(57)【要約】【課題】内輪と外輪間の空間の軸方向両端の入口を封止する軸受シールを内部への異物の侵入防止と低トルク化の２つの要求を併せて満たし得るものにすることを目的とする。【解決手段】軸受シールを、円環状の芯金２を備え、前記芯金２のうち前記軸受の内側に置かれる端面には、無端の環状溝４と、前記環状溝４と連通して当該環状溝４から外径側及び内径側の少なくとも一方に向かって延びる少なくとも１つのオイル誘導溝５とが形成されているものにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受の内輪と外輪間の転動体が組み込まれた空間の入口を、前記内輪と前記外輪に接して封止する軸受シールであって、
円環状の芯金（２）を備え、
前記芯金（２）のうち前記軸受の内側に置かれる端面には、無端の環状溝（４）と、前記環状溝（４）と連通して当該環状溝（４）から外径側及び内径側の少なくとも一方向に向かって延びる少なくとも１つのオイル誘導溝（５）とが形成されている軸受シール。
【請求項２】
前記オイル誘導溝（５）が周方向に定ピッチで複数設けられている請求項１に記載の軸受シール。
【請求項３】
前記オイル誘導溝（５）が周方向に定ピッチで多数設けられている請求項１に記載の軸受シール。
【請求項４】
前記オイル誘導溝（５）の周方向に向き合う２つの溝側面（ｆｇｓ、ｒｇｓ）は、当該オイル誘導溝（５）の径方向内端と径方向外端における距離（Ｌ１）が前記環状溝（４）に交わる位置での距離（Ｌ）よりも大となる方向に傾いた面となっている請求項１〜３のいずれかに記載の軸受シール。
【請求項５】
前記オイル誘導溝（５）の周方向に向き合う２つの溝側面（ｆｇｓ、ｒｇｓ）が平坦な面である請求項４に記載の軸受シール。
【請求項６】
前記オイル誘導溝（５）の周方向に向き合う２つの溝側面（ｆｇｓ、ｒｇｓ）が凹形に湾曲した面である請求項４に記載の軸受シール。
【請求項７】
前記環状溝（４）とオイル誘導溝（５）が、前記芯金（２）の両端面に設けられている
請求項１〜６のいずれかに記載の軸受シール。
【請求項８】
内輪（１１）と、
外輪（１２）と、
前記内輪（１１）と前記外輪（１２）間に配置される転動体（１３）と、
前記転動体（１３）を保持する保持器（１４）と、
前記内輪（１１）と前記外輪（１２）間の空間の軸方向両端の入口に設置された請求項１〜７のいずれかに１項に記載の軸受シール（１）と、を備え、
前記内輪（１１）と前記外輪（１２）に接した前記軸受シール（１）によって、前記空間の前記入口が封鎖されたシール付軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軸受内部への異物の侵入を防止する目的、かつ、低トルク化を実現する目的で軸受に組み付けられる工夫された構造を持った軸受シールと、それを用いたシール付軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の変速機内にはギヤの摩耗粉などの異物が混在する。このため、変速機内に設置する軸受は、ギヤなどの早期破損を防止するために、異物の内部への侵入防止機能を有するシール付軸受が採用されている。シール付軸受は、異物の侵入防止機能に加えて、軸受内部の潤滑油の流出を防ぐ機能を有している。
【０００３】
そのシール付軸受は、内輪と外輪間の転動体が組み込まれた内部空間の両側の入口を、内外輪に接する接触タイプのリング状の軸受シール（密封板）で塞いだものである。
【０００４】
そのシール付軸受の従来例として、例えば、下記特許文献１，２などに記載されたものがある。
【０００５】
特許文献１の玉軸受は、内部（反リム側の端部とリム側の端部）に特殊形状の環状部材（反リム側の部材は内周面に突条を有し、リム側の部材は内周面に凹溝を有する）を装着することで、内部に封入される潤滑油に、外部への漏出を防ぐ流れを生じさせるようにしたものであって、軸受シール（シールリングと称している）は、潤滑油の流出を防ぐ目的としたものになっている。
【０００６】
また、特許文献２の玉軸受は、保持器を工夫して軸受の回転トルク低減を図ったものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−９５４５１号公報
