WO2020166686A1 - 転がり軸受 - Google Patents

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WO2020166686A1
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core metal
rolling bearing
outer ring
ring
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PCT/JP2020/005699
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市川　智也
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日本精工株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to rolling bearings and, more particularly, to rolling or rocking of components within functionally sealed systems such as fan couplings, superchargers, decouplers and rolling bearings for clutch pulleys.
  • the present invention relates to a rolling bearing used in an environment where fluctuations occur.
  • the fluid type fan coupling is used as a noise countermeasure due to the rotation of the fan when the fan is rotated by using the power of the engine and the engine is cooled by the generated wind (for example, refer to Patent Document 1).
  • the inner ring is supported by the input shaft directly connected to the engine, and the outer ring is supported by the output shaft connected to the fan.
  • a seal member is generally used to prevent the inflow of oil in the fan coupling and seal the opening of the annular space inside the bearing.
  • the lip portion of the seal member is provided on the outer diameter surface of the inner ring. Those which contact the side surface of the formed seal groove are known.
  • the seal member includes a lip portion having a sliding contact surface that makes sliding contact with the outer peripheral surface of the inner ring, and dimples are formed on the sliding contact surface of the lip portion.
  • a carbon coating covering the dimples is formed, and wear of the seal and increase in torque are unlikely to occur for a long period of time.
  • a supercharger compresses and sends out air by rotating a pair of uneven rotors
  • a decoupler or clutch pulley is a structure that absorbs fluctuations in crank rotation.
  • a rolling bearing that rotatably supports the pulley on the rotating shaft. Therefore, in the former rolling bearing, the inner ring rotates, the outer ring is fixed to the housing, and in the latter rolling bearing, the outer ring rotates, and the inner ring is used under the condition of synchronous rotation and oscillating motion with the outer ring.
  • a seal member is used to seal the opening of the annular space inside the bearing.
  • the seal member causes external pressure (pressure fluctuation) from the oil, grease, or air inside the pulleys. Receive.
  • the outer ring rotates at a high speed (10,000 rpm or more), and therefore when the seal lips described in Patent Documents 2 and 3 are applied, the seal lips are affected by centrifugal force. It may be received and deformed to the outer diameter side, and sufficient sealing performance may not be ensured.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is a centrifugal force generated in a seal lip even in an environment in which an outer ring rotates at high speed and a seal member receives an external pressure (pressure fluctuation). Another object of the present invention is to provide a rolling bearing capable of suppressing the influence of the above and ensuring the sealing performance of the seal member.
  • An outer ring having an outer ring raceway formed on the inner peripheral surface, An inner ring with an inner ring raceway formed on the outer peripheral surface, A plurality of rolling elements arranged to be rollable between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface, A rolling bearing for rotating an outer ring, comprising: at least one seal member, which is attached to the outer ring and seals an axial opening between the outer ring and the inner ring, An inclined surface is formed on the outer peripheral surface of the inner ring, the diameter of which decreases toward the outer side in the axial direction.
  • the seal member includes an annular core metal and an annular elastic member fixed to the core metal,
  • the elastic member has a neck portion extending radially inward from an inner peripheral edge portion of the core metal, and a sliding contact portion formed at a tip end portion of the neck portion and slidingly contacting an inclined surface of the inner ring with an interference.
  • the elastic member further includes a grease lip extending inward in the axial direction from the inner peripheral edge portion of the core metal, On the outer peripheral surface of the inner ring, a step portion is formed which is continuous with the inclined surface on the inner side in the axial direction and forms a labyrinth gap with the grease lip,
  • the radial length L of the seal lip is W2, which is the axial length from the axial end surface of the inner ring to the boundary between the inclined surface and the step portion.
  • W2 ⁇ L ⁇ W3 where W3 is an axial length from the axial end surface of the inner ring to the side wall surface of the step portion.
  • the elastic member further includes a grease lip extending inward in the axial direction from the inner peripheral edge portion of the core metal, On the outer peripheral surface of the inner ring, a step portion is formed which is continuous with the inclined surface on the inner side in the axial direction and forms a labyrinth gap with the grease lip,
  • the inner diameter D1 of the inner peripheral edge portion of the core metal is smaller than the maximum diameter D2 of the outer peripheral surface of the inner ring, and is larger than the outer diameter D3 of the cylindrical surface of the stepped portion (1) or (2). bearing.
  • the inner peripheral edge portion of the core metal can be formed to the inner side in the radial direction even though the seal has the grease lip, and the seal member can be sealed even in an environment where the seal member receives an external pressure (pressure fluctuation). The deformation of the member can be suppressed.
  • a tip portion of the seal lip is located axially inward of an axially outer side surface of the seal member in a state of being incorporated in the rolling bearing.
  • Rolling bearing According to this structure, even if the sliding contact portion of the seal lip is slidably contacted with the inclined surface of the inner ring by increasing the tightening margin, it is possible to prevent interference with the mating component of the sealing member, and to seal the sealing member. The performance can be improved.
  • An outer ring having an outer ring raceway formed on the inner peripheral surface, An inner ring with an inner ring raceway formed on the outer peripheral surface, A plurality of rolling elements arranged to be rollable between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface,
  • a rolling bearing for rotating an outer ring comprising: at least one seal member, which is attached to the outer ring and seals an axial opening between the outer ring and the inner ring, On the outer peripheral surface of the inner ring, an inclined surface whose diameter decreases toward the outer side in the axial direction, and a step portion which is continuous with the inclined surface on the inner side in the axial direction are formed.
  • the seal member includes an annular core metal and an annular elastic member fixed to the core metal,
  • the elastic member has a neck portion extending radially inward from an inner peripheral edge portion of the core metal, and a sliding contact portion formed at a tip end portion of the neck portion and slidingly contacting an inclined surface of the inner ring with an interference.
