JPWO2015093591A1 - 転がり軸受及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

内輪１０、外輪２０、内輪１０と外輪２０との間に設けられている複数の玉３０、これら玉３０を保持する保持器３５、及び、外輪２０の軸方向両側に溶接によって取り付けられ玉３０が存在する軸受内部５へ異物が侵入するのを防ぐ環状の金属製シールド４０を備えている。シールド４０のうち、内輪１０と径方向に対向する領域に、内輪１０に摺接すると剥離又は摩耗するコーティング層２が設けられている。

Description

本発明は、転がり軸受及びその製造方法に関する。

転がり軸受は、様々な技術分野で多く使用されている。一般的な転がり軸受は、図６に示すように、内輪９１、外輪９２、複数の転動体（玉）９３、及びこれら転動体９３を保持する保持器９４を備えている。更に、この転がり軸受は、転動体９３が存在している軸受内部９５に異物が侵入するのを防止するためのシールド９６を備えている。

外輪９２にはシールド９６を装着するための周溝９７が形成されている。そして、プレスによって、シールド９６に弾性変形を伴わせて、このシールド９６を周溝９７に押し入れ嵌合（無理嵌め）により装着している。また、このシールド９６の装着を確実とするために、周溝９７は軸方向に広がった溝となっている。

このようにシールド９６を外輪９２の軸方向両側に装着するためには、外輪９２の軸方向両側に前記のような軸方向に広がった周溝９７を設ける必要があることから、外輪９２の軸方向寸法Ｂも大きくなる。このため、軸方向寸法Ｂを小さくしてスリム化させた転がり軸受の場合、前記周溝９７を形成するためのスペースが乏しく、シールド９６を外輪９２に装着することが困難である。

そこで、図６に示す前記周溝９７よりも軸方向に狭い溝を外輪に設け、この狭い溝において環状の金属製シールドを溶接によって取り付ける転がり軸受が提案されている（特許文献１（図１）参照）。

特開平１１−３５１２６３号公報

特許文献１に開示されているように、外輪に狭い溝を設け、この外輪の溝に金属製シールドを溶接によって取り付けることで、軸方向寸法を小さくしてスリム化させた転がり軸受においてもシールドを設けることが可能となる。

このシールドによって軸受内部への異物の侵入を防ぐためには、そのシールドと、内輪の外周面との間に形成される隙間は小さいことが好ましい。しかし、シールドを外輪に溶接して固定する際の取り付け寸法誤差や、シールドの製造誤差が原因となって、前記隙間の寸法を周方向全周にわたって設定値（設計値）のとおりに設定することは困難である。
すなわち、転がり軸受の軸方向寸法を小さくしてスリム化するために、シールドを外輪に溶接する構成でありながら、そのシールドと内輪との隙間を小さくしてシール性能を高めることは困難である。

そこで、本発明は、内輪と外輪との内の一方の軌道輪にシールドを溶接によって取り付ける構成であって、内輪と外輪との内の他方の軌道輪とシールドとの隙間を小さくしてシール性能を高めることが可能となる転がり軸受、及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の転がり軸受は、内輪、外輪、前記内輪と前記外輪との間に設けられている複数の転動体、前記複数の転動体を保持する保持器、及び、前記内輪と前記外輪とのうちの一方の軌道輪の軸方向の少なくとも一方側に溶接によって取り付けられ前記転動体が存在する軸受内部へ異物が侵入するのを防ぐ環状の金属製シールドを備え、前記シールドのうち、前記内輪と前記外輪とのうちの他方の軌道輪と径方向に対向する領域に、当該他方の軌道輪に摺接すると剥離又は摩耗するコーティング層が設けられている。

本発明によれば、環状のシールドのうち、内輪と外輪とのうちの他方の軌道輪と径方向に対向する領域に、この他方の軌道輪に摺接すると剥離又は摩耗するコーティング層が設けられている。このため、このシールドを内輪と外輪との内の一方の軌道輪に取り付けるために、このシールドと他方の軌道輪とを軸方向に沿って接近させて、このシールドを一方の軌道輪の軸方向の一方側に位置させる際に、コーティング層を他方の軌道輪に対して摺接させながら行うことができる。このため、シールドはコーティング層によって他方の軌道輪にガイドされ、シールドの中心が他方の軌道輪の中心に一致するようにして、シールドを一方の軌道輪に対して位置させることができる。そして、この状態で、シールドを一方の軌道輪に溶接して固定することが可能となる。
このようにして組み立てられた転がり軸受が回転して、シールドのコーティング層と他方の軌道輪とが摺接すると、このコーティング層の一部が剥離又は摩耗して除去され、シールド（コーティング層）と他方の軌道輪との間に全周にわたって微小な隙間が形成される。以上より、シールドと他方の軌道輪との間には微小な隙間が形成され、シール性能の高い転がり軸受となる。

