(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024150362
(43)【公開日】2024-10-23
(54)【発明の名称】密封装置および転がり軸受
(51)【国際特許分類】
F16C 33/78 20060101AFI20241016BHJP
F16C 19/04 20060101ALI20241016BHJP
F16C 19/18 20060101ALI20241016BHJP
F16C 33/80 20060101ALI20241016BHJP
F16J 15/3232 20160101ALI20241016BHJP
F16J 15/18 20060101ALI20241016BHJP
F16J 15/447 20060101ALI20241016BHJP
【ＦＩ】
F16C33/78 Z
F16C19/04
F16C19/18
F16C33/80
F16J15/3232
F16J15/18 Z
F16J15/447
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023063768
(22)【出願日】2023-04-10
(71)【出願人】
【識別番号】000102692
【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100174090
【弁理士】
【氏名又は名称】和気 光
(74)【代理人】
【識別番号】100100251
【弁理士】
【氏名又は名称】和気 操
(74)【代理人】
【識別番号】100205383
【弁理士】
【氏名又は名称】寺本 諭史
(72)【発明者】
【氏名】水貝 智洋
【テーマコード（参考）】
3J006
3J042
3J043
3J216
3J701
【Ｆターム（参考）】
3J006AE12
3J006AE16
3J006AE30
3J006AE34
3J006AE41
3J006AE46
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3J006CA02
3J006CA04
3J042AA09
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3J043AA16
3J043CA02
3J043CA10
3J043CB14
3J043CB30
3J043HA01
3J043HA04
3J216AA02
3J216AA12
3J216AA14
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3J216AB38
3J216BA30
3J216CA01
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3J216CB03
3J216CB07
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3J216CC35
3J216CC68
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3J216FA05
3J701AA02
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3J701AA42
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3J701AA52
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3J701AA62
3J701BA73
3J701EA63
3J701FA13
3J701GA03
(57)【要約】
【課題】外部から浸入する水などを軸受外部へ排出することが可能な密封装置、および、該密封装置を備える転がり軸受を提供する。
【解決手段】密封装置５は、軸受空間を密封する密封装置であって、シール部材７を有し、シール部材７において、少なくとも撥水処理面を有する表面処理面１０が形成されており、表面処理面１０は、軸受内部側の撥水処理面の面積率が軸受外部側よりも大きくなっている部分を有しており、軸受内部側に撥水処理面と、軸受外部側に撥油処理面と、これらの中間部分に撥水処理面と撥油処理面とを混在させた混在面とを構成し、軸受内部側から軸受外部側に向かって撥水処理面の面積率が連続的または段階的に減少する。
【選択図】図２
