JP2011196422A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 シール摺動部へのグリース移動を防止し、このシール摺動部に油膜が形成されることを防止することで、内外輪とシール部材との導電性の低下を防ぎ、これによって、内外輪の転走面を通電させないようにし脆性剥離対策を行うことができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】 この発明の転がり軸受は、内外輪１，２の転走面１ａ，２ａ間に複数の転動体３が介在され、リップ部５ｃが内輪１に摺接して内外輪１，２間の軸受空間を塞ぐシール部材５を外輪２に設けたものである。シール部材５を導電性の材質とし、転動体３を保持する保持器４に、前記軸受空間内のグリースがシール部材５と内輪１との摺接部分に流れることを阻止するグリース漏れ阻止部を設けた。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば、ベルト伝動機構に配置される軸受、特に、自動車のエンジンのタイミングベルト、補機駆動用ベルト等で使用されるプーリ、オルタネータ・コンプレッサ等の軸支持に使用される転がり軸受に関する。

従来技術にかかる転がり軸受のうち通電軸受は、例えば、軸受空間を塞ぐシール部材に導電性の良い材質のものを使用し、軸受外輪に前記シール部材を固定する固定部を設け、軸受内輪に前記シール部材のリップ部を摺動させるシール摺動部を設けたものが使用されている（特許文献１）。また、通電軸受は、一般的に電食の起こる可能性のある箇所に使用されており、エンジン回りにはあまり使用されていない。

実開平４−１２４３３１号公報

自動車のエンジンのタイミングベルト、補機駆動用ベルト等で使用されるプーリ、オルタネータ・コンプレッサ等の軸支持に使用される軸受における脆性剥離対策として、耐脆性剥離グリースや、軸受構成すなわち内外輪の軌道曲率，軸受内部すきま等の対策を講じている。前記「脆性剥離」とは、通常の金属疲労による剥離とは異なる水素の脆化による剥離のことであり、この脆性剥離により軸受が短寿命となる問題がある。
しかし、前記のような脆性剥離対策では、軸受内輪のシール摺動部へのグリース移動を防止することができない場合がある。シール摺動部にグリースが移動すると、シール摺動部に油膜が形成され、これによりシール部材での導電性が低下する。

この発明の目的は、シール摺動部へのグリース移動を防止し、このシール摺動部に油膜が形成されることを防止することで、内外輪とシール部材との導電性の低下を防ぎ、これによって、内外輪の転走面を通電させないようにし脆性剥離対策を行うことができる転がり軸受を提供することである。

この発明の転がり軸受は、内外輪の転走面間に複数の転動体が介在され、リップ部が内輪に摺接して前記内外輪間の軸受空間を塞ぐシール部材を外輪に設けた転がり軸受において、前記シール部材を導電性の材質とし、前記転動体を保持する保持器に、前記軸受空間内のグリースが前記シール部材と内輪との摺接部分に流れることを阻止するグリース漏れ阻止部を設けたことを特徴とする。

この構成によると、シール部材を導電性の材質とすることで、外輪−シール部材−内輪の通電性を良くし、内外輪の転走部への通電を減少させることが可能となる。また、保持器に、シール部材と内輪との摺接部分にグリースが流れることを阻止するグリース漏れ阻止部を設けたため、前記摺接部分に油膜が形成されないようにし得る。したがって、内外輪とシール部材との導電性の低下を防ぎ、内外輪の転走面を通電させないようにして脆性剥離対策を行うことができる。よって、脆性剥離による軸受寿命の低下を防止することができる。

前記転動体を玉とし、グリース漏れ阻止部は、保持器のうち前記玉を保持するポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部を設けたものであっても良い。
ポケット内面を球面とした従来の一般的な形状の保持器を用いた玉軸受では、転動体である玉が内輪転走面を転がるとき、内輪転走面でのグリースの厚さは、ヘルツ接触中心から軸方向に、また玉表面のグリース厚さもヘルツ接触中心から内輪転走面幅まで対称になる。この玉表面に付着したグリースが、玉の回転によって保持器に入って行くとき、保持器によってグリースが掻き取られる。掻き取られたグリースは保持器に付着するが、このグリース量が増加すると一部は内輪肩部にも付着する。内輪肩部に付着したグリースが増すと、回転している保持器のポケット中央部付近に乗り上げるように付着する。乗り上げたグリースが増すと、内輪肩部のグリースと押し合うようになり、内輪シール溝にまでグリースが付着する。これが一般的な鉄板打ち抜き保持器でのグリースの動きである。さらに、この一般的な形状の保持器では、保持器ポケット中央部に付着したグリースが、シール内面に付着する。これにより、直接潤滑に寄与し難いグリースがシール内面に留まることになる。また、保持器ポケット部とシール内面でグリースのせん断が起こり、軸受のトルクが上昇する。

これに対して、保持器のポケットの内面を凹球面状としこの凹球面状のポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部を設けたため、内輪肩部にグリースが付着しない。すなわち、玉に最もグリースが付着する位置である保持器内径側の開口縁に開口する凹み部を設けたため、玉の表面の掻き取りが減少し、保持器内径面に溜まるグリース量が減少する。そのため、シール部材と内輪との摺接部分にグリースが流れることを防止することができる。

