(57)【要約】【課題】転がり軸受の異常摩耗を防ぐ。【解決手段】外輪４１と、この外輪４１の内周側に配置された内輪５０と、外輪４１および内輪５０間に配置されこれらに対し転動する転動体８０と、外輪４１および内輪５０間をシールするシール部材７０と、外輪４１および転動体８０間、内輪５０および転動体８０間を潤滑するグリース８５、８６とからなるシール付き転がり軸受において、シール部材７０の一部を、線膨張係数の異なる少なくとも２種類の材料を円周方向に交互に配置するとともにこれらを一体成形したヒートショック部７３で構成し、繰り返しかかるヒートショックにより２種類の材料間にクラックを発生させ、このクラックによりヒートショック部７３に外輪４１および内輪５０間の内部空間を、外輪４１および内輪５０外の外部空間に連通する連通通路７３ａを形成した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、この外輪の内周側に配置された内輪と、前記外輪および前記内輪間に配置されこれらに対し転動する転動体と、前記外輪および前記内輪間をシールするシール部材と、前記外輪および前記転動体間、前記内輪および前記転動体間を潤滑するグリースとからなるシール付き転がり軸受において、
前記シール部材の一部を、線膨張係数の異なる少なくとも２種類の材料を円周方向に交互に配置するとともにこれらを一体成形したヒートショック部で構成し、繰り返しかかるヒートショックにより２種類の材料間にクラックを発生させ、このクラックにより前記ヒートショック部に前記外輪および前記内輪間の内部空間を、前記外輪および前記内輪外の外部空間に連通する連通通路を形成したことを特徴とするシール付き転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触シールタイプのシール付き転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７（特許文献１）に示すシール付き転がり軸受は、外輪１００および内輪１１０間を転動する円筒ころ１２０を有し、外輪１００の内周の軸方向両端に環状溝１０１が形成され、これにシール部材１３０が圧入固定されている。シール部材１３０の内周側のリップ部１３５は、内輪１１０の外周に摺接している。図７および図８に示すようにシール部材１３０の外周側の厚肉部１３１には、外周面に円周上１箇所で軸方向に連通する軸方向溝１３２が形成され、円筒ころ１２０側の側面に円周上２箇所で径方向に連通する径方向溝１３３が形成されている。軸方向溝１３２および径方向溝１３３は、外輪１００、内輪１１０およびシール部材１３０で囲まれた空間１４０の内圧を調節するのに使用しているが、転がり軸受をトランスミッションのギヤの回転軸支持に使用した場合、ミッションオイルを空間１４０へ導く通路として、前記軸方向溝１３２および径方向溝１３３を使用することも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−７９０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ミッションオイルは、タンク、フィルター、ポンプ、ミッション各部の順に循環している。トランスミッションは、互いに噛合する複数のギヤを有し、ギヤ同士の噛み合いによる金属屑（異物）が発生する。トランスミッション使用始めの初期段階では、ギヤ同士が互いになじんでいないため、金属屑が大量に発生し、金属屑はフィルターに捕捉される。ギヤ同士が互いになじんでくると、金属屑の発生が少なくなってくる。トランスミッション使用始めの初期段階で、金属屑が混じったミッションオイルが、軸方向溝１３２および径方向溝１３３を介して空間１４０へ入るのは、転がり軸受の異常摩耗を防ぐ点で好ましくない。これに対し、軸方向溝１３２および径方向溝１３３を無くし、予め注入されたグリースで転がり軸受の各部を潤滑する方法があるが、使用とともにグリースが劣化するので、転がり軸受の異常摩耗を防ぐ点で好ましくない。本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、転がり軸受の異常摩耗を防ぐ。すなわち外輪１００、内輪１１０、円筒ころ１２０の異常摩耗を防ぐ。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、外輪と、この外輪の内周側に配置された内輪と、前記外輪および前記内輪間に配置されこれらに対し転動する転動体と、前記外輪および前記内輪間をシールするシール部材と、前記外輪および前記転動体間、前記内輪および前記転動体間を潤滑するグリースとからなるシール付き転がり軸受において、