また、前記コーティング層は樹脂からなるのが好ましい。これにより、コーティング層は、前記他方の軌道輪と摺接すると剥離又は摩耗することができる。
特に、前記コーティング層はフッ素樹脂からなるのが好ましく、これにより、転がり軸受が回転して、コーティング層と他方の軌道輪とが摺接する場合に、これらの間に生じる抵抗は小さく、さらに、コーティング層は撥水性及び撥油性を備えることから、コーティング層と他の軌道輪との間に形成される隙間から、水分や油分を含む異物の侵入を効果的に抑制することが可能となる。特に、シールドと他方の軌道輪との間の隙間は非常に狭く形成されており、シールドの表面には撥水性及び撥油性の高いフッ素樹脂が付着しているため、この隙間において水や油等の液体が表面積を小さくしようとする毛細管現象が発生しにくく、外部からの前記液体を含む異物の侵入、及び、内部からの潤滑油の流出を効果的に抑えることが可能となる。

また、前記シールドは、径方向一方側が前記一方の軌道輪に溶接によって取り付けられている円環部と、この円環部の径方向他方側の端部から前記軸受内部側へ延びて設けられ前記他方の軌道輪と径方向に対向する短円筒部とを有し、前記短円筒部に前記コーティング層が設けられているのが好ましい。
この場合、シールド（円環部）が薄くても短円筒部が補強材として機能して剛性を高めることができる。さらに、転がり軸受の軸方向外側から軸受内部側へ向かってコーティング層が設けられている領域を拡大させることができ、異物の侵入をより一層効果的に防ぐことが可能となる。
また、前記のとおり、シールドを内輪と外輪との内の一方の軌道輪に取り付けるために、シールドと他方の軌道輪とを軸方向に沿って接近させ、コーティング層を他方の軌道輪に対して摺接させながらシールドを一方の軌道輪の軸方向の一方側に位置させる際に、前記短円筒部がガイドとなって、シールドの中心線が他方の軌道輪の中心線に対して傾き難くなり、シールドを取り付けやすくする。

また、前記コーティング層は、前記他方の軌道輪と摺接することによって当該コーティング層が部分的に剥離又は摩耗することで形成された平滑面を有しているのが好ましい。
このような平滑面が形成されることで、コーティング層と前記他方の軌道輪との間に微小な隙間が得られる。

また、本発明は、内輪、外輪、前記内輪と前記外輪との間に設けられている複数の転動体、前記複数の転動体を保持する保持器、及び、前記内輪と前記外輪とのうちの一方の軌道輪の軸方向の少なくとも一方側に取り付けられ前記転動体が存在する軸受内部へ異物が侵入するのを防ぐ環状の金属製シールドを備える転がり軸受の製造方法であって、前記内輪と前記外輪との間に複数の前記転動体及び前記保持器を組み入れる工程と、前記シールドのうち、前記内輪と前記外輪とのうちの他方の軌道輪と径方向に対向する領域に、当該他方の軌道輪に摺接可能であって摺接すると剥離又は摩耗するコーティング層を設ける工程と、前記シールドを、前記一方の軌道輪の軸方向の少なくとも一方側に溶接によって取り付ける工程と、を含み、前記取り付ける工程では、前記シールドと前記他方の軌道輪とを軸方向に沿って接近させ、前記コーティング層を当該他方の軌道輪に対して摺接させながら当該シールドを前記一方の軌道輪の軸方向の少なくとも一方側に位置させ、当該シールドを当該一方の軌道輪に溶接して固定する。

