WO2022202545A1 - Bearing with seal - Google Patents
Bearing with seal Download PDFInfo
- Publication number
- WO2022202545A1 WO2022202545A1 PCT/JP2022/011939 JP2022011939W WO2022202545A1 WO 2022202545 A1 WO2022202545 A1 WO 2022202545A1 JP 2022011939 W JP2022011939 W JP 2022011939W WO 2022202545 A1 WO2022202545 A1 WO 2022202545A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- seal
- sliding surface
- grease
- bearing
- oil
- Prior art date
Links
- 239000004519 grease Substances 0.000 claims abstract description 111
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 55
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 claims description 20
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 17
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 16
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 8
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 abstract description 32
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 12
- 239000002199 base oil Substances 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 6
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 239000010721 machine oil Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000004636 vulcanized rubber Substances 0.000 description 2
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/04—Bearings 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
- F16C19/06—Bearings 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
- F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
- F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
- F16J15/324—Arrangements for lubrication or cooling of the sealing itself
Definitions
- seal lip of the seal member is arranged so as not to contact the mating part and forms a labyrinth seal, it is possible to eliminate the seal torque. It is difficult to manage various errors that can be prevented.
- the sealing member 2 is for preventing foreign matter from entering the internal space 7 from the outside.
- the projection 12 is lowered from the center of the width in the circumferential direction toward both sides in the circumferential direction.
- the cross section of the projection 12 in the illustrated example taken in a direction transverse to the circumferential direction has a semicircular shape.
- the oil film parameter ⁇ depends on the synthetic roughness ⁇ , and the smaller the synthetic roughness ⁇ , the thicker the oil film can be.
- synthetic roughness ⁇ of 0.9 ⁇ m transmission oil (30 cst, 40° C.) as lubricating oil, ambient temperature of 20° C., and peripheral speed of 0.2 m/s, the oil lubrication mode by the Johnson chart was determined.
- the height of the projections 12 is 0.07 mm or less, for example, the distance between adjacent projections 12 in the circumferential direction is 0.3 mm or more and 2.6 mm or less, and the circumferential width of the projections 12 is 0.2 mm or more and 1.0 mm or less.
- the radius of curvature of the surface of the projection 12 can be set in the range of 0.15 mm or more and less than 2.0 mm. In this example, when the oil temperature is 30 to 120° C.
- an inner ring rotating radial ball bearing was exemplified, but the present invention can also be applied to an appropriate type such as an outer ring rotating bearing, a thrust bearing, or a roller bearing.
- an outer ring rotating bearing a thrust bearing
- a roller bearing a roller bearing
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)
Abstract
This bearing with a seal makes it possible to achieve a hydrodynamic lubrication state between a seal sliding surface and a seal lip of a sealing member through use of a plurality of protrusions of the seal lip. Even when oil is not supplied from the outside, the bearing with a seal is prevented from running short of oil between the protrusions and the seal sliding surface. A seal lip (10) comprises a grease storage (15) formed in a recessed shape so as to retain grease (G). The grease storage (15) is formed in a connection portion (14) being a portion between the protrusions (12) adjacent to each other in the circumferential direction.
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。
The present invention relates to a sealed bearing comprising 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。
A seal member is used to prevent early damage to the rolling bearing. For example, in transmissions mounted on vehicles such as automobiles and various construction machines, foreign matter such as wear powder of gears is mixed, so a seal member prevents the wear powder 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 sealing member has a ring-shaped sealing lip made of an elastic material such as a rubber-like material. A mating part such as a bearing ring, a slinger, or the like, which rotates relative to the seal member in the circumferential direction as the bearing rotates, is formed with a seal sliding surface that makes 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 general seal members, the seal lip and the 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 causes an increase in bearing torque. Moreover, the sliding contact contributes to the temperature rise of the rolling bearing. In addition, since the inside of the bearing is closed off from the outside by the seal member, the pressure difference between the inside and the outside of the bearing causes the seal lip to press against the seal sliding surface, causing an adsorption effect, which may increase the seal torque. For these reasons, there is a limit to the high-speed operation of bearings with common sealing members.
