WO2022181437A1 - シール付軸受 - Google Patents

シール付軸受 Download PDF

Info

Publication number
WO2022181437A1
WO2022181437A1 PCT/JP2022/006376 JP2022006376W WO2022181437A1 WO 2022181437 A1 WO2022181437 A1 WO 2022181437A1 JP 2022006376 W JP2022006376 W JP 2022006376W WO 2022181437 A1 WO2022181437 A1 WO 2022181437A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
seal
projection
sliding surface
bearing
protrusion
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/006376
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
克明 佐々木
Original Assignee
Ntn株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ntn株式会社 filed Critical Ntn株式会社
Publication of WO2022181437A1 publication Critical patent/WO2022181437A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip

Definitions

  • the present invention relates to a sealed bearing comprising a rolling bearing and a sealing member.
  • a seal member is used to prevent early damage to the rolling bearing. For example, in transmissions mounted on vehicles such as automobiles and various construction machines, foreign matter such as wear powder of gears is mixed, so a seal member prevents the wear powder from entering the inside of the bearing.
  • the sealing member has a ring-shaped sealing lip made of a rubber-like material or the like.
  • a mating part such as a bearing ring, a slinger, or the like, which rotates relative to the seal member in the circumferential direction as the bearing rotates, is formed with a seal sliding surface that makes sliding contact with the seal lip.
  • the seal lip and the seal sliding surface are in sliding contact all around, and microscopically, there is a solid contact area.
  • the drag resistance (seal torque) of the seal lip causes an increase in bearing torque.
  • the sliding contact contributes to the temperature rise of the rolling bearing.
  • the pressure difference between the inside and the outside of the bearing causes the seal lip to press against the seal sliding surface, causing an adsorption effect, which may increase the seal torque. For these reasons, there is a limit to the high-speed operation of bearings with common sealing members.
  • seal lip of the seal member is arranged so as not to contact the mating part and forms a labyrinth seal, it is possible to eliminate the seal torque. It is difficult to manage various errors that can be prevented.
  • the seal lip has a plurality of projections arranged in the circumferential direction.
  • a seal-equipped bearing has been proposed in which the seal lip and the seal sliding surface can be brought into a fluid lubrication state by an oil film of lubricating oil that is dragged between the projection and the seal sliding surface through the gap (Patent Document 1). .
  • lubrication on the seal sliding surface is achieved by allowing lubricating oil to flow between the internal space and the outside of the rolling bearing through a gap that can prevent foreign matter of a predetermined particle size from entering.
  • Lubricating with oil the wedge effect when lubricating oil is drawn between the projections and the seal sliding surface as the bearing rotates forms a thick oil film, completely separating each projection and the seal sliding surface with the oil film. , a fluid lubricating state can be established between the seal lip and the seal sliding surface. Therefore, according to the sealed bearing of Patent Document 1, the seal torque can be significantly reduced while preventing the intrusion of foreign matter of a predetermined particle size and enabling the bearing to operate at high speed.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a seal bearing in which a plurality of protrusions on the seal lip can establish a fluid lubrication state between the seal lip and the seal sliding surface. It is to suppress the phenomenon.
  • the present invention includes a seal member that seals the internal space of a rolling bearing from the outside, and a seal sliding surface that slides in the circumferential direction against the seal member, and the seal is
  • the member has a seal lip formed in an annular shape, the seal lip has a plurality of projections arranged in a circumferential direction, and the plurality of projections extend through the inner space between the circumferentially adjacent projections.
  • a gap that communicates with the space and the outside is generated, and a fluid is maintained between the seal lip and the seal sliding surface by an oil film of lubricating oil that is dragged from the gap between the protrusion and the seal sliding surface as the bearing rotates.
  • the projection gradually widens in the circumferential direction from the intermediate portion in the height direction of the projection to the root. A configuration having corners curved in the direction was adopted.
  • the corner portion is curved so as to widen the width in the circumferential direction in the range from the mid-height portion of the projection to the root, the strength of the vicinity of the root of the projection is improved, so that the bearing can be At the beginning of rotation from the time of stop, it is possible to suppress elastic deformation when the projection is dragged in the circumferential direction in the solid contact area with the seal sliding surface, and thus the stick-slip phenomenon of the projection can be suppressed.
  • the ratio of the corner portion to the height of the protrusion is preferably 30% or less.
  • the wedge-shaped gap between the protrusion and the seal sliding surface should provide an appropriate wedge effect, and the oil film should not be cut at the top of the protrusion. It is necessary to Therefore, between the top of the protrusion and the intermediate portion, a sufficiently curved surface shape must be formed so as to gradually recede from the seal sliding surface.
  • the projection preferably has the corner portions on both sides in the circumferential direction of the projection. In this way, the strength can be improved by widening the width in the circumferential direction to both sides in the vicinity of the base of the projection.
  • the corner portion is formed over the entire length of the projection.
  • the combined roughness ⁇ of the protrusion and the seal sliding surface is preferably 0.9 ⁇ m or less. This is suitable for bringing the sliding portion between the projection and the seal sliding surface into a fluid lubricating state in which stick-slip phenomenon does not occur from an extremely low peripheral speed.
  • the present invention suppresses the stick-slip phenomenon of the protrusions in a bearing with a seal that can maintain a fluid lubricating state between the seal lip and the seal sliding surface by means of the plurality of protrusions on the seal lip by adopting the above configuration. be able to.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a sealed bearing according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a partial sectional view showing the natural state of the seal lip of FIG. 1
  • Enlarged left side view near the protrusion in FIG. Enlarged view of the vicinity of the protrusion in Fig. 1
  • Enlarged right side view near the protrusion in FIG. Graph showing the measurement results of the coefficient of friction of a test piece with a rubber strength of 70Hs
  • a rolling bearing 1 is composed of an inner ring 3, an outer ring 4, a predetermined number of rolling elements 5 interposed between the inner ring 3 and the outer ring 4, and a retainer 6 that holds the predetermined number of rolling elements 5. .
  • the sealing member 2 seals the inner space 7 of the rolling bearing 1 from the outside. The purpose of this sealing is to prevent foreign matter from entering the inner space 7 between the inner and outer rings 3 and 4, which is the periphery of the sealed bearing, and prevent early damage to the rolling bearing 1. It is not to seal the space 7 in a liquid-tight manner.
  • the inner ring 3 and outer ring 4 have raceway surfaces corresponding to the rolling elements 5 .
  • the inner ring 3 is attached to the rotating shaft S and rotates together with the rotating shaft S.
  • the outer ring 4 is attached to a member such as a housing, a gear, or the like that applies a load from the rotating shaft.
  • the rolling elements 5 revolve while being interposed between the inner ring 3 and the outer ring 4 .
  • a ball is adopted as the rolling element 5.
  • This sealed bearing is a deep groove ball bearing.
  • the internal space 7 is lubricated with lubricating oil (not shown; hereinafter the same) supplied from the outside.
  • Lubricating methods include, for example, a splashing method in which lubricating oil is applied to the bearing with a seal, and an oil bath method in which the lower portion of the bearing with a seal is immersed in an oil bath.
