(57)【要約】【課題】  軸受内部空間の圧力変動が抑制され、密封性の低下や密封装置の損傷が生じにくい転がり軸受を提供することを課題とする。【解決手段】  深溝玉軸受に取り付けられた接触形シール５は、弾性材からなるシール本体５ａと補強部材である芯金５ｂとを備えている。芯金５ｂの平板状部には貫通孔１１が形成されていて、この貫通孔１１の内部にシール本体５ａを構成する弾性材が充填された状態となっているので、シール本体５ａの芯金５ｂが接合された部分のうち一部（貫通孔１１が位置している部分）が、軸受内部空間１０と軸受外部との両方に露出した状態となっている。【選択図】  図１
2005226826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪及び前記外輪の間に形成された軸受内部空間の内圧を調整する内圧調整手段と、を備える転がり軸受であって、
前記内圧調整手段は、前記軸受内部空間と軸受外部との両方に露出し、且つ、前記軸受内部空間及び前記軸受外部に向かって突出するように可逆的に変形可能な変形可能部材を備えることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記内輪及び前記外輪のいずれか一方に取り付けられ他方に滑り接触する弾性材製のシール本体と、前記シール本体に一体的に接合され前記シール本体を補強する補強部材と、を有する密封装置によって、前記内輪及び前記外輪の間の隙間の開口が塞がれていて、前記シール本体の前記補強部材が接合された部分のうち一部が、前記変形可能部材として機能す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】
前記補強部材に貫通孔が形成されており、前記シール本体の前記補強部材が接合された部分のうち前記貫通孔が位置している部分が、前記軸受内部空間と前記軸受外部との両方に露出し、前記変形可能部材として機能することを特徴とする請求項２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記内圧調整手段は、前記内輪及び前記外輪の少なくとも一方に設けられた、前記軸受内部空間と前記軸受外部とを連通する貫通孔と、該貫通孔を塞ぐように取り付けられた前記変形可能部材と、で構成されており、前記変形可能部材は可撓性材料で構成されてい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５】
前記内輪及び前記外輪の間の隙間の開口が密封蓋で塞がれており、この密封蓋に設けられた、前記軸受内部空間と前記軸受外部とを連通する貫通孔と、該貫通孔を塞ぐように取り付けられた前記変形可能部材と、で前記内圧調整手段が構成され、前記変形可能部材は可撓性材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、オルタネータ，コンプレッサ，アイドラプーリ等のようなエンジンルーム内に設置される自動車用補機等に使用される従来の転がり軸受について説明する。上記のような各種機械装置の回転支持部には、図１５に示すような密封装置を備える転がり軸受が使用されている。この転がり軸受は、外周面に内輪軌道１０１ａを有する内輪１０１と、内周面に外輪軌道１０２ａを有する外輪１０２と、これら内輪軌道１０１ａと外輪軌道１０２ａとの間に転動自在に配された複数の転動体１０３と、転動体１０３を転動自在に保持する保持器１０４と、内輪１０１及び外輪１０２の間の隙間の開口を塞ぐ接触形シール１０５，１０５と、を備えている。
【０００３】
そして、内輪１０１，外輪１０２，及び接触形シール１０５，１０５で囲まれ、転動体１０３が配された軸受内部空間１１０には、内輪軌道１０１ａ及び外輪軌道１０２ａと転動体１０３の転動面との転がり接触部の潤滑を行うグリース等の潤滑剤（図示せず）が封入されており、接触形シール１０５，１０５により密封されている。
この接触形シール１０５は、外輪１０２の内周面の軸方向端部に取り付けられ内輪１０１の外周面に滑り接触するシール本体１０５ａと、シール本体１０５ａに一体的に接合されシール本体１０５ａを補強する補強部材である芯金１０５ｂと、を備えている。シール本体１０５ａは、弾性材製の板状部材を円環状に形成してなり、芯金１０５ｂは、鋼板等の金属板を円環状に形成してなる。そして、シール本体１０５ａと芯金１０５ｂとが重ねて接合されており、芯金１０５ｂの外周縁部よりも径方向外方に突出するシール本体１０５ａの外周縁部が、外輪１０２の内周面の軸方向両端部に形成された係止溝１０２ｂに取り付けられ、芯金１０５ｂの内周縁部よりも径方向内方に突出するシール本体１０５ａの内周縁部が、内輪１０１の外周面に滑り接触するようになっている。
【０００４】
また、弾性材としては、転がり軸受の使用温度によって、ニトリルゴム，水素添加ニトリルゴム，アクリルゴム，フッ素ゴム等が一般的に使用されている。
近年のエンジンの高性能化，高出力化に伴い、転がり軸受に対する信頼性向上の要求が厳しくなっており、特に、密封装置を備えた転がり軸受の密封性の向上が望まれている。エンジンルーム内に設置される自動車用補機等の回転支持部を構成する転がり軸受の場合は、自動車を始動させてから初期に転がり軸受の回転速度が急激に高まり、転がり軸受の温度が上昇する。このため、軸受内部空間の圧力が上昇し、転がり軸受の内部に封入された潤滑剤が軸受内部空間から押し出されて漏洩することがあるので、転がり軸受の密封性の向上が望まれる。
【０００５】
一方、転がり軸受が定常状態で運転されていても、自動車が水溜りの中等を走行した際に車輪が水や泥水を巻き上げると、転がり軸受も水や泥水に曝されることとなる。この場合は、温度が上昇している転がり軸受が水により急激に冷却されるため、軸受内部空間の圧力が低下する。そして、接触形シール１０５の内周縁部が内輪１０１の外周面に強く押し付けられた結果、摩擦抵抗が上昇して、接触形シール１０５の内周縁部のシールリップ１０５ｃに著しい摩耗が生じ、転がり軸受の密封性が低下するおそれがある。
【０００６】
また、軸受内部空間の圧力が低下することにより、水や泥水が軸受内部空間に吸入されるおそれもある。さらに、極端な場合には、接触形シール１０５の内周縁部が軸受内部空間に引き込まれて、シールリップ１０５ｃが折損して転がり軸受の密封性が損なわれてしまうおそれもある。
このようなことから、接触形シールの内周縁部又は外周縁部に切り欠きを設けて、軸受内部空間の圧力変動を抑制する試みがなされている。しかしながら、このように欠きを設けて空気が流通するようにすると、軸受内部空間の圧力変動を抑制する効果は優れているものの、接触形シールの内周縁部又は外周縁部に隙間を有していることになるから、転がり軸受が十分な密封性を有しているとは言えない。
【０００７】
次に、自動車等の車輪を回転自在に支持する車輪支持用転がり軸受について説明する。図１６は、自動車の車輪を懸架装置に支持する自動車用ハブユニットの断面図である。なお、この自動車用ハブユニットは、駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、４輪駆動車の全輪）を独立式の懸架装置に支持するためのものである。
炭素鋼（Ｓ５３ＣＧ）で構成され高周波焼入れ処理を施された外輪２０１は、外周面に形成された取付部２０２によって図示しない懸架装置に固定されており、使用時に回転しない。このような固定側軌道輪である外輪２０１の内径側には、回転側軌道輪である内輪相当部材２０３が、外輪２０１と同心に配されていて、使用時には内輪相当部材２０３が回転するようになっている。
【０００８】
この内輪相当部材２０３は、炭素鋼（Ｓ５３ＣＧ）で構成され高周波焼入れ処理を施されたハブ２０４と、軸受鋼（ＳＵＪ２）で構成され焼入れ処理を施された内輪２０５とからなる。このうちハブ２０４の中心部にはスプライン孔２０６が、外端側部分の外周面には取付フランジ２０７が、それぞれ形成されている。車両への組み付け時には、図示しない等速ジョイントに付属したスプライン軸をスプライン孔２０６に挿入し、取付フランジ２０７に車輪を固定する。なお、本明細書においては、自動車用ハブユニットを車両に取り付けた状態において、車両の幅方向外側を向いた部分を外端側部分と称し、幅方向中央側を向いた部分を内端側部分と称する。すなわち、図１６においては、左側が外端側となり、右側が内端側となる。
【０００９】
また、外輪２０１の内周面に複列の外輪軌道２０８，２０８が、ハブ２０４の中間部の外周面と内輪２０５の外周面とに内輪軌道２０９，２０９が、それぞれ形成されている。そして、これら各外輪軌道２０８，２０８と内輪軌道２０９，２０９との間に、転動体２１０，２１０がそれぞれ複数個ずつ配され、外輪２０１の内側で内輪相当部材２０３が回転自在とされている。
【００１０】
