特許 6075977 転がり軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6075977

(24)【登録日】2017年1月20日

(45)【発行日】2017年2月8日

(54)【発明の名称】転がり軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/78 20060101AFI20170130BHJP

   F16C 19/36 20060101ALI20170130BHJP

【ＦＩ】

   F16C33/78 Z

   F16C19/36

【請求項の数】8

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2012-137541(P2012-137541)

(22)【出願日】2012年6月19日

(65)【公開番号】特開2014-1801(P2014-1801A)

(43)【公開日】2014年1月9日

【審査請求日】2015年3月11日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100112575

【弁理士】

【氏名又は名称】田川 孝由

(74)【代理人】

【識別番号】100167380

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 隆

(72)【発明者】

【氏名】山内 清茂

(72)【発明者】

【氏名】曽根 克典

(72)【発明者】

【氏名】山本 直太

【審査官】 上谷 公治

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−２０９２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３２６２７４３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０１９６７６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−２１３４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２７３７１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｃ ３３／７８

Ｆ１６Ｃ １９／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外側軌道輪（１１）と内側軌道輪（１２）との間に転動体（１３）を組み込み、前記外側軌道輪（１１）と前記内側軌道輪（１２）との間に形成された軸受空間の少なくとも一端の開口を樹脂製のシールリング（２０）で覆い、そのシールリング（２０）に形成された通油孔（２２）に樹脂製のフィルタ（２３）が着脱可能に設けられて、そのフィルタ（２３）により潤滑オイルに含まれる異物を捕捉するようになっており、前記シールリング（２０）は前記外側軌道輪（１１）又は前記内側軌道輪（１２）の一方に係止され、前記シールリング（２０）にはそのシールリング（２０）よりも柔らかい素材からなる円環部材（４０）が固定されて、その円環部材（４０）により、前記外側軌道輪（１１）又は前記内側軌道輪（１２）の他方に隙間をもって対向又は当接するリップ部（４１）が構成されており、
前記フィルタ（２３）は、その外縁が樹脂製の枠部材（４２）に一体にインサート成型されており、前記枠部材（４２）が前記シールリング（２０）の通油孔（２２）に着脱自在であり、前記フィルタ（２３）の樹脂の素材は、前記シールリング（２０）の樹脂の素材及び前記枠部材（４２）の樹脂の素材の線膨張係数以上の線膨張係数を有する素材であり、前記フィルタ（２３）が前記シールリング（２０）及び前記枠部材（４２）の膨張量よりも大きく熱膨張するものであり、前記通油孔（２２）の長さ方向に対する前記枠部材（４２）の厚さは前記通油孔（２２）の長さよりも薄く、インサート成型により前記フィルタ（２３）が前記枠部材（４２）に埋め込まれた部分の内縁は、前記通油孔（２２）の内面（２２ａ）よりも内側に位置していることを特徴とする転がり軸受。

【請求項2】

前記シールリング（２０）はガラス繊維強化樹脂製であり、前記円環部材（４０）はゴム製であることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。

【請求項3】

前記円環部材（４０）は、前記シールリング（２０）の外径面に締代をもって嵌合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受。

【請求項4】

前記円環部材（４０）は、前記シールリング（２０）の内側端面（２７ａ）によって、軸受の軸方向への位置決めが成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の転がり軸受。

【請求項5】

前記円環部材（４０）と前記シールリング（２０）の内側端面（２７ａ）との間に寸法調整用部材（２８）を介在させ、その寸法調整用部材（２８）により、前記リップ部（４１）と前記他方との間の締代を調整可能としたことを特徴とする請求項４に記載の転がり軸受。

【請求項6】

前記円環部材（４０）と前記シールリング（２０）との間に、前記円環部材（４０）と前記シールリング（２０）との軸方向への抜け止め機能を発揮する抜け止め手段（４３）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の転がり軸受。

【請求項7】

前記円環部材（４０）と前記シールリング（２０）との間に、前記円環部材（４０）と前記シールリング（２０）との周方向への回り止め機能を発揮する回り止め手段（４４）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の転がり軸受。

【請求項8】

前記シールリング（２０）に断面コの字状のリップ取付部（２７）を設け、そのリップ取付部（２７）に前記円環部材（４０）を装入し、前記円環部材（４０）の内径面（４１ｂ）又は外径面（４１ｅ）、及び、その軸方向一方の側面（４１ａ）を前記リップ取付部（２７）の内面に直接又は間接に当接させ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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【0004】

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フィルタを取付けたものである（例えば、特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平６−３２３３３５号公報

【特許文献2】特開２００２−２５０３５４公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献１，２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。

【0007】

しかし、このような転がり軸受では、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何らかの外力が弾性シール部材に作用した場合、その弾性シール部材が変形したり、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。

【0008】

また、シール性が損なわれないようにし、シールリングの長寿命化を図るためには、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。

【0009】

しかし、弾性シール部材は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。このような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、成形品である弾性シール部材の寸法管理には限界がある。
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。さらには、軸受サイズ（特に弾性シール部材が装着される内外輪間の径方向寸法）が異なる軸受に適用する場合、弾性シール部材を別に用意する必要があり、製造コストの面で不利である。

【0010】

また、上記特許文献１，２に記載されたフィルタ付き転がり軸受では、弾性シール部材に設けた通油孔に対して、フィルタを弾性シール部材に対して接着剤や嵌め込み等により固定していると考えられる。

【0011】

このため、弾性シール部材が熱膨張等で変形することにより、フィルタの固定部分の一部が弾性シール部材から外れたり、あるいは、フィルタが弾性シール部材から完全に外れてしまう等、フィルタの脱落を生じさせることがある。

【0012】

フィルタが脱落すると、そのままでは異物が転がり軸受の内部に侵入しやすくなるので、シールリングの交換が必要となる。シールリングの交換は、少なくとも動力伝達機構の分解を伴う作業となるので、いつでも容易にできるものではない。このため、フィルタは脱落しにくい構造であることが望ましい。

【0013】

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リングに関し、そのフィルタがシールリングから脱落しにくいようにし、且つ、シール性が損なわれないようにすることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

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に転動体を組み込み、前記外側軌道輪と前記内側軌道輪との間に形成された軸受空間の少なくとも一端の開口を樹脂又は金属製のシールリングで覆い、そのシールリングに形成された通油孔にフィルタが着脱可能に設けられて、そのフィルタにより潤滑オイルに含まれる異物を捕捉するようになっており、前記シールリングは前記外側軌道輪又は前記内側軌道輪の一方に係止され、前記シールリングにはそのシールリングよりも柔らかい素材からなる円環部材が固定されて、その円環部材により、前記外側軌道輪又は前記内側軌道輪の他方に隙間をもって対向又は当接するリップ部が構成されていることを特徴とする転がり軸受を採用した。

【0015】

この構成によれば、軌道輪に固定されるシールリングは、リップ部を構成する円環部材に比べて相対的に硬い素材であるので、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、フィルタは、その変形しにくい素材であるシールリングの本体にしっかりと固定され、また、柔らかくて相対的に損傷しやすいリップ部を構成する円環部材のみを、そのシールリングの本体に対して交換可能とすることができる。
したがって、フィルタがシールリングから脱落しにくいようにでき、且つ、シール性が損なわれにくいようにできる。また、シールリングを用いたシール部材及び軸受を長寿命化することができる。

【0016】

さらに、リップ部を構成する円環部材と軌道輪に固定されるシールリングとを別体としたことにより、その円環部材のシールリングに対する軸受幅方向の位置を調整可能とすることもできる。このようにすれば、シールリングのリップ締代を容易に調整することができる。これにより、リップ部が摩耗した場合のリップ締代の再調整ができることに加え、幅寸法が異なる別の型番の軸受にも、シールリングや円環部材を兼用することができる。

