(57)【要約】【課題】簡単かつ汎用性のある規定で密封型転がり軸受のシール性を的確に確保できるようにすることである。【解決手段】内輪１の周溝１ａに設けられたシール摺接面１ｂへの接触シール５のシールリップ５ｄの押し付け力Ｐを１．６Ｎ以上に設定することにより、シールリップ５ｄの締め代を間接的に含むように押し付け力Ｐのみを規定して、シールリップ５ｄのシール摺接面１ｂへの良好な接触状態を保障し、簡単かつ汎用性のある規定で密封型転がり軸受のシール性を的確に確保できるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触シールの弾性部材で形成されたシールリップを内輪または外輪に設けたシール摺接面に押し付けて、前記内輪と外輪間の軸受空間を密封する密封型転がり軸受において、前記シールリップのシール摺接面への押し付け力を１．６Ｎ以上に設定したことを特徴とする密封型転がり軸受。
【請求項２】
前記シール摺接面の表面粗さをＲｍａｘで２．０μｍ以下とした請求項１に記載の密封型転がり軸受。
【請求項３】
前記シール摺接面が前記内輪の外周面の周方向に延びる周溝の側壁に設けられ、この周溝の側壁に設けられたシール摺接面に、前記シールリップを軸方向から押し付けるようにした請求項１または２に記載の密封型転がり軸受。
【請求項４】
前記シールリップを形成する弾性部材を、水素添加ニトリルゴムとした請求項１乃至３のいずれかに記載の密封型転がり軸受。
【請求項５】
前記シールリップを形成する弾性部材を耐エステルアクリルゴムとした請求項１乃至３のいずれかに記載の密封型転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内輪と外輪間の軸受空間を接触シールで密封する密封型転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車補機用プーリやエアコン用コンプレッサの電磁クラッチ等に採用され、外部からの泥水等の侵入や内部からのグリース等の潤滑剤の漏れに対する高い密封性が要求される転がり軸受には、接触シールのシールリップを内輪または外輪に設けたシール摺接面に押し付けて内輪と外輪間の軸受空間を密封する密封型転がり軸受が用いられている。接触シールのシールリップはゴム等の弾性部材で形成され、シール摺接面に対する締め代を設定されており、通常、芯金に固着された弾性部材の芯金から先に延びる部分に設けられている。
【０００３】
この種の密封型転がり軸受には、接触シールを外輪側に固定し、シール摺接面を内輪の外周面に形成した周溝の側壁に設けて、接触シールのシールリップをシール摺接面に軸方向から押し付けるようにしたものが多い（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
特許文献１に記載されたものは、芯金から先に延びるシールリップの軸方向厚みＢを０．２〜０．４ｍｍに設定するとともに、シールリップの径方向長さＡと軸方向厚みＢとの比を、４．５≦Ａ／Ｂ≦７となるように設定し、シールリップの剛生を適度とすることにより、シールリップのシール摺接面に対する追従性を高め、シールリップの接触状態を安定させることを提案している。
【０００５】
また、特許文献２に記載されたものは、シールリップをシール摺接面に押し付ける力Ｐとシールリップの軸方向締め代Ｌとの比Ｐ／Ｌを、２．９〜９．８Ｎ／ｍｍ、かつ、締め代Ｌを転動体であるボールの直径の１〜３％とすることにより、シール性低下に結び付く弾性部材の弾性変形を起きにくくし、シール性を確保することを提案している。
【０００６】
【特許文献１】特許第３０６２６７３号公報（第１、２図）
【特許文献１】特開２００１−１４０９０７号公報（第１−４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されたもののように、シールリップの寸法を規定してその剛性を適度とする密封型転がり軸受は、シールリップの締め代を直接的にも間接的にも規定するものではないので、的確にシール性を確保できない問題がある。また、シールリップの形状は、例えば特許文献２に記載されたもののように、軸方向厚みＢが一定でなく定義できないものが多いので、汎用性に欠ける問題もある。
【０００８】