【解決手段】密封装置５は、軸受空間を密封する密封装置であって、シール部材７を有し、シール部材７において、少なくとも撥水処理面を有する表面処理面１０が形成されており、表面処理面１０は、軸受内部側の撥水処理面の面積率が軸受外部側よりも大きくなっている部分を有しており、軸受内部側に撥水処理面と、軸受外部側に撥油処理面と、これらの中間部分に撥水処理面と撥油処理面とを混在させた混在面とを構成し、軸受内部側から軸受外部側に向かって撥水処理面の面積率が連続的または段階的に減少する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外輪または内輪のいずれか一方の軌道輪に固定され軸受空間を密封する密封装置であって、
前記密封装置はシール部材を有し、該シール部材において、少なくとも撥水処理面を有する表面処理面が形成されており、該表面処理面は、軸受内部側の前記撥水処理面の面積率が軸受外部側よりも大きくなっている部分を有することを特徴とする密封装置。
前記密封装置はシール部材を有し、該シール部材において、少なくとも撥水処理面を有する表面処理面が形成されており、該表面処理面は、軸受内部側の前記撥水処理面の面積率が軸受外部側よりも大きくなっている部分を有することを特徴とする密封装置。
【請求項2】
前記表面処理面は、軸受内部側に前記撥水処理面と、軸受外部側に撥油処理面と、これらの中間部分に前記撥水処理面と前記撥油処理面とを混在させた混在面とを構成し、軸受内部側から軸受外部側に向かって前記撥水処理面の面積率が連続的または段階的に減少することを特徴とする請求項１記載の密封装置。
【請求項3】
前記表面処理面は、前記撥水処理面として第１の撥水処理面と、該第１の撥水処理面よりも接触角の小さな第２の撥水処理面を有しており、軸受内部側に前記第１の撥水処理面と、軸受外部側に前記第２の撥水処理面と、これらの中間部分に前記第１の撥水処理面と前記第２の撥水処理面とを混在させた混在面とを構成し、軸受内部側から軸受外部側に向かって前記第１の撥水処理面の面積率が連続的または段階的に減少することを特徴とする請求項１記載の密封装置。
【請求項4】
前記撥水処理面が撥水親油処理面であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の密封装置。
【請求項5】
前記撥水処理面が撥水撥油処理面であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の密封装置。
【請求項6】
前記撥油処理面が親水撥油処理面であることを特徴とする請求項２記載の密封装置。
【請求項7】
前記シール部材は相手部材と摺接するリップを有し、そのリップ表面の軸受内部側からシール部を経由し軸受外部側にかけた領域に前記表面処理面が形成されており、前記シール部において、軸受内部側の前記撥水処理面の面積率が軸受外部側よりも大きくなっていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の密封装置。
【請求項8】
前記シール部材は前記リップとして、第１のリップと、該第１のリップよりも外側に設けられる第２のリップとを有し、
前記第２のリップに形成される前記表面処理面における前記シール部よりも軸受内部側の前記撥水処理面の面積率が、前記第１のリップに形成される前記表面処理面における前記シール部よりも軸受内部側の前記撥水処理面の面積率よりも大きいことを特徴とする請求項７記載の密封装置。
前記第２のリップに形成される前記表面処理面における前記シール部よりも軸受内部側の前記撥水処理面の面積率が、前記第１のリップに形成される前記表面処理面における前記シール部よりも軸受内部側の前記撥水処理面の面積率よりも大きいことを特徴とする請求項７記載の密封装置。
【請求項9】
前記シール部材は前記軌道輪とラビリンス隙間を介して対向するリップを有し、そのリップ表面の軸受内部側から軸受外部側にかけた領域に前記表面処理面が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の密封装置。
【請求項10】
内輪と、外輪と、該内輪および外輪の間に介在する複数の転動体と、前記外輪または前記内輪のいずれか一方の軌道輪に固定され軸受空間を密封する密封装置と、軸受空間に封入されるグリース組成物とを有する転がり軸受であって、
前記密封装置が請求項１または請求項２記載の密封装置であることを特徴とする転がり軸受。