前記転動体を玉とし、前記保持器は、前記玉を保持するポケットを円周方向複数箇所に有するリング状で、且つ、２個の環状体の保持器半体を軸方向に対面して重ね合わせてなり、これら保持器半体は、それぞれ内周が前記各ポケットの半分を形成する球殻状板部と、隣合うポケット間の部分となる平板部とが円周方向に交互に並ぶ形状であり、前記グリース漏れ阻止部は、前記球殻状板部における玉配列ピッチ円よりも内径側部分における、少なくとも、内輪の転走面両側の肩部高さの外径面部に位置する部分の板厚を、前記平板部の板厚よりも薄くしたものであっても良い。

この場合にも、内輪肩部にグリースが付着しないため、シール部材と内輪との摺接部分にグリースが流れることを防止することができる。また、保持器半体の平板部や球殻状板部の玉配列ピッチ円よりも外径側部分の板厚となる基準板厚は従来と同等とすることで、保持器の強度低下を生じることなく、シール部材と内輪との摺接部分にグリースが流れることを阻止することができる。この保持器は、玉と接触するポケット形状を従来のものと同様に形成することができるため、保持器の可動範囲の増加による保持器間の干渉力の増加も生じない。

前記転動体を玉とし、グリース漏れ阻止部は、内輪の外径面と保持器の内径面との径方向隙間を、前記玉の直径に０．０９を乗じた値以上としたものであっても良い。この場合、保持器の内径側に堆積したグリースの逃げ場を設けたことになる。これにより、シール部材と内輪との摺接部分に、軸受空間内のグリースが流れることを防ぐことができる。
前記径方向隙間を、前記玉の直径に０．３６を乗じた値以下としても良い。保持器の強度、内外輪の肩部径、保持器の移動量等を考慮した場合、前記径方向隙間を、前記玉の直径に０．３６を乗じた値以下とするのが望ましい。

前記内輪の外径面にシール溝を周方向に形成し、このシール溝と内輪の端部との間に外径側に突出する肩部を形成し、前記シール溝に対向した外輪内径面に前記シール部材の外周縁を固定し、前記シール部材の内周部に、前記シール溝の溝壁に接触し摺接する主リップと、前記肩部の径方向外方に配設されるラビリンスリップとを設け、前記主リップに、前記シール溝に対向する内周面を設け、前記ラビリンスリップの内周側に、このラビリンスリップの先端に向かうに従って拡径する傾斜面を設けても良い。

この場合、主リップが、シール溝の溝壁に接触し摺接するため、軸受内部のグリースがシール溝に漏出することを防止し、さらに、外部からの異物や泥水等の軸受内部への侵入を防止することができる。また、シール溝に溜まった泥水が、シール部材の回転等による遠心力で主リップの内周面からラビリンスリップの傾斜面に沿って移動し、軸受外部に排出される。

前記主リップおよびラビリンスリップの基端部から外径側に繋がり、これら主リップおよびラビリンスリップの軸方向厚さよりも薄肉に形成されたくびれ部を、前記シール部材に設けても良い。この場合、くびれ部が軸方向に弾性変形するので、このくびれ部に繋がる主リップは、シール溝の溝壁に対する追従性が維持される。したがって、軸受内部のグリースがシール溝に漏出することをより確実に防止できる。

前記軸受空間に封入するグリースのちょう度を３８９未満としても良い。前記「ちょう度」とは、グリースの硬さを表すものであり、油の粘度に相当するものである。この「ちょう度」は、２５℃で金属製円すいを自重で貫入させたときの貫入深さを、ｍｍ単位で読み１０倍した値で示す。
本件出願人により、ちょう度とグリース漏れ量の関係について試験した。この試験において、グリースにおける基油の割合を増やすことで、ちょう度を変化させた。同試験において、グリースのちょう度が３８９以上でグリース漏れが確認された。したがって、グリースのちょう度の上限値は３８９が望ましい。

これらの発明の転がり軸受は、プーリ用軸受に適用しても良いし、自動車電装補機用軸受に適用しても良い。前記転がり軸受は、従来技術のものよりも確実な脆性剥離対策を行うことができ、よって、プーリ用軸受、自動車電装補機用軸受における脆性剥離による軸受寿命の低下をより確実に防止することができる。

この発明の転がり軸受は、内外輪の転走面間に複数の転動体が介在され、リップ部が内輪に摺接して前記内外輪間の軸受空間を塞ぐシール部材を外輪に設けた転がり軸受において、前記シール部材を導電性の材質とし、前記転動体を保持する保持器に、前記軸受空間内のグリースが前記シール部材と内輪との摺接部分に流れることを阻止するグリース漏れ阻止部を設けたため、シール摺動部へのグリース移動を防止し、このシール摺動部に油膜が形成されることを防止することで、内外輪とシール部材との導電性の低下を防ぎ、これによって、内外輪の転走面を通電させないようにし脆性剥離対策を行うことができる。

