(57)【要約】【課題】外部からの異物侵入を確実に防止するとともに、低トルク、長寿命、且つ、低コストな転がり軸受をで提供する。【解決手段】転がり軸受１０は、内輪１２と、外輪１１と、該内外輪１２，１１間に形成される環状空間に介装される転動体１３と、環状空間を密封するシール部材２０とを備える。少なくともシール部材２０のシールリップ部２２ｄが摺接する表面には、ショットピーニング処理が施されており、この表面の最大粗さは２．５μｍ以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、該内外輪間に形成される環状空間に介装される転動体と、前記環状空間を密封するシール部材とを備える転がり軸受であって、
少なくとも前記シール部材のシールリップ部が摺接する表面には、ショットピーニング処理が施されており、該表面の最大粗さは２．５μｍ以下であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記ショットピーニング処理が施された前記表面の硬さはＨｖ８００以上であることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
産業用ポンプに使用されることを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
圧延機のバックアップロールに使用されることを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【請求項５】
固定軸と、該固定軸と同心状に設けられる筒状ロールと、前記固定軸と前記筒状ロールとの間に介装される転がり軸受と、前記固定軸と前記筒状ロールとの間で、該転がり軸受の軸方向外方に配設される密封装置と、を備える軸受装置であって、
前記密封装置は、前記固定軸に嵌着されるスラストリングと、前記筒状ロールに固着されるシール板と、該シール板の端面と摺接可能なシールリップ部を有して、前記スラストリングに装着される接触シールとを備え、
前記シール板の少なくとも前記シールリップ部が摺接する表面には、ショットピーニング処理が施されており、該表面の最大粗さは２．５μｍ以下であることを特徴とする軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受及び軸受装置に関し、より詳細には、一般給水、冷温水循環、工業用水、かんがい等に用いられる一般産業用ポンプに使用される転がり軸受や、テンションレベラーに組み込まれるワークロール、中間ロール、バックアップロール等に使用される転がり軸受及び軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般産業用ポンプの構造としては、図１２に示す様に、ケーシング１０１内にモータ機能を有するステータ１０２及びロータ１０３が備えられると共に、そのモータ動力を羽根車１０４に伝える主軸１０５が挿入されている。主軸１０５は、ロータ１０３を挟んで上下に設けられた軸受１０６と軸受１０７によってケーシング１０１に支持されている。軸受１０７の下側にはメカニカルシール１０８を挟むようにシールリング１０９とシールリング１１０が設けられている。  
【０００３】
そして、ポンプ駆動時には羽根車１０４による水の吸い上げ力が働くため、軸受１０６、軸受１０７にはアキシャル荷重が負荷される。また、長期ポンプ駆動によりメカニカルシール１０８、シールリング１０９、及びシールリング１１０が破損した場合には、メカニカルシール室１１１内にある潤滑油、及び羽根車１０４により吸い上げられる水が軸受１０７に到達する。軸受１０７に到達した潤滑油及び水が軸受１０７内に浸入した場合、軸受内部のグリースを洗い流し、軸受寿命を低下させる可能性がある。このため、ポンプに使用される軸受には高密封性が必要となってくる。更に、近年、ポンプの低動力化が求められており、軸受にも低トルク化の要求が強い。  
【０００４】