前記密封装置が請求項１または請求項２記載の密封装置であることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、転がり軸受に封入されたグリースなどの潤滑剤の漏洩および外部からのダスト、水などの異物の浸入を防止する転がり軸受の密封装置、および該転がり軸受に関する。
【背景技術】
【0002】
各種機械、装置の回転支持部に用いられる転がり軸受においては、転がり軸受の両側面に密封装置を配置し、その内部にグリースなどの潤滑剤を封入して、外部からの異物の浸入を防止するとともに、内部からの潤滑剤の漏洩を防止するようにした転がり軸受が広く用いられている。
【0003】
従来から、密封装置の構成要素などに撥水処理を施して、軸受内部への泥水などの浸入を防止する技術が知られている。例えば、特許文献１では、スリンガに、軸受外部側に傾斜する傾斜部が設けられており、このスリンガの傾斜部に撥水処理膜が形成されている。また、特許文献２では、スリンガの環状部の内輪の外周面に対する嵌合面および内輪の外周面のいずれかまたは双方と、芯金の環状部の外輪の内周面に対する嵌合面および外輪の内周面のいずれかまたは双方と、のうち少なくとも一方に、凹凸状の撥水性被膜が形成されている。
【0004】
また、特許文献３では、非接触形の密封装置を備える転がり軸受において、密封装置のうち一方の軌道輪に取り付けられる取付部と、一方の軌道輪のうち取付部が取り付けられる被取付部と、密封装置のうち他方の軌道輪に隙間を空けて対向するシール部と、他方の軌道輪の表面のうちシール部に対向する対向面と、のうち少なくとも一つに、母材の表面に撥水性および撥油性を付与する表面処理が施されている。これにより、潤滑剤の漏出が生じにくく異物の浸入を生じにくいとしている。
【0005】
一方、液滴を輸送する技術として、基板上面を、液滴が流れる際の上流側を第１の疎水面、その下流側を第１の疎水面より接触角が小さい第２の疎水面、これらの中間部分を第１の疎水面と第２の疎水面とを混在させて構成し、上流から下流に向け上記第２の疎水面の面積を連続的に増加させた微量液滴輸送デバイスが提案されている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２００２－０４８１４７号公報
【特許文献2】特開２０１０－２３６６２２号公報
【特許文献3】特開２０１２－１６７７６５号公報
【特許文献4】特開２００５－３３１４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記特許文献１では、スリンガの軸受外部側に傾斜する傾斜部に撥水処理膜が形成されており、密封装置に水がかかっても、回転時の遠心力でフランジ傾斜部に沿って軸受外部側に振り飛ばされ、密封装置内部に水が浸入しにくくなっている。しかし、回転停止時には遠心力は作用せず、水などを軸受外部へ排出する機能は生じないことから、密封装置内部に水などが浸入するおそれがあった。
【0008】
また、特許文献２や特許文献３に図示されているようなラジアル接触する傾斜のない面では、潤滑剤を軸受内部へ戻す機能や外部からの水を排出する機能は、回転時を含めて生じない。
【0009】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、外部から浸入する水などを軸受外部へ排出することが可能な密封装置、および、該密封装置を備える転がり軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の密封装置は、外輪または内輪のいずれか一方の軌道輪に固定され軸受空間を密封する密封装置であって、上記密封装置はシール部材を有し、該シール部材において、少なくとも撥水処理面を有する表面処理面が形成されており、該表面処理面は、軸受内部側の上記撥水処理面の面積率が軸受外部側よりも大きくなっている部分を有することを特徴とする。
【0011】
本発明の密封装置において、表面処理面は、軸受内部側の撥水処理面の面積率が軸受外部側よりも大きくなっている部分を有するとは、表面処理面の任意の部分を基準としてみた場合、その部分における軸受内部側の撥水処理面の面積が、その部分における軸受外部側の撥水処理面の面積（ゼロの場合も含む）よりも大きいことをいう。また、撥水処理面は撥水作用（水をはじく作用）を有していればよく、例えば、油に対しては親油作用や撥油作用を有していてもよい。また、撥油処理面は撥油作用（油をはじく作用）を有していればよく、例えば、水に対しては親水作用や撥水作用を有していてもよい。