  • a seal lip, and a grease lip that extends inward in the axial direction from the inner peripheral edge portion of the core metal and forms a labyrinth gap between the step portion and the grease lip,
  • the radial length L of the seal lip is W2, which is the axial length from the axial end surface of the inner ring to the boundary between the inclined surface and the step portion.
  • a rolling bearing wherein W2 ⁇ L ⁇ W3, where W3 is the axial length from the axial end surface of the inner ring to the side wall surface of the step portion.
  • An outer ring having an outer ring raceway formed on the inner peripheral surface, An inner ring with an inner ring raceway formed on the outer peripheral surface, A plurality of rolling elements arranged to be rollable between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface,
  • a rolling bearing for rotating an outer ring comprising: at least one seal member, which is attached to the outer ring and seals an axial opening between the outer ring and the inner ring, On the outer peripheral surface of the inner ring, an inclined surface whose diameter decreases toward the outer side in the axial direction, and a step portion which is continuous with the inclined surface on the inner side in the axial direction are formed.
  • the seal member includes an annular core metal and an annular elastic member fixed to the core metal,
  • the elastic member has a neck portion extending radially inward from an inner peripheral edge portion of the core metal, and a sliding contact portion formed at a tip end portion of the neck portion and slidingly contacting an inclined surface of the inner ring with an interference.
  • a seal lip, and a grease lip that extends inward in the axial direction from the inner peripheral edge portion of the core metal and forms a labyrinth gap between the step portion and the grease lip,
  • a rolling bearing wherein an inner diameter D1 of an inner peripheral edge portion of the core metal is smaller than a maximum diameter D2 of an outer peripheral surface of the inner ring and larger than an outer diameter D3 of a cylindrical surface of the step portion.
  • the outer ring rotates at a high speed and the seal member receives external pressure (pressure fluctuation).
  • the influence of centrifugal force generated on the seal lip can be suppressed.
  • the inner peripheral edge portion of the core metal can be formed to the inner side in the radial direction, so that the seal member is not deformed even in an environment where the seal member receives an external pressure (pressure fluctuation). Can be suppressed.
  • the rolling bearing of the present invention even under an environment in which the outer ring rotates at a high speed and the seal member receives an external pressure (pressure fluctuation), the influence of centrifugal force generated on the seal lip is suppressed and the sealing performance of the seal member is improved. Can be secured.
  • a decoupler rolling bearing 10 of the present embodiment (hereinafter, simply referred to as “rolling bearing 10”) has an outer ring 11 that is fitted in a pulley (not shown) and a rotating shaft (not shown).
  • Inner ring 12 a plurality of balls 13 that are rolling elements, a cage 14 that rotatably holds the plurality of balls 13, and a pair of seal members 20 (only one is shown in the drawing).
  • the rolling bearing 10 is used under the condition that the outer ring 11 rotates and the inner ring 12 rotates and oscillates in synchronization with the outer ring 11, and the seal member 20 uses an external pressure (pressure) such as oil, grease, or air. Fluctuation). Since the rolling bearing 10 of the present embodiment is configured in line symmetry with respect to the radial line X passing through the center O of the ball 13, FIG. 1 shows only the left half.
  • a concave outer ring raceway surface 15 is formed on the inner peripheral surface of the outer ring 11, and a concave inner ring raceway surface 17 is formed on the outer peripheral surface of the inner ring 12.
  • a plurality of balls 13 arranged at equal intervals in the circumferential direction by a cage 14 are rotatably arranged.
  • a seal member 20 attached to a seal locking groove 16 formed on the outer side of the outer ring 11 in the axial direction is arranged on the outer side in the axial direction between the outer ring 11 and the inner ring 12, and an axial opening between the outer ring 11 and the inner ring 12 is formed. Parts are sealed.
  • the seal member 20 prevents grease (not shown) enclosed in the rolling bearing 10 from leaking to the outside, and prevents foreign matter (for example, oil, grease, water, etc.) outside the rolling bearing 10 from entering inside. Prevent intrusion.
  • the seal member 20 includes an annular core metal 21 formed of a metal plate such as a steel plate and having a substantially L-shaped cross section, and an annular metal core 21 made of an elastic material such as rubber and fixed to the core metal 21.
  • the cored bar 21 has a cylindrical portion 23 and a disk portion 24 that is formed by bending from one axial end of the cylindrical portion 23 toward the inside in the radial direction.
  • the inner peripheral edge portion 24a of the disc portion 24 is bent so as to be inclined inward in the axial direction.
  • the elastic member 22 covers the outer peripheral surface of the cylindrical portion 23 of the cored bar 21 and is formed with an outer peripheral edge part 26 formed to bulge radially outward, a side part 27 fixed to the outer side surface 25 of the cored bar 21, and A contact type having an annular neck portion 28 which is continuous from the side portion 27 and extends radially inward from the inner peripheral edge portion 24a of the cored bar 21 and a sliding contact portion 29 which is continuously formed at the tip end portion of the neck portion 28. 2 and a non-contact type grease lip 31 extending inward in the axial direction from the inner peripheral edge portion 24a of the cored bar 21.
  • the outer peripheral edge portion 26 of the elastic member 22 is locked to the seal locking groove 16 formed at the axial end portion of the outer ring 11 by press fitting or the like, and the seal member 20 is fixed to the outer ring 11.
  • seal lip 30 comes into contact with the inclined surface 41 formed on the outer peripheral surface of the inner ring 12 with a tight margin, and the grease lip 31 closely faces the stepped portion 42 formed on the outer peripheral surface of the inner ring 12.
  • a labyrinth gap is formed between the grease lip 31 and the step portion 42.
  • an inclined surface 41 that decreases in diameter toward the axially outer side and a continuous surface on the axially inner side of the inclined surface 41,
  • a step portion 42 including a cylindrical surface 42a and a side wall surface 42b is formed on the outer peripheral surface of the shoulder portion.