密封型軸受としては、例えば、図１３に示す様に、外輪１２１に装着されるシール部材１２２が玉１２３及び保持器１２４の軸方向外側に設けられる。シール部材１２２は、内輪１２５のシール溝部１２５ａの側面部にアキシャル方向に接触しながら摺動する接触リップ１２２ａを有し、シール部材１２２の内径部と内輪１２５のシール溝部１２５ａをラビリンスにした構造が一般的である。また、低動力を重要視するポンプに使用される密封型軸受としては、図１４に示す様に、シール部材１３０のシールリップ部１３０ａと内輪１２５のシール溝部１２５ａを非接触にし、ラビリンスのみで密封性を保つ構造もある。
【０００５】
また、鋼板を一定の厚みに圧延するためのテンションレベラー機にあたっては、圧延した鋼板の冷却ならびにその鋼板に付着したごみなどを除去するために、冷却水が間断なくかけられ、バックアップロール用の軸受部にも多量にかかってくる。このような軸受部への冷却水の浸入を防止するために、弾性シール（接触シール）を有するとともに、筒状ロールの端部内周面にテーパを形成し、該テーパ面と固定軸に固定されたスラストリングの外周部との間に非接触シール部を構成し、更にはスラストリングの下部に軸方向に水抜き用通路を形成し、冷却水の浸入を防ぐものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
このようなテンションレベラー機においても、筒状ロールは相手との連れ回りで回転する構造であるため、負荷条件にもよるが、トルクが重ければ当然ロールが回転せずにスリップし、軸受の損傷に止まらず、相手ロールを介して鋼板に傷を付け、品質のトラブルを生じさせる。他方、密封性能が悪ければ、上述したように冷却水や異物の浸入により、軸受として滑らかな回転の阻害が生じ、同様な問題を引き起こすことになる。このため、テンションレベラー機に使用される軸受装置の密封装置においても、高密封性と低トルク化の両立が望まれている。
【０００７】
一方、軸受やメカニカルシール装置の密封性を向上するため、シール部材が摺接する摺接面にメッキ処理による硬質皮膜や、プラズマCVDによるダイヤモンドライクカーボン膜を設け、低トルク、低摩擦を図ることが提案されている（例えば、特許文献２及び３参照。）。    
【特許文献１】実公昭６３−１１２６１８号公報（第１図）
【特許文献２】特開２００３−２６２２３１号公報
【特許文献３】特開２００４−２２５７２５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、特許文献２，３に記載の方法では、摺接面の材質に応じて皮膜形成する必要があり、コストが嵩む可能性があった。  
【０００９】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部からの異物侵入を確実に防止するとともに、低トルク、長寿命、且つ、低コストな転がり軸受及び軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下の構成によって達成される。
（１）  内輪と、外輪と、該内外輪間に形成される環状空間に介装される転動体と、前記環状空間を密封するシール部材とを備える転がり軸受であって、
少なくとも前記シール部材のシールリップ部が摺接する表面には、ショットピーニング処理が施されており、該表面の最大粗さは２．５μｍ以下であることを特徴とする転がり軸受。
（２）  前記ショットピーニング処理が施された前記表面の硬さはＨｖ８００以上であることを特徴とする（１）に記載の転がり軸受。
（３）  産業用ポンプに使用されることを特徴とする（１）又は（２）に記載の転がり軸受。
（４）  圧延機のバックアップロールに使用されることを特徴とする（１）又は（２）に記載の転がり軸受。
（５）  固定軸と、固定軸と同心状に設けられる筒状ロールと、固定軸と筒状ロールとの間に介装される転がり軸受と、固定軸と筒状ロールとの間で、転がり軸受の軸方向外方に配設される密封装置と、を備える軸受装置であって、
密封装置は、固定軸に嵌着されるスラストリングと、筒状ロールに固着されるシール板と、シール板の端面と摺接可能なシールリップ部を有して、スラストリングに装着される接触シールと、を備え、