一方、特許文献２に記載されたもののように、シールリップの押し付け力Ｐと軸方向締め代Ｌとの比Ｐ／Ｌ、および軸方向締め代Ｌを規定した密封型転がり軸受は、締め代Ｌを変化させると押し付け力Ｐも変化するので、締め代Ｌと比Ｐ／Ｌとを規定範囲に入れる管理が繁雑なものとなる問題がある。また、締め代Ｌが下限に近い場合は、小さな押し付け力Ｐでも比Ｐ／Ｌが規定範囲に入り、シール性を確保できないことがある。さらに、締め代Ｌをボールの直径との割合で規定しているので、玉軸受にしか適用できない。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、簡単かつ汎用性のある規定で密封型転がり軸受のシール性を的確に確保できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は、接触シールの弾性部材で形成されたシールリップを内輪または外輪に設けたシール摺接面に押し付けて、前記内輪と外輪間の軸受空間を密封する密封型転がり軸受において、前記シールリップのシール摺接面への押し付け力を１．６Ｎ以上に設定した構成を採用した。
【００１１】
すなわち、シールリップのシール摺接面への押し付け力を１．６Ｎ以上に設定することにより、シールリップの締め代を間接的に含むように押し付け力のみを規定して、シールリップのシール摺接面への良好な接触状態を保障し、簡単かつ汎用性のある規定で密封型転がり軸受のシール性を的確に確保できるようにした。
【００１２】
前記シール摺接面の表面粗さをＲｍａｘで２．０μｍ以下、好ましくは１．２μｍ以下とすることにより、シールリップとの摩擦によるトルク損失の増大を防止できるとともに、シールリップの摩耗を抑制して、シールリップのシール摺接面への押し付け力を安定して保持することができる。
【００１３】
上述した各密封型転がり軸受は、前記シール摺接面が前記内輪の外周面の周方向に延びる周溝の側壁に設けられ、この周溝の側壁に設けられたシール摺接面に、前記シールリップを軸方向から押し付けるものに好適である。
【００１４】
前記シールリップを形成する弾性部材を水素添加ニトリルゴムとすることにより、電磁クラッチ等に採用される転がり軸受のように１５０℃以上の高温環境で使用しても、シールリップの耐熱性を十分に確保することができる。水素添加ニトリルゴムは、一般のニトリルゴムに対して、水素添加により不飽和結合に水素を付加したものであり、ニトリルゴムの耐熱温度が１２０℃程度であるのに対して、１５０℃以上の高い耐熱温度を有する。また、優れた耐薬品性も有し、エアコンのコンプレッサオイル等の油類が付着しても、安定した性状が保持される。
【００１５】
前記シールリップを形成する弾性部材を耐エステルアクリルゴムとすることにより、電磁クラッチ等に採用される転がり軸受のように１５０℃以上の高温環境で使用しても、シールリップの耐熱性を十分に確保することができ、油類が付着しても安定した性状を保持することができる。耐エステルアクリルゴムは、アクリルゴムの優れた耐熱性を維持しつつ、アクリルゴムの欠点である耐薬品性を向上させたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の密封型転がり軸受は、シールリップのシール摺接面への押し付け力を１．６Ｎ以上に設定したので、シールリップの締め代を間接的に含むように押し付け力のみを規定して、シールリップのシール摺接面への良好な接触状態を保障し、簡単かつ汎用性のある規定で密封型転がり軸受のシール性を的確に確保することができる。
【００１７】
前記シール摺接面の表面粗さをＲｍａｘで２．０μｍ以下、好ましくは１．２μｍ以下とすることにより、シールリップとの摩擦によるトルク損失の増大を防止できるとともに、シールリップの摩耗を抑制して、シールリップのシール摺接面への押し付け力を安定して保持することができる。
【００１８】
前記シールリップを形成する弾性部材を水素添加ニトリルゴムとすることにより、電磁クラッチ等に採用される転がり軸受のように１５０℃以上の高温環境で使用しても、シールリップの耐熱性を十分に確保することができる。
【００１９】