  • An appropriate amount of grease may be filled in the internal space 7 as an initial lubricant.
  • the rotating shaft S is provided as a rotating part provided in any one of, for example, a vehicle transmission, differential, constant velocity joint, propeller shaft, turbocharger, machine tool, wind power generator, and wheel bearing.
  • the direction along the bearing center axis (not shown, hereinafter the same) of the bearing with seal will be referred to as the "axial direction”.
  • a direction orthogonal to the axial direction is called a “radial direction”.
  • the circumferential direction around the bearing center axis is called the “circumferential direction”.
  • the bearing center axis is the center axis of the inner ring 3 which is a rotating ring, and corresponds to the left-right direction in the figure.
  • a seal groove 8 for holding the seal member 2 is formed at the end of the inner circumference of the outer ring 4 .
  • the seal member 2 is attached to the outer ring 4 by press-fitting its outer peripheral edge into the seal groove 8 .
  • the sealing member 2 is for preventing foreign matter from entering the internal space 7 from the outside.
  • the sealing member 2 has a core metal 9 made of a metal plate and a seal lip 10 formed in an annular shape.
  • the cored bar 9 is a press-worked part that is annularly formed and continues in the circumferential direction.
  • the seal lip 10 is made of vulcanized rubber. Examples of rubber materials include nitrile rubber (NBR), acrylic rubber (ACM), and fluororubber (FKM).
  • a seal sliding surface 11 that slides on the seal lip 10 in the circumferential direction is formed on the outer circumference of the inner ring 3 .
  • the seal sliding surface 11 is in the shape of a cylindrical surface that continues along the entire circumferential direction.
  • the seal lip 10 is a radial lip.
  • the radial lip is a seal lip that exerts a sealing action with a seal sliding surface along the axial direction or a seal sliding surface having an acute angle gradient of 45° or less with respect to the axial direction. It has a radial interference between it and the moving surface.
  • FIG. 2 shows the cross-sectional shape (shape at the time of molding) when the seal lip 10 is in a natural state by itself.
  • the seal lip 10 has an annular waist portion which is radially continuous with a constant width in the axial direction, and a head portion which is shaped like a projecting piece that curves outward from the waist portion.
  • the head of the seal lip 10 has a leading edge that defines the inner diameter of the seal lip 10 in the state of FIG. 1, the seal lip 10 is pressed against the seal sliding surface 11 due to the interference with the seal sliding surface 11, and deforms rubber-like elastically to the outside. , produces a straining force of the seal lip 10 . Mounting errors, manufacturing errors, etc. of the seal member 2 are absorbed by changes in the degree of bending of the seal lip 10 .
  • FIG. 3 shows an enlarged left side view of the vicinity of the head portion of the seal lip 10 in FIG.
  • FIG. 4 shows an enlarged view of the vicinity of the head portion of the seal lip 10 of FIG.
  • FIG. 5 shows an enlarged right side view of the vicinity of the head portion of the seal lip 10 of FIG.
  • the seal lip 10 has a plurality of projections 12 arranged in the circumferential direction.
  • the protrusions 12 extend in a direction orthogonal to the circumferential direction. Each protrusion 12 is located in a line with a fixed pitch in the circumferential direction. The entire length of the protrusion 12 extends over the entire range with a radial interference between the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 .
  • the overall shape of the seal lip 10 is rotationally symmetrical corresponding to the pitch of the protrusions 12 .
  • the protrusion 12 has a height in a direction perpendicular to the seal sliding surface 11 on a virtual plane including the bearing center axis.
  • the protrusion 12 stretches against the straining force of the seal lip 10. - ⁇ As a result, as shown in FIGS. 4 and 5 , a gap 13 communicating with the internal space 7 and the outside is generated between the protrusions 12 adjacent in the circumferential direction and between the seal sliding surface 11 and the seal lip 10 .
  • the channel cross-sectional height of the gap 13 corresponds to the radial distance between the seal sliding surface 11 and the lip portion connecting the protrusions 12 adjacent in the circumferential direction.
  • the seal lip 10 slides on the seal sliding surface 11 only on the plurality of protrusions 12, and the lip portion connecting the protrusions 12 adjacent in the circumferential direction is kept in a non-contact state with the seal sliding surface 11. It's like
  • the protrusion 12 has a shape such that it gradually moves away from the seal sliding surface 11 from the center portion in the circumferential direction of the protrusion 12 toward both sides in the circumferential direction. Therefore, the protrusion 12 forms a wedge-shaped gap with the seal sliding surface 11 that is large on the gap 13 side and small on the protrusion 12 side.
  • the projection 12 has a corner portion 12a formed from the root on one side in the circumferential direction of the projection 12, a corner portion 12b formed from the root on the other side in the circumferential direction of the projection 12, and a tip of the projection 12 extending from the corner portions 12a and 12b. It is composed of a top portion 12c that continues up to.
  • the corner portions 12a and 12b are each formed into a curved surface that gradually widens the circumferential width W of the projection 12 from the middle portion in the height direction of the projection 12 to the root of the projection 12 toward the root side.
  • the height h1 of the projections 12 refers to the difference in height from the lip portion connecting the circumferentially adjacent projections 12 to the tip of the projection 12 on a virtual plane orthogonal to the central axis of the bearing.
  • the height direction of the protrusion 12 is the straight line direction forming the height h1 on the same imaginary plane
  • the circumferential width W of the protrusion 12 is the circumference between both ends of the protrusion 12 in the circumferential direction on the same imaginary plane. Refers to directional length.
  • All of the projections 12 are solid portions and have a symmetrical shape with respect to an imaginary plane perpendicular to the bearing center axis and passing through the bisector of the width W in the circumferential direction.
  • the height h 1 of the protrusion 12 is constant over the entire length of the protrusion 12 .
  • the corner portions 12a and 12b each have a rounded corner shape when viewed from the gap 13 side.
  • the top portion 12c has an arcuate shape extending between the corner portions 12a and 12b.
  • the curvature radius R1 of the top portion 12c and the curvature radius R2 of the corner portions 12a and 12b are set so that the ratio of the corner portions 12a and 12b to the height h1 of the projection 12 is 30% or less. . That is, the value of the height h2 of the corner portions 12a and 12b is 0.3h1 or less .
  • the corner portions 12a and 12b are formed over the entire length of the projection 12, respectively.
  • the corner portions 12a and 12b are protruding when the top portions 12c of the protrusions 12 are dragged in the circumferential direction against the seal sliding surface 11 when the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 are in a lubricating state in which a solid contact area exists between the protrusions 12 and the seal sliding surface 11.
  • the purpose is to improve the strength of the protrusion 12 so that elastic deformation of the protrusion 12 from the vicinity of the root can be suppressed.
  • FIG. 6 shows the measurement results of the 70Hs rubber test piece
  • FIG. 7 shows the measurement result of the 75Hs rubber test piece.
  • the reciprocating motion starts about 5 seconds after the measurement time (horizontal axis). Comparing the changes in the coefficient of friction ⁇ in the graphs of Figs. It is remarkably small compared to the amount of change in the coefficient. Therefore, it can be seen that improving the strength of the rubber portion is effective in suppressing the stick-slip phenomenon.
  • the corner portions 12a and 12b illustrated in FIG. 5 each have a corner R shape forming a single arcuate surface shape, but the circumferential width W of the projection 12 is expanded near the root and the stress concentration at the root is alleviated.