【0017】

これらの構成において、前記シールリングと前記円環部材の素材は、前記円環部材が前記シールリングよりも柔らかい素材である限りにおいて自由であるが、例えば、前記シールリングは樹脂又は金属製であり、前記円環部材は、シールリングを構成する樹脂や金属よりも柔らかい素材であるエラストマー材からなる構成、すなわち、ゴム製である構成を採用することができる。
また、このシールリングの素材としては、例えば、ガラス繊維強化樹脂を採用することができる。ガラス繊維強化樹脂は、エラストマー単体に比べて剛性が高く、外力に対して変形しにくい素材である。このため、このような素材を採用すれば、シール性の確保に有効である。

【0018】

これらの各構成において、前記フィルタは、その外縁が枠部材に一体にインサート成型されており、前記枠部材が前記シールリングの通油孔に着脱自在である構成を採用することができる。フィルタが枠部材とともにシールリングに着脱自在であれば、フィルタが目詰まりした場合等において、シールリングからフィルタを取り外して別のフィルタを簡単に装着することができる。このため、フィルタ及び枠部材のみの交換によって、シールリングは継続して利用できる。

【0019】

なお、この枠部材の素材としては、例えば、樹脂、ゴム等を採用することができる。また、これらの各構成におけるフィルタの素材は自由であるが、そのフィルタの素材に、例えば、樹脂又は金属からなる網目状部材である構成を採用することができる。

【0020】

また、前記円環部材は、シールリングの外径面で案内されている構成を採用することができる。特に、前記シールリングの外径面に締代をもって嵌合されている構成を採用することができる。

【0021】

さらに、前記円環部材は、前記シールリングの内側端面によって、軸受の軸方向への位置決めが成されている構成を採用することができる。

【0022】

この構成において、前記円環部材と前記シールリングの内側端面との間に寸法調整用部材を介在させ、その寸法調整用部材により、前記リップ部と前記他方との間の締代を調整可能とした構成を採用することができる。
すなわち、円環部材のシールリングに対する軸方向への相対位置を調整可能とし、シール部材のリップ締代を容易に調整可能とすることができる。これにより、リップ部が摩耗した場合のリップ締代の再調整ができることに加え、幅寸法が異なる別の型番の軸受にも、シールリングや円環部材を兼用することができる。

【0023】

これらの各構成において、前記円環部材と前記シールリングとの間に、前記円環部材と前記シールリングとの軸方向への抜け止め機能を発揮する抜け止め手段が設けられている構成を採用することができる。
また、これらの各構成において、前記円環部材と前記シールリングとの間に、前記円環部材と前記シールリングとの周方向への回り止め機能を発揮する回り止め手段が設けられている構成を採用することができる。
別体で造られたシールリングと円環部材との間に、抜け止め手段や回り止め手段を備えることで、そのシールリングと円環部材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。

【0024】

この抜け止め手段や回り止め手段としては、例えば、前記円環部材と前記シールリングとの径方向当接面、又は、軸方向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、その円環部材とシールリング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、その抜け止め手段や回り止め手段として、円環部材とシールリングとを接着する接着剤を採用することができる。また、前記円環部材が当接するシールリングの当接面を粗面化することにより、抜け止め手段や回り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。また、上記のいずれかの手法を備えることによって、その手法が、抜け止め手段と回り止め手段の両方の機能を発揮するようにしてもよい。

【0025】

これらの各構成において、前記シールリングに断面コの字状のリップ取付部を設け、そのリップ取付部に前記円環部材を装入し、前記円環部材の内径面又は外径面、及び、その軸方向一方の側面を前記リップ取付部の内面に直接又は間接に当接させる構成を採用することができる。
シールリングのリップ取付部の断面形状をコの字状にしたので、シールリングに対する外周側からの外力に対して、円環部材の保護効果がある。また、リップ取付部が断面コの字状であるので、円環部材の固定に接着剤や充填材を用いる場合は、その接着剤や充填材の漏洩防止効果も期待できる。

【0026】

なお、シールリングと円環部材の最大外径が、軸受外輪外径よりも小さく設定されている構成とすることが望ましい。外輪を保持するハウジング等に支障しにくい設計とできるからである。

【0027】

これらの各構成において、前記フィルタを構成する網目状部材は、そのメッシュサイズを０．３ｍｍ〜０．７ｍｍとすることが望ましい。また、特に、そのメッシュサイズを０．５ｍｍとすることが望ましい。

【0028】

すなわち、シールリングに設けたフィルタのメッシュが大きすぎると、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、メッシュを小さくしすぎると、異物でメッシュが目詰まりし、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、メッシュサイズと、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確認した。

【0029】

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メッシュサイズは、０．５ｍｍ以下であることが確認できた。このため、メッシュサイズが０．５ｍｍ以下であれば、軸受の寿命は特に良好である。
なお、メッシュサイズを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、メッシュサイズは０．３ｍｍ以上とすることが望ましい。

【0030】

これらの各構成において、シールリングの内径面の少なくとも一部と、軸受の内側軌道輪とは、締代をもった嵌合とすることができる。

【0031】

また、転がり軸受内のシールリングの使用環境下において、オイル等の温度上昇とともに、そのシールリングは主に外径側に向かって熱膨張する。そして、使用環境下で想定される最高の温度、すなわち、最大の熱膨張量となった状態のシールリングが、その膨張状態でもなお、内側軌道輪との間に有害な異物が入り込む隙間が生じていないことが求められる。

【0032】

その隙間を生じさせない具体的な構成としては、前記シールリングは、少なくとも前記内側軌道輪に係止される係止部と、その係止部から外径側に向かって立ち上がる壁部とを備え、前記シールリングは、その内径側に設けた係止部が、前記内側軌道輪に設けた凹部に入り込むことによって、その熱膨張の際に、前記内側軌道輪に対して熱膨張時に径方向へ移動可能となるように係止されている構成とすることができる。

【0033】

この構成によれば、シールリングの内径側に設けた係止部が、内側軌道輪の凹部に入り込んで係止されており、その係止部と凹部とが係止されている限度内において、シールリングの熱膨張が生じ得るように設定される。すなわち、シールリングに想定される温度環境下では、常に、係止部が凹部に入り込んだ状態が維持されるので、熱膨張後もなお、内側軌道輪との間に有害な異物が入り込む隙間が生じない。

【0034】

なお、シールリングには、その外径側に固定した円環部材によって、外側軌道輪に当接するか、又は、微小間隙をおいて対向するリップ部が設けられている。
例えば、リップ部が外側軌道輪に微小間隙をおいて対向している場合、その微小間隔を通じたオイルの流通は許容される。シールリングの先端がラビリンスシール部を構成する場合等である。しかし、その間隙は微小であるから、転がり軸受側への有害な異物の侵入は阻止されている。また、シールリングの熱膨張によって、その微小間隙が狭くなったり、あるいは閉じたりすることは差し支えない。
また、例えば、リップ部が外側軌道輪に当接している場合、そのリップ部は、シールリングよりも柔らかい素材であるから、シールリングが熱膨張しても、その素材の弾性によって、リップ部の当接は維持される。

【0035】

これらの各構成において、係止部は、内側軌道輪の凹部に入り込んで係止されることで、そのシールリングと内側軌道輪との間から有害な異物が入り込まないようになっていればよく、その凹部は、例えば、内側軌道輪の端面であっても外径面であってもよい。

【0036】

また、内側軌道輪の凹部を、周方向に沿って形成されたシール溝とした構成を採用することができる。
その構成は、前記係止部は、前記壁部の内径側端部に設けられた突出部を備え、前記凹部は、前記内側軌道輪に形成された周方向のシール溝であり、その突出部が前記シール溝に入り込むことにより、前記シールリングは前記内側軌道輪に対して熱膨張時に径方向へ移動可能に係止されている構成である。

【0037】

なお、互いに係止する係止部と凹部とは、周方向に沿って断続的に配置されていてもよいし、全周に亘って連続的であってもよい。

【0038】

また、これらの各構成において、シールリングを取付ける転がり軸受の種別は自由であり、例えば、転動体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、あるいは、球面ころを用いた自動調心ころ軸受等であってもよい。