【0012】
上記表面処理面は、軸受内部側に上記撥水処理面と、軸受外部側に撥油処理面と、これらの中間部分に上記撥水処理面と上記撥油処理面とを混在させた混在面とを構成し、軸受内部側から軸受外部側に向かって上記撥水処理面の面積率が連続的または段階的に減少することを特徴とする。
【0013】
上記表面処理面は、上記撥水処理面として第１の撥水処理面と、該第１の撥水処理面よりも接触角の小さな第２の撥水処理面を有しており、軸受内部側に上記第１の撥水処理面と、軸受外部側に上記第２の撥水処理面と、これらの中間部分に上記第１の撥水処理面と上記第２の撥水処理面とを混在させた混在面とを構成し、軸受内部側から軸受外部側に向かって上記第１の撥水処理面の面積率が連続的または段階的に減少することを特徴とする。
【0014】
上記撥水処理面が撥水親油処理面または撥水撥油処理面であることを特徴とする。ここで、撥水親油とは水をはじいて油になじむ性質をいい、撥水撥油とは水も油もはじく性質をいう。
【0015】
上記撥油処理面が親水撥油処理面であることを特徴とする。ここで、親水撥油とは水になじんで油をはじく性質をいう。
【0016】
上記シール部材は相手部材と摺接するリップを有し、そのリップ表面の軸受内部側からシール部を経由し軸受外部側にかけた領域に上記表面処理面が形成されており、上記シール部において、軸受内部側の上記撥水処理面の面積率が軸受外部側よりも大きくなっている。接触形の密封装置において、シール部材のシール部とは、シール部材が相手部材（スリンガや軌道輪など）と摺接する部分をいう。
【0017】
上記シール部材は上記リップとして、第１のリップと、該第１のリップよりも外側に設けられる第２のリップとを有し、上記第２のリップに形成される上記表面処理面における上記シール部よりも軸受内部側の上記撥水処理面の面積率が、上記第１のリップに形成される上記表面処理面における上記シール部よりも軸受内部側の上記撥水処理面の面積率よりも大きいことを特徴とする。
【0018】
上記シール部材は上記軌道輪とラビリンス隙間を介して対向するリップを有し、そのリップ表面の軸受内部側から軸受外部側にかけた領域に上記表面処理面が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0019】
本発明の密封装置はシール部材を有し、該シール部材において、少なくとも撥水処理面を有する表面処理面が形成されており、該表面処理面は、軸受内部側の上記撥水処理面の面積率が軸受外部側よりも大きくなっている部分を有しており、当該部分では、軸受内部側の方が軸受外部側よりも撥水機能が高くなっている。そのため、軸受内部側から軸受外部側に向けて水などが流れやすくなり、外部から浸入する水などを軸受外部へ排出することが可能となる。
【0020】
具体的な形態として、表面処理面は、軸受内部側に撥水処理面と、軸受外部側に撥油処理面と、これらの中間部分に撥水処理面と撥油処理面とを混在させた混在面とを構成し、軸受内部側から軸受外部側に向かって撥水処理面の面積率が連続的または段階的に減少しており、この場合、軸受内部側は撥水機能が高く、軸受外部側に向けて撥水機能が低くなる一方、軸受外部側は撥油機能が高く、軸受内部側に向けて撥油機能が低くなる。そのため、軸受内部側から軸受外部側に向けて水などが流れやすくなるとともに、軸受外部側から軸受内部側に向けて油が流れやすくなる。その結果、軸受外部から浸入、付着した水、泥水などを軸受外部側へ排出し、軸受内部やシールリップ間に封入されたグリースやグリースから離油した潤滑油を軸受内部側へ戻す作用が生じ、外部からの水、泥水などの浸入、およびグリースの漏洩を防止できる。
【0021】
また、別の形態として、表面処理面は、軸受内部側に第１の撥水処理面と、軸受外部側に第１の撥水処理面よりも接触角の小さな第２の撥水処理面と、これらの中間部分に第１の撥水処理面と第２の撥水処理面とを混在させた混在面とを構成し、軸受内部側から軸受外部側に向かって第１の撥水処理面の面積率が連続的または段階的に減少している。この場合、軸受内部側に比べて軸受外部側の撥水処理面のはじきが低下することになり、その結果、軸受内部側から軸受外部側に向けて水などが流れやすくなる。
【0022】