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。
If the seal lip of the seal member is arranged so as not to contact the mating part and forms a labyrinth seal, it is possible to eliminate the seal torque. It is difficult to manage various errors that can be prevented.
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）。
On the other hand, the seal lip has a plurality of projections arranged in the circumferential direction. A seal-equipped bearing has been proposed in which the seal lip and the seal sliding surface can be brought into a fluid lubrication state by an oil film of lubricating oil that is dragged between the projection and the seal sliding surface through the gap (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。
In the bearing with seal of Patent Document 1, lubrication on the seal sliding surface is achieved by allowing lubricating oil to flow between the internal space and the outside of the rolling bearing through a gap that can prevent foreign matter of a predetermined particle size from entering. Lubricating with oil, the wedge effect when lubricating oil is drawn between the projections and the seal sliding surface as the bearing rotates forms a thick oil film, completely separating each projection and the seal sliding surface with the oil film. , a fluid lubricating state can be established between the seal lip and the seal sliding surface. Therefore, according to the sealed bearing of Patent Document 1, the seal torque can be significantly reduced while preventing the intrusion of foreign matter of a predetermined particle size and enabling the bearing to operate at high speed.
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 bearing with seal of Patent Document 1, the lubricating oil used for lubricating the seal lip and the seal sliding surface is spattered, machine oil supplied from the outside by an oil bath or the like, or grease enclosed in the internal space. It is the exuded base oil.
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 the grease lubrication method, which uses only the base oil of grease as lubricating oil, the base oil seeped out of the grease lubricates the seal lip and the seal sliding surface. If the amount of grease enclosed is increased, the base oil exuded from the grease is more likely to be supplied to the projections and the seal sliding surface, but on the other hand, the agitation resistance of the grease increases. Under operating conditions where the bearing rotational speed is high, the amount of grease to be filled should be as small as possible in order to suppress heat generation due to agitation. be. In such a case, the grease does not necessarily exist stably near the seal lip or the seal sliding surface. There is a concern that the base oil that lubricates the sliding portion of the seal sliding surface will be insufficient.
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 may take time for the external machine oil to be supplied to the sealed bearing as lubricating oil. For this reason, grease may be filled in the inner 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-described background, the problem to be solved by the present invention is to provide a sealed bearing in which a plurality of protrusions of the seal lip between the seal sliding surface and the seal lip of the seal member can be brought into a fluid lubrication state. To prevent the shortage of oil between a projection and a seal sliding surface even when there is no oil supply from.
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 includes a seal member that seals the internal space of a rolling bearing from the outside, and a seal sliding surface that slides in the circumferential direction against the seal member, and the seal is The member has a seal lip formed in an annular shape, the seal lip has a plurality of projections arranged in a circumferential direction, and the plurality of projections provide gaps between the projections adjacent to each other in the circumferential direction. A fluid lubricating state can be established between the seal lip and the seal sliding surface by an oil film of lubricating oil that is generated and dragged between the protrusion and the seal sliding surface through the gap as the bearing rotates. In the sealed bearing formed in the aspect, the seal lip has a grease reservoir formed in a concave shape for retaining grease, and the grease reservoir is formed in a portion between the protrusions adjacent in the circumferential direction, A structure formed in at least one portion of the portion on the protrusion was adopted.
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, the grease is held on the protrusions of the seal lip near the sliding portion of the protrusion and the seal sliding surface and in the grease pools between the protrusions. Supplied to the seal sliding surface. Therefore, even if there is no oil supply from the outside, the lack of oil between the projection and the seal sliding surface can be prevented.