【0039】

転がり軸受が円すいころ軸受である場合には、前記シール溝は、前記内側軌道輪の大つば外径面に開口して形成されている構成とすることができる。また、転がり軸受が深溝玉軸受やアンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、又は、自動調心ころ軸受である場合には、前記シール溝は、その転がり軸受の前記内側軌道輪の端部外径面に開口して形成されている構成とすることができる。

【0040】

また、前記係止部として突出部を備えた構成において、前記突出部は、前記転動体に近い側の内側突出部と遠い側の外側突出部とを備え、前記シール溝は、前記内側突出部が入り込む内側シール溝と、前記外側突出部が入り込む外側シール溝とを備えた構成を採用することができる。
この構成によれば、シールリングの係止部は、軸方向に沿って二つの突出部を備えるので、その軸方向位置の異なる二つの突出部によって、シールリングをより確実に内側軌道輪に係止できる。

【0041】

また、その内側突出部が前記内側シール溝に入り込む深さは、前記外側突出部が前記外側シール溝に入り込む深さよりも浅く設定されている構成を採用することができる。
この構成によれば、シールリングを軸受空間の開口に押し込んで固定する際に、より奥側に位置する内側突出部を弾性変形又は加熱変形させ、容易にシール溝に嵌め込みできる。また、手前側に位置する外側突出部のシール溝に対する入り込み深さは深いので、大きな外径方向への熱膨張に対しても、シールリングと内側軌道輪との係止を維持できる。

【0042】

なお、前記内側突出部と前記外側突出部とは、それぞれ周方向全周に亘って連続的に設けてもよいし、それぞれ、周方向に沿って断続的に設けてもよい。すなわち、前記内側突出部を周方向に沿って断続的に、前記外側突出部を周方向に沿って連続的としてもよい。あるいは、前記内側突出部を周方向に沿って連続的に、前記外側突出部を周方向に沿って断続的としてもよい。また、その両方を連続的又は断続的とすることもできる。
また、前記内側突出部と前記外側突出部とを周方向に沿って交互配置とすることもできる。内側突出部と外側突出部とが周方向に交互配置であれば、シールリングを軸受空間の開口に押し込んで固定する際に、内側突出部が外側突出部の死角に入りにくい。このため、奥側の内側突出部がシール溝に嵌まっていることを目視で確認しやすい。

【0043】

この内側突出部と外側突出部とを備えた構成において、少なくとも前記外側突出部は、前記外側シール溝内において軸方向へ移動可能である構成を採用することができる。外側突出部が外側シール溝内で軸方向へ移動可能であれば、シールリングが熱膨張する際に、外側突出部がそのシール溝内で円滑に径方向へ移動できる。このため、外側突出部がシール溝内で拘束されず、そのシールリングに熱膨張に伴う外径方向への引っ張り力が作用することを防止し、フィルタの損傷を回避し得る。

【0044】

これらの構成において、前記外側シール溝は、前記内側軌道輪の端面に開口して形成されている構成を採用することができる。シール溝への入り込み深さが深い外側突出部は、そのシール溝への嵌め込みが容易でない場合（外側突出部がシール溝内で折れ曲がってしまうような状態）も想定されるが、この構成のように、外側シール溝を内側軌道輪の端面に開口させれば、その嵌め込みは容易である。

【0045】

このとき、前記内側軌道輪の端面に、その内側軌道輪の内径に嵌め合いで固定される軸肩が当接するようにし、前記外側シール溝の前記端面の開口は、前記軸肩によって塞がれる構成を採用することができる。この構成によれば、外側突出部は外側シール溝内に確実に保持されるようになる。すなわち、外側突出部を外側シール溝へ嵌め込んだ後、軸肩で外側シール溝の端面の開口を塞ぐことができる。

【0046】

なお、これらの各構成からなる転がり軸受を機械装置に組込んだ場合、その転がり軸受のフィルタ付きシールリングの取付側が、機械装置の外側になるように配置することが望ましい。

【発明の効果】

【0047】

この発明は、軌道輪に固定されるシールリングが、リップ部を構成する円環部材に比べて相対的に硬い素材であるので、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、フィルタは、その変形しにくい素材であるシールリングの本体にしっかりと固定され、また、柔らかくて相対的に損傷しやすいリップ部を構成する円環部材のみを、そのシールリングの本体に対して交換可能とすることができる。
したがって、フィルタがシールリングから脱落しにくいようにでき、且つ、シール性が損なわれにくいようにできる。また、シールリングを用いたシール部材及び軸受を長寿命化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0048】

【図1】この発明の第一の実施形態を示す要部拡大断面図

【図2】（ａ）（ｂ）は、図１の要部拡大図

【図3】図１において、寸法調整用部材を挿入した状態を示す要部拡大図

【図4】この発明の第二の実施形態を示す要部拡大断面図

【図5】この発明の第三の実施形態を示す要部拡大断面図

【図6】この発明の第四の実施形態を示す要部拡大断面図

【図7】シール部材の詳細を示し、（ａ）は要部拡大側面図、（ｂ）は要部拡大平面図

【図8】（ａ）（ｂ）は、シール部材の詳細を示す斜視図

【図9】フィルタの固定構造の例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）の要部側面図

【図10】フィルタの固定構造の例を示し、（ａ）はフィルタの固定前、（ｂ）は固定後を示す断面図

【図11】フィルタの固定構造の他の例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）の要部側面図

【図12】（ａ）は、この発明の第五の実施形態を示す要部拡大断面図、（ｂ）（ｃ）は、それぞれ（ａ）の変形例を示す要部拡大断面図

【図13】この発明の第六の実施形態を示し、（ａ）は要部拡大断面図、（ｂ）は（ａ）の要部側面図

【図14】（ａ）は、この発明の第七の実施形態を示す要部拡大断面図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す要部拡大断面図

【図15】この発明の第八の実施形態を示す要部拡大断面図

【図16】この発明の第九の実施形態を示す円環部材の側面図

【図17】（ａ）（ｂ）はフィルタのメッシュサイズの説明図

【図18】（ａ）は圧痕の大きさと寿命低下率との関係を示すグラフ図、（ｂ）はメッシュサイズと圧痕の大きさとの関係を示すグラフ図

【図19】走行装置の縦断面図

【図20】鉱山用ダンプトラックの全体図

【発明を実施するための形態】

【0049】

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る転がり軸受１０の要部拡大断面図を示す。

【0050】

この転がり軸受１０は、図２０に示す鉱山用ダンプトラック（建設用機械）１の走行装置４に、動力伝達機構Ｔとともに組み込まれるものである。鉱山用ダンプトラック１は、荷台と運転台を支えるシャーシ２が、複数の駆動輪（タイヤ）３によって支持されている。走行装置４は、この駆動輪３に動力を伝達する。

【0051】

走行装置４の構成は、図１９に示すように、駆動源である走行モータ５と、この走行モータ５の回転軸に接続されるシャフト６を備える。そのシャフト６の先端部の外側には、動力伝達機構Ｔとして減速機が配置されている。
また、シャフト６の外側には、固定の車軸を形成するスピンドル７が配置されている。このスピンドル７の外側には、その転がり軸受１０を介してホイール９が配置されている。ホイール９の回転は、リム８を介して駆動輪３に伝達される。

【0052】

この走行装置４では、減速機として遊星歯車機構５０を採用している。遊星歯車機構５０は、第一遊星歯車機構５０ａと第二遊星歯車機構５０ｂとを備え、この２つの遊星歯車機構５０ａ，５０ｂを介して、シャフト６の回転を減速してホイール９に伝達する。ただし、減速機の構成はこの例に限定されず、他の構成からなる遊星歯車機構を用いた減速機構や、あるいは、遊星歯車機構以外の周知の減速機構を採用することができる。

【0053】

この走行装置４では、スピンドル７とホイール９との間の転がり軸受１０として、並列する２つの円すいころ軸受を採用している。この並列する円すいころ軸受を介して駆動輪３を車軸に支持している。この種の建設用機械では、大きなラジアル荷重に耐え得る構造とするため、転がり軸受１０として円すいころ軸受が用いられることが多い。

