JP2014231856A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】転がり軸受に備えられるフィルタ付きのシール装置に関し、そのシール性が損なわれないようにする。【解決手段】外側軌道輪１と内側軌道輪２との間の軸受空間に転動体３が組み込まれ、軸受空間の少なくとも軸方向一方の開口に、潤滑油が通過可能で且つ固形異物が通過不能な透孔２３を金属製のリング部材２０に形成したシール装置Ｓを備えた転がり軸受を採用した。外側軌道輪１と内側軌道輪２のうち一方は固定側の軌道輪、他方は回転側の軌道輪であり、リング部材２０は固定側の軌道輪に係止され、回転側の軌道輪にはリング部材２０とは別部材である金属製のサブリング部材３０が固定され、リング部材２０とサブリング部材３０との間の隙間でラビリンスシール構造を形成した。【選択図】図２

Description

この発明は、オイル潤滑される転がり軸受に係り、詳しくは、フィルタを通して流入するオイルで潤滑される転がり軸受に関するものである。

自動車や各種建設用機械等のトランスミッションやディファレンシャル、減速機等の動力伝達機構や、あるいは、それらを備えた走行装置には転がり軸受が組み込まれている。
この種の装置では、転がり軸受が、動力伝達機構を潤滑するオイルと共通のオイルで潤滑される構造となっているものがある。

しかし、トランスミッションやディファレンシャル、減速機等の動力伝達機構のケース内に収容されたオイルには、ギヤの摩耗粉（鉄粉等）等の異物が比較的多く含まれている。その異物が転がり軸受の内部に侵入すると、異物の噛み込みによって軌道面や転動面に剥離が生じて、転がり軸受の耐久性を低下させることになる。

このため、その異物の侵入を防止するため、転がり軸受に取付けるシールリングにフィルタを設けたフィルタ付き転がり軸受が提案されている。このフィルタ付き転がり軸受は、シールリングに設けたオイル流通用の通油孔に、異物を捕捉するための別体のフィルタを取付けたものである（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−３２３３３５号公報

上記特許文献１に記載されたフィルタ付き転がり軸受では、エラストマー材からなるシールリング（以下、エラストマー材からなるシールリングを、特に「弾性シール部材」と称する）に通油孔を設け、その通油孔をフィルタで覆う構造としている。弾性シール部材は、直接軸受の内外輪に取付けられている。また、弾性シール部材が備えるシールリップが軌道輪と接触している。

このフィルタ付き転がり軸受では、エラストマー材からなる弾性シール部材が、芯金のない状態で軸受開口部、すなわち、シール装着部に剥き出しになっている。このため、軸受組立時、搬送時、及び機械装置組込み時等に、想定される以上の外力が弾性シール部材に作用した場合、弾性シール部材が弾性変形したり、正規の組込み状態からずれることでシール性が損なわれる可能性がある。

そこで、シール性が損なわれないようにするためには、弾性シール部材と軸受間の締代を精度良く管理する必要がある。

しかし、弾性シール部材が直接軸受に取付けられているため、締代のさらなる精度向上には、弾性シール部材及び軸受の各々の寸法の精度をさらに高めなければならない。部材寸法のさらなる精度の向上は、製造コストの高騰を招くことになる。また、弾性体の成形品である弾性シール部材の寸法管理には一定の限界がある。
一方、シール性確保のために締代を増大すると、軸受のトルク増大を招くことになる。また、シールリップが軌道輪と接触している構造の場合、軸受を高速回転で使用すると、軸受の温度上昇やシールリップの早期摩耗を招くことになるという問題もある。

そこで、この発明は、転がり軸受に備えられるフィルタ付きのシール装置に関し、そのシール性が損なわれないようにすることを課題とする。

上記の課題を解決するため、この発明は、外側軌道輪と内側軌道輪との間の軸受空間に転動体が組み込まれ、前記軸受空間の少なくとも軸方向一方の開口に、潤滑油が通過可能で且つ固形異物が通過不能な透孔を金属製又は樹脂製のリング部材に形成したシール装置を備えた転がり軸受を採用した。