前記シール部材の一部を、線膨張係数の異なる少なくとも２種類の材料を円周方向に交互に配置するとともにこれらを一体成形したヒートショック部で構成し、繰り返しかかるヒートショックにより２種類の材料間にクラックを発生させ、このクラックにより前記ヒートショック部に前記外輪および前記内輪間の内部空間を、前記外輪および前記内輪外の外部空間に連通する連通通路を形成したものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、使用し始めの初期段階は、グリースによって外輪および転動体間、内輪および転動体間を潤滑し、使用が進みグリースが劣化すると、繰り返し作用するヒートショックによりヒートショック部にクラックが入り、連通通路が形成されるので、この連通通路を介して外輪および内輪外の外部空間より、外輪および内輪間の内部空間へオイルが流入し、このオイルによって外輪および転動体間、内輪および転動体間を潤滑するので、転がり軸受の異常摩耗を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態におけるトランスミッションの縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における図１の要部拡大図である。
【図４】本発明の一実施形態における図２の要部拡大図である。
【図５】本発明の他の実施形態における図３相当の要部拡大図である。
【図６】本発明の他の実施形態における図４相当の要部拡大図である。
【図７】従来のシール付き転がり軸受の縦断面図である。
【図８】従来のシール付き転がり軸受のオイルシールの厚肉部の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一実施形態について、図１乃至図４を参酌しつつ説明する。図１はトランスミッションの縦断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図であり、図３は図１の要部拡大図であり、図４は図２の要部拡大図である。
【０００９】
図１および図２においてトランスミッション１０は、アルミ製のミッションケース１１を有する。ミッションケース１１は、円筒状のボス部１２が一体形成され、このボス部１２に断面円形の嵌合穴１３が形成されている。嵌合穴１３に、鉄製で円筒状の補強部材１５が圧入固定され、この補強部材１５にシール付き転がり軸受４０が径方向に隙間を持って嵌合されている。補強部材１５の内周には、リング溝１６が形成され、このリング溝１６に止め輪３４が嵌め込まれている。シール付き転がり軸受４０の外輪４１の外周には、リング溝１６と対応する位置に係合溝４５が形成され、この係合溝４５に止め輪３４が係合している。すなわち、止め輪３４はリング溝１６および係合溝４５に跨る位置に存在し、止め輪３４自体は径方向に縮小しようとする弾性力を有する。
【００１０】
シール付き転がり軸受４０の内輪５０に回転軸２０が嵌合され、回転軸２０の外周には、内輪５０が嵌合される第１の被嵌合部２１、スプライン２２、第２の被嵌合部２３がボス部１２から順に形成されている。また回転軸２０のボス部１２側の一端にネジ穴２４が形成され、このネジ穴２４に挟持部材３０が螺合されている。挟持部材３０は外径方向に拡張したフランジ部を有し、このフランジ部に内輪５０の側面が当接している。
【００１１】
回転軸２０のスプライン２２には、第１のギヤ３２および第２のギヤ３３がスプライン嵌合され、第１のギヤ３２および第２のギヤ３３が回転軸２０と一体回転するようになっている。回転軸２０の第２の被嵌合部２３には、間座３１が嵌め込まれ、シール付き転がり軸受４０、第１のギヤ３２および第２のギヤ３３が、挟持部材３０のフランジ部および間座３１間で挟持されている。第１のギヤ３２は、回転軸２０と平行な軸線回りに回転する第３のギヤ３５に噛合している。ミッションケース１１内には、第１のギヤ３２および第３のギヤ３５の下部近くまでミッションオイル８１が入っており、このミッションオイル８１によって第１のギヤ３２および第３のギヤ３５の滑らかな噛み合いがなされる。