この発明の一実施形態に係る転がり軸受の断面図である。 （Ａ）は、同転がり軸受のシール部材の要部を拡大して示す断面図、（Ｂ）は、同シール部材の要部をさらに拡大して示す断面図である。 同転がり軸受の保持器の斜視図である。 同保持器の構成部材である保持器半体を表す斜視図である。 同保持器半体の一部につきポケット形状を単純化して示す部分拡大斜視図である。 （Ａ）は同保持器半体における球殻状板部の内面の一例を強調して示す部分拡大斜視図、（Ｂ）は同斜視図に仮想円筒を加えた状態を示す斜視図である。 （Ａ）は同保持器半体における球殻状板部の内面の他の一例を強調して示す部分拡大斜視図、（Ｂ）は同斜視図に仮想円筒を加えた状態を示す斜視図である。 図６に示す構造の保持器を組み込んだ軸受のグリース漏れ試験の結果の説明図である。 図７に示す構造の保持器を組み込んだ軸受のグリース漏れ試験の結果の説明図である。 一般的な鉄板打ち抜き保持器を組み込んだ軸受のグリース漏れ試験の結果の説明図である。 グリースのちょう度とグリース漏れ量の関係の試験結果を表す図である。 この発明の他の実施形態に係る転がり軸受の一部破断した断面図である。 同軸受に組み込まれた保持器の保持器半体における球殻状板部を示す部分拡大斜視図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受の保持器の部分拡大断面図である。 同保持器の正面図である。 同転がり軸受における内輪の外径面と保持器の内径面の間の径方向隙間の説明図である。 この発明の一実施形態にかかる転がり軸受のグリース漏れ防止効果の試験結果を示す図である。 この発明の他の実施形態にかかる密封型転がり軸受における保持器の正面図である。 同転がり軸受における内輪の外径面と保持器の内径面の間の径方向隙間の説明図である。 この発明の一実施形態にかかる転がり軸受をアイドラプーリに設けた断面図である。 この発明の一実施形態にかかる転がり軸受をオルタネータに設けた断面図である。

この発明の一実施形態を図１ないし図７と共に説明する。この実施形態に係る転がり軸受は、深溝玉軸受である。図１に示すように、この転がり軸受は、内輪１と外輪２の転走面１ａ，２ａ間に複数の転動体３を介在させ、これら転動体３を保持する保持器４を設け、内外輪１，２間に形成される軸受空間を塞ぐシール部材５を外輪２に設けたものである。前記転動体３として玉が適用される。前記軸受空間には設定されたちょう度のグリースが封入される。
前記保持器４には、軸受空間内のグリースがシール部材５と内輪１との摺接部分Ｓｂに流れることを阻止する後述のグリース漏れ阻止部を設けている。

図１，図２に示すように、内輪１の外径面１Ｄのうち、転走面１ａの左右側方に周方向のシール溝Ｓｍが形成され、各シール溝Ｓｍに向かい合う外輪内径面に係止溝２ｂが形成される。この外輪２の係止溝２ｂに、シール部材５の外周縁部が圧入固定される。
内輪１のシール溝Ｓｍは、内輪１の転走面側の溝壁Ｓｍａと、底面Ｓｍｂと、肩部１ｂ側の溝壁Ｓｍｃとから形成される。溝壁Ｓｍｃが軸方向外向きに傾斜し、肩部１ｂの外周面と連続して形成される。
前記溝壁Ｓｍａを「軌道側溝壁Ｓｍａ」と称し、前記溝壁Ｓｍｃを「肩部側溝壁Ｓｍｃ」と称す。

シール部材５について説明する。
図１，図２に示すように、シール部材５は接触シールからなり、芯金５ａと弾性部材５ｂとを有し、弾性部材５ｂの内周部に、主リップＬｍと、ラビリンスリップＬｂとが設けられている。シール部材５は、導電性ゴムからなる弾性部材５ｂを芯金５ａにより補強したものである。弾性部材５ｂに用いられる導電性ゴムとして、例えば、ニトリル、アクリル、フッ素等の伝導性を向上させたものを採用し得る。なお、シール材質については、従来から軸受シールとして使用しているニトリル、アクリル、フッ素に伝導性の良いカーボン等を混合、又はコーティングし導電性を向上させたものが適用される。そのため、使用する材料は導電性を持ったものであれば使用可能である。

シール部材５は、その内周部の弾性部材５ｂの部分に、肉厚が薄いくびれ部５ｂａが形成される。くびれ部５ｂａは、後述する主リップＬｍおよびラビリンスリップＬｂの基端部から外径側に繋がり、これら主リップＬｍおよびラビリンスリップＬｂの軸方向厚さよりも薄肉に形成されたものである。つまりくびれ部５ｂａの内周側の先端部には、リップ部５ｃが設けられ、このリップ部５ｃは、シール溝Ｓｍの軌道側溝壁Ｓｍａに接触させた主リップＬｍと、肩部１ｂの径方向外方に配設されるラビリンスリップＬｂとを有する。