  • another cylindrical surface 44 having a small diameter is formed between the axial end surface 12a of the inner ring 12 and the inclined surface 41.
  • the angle ⁇ of the inclined surface 41 is set to 55 to 70° with respect to the axial direction.
  • the rolling bearing 10 can be combined with a seal lip shape described later, and the sealing lip 30 can be appropriately tightened without significantly extending the axial length of the shoulder portion of the inner ring 12.
  • the inclined surface 41 can be brought into contact with the inclined surface 41, and the sealability at the time of high-speed rotation of 10,000 rpm or more can be improved.
  • the seal lip 30 has a shape that is slightly inclined inward in the axial direction as it goes inward in the radial direction in a state before being incorporated in the rolling bearing 10.
  • the seal lip 30 is incorporated into the rolling bearing 10 and comes into contact with the inclined surface 41 with an interference, so that the seal lip 30 has a shape substantially along the radial inside (in the present embodiment, the seal lip 30 is
  • the direction of the axially outer side surface 30a of the seal lip 30 changes in the state where it is slightly inclined outward in the axial direction as it goes inward in the radial direction and is incorporated in the rolling bearing).
  • the angle ⁇ of the axially outer surface 30a of the seal lip 30 before being incorporated into the rolling bearing 10 comes into contact with the inclined surface 41 and elastically deforms to have the above-described shape while providing an appropriate tightening margin. As described above, it is preferably set to 8° or less with respect to the radial direction.
  • the outer ring 11 rotates at a high speed, so the seal lip 30 is easily affected by the centrifugal force.
  • the sliding contact portion 29 of the seal lip 30 comes into contact with the inclined surface 41 of the inner ring 12 and the seal lip 30 has a shape that is directed substantially inward in the radial direction, the influence of the centrifugal force generated in the seal lip 30 is reduced. Can be suppressed.
  • the grease lip 31 tends to elastically deform radially outward due to centrifugal force. This deformation also acts on the seal lip 30 and biases the seal lip 30 axially inward. Therefore, the influence of the centrifugal force generated on the seal lip 30 can be further suppressed.
  • T2 ⁇ T1 is set. That is, since the thickness T2 of the neck portion 28 is increased, the rigidity of the seal lip 30 can be ensured, and even if the seal lip 30 is elastically deformed, it is difficult to deform, and the sealing performance can be improved. it can.
  • the thickness T2 of the neck portion 28 represents the minimum thickness of the neck portion 28.
  • the rolling bearing of the present embodiment is assumed to be used in an environment where external pressure or internal pressure is received.
  • T2 ⁇ T1 the pressure resistance performance of the seal lip 30 against external pressure and internal pressure is improved, so The deformation of the lip 30 can be suppressed, and the rigidity of the seal lip 30 can be ensured.
  • the radial length L of the seal lip 30 from the inner peripheral edge portion 24 a of the cored bar 21 to the inner peripheral surface of the sliding contact portion 29 causes the seal lip 30 to elastically deform.
  • the length is short, while in order to stabilize the behavior of the seal lip 30, it is preferable that the length is long. Therefore, the radial length L of the seal lip 30 is W2, which is the axial length from the axial end surface 12a of the inner ring 12 to the boundary portion 43 between the inclined surface 41 and the step portion 42, and the axial end surface 12a of the inner ring 12.
  • W3 be the axial length from the side wall surface 42b of the step portion 42 to W3, W2 ⁇ L ⁇ W3 is set to satisfy both of the above characteristics.
  • the inner diameter D1 of the inner peripheral edge portion of the cored bar 21 is designed to be smaller than the maximum diameter D2 of the outer peripheral surface of the inner ring 12 and larger than the outer diameter D3 of the cylindrical surface 42a of the step portion 42.
  • the inner peripheral edge portion 24a of the cored bar 21 can be formed to the inner side in the radial direction, and the pressure resistance of the seal member 20 is improved under the environment of receiving external pressure or internal pressure. The deformation of the seal lip 30 can also be suppressed.
  • the tip portion of the seal lip 30 is located on the axial outer side surface of the seal member 20, that is, on the axial inner side of the axial side surface of the side portion 27. It is desirable that the seal lip 30 has a large tightening allowance in order to improve the sealing performance. However, if the seal allowance is too large, the seal lip 30 is largely deformed when the seal member 20 is incorporated in the rolling bearing 10. .. In some cases, the seal lip 30 may come out of the axial end surface of the rolling bearing 10 and interfere with a mating component to reduce the sealing function or break the seal.
  • the chamfered portion 29a is formed at the corner between the inner peripheral surface of the seal lip 30 and the axial side surface, so that the tip end portion of the seal lip 30 is more than the axial outer surface of the seal member 20. It is located on the inner side in the axial direction.
  • the influence of the centrifugal force generated on the seal lip 30 is suppressed even in an environment where the outer ring rotates at a high speed and the seal member 20 receives external pressure or internal pressure.
  • the sealing performance of the seal member 20 can be ensured.
  • the seal lip 30 has a linear shape along the radial direction as much as possible, so that the influence of centrifugal force can be minimized.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified, improved, and the like as appropriate.
  • the seal member 20 is attached to the outer ring 11 by locking the outer peripheral edge portion 26 of the elastic member 22 that covers the outer peripheral surface of the cylindrical portion 23 of the cored bar 21 to the seal locking groove 16 of the outer ring 11.
  • the present invention is not limited to this.
  • the core metal 21A has a curl portion 32 for crimping and fixing the seal member 20A in the seal locking groove 16 instead of the cylindrical portion 23 of the above-described embodiment.
  • the inner diameter side of the curl portion 32 and the outer diameter side of the disc portion 24 are connected by a connecting portion 33 extending in the axial direction.
  • the outer peripheral edge portion 26A of the elastic member 22A is formed so as to cover the curl portion 32 from the axially outer side to the axially inner side of the curl portion 32.
