(57)【要約】【課題】内部に潤滑グリースを封入しているトランスミッション用転がり軸受において、外部からの摩耗粉や潤滑油等の異物に対する密封性を確保しつつ、安定した低トルクを発揮させる。【解決手段】トランスミッション内に装着した転がり軸受Ａであって、内輪４と外輪５からなる軌道輪と、転動体６と、潤滑グリースＧと、環状のシール部材７とを備えたものであり、弾性シールリップ７は、弾性シールリップ７ｂに付着した潤滑性塗膜９を介して、内輪４の外周面のシール取付溝４ａの溝壁に接触させる。潤滑性塗膜には、フッ素化合物、シリコーン、グラファイト、二硫化モリブデン等の潤滑剤を含有させる。【選択図】図１
2018119651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸の回転力を出力軸に変速して伝達するトランスミッション内に装着されるトランスミッション用転がり軸受であって、
内輪と外輪とからなる一対の軌道輪と、前記一対の軌道輪間に介在する複数の転動体と、前記一対の軌道輪間に形成される軸受空間に保持される潤滑グリースと、前記軸受空間の軸方向の両端を密封する環状のシール部材とを備え、
前記シール部材は、環状の内径側または外径側の片側縁部が対応する軌道輪に固定されたものであり、
前記シール部材のうち前記片側縁部とは他側の縁部に設けられた弾性シールリップが、対応する軌道輪に潤滑性塗膜を介して摺動自在に接触しているトランスミッション用転がり軸受。
【請求項２】
前記潤滑性塗膜が、前記弾性シールリップの表面に付着した潤滑性塗膜である請求項１に記載のトランスミッション用転がり軸受。
【請求項３】
前記潤滑性塗膜が、前記軌道輪の表面に付着した潤滑性塗膜である請求項１に記載のトランスミッション用転がり軸受。
【請求項４】
前記潤滑性塗膜が、フッ素化合物またはシリコーンを含有する潤滑性塗膜である請求項１〜３のいずれかに記載のトランスミッション用転がり軸受。
【請求項５】
前記潤滑性塗膜が、グラファイトもしくは二硫化モリブデンまたは両方の固体潤滑剤を含有する潤滑性塗膜である請求項１〜４のいずれかに記載のトランスミッション用転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等のトランスミッション内に装着されて用いられるトランスミッション用転がり軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等に用いられるトランスミッションは、動力源から伝わる入力軸の回転力を出力軸に変速して伝達する変速機または変速機構とも称されるものであり、マニュアルトランスミッション（ＭＴ）、オートマチックトランスミッション（ＡＴ）の他、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）、ＤＣＴ(Dual Clutch Transmission)、ＡＭＴ(Automated Manual Transmission)など様々な種類のものが周知である。
【０００３】
例えば、図５に要部を例示する常時噛み合い式歯車機構であるフルシンクロメッシュ機構のトランスミッションでは、入力軸側の歯車１と出力軸２側の歯車３同士が噛み合った状態で作動し、歯車１の摩耗粉や潤滑油等が飛沫となって要所の転がり軸受Ａに触れる。防塵性を高めるために、軸受空間が密封されるように環状のシール部材７を装着した転がり軸受Ａが用いられている。
【０００４】
また、図６に示すようなＣＶＴ（無段変速機）であっても、入力軸１０から出力軸１１への無端ベルト１２による回転力の伝達に遊星歯車機構を備えているものが一般的であり、またデファレンシャル１３への減速歯車列１４が備わっており、上記同様に液状の潤滑剤の存在する環境で転がり軸受が用いられている。
【０００５】
このような転がり軸受Ａの環状のシール部材７は、その内径側の縁部に弾性シールリップが設けられており、これらは内輪４に形成されたシール接触溝に接触させている。
【０００６】
そして、弾性シールリップは、内輪４と摺動する状態で転がり軸受Ａの内部に保持されている潤滑グリースまたはトランスミッション内で飛沫などから供給される潤滑油によって、摩擦低減作用をできるだけ効率よく受けるために、ショットピーニング処理が施されることが知られており、また表面の最大粗さＲｙを２．５μｍ以下にすると共に表面硬さを調整し、さらにオイルプレーティング処理する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１０７５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記した従来のトランスミッション用転がり軸受では、微量の潤滑油で、長期間の回転維持性や金属粉などの固形状の異物に対する傷つき防止性について充分なものでなく、潤滑油の不足が続く回転状態が長時間続くと、シール部材に所期した密閉性や軸受トルクの低減性が充分な効果として得られないという問題点がある。