主リップＬｍは、シール溝Ｓｍの軌道側溝壁Ｓｍａと向かい合い外向きに拡径する傾斜壁面Ｌｍａと、この傾斜壁面Ｌｍａよりも径方向内側に位置し、シール溝Ｓｍの底面Ｓｍｂに対向する内周面Ｌｍｂと、傾斜壁面Ｌｍａと内周面Ｌｍｂとを連続させる先端部Ｌｍｃとを有する。
図１に示すように、シール部材５の外周縁部が、外輪２の係止溝２ｂに圧入固定されると、図２に示すように、主リップＬｍの先端部Ｌｍｃがシール溝Ｓｍの軌道側溝壁Ｓｍａに摺接する。主リップＬｍは、肉厚を薄く形成されたくびれ部５ｂａの先端部に設けられ、くびれ部５ｂａが図２（Ａ）矢符Ａ１の軸方向に弾性変形するので、摺接するシール溝Ｓｍの軌道側溝壁Ｓｍａに対する追従性が維持される。これにより、軸受内部のグリースがシール溝Ｓｍに漏出することをより確実に防止できる。

ラビリンスリップＬｂは、肩部１ｂからシール溝Ｓｍの肩部側溝壁Ｓｍｃに至る範囲に向かい合いラビリンスシールＬｓが形成される。ラビリンスリップＬｂの内周部には、軸方向内向きに縮径する傾斜面Ｌｂａ、換言すればラビリンスリップＬｂの先端に向かうに従って拡径する傾斜面Ｌｂａが設けられる。傾斜面Ｌｂａは、内輪１の肩部１ｂの外周面に対する傾斜角度α１が１０度以上４０度以下に設定される。傾斜角度α１がこのように設定されると、この転がり軸受が外輪回転の場合に傾斜面Ｌｂａに付着した泥水等が、シール部材５の回転による遠心力によって傾斜面Ｌｂａに沿って軸方向外向きに移動し、軸受外側に排出される。

傾斜角度α１が１０度未満となると、シール部材５の回転による遠心力が、ラビリンスリップＬｂに付着した泥水に十分に作用しないため、その泥水が排出されにくくなる。傾斜角度α１が４０度を超えると、肩部１ｂの外周面と、ラビリンスリップＬｂの傾斜面Ｌｂａとの隙間が広くなり、ラビリンスＬｓによるシール性が低下する。このため、傾斜角度α１を１０度以上４０度以下に設定している。

ラビリンスリップＬｂは、その先端部がシール溝Ｓｍの肩部側側壁Ｓｍｃ寄りに設けられる。よって、ラビリンスリップＬｂに付着した泥水が、シール部材５の回転による遠心力でその傾斜面Ｌｂａを移動する距離が短くなり、シール溝Ｓｍ内に溜まった泥水が排出され易い。
主リップＬｍの内周面Ｌｍｂと、ラビリンスリップＬｂの傾斜面Ｌｂａとの間に、段差部Ｄｓが設けられる。段差部Ｄｓは、シール溝Ｓｍの肩部側溝壁Ｓｍｃに向かって突き出して設けられる。これにより、主リップＬｍの内周面Ｌｍｂは、段差部Ｄｓを経てラビリンスリップＬｂの傾斜面Ｌｂａへと連続して形成されるので、シール溝Ｓｍに溜まった泥水が、シール部材５の回転による遠心力でラビリンスリップＬｂの傾斜面Ｌｂａに沿って軸受外部に排出され易い。

さらに段差部Ｄｓが肩部側溝壁Ｓｍｃに向かって突出して設けられると、主リップＬｍの内周面Ｌｍｂの外周縁部とシール溝Ｓｍの肩部側溝壁Ｓｍｃとの間に、狭窄部分が形成される。この狭窄部分によってラビリンスシールＬｓによるシール性を確保できる。シール溝Ｓｍと肩部１ｂとの境界の山部Ｙｄと、ラビリンスリップＬｂの傾斜面Ｌｂａとの間にも狭窄部分が形成されるので、さらに、ラビリンスシールＬｓによるシール性を確保できる。

この実施形態に係るシール部材等を玉軸受に組み込んだシール組込み品での脆性剥離試験を行った。
試験条件は次表１の通りである。

プーリ回転速度は、運転開始後６０００ｒ／ｍｉｎまで上げ、この６０００ｒ／ｍｉｎを５時間維持する。この５時間経過後１０５００ｒ／ｍｉｎまでプーリ回転速度を上げて同回転速度を３００時間維持した後、１２０００ｒ／ｍｉｎまでプーリ回転速度を上げて７００時間維持する。

導電性のない弾性部材を含む標準シール品と、この実施形態に係る前記シール組込み品（通電シール組込み品と称す）とを前記試験条件で試験し、次表２のような結果を得た。試験品が剥離した場合、運転中の回転による振動値が高くなるので、振動確認後に分解し内部調査をし剥離の有無を判断する。

この試験結果から、シール部材５を導電性の材質とすることで、外輪２−シール部材５−内輪１の通電性を良くし、内外輪１，２の転走部１ａ，２ａへの通電を減少させることが可能となり、脆性剥離対策が期待できる。