  • the crimping and fixing by the curl portion 32 can improve the fitting force of the seal member 20 to the outer ring 11, and, for example, the reaction force at the seal lip 30 is increased, and the sliding resistance of the seal member 20 is increased. Even when the size becomes large, relative rotation between the seal member 20 and the outer ring 11 can be prevented.
  • the core metal 21B is bent instead of the cylindrical portion 23 of the above-described embodiment from the outer diameter side of the disc portion 24 to the inner side in the axial direction, It has a crank-shaped portion 34 that can be further bent outward in the direction.
  • the outer peripheral edge portion 26B of the elastic member 22B is formed so as to cover the crank shaped portion 34 from the axial outer side to the axial inner side of the crank shaped portion 34.
  • the crank-shaped portion 34 causes a part of the cored bar 21 to enter the inside of the outer peripheral edge portion 26B, so that the fitting force of the seal member 20 to the outer ring 11 can be improved. Even when the force is increased and the sliding resistance of the seal member 20 is increased, the relative rotation between the seal member 20 and the outer ring 11 can be prevented.
  • the rolling bearing of the present invention may be any one as long as the outer ring rotates, and the inner ring may rotate and oscillate synchronously with the outer ring as in the present embodiment, but is fixed. May be Further, the rolling bearing of the present invention is not limited to the deep groove ball bearing of the above embodiment, and may be applied to other types of rolling bearings.

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Abstract

外輪回転の転がり軸受（１０）は、内輪（１２）の外周面には、軸方向外側に向かって縮径する傾斜面が形成され、シール部材（２０）は、円環状の芯金（２１）と、芯金（２１）に固着された円環状の弾性部材（２２）と、を備え、弾性部材（２２）は、芯金（２１）の内周縁部（２４ａ）から径方向内側に向かって延びる首部（２８）と、該首部（２８）の先端部に形成され、内輪（１２）の傾斜面（４１）に締め代を持って接触するシールリップ（３０）と、を有する。そして、芯金（２１）の幅をＴ１、首部（２８）の厚さをＴ２とすると、Ｔ２≧Ｔ１である。これにより、外輪が高速回転し、シール部材が外圧（圧力変動）を受ける環境下であっても、シールリップに発生する遠心力の影響を抑え、シール部材の密封性能を確保することができる。

Description

転がり軸受
　本発明は、転がり軸受に関し、より詳細には、ファンカップリング、スーパーチャージャー、デカップラ及びクラッチプーリ用転がり軸受といった、機能上、密閉されたシステムの内部で、部品が回転や揺動することにより圧力変動が生じる環境下で用いられる転がり軸受に関する。
　従来、耐圧環境下で用いられる転がり軸受の適用例として、流体式ファンカップリングが挙げられる。流体式ファンカップリングは、エンジンの動力を利用してファンを回転させ、発生した風によってエンジンを冷却する際、ファンの回転による騒音対策として使用される（例えば、特許文献１参照）。その際、転がり軸受では、内輪がエンジンに直結された入力軸に支持されると共に、外輪がファンと接続された出力軸に支持される。また、該転がり軸受では、ファンカップリング内のオイルの流入を防ぎ、軸受内部の環状空間の開口部を密封するためシール部材が一般に用いられている。
　また、転がり軸受に使用されるシール部材としては、例えば、特許文献２に記載の自動車用プーリなどに使用される多点接触玉軸受において、シール部材のリップ部が、内輪の外径面に設けられたシール溝の側面に接するものが知られている。
　また、特許文献３に記載の密封形転がり軸受では、シール部材は、内輪の外周面に滑り接触する摺接面を有するリップ部を備え、リップ部の摺接面には、ディンプルが形成されると共に、該ディンプルを覆う炭素被膜が形成され、シールの摩耗やトルクの増大が長期間にわたって生じにくいことが記載されている。
日本国特開２００７－１９８１５１号公報 日本国特開２００３－２４７５５６号公報 日本国特許２０１２－２０２４６１号公報