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 sump may be arranged between the projections adjacent in the circumferential direction. When a grease reservoir is formed on the projection, it is difficult to form a long and large-capacity grease reservoir on the projection so that the edge of the grease reservoir does not adversely affect the formation of the oil film. On the other hand, if it is between the protrusions adjacent to each other in the circumferential direction, it is easy to increase the capacity of the grease reservoir by forming the grease reservoir relatively long, and the base oil exuding from the grease held in the grease reservoir can be easily removed. When the bearing rotates, it can be dragged between the projection and the seal sliding surface to contribute 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。
The grease reservoir is preferably continuous with the projection. With this arrangement, the base oil is directly supplied to the projections from the grease held in the grease reservoir between the projections, so that oil shortage 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 may be arranged at the same position as the protrusion and the sliding portion of the seal sliding surface in terms of the position in the direction orthogonal to the seal sliding surface and along the seal sliding surface. In this way, the base oil exuding from the grease held in the grease pool is quickly drawn between the protrusion and the seal sliding surface when the bearing rotates, so that oil shortage can be prevented more effectively. .
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 according to the present invention is suitable for use in supporting any one rotating part of, for example, vehicle transmissions, differentials, propeller shafts, turbochargers, machine tools, wind power generators and wheel bearings.
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。
The present invention provides a bearing with a seal that, by adopting the above configuration, is capable of maintaining a fluid lubricating state between the seal sliding surface and the seal lip of the seal member by means of a plurality of projections of the seal lip, wherein grease is used to seal the projection and the seal. It is possible to prevent the lack of oil when lubricating between the sliding surfaces.
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 the present invention, a sealed bearing according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6 of the attached drawings.
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。
This sealed bearing shown in FIG.
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。
A 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 retainer 6 that holds the predetermined number of rolling elements 5. . The sealing member 2 seals the inner space 7 of the rolling bearing 1 from the outside. The purpose of this sealing is to prevent foreign matter from entering the inner space 7 between the inner and outer rings 3 and 4, which is the periphery of the sealed bearing, and prevent early damage to the rolling bearing 1. It is not to seal the space 7 in a liquid-tight manner.
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 corresponding to the rolling elements 5 . The inner ring 3 is attached to the rotating shaft S and rotates together with the rotating shaft S. The outer ring 4 is attached to a member such as a housing, a gear, or the like that applies a load from the rotating shaft. The rolling elements 5 revolve while being interposed between the inner ring 3 and the 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。
A ball is adopted as the rolling element 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 of the sealed bearing is either an oil lubrication method using lubricating oil supplied from the outside (not shown, hereinafter the same) or only grease sealed in the internal space 7 (not shown, hereinafter the same). Either grease lubrication method may be used. Examples of the oil lubrication method include a splash method in which lubricating oil is applied to the bearing with seal, and an oil bath method in which the lower portion of the bearing with seal is immersed in an oil bath. In the case of oil lubrication, an appropriate amount of grease may be filled 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 provided in any one of, for example, a vehicle transmission, differential, constant velocity joint, propeller shaft, turbocharger, machine tool, wind power generator, and 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 addition, hereinafter, the direction along the bearing center axis (not shown, hereinafter the same) of the bearing with seal will be referred to as the "axial direction". A direction orthogonal to the axial direction is called a “radial direction”. The direction along the circumference around the bearing center axis is called the “circumferential direction”. In FIG. 1, the bearing center axis is the center axis of the inner ring 3 which is a 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 for holding 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 press-fitting its outer peripheral edge 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。