【0054】

転がり軸受１０の構成は、図１９に示すように、外側軌道輪１１と内側軌道輪１２の各軌道面１１ａ，１２ａの間に、転動体１３として円すいころが組み込まれている。転動体１３は、保持器１４によって周方向に保持されている。

【0055】

並列する転がり軸受１０は、円すいころの小径側端面同士が背面合わせになるように配置されている。すなわち、内側軌道輪１２の軌道面１２ａと外側軌道輪１１の軌道面１１ａとは、２列の転がり軸受１０，１０の軸方向外側から、その２列の転がり軸受１０，１０間の中央部へ向かう側に向かって互いの距離が狭まるように設けられている。

【0056】

また、その距離が狭まる方向へ向かって外側軌道輪１１に対して内側軌道輪１２を押圧することにより、各転動体１３に予圧が付与されている。この予圧は、図１９に示す軸受押え部品１７を、スピンドル７に対してボルト１７ａで締め付けることにより、両内側軌道輪１２，１２に対して、対側の軸受押え部品１８との間で軸方向に圧縮力を作用させることで付与することができる。

【0057】

この動力伝達機構Ｔと転がり軸受１０とは、共通の潤滑用のオイルで潤滑されるようになっている。すなわち、走行装置４のケーシング内には一定のレベルまでオイルが貯留されているので、動力伝達機構Ｔや転がり軸受１０の少なくとも下部は、そのオイルに浸かった状態である。これにより、動力伝達機構Ｔや転がり軸受１０の構成部品が、潤滑されるようになっている。

【0058】

なお、内側軌道輪１２は、非回転軸である車軸（前記スピンドル７）に装着され回転不能である。また、外側軌道輪１１は、回転ハウジングＨと一体に回転するように装着される。回転ハウジングＨは、駆動輪３の前記ホイール９と一体の部材として形成されるか、あるいは、前記ホイール９と一体に回転可能に結合される。

【0059】

また、ケーシング内において、転がり軸受１０の動力伝達機構Ｔに近い側に、その動力伝達機構Ｔ側から転がり軸受１０側へのオイルの流通路を備える。すなわち、動力伝達機構Ｔと転がり軸受１０とは共通のオイルで潤滑されるから、その動力伝達機構Ｔと転がり軸受１０との間が、相互間のオイルの流通路となっている。
この実施形態では、転がり軸受１０は軸方向に並列して２つ設けられているので、オイルの流通路は、動力伝達機構Ｔに近い側の転がり軸受１０の動力伝達機構Ｔ側の開口、すなわち、外側軌道輪１１と内側軌道輪１２との間に形成された軸受空間の動力伝達機構Ｔ側の開口である。図１及び図２は、この動力伝達機構Ｔに近い側の転がり軸受１０の要部を示し、いずれも、図中左側がその動力伝達機構Ｔ側の開口である。

【0060】

この動力伝達機構Ｔ側の転がり軸受１０に、シール部材Ｓが取付けられる。シール部材Ｓは、図１９に示すように、動力伝達機構Ｔ側の転がり軸受１０の軸受空間における動力伝達機構Ｔ側の開口を覆うように取付けられる。
なお、必要であれば、動力伝達機構Ｔから遠い側の転がり軸受１０においても、その動力伝達機構Ｔの反対側の開口に、同様なシール部材Ｓを取付けてもよい。

【0061】

シール部材Ｓの構成は、図１に示すように、転がり軸受１０の内側軌道輪１２に係止される係止部２１と、その係止部２１から外径側に向かって立ち上がる壁部２５と、その壁部の外径側端部に設けたリップ取付部２７とを一体に有するシールリング２０（シールリングの本体）を備える。

【0062】

シールリング２０は樹脂で構成され、そのシールリング２０の壁部２５に形成された通油孔２２を覆うように、フィルタ２３が固定されている。

【0063】

フィルタ２３は、図１及び図２に示すように、樹脂製の枠部材４２に一体にインサート成型されている。フィルタ２３は、その周縁部が、枠部材４２の樹脂に埋め込まれて固定されている。
このため、枠部材４２が、通油孔２２の内面２２ａに嵌め込まれて固定されることで、フィルタ２３はシールリング２０に着脱自在である。すなわち、フィルタ２３は、この枠部材４２を介してシールリング２０に固定される。なお、枠部材４２はゴム製であってもよい。

【0064】

フィルタ２３が、枠部材４２とともにシールリング２０に着脱自在であれば、フィルタ２３に異物が詰まったり、メッシュが壊れた場合等において、シールリング２０からフィルタ２３及び枠部材４２を取り外して、別のフィルタ２３及び枠部材４２を簡単に装着することができる。すなわち、フィルタ２３及び枠部材４２のみの交換によって、シールリング２０は継続して利用できる。このため、コスト低減、環境負荷低減に寄与し得る。

【0065】

フィルタ２３及び枠部材４２のシールリング２０への着脱は、例えば、図１及び図２に示すように、枠部材４２の外縁４２ａを、通油孔２２の内面２２ａに沿ってその通油孔２２の周方向に設けた凹部２２ｂに嵌合させ、枠部材４２とシールリング２０とを隙間無く固定する構成とすることができる。このとき、凹部２２ｂは通油孔２２の周方向全周に設けられ、枠部材４２の外縁４２ａ全周が、その凹部２２ｂにぴったりと嵌ることが望ましい。この嵌め合いの際、枠部材４２やフィルタ２３等を弾性変形させてもよい。

【0066】

また、例えば、図９（ａ）（ｂ）に示すように、枠部材４２の外縁４２ａに断面円弧状を成すＲ形状部４２ｂを設け、そのＲ形状部４２ｂの外側（軸受に対して外側）に、外側に向かって徐々に縮径するテーパ部４２ｃを設けた構成を採用することができる。Ｒ形状部４２ｂとテーパ部４２ｃとの組合せにより、通油孔２２の内面２２ａと枠部材４２の外縁４２ａとの間に作用する押圧力は、通油孔２２の内面２２ａとＲ形状部４２ｂとの接触部に集中する。
このため、枠部材４２の外縁４２ａと通油孔２２の内面２２ａとが適度に変形しやすくなり、その枠部材４２をシールリング２０に対して弾性的に係合することができる。

【0067】

また、例えば、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、枠部材４２の外縁４２ａに断面円弧状を成す抜け止め凸部４２ｅを設け、その抜け止め凸部４２ｅの内側（軸受に対して内側）に、内側に向かって徐々に縮径するテーパ部４２ｆを設けた構成を採用することができる。抜け止め凸部４２ｅとテーパ部４２ｆとの組合せにより、フィルタ２３及び枠部材４２のシールリング２０への取付けの際には、通油孔２２の内面２２ａに沿って、枠部材４２の外縁４２ａのテーパ部４２ｆが摺動するので、その挿入がスムーズである。また、完全に挿入した後は、通油孔２２の内面２２ａに沿ってその通油孔２２の周方向へ伸びるように設けた凹部２２ｂに、抜け止め凸部４２ｅが嵌ることで、抜け止めが成される。
また、この構成では、枠部材４２の外縁４２ａと通油孔２２の内面２２ａとが適度に変形しやすくなり、その枠部材４２をシールリング２０に対して弾性的に係合することができるようになっている点も同様である。

【0068】

さらに、枠部材４２とシールリング２０との着脱可能な固定構造として、例えば、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、通油孔２２の内面２２ａの一部に設けた凹部２２ｃと、枠部材４２の外面に設けた球状突起部４２ｄとが嵌合することにより、枠部材４２をシールリング２０に対して弾性的に係合するようにしてもよい。この球状突起部４２ｄと凹部２２ｃとは、互いに球面同士が面接触しており、その面接触により弾性的な係合が可能となっている。