本発明によれば、前記取り付ける工程では、シールドと他方の軌道輪とを軸方向に沿って接近させ、このシールドに設けたコーティング層を他方の軌道輪に対して摺接させながらこのシールドを一方の軌道輪の軸方向の一方側に位置させる。このため、環状のシールドはコーティング層によって他方の軌道輪にガイドされ、シールドの中心が他方の軌道輪の中心に一致するようにして、シールドを一方の軌道輪に対して位置させることができる。そして、この状態で、このシールドが一方の軌道輪に溶接される。
また、完成した転がり軸受が回転して、シールドと他方の軌道輪とが摺接すると、シールドのうちのコーティング層の一部が剥離又は摩耗して除去され、シールド（コーティング層）と他方の軌道輪との間に全周にわたって隙間が形成される。以上より、他方の軌道輪とシールドとの間には微小な隙間が形成され、シール性能の高い転がり軸受となる。

本発明の転がり軸受によれば、内輪と外輪との内の一方の軌道輪にシールドを溶接によって取り付ける構成であって、内輪と外輪との内の他方の軌道輪とシールドとの隙間を小さくしてシール性能を高めることが可能となる。
本発明の転がり軸受の製造方法によれば、前記転がり軸受を製造することが可能となる。

本発明の転がり軸受の一例を示す縦断面図である。 軸方向一方側（図１の右側）のシールド、及びその周囲を説明する断面図である。 転がり軸受の製造方法を説明するフロー図である。 シールドを取り付ける工程を説明する断面図である。 シールドを取り付ける工程を更に説明する断面図である。 従来の転がり軸受の縦断面図である。 別の形態のシールドを取り付ける工程を説明する断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の転がり軸受７の一例を示す縦断面図である。この転がり軸受７は、内輪１０、外輪２０、これら内輪１０と外輪２０との間に設けられている複数の玉（転動体）３０、環状の保持器３５、及び環状のシールド４０を備えている。

内輪１０は、図示していない軸に外嵌する筒状の部材であり、内輪１０の外周面１５に玉３０が転動する軌道溝１１が形成されている。外輪２０は、図示していないハウジングの内面に嵌め入れられる部材であり、外輪２０の内周面２５に玉３０が転動する軌道溝２１が形成されている。保持器３５は、複数の玉３０を周方向に沿って所定の間隔（等間隔）でかつ各玉３０が転動自在となるようにして保持する。本実施形態の転がり軸受は、深溝玉軸受であり、内輪１０と外輪２０とは同心状に配置される。

本実施形態では、内輪１０、外輪２０、及び玉３０は軸受鋼（ＳＵＪ２）からなり、保持器３５は金属製（金属プレス製）からなる。なお、保持器３５は樹脂製であってもよい。シールド４０はステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなる。シールド４０をステンレス鋼とすることにより、シールド４０に耐食コーティング等の防錆対策が不要となる。以上のように、内輪１０及び外輪２０と、シールド４０とは共に金属製であるが、異種材からなる。

また、内輪１０と外輪２０との間であって玉３０が存在する軸受内部５には、潤滑剤としてグリース（エステル油グリースやウレア系グリース等）が封入されている。シールド４０は、軸受外部に存在する異物が軸受内部５へ侵入するのを防ぐと共に、軸受内部５に設けた前記グリースが軸受外部へ流出するのを防ぐこともできる。

本実施形態では、シールド４０は、転がり軸受７の軸方向両側に設けられている。各シールド４０は、外輪（一方の軌道輪）２０に溶接によって取り付けられており、内輪（他方の軌道輪）１０の外周面１５の一部（肩部外周面１６）と径方向の隙間を有して対向する。内輪１０と外輪２０とは相対回転可能であることから、シールド４０と内輪１０とは相対回転可能となる。軸方向一方側のシールド４０と軸方向他方側のシールド４０とは、取り付け向きが反対となっているが、同じ構成である。

シールド４０は、金属製の平板部材をプレスにより成型されて得たものであり、平坦な円環部４１と短円筒部４２とを有している。円環部４１は、凹凸が無く円環状の平板部分であり、転がり軸受（内輪１０及び外輪２０）の中心線に直交する平面に沿って設けられている。この円環部４１の径方向外側の一部（円環部４１の途中部）が外輪２０に溶接によって取り付けられている。このため、円環部４１の径方向外側の一部（円環部４１の途中部）に溶接部（ビード）５０が形成される。

図２は、軸方向一方側（図１の右側）のシールド４０、及びその周囲を説明する断面図である。外輪２０の軸方向側面２６には、軸方向寸法ｍが小さい溝２２が形成されている。この溝２２は全周にわたって形成されており環状の溝となっている。この溝２２内の側面２３に円環部４１の側面４１ａを当接させた状態として、溝２２内において円環部４１が外輪２０に溶接によって固定されている。溝２２の周面（内周面）２４の内径はシールド４０の外径よりも大きく設定されている。