  • the strength of the projection 12 is improved from the viewpoint of resistance to deformation of the projection 12 against dragging in the circumferential direction, and the projection 12 and the seal slide in a lubricated state where a solid contact area exists.
  • the stick-slip phenomenon can be suppressed between the surfaces 11, and ideally, a curved shape that does not cause the stick-slip phenomenon should be formed.
  • the top portion 12c of the projection 12 has a region generally along the seal sliding surface 11 on a virtual plane including the bearing center axis. This region has a width in the direction along the seal sliding surface 11 (corresponding to the axial direction in the illustrated example). Therefore, there is a wedge effect when the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 slide along with the rotation of the bearing, that is, when the protrusion 12 drags the lubricating oil in the gap 13 in the circumferential direction between the seal sliding surface 11 and the protrusion 12.
  • the area where the oil film is interposed between the top portion 12c of the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 is a predetermined or more area in the direction along the seal sliding surface 11 on the imaginary plane of the figure. occurs in finite length L.
  • Such a sliding portion between the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 is considered to occur in a contact elliptical shape based on Hertz's theory of elastic contact.
  • the shear resistance of the lubricating oil between the rounded top portion 12c of the projection 12 and the seal sliding surface 11 is suppressed as described above, and the circumference of the projection 12 is reduced. Since the projection 12 is prevented from cutting off the oil film by avoiding sharpening of the central portion in the direction, the wedge effect promotes the formation of the oil film effectively. Therefore, when the peripheral speed of the relative rotation of the projection 12 and the seal sliding surface 11 becomes more than a certain value due to the rotation of the bearing, the oil film thickness between the projection 12 and the seal sliding surface 11 is , and each protrusion 12 and the seal sliding surface 11 are completely separated by an oil film, resulting in a fluid lubrication state.
  • a fluid lubrication state in which the seal lip 10 and the seal sliding surface 11 are completely separated by an oil film can be achieved.
  • the sealing torque of the seal member 2 can be reduced to the same level as that of a non-contact type seal, thereby suppressing the temperature rise of the sealed bearing and preventing the adsorption action of the seal lip 10. can.
  • the peripheral speed is less than a certain value after the bearing is stopped, microscopically, a boundary lubrication state or a mixed lubrication state including a solid contact area occurs.
  • sealed bearings are typically lubricated by any suitable method, such as a splash, oil bath, or the like. Therefore, lubricating oil supplied from the outside exists around the seal lip 10 .
  • the lubricating oil is also commonly used for other lubricating parts such as gears present in the transmission.
  • the lubricating oil is circulated by an oil pump and filtered by an oil filter provided in the circulation path. If a large foreign matter with a grain size exceeding 0.05 mm enters the internal space 7, it is considered to have an adverse effect on the life of the bearing.
  • By setting the height of the protrusion 12 to 0.07 mm or less, it is possible to create a gap 13 through which such a large foreign matter cannot easily pass.
  • the height h1 of the projections 12 is 0.07 mm or less, for example, the interval between the projections 12 adjacent in the circumferential direction is 0.3 mm or more and 2.6 mm or less, and the circumferential width W of the projections 12 is 0.2 mm or more. 0 mm or less, and the radius of curvature R1 of the top portion 12c of the protrusion 12 can be set in the range of 0.15 mm or more and less than 2.0 mm. In this example, when the oil temperature is 30 to 120° C.
  • the dimensionless number determined by Greenwood-Johnson is In the lubrication region diagram (Johnson chart) based on the viscous parameter gv and the elastic parameter ge, either the constant viscosity-rigid region (RI mode) or the constant viscosity-elastic region (EI mode, soft EHL) It is considered to be in the lubrication mode, that is, the fluid lubrication state described above.
  • the minimum oil film thickness h is obtained based on elastohydrodynamic lubrication theory.
  • the combined roughness ⁇ ⁇ ((Rq 1 2 +Rq 2 2 )/2).
  • Rq 1 is the root-mean-square roughness of the seal sliding surface 11 forming the aforementioned sliding portion.
  • Rq2 is the root-mean-square roughness of the surface of the projection 12, and the root-mean-square roughness is the value ( ⁇ m) of the root-mean-square roughness Rq defined in JIS (B0601:2013).
  • the oil film parameter ⁇ depends on the synthetic roughness ⁇ , and the smaller the synthetic roughness ⁇ , the thicker the oil film can be.
  • synthetic roughness ⁇ of 0.9 ⁇ m transmission oil (30 cst, 40° C.) as lubricating oil, ambient temperature of 20° C., and peripheral speed of 0.2 m/s
  • the oil lubrication mode was determined using a Johnson chart.
  • the minimum oil film thickness h was 2.8 ⁇ m
  • the oil film parameter ⁇ was 3 or more
  • the lubrication mode was the EI mode. Therefore, if the combined roughness ⁇ of the protrusion 12 and the seal sliding surface 11 is 0.9 ⁇ m or less, it is expected that the bearing will reliably be in a fluid lubricating state in the actual usage range.
  • the seal lip 10 and the seal sliding surface 11 can be in a state of fluid lubrication by the plurality of projections 12 of the seal lip 10 . Since the corner portions 12a and 12b are curved in a direction to gradually widen the circumferential width W of the projection 12 from the intermediate portion in the height direction to the root, the strength of the vicinity of the root of the projection 12 is improved and the rolling resistance is improved. At the beginning of rotation after the bearing 1 is stopped, it is possible to suppress the stick-slip phenomenon of the protrusion 12 by suppressing the elastic deformation when the protrusion 12 is dragged in the circumferential direction in the solid contact area with the seal sliding surface 11. can.
  • the seal lip 10 can be used in places where the transmission stationary state, that is, the stop state of the rotating part (rotating shaft S) supported by the sealed bearing, such as idling stop vehicles, which have been increasing in recent years, frequently occurs. and the static friction coefficient between the seal sliding surface 11 and the starting torque of the sealed bearing can be reduced.
  • the ratio of the corner portions 12a and 12b to the height h1 of the projection 12 is 30% or less. It is possible to form a sufficient wedge-shaped gap to maintain fluid lubrication between the top portion 12c of the projection 12 and the seal sliding surface 11 even when the rolling bearing 1 rotates at a low speed.
  • the projection 12 since the projection 12 has the corner portions 12a and 12b on both sides in the circumferential direction of the projection 12, the circumferential width W can be widened to both sides in the vicinity of the root of the projection 12 to improve the strength. .
  • the entire length of the projection 12 can be utilized without waste to improve the strength of the vicinity of the base of the projection 12. .
  • the combined roughness ⁇ of the projection 12 and the seal sliding surface 11 is 0.9 ⁇ m or less, so that the sliding portion of the projection 12 and the seal sliding surface 11 can be moved even at extremely low peripheral speeds. It is suitable for creating a fluid lubricating state in which no stick-slip phenomenon occurs.
  • the sealing member is composed of a metal core and a vulcanized rubber material, but the present invention is applicable to a sealing member made of a single material such as a rubber material or a resin material. It is also possible to
  • the present invention is applied to a seal lip (axial lip) that exhibits a sealing action with a seal sliding surface having a gradient exceeding 45° with respect to the axial direction. It is also possible to
  • an inner ring rotating radial ball bearing was exemplified, but the present invention can also be applied to an appropriate type such as an outer ring rotating bearing, a thrust bearing, or a roller bearing.
  • an outer ring rotating bearing a thrust bearing
  • a roller bearing a roller bearing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)