シール装置として、透孔を形成した金属製又は樹脂製のリング部材を採用したので、従来のエラストマー単体からなる弾性シール部材に比べて外力に対する変形に強く、すなわち、外力に対して変形しにくい。このため、シール装置は、軌道輪に対してしっかりと固定され、シール性が損なわれにくいようにできる。また、金属製又は樹脂製のリング部材を用いれば大きな外力に対しても外れにくいので、シール装置の耐久性を高め、その長寿命化を図ることができる。

この発明の転がり軸受によれば、過酷な使用条件下においてもシール性が損なわれにくいので、特に、潤滑油中に異物が侵入してしまうような過酷な環境で使用される軸受において、仮に、潤滑油中に異物が侵入してしまった場合でも、軸受にとって有害な大きさの異物が軸受内部に侵入することを防止できる。

ここで、リング部材の素材として用いられる金属としては、例えば、ステンレス鋼を用いることができる。また、樹脂としては、従来から弾性シール部材に用いられているエラストマー（ゴム）を除く樹脂であり、すなわち、エラストマー以外の樹脂素材であればよい。例えば、リング部材の素材として、硬質プラスチックを用いることができる。また、リング部材の素材として、ガラス繊維強化樹脂を用いてもよい。

この構成において、前記外側軌道輪と前記内側軌道輪のうち一方は固定側の軌道輪、他方は回転側の軌道輪であり、前記リング部材は前記固定側の軌道輪に係止され、前記リング部材と前記回転側の軌道輪との間の隙間でラビリンスシール構造を形成した構成を採用することができる。

あるいは、前記外側軌道輪と前記内側軌道輪のうち一方は固定側の軌道輪、他方は回転側の軌道輪であり、前記リング部材は前記固定側の軌道輪に係止され、前記回転側の軌道輪には金属製又は樹脂製のサブリング部材が固定され、前記リング部材と前記サブリング部材との間の隙間でラビリンスシール構造を形成した構成を採用することができる。

リング部材と対側の軌道輪との間、あるいは、リング部材と対側の軌道輪に固定したサブリング部材との間にラビリンスシール構造を形成するので、対向する部材間が非接触でありながらシール効果が得られる。このため、シール装置の耐久性をさらに高めることができる。すなわち、従来のようなエラストマー材からなる弾性シール部材がなく、また、互いに軸周り相対回転する部材同士が非接触であるため、摩耗や損傷に対して強い転がり軸受とでき、長寿命化を図ることができる。また、非接触であるため、軸受の過度な温度上昇を防止できる。

なお、リング部材には透孔が設けられているが、サブリング部材には必ずしも透孔は必要はない。ここで、透孔が形成されているリング部材は固定輪側（内輪回転・外輪固定の場合は外輪、外輪回転・内輪固定の場合は内輪）に装着され、透孔が形成されていないサブリング部材は回転輪側（内輪回転・外輪固定の場合は内輪、外輪回転・内輪固定の場合は外輪）に装着される。このように、回転輪側に孔の開いた部材を装着しないので、軸受の回転による潤滑油の通油性低下を防止できる。
ただし、潤滑油の一定の通油性が確保できるならば、サブリング部材にも、潤滑油が通過可能で且つ固形異物が通過不能な透孔を形成してもよい。

前記サブリング部材を用いた構成において、前記サブリング部材と前記回転側の軌道輪との間に、軸方向への抜け止め手段を備えた構成を採用することができる。また、前記リング部材と前記固定側の軌道輪との間に、軸方向への抜け止め手段を備えた構成を採用することができる。リング部材の抜け止め手段及びサブリング部材の抜け止め手段は、そのいずれか一方を用いてもよいし、両方を用いてもよい。

別体で造られたリング部材と軌道輪やサブリング部材と軌道輪との間に、抜け止め手段を備えることで、そのリング部材やサブリング部材と、それらの部材が嵌合する各軌道輪との間の相対滑りによる摩耗によって、シール性が低下することを防止することができる。

