(57)【要約】【課題】  シールリップ部の締代による押付力のばらつきが少なく、この押付力を安定して負荷してシールリップ部を確実に摩耗させて、低トルク化を図ることができると共に、軸受の耐異物侵入性の向上を図ることができる転がり軸受を提供する。【解決手段】  少なくとも先端部分１１は、軸受を回転状態で使用することで摩耗して非接触となるかまたは接触圧が零と見なせる程度の軽接触となる高摩耗材である。シールリップ部９は、シール部材本体８に続く基端部分１０と、この基端部分１０の先端縁１０ａにおける軸方向の一部から突出して内輪１に接する先端部分１１とを含み、基端部分１０の軸方向厚さであるシールリップ腰幅（Ｌ２）を、シールリップ部９における芯金６の先端側周縁６ｓから先端部分１１の最先端に至る径方向長さ（ａ）よりも大とする。先端部分１１は、先端面１１ａ側が凸となる断面円弧形状とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内外輪と、この内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体と、前記内外輪間に形成される軸受空間を密封するシール部材とを備えた転がり軸受において、
前記シール部材は、環状の芯金とこの芯金を覆う弾性部材とでなるシール部材本体を有し、このシール部材本体の基端が内外輪のいずれか一方の軌道輪に固定され、前記弾性部材に、芯金の先端側周縁よりも先端側に延びて他方の軌道輪に接するシールリップ部を一体に設け、このシールリップ部は、前記シール部材本体に続く基端部分と、この基端部分の先端縁における軸方向の一部から突出して前記他方の軌道輪に接する先端部分とを含み、
少なくとも前記先端部分は、軸受を回転状態で使用することで摩耗して非接触となるかまたは接触圧が零と見なせる程度の軽接触となる高摩耗材であり、
前記基端部分の軸方向厚さであるシールリップ腰幅（Ｌ２）を、シールリップ部における芯金の先端側周縁から前記先端部分の最先端に至る径方向長さ（ａ）よりも大とし、前記先端部分は、先端面側が凸となる断面円弧形状としたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
請求項１において、前記シール部材本体の基端が外輪に固定され、前記シールリップ部が内輪に接するものとした転がり軸受。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記シールリップ部のうち、基端部分の先端縁から先端部分の突出方向の最先端に至るシールリップ長さ（ｂ）を、前記先端部分における先端面の円弧の半径以下とした転がり軸受。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記基端部分のシールリップ腰幅（Ｌ２）を、シール部材本体の先端における軸方向厚さである芯金部シール幅（Ｌ１）よりも大とした転がり軸受。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記芯金の外側面から先端縁側に延びる基端部分の一部から、この基端部分の内側面に至る基端部分の肉厚（Ｌ３）を、芯金の厚さ（Ｌ４）以上に大きくした転がり軸受。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記高摩耗材をゴム材または樹脂材とした転がり軸受。
【請求項７】
請求項６において、前記高摩耗材がゴム材であって、前記シール部材は、前記ゴム材を加硫成型して形成されたものである転がり軸受。
【請求項８】
請求項６において、前記高摩耗材が樹脂材であって、前記シール部材は、前記樹脂材を射出成形して形成されたものである転がり軸受。