前記シールリップを形成する弾性部材を耐エステルアクリルゴムとすることにより、電磁クラッチ等に採用される転がり軸受のように１５０℃以上の高温環境で使用しても、シールリップの耐熱性を十分に確保することができ、油類が付着しても安定した性状を保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この密封型転がり軸受は、図１（ａ）に示すように、内輪１と外輪２の間にボール３が保持器４で保持された軸受空間を、外輪２の内周面に設けられた係止溝２ａに固定した接触シール５で密封した深溝玉軸受である。
【００２１】
図１（ｂ）に示すように、前記接触シール５は芯金５ａと弾性部材５ｂとから成り、弾性部材５ｂは水素添加ニトリルゴムまたは耐エステルアクリルゴムで形成されている。弾性部材５ｂの芯金５ａから先に延びる部分にはネック部５ｃが設けられ、その先にシールリップ５ｄが設けられて、内輪１の外周面で周方向に延びる周溝１ａの側壁に設けられたシール摺接面１ｂに、軸方向の外側から押し付けられている。シールリップ５ｄのシール摺接面１ｂへの押し付け力Ｐは１．６Ｎ以上に設定されている。また、シール摺接面１ｂの表面粗さＲｍａｘは１．２μｍ以下とされている。
【実施例】
【００２２】
実施例として、シールリップの押し付け力Ｐを１．６Ｎ以上に設定した図１に示したような密封型深溝玉軸受を用意した。比較例として、シールリップの押し付け力Ｐと軸方向締め代Ｌとの比Ｐ／Ｌが４．８〜８．８Ｎ／ｍｍで、押し付け力Ｐを１．６Ｎ未満とした同様の密封型深溝玉軸受も用意した。各シールリップの押し付け力Ｐは、図２に示すように、接触シール５を装着した外輪２を圧縮試験機１１の架台１２に水平にセットし、その加圧ヘッド１３で接触シール５のシールリップ５ｄを、所定の軸方向締め代に相当する垂直変位量だけ押圧したときの荷重を測定することにより求めた。なお、実施例と比較例の深溝玉軸受は、いずれも図１（ｂ）に示した接触シール５のネック部５ｃとシールリップ５ｄを含む径方向長さａとネック部５ｃの軸方向厚みｂの比ａ／ｂ、すなわち、特許文献１に規定されたシールリップの径方向長さＡと軸方向厚みＢの比Ａ／Ｂに相当するものを３．２とした。また、シール摺接面の表面粗さＲｍａｘはいずれも１．２μｍ以下とした。
【００２３】
上述した実施例と比較例の密封型深溝玉軸受を、泥水が噴霧される環境下で回転試験機に取り付け、泥水の軸受空間への浸入量を調査する耐泥水性試験を行った。なお、泥水の浸入量は、試験前後の軸受の質量増加量Ｗを測定することにより求めた。試験条件は以下の通りである。
・泥水    ：関東ローム粉ＪＩＳ８種（泥分濃度５質量％）
・回転速度：２０００ｒｐｍ
・試験時間：３時間
【００２４】
図３に上記耐泥水性試験の結果を示す。シールリップの押し付け力Ｐを１．６Ｎ以上に設定した実施例のものは、前記シールリップの径方向長さＡと軸方向厚みＢの比Ａ／Ｂに相当する比ａ／ｂが、特許文献１に記載された発明の範囲を外れているが、いずれも軸受の質量増加量Ｗが顕著に認められず、優れたシール性を有することが分かる。これに対して、押し付け力Ｐを１．６Ｎ未満としたものは、前記シールリップの押し付け力Ｐと軸方向締め代Ｌとの比Ｐ／Ｌが、特許文献２に記載された発明の範囲に入っているが、いずれも軸受の質量増加量Ｗが顕著に認められ、十分なシール性が確保されていない。
【００２５】
上述した実施形態では、密封型転がり軸受を深溝玉軸受としたが、本発明に係る密封型転がり軸受は、他の玉軸受やころ軸受等の他の種類の転がり軸受にも採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ａは密封型転がり軸受の実施形態を示す一部省略縦断面図、ｂはａの要部を拡大して示す断面図
【図２】ａは図１の接触シールのシールリップの押し付け力Ｐを測定する方法を示す縦断面図、ｂはａの要部を拡大して示す断面図
【図３】耐泥水性試験の結果を示すグラフ
【符号の説明】
【００２７】
１  内輪
１ａ  周溝
１ｂ  シール摺接面
２  外輪
２ａ  係止溝
３  ボール
４  保持器
５  接触シール
５ａ  芯金
５ｂ  弾性部材
５ｃ  ネック部
５ｄ  シールリップ
１１  圧縮試験機
１２  架台
１３  加圧ヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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