この抜け止め手段としては、例えば、リング部材やサブリング部材と軌道輪との径方向への当接面、又は、軸方向への当接面間に形成され、互いに噛み合う凹部と凸部との組合わせとできるほか、そのリング部材やサブリング部材と軌道輪とを連結するピンやボルト等の連結部材であってもよい。あるいは、その抜け止め手段として、リング部材やサブリング部材と軌道輪とを接着する接着剤を採用することができる。また、リング部材やサブリング部材と軌道輪との当接面を粗面化することにより、抜け止め手段とすることができる。粗面化の手法としては、例えば、梨地加工、シボ加工、平目ローレット加工等が挙げられる。これらの抜け止め手段や回り止め手段を構成する各手法は、それぞれ単独で用いてもよいし、複数の手法を併用してもよい。

ここで、前記リング部材が、前記固定側の軌道輪に締代を持って嵌合している構成を採用することができる。また、それに加えて又は代えて、前記サブリング部材が、前記回転側の軌道輪に締代を持って嵌合している構成を採用することができる。

また、前記透孔は、前記リング部材の全面又は軌道輪との嵌合面を除いた部分に設けることができる。そして、前記リング部材は、プレス加工で形成された多数の透孔を有する金属環、又は、射出成形で形成された多数の透孔を有する樹脂環である構成を採用することができる。

すなわち、透孔を備えたリング部材として金属環を使用することができ、この金属環として、例えば、パンチングメタルを用いることができる。リング部材として金属環を用いたことにより、シール装置の耐久性を高め、軸受の潤滑に必要な潤滑油を通油しつつ、軸受に有害な異物の侵入を防止できる。金属環であるので、エラストマーに比べて剛性が高く、外力に対する変形に強いからである。

また、透孔を備えたサブリング部材を用いる場合、そのサブリング部材として、同じく金属環（例えば、パンチングメタル）を用いることができる。サブリング部材として金属環を用いたことにより、同じく、シール装置の耐久性を高めることができる。

これらの各構成において、前記透孔の孔径が０．３〜０．７ｍｍである構成を採用することが望ましい。すなわち、前記透孔は、その最大内径が０．３〜０．７ｍｍである構成を採用することが望ましい。網目状部材の場合は、そのメッシュサイズが０．３ｍｍ〜０．７ｍｍである構成を採用することが望ましい。

この発明は、シール装置として、透孔を形成した金属製又は樹脂製のリング部材を採用したので、従来のエラストマー単体からなる弾性シール部材に比べて外力に対する変形に強く、すなわち、外力に対して変形しにくい。このため、シール装置は、軌道輪に対してしっかりと固定され、シール性が損なわれにくいようにできる。また、シール装置の耐久性を高め、その長寿命化を図ることができる。

この発明の第一の実施形態を示す要部拡大断面図 この発明の第二の実施形態を示し、（ａ）は要部拡大断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図 この発明の第三の実施形態を示し、（ａ）は要部拡大断面図、（ｂ）は（ａ）の変形例を示す部分拡大図 この発明の第四の実施形態を示し、（ａ）は要部拡大断面図、（ｂ）は（ａ）の変形例を示す部分拡大図 この発明の第五の実施形態を示し、（ａ）は要部拡大断面図、（ｂ）は（ａ）の変形例を示す部分拡大図 透孔が形成されたリング部材の例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）の要部側面図 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ透孔の詳細を示す説明図 （ａ）は圧痕の大きさと寿命比との関係を示すグラフ図、（ｂ）はメッシュの大きさと圧痕の大きさとの関係を示すグラフ図

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第一の実施形態）
図１は、この発明の第一の実施形態に係る転がり軸受１０の要部拡大断面図を示す。転がり軸受１０の構成は、外側軌道輪（外輪）１と内側軌道輪（内輪）２の各軌道面１ａ，２ａの間の軸受け空間に、転動体３として円すいころが組み込まれている。転動体３は、内側軌道輪２の大つば２ｂと小つば２ｃの間に収容され、保持器４によって周方向に保持されている。内側軌道輪２の軌道面２ａと外側軌道輪１の軌道面１ａとは、軸方向一方側（図中右側）から他方側（図中左側）へ向かって互いの距離が狭まるように設けられている。