なお、溝２２の軸方向寸法ｍは、円環部４１の厚さ寸法ｔよりも大きく設定されている。これは溶接部５０の余盛が外輪２０の軸方向側面２６から軸方向にはみ出すのを防ぐためである。シールド４０の厚さｔは円環部４１と短円筒部４２とで同じであり、例えば０．２ミリである。

図１に示すように、シールド４０が有する短円筒部４２は、円環部４１の径方向内側（径方向他方側）の端部から軸受内部５側へ延びて設けられた部分であり、短円筒部４２の中心線は、転がり軸受（内輪１０及び外輪２０）の中心線と一致する。図２に示すように、短円筒部４２は、内輪（他方の軌道輪）１０の外周面１５の一部（肩部外周面１６）と、隙間を有して対向する。そして、本実施形態では、この短円筒部４２の内周面４３にコーティング層２が設けられている。このコーティング層２の内周面（３）が、内輪（他方の軌道輪）１０の外周面１５の一部（肩部外周面１６）と、径方向についての隙間δを有して対向する。この隙間δによって、シールド４０は、内輪１０と非接触でありながら密封性を確保する。

コーティング層２は樹脂からなり、特に、本実施形態ではフッ素樹脂からなる。フッ素樹脂の中でも、ポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)とするのが好ましい。具体的には、ドライ潤滑剤のバインダー等に用いられる株式会社フロロサーフテクノロジー製、フロロサーフＦＧ−３０２０等がある。なお、隙間δの値は、コーティング層２の内周面（３）から内輪１０の肩部外周面１６までの径方向の寸法値であり、この値が０．０３ミリ程度となる。なお、コーティング層２の材質としては、シールド４０を内輪１０に外嵌する際に内輪１０の肩部外周面１６により容易に削り取られる程度の硬さであり、かつ、転がり軸受７の内部に入ったとしても異常摩耗等の影響を与えない物質であればよく、パラフィン等であってもよい。

前記密封性を高めるためには、つまり、シールド４０によって軸受内部５への異物の侵入を防ぐためには、隙間δが小さい（例えば、０．１ミリ未満とする）ことが好ましい。隙間δの寸法（径方向寸法）は、シールド４０の厚さ寸法（ｔ＝０．２ミリ）よりも小さく設定されている。例えば隙間δは、０．０３ミリの他に、０．１５ミリに設定される。

しかし、このように隙間δを小さくして、しかもこの隙間δが周方向に均一となるようにして、シールド４０を外輪２０に溶接して固定することは困難である。
そこで、本実施形態では、次のようにしてシールド４０を外輪２０に取り付けて転がり軸受７を製造する。

転がり軸受７の製造方法について説明する。図３は、この製造方法を説明するフロー図である。この製造方法には、内輪１０と外輪２０との間に複数の玉３０及び保持器３５を組み入れる組み立て工程の他に、内外輪１０，２０に取り付ける前のシールド４０にコーティング層２を形成するコーティング層形成工程、及び、コーティング層２を形成したシールド４０を軌道輪（本実施形態では、外輪２０）に取り付ける取り付け工程が含まれる。

まず、組み立て工程が行われる。内輪１０と外輪２０との間に複数の玉３０及び保持器３５を組み入れる。この工程は、従来行われる方法を採用して行うことができる。この際、外輪２０にはまだシールド４０は取り付けられていない。

そして、コーティング層形成工程が行われる。このコーティング層形成工程は、シールド４０のうち、内輪１０と径方向について対向する領域にコーティング層２を設ける工程である。このコーティング層２は、内輪１０の肩部外周面１６に摺接可能であって摺接すると剥離又は摩耗することができる。本実施形態では（図５（Ａ）参照）、シールド４０の短円筒部４２の内周面４３の全体に対して樹脂製（ＰＴＦＥ）のコーティング層２が形成される。