【特許文献２】特開２００７−３２７５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
転がり軸受は、通常、オイルやグリースを潤滑油として使用し、金属同士の直接の接触を無くする（金属間に油膜を介在する）ことで、転走面の剥離や焼付きなどのトラブルを防いでいる。
【０００９】
それでもなお、内輪や外輪が回転することによって転走面に存在する軸受内部の潤滑油は外側に押しのけられることから、金属接触部に十分な量の潤滑油を保持することができなくなって軸受の損傷を招くことが懸念される。
【００１０】
そこで、その懸念の解消策として、軸受の内部に潤滑油を多量に封入、もしくは外部から供給して十分な潤滑を実現することが考えられる。
【００１１】
しかしながら、この方法は、回転する内部の保持器が軸受内部の潤滑油に衝突することでその保持器の回転に抵抗が生じ、軸受全体の回転トルクが大きくなって、自動車の燃費性能に悪影響がでる。
【００１２】
前記特許文献１の玉軸受は、内部の潤滑油に、外部への漏出を防ぐ流れを生じさせることで潤滑性能の低下の問題に対応しているが、この特許文献１の対策では、外部への漏出が防止された潤滑油が内部に溜まる。そのために、潤滑油に対する保持器の衝突とそれによる回転トルクの増加が起こる。
【００１３】
変速機用の軸受については、異物の侵入防止と併せて燃費削減のための低トルク化も要求されており、特許文献１の玉軸受は、その２つの要求を同時に満たすことができない。
【００１４】
また、その特許文献１の玉軸受は、内周面に突条を有する反リム側の部材と内周面に凹溝を有するリム側の部材が別途必要になり、軸受の生産性やコストにも悪影響がでる。
【００１５】
前記特許文献２の玉軸受は、転動体の数を減らした特殊形状の保持器を用いることで軸受内部の潤滑油に対する保持器の衝突による抵抗（攪拌抵抗）の増加を抑え、これにより、回転トルクの低減を実現しているが、保持器を特殊形状にするとその保持器の肉厚が厚くなって保持器の質量が大きくなる。
【００１６】
回転体に作用する遠心力はその回転体の質量に比例するので、保持器の質量が大きくなると軸受回転時に保持器の低断面積部に遠心力が集中し、保持器の疲労促進などに繋がることが懸念される。
【００１７】
近年、ＥＶ（電気自動車）やＨＥＶ（ハイブリッド電気自動車）が普及し、これに伴い、駆動軸（メインドライブシャフト）の回転速度の高速化が要求され、その駆動軸の回転数も増加する傾向にあるが、遠心力は回転速度の２乗に比例するため、回転速度の増加により上記の懸念はさらに高まる。
【００１８】
このように、従来の軸受は、異物の侵入防止と低トルク化の２つの要求を併せて満たし得るものではなかった。
【００１９】
そこで、この発明は、部品数を増加させずに変速機用軸受などに要求されている内部への異物の侵入防止と低トルク化の２つの要求を併せて満たし得るようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記の課題を解決するため、この発明においては、下記する軸受シールとそれを用いたシール付軸受を提供する。
【００２１】
この発明の軸受シールは、軸受の内輪と外輪間の転動体が組み込まれた空間の入口を、前記内輪と前記外輪に接して封止する軸受シールであって、円環状の芯金を備え、
前記芯金のうち前記軸受の内側に置かれる端面には、無端の環状溝と、前記環状溝と連通して当該環状溝から外径側及び内径側の少なくとも一方向に向かって延びる少なくとも１つのオイル誘導溝とが形成されているものである。
【００２２】
前記オイル誘導溝は、軸受の保持器と軸受シールは相対回転を生じるので最低１つあればよいが、周方向に定ピッチで複数設けるのがよい。そのオイル誘導溝の設置の効果は、その溝の設置数が多くなるほど高まる。
【００２３】
前記オイル誘導溝の周方向に向き合う２つの溝側面は、オイル誘導溝の径方向外端と径方向内端における距離が前記環状溝に交わる位置での距離よりも大となる方向に傾いた面（溝の幅方向中心を通る放射方向の線に対して傾きをもった面）にするのがよく、その傾いた溝側面は、凸部の存在しない平坦な面や凹形に湾曲した面が好ましい。
【００２４】
