(57)【要約】【課題】一対のつば部が形成された外輪に、シール外径を小さくすぼめることなくシールを挿入して、軸受の製造コストを削減することができ、軸受の組み立て性を向上することができるシール付き転がり軸受を提供する。【解決手段】外輪２０の円筒部２１の軸方向両端部に径方向内側に延びる一対のつば部２２が形成され、シール３０は、軸方向に沿って形成されるシール基部３１と、シール基部３１の軸方向外端部から径方向外側且つ軸方向外側に延びる外側シールリップ３２と、を有し、シール基部３１の外径φＡがつば部２２の内径φＢよりも小さく設定され、且つ、外側シールリップ３２の外径φＣが軌道面２１ａの内径φＤよりも小さく設定され、軸受内圧が上がったときに、外側シールリップ３２がつば部２２に接触する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のころと、
前記複数のころの軌道面を内周面に有する円筒部と、前記円筒部の軸方向両端部に径方向内側に延びる一対のつば部と、からなる外輪と、
環状のシールと、を備えるシール付き転がり軸受であって、
前記シールは、軸方向に沿って形成されるシール基部と、シール基部の軸方向外端部から径方向外側且つ軸方向外側に延びる外側シールリップと、を有し、
前記シール基部の外径が前記つば部の内径よりも小さく設定され、且つ、
前記外側シールリップの外径が前記軌道面の内径よりも小さく設定され、軸受内圧が上がったときに、前記外側シールリップが前記つば部に接触することを特徴とするシール付き転がり軸受。
【請求項２】
前記シールは、前記シール基部の軸方向外端部から径方向内側且つ軸方向外側に延びる内側シールリップを更に有することを特徴とする請求項１に記載の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、シール付き転がり軸受に関し、詳しくは、例えば、シール付き針状ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のシール付き転がり軸受として、シェルと、シェルに組み込まれる複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器と、環状のシールと、を備えるシール付きシェル形針状ころ軸受が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のシェル形ころ軸受では、シェルは、有底円筒形状にプレス成型され、段付の薄肉に形成した開口側を屈曲してつば部を形成し、浸炭焼入を行って硬化する。そして、シェルの内部に、針状ころと保持器を装着し、さらに芯金を有しないシールの外径を縮径させて、つば部をくぐらせて、シェルに装着している。
【０００４】
また、特許文献２に記載のシェル形ころ軸受では、一方のつば部が形成されたシェルに対して保持器やころ、シール部材を組み込んだ後に、シェルの薄肉の端部を曲げ加工（カール）することで、他方のつば部を形成する。
【０００５】
さらに、特許文献３では、シェルの内側で、ころを保持する保持器とつば部との間に装着され、潤滑油の流量を規制する合成樹脂製のフローティングシールが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３８０２６２号公報
【特許文献２】特開２００４−２９３６２０号公報
【特許文献３】実開平０１−０８３９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記特許文献１、２に記載のようなシール付きシェル形針状ころ軸受の組み立て方法としては、シェルにシールを挿入した後にシェルの軸方向端部にカールによってつば部を形成する方法、あるいは、芯金のないシールの場合において、シール外径をシェルに形成されたつば部の内径よりも小さくすぼめて、その状態のシールをシェル内に挿入する方法が知られている。
【０００８】
また、シェルの軸方向端部にカールによってつば部を形成する工法としては、コールドカール（冷間曲げ加工）とホットカール（熱間曲げ加工）という２つの工法が存在する。通常、シェルにシールを組み込む場合、シェルにシールを挿入した後にシェルの軸方向端部にカールによってつば部を形成するのであるが、内部にシールがあるため、コールドカールを施す必要がある。そして、このコールドカールは、シェルに熱処理（浸炭又は浸炭窒化処理）を施す前に、カール側つば部に浸炭処理が施されないように防炭メッキを施す必要があるため、ホットカールに対して製造コストが高くなるというデメリットがある。また、上記したシール外径をシェルに形成されたつば部の内径よりも小さくすぼめる組み立て方法では、組立機に工夫が必要となるため、安易な組み立て方法とは言えなかった。また、曲げ加工、鍛造加工、切削加工など、また、それらの工法の組み合わせなどによって作成され、ころの軌道面を内周面に持つ円筒部と、この円筒部の軸方向両端部に径方向内側に延びる一対のつば部（フランジ部）とからなるシェル形外輪よりも肉厚な外輪を持つシール付き針状ころ軸受の場合にも、上記特許文献１の技術を採用する必要があった。
【０００９】