シール部材は相手部材と摺接するリップを有し、そのリップ表面の軸受内部側からシール部を経由し軸受外部側にかけた領域に表面処理面が形成されており、シール部において、軸受内部側の撥水処理面の面積率が軸受外部側よりも大きくなっているので、密封装置において、特に水などが浸入しやすい箇所において、外部からの水などを軸受外部へ排出できる。また、第２のリップに形成される表面処理面における軸受内部側の撥水処理面の面積率が、第１のリップに形成される表面処理面における軸受内部側の撥水処理面の面積率よりも大きいので、外部からの水などの浸入を防止する役割を主に担う外側のリップに、より高い排出機能を持たせることで、軸受内部への水などの浸入を好適に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の密封装置を備えた転がり軸受の一例の一部断面図である。
【図3】表面処理面の構成の一例を説明するための模式図である。
【図4】表面処理面の構成の他の例を説明するための模式図である。
【図5】本発明の密封装置の他の形態を示す一部断面図である。
【図6】本発明の密封装置を備えた転がり軸受の他の例を示す縦断面図である。
【図8】本発明の密封装置を備えた転がり軸受の他の例の一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
本発明の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図１は、本発明の転がり軸受の一例を示す一部断面図である。転がり軸受１は、外周面に内輪軌道面２ａを有する内輪２と内周面に外輪軌道面３ａを有する外輪３とが同心に配置され、内輪軌道面２ａと外輪軌道面３ａとの間に複数個の転動体４が配置されている。この転動体４は、保持器（図示省略）によって保持される。また、内輪２と外輪３との間に形成される軸受空間の軸方向両端開口部には、密封装置５が装着されている。密封装置５によって、軸受内に封入されたグリース（図示省略）やグリースから離油した潤滑油の漏洩と、外部から雨水やダストなどが軸受内に浸入するのを防止している。
【0025】
密封装置５は、冷間圧延鋼鈑などをプレス加工にて形成された円板状の芯金６と、この芯金６に一体に加硫接着されたシール部材７とで構成される。シール部材７の材質には、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム、シリコーンゴム、またはフッ素ゴムなどが用いられる。
【0026】
図１において、シール部材７は、内輪２側の端部において、先端が二股状に分岐して形成されたメインリップ８と、そのメインリップ８よりも軸受空間の外方側に位置するダストリップ９とを有する。シール部材７は、その一部が、外輪３の端部内周の周方向溝３ｂに固定されるとともに、各シールリップが、内輪２の端部外周に形成された断面略Ｕ字形の周方向溝２ｂなどに摺接する。
【0027】
ここで、本発明の密着装置では、シール部材において、少なくとも撥水処理面を有する表面処理面が形成されており、該表面処理面は、軸受内部側の撥水処理面の面積率が軸受外部側よりも大きくなっている部分を有する。シール部材における当該部分の形成箇所は、特に限定されず、例えば、シールリップにおいては、シール部よりも外側のみの部分でもよく、シール部を含む部分（例えば、シール部を境とした軸受内部側および軸受外部側を含む部分）でもよく、シール部よりも内側のみの部分でもよい。また、シールリップ以外の部分でもよく、例えば、ラビリンス隙間部（図５、図７参照）や、回転軸と平行な遠心力が作用しない部分でもよい。後者の場合、当該部分に上記表面処理面を形成することで、遠心力が作用する部分まで、水を輸送する効果が期待できる。
【0028】
そして、上記の部分において軸受内部側の領域と軸受外部側の領域とした場合に、軸受内部側の撥水処理面の面積率が軸受外部側の撥水処理面の面積率よりも大きくなっている。この具体的な態様について、以下に説明する。
【0029】
図２は、図１の要部拡大図であり、シール部材７の摺接側の周辺部を示している。メインリップ８は、周方向溝２ｂの軸受内部側の立ち上がり面に摺接し、ダストリップ９は、内輪２の小径部（周方向溝の畝部）２ｃに摺接する。シールリップ８、９において、内輪２と摺接する部分がシール部８ａ、９ａを構成している。
【0030】
シール部材７において、シールリップ８、９には、それぞれ表面処理面１０（クロスハッチングの箇所）が形成されている。図２では、シールリップ８、９において、そのリップ表面の軸受内部側からシール部８ａ、９ａを経由し軸受外部側にかけた領域に表面処理面１０が形成されている。表面処理面１０は、少なくとも撥水処理面を有している。
