(57)【要約】【課題】アキシャル接触型のシールで密封されている転がり軸受において、シールによる密封性能およびシールの耐久性を向上させて、水や泥水が降りかかるような環境下で使用される転がり軸受の寿命低下を防止する。【解決手段】リップ部１３をアキシャル方向から摺接させる摺接面５１ａの表面粗さを、最大高さ（Ｒｙ）で１．０μｍ以上２．５μｍ以下とする。【選択図】      図１
2006022904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪との間が軸方向の端部でシールにより塞がれ、
外輪内周面および内輪外周面の一方に、シールのリップ部を配置する溝が形成され、前記溝は、前記リップ部をアキシャル方向から摺接させる摺接面を有し、
前記摺接面の表面粗さを、最大高さ（Ｒｙ）で１．０μｍ以上２．５μｍ以下としたことを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、接触型のシールを備えた転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、転がり軸受には、内部に存在するグリースや使用時に発生したダストが外部に漏洩したり、外部に浮遊する塵芥が内部に進入したりするのを防ぐために、外輪と内輪との間にシールが取り付けられている。
例えば、自動車のエンジン周りに設置されるコンプレッサ、オルタネータ等の装置（「エンジン補機類」と称されている）は、エンジンの回転がプーリとベルトによって伝達されている。そして、このプーリを支持する転がり軸受には、運転時に水や泥水が降りかかりやすい。また、近年、小型軽量化と低コスト化の影響を受けて、転がり軸受が露出した状態で用いられることもある。このような場合には、接触型のシールを用いて、軸受内部への水や泥水の浸入を確実に防止する必要がある。これは、屋外で使用される回転機器用の転がり軸受の場合も同様である。
【０００３】
接触型のシールが付いた転がり軸受の一例を図１に示す。
この図の転がり軸受は両側にシールの付いた両シール軸受であり、そのシール１は、外周に鉤部を有するリング状の芯金２と、その外側に合成ゴムを一体に加硫成形してなる弾性体３とで構成されている。図１は、右側のシールを転がり軸受から外した状態を示している。
【０００４】
シール１は、その機能上から、芯金の鉤部以外とその外側の弾性体とからなる円環状の主部１１と、芯金の鉤部とその外側の弾性体とからなり外輪内面の止め溝４１に係止される加締部１２と、芯金の内周側の弾性体からなり内輪外周面の受け溝５１に配置されるリップ部１３とに分けられる。また、この転がり軸受の受け溝５１は、リップ部１３をアキシャル方向から摺接（摺り接触）させる摺接面５１ａを有する。
そして、このシール１は、リップ部１３を内輪外周面の受け溝５１の摺接面５１ａに接触させた状態で、加締部１２を弾性変形させながら外輪内周面の止め溝４１に押し込むことによって、転がり軸受の外輪４と内輪５との間に配設される。
【０００５】
このような接触型のシールを備えた転がり軸受に関し、下記の特許文献１には、シールのリップ部が接触する内輪または外輪の面（密封面）の表面粗さを、最大値で３０μｍ以下にすることが好ましいこと、より好ましい範囲は１０μｍ以下、さらに好ましい範囲は５μｍ以下であることが記載されている。そして、密封面の表面粗さを小さくすることにより、シールのリップ部の摩耗が防止されて、軸受外部から内部への水等の浸入が効果的に防止されると記載されている。
【０００６】
下記の特許文献２には、シール溝面をも含めた内輪外周面および外輪内周面の表面粗さを、バレル処理、洗浄処理によって容易にゴミが除去できるようにするために、中心線平均粗さ（Ｒａ）で１．６μｍ以下にすることが記載されている。
下記の特許文献３には、転がり軸受装置の回転側部材に固定したスリンガと、静止側部材に保持したシールリングと、を備え、シールリングを構成する弾性材製のシールリップの先端部をスリンガに摺接させているシール装置において、スリンガのシールリップと摺接する部分の表面粗さを、中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．３μｍ以下に、最大高さ（Ｒｙ）で１．２μｍ以下にすることが記載されている。
【０００７】
下記の特許文献４には、転がり軸受用の接触型シールに、リップの一部として、転がり軸受のラジアル方向に向けて延びる垂直部を設けるとともに、軌道輪に設けたシール溝（リップを摺接させる部分）の面粗さを、Ｓ記号で１Ｓ〜６Ｓ（Ｒｙで１μｍ以上６μｍ以下に相当）にすることが記載されている。そして、シール溝の面粗さを１Ｓ以上にすることによりスティックスリップ現象が防止でき、６Ｓ以上にすることによりシール溝とリップの摩耗が防止されると記載されている。
【特許文献１】特開２０００−１２０７０６号公報
【特許文献２】特開２００３−１４８４８３号公報
【特許文献３】特開２００３−１８４８９７号公報