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、一対のつば部が形成された外輪に、シール外径を小さくすぼめることなくシールを挿入して、軸受の製造コストを削減することができ、軸受の組み立て性を向上することができるシール付き転がり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）複数のころと、複数のころの軌道面を内周面に有する円筒部と、円筒部の軸方向両端部に径方向内側に延びる一対のつば部と、からなる外輪と、環状のシールと、を備えるシール付き転がり軸受であって、シールは、軸方向に沿って形成されるシール基部と、シール基部の軸方向外端部から径方向外側且つ軸方向外側に延びる外側シールリップと、を有し、シール基部の外径がつば部の内径よりも小さく設定され、且つ、外側シールリップの外径が軌道面の内径よりも小さく設定され、軸受内圧が上がったときに、外側シールリップがつば部に接触することを特徴とするシール付き転がり軸受。
（２）シールは、シール基部の軸方向外端部から径方向内側且つ軸方向外側に延びる内側シールリップを更に有することを特徴とする（１）に記載のシール付き転がり軸受。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シールは、軸方向に沿って形成されるシール基部と、シール基部の軸方向外端部から径方向外側且つ軸方向外側に延びる外側シールリップと、を有し、シール基部の外径がつば部の内径よりも小さく設定されるため、つば部が形成された外輪に、シール外径を小さくすぼめることなくシールを挿入することができる。これにより、シールを外輪のつば部内の開口に軸方向から押し込むだけで、シールを外輪内に挿入することができるので、軸受の組み立て性を向上することができる。また、つば部がカールによって形成される場合には、従来のコールドカール工法で必要であった防炭メッキを施す工程及び防炭メッキを落とす工程が不要となるため、軸受の製造コストを削減することができる。また、軸受内圧が掛かっていないときには、外側シールリップは、つば部に押し付けられていないので、リップのヘタリ、破損などを防止して、寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るシール付き転がり軸受の一実施形態を説明する要部断面図である。
【図２】図１に示すシールの挿入前後を説明する要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係るシール付き転がり軸受の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
本実施形態のシール付き転がり軸受１０は、シール付き針状ころ軸受であり、図１に示すように、円筒部２１を有するシェル（外輪）２０と、シェル２０に組み込まれる複数の針状ころ１１と、複数の針状ころ１１を周方向に略等間隔に保持する保持器１２と、シェル２０の内周面の軸方向両端部にそれぞれ配置される環状のシール３０と、を備える。
【００１５】
シェル２０の材料としては、冷間加工性の良いＳＰＣＣなどの低炭素鋼が挙げられる。針状ころ１１の材料としては、ＳＵＪ２などが挙げられる。保持器１２の材料としては、冷間加工性の良いＳＰＣＣなどの低炭素鋼が挙げられる。
【００１６】
シェル２０の円筒部２１の内周面は、複数の針状ころ１１が転動する軌道面２１ａである。円筒部２１の軸方向両端部には、径方向内側に延びる一対のつば部２２がそれぞれ形成されている。なお、本実施形態では、シェル２０の軸方向両端部が開口しているが、これに限定されず、一方の軸方向端部が閉塞されていてもよい。この場合、開口している側のみにシール３０が配置される。
【００１７】
シール３０は、ゴムやエラストマーなどの弾性材料からなり、図１に示すように、軸方向に沿って形成されるシール基部３１と、シール基部３１の軸方向外端部から径方向外側且つ軸方向外側に延びる外側シールリップ３２と、シール基部３１の軸方向外端部から径方向内側且つ軸方向外側に延びる内側シールリップ３３と、を有して断面略三つ又形状に形成されている。そして、シール３０は、シェル２０の円筒部２１の軸方向端部内に配置されており、内側シールリップ３３は、軸受１０内に挿入される軸部材Ｓの外周面に接触する。なお、シール基部３１に芯金が内蔵されていてもよい。
【００１８】
そして、図２に示すように、シール３０のシール基部３１の外径φＡがシェル２０のつば部２２の内径φＢよりも小さく設定されている。また、シール３０の外側シールリップ３２の外径φＣがシェル２０の軌道面２１ａの内径φＤよりも小さく設定されている。そのため、外側シールリップ３２は、シェル２０の軌道面２１ａに接触することはない。また、外側シールリップ３２は、つば部２２の内側面にも接触しないか、接触しても押圧されていないフリー状態となっている。
【００１９】
このように構成したシール付き転がり軸受１０を、例えば、スロットルバルブの支持軸受として使用する場合を例に説明する。スロットルバルブは、アクセルの開度に応じてバルブを開閉して吸入空気量を制御するものである。このスロットルバルブの支持軸受の軸方向一方側は外気圧であるが、もう一方側は吸入空気の通る吸気管内であり、エンジン停止時には外気圧と同じ圧力であるが、エンジン作動時には外気圧よりも高圧になる。
このような使用環境において、この支持軸受を通って空気が漏れると、吸気制御の精度の低下やエンジン効率の低下が発生するため、空気の漏れを防ぐシール付き転がり軸受が用いられている。
本実施形態のシール付き転がり軸受１０を、このようなスロットルバルブの支持軸受として用いた場合、エンジン停止時には、外側シールリップ３２は、シェル２０の軌道面２１ａに接触することはない。また、つば部２２の内側面にも接触しないか、接触しても押圧されていないフリー状態となっている。そのため、リップのヘタリなどからくる寿命の低下が少ない。