なお、各転動体２１０，２１０は、それぞれ保持器２１１，２１１によって転動自在に保持されている。また、図示の例では、転動体２１０，２１０として玉を使用しているが、重量が嵩む車両用の軸受の場合には、転動体としてテーパころを使用する場合もある。さらに、外輪２０１の内端側部分の内周面と内輪２０５の内端側部分の外周面との間、並びに、外輪２０１の外端側部分の内周面とハブ２０４の中間部の外周面との間には、それぞれシール装置２１２ａ，２１２ｂが設けられており、外輪２０１の内周面と内輪相当部材２０３の外周面との間で、各転動体２１０，２１０が設置され、さらに各転動体２１０，２１０と外輪軌道２０８，２０８及び内輪軌道２０９，２０９との潤滑のためのグリースが充填された軸受内部空間２１３の両端開口が塞がれている。
【００１１】
次に、従動輪（ＦＦ車の後輪、ＦＲ車及びＲＲ車の前輪）を独立式の懸架装置に支持する自動車用ハブユニットについて、図１７を参照しながら説明する。なお、図１７においては、図１６と同一又は相当する部分には、図１６と同一の符号を付してある。
この図１７に示した自動車用ハブユニットは、従動輪用であることに伴い、ハブ２０４の中心部にスプライン孔を有していない。また、このハブ２０４の内端側部分に設けた円筒部２３１の先端部を径方向外方に塑性変形させてかしめ部２３２を形成し、このかしめ部２３２によりハブ２０４と共に内輪相当部材２０３を構成する内輪２０５を抑え付けている。また、この図１７に示した従動輪用の自動車用ハブユニットの場合は、前述の図１６に示した駆動輪用の自動車用ハブユニットの場合とは異なり、各転動体２１０，２１０が設置されグリースが充填された軸受内部空間２１３の両端開口が、１つのシール装置２１２ｂと密封蓋２４１とにより塞がれている。なお、ハブ２０４は、炭素鋼（Ｓ５３ＣＧ）で構成され高周波焼入れ処理が施されており、内輪２０５は、ＳＵＪ２で構成され焼入れ処理が施さている。また、密封蓋２４１は、ステンレス鋼板等の金属板にプレス加工等の打ち抜き加工及び塑性加工を施すことにより形成されるか、又は、合成樹脂により形成されている。
【００１２】
次に、シール装置２１２ａ及び２１２ｂの構造を、図１８及び図１９を参照しながら詳細に説明する。なお、シール装置２１２ａ及び２１２ｂにおいては、密封される軸受内部空間２１３に近い側を内側、遠い側を外側と呼ぶ。まず、図１８に示すシール装置２１２ａは、芯金３０５とスリンガ３０６と弾性部材３０７とで構成されている。このうち芯金３０５は、低炭素鋼板等の金属板にプレス加工等の打ち抜き加工及び塑性加工を施すことにより、一体的に成形されている。このような芯金３０５は、外輪２０１の端部の内周面に内嵌固定可能な外径側円筒部３０９と、この外径側円筒部３０９の内側縁（図１８における左側縁）から径方向内方に折れ曲がった内側円輪部３１０と、を備えており、断面略Ｌ字形の円環状部材である。
【００１３】
また、スリンガ３０６は、ステンレス鋼板等の優れた耐食性を有する金属板に、プレス加工等の打ち抜き加工及び塑性加工を施すことにより一体的に成形されている。このようなスリンガ３０６は、内輪２０５の内端側部分の外周面に外嵌固定可能な内径側円筒部３１２と、この内径側円筒部３１２の外側縁（図１８における右側縁）から径方向外方に折れ曲がった外側円輪部３１３とを備えており、断面略Ｌ宇形の円環状部材である。
【００１４】
さらに、弾性部材３０７は、ゴム，エラストマー等の弾性材で構成され、外側，中間，内側の３本のシールリップ３１４，３１５，３１６を備え、芯金３０５にその基端部が結合固定されている。そして、最も外側に位置する外側シールリップ３１４の先端縁を、スリンガ３０６を構成する外側円輪部３１３の内側面に摺接させ、残り２本のシールリップである中間シールリップ３１５及び内側シールリップ３１６の先端縁を、スリンガ３０６を構成する内径側円筒部３１２の外周面に摺接させている。これにより、内部からのグリースの漏洩を防止するとともに、塵挨，水，泥水等の外部から軸受内部への侵入を防止している。なお、外側シールリップ３１４と中間シールリップ３１５とスリンガ３０６とで囲まれる空間及び中間シールリップ３１５と内側シールリップ３１６とスリンガ３０６とで囲まれる空間には、これら各シールリップと摺接面との潤滑を図るためにグリースが充填されている。
【００１５】
図１９に示すシール装置２１２ｂは、それぞれが円輪状に形成された芯金４１６と弾性部材４１７とで構成される。このうち芯金４１６は金属板から製造され、外輪２０１の外端側部分に内嵌固定されている。また、弾性部材４１７は、ゴム，エラストマー等の弾性材で構成され、芯金４１６に接着等により接合固定されている。また、この弾性部材４１７は、外径側，内径側の２本のサイドシールリップ４１８，４１９と、１本のラジアルシールリップ４２０とを備える。そして、２本のサイドシールリップ４１８，４１９を、先端縁（図１９における左側縁）に向かうに従って径方向外方（図１９における上方）に湾曲する形状とすることにより、軸受内部空間２１３内への異物侵入防止機能を確保している。また、ラジアルシールリップ４２０を、先端縁（図１９における右下側縁）に向かうに従って軸受内部空間２１３に向く側（図１９における右側）に湾曲する形状とすることにより、グリースの漏洩防止機能を確保している。
【００１６】
なお、サイドシールリップ４１８とサイドシールリップ４１９と内輪相当部材２０３のシールリップ摺接部とで囲まれる空間、及び、サイドシールリップ４１９とラジアルシールリップ４２０と内輪相当部材２０３のシールリップ摺接部とで囲まれる空間には、各シールリップと摺接面との潤滑を図るためにグリースが充填されている。
【００１７】
さらに、詳しく説明すると、シール装置２１２ｂは、それぞれが円輪状に形成された芯金４１６と弾性部材４１７とで構成される。シール装置２１２ｂの芯金４１６は、低炭素鋼板等の金属板にプレス加工等の打ち抜き加工及び塑性加工を施すことにより、一体的に成形されている。この芯金４１６は、外輪２０１の端部の内周面に内嵌固定可能な外径側円筒部４２２と、この外径側円筒部４２２の外側縁（図１９における左端縁）から径方向内方に折れ曲がった支持板部４２３とを備える。そして、芯金４１６を構成する支持板部４２３の外側面（図１９における左側面）は、弾性部材４１７により全体が覆われ、この弾性部材４１７の外周縁部は、外径側円筒部４２２から連続する傾斜部２２７の外周面と外輪２０１の内周面との間に挟持されている。このような構成により、芯金４１６と外輪２０１との嵌合部が密封されている。
【００１８】
外径側円筒部４２２の内側寄り（図１９における右寄り）の大径部４２４の自由状態における外径は、外輪２０１の外端側開口部の内径よりも僅かに大きくしてある。したがって、この大径部４２４は、外輪２０１の外端側開口部に、締まり嵌めで内嵌固定自在とされている。また、支持板部４２３は、略Ｓ字形の断面形状を有し、径方向内方（図１９における下方）に向かうにしたがって、軸受内部空間２１３内に配された転動体２１０に近づく方向（図１９における右方向）に傾斜している。一方、芯金４１６とともにシール装置２１２ｂを構成する弾性部材４１７は、ゴム，エラストマー等の弾性材で構成され、芯金４１６をインサート成型して接着剤等により接合固定されている。このような弾性部材４１７の外周縁部は傾斜部２２７の外周面を覆っている。
【００１９】
このような弾性部材４１７の一部で傾斜部４２７の外周面を覆っている部分の自由状態での外径は、外輪２０１の外端側開口部の内径よりも少し大きくしてある。したがって、大径部４２４をこの外径側開口部に内嵌固定した状態では、弾性部材４１７の一部で傾斜部４２７の外周面を覆っている部分が、この傾斜部４２７の外周面と外輪２０１の外端側開口部の内周面との間で弾性的に押圧され、当該部分のシール性が確保される。さらに、弾性部材４１７の基部４２６は、支持板部４２３の外側面（図１９における左側面）を、全周にわたって完全に覆っている。そして、この基部４２６の外側面及び内周縁に、外径側，内径側の２本のサイドシールリップ４１８，４１９と、１本のラジアルシールリップ４２０とが形成されている。
【００２０】
次に、自動車の車輪を懸業装置に支持するための複列転がり軸受について、図２０を参照しながら説明する。なお、図２０においては、図１６と同一又は相当する部分には、図１６と同一の符号を付してある。
この複列転がり軸受は、内周面に複列の外輪軌道２０８，２０８を有する外輪２０１と、それぞれの外周面に内輪軌道２０９を有する１対の内輪２０５，２０５と、これら各内輪軌道２０９，２０９と各外輪軌道２０８，２０８との間にそれぞれ複数個ずつ保持器２１１，２１１で保持された状態で転動自在に配された転動体２１０，２１０と、を備える。そして、これら転動体２１０，２１０が配された軸受内部空間２１３の両端の開口部が、図１８に示したようなシール装置２１２ａ，２１２ａによってそれぞれ密封されている。なお、図２０に示した複列転がり軸受を構成する外輪２０１は、炭素鋼で構成され高周波焼入れ処理が施されており、その外周面に取付部２０２を有している。
【００２１】
図２０の複列転がり軸受は、外輪２０１を懸架装置に支持するとともに、軸受鋼で構成され焼入れ処理が施された内輪２０５，２０５の内径側に、車輪と共に回転する軸部材を嵌合支持する。