コーティング層形成工程に関して具体例を説明する。シールド４０の本体部（円環部４１及び短円筒部４２）は、鋼製（ＳＵＳ３０４）である。そこで、短円筒部４２の表面（内周面４３）に、樹脂材料（ＰＴＦＥ）を含む塗料をディッピングにより付し、乾燥させ、皮膜を形成し、この皮膜をコーティング層２とする。この工程では、コーティング層２の膜厚が短円筒部４２の内周面４３の全周にわたってほぼ均一となるよう、コーティング層２の膜厚を管理（測定）して行うのが好ましい。短円筒部４２の内周面４３の全周にわたってコーティング層２を形成するが、この形成するコーティング層２の内径が、内輪１０の肩部外周面１６の外径よりも小さくなるように膜厚が管理される。なお、短円筒部４２の内径は、肩部外周面１６の外径よりも大きく設定されている。なお、コーティング層２の膜厚は、シールド４０の短円筒部４２の内周面４３と内輪１０の肩部外周面１６との間の隙間の径方向寸法の１０５％〜１５０％、より望ましくは１０５％〜１１０％とする。

そして、取り付け工程が行われる。図４はこの工程の説明図である。この取り付け工程は、コーティング層２が設けられたシールド４０を、外輪２０の所定位置に溶接によって取り付ける工程である。
取り付け工程では、図４（Ａ）に示すように、シールド４０と内輪１０とを軸方向に沿って接近させる。この際、図５（Ａ）から（Ｂ）に示すように、短円筒部４２に形成したコーティング層２を内輪１０の外周面１５の軸方向端部１５ａ（肩部外周面１６）に対して摺接させながら、シールド４０を肩部外周面１６に外嵌させ、シールド４０を外輪２０の軸方向側面２６（軸方向の一方側）に位置させる。

短円筒部４２は短いながらも軸方向に長さを有しているため、この短円筒部４２によって、シールド４０の中心線が内輪１０の中心線に対して傾き難くなり、正確にシールド４０を取り付けやすくなる。なお、前記のとおり、短円筒部４２の内周面全周にわたって形成したコーティング層２の内径は、内輪１０の肩部外周面１６の外径よりも小さくされていることから、シールド４０は僅かな締め代を有して内輪１０に外嵌することとなる。また、この際、コーティング層２の一部は、内輪１０の外周面１５（肩部外周面１６）に摺接することで剥離される（図５（Ｂ）参照）。そして、内輪１０の軸方向端部の外周縁には凸状のアール部（断面円弧部）１７が形成されているが、コーティング層２は、このアール部１７よりも軸方向内側（軌道溝側）に位置するように設定されている。これにより、コーティング層２と内輪１０との間に、対向する平行な部分を、所定の長さについて確保することができ、シール性を高めることができる。

また、前記のとおり、外輪２０に形成されているシールド４０を取り付けるための溝２２の周面（内周面）２４の内径はシールド４０の外径よりも大きく設定されている（図５（Ａ）（Ｂ）参照）。このため、シールド４０を内輪１０の肩部外周面１６に外嵌させながら外輪２０の軸方向側面２６の所定位置に設ける際に、このシールド４０の径方向の移動に関して自由度を与え、このシールド４０が溝２２の周面２４に干渉するのを防止することができる。

そして、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）に示すように、シールド４０の円環部４１が外輪２０の溝２２の側面２３に当接する位置までシールド４０を内輪１０の肩部外周面１６に外嵌させた後、このシールド４０を外輪２０に溶接して固定する。この際、シールド４０の径方向外側の一部（途中部）が、外輪２０の溝２２の側面２３に溶接される。この溶接は、精密レーザー溶接によって行われ、環状であるシールド４０の全周に対して溶接が行われる。また、この溶接方法は、スポット径の小さなファイバーレーザーを用いており、外輪２０の他部分に大きな熱影響を与えることなく、薄いシールド４０の溶接が可能となる。これにより、シールド４０の外周縁と外輪２０との間は完全密封される。なお、レーザーのスポット径は、０．０５ｍｍ〜０．０８ｍｍ程度が適切である。

そして、軸方向の他方側においても、これと同様にして、シールド４０を外輪２０に溶接して固定する。すなわち、軸方向の一方側にシールド４０を固定した内輪１０及び外輪２０を反転（上下反転）させ、図４（Ｃ）に示すように、グリースＧを軸受内部５に規定量について充填する。そして、軸方向の他方側において、シールド４０と内輪１０とを軸方向に沿って接近させ（図４（Ｄ）参照）、このシールド４０のコーティング層２を内輪１０（肩部外周面）に対して摺接させながらシールド４０を外輪２０の軸方向の他方側の側面に位置させ、このシールド４０を外輪２０に溶接して固定する（図４（Ｅ）参照）。
以上の製造方法によって、図１に示す転がり軸受７を製造することが可能となる（図４（Ｆ）参照）。