【００１２】
図１に示す接触シールタイプのシール付き転がり軸受は、転動体として玉を使った玉軸受４０である。玉軸受４０は、リング状の外輪４１と、外輪４１の内周側に配置されるリング状の内輪５０と、外輪４１と内輪５０間に配置されるリング状の保持器６０と、保持器６０に保持される複数の玉８０と、玉８０を挟んで両側に設けられたシール部材７０、７８とからなっている。シール部材７０は、玉８０に対して第１のギヤ３２側に設けられ、シール部材７８は、玉８０に対して第１のギヤ３２と反対側に設けられている。
【００１３】
図１および図３に示すように、前記外輪４１の内周には、断面円弧状の外輪側軌道面４２が形成され、外輪側軌道面４２の両側に、段部４４、環状溝４３の順に形成されている。段部４４は径方向に形成され、段部４４の外径側に環状溝４３が形成されている。段部４４および環状溝４３は、外輪側軌道面４２を中心に左右対称となるように形成されている。
【００１４】
内輪５０の外周には、断面円弧状の内輪側軌道面５２が形成され、内輪側軌道面５２の両側に、大径部５５、段部５４、環状溝５３の順に形成されている。大径部５５は軸方向に形成され、この大径部５５に対して径方向に段部５４が形成され、段部５４の内周側に凹形状の環状溝４３が形成されている。大径部５５、段部４４および環状溝４３は、内輪側軌道面５２を中心に左右対称となるように形成されている。
【００１５】
前記保持器６０は円周方向に複数のポケット部６１を有し、各ポケット部６１に玉８０が回転可能に保持されている。前記玉８０は、金属製で球形状を有する。
【００１６】
図３および図４に示すように、前記シール部材７０は、金属製の芯金７１と、この芯金７１に加硫接着されたゴム製のシール本体７２と、芯金７１およびシール本体７２に接着された樹脂製のヒートショック部７３とからなっている。芯金７１は、ドーナツ状で、断面コの字形状を有し、円周方向に複数の連通穴７１ａが穿孔されている。連通穴７１ａは、径方向の中間に設けられている。金属製の芯金７１は、プレス金型によって成形されるようになっている。シール本体７２は、芯金７１の外径側、内径側、一部の内側面側、一部の外側面側に設けられ、芯金７１の大半の内側面側および大半の外側面側には設けられていない。シール本体７２は、大径部５５に摺接する第１のリップ部７２ｃと、段部５４に摺接する第２のリップ部７２ｂとを有する。射出成形金型に芯金７１をセットし、ゴム材料を射出することによって芯金７１に加硫接着された形でシール本体７２が成形されるようになっている。シール本体７２は、環状溝４３に圧入嵌合される。
【００１７】
ヒートショック部７３は、ドーナツ状で、断面コの字形状を有する。ヒートショック部７３は、線膨張係数の異なる２種類の材料を円周方向に交互に配置したもので、射出成形金型に２種類の樹脂製の材料を射出することによって成形されるようになっている。成形後のヒートショック部７３は、シール本体７２および芯金７１に接着剤によって接着されるようになっている。ヒートショック部７３は、線膨張係数の高い樹脂材料からなるカバーＡ部７４と、線膨張係数の低い樹脂材料からなるカバーＢ部７５とからなり、これらが冷えて固まることによりカバーＡ部７４およびカバーＢ部７５が自然に互いに接着して一体化するようになっている。ヒートショック部７３に熱が繰り返し作用すると、カバーＡ部７４の径方向中間がシール本体７２と反対側へ膨らんだり、戻ったりすることが繰り返し行われ、カバーＡ部７４およびカバーＢ部７５間にクラックが入り、このクラックがヒートショック部７３の裏表を連通する連通通路７３ａとなる。
【００１８】
図１に示すように、前記シール部材７８は、金属製の芯金７１と、この芯金７１に加硫接着されたゴム製のシール本体７２とからなっている。シール部材７８は、ヒートショック部７３および連通穴７１ａが無いのみで、後はシール部材７０と全く同じ構造である。
【００１９】
図３に示すように、外輪４１および保持器６０間にグリース８５が注入され、保持器６０および内輪５０間にグリース８６が注入されている。グリース８５、８６は、ミッションオイル８１に増ちょう剤を混ぜたものが使用される。ミッションオイル８１として、鉱物油、部分合成油、化学合成油のいずれかが使用され、いずれも液体のものが使用される。増ちょう剤として、カルシウム石けん、アルミニウム石けん、ナトリウム石けん、リチウム石けん、カルシウムコンプレックス、アルミニウムコンプレックス、リチウムコンプレックス、芳香族ジウレア、脂肪族ジウレア、脂環族ジウレア、ＰＴＦＥのいずれかが使用される。これらのいずれかをミッションオイル８１に混ぜると、ねり状のグリース８５、８６ができる。