転がり軸受１０の軸受空間の軸方向一方側の開口に、潤滑油が通過可能で且つ固形異物が通過不能な透孔２３を形成した金属製のリング部材２０を有するシール装置Ｓが取付けられる。なお、シール装置Ｓは軸受空間の軸方向両側の開口のうち必要な側にのみ取付けるのが通常であるが、特に要求される場合は、軸受空間の軸方向両側の開口にそれぞれシール装置Ｓを取付けてもよい。

シール装置Ｓは、図１に示すように、外側軌道輪１の内面に設けた嵌合凹部１ｂに対して締代をもって嵌合する嵌合部２２と、その嵌合部２２から内径側に向かって立ち上がる側面部２１とを一体に有するリング部材２０を備える。

リング部材２０は金属のプレス加工品で構成され、その側面部２１には、プレス加工による多数の透孔２３が設けられて、側面部２１は、潤滑油に含まれる有害な異物を捕捉するためのフィルタ部を構成している。なお、この実施形態では、リング部材２０の素材として、ステンレス鋼からなるパンチングメタルを採用している。

この実施形態では、外側軌道輪１と内側軌道輪２のうち、外側軌道輪１が固定側の軌道輪、内側軌道輪２が回転側の軌道輪である。リング部材２０は固定側の軌道輪に係止されている。固定側の軌道輪である外側軌道輪１に固定されたリング部材２０の先端と、回転側の軌道輪である内側軌道輪２の大つば２ｂに設けた凹部２ｅとの間の隙間で、ラビリンスシール部Ｌ（ラビリンスシール構造）が形成されている。

リング部材２０と回転側の軌道輪との間にラビリンスシール部Ｌを形成するので、対向する部材間が非接触でありながらシール効果が得られる。このため、シール装置Ｓの耐久性をさらに高めることができる。すなわち、互いに軸周り相対回転する部材同士が非接触であるため、摩耗や損傷に対して強い転がり軸受とでき、長寿命化を図ることができる。また、非接触であるため、軸受の過度な温度上昇を防止できる。

また、シール装置Ｓとして、透孔２３を形成した金属製のリング部材２０を採用したので、従来のエラストマー単体からなる弾性シール部材に比べて剛性が高く、外力に対する変形に強い。このため、シール装置Ｓは、軌道輪に対してしっかりと固定され、シール性が損なわれにくいようにできる。また、金属製のリング部材２０を用いれば大きな外力に対しても外れにくいので、シール装置Ｓの耐久性を高め、その長寿命化を図ることができる。

（第二の実施形態）
図２（ａ）（ｂ）は、この発明の第二の実施形態に係る転がり軸受１０を示す。転がり軸受１０の主たる要素は前述の実施形態と同様であるので、以下、シール装置Ｓの差異点を中心に説明する。ここで、外側軌道輪１と内側軌道輪２のうち、外側軌道輪１が固定側の軌道輪、内側軌道輪２が回転側の軌道輪である点も同様である。

シール装置Ｓの構成は、図２（ａ）に示すように、外側軌道輪１に設けた嵌合凹部１ｂに対して締代をもって嵌合する嵌合部２２と、その嵌合部２２から内径側に向かって立ち上がる側面部２１とを一体に有するリング部材２０を備える。また、内側軌道輪２に設けた嵌合凹部２ｄに対して締代をもって嵌合する嵌合部３２と、その嵌合部３２から外径側に向かって立ち上がる側面部３１とを一体に有するサブリング部材３０を備える。

リング部材２０は、内径側の先端に逃げ部２４を備える。逃げ部２４は、側面部２１の面方向と平行な面方向を有する板状の部材であり、その側面部２１よりもやや転動体３側に偏って位置している。その逃げ部２４と側面部２１との間は、内径側に向かうにつれて徐々に転動体３側へ向かう傾斜部２６となっている。