この製造方法によれば、シールド４０を外輪２０へ取り付ける工程では、前記のとおり、シールド４０と内輪１０とを軸方向に沿って接近させ（図４（Ａ）参照）、このシールド４０に設けたコーティング層２を内輪１０の外周面１５の一部に対して摺接させながら、シールド４０を内輪１０に外嵌させ、このシールド４０を外輪２０の軸方向の一方側（側部）に位置させる（図５参照）。シールド４０のコーティング層２の膜厚は、短円筒部４２の内周面４３の全周にわたってほぼ均一となるように形成されている。このため、シールド４０はコーティング層２によって内輪１０の肩部外周面１６にガイドされ、シールド４０の中心が内輪１０の中心に一致するようにして、シールド４０を外輪２０に対して位置させることができる。特に、内輪１０の外周面１５（肩部外周面１６）は、高精度な仕上げ加工（研磨加工）がされていることから、このような外周面１５（肩部外周面１６）を基準面としてシールド４０を取り付けることで、シールド４０は内輪１０に対して精度よく同心円となって取り付けられる。そして、シールド４０の中心と内輪１０の中心とが一致した状態（同心円に配置された状態）で、このシールド４０が外輪２０に溶接される（図４（Ｂ）参照）。このように、シールド４０を外輪２０へ取り付ける際、シールド４０の位置決めをするための基準は、内輪１０の外周面１５（肩部外周面１６）であり、この外周面１５が基準となってシールド４０の芯出しが行われる。

そして、完成した転がり軸受が回転して、シールド４０のコーティング層２と内輪１０の肩部外周面１６とが摺接すると、コーティング層２の一部が剥離又は摩耗して除去され、図２に示すように、コーティング層２と肩部外周面１６との間に全周にわたって隙間δが形成される。

すなわち、シールド４０のうち、内輪１０と対向する領域に、この内輪１０に摺接可能であって摺接すると剥離又は摩耗するコーティング層２が設けられており、このコーティング層２は、前記のとおり樹脂製（ＰＴＦＥ）である。このため、軸受７が回転してコーティング層２がこの肩部外周面１６に摺接すると、このコーティング層２が徐々に剥離又は摩耗して部分的に除去され、径方向についての厚さが薄くなる。そして、前記隙間δが形成される。この隙間δの半径方向の寸法値は、相対回転する内輪１０と外輪２０とが径方向について相対的に移動し得る半径方向の寸法値と同じとなり、最小の隙間となる。

このように転がり軸受７が使用されていると、コーティング層２は、内輪１０（肩部外周面１６）と摺接することによって、このコーティング層２が部分的に剥離又は摩耗することで形成された平滑面３を有することができる。この平滑面３が形成されることで、コーティング層２と内輪１０（肩部外周面１６）との間に微小な隙間δが得られる。

そして、この隙間δは極小とされており、非接触でありながら密封性の高い構造となる。特に、本実施形態では、コーティング層２はフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）からなるため、内外輪１０，２０の軸振れによって、コーティング層２と内輪１０とが更に摺接する場合であっても、これらの間に生じる抵抗は小さい。このため、これに起因する発熱を抑制することが可能となり、軸受寿命の低下を抑えることが可能となる。

さらに、コーティング層２は撥水性及び撥油性を備えることから、コーティング層２と内輪１０との間に形成される隙間から、水分や油分を含む異物の侵入をより一層効果的に抑制することが可能となる。また、軸受内部５のグリースの外部への流出も効果的に防ぐことが可能となる。
特に、シールド４０と内輪１０との間の隙間は非常に狭く形成されており、シールド４０の表面には撥水性及び撥油性の高いフッ素樹脂（コーティング層２）が付着しているため、この隙間において水や油等の液体が表面積を小さくしようとする毛細管現象が発生しにくく、外部からの前記液体を含む異物の侵入、及び、内部からの潤滑油の流出を効果的に抑えることが可能となる。