Externally surrounding this sealed bearing, there are foreign matter depending on where this sealed bearing is installed, such as gear wear powder, clutch wear powder, fine crushed stones, etc. 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 sealing member 2 is for preventing 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 sealing member 2 has a core metal 9 made of a metal plate and a seal lip 10 formed in an annular shape. The cored bar 9 is a press-worked part that is annularly formed and continues 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 made of an elastic material. Examples of the elastic material include a vulcanized rubber material, an elastomer equivalent to a rubber material, and the like. 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 on the seal lip 10 in the circumferential direction is formed on the outer circumference of the inner ring 3 . The seal sliding surface 11 is in the shape of a cylindrical surface that continues along the entire circumferential direction. The seal lip 10 is a radial lip. Here, the radial lip is a seal lip that exerts a sealing action with a seal sliding surface along the axial direction or a seal sliding surface having an acute angle gradient of 45° or less with respect to the axial direction. It has a radial interference between it and the moving 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 an annular waist portion that is radially continuous with a constant width in the axial direction, and a head portion that is shaped like a projecting piece that curves 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。
An interference is set between the head of the seal lip 10 and the seal sliding surface 11. 1, the seal lip 10 is pressed against the seal sliding surface 11 by its interference, and as shown in FIG. , creating a straining force on the seal lip 10 . Mounting errors, manufacturing errors, etc. of the seal member 2 are absorbed by changes in the degree of bending 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 a plurality of protrusions 12 arranged in the circumferential direction. The protrusion 12 extends in a direction orthogonal to the circumferential direction over its entire length. The height of the protrusion 12 is constant over its entire length. The protrusions 12 are arranged at a constant pitch in the circumferential direction. The entire length of the protrusion 12 extends over the entire range with a radial interference between the protrusion 12 and 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 is lowered from the center of the width in the circumferential direction toward both sides in the circumferential direction. The cross section of the projection 12 in the illustrated example taken in a direction transverse to the circumferential direction has a semicircular shape.
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. As shown in FIG. 2 , the projection 12 has a height in a direction perpendicular to the seal sliding surface 11 on a virtual plane including the bearing center axis, so it stretches against the tension force of the seal lip 10 . As a result, a gap 13 communicating with the internal space 7 and the outside is generated between the protrusions 12 adjacent in the circumferential direction and between the seal sliding surface 11 and the seal lip 10 . The protrusion 12 forms a wedge-shaped gap with the seal sliding surface 11 that 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 Figs. 2 and 3, the part between the projections 12 adjacent in the circumferential direction is a connecting part 14 extending between the roots of these projections 12. As shown in Figs. Here, the base of the projection 12 refers to a portion where the height of the projection 12 for forming the wedge-shaped gap is substantially eliminated. The channel cross-sectional height of the clearance 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 plurality of projections 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。
As shown in FIG. 2, the protrusion 12 has a region generally along the seal sliding surface 11 on a virtual plane containing the bearing center axis. This region has a width in the direction along the seal sliding surface 11 (corresponding to the axial direction in the illustrated example). Therefore, there is a wedge effect when the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 slide along with the rotation of the bearing, that is, when the protrusion 12 drags the lubricating oil in the gap 13 in the circumferential direction between the seal sliding surface 11 and the protrusion 12. promotes the formation of an oil film, and the region in which the oil film is interposed between the projection 12 and the seal sliding surface 11 has a finite length L of a predetermined length or more in the direction along the seal sliding surface 11 on the above-mentioned imaginary plane. occur. Since such a sliding portion between the projection 12 and the seal sliding surface 11 is considered to occur in a contact elliptical shape based on Hertz's theory of elastic contact, the long axis of the contact elliptical shape 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 peripheral speed of the relative rotation between the seal lip 10 and the seal sliding surface 11 is less than a certain value, microscopically, it becomes a boundary lubrication state or a mixed lubrication state including a solid contact area. When the bearing rotation speeds up and the peripheral speed of the relative rotation between the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 reaches a certain level or higher, the oil film thickness between the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 becomes the thickness between the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 , and each protrusion 12 and the seal sliding surface 11 are completely separated by an oil film, resulting in a fluid lubrication state. As a result, a fluid lubrication state in which the seal lip 10 and the seal sliding surface 11 are completely separated by an oil film can be achieved. In such a fluid lubrication state, the sealing torque of the seal member 2 can be reduced to the same level as that of a non-contact type seal, thereby suppressing the temperature rise of the sealed bearing and preventing the adsorption action of the seal lip 10. can.