自動車の車輪を支持する車輪用転がり軸受は屋外で使用されるため、時には多量の塵挨に曝されたり、さらに雨水や洗浄時の水が接触する状況や、最悪の場合は泥水に浸漬した状況で使用されることもある。最近は、自動車のメンテナンスフリー化が強く望まれているため、車輪用転がり軸受への信頼性向上に対する要求は厳しくなっていることから、シール装置付転がり軸受の密封性の向上が求められている。
【００２２】
前述した構成の複列転がり軸受は、塵挨が少なく水等とも比較的接触しない、いわゆる清浄な環境においては、十分な耐久性を有している。しかしながら、多量の塵挨に曝される状況、雨水や洗浄時の水と接触する状況、泥水に浸漬した状況のような、いわゆる劣悪な環境においては、十分な耐久性を有しているとは言えない。さらに、転がり軸受の温度変化が激しい状況においても、十分な耐久性を有しているとは言えない。
【００２３】
すなわち、自動車の車輪を支持する車輪用転がり軸受の場合は、自動車の運転初期に急激に転がり軸受の回転速度が高まり、転がり軸受の温度が上昇することにより、転がり軸受内部の圧力が上昇し、転がり軸受の内部に封入したグリースが軸受内部から押し出され、漏洩することがある。また、その際には、各シールリップが転がり軸受の外方に向かって変形し、シールリップと摺接面との間隔が開くことにより、外部から転がり軸受の内部に水や塵挨が侵入するおそれがあった。
【００２４】
また、転がり軸受が定常状態で運転されていても、自動車が水溜りの中等を走行して車輪が水や泥水を巻き上げることにより、車輪用転がり軸受が水や泥水に曝されることとなる。この場合は、温度の上昇している転がり軸受が急激に冷却されるため、転がり軸受内部の圧力が低下して、各シールリップと摺接面との間から転がり軸受内部に水や塵挨が吸引されるおそれがある。さらに、各シールリップの先端部が摺接面に強く押し付けられ、摩擦抵抗が上昇して、各シールリップの先端部に著しい摩耗をきたすことがある。このようにしてシールリップの先端部が摩耗してしまうと、転がり軸受の密封性が低下するおそれがある。さらに、前述のような自動車の運転初期の場合や水溜りの中等を走行する場合ではなくても、自動車の制動時等にブレーキロータやブレーキドラムからの熱が伝わることにより、転がり軸受が加熱され、その後に定常状態に冷却されることにより転がり軸受に温度変化が生じるおそれがある。
【００２５】
従来、前述のような環境で使用される密封転がり軸受のシール装置においては、弾性部材には、ニトリルゴム，水素添加ニトリルゴム，及びフッ素ゴム等の耐油性及び耐水性に優れた合成ゴムに適宜添加剤を配合したゴム材料組成物が使用されてきた。例えば、一般的なニトリルゴム組成物を弾性部材に用いたシール装置を装着した車輪用転がり軸受は、各シールリップに適度の締め代（緊迫力、押付け力）を与えることにより、比較的清浄な環境においては良好なシール性能を有している。
【特許文献１】特開平５−３２０２５５号公報
【特許文献２】特開平７−１２６４２８号公報
【特許文献３】特開平１１−５１１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
そこで、本発明は、上記のような従来の転がり軸受が有する問題点を解決し、軸受内部空間の圧力変動が抑制され、密封性の低下や密封装置の損傷が生じにくい転がり軸受を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１の転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪及び前記外輪の間に形成された軸受内部空間の内圧を調整する内圧調整手段と、を備える転がり軸受であって、前記内圧調整手段は、前記軸受内部空間と軸受外部との両方に露出し、且つ、前記軸受内部空間及び前記軸受外部に向かって突出するように可逆的に変形可能な変形可能部材を備えることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明に係る請求項２の転がり軸受は、請求項１に記載の転がり軸受において、前記内輪及び前記外輪のいずれか一方に取り付けられ他方に滑り接触する弾性材製のシール本体と、前記シール本体に一体的に接合され前記シール本体を補強する補強部材と、を有する密封装置によって、前記内輪及び前記外輪の間の隙間の開口が塞がれていて、前記シール本体の前記補強部材が接合された部分のうち一部が、前記変形可能部材として機能することを特徴とする。
【００２９】
さらに、本発明に係る請求項３の転がり軸受は、請求項２に記載の転がり軸受において、前記補強部材に貫通孔が形成されており、前記シール本体の前記補強部材が接合された部分のうち前記貫通孔が位置している部分が、前記軸受内部空間と前記軸受外部との両方に露出し、前記変形可能部材として機能することを特徴とする。
【００３０】
このような構成の転がり軸受であれば、軸受内部空間の圧力が変化すると（軸受内部空間と軸受外部との間に圧力差が生じると）、シール本体の補強部材が接合された部分のうち軸受内部空間と軸受外部との両方に露出している部分（露出部分）が変形し、軸受内部空間の体積が変化するので、軸受内部空間の圧力が軸受外部の圧力に近づくように調整される。例えば、転がり軸受の温度の上昇等により軸受内部空間の圧力が上昇した場合は、前記露出部分が軸受外部に向かって突出するように変形し、軸受内部空間の体積が増大するため、軸受内部空間の圧力が下降する方向に調整される。また、転がり軸受の温度の下降等により軸受内部空間の圧力が下降した場合は、前記露出部分が軸受内部空間に向かって突出するように変形し、軸受内部空間の体積が減少するため、軸受内部空間の圧力が上昇する方向に調整される。
【００３１】
このように、軸受内部空間の圧力が変動した場合には、露出部分の変形により前記圧力変動が緩和されるので、軸受内部空間と軸受外部との圧力差が小さくなる。そのため、前記圧力変動によって軸受内部空間に塵埃，水等の異物が侵入することやグリース等の潤滑剤が軸受外部へ漏洩することが抑制され、長期間にわたって軸受性能が低下しにくい。また、密封装置が損傷して密封性能が低下することも抑制される。
【００３２】
さらに、本発明に係る請求項４の転がり軸受は、請求項１に記載の転がり軸受において、前記内圧調整手段は、前記内輪及び前記外輪の少なくとも一方に設けられた、前記軸受内部空間と前記軸受外部とを連通する貫通孔と、該貫通孔を塞ぐように取り付けられた前記変形可能部材と、で構成されており、前記変形可能部材は可撓性材料で構成されていることを特徴とする。
【００３３】
さらに、本発明に係る請求項５の転がり軸受は、請求項１に記載の転がり軸受において、前記内輪及び前記外輪の間の隙間の開口が密封蓋で塞がれており、この密封蓋に設けられた、前記軸受内部空間と前記軸受外部とを連通する貫通孔と、該貫通孔を塞ぐように取り付けられた前記変形可能部材と、で前記内圧調整手段が構成され、前記変形可能部材は可撓性材料で構成されていることを特徴とする。
【００３４】
このような構成の転がり軸受であれば、運転初期に急激に転がり軸受の回転速度が高まり、転がり軸受の温度が上昇することにより、軸受内部の圧力が上昇した場合や、定常状態で運転され温度が上昇している転がり軸受が急激に冷却され、軸受内部の圧力が低下した場合に、貫通孔を塞いだ変形可能部材が変形することにより圧力差を緩和することができるので、軸受内部空間と軸受外部の圧力差を小さくすることができる。
【００３５】
すなわち、軸受内部空間の圧力が変化すると（軸受内部空間と軸受外部との間に圧力差が生じると）、貫通孔を塞いだ変形可能部材が変形し、軸受内部空間の体積が変化するので、軸受内部空間の圧力が軸受外部の圧力に近づくように調整される。例えば、転がり軸受の温度の上昇等により軸受内部空間の圧力が上昇した場合は、変形可能部材が軸受外部に向かって突出するように変形し、軸受内部空間の体積が増大するため、軸受内部空間の圧力が下降する方向に調整される。また、転がり軸受の温度の下降等により軸受内部空間の圧力が下降した場合は、変形可能部材が軸受内部空間に向かって突出するように変形し、軸受内部空間の体積が減少するため、軸受内部空間の圧力が上昇する方向に調整される。
【００３６】
このように、軸受内部空間の圧力が変動した場合には、変形可能部材の変形により前記圧力変動が緩和されるので、軸受内部空間と軸受外部との圧力差が小さくなる。そのため、前記圧力変動によって軸受内部空間に塵埃，水等の異物が侵入することやグリース等の潤滑剤が軸受外部へ漏洩することが抑制され、長期間にわたって軸受性能が低下しにくい。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の転がり軸受は、軸受内部空間の圧力変動が生じにくいので、密封性の低下や密封装置の損傷が生じにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明に係る転がり軸受の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降に示す各図においては、同一又は相当する部分には、同一の符号を付してある。
〔第一実施形態〕
