(57)【要約】【課題】温度変化に起因して発生する吸着現象を防止することができる転がり軸受を提供する。【解決手段】転がり軸受１０は、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動可能に配設される複数の転動体１３と、を備え、外輪１１の軸方向両端部に接触式シール部材１５ａ，１５ｂが装着され、この接触式シール部材１５ａ，１５ｂのうちの一方の接触式シール部材１５ｂに、軸受空間と外部とを連通する空気流路１７ａ，１７ｂを設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動可能に配設される複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、
前記外輪の軸方向両端部に接触式シール部材が装着され、
前記外輪の軸方向両端部に装着される前記接触式シール部材のうちの一方に、軸受空間と外部とを連通する空気流路を設けることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記空気流路は、前記接触式シール部材の固定端及び摺動端の少なくとも一方に設けられ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】
内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動可能に配設される複数の転動体と、を備え、軸受内外に圧力差が生じる転がり軸受であって、
前記外輪の圧力が高くなる方の軸方向端部に接触式シール部材が装着されると共に、前記外輪の圧力が低くなる方の軸方向端部に非接触式シール部材が装着されることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に関し、特に、自動車のスロットルバルブの回転軸を回動可能に支持する転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のスロットルバルブでは、エンジンの吸気をコントロールするために設置されていることから、スロットルバルブの回転軸を回動可能に支持する転がり軸受には優れた密封性が要求される。
【０００３】
従来のこの種の転がり軸受としては、例えば、外輪と内輪との間に複数の転動体が円周方向に転動可能に配設され、外輪の軸方向両端部に接触式シール部材が装着されるものが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の転がり軸受では、外輪の軸方向両端部に装着されるシール部材が接触式とされているため、軸受内部は完全に密封された状態になっている。この状態で、温度変化によって軸受内部の空気が膨張と収縮とを繰り返すと、空気収縮時にシール部材が軸受内部側に吸い込まれて、シール部材の摺動トルクが上昇する現象（以下、吸着現象という）が発生する場合があった。
【０００５】
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、温度変化に起因して発生する吸着現象を防止することができる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】
【０００６】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動可能に配設される複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、外輪の軸方向両端部に接触式シール部材が装着され、外輪の軸方向両端部に装着される接触式シール部材のうちの一方に、軸受空間と外部とを連通する空気流路を設けることを特徴とする転がり軸受。
（２）空気流路は、接触式シール部材の固定端及び摺動端の少なくとも一方に設けられることを特徴とする（１）に記載の転がり軸受。
（３）内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動可能に配設される複数の転動体と、を備え、軸受内外に圧力差が生じる転がり軸受であって、外輪の圧力が高くなる方の軸方向端部に接触式シール部材が装着されると共に、外輪の圧力が低くなる方の軸方向端部に非接触式シール部材が装着されることを特徴とする転がり軸受。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の転がり軸受によれば、外輪の軸方向両端部に接触式シール部材が装着され、外輪の軸方向両端部に装着される接触式シール部材のうちの一方に、軸受空間と外部とを連通する空気流路を設けるため、温度変化により軸受内部の圧力が上昇したとしても、圧力が空気流路から外部に抜けるので、温度変化に起因して発生する吸着現象を防止することができる。
【０００８】
また、本発明の転がり軸受によれば、外輪の圧力が高くなる方の軸方向端部に接触式シール部材が装着されると共に、外輪の圧力が低くなる方の軸方向端部に非接触式シール部材が装着されるため、温度変化及び軸受外の圧力変化により軸受内部の圧力が上昇したとしても、圧力が非接触式シール部材から外部に抜けるので、温度変化及び軸受外の圧力変化に起因して発生する吸着現象を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る転がり軸受の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
まず、図１〜図４を参照して、本発明に係る転がり軸受の第１実施形態について説明する。
図１は本発明に係る転がり軸受の第１実施形態を採用したスロットルバルブを説明するための要部断面図、図２は図１のＡ部拡大断面図、図３は図２のＢ部拡大断面図、図４は本発明例１と従来例１の転がり軸受の起動トルクの比較結果を示すグラフ図である。
【００１１】
図１に示すように、自動車等のエンジンの吸気管４０内には、スロットバルブ４１の回転軸４２が配置されている。この回転軸４２は、その軸方向両端部が吸気管４０の周壁から突出配置されており、この突出端に本実施形態の転がり軸受１０が取り付けられることにより、吸気管４０に対して回動可能に支持される。
【００１２】
本実施形態の転がり軸受１０は、図２に示すように、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動可能に配設される複数の玉（転動体）１３と、複数の玉１３を円周方向に略等間隔に保持する保持器１４と、外輪１１の軸方向両端部にそれぞれ装着される接触式シール部材１５ａ，１５ｂと、を備える。そして、転がり軸受１０は、外輪１１が吸気管４０側に固定され、内輪１２に回転軸４２が挿通されることにより、スロットルバルブ４１を吸気管４０に対して回動可能に支持している。
【００１３】
接触式シール部材１５ａ，１５ｂは、一枚の円環板状体を所要の形状に加工してなる芯金１６に、ゴムやエラストマー等からなる弾性材１７を被覆して一体に成形され、全体が円環板状に形成される。そして、接触式シール部材１５ａ，１５ｂは、弾性材１７の外周部（固定端）が外輪１１の軸方向両端部の内周面にそれぞれ形成される外輪シール溝１１ｂに嵌合されることにより外輪１１に支持固定され、また、弾性材１７の内周部（摺動端）が内輪１２の軸方向両端部の外周面にそれぞれ形成される内輪シール溝１２ｂに接触している。
【００１４】
そして、本実施形態では、接触式シール部材１５ａは外輪１１の吸気管４０から離間する側の軸方向端部に配置され、接触式シール部材１５ｂは外輪１１の吸気管４０側の軸方向端部に配置されており、吸気管４０側に配置される接触式シール部材１５ｂの弾性材１７の外周部には、図３に示すように、転がり軸受１０の軸受空間と外部とを連通する空気流路である切欠き部１７ａ，１７ｂが形成されている。
【００１５】
図３に示すように、切欠き部１７ａは、弾性材１７の外周部の軸受空間側の端面に、軸受空間と外輪シール溝１１ｂとを連通するように径方向に沿って形成される。また、切欠き部１７ｂは、弾性材１７の外周部に、外輪シール溝１１ｂと外部とを連通するように軸方向に沿って形成される。これにより、切欠き部１７ａ、切欠き部１７ｂ、及び外輪シール溝１１ｂが連通されて、転がり軸受１０の軸受空間と外部との間で空気の出し入れが可能となる。
【００１６】
次に、本実施形態の転がり軸受１０の作用効果を確認するために行った比較試験について説明する。
本試験では、本実施形態の転がり軸受１０を本発明例１とし、軸方向両端部に接触式シール部材を装着し、接触式シール部材に空気通路を設けない転がり軸受（不図示）を従来例１として、それぞれを常温で回転させ、起動トルクを測定した。結果を図４に示す。
【００１７】
図４から明らかなように、本発明例１の起動トルクが２０〜３０ｇｆ・ｃｍであるのに対して、従来例１の起動トルクは３２５〜４４０ｇｆ・ｃｍであることから、本発明例１は、吸着現象が発生しないため、従来例１と比較して、起動トルクを大幅に低減することができるとわかった。
【００１８】
以上説明したように、本実施形態の転がり軸受１０によれば、外輪１１の軸方向両端部に接触式シール部材１５ａ，１５ｂが装着され、この接触式シール部材１５ａ，１５ｂのうちの一方の接触式シール部材１５ｂに、軸受空間と外部とを連通する空気流路１７ａ，１７ｂを設けるため、温度変化により軸受内部の圧力が上昇したとしても、圧力が空気流路１７ａ，１７ｂから外部に抜けるので、温度変化に起因して発生する吸着現象を防止することができる。
【００１９】
また、本実施形態の転がり軸受１０によれば、転がり軸受１０が吸気管４０内に配設されるスロットバルブ４１の回転軸４２を回動可能に支持して、空気流路１７ａ，１７ｂが設けられない接触式シール部材１５ａが吸気管４０から離間する側に配置され、空気流路１７ａ，１７ｂが設けられる接触式シール部材１５ｂが吸気管４０側に配置されるため、空気流路１７ａ，１７ｂから外部に圧力が抜けたとしても、接触式シール部材１５ａが内輪シール溝１２ｂに接触しているので、軸受空間への異物の浸入を防止することができ、軸受１０の密封性を維持することができる。
【００２０】
（第２実施形態）
次に、図５〜図７を参照して、本発明に係る転がり軸受の第２実施形態について説明する。
図５は本発明に係る転がり軸受の第２実施形態を採用したスロットルバルブを説明するための要部断面図、図６は図５のＣ部拡大断面図、図７は本発明例２と従来例２の転がり軸受の起動トルクの比較結果を示すグラフ図である。
【００２１】
図５に示すように、自動車等のエンジンの吸気管４０内には、スロットバルブ４１の回転軸４２が配置されている。この回転軸４２は、その軸方向両端部が吸気管４０の周壁から突出配置されており、この突出端に本実施形態の転がり軸受２０が取り付けられることにより、吸気管４０に対して回動可能に支持される。
【００２２】
本実施形態の転がり軸受２０は、図６に示すように、内周面に外輪軌道面２１ａを有する外輪２１と、外周面に内輪軌道面２２ａを有する内輪２２と、外輪軌道面２１ａと内輪軌道面２２ａとの間に転動可能に配設される複数の玉（転動体）２３と、複数の玉２３を円周方向に略等間隔に保持する保持器２４と、を備える。そして、転がり軸受２０は、外輪２１が吸気管４０側に固定され、内輪２２に回転軸４２が挿通されることにより、スロットルバルブ４１を吸気管４０に対して回動可能に支持している。
【００２３】
そして、本実施形態では、外輪２１の軸方向一端部に接触式シール部材２５ａが装着され、外輪２１の軸方向他端部に非接触式シール部材２５ｂが装着されており、接触式シール部材２５ａは外輪２１の吸気管４０から離間する側の軸方向端部に配置され、非接触式シール部材２５ｂは外輪２１の吸気管４０側の軸方向端部に配置される。
【００２４】
接触式シール部材２５ａは、一枚の円環板状体を所要の形状に加工してなる芯金２６に、ゴムやエラストマー等からなる弾性材２７を被覆して一体に成形され、全体が円環板状に形成される。そして、接触式シール部材２５ａは、弾性材２７の外周部が外輪２１の軸方向一端部の内周面に形成される外輪シール溝２１ｂに嵌合されることにより外輪２１に支持固定され、また、弾性材２７の内周部が内輪２２の軸方向一端部の外周面に形成される内輪シール溝２２ｂに接触している。
【００２５】
非接触式シール部材２５ｂは、金属等の円環板状のシールド板であり、その外周部が外輪２１の軸方向他端部の内周面に形成される外輪シール溝２１ｂに加締められることにより外輪２１に支持固定され、また、その内周部は内輪２２の軸方向他端部の外周面に形成される内輪シール溝２２ｂに非接触とされている。これにより、非接触式シール部材２５ｂの内周部と内輪２２の内輪シール溝２２ｂとの間を介して、転がり軸受１０の軸受空間と外部とが連通される。
【００２６】
次に、本実施形態の転がり軸受２０の作用効果を確認するために行った比較試験について説明する。
本試験では、本実施形態の転がり軸受２０を本発明例２とし、軸方向両端部に接触式シール部材が装着され、吸着現象が発生した転がり軸受（不図示）を従来例２とし、軸方向両端部に接触式シール部材が装着され、吸着現象が発生していない転がり軸受（不図示）を従来例３として、それぞれを常温で回転させ、起動トルクを測定した。結果を図７に示す。
【００２７】
図７から明らかなように、本発明例２の起動トルクが７〜１０ｇｆ・ｃｍであるのに対して、従来例２の起動トルクは２０〜３０ｇｆ・ｃｍで、従来例３の起動トルクは３２５〜４４０ｇｆ・ｃｍであることから、本発明例２は、吸着現象が発生しないため、従来例２と比較して、起動トルクを大幅に低減することができるとわかった。また、本発明例２は、片方のシール部材を非接触式とするため、吸着現象が発生していない従来例３と比較しても起動トルクが低減されていることがわかった。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態の転がり軸受２０によれば、外輪２１の軸方向一端部に接触式シール部材２５ａが装着されると共に、外輪２１の軸方向他端部に非接触式シール部材２５ｂが装着されるため、温度変化及び軸受外の圧力変化により軸受内部の圧力が上昇したとしても、圧力が非接触式シール部材２５ｂと内輪２２との間から外部に抜けるので、温度変化及び軸受外の圧力変化に起因して発生する吸着現象を防止することができる。