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
２＋Ｒｑ2
２）／２）である。Ｒｑ１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。Ｒｑ２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 portion is considered to be fluid lubrication. The oil film parameter Λ is the ratio of the combined roughness σ to the minimum oil film thickness h on the sliding portion, where Λ=h/σ. The minimum oil film thickness h is obtained based on elastohydrodynamic lubrication theory. The combined roughness σ=√((Rq 1 2 +Rq 2 2 )/2). Rq 1 is the root-mean-square roughness of the seal sliding surface 11 forming the aforementioned sliding portion. Rq2 is the root-mean-square roughness of the surface of the projection 12, and the root-mean-square roughness is the value (μm) of the root-mean-square roughness Rq defined 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 synthetic roughness σ, and the smaller the synthetic roughness σ, the thicker the oil film can be. In order to keep the sliding portion between the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 in a fluid lubrication state from the time when the peripheral speed is extremely low, it is preferable to set the combined roughness σ of the sliding portion to 0.9 μm or less. For example, under the calculation conditions of synthetic roughness σ of 0.9 μm, transmission oil (30 cst, 40° C.) as lubricating oil, ambient temperature of 20° C., and peripheral speed of 0.2 m/s, the oil lubrication mode by the Johnson chart was determined. However, the minimum oil film thickness h was 2.8 μm, the oil film parameter Λ was 3 or more, and the lubrication mode was the EI mode. Therefore, if the combined 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 reliably be in a fluid lubricating state in the actual usage 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 vehicle transmissions, transmission oil is generally supplied as lubricating oil to bearings with seals by an appropriate method such as splashing or an oil bath. The lubricating oil is circulated by an oil pump and filtered by an oil filter provided in the circulation path. If a large foreign matter with a grain size exceeding 0.05 mm enters the internal space 7, it is considered to have an adverse effect on the life of the bearing. By setting the height of the protrusion 12 to 0.07 mm or less, it is possible to create a gap 13 through which such a large foreign matter cannot easily pass.
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 projections 12 is 0.07 mm or less, for example, the distance between adjacent projections 12 in the circumferential direction is 0.3 mm or more and 2.6 mm or less, and the circumferential width of the projections 12 is 0.2 mm or more and 1.0 mm or less. Moreover, the radius of curvature of the surface of the projection 12 can be set in the range of 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 peripheral speed of the seal lip 10 and the seal sliding surface 11 is 0.2 m/s or more, the dimensionless number determined by Greenwood-Johnson is In the lubrication region diagram (Johnson chart) based on the viscous parameter gv and the elastic parameter ge, either the constant viscosity-rigid region (RI mode) or the constant viscosity-elastic region (EI mode, soft EHL) It is considered to be in the lubrication mode, that is, the fluid lubrication state described above. When the above-mentioned interval is 2.6 mm, an oil film of approximately 3 μm is formed between the protrusion 12 and the seal sliding surface 11, and when the interval is smaller than 2.6 mm, the oil film tends to be thicker. be. When the aforementioned distance is 2.6 mm or less, the bearing rotational torque tends to decrease (that is, the seal torque tends to decrease). If the above-described interval is less than 0.3 mm, it becomes difficult to form a transfer surface for forming the protrusions 12 on 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 vehicle transmissions, etc., at the beginning of operation in cold climates, lubricating oil such as mission oil has low fluidity, and it may take time for lubricating oil to be supplied abundantly to the bearings with seals shown in Fig. 1. be. At this time, sufficient lubricating oil does not exist between the seal lip 10 and the seal sliding surface 11 to realize the above-described fluid lubricating state, and there is a possibility that the lubricating oil will be insufficient.