保持器４について説明する。
保持器４は、図３に示すように、各玉を保持するポケット４６を円周方向の複数箇所に有し、各ポケット４６の内面を凹球面状としたリング状のものである。この保持器４は、図４に斜視図で示す環状体の保持器半体４７の２個を、軸方向に対面して重ね合わせ、リベット孔４８に挿通したリベット４９で互いに接合して一体に構成される。これら保持器半体４７は、内面がポケット４６の半分を形成する部分的な球殻状の形状の球殻状板部４６Ａを複数有し、隣合うポケット４６間の部分となる平板部４７ａと球殻状板部４６Ａとが円周方向に交互に並んだものとされる。前記球殻状板部４６Ａは、球殻の一部となる部分であり、換言すれば、内外両面が球面状となったカウンタシンク形状の膨らみ部分である。保持器半体４７の軸方向の投影形状は、半径方向幅が全周にわたって一定のリング状である。

保持器半体４７の一部を拡大して図６に斜視図で示す。図５は、図６と対応する部分につき、ポケット内面を単調な球面とした場合の図である。図５において、２点鎖線で示す部分Ａは、この保持器半体４７における平板部４７ａが周方向に並ぶ円周帯域を示す。その円周帯域Ａの平板部４７ａでない部分にポケット４６の半分である前記球殻状板部４６Ａが形成される。同図における球殻状板部４６Ａの一側部が保持器４５の内径側部分４６Ａｉとなり、球殻状板部４６Ａの他側部が保持器４５の外径側部分４６Ａｏとなる。

この実施形態の保持器４のポケット４６の内面には、グリース漏れ阻止部として、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部５０を設けている。すなわち、保持器４のポケット４６のうち球殻状板部４６Ａの内面には、図６に示すように、保持器４の上記内径側部分４６Ａｉにおいて、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部５０を設けている。この凹み部５０の内面の保持器円周方向に沿う断面形状（すなわち保持器中心軸に垂直な平面で断面した断面形状）を、ポケット４６の内面となる凹球面の曲率半径Ｒａよりも小さな曲率半径Ｒｂの円弧状としている。
この凹み部５０の内面形状は、同図（Ｂ）に示すように、保持器４の半径方向の直線Ｌを中心とする仮想円筒Ｖの表面に略沿う円筒面状の形状である。前記仮想円筒Ｖは、凹み部５０を加工する砥石の表面であっても良い。この凹み部５０は、保持器半径方向につき、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円ＰＣＤまで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円ＰＣＤに至るに従って、徐々に小さく、つまり徐々に浅くかつ幅が狭くなる形状とされている。凹み部５０は、この実施形態では、丁度、玉配列ピッチ円ＰＣＤまで延びているが、玉配列ピッチ円ＰＣＤよりも保持器外径側まで若干延びていても、また玉配列ピッチ円ＰＣＤに若干達しないものであっても良い。なお、玉配列ピッチ円ＰＣＤはポケットＰＣＤとも呼ぶ。

凹み部５０の深さは、ポケット内面の凹球面の中心Ｏ46から凹み部５０の最深位置までの距離Ｒｃが、玉の半径の１．０５倍以上となる深さ（丁度１．０５倍であって良い）であることが好ましい。ポケット４６の内面となる凹球面の曲率半径Ｒａは、玉の半径よりも僅かに大きくし、玉の半径の１．０５未満としている。

図７は、保持器４のポケット４６の内面の他の形状例を示す。
この例では、ポケット４６のうち球殻状板部４６Ａの内面の内径側部分４６Ａｉに設けられるグリース漏れ阻止部としての凹み部５０Ａを、ポケット４６の開口縁における保持器円周方向の中心ＯＷ46の両側に位置する２箇所としてしている。各凹み部５０Ａの内面形状は、保持器円周方向に沿う断面形状（すなわち保持器中心軸に垂直な平面で断面した断面形状）が、ポケット４６の内面となる凹球面の曲率半径Ｒａよりも小さな曲率半径ＲＡｂの円弧状であり、詳しくは同図（Ｂ）に示すように、保持器４の半径方向の直線ＬＡを中心とする各仮想円筒ＶＡの表面に略沿う円筒面状の形状である。この凹み部５０Ａは、保持器半径方向につき、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円ＰＣＤの付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円ＰＣＤに近づくに従って徐々に小さく、つまり徐々に浅くかつ幅狭となる形状である。

２個の凹み部５０Ａの位置は、例えば、ポケット４６の開口縁における保持器円周方向の中心ＯＷ46に対する周方向の配向角度を４０°±１５°とした対称な２箇所である。この例でも、凹み部５０Ａの深さは、ポケット内面の凹球面の中心Ｏ46から凹み部５０Ａの最深位置までの距離ＲＡｃが、玉の半径の１．０５倍以上となる深さであることが好ましい（丁度１．０５倍であって良い）。

この実施形態では凹み部５０Ａを２箇所としたが、３箇所以上としても良い。
グリース漏れ阻止部としての凹み部５０，５０Ａの保持器円周方向に沿う断面形状は、図６、図７の各例の形状に限らず、部分楕円状や、矩形溝状、台形溝状や、その他任意の断面形状としても良い。また、凹み部５０，５０Ａの断面形状は、凹み部中心に対して非対称の形状であっても良い。
ポケット４６における内面形状は、球面状に限らず、玉配列ピッチ円ＰＣＤよりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる形状であれば良く、例えば、玉配列ピッチ円ＰＣＤよりも外径側の部分が円筒面状、内径側の部分が円すい面状であっても良い。