【0031】
図２において、例えば、メインリップ８の表面処理面１０において、シール部８ａよりも軸受内部側ｒ１の撥水処理面の面積率が、軸受外部側ｒ２よりも大きくなっていてもよい。また、ダストリップ９の表面処理面１０において、シール部９ａよりも軸受内部側ｒ３の撥水処理面の面積率が、軸受外部側ｒ４よりも大きくなっていてもよい。この場合、表面処理面１０は、少なくともシール部８ａ、９ａよりも軸受内部側ｒ１、ｒ３に撥水処理面を有していればよく、軸受外部側ｒ２、ｒ４に撥水処理面を有していなくてもよい。
【0032】
次に、表面処理面１０の構成の一例を図３に示す。図３は、表面処理面の全体を模式的に平面で示した図であり、図左側が軸受内部側、図右側が軸受外部側を表す。図３において、表面処理面１０は、軸受内部側に撥水処理面として撥水親油処理面１１を有している。また、軸受外部側に撥油処理面として親水撥油処理面１２を有している。より具体的には、表面処理面１０は、軸受内部側に撥水親油処理面１１と、軸受外部側に親水撥油処理面１２と、これらの中間部分に撥水親油処理面１１と親水撥油処理面１２とを混在させた混在面１３とを構成している。さらに、軸受内部側から軸受外部側に向かって撥水親油処理面１１の面積が連続的に減少するように構成している。
【0033】
混在面１３において、撥水親油処理面１１は、面積が軸受内部側から軸受外部側に向けて減少する楔形状の部分を複数有しており、これらが周方向に沿って配置されている。また、親水撥油処理面１２は、面積が軸受外部側から軸受内部側に向けて減少する楔形状の部分を複数有しており、これらが周方向に沿って配置されている。混在面１３では、周方向に沿って撥水親油処理面１１と親水撥油処理面１２とが交互に配置されている。なお、例えば、シール部８ａ、９ａ（図２参照）における表面処理面が混在面１３の部分で構成される場合、当該シール部において、軸受内部側の撥水処理面の面積率が軸受外部側よりも大きくなる。
【0034】
図３に示すように、表面処理面１０は、軸受内部側の撥水処理面（撥水親油処理面１１）の面積率が軸受外部側よりも大きくなっている部分（例えばＡ部）を有する。例えば、Ａ部において、軸受内部側の撥水親油処理面１１の面積率（［Ａ部の軸受内部側の撥水親油処理面１１の面積／Ａ部の軸受内部側の面積］×１００；％）は、軸受外部側の撥水親油処理面１１の面積率（［Ａ部の軸受外部側の撥水親油処理面１１の面積／Ａ部の軸受外部側の面積］×１００；％）よりも大きくなっている。
【0035】
図３の構成では、軸受内部側は撥水親油処理面１１の面積率が大きいことから撥水機能が高く、軸受外部側に向けて撥水機能が低くなる。その結果、図３に示すように、軸受内部側から軸受外部側（右側）に向けて水滴が流れやすくなる。これにより、外部から水などが浸入するような状況であっても、水などを軸受外部へ排出することができる。
【0036】
一方、軸受外部側は親水撥油処理面１２の面積率が大きいことから撥油機能が高く、軸受内部側に向けて撥油機能が低くなる。その結果、図３に示すように、軸受外部側から軸受内部側に向けて油滴が流れやすくなる。これにより、軸受内部に封入されたグリースなどが流出するような状況であっても、グリースなどを軸受内部へ戻すことができる。
【0037】
図３では、撥水処理面として撥水親油処理面１１を構成していることから、当該処理面が軸受内部側で油になじむことになり、軸受内部側から流出しようとした油がこの撥水親油処理面で溜まり、軸受外部への流出を防止できる。
【0038】
撥水親油処理面１１は、例えば、撥水親油性樹脂を塗布することによって形成できる。撥水親油性樹脂としては、シリコーン樹脂などを用いることができる。
【0039】
親水撥油処理面１２は、例えば、親水撥油樹脂を塗布することによって形成できる。親水撥油樹脂としては、例えば、ポリビニルアセタール系樹脂やセルロースなどが挙げられる。ポリビニルアセタール系樹脂は、ポリビニルアルコールをアルデヒド類で架橋した重合体であってもよい。また、両性型含窒素フッ素系化合物などの親水撥油剤なども用いることができる。
【0040】
また、撥水面や撥油面は、表面テクスチャによっても形成でき、例えば金型表面にレーザを照射することなどによってテクスチャを加工し、シールに転写することにより形成できる。
【0041】