Abstract

シールリップの複数の突起によってシールリップとシール摺動面間を流体潤滑状態にすることが可能なシール付軸受において、突起のスティックスリップ現象を抑制する。突起（１２）は、突起（１２）の高さ方向の中間部位から根元まで突起（１２）の周方向幅Ｗを根元側に向かって次第に広くする方へ湾曲したコーナー部（１２ａ、１２ｂ）を有する。これにより、突起（１２）の根元付近の強度を向上させてスティックスリップ現象を抑制する。

Description

シール付軸受
　この発明は、転がり軸受及びシール部材を備えるシール付軸受に関する。
　転がり軸受の早期破損を防止するため、シール部材が利用されている。例えば、自動車、各種建設用機械等の車両に搭載されたトランスミッション内にはギアの摩耗粉等の異物が混在するため、シール部材により、摩耗粉等の軸受内部への侵入を防止している。
　一般に、シール部材は、ゴム状材料等で環状に形成されたシールリップを有する。軌道輪、スリンガ等、軸受回転に伴ってシール部材に対して周方向に相対回転する相手部品には、シールリップと摺接するシール摺動面が形成されている。
　一般的なシール部材は、シールリップとシール摺動面が全周で滑り接触し、微視的には固体接触領域を伴っている。シールリップの引き摺り抵抗（シールトルク）は、軸受トルクの上昇を招く。また、その滑り接触は、転がり軸受の温度上昇の一因となる。また、軸受内部が外部に対してシール部材で閉塞されるので、軸受内部と外部間の圧力差によってシールリップがシール摺動面に押し付けられる吸着作用が生じてシールトルクが増大することがある。これらのことから、一般的なシール部材では、軸受の高速運転に限界がある。
　シール部材のシールリップを相手部品と非接触に配置し、ラビリンスシールを形成すれば、シールトルクを無くすことは可能だが、シール部材及び相手部品間の隙間の大きさについて所定粒径の異物侵入を防止できるような各種誤差の管理が難しい。
　これに対し、シールリップが周方向に並んだ複数の突起を有し、これら複数の突起が周方向に隣り合う突起同士の間を通じて軸受内部と外部に連通する隙間を生じさせ、かつ軸受回転に伴って隙間から突起とシール摺動面間に引き摺り込まれる潤滑油の油膜によってシールリップ及びシール摺動面間を流体潤滑状態にすることができるシール付軸受が提案されている（特許文献１）。
　特許文献１のシール付軸受は、所定粒径の異物侵入を防ぐことが可能な隙間を通じて転がり軸受の内部空間と外部間での潤滑油の流通を許すことにより、シール摺動面上での潤滑油を潤沢とし、軸受回転に伴って潤滑油を突起とシール摺動面間に引き摺り込ませる際のくさび効果により、油膜を厚く形成して各突起とシール摺動面を油膜で完全に分離させ、シールリップとシール摺動面間を流体潤滑状態にすることができる。このため、特許文献１のシール付軸受によれば、所定粒径の異物侵入を防ぎつつ軸受の高速運転に対応可能でありながら、シールトルクを著しく低減することができる。
国際公開第２０１６／１４３７８６号
　特許文献１のシールリップは、軸受停止時から軸受回転速度が所定以上になるまでの間（突起とシール摺動面の相対的な周速が一定未満のとき）は、突起とシール摺動面間が流体潤滑状態にならず、固体接触領域を含む境界潤滑又は混合潤滑状態にある。このため、軸受停止時からの回転当初、固体接触領域で突起がシール摺動面に対して周方向に引き摺られることになる。
　しかしながら、特許文献１のシールリップは、その突起の根元が隙間側から視て角になっているため、軸受停止時からの回転当初、シール摺動面との固体接触領域において引き摺られる突起の弾性変形により、静摩擦で発生するゴム特有のシャルマック波のような不均一なスティックスリップ現象を起こす可能性がある。
　上述の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、シールリップの複数の突起によってシールリップとシール摺動面間を流体潤滑状態にすることが可能なシール付軸受において、突起のスティックスリップ現象を抑制することである。
　上記の課題を達成するため、この発明は、転がり軸受の内部空間を外部に対して密封するシール部材と、前記シール部材に対して周方向に摺動するシール摺動面とを備え、前記シール部材は、環状に形成されたシールリップを有し、前記シールリップは、周方向に並んだ複数の突起を有し、前記複数の突起は、周方向に隣り合う前記突起同士の間を通じて前記内部空間と外部に連通する隙間を生じさせ、かつ軸受回転に伴って前記隙間から前記突起と前記シール摺動面間に引き摺り込まれる潤滑油の油膜によって前記シールリップ及び前記シール摺動面間を流体潤滑状態にすることが可能な態様で形成されているシール付軸受において、前記突起は、当該突起の高さ方向の中間部位から根元まで当該突起の周方向幅を根元側に向かって次第に広くする方へ湾曲したコーナー部を有する構成を採用した。
　上記構成によれば、突起の高さの中間部位から根元までの範囲が周方向幅を広くするように湾曲したコーナー部になっているので、突起の根元付近の強度が向上させられるので、軸受停止時からの回転当初、シール摺動面との固体接触領域において突起が周方向に引き摺れた際の弾性変形を抑制し、ひいては突起のスティックスリップ現象を抑制することができる。
　前記突起の高さに占める前記コーナー部の割合は、３０％以下であるとよい。軸受の低速回転時から突起とシール摺動面間を流体潤滑状態にするには、突起とシール摺動面間のくさび状隙間で適切なくさび効果を得ると共に、突起の頂上で油膜を切らないようにする必要がある。このため、突起の頂上から中間部位の間には、シール摺動面から次第に遠ざかる湾曲面状を十分に形成しなければならない。突起の高さに占めるコーナー部の高さの割合を３０％以下とすることにより、コーナー部の高さを不必要に大きくせず、十分なくさび状隙間を形成することができる。
　また、前記突起は、当該突起の周方向両側にそれぞれ前記コーナー部を有するとよい。このようにすると、突起の根元付近で周方向幅を両側へ広げて強度を向上させることができる。
　また、前記コーナー部は、前記突起の全長に亘って形成されているとよい。このようにすると、突起の全長を無駄なく活用して突起の根元付近の強度を向上させることができる。