また、シールド４０は、径方向外周側の端部が外輪２０に溶接によって取り付けられている円環部４１と、この円環部４１の径方向内周側の端部から軸受内部５側へ（軸方向へ向かって）延びて設けられ内輪１０に対向する短円筒部４２とを有している。このため、シールド４０（円環部４１）が薄くても短円筒部４２が補強材として機能して剛性を高めることができる。そして、短円筒部４２の内周面４３の全域にコーティング層２が設けられていることで、転がり軸受７の軸方向外側から軸受内部５側へ向かってコーティング層２の領域が拡大されており、異物の侵入をより一層効果的に防ぐことが可能となる。また、軸受内部５のグリースの外部への流出も効果的に防ぐことが可能となる。
また、前記のとおり、シールド４０を外輪２０に取り付けるために、シールド４０と内輪１０とを軸方向に沿って接近させ、コーティング層２を内輪１０に対して摺接させながらシールド４０を外輪２０の溝２２に位置させる際に、短円筒部４２がガイドとなって、シールド４０の中心線が内輪１０の中心線に対して傾き難くなり、シールド４０を取り付けやすくすることができる。

また、薄板状であるシールド４０を外輪２０の軸方向側面２６に溶接して取り付けることから、溝２２の軸方向寸法ｍは、シールド４０の厚さｔと同等乃至僅かに大きい程度とすることができるので、従来のように軸方向に広がった溝９７（図６参照）が不要となる。
このため、本実施形態の転がり軸受７では、玉３０のサイズ及び軸受７の内径及び外径を規格品から変化させることなく、つまり、負荷容量を低下させることなく、軸方向寸法を小さくして規格品よりも軸受のスリム化が可能となる。例えば、同じ負荷容量を有する転がり軸受でありながら、軸方向の寸法が規格品（ＩＳＯ品）の８５％以下となる幅狭であり、軽量化された転がり軸受７を構成することができる。
そして、転がり軸受７を幅狭とすることが可能であることから、軸方向両側に設置されるシールド４０間の空間（軸受内部５の空間）の容積が小さくなり、グリースの封入量を減らすことができる。

図７（Ａ）に示す実施形態では、コーティング層２の内径が内輪１０の肩部外周面１６の外径よりも大きくなるように、コーティング層２が形成されている。本実施形態におけるコーティング層２の膜厚は、シールド４０の短円筒部４２の内周面４３と内輪１０の肩部外周面１６との間の隙間の径方向寸法の８０％〜９５％とする。
なお、この場合、図７（Ｂ）に示すように、コーティング層２と内輪１０の外周面１５との間には隙間が形成され、この隙間により、シールド４０が外輪２０に対して僅かに偏心した状態で取り付けられる可能性があるが、コーティング層２により、金属同士の接触を避けることが可能となる。

更に、本発明の前記各実施形態の利点について説明する。
シールド４０によって軸受内部５への異物の侵入を防ぐためには、そのシールド４０と、内輪１０の外周面１５（肩部外周面１６）との間に形成される隙間は小さいことが好ましい。しかし、シールド４０を外輪２０に溶接して固定する際の取り付け寸法誤差や、シールド４０の製造誤差等が原因となって、前記隙間の寸法を周方向全周にわたって設定値（設計値）のとおりに設定することは困難である。

ここで、図６に示す従来の転がり軸受において、前記のような誤差によって、外輪９２に取り付けられたシールド９６が内輪９１に対して偏心しており、さらに、内輪９１と外輪９２とが軸振れして回転するような場合、シールド９６の一部と内輪９１の外周面とが接触すると、シールド９６及び内輪９１は共に金属製であることからその接触は金属接触となり、軸受の回転抵抗が大きくなるという問題点がある。
さらに、これに起因して発熱し軸受が高温となり、例えば、軸受内部９５の潤滑剤（グリース）が劣化し、軸受寿命の低下の原因になるという問題点がある。
そして、このような問題点は、前記特許文献１に開示されている転がり軸受のように、シールドを外輪に溶接によって取り付ける構成であっても発生し、しかも、そのシールドと内輪との隙間をできるだけ小さくする場合において、特に発生しやすい。

しかし、本発明の前記各実施形態の転がり軸受７によれば、このような場合であっても、軸受の回転抵抗の増加、及びこれに起因する発熱を抑制することが可能となる。
すなわち、各実施形態において、シールド４０を内輪１０に外嵌する際、シールド４０は、短円筒部４２の内周面４３に形成されたコーティング層２によって、内輪１０の肩部外周面１６にガイドされ、シールド４０の中心と内輪１０の肩部外周面１６の中心とが一致するように、シールド４０を位置させることができる。このため、シールド４０の短円筒部４２の内周面４３と内輪１０の肩部外周面１６との間の隙間を所定の寸法にすることができ、シールド４０に多少の製造誤差等があっても、シールド４０と内輪１０との中心を合わせるための特別な治具を使用する必要がない。また、コーティング層２は、転がり軸受７が回転すると、やがて、コーティング層２の一部が剥離又は摩耗して除去される。この結果、コーティング層２と内輪１０との間に全周にわたって微小な隙間δが形成されることから、密封性を維持しつつ、軸受の回転抵抗の増加、及びこれに起因する発熱を抑制することが可能となる。