【０００９】
特に、トランスミッション用転がり軸受内に保持される潤滑グリースは、外部から侵入した潤滑油（液状のオイル）に触れると増ちょう剤との均一な混合状態が阻害されて潤滑機能が劣化する場合がある。
【００１０】
また、潤滑グリースを軸受内部に保持しなければ、トランスミッション内の歯車からの潤滑油の跳ねかけという外部からの供給だけでは、軸受内部に充分な潤滑状態を保つことができないし、潤滑油に浸漬された環境で転がり軸受を使用されるとは限られない。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決し、トランスミッション内に装着されているトランスミッション用転がり軸受について、転がり軸受内に潤滑グリースを封入しながら、外部からの摩耗粉や潤滑油等の異物に対する密封性を確保し、安定した低トルクを耐久性よく発揮するトランスミッション用転がり軸受を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、この発明では、入力軸の回転力を出力軸に変速して伝達するトランスミッション内に装着されるトランスミッション用転がり軸受であって、内輪と外輪とからなる一対の軌道輪と、前記一対の軌道輪間に介在する複数の転動体と、前記一対の軌道輪間に形成される軸受空間に保持される潤滑グリースと、前記軸受空間の軸方向の両端を密封する環状のシール部材とを備えたものにおいて、前記シール部材は、環状の内径側または外径側の片側縁部が対応する軌道輪に固定されており、前記シール部材のうち前記片側縁部とは他側の縁部に設けられた弾性シールリップが、対応する軌道輪に潤滑性塗膜を介して摺動自在に接触する構成を採用したのである。
【００１３】
上記したように構成されるこの発明のトランスミッション用転がり軸受は、環状のシール部材の弾性シールリップを対応する軌道輪に潤滑性塗膜を介して摺動自在に接触させていることにより、軸受外部から潤滑油が供給されず油膜切れを起こすような状態でも、潤滑性塗膜から供給される潤滑剤によって弾性シールリップと軌道輪との接触面を潤滑することができる。
そのため、転がり軸受内に潤滑グリースを封入しながら、外部からの摩耗粉や潤滑油等の異物に対する密封性を確保し、安定した低トルクを耐久性よく発揮するトランスミッション用転がり軸受になる。
上記作用を確実に奏する前記潤滑性塗膜は、弾性シールリップの表面に付着した塗膜でもよく、または軌道輪の表面に付着した塗膜であってもよい。
そのような機能を有する潤滑性塗膜としては、フッ素化合物またはシリコーンを含有する塗膜であることが好ましく、またはグラファイトもしくは二硫化モリブデンまたは両方の固体潤滑剤を含有する潤滑性塗膜であってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は、外部からの摩耗粉や潤滑油等の異物に対する侵入を防止しつつ、低トルクの状態を安定させることが可能である好適なトランスミッション用転がり軸受を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態を示すトランスミッション用転がり軸受の軸方向要部断面図
【図２】図１の弾性シールリップを示す要部拡大断面図
【図３】第２実施形態の弾性シールリップを示す要部拡大断面図
【図４】第３実施形態の弾性シールリップを示す要部拡大断面図
【図５】第１実施形態の使用状態を説明するトランスミッションの要部断面図
【図６】第１実施形態の使用状態を説明する他のトランスミッションの断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明の実施形態を以下に添付図面に基づいて説明する。
図１、２、５に示す第１実施形態のトランスミッション用転がり軸受は、入力軸側の歯車１と出力軸２側の歯車３同士が噛み合った状態で作動するトランスミッション内に装着した転がり軸受Ａであって、内輪４と外輪５からなる軌道輪と、これら軌道輪４、５間に介在する複数のボールからなる転動体６と、軌道輪４、５間に形成される軸受空間Ｓに保持される潤滑グリースＧと、前記軸受空間Ｓの軸方向の両端を密封する環状のシール部材７とを備えている。なお、以下の説明では、転がり軸受の中心軸に沿った方向を「軸方向」、中心軸に直交する方向を「径方向」と呼ぶ。また、本実施形態では、転がり軸受Ａは深溝玉軸受であるが、深溝玉軸受に限らず、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、自動調心ころ軸受、スラスト玉軸受等の転がり軸受であってもよい。
【００１７】
シール部材７の外観は円環状である。シール部材７の表面の略全体が弾性を有するゴム製素材からなる。シール部材７には、当該シール部材７と軸心を共有する環状の芯金８が埋め込まれた状態で補強されている。そして、環状の外径側の片側縁部７ａが、外輪５の内径面端部に形成されたシール取付溝５ａに圧入され外輪５に固定されている。