【0069】

なお、その他、枠部材４２とシールリング２０との着脱可能な固定構造として、枠部材４２とシールリング２０とをねじ締結する構成も考えられる。

【0070】

また、フィルタ２３の素材は自由であるが、そのフィルタ２３の素材に、例えば、樹脂又は金属からなる網目状部材である構成を採用することができる。

【0071】

特に、この実施形態では、フィルタ２３の網目状部材に加え、枠部材４２、及び、シールリング２０の素材として、いずれもポリアミド樹脂等を採用している。ただし、これらの素材に他の樹脂を採用してもよい。他の樹脂としては、例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）などがある。また、それらの樹脂を用いたガラス繊維強化樹脂としてもよい。ガラス繊維強化樹脂としては、例えば、ＰＡ（ポリアミド）４６＋ＧＦ、あるいは、ＰＡ（ポリアミド）６６＋ＧＦといったものを採用できる。

【0072】

ガラス繊維の配合割合は、樹脂の収縮率と必要強度から最適化され、例えば、１５〜３５%、より好ましくは２５〜３０%とすることが望ましい。一般に、ガラス繊維配合割合が多いと、収縮率は小さくなり、成形後の寸法管理が容易になる。逆に、ガラス繊維配合割合が小さいと、樹脂の強度が低下し、変形しやすくなるため、収縮率と強度のバランスが最適な配合割合は２５〜３０％である。
また、これらのフィルタ２３やシールリング２０の素材として、ガラス繊維強化樹脂の他、炭素繊維強化樹脂やポリエチレン繊維強化樹脂、又は、アラミド繊維強化樹脂等でも適用できる。

【0073】

なお、フィルタ２３、枠部材４２とシールリング２０とを同一の素材とすることができるが、フィルタ２３の素材には、枠部材４２やシールリング２０の素材とほぼ同じ線膨張係数の素材や、枠部材４２やシールリング２０の線膨張係数以上の線膨張係数を有する素材としてもよい。
このような構成とすれば、フィルタ２３は、枠部材４２やシールリング２０の熱膨張に追随して同程度膨張するか、あるいは、フィルタ２３が、枠部材４２やシールリング２０の膨張量よりも大きく膨張するので、フィルタ２３が過度に引張られることがなく、その損傷を防止できる。

【0074】

また、枠部材４２やシールリング２０の熱膨張時におけるフィルタ２３の損傷を危惧する必要がない場合には、線膨張係数の数値に関係なく、フィルタ２３、枠部材４２及びシールリング２０に任意の素材を採用することができる。

【0075】

シールリング２０のリップ取付部２７には、図１に示すように、円環部材４０が固定されている。円環部材４０はゴム製であり、シールリング２０の素材よりも柔らかい素材となっている。円環部材４０は、リップ取付部２７の外周に嵌め込んで固定され、その弾性によってリップ取付部２７に密着している。この円環部材４０の素材としては、例えば、合成ゴムでは、ニトリルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等を採用することができる。

【0076】

リップ取付部２７に固定された円環部材４０は、外側軌道輪１１に当接するリップ部４１を構成する。内側軌道輪１２に固定されるシールリング２０は、リップ部４１を構成する円環部材４０に比べて相対的に硬い素材であるので、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、フィルタ２３及び枠部材４２は、その変形しにくい素材であるシールリング２０の本体にしっかりと固定される。また、柔らかくて相対的に損傷しやすいリップ部４１を構成する円環部材４０を、そのシールリング２０に対して交換可能とすることができる。したがって、シール部材Ｓ及びそのシール部材Ｓを用いた軸受を長寿命化することができる。

【0077】

また、リップ部４１を構成する円環部材４０と、内側軌道輪１２に固定されるシールリング２０とを別体としたことにより、その円環部材４０のシールリング２０に対する軸受幅方向の位置を調整可能とすることもできる。
この調整は、例えば、図３に示すように、円環部材４０の軸方向外側端面４１ａとリップ取付部２７の内側端面２７ａとの間に、寸法調整用部材２８を挿入することで可能である。この寸法調整用部材２８を板状の部材（シム）とすれば、板厚の異なる様々な部材を用意しておくことで、調整寸法の設定が容易である。

【0078】

このように、円環部材４０のシールリング２０に対する位置を調整可能とすれば、シール部材Ｓのリップ締代を容易に調整することができる。これにより、リップ部４１が摩耗した場合のリップ締代の再調整ができることに加え、幅寸法が異なる別の型番の軸受にも、シールリング２０や円環部材４０を兼用することができる。

【0079】

さらに、別体に成型されたシールリング２０と円環部材４０とを、例えば、図１２〜図１５に示す抜け止め手段４３や回り止め手段４４により、軸方向への抜け止め、あるいは、周方向への回り止めを施すことで、そのシールリング２０と円環部材４０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もできる。

【0080】

この抜け止め手段４３や回り止め手段４４として、シールリング２０と円環部材４０とを接着固定構造とする場合は、その接着には、例えば、一般的な接着剤が使用できる他、加硫接着による手法を採用することもできる。接着面は、円環部材４０の軸方向外側端面とリップ取付部２７の内側端面２７ａとの間、及び、円環部材４０の内周面４１ｂとリップ取付部２７の外周面２７ｂとの間とすることが望ましい。
また、円環部材４０は、径方向へは接着のみならず締代を持った嵌合いとし、回転方向の滑りをより確実に防止できる構造とすることが望ましい。ただし、接着固定以外の抜け止め手段４３、回り止め手段４４を採用すれば、円環部材４０の交換が容易である。

【0081】

なお、通油孔２２は、例えば、図７及び図８に示すように、側面視長方形状の長孔を成す構成とできる。この通油孔２２が、シールリング２０の周方向に沿って間隔をおいて複数設けられている。通油孔２２の形状や数、配置間隔は適宜設定することができる。なお、通油孔２２の形状は、側面視長方形状の長孔以外の形状であってもよく、例えば、側面視円弧状の長孔等であってもよい。

【0082】

フィルタ２３の構成としては、メッシュサイズが０．１〜１ｍｍ程度の網目状の樹脂を採用し得る。ここでは、メッシュサイズが０．５ｍｍの網目状の樹脂を採用しているが、フィルタ２３のメッシュサイズは、捕捉しようとする異物の径に応じて適宜設定することができる。なお、軸受寿命を長く確保し得る最適なメッシュサイズについては後述する。

【0083】

シールリング２０は、その内径側に設けた係止部２１が、内側軌道輪１２に設けた周方向のシール溝（凹部）３０に入り込むことによって、その熱膨張の際に、内側軌道輪１２に対して径方向へ移動可能となるように係止されている。

【0084】

係止部２１とシール溝３０の構成について詳しく説明すると、図２に示すように、シールリング２０の係止部２１は、壁部２５の内径側端部に設けられた内径側に向く突出部２４を備えている。

【0085】

突出部２４は、転動体１３に近い側の内側突出部２４ａと遠い側の外側突出部２４ｂとを備える。また、シール溝３０は、内側突出部２４ａが入り込む内側シール溝３０ａと、外側突出部２４ｂが入り込む外側シール溝３０ｂとを備える。

【0086】

この突出部２４がシール溝３０に入り込むことにより、シールリング２０は、内側軌道輪１２に対して熱膨張時に径方向へ移動可能に係止されている。
また、突出部２４が、軸方向に沿って二つの突出部２４ａ，２４ｂで構成されているので、その軸方向位置の異なる二つの突出部２４ａ，２４ｂによって、シールリング２０をより確実に内側軌道輪１２に係止できるようになっている。

【0087】

転がり軸受１０の潤滑用のオイルが温度上昇する前の状態（定常状態）において、図２（ａ）に示すように、内側突出部２４ａが内側シール溝３０ａに入り込む深さｈ１は、外側突出部２４ｂが外側シール溝３０ｂに入り込む深さｈ２よりも相対的に浅く設定されている。
このため、シールリング２０を軸受空間の開口に押し込んで固定する際に、奥側の内側突出部２４ａは、その押し込み時の弾性変形又は加熱変形により、容易に内側シール溝３０ａに嵌め込みできる。