なお、前記オイル誘導溝と環状溝は、前記芯金の両端面に設けることができる。芯金のうち軸受の外側に置かれる端面は、高分子材料のシール部材が複合化されてそのシール部材によって覆われることが多い。
【００２５】
そのため、芯金のうち軸受の外側に置かれる側の端面に設けるオイル誘導溝と環状溝は、前記シール部材が複合化された段階でオイル誘導の機能を喪失するが、オイル誘導溝と環状溝が芯金の両端面にあると、後述する利点が得られる。
【００２６】
この発明は、内輪と、外輪と、その内輪と外輪間に配置される転動体と、その転動体を保持する保持器を備え、前記内輪と外輪間の空間の軸方向両端の入口に前記軸受シールが設置されて内輪と外輪に接したその軸受シールによって内部空間が封鎖されたシール付軸受も併せて提供する。
【発明の効果】
【００２７】
この発明の軸受シール及びそれを用いたシール付軸受は、回転する保持器によって転走面から外側に向けて押し出された潤滑油を反転させて転走面に送り返す働きをする。
【００２８】
保持器によって外側に向けて押し出された潤滑油は、軸受シールの芯金に設けたオイル誘導溝と環状溝に流入する。そして保持器の回転により環状溝の中で周方向の流れを生じる。
【００２９】
これにより、環状溝内に順次流れ込む潤滑油はオイル誘導溝に流れ、オイル誘導溝に直接流入した潤滑油と環状溝から流入する潤滑油に、環状溝に対するオイル誘導溝の接続点
を始端、オイル誘導溝の径方向外端と径方向内端を終端とする流れが生じる。
【００３０】
その流れにより、転走面から押し出された潤滑油は再度転走面に戻され、保持器が回転している間はその循環流が維持されて転走面の潤滑不足が回避される。
【００３１】
また、循環流が生じることで転走面の潤滑が良好になされるため、軸受の内部に潤滑油を多量に封入したり外部から供給したりする手法を採る必要がなく、その手法を採用することに起因する回転トルクの増加も回避される。
【００３２】
さらに、芯金にオイル誘導溝と環状溝を設けても軸受シールによる異物の侵入防止の機能は何ら変化せず、軸受の内部への異物の侵入防止も確実になされる。元々必要な芯金に
オイル誘導溝と環状溝を設けているので、部品数の増加もない。
【００３３】
なお、芯金にオイル誘導溝が定ピッチで多数設けられた軸受シールは、オイル誘導溝に流入した潤滑油の転走面に対する再供給が転走面の各部において偏り無く行われ、軸受の潤滑不良による損傷がより起こり難くなる。そのために、軸受の寿命が延びる。
【００３４】
また、オイル誘導溝の溝側面を上述した方向に傾けた軸受シール、中でも、凸部の存在しない溝側面を持つオイル誘導溝は、保持器に押し出されて前記オイル誘導溝に流入した潤滑油が、オイル誘導溝の径方向内外端に向かってスムーズに流れ、転走面に向かう循環流の流れが安定して転走面の潤滑性能向上と回転トルク低減の効果がより高まる。
【００３５】
このほか、オイル誘導溝と環状溝を芯金の両端面に設けた軸受シールは、芯金の一端面と他端面の方向性が無くなり、その芯金の片面にゴムなどの高分子材料のシール部材を加硫して一体化する際にシール部材を設ける面を間違える心配が無くなる。
【００３６】
これに加え、片面のオイル誘導溝と環状溝により、芯金に対するシール部材の付着性が高められ、シール部材が剥がれ難くなる利点も生じる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の軸受シールの端面を示す平面図である。
【図２】図１の軸受シールの一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図３】図１の軸受シールに設けた芯金の平面図である。
【図４】軸受シールに設ける芯金の他の例を示す平面図である。
【図５】軸受シールに設ける芯金のさらに他の例を示す平面図である。
【図６】芯金に設けたオイル誘導溝と環状溝のオイル誘導作用の説明図である。
【図７】芯金に設けたオイル誘導溝の溝側面に凸部がある場合のオイル誘導作用の説明図である。
【図８】この発明のシール付軸受の一例の要部を示す断面図である。
【図９】この発明のシール付軸受の変速機での使用例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、この発明の軸受シールとそれを用いたシール付軸受の実施の形態を、添付図面の図１〜図９に基づいて説明する。