【００１８】
また、環状のシール部材７の内径側の縁部に、二股の弾性シールリップ７ｂ、７ｃが設けられており、これらは内輪４に形成されたシール接触溝４ａを跨いで配置される。弾性シールリップ７ｃは、一方の弾性シールリップ７ｂの表面に固定されている潤滑性塗膜９を介して、内輪４の外周面のシール取付溝４ａの溝壁に接触している。
【００１９】
シール部材７の材質は、弾性シールリップ７b、７cが軌道輪に弾性的に圧接して摺動状態で使用されることを考慮し、シール性(液密性)を発揮できるように緻密であり、かつ柔軟性および耐摩耗性に優れたものであり、例えばニトリルゴム、アクリルゴムまたはフッ素ゴムからなる弾性素材を採用することが好ましい。
【００２０】
この発明に用いる潤滑性塗膜は、バインダーとなる樹脂に周知の固体潤滑剤および必要に応じて有機溶剤を混合して調製された塗料を、軌道輪またはシールリップからなる被覆対象物の表面に、例えば０．１〜２mm程度の厚さに塗装し、その後、必要に応じて加熱しながら乾燥し、硬化させ溶剤を蒸発させて得られる塗膜である。
【００２１】
このような潤滑性塗膜を形成するバインダーとしての樹脂は、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等の他、周知の塗料用樹脂を採用することができる。
【００２２】
また、このようなバインダーの樹脂に保持させる潤滑剤として、フッ素化合物またはシリコーンを採用することができる。
フッ素化合物は、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂粉末を採用できる他、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）等のフッ素オイルであってもよい。
【００２３】
また、シリコーンは、シリコーン樹脂粉末や、シリコーンゴムとシリコーン樹脂の複合粒子（シリコーンパウダー）であってもよく、またはシリコーンオイルであってもよい。
上記したオイル系潤滑剤は、バインダー樹脂の連通気孔に含浸し、または分子間に保持させる混合処理などによって含油樹脂を形成することができる。
【００２４】
また、上記したフッ素樹脂粉末等の有機系の固体潤滑剤の他、無機系の固体潤滑剤を採用することもできる。このような固体潤滑剤としては、グラファイトもしくは二硫化モリブデンまたは両方の固体潤滑剤を採用できる他、窒化ホウ素その他の周知の固体潤滑剤をバインダー樹脂に混合してもよい。
【００２５】
このような固体潤滑剤は、例えば平均粒径５μｍ以下の粉末を使用でき、またバインダー樹脂への配合割合は、バインダー樹脂の種類に応じて調整され、シールリップと同様な弾性を有する硬さに調整することを目安に、樹脂成分５〜５０質量％、固体潤滑剤５０〜９５質量％の配合が可能である。
【００２６】
実施形態の転がり軸受の軸受空間に保持される潤滑グリースＧは、特に限定されるものではないが、少なくとも基油と増ちょう剤とを含み、前記基油は、例えば鉱油単独、または鉱油とポリ-α-オレフィン（以下、「ＰＡＯ」と称す）油との混合油である。鉱油としては、例えば、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油等の通常潤滑油やグリースの分野で使用されているものをいずれも使用し得る。鉱油としてはシクロヘキサン、シクロペンタン等のナフテン系鉱油は、自動車の低温での使用条件に優れている。
【００２７】
増ちょう剤としては、ベントン、シリカゲル、フッ素化合物、リチウム石けん、リチウムコンプレックス石けん、カルシウム石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウム石けん、アルミニウムコンプレックス石けん等の石けん類、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア化合物が挙げられる。
【００２８】
潤滑グリースには必要に応じて公知のグリース用添加剤を含有させることができる。この添加剤としては、例えば、有機亜鉛化合物、アミン系、フェノール系化合物等の酸化防止剤、ベンゾトリアゾール等の金属不活性剤、ポリメタクリレート、ポリスチレン等の粘度指数向上剤、二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤、金属スルホネート、多価アルコールエステル等の防錆剤、有機モリブデン等の摩擦低減剤、エステル、アルコール等の油性剤、りん系化合物等の摩耗防止剤等が挙げられる。これらを単独または２種類以上組み合わせて添加できる。
【００２９】
図１、２に示すように、第１実施形態のトランスミッション用転がり軸受の潤滑性塗膜は、シール部材７の弾性シールリップ７ｂ、７ｃの二股のうち一方（図示では７ｂ）の表面に塗布し、乾燥および固化して潤滑性塗膜９を形成する。このような潤滑性塗膜９を内輪４の外周面に形成されたシール取付溝の溝壁に摺動自在に接触させてた状態で、トランスミッション用転がり軸受を構成する。
