(57)【要約】【課題】密封型転がり軸受のシール構造において、シールの摩擦熱や外部からの熱伝導によって軸受の温度が上昇したのち軸受が冷却されると、軸受内部の圧力が負圧となることによってシールリップがシール溝に密着し、シールリップの摩耗を引き起こす問題がある。これをシールリップのシール性能を低下させることなく解消することである。【解決手段】シール部材１７の端縁部にシール溝２１の軌道側溝壁２３に接触するシールリップ２８を設けた密封型転がり軸受において、上記シールリップ２８の先端接触部３５を円弧形に形成し、その先端接触部３５の曲率半径Ｒを、０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ未満に設定した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、上記内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、弾性材を芯金で補強することにより全体が円輪状に形成され、外周縁部が上記外輪の端部内周面に形成した係止溝に全周に亘って係止されるシール部材とを備え、上記内輪に、内輪軌道の側方に形成されるシール溝と、このシール溝と内輪の端部との間に形成される肩部とを設け、上記シール部材の内周縁部を構成する上記弾性材の端縁部に、上記シール溝の軌道側溝壁に接触するシールリップを設けた密封型転がり軸受において、上記シールリップの先端接触部を円弧形に形成し、その先端接触部の曲率半径Ｒを、０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ未満に設定したことを特徴とする密封型転がり軸受。
【請求項２】
上記先端接触部の円弧形状は、その先端における接線が上記シール溝の軌道側溝壁と平行であることを特徴とする請求項１に記載の密封型転がり軸受。
【請求項３】
上記シール部材は、上記シールリップと一体化されたラビリンスリップを有し、上記シールリップは上記シール溝の軌道側溝壁に接触し、上記ラビリンスリップは上記肩部上方に突き出したことを特徴とする請求項１又は２に記載の密封型転がり軸受。
【請求項４】
上記シール溝の肩部側溝壁と肩部との境界に肩部側コーナが形成され、上記シールリップの底面と、これより大径の上記ラビリンスリップの底面とが上記シール溝の肩部側溝壁上で段差部を介して連続し、上記肩部側コーナとその両側の肩部及び肩部側溝壁によって形成された内輪側の屈曲壁と、その屈曲壁に対向したシール部材側の上記段差部とその両側の底面によって形成された屈曲壁とが作る隙間によってラビリンスシールが形成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の密封型転がり軸受。
【請求項５】
上記肩部が軌道側平坦面より一定寸法Sだけ小径に形成されたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の密封型転がり軸受。
【請求項６】
上記ラビリンスリップの底面が、上記肩部に対し一定の傾斜角θで傾斜していることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の密封型転がり軸受。
【請求項７】
前記シール部材を構成する弾性材が、ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴムのいずれかによって形成されたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の密封型転がり軸受。
【請求項８】
用途がプーリ用、オルタネータ用、電磁クラッチ用のいずれかであることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の密封型転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電磁クラッチ、プーリ等の各種機械装置の回転軸支持部に組み込まれる密封型転がり軸受に関し、特に接触型シール構造におけるシールリップの形状に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種機械装置の回転軸支持部には、軸受内部のグリースが外部に漏れるのを防止するとともに、外部からの異物の侵入を防止するために密封型転がり軸受が採用されている。
この種の密封型転がり軸受は、一般に、外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、上記内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、弾性材を芯金で補強することにより全体が円輪状に形成され、外周縁部が上記外輪の端部内周面に形成した係止溝に全周に亘って係止されるシール部材とから構成されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【特許文献１】特開２００８−１４４８４号公報
【特許文献２】特開２００７−５１７６１号公報
【特許文献３】特開２００１−１４０９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記構造のシール部材は、シール部材の弾性材の端縁部に形成したシールリップを、内輪軌道の側方に形成したシール溝の軌道側溝壁に弾性的に接触させることにより、軸受内部のグリースがシール溝に漏出することを防止し、さらに、外部からの異物や泥水などの軸受内部への侵入を防止している。
【０００４】
このような接触型のシール構造では、一般に、シール性を向上させるために、シールリップとシール溝との接触面積を大きくしたり、シールリップの接触圧力を上げたりすることが行われている。
【０００５】
しかしながら、シールリップとシール溝との接触面積を大きくすると、転がり軸受の回転に伴ってシールリップとシール溝との間で摩擦熱が発生する。
【０００６】
この摩擦熱や外部からの熱伝導によって、転がり軸受の温度が上昇し、その後転がり軸受が冷却されると、転がり軸受内部の圧力が外部に対して負圧となる。これにより、シールリップがシール溝に強固に密着し、軸受のトルクが著しく上昇する、いわゆる吸着現象が発生し、シールリップの摩耗を引き起こすことが知られている。
【０００７】
シールリップの吸着解除機構として、シールリップ部分にスリットを設ける手法があるが、この手法はシール性が著しく低下するという問題がある。このように、シールリップの吸着を避ける従来の機構には限界があるため、シールリップが吸着しても摩耗しない設計思想が求められている。