【００３９】
図１及び図２に示した軸受シール１は、円環状に成形された芯金２とその芯金２に加硫成形して複合化された高分子材料製（例えば、ゴム製）のシール部材３とからなる。
【００４０】
芯金２は、スチール鋼やステンレス鋼などからなる金属板を打ち抜き成形したものである。図示の芯金２には、シール部材３中に埋め込まれるフランジ（９０°曲げ部）２ａが外径側の端部に形成されている。なお、フランジ２ａは、芯金２に形成されていなくてもよい。
【００４１】
また、この芯金２のうち、少なくとも軸受の内側に置かれる端面には、本発明を特徴づける環状溝４とオイル誘導溝５とが両端面に形成されている。実施形態については、具体的には、環状溝４及びオイル誘導溝５は、芯金２のうち軸心方向両側の端面に形成されている。その環状溝４とオイル誘導溝５は、例えば、プレス成形するなどして簡単に付与することができる。
【００４２】
環状溝４は、周方向に延びて芯金２の端面を１周する無端の溝である。
【００４３】
図１、図２の軸受シール１に用いた芯金２の詳細を図３に示す。この図３の芯金２に設けられたオイル誘導溝５は、第１溝５ａと、第２溝５ｂとを有している。第１溝５ａは、
環状溝４に接続されており、環状溝４との接続部から外径側に向かって延びている。
【００４４】
第２溝５ｂは、環状溝４に接続されており、環状溝４との接続部から内径側に向かって延びている。第１溝５ａ及び第２溝５ｂは、芯金２の中心（軸心）から延びる放射線上に配置された直線状の溝であり、図１、図２に例示された溝は、その溝幅が一定である。
【００４５】
環状溝４は、隣り合うオイル誘導溝５の径方向略中央部分同士を接続して、周方向に延びている。この環状溝４に対して、第１溝５ａ及び第２溝５ｂが連通している。この環状溝４が芯金２に設けられることで、第１溝５ａと第２溝５ｂが、環状溝４が無い状態で連なっているオイル誘導溝に比べて、前記オイル誘導溝５の保持器回転方向前方の溝側面ｆｇｓの面積が減少する。なお、環状溝４は、径方向に位置を変えて複数あってもよい。
【００４６】
オイル誘導溝５は、周方向に定ピッチで多数設けられている。例えば、図示の芯金２のオイル誘導溝５は、６°の設置ピッチで設けられており、そのオイル誘導溝５は、総数が６０となっている。
【００４７】
保持器回転方向後方の溝側面ｒｇｓは、保持器が逆転したときには保持器回転方向前方の溝側面に変わる。従って、この溝側面ｒｇｓについても、溝側面ｆｇｓと同じことが言える。
【００４８】
環状溝４の設置により、転走面から押し出されて保持器の回転方向前方に向けて流れる潤滑油が溝側面ｆｇｓやｒｇｓに突き当たる量が少なくなり、その突き当たりに起因したトルク上昇が緩和される。
【００４９】
また、潤滑油が環状溝４とオイル誘導溝５に余分に流入するとその余分な潤滑油が環状溝４を伝って保持器の回転方向前方のオイル誘導溝５に送られ、押し出された潤滑油がスムーズに流れる。
【００５０】
シール部材３は、接触シールと称されているものであって、図８に示すように、軸受１０の外輪１２に設けられた係止溝１２ａに嵌め込む取付け部３ａを径方向外端に、軸受１０の内輪１１に接触させるシールリップ３ｂを径方向内端にそれぞれ有する。
【００５１】
芯金２では、環状溝４とオイル誘導溝５とが互いに背を向けた両端面に設けられている。この形態の芯金２は、一端面と他端面の方向性が無く、シール部材３を設ける面の確認間違いが起こらない。
【００５２】
また、溝の働きによって芯金２の片面に設けるシール部材３の付着力が高まって、そのシール部材３が芯金２から剥がれ難くなる。
【００５３】
芯金２に設けるオイル誘導溝５は、図３に示す形状に限らず、図４或いは図５に示すような形状の溝であってもよい。
【００５４】
図４に示すオイル誘導溝５の周方向に向き合う２箇所の溝側面ｆｇｓ、ｒｇｓは、当該オイル誘導溝５の径方向外端（第１溝５ａの終端）と径方向内端（第２溝５ｂの終端）における距離Ｌ１が、環状溝４に交わる位置での距離Ｌよりも大となる方向に傾いた平坦な面となっている。具体的には、溝側面ｆｇｓ、ｒｇｓは、芯金２の中心から径方向外側に延び、かつ、オイル誘導溝５の幅方向（周方向）中心を通る放射線に対して傾きをもっている。
【００５５】
