転トルクが低下傾向(すなわちシールトルクの低下傾向)を示す。前述の間隔が0.3mm未満では、突起12を成形するための転写面をエンドミル加工で金型に形成することが困難になる。 When the height of the protrusions 12 is 0.07 mm or less, for example, the interval between adjacent protrusions 12 in the circumferential direction can be set to 0.3 mm or more and 2.6 mm or less, the circumferential width of the protrusions 12 can be set to 0.2 mm or more and 1.0 mm or less, and the radius of curvature of the surface of the protrusions 12 can be set to 0.15 mm or more and less than 2.0 mm. In this example, when the oil temperature is 30 to 120°C and the relative circumferential speed of the seal lip 10 and the seal sliding surface 11 is 0.2 m/s or more, it is calculated that the lubrication mode will be either the isoviscosity-rigid body region (R-I mode) or the isoviscosity-elastic body region (E-I mode, soft EHL) in the lubrication region diagram (Johnson chart) based on the viscosity parameter gv and the elastic parameter ge, which are dimensionless numbers determined by Greenwood-Johnson, that is, the above-mentioned fluid lubrication state. If the aforementioned distance is 2.6 mm, a calculated oil film of about 3 μm is formed between the protrusion 12 and the seal sliding surface 11, and if the distance is less than 2.6 mm, the oil film tends to become thicker. If the aforementioned distance is 2.6 mm or less, the bearing rotation torque tends to decrease (i.e., the seal torque tends to decrease). If the aforementioned distance is less than 0.3 mm, it becomes difficult to form the transfer surface for molding the protrusion 12 in the mold by end milling.

例えば、車両のトランスミッション等では、寒冷地での始動当初、ミッションオイル等の潤滑油の流動性が低く、図1に示すシール付軸受に潤滑油が潤沢に供給されるまでに時間を要することがある。このとき、前述の流体潤滑状態を実現できる程に十分な潤滑油がシールリップ10とシール摺動面11間に存在せず、油不足になる可能性がある。 For example, in a vehicle transmission, when the vehicle is first started in cold regions, the fluidity of lubricating oil such as transmission oil is low, and it may take time for an abundant supply of lubricating oil to be supplied to the sealed bearing shown in FIG. 1. At this time, there may not be enough lubricating oil between the seal lip 10 and the seal sliding surface 11 to achieve the above-mentioned fluid lubrication state, resulting in a shortage of oil.

また、グリース潤滑方式を採用する場合、軸受回転トルクや発熱を抑制するため、内部空間7に封入されたグリースを少なくすることが好ましいが、内部空間7で攪拌されるグリースがシールリップ10やシール摺動面11の近傍で安定的に存在するとは限らず、また、前述のような狭い隙間13に比較的入り込みにくい(図2参照)。このため、前述の流体潤滑状態を実現できる程に十分な潤滑油(基油)がシールリップ10とシール摺動面11間に存在せず、油不足になる可能性がある。 When using a grease lubrication method, it is preferable to reduce the amount of grease enclosed in the internal space 7 in order to suppress bearing rotation torque and heat generation, but the grease stirred in the internal space 7 does not necessarily exist stably near the seal lip 10 and the seal sliding surface 11, and is relatively difficult to penetrate into the narrow gap 13 described above (see Figure 2). For this reason, there is a possibility that there will not be enough lubricating oil (base oil) between the seal lip 10 and the seal sliding surface 11 to achieve the aforementioned fluid lubrication state, resulting in an oil shortage.

シールリップ10は、図2、図3に示すように、前述のような油不足を防止するためのグリース溜まり15を有する。グリース溜まり15は、グリースG(図2においてドット模様で示す。)を保持する凹状に形成されている。 As shown in Figures 2 and 3, the seal lip 10 has a grease reservoir 15 to prevent the above-mentioned oil shortage. The grease reservoir 15 is formed in a concave shape to hold grease G (shown by a dotted pattern in Figure 2).

グリース溜まり15は、その全長に亘って周方向と直交する方向に延びる溝部からなる。 The grease reservoir 15 consists of a groove that extends along its entire length in a direction perpendicular to the circumferential direction.

グリース溜まり15は、シール摺動面11と直交しかつシール摺動面11に沿った方向の位置に関して突起12とシール摺動面11の摺動部(図2に示す有限長Lの領域)と同じ位置に配置されている。 The grease reservoir 15 is positioned at the same position as the protrusion 12 and the sliding portion of the seal sliding surface 11 (the area of finite length L shown in Figure 2) in a direction perpendicular to and along the seal sliding surface 11.