【００２０】
ミッションオイル８１および増ちょう剤の割合を変えることによりちょう度が変わり、増ちょう剤の割合が多いほどグリース８５、８６のちょう度が大きくなり、グリース８５、８６は硬くなる。またグリース８５、８６は、ミッションオイル８１に長時間さらされると、溶けてミッションオイル８１内へ分散化する。グリース８５、８６が硬いほどミッションオイル８１内への分散化が遅れる傾向にあり、グリース８５、８６のちょう度を変えることによって、グリース８５、８６がミッションオイル８１に溶けるタイミングを最適なものにすることができる。グリース８５、８６を作るときに、増ちょう剤と混ぜる潤滑油を、ミッションオイル８１と異なるものを使用することも可能であるが、同じものを使用した方が、他の潤滑油を混ぜて使用することによる弊害を少なくすることができ、潤滑性能を十分に発揮することができる。
【００２１】
次に上述した構成にもとづいて、玉軸受１０の組付け動作について説明する。
【００２２】
図１および図２に示すように、外輪４１、保持器６０、内輪５０を同軸に配置し、内輪５０に対し保持器６０を傾け、保持器６０に対し外輪４１をさらに傾ける。保持器６０のポケット部６１に玉８０を挿入し、保持器６０を回して空いているポケット部６１に玉８０を挿入する動作を繰り返す。図３に示すように、外輪４１および保持器６０間にグリースガンを使用してグリース８５を注入し、保持器６０および内輪５０間にグリースガンを使用してグリース８６を注入する。外輪４１の環状溝４３にシール部材７０、７８を嵌め込んで玉軸受１０の組付け動作が完了する。
【００２３】
続いてトランスミッションの組付け動作について説明する。
【００２４】
図１に示すように、回転軸２０の第２の被嵌合部２３に間座３１を嵌合し、スプライン２２に第１のギヤ３２および第２のギヤ３３をスプライン嵌合し、第１の被嵌合部２１に玉軸受１０の内輪５０を嵌合し、ネジ穴２４に挟持部材３０を螺合させる。これによって、玉軸受１０、第１のギヤ３２および第２のギヤ３３は、挟持部材３０のフランジ部および間座３１によって挟持される。
【００２５】
ボス部１２の嵌合穴１３に鉄製で円筒状の補強部材１５を圧入嵌合し、補強部材１５のリング溝１６に止め輪３４を嵌め込む。補強部材１５に回転軸２０と一体化した玉軸受１０を挿入し、止め輪３４は玉軸受１０の外輪４１によってリング溝１６側へ径方向に拡張し、止め輪３４が係合溝４５に対応すると、止め輪３４は径方向に縮小し、止め輪３４は係合溝４５に係合する。このとき、止め輪３４は、リング溝１６および係合溝４５に跨った位置に位置し、補強部材１５に対する玉軸受１０の抜けが防止される。トランスミッション１０の他の各部の組付けが完了すると、ミッションケース１１内へミッションオイル８１が第１のギヤ３２および第３のギヤ３５の下部近くまで注入される。
【００２６】
かかる状態で回転軸２０を回転させると、図１および図２に示すように、第１のギヤ３２および第３のギヤ３４は互いに噛合しながら互いに逆方向に回転する。このとき図１および図３に示すように、内輪５０も外輪４１に対し回転し、外輪側軌道面４２および内輪側軌道面５２上を玉８０が転動し、玉８０は内輪５０の回転方向と同方向へ移動する。玉８０を保持する保持器６０も玉８０と同方向へ移動する。外輪４１およびシール部材７０、７８間は、環状溝４３にシール部材７０、７８を圧入嵌合することによりシールされる。内輪５０およびシール部材７０、７８間は、第１のリップ部７２ｃが大径部５５に摺接し、第２のリップ部７２ｂが段部５４に摺接することによりシールされる。
【００２７】
図１、図３および図４に示すように、トランスミッション１０の始動開始の初期段階においては、グリース８５、８６によって外輪４１および玉８０間、玉８０および内輪５０間が潤滑される。ミッションオイル８１内には、第１のギヤ３２および第３のギヤ３４の噛み合いによって発生した金属屑（異物）が多数含まれている。これらは、ミッションオイル８１の循環によって、循環経路の途中にあるフィルターに捕捉される。このように、外輪４１および玉８０間、玉８０および内輪５０間の潤滑に、金属屑が混じったミッションオイル８１ではなくグリース８５、８６を使用するので、玉軸受１０の異常摩耗を防ぐことができる。