　ところで、上述したファンカップリング用軸受と類似の環境で使用されるものとして、スーパーチャージャー、デカップラやクラッチプーリ用軸受がある。一般に、スーパーチャージャーは、凹凸を持つ対のローターが回転することで空気を圧縮し送り出しており、デカップラやクラッチプーリは、クランクの回転変動を吸収する構造体としてスプリングやローラによるクラッチ機構と、ローターやプーリを回転軸に回転自在に支持する転がり軸受と、を主に備えている。このため、前者の転がり軸受は、内輪が回転し、外輪はハウジングと固定、後者の転がり軸受は、外輪が回転し、内輪が外輪と同期回転及び揺動運動する条件下で使用され、また、軸受内部の環状空間の開口部を密封するためシール部材が用いられている。
　また、ファンカップリング、スーパーチャージャー、デカップラ及びクラッチプーリは、その内部構造上、環状空間内部で圧力変動が生じるため、シール部材は、プーリ内部のオイル、グリース、又は空気などから外圧（圧力変動）を受ける。
　特に、デカップラやクラッチプーリに使用される転がり軸受においては、外輪が高速回転（１００００ｒｐｍ以上）するため、特許文献２及び３に記載のシールリップを適用した場合では、シールリップが遠心力の影響を受けて外径側に変形し、十分な密封性能を確保できない可能性がある。
　本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、外輪が高速回転し、シール部材が外圧（圧力変動）を受ける環境下であっても、シールリップに発生する遠心力の影響を抑え、シール部材の密封性能を確保することができる転がり軸受を提供することにある。
　本発明の上記目的は、下記のいずれかの構成により達成される。
（１）　内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、
　外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、
　前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置された複数の転動体と、
　前記外輪に取り付けられ、前記外輪と前記内輪との間の軸方向開口部を封止する少なくとも一つのシール部材と、を備える外輪回転の転がり軸受であって、
　前記内輪の外周面には、軸方向外側に向かうにつれて縮径する傾斜面が形成され、
　前記シール部材は、円環状の芯金と、前記芯金に固着された円環状の弾性部材と、を備え、
　前記弾性部材は、前記芯金の内周縁部から径方向内側に向かって延びる首部、及び該首部の先端部に形成され、前記内輪の傾斜面に締め代を持って摺接する摺接部を有するシールリップを備え、
　前記芯金の幅をＴ１、前記首部の厚さをＴ２とすると、Ｔ２≧Ｔ１であることを特徴とする転がり軸受。
　この構成によれば、シールリップの摺接部が、内輪の傾斜面に締め代を持って摺接するので、外輪が高速回転し、シール部材が外圧（圧力変動）を受ける環境下であっても、シールリップに発生する遠心力の影響を抑えることができる。また、首部の厚さＴ２を厚くすることで、シールリップの剛性を確保することができるので、上記環境下において、シールリップを弾性変形させた際のシール部材の密封性能を向上することができる。
（２）　前記弾性部材は、前記芯金の内周縁部から軸方向内側に向かって延びるグリースリップをさらに備え、
　前記内輪の外周面には、前記傾斜面に軸方向内側で連続し、前記グリースリップとの間にラビリンス隙間を形成する段差部が形成され、
　前記転がり軸受に組み込まれる前の状態では、前記シールリップの径方向長さＬは、前記内輪の軸方向端面から前記傾斜面と前記段差部との境界部までの軸方向長さをＷ２、前記内輪の軸方向端面から前記段差部の側壁面までの軸方向長さをＷ３とすると、Ｗ２≦Ｌ≦Ｗ３である、（１）に記載の転がり軸受。
　この構成によれば、シールリップを弾性変形された際の反力を高めてシール部材の密封性能をより向上できるとともに、シールリップの挙動を安定させることができる。
（３）　前記弾性部材は、前記芯金の内周縁部から軸方向内側に向かって延びるグリースリップをさらに備え、
　前記内輪の外周面には、前記傾斜面に軸方向内側で連続し、前記グリースリップとの間にラビリンス隙間を形成する段差部が形成され、
　前記芯金の内周縁部の内径Ｄ１は、前記内輪の外周面の最大径Ｄ２よりも小さく、前記段差部の円筒面の外径Ｄ３よりも大きい、（１）又は（２）に記載の転がり軸受。
　この構成によれば、グリースリップを有する構成でありながら、芯金の内周縁部を径方向内側まで形成することができ、シール部材が外圧（圧力変動）を受ける環境下であっても、シール部材の変形を抑制することができる。
（４）　前記転がり軸受に組み込まれた状態で、前記シールリップの先端部は、前記シール部材の軸方向外側面よりも軸方向内側に位置する、（１）～（３）のいずれかに記載の転がり軸受。
　この構成によれば、シールリップの摺接部を締め代を大きくして内輪の傾斜面に摺接させたとしても、シール部材の相手部品との干渉を防止することができ、シール部材の密封性能を向上させることができる。
（５）　内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、
　外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、
　前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置された複数の転動体と、
　前記外輪に取り付けられ、前記外輪と前記内輪との間の軸方向開口部を封止する少なくとも一つのシール部材と、を備える外輪回転の転がり軸受であって、
　前記内輪の外周面には、軸方向外側に向かうにつれて縮径する傾斜面と、前記傾斜面に軸方向内側で連続する段差部が形成され、
　前記シール部材は、円環状の芯金と、前記芯金に固着された円環状の弾性部材と、を備え、
　前記弾性部材は、前記芯金の内周縁部から径方向内側に向かって延びる首部、及び該首部の先端部に形成され、前記内輪の傾斜面に締め代を持って摺接する摺接部を有するシールリップと、前記芯金の内周縁部から軸方向内側に向かって延び、前記段差部との間にラビリンス隙間を形成するグリースリップと、を備え、
　前記転がり軸受に組み込まれる前の状態では、前記シールリップの径方向長さＬは、前記内輪の軸方向端面から前記傾斜面と前記段差部との境界部までの軸方向長さをＷ２、前記内輪の軸方向端面から前記段差部の側壁面までの軸方向長さをＷ３とすると、Ｗ２≦Ｌ≦Ｗ３であることを特徴とする転がり軸受。