【請求項９】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記高摩耗材が、固体潤滑材、不織布、または軟鋼である転がり軸受。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、前記弾性部材は、芯金の全体または一部を覆うものとした転がり軸受。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項において、前記転がり軸受が、自動車のトランスミッションに用いられる転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、自動車のトランスミッション等に用いられる転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のトランスミッション内にはギアの摩耗粉等の異物が混在する。このため、自動車のトランスミッションに用いられる従来の軸受は、内外輪間に形成される軸受空間を密封する接触タイプのシール部材を備えた転がり軸受とされ、このシール部材により軸受内に異物が侵入するのを防止している。
このような接触タイプのシール部材で軸受空間を密封する場合、軸受内への異物の侵入は防げるが、シールトルクが大きいので自動車の省燃費化を進める上での課題となっている。
【０００３】
そこで、本件出願人は、シール部材におけるシールリップ部の先端の材質を、高摩耗材とし、運転初期には接触タイプであったシール部材を、軌道輪に対する摩耗により非接触タイプのシール部材に変える技術を提案した（特許文献１）。
また軌道輪に対するシールリップ部の接触力を１１Ｎ以上とすることで、シールリップ部の先端を早期に摩耗する技術を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０１９２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図７は、従来例の転がり軸受のシール部材等を拡大して示す断面図、図８は同シール部材の要部の拡大断面図である。
シール部材５０を早期に摩耗させるためには、シールリップ部５１を、内輪５２に対しリップ締代δをもって適当な押付力で接触させる必要があり、それはシール部材５０の形状の影響を受ける。従来のシール部材５０の形状では、リップ締代δに対してシールリップ部５１の変形が大きく、図８に示すようにシールリップ部５１が軸受軸方向外側に不所望に反ってしまう。この場合、シールリップ部５１に強い接触力を与えられず、シールリップ部５１が摩耗し難い場合があった。
【０００６】
この発明の目的は、シールリップ部の締代による押付力のばらつきが少なく、この押付力を安定して負荷してシールリップ部を確実に摩耗させて、低トルク化を図ることができると共に、軸受の耐異物侵入性の向上を図ることができる転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の転がり軸受は、内外輪と、この内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体と、前記内外輪間に形成される軸受空間を密封するシール部材とを備えた転がり軸受において、前記シール部材は、環状の芯金とこの芯金を覆う弾性部材とでなるシール部材本体を有し、このシール部材本体の基端が内外輪のいずれか一方の軌道輪に固定され、前記弾性部材に、芯金の先端側周縁よりも先端側に延びて他方の軌道輪に接するシールリップ部を一体に設け、このシールリップ部は、前記シール部材本体に続く基端部分と、この基端部分の先端縁における軸方向の一部から突出して前記他方の軌道輪に接する先端部分とを含み、少なくとも前記先端部分は、軸受を回転状態で使用することで摩耗して非接触となるかまたは接触圧が零と見なせる程度の軽接触となる高摩耗材であり、前記基端部分の軸方向厚さであるシールリップ腰幅（Ｌ２）を、シールリップ部における芯金の先端側周縁から前記先端部分の最先端に至る径方向長さ（ａ）よりも大とし、前記先端部分は、先端面側が凸となる断面円弧形状としたことを特徴とする。
【０００８】
この構成によると、初期は接触タイプであったシール部材が、運転後、摩耗により非接触または軽接触タイプのシール部材となる。つまり軸受を回転状態で使用することで、シールリップ部の先端部分が摩耗する。このとき、シールリップ部の基端部分のシールリップ腰幅（Ｌ２）を、シールリップ部における芯金の先端側周縁から先端部分の最先端に至る径方向長さ（ａ）よりも大としたため、従来のものよりシールリップ部の剛性を高めることができる。このため、シールリップ部が反るように変形することが回避され、シールリップ部の安定した姿勢を維持できる。