【0088】

また、外側突出部２４ｂの外側シール溝３０ｂに対する入り込み深さｈ２は相対的に深いので、図２（ｂ）に示す温度上昇後の状態（膨張状態）のように、シールリング２０により大きな外径方向への熱膨張量に対しても、外側突出部２４ｂと外側シール溝３０ｂとは係止を維持できる。すなわち、シールリング２０と内側軌道輪１２との係止を維持でき、この膨張状態においても、転がり軸受１０内に有害な異物が入り込む隙間を生じさせない。

【0089】

このとき、その転がり軸受１０において想定される最高の温度、すなわち、最大の熱膨張量となった状態のシールリング２０が、その膨張状態でもなお、内側軌道輪１２との間に有害な異物が入り込む隙間が生じていないように、外側突出部２４ｂの外側シール溝３０ｂへの入り込み深さｈ２が設定されている（図２（ｂ）参照）。
このため、シールリング２０に想定される温度環境下では、常に、外側突出部２４ｂが外側シール溝３０ｂに入り込んだ状態が維持され、内側軌道輪１２との間に有害な異物が入り込む隙間を生じさせない。

【0090】

また、この実施形態では、図７及び図８に示すように、内側突出部２４ａと外側突出部２４ｂとを周方向に沿って交互配置としている。
このように、内側突出部２４ａと外側突出部２４ｂとが周方向に交互配置であれば、シールリング２０を軸受空間の開口に押し込んで固定する際に、内側突出部２４ａが外側突出部２４ｂの死角に入りにくい。このため、奥側の内側突出部２４ａが内側シール溝３０ａに嵌まっていることを目視で確認しやすい。なお、図１及び図２では、図７（ｂ）に示すシールリング２０のＩＩ−ＩＩ断面に対応する断面図を記載し、内側突出部２４ａと外側突出部２４ｂとの位置関係及び突出高さを比較できるようにしている。

【0091】

また、この実施形態では、内側突出部２４ａと外側突出部２４ｂとは、周方向に重複部分が生じないような配置となっている。すなわち、各内側突出部２４ａの周方向両端の位置する軸周り方位が、周方向に隣り合う外側突出部２４ｂの周方向端の位置する軸周り方位に一致している。
ただし、内側突出部２４ａと外側突出部２４ｂの配置は、この実施形態には限定されず、内側突出部２４ａと外側突出部２４ｂとを、互いに周方向に重複部分が生じるように配置してもよい。

【0092】

また、この実施形態では、図２（ａ）に示すように、外側突出部２４ｂは、外側シール溝３０ｂ内においてその端壁との間に軸方向隙間ｗ１を有している。すなわち、外側シール溝３０ｂの軸方向幅は、外側突出部２４ｂの幅よりも前記軸方向隙間ｗ１だけ広くなっている。このため、この軸方向隙間ｗ１の範囲内において、外側突出部２４ｂは外側シール溝３０ｂ内で軸方向へ移動可能である。

【0093】

このように、外側突出部２４ｂが外側シール溝３０ｂ内で軸方向へ移動可能であれば、シールリング２０が熱膨張する際に、外側シール溝３０ｂ内で外側突出部２４ｂが拘束されることなく、その熱膨張に伴って円滑に径方向へ移動できる。このため、シールリング２０に、その熱膨張に伴う外径方向への引っ張り力が作用することを防止し、フィルタ２３の損傷を回避し得る。

【0094】

なお、外側シール溝３０ｂは、図２（ａ）に示すように、内側軌道輪１２の端面に開口して形成されている。また、内側軌道輪１２の端面には、その内側軌道輪１２の内径に嵌め合いで固定される軸肩（車軸の肩部）Ａが当接するようになっている。このため、外側突出部２４ｂを外側シール溝３０ｂへ嵌め込んだ後、軸肩Ａで外側シール溝３０ｂの端面の開口を塞ぐことができる。
このように、外側シール溝３０ｂを内側軌道輪１２の端面に開口させれば、その嵌め込みは容易である。また、その端面の開口は軸肩Ａで塞ぐことができるので、外側シール溝３０ｂからの外側突出部２４ｂの離脱が防止されている。

【0095】

このシールリング２０の作用について説明すると、走行装置４の使用中、動力伝達機構Ｔや転がり軸受１０の回転に伴って、オイルの一部は、動力伝達機構Ｔ側から転がり軸受１０の側面に向けて飛散する。

【0096】

このとき、転がり軸受１０の軸受空間における動力伝達機構Ｔ側の開口にはシールリング２０が装着されているので、そのオイルはシールリング２０に向かって飛散する。そして、シールリング２０に当たったオイルのうち、その一部は、通油孔２２のフィルタ２３に衝突する。

【0097】

フィルタ２３に衝突したオイルは、そのフィルタ２３のメッシュを透過する際、オイルに含まれる異物のうち、フィルタ２３のメッシュサイズより大きい異物がそのメッシュで捕捉される。フィルタ２３を透過したオイルは、軸受空間内に流入して転がり軸受１０を潤滑する。
このため、動力伝達機構Ｔから排出される有害な異物が、転がり軸受１０の内部に侵入することを防止できる。

【0098】

また、フィルタ２３が異物によって目詰まりした場合には、そのフィルタ２３及び枠部材４２を新しいものに交換することで対応することができる。

【0099】

この発明の第二の実施形態を、図４に示す。この実施形態は、シールリング２０の係止部２１と内側軌道輪１２のシール溝３０に、そのシールリング２０の径方向への動きを規制する係止手段２９を設けた構成である。それ以外の主たる構成は、前述の実施形態と同様であるので、以下、その差異点を中心に説明する。

【0100】

係止手段２９は、図４に示すように、シールリング２０の係止部２１に設けられる係止凸部２９ａと、シール溝３０内に設けられる係止凹部２９ｂとで構成される。
係止凸部２９ａは、係止部２１を構成する内側突出部２４ａと外側突出部２４ｂのうち、外側突出部２４ｂの突出方向中ほどに軸方向へ突出して設けられる。また、係止凹部２９ｂは、その係止凸部２９ａが入り込むことができるように、外側シール溝３０ｂの内面に軸方向へ凹むように設けられる。

【0101】

軸受の半径方向に対する係止凹部２９ｂの長さは、軸受の半径方向に対する係止凸部２９ａの長さよりも、寸法ｗ２だけ長くなっている。このため、係止凸部２９ａが係止凹部２９ｂに入り込んだ状態で、その係止凸部２９ａは、係止凹部２９ｂ内を軸受の半径方向に沿って移動可能である。
なお、この実施形態では、軸受の周方向に対する係止凹部２９ｂの長さは、軸受の半径方向に対する係止凸部２９ａの長さと同一としているが、その周方向への係止凹部２９ｂの長さを係止凸部２９ａの長さよりもやや長くすることもできる。これにより、係止凸部２９ａは、係止凹部２９ｂ内を軸受の周方向に沿って移動可能となる。

【0102】

シールリング２０の係止部２１を、内側軌道輪１２のシール溝３０内に収容した状態で、シールリング２０の係止凸部２９ａが、シール溝３０内の係止凹部２９ｂに入り込むことで、シールリング２０は、その軸受の半径方向への所定量以上の動きが規制され、また、軸受の周方向への動きが規制される。
このため、シールリング２０が熱膨張した際、その熱膨張したシールリング２０の径方向への所定量以上の移動（特に、冷間状態から外径方向への膨張による移動）を規制しつつ、同時に、シールリング２０が内側軌道輪１２に対して周方向に回転することを防止することができる。

【0103】

また、軸受の半径方向に対する係止凹部２９ｂの長さが、軸受の半径方向に対する係止凸部２９ａの長さよりもやや長くなっているので、シールリング２０を軸受に取付ける際に、そのシールリング２０が加熱された状態であっても、係止凸部２９ａを係止凹部２９ｂにスムーズに入り込ませることができる。