　この構成によれば、シールリップの摺接部が、内輪の傾斜面に締め代を持って摺接するので、外輪が高速回転し、シール部材が外圧（圧力変動）を受ける環境下であっても、シールリップに発生する遠心力の影響を抑えることができる。また、シールリップの径方向長さＬを上記範囲に規定することで、シールリップを弾性変形された際の反力を高めてシール部材の密封性能を向上しつつ、シールリップの挙動を安定させることができる。
（６）　内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、
　外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、
　前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置された複数の転動体と、
　前記外輪に取り付けられ、前記外輪と前記内輪との間の軸方向開口部を封止する少なくとも一つのシール部材と、を備える外輪回転の転がり軸受であって、
　前記内輪の外周面には、軸方向外側に向かうにつれて縮径する傾斜面と、前記傾斜面に軸方向内側で連続する段差部が形成され、
　前記シール部材は、円環状の芯金と、前記芯金に固着された円環状の弾性部材と、を備え、
　前記弾性部材は、前記芯金の内周縁部から径方向内側に向かって延びる首部、及び該首部の先端部に形成され、前記内輪の傾斜面に締め代を持って摺接する摺接部を有するシールリップと、前記芯金の内周縁部から軸方向内側に向かって延び、前記段差部との間にラビリンス隙間を形成するグリースリップと、を備え、
　前記芯金の内周縁部の内径Ｄ１は、前記内輪の外周面の最大径Ｄ２よりも小さく、前記段差部の円筒面の外径Ｄ３よりも大きいことを特徴とする転がり軸受。
　この構成によれば、シールリップの摺接部が、内輪の傾斜面に締め代を持って摺接するので、外輪が高速回転し、シール部材が外圧（圧力変動）を受ける環境下であっても、シールリップに発生する遠心力の影響を抑えることができる。また、グリースリップを有する構成でありながら、芯金の内周縁部を径方向内側まで形成することができ、シール部材が外圧（圧力変動）を受ける環境下であっても、シール部材の変形を抑制することができる。
　本発明の転がり軸受によれば、外輪が高速回転し、シール部材が外圧（圧力変動）を受ける環境下であっても、シールリップに発生する遠心力の影響を抑え、シール部材の密封性能を確保することができる。
転がり軸受の要部縦断面図である。 図１に示すシール部材の自由状態における拡大断面図である。 本発明の第１変形例のシール部材を備えた転がり軸受の要部縦断面図である。 本発明の第２変形例のシール部材を備えた転がり軸受の要部縦断面図である。
　以下、本発明の一実施形態に係る転がり軸受を図面に基づいて詳細に説明する。
　図１に示すように、本実施形態のデカップラ用転がり軸受１０（以下、単に「転がり軸受１０」と言う）は、図示しないプーリに内嵌される外輪１１と、図示しない回転軸に外嵌される内輪１２と、転動体である複数の玉１３と、複数の玉１３を転動自在に保持する保持器１４と、一対のシール部材２０（図では、一方のみ図示）と、を備える。また、転がり軸受１０は、外輪１１が回転し、内輪１２が外輪１１と同期回転及び揺動運動する条件下で使用されると共に、シール部材２０は、オイル、グリース、又は空気などによる外圧（圧力変動）を受ける環境下にある。なお、本実施形態の転がり軸受１０は、玉１３の中心Ｏを通る径方向線Ｘに対して線対称に構成されているので、図１は、左半分のみを示している。
　外輪１１の内周面には凹面状の外輪軌道面１５が形成され、内輪１２の外周面には凹面状の内輪軌道面１７が形成される。
　外輪軌道面１５と内輪軌道面１７との間には、保持器１４により円周方向に等間隔に配置された複数の玉１３が転動自在に配置される。外輪１１及び内輪１２間の軸方向外側には、外輪１１の軸方向外側に形成されたシール係止溝１６に取り付けられるシール部材２０が配置され、外輪１１及び内輪１２との間の軸方向開口部を封止する。
　シール部材２０は、転がり軸受１０内に封入されたグリース（図示せず）が、外部へ漏れるのを防止すると共に、転がり軸受１０の外部の異物（例えば、オイル、グリース、水など）が内部に侵入するのを防止する。
　図２も参照して、シール部材２０は、鋼板などの金属板により断面略Ｌ字形に形成された円環状の芯金２１と、ゴムなどの弾性材料からなり芯金２１に固着された円環状の弾性部材２２と、を有する。
　芯金２１は、円筒部２３と、円筒部２３の軸方向一端から径方向内側に向けて屈曲形成された円板部２４とを有する。円板部２４の内周縁部２４ａは、軸方向内側に傾斜するように折り曲げられている。
　弾性部材２２は、芯金２１の円筒部２３の外周面を覆い径方向外側に膨出して形成された外周縁部２６と、芯金２１の外側面２５に固着される側部２７と、該側部２７から連続し、芯金２１の内周縁部２４ａから径方向内側に向かって延びる円環状の首部２８及び該首部２８の先端部に連続して形成される摺接部２９を有する接触式のシールリップ３０と、芯金２１の内周縁部２４ａから軸方向内側に向かって延びる非接触式のグリースリップ３１と、を有する。
　弾性部材２２の外周縁部２６は、外輪１１の軸方向端部に形成されたシール係止溝１６に圧入などによって係止され、シール部材２０が外輪１１に固定される。
　また、シールリップ３０は、内輪１２の外周面に形成された傾斜面４１に締め代を持って接触し、グリースリップ３１は、内輪１２の外周面に形成された段差部４２に近接して対向配置され、グリースリップ３１と段差部４２との間には、ラビリンス隙間が形成される。
　このため、内輪軌道面１７に対して軸方向外側の内輪１２の肩部の外周面には、軸方向外側に向かうにつれて縮径する傾斜面４１と、傾斜面４１に軸方向内側で連続し、円筒面４２ａと側壁面４２ｂとからなる段差部４２と、が形成される。また、この肩部の外周面には、内輪１２の軸方向端面１２ａと傾斜面４１との間に小径の他の円筒面４４が形成されている。例えば、この傾斜面４１の角度αは、軸方向に対して、５５～７０°に設定されている。角度αを当該範囲に設定することで、転がり軸受１０は、後述するシールリップ形状と合わせて、内輪１２の肩部の軸方向長さを大幅に延ばすことなく、シールリップ３０を適切な締め代で傾斜面４１に接触させることができ、上述した１００００ｒｐｍ以上という高速回転時に於けるシール性を向上することが可能となる。