【００３０】
図３にその要部を示すように、第２実施形態のトランスミッション用転がり軸受は、第１実施形態におけるシール部材７の二股の弾性シールリップ７ｂ、７ｃについて、両方の弾性シールリップ７ｂ、７ｃの表面にそれぞれ潤滑性塗膜９を形成したこと以外は、第１実施形態と同様にしてトランスミッション用転がり軸受を構成したものである。
【００３１】
また、図４に示すように、第３実施形態のトランスミッション用転がり軸受は、第１実施形態におけるシール部材の二股の脚部に潤滑性塗膜を形成することに代えて、潤滑性塗膜９を内輪４の外周面に形成されたシール取付溝４ａの溝壁に塗装し、硬化させて固定し、その他の構成は第１実施形態と同様にしてトランスミッション用転がり軸受を構成したものである。
【００３２】
このように第１〜３の実施形態の弾性シールリップと軌道輪との接触面は、いずれも潤滑性塗膜９を介して接するので、摺動面には塗膜から供給された固体潤滑剤または液体潤滑剤が常に充分に潤滑されるから、弾性シールリップの密封性が安定し、かつ転がり軸受内に潤滑グリースを確実に封入できる。
【実施例】
【００３３】
［実施例１〜３、比較例１］
図１に示す構造の第１実施形態のトランスミッション用転がり軸受として、外輪の外径寸法７２．０ｍｍ、内輪の内径寸法３５．０ｍｍ、転動体（鋼球）の直径１１．１ｍｍの深溝玉軸受を採用し、表面がニトリルゴムで形成されている弾性シールリップについて、二股の脚部のうちの一方（図２に示す部分）に表１に示すウレタン樹脂をバインダーとする塗料として、(実施例1)グラファイト系塗料、(実施例2)シリコーンオイル系塗料、(実施例3)フッ素系塗料を、それぞれ厚さ約１０μｍに塗布し、乾燥させて潤滑性塗膜を形成した。
なお、上記潤滑性塗膜を形成しなかったこと以外は、全く同じ構成の深溝玉軸受を比較例１とした。
【００３４】
得られた実施例及び比較例について、軸受トルクを、ラジアル荷重５００Ｎ、回転速度４０００r/min、軸受温度３０℃、潤滑油：ＡＴＦ(Automatic Transmission Fluid)の条件で測定した。その結果を表１に示した。なお、トルク比率は、潤滑性塗膜を形成しなかった比較例１のトルクを１とした場合の比率を示した。
【００３５】
【表１】
2018119651.tif 000003
【００３６】
［実施例４、５、比較例２］
図４に示す構造の第３実施形態のトランスミッション用転がり軸受として、外輪の外径寸法７２．０ｍｍ、内輪の内径寸法３５．０ｍｍ、転動体（鋼球）の直径１１．１ｍｍの深溝玉軸受を採用し、表面がニトリルゴムで形成されている弾性シールリップを使用し、潤滑性塗膜を内輪の外周面に形成されたシール取付溝の溝壁に塗装し、硬化させた。すなわち、表２に示す塗料として(実施例４)グラファイト・フッ素樹脂系塗料、(実施例５)モリブデン・フッ素樹脂系塗料をそれぞれ厚さ約１０μｍに塗布し、乾燥させて潤滑性塗膜を形成した。
なお、上記潤滑性塗膜を形成しなかったこと以外は、全く同じ構成の深溝玉軸受を比較例２とした。
【００３７】
得られた実施例及び比較例について、軸受トルクを、ラジアル荷重５００Ｎ、回転速度４０００r/min、軸受温度３０℃、潤滑油：ＡＴＦの条件で測定した。その結果を表２に示した。なお、トルク比率は、潤滑性塗膜を形成しなかった比較例２のトルクを１とした場合の比率を示した。
【００３８】
【表２】
2018119651.tif 000004
【００３９】
表１、２の結果からも明らかなように、実施例１〜５のように弾性シールリップの表面または弾性シールリップが接触する軌道輪の表面に潤滑性塗膜を形成することにより、軸受トルクにおける大きな割合を占めるシールトルクが充分に軽減され、低トルクの状態を安定させることができるトランスミッション用転がり軸受になったことがわかる。このようなトランスミッション用転がり軸受が自動車のトランスミッションに採用されることにより、自動車の省燃費化にも寄与することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  入力軸側の歯車
２、１１  出力軸
３  歯車
４  内輪
４ａ、５ａ  シール取付溝
５  外輪
６  転動体
７  シール部材
７ａ  縁部
７ｂ、７ｃ  弾性シールリップ
８  芯金
９  潤滑性塗膜
１０  入力軸
１２  無端ベルト
１３  デファレンシャル
１４  減速歯車
【図１】
2018119651.tif 000005
【図２】
2018119651.tif 000006
【図３】
2018119651.tif 000007
【図４】
2018119651.tif 000008
【図５】
2018119651.tif 000009
【図６】
2018119651.tif 000010