【0104】

この発明の第三の実施形態を、図５に示す。この実施形態は、リップ部４１を構成する円環部材４０の内径部に、位置決め用の段部４１ｃを設けたものである。この段部４１ｃは、シールリング２０のリップ取付部２７に設けた端縁又は段部２７ｃに噛み合って、シールリング２０に対して円環部材４０を軸方向へ位置決めをする。

【0105】

また、この実施形態では、係止部２１の内側突出部２４ａと外側突出部２４ｂの間のシールリング嵌合部３１と、内側シール溝３０ａと外側シール溝３０ｂの間の内側軌道輪嵌合部３２とが、締代をもって圧入嵌合されている。これはいずれの実施形態でも同様である。この圧入は、前述のように、樹脂製のシールリング２０を加熱して膨張させ、その状態で内側軌道輪１２に嵌め込むことで、所定の締代に設定される。締代があることで、シールリング２０のシール性が向上する。

【0106】

この発明の第四の実施形態を、図６に示す。この実施形態は、シールリング２０のリップ取付部２７の断面形状をコの字状にしたものである。

【0107】

リップ取付部２７が断面コの字状であるので、シールリング２０に対する外周側からの外力に対して、円環部材４０の保護効果がある。また、リップ取付部２７が断面コの字状であるので、円環部材４０の固定に接着剤や充填材を用いる場合は、その接着剤や充填材の漏洩防止効果も期待できる。

【0108】

なお、円環部材４０とシールリング２０との軸方向への抜け止め機能を発揮する抜け止め手段４３、周方向への回り止め機能を発揮する回り止め手段４４としては、種々の構成を採用することができる。

【0109】

その抜け止め手段４３や回り止め手段４４に関して、図１２（ａ）に、この発明の第五の実施形態を示す。また、図１２（ｂ）（ｃ）に、その第五の実施形態の変形例をそれぞれ示す。これらの実施形態は、別体に成型されたシールリング２０と円環部材４０との径方向当接面に、円環部材４０とシールリング２０との軸方向への抜け止め機能を発揮する抜け止め手段４３、周方向への回り止め機能を発揮する回り止め手段４４とを設けたものである。

【0110】

図１２（ａ）では、抜け止め手段４３又は回り止め手段４４が、円環部材４０とシールリング２０との径方向当接面に形成され、互いに噛み合う凹部ａと凸部ｂとの組合わせとしている。凹部ａは、シールリング２０のリップ取付部２７の外周面２７ｂに設けられ、凸部ｂは、円環部材４０の内周面４１ｂに設けられている。この凹部ａと凸部ｂとは、周方向に沿って全周に亘って連続的に設けられていてもよいし、断続的に何カ所かに設けられていてもよい。
この凹部ａと凸部ｂとの噛み合わせにより、円環部材４０とシールリング２０との軸方向への抜け止め機能が発揮され（抜け止め手段４３）、また、凹部ａと凸部ｂとが周方向断続配置であれば、周方向への回り止め機能も発揮される（回り止め手段４４）。

【0111】

また、図１２（ｂ）では、凸部ｂは、シールリング２０のリップ取付部２７の外周面２７ｂに設けられ、凹部ａは、円環部材４０の内周面４１ｂに設けられている。この凹部ａと凸部ｂについても、周方向に沿って全周に亘って連続的に設けられていてもよいし、断続的に何カ所かに設けられていてもよい。
この凹部ａと凸部ｂとの噛み合わせにより、円環部材４０とシールリング２０との軸方向への抜け止め機能が発揮され（抜け止め手段４３）、また、凹部ａと凸部ｂとが周方向断続配置であれば、周方向への回り止め機能が発揮される（回り止め手段４４）。

【0112】

なお、この例では、凸部ｂは、軸受の軸心を通る断面において、軸受の半径方向外側に向かって細くなる形状となっており、その先端は鋭角状に尖った形状となっている。
また、凹部ａは、その凸部ｂがぴったりと嵌る形状である。すなわち、凹部ａは、軸受の軸心を通る断面において、軸受の半径方向外側に向かって細くなる形状となっており、その底は鋭角状に尖った形状となっている。このため、円環部材４０とシールリング２０との噛み合わせの際、両者の密着度合いを高めることができる。

【0113】

なお、凹部ａと凸部ｂとの当接面は、凸部ｂの内側の面（軸受の内側に向く面）をテーパ面、凸部ｂの外側の面（軸受の外側に向く面）を軸に直交する面方向を有するものとすることで、円環部材４０の軸方向への抜け止め機能が高められている。

【0114】

また、図１２（ａ）（ｂ）の例では、凹部ａと凸部ｂとが、それぞれ軸方向へ等間隔で複数形成されているため、噛み合わせる凹部ａと凸部ｂとを軸方向へずらすことにより、円環部材４０とシールリング２０との軸方向相対位置を調整することができる。
このため、シールリップのリップ部４１が摩耗した時の締代調整や、あるいは、そのリップ部４１を構成する円環部材４０を、別型番の軸受やシールリング２０に兼用することも容易に可能となる。なお、軸方向へ等間隔で複数形成された凹部ａと凸部ｂとは、少なくとも１組（１箇所）が噛み合っていれば、軸方向への抜け止め機能を発揮できる。

【0115】

また、この抜け止め手段４３や回り止め手段４４として、図１２（ｃ）に示すように、円環部材４０とシールリング２０とを連結するピンやボルト等の連結部材ｃを用いてもよい。この例では、連結部材ｃとしてボルトを用い、そのボルトを、円環部材４０に設けられた孔４１ｇとシールリング２０に設けられたネジ孔２７ｄにねじ込んで、円環部材４０を固定している。

【0116】

この例において、シールリップのリップ部４１が摩耗した時の締代調整や、あるいは、別型番の軸受やシールリング２０への兼用を行う場合は、シールリング２０のネジ孔２７ｄが開けられていない箇所へ新たにねじ切りをすることで、その締代調整や部品の兼用が可能となる。予めネジ孔２７ｄを、軸方向に沿って複数設けておいてもよい。

【0117】

この発明の第六の実施形態を、図１３に示す。この実施形態は、シールリング２０の外周面（リップ取付部２７の外周面２７ｂ）に、周方向に沿って少なくとも１箇所の凸部ｂを、円環部材４０の内周面４１ｂに、前記凸部ｂが嵌る凹部ａを、周方向に沿って少なくとも１箇所形成したものである。
この凹部ａと凸部ｂとの噛み合わせにより、円環部材４０とシールリング２０との周方向への回り止め機能が発揮される（回り止め手段４４）。
また、凹部ａと凸部ｂとが、互いに当接する円環部材４０の内周面とシールリング２０の外周面の軸方向全長のうち一部にのみ設けられている構成であれば、この凹部ａと凸部ｂとの噛み合わせにより、軸方向への抜け止め機能も発揮される（抜け止め手段４３）。

【0118】

なお、この凹部ａと凸部ｂとは、内外逆に配置してもよい。すなわち、円環部材４０の内周面に、周方向に沿って少なくとも１箇所の凸部ｂを、シールリング２０の外周面に、前記凸部ｂが嵌る凹部ａを少なくとも１箇所形成したものである。

【0119】

この発明の第七の実施形態を、図１４（ａ）（ｂ）に示す。この実施形態は、図６に示す第四の実施形態と同様、シールリング２０のリップ取付部２７の断面形状をコの字状にしたものである。

【0120】

図１４（ａ）の例では、リップ部４１を構成する円環部材４０の外周面４１ｅがテーパ面４１ｆとなっている。すなわち、円環部材４０の外周面４１ｅは、外側軌道輪１１の端面から遠ざかるにつれて徐々に縮径している。このため、円環部材４０を、リップ取付部２７内に挿入しやすい。
また、図１４（ａ）に示す状態において、リップ部４１とシールリング２０とは、図中の左側寄りの部分で締代を持った接触状態となる。なお、シールリングの外径は、ストレート（円筒面）であってもよい。