前記各保持器を製造する場合、例えば、鋼板をプレスしてリング状の金属帯板を打ち抜く。次に、前記保持器半体４７の球殻状板部４６Ａの内面を形成する凸側プレス金型と、前記球殻状板部４６Ａの外面を成形する凹側プレス金型とを有するプレス金型組を用意し、これら凸側プレス金型と凹側プレス金型の間に前記リング状の金属帯材を挟み込んで、保持器半体４７をプレス成形する。このプレス成形は、粗押しと仕上げ押しの２段階で行っても良く、また一度で行っても良い。
このようにして得られた２つの保持器半体４７を重ね合わせ、保持器半体４７の平板部４７ａが重なり合う部分をリベット４９で接合して保持器４とする。

図８〜図１０は、グリース付着状態の確認を行った試験結果を示す。この試験では、図６の実施形態、および図７の実施形態の保持器４を組み込んだ玉軸受と、一般的な鉄板打ち抜き保持器を組み込んだ玉軸受とを、軸受呼び番号「６２０３」、シール無し、外輪回転、回転速度３６００ｍｉｎ^−１、アキシアル荷重３９Ｎ、運転時間５秒の試験条件で運転して比較した。この試験結果から、一般的な鉄板打ち抜き保持器を組み込んだ玉軸受では、内輪シール溝にグリースが付着するが、この実施形態の保持器４を組み込んだ玉軸受ではグリースの付着がないことを確認した。

また、前記各玉軸受に接触シール（ＮＴＮ製ＬＵシール）を組み付けて、グリース漏れ頻度の確認試験も行った。この試験では、前記試験条件のうち運転時間のみを１５分に変更して行った。その結果、従来品の保持器は、全１０個中９個のグリース漏れが発生したのに対し、実施形態の保持器を組み込んだ軸受では、全４個中グリース漏れの発生したものは無かった。

これらの試験結果からわかるように、この実施形態の保持器４を組み込んだ玉軸受では、グリース漏れ阻止部として保持器４のポケット４６の内面に凹み部５０，５０Ａを設けたため、内輪シール溝Ｓｍへのグリースの付着を無くすことができる。すなわち、玉に最もグリースが付着する位置である保持器内径側の開口縁に開口する凹み部５０，５０Ａを設けたため、グリースの掻き取りが生じる際の、玉の表面の掻き取りが減少し、保持器内径面に溜まるグリース量が減少する。そのため、内輪シール溝Ｓｍへグリースが付着することを防止することができる。

グリースのちょう度について説明する。
グリースのちょう度とグリース漏れ量との関係についても試験を行った。
試験条件は、次表３の通りである。この試験において、グリースにおける基油の割合を増やすことで、ちょう度を変化させた。

試験結果は、次表４および図１１の通りである。

この試験結果により、グリースのちょう度が３８９以上でグリース漏れが確認された。したがって、グリースのちょう度の上限値は３８９が望ましい。

以上説明した転がり軸受によると、シール部材５を導電性の材質とすることで、外輪２−シール部材５−内輪１の通電性を良くし、内外輪１，２の転走部への通電を減少させることが可能となる。また、保持器４に、シール部材５と内輪１との摺接部分Ｓｂにグリースが流れることを阻止するグリース漏れ阻止部として凹み部５０，５０Ａを設けたため、前記摺接部分Ｓｂに油膜が形成されないようにし得る。したがって、内外輪１，２とシール部材５との導電性の低下を防ぎ、内外輪１，２の転走面１ａ，２ａを通電させないようにして脆性剥離対策を行うことができる。よって、脆性剥離による軸受寿命の低下を防止することができる。

この発明の他の実施形態として、図１２および図１３に示す保持器４Ａは、グリース漏れ阻止部として、球殻状板部４６Ａにおける玉配列ピッチである玉配列ピッチ円ＰＣＤよりも内径側部分に薄肉部分４６Ａａを形成している。この薄肉部分４６Ａａは、内輪１の転走面１ａの両側の外径面部１Ｄに位置する部分の板厚ｔ１を、平板部４７ａの板厚ｔ０よりも薄くしたものである。外径面部１Ｄは、シール溝Ｓｍが設けられている場合、転走面１ａとシール溝Ｓｍとの間の外径面部分のことである。球殻状板部４６Ａは、この外径面部分１Ｄの軸方向範囲Ｗに位置する部分の板厚ｔ１を薄くする。なお、図１２において、球殻状板部４６Ａを薄肉化しない場合の断面形状を想像線で示している。