グリース溜まり15の外部側の端部は、外部に向かって開放されており、グリース溜まり15の内部空間7側の端部は閉塞されている。 The outer end of the grease reservoir 15 is open toward the outside, and the inner end of the grease reservoir 15 facing the internal space 7 is closed.

グリース溜まり15の周方向幅は、繋ぎ部14の周方向幅よりも小さく、繋ぎ部14の周方向幅の中央部を占めている。 The circumferential width of the grease reservoir 15 is smaller than the circumferential width of the connecting portion 14, and occupies the center of the circumferential width of the connecting portion 14.

例えば、突起12の高さが0.04mmの場合、突起12の根元に対するグリース溜まり15の深さを0.2~0.3mmとし、グリース溜まり15の底部での弾性材の肉厚を1mm以上確保することにより、繋ぎ部14のグリース溜まり15付近がシールリップ10の緊迫力で撓み、シール摺動面11に接触する事態を避けることができる。 For example, if the height of the protrusion 12 is 0.04 mm, the depth of the grease reservoir 15 relative to the base of the protrusion 12 is set to 0.2 to 0.3 mm, and the thickness of the elastic material at the bottom of the grease reservoir 15 is ensured to be 1 mm or more. This prevents the connecting portion 14 near the grease reservoir 15 from bending due to the tension of the seal lip 10 and coming into contact with the seal sliding surface 11.

グリース溜まり15は、シールリップ10のうち、各繋ぎ部14のみに配置されている。なお、グリース溜まり15を含まない繋ぎ部があってもよく、各繋ぎ部14に複数本のグリース溜まりを形成してもよい。 The grease reservoir 15 is disposed only at each connecting portion 14 of the seal lip 10. Note that there may be a connecting portion that does not include a grease reservoir 15, and multiple grease reservoirs may be formed at each connecting portion 14.

シール部材2の取り付け前に予めグリース溜まり15にグリースGを初期潤滑剤として充填することができる。また、油潤滑方式における初期潤滑剤又はグリース潤滑方式とするために内部空間7にグリースを封入する場合、封入されたグリースが攪拌によって隙間13に押し出され、空き容量のあるグリース溜まり15に入り込むことによって、グリース溜まり15にグリースGが蓄えられる。 Before the seal member 2 is attached, the grease reservoir 15 can be filled with grease G as an initial lubricant. Also, when grease is sealed in the internal space 7 to use the initial lubricant in an oil lubrication system or to use a grease lubrication system, the sealed grease is pushed out into the gap 13 by stirring and enters the grease reservoir 15, which has free space, and the grease G is stored in the grease reservoir 15.

シールリップ10におけるグリース溜まり15の容量や配置は、各グリース溜まり15に保持されたグリースGからしみ出た基油によって前述の流体潤滑状態を実現し得るように適宜に決定すればよい。 The capacity and arrangement of the grease reservoirs 15 in the seal lip 10 may be appropriately determined so that the above-mentioned fluid lubrication state can be achieved by the base oil seeping out from the grease G held in each grease reservoir 15.