シール板の少なくともシールリップ部が摺接する表面には、ショットピーニング処理が施されており、表面の最大粗さは２．５μｍ以下であることを特徴とする軸受装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の転がり軸受及び軸受装置によれば、少なくともシール部材のシールリップ部が摺接する表面には、ショットピーニング処理が施されているので、その表面は凹凸が均一に分散した表面組織で形成され、凹凸部の凹部には潤滑油が保持され流体膜を形成することができる。これにより、シール摺動面とシールリップ部との間は流体シールされ、密封性を維持できるため、外部からの異物浸入を確実に防止することができる。更に、シール摺動面とシールリップ部との摩擦を低減させることができ、トルク低減を可能にすることができる。また、凹部に潤滑油を保持させることで、シールリップ部と摺接面との油膜切れを無くす作用を発揮でき、シール摺動面とシールリップ部との潤滑状況を長時間に亘って良好に維持して軸受寿命の長期化を図ることができる。さらに、シールリップ部が摺接する表面の最大粗さは２．５μｍ以下に設定されることで、良好な密封性能が確保される。  
【００１２】
また、ショットピーニング処理後のリップ摺動面の表面硬さを、ビッカーズ硬さでＨｖ８００以上としているので、異物がシールリップ部と摺動面間に混入しても、摺動面が傷ついたり摩耗したりすることはなく、安定したシール性能を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る転がり軸受を図面に参照して詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る転がり軸受の要部縦断面図である。図１に示すように、転がり軸受１０は、金属からなる外輪１１及び内輪１２と、転動体である複数の玉１３と、保持器１４及びシール部材２０とを備えた深溝玉軸受であり、図１２に示した一般産業用ポンプの軸受１０６，１０７として適用されるものである。  
【００１４】
外輪１１には、その中間部内周面に外輪軌道面１１ａが形成されると共に、両側端部内周面にシール固定溝１１ｂが設けられている。内輪１２には、その中間部外周面に内輪軌道面１２ａが形成されると共に、両側端部外周面に軸方向に亘って一様な外径を持った肩部１２ｂが設けられている。複数の玉１３は、保持器１４によって周方向に所定の間隔で保持され、外輪軌道面１１ａ及び内輪軌道面１２ａ間に形成される環状空間に転動自在に介装されている。  
【００１５】
また、その環状空間を密封するシール部材２０は、軸方向両側端に配置され、玉１３と外輪軌道面１１ａおよび内輪軌道面１２ａとの潤滑を行うグリース（不図示）を軸受空間内に封止する共に、外部からの異物の侵入を防止している。シール部材２０は、金属、合成樹脂等の剛性の高い板状材料がリング状に形成されたリング状芯金２１に、ゴム、合成樹脂等の弾性を有する弾性部材２２が円環状に一体成形されて固着されており、弾性部材２２の機械的強度がリング状芯金２１によって補強されている。  
【００１６】
シール部材２０の外周縁には、リング状芯金２１の外周部２１ａを弾性部材２２で包み込んだ固定部２２ａが形成されており、外輪１１に設けられたシール固定溝１１ｂ内に圧入・固定される。また、固定部２２ａの内側面及び外径面には、径方向及び軸方向に凹設され、軸受空間と外部とを連通する空気孔２２ｂが形成されており、空気孔２２ｂを通して軸受内外の圧力調整を行って、圧力バランスを均一に保ち、シール部材２０の吸着現象を防止している。
【００１７】
リング状芯金２１の内周側には、弾性部材２２が内周方向に延設されて円環状の首部２２ｃが形成されている。そして、首部２２ｃの内周端には、軸方向外方に傾斜して延び、内輪１２の肩部１２ｂと半径方向に締め代を持って摺接するシールリップ部であるラジアルシールリップ２２ｄが形成される。このように、本実施形態のシール部材２０は、シールリップ部が半径方向に締め代を持って摺接面と摺接するラジアル接触シールを構成し、軸方向に負荷される荷重が変化しても設定した締め代、及びシール緊迫力を維持することができる。  
【００１８】