また、エンジン作動時には、吸気管内の空気圧が上昇するのでシール付き転がり軸受１０の内圧も上昇する。この内圧の上昇により軸方向一方側（吸気管とは逆の側）のシール３０の外側シールリップ３２がシェル２０のつば部２２の内側面に、内圧に応じた押圧力で接触し、シール効果を発揮する。
このように、必要なときだけ外側シールリップ３２がつば部２２の内側面に接触してシール効果を発揮するので、シール効果を満足させつつ、シール寿命を延ばすことが可能である。
【００２０】
このように構成されたシール付き転がり軸受１０では、図２に示すように、シール３０をシェル２０のつば部２２内の開口に押し込むことにより、シール３０のシール基部３１がつば部２２の内周縁により案内されると共に、シール３０の外側シールリップ３２がつば部２２の内周縁により径方向内側に屈曲されて、シール３０がシェル２０内に挿入される。なお、外側シールリップ３２は、弾性材料からなるため、シール挿入後元の形状に戻るようになっている。
【００２１】
次に、本実施形態のシール付き転がり軸受１０の組み立て方法について説明する。まず、深絞り加工によって一方のつば部２２が形成されたシェル２０に熱処理（浸炭又は浸炭窒化処理）を施す。次いで、熱処理が施されたシェル２０内に、複数の針状ころ１１及び保持器１２を組み込む。次いで、ホットカール工法により、シェル２０の軸方向他端部をカールさせて他方のつば部２２を形成する。あるいは、まず、両つば部２２を形成し、熱処理を施したシェル２０につば部２２の内径φＢよりも外径が小さい保持器１２を挿入した後、複数の針状ころ１１を内径側から保持器１２に組み込んでもよい。次いで、上記したように、シェル２０内にシール３０を挿入する。従って、本実施形態のシール付き転がり軸受１０では、組み立て工程において、コールドカール工法で必要な防炭メッキを施す工程及び防炭メッキを落とす工程が不要である。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態のシール付き転がり軸受１０によれば、シール３０のシール基部３１の外径φＡがシェル２０のつば部２２の内径φＢよりも小さく設定されるため、つば部２２が形成されたシェル２０に、シール外径を小さくすぼめることなくシール３０を挿入することができる。これにより、シール３０をシェル２０のつば部２２内の開口に軸方向から押し込むだけで、シール３０をシェル２０内に挿入することができるので、軸受１０の組み立て性を向上することができる。また、従来のコールドカール工法で必要であった防炭メッキを施す工程及び防炭メッキを落とす工程が不要となるため、軸受１０の製造コストを削減することができる。
【００２３】
また、本実施形態のシール付き転がり軸受１０によれば、シール３０の外側シールリップ３２の外径φＣがシェル２０の軌道面２１ａの内径φＤよりも小さく設定され、軸受内圧が上がったときに、外側シールリップがつば部に接触するため、軸受内圧が掛かっていないときには、外側シールリップ３２がつば部２２に接触しないので、リップ３２のヘタリ、破損などを防止して、シール寿命を延ばすことができる。
【００２４】
また、本実施形態のシール付き転がり軸受１０によれば、シール３０の外側シールリップ３２の外径φＣがシェル２０の軌道面２１ａの内径φＤよりも小さく設定されるため、軸受１０内に挿入される軸部材Ｓの外径が同じであれば、軌道面２１ａの内径φＤが多少異なったとしても、同一寸法のシール３０を使用することができる。
【００２５】
なお、上記実施形態では、薄肉のシェル２０を外輪とする転がり軸受について説明したが、曲げ加工、鍛造加工、切削加工など、また、それらの工法の組み合わせなどによって作成され、ころの軌道面を内周面に持つ円筒部と、この円筒部の軸方向両端部に径方向内側に延びる一対のつば部（フランジ部）とからなるシェル形外輪よりも肉厚な外輪を持つシール付き針状ころ軸受の場合にも、同様の効果を得ることができる。この場合、針状ころ１１及び保持器１２を組み付けた後につば部２２を形成することは出来ないので、つば部２２の内径φＢよりも外径が小さい保持器１２を用い、保持器１２を外輪に挿入した後、複数の針状ころ１１を内径側から保持器１２に組み付ける。その後、前述のようにシール３０を組み付ける。
また、上記実施形態では、保持器を用いた転がり軸受について説明したが、保持器を持たない転がり軸受の場合にも、同様の効果を得ることができる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施形態に例示したものに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適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、ホットカール工法によりつば部を形成しているが、コールドカール工法によりつば部を形成してもよい。
また、上記実施形態では、転がり軸受として、単列の転がり軸受を採用したが、これに限定されず、複列以上の転がり軸受を採用してもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１０    シール付き転がり軸受
１１    針状ころ
１２    保持器
２０    シェル（外輪）
２１    円筒部
２１ａ  軌道面
２２    つば部
３０    シール
３１    シール基部
３２    外側シールリップ
３３    内側シールリップ
φＡ    シール基部の外径
φＢ    つば部の内径
φＣ    外側シールリップの外径
φＤ    軌道面の内径
【図１】
2016038055.tif 000003
【図２】
2016038055.tif 000004