リング部材２０は固定側の軌道輪に固定され、サブリング部材３０は、回転側の軌道輪に固定され、リング部材２０の先端に設けた逃げ部２４及び傾斜部２６と、サブリング部材３０の嵌合部３２及び側面部３１との間の隙間で、ラビリンスシール部Ｌが形成されている。

リング部材２０と同様、サブリング部材３０は金属のプレス加工品で構成される。リング部材２０及びサブリング部材３０は、その各側面部２１，３１に多数の透孔２３，３３が設けられて、各側面部２１，３１は、潤滑油に含まれる有害な異物を捕捉するためのフィルタ部を構成している。この実施形態では、サブリング部材３０の素材として、リング部材２０と同様のステンレス鋼からなるパンチングメタルを採用している。

このシール装置Ｓの作用及び効果は、前述の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

なお、ここで、固定側の軌道輪に取付けられたリング部材２０には透孔２３が設けられているが、サブリング部材３０には必ずしも透孔３３は必要はない。そこで、回転側の軌道輪に取付けられたサブリング部材３０の透孔３３を省略してもよい。このように、回転側の軌道輪に孔の開いた部材を装着しないことで、軸受の回転による潤滑油の通油性低下を防止できる。

（第三の実施形態）
図３（ａ）は、この発明の第三の実施形態に係る転がり軸受１０を示し、図３（ｂ）はその変形例を示す。

図３（ａ）の実施形態は、第二の実施形態におけるリング部材２０の逃げ部２４の先端（内側軌道輪２側の端部）に、軸方向外側、すなわち、転動体３から離れる方向に伸びる突出部２５を設け、また、サブリング部材３０の側面部３１の先端（外側軌道輪１側の端部）に、軸方向内側、すなわち、転動体３側に伸びる突出部３４を設けたものである。

リング部材２０の突出部２５は、サブリング部材３０の嵌合部３２と突出部３４に挟まれた空間に入り込んでいる。このため、リング部材２０の突出部２５、逃げ部２４及び傾斜部２６と、サブリング部材３０の嵌合部３２、側面部３１及び突出部３４との間の隙間で、ラビリンスシール部Ｌが形成されている。

なお、図３（ａ）は、回転側の軌道輪に取付けられたサブリング部材３０の透孔３３を省略しているが、図３（ｂ）に示す変形例では、固定側の軌道輪に取付けられたリング部材２０と、回転側の軌道輪に取付けられたサブリング部材３０のそれぞれに透孔２３，３３が設けられている。

（第四の実施形態）
図４（ａ）は、この発明の第四の実施形態に係る転がり軸受１０を示し、図４（ｂ）はその変形例を示す。

図４（ａ）の実施形態は、第二の実施形態を基本とし、リング部材２０とそれを取付ける固定側の軌道輪である外側軌道輪１との間に、軸方向への抜け止め手段を備えたものである。

抜け止め手段は、外側軌道輪１の嵌合凹部１ｂ内に設けた抜け止め凹部１ｃに、リング部材２０の嵌合部２２の端部に設けた係合突部２２ａが入り込むことで係止されている。

別体で造られたリング部材２０と外側軌道輪１との間に抜け止め手段を備えることで、そのリング部材２０と外側軌道輪１との間の相対滑りによる摩耗によって、シール性が低下することを防止することができる。

また、リング部材２０と同様、サブリング部材３０とそれを取付ける回転側の軌道輪である内側軌道輪２との間にも、軸方向への抜け止め手段を備えている。

抜け止め手段は、内側軌道輪２外面に設けた抜け止め凹部２ｆに、サブリング部材３０の嵌合部３２の端部に設けた係合突部３５が入り込むことで係止されている。これにより、サブリング部材３０と内側軌道輪２との間の相対滑りによる摩耗によって、シール性が低下することを防止することができる。