【０００８】
シールリップが吸着しても摩耗を発生させないためには、シールリップの反力を下げるかその接触面圧を下げる手法が考えられるが、シールリップの反力を下げた場合には、締め代及び押し付け力が下がるため、シール性の低下が懸念される。
そこで、この発明は、シールリップの締め代及び押し付け力を変えずに、シールリップ摩耗の防止を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明は、外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、上記内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、弾性材を芯金で補強することにより全体が円輪状に形成され、外周縁部が上記外輪の端部内周面に形成した係止溝に全周に亘って係止されるシール部材とを備え、上記内輪に、内輪軌道の側方に形成されるシール溝と、このシール溝と内輪の端部との間に形成される肩部とを設け、上記シール部材の内周縁部を構成する上記弾性材の端縁部に、上記シール溝の軌道側溝壁に接触するシールリップを設けた密封型転がり軸受において、上記シールリップの先端接触部を円弧形に形成し、その先端接触部の曲率半径Ｒを、０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ未満に設定したものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、シールリップの先端接触部の曲率半径を上述の範囲に保つことにより、シール性を確保しながら、吸着が発生した場合においてもシールリップの摩耗を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に示した実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１に示したように、実施例１の密封型転がり軸受は、外周面に内輪軌道１１を有する内輪１２と、内周面に外輪軌道１３を有する外輪１４と、上記内輪軌道１１と外輪軌道１３との間に転動自在に設けられた複数の転動体１５と、各転動体１５を保持する保持器１６と、内輪１２と外輪１４の両端部対向面間に介在されたシール部材１７、１７とから構成される。
【００１３】
前記の各シール部材１７は、弾性材１８を芯金１９で補強することにより全体が円輪状に形成され、外周縁部が前記外輪１４の端部内周面に形成した係止溝に全周に亘って係止される。上記の弾性材１８の素材としては、ニトリルゴム、アクリルゴム又はフッ素ゴム等を使用することができる。
【００１４】
図２に示したように、前記内輪１２の内輪軌道１１の外側方にシール溝２１が形成され、そのシール溝２１は、底部から軌道側平坦面２２側に傾斜して立ち上がった軌道側溝壁２３と、これに対向して肩部２４側に傾斜して立ち上がった肩部側溝壁２５とを有する。その肩部側溝壁２５と肩部２４との境界部に肩部側コーナ２６が形成される。上記の肩部２４は、軌道側平坦面２２に対し一定寸法Ｓだけ小径に形成される。
【００１５】
上記シール部材１７の内周縁部を構成する上記弾性材１８の端縁部に、くびれ部２７が設けられ、そのくびれ部２７を介して前記シール溝２１の軌道側溝壁２３に接触するシールリップ２８と、前記肩部２４の上方に突き出すラビリンスリップ２９とが一体に設けられる。
【００１６】
シールリップ２８の底面３１と、ラビリンスリップ２９の底面３２が、肩部側溝壁２５上で接近する。シールリップ２８の底面３１とラビリンス２９の底面３２は、相対的に前者が小径、後者が大径に形成され、両者の内端相互は径方向の段差部３３によって連続される。ラビリンスリップ２９の底面３２は、前記段差部３３から外方に至るに従い次第に大径となる傾斜面となる。その底面３２は肩部２４に対し一定の傾斜角θで傾斜し（図３参照）、肩部側コーナ２６上を越えて延びる。
【００１７】
上記肩部側コーナ２６と、その両側の肩部２４と肩部側溝壁２５によって形成された内輪１２側の屈曲壁と、その屈曲壁に対向したシール部材１７側の段差部３３と、その両側の底面３１、３３によって形成された屈曲壁とに挟まれた隙間によってラビリンスシール３４が形成される。
【００１８】
上記のシールリップ２８とラビリンスリップ２９は、シールリップ２８の先端接触部３５が所要の圧力で軌道側溝壁２４に接触することにより押し戻され、くびれ部２７において若干屈曲する。図２及び図３の二点鎖線は、変形前の自然状態の形状を示し、実線は屈曲変形後の状態を示す。
【００１９】
図４に示したように、変形前状態において、先端接触部３５の先端における接線Ｔは、軌道側溝壁２３に平行となる。先端接触部３５の曲率半径Ｒは、シールリップ２８の吸着による摩耗防止の観点から０．１ｍｍ以上に設定され、またシール性確保の観点から０．２ｍｍ未満に設定される。
【００２０】
以上の構成からなる実施例１の密封型転がり軸受の用途としては、プーリ、オルタネータ、電磁クラッチ等がある。
【００２１】
実施例１の場合の効果を確認すべく、以下の試験を行った。
【００２２】
[シール摩耗試験]
(１)条件
回転数:５５００ｒｐｍ
運転時間：２４ｈ
備考：６０℃の雰囲気中で１時間放置後、自然冷却してシールリップの吸着を発生させたものを試料とした。
(２)結果
【００２３】
【表１】
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[泥水試験]
(１)条件
回転数：２０００ｒｐｍ
運転時間：３ｈ
備考:関東ローム粉JIS８種（１０ｗｔ％）
(２)結果
【００２４】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例の一部省略断面図
【図２】図１の一部拡大断面図
【図３】図２の一部拡大断面図
【図４】図３の一部拡大断面図
【符号の説明】
【００２６】
１１  内輪軌道
１２  内輪
１３  外輪軌道
１４  外輪
１５  転動体
１６  保持器
１７  シール部材
１８  弾性材
１９  芯金
２１  シール溝
２２  軌道側平坦面
２３  軌道側溝壁
２４  肩部
２５  肩部側溝壁
２６  肩部側コーナ
２７  くびれ部
２８  シールリップ
２９  ラビリンスリップ
３１  底面
３２  底面
３３  段差部
３４  ラビリンスシール
３５  先端接触部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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