またシールリップ部の先端部分は、先端面側が凸となる断面円弧形状であるため、シールリップ部が大きく変形することなく、このシールリップ部に安定して荷重を負荷させることができる。
したがって、シールリップ部は、前記他方に軌道輪に押付力を安定して負荷してシールリップ部を確実に摩耗させて、低トルク化を図ることができる。これと共に、軸受の耐異物侵入性の向上を図ることができる。
【０００９】
前記シール部材本体の基端が外輪に固定され、前記シールリップ部が内輪に接するものとしても良い。
前記シールリップ部のうち、基端部分の先端縁から先端部分の突出方向の最先端に至るシールリップ長さ（ｂ）を、前記先端部分における先端面の円弧の半径以下としても良い。この場合、シールリップ部の変形をより確実に抑制することができる。
【００１０】
前記基端部分のシールリップ腰幅（Ｌ２）を、シール部材本体の先端における軸方向厚さである芯金部シール幅（Ｌ１）よりも大としても良い。この場合、シールリップ部が反り難くなり、シールリップ部の姿勢を安定させることができる。
前記芯金の外側面から先端縁側に延びる基端部分の一部から、この基端部分の内側面に至る基端部分の肉厚（Ｌ３）を、芯金の厚さ（Ｌ４）以上に大きくしても良い。この場合、シールリップ部の剛性をより高めることができる。
【００１１】
前記高摩耗材をゴム材または樹脂材としても良い。
前記高摩耗材がゴム材であって、前記シール部材は、前記ゴム材を加硫成型して形成されたものであっても良い。
前記高摩耗材が樹脂材であって、前記シール部材は、前記樹脂材を射出成形して形成されたものであっても良い。
前記高摩耗材が、固体潤滑材、不織布、または軟鋼であっても良い。
前記弾性部材は、芯金の全体または一部を覆うものとしても良い。
【００１２】
前記転がり軸受が、自動車のトランスミッションに用いられるものであっても良い。この場合、軸受の運転により最適なラビリンスすきまが形成されるため、トランスミッション内におけるギヤの摩耗粉等の異物が、軸受内に侵入することを防止できる。またシールトルクの低減を図れるので、自動車の省燃費化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の転がり軸受は、内外輪と、この内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体と、前記内外輪間に形成される軸受空間を密封するシール部材とを備えた転がり軸受において、前記シール部材は、環状の芯金とこの芯金を覆う弾性部材とでなるシール部材本体を有し、このシール部材本体の基端が内外輪のいずれか一方の軌道輪に固定され、前記弾性部材に、芯金の先端側周縁よりも先端側に延びて他方の軌道輪に接するシールリップ部を一体に設け、このシールリップ部は、前記シール部材本体に続く基端部分と、この基端部分の先端縁における軸方向の一部から突出して前記他方の軌道輪に接する先端部分とを含む。少なくとも前記先端部分は、軸受を回転状態で使用することで摩耗して非接触となるかまたは接触圧が零と見なせる程度の軽接触となる高摩耗材である。
前記基端部分の軸方向厚さであるシールリップ腰幅（Ｌ２）を、シールリップ部における芯金の先端側周縁から前記先端部分の最先端に至る径方向長さ（ａ）よりも大とし、前記先端部分は、先端面側が凸となる断面円弧形状としたため、シールリップ部の締代による押付力のばらつきが少なく、この押付力を安定して負荷してシールリップ部を確実に摩耗させて、低トルク化を図ることができると共に、軸受の耐異物侵入性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図２】（Ａ）は、同転がり軸受のシール部材付近の拡大断面図、（Ｂ）は、同シール部材のシールリップ部付近の拡大断面図である。