上述のように、図1~図3に示すこのシール付軸受は、転がり軸受1の内部空間7を外部に対して密封するシール部材2と、シール部材2に対して周方向に摺動するシール摺動面11とを備え、シール部材2が環状に形成されたシールリップ10を有し、シールリップ10が周方向に並んだ複数の突起12を有し、複数の突起12が周方向に隣り合う突起12同士の間に隙間13を生じさせ、かつ軸受回転に伴って隙間13から突起12とシール摺動面11間に引き摺り込まれる潤滑油の油膜によってシールリップ10及びシール摺動面11間を流体潤滑状態にすることが可能な態様で形成されているものであって、そのシールリップ10がグリースGを保持する凹状に形成されたグリース溜まり15を有し、そのグリース溜まり15が周方向に隣り合う突起12同士の間の部位である繋ぎ部14に形成されていることにより、突起12とシール摺動面11の摺動部に近い繋ぎ部14のグリース溜まり15にグリースGが保持され、そのグリースGから基油がしみ出て突起12やシール摺動面11に供給されるため、外部からの給油がない場合でも突起12とシール摺動面11間の油不足を防止することができる。 As described above, the sealed bearing shown in Figures 1 to 3 comprises a seal member 2 that seals the internal space 7 of the rolling bearing 1 from the outside, and a seal sliding surface 11 that slides circumferentially against the seal member 2. The seal member 2 has a seal lip 10 formed in an annular shape, and the seal lip 10 has a number of protrusions 12 arranged in the circumferential direction, and the multiple protrusions 12 generate gaps 13 between adjacent protrusions 12 in the circumferential direction, and a film of lubricating oil is drawn into the gaps 13 between the protrusions 12 and the seal sliding surface 11 as the bearing rotates, creating a fluid lubrication state between the seal lip 10 and the seal sliding surface 11. The seal lip 10 has a grease reservoir 15 formed in a concave shape to hold grease G, and the grease reservoir 15 is formed in the connecting portion 14, which is the portion between the circumferentially adjacent protrusions 12. This allows the grease G to be held in the grease reservoir 15 in the connecting portion 14 near the sliding portion between the protrusions 12 and the seal sliding surface 11, and base oil seeps out from the grease G and is supplied to the protrusions 12 and the seal sliding surface 11. This makes it possible to prevent a shortage of oil between the protrusions 12 and the seal sliding surface 11 even when there is no oil supply from the outside.

また、このシール付軸受は、グリース溜まり15が周方向に隣り合う突起同士の間の繋ぎ部14に配置されていることにより、グリース溜まり15の縁が突起12とシール摺動面11の摺動部の油膜形成に悪影響を及ぼさないようにしつつ、グリース溜まり15を比較的長く形成して容量を増やすことができ、また、グリース溜まり15に保持されたグリースGからしみ出た基油を軸受回転時に突起12とシール摺動面11間に引き摺り込ませて潤滑に寄与させることができる。 In addition, in this sealed bearing, the grease reservoir 15 is disposed at the connecting portion 14 between circumferentially adjacent protrusions, so that the edge of the grease reservoir 15 does not adversely affect the formation of an oil film at the sliding portion between the protrusion 12 and the seal sliding surface 11, while the grease reservoir 15 can be formed relatively long to increase its capacity, and the base oil that seeps out from the grease G held in the grease reservoir 15 can be dragged between the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 when the bearing rotates, thereby contributing to lubrication.

また、このシール付軸受は、グリース溜まり15がシール摺動面11と直交しかつシール摺動面11に沿った方向の位置に関して突起12とシール摺動面11の摺動部と同じ位置に配置されていることにより、繋ぎ部14のグリース溜まり15に保持されたグリースGからしみ出た基油が軸受回転時、速やかに突起12とシール摺動面11間に引き摺り込まれるので、より効果的に油不足を防止することができる。 In addition, this sealed bearing has a grease reservoir 15 that is perpendicular to the seal sliding surface 11 and is positioned at the same position as the protrusion 12 and the sliding part of the seal sliding surface 11 in terms of the position along the seal sliding surface 11. This means that the base oil that seeps out from the grease G held in the grease reservoir 15 of the connecting part 14 is quickly drawn into the gap between the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 when the bearing rotates, making it possible to more effectively prevent oil shortages.

この発明に係る第二実施形態を図4、図5に示す。なお、以下では、第一実施形態との相違点を述べるに留める。 The second embodiment of the present invention is shown in Figures 4 and 5. In the following, we will only discuss the differences from the first embodiment.

第二実施形態に係るシールリップ20は、繋ぎ部21の周方向全幅に及ぶグリース溜まり22を有する。グリース溜まり22は、周方向に隣り合う突起12のいずれとも連続している。 The seal lip 20 according to the second embodiment has a grease reservoir 22 that spans the entire circumferential width of the connecting portion 21. The grease reservoir 22 is continuous with both of the protrusions 12 that are adjacent to each other in the circumferential direction.

くさび状隙間を形成する突起12の表面とグリース溜まり22の内面との境界は変曲部になっている。グリース溜まり22の内面は、突起12の表面に比してグリースGが比較的ずり上りにくい形状になっている。 The boundary between the surface of the protrusion 12 that forms the wedge-shaped gap and the inner surface of the grease reservoir 22 is an inflection point. The inner surface of the grease reservoir 22 is shaped in such a way that it is relatively difficult for the grease G to slide up, compared to the surface of the protrusion 12.