図１は、本発明の第一実施形態である深溝玉軸受の構成を示す部分縦断面図である。この深溝玉軸受は、オルタネータ，コンプレッサ等のような各種機械装置の回転支持部に好適に使用されるものであり、外周面に内輪軌道１ａを有する内輪１と、内周面に外輪軌道２ａを有する外輪２と、これら内輪軌道１ａと外輪軌道２ａとの間に転動自在に配された複数の転動体３と、転動体３を転動自在に保持する保持器４と、内輪１及び外輪２の間の隙間の開口を塞ぐ接触形シール５，５と、を備えている。
そして、内輪１，外輪２，及び接触形シール５，５で囲まれ、転動体３が配された軸受内部空間１０には、内輪軌道１ａ及び外輪軌道２ａと転動体３の転動面との転がり接触部の潤滑を行うグリース等の潤滑剤（図示せず）が封入されており、接触形シール５，５により密封されている。
【００３９】
この接触形シール５は、外輪２の内周面の軸方向端部に取り付けられ内輪１の外周面に滑り接触するシール本体５ａと、シール本体５ａに一体的に接合されシール本体５ａを補強する補強部材である芯金５ｂと、を備えている。シール本体５ａは、弾性材製の板状部材を円環状に形成してなり、芯金５ｂは、鋼板等の金属板を円環状に形成してなる。そして、シール本体５ａと芯金５ｂとが重ねて接合されており、芯金５ｂの外周縁部よりも径方向外方に突出するシール本体５ａの外周縁部が、外輪２の内周面の軸方向両端部に形成された係止溝２ｂに取り付けられ、芯金５ｂの内周縁部よりも径方向内方に突出するシール本体５ａの内周縁部が、内輪１の外周面に滑り接触するようになっている。
【００４０】
また、図１から分かるように、芯金５ｂの平板状部には貫通孔１１が形成されていて、この貫通孔１１の内部にシール本体５ａを構成する弾性材が充填された状態となっている。よって、シール本体５ａの芯金５ｂが接合された部分のうち一部（貫通孔１１が位置している部分）が、軸受内部空間１０と軸受外部との両方に露出した状態となっている。より詳細に説明すると、シール本体５ａの芯金５ｂが接合された部分のうち貫通孔１１が位置している部分は、その軸受内部空間側の面が軸受内部空間１０に露出し、軸受外部側の面が軸受外部に露出している。
【００４１】
転がり軸受が例えば自動車用補機に使用されている場合は、前述したように軸受内部空間の圧力が変化しやすい。すなわち、自動車を始動させてから初期には転がり軸受の回転速度が急激に高まり、転がり軸受の温度が上昇するため、軸受内部空間の圧力が上昇しやすい。また、転がり軸受が定常状態で運転されている際に、自動車が水溜りの中等を走行し車輪が水や泥水を巻き上げると、転がり軸受が水や泥水に曝されて急激に冷却されるため、軸受内部空間の圧力が低下する。
【００４２】
そして、軸受内部空間の圧力が上昇すると、転がり軸受の内部に封入された潤滑剤が軸受内部空間から押し出されて漏洩するおそれがある。また、軸受内部空間の圧力が低下すると、接触形シールの内周縁部が内輪の外周面に強く押し付けられて、シールリップに摩耗や折損が生じたり、水等が軸受内部空間に吸入されるおそれがある。
しかしながら、前述のような本実施形態の転がり軸受であれば、軸受内部空間１０の圧力が変化すると（軸受内部空間１０と軸受外部との間に圧力差が生じると）、シール本体５ａの芯金５ｂが接合された部分のうち軸受内部空間１０と軸受外部との両方に露出している部分（露出部分）が変形し、軸受内部空間１０の体積が変化するので、軸受内部空間１０の圧力が調整される（すなわち、この露出部分が本発明の構成要件である変形可能部材に相当する）。
【００４３】
例えば、転がり軸受の温度の上昇等により軸受内部空間１０の圧力が上昇した場合は、シール本体５ａの内周縁部（シールリップ５ｃ）が軸受外部側に変形して圧力上昇を緩和することに加えて、前記露出部分が軸受外部に向かって突出するように変形し、軸受内部空間１０の体積が増大するため、軸受内部空間１０の圧力が下降する方向に調整される。また、転がり軸受の温度の下降等により軸受内部空間１０の圧力が下降した場合は、シール本体５ａの内周縁部（シールリップ５ｃ）が軸受内部空間１０側に変形して圧力下降を緩和することに加えて、前記露出部分が軸受内部空間１０に向かって突出するように変形し、軸受内部空間１０の体積が減少するため、軸受内部空間１０の圧力が上昇する方向に調整される。このように、シール本体５ａは弾性材で構成されているので、露出部分は、軸受内部空間１０に向かって突出するような変形と、軸受外部に向かって突出するような変形とを、繰り返し可逆的に行うことが可能となっている。
【００４４】
上記のように、軸受内部空間１０の圧力が変動した場合には、露出部分の変形により前記圧力変動が緩和されるので、軸受内部空間１０と軸受外部との圧力差が小さくなる。そのため、軸受内部空間１０に塵埃，水等の異物が侵入することやグリース等の潤滑剤が軸受外部へ漏洩することが抑制され、長期間にわたって軸受性能が低下しにくい。また、接触形シール５のシールリップ５ｃが損傷して密封性能が低下することも抑制される。よって、転がり軸受の信頼性及び耐久性が優れている。
【００４５】
なお、前述の本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、貫通孔１１の内部にシール本体５ａを構成する弾性材が充填されていたが、貫通孔１１の内部にシール本体５ａを構成する弾性材が充填されていない状態、すなわち、貫通孔１１の内部が空洞状となっていてもよい。
【００４６】
また、露出部分が小さな圧力変動でも変形しやすいように、図２に示すように、露出部分（変形部分）の外縁部に薄肉部１３を設けてもよい。
さらに、変形して圧力調整を行う露出部分の数は、特に限定されるものではないが、圧力調整を十分に行うためには、接触形シール５に多数の露出部分（変形部分）を設けることが好ましい。そして、接触形シール５を転がり軸受の軸方向に垂直な面で破断した断面図である図３に示すように、露出部分２０は、接触形シール５の円周方向に沿って設けるとよい。さらに、露出部分２０の形状（貫通孔１１の形状）は特に限定されるものではなく、図３のような円形の他、図４のような略矩形や図５のような略長円形でもよい。
【００４７】
さらに、弾性材の種類は特に限定されるものではなく、圧力変動を十分に緩和できる程度に変形可能な材質であれば、問題なく使用することができる。ただし、アクリロニトリルブタジエンゴム，ニトリルゴム，アクリルゴム，フッ素ゴム等の耐油性ゴムを含有するゴム組成物が最も好ましい。このゴム組成物には、架橋系薬剤や補強性充填材（カーボンブラック，珪酸塩等）を配合してもよい。また、従来公知の老化防止剤，補強剤，可塑剤，カップリング剤，顔料，染料，離型剤，加工助剤，導電性付与剤等を、必要に応じて適宜配合してもよい。
【００４８】
物性面に言及すると、弾性材の硬度は、補強性充填材，可塑剤等の添加量等によって影響を受けるが、密封装置の密封性及び露出部分の変形のしやすさから、国際ゴム硬さＩＲＨＤ（International Rubber Hardness Degree）のマイクロ硬さで６０〜８５の範囲が好ましい。ＩＲＨＤマイクロ硬さが８５を超えると、露出部分の剛性が高すぎて、軸受内部空間と軸受外部の圧力差による変形が生じにくくなり、軸受内部空間の圧力変動を緩和しにくくなる。一方、ＩＲＨＤマイクロ硬さが６０未満であると、シールリップが内輪の外周面と摺接することにより早期に摩耗して、密封性を十分に確保できないおそれがある。
【００４９】
なお、弾性材の硬度は、６５〜８０の範囲がより好ましい。なぜなら、転がり軸受の使用時に、熱の影響を受けたり、水に曝されたり、グリースの影響（膨潤，収縮）を受けて弾性材の硬度が変化しても、ＩＲＨＤマイクロ硬さで６０〜８５の範囲から外れる可能性が低いためである。
弾性材の硬度については、より詳細には、弾性材をｌ００℃で７０時間熱処理した後の弾性材のＩＲＨＤマイクロ硬さの上昇が５以下であることが好ましい。また、弾性材を１００℃で７０時間熱処理し、さらに水中に浸漬した後の弾性材のＩＲＨＤマイクロ硬さの上昇が５以下であることが好ましい。さらに、弾性材をｌ００℃で７０時間熱処理し、さらにグリースに浸漬した後の弾性材のＩＲＨＤマイクロ硬さの変化が−５〜＋５の範囲であることが好ましい。上記のような処理の後のＩＲＨＤマイクロ硬さの変化が前記範囲内であれば、転がり軸受の運転初期だけでなく、時間が経過し、熱の影響を受けたり、水に曝されたり、グリースの影響（膨潤，収縮）を受けても、長期にわたってシールリップと摺接面との密封性が十分に確保される。
【００５０】
ゴム組成物を製造する方法は特に限定されるものではないが、原料ゴムと充填剤と各種添加剤とを、ゴム混練ロール，加圧ニーダー，バンバリーミキサー等の従来公知のゴム用混練り装置を用いて均一に混練りすることにより製造することができる。その混練り条件としては、通常は、３０〜１５０℃の温度で５〜６０分間混練りする条件が好ましい。この条件によれば、各種添加剤の十分な分散を図ることができる。
【００５１】