【0121】

また、図１４（ｂ）では、円環部材４０の軸方向への抜け止め手段４３を、その円環部材の外径側に設けたものである。円環部材４０の外周面４１ｅには、周方向に伸びる溝状の凹部ａが複数条設けられている。この凹部ａにより、シールリング２０との単位面積当たりの接触面圧を高め、円環部材４０とシールリング２０との軸方向への抜け止め機能が発揮される（抜け止め手段４３）。また、接触面圧が高まることで、この凹部ａは、円環部材４０とシールリング２０との回り止め機能を発揮することもできる（回り止め手段４４）。

【0122】

なお、この断面コの字型のリップ取付部２７を備えたシールリング２０の構成において、図１４に示す構成以外の前述、後述の各実施形態における抜け止め手段４３、回り止め手段４４を採用してもよい。

【0123】

この発明の第八の実施形態を、図１５に示す。この実施形態は、円環部材４０が当接するシールリング２０の外周面（リップ取付部２７の外周面２７ｂ）に、細かな凹凸を形成する、すなわち、粗面化の表面処理を施したものである。この表面処理を施した部分により、円環部材４０とシールリング２０との摩擦を高め、円環部材４０とシールリング２０との軸方向への抜け止め機能が発揮される（抜け止め手段４３）。また、摩擦が高まることで、この表面処理を施した部分は、円環部材４０とシールリング２０との回り止め機能を発揮することもできる（回り止め手段４４）。なお、この粗面化の表面処理は、円環部材４０が当接するシールリング２０の軸方向端面（リップ取付部２７の内側端面２７ａ）としてもよい。

【0124】

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。粗面化は、シールリング２０を成型する際の金型に、そのような形状を設けておくことで対応可能である。このようにすれば、成型後のシールリング２０への加工は不要である。

【0125】

また、抜け止め手段４３や回り止め手段４４として、円環部材４０とシールリング２０とを接着固定構造とする構成を採用することができる。このように、シールリング２０と円環部材４０とを接着固定する場合は、前述の粗面化の表面処理を行っておけば、その接着性が向上する。

【0126】

シールリング２０に円環部材４０を接着固定する場合は、前述のように、一般的な接着剤が使用できる他、加硫接着による手法を採用することもできる。接着面は、円環部材４０の軸方向外側端面とリップ取付部２７の内側端面２７ａとの間、及び、円環部材４０の内周面４１ｂとリップ取付部２７の外周面２７ｂとの間とすることが望ましい。
また、円環部材４０は、径方向へは接着のみならず締代を持った嵌合いとし、回転方向の滑りをより確実に防止できる構造とすることが望ましい。

【0127】

これらの抜け止め手段４３や回り止め手段４４を構成する各手法、各構成は、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。また、上記のいずれかの手法を備えることによって、その手法が、抜け止め手段４３と回り止め手段４４の両方の機能を発揮するようにしてもよい。

【0128】

この発明の第九の実施形態を、図１６に示す。この実施形態は、円環部材４０の周方向1箇所に接着部４１ｈを設けたものである。すなわち、円環部材４０を成型する際、切れ目のない環状に成型してもよいが、これを１本の長尺状の部材として成型して、その長尺状の部材の両端同士を接着し、前記接着部４１ｈとしたものである。この接着により、長尺状の部材は、切れ目のない環状の円環部材４０に形成される。

【0129】

特に、径の大きい軸受に使用するシールリング２０の場合等、その径が大きいために、円環部材４０を環状に一体成型できない場合、あるいは、一体成型とすると金型費用が高価となる場合は、このような手法を採用することが有効である。接着部４１ｈの接着には、接着剤の他、加硫接着等の方法を採用できる。

【0130】

これらの各実施形態において、フィルタ２３の素材としては、例えば、前述のように、ポリアミド等の合成樹脂を採用できる他、ステンレス等の金属を採用することもできる。フィルタ２３の素材を合成樹脂とした場合、錆防止及び軽量化に対して有効である。また、フィルタ２３の素材を金属とした場合、金属等の硬い異物に対する強度、耐久性の向上を図ることができる。

【0131】

また、これらの各実施形態では、フィルタ２３と枠部材４２とをシールリング２０に着脱できるようにしたが、枠部材４２を用いることなく、フィルタ２３のみをシールリング２０の通油孔２２に着脱できるようにしてもよい。フィルタ２３のみを、通油孔２２の内側に嵌め込み固定とする場合は、そのフィルタ２３には、比較的剛性の高い素材を採用することが望ましい。

【0132】

また、これらの各実施形態において、フィルタ２３を構成する網目状部材は、そのメッシュサイズを０．３ｍｍ〜０．７ｍｍとすることが望ましい。また、特に、そのメッシュサイズを０．５ｍｍとすることが望ましい。
ここで、メッシュサイズとは、図１７（ａ）（ｂ）に寸法ｗ３に示すように、網目構造のメッシュの目開き（オープニング）のことを言う。

【0133】

すなわち、シールリング２０に設けたフィルタ２３のメッシュが大きすぎると、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、メッシュを小さくしすぎると、異物でメッシュが目詰まりし、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、メッシュサイズと、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確認した。

【0134】

図１８（ａ）（ｂ）にその実験結果を示す。図１８（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との関係を、図１８（ｂ）は、メッシュサイズと、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。

【0135】

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。

【0136】

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メッシュサイズは、０．５ｍｍ以下であることが確認できた。このため、メッシュサイズが０．５ｍｍ以下であれば、軸受の寿命は特に良好である。なお、メッシュサイズを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、メッシュサイズは０．３ｍｍ以上とすることが望ましい。

【0137】

これらの実施形態は、大型の建設用機械に用いられる走行装置４内の転がり軸受１０であり、外側軌道輪１１は回転側、内側軌道輪１２は静止側である。また、シールリング２０は静止側である内側軌道輪１２に係止されている。このため、フィルタ２３は軸周り方向へは動かず、そのフィルタ２３に捕捉された異物が飛散しにくい構成となっている。

【0138】

このシールリング２０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１３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１３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１１が容易に分離可能な構造となっているため、円環部材４０の交換も容易に可能となる。

【0139】

また、大型の建設用機械の他、各種機械装置において、このフィルタ２３を備えたシールリング２０（シール部材Ｓ）を用いる場合、そのシール部材Ｓは、機械装置の外側になるように配置することが望ましい。異物侵入は主に機械装置の外側からなので、効率的に異物侵入を防ぐことができる。

【符号の説明】

【0140】

１ 建設機械（鉱山用ダンプトラック）
２ シャーシ
３ 駆動輪（タイヤ）
４ 走行装置
５ 駆動源（走行モータ）
６ シャフト
７ スピンドル
８ リム
９ ホイール
１０ 転がり軸受
１１ 外輪（外側軌道輪）
１１ａ 軌道面
１２ 内輪（内側軌道輪）
１２ａ 軌道面
１２ｂ 大つば
１２ｃ 小つば
１３ 円すいころ(転動体)
１４ 保持器
２０ シールリング
２１ 係止部
２２ 通油孔
２２ａ 内面
２２ｂ，２２ｃ 凹部
２３ フィルタ
２４ 突出部
２４ａ 内側突出部
２４ｂ 外側突出部
２５ 壁部
２７ リップ取付部
２７ａ 内側端面
２７ｂ 外周面
２７ｃ 端縁（段部）
２８ 寸法調整部材
２９ 係止手段
２９ａ 係止凸部
２９ｂ 係止凹部
３０ シール溝
３０ａ 内側シール溝
３０ｂ 外側シール溝
３１ シールリング嵌合部
３２ 内側軌道輪嵌合部
４０ 円環部材
４１ リップ部
４１ａ 外側端面
４１ｂ 内周面
４１ｃ 段部
４１ｄ 当接部
４１ｅ 外周面
４１ｆ テーパ面
４１ｇ ネジ孔
４１ｈ 接着部
４２ 枠部材
４２ａ 外縁
４２ｂ Ｒ形状部
４２ｃ，４２ｆ テーパ部
４２ｄ 球状突起部
４２ｅ 抜け止め凸部
５０ 遊星歯車機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】