また、外輪１１及び内輪１２には、外輪軌道面１１ａ及び内輪軌道面１２ａを除く表面に、表面の最大粗さＲｙが２．５μｍ以下となるようにショットピーニング加工が施されており、円周方向および軸方向に適度の大きさの凹凸が均一に分散した表面構成（テクスチャ）を有する。なお、外輪軌道面１１ａ及び内輪軌道面１２ａについても粗さが回転性能に影響を及ぼさない範囲内となるようにショットピーニングを施してもよい。また、ショットピーニングを施した後、外輪軌道面１１ａ及び内輪軌道面１２ａを超仕上げ加工して粗さを小さくすることでも良い。  
【００１９】
微視的には、ショットピーニングが施された肩部１２ｂの外周面において、ラジアルシールリップ２２ｄとの接触面を構成する凸部と、油だまりとして作用し、潤滑剤を貯留して流体膜を構成する凹部とが、円周方向及び軸方向に均一に分散される。これにより、軸方向に正逆の２つの流れを形成して潤滑剤を還流させることができ、ラジアルシールリップ２２ｄと摺接面とは、適当な厚さの油膜を介してシールする、即ち、流体シールを構成し、密封性を確保している。特に、凹部は油だまりとして作用するため、流体膜が発生しやすく、ラジアルシールリップ２２ｄと摺接面との摩擦が減少し、軸受トルクを低減することができる。
【００２０】
なお、ショットピーニングが施される表面は、少なくともシールリップ部が摺接する表面に適用されればよく、本実施形態のように軌道面を除く表面全体であってもよく、内輪１２の肩部１２ｂの全外周面或いは摺接面のみに適用されてもよい。
【００２１】
また、ショットピーニング処理は、表面の硬さがビッカーズ硬さでＨｖ８００以上となるように施されており、異物がラジアルシールリップ２２ｄと摺動面間に混入しても、摺動面が傷ついたり摩耗したりすることはなく、安定したシール性能を確保できる。
【００２２】
ショットピーニングとしては、精密ショットピーニング加工を施すのが好ましく、例えば、ＷＰＣ（Ｗｏｎｄｅｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｃｒａｆｔ）処理（株式会社不二製作所および株式会社不二機販の登録商標）が効果的である。特に、特許第３３５７６６１号に記載されるように、摺動部の表面に、錫（Ｓｎ）等の母相を成す金属の粒体と、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化タングステン（ＷＳ２）、窒化ホウ素（ＢＮ）、フッ素樹脂
（例えばＰＴＦＥ）等の固体潤滑剤の粒体とを混合して成る噴射粒体を噴射して、母相中に固体潤滑剤の分散された被膜を形成することにより上記効果を更にＵＰさせることが可能となる。  
【００２３】
また、ショットピーニング処理は旋盤工程におけるバリや旋盤目、熱処理工程におけるスケールや溶着物等を除去することができるため、清浄度向上にも効果があり、ラジアルシールリップ２２ｄとの接触状態が改善される。
【００２４】
従って、本実施形態に係る転がり軸受１０によれば、少なくともシール部材２０のラジアルシールリップ２２ｄが摺接する表面には、ショットピーニング処理が施されているので、その表面は凹凸が均一に分散した表面組織で形成され、凹凸部の凹部には潤滑油が保持され流体膜を形成することができる。これにより、シール摺動面とシールリップ部との間は流体シールされ、密封性を維持できるため、外部からの異物浸入を確実に防止することができる。更に、肩部１２ｂのシール摺動面とラジアルシールリップ２２ｄとの摩擦を低減させることができ、トルク低減を可能にすることができる。また、凹部に潤滑油を保持させることで、ラジアルシールリップ２２ｄとシール摺動面との油膜切れを無くす作用を発揮でき、シール摺動面とラジアルシールリップ２２ｄとの潤滑状況を長時間に亘って良好に維持して軸受寿命の長期化を図ることができる。さらに、ラジアルシールリップ２２ｄが摺接する表面の最大粗さは２．５μｍ以下に設定されることで、良好な密封性能が確保される。
【００２５】
また、ショットピーニング処理後のリップ摺動面の表面硬さを、ビッカーズ硬さでＨｖ８００以上としているので、異物がシールリップ部と摺動面間に混入しても、摺動面が傷ついたり摩耗したりすることはなく、安定したシール性能を確保できる。
【００２６】