得られたゴム組成物を密封装置に加工する方法は特に限定されるものではないが、未加硫のゴム組成物を金型の中で加圧しながら加熱すればよい。例えば、圧縮成形，トランスファー成形，射出成形等の公知のゴム成形方法により製造することができる。圧縮成形の場合は、予め接着剤を塗布し焼き付けた芯金を金型に装入し、未加硫ゴム組成物のシートを載せ、通常は１２０〜２００℃で０．５〜３０分程度加圧加硫することにより製造することができる。また、必要に応じて、１２０〜２００℃で１０分〜１０時間程度、後架橋してもよい。
【００５２】
〔実施例Ａ〕
以下に、さらに具体的な実施例を示して、本発明を説明する。実施例Ａとして、前述の第一実施形態の深溝玉軸受とほぼ同様の構成の単列深溝玉軸受（呼び番号６２０３）を用意し、比較例Ａとして、従来の接触形シールを有する単列深溝玉軸受（呼び番号６２０３）を用意した。実施例の深溝玉軸受は、接触形シールのシール本体の露出部分の断面形状が図２及び図４のようになっているものである。すなわち、露出部分の外縁部に薄肉部が形成されており、転がり軸受の軸方向に垂直な面で破断した露出部分の断面は略矩形をなしている。また、比較例の深溝玉軸受の構成は、図１５に示すような従来の接触形シール（前述のような露出部分は有していない）を有すること以外は、実施例の深溝玉軸受と全く同様である。
【００５３】
実施例及び比較例の深溝玉軸受のシール本体は、以下のような組成を有するゴム組成物からなる弾性材で構成されている。
中高ニトリルゴム      ：１００質量部
硫黄                  ：０．５質量部
ステアリン酸          ：１．０質量部
亜鉛華                ：５．０質量部
ＳＲＦ級カーボンブラック：４０質量部
焼成クレー            ：４０質量部
老化防止剤（ＴＭＤＱ）：２．０質量部
老化防止剤（ＭＢＺ）  ：１．０質量部
可塑剤（アジピン酸系ポリエステル）：５質量部
パラフィンワックス    ：２質量部
シランカップリング剤（メルカプトシラン）：０．８質量部
加硫促進剤（ＴＴ）    ：１．５質量部
加硫促進剤（ＤＭ）    ：１．０質量部
【００５４】
なお、上記の老化防止剤（ＴＭＤＱ）とは、大内新興化学工株式会社製の商品名ノクラック２２４（２, ２, ４−トリメチル−１, ２−ジヒドロキノリン重合体）であり、老化防止剤（ＭＢＺ）とは、大内新興化学工業株式会社製の商品名ノクラックＭＢＺ（２−メルカプトベンズイミダゾールの亜鉛塩）である。また、加硫促進剤（ＴＴ）とは、大内新興化学工業株式会社製の商品名ノクセラーＴＴ（テトラメチルチウラムジスルフィド）であり、加硫促進剤（ＤＭ）とは、大内新興化学工業株式会社製の商品名ノクセラーＤＭ（ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド）である。
【００５５】
次に、ゴム組成物を製造する方法について説明する。上記の材料のうち加硫促進剤以外の材料を上記の割合で混合し、この混合したゴム生地を１５０℃になるまで加圧ニーダで混練りした。そして、得られた混練物（ゴム生地）に加硫促進剤を添加し、２本ロールを有するゴム用混練ロール機に投入して温度を５０℃に保ちつつ混練を施し、厚さ約０．８ｍｍの未加硫ゴムシートを得た。なお、使用した２本のロールは８インチロールであり、それぞれ２０ｍｉｎ-1、３２ｍｉｎ-1の回転速度で回転させた。
【００５６】
厚さ０．６ｍｍの冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）をプレス成形して芯金を得て（実施例の軸受の場合は平板状部に貫通孔を形成し、比較例の軸受の場合は貫通孔を形成しない）、洗浄した後、接着剤を塗布した状態で上記未加硫ゴムシートとともに成形型のキャビティ内に装着した。そして、圧力９．８ＭＰａで加圧しつつ１８０℃で２分間、加硫成形を行なった。
このようにして製造した接触形シールを組み込んだ実施例及び比較例の深溝玉軸受について、下記のようなグリース漏れ試験及び水侵入試験を行って、その密封性を評価した。なお、両試験に供した軸受には、鉱油を基油としリチウム石けんを増ちょう剤とするグリースを１．２ｇ封入してある。
【００５７】
〔グリース漏れ試験について〕
実施例及び比較例の深溝玉軸受を、軸受内輪回転試験機に装着して回転させた。試験条件は、軸受が急速に回転し、軸受温度が上昇して軸受内部空間の圧力が上昇した状態を想定して、回転速度１２０００ｍｉｎ-1、試験時間２時間とした。回転終了後、グリース漏れの有無を目視により確認した。なお、回転時の外輪温度は、回転開始５分後に９０℃となり、以後は徐々に上昇して１０２℃で一定となった。
試験の結果、比較例の深溝玉軸受についてはグリース漏れが確認されたのに対して、実施例の深溝玉軸受はグリース漏れが確認されなかった。
【００５８】
〔水侵入試験について〕
グリース漏れ試験に用いたものと同様の軸受内輪回転試験機に、実施例及び比較例の深溝玉軸受を装着して回転させた。試験条件は、定常運転状態において高温となっている軸受に水が接触し、軸受が急激に冷却されて、軸受内部空間の圧力が低下した状態を想定して、以下の通りとした。すなわち、回転速度を０ｍｉｎ-1から１２０００ｍｉｎ-1まで１時間かけて徐々に上昇させ、定常状態となったら、放水量１Ｌ／ｍｉｎで水を軸受に放水しながら３０分回転させた後に無放水で１時間回転させるというサイクル運転を、２０サイクル繰り返し行った。そして、試験前後の軸受の質量の差によって、軸受内部空間に侵入した水の量を測定した。
試験の結果、比較例の深溝玉軸受は、水の侵入量が０．２４ｇであったのに対して、実施例の深溝玉軸受は０．０２ｇであった。
両試験の結果から、実施例の転がり軸受は、軸受内部空間の圧力変動の抑制効果を有しており、優れた密封性を有することが確認された。
【００５９】
〔第二実施形態〕
図６は、本発明の第二実施形態である自動車用ハブユニットの構成を示す縦断面図である。また、図７は、図６の自動車用ハブユニットを軸方向に垂直な面で破断した断面図であり、図８は、図６の自動車用ハブユニットの側面図である。この自動車用ハブユニットは、自動車の駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、４輪駆動車の全輪）を独立式の懸架装置に支持するためのものである。
【００６０】
炭素鋼（Ｓ５３ＣＧ）で構成され高周波焼入れ処理を施された外輪２１は、外周面に形成された取付部２２によって図示しない懸架装置に固定されており、使用時に回転しない。このような固定側軌道輪である外輪２１の内径側には、回転側軌道輪である内輪相当部材２３が、外輪２１と同心に配されていて、使用時には内輪相当部材２３が回転するようになっている。
【００６１】
この内輪相当部材２３は、炭素鋼（Ｓ５３ＣＧ）で構成され高周波焼入れ処理を施されたハブ２４と、軸受鋼（ＳＵＪ２）で構成され焼入れ処理を施された内輪２５とで構成される。このうちハブ２４の中心部にはスプライン孔２６が、外端側部分の外周面には取付フランジ２７が、それぞれ形成されている。車両への組み付け時には、図示しない等速ジョイントに付属したスプライン軸をスプライン孔２６に挿入し、取付フランジ２７に車輪を固定する。
【００６２】
また、外輪２１の内周面に複列の外輪軌道２８，２８が、ハブ２４の中間部の外周面と内輪２５の外周面とに内輪軌道２９，２９が、それぞれ形成されている。そして、これら各外輪軌道２８，２８と内輪軌道２９，２９との間に、転動体３０，３０がそれぞれ複数個ずつ配され、外輪２１の内側で内輪相当部材２３が回転自在とされている。なお、各転動体３０，３０は、それぞれ保持器３１，３１によって転動自在に保持されている。また、図示の例では、転動体３０，３０として玉を使用しているが、重量が嵩む車両用の軸受の場合には、転動体としてテーパころを使用する場合もある。さらに、外輪２１の内端側部分の内周面と内輪２５の内端側部分の外周面との間、並びに、外輪２１の外端側部分の内周面とハブ２４の中間部の外周面との間には、それぞれシール装置３２ａ，３２ｂが設けられており、外輪２１の内周面と内輪相当部材２３の外周面との間で、各転動体３０，３０が設置され、さらに各転動体３０，３０と外輪軌道２８，２８及び内輪軌道２９，２９との潤滑のためのグリースが充填された軸受内部空間３３の両端開口が塞がれている。
【００６３】
このような自動車用ハブユニットの外輪２１における２つの外輪軌道２８，２８の中間位置には、軸受内部空間３３と軸受外部とを連通する貫通孔５１が設けられている。そして、この貫通孔５１の内部には、可撓性材料で構成された変形可能部材５２が貫通孔５１を塞ぐように取り付けられている。このような貫通孔５１の個数は特に限定されるものではないが、例えば図７に示すように４個程度設けるとよい。
【００６４】
変形可能部材５２は、軸受内部空間３３と軸受外部との両方に露出した状態となっている。自動車用の車輪の支持に使用される自動車用ハブユニットは、前述したように軸受内部空間の圧力が変化しやすい。すなわち、自動車を始動させてから初期には自動車用ハブユニットの回転速度が急激に高まり、自動車用ハブユニットの温度が上昇するため、軸受内部空間の圧力が上昇しやすい。また、自動車用ハブユニットが定常状態で運転されている際に、自動車が水たまりの中等を走行し車輪が水や泥水を巻き上げると、自動車用ハブユニットが水や泥水に曝されて急激に冷却されるため、軸受内部空間の圧力が低下する。本実施形態の自動車用ハブユニットであれば、軸受内部空間３３の圧力が変化すると（軸受内部空間３３と軸受外部との間に圧力差が生じると）、各貫通孔５１を塞いでいる変形可能部材５２が変形し、軸受内部空間３３の体積が変化するので、軸受内部空間３３の圧力が調整される。