前記実施形態（図１参照）では、シールド４０は外輪２０に取り付けられる場合について説明したが、内輪１０に取り付けられていてもよい。この場合、シールド４０の径方向内側が内輪１０の軸方向側面に溶接により取り付けられ、シールド４０の径方向外側が外輪２０と隙間を有して対向する。
また、前記実施形態（図１参照）では、シールド４０が外輪２０の軸方向両側に取り付けられる場合について説明したが、軸方向の一方側にのみ取り付けられてもよい。
すなわち、シールド４０は、内輪１０と外輪２０とのうちの一方の軌道輪の軸方向の少なくとも一方側に溶接によって取り付けられていればよく、シールド４０の一部が、内輪１０と外輪２０とのうちの他方の軌道輪と対向する構成となる。

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。また、その製造方法についても本発明の範囲内において他の形態の方法であってもよい。なお、本発明の転がり軸受は、玉軸受以外に、転動体がころであるころ軸受であってもよい。

前記実施形態では、シールド４０は、短円筒部４２を有している場合について説明したが、この短円筒部４２が省略されていてもよく、この場合、円環部４１の内周面にコーティング層２が設けられる。

２：コーティング層 ３：平滑面 ５：軸受内部
７：転がり軸受 １０：内輪 ２０：外輪
３０：玉（転動体） ３５：保持器 ４０：シールド
４１：円環部 ４２：短円筒部

Claims (6)

1. 内輪、外輪、前記内輪と前記外輪との間に設けられている複数の転動体、前記複数の転動体を保持する保持器、及び、前記内輪と前記外輪とのうちの一方の軌道輪の軸方向の少なくとも一方側に溶接によって取り付けられ前記転動体が存在する軸受内部へ異物が侵入するのを防ぐ環状の金属製シールドを備え、
   前記シールドのうち、前記内輪と前記外輪とのうちの他方の軌道輪と径方向に対向する領域に、当該他方の軌道輪に摺接すると剥離又は摩耗するコーティング層が設けられていることを特徴とする転がり軸受。
2. 前記コーティング層は樹脂からなる請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記コーティング層はフッ素樹脂からなる請求項２に記載の転がり軸受。
4. 前記シールドは、径方向一方側が前記一方の軌道輪に溶接によって取り付けられている円環部と、この円環部の径方向他方側の端部から前記軸受内部側へ延びて設けられ前記他方の軌道輪と径方向に対向する短円筒部と、を有し、
   前記短円筒部に前記コーティング層が設けられている請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受。
5. 前記コーティング層は、前記他方の軌道輪と摺接することによって当該コーティング層が部分的に剥離又は摩耗することで形成された平滑面を有している請求項１〜４のいずれか一項に記載の転がり軸受。
6. 内輪、外輪、前記内輪と前記外輪との間に設けられている複数の転動体、前記複数の転動体を保持する保持器、及び、前記内輪と前記外輪とのうちの一方の軌道輪の軸方向の少なくとも一方側に取り付けられ前記転動体が存在する軸受内部へ異物が侵入するのを防ぐ環状の金属製シールドを備える転がり軸受の製造方法であって、
   前記内輪と前記外輪との間に複数の前記転動体及び前記保持器を組み入れる工程と、
   前記シールドのうち、前記内輪と前記外輪とのうちの他方の軌道輪と径方向に対向する領域に、当該他方の軌道輪に摺接可能であって摺接すると剥離又は摩耗するコーティング層を設ける工程と、
   前記シールドを、前記一方の軌道輪の軸方向の少なくとも一方側に溶接によって取り付ける工程と、を含み、
   前記取り付ける工程では、前記シールドと前記他方の軌道輪とを軸方向に沿って接近させ、前記コーティング層を当該他方の軌道輪に対して摺接させながら当該シールドを前記一方の軌道輪の軸方向の少なくとも一方側に位置させ、当該シールドを当該一方の軌道輪に溶接して固定することを特徴とする転がり軸受の製造方法。

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