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。
Further, when adopting 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. It does not necessarily exist stably in the vicinity of the sliding surface 11, and it is relatively difficult to enter the narrow gap 13 as described above (see FIG. 2). Therefore, sufficient lubricating oil (base oil) to realize the above-described fluid lubricating state may not exist between the seal lip 10 and the seal sliding surface 11, resulting in 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 FIGS. 2 and 3, the seal lip 10 has a grease reservoir 15 for preventing oil shortage as described above. The grease reservoir 15 is formed in a concave shape to hold the grease G (indicated by a dot pattern in FIG. 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 extending along its entire length in a direction orthogonal 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 perpendicular to the seal sliding surface 11 and is positioned along the seal sliding surface 11 with respect to the projection 12 and the sliding portion of the seal sliding surface 11 (region of finite length L shown in FIG. 2). placed in the same position.
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 end of the grease pool 15 on the outside is open to the outside, and the end of the grease pool 15 on the side of 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 central portion 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, when the height of the protrusion 12 is 0.04 mm, the depth of the grease reservoir 15 with respect to the root 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 set to 1 mm or more. By securing, it is possible to avoid a situation where the vicinity of the grease reservoir 15 of the connecting portion 14 is bent by the straining force of the seal lip 10 and comes 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 arranged only at each connecting portion 14 of the seal lip 10 . It should be noted that there may be a connecting portion that does not include the grease reservoir 15 , or a plurality of grease reservoirs may be formed in 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。
The grease reservoir 15 can be preliminarily filled with grease G as an initial lubricant before the seal member 2 is attached. Also, when the grease is sealed in the internal space 7 for the initial lubricant in the oil lubrication system or for the grease lubrication system, the sealed grease is pushed out into the gap 13 by agitation and enters the grease reservoir 15 having a free space. , the grease G is accumulated in the grease reservoir 15. As shown in FIG.
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 base oil seeping out from the grease G held in each grease reservoir 15 can realize the above-described fluid lubrication state.
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。
1 to 3, the sealed bearing shown in FIGS. The seal member 2 has an annular seal lip 10, the seal lip 10 has a plurality of projections 12 arranged in a circumferential direction, and the plurality of projections 12 are adjacent to each other in the circumferential direction. A gap 13 is formed between the mating projections 12, and the oil film of the lubricating oil dragged from the clearance 13 between the projection 12 and the seal sliding surface 11 as the bearing rotates keeps the seal lip 10 and the seal sliding surface 11 apart. The seal lip 10 has a recessed grease reservoir 15 for holding the grease G, and the grease reservoir 15 extends in the circumferential direction. Grease G is held in the grease reservoir 15 of the connecting portion 14 near the sliding portion between the projection 12 and the seal sliding surface 11. Since the base oil exudes from the grease G and is supplied to the protrusion 12 and the seal sliding surface 11, it is possible to prevent the shortage of oil between the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 even when there is no oil supply from the outside. can.
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。
Further, in this bearing with seal, the grease reservoir 15 is arranged in the connecting portion 14 between the protrusions adjacent in the circumferential direction, so that the edge of the grease reservoir 15 prevents the protrusion 12 from sliding on the seal sliding surface 11 . The capacity of the grease reservoir 15 can be increased by forming the grease reservoir 15 relatively long without adversely affecting the formation of the oil film in the bearing. At times, it can be dragged between the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 to contribute 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 this bearing with seal, the grease reservoir 15 is perpendicular to the seal sliding surface 11 and is arranged at the same position as the protrusion 12 and the sliding portion of the seal sliding surface 11 with respect to the position in the direction along the seal sliding surface 11 . As a result, the base oil exuding from the grease G held in the grease pool 15 of the connecting portion 14 is quickly dragged between the projection 12 and the seal sliding surface 11 when the bearing rotates, which is more effective. can prevent oil shortage.
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。
A second embodiment according to this invention is shown in FIGS. In addition, below, it stops at describing a difference with 1st 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 extending over the full circumferential width of the connecting portion 21 . The grease reservoir 22 is continuous with any of the protrusions 12 adjacent 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 forming the wedge-shaped gap and the inner surface of the grease reservoir 22 is an inflection portion. The inner surface of the grease reservoir 22 has a shape that makes it relatively difficult for the grease G to slide up as compared to the surface of the projection 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 total length of the grease reservoir 22 is longer than the projections 12 and the joints 21 in order to increase the capacity of the grease G that can be held and to facilitate the entry of the grease stirred in the internal space.