ここで、表面処理面の構成は特に限定されず、例えば下記の表１に示す構成を適宜採用することができる。
【0042】
【表1】
【0043】
表１において、「構成例１」は上記図３に示した構成である。
【0044】
「構成例２」は、「構成例１」の軸受外部側の親水撥油処理面を省略した構成である。すなわち、親水撥油処理は施さず、撥水親油処理の面積のみを連続的に変化させている。この構成でも、軸受内部側から軸受外部側へ水滴が流れやすくなり、水滴の輸送方向を制御することができる。
【0045】
「構成例３」は、「構成例２」の撥水親油処理面に代えて、撥水撥油処理面を採用した構成であり、外部からの浸入防止を重視している。この構成でも、軸受内部側から軸受外部側へ水滴が流れやすくなり、水滴の輸送方向を制御することができる。また、油滴についても、軸受内部側から軸受外部側へ流れやすくなる。なお、撥水撥油処理面は、例えばフッ素系化合物、シリコーン系化合物などの撥水撥油樹脂を塗布することなどによって形成できる。
【0046】
「構成例４」を模式的に示した図を図４に示す。表面処理面１４は、軸受内部側に撥水処理面を有するとともに、軸受外部側にも撥水処理面を有している。この場合も、表面処理面１４において、軸受内部側の撥水処理面（主に第１の撥水処理面）の面積率は、軸受外部側の撥水処理面（主に第２の撥水処理面）の面積率よりも大きくなっている。図４では、表面処理面１４は、軸受内部側に第１の撥水処理面１５と、軸受外部側に第１の撥水処理面よりも接触角の小さな第２の撥水処理面１６と、これらの中間部分に第１の撥水処理面１５と第２の撥水処理面１６とを混在させた混在面１７とを構成している。さらに、軸受内部側から軸受外部側に向かって第１の撥水処理面１５の面積が連続的に減少するように構成している。
【0047】
混在面１７において、第１の撥水処理面１５は、面積が軸受内部側から軸受外部側に向けて減少する楔形状の部分を複数有しており、これらが周方向に沿って配置されている。また、第２の撥水処理面１６は、面積が軸受外部側から軸受内部側に向けて減少する楔形状の部分を複数有しており、これらが周方向に沿って配置されている。混在面１７では、周方向に沿って第１の撥水処理面１５と第２の撥水処理面１６とが交互に配置されている。なお、例えば、シール部８ａ、９ａ（図２参照）における表面処理面が混在面１７の部分で構成される場合、当該シール部において、軸受内部側の撥水処理面の面積率が軸受外部側よりも大きくなる。
【0048】
図４に示すように、表面処理面１４は、軸受内部側の撥水処理面（第１の撥水処理面１５）の面積率が軸受外部側よりも大きくなっている部分（例えばＢ部）を有する。例えば、Ｂ部において、軸受内部側の第１の撥水処理面１５の面積率（［Ｂ部の軸受内部側の第１の撥水処理面１５の面積／Ｂ部の軸受内部側の面積］×１００；％）は、軸受外部側の第１の撥水処理面１５の面積率（［Ｂ部の軸受外部側の第１の撥水処理面１５の面積／Ｂ部の軸受外部側の面積］×１００；％）よりも大きくなっている。
【0049】
ここで、接触角は、液面と固体面とのなす角度である。第１の撥水処理面１５に滴下された水滴の接触角をθａ、第２の撥水処理面１６に滴下された水滴の接触角をθｂとすると、接触角θａ、θｂはいずれも９０°以上（水をはじく性質）であり、θａ＞θｂの関係を満たす。この場合、軸受内部側よりも軸受外部側の方が水のぬれ性がよい。そのため、表面処理面１４では、軸受内部側から軸受外部側へ水滴が流れやすくなり、水滴の輸送方向を制御することができる。
【0050】
「構成例５」は、「構成例２」の撥水親油処理面に代えて、基本的な撥水面を採用した例である。この撥水面は、一般的な撥水処理を施すことによって形成される。この構成でも、軸受内部側から軸受外部側へ水滴が流れやすくなり、水滴の輸送方向を制御することができる。
【0051】
なお、「構成例１」～「構成例５」では、軸受内部側から軸受外部側に向かって撥水処理面の面積が連続的に減少するように構成したが、これに限らず、段階的に減少するように構成してもよい。
【0052】
図２に示すように、シール部材７において、シールリップ８、９には、表面処理面１０がそれぞれ設けられているが、これらのリップ間で、表面処理面１０の構成を互いに同じとしてもよく、また異ならせてもよい。メインリップ８は、主にダストリップを通過した水や異物の内部への浸入を防止し、ダストリップ９は、主に外部から内部への水や異物の流入、および外部へのグリースの流出を防止する役割を担っている。