【００６５】
例えば、自動車用ハブユニットの温度の上昇等により軸受内部空間３３の圧力が上昇した場合は、変形可能部材５２が軸受外部側に向かって突出するように変形して体積が増大するため、軸受内部空間３３の圧力が下降する方向に調整される。また、自動車用ハブユニットの温度の下降等により軸受内部空間３３の圧力が下降した場合は、変形可能部材５２が軸受内部空間３３に向かって突出するように変形し、軸受内部空間３３の体積が減少するため、軸受内部空間３３の圧力が上昇する方向に調整される。このように、変形可能部材５２は、軸受内部空間３３に向かって突出するような変形と、軸受外部に向かって突出するような変形とを、繰り返し可逆的に行うことが可能となっている。
【００６６】
上記のように、軸受内部空間３３の圧力が変動した場合には、変形可能部材５２の変形により前記圧力変動が緩和されるので、軸受内部空間３３と軸受外部との圧力差が小さくなる。そのため、軸受内部空間３３に塵挨，水等の異物が侵入することやグリース等の潤滑剤が軸受外部へ漏洩することが抑制され、長期間にわたって軸受性能が低下しにくい。また、シール装置３２ａ，３２ｂのシールリップ先端が損傷して密封性能が低下することも抑制される。よって、自動車用ハブユニットの信頼性及び耐久性が優れている。
【００６７】
ここで、変形可能部材５２を構成する可撓性材料について説明する。変形可能部材５２は、軸受内部空間３３の圧力が変動した場合に容易に変形して圧力変動を緩和できる程度に、可撓性を有する必要がある。このような可撓性材料としては、合成ゴムや熱可塑性エラストマー等を例示することができる。より具体的には、耐熱性及び耐油性に優れたニトリルゴム，クロロプレンゴム，水素添加ニトリルゴム，シリコーンゴム，フッ素ゴム，ポリエステル系熱可塑性エラストマー，ポリアミド系熱可塑性エラストマー，フッ素系熱可塑性エラストマー等があげられ、これらをダイアフラム状に形成して好適に使用することができる。
【００６８】
また、変形可能部材５２としては、合成ゴム及び熱可塑性エラストマーにより一体に形成したものを使用してもよいが、ニトリルゴム，クロロプレンゴム等を基布であるナイロン織布，ポリエステル織布等にコーティングしたゴム引布を使用することもできる。さらに、変形可能部材５２は、鋼板等の金属部材（補強環）を補強のために有していてもよく、その場合の接合は慣用の方法で行うことができる。例えば、接着や、補強環をインサートとしてインサート成形し該成形時に補強環を可撓性材料で包み込む方法等があげられる。さらに、変形可能部材５２は、ステンレス鋼板等の薄板をプレス加工等により蛇腹状に形成した、片端が塞がれたベローズでもよい。
【００６９】
これらの変形可能部材５２の転がり軸受への固定は、接着剤による固定、圧入、金属によるかしめ、止め環による固定等で行うことができる。
さらに、小石等の跳ね上げによる変形可能部材５２の破損を防止するため、通気性を有する保護カバー等で変形可能部材５２を覆って保護することが好ましい。例えば、金属メッシュ製の保護カバー等を用いるとよい。
【００７０】
なお、外輪２１に貫通孔５１を設ける代わりに、シール装置３２ａ，３２ｂを第一実施形態と同様の構成のシール装置としても、本発明の目的を達成することができる。また、外輪２１に貫通孔５１を設けるとともに、シール装置３２ａ，３２ｂを第一実施形態と同様の構成のシール装置としてもよい。すなわち、シール本体の芯金に貫通孔が形成され、シール本体の芯金が接合された部分のうち貫通孔が位置している部分は、軸受内部空間と軸受外部との両方に露出している。そして、シール本体の芯金が接合された部分のうち貫通孔が位置している部分は、軸受内部空間及び軸受外部に向かって突出するように可逆的に変形可能となっていて、内圧調整手段の変形可能部材として機能するようになっている。
【００７１】
このようなシール装置の構成を、図９，１０を参照しながらさらに詳細に説明する。なお、図９，１０のシール装置においては、軸受内部空間３３に近い側を内側、遠い側を外側と呼ぶ。まず、図９に示すシール装置は、図６の自動車用ハブユニットにおいて内端側に配されたシール装置３２ａの代わりに用いられるものであり、補強部材に相当する芯金６５と、スリンガ６６と、シール本体に相当する弾性部材６７と、で構成されている。このうち芯金６５は、低炭素鋼板等の金属板にプレス加工等の打ち抜き加工及び塑性加工を施すことにより、一体的に成形されている。このような芯金６５は、外輪２１の端部の内周面に内嵌固定可能な外径側円筒部６９と、この外径側円筒部６９の内側縁（図９における左側縁）から径方向内方に折れ曲がった内側円輪部７０と、を備えており、断面略Ｌ字形の円環状部材である。
【００７２】
また、スリンガ６６は、ステンレス鋼板等の優れた耐食性を有する金属板に、プレス加工等の打ち抜き加工及び塑性加工を施すことにより、一体的に成形されている。このようなスリンガ６６は、内輪２５の内端側部分の外周面に外嵌固定可能な内径側円筒部７２と、この内径側円筒部７２の外側縁（図９における右側縁）から径方向外方に折れ曲がった外側円輪部７３とを備えており、断面略Ｌ宇形の円環状部材である。
【００７３】
さらに、弾性部材６７は、ゴム，エラストマー等の弾性材で構成され、外側，中間，内側の３本のシールリップ７４，７５，７６を備え、芯金６５にその基端部が固定されている。そして、最も外側に位置する外側シールリップ７４の先端縁を、スリンガ６６を構成する外側円輪部７３の内側面に摺接させ、残り２本のシールリップである中間シールリップ７５及び内側シールリップ７６の先端縁を、スリンガ６６を構成する内径側円筒部７２の外周面に摺接させている。これにより、内部からのグリースの漏洩を防止するとともに、塵挨，水，泥水等の外部から軸受内部への侵入を防止している。なお、外側シールリップ７４と中間シールリップ７５とスリンガ６６とで囲まれる空間、及び、中間シールリップ７５と内側シールリップ７６とスリンガ６６とで囲まれる空間には、これら各シールリップと摺接面との潤滑を図るためにグリースが充填されている。
【００７４】
図１０に示すシール装置は、図６の自動車用ハブユニットにおいて外端側に配されたシール装置３２ｂの代わりに用いられるものであり、それぞれが円輪状に形成された芯金８６と弾性部材８７とで構成される。このうちの芯金８６は金属板から製造され、外輪２１の外端側部分に内嵌固定されている。また、弾性部材８７は、ゴム，エラストマー等の弾性材で構成され、芯金８６に接着等により接合されている。また、この弾性部材８７は、外径側，内径側の２本のサイドシールリップ８８，８９と、１本のラジアルシールリップ９０とを備える。そして、上記２本のサイドシールリップ８８，８９を、先端縁（図１０における左側縁）に向かうに従って径方向外方（図１０における上方）に湾曲する形状とすることにより、軸受内部空間３３内への異物侵入防止機能を確保している。また、ラジアルシールリップ９０を、先端縁（図１０における右下側縁）に向かうに従って軸受内部空間３３の内側（図１０における右側）に湾曲する形状とすることにより、グリースの漏洩防止機能を確保している。
【００７５】
さらに、詳しく説明すると、図１０のシール装置は、それぞれが円輪状に形成された芯金８６と弾性部材８７とで構成される。このシール装置の芯金８６は、低炭素鋼板等の金属板にプレス加工等の打ち抜き加工及び塑性加工を施すことにより、一体的に成形されている。この芯金８６は、外輪２１の端部の内周面に内嵌固定可能な外径側円筒部９２と、この外径側円筒部９２の外側縁（図１０における左端縁）から径方向内方に折れ曲がった支持板部９３とを備える。
そして、芯金８６を構成する支持板部９３の外側面（図１０における左側面）は、弾性部材８７で全体が覆われ、この弾性部材８７の外周縁部は、外径側円筒部９２から連続する傾斜部９７の外周面と外輪２１の内周面との間に挟持されている。このような構成により、芯金８６と外輪２１との嵌合部が密封されている。
【００７６】
外径側円筒部９２の内側寄り（図１０における右寄り）の大径部９４の自由状態における外径は、外輪２１の外端側開口部の内径よりも僅かに大きくしてある。したがって、この大径部９４は、外輪２１の外端側開口部に、締まり嵌めで内嵌固定自在とされている。また、支持板部９３は、略Ｓ字形の断面形状を有し、径方向内方（図１０における下方）に向かうにしたがって、軸受内部空間３３内に配された転動体３０に近づく方向（図１０における右方向）に傾斜している。一方、芯金８６とともにシール装置を構成する弾性部材８７は、ゴム，エラストマー等の弾性材で構成され、芯金８６をインサート成型して接着剤等により接合されている。このような弾性部材８７の外周縁部は、傾斜部９７の外周面を覆っている。