さらに、ラジアルシールリップ２２ｄが摺接する内輪１２の肩部１２ｄは、一様半径を持った外周面であるので、摺接面はシール溝の無いシンプルな表面となる。このため、摺接面は、加工しやすく良好な寸法精度が得られ、コスト低減に繋がるとともに、ショットピーニング処理も精度良く行うことができる。
【００２７】
（第２実施形態）  
次に、本発明の第２実施形態に係る転がり軸受について図２を参照して説明する。なお、第１実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略或いは簡略化する。
【００２８】
本実施形態の転がり軸受３０は、内輪３１の肩部３１ａの形状において、第１実施形態のものと異なる。即ち、シール部材２０のラジアルシールリップ２２ｄが摺接する内輪３１の肩部３１ａは、内輪３１の内輪軌道面３１ｂ側から端面側に向かって拡径するテーパ形状に形成される。なお、少なくともラジアルシールリップ２２ｄが摺接する摺接面を含む表面には、第１実施形態と同様、ショットピーニング処理が施されている。        
【００２９】
このように構成される転がり軸受３０は、内輪３１が回転すると軸受内に侵入しようとする水や油等の異物を遠心力により軸受外部へ排除することが可能となり、更に密封性を向上することができる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
【００３０】
なお、第１及び第２実施形態では、シール溝のない肩部１２ｂ，３１ａについて説明したが、内輪にシール溝を形成して、このシール溝の外周面に本発明のショットピーニング処理を施し、シールリップ部を半径方向に締め代を持って摺接させてもよい。具体的には、図３及び図４に示す転がり軸受４０，４０’のように、外周面に内輪軌道面４１ａを有する内輪４１の肩部４１ｂに、シール溝４１ｃを形成し、ショットピーニング処理されたシール溝４１ｃの外周面４１ｄ，４１ｄ’にラジアルシールリップ２２ｄを摺接させてもよい。なお、シール溝４１ｃは、図３に示すように、一様半径を有する外周面４１ｄを形成するものであってもよく、図４に示すように、内輪端面側に向けて拡径する外周面４１ｄ’とすることで、第２実施形態と同様の効果を奏する。
【００３１】
さらに、本発明のショットピーニング処理は、従来の転がり軸受として図１３に示した構造にも適用可能であり、シール部材１２２の接触シール１２２ａが接触する内輪１２５のシール溝部１２５ａの表面にショットピーニング処理が施される。
【００３２】
また、シール部材は、上記実施形態のように芯金を有するものであってもよく、芯金を用いずに弾性部材だけで構成されるものであってもよい。また、上記実施形態では、１個のシールリップ部を有するシール部材として説明したが、リップの数は任意であり、また、シール部材の構成は従来のものも含めて任意である。
【００３３】
上記実施形態では、シール部材が用いられる転がり軸受は深溝玉軸受として説明したが、これに限定されるものではなく、アンギュラ玉軸受や各種ころ軸受等の他の形式の転がり軸受においても適用することができ、同様の効果を得ることができる。また、内輪に形成されたシール溝にリップを摺接させる内輪摺接タイプの転がり軸受を一例に説明したが、外輪に形成されたシール溝にシール部材のリップを摺接させた外輪摺接タイプの転がり軸受であってもよい。
【００３４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る軸受装置について図５を参照して説明する。図５は本発明の一実施形態に係るテンションレベラー機に用いられるロール用軸受装置の要部断面図である。
【００３５】
図５に示すように、ロール用軸受装置６０は、固定軸６１と、固定軸と同心状に設けられる筒状ロール６２と、固定軸６１と筒状ロール６２との間の軸方向両端部に介装される一対の転がり軸受である深溝玉軸受６３と、一対の深溝玉軸受６３の内側に設けられる複列の保持器付針状ころ６４と、固定軸６１と筒状ロール６２との間で、一対の深溝玉軸受６３の軸方向外方に配設される一対の密封装置６５と、を備える。
【００３６】
また、密封装置６５は、固定軸６１に嵌着されるスラストリング６６と、筒状ロール６２に固着されるシール板６７と、シール板６７の端面６７ａと摺接可能なシールリップ部６８ａを有して、スラストリング６６に装着される接触シール６８と、を備える。