　また、シールリップ３０は、図２に示すように、転がり軸受１０に組み込まれる前の状態では、径方向内側に向かうにつれて軸方向内側に僅かに傾斜する形状を有している。これにより、シールリップ３０は、転がり軸受１０に組み込まれ、傾斜面４１に締め代を持って接触するため、径方向内側にほぼ沿った形状となる（本実施形態では、シールリップ３０は、図１から明らかなように径方向内側に向かうにつれて軸方向外側に僅かに傾斜しており、転がり軸受に組み込まれた状態で、シールリップ３０の軸方向外側面３０ａの向きが変更する）。なお、具体的に、転がり軸受１０に組み込まれる前のシールリップ３０の軸方向外側面３０ａの角度βは、傾斜面４１と接触して弾性変形し、適切な締め代を与えつつ上記形状となるように、径方向に対して、８°以下に設定されていることが好ましい。
　ここで、本実施形態の転がり軸受１０は、外輪１１が高速回転するため、シールリップ３０は遠心力の影響を受けやすい。しかしながら、シールリップ３０の摺接部２９が内輪１２の傾斜面４１と接触し、シールリップ３０はほぼ径方向内側に向く形状となるようにしたので、シールリップ３０に発生する遠心力の影響を抑えることができる。
　また、外輪１１が高速回転すると、グリースリップ３１が遠心力により径方向外側に弾性変形しようとするため、この変形がシールリップ３０にも作用して、シールリップ３０を軸方向内側に付勢するので、シールリップ３０に発生する遠心力の影響をさらに抑えることができる。
　また、本実施形態では、芯金２１の中央部における軸方向の幅をＴ１、首部２８の厚さをＴ２としたとき、Ｔ２≧Ｔ１に設定されている。即ち、首部２８の厚さＴ２を厚くしているので、シールリップ３０の剛性を確保することができ、シールリップ３０が弾性変形しようとしても変形しにくくなっていて、密封性能を向上することができる。なお、首部２８の厚さＴ２は、首部２８における最小厚さを表している。
　さらに、本実施形態の転がり軸受は、外圧や内圧を受ける環境での使用を想定されており、Ｔ２≧Ｔ１とすることで、外圧や内圧に対するシールリップ３０の耐圧性能が向上することから、シールリップ３０の変形を抑制することができ、シールリップ３０の剛性を確保することができる。
　また、転がり軸受１０に組み込まれる前の状態では、芯金２１の内周縁部２４ａから摺接部２９の内周面までのシールリップ３０の径方向長さＬは、シールリップ３０を弾性変形させて、反力を高めるには短いほうがよく、一方、シールリップ３０の挙動を安定させるためには、長いほうが好ましい。このため、シールリップ３０の径方向長さＬは、内輪１２の軸方向端面１２ａから傾斜面４１と段差部４２との境界部４３までの軸方向長さをＷ２、内輪１２の軸方向端面１２ａから段差部４２の側壁面４２ｂまでの軸方向長さをＷ３とすると、Ｗ２≦Ｌ≦Ｗ３に設定し、上記両方の特性を満足させている。
　さらに、芯金２１の内周縁部の内径Ｄ１は、内輪１２の外周面の最大径Ｄ２よりも小さく、段差部４２の円筒面４２ａの外径Ｄ３よりも大きくなるように設計されている。これにより、グリースリップ３１を有する構成でありながら、芯金２１の内周縁部２４ａを径方向内側まで形成することができ、外圧や内圧を受ける環境下において、シール部材２０の耐圧性能が向上し、シールリップ３０の変形も抑えることができる。
　また、転がり軸受１０に組み込まれた状態で、シールリップ３０の先端部は、シール部材２０の軸方向外側面、即ち、側部２７の軸方向側面よりも軸方向内側に位置する。シールリップ３０は、密封性能を向上するために、締め代を大きくすることが望ましいが、締め代を大きくしすぎると、転がり軸受１０にシール部材２０を組み込んだ際、シールリップ３０が大きく変形する。場合によっては、シールリップ３０が転がり軸受１０の軸方向端面よりも外側に出て、相手部品と干渉してシール機能の低下やシール折損の可能性がある。このため、本実施形態では、シールリップ３０の内周面と軸方向側面との隅部に面取り部２９ａを形成することで、シールリップ３０の先端部がシール部材２０の軸方向外側面よりも軸方向内側に位置するようにしている。
　したがって、本実施形態の外輪回転の転がり軸受１０によれば、外輪が高速回転し、シール部材２０が外圧や内圧を受ける環境下であっても、シールリップ３０に発生する遠心力の影響を抑え、シール部材２０の密封性能を確保することができる。また、シールリップ３０は、できるだけ径方向に沿った直線状とされ、遠心力の影響を最小限とすることができる。
　尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
　例えば、シール部材２０の外輪１１への取り付けは、上記実施形態では、芯金２１の円筒部２３の外周面を覆う弾性部材２２の外周縁部２６を外輪１１のシール係止溝１６に係止することで行われているが、本発明はこれに限定されない。
　図３に示す第１変形例のシール部材２０Ａでは、芯金２１Ａは、上記実施形態の円筒部２３の代わりに、シール係止溝１６にシール部材２０Ａを加締め固定するためのカール部３２を有し、カール部３２の内径側と円板部２４の外径側とは、軸方向に延びる連結部３３によって接続されている。また、弾性部材２２Ａの外周縁部２６Ａは、カール部３２の軸方向外側から軸方向内側に亘ってカール部３２を覆うように形成される。
　この場合、カール部３２による加締め固定によって、シール部材２０の外輪１１への嵌合力を向上させることができ、例えば、シールリップ３０での反力が高くなり、シール部材２０の摺動抵抗が大きくなった際でも、シール部材２０と外輪１１との間での相対回転を防止することができる。
　さらに、図４に示す第２変形例のシール部材２０Ｂでは、芯金２１Ｂは、上記実施形態の円筒部２３の代わりに、円板部２４の外径側から軸方向内側に屈曲した後、径方向外側にさらに折り曲げられるクランク形状部３４を有する。また、弾性部材２２Ｂの外周縁部２６Ｂは、クランク形状部３４の軸方向外側から軸方向内側に亘ってクランク形状部３４を覆うように形成される。
　この場合、クランク形状部３４によって芯金２１の一部が外周縁部２６Ｂの内部に入り込むので、シール部材２０の外輪１１への嵌合力を向上させることができ、例えば、シールリップ３０での反力が高くなり、シール部材２０の摺動抵抗が大きくなった際でも、シール部材２０と外輪１１との間での相対回転を防止することができる。
　また、本発明の転がり軸受は、外輪が回転するものであればよく、内輪は、本実施形態のように、外輪と同期回転及び揺動運動するものであってもよいが、固定される構成であってもよい。
　また、本発明の転がり軸受は、上記実施形態の深溝玉軸受に限定されるものでなく、他の形式の転がり軸受に適用されてもよい。