【００７７】
このような弾性部材８７の一部で傾斜部９７の外周面を覆っている部分の自由状態での外径は、外輪２１の外端側開口部の内径よりも少し大きくしてある。したがって、大径部９４をこの外径側開口部に内嵌固定した状態では、弾性部材８７の一部で傾斜部９７の外周面を覆っている部分が、この傾斜部９７の外周面と外端側開口部の内周面との間で弾性的に押圧され、当該部分のシール性が確保される。さらに、弾性部材８７の基部９６は、支持板部９３の外側面（図１０における左側面）を、全周にわたって完全に覆っている。そして、この基部９６の外側面及び内周縁に、外径側，内径側の２本のサイドシールリップ８８，８９と、１本のラジアルシールリップ９０とが形成されている。
【００７８】
なお、サイドシールリップ８８とサイドシールリップ８９と内輪相当部材２３のシールリップ摺接部とで囲まれる空間、及び、サイドシールリップ８９とラジアルシールリップ９０と内輪相当部材２３のシールリップ摺接部とで囲まれる空間には、各シールリップと摺接面との潤滑を図るためにグリースが充填されている。
このようなシール装置の芯金６５，８６の平板状部には貫通孔６１，９１が形成されていて、この貫通孔６１，９１の内部に弾性部材６７，８７が充填された状態となっている。よって、弾性部材６７，８７の芯金６５，８６が接合された部分のうち一部（貫通孔６１，９１が位置している部分）が、軸受内部空間３３と軸受外部との両方に露出した状態となっている。
【００７９】
より詳細に説明すると、弾性部材６７，８７の芯金６５，８６が接合された部分のうち貫通孔６１，９１が位置している部分は、その軸受内部空間３３側の面が軸受内部空間３３に露出し、軸受外部側の面が軸受外部に露出している。そして、弾性部材６７，８７の芯金６５，８６が接合された部分のうち貫通孔６１，９１が位置している部分は、軸受内部空間３３及び軸受外部に向かって突出するように可逆的に変形可能となっていて、内圧調整手段の変形可能部材として機能するようになっている。
【００８０】
〔第三実施形態〕
図１１は、本発明の第三実施形態である自動車用ハブユニットの構成を示す縦断面図である。この自動車用ハブユニットは、自動車の従動輪（ＦＦ車の後輪、ＦＲ車及びＲＲ車の前輪）を独立式の懸架装置に支持するためのものであり、その構成は第二実施形態の自動車用ハブユニットとほぼ同様であるので、第二実施形態と異なる部分のみ説明し、同様の部分の説明は省略する。
【００８１】
図１１に示した自動車用ハブユニットは、従動輪用であることに伴い、ハブ２４の中心部にスプライン孔を有していない。また、このハブ２４の内端側部分に設けた円筒部４１の先端部を径方向外方に塑性変形させてかしめ部４２を形成し、このかしめ部４２によって内輪２５を抑え付けている。
また、この図１１に示した従動輪用の自動車用ハブユニットの場合は、前述の図６に示した駆動輪用の自動車用ハブユニットの場合とは異なり、各転動体３０，３０が設置され、グリースが充填された軸受内部空間３３の両端開口が、１つのシール装置３２ｂと密封蓋４３とにより塞がれている。なお、ハブ２４は、炭素鋼（Ｓ５３ＣＧ）で構成され高周波焼入れ処理が施されており、内輪２５は、ＳＵＪ２で構成され焼入れ処理を施さている。また、密封蓋４３は、ステンレス鋼板等の金属板にプレス加工等の打ち抜き加工及び塑性加工を施すことにより形成されるか、又は、合成樹脂により形成されている。
【００８２】
図１１の自動車用ハブユニットには、図６に示した駆動輪用の自動車用ハブユニットの場合と同様に、内圧調整手段が設けられている。ただし、図１１の自動車用ハブユニットの場合は２種の内圧調整手段が設けられており、その一方は図６の自動車用ハブユニットと同様のものである。すなわち、軸受内部空間３３と軸受外部とを連通する貫通孔５１が外輪２１に設けられており、この貫通孔５１の内部には、可撓性材料で構成された変形可能部材５２が貫通孔５１を塞ぐように取り付けられている。
【００８３】
他方の内圧調整手段は、図６の自動車用ハブユニットとは異なり、密封蓋４３に設けられている。すなわち、軸受内部空間３３と軸受外部とを連通する貫通孔５３が密封蓋４３に設けられており、この貫通孔５３には、可撓性材料で構成された変形可能部材５４が貫通孔５３を塞ぐように取り付けられている。
【００８４】
〔第四実施形態〕
図１２は、本発明の第四実施形態である複列転がり軸受の構成を示す縦断面図であり、図１３は、図１２の複列転がり軸受を軸方向に垂直な面で破断した断面図である。この複列転がり軸受は、自動車の駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、４輪駆動車の全輪）を独立式の懸架装置に支持するためのものである。
【００８５】
この複列転がり軸受は、内周面に複列の外輪軌道２８，２８を有する外輪２１と、それぞれの外周面に内輪軌道２９を有する１対の内輪２５，２５と、これら各内輪軌道２９，２９と各外輪軌道２８，２８との間にそれぞれ複数個ずつ保持器３１，３１で保持された状態で転動自在に配された転動体３０，３０と、を備える。そして、これら転動体３０，３０が配された軸受内部空間３３の両端の開口部が、シール装置３２ａ，３２ａによってそれぞれ密封されている。なお、この複列転がり軸受を構成する外輪２１は、炭素鋼で構成され高周波焼入れ処理が施されており、その外周面に取付部２２を有している。また、外輪２１を懸架装置に支持するとともに、軸受鋼で構成され焼入れ処理が施された内輪２５，２５の内径側に、車輪と共に回転する軸部材を嵌合支持する。
【００８６】
図１２の複列転がり軸受には、図６の自動車用ハブユニットの場合と同様に、内圧調整手段が設けられている。すなわち、軸受内部空間３３と軸受外部とを連通する貫通孔５１が外輪２１に設けられており、この貫通孔５１の内部には、可撓性材料で構成された変形可能部材５２が貫通孔５１を塞ぐように取り付けられている。そして、変形可能部材５２は、小石等の跳ね上げによるの破損を防止するため、例えばステンレス鋼製メッシュからなる通気性を有する保護カバー５５で覆われている。
【００８７】
〔第五実施形態〕
図１４は、本発明の第五実施形態である自動車用ハブユニットの構成を示す縦断面図である。この自動車用ハブユニットは、自動車の従動輪（ＦＦ車の後輪、ＦＲ車及びＲＲ車の前輪）を独立式の懸架装置に支持するためのものであり、その構成は第二実施形態の自動車用ハブユニットとほぼ同様であるので、第二実施形態と異なる部分のみ説明し、同様の部分の説明は省略する。
【００８８】
図１４に示した自動車用ハブユニットは従動輪用であり、軽量化のためハブ２４は中空構造となっている。ただし、従動輪用であるため、図６の場合のようなスプライン孔は有していない。
図１４に示した従動輪用の自動車用ハブユニットの場合は、図６に示した駆動輪用の自動車用ハブユニットの場合と同様に、内圧調整手段が設けられている。ただし、図１４の自動車用ハブユニットの場合は、図６の自動車用ハブユニットとは異なり、内輪相当部材２３（ハブ２４）に内圧調整手段が設けられている。すなわち、軸受内部空間３３と軸受外部とを連通する貫通孔５１がハブ２４に設けられており、この貫通孔５１の内部には、可撓性材料で構成された変形可能部材５２が貫通孔５１を塞ぐように取り付けられている。軸受内部空間３３に充填されたグリースは、径方向外方に向かう遠心力を受けるので、ハブ２４に設けられた貫通孔５１から漏出するおそれはない。
なお、このような内圧調整手段を、外輪２１と内輪相当部材２３（ハブ２４）との両方に設けてもよい。
【００８９】
〔実施例Ｂ〕
以下に、さらに具体的な実施例を示して、本発明を説明する。実施例Ｂとして、前述の第二実施形態とほぼ同様の構成の自動車用ハブユニットを用意し、比較例Ｂとして、図１６に示した従来の自動車用ハブユニットを用意した。実施例の自動車用ハブユニットは、前述のような内圧調整手段を有している。すなわち、軸受内部空間と軸受外部とを連通する貫通孔が外輪に設けられており、この貫通孔の内部には、可撓性材料で構成された変形可能部材が貫通孔を塞ぐように取り付けられている。一方、比較例の自動車用ハブユニットの構成は、前述のような内圧調整手段を有していないことを除いては、実施例の自動車用ハブユニットと全く同様である。
【００９０】
実施例の自動車用ハブユニットの変形可能部材は、以下のような組成を有するゴム組成物からなる可撓性材料で構成されている。
中高ニトリルゴム      ：１００質量部
硫黄                  ：０．５質量部
ステアリン酸          ：１．０質量部
亜鉛華                ：５．０質量部
ＳＲＦ級カーボンブラック：４０質量部
焼成クレー            ：４０質量部
老化防止剤（ＴＭＤＱ）：２．０質量部
老化防止剤（ＭＢＺ）  ：１．０質量部
可塑剤（アジピン酸系ポリエステル）：５質量部
パラフィンワックス    ：１質量部
シランカップリング剤（メルカプトシラン）：０．８質量部
加硫促進剤（ＴＴ）    ：１．５質量部
加硫促進剤（ＤＭ）    ：１．０質量部
【００９１】