グリース溜まり22の全長は、グリースGを保持可能な容量を大きくすると共に内部空間で攪拌されたグリースが入り易くするため、突起12、繋ぎ部21よりも長くなっている。 The overall length of the grease reservoir 22 is longer than the projection 12 and the connecting portion 21 to increase the capacity for holding grease G and to make it easier for the grease stirred in the internal space to enter.

第二実施形態に係るシール付軸受は、グリース溜まり22が突起12に周方向に連続していることにより、グリース溜まり22に保持されたグリースGから突起12に直接的に基油が供給されるので、より効果的に油不足を防止することができる。 In the sealed bearing according to the second embodiment, the grease reservoir 22 is continuous with the protrusion 12 in the circumferential direction, so that the base oil is supplied directly to the protrusion 12 from the grease G held in the grease reservoir 22, making it possible to more effectively prevent oil shortages.

なお、繋ぎ部に二つ以上のグリース溜まりを形成し、その一つを周方向一方側の突起に連続させ、別の一つを周方向他方側の突起に連続させてもよい。 Two or more grease reservoirs may be formed in the connecting portion, one of which may be connected to the protrusion on one circumferential side, and another of which may be connected to the protrusion on the other circumferential side.

この発明に係る第三実施形態を図6に示す。同図に示すシールリップ30の繋ぎ部31は、両端閉塞の溝部からなるグリース溜まり32を有する。グリース溜まり32の外部側の端部が閉塞されているため、第一実施形態に比して、突起12同士の間の流路断面高さを外部側の端部で小さくすることができる。このため、第三実施形態に係るシール付軸受は、第一実施形態よりも異物侵入の防止性に優れる。なお、グリース溜まり32を突起12に連続させてもよいし、突起12よりも長く形成したものに変更することも可能である。 The third embodiment of the present invention is shown in FIG. 6. The connecting portion 31 of the seal lip 30 shown in the figure has a grease reservoir 32 consisting of a groove portion with both ends closed. Since the outer end of the grease reservoir 32 is closed, the cross-sectional height of the flow passage between the protrusions 12 can be made smaller at the outer end compared to the first embodiment. Therefore, the sealed bearing according to the third embodiment is better at preventing the intrusion of foreign matter than the first embodiment. The grease reservoir 32 may be continuous with the protrusions 12, or may be changed to one that is longer than the protrusions 12.

この発明に係る第四実施形態を図7に示す。同図に示すシールリップ40は、各突起41と各繋ぎ部42のうち、各突起41だけにグリース溜まり43を有する。 A fourth embodiment of the present invention is shown in Figure 7. The seal lip 40 shown in the figure has grease reservoirs 43 only on the protrusions 41 among the protrusions 41 and the connecting portions 42.

突起41の高さ及び周方向幅は、突起41の長さ方向に内部空間側に向かう程に小さくなっている。グリース溜まり43は、突起41とシール摺動面11の前述の摺動部(図2参照)よりも突起41の長さ方向に内部空間側に寄った位置から突起41の長さ方向に延びる溝状に形成されている。内部空間に封入されたグリースは、突起41の比較的低い部位を超えてグリース溜まり43に入ることができる。 The height and circumferential width of the protrusion 41 become smaller in the longitudinal direction of the protrusion 41 toward the internal space. The grease reservoir 43 is formed in a groove shape that extends in the longitudinal direction of the protrusion 41 from a position closer to the internal space in the longitudinal direction of the protrusion 41 than the aforementioned sliding portion (see FIG. 2) between the protrusion 41 and the seal sliding surface 11. The grease sealed in the internal space can pass over a relatively low portion of the protrusion 41 and enter the grease reservoir 43.

第四実施形態に係るシール付軸受は、突起41とシール摺動面11の摺動部に近い突起42のグリース溜まり43にグリースGが保持され、そのグリースGから基油がしみ出て突起41やシール摺動面11に供給されるため、外部からの給油がない場合でも突起41とシール摺動面11間の油不足を防止することができる。 In the sealed bearing according to the fourth embodiment, grease G is held in a grease reservoir 43 on a protrusion 42 near the sliding portion between the protrusion 41 and the seal sliding surface 11, and base oil seeps out from the grease G and is supplied to the protrusion 41 and the seal sliding surface 11, so that a shortage of oil between the protrusion 41 and the seal sliding surface 11 can be prevented even in the absence of oil supply from outside.