図４（ａ）は、回転側の軌道輪に取付けられたサブリング部材３０の透孔３３を省略しているが、図４（ｂ）に示す変形例では、固定側の軌道輪に取付けられたリング部材２０と、回転側の軌道輪に取付けられたサブリング部材３０のそれぞれに透孔２３，３３が設けられている点は同様である。

これらの抜け止め手段は、第二の実施形態のみならず、他の実施形態においても適用することができる。

（第五の実施形態）
図５（ａ）は、この発明の第五の実施形態に係る転がり軸受１０を示し、図５（ｂ）はその変形例を示す。

この実施形態は、第四の実施形態と同様、リング部材２０と固定側の軌道輪である外側軌道輪１との間の軸方向への抜け止め手段に加え、サブリング部材３０と回転側の軌道輪である内側軌道輪２との間にも軸方向への抜け止め手段を備えたものである。

この実施形態では、リング部材２０は、外側軌道輪１の外面に設けた嵌合凹部１ｅに対して締代をもって嵌合する嵌合部２２と、その嵌合部２２から内径側に向かって立ち上がる側面部２１とを一体に有する。逃げ部２４及び傾斜部２６の構成は、前述の実施形態と同様である。

リング部材２０側の抜け止め手段は、外側軌道輪１の嵌合凹部１ｅ内に設けた抜け止め凹部１ｄに、リング部材２０の嵌合部２２の端部に設けた係合突部２７が入り込むことで係止されている。

また、サブリング部材３０側の抜け止め手段は、内側軌道輪２の外面に設けた抜け止め凹部２ｆに、サブリング部材３０の嵌合部３２の端部に設けた係合突部３５が入り込むことで係止されている。

これらのリング部材２０の抜け止め手段、及び、サブリング部材３０の抜け止め手段は、そのいずれか一方を用いてもよいし、両方を用いてもよい。

図５（ａ）は、回転側の軌道輪に取付けられたサブリング部材３０の透孔３３を省略しているが、図５（ｂ）に示す変形例では、固定側の軌道輪に取付けられたリング部材２０と、回転側の軌道輪に取付けられたサブリング部材３０のそれぞれに透孔２３，３３が設けられている点は同様である。

図６（ａ）（ｂ）は、第四の実施形態を例に、リング部材２０の要部を示したものである。

前述のように、リング部材２０はプレス加工で形成され、多数の透孔２３を有する金属環である。この例では、透孔２３は、リング部材２０の各部部材のうち、軌道輪との嵌合面（嵌合部２２）及びラビリンスシール部Ｌ（側面部２１の先端近く、傾斜部２６、逃げ部２４等）を除いた部分に設けられている。なお、透孔２３は、リング部材２０の全面に設けることもできる。また、サブリング部材３０についても、透孔３３は、サブリング部材３０の各部部材のうち、軌道輪との嵌合面（嵌合部３２）を除いた部分にのみ設けることもできるし、サブリング部材３０の全面に設けることもできる。

これらの各実施形態では、リング部材２０及びサブリング部材３０を、プレス加工で形成された多数の透孔２３，３３を有するステンレス鋼からなる金属環で構成したが、これを、ステンレス鋼以外の他の素材からなる金属環で構成してもよい。また、金属環に代えて、リング部材２０やサブリング部材３０を、射出成形で形成された多数の透孔を有する樹脂環で構成することもできる。

リング部材２０やサブリング部材３０の素材として樹脂を用いる場合、例えば、ポリアミド樹脂等の硬質プラスチックを用いることができる。硬質プラスチックは、曲げ弾性率や破断条件等の機械的性質に基づいてＪＩＳで規定されており、エラストマー単体からなる弾性シール部材に比べて弾性率が高く、外力により変形しにくい素材である。また、リング部材２０やサブリング部材３０の素材として、ガラス繊維強化樹脂を用いてもよい。ガラス繊維強化樹脂も、エラストマー単体からなる弾性シール部材に比べて弾性率が高く、外力により変形しにくい素材である。