　また、前記突起と前記シール摺動面の合成粗さσは、０．９μｍ以下であるとよい。このようにすると、突起とシール摺動面の摺動部を極めて低周速のときからスティックスリップ現象の起こらない流体潤滑状態にするのに好適である。
　この発明は、上記構成を採用することにより、シールリップの複数の突起によってシールリップとシール摺動面間を流体潤滑状態にすることが可能なシール付軸受において、突起のスティックスリップ現象を抑制することができる。
この発明の実施形態に係るシール付軸受を示す断面図 図１のシールリップの自然状態を示す部分断面図 図２の突起付近の拡大左側面図 図１の突起付近の拡大図 図１の突起付近の拡大右側面図 ゴム強度が７０Ｈｓの試験片での摩擦係数の測定結果を示すグラフ ゴム強度が７５Ｈｓの試験片での摩擦係数の測定結果を示すグラフ
　この発明の実施形態に係るシール付軸受を添付図面の図１～図６に基づいて説明する。
　図１に示すこのシール付軸受は、転がり軸受１と、転がり軸受１の両側に配置された二つのシール部材２とを備える。
　転がり軸受１は、内輪３と、外輪４と、内輪３と外輪４との間に介在する所定数の転動体５と、所定数の転動体５を保持する保持器６とで構成されている。シール部材２は、転がり軸受１の内部空間７を外部に対して密封する。この密封の目的は、このシール付軸受の周囲である外部の異物が内外輪３、４間の内部空間７に侵入することを抑制して転がり軸受１の早期損傷を防止することであり、内部空間７を液密に密封することではない。
　内輪３及び外輪４は、転動体５に対応の軌道面を有する。内輪３は、回転軸Ｓに取り付けられ、回転軸Ｓと一体に回転する。外輪４は、ハウジング、ギア等、回転軸からの荷重を負荷させる部材に取り付けられる。転動体５は、内輪３及び外輪４間に介在しながら公転する。
　転動体５として、玉が採用されている。このシール付軸受は、深溝玉軸受となっている。
　内部空間７は、外部から供給される潤滑油（図示省略。以下、同じ。）によって潤滑される。潤滑方式としては、例えば、潤滑油をシール付軸受に掛けるはね掛け方式、又はシール付軸受の下部をオイルバスに漬ける油浴方式が挙げられる。初期潤滑剤として内部空間７に適量のグリースが封入されていてもよい。
　回転軸Ｓは、例えば、車両のトランスミッション、ディファレンシャル、等速ジョイント、プロペラシャフト、ターボチャージャ、工作機械、風力発電機及びホイール軸受の中のいずれか一つに備わる回転部として設けられる。
　なお、以下では、シール付軸受の軸受中心軸（図示省略、以下、同じ。）に沿った方向を「軸方向」という。軸方向に直交する方向を「径方向」という。軸受中心軸回りの円周方向を「周方向」という。図示例において、軸受中心軸は、回転輪とする内輪３の中心軸であり、同図において左右方向に相当する。
　外輪４の内周の端部に、シール部材２を保持するシール溝８が形成されている。シール部材２は、その外周縁をシール溝８に圧入することにより、外輪４に取り付けられる。
　このシール付軸受を囲む外部には、ギアの摩耗粉、クラッチの摩耗粉、微小砕石等、このシール付軸受の組み込み先に応じた異物が存在する。このような粉状の異物は、潤滑油や雰囲気の流れによってシール部材２付近に到達し得る。シール部材２は、外部から内部空間７への異物侵入を抑制するためのものである。
　シール部材２は、金属板製の芯金９と、環状に形成されたシールリップ１０とを有する。芯金９は、周方向に連なる環状に形成されたプレス加工部品になっている。シールリップ１０は、加硫成形されたゴム材により形成されている。ゴム材として、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等が挙げられる。
　内輪３の外周には、シールリップ１０に対して周方向に摺動するシール摺動面１１が形成されている。シール摺動面１１は、周方向全周に連続する円筒面状になっている。
　シールリップ１０は、ラジアルリップになっている。ここで、ラジアルリップは、軸方向に沿ったシール摺動面又は軸方向に対して４５°以内の鋭角の勾配をもったシール摺動面と密封作用を奏するシールリップであって、当該シール摺動面との間に径方向の締め代をもったもののことをいう。
　図２は、シールリップ１０が単独で自然な状態ときの断面形状（成形時の形状）を示す。シールリップ１０は、軸方向に一定の幅で径方向に連続する円環状に形成された腰部と、腰部から外部側へ曲がる突片状に形成された頭部とを有する。
　シールリップ１０の頭部は、図２の状態においてシールリップ１０の内径を規定する先端縁を有する。シール部材２を図１の所定配置に取り付けると、シールリップ１０は、シール摺動面１１に対する締め代により、シール摺動面１１に押し付けられて、外部側へ曲がったゴム状弾性の変形を生じ、シールリップ１０の緊迫力を生む。シール部材２の取り付け誤差、製造誤差等は、シールリップ１０の撓み具合の変化によって吸収される。
　図３は、図２のシールリップ１０の頭部付近の左側面視を拡大して示す。図４は、図１のシールリップ１０の頭部付近を拡大して示す。図５は、図１のシールリップ１０の頭部付近の右側面視を拡大して示す。
　図３～図５に示すように、シールリップ１０は、周方向に並んだ複数の突起１２を有する。
　図３に示すように、突起１２は、周方向に直交する方向に延びている。各突起１２は、周方向に一定のピッチで並んでいる。突起１２の全長は、シール摺動面１１との間に径方向の締め代をもった範囲の全域に亘っている。シールリップ１０の全体的な形状は、突起１２のピッチに対応した回転対称形になっている。
　図１のようにシール部材２を転がり軸受１に取り付ける際、複数の突起１２がシール摺動面１１に接触する。突起１２は、軸受中心軸を含む仮想平面上においてシール摺動面１１に対して直角な方向に高さをもつ。突起１２がシールリップ１０の緊迫力に抗して突っ張る。これにより、図４、図５に示すように、周方向に隣り合う突起１２同士の間かつシール摺動面１１とシールリップ１０との間において、内部空間７と外部に連通する隙間１３が生じさせられる。隙間１３の流路断面高さは、周方向に隣り合う突起１２同士を繋ぐリップ部分とシール摺動面１１との間の径方向距離に相当する。シールリップ１０は、複数の突起１２上でのみシール摺動面１１と摺動し、周方向に隣り合う突起１２同士を繋ぐリップ部分は、シール摺動面１１と非接触の状態に保たれるようになっている。