【図３】（Ａ）は、シールリップ部が内輪に接する状態の要部拡大断面図、（Ｂ）は、軸受を回転状態で使用してシールリップ部の摩耗を完了させてラビリンスすきまを形成した状態の要部拡大断面図である。
【図４】同シール部材のシール成形型の断面図である。
【図５】この発明の他の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図６】この発明のいずれかの実施形態に係る転がり軸受をトランスミッションに用いた例を概略示す図である。
【図７】従来例に係る転がり軸受のシール部材等を拡大して示す断面図である。
【図８】同シール部材の要部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。
この実施形態に係る転がり軸受は、例えば、自動車のトランスミッションに用いられる。図１に示すように、この転がり軸受は、軌道輪である内外輪１，２の軌道面１ａ，２ａの間に複数の転動体３を介在させている。これら内外輪１，２および転動体３は、例えば、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼や、マルテンサイト系のステンレス鋼等からなる。但し、これらの鋼に限定されるものではない。これら転動体３を保持する保持器４を設け、内外輪１，２間に形成される環状の軸受空間の両端をそれぞれシール部材５で密封している。この軸受内にはグリースが初期封入される。この転がり軸受は、転動体３を玉とした深溝玉軸受であり、この例では内輪１を回転輪とし、外輪２を固定輪とした内輪回転タイプとしている。ただし転がり軸受としてアンギュラ玉軸受を適用することも可能である。また、内輪１を固定輪とし、外輪２を回転輪とした外輪回転タイプとすることも可能である。
【００１６】
図２（Ａ）に示すように、外輪２の内周面には、シール部材５を嵌合固定するシール取付溝２ｂが形成されている。シール部材５は、環状の芯金６と、この芯金６を覆い芯金６に一体に固着される弾性部材７とでなるシール部材本体８を有する。前記弾性部材７に、芯金６の先端側周縁６ｓよりも先端側に延びて内輪１に接するシールリップ部９を一体に設けている。シール部材５の全体は、例えば、ゴム材を加硫成形して形成され、この加硫成形時に芯金６が弾性部材７に接着される。
前記芯金６は、外径側から順次、円筒部６ａと、立板部６ｂと、傾斜部６ｃとを有する。立板部６ｂが内外輪１，２の端面よりも軸方向内側で同端面と略平行に配置される。この立板部６ｂの基端に、円筒部６ａが繋がり、これら立板部６ｂと円筒部６ａとで断面Ｌ字形状を成す。円筒部６ａと、この円筒部６ａの外周面に設けられる弾性部材７の一部とで成るシール部材本体８の基端が、外輪２のシール取付溝２ｂに嵌合固定される嵌合部となる。立板部６ｂの先端には、内径側に向かうに従って軸方向内側に至る断面傾斜状に形成された傾斜部６ｃが繋がっている。
【００１７】
芯金６における、立板部６ｂの外表面は均一な覆い部７ａで覆われ、傾斜部６ｃの内外表面は覆い部７ｂ，７ｂで覆われる。これら覆い部７ａ，７ｂは、それぞれ弾性部材７の一部を成す。覆い部７ｂの内径側先端にシールリップ部９が設けられる。
図２（Ｂ）に示すように、シールリップ部９は、シール部材本体８に続く基端部分１０と、先端部分１１とを含む。先端部分１１は、基端部分１０の先端縁１０ａにおける軸方向の一部から突出して内輪外周面１ｂに摺接する、つまりラジアル接触するように構成されている。図３（Ａ）に示すように、このシールリップ部９の先端部分１１は、シール装着状態で内輪１に対し締め代をもった状態で接触している。先端部分１１は、先端面側が凸となる断面円弧形状である。前記断面は、シール部材５を軸受軸心Ｌ（図１）を含む平面で切断して見た断面である。
【００１８】
図２（Ｂ）に示すように、基端部分１０の軸方向厚さであるシールリップ腰幅（Ｌ２）は、シールリップ部９の径方向長さ（ａ）よりも大きくしている。前記シールリップ部９の径方向長さ（ａ）とは、シールリップ部９における芯金６の先端側周縁６ｓから先端部分１１の最先端に至る径方向の距離である。基端部分１０のシールリップ腰幅（Ｌ２）は、シール部材本体８の先端における軸方向厚さである芯金部シール幅（Ｌ１）よりも大としている。この芯金部シール幅（Ｌ１）は、芯金における傾斜部６ｃの軸方向厚さに、この傾斜部６ｃの内外表面を覆う覆い部７ｂ，７ｂの軸方向厚さをそれぞれ加えた幅寸法を指す。