【特許文献４】特許第３３５８８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記特許文献４に記載のシールはラジアル接触型（シールのリップ部が配置される溝に、リップ部をラジアル方向から摺接させる摺接面が形成されているもの）であり、その摺接面の表面粗さの範囲を、アキシャル接触型（シールのリップ部が配置される溝に、リップ部をアキシャル方向から摺接させる摺接面が形成されているもの）のシールにそのまますることは適用できない。また、アキシャル接触型のシールは、ラジアル接触型のシールよりも、シールのしめしろの変化が小さい。そのため、摺接面の表面粗さの違いによって、摺接面とリップ部との間に生じる隙間、発熱、トルク等の変化量が、ラジアル接触型のシールよりも大きくなる。
本発明の課題は、アキシャル接触型のシールで密封されている転がり軸受において、シールによる密封性能およびシールの耐久性を向上させて、エンジン補機類用等の過酷な環境（水や泥水が降りかかるような環境）下で使用される転がり軸受の寿命低下を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、内輪と外輪との間が軸方向の端部でシールにより塞がれ、外輪内周面および内輪外周面の一方に、シールのリップ部を配置する溝が形成され、前記溝は、前記リップ部をアキシャル方向から摺接させる摺接面を有し、前記摺接面の表面粗さを、最大高さ（Ｒｙ）で１．０μｍ以上２．５μｍ以下としたことを特徴とする転がり軸受を提供する。
前記摺接面の表面粗さを前記範囲にする方法としては、前記溝を設ける内輪または外輪を旋削加工で所定形状にし、所定の熱処理を行った後に、前記摺接面に対して、バレル処理、ホーニング処理、旋削処理、ヤスリやサンドペーパーによる研磨処理、ショットピーニング処理、水圧洗浄処理等を施す方法が挙げられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アキシャル接触型のシールで密封されている転がり軸受において、リップ部をアキシャル方向から摺接させる摺接面の表面粗さを所定範囲にすることにより、シールによる密封性能およびシールの耐久性が向上する。その結果、エンジン補機類用等の過酷な環境（水や泥水が降りかかるような環境）下で使用された場合でも、寿命低下が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の転がり軸受の一実施形態を示す断面図である。この転がり軸受は、複列外向きアンギュラ玉軸受であり、二つの外輪軌道４２を有する外輪４と、二つの内輪軌道５２を有する内輪５と、玉６と、保持器７と、シール１とで構成されている。
外輪４の内周面の軸方向両端部に、シール１の加締部１２を取り付ける止め溝４１が形成されている。内輪５の外周面の軸方向両端部に、シール１のリップ部１３を配置する受け溝５１が形成されている。この受け溝５１は、リップ部１３をアキシャル方向から摺接させる摺接面５１ａを有する。
【００１２】
熱処理後に、この摺接面５１ａの表面粗さが最大高さ（Ｒｙ）で０．４μｍ〜４．７μｍの各値となるように処理を行った。そして、摺接面５１ａの表面粗さ以外は全て同じ構成とした転がり軸受を用意した。
摺接面５１ａの表面粗さ以外の仕様については、内輪５、外輪４、および玉６はＳＵＪ２製で、通常の熱処理を行って得られたものである。また、この軸受の内径は３５ｍｍ、外径は５２ｍｍ、幅は２０ｍｍ、玉径は５．５５６ｍｍ、玉数は１４個×２列である。
これらの転がり軸受を水中で２時間回転させた後に、軸受内に浸入した水の量を測定した。回転速度は３０００ｍｉｎ-1、水深は１００ｍｍとした。その結果を下記の表１に示す。また、その結果を、水浸入量と摺接面の表面粗さ（Ｒｙ）との関係を示すグラフにまとめた。このグラフを図２に示す。
【００１３】
【表１】
2006022904.tif 000003
【００１４】
この結果から分かるように、摺接面の表面粗さを、最大高さ（Ｒｙ）で１．０μｍ以上２．５μｍ以下とすることにより、この範囲外の場合と比較して、水中で使用した場合の軸受内部への水浸入量を著しく少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の転がり軸受の一実施形態を示す断面図である。
【図２】水浸入量と摺接面の表面粗さ（Ｒｙ）との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１６】
１  シール
１１  主部
１２  加締部
１３  リップ部
２  芯金
３  弾性体
４  外輪
４１  止め溝
４２  外輪軌道
５  内輪
５１  受け溝（リップ部を配置する溝）
５１ａ  摺接面
５２  内輪軌道
６  玉
７  保持器
【図１】
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【図２】
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