また、第四実施形態に係るシール付軸受は、グリース溜まり43が突起41上に形成されているため、第一実施形態に比して、個々のグリース溜まり43の容量が少ないが、突起41同士の間の流路断面高さを外部側の端部で小さくすることができる。 In addition, in the sealed bearing according to the fourth embodiment, the grease reservoirs 43 are formed on the protrusions 41, so the capacity of each grease reservoir 43 is smaller than in the first embodiment, but the cross-sectional height of the flow passage between the protrusions 41 can be made smaller at the outer end.

なお、図示説明は省略するが、図1~6に示すような突起12同士の間の部位に配置されたグリース溜まり15、22、32と、図7に示すような突起41上の部位に配置されたグリース溜まり43との両方を採用したシール付軸受に構成することも可能である。 Although not shown in the drawings, it is also possible to configure a sealed bearing that employs both grease reservoirs 15, 22, and 32 located between the protrusions 12 as shown in Figures 1 to 6, and grease reservoir 43 located on the protrusion 41 as shown in Figure 7.

また、上述の各実施形態では、グリース溜まりとして、長さ方向を特定の方向とし、その長さ方向の一端部又は両端部で閉塞した溝状のものを例示したが、丸穴状等の他の凹状に変更することも可能である。 In addition, in each of the above-described embodiments, the grease reservoir is exemplified as a groove-shaped reservoir with a specific length direction and closed at one or both ends in the length direction, but it is also possible to change it to another recessed shape, such as a round hole.

また、上述の各実施形態では、シール部材を芯金と加硫ゴム材とから構成したものを例示したが、この発明は、単材の弾性材により形成されるシール部材に適用することも可能である。 In addition, in each of the above-described embodiments, the sealing member is illustrated as being made of a core metal and a vulcanized rubber material, but the present invention can also be applied to a sealing member made of a single elastic material.

また、上述の各実施形態では、ラジアルリップを例示したが、この発明は、軸方向に対して45°を超える勾配をもったシール摺動面と密封作用を奏するシールリップ(アキシアルリップ)に適用することも可能である。 In addition, while a radial lip is exemplified in each of the above-mentioned embodiments, this invention can also be applied to a seal sliding surface with a gradient of more than 45° relative to the axial direction and a seal lip (axial lip) that provides a sealing effect.

また、上述の各実施形態では、内輪回転のラジアル玉軸受を例示したが、この発明は、外輪回転の軸受、スラスト軸受、ころ軸受等の適宜の形式にも適用することも可能である。また、シール摺動面を回転輪に形成した例を示したが、固定輪に形成する場合にこの発明を適用することも可能である。 In addition, in each of the above-mentioned embodiments, a radial ball bearing with a rotating inner ring is exemplified, but this invention can also be applied to other suitable types of bearings, such as a rotating outer ring bearing, thrust bearing, or roller bearing. Also, while an example has been shown in which the seal sliding surface is formed on the rotating ring, this invention can also be applied when it is formed on the fixed ring.

今回開示され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と考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は上記した説明ではなくて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。 The embodiments disclosed herein should be considered to be illustrative and not restrictive in all respects. Therefore, the scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.

1 転がり軸受
2 シール部材
7 内部空間
10、20、30、40 シールリップ
11 シール摺動面
12、41 突起
13 隙間
14、21、31、42 繋ぎ部
15、22、32、43 グリース溜まり
REFERENCE SIGNS LIST 1 rolling bearing 2 seal member 7 internal space 10, 20, 30, 40 seal lip 11 seal sliding surface 12, 41 protrusion 13 gap 14, 21, 31, 42 connecting portion 15, 22, 32, 43 grease reservoir

Claims (5)