　突起１２は、図５に示すように、突起１２の周方向中央部から周方向両側に向かって次第にシール摺動面１１から遠ざかる形状になっている。このため、突起１２は、隙間１３側で大、突起１２側で小となるくさび状隙間をシール摺動面１１との間に形成する。
　突起１２は、突起１２の周方向一方側の根元から形成されたコーナー部１２ａと、突起１２の周方向他方側の根元から形成されたコーナー部１２ｂと、コーナー部１２ａ、１２ｂから突起１２の先端まで連続する頂部１２ｃとで構成されている。
　コーナー部１２ａ、１２ｂは、それぞれ突起１２の高さ方向の中間部位から突起１２の根元まで突起１２の周方向幅Ｗを根元側に向かって次第に広くする方へ曲がる曲面状に形成されている。
　ここで、突起１２の高さｈ１は、軸受中心軸に直交する仮想平面上において、周方向に隣り合う突起１２同士を繋ぐリップ部分から突起１２の先端までの高低差のことをいい、突起１２の高さ方向は、同仮想平面上において、その高さｈ１を成す直線方向のことをいい、突起１２の周方向幅Ｗは、同仮想平面上において突起１２の周方向両端間の周方向長さのことをいう。
　突起１２の全部は、中実部であって、軸受中心軸に直交しかつ周方向幅Ｗの二等分位置を通る仮想平面を境とした面対称形状になっている。突起１２の高さｈ１は、突起１２の全長に亘って一定になっている。
　コーナー部１２ａ、１２ｂは、それぞれ隙間１３側から視て隅Ｒ状を成している。頂部１２ｃは、コーナー部１２ａ、１２ｂ間に亘る円孤面状を成している。頂部１２ｃの曲率半径のＲ１と、コーナー部１２ａ、１２ｂの曲率半径Ｒ２は、突起１２の高さｈ１に占めるコーナー部１２ａ、１２ｂの割合が３０％以下となるように設定されている。すなわち、コーナー部１２ａ、１２ｂの高さｈ２の値は、０．３ｈ１以下である。
　コーナー部１２ａ、１２ｂは、それぞれ突起１２の全長に亘って形成されている。
　コーナー部１２ａ、１２ｂは、突起１２とシール摺動面１１間の固体接触領域が存在する潤滑状態のとき、突起１２の頂部１２ｃがシール摺動面１１に対して周方向に引き摺られることで突起１２が根元付近から弾性変形することを抑制することができるように突起１２の強度を向上させるためのものである。
　突起１２の強度を向上させることがシャルマック波のようなスティックスリップ現象を抑制することに有効であるか判断するための試験を行った。その試験は、ＪＩＳ　Ｐ８１４７：２０１０に準拠した方法で行った。各測定では、所定のショア硬さを示すゴム試験片の往復運動を３回連続で実施したときの摩擦係数μを測定した。７０Ｈｓのゴム試験片での測定結果を図６に示し、７５Ｈｓのゴム試験片での測定結果を図７に示す。図６、図７において、往復運動の開始は、測定時間（横軸）の約５秒後からである。図６、図７のグラフで摩擦係数μの変化を比較すると、７５Ｈｓのゴム試験片での摩擦係数の変化量（すなわち、静止摩擦係数と動摩擦係数の差）は、７０Ｈｓのゴム試験片の摩擦係数の変化量に比して顕著に小さい。したがって、ゴム部の強度を向上させることがスティックスリップ現象の抑制に有効であることが分かる。
　図５に例示するコーナー部１２ａ、１２ｂは、それぞれ単一円弧面状を成す隅Ｒ状としたが、突起１２の周方向幅Ｗを根元付近で拡大しつつ、根元での応力集中を緩和する角のない湾曲状を成せば、周方向への引き摺りに対する突起１２の耐変形性の観点から突起１２の強度向上を図って、固体接触領域が存在する潤滑状態のときに突起１２とシール摺動面１１間でスティックスリップ現象を抑制することができ、理想的には、スティックスリップ現象が発生しない湾曲状を成せばよい。
　突起１２の頂部１２ｃは、図４に示すように、軸受中心軸を含む仮想平面上において、概ねシール摺動面１１に沿った領域をもつ。この領域は、シール摺動面１１に沿った方向（図示例においては軸方向に相当）に幅をもって存在する。このため、軸受回転に伴う突起１２とシール摺動面１１の摺動部、すなわち、突起１２が隙間１３内の潤滑油をシール摺動面１１との間に周方向に引き摺り込む際のくさび効果によって油膜形成が促進され、突起１２の頂部１２ｃとシール摺動面１１との間に油膜が介在させられる領域は、同図の仮想平面上においてシール摺動面１１に沿った方向に所定以上の有限長Ｌで生じる。このような突起１２とシール摺動面１１の摺動部は、Ｈｅｒｔｚの弾性接触理論に基づく接触楕円状に生じると考えられる。
　突起１２とシール摺動面１１の摺動部では、前述のように丸まった突起１２の頂部１２ｃとシール摺動面１１との間での潤滑油のせん断抵抗が抑えられつつ、突起１２の周方向中央部が鋭利になることを避けて突起１２による油膜切りが防止されるので、くさび効果によって油膜形成が効果的に促される。このため、軸受回転によって突起１２とシール摺動面１１の相対回転の周速が一定以上になると、突起１２とシール摺動面１１間の油膜厚さは、突起１２とシール摺動面１１間の合成粗さσを余裕で上回り、各突起１２とシール摺動面１１が油膜で完全に分離させられた流体潤滑状態になる。これにより、シールリップ１０とシール摺動面１１間を油膜で完全に分離させた流体潤滑状態にすることができる。このような流体潤滑状態になれば、シール部材２によるシールトルクを非接触式のシールと同等まで低減し、ひいてはシール付軸受の温度上昇を抑制し、シールリップ１０の吸着作用を防止することができる。なお、軸受停止時から前述の周速が一定未満のとき、微視的には固体接触領域を含む境界潤滑状態ないし混合潤滑状態となる。