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 directly supplied to the protrusion 12 from the grease G held in the grease reservoir 22. Therefore, oil shortage can be prevented more effectively.
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。
It should be noted that two or more grease reservoirs may be formed in the connecting portion, one of which may be connected to the projection on one side in the circumferential direction and the other may be connected to the projection on the other side in the circumferential direction.
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。
A third embodiment according to this invention is shown in FIG. A connecting portion 31 of a seal lip 30 shown in the figure has a grease reservoir 32 formed of a groove portion closed at both ends. Since the outer end of the grease reservoir 32 is closed, the cross-sectional height of the flow path between the projections 12 can be reduced at the outer end as compared with the first embodiment. Therefore, the sealed bearing according to the third embodiment is more excellent in preventing foreign matter from entering than the first embodiment. It should be noted that the grease reservoir 32 may be continuous with the projection 12 or may be formed longer than the projection 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。
FIG. 7 shows a fourth embodiment according to this invention. The seal lip 40 shown in FIG.
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 width in the circumferential direction of the projection 41 decrease toward the interior space side in the length direction of the projection 41 . The grease reservoir 43 is a groove extending in the length direction of the projection 41 from a position closer to the interior space side in the length direction of the projection 41 than the aforementioned sliding portion (see FIG. 2) between the projection 41 and the seal sliding surface 11. formed in the shape of Grease enclosed in the internal space can enter the grease reservoir 43 over the relatively low portion of the projection 41 .
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 bearing with seal according to the fourth embodiment, the grease G is held in the grease reservoir 43 of the projection 41 and the projection 42 near the sliding portion of the seal sliding surface 11 , and the base oil seeps out from the grease G to and the seal sliding surface 11, it is possible to prevent a shortage of oil between the projection 41 and the seal sliding surface 11 even when there is no oil supply from the 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。
Further, in the sealed bearing according to the fourth embodiment, since the grease reservoirs 43 are formed on the projections 41, the capacity of each grease reservoir 43 is smaller than that of the first embodiment, but the projections 41 The cross-sectional height of the flow path between can be reduced at the end on the outer side.
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 illustration and explanation are omitted, the grease reservoirs 15, 22, 32 arranged between the protrusions 12 as shown in FIGS. It is also possible to construct a bearing with a seal that employs both the grease reservoir 43 and the grease reservoir 43 formed therein.
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。
Further, in each of the above-described embodiments, as the grease reservoir, the length direction is set in a specific direction, and a groove-shaped one closed at one end or both ends in the length direction is exemplified. It is also possible to change to a concave shape.
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 each of the above-described embodiments, the seal member is composed of a metal core and a vulcanized rubber material, but the present invention can also be applied to a seal member formed of a single elastic material. is.
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。
Moreover, although the radial lip is illustrated in each of the above-described embodiments, the present invention is applied to a seal lip (axial lip) that exhibits a sealing action with a seal sliding surface having a gradient exceeding 45° with respect to the axial direction. It is also possible to
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-described embodiments, an inner ring rotating radial ball bearing was exemplified, but the present invention can also be applied to an appropriate type such as an outer ring rotating bearing, a thrust bearing, or a roller bearing. Also, although an example in which the seal sliding surface is formed on the rotating ring has been shown, it is also possible to apply the present invention when forming the seal sliding surface on the stationary 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 this time should be considered illustrative in all respects and not restrictive. Therefore, the scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of equivalents of the 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 1Rolling Bearing 2 Seal Member 7 Internal Space 10, 20, 30, 40 Seal Lip 11 Seal Sliding Surface 12, 41 Projection 13 Gap 14, 21, 31, 42 Joint Portion 15, 22, 32, 43 Grease Pool
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 1
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。 A seal member that seals the internal space of the rolling bearing from the outside, and a seal sliding surface that slides in the circumferential direction against the seal member,
The seal member has a seal lip formed in an annular shape, the seal lip has a plurality of projections arranged in a circumferential direction, and the plurality of projections are located between the circumferentially adjacent projections. A gap is formed, and the seal lip and the seal sliding surface are brought into a fluid lubricating state by an oil film of lubricating oil that is dragged from the gap between the protrusion and the seal sliding surface as the bearing rotates. In a sealed bearing formed in a possible manner,
The seal lip has a grease reservoir formed in a concave shape to retain grease, and the grease reservoir is at least one of a portion between the protrusions adjacent in the circumferential direction and a portion on the protrusion. A sealed bearing characterized in that it is formed at a portion of - 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 arranged between the projections adjacent 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 projection.