これらの各実施形態において、透孔２３，３３の孔径を０．３〜０．７ｍｍとすることが望ましい。すなわち、透孔２３，３３は、その最大内径が０．３〜０．７ｍｍである構成を採用することが望ましい。フィルタ部が網目状部材で構成される場合は、その透孔２３，３３の孔径（メッシュサイズ）が０．３ｍｍ〜０．７ｍｍである構成を採用することが望ましい。

すなわち、シール装置Ｓに設けた透孔（メッシュ）２３，３３が大きすぎると、大きな異物が軸受内へ侵入し、軸受の寿命に影響を与える大きな圧痕が、軸受の軌道面や転動面に形成されてしまうことになる。また、逆に、透孔２３，３３を小さくしすぎると、異物で透孔２３，３３が目詰まりし、潤滑油が軸受に供給されなくなることがある。
そこで、寿命試験を行うことにより、軸受の軌道面や転動面に生じた圧痕の大きさと、その圧痕に伴う軸受の寿命の低下率を調べ、ある大きさ以下の圧痕は、寿命に影響を与えないことを確認した。また、実験により、透孔２３，３３の孔径と、その透孔２３，３３を通過した異物によって形成される圧痕の大きさの関係を確認した。

ここで、透孔２３，３３の最大内径とは、その透孔２３，３３を通過し得る異物の最大粒径に相当する。また、メッシュサイズ、すなわち、メッシュの大きさとは、メッシュの目開き（オープニング）のことを言う。実験では、軸受の軌道面や転動面に形成される圧痕の大きさが１ｍｍを超えると、軸受の寿命は急激に低下することが確認できた。また、大きさ１ｍｍを超える圧痕を生じさせるような異物の侵入を阻止できる透孔２３，３３の孔径は、０．５ｍｍ以下であることが確認できた。このため、透孔２３，３３の孔径が０．５ｍｍ以下であれば、軸受の寿命は特に良好である。
なお、透孔２３，３３の孔径を０．７ｍｍ以下とすることにより、生じ得る圧痕は１．３ｍｍ以下となる。圧痕が１．３ｍｍ以下であれば、転がり軸受の寿命の低下をある程度のレベル（圧痕の無いものに対して寿命比０．６）に抑えることが可能である。なお、目詰まり防止のため、透孔２３，３３の孔径は０．３ｍｍ以上とすることが望ましい。

図８（ａ）（ｂ）にその実験結果を示す。図８（ａ）は、軸受の軌道面や転動面に生じた圧痕の大きさと、その圧痕に伴う軸受の寿命の低下率（寿命比）との関係を、図８（ｂ）は、メッシュの大きさ（透孔の孔径（最大内径））と、そのメッシュを通過した異物によって形成される圧痕の大きさの関係を示す。

試験条件は、転がり軸受として、主要寸法（内径、外径、幅）が、φ３０ｍｍ×φ６２ｍｍ×１７．２５ｍｍの円錐ころ軸受を用い、ラジアル荷重１７．６５ｋＮ、アキシアル荷重１．４７ｋＮ、軸回転速度２０００ｍｉｎ⁻¹としている。

実験では、軸受の軌道面や転動面に形成される圧痕の大きさが１ｍｍを超えると、軸受の寿命は急激に低下し、１．２〜１．３ｍｍ程度で寿命比は１．０を下回ることが確認できた。また、大きさ１ｍｍを超える圧痕を生じさせるような異物の侵入を阻止できるメッシュの大きさは、０．５ｍｍ以下であることが確認できた。このため、メッシュの大きさが０．５ｍｍ以下であれば、軸受の寿命は特に良好である。なお、メッシュの大きさを０．７ｍｍ以下とすることにより、生じ得る圧痕は１．３ｍｍ以下となる。圧痕が１．３ｍｍ以下であれば、転がり軸受の寿命の低下をある程度のレベル（圧痕の無いものに対して寿命比０．６）に抑えることが可能である。なお、目詰まり防止のため、メッシュの大きさは０．３ｍｍ以上とすることが望ましい。