　例えば、車両のトランスミッション内の回転部を支持する用途では、一般に、跳ねかけ、オイルバス等の適宜の方式でシール付軸受に給油される。よって、シールリップ１０の周辺には、外部から供給される潤滑油が存在している。その潤滑油は、トランスミッション内に存在するギア等の他の潤滑部分でも共通に用いられる。その潤滑油は、オイルポンプで循環されており、その循環経路に設けられたオイルフィルタによって濾過される。粒径０．０５ｍｍを超える大きな異物が内部空間７に侵入すると、軸受寿命に悪影響を及ぼすと考えられる。突起１２の高さを０．０７ｍｍ以下に設定すれば、そのような大きな異物が容易に通過できない隙間１３を生じさせることができる。突起１２の高さｈ１が０．０７ｍｍ以下の場合、例えば、周方向に隣り合う突起１２同士の間隔が０．３ｍｍ以上２．６ｍｍ以下、突起１２の周方向幅Ｗが０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、かつ突起１２の頂部１２ｃの曲率半径Ｒ１を０．１５ｍｍ以上２．０ｍｍ未満の範囲に設定することができる。この例では、その油温３０～１２０℃、シールリップ１０とシール摺動面１１の相対的な周速が０．２ｍ／ｓ以上の場合に、計算上、Ｇｒｅｅｎｗｏｏｄ－Ｊｏｈｎｓｏｎの決めた無次元数である粘性パラメータｇｖと弾性パラメータｇｅに基づく潤滑領域図（Ｊｏｈｎｓｏｎチャート）において等粘度-剛体領域（Ｒ－Ｉモード）又は等粘度-弾性体領域（Ｅ－Ｉモード，ソフトＥＨＬ）のいずれかの潤滑モード、すなわち前述の流体潤滑状態になると考えられる。
　なお、前述の間隔が２．６ｍｍの場合、突起１２とシール摺動面１１との間には、計算上、約３μｍの油膜が形成され、２．６ｍｍより小さい場合に油膜が厚くなる傾向がある。また、前述の間隔が２．６ｍｍ以下では、軸受回転トルクが低下傾向（すなわちシールトルクの低下傾向）を示す。前述の間隔が０．３ｍｍ未満では、ボールエンドミルで金型に突起１２を成形するための転写面を加工することが困難になる。金型での成形を考慮すると、突起１２の頂部１２ｃの曲率半径Ｒ１を０．１５ｍｍ以上２．０ｍｍ未満に設定することが好ましい。突起１２の周方向幅Ｗが曲率半径Ｒ１に相関するので、突起１２の周方向幅Ｗを０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に設定することが好ましい。
　ここで、油膜パラメータΛ≧３であれば、摺動部の潤滑モードは流体潤滑状態であると考えられる。油膜パラメータΛは、摺動部での最小油膜厚さｈに対する合成粗さσの比であり、Λ＝ｈ／σである。最小油膜厚さｈは、弾性流体潤滑理論に基づいて求められる。合成粗さσ＝√（（Ｒｑ1 ２＋Ｒｑ2 ２）／２）である。Ｒｑ１は、前述の摺動部を成すシール摺動面１１の二乗平均平方根粗さである。Ｒｑ２は、突起１２の表面における二乗平均平方根粗さとすると、二乗平均平方根粗さは、ＪＩＳ（Ｂ０６０１：２０１３）に規定された二乗平均平方根粗さＲｑの値（μｍ）である。
　油膜パラメータΛは合成粗さσに依存し、合成粗さσが小さいほど油膜を厚くすることができる。前述の周速が極低速のときから突起１２とシール摺動面１１の摺動部を流体潤滑状態とするため、その摺動部における合成粗さσを０．９μｍ以下にすることが好ましい。例えば、合成粗さσが０．９μｍ、潤滑油をミッション油（３０ｃｓｔ，４０℃）、雰囲気温度を２０℃、周速０．２ｍ／ｓの計算条件において、Johnsonチャートによる油潤滑モードを判定したところ、最小油膜厚さｈが２．８μｍ、油膜パラメータΛが３以上となり、潤滑モードがＥ－Ｉモードとなった。したがって、突起１２とシール摺動面１１の合成粗さσが０．９μｍ以下であれば、軸受の実使用領域において確実に流体潤滑状態になることが見込まれる。
　このシール付軸受は、上述のように、シールリップ１０の複数の突起１２によってシールリップ１０とシール摺動面１１間を流体潤滑状態にすることが可能であって、それら突起１２が　突起１２の高さ方向の中間部位から根元まで突起１２の周方向幅Ｗを根元側に向かって次第に広くする方へ湾曲したコーナー部１２ａ、１２ｂを有するので、突起１２の根元付近の強度を向上させ、転がり軸受１の停止時からの回転当初、シール摺動面１１との固体接触領域において突起１２が周方向に引き摺られた際の弾性変形を抑制して、突起１２のスティックスリップ現象を抑制することができる。
　結果的に、このシール付軸受は、近年増加するアイドリングストップ車両のようなミッション静止状態、すなわちシール付軸受が支持する回転部（回転軸Ｓ）の停止状態が頻繁に発生する箇所においてシールリップ１０とシール摺動面１１間の静止摩擦係数を低減させ、シール付軸受の起動トルクの低減を図ることもできる。
　また、このシール付軸受は、突起１２の高さｈ１に占めるコーナー部１２ａ、１２ｂの割合が３０％以下であるので、コーナー部１２ａ、１２ｂの高さｈ２を不必要に大きくせず、転がり軸受１の低速回転時から突起１２の頂部１２ｃとシール摺動面１１間を流体潤滑状態にするのに十分なくさび状隙間を形成することができる。
　また、このシール付軸受は、突起１２が突起１２の周方向両側にそれぞれコーナー部１２ａ、１２ｂを有するので、突起１２の根元付近で周方向幅Ｗを両側へ広げて強度を向上させることができる。
　また、このシール付軸受は、コーナー部１２ａ、１２ｂが突起１２の全長に亘って形成されているので、突起１２の全長を無駄なく活用して突起１２の根元付近の強度を向上させることができる。
　また、このシール付軸受は、突起１２とシール摺動面１１の合成粗さσが０．９μｍ以下であるため、突起１２とシール摺動面１１の摺動部を極めて低周速のときからスティックスリップ現象の起こらない流体潤滑状態にするのに好適である。
　上述の各実施形態では、突起を周方向に均一配置した例を示したが、不均一に配置することも可能である。
　また、上述の各実施形態では、シール部材を芯金と加硫ゴム材とから構成したものを例示したが、この発明は、ゴム材、樹脂材等の単材により形成されるシール部材に適用することも可能である。
　また、上述の各実施形態では、ラジアルリップを例示したが、この発明は、軸方向に対して４５°を超える勾配をもったシール摺動面と密封作用を奏するシールリップ（アキシアルリップ）に適用することも可能である。
　また、上述の各実施形態では、内輪回転のラジアル玉軸受を例示したが、この発明は、外輪回転の軸受、スラスト軸受、ころ軸受等の適宜の形式にも適用することも可能である。また、シール摺動面を回転輪に形成した例を示したが、固定輪に形成する場合にこの発明を適用することも可能である。
　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１　転がり軸受
２　シール部材
７　内部空間
１０　シールリップ
１１　シール摺動面
１２　突起
１２ａ、１２ｂ　コーナー部
１３　隙間