転がり軸受の内部空間を外部に対して密封するシール部材と、前記シール部材に対して周方向に摺動するシール摺動面とを備え、
前記シール部材は、環状に形成されたシールリップを有し、前記シールリップは、周方向に並んだ複数の突起を有し、前記複数の突起は、周方向に隣り合う前記突起同士の間に隙間を生じさせ、かつ軸受回転に伴って前記隙間から前記突起と前記シール摺動面間に引き摺り込まれる潤滑油の油膜によって前記シールリップ及び前記シール摺動面間を流体潤滑状態にすることが可能な態様で形成されているシール付軸受において、
前記シールリップは、グリースを保持する凹状に形成されたグリース溜まりを有し、前記グリース溜まりは、周方向に隣り合う前記突起同士の間の部位と、前記突起上の部位とのうちの少なくとも一方の部位に形成されていることを特徴とするシール付軸受。
The bearing comprises a seal member that seals an internal space of the rolling bearing against the outside, and a seal sliding surface that slides in a circumferential direction relative to the seal member,
a seal member having a seal lip formed in an annular shape, the seal lip having a plurality of protrusions arranged in a circumferential direction, the plurality of protrusions being formed in such a manner that gaps are generated between adjacent protrusions in the circumferential direction, and a film of lubricating oil is drawn into between the protrusions and the seal sliding surface from the gaps as the bearing rotates, thereby enabling a fluid lubrication state between the seal lip and the seal sliding surface;
The seal lip has a grease reservoir formed in a concave shape to hold grease, and the grease reservoir is formed in at least one of the areas between circumferentially adjacent protrusions and areas on the protrusions.
前記グリース溜まりは、周方向に隣り合う前記突起同士の間の部位に配置されている請求項1に記載のシール付軸受。 The sealed bearing according to claim 1, wherein the grease reservoir is disposed between adjacent protrusions in the circumferential direction. 前記グリース溜まりは、前記突起に連続している請求項2に記載のシール付軸受。 The sealed bearing according to claim 2, wherein the grease reservoir is continuous with the protrusion. 前記グリース溜まりは、前記シール摺動面と直交しかつ前記シール摺動面に沿った方向の位置に関して前記突起と前記シール摺動面の摺動部と同じ位置に配置されている請求項2又は3に記載のシール付軸受。 The sealed bearing according to claim 2 or 3, wherein the grease reservoir is disposed at the same position as the protrusion and the sliding portion of the seal sliding surface with respect to a position in a direction perpendicular to the seal sliding surface and along the seal sliding surface. 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4のいずれか1項に記載のシール付軸受。 The sealed bearing according to any one of claims 1 to 4 supports one of the rotating parts of a vehicle transmission, differential, constant velocity joint, propeller shaft, turbocharger, machine tool, wind power generator, and wheel bearing.
JP2021050006A 2021-03-24 2021-03-24 Sealed bearings Active JP7591958B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021050006A JP7591958B2 (en) 2021-03-24 2021-03-24 Sealed bearings
PCT/JP2022/011939 WO2022202545A1 (en) 2021-03-24 2022-03-16 Bearing with seal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021050006A JP7591958B2 (en) 2021-03-24 2021-03-24 Sealed bearings

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022148357A JP2022148357A (en) 2022-10-06
JP7591958B2 true JP7591958B2 (en) 2024-11-29

Family

ID=83396156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021050006A Active JP7591958B2 (en) 2021-03-24 2021-03-24 Sealed bearings

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7591958B2 (en)
WO (1) WO2022202545A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017155929A (en) 2015-03-09 2017-09-07 Ntn株式会社 Seal-provided bearing

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4399998A (en) * 1981-12-28 1983-08-23 The Timken Company Self-venting seal lip
JPS6077818U (en) * 1983-10-31 1985-05-30 光洋精工株式会社 Rolling bearing sealing device
JP6199120B2 (en) * 2013-09-03 2017-09-20 Nok株式会社 Dust seal

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017155929A (en) 2015-03-09 2017-09-07 Ntn株式会社 Seal-provided bearing

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022202545A1 (en) 2022-09-29
JP2022148357A (en) 2022-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6523994B2 (en) Sealed bearing
US10570962B2 (en) Sealed bearing
EP2213913A1 (en) Sealing device, rolling bearing, and rolling bearing for wheel
JP7591958B2 (en) Sealed bearings
WO2022264910A1 (en) Sealed bearing
JP7630323B2 (en) Sealed bearings
JP7691452B2 (en) Sealed ball bearing and bearing device
JP2024101198A (en) Ball bearing and bearing device
JP7331053B2 (en) Sealed bearing
WO2023008313A1 (en) Ball bearing
JP7240975B2 (en) Sealed bearing
JP2022139574A (en) Bearing with seal
JP6797719B2 (en) Oil seal and bearing with seal
JP2025133934A (en) Sealed bearings
JP2024116700A (en) Sealed ball bearing and bearing device
JP6878052B2 (en) Rolling bearing with seal
JP6384106B2 (en) Roller bearing cage
JP2018197586A (en) Rolling bearing with seal
JP2018138797A (en) Ball bearing
JP2018168974A (en) Oil seal and bearing with seal

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240521

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20241022

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20241119

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7591958

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150