【００３７】
深溝玉軸受６３の外輪６９は、外輪間座７０を介して、筒状ロール６２の中間部内周面に形成した段差面７１に突き当てている。また、深溝玉軸受６３の内輪７２は、固定軸６１の外周面に形成した段差面７３と、スラストリング６６の軸方向内端面とに突き当てられ、スラストリング６６の軸方向外端面を固定軸６２の端部外周面に係止した止め輪７４で抑え付けることにより、軸方向変位が規制されている。
【００３８】
スラストリング６６の中間部内周面には、全周に亘って係止溝６６ａが形成されており、係止溝６６ａに係止したＯリング７５を、係止溝６６ａの底面と固定軸６１の外周面との間で弾性的に圧縮して、スラストリング６６の内周面と固定軸６１の外周面との間を密封している。
【００３９】
また、シール板６７は、環状ゴム７６を介して筒状ロール６２の内周面に固着される筒部６７ｂと、筒部６７ｂから径方向内方に延出するフランジ部６７ｃを備え、フランジ部６７ｃの軸方向外端面６７ａに接触シール６８のシールリップ部６８ａが摺接する。接触シール６８は、スラストリング６６の外周面に外嵌固定され、シールリップ部６８ａは軸方向に締め代を持って軸方向外端面６７ａと摺接するアキシャル接触シールである。このように構成される密封装置６５は、筒状ロール６２の外部から深溝玉軸受６３及び針状ころ６４が設置される内部空間６６に冷却水等の異物が進入することを阻止し、深溝玉軸受６３及び針状ころ６４の潤滑性が低下するのを防止している。
【００４０】
さらに、スラストリング６６に設けた鍔部７７の外周面は、軸方向外端に向かって縮径するテーパ面部７７ａとし、筒状ロール６２の端部内周面にも端部開口に向けて拡径したテーパ面部６２ａを設けている。なお、鍔部７７の下端部外周面には、軸方向全長に亘る水抜き溝（図示せず）を設けている。これにより、筒状ロール６２の端部内周面と鍔部７７の外周面との間から、鍔部７７の軸方向内方に冷却水等の水が進入した場合でも、水抜き溝を通じて外部に排出しやすく構成されている。
【００４１】
ここで、接触シール６８のシールリップ部６８ａと摺接するシール板６７の軸方向外端面６７ａの表面は、上記実施形態と同様の手法で、ショットピーニング加工が施されており、適度な大きさの凹凸が均一に分散する表面構成を有する。微視的にも、軸方向外端面６７ａの表面は、リップ６８ａとの接触面を構成する凸部と、油溜まりとして作用し、潤滑剤を貯留して流体膜を構成する凹部とが、均一に分散されている。これにより、シール板６７の端面１６ａと接触シール６８のリップ６８ａは、適当な厚さの油膜を介してシールする、すなわち、流体シールを構成し、密封性を確保している。特に、凹部は油溜まりとして作用するため、流体膜が発生しやすく、リップ６８ａと軸方向外端面６７ａとの摩擦が減少し、接触シールの回転トルクを抑制することができ、ひいてはロール用軸受装置全体の回転トルクを低減することができる。
【００４２】
ショットピーニング加工は、第１実施形態と同様、表面の最大粗さが２．５μｍ以下で、表面の硬さがビッカーズ硬さでＨｖ８００以上となるように施されている。
【００４３】
なお、ショットピーニング加工は、少なくともリップ６８ａが摺接するシール板６７の軸方向外端面６７ａの表面に施されていればよいが、シール板６７の全体に施すようにしてもよい。また、ショットピーニングの加工条件は、加工の対象となるシール板のサイズや形状によって適宜の条件を採用することができる。
【００４４】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
【００４５】
本発明は、シール部材としてシールリップ部が半径方向に締め代を持って摺接面と摺接するラジアル接触シールでも、シールリップ部が軸方向に締め代を持って摺接面と摺接するアキシャル接触シールであってもよく、いずれのシール形式においても本発明の効果を発揮することができる。ただし、ラジアル接触シールは、軸方向に負荷される荷重が変化しても設定した締め代、及びシール緊迫力を維持することができ、好ましい。    
【００４６】