【００２８】
トランスミッション１０の使用経過時間がある程度以上になると、第１のギヤ３２および第３のギヤ３４は互いになじみ、金属屑を発生しなくなる。また、グリース８５、８６が劣化し、潤滑機能が低下する。
【００２９】
これまでに、ヒートショック部７３には、ヒートショックが繰り返し作用し、カバーＡ部７４の径方向中間がシール本体７２と反対側へ膨らんだり、戻ったりすることが繰り返し行われ、カバーＡ部７４およびカバーＢ部７５間にクラックが入り、このクラックがヒートショック部７３の裏表を連通する連通通路７３ａとなる。第１のギヤ３２および第３のギヤ３４の下部近くまであるミッションオイル８１は、回転する第１のギヤ３２および第３のギヤ３４によって掻き揚げられ、ヒートショック部７３に付着する。上部にある連通通路７３ａ、連通穴７１ａを介してミッションオイル８１が、外輪４１および内輪５０間の内部空間へ流入し、下部にある連通通路７３ａ、連通穴７１ａを介してミッションオイル８１が、外輪４１および内輪５０外の外部空間へ流出する。外輪４１および保持器６０間のグリース８５、保持器６０および内輪５０間のグリース８６はミッションオイル８１にさらされ、ミッションオイル８１内へ少しずつ溶けていく。
【００３０】
グリース８５、８６が完全に溶けると、ミッションオイル８１によって外輪４１および玉８０間、玉８０および内輪５０間が潤滑される。このように、外輪４１および玉８０間、玉８０および内輪５０間の潤滑に、劣化したグリース８５、８６ではなく金属屑が少ないミッションオイル８１を使用するので、玉軸受１０の異常摩耗を防ぐことができる。すなわち外輪側軌道面４２、内輪側軌道面５２、玉８０の異常摩耗を防ぐことができる。
【００３１】
ミッションオイル８１は、自動車の走行キロあるいは使用経過時間に応じて定期的に交換されるが、玉軸受１０内のグリース８５、８６の交換は、トランスミッション１０、玉軸受１０の分解がない限り不可能である。このようにトランスミッションの使用経過時間がある程度経過した時点では、グリース８５、８６ではなくミッションオイル８１を玉軸受１０の潤滑に使用した方が望ましい。
【００３２】
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００３３】
上述した実施形態は、ヒートショック部７３を芯金７１およびシール本体７２に固着した。他の実施形態として、図５および図６に示すように、芯金７１ｂ自体をヒートショック部として構成しても良い。
【００３４】
この場合、芯金７１ｂは、円周方向に交互に配置された線膨張係数の異なる２種類の材料から射出成形金型を使用して成形される。芯金７１ｂは、ドーナツ状で、断面コの字形状を有する。射出成形金型によって成形された芯金７１ｂは、別の射出成形金型にセットされ、ゴム材料を射出することによってシール本体７２が加硫接着され、内輪４１の環状溝４３に取り付けられる。前記芯金７１ｂは、線膨張係数の高い樹脂材料からなるカバーＡ部７１ｃと、線膨張係数の低い樹脂材料からなるカバーＢ部７１ｄとからなり、これらが冷えて固まることによりカバーＡ部７１ｃおよびカバーＢ部７１ｄが自然に互いに接着して一体化するようになっている。ヒートショック部７１ｂに熱が繰り返し作用すると、カバーＡ部７１ｃの径方向中間が保持器６０と反対側へ膨らんだり、戻ったりすることが繰り返し行われ、カバーＡ部７１ｃおよびカバーＢ部７１ｄ間にクラックが入り、このクラックがヒートショック部７１ｂの裏表を連通する連通通路７１ｅとなる。芯金７１ｂ以外は、先に述べた実施形態と同じであるので、同一番号を付与して説明を省略する。
【００３５】
上述した実施形態は、転動体として玉８０を使用した例について述べた。他の実施形態として、転動体として円筒ころを用いても良い。
【符号の説明】
【００３６】
４１：外輪、５０：内輪、７０：シール部材、７３：ヒートショック部、７３ａ：連絡通路、８０：玉（転動体）、８１：ミッションオイル（オイル）、８５：グリース、８６：グリース
【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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