板材ｔ１を薄くする形態は、保持器半径方向において、玉配列ピッチ円ＰＣＤに相当する箇所から内径側に至る範囲の全体を薄くしても良く、また玉配列ピッチ円ＰＣＤと保持器内径縁間の途中の箇所から内径縁に至る範囲を薄くなるようにしても良い。これらの場合に、板厚ｔ１は、保持器半径方向の内径側に至るに従って次第に薄くなって内径縁が最小板厚となるようにしても良く、また薄くする範囲の全体を略一定して薄くしても良い。さらに、球殻状板部４６Ａのポケット内面形状を維持したままで、外面側の形状が変わるように板厚を薄くしても良く、また球殻状板部４６Ａの外面形状を維持したままで、ポケット内面側の形状が変わるように板厚を薄くしても良い。

この保持器４Ａは、このようにポケット４６を構成する球殻状板部４６Ａの内径部に薄肉部分４６Ａａを形成しており、この薄肉部分４６Ａａは、内輪１の外径面部１Ｄと軸方向に重なり合う部分であって、玉の表面に付着したグリースが保持器４Ａで掻き取られる部分、またはその掻き取られたグリースが移動してくる部分である。この部分４６Ａａの板厚ｔ１が薄ければ、ここに堆積し得るグリース量が減少するため、内輪１の外径面部１Ｄに到達し得る頻度や量が減少し、結果としてグリースの軸受外部への漏れが防止できる。すなわち、保持器４Ａの外径側へグリースが移動しやすくなり、内径側に留まり得るグリース量が減少する。

しかし、保持器全体の板厚を薄くすることは、保持器の単体の強度が低下するため、ミスアライメント下あるいは外部加振下において保持器に繰り返し応力が作用する場合に保持器の損傷が生じやすくなるなど、難しい。
そこで、保持器４Ａの内径部において、内輪１の外径面部２Ｄと軸方向に重なり合う範囲Ｗのみの板厚を薄くしており、これにより、実質上の保持器４Ａの強度の低下が無く、かつグリース漏れを防止可能な保持器４Ａが成立する。

図１４〜図１６に示す保持器４Ｂは、グリース漏れ阻止部として、玉の直径をＤａとしたとき、内輪１の外径面と保持器４Ｂの内径面との間の径方向隙間δが０．０９Ｄａ以上に規定される。また、その径方向隙間δとして許される最大値は、保持器４Ｂの強度、内外輪１，２の肩部径、保持器４Ｂの移動量などを考慮して、０．３６Ｄａとされている。すなわち、転がり軸受における前記径方向隙間δは、０．０９Ｄａから０．３６Ｄａの範囲内の値（０．０９Ｄａ≦δ≦０．３６Ｄａ）に設定されている。

この転がり軸受では、内輪１の外径面と保持器４Ｂの内径面の間の径方向隙間δを０．０９Ｄａ以上と大きくしたので、保持器４Ｂの内径側に堆積したグリースの逃げ場を設けたことになる。そのため、内輪１のシール溝Ｓｍ（図１）にグリースが入り込むのを防ぐことができ、これによりグリース漏れを防止できる。したがって、シール部材５と内輪１との摺接部分Ｓｂ（図２（Ｂ））に油膜が形成されないようにでき、これにより内外輪１，２とシール部材５との導電性の低下を防ぎ、内外輪１，２の転走面１ａ，２ａを通電させないようにして脆性剥離対策を行うことができる。
前記径方向隙間δが、０．３６Ｄａ以下であることが望ましいのは、次の理由による。
すなわち、保持器強度のために帯幅（保持器の半径方向の幅Ｂ）は０．２６Ｄａ以上必要、内外輪肩径（軌道面溝底と肩部との半径の差）は０．１８Ｄａ以上必要、保持器移動量はＭＡＸ０．１７Ｄａ。よって、移動量最大時のすきまは０．３６Ｄａとなる。

図１７は、前記径方向隙間δを０．０９Ｄａ以上としたこの実施形態の転がり軸受の複数個と、径方向隙間δ以外の構成はこの実施形態の場合と同様であるが、径方向隙間δを０．０９Ｄａ未満とした転がり軸受の複数個について、グリース漏れ発生率について行なった試験結果をプロットして示したものである。この試験結果から、前記径方向隙間δを０．０９Ｄａ以上としたこの実施形態の転がり軸受において、グリース漏れ発生率が著しく低下していることが分かる。

図１８および図１９に示す転がり軸受では、図１８に平面図で示すように、その保持器４Ｂにおいて、ポケット４６のある円周方向部分の内周面が、軸方向から見て外径側に凹む多角形状の凹み部Ｈａとされている。具体的には、前記内周面は、ポケット４６間の円周方向部分の内周面Ｈｂに対し外径側へ傾斜する一対の傾斜面部Ｈａａと、両端がこれら一対の傾斜面部Ｈａａの外径側端に連なり内径が一定な一定径面部Ｈａｂとでなる台形状をしている。これにより、ポケット４６のある円周方向部分（凹み部Ｈａ）の内径の保持器中心からの半径Ｒｐは、ポケット４６間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Ｒｉよりも大きくなっている（Ｒｐ＞Ｒｉ）。