また、第１及び第２実施形態の転がり軸受は、一般産業用ポンプに使用されるものに限定されるものでなく、例えば、図５に示すような圧延機のバックアップロールに適用されるものであってもよい。
【実施例】
【００４７】
（試験１）
次に、ショットピーニングが施された本発明の転がり軸受に係る実施例と、ショットピーニングが施されていない場合及びショットピーニングが施されているがリップ摺動面の最大粗さが２．５μｍを越える場合の比較例とを用いて行われた、注水試験、起動トルク測定、及びシールトルク測定（シールトルクとは、軸受回転トルクからグリース攪拌抵抗及び転がり抵抗によるトルクを引いた値である。）について説明する。
【００４８】
なお、転がり軸受のサイズは、内径１７ｍｍ、外径４０ｍｍ、幅１２ｍｍとした。実施例（１）〜（５）及び比較例５では、下記の処理条件でショットピーニング加工（ＷＰＣ処理）が施された。一方、比較例１〜４に用いた転がり軸受では、ショットピーニング加工が施されず、未処理のままとした。また、実施例（４）では、ショットピーニング加工に加え、ラップ処理が施され、実施例（５）では、ショットピーニング処理に加え、ＭｏＳ２処理が施された。実施例及び比較例の転がり軸受の仕様を表１に示す。      
【００４９】
＜ショットピーニング処理条件（ＷＰＣ処理）＞
・微小ショット平均粒径：４５μｍ、材質：ＳｉＯ２
・噴射距離：７０ｍｍ、噴射時間：２０ｓｅｃ
・噴射圧力：０．２ＭＰａ〜０．６ＭＰａ
【００５０】
【表１】
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【００５１】
また、上記の実施例及び比較例の転がり軸受を用いて、下記の試験条件で注水試験、起動トルク測定、シールトルク測定を行った。なお、注水試験は、図６に示すように、ハウジング５０の内周面と、段付きシャフト５１の外周面との間に、実施例及び比較例によって構成される試験軸受Ａとダミー軸受Ｂとを配置した軸受装置を用いて行われる。これら軸受Ａ，Ｂの外輪間には予圧ばね５３が配置され、シャフト５１の段部とボルト５４によって位置調整される押え部材５５とで内輪を位置決めすることで、軸受Ａ，Ｂの予圧調整が行われる。注水試験は、試験軸受Ａ側に配置されたノズル５６から軸受装置に対して注水し、シャフト５１を回転することで行われる。また、シールトルク測定は、実施例（４）の転がり軸受と比較例３，４の転がり軸受について行われた。これら３つの各試験結果を表１、及び図７〜９に示す。
【００５２】
＜注水試験条件＞
・注水量：２Ｌ／ｍｉｎ
・回転速度：３０００ｍｉｎ−１（内輪）
・アキシャル荷重：４００Ｎ
・評価時間：３０ｍｉｎ
＜軸受起動トルク測定＞
・荷重：無負荷
＜シールトルク測定＞
・回転速度：３０００ｍｉｎ−１（内輪）
・アキシャル荷重：１００Ｎ
・測定値：安定値を採取
【００５３】
表１及び図７に示される注水試験では、リップ摺動面の最大粗さＲｙが２．５μｍを超える軸受の場合には、軸受空間に水浸入が発生した。一方、リップ摺動面の最大粗さが２．５μｍ以下の軸受では、水浸入量は１０ｍｇ以下であり、実施例（１）〜（５）と比較例に差異は無かった。
【００５４】
また、表１及び図８に示される軸受起動トルク測定結果では、ショットピーニングを施した実施例（１）〜（５）のどの仕様においても、ショットピーニングを施さない比較例１〜４に比べ約３０〜５０％の起動トルク低減効果が確認された。なお、起動トルクは、ショットピーニング未処理品の起動トルクを“１”として測定した。
【００５５】
さらに、図９に示されるシールトルク測定結果では、ショットピーニング未処理品のシールトルクを“１”とすると、実施例（４）におけるシールトルクが平均で約４６％低減されていることが確認できた。
【００５６】
以上の試験結果から、本発明の転がり軸受は、高密封性を維持し、シールリップ部の摩耗を低減させると共に、シールリップ部とシール摺動面との摩擦を減少させトルク低減を可能にすることがわかる。
【００５７】
（試験２）  