【００１９】
シールリップ部９のうち、基端部分１０の先端縁１０ａから先端部分１１の突出方向の最先端に至るシールリップ長さ（ｂ）を、先端部分１１における先端面１１ａの円弧の半径Ｒａ以下としている。先端部分１１の前記突出方向は、傾斜部６ｃの延び方向と同一方向である。先端部分１１は、この先端部分１１における基端縁１１ｂから内径側に向かうに従って軸方向内側に至る断面傾斜状に形成されている。なお、先端面１１ａの円弧の曲率中心は、シールリップ部９の撓みが生じても変化しないか、または変化が少ない位置であることが望ましい。
また、芯金６の外側面から先端縁側に延びる基端部分１０の一部から、前記突出方向に垂直な方向で基端部分１０の内側面に至る基端部分１０の肉厚（Ｌ３）を、芯金６の厚さ（Ｌ４）以上に大きくしている。
【００２０】
図３（Ｂ）に示すように、先端部分１１は、この軸受を回転状態で使用することで、前記先端部分１１が摩耗して非接触となるか接触圧が零と見なせる程度の軽接触となる高摩耗材である。高摩耗材は、この例では、シールリップ部９のうち先端部分１１のみに設けているが、この例に限定されるものではない。例えば、先端部分１１および基端部分１０にわたるシールリップ部９全体が高摩耗材であっても良い。高摩耗材は例えば高摩耗ゴム材からなる。高摩耗材を構成する他の材料として、樹脂材、固体潤滑材、不織布、軟鋼等を適用しても良い。前記樹脂材を用いる場合、図示外の射出成形金型を用いて樹脂材を射出成形してシール部材５を形成することができる。
【００２１】
図４に示すように、前記シール部材５を成形するシール成形型１２は、例えば、組合わされる２個の金型１３，１４を有する。これら金型１３，１４のうち一方の金型１３は、シール部材５の内側面部分を成形する環状のキャビティ部分１５を有し、他方の金型１４は、同シール部材５の外側面部分を成形する環状のキャビティ部分１６を有する。これら２個の金型１３，１４を互いに組合わせた状態で、シール部材５を成形するキャビティ１７が形成される。シール成形型１２において、キャビティ１７の外周側部分、内周側部分に隣接して、弾性部材７の材料を前記キャビティ１７に注入する環状のゲート１８ａ，１８ｂがそれぞれ設けられている。
【００２２】
前記高摩耗ゴム材が適用されるシールリップ部９の先端部分１１と、ゴム材が適用される弾性部材７の他の部位とは、シール成形型１２により、例えば、二色成形により成形される。先ず、キャビティ１７の外周側部分に隣接するゲート１８ａからゴム材を注入し、一次側となる弾性部材７の前記他の部位を成形する。次に、キャビティ１７の内周側部分に隣接するゲート１８ｂから高摩耗ゴム材を流し込み、二次側となるシールリップ部９の先端部分１１を成形する。なお、先にキャビティ１７の内周側部分に隣接するゲート１８ｂから高摩耗ゴム材を流し込み、先端部分１１を成形した後、キャビティ１７の外周側部分に隣接するゲート１８ａからゴム材を注入し、先端部分１１以外の部位を成形しても良い。いずれにしても、同一のシール成形型１２により、高摩耗材から成る先端部分１１と、ゴム材から成るその他の部位とを一体に成形し得る。
【００２３】
作用効果について説明する。
この構成によると、図３（Ａ）に示すように、運転初期には接触タイプであったシール部材５が、運転後、図３（Ｂ）に示すように、摩耗により非接触または軽接触タイプのシール部材５となる。つまり軸受を回転状態で使用することで、シールリップ部９の先端部分１１が摩耗する。このとき、図２（Ｂ）に示す基端部分１０のシールリップ腰幅（Ｌ２）を、シールリップ部９における芯金６の先端側周縁６ｓから先端部分１１の最先端に至る径方向長さ（ａ）よりも大としたため、従来のものよりシールリップ部９の剛性を高めることができる。このため、シールリップ部９が反るように変形することが回避され、シールリップ部９の安定した姿勢を維持できる。