なお、上記の老化防止剤（ＴＭＤＱ）とは、大内新興化学工株式会社製の商品名ノクラック２２４（２, ２, ４−トリメチル−１, ２−ジヒドロキノリン重合体）であり、老化防止剤（ＭＢＺ）とは、大内新興化学工業株式会社製の商品名ノクラックＭＢＺ（２−メルカプトベンズイミダゾールの亜鉛塩）である。また、加硫促進剤（ＴＴ）とは、大内新興化学工業株式会社製の商品名ノクセラーＴＴ（テトラメチルチウラムジスルフィド）であり、加硫促進剤（ＤＭ）とは、大内新興化学工業株式会社製の商品名ノクセラーＤＭ（ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド）である。
【００９２】
次に、ゴム組成物を製造する方法について説明する。上記の材料のうち加硫促進剤以外の材料を上記の割合で混合し、この混合したゴム生地を１５０℃になるまでバンバリーミキサーで混練りした。そして、得られた混練物（ゴム生地）に加硫促進剤を添加し、２本ロールを有するゴム用混練ロール機に投入して温度を５０℃に保ちつつ混練を施し、厚さ約０．８ｍｍの未加硫ゴムシートを得た。なお、使用した２本のロールは８インチロールであり、それぞれ２０ｍｉｎ-1、３２ｍｉｎ-1の回転速度で回転させた。
このようにして得られたゴム組成物を用いて、薄膜状の変形可能部材を一体的に成形し、貫通孔の中に圧入して固定し、貫通孔を塞いだ。なお、変形可能部材の外周縁に接着剤を塗布した上で、貫通孔の中に圧入してもよい。
【００９３】
実施例及び比較例の自動車用ハブユニットにはシール装置が備えられているが、そのシール本体を形成する弾性材としても上記のゴム組成物が用いられている。シール装置の製造方法は以下の通りである。厚さ０．６ｍｍの冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）をプレス成形して芯金を得て、洗浄した後、接着剤を塗布した状態で上記未加硫ゴムシートとともに成形型のキャビティ内に装着した。そして、圧力２５ＭＰａで加圧しつつ１８０℃で５分間、加硫成形を行なった。なお、スリンガはステンレス鋼板（ＳＵＳ４３０）から製造され、その厚さは０．６ｍｍである。
このような実施例及び比較例の自動車用ハブユニットについて、下記のようなグリース漏れ試験及び水侵入試験を行って、その密封性を評価した。なお、両試験に供した自動車用ハブユニットには、鉱油を基油としウレア化合物を増ちょう剤とするグリースを５．２ｇ封入してある。
【００９４】
〔グリース漏れ試験について〕
実施例及び比較例の自動車用ハブユニットを、ハブユニット用内輪回転試験機に装着して回転させた。試験条件は、軸受が急速に回転し、軸受温度が上昇して軸受内部空間の圧力が上昇した状態を想定して、以下のようにした。
回転速度：２３００ｍｉｎ-1
試験時間：０．５時間回転させた後に２時間回転を停止するというサイクル運転を１０サイクル繰り返し行った。
回転終了後、グリース漏れの有無を目視により確認した。なお、回転時の外輪温度は、回転開始５分後に９５℃となり、以後は徐々に上昇して１０５℃で一定となった。
試験の結果、比較例の自動車用ハブユニットについてはグリース漏れが確認されたのに対して、実施例の自動車用ハブユニットはグリース漏れが確認されなかった。
【００９５】
〔水侵入試験について〕
グリース漏れ試験に用いたものと同様のハブユニット用内輪回転試験機に、実施例及び比較例の自動車用ハブユニットを装着して回転させた。試験条件は、定常運転状態において高温となっている自動車用ハブユニットに水が接触し、自動車用ハブユニットが急激に冷却されて、軸受内部空間の圧力が低下した状態を想定して、以下の通りとした。すなわち、回転速度を０ｍｉｎ-1から２３００ｍｉｎ-1まで１時間かけて徐々に上昇させ、定常状態となったら、放水量３Ｌ／ｍｉｎで水を自動車用ハブユニットに放水しながら３０分回転させた後に無放水で１時間回転させるというサイクル運転を、２０サイクル繰り返し行った。そして、カールフィッシャー法で測定した自動車用ハブユニットの水分含有率によって、軸受内部空間への水の侵入度合いを評価した。
【００９６】
試験の結果、比較例の自動車用ハブユニットは、水分含有率が７３０ｐｐｍであったのに対して、実施例の自動車用ハブユニットは２０ｐｐｍであった。
両試験の結果から、実施例の自動車用ハブユニットは、軸受内部空間の圧力変動が抑制されるため、優れた密封性を有することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明の転がり軸受は、軸受内部空間と軸受外部との間に圧力差が生じやすい環境下において、好適に使用可能である。特に、オルタネータ，コンプレッサ，アイドラプーリ等のようなエンジンルーム内に設置される自動車用補機等の回転支持部を構成する転がり軸受として好適である。また、自動車等の車輪を回転自在に支持する車輪支持用転がり軸受のように、水や塵挨と頻繁に接触するような環境下で使用される転がり軸受として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の第一実施形態である深溝玉軸受の構成を示す部分縦断面図である。
【図２】第一実施形態の変形例を示す部分縦断面図である。
【図３】接触形シールを転がり軸受の軸方向に垂直な面で破断した断面図である。
【図４】第一実施形態の変形例を示す断面図である。
【図５】第一実施形態の別の変形例を示す断面図である。
【図６】本発明の第二実施形態である自動車用ハブユニットの構成を示す縦断面図である。
【図７】図６の自動車用ハブユニットを軸方向に垂直な面で破断した断面図である。
【図８】図６の自動車用ハブユニットの側面図である。
【図９】自動車用ハブユニットに取り付けられた内圧調整手段を備えるシール装置の断面図である。
【図１０】自動車用ハブユニットに取り付けられた内圧調整手段を備えるシール装置の断面図である。
【図１１】本発明の第三実施形態である自動車用ハブユニットの構成を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の第四実施形態である複列転がり軸受の構成を示す縦断面図である。
【図１３】図１２の複列転がり軸受を軸方向に垂直な面で破断した断面図である。
【図１４】本発明の第五実施形態である自動車用ハブユニットの構成を示す縦断面図である。
【図１５】従来の転がり軸受の構成を示す部分縦断面図である。
【図１６】従来の自動車用ハブユニット（駆動輪支持用）の構成を示す縦断面図である。
【図１７】従来の自動車用ハブユニット（従動輪支持用）の構成を示す縦断面図である。
【図１８】従来の自動車用ハブユニットに取り付けられたシール装置の断面図である。
【図１９】従来の自動車用ハブユニットに取り付けられたシール装置の断面図である。
【図２０】従来の複列転がり軸受の構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００９９】
１      内輪
１ａ    内輪軌道
２      外輪
２ａ    外輪軌道
３      転動体
５      接触形シール
５ａ    シール本体
５ｂ    芯金
５ｃ    シールリップ
１０      軸受内部空間
１１      貫通孔
２０      露出部分
２１      外輪
２３      内輪相当部材
２４      ハブ
２５      内輪
３０      転動体
３２ａ，３２ｂ      シール装置
３３      軸受内部空間
４３      密封蓋
５１      貫通孔
５２      変形可能部材
５３      貫通孔
５４      変形可能部材
６１      貫通孔
６５      芯金
６７      弾性部材
８６      芯金
８７      弾性部材
９１      貫通孔
【図１】
2005226826.tif 000003
【図２】
2005226826.tif 000004
【図３】
2005226826.tif 000005
【図４】
2005226826.tif 000006
【図５】
2005226826.tif 000007
【図６】
2005226826.tif 000008
【図７】
2005226826.tif 000009
【図８】
2005226826.tif 000010
【図９】
2005226826.tif 000011
【図１０】
2005226826.tif 000012
【図１１】
2005226826.tif 000013
【図１２】
2005226826.tif 000014
【図１３】
2005226826.tif 000015
【図１４】
2005226826.tif 000016
【図１５】
2005226826.tif 000017
【図１６】
2005226826.tif 000018
【図１７】
2005226826.tif 000019
【図１８】
2005226826.tif 000020
【図１９】
2005226826.tif 000021
【図２０】
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