さらに、図１３に示す密封型深溝玉軸受を用いて、シール溝１２５ａの表面に、試験１と同条件のショットピーニング処理が施されたものを実施例（６）とし、ショットピーニング処理が施されていないものと比較例６として、図１０に示すような試験装置を使用して、回転トルクおよび密封性能を測定した。なお、摺動部の摺動面最大粗さＲｙは、実施例（６）及び従来例６とも、１．８〜２．３μｍの範囲である。また、試験１も同様であるが、接触シールにより、密封性を確保する点および回転トルクが発生する点は、本発明のロール用軸受装置に使用される密封装置と共通であり、該密封装置の性能も本試験によって簡易に確認される。
【００５８】
表２は、回転トルク測定時の試験条件を、表３は、密封性能確認試験時の試験条件を示す。
【００５９】
【表２】
2006266496.tif 000004
【００６０】
【表３】
2006266496.tif 000005
【００６１】
ここで、図１０に示した試験装置について簡単に説明する。試験軸受Ｔの内輪を外嵌固定した軸８１は、駆動軸８２の上端部にテーパ嵌合して、この駆動軸８２により、回転駆動される。また、試験軸受Ｔの外輪は外輪ホルダ８３を介してハウジング８４の内側に内嵌固定している。このハウジング８４内には、注水孔８５を通じて、試験軸受Ｔの上部に水を供給自在としている。また、ハウジング８４の上面には、静圧パッド８６を介して、所定のアキシアル荷重を付与自在としている。さらに、ハウジング８４の外周面に固定した腕片８７の先端部と図示しない固定の部分との間にはロードセル８８を設けて、軸８１の回転時にハウジング８４に加わる回転トルク（シールによる回転トルクを含む）を測定自在としている。このような試験装置を用いて、回転トルク測定および密封性能確認を行った。
【００６２】
図１１は、比較例６の回転トルクを１としたときの実施例（６）の回転トルク比を示した結果である。回転トルク測定試験の結果、比較例６と比較して、実施例（６）はトルクがおよそ１７％減少した。また、密封性能については、実施例（６）および比較例６ともに、試験後の水浸入量は１００ｍｇ以下であり、双方に差異は認められなかった。
【００６３】
この結果から、本発明による転がり軸受及びロール用軸受装置の密封装置は、密封性を保つとともに、接触シールによる回転トルクを低減させ、転がり軸受及びロール用軸受装置全体のトルクを低減させることができることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１実施形態を示す転がり軸受の部分縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す転がり軸受の部分縦断面図である。
【図３】本発明の転がり軸受の変形例を示す部分縦断面図である。
【図４】本発明の転がり軸受の他の変形例を示す部分縦断面図である。
【図５】（ａ）は、本発明の第３実施形態を示す軸受装置の部分断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＶ部拡大図である。
【図６】注水試験装置概略図である。
【図７】注水試験結果を示すグラフである。
【図８】軸受起動トルク測定結果を示すグラフである。
【図９】シールトルク測定結果を示すグラフである。
【図１０】試験２での試験装置を示す断面図である。
【図１１】試験２での回転トルクの測定結果を示すグラフである。
【図１２】一般産業用ポンプの全体構成を示す断面図である。
【図１３】従来の転がり軸受を示す部分縦断面図である。
【図１４】従来の他の転がり軸受を示す部分縦断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０，３０，４０，４０’  転がり軸受
１１      外輪
１１ａ    外輪軌道面
１２，３１，４１    内輪
１２ａ    内輪軌道面
１３      玉（転動体）
２０      シール部材
２２ｄ    ラジアルシールリップ（シールリップ部）
６０  ロール用軸受装置（軸受装置）
６３  転がり軸受
６５  密封装置
６６  スラストリング
６７  シール板
６８  接触シール
６８ａ  シールリップ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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