Claims (5)

  1. 　転がり軸受の内部空間を外部に対して密封するシール部材と、前記シール部材に対して周方向に摺動するシール摺動面とを備え、
    　前記シール部材は、環状に形成されたシールリップを有し、前記シールリップは、周方向に並んだ複数の突起を有し、前記複数の突起は、周方向に隣り合う前記突起同士の間を通じて前記内部空間と外部に連通する隙間を生じさせ、かつ軸受回転に伴って前記隙間から前記突起と前記シール摺動面間に引き摺り込まれる潤滑油の油膜によって前記シールリップ及び前記シール摺動面間を流体潤滑状態にすることが可能な態様で形成されているシール付軸受において、
    　前記突起は、当該突起の高さ方向の中間部位から根元まで当該突起の周方向幅を根元側に向かって次第に広くする方へ湾曲したコーナー部を有することを特徴とするシール付軸受。
  2. 　前記突起の高さに占める前記コーナー部の割合は、３０％以下である請求項１に記載のシール付軸受。
  3. 　前記突起は、当該突起の周方向両側にそれぞれ前記コーナー部を有する請求項１又は２に記載のシール付軸受。
  4. 　前記コーナー部は、前記突起の全長に亘って形成されている請求項１から３のいずれか１項に記載のシール付軸受。
  5. 　前記突起と前記シール摺動面の合成粗さσは、０．９μｍ以下である請求項１から４のいずれか１項に記載のシール付軸受。
PCT/JP2022/006376 2021-02-24 2022-02-17 シール付軸受 WO2022181437A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-027389 2021-02-24
JP2021027389A JP2022128915A (ja) 2021-02-24 2021-02-24 シール付軸受

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022181437A1 true WO2022181437A1 (ja) 2022-09-01

Family

ID=83049349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/006376 WO2022181437A1 (ja) 2021-02-24 2022-02-17 シール付軸受

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2022128915A (ja)
WO (1) WO2022181437A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3482845A (en) * 1965-02-22 1969-12-09 Micus Immobiliar Und Finanzier Oil seal
EP3236113A1 (en) * 2016-04-18 2017-10-25 Ford Global Technologies, LLC Improvements in or relating to metal-to-metal sealing
JP2017219058A (ja) * 2016-06-03 2017-12-14 Ntn株式会社 シール付軸受
JP2019074196A (ja) * 2017-10-19 2019-05-16 Ntn株式会社 シール付玉軸受

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3482845A (en) * 1965-02-22 1969-12-09 Micus Immobiliar Und Finanzier Oil seal
EP3236113A1 (en) * 2016-04-18 2017-10-25 Ford Global Technologies, LLC Improvements in or relating to metal-to-metal sealing
JP2017219058A (ja) * 2016-06-03 2017-12-14 Ntn株式会社 シール付軸受
JP2019074196A (ja) * 2017-10-19 2019-05-16 Ntn株式会社 シール付玉軸受

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022128915A (ja) 2022-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6523994B2 (ja) シール付軸受
JP6080845B2 (ja) 摺動部品
WO2016143786A1 (ja) シール付軸受
WO2018047820A1 (ja) シール付軸受
JP6773425B2 (ja) シール付軸受
JP7201752B2 (ja) シール付軸受
JP6786265B2 (ja) シール付軸受
JP6745609B2 (ja) シール付軸受
JP2019074196A (ja) シール付玉軸受
WO2022181437A1 (ja) シール付軸受
JP7240975B2 (ja) シール付軸受
WO2017150609A1 (ja) シール付軸受及び玉軸受
WO2017150544A1 (ja) シール付軸受
WO2022264910A1 (ja) シール付軸受
JP6797719B2 (ja) オイルシール及びシール付軸受
JP7331053B2 (ja) シール付軸受
WO2022202545A1 (ja) シール付軸受
JP6887046B2 (ja) 円すいころ軸受
JP2019157884A (ja) オイルシール及びシール付軸受
JP6725264B2 (ja) 円すいころ軸受
JP6833414B2 (ja) シール付軸受
JP2022139574A (ja) シール付軸受
JP6745608B2 (ja) 玉軸受
JP2019120296A (ja) デファレンシャルケース
JP2018197586A (ja) シール付転がり軸受

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22759476

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22759476

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1