- 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。 3. The grease reservoir is arranged at the same position as the projection and the sliding portion of the seal sliding surface in a direction orthogonal to the seal sliding surface and along the seal sliding surface. 3. The sealed bearing according to 3.
- 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。 5. The rotating part of any one of vehicle transmissions, differentials, constant velocity joints, propeller shafts, turbochargers, machine tools, wind power generators and wheel bearings according to any one of claims 1 to 4. Sealed bearing.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021050006A JP2022148357A (en) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | Bearing having seal |
| JP2021-050006 | 2021-03-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2022202545A1 true WO2022202545A1 (en) | 2022-09-29 |
Family
ID=83396156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/011939 WO2022202545A1 (en) | 2021-03-24 | 2022-03-16 | Bearing with seal |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2022148357A (en) |
| WO (1) | WO2022202545A1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4399998A (en) * | 1981-12-28 | 1983-08-23 | The Timken Company | Self-venting seal lip |
| JP2017155929A (en) * | 2015-03-09 | 2017-09-07 | Ntn株式会社 | Seal-provided bearing |
-
2021
- 2021-03-24 JP JP2021050006A patent/JP2022148357A/en active Pending
-
2022
- 2022-03-16 WO PCT/JP2022/011939 patent/WO2022202545A1/en active Application Filing
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4399998A (en) * | 1981-12-28 | 1983-08-23 | The Timken Company | Self-venting seal lip |
| JP2017155929A (en) * | 2015-03-09 | 2017-09-07 | Ntn株式会社 | Seal-provided bearing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022148357A (en) | 2022-10-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6523994B2 (en) | Sealed bearing | |
| EP3511588B1 (en) | Sealed bearing | |
| EP2213913A1 (en) | Sealing device, rolling bearing, and rolling bearing for wheel | |
| WO2016143786A1 (en) | Sealed bearing | |
| JP6786265B2 (en) | Bearing with seal | |
| WO2022202545A1 (en) | Bearing with seal | |
| WO2023008313A1 (en) | Ball bearing | |
| JP7240975B2 (en) | Sealed bearing | |
| JP2022139574A (en) | Bearing with seal | |
| JP7331053B2 (en) | Sealed bearing | |
| WO2022181437A1 (en) | Seal-attached bearing | |
| WO2022264910A1 (en) | Sealed bearing | |
| JP6797719B2 (en) | Oil seal and bearing with seal | |
| JP6287503B2 (en) | Roller bearing cage | |
| WO2022202899A1 (en) | Bearing with seal | |
| JP6887046B2 (en) | Tapered roller bearing | |
| JP6878052B2 (en) | Rolling bearing with seal | |
| JP6833414B2 (en) | Bearing with seal | |
| JP6384106B2 (en) | Roller bearing cage | |
| JPS6113771Y2 (en) | ||
| JP2018168974A (en) | Oil seal and bearing with seal | |
| JP2018197586A (en) | Rolling bearing with seal | |
| JP6725264B2 (en) | Tapered roller bearing | |
| JP2018138797A (en) | Ball bearing | |
| JP2020128786A (en) | Retainer for rolling bearing, and rolling bearing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22775333 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 22775333 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |