JP2006183795A

JP2006183795A - シールリング付転がり軸受

Info

Publication number: JP2006183795A
Application number: JP2004378757A
Authority: JP
Inventors: Yukio Oura; 大浦　　行雄; Tatsuya Fukuda; 竜也福田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-07-13

Abstract

【課題】シールリング付転がり軸受の回転方向に拘らず、内部空間内に封入されるグリースの漏出防止を十分に図れる構造を実現する。
【解決手段】外輪の端部内周面に係止されたシールリング２７ａの内径側内側面の円周方向複数個所に、内輪の端部外周面に形成されたシール溝の外側面に向けて突出した凸部３９、３９を形成する。これら各凸部３９、３９の形状は略台形とし、円周方向両側に存在する傾斜側面４０ａ、４０ｂを、径方向外方に向かう程互いに近づく方向に傾斜させる。運転時には、上記シールリング２７ａの内径側内側面と上記シール溝とで囲まれた空間内に流れ込んだグリースが、これら内径側内側面とシール溝の外側面との相対回転により生じるポンピング作用により、径方向外方に送り出される。この結果、上記空間内のグリースが上記内部空間内に還流され、グリースの漏出防止を図れる。
【選択図】図３

Description

この発明に係るシールリング付転がり軸受は、自動車用の空気調和装置を構成するコンプレッサに組み込まれる電磁クラッチやＤＬプーリ、或は、アイドラプーリ等のプーリユニット、更にはベルト式無段変速機に組み込みまれて使用される。

例えば、自動車用空気調和装置に組み込まれる蒸気圧縮式冷凍機に組み込んで冷媒を圧縮するコンプレッサとして、従来から種々の構造のものが知られている。例えば特許文献１には、回転軸の回転運動を斜板によりピストンの往復運動に変換し、このピストンにより冷媒の圧縮を行なう斜板式のコンプレッサが記載されている。図１２は、上記特許文献１に記載された斜板式のコンプレッサを示している。尚、この図１２に示した構造は、従来から知られている斜板式のコンプレッサのうち、斜板の傾斜角度を変える事により容量を調節自在とした可変容量型の斜板式コンプレッサである。

コンプレッサ１は、回転軸２と共に斜板３が回転する事により、複数のピストン４をそれぞれシリンダ５内で往復移動させる。この様なピストン４の往復移動に伴って、吸入ポート６に通じる低圧室７内の冷媒蒸気がこのシリンダ５内に吸い込まれる。次いで、この冷媒蒸気がこのシリンダ５内で圧縮されてから高圧室８に送り出される。又、冷房負荷に応じて、圧力調整弁９により上記斜板３が存在するクランク室１０と低圧室７との圧力を調整し、この斜板３の傾斜角度を変化させる事により、上記コンプレッサ１の容量を変化させる。

上述の様に構成するコンプレッサ１の回転軸２は、自動車の走行用エンジンにより回転駆動する。この為に、図示の例の場合は、このコンプレッサ１を構成するケーシング１１の外側面（図１２の左側面）中央に設けた支持筒部１２の周囲に従動プーリ１３を、複列玉軸受１４により回転自在に支持している。この従動プーリ１３は、断面コ字形で全体を円環状に構成しており、上記ケーシング１１の外側面に固定したソレノイド１５を、上記従動プーリ１３の内部空間に配置している。

一方、上記回転軸２の端部で上記支持筒部１２から突出した部分には取付ブラケット１６を固定しており、この取付ブラケット１６の周囲に磁性材製の環状板１７を、板ばね１８を介して支持している。この環状板１７は、上記ソレノイド１５への非通電時には、上記板ばね１８の弾力により、図１２に示す様に上記従動プーリ１３から離隔している。これに対して、上記ソレノイド１５への通電時には、上記環状板１７がこの従動プーリ１３に向け吸着されて、この従動プーリ１３から上記回転軸２への回転力の伝達を自在とする。

即ち、上記ソレノイド１５と上記環状板１７と上記板ばね１８とにより、上記従動プーリ１３と上記回転軸２とを係脱する為の電磁クラッチ１９を構成している。上記走行用エンジンのクランクシャフトの端部に固定した駆動プーリと上記従動プーリ１３との間には、図示しない無端ベルトを掛け渡している。そして、上記電磁クラッチ１９により上記従動プーリ１３と上記回転軸２とを係合させた状態で、上記無端ベルトの循環に基づき、この回転軸２を回転駆動する。この様に、電磁クラッチ１９によりこの回転軸２への動力の断接を行なう事で、上記コンプレッサ１を、冷房の要否に応じて、駆動若しくは停止させる事ができる。

尚、自動車用空気調和装置を構成する蒸気圧縮式冷凍機のコンプレッサとして、上述した可変容量型のコンプレッサ以外にも、斜板の傾斜角度が変えられず、冷媒の吐出容量が固定のものもある。又、スクロール型のコンプレッサを使用する事も、一部で研究されている。更には、球面継手を介してピストンを往復移動させる旧来のコンプレッサに関しても、未だ一部で実施されている。何れの構造のコンプレッサを使用する場合でも、自動車用空気調和装置を構成するコンプレッサは、走行用エンジンのクランクシャフトの端部に固定した駆動プーリと、コンプレッサ側に設けた従動プーリとの間に掛け渡した無端ベルトにより回転駆動する。そして、この従動プーリを転がり軸受により回転自在に支持している。

上述の様に従動プーリを支持する転がり軸受は、図１３に示す様に、内輪２０と外輪２１と複数個の転動体２２とを備える。このうちの内輪２０は、前記支持筒部１２の様な固定の部分に外嵌固定され、使用時にも回転しない。又、この内輪２０の外周面には内輪軌道２３を形成している。又、上記外輪２１は、外周面に従動プーリ１３（図１２参照）を外嵌し、使用時にはこの従動プーリ１３と共に回転する。又、この外輪２１の内周面には外輪軌道２４を形成している。そして、上記内輪軌道２３と外輪軌道２４との間に、保持器２５に保持された上記各転動体２２を転動自在に設けている。

尚、上記図１３に示す、従動プーリを支持する為の転がり軸受は、前述の図１２に示した電磁クラッチ１９に組み込まれる複列玉軸受１４でも良いし、単列の玉軸受であっても良い。但し、単列の玉軸受とする場合、従動プーリから作用するモーメント荷重を支承する為、３点或は４点接触型とする等の配慮を行なう。何れにしても、上記内輪２０の外周面と上記外輪２１の内周面との間に存在し上記各転動体２２を設置した内部空間２６内にグリースを封入して、上記各転動体２２の転動面と上記内輪軌道２３及び外輪軌道２４との間を潤滑している。

上述の様に内部空間２６内に封入したグリースの漏出を防止する為、この内部空間２６の軸方向（図１、２、５、７、１２、１３の左右方向）両端開口部にシールリング２７を、それぞれ設けている。これら各シールリング２７は、円輪状に形成されており、外周縁部を、上記外輪２１の軸方向両端部内周面に形成した係止溝２８に係止している。又、これら各シールリング２７の内周縁部には、シールリップ２９ａ、２９ｂを形成し、このうちの軸方向内側（軸方向に関して内とは、転がり軸受の中央に向かう方向を言い、外とは、転がり軸受の端部に向かう方向を言う。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。）に突出する様に形成されたシールリップ２９ａの内周面を、上記内輪２０の外周面に形成した肩部３０に近接対向させている。又、上記シールリング２７の内周縁に形成されたシールリップ２９ｂを、上記内輪２０の両端部外周面で上記肩部３０より軸方向外側に形成したシール溝３１の一部に摺接させている。

この様にシールリング２７により上記内部空間２６の両端開口部を塞ぐ事で、この内部空間２６内に封入したグリースが漏出する事を防止すると共に、外部に浮遊する塵芥等の異物がこの内部空間２６内に侵入する事を防止している。即ち、上記シールリング２７の内周縁部に形成したシールリップ２９ａ、２９ｂのうち、軸方向内側に突出したシールリップ２９ａを上記肩部３０と近接対向させる事により、上記内部空間２６内に封入したグリースが漏出する事を防止している。又、上記シールリップ２９ｂを上記シール溝３１の一部に摺接させる事により、異物が上記内部空間２６内に侵入する事を防止している。

又、上記図１３に示した転がり軸受の場合、上記シールリング２７を構成するシールリップ２９ａの断面形状を略三角形とする事により、上記内部空間２６内に封入したグリースを循環させている。即ち、転がり軸受の運転時には、上記各転動体２２を保持する保持器２５が、これら各転動体２２の転動面とこれら各転動体２２を保持するポケット３２の内面との間に存在する隙間により、径方向に振動する。この保持器２５の径方向の動きによりポンピング作用が生じて、上記内部空間２６内に封入されたグリースの一部が、この保持器２５の内周面と上記内輪２０の外周面との間に搾り出される。そして、このグリースが、軸方向外方に押し出され、上記シールリップ２９ａの外周面を構成する傾斜面３３上に移動する。

上記シールリング２７は、上記外輪２１に固定され、この外輪２１と共に回転する。この為、この傾斜面３３上に存在するグリースに遠心力が作用し、このグリースが、この傾斜面３３及び上記シールリング２７の内側面に沿って、径方向外方に移動する。更にこのグリースは、このシールリング２７の径方向外寄り部分を軸方向内方に折り曲げる事により形成した折り曲げ部３４の内周面に沿って、上記外輪２１の内周面に移動する。そして、この外輪２１の内周面に形成した外輪軌道２４と各転動体２２の転動面との間に取り込まれ、これら転動面と、内輪、外輪両軌道２３、２４との間を潤滑する。

近年、自動車用空気調和装置を構成する蒸気圧縮式冷凍機の小型軽量化の要求が高い。この為、この蒸気圧縮式冷凍機を構成するコンプレッサに就いても小型化する必要がある。そして、このコンプレッサの小型化に伴う出力低下を、高速運転する事により補う必要がある。又、自動車の静粛性向上の為にエンジンルームの密閉化が進んでおり、このエンジンルーム内が高温となる。この様に、コンプレッサの運転速度の高速化とエンジンルーム内の高温化とにより、このコンプレッサに動力を伝達する為の従動プーリを支持する転がり軸受内に封入したグリースが、軟化し易くなる。又、高速運転と高温化とに対応してこの転がり軸受の耐久性を確保する為に、この転がり軸受内に封入するグリースの量を増加させる事も行なわれている。更に、コンプレッサの運転速度の高速化に伴い、上記従動プーリ及びこの従動プーリを外嵌する外輪の回転速度も速くなる。この外輪には、グリースの漏出を防止する為のシールリングを係止している為、この外輪が高速回転する事によりこのシールリングが振動する。この結果、転がり軸受内に封入したグリースが漏れ易くなる。この様な状況下で使用される転がり軸受として、上述の図１３に示した従来構造では、シールリングによるグリースの漏出防止を十分に図れない。

具体的に説明すると、上記図１３に示した従来構造の場合、シールリング２７の内周縁部に設けた２つのシールリップ２９ａ、２９ｂにより、グリースの漏出を防止している。但し、グリースの一部が軸方向内方に突出する非接触式のシールリップ２９ａの内周面と内輪２０の肩部３０との間からシール溝３１側に流れ込んだ場合には、このグリースが更に外部に漏出する事を、このシール溝３１の一部に摺接する接触式の上記シールリップ２９ｂでは十分に防止できない。即ち、このシールリップ２９ｂは、前述した様に、主として外部から異物が進入する事を防止する為に設けたものである。この為、内部から漏出するグリースに対しては、十分なシール効果を期待できない。より具体的に説明すると、上記シールリップ２９ａと上記肩部３０との間から漏出したグリースは、再度内部空間２６内に戻る事がなく、上記シールリング２７の内径側内側面と、上記シール溝３１とで囲まれた空間３５内に溜まっていく。この結果、この空間３５内に溜まったグリースの一部が上記シールリップ２９ｂと上記シール溝３１との摺接部を押し広げ、この摺接部から漏出する可能性がある。

この様な事情に鑑みて、特許文献２に記載された構造では、グリースを還流させる事により、特許文献３に記載された構造では、グリース溜りを設ける事により、それぞれグリースの漏出防止を図っている。即ち、上記特許文献２に記載された構造の場合には、シールリングの内側面のうち、シール溝と対向する部分よりも外径側部分に、円周方向に関して傾斜させた複数の凸部を形成している。そして、この凸部の傾斜方向を、回転方向との関係で規制する事により、ポンピング作用を生じさせて、内部空間内に封入したグリースを還流し易くしている。又、上記特許文献３に記載された構造の場合には、シールリングの内側面のうち、シール溝と対向する部分よりも外径側部分に複数の切り欠きを形成し、これら各切り欠き部分でグリースを保持して、グリース溜りとしての機能を発揮させている。何れの構造の場合も、グリースの漏出防止の向上を図れるが、前述した様な厳しい条件で使用される場合には、十分にグリースの漏出防止を図れない可能性がある。

即ち、上記特許文献２に記載された構造の場合には、凸部の傾斜方向を回転方向との関係で規制している為、一方向の回転にしか対応できない。又、前述の図１３に記載された構造と同様に、シール溝とシールリングとで囲まれる空間内に流れ込んだグリースは、内部空間内に還流される事なく、漏出する可能性がある。又、特許文献３に記載された構造の場合にも、シール溝とシールリングとで囲まれた空間内に流れ込んだグリースが内部空間内に還流される事がない為、やはり、グリースの漏出防止を十分には図れない。

特開２００３−２７８７７４号公報特開２００２−１３９０５６号公報特開平９−２２９０８０号公報

本発明のシールリング付転がり軸受は、上述の様な事情に鑑み、シールリング付転がり軸受の回転方向に拘らず、内部空間内に封入されるグリースの漏出防止を十分に図れる構造を実現すべく発明したものである。

本発明のシールリング付転がり軸受は、前述の図１３に示した従来構造と同様に、内輪と、外輪と、複数個の転動体と、シールリングとを備える。
このうちの内輪は、外周面に内輪軌道を有する
又、上記外輪は、内周面に外輪軌道を有する
又、上記各転動体は、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられている。又、上記シールリングは、全体を円輪状に形成され、外周縁部を上記外輪の端部内周面に形成した係止溝に係止すると共に、内径側内側面を上記内輪の端部外周面に形成したシール溝の外側面に対向させている。そして、上記内輪の外周面と上記外輪の内周面との間に存在し上記各転動体を設置した内部空間の端部開口を塞いでいる。
特に、本発明のシールリング付転がり軸受に於いては、上記シールリングの内径側内側面とこのシール溝の外側面とのうちの一方の側面の円周方向複数個所に、この一方の側面から他方の側面に向けて突出した凸部を形成している。そして、これら各凸部を、円周方向両側に存在する面同士が、径方向外方に向かう程互いに近づく様に形成している。

上述の様に構成する本発明のシールリング付転がり軸受の場合には、シールリングの内径側内側面とシール溝の外側面とのうちの一方の側面に形成された各凸部の存在により、これらシールリングとシール溝とが相対回転した場合にポンピング作用が生じる。この為、内部空間に封入したグリースがこれらシール溝とシールリングとで囲まれる空間内に流れ込んでも、この流れ込んだグリースをこの内部空間内に還流させる事ができる。又、上記各凸部を、円周方向両側に存在する面が径方向外方に向かう程互いに近づく様に形成している為、回転方向に拘らず、上記空間内のグリースを上記内部空間内に還流させる事ができる。この様に作用する本発明の場合、この空間内にグリースが溜まる事がなく、上記シールリング付転がり軸受の外部にグリースが漏出する事を、有効に防止できる。そして、この様にグリースの漏出を有効に防止できれば、上記内部空間内のグリースの量を確保すると共に、グリースを軸受の潤滑に有効に利用できる為、シールリング付転がり軸受の耐久性の向上を図る事ができる。

本発明を実施する為に好ましくは、請求項２に記載した様に、シールリングの内周縁部に設けたシールリップを内輪の端部外周面に摺接させる。
この様に構成すれば、グリースの漏出をより確実に防止できると共に、外部から転がり軸受の内部空間内に異物が入る事を防止できる。
又、より好ましくは、請求項３に記載した様に、本発明のシールリング付転がり軸受を、電磁クラッチにより、プーリに伝達される動力をコンプレッサに接続自在とした電磁クラッチ付コンプレッサに組み込み、このプーリを回転自在に支持する転がり軸受として使用する。
この様に構成すれば、高速回転、高温度で使用される場合にも、優れたグリース漏出防止効果を得られる。この結果、コンプレッサの高回転化をより一層図れ、このコンプレッサの小型軽量化に、より貢献できる。

図１〜３は、本発明の実施例１を示している。本実施例の場合、本発明を複列玉軸受１４ａに適用している。この複列玉軸受１４ａは、内輪２０と、外輪２１と、複数個の転動体２２、２２と、１対のシールリング２７ａ、２７ａとを備える。このうちの内輪２０は、外周面に複列の内輪軌道２３、２３を形成している。又、上記外輪２１は、内周面に複列の外輪軌道２４、２４を形成している。又、上記各転動体（玉）２２、２２は、保持器２５、２５にそれぞれ保持された状態で、上記内輪軌道２３、２３と外輪軌道２４、２４との間に転動自在に設けられている。そして、各列の転動体２２、２２に互いに逆方向の接触角を付与し、背面組み合わせ型の、上記複列玉軸受１４ａを構成している。

又、上記両シールリング２７ａ、２７ａは、上記内輪２０の外周面と上記外輪２１の内周面との間に存在して上記各転動体２２、２２を設置した、内部空間２６の両端部開口を塞ぐものである。即ち、上記両シールリング２７ａ、２７ａは、金属製の芯金４２の周囲にゴム等の弾性材４３をモールド成形して成る。そして、全体を円輪状に形成し、外周縁部を上記外輪２１の両端部内周面に形成した係止溝２８、２８にそれぞれ係止すると共に、内径側内側面を、上記内輪２０の両端部外周面に形成したシール溝３１、３１の外側面３８にそれぞれ対向させている。

又、上記両シールリング２７ａ、２７ａの内周縁部に設けたシールリップ３６を、上記内輪２０の両端部外周面に、それぞれ摺接させている。即ち、これら両シールリング２７ａ、２７ａの内周縁部に、上記シールリップ３６を軸方向外方に向けて突出させている。そして、このシールリップ３６の先端縁を、上記シール溝３１、３１の軸方向外側に存在し、径方向外方に向かう程軸方向外方に向かう方向に傾斜した内輪側傾斜面３７に、全周に亙り摺接させている。この様に、上記両シールリング２７ａ、２７ａにより、上記内部空間２６の両端開口を塞いでいる。

特に、本実施例の場合には、上記両シールリング２７ａ、２７ａの内径側内側面に、上記シール溝３１、３１の外側面３８に向けて突出した複数の凸部３９、３９を、円周方向等間隔位置に形成している。これら各凸部３９、３９は、図３に斜格子で示す様に、それぞれ、径方向外方の辺の長さが径方向内方の辺の長さよりも短い、略台形に形成されている。従って、これら各凸部３９、３９の円周方向両側に存在する傾斜側面４０ａ、４０ｂは、径方向外方に向かう程互いに近づく方向に傾斜している。

上述の様に構成される本実施例の場合には、上記両シールリング２７ａ、２７ａの内径側内側面に形成した凸部３９、３９の存在により、これら両シールリング２７ａ、２７ａと上記シール溝３１、３１とが相対回転した場合に、ポンピング作用が生じる。この為、上記内部空間２６内に封入されたグリースの一部が、これら各シール溝３１、３１と上記両シールリング２７ａ、２７ａの内径側内側面とで囲まれた空間３５、３５内に流れ込んでも、この流れ込んだグリースを上記内部空間２６内に還流させる事ができる。

具体的に説明すると、例えば、本実施例の複列玉軸受１４ａを、前述の図１２に示した電磁クラッチ付コンプレッサの従動プーリを支持する転がり軸受として組み込んだ場合、従動プーリの回転により上記外輪２１が回転する。これに伴い、前記内輪軌道２３、２３と前記外輪軌道２４、２４との間に設けられた前記各転動体２２、２２が、前記各保持器２５、２５と共に回転する。この際、これら各保持器２５、２５が、これら各転動体２２、２２の転動面とこれら各転動体２２、２２を保持するポケット３２との間に存在する隙間分、径方向に振動する。これら各保持器２５、２５の径方向の振動によるポンピング作用によって、上記内部空間２６内に封入されたグリースの一部が、上記内輪２０の肩部３０、３０とこれら各保持器２５、２５の内周面との間に搾り出される。そして、この搾り出されたグリースの一部が、図２に矢印イで示す様に、シールリング２７ａの内径側内側面とシール溝３１とで囲まれた空間３５内に流れ込む。

上記空間３５内に流れ込んだグリースの一部は、上記両シールリング２７ａ、２７ａの内径側内側面で、円周方向に隣り合う前記各凸部３９、３９同士の間部分に存在する凹部４１、４１内に入り込む。上記外輪２１の回転に伴い、この外輪２１に係止された上記両シールリング２７ａ、２７ａも、図３の矢印αで示す方向に回転する。従って、上記各凹部４１、４１内に入り込んだグリースは、上記各凸部３９、３９の傾斜側面４０ａ、４０ｂのうち、回転方向前方（図３の左方）の傾斜側面４０ａに、上記両シールリング２７ａ、２７ａの回転速度との差分の速度Ｓで衝突する。この速度Ｓは、図３（Ｂ）に示す様に、この傾斜側面４０ａと平行な速度成分Ｈを有する為、上記グリースは、この傾斜側面４０ａに沿って、径方向外方に送り出される。又、上記空間３５内に流れ込んだグリースのうち、上記凹部４１、４１内に入り込まず、上記各凸部３９、３９と上記外側面３８との間に流れ込んだグリースも、漸次これら各凸部３９、３９にこすり取られて、上記凹部４１、４１内に取り込まれる。そして、上記傾斜側面４０ａに沿って径方向外方に送り出される。

上述の様に作用する結果、上記空間３５内に流れ込んだグリースは、径方向外方に送り出され、上記内部空間２６内に還流される。言い換えれば、本実施例の場合には、上記両シールリング２７ａ、２７ａの内径側側面に形成した上記各凸部３９、３９同士の間に存在する上記各凹部４１、４１がグリース溜めの役割をし、これら各凸部３９、３９がこのグリースを吸い上げるポンプの役割をする。尚、上記外輪２１が、上述した場合と逆方向に回転した場合には、上記各凹部４１、４１内に入り込んだグリースが、上記各凸部３９、３９の傾斜側面４０ａ、４０ｂのうちの傾斜側面４０ｂに沿って、径方向外方に送り出される。

この様に本実施例の場合には、各凸部３９、３９の形状を略台形とし、円周方向両側に存在する面を、径方向外方に向かう程互いに近づく方向に傾斜した傾斜側面４０ａ、４０ｂとしている為、上記外輪２１の回転方向に拘らず上記空間３５内に流れ込んだグリースを、上記内部空間２６内に還流させる事ができる。この結果、この空間３５内にグリースが溜まる事がなく、上記複列玉軸受１４ａの外部にグリースが漏出する事を、有効に防止できる。そして、この様にグリースの漏出を有効に防止できれば、上記内部空間２６内のグリースの量を確保すると共に、グリースを軸受の潤滑に有効に利用できる為、上記複列玉軸受１４ａの耐久性の向上を図る事ができる。

又、上述の様に構成され作用する本実施例の複列玉軸受１４ａは、前述の図１２に示した様な電磁クラッチにより、プーリに伝達される動力をコンプレッサに接続自在とした電磁クラッチ付コンプレッサに組み込み、このプーリを回転自在に支持する転がり軸受として使用する場合に適する。即ち、上記電磁クラッチ付コンプレッサは、近年の小型軽量化の要求に伴い、高速回転、高温度で使用される場合が多い為、この電磁クラッチ付コンプレッサに組み込まれる転がり軸受は、グリースが外部に漏出し易い。この為、上記プーリを支持する転がり軸受として本実施例の複列玉軸受１４ａを使用すれば、優れたグリース漏出防止効果を得られる。この結果、コンプレッサの高回転化をより一層図れ、このコンプレッサの小型軽量化により貢献できる。その他の構造及び作用は、前述の図１３に示した従来構造と同様である為、詳しい説明は省略する。

尚、上述した実施例１の構造の場合、シールリング２７ａ、２７ａの内径側内側面に凸部３９、３９を形成しているが、これら各凸部３９、３９は、これら両シールリング２７ａ、２７ａの内径側内側面と対向するシール溝３１、３１の外側面３８側に形成しても良い。この様に構成した場合、この外側面３８に形成した各凸部３９、３９と上記両シールリング２７ａ、２７ａの内径側内側面との相対回転により、これら各凸部３９、３９とこれら両シールリング２７ａ、２７ａの内径側内側面との間に存在するグリースにせん断力が作用する。そして、このせん断力によりこのグリースの一部が、上記両シールリング２７ａ、２７ａと同方向に回転する（連れ回る）。この結果、このグリースの一部が、上記外側面３８に形成した上記各凸部３９、３９と相対回転し、これら各凸部３９、３９の傾斜側面４０ａ（又は４０ｂ）に沿って径方向外方に送り出される。

又、上述した実施例１の構造は、上記外輪２１が静止輪で前記内輪２０が回転輪の場合にも、適用可能である。即ち、シールリング２７ａ、２７ａの内径側内側面に凸部３９、３９を形成した場合、上記内輪２０の回転により、この内輪２０に形成されたシール溝３１、３１の外側面３８と上記各凸部３９、３９とが相対回転する。この結果、上記内輪２０と共に回転するグリースの一部が、これら各凸部３９、３９の傾斜側面４０ａ（又は４０ｂ）に沿って径方向外方に送り出される。一方、上記シール溝３１、３１の外側面３８側に凸部３９、３９を形成した場合、これら各凸部３９、３９とシールリング２７ａ、２７ａの内径側内側面との相対回転により、これら各凸部３９、３９と内径側内側面との間に存在するグリースにせん断力が作用する。この結果、グリースの一部が上記各凸部３９、３９と相対回転し、これら各凸部３９、３９の傾斜側面４０ａ（又は４０ｂ）に沿って径方向外方に送り出される。この様に本実施例の場合には、上記両シールリング２７ａ、２７ａの内径側内側面と上記シール溝３１、３１の外側面３８との何れか一方に、円周方向両側に傾斜側面４０ａ、４０ｂを有する凸部３９、３９を形成していれば、外輪回転であっても内輪回転であっても良い。

又、上記各凸部３９、３９の形状は、上述した形状以外にも、図４（Ａ）〜（Ｄ）に示す様な形状も採用可能である。このうちの図４（Ａ）は、上述した実施例１の構造と同様に、各凸部３９、３９の形状を略台形とし、円周方向に隣り合う凸部３９、３９同士の距離を短くしたものを示している。又、図４（Ｂ）は、各凸部３９ａ、３９ａの形状を略三角形としたものを示している。何れの構造の場合も、円周方向両側に存在する面を傾斜側面４０ａ、４０ｂとし、これら傾斜側面４０ａ、４０ｂ同士を径方向外方に向かう程互いに近づく方向に傾斜させている。一方、図４（Ｃ）（Ｄ）には、円周方向両側に存在する面を曲面とし、これら両曲面同士を径方向外方に向かう程互いに近づく方向に湾曲させている。このうちの図４（Ｃ）は、各凸部３９ｂ、３９ｂを、両曲面の径方向外端縁同士を直線部で繋いだ形状としている。又、図４（Ｄ）は、両曲面同士を互いに連続させ、各凸部３９ｃ、３９ｃを半円状に形成している。これら図４（Ｃ）（Ｄ）の様に、各凸部３９ｂ、３９ｃの円周方向両側に存在する面を曲面とした場合でも、上記図４（Ａ）（Ｂ）の様に、各凸部３９、３９ａの円周方向両側に存在する面を傾斜側面４０ａ、４０ｂとした場合と同様に作用して、グリースを径方向外方に送り出す事ができる。

図５〜６は、本発明の実施例２を示している。本実施例の場合には、外輪２１の両端部内周面にそれぞれ係止された１対のシールリング２７ｂの内周縁部に、複数（本実施例の場合は２個）のシールリップ３６ａ、３６ｂを形成している。そして、このうちの軸方向内方に突出したシールリップ３６ａを、シール溝３１の外側面３８に摺接させている。又、軸方向外側に存在するシールリップ３６ｂは、軸方向外方に向かう程径方向内方に傾斜させ、内輪２０の端部外周面で上記シール溝３１よりも軸方向外側部分に近接対向させている。尚、本実施例の場合、この様に、１対のシールリング２７ｂの内周縁部のうち、軸方向内側部分にも上記シールリップ３６ａを形成している。この為、図６に斜格子で示す様に、これら両シールリング２７ｂの内径側内側面の円周方向複数個所に形成した凸部３９ｄ、３９ｄの径方向の幅を、上述した実施例１の構造と比べて小さくしている。

上述の様に構成する本実施例の場合には、上記内輪２０の外周面と外輪２１の内周面との間に存在し各転動体２２を設置した内部空間２６から押し出され、上記両シールリング２７ｂの内径側内側面と上記外側面３８との間に存在する空間３５ａ内に流れ込んだグリースは、先ず、上記シールリップ３６ａとこの外側面３８との摺接部に堰き止められる。そして、上記シールリング２７ｂの内径側内側面に形成された上記凸部３９ｄ、３９ｄと上記外側面３８との相対回転に基づくポンピング作用により、上記空間３５ａ内に溜まったグリースが径方向外方に送り出され、上記内部空間２６内に還流される。この為、上記シールリップ３６ａの摺接部からグリースを漏れにくくして、上記内部空間２６内に封入されたグリースの漏出防止を図れる。尚、軸方向外側に存在するシールリップ３６ｂは、外部から異物が侵入する事を防止する。その他の構造及び作用は、上述の実施例１と同様である。

次に、本発明の効果を確認する為に、本発明者が行なった実験に就いて説明する。この実験では、シールリングの内径側内側面に種々の形状の凸部を円周方向等間隔に１６箇所形成し（又は形成しないで）、それぞれのシールリングを組み込んだ転がり軸受のグリースの洩れ率に就いて調べた。各種シールリングを組み込む転がり軸受としては、前述の図１に示した様な複列玉軸受を使用した。又、この複列玉軸受の仕様は、内径を３５mm、外径を５２mm、幅を１２mm、玉数を２０個×２列とし、接触角が１５゜の背面組み合わせ型とした。

又、各種シールリングの形状は、次の（１）〜（６）の６種類とした。
（１）前述の図１〜３に示した実施例１のシールリング２７ａ。
（２）前述の図１３に示した従来構造のシールリング２７。
（３）図７に示す様に、全体として上記実施例１のシールリング２７ａと同様の形状を有し、内径側内側面に凸部を形成していないシールリング２７ｃ。
（４）同じく、図８に示す様に、内径側内側面に形成する凸部３９ｅ、３９ｅの形状を、円周方向両側に存在する面の方向を径方向としたシールリング２７ｄ。
（５）同じく、図９に示す様に、内径側内側面に形成する凸部３９ｆ、３９ｆの形状を、円周方向両側に存在する面同士を互いに平行とすると共に、この方向を、径方向外方に向かう程回転方向と逆に向かう方向に傾斜させたシールリング２７ｅ。
（６）同じく、図１０に示す様に、内径側内側面に形成する凸部３９ｇ、３９ｇの形状を、円周方向両側に存在する面同士を互いに平行とすると共に、この方向を、径方向外方に向かう程回転方向と同方向に向かう方向に傾斜させたシールリング２７ｆ。
尚、上記図８〜１０に示す各凸部３９ｅ〜３９ｇは、前述の実施例１、２を示す図３、６と同様に、斜格子で示している。

この様な（１）〜（６）の構造を有する各シールリング２７、２７ａ、２７ｃ〜ｆを、上述した仕様を有する複列玉軸受に組み込んで、次の条件で運転し、運転前後のこの複列玉軸受の重量を測定する事により、それぞれのグリースの洩れ率を算出した。即ち、運転前の複列玉軸受の重量をＷ₁ （ｇ）、運転後の複列玉軸受の重量をＷ₂ （ｇ）、グリース初期封入量をｍ（ｇ）とした場合に、グリースの洩れ率（％）を、｛（Ｗ₁ −Ｗ₂ ）／ｍ｝×１００なる式で算出した。尚、運転は、複列玉軸受の外輪にプーリを外嵌し、このプーリにベルトを掛け渡して駆動する、ベルトプーリ駆動とした。従って、本実験は、外輪回転で行なった。又、各構造に就いて、それぞれ２回ずつ実験を行なった。
内輪温度１８５℃
ラジアル荷重２０００Ｎ
回転速度９５００min^-1
運転時間１時間
グリース初期封入量０．７５ｇ

図１１に、上述の実験結果を示す。この図１１から明らかな様に、本発明の構造を有する（１）の場合には、グリースの洩れ率を他の構造よりも小さくできる事が分かった。これに対して、（２）の従来構造（図１３）の場合には、空間３５内に流れ込んだグリースが内部空間２６内に還流されない為、多量のグリースが漏出した。又、（３）の構造（図７）の場合には、空間３５内に流れ込んだグリースが内部空間２６内に還流されないばかりか、この空間３５内にグリースが流れ込み易く、上記（２）の構造よりも多量のグリースが漏出した。又、（４）の構造（図８）の場合にも、空間３５内に流れ込んだグリースが内部空間２６（図１、２参照）内に還流されず、又、この空間３５内にグリースが流れ込み易い為、上記（３）の構造とほぼ同等の量のグリースが漏出した。

一方、（５）の構造（図９）の場合には、シールリング２７ｅの内径側内側面とシール溝３１の外側面３８（図１、２参照）との相対回転により、グリースが凸部３９ｆ、３９ｆの傾斜側面４０ｃに沿って径方向外方に送り出される。この為、本発明と同様に、グリースの洩れ率が小さかった。これに対して、（６）の構造（図１０）の場合には、シールリング２７ｆの内径側内側面に形成した凸部３９ｇ、３９ｇの傾斜側面４０ｄの傾斜方向が、上記（５）の構造と逆方向である。従って、このシールリング２７ｆの内径側内側面とシール溝３１の外側面３８（図１、２参照）との相対回転により、グリースが上記凸部３９ｇ、３９ｇの傾斜側面４０ｄに沿って径方向内方に送り出される為、却ってグリースの漏出量が増えた。

上述の（５）（６）の構造から、凸部３９ｆ、３９ｇの傾斜側面４０ｃ、４０ｄの傾斜方向が一方である場合には、転がり軸受の回転方向が一方向の場合のみ効果があり、この回転方向が逆方向の場合には、グリースの洩れ率が増大する事が分かった。これに対して、本発明の構造を示す上記（１）の構造の場合、凸部３９、３９の傾斜側面４０ａ、４０ｂは互いに逆方向としており、傾斜方向を径方向外方に向かう程互いに近づく方向としている。この為、転がり軸受の回転方向に拘らず、グリースがどちらか一方の傾斜側面４０ａ（４０ｂ）に沿って径方向外方に送り出される。この結果、上記転がり軸受の回転方向がどちらであっても、グリースの洩れ率を低減できる事が分かった。

本発明のシールリング付転がり軸受は、電磁クラッチ付コンプレッサを構成する電磁クラッチ以外にも、ＤＬプーリ、或は、アイドラプーリ等の各種プーリユニット、更には、ベルト式無段変速機に組み込む転がり軸受としても、好ましく使用できる。又、本発明が適用可能な転がり軸受は、複列玉軸受以外にも、単列の玉軸受、更には、ころ軸受や円すいころ軸受も含まれる。要は、グリース潤滑を行なう転がり軸受で、内部空間の端部開口をシールリングで塞ぐ構造であれば、本発明が適用可能である。

本発明の実施例１を示す半部断面図。図１のＸ部拡大図。（Ａ）は、シールリングの内径側内側面の一部を拡大して示す、図２のＹ矢視図、（Ｂ）は、凸部のみを取り出し、傾斜側面に沿ってグリースが流れる様子を示す模式図。シールリングの内径側内側面に形成する凸部の形状の４例を示す、部分斜視図。本発明の実施例２を示す、図１のＸ部に相当する図。シールリングの内径側内側面の一部を拡大して示す、図５のＺ矢視図。本発明の効果を確認する為に用意した比較例の第１例の構造を示す、図１のＸ部に相当する。同じく比較例の第２例の構造を示す、図３（Ａ）と同様の図。同じく比較例の第３例の構造を示す、図３（Ａ）と同様の図。同じく比較例の第４例の構造を示す、図３（Ａ）と同様の図。本発明の効果を確認する為に行なった実験の結果を示すグラフ。本発明のシールリング付転がり軸受を組み込む電磁クラッチ付コンプレッサの１例を示す断面図。シールリング付転がり軸受の従来構造の１例を示す、図１のＸ部に相当する図。

符号の説明

１コンプレッサ
２回転軸
３斜板
４ピストン
５シリンダ
６吸入ポート
７低圧室
８高圧室
９圧力調整弁
１０クランク室
１１ケーシング
１２支持筒部
１３従動プーリ
１４、１４ａ複列玉軸受
１５ソレノイド
１６取付ブラケット
１７環状板
１８板ばね
１９電磁クラッチ
２０内輪
２１外輪
２２転動体
２３内輪軌道
２４外輪軌道
２５保持器
２６内部空間
２７、２７ａ〜２７ｆシールリング
２８係止溝
２９ａ、２９ｂシールリップ
３０肩部
３１シール溝
３２ポケット
３３傾斜面
３４折り曲げ部
３５、３５ａ空間
３６、３６ａ、３６ｂシールリップ
３７内輪側傾斜面
３８外側面
３９、３９ａ〜３９ｇ凸部
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ傾斜側面
４１凹部
４２芯金
４３弾性材

Claims

外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、全体を円輪状に形成され、外周縁部を上記外輪の端部内周面に形成した係止溝に係止すると共に、内径側内側面を上記内輪の端部外周面に形成したシール溝の外側面に対向させる事により、この内輪の外周面と上記外輪の内周面との間に存在し上記各転動体を設置した内部空間の端部開口を塞ぐシールリングとを備えたシールリング付転がり軸受に於いて、このシールリングの内径側内側面と上記シール溝の外側面とのうちの一方の側面の円周方向複数個所に、この一方の側面から他方の側面に向けて突出した凸部を形成しており、これら各凸部は、円周方向両側に存在する面同士が、径方向外方に向かう程互いに近づく様に形成されている事を特徴とするシールリング付転がり軸受。
シールリングの内周縁部に設けたシールリップを内輪の端部外周面に摺接させた、請求項１に記載したシールリング付転がり軸受。
電磁クラッチにより、プーリに伝達される動力をコンプレッサに接続自在とした電磁クラッチ付コンプレッサに組み込まれ、上記プーリを回転自在に支持する転がり軸受として使用する、請求項１〜２の何れか１項に記載したシールリング付転がり軸受。