またシールリップ部９の先端部分１１は、先端面側が凸となる断面円弧形状であるため、シールリップ部９が大きく変形することなく、このシールリップ部９に安定して荷重を負荷させることができる。
この例では、特にシールリップ部９のうち、基端部分１０の先端縁１０ａから先端部分１１の突出方向の最先端に至るシールリップ長さ（ｂ）を、前記先端部分１１における先端面１１ａの円弧の半径Ｒａ以下としたため、シールリップ部９の変形をより確実に抑制することができる。
【００２４】
このようにシールリップ部９の剛性を従来のものより高め、シールリップ部９の変形を抑制することで、シールリップ部９は、内輪１に押付力を安定して負荷してシールリップ部９を確実に摩耗させて、図３（Ｂ）に示す最適なラビリンスすきまδｓを形成し得る。
このラビリンスすきまδｓが形成されることで、以下の効果が得られる。
(1)シールトルクが低減される。
(2)従来品に対して、軸受の自己昇温が下がる。
(3)軸受の自己昇温が下がることで、従来使用していたオイルよりもさらに低粘度のオイルを選択できる。
(4)トランスミッション全体の損失低減が見込める。
(5)ラビリンスすきまδｓのため、軸受寿命に影響するような粒径の大きい異物が、軸受内に侵入することを防げる。
【００２５】
シールリップ部９のうち、基端部分１０のシールリップ腰幅（Ｌ２）を、シール部材本体８の先端における軸方向厚さである芯金部シール幅（Ｌ１）よりも大としたことで、シールリップ部９が反り難くなり、シールリップ部９の姿勢を安定させることができる。
シールリップ部９のうち、基端部分１０の肉厚（Ｌ３）を、芯金６の厚さ（Ｌ４）以上に大きくしたことで、シールリップ部９の剛性をより高めることができる。
【００２６】
他の実施形態について説明する。
図５に示すように、シール部材５Ａの弾性部材７が、芯金６Ａの一部を覆うように構成しても良い。この芯金６Ａは、金属製薄板状の鋼板から成り、屈曲部６Ａａ、円筒部６Ａｂ、第１の立板部６Ａｃ、第１の傾斜部６Ａｄ、第２の立板部６Ａｅ、および第２の傾斜部６Ａｆを含む。前記弾性部材７は、第２の立板部６Ａｅの内径側部分および第２の傾斜部６Ａｆを覆う。屈曲部６Ａａおよび円筒部６Ａｂを、外輪シール溝２ｂ（図２（Ａ））に加締めて固定する。その他第１の実施形態と同様の構成となっている。この場合、弾性部材７が芯金全体を覆うものより、シール部材５Ａ全体の剛性を高めることができ、内輪１に押付け力をより安定して与えることが可能となる。
【００２７】
図６は、いずれかの実施形態に係る転がり軸受を、自動車のトランスミッションに組み込んだ一例を示す概略図である。同図はオートマチックトランスミッションの例である。ケース２３の軸方向両端に転がり軸受ＢＲ１，ＢＲ１の各外輪が嵌合され、これら軸受ＢＲ１，ＢＲ１の内輪に、メインシャフト２３の両端がそれぞれ回転自在に支持されている。ケース２３に、カウンターシャフト２５が前記メインシャフト２４と平行に設けられている。このカウンターシャフト２５は、メインシャフト２４のギア部に噛み合うギア部を有し、前記ケース２３に軸受を介して回転自在に支持されている。
【００２８】
このように転がり軸受ＢＲ１，ＢＲ１を、自動車のトランスミッションに組み込んだ場合、軸受の運転により最適なラビリンスすきまが形成されるため、トランスミッション内におけるギヤの摩耗粉等の異物が、軸受内に侵入することを防止できる。またシールトルクの低減を図れるので、自動車の省燃費化を図ることが可能となる。
なお、いずれかの実施形態に係る転がり軸受を、無断変速式トランスミッションや、手動変速式トランスミッションに用いても良い。
【符号の説明】
【００２９】
１…内輪
２…外輪
１ａ，２ａ…軌道面
３…転動体
５…シール部材
６…芯金
７…弾性部材
８…シール部材本体
９…シールリップ部
１０…基端部分
１１…先端部分
【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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