　なお、本出願は、２０１９年２月１４日出願の日本特許出願（特願２０１９－０２４４２６）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
１０　　転がり軸受
１１　　外輪
１２　　内輪
１３　　玉（転動体）
１４　　保持器
１５　　外輪軌道面
１７　　内輪軌道面
２０　　シール部材
２１　　芯金
２２　　弾性部材
２４ａ　　　　円板部の内周縁部（芯金の内周縁部）
２８　　首部
２９　　摺接部
３０　　シールリップ
３１　　グリースリップ
４１　　傾斜面
４２　　段差部
Ｌ　　　シールリップの径方向長さ
Ｄ１　　芯金の内周縁部の内径
Ｄ２　　内輪の外周面の最大径
Ｄ３　　段差部の円筒面の外径
Ｔ１　　芯金の幅
Ｔ２　　首部の厚さ
Ｗ２　　内輪の軸方向端面から傾斜面と段差部との境界部までの軸方向長さ
Ｗ３　　内輪の軸方向端面から段差部の側壁面までの軸方向長さ

Claims (6)

  1. 　内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、
    　外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、
    　前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置された複数の転動体と、
    　前記外輪に取り付けられ、前記外輪と前記内輪との間の軸方向開口部を封止する少なくとも一つのシール部材と、を備える外輪回転の転がり軸受であって、
    　前記内輪の外周面には、軸方向外側に向かうにつれて縮径する傾斜面が形成され、
    　前記シール部材は、円環状の芯金と、前記芯金に固着された円環状の弾性部材と、を備え、
    　前記弾性部材は、前記芯金の内周縁部から径方向内側に向かって延びる首部、及び該首部の先端部に形成され、前記内輪の傾斜面に締め代を持って摺接する摺接部を有するシールリップを備え、
    　前記芯金の幅をＴ１、前記首部の厚さをＴ２とすると、Ｔ２≧Ｔ１であることを特徴とする転がり軸受。
  2. 　前記弾性部材は、前記芯金の内周縁部から軸方向内側に向かって延びるグリースリップをさらに備え、
    　前記内輪の外周面には、前記傾斜面に軸方向内側で連続し、前記グリースリップとの間にラビリンス隙間を形成する段差部が形成され、
    　前記転がり軸受に組み込まれる前の状態では、前記シールリップの径方向長さＬは、前記内輪の軸方向端面から前記傾斜面と前記段差部との境界部までの軸方向長さをＷ２、前記内輪の軸方向端面から前記段差部の側壁面までの軸方向長さをＷ３とすると、Ｗ２≦Ｌ≦Ｗ３である、請求項１に記載の転がり軸受。
  3. 　前記弾性部材は、前記芯金の内周縁部から軸方向内側に向かって延びるグリースリップをさらに備え、
    　前記内輪の外周面には、前記傾斜面に軸方向内側で連続し、前記グリースリップとの間にラビリンス隙間を形成する段差部が形成され、
    　前記芯金の内周縁部の内径Ｄ１は、前記内輪の外周面の最大径Ｄ２よりも小さく、前記段差部の円筒面の外径Ｄ３よりも大きい、請求項１又は２に記載の転がり軸受。
  4. 　前記転がり軸受に組み込まれた状態で、前記シールリップの先端部は、前記シール部材の軸方向外側面よりも軸方向内側に位置する、請求項１～３のいずれか１項に記載の転がり軸受。
  5. 　内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、
    　外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、
    　前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置された複数の転動体と、
    　前記外輪に取り付けられ、前記外輪と前記内輪との間の軸方向開口部を封止する少なくとも一つのシール部材と、を備える外輪回転の転がり軸受であって、
    　前記内輪の外周面には、軸方向外側に向かうにつれて縮径する傾斜面と、前記傾斜面に軸方向内側で連続する段差部が形成され、
    　前記シール部材は、円環状の芯金と、前記芯金に固着された円環状の弾性部材と、を備え、
    　前記弾性部材は、前記芯金の内周縁部から径方向内側に向かって延びる首部、及び該首部の先端部に形成され、前記内輪の傾斜面に締め代を持って摺接する摺接部を有するシールリップと、前記芯金の内周縁部から軸方向内側に向かって延び、前記段差部との間にラビリンス隙間を形成するグリースリップと、を備え、
    　前記転がり軸受に組み込まれる前の状態では、前記シールリップの径方向長さＬは、前記内輪の軸方向端面から前記傾斜面と前記段差部との境界部までの軸方向長さをＷ２、前記内輪の軸方向端面から前記段差部の側壁面までの軸方向長さをＷ３とすると、Ｗ２≦Ｌ≦Ｗ３であることを特徴とする転がり軸受。
  6. 　内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、
    　外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、
    　前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置された複数の転動体と、
    　前記外輪に取り付けられ、前記外輪と前記内輪との間の軸方向開口部を封止する少なくとも一つのシール部材と、を備える外輪回転の転がり軸受であって、
    　前記内輪の外周面には、軸方向外側に向かうにつれて縮径する傾斜面と、前記傾斜面に軸方向内側で連続する段差部が形成され、
    　前記シール部材は、円環状の芯金と、前記芯金に固着された円環状の弾性部材と、を備え、
    　前記弾性部材は、前記芯金の内周縁部から径方向内側に向かって延びる首部、及び該首部の先端部に形成され、前記内輪の傾斜面に締め代を持って摺接する摺接部を有するシールリップと、前記芯金の内周縁部から軸方向内側に向かって延び、前記段差部との間にラビリンス隙間を形成するグリースリップと、を備え、
    　前記芯金の内周縁部の内径Ｄ１は、前記内輪の外周面の最大径Ｄ２よりも小さく、前記段差部の円筒面の外径Ｄ３よりも大きいことを特徴とする転がり軸受。
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