この実施形態の場合、玉の直径をＤａとしたとき、図１９に示すように、内輪１の外径面と保持器４Ｂの前記凹み部Ｈａの間の径方向隙間δ１は、０．０９Ｄａ以上とされている。また、その径方向隙間δ１として許される最大値は、保持器４Ｂの強度、内外輪１，２の肩部径、保持器４Ｂの移動量などを考慮して、０．３６Ｄａとされている。すなわち、この転がり軸受における前記径方向隙間δ１は、０．０９Ｄａから０．３６Ｄａの範囲内の値（０．０９Ｄａ≦δ１≦０．３６Ｄａ）に設定されている。この実施形態の場合も、先の実施形態の場合と同様のグリース漏れ発生率の試験を行なったところ、同様の結果が得られた。

図２０は、この発明の一実施形態にかかる転がり軸受ＢＲ１をアイドラプーリに設けた断面図を示す。このアイドラプーリ２１では、軸２０の外周に同転がり軸受ＢＲ１を嵌合し、この転がり軸受ＢＲ１によりアイドラプーリ２１を回転自在に支持している。このアイドラプーリ用軸受によると、グリース漏れを防止し、内外輪とシール部材との導電性の低下を防ぎ、内外輪の転走面を通電させないようにして脆性剥離対策を行うことで、脆性剥離による軸受寿命の低下を防止することができる。

図２１は、この発明の一実施形態にかかる転がり軸受を電装補機であるオルタネータ２２に設けた断面図を示す。このオルタネータ２２では、オルタネータ用軸受として用いられる転がり軸受ＢＲ１に、シャフト２３が挿入され、突き出たシャフト２３の端部にプーリ２４が取付けられている。プーリ２４には、図示しない伝動ベルトが掛けられる係合溝２５が設けられている。このオルタネート用軸受においても、グリース漏れを防止し、内外輪とシール部材との導電性の低下を防ぎ、内外輪の転走面を通電させないようにして脆性剥離対策を行うことで、脆性剥離による軸受寿命の低下を防止することができる。
前記各実施形態の転がり軸受として、深溝玉軸受を適用しているが、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受を適用することも可能である。

１…内輪
２…外輪
１ａ，２ａ…転走面
３…転動体
４…保持器
５…シール部材
５ｂａ…くびれ部
５ｃ…リップ部
４６…ポケット
４６Ａ…球殻状板部
４７…保持器半体
４７ａ…平板部
５０，５０Ａ…凹み部
Ｌｍ…主リップ
Ｌｂ…ラビリンスリップ
Ｓｍ…シール溝

Claims (10)

1. 内外輪の転走面間に複数の転動体が介在され、リップ部が内輪に摺接して前記内外輪間の軸受空間を塞ぐシール部材を外輪に設けた転がり軸受において、
   前記シール部材を導電性の材質とし、
   前記転動体を保持する保持器に、前記軸受空間内のグリースが前記シール部材と内輪との摺接部分に流れることを阻止するグリース漏れ阻止部を設けたことを特徴とする転がり軸受。
2. 請求項１において、前記転動体を玉とし、グリース漏れ阻止部は、保持器のうち前記玉を保持するポケットの内面を凹球面状としこの凹球面状のポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部を設けたものである転がり軸受。
3. 請求項１において、前記転動体を玉とし、前記保持器は、前記玉を保持するポケットを円周方向複数箇所に有するリング状で、且つ、２個の環状体の保持器半体を軸方向に対面して重ね合わせてなり、これら保持器半体は、それぞれ内周が前記各ポケットの半分を形成する球殻状板部と、隣合うポケット間の部分となる平板部とが円周方向に交互に並ぶ形状であり、
   前記グリース漏れ阻止部は、前記球殻状板部における玉配列ピッチ円よりも内径側部分における、少なくとも、内輪の転走面両側の肩部高さの外径面部に位置する部分の板厚を、前記平板部の板厚よりも薄くしたものである転がり軸受。
4. 請求項１において、前記転動体を玉とし、グリース漏れ阻止部は、内輪の外径面と保持器の内径面との径方向隙間を、前記玉の直径に０．０９を乗じた値以上としたものである転がり軸受。
5. 請求項４において、前記径方向隙間を、前記玉の直径に０．３６を乗じた値以下としたものである転がり軸受。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記内輪の外径面にシール溝を周方向に形成し、このシール溝と内輪の端部との間に外径側に突出する肩部を形成し、前記シール溝に対向した外輪内径面に前記シール部材の外周縁を固定し、
   前記シール部材の内周部に、前記シール溝の溝壁に接触し摺接する主リップと、前記肩部の径方向外方に配設されるラビリンスリップとを設け、
   前記主リップに、前記シール溝に対向する内周面を設け、前記ラビリンスリップの内周側に、このラビリンスリップの先端に向かうに従って拡径する傾斜面を設けた転がり軸受。
7. 請求項６において、前記主リップおよびラビリンスリップの基端部から外径側に繋がり、これら主リップおよびラビリンスリップの軸方向厚さよりも薄肉に形成されたくびれ部を、前記シール部材に設けた転がり軸受。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記軸受空間に封入するグリースのちょう度を３８９未満とした転がり軸受。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の転がり軸受を適用したプーリ用軸受。
10. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の転がり軸受を適用した自動車電装補機用軸受。

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