これらの実施形態は、転がり軸受１０の外側軌道輪１は固定側、内側軌道輪２は回転側であるが、外側軌道輪１が回転側、内側軌道輪２が固定側である場合にも、各実施形態のシール装置Ｓを採用できる。このとき、シール装置Ｓのリング部材２０は固定側である内側軌道輪２に取付けられ、サブリング部材３０を用いる場合は、そのサブリング部材３０は回転側である外側軌道輪１に取付けられる。

また、このシール装置Ｓを取付ける転がり軸受１０の種別は自由であり、例えば、転動体３として円すいころを用いた円すいころ軸受であってもよいし、その他、転動体３としてボールを用いた深溝玉軸受やアンギュラ玉軸受、円筒ころを用いた円筒ころ軸受や、球面ころを用いた自動調心ころ軸受等であってもよい。特に、円すいころ軸受は、外側軌道輪１が容易に分離可能な構造となっているため、透孔２３，３３やその周囲に異物が付着した際等において、リング部材２０やサブリング部材３０の交換も容易に可能となる。

１ 外輪（外側軌道輪）
１ａ 軌道面
１ｂ，１ｅ，２ｄ 嵌合凹部
１ｃ，１ｄ，２ｆ 抜け止め凹部
２ 内輪（内側軌道輪）
２ａ 軌道面
２ｂ 大つば
２ｃ 小つば
２ｅ 凹部
３ 円すいころ(転動体)
４ 保持器
１０ 転がり軸受
２０ リング部材
２１，３１ 側面部
２２，３２ 嵌合部
２２ａ，２７，３５ 係合突部
２３，３３ 透孔
２４ 逃げ部
２５，３４ 突出部
２６ 傾斜部
３０ サブリング部材
Ｌ ラビリンスシール部
Ｓ シール装置

Claims (8)

1. 外側軌道輪（１）と内側軌道輪（２）との間の軸受空間に転動体（３）が組み込まれ、前記軸受空間の少なくとも軸方向一方の開口に、潤滑油が通過可能で且つ固形異物が通過不能な透孔（２３）を金属製又は樹脂製のリング部材（２０）に形成したシール装置（Ｓ）を備えた転がり軸受。
2. 前記外側軌道輪（１）と前記内側軌道輪（２）のうち一方は固定側の軌道輪、他方は回転側の軌道輪であり、前記リング部材（２０）は前記固定側の軌道輪に係止され、前記リング部材（２０）と前記回転側の軌道輪との間の隙間でラビリンスシール構造を形成したことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記外側軌道輪（１）と前記内側軌道輪（２）のうち一方は固定側の軌道輪、他方は回転側の軌道輪であり、前記リング部材（２０）は前記固定側の軌道輪に係止され、前記回転側の軌道輪には金属製又は樹脂製のサブリング部材（３０）が固定され、前記リング部材（２０）と前記サブリング部材（３０）との間の隙間でラビリンスシール構造を形成したことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
4. 前記サブリング部材（３０）に、潤滑油が通過可能で且つ固形異物が通過不能な透孔（３３）を形成したことを特徴とする請求項３に記載の転がり軸受。
5. 前記サブリング部材（３０）と前記回転側の軌道輪との間に、軸方向への抜け止め手段を備えたことを特徴とする請求項３又は４に記載の転がり軸受。
6. 前記リング部材（２０）と前記固定側の軌道輪との間に、軸方向への抜け止め手段を備えたことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一つに記載の転がり軸受。
7. 前記リング部材（２０）は、前記固定側の軌道輪に締代を持って嵌合し、前記サブリング部材（３０）は、前記回転側の軌道輪に締代を持って嵌合していることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一つに記載の転がり軸受。
8. 前記透孔（２３）は、前記リング部材（２０）の全面又は前記軌道輪との嵌合面を除いた部分に形成され、前記リング部材（２０）はプレス加工で形成された金属環、又は、射出成形で形成された樹脂環であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の転がり軸受。

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