また、図５に示すオイル誘導溝５の周方向に向き合う２箇所の溝側面ｆｇｓ、ｒｇｓは、当該オイル誘導溝５の径方向外端と径方向内端における距離Ｌ１が、環状溝４に交わる位置での距離Ｌよりも大となる方向に傾いた凹形湾曲面となっている。
【００５６】
図４及び図５に示す平坦な溝側面、凹形に湾曲した溝側面はいずれも、それらの面の途中に凸部が存在しない面となっている。
【００５７】
保持器回転方向前方の溝側面（例えばｆｇｓ）が図示の方向に傾いていると、第１溝５ａと第２溝５ｂに流入した潤滑油が図６の矢印方向に流れて溝側面ｆｇｓに沿って支障なくオイル誘導溝５の終端側（第１溝５ａの径方向外側と第２溝５ｂの径方向内側）に移動し、転走面に対する潤滑油の還流がスムーズに進行する。
【００５８】
例えば、図７のように、溝側面ｆｇｓの途中に凸部６がある場合には、オイル誘導溝５の終端に向かう潤滑油がその凸部６に沿って反転したりして流れが乱れ、転走面への潤滑油の還流がスムーズになされなくなることが考えられる。凸部６が無ければそのような懸念は生じない。
【００５９】
図８は、この発明のシール付軸受の一例である。図示のシール付軸受１０は、玉軸受であって、駆動軸２２の外周に固定される内輪１１と、ケーシング２１などに固定される外輪１２と、その内外輪間に配置される転動体（この実施形態では、ボール）１３と、その転動体を保持する保持器１４と、内輪１１と外輪１２間の空間の軸方向両側の入口をそれぞれ封止する軸受シール１とからなる。
【００６０】
なお、図８のシール付軸受１０は玉軸受に限らず、ころ軸受であってもよい。
【００６１】
軸受シール１では、芯金２のうち軸心方向の端面Ｓ１、Ｓ２に、環状溝４とオイル誘導溝５とが設けられている。
【００６２】
また、本発明の主目的は、環状溝４とオイル誘導溝５を、芯金２の軸受の内側に置かれる端面（芯金２のうち転動体１３と軸方向に対向する側の端面）Ｓ１のみに設ける構成によっても達成される。
【００６３】
図９は、この発明のシール付軸受１０の使用の一例である。図９に示す符号２０は変速機であり、この変速機２０のケーシング２１にシール付軸受１０が組み込まれ、そのシール付軸受１０によってケーシングを貫通した駆動軸（メインドライブシャフト）２２の一端側が回転可能に支持されている。この図９の鎖線は内部のギヤ類などの一部を簡略化して示している。
【００６４】
この変速機２０は、この発明のシール付軸受を採用したことによって駆動軸２２の回転抵抗が小さくなり、さらに、軸受の長寿命化が可能になるほか、ケーシング２１の内部への異物の侵入防止の効果も安定して維持される。
【００６５】
なお、前述の実施形態では、オイル誘導溝５は、環状溝４から外径側と内径側に向かってそれぞれ延びていたが、これに限らず、環状溝４から外径側及び内径側の少なくとも一方に向かって延びていてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１          軸受シール
２          芯金
２ａ        フランジ
３          シール部材
３ａ        取付け部
３ｂ        シールリップ
４          環状溝
５          オイル誘導溝
５ａ        第１溝
５ｂ        第２溝
ｆｇｓ      保持器回転方向前方の溝側面
ｒｇｓ      保持器回転方向後方の溝側面
６          凸部
１０        シール付軸受
１１        内輪
１２        外輪
１２ａ      係止溝
１３        転動体
１４        保持器
２０        変速機
２１        ケーシング
２２        駆動軸
【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】
2018040433.tif 000007
【図６】
2018040433.tif 000008
【図７】
2018040433.tif 000009
【図８】
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【図９】
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