【００２９】
また、本実施形態の転がり軸受２０によれば、転がり軸受２０が吸気管４０内に配設されるスロットバルブ４１の回転軸４２を回動可能に支持して、接触式シール部材２５ａが吸気管４０から離間する側に配置され、非接触式シール部材２５ｂが吸気管４０側に配置されるため、非接触式シール部材２５ｂと内輪２２との間から外部に圧力が抜けたとしても、接触式シール部材２５ａが内輪シール溝２２ｂに接触しているので、軸受空間への異物の浸入を防止することができ、軸受１０の密封性を維持することができる。
【００３０】
なお、本発明は上記した各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、上記した第１実施形態では、接触式シール部材１５ａ，１５ｂは外輪１１の外輪シール溝１１ｂに取り付けられているが、これに限定されず、内輪１２の内輪シール溝１２ｂに取り付けられていてもよい。なお、この場合、切欠き部１７ａ，１７ｂは、接触式シール部材１５ｂの内周部に設けられ、接触式シール部材１５ａ，１５ｂの外周部は外輪１１の外輪シール溝１１ｂに接触している。
また、上記した第１実施形態では、空気流路は、接触式シール部材１５ｂの外周部に形成されているが、これに限定されず、軸受空間と外部とを連通するものであれば、接触式シール部材１５ｂの任意の位置に形成してもよい。
また、上記した第２実施形態では、接触式シール部材２５ａ及び非接触式シール部材２５ｂは外輪１１の外輪シール溝１１ｂに取り付けられているが、これに限定されず、内輪１２の内輪シール溝１２ｂに取り付けられていてもよい。なお、この場合、接触式シール部材２５ａの外周部は外輪１１の外輪シール溝１１ｂに接触し、非接触式シール部材２５ｂの外周部は外輪１１の外輪シール溝１１ｂに非接触とされている。
さらに、上記した各実施形態では、転動体として玉を用いた玉軸受に本発明を適用した場合を例示したが、これに限定されず、転動体としてころを用いたころ軸受に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る転がり軸受の第１実施形態を採用したスロットルバルブを説明するための要部断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大断面図である。
【図３】図２のＢ部拡大断面図である。
【図４】本発明例１と従来例１の転がり軸受の起動トルクの比較結果を示すグラフ図である。
【図５】本発明に係る転がり軸受の第２実施形態を採用したスロットルバルブを説明するための要部断面図である。
【図６】図５のＣ部拡大断面図である。
【図７】本発明例２と従来例２，３の転がり軸受の起動トルクの比較結果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０，２０        転がり軸受
１１，２１        外輪
１１ａ，２１ａ    外輪軌道面
１１ｂ，２１ｂ    外輪シール溝（空気流路）
１２，２２        内輪
１２ａ，２２ａ    内輪軌道面
１２ｂ，２２ｂ    内輪シール溝
１３，２３        玉（転動体）
１４，２４        保持器
１５ａ，１５ｂ    接触式シール部材
１６，２６        芯金
１７，２７        弾性材
１７ａ            切欠き部（空気流路）
１７ｂ            切欠き部（空気流路）
２５ａ            接触式シール部材
２５ｂ            非接触式シール部材
４０              吸気管
４１              スロットバルブ
４２              回転軸
【図１】
2009204023.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009204023.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009204023.tif 000007
【図６】
2009204023.tif 000008
【図７】
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