【0053】
ダストリップは、リップ内側には塗布したグリースが存在するが、リップ外側にはグリースを塗布していないためグリースが存在せず、状況によっては多量の水が存在する場合もある。一方、メインリップは、リップの両側にグリースが存在し。リップ外側に存在する水はダストリップと比較すると通常は少ない。ダストリップ内側のグリースは、運転時間の経過とともにグリース中の基油が蒸発および外部への漏れ出しにより減少する場合がある。グリース中の基油が減少すると、リップの摺接部分の油膜が不十分となり水の浸入を防止できないおそれがある。
【0054】
そこで、各シールリップの状況、役割を考慮して、例えば、メインリップ８の表面処理面１０に上記「構成例３」を採用し、ダストリップ９の表面処理面１０に上記「構成１」～「構成例２」のいずれかを採用するようにしてもよい。すなわち、水の浸入およびグリースの流出を防止する役割を主に担うダストリップ９の表面処理面では、水滴を外部へ、油滴を内部へ輸送制御させる一方で、水の浸入を防止する役割を主に担うメインリップ８の表面処理面では、水滴の外部への輸送に加え、油滴も外部すなわちダストリップ側へ輸送することで、ダストリップ近傍のグリースに基油が供給され、ダストリップ近傍のグリース中の基油成分の減少を抑制し、長期にわたって密封性を維持することができる。
【0055】
また、ダストリップ９の表面処理面１０におけるシール部９ａよりも軸受内部側ｒ３の撥水処理面の面積率を、メインリップ８の表面処理面１０におけるシール部８ａよりも軸受内部側ｒ１の撥水処理面の面積率よりも大きくするようにしてもよい。これにより、軸受外部側に位置するダストリップ９の水などの排出機能をより高めることができる。
【0056】
なお、シール部材において、複数のリップのうち全てのリップに、上述の表面処理面が形成されていなくてもよい。例えば、図２において、ダストリップ９には表面処理面を設けず、メインリップ８にのみ上述の表面処理面を設けてもよい。これにより、表面処理に伴うコストの増大を抑えつつ、水などの浸入を効果的に抑制することができる。
【0057】
図１では転がり軸受として玉軸受について例示したが、本発明の密封装置は、上記以外の円筒ころ軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受、針状ころ軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト円すいころ軸受、スラスト針状ころ軸受、スラスト自動調心ころ軸受などでも使用できる。
【0058】
図５には、本発明の密封装置の他の形態を示す。図５に示すように、密封装置２１は、外輪に内嵌され、断面Ｌ字状に形成された芯金２２と、この芯金２２に一体に加硫接着されたシール部材２３と、内輪に外嵌され、断面Ｌ字状に形成されたスリンガ２７とを備えている。スリンガ２７は、内輪に嵌合されるスリーブ２７ａと、スリーブ２７ａから径方向外側に広がるフランジ２７ｂとを有する。なお、スリンガ２７には一体に接着された弾性部材２８が設けられている。スリンガ２７および芯金２２は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系など）、または、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系など）をプレス加工にて形成されている。
【0059】
シール部材２３は、上述したゴムなどの弾性部材からなり、内側から順に、グリースリップ２４、メインリップ２５、サイドリップ２６を有している。グリースリップ２４は、主に軸受空間内部からのグリースの流出を防止する役割を担い、その先端をスリンガ２７のスリーブ２７ａに摺接させている。一方、メインリップ２５およびサイドリップ２６は、主に外部から軸受空間内部への異物の流入を防止する役割を担っている。メインリップ２５およびサイドリップ２６は、その先端をスリンガ２７のフランジ２７ｂに摺接させている。
【0060】
シール部材２３において、シールリップ２４、２５、２６には、それぞれ表面処理面２９（各リップのクロスハッチングの箇所）が形成されている。図５では、シールリップ２４、２５、２６において、そのリップ表面の軸受内部側からシール部を経由して軸受外部側にかけた領域に表面処理面２９が形成されている。表面処理面２９は、少なくとも撥水処理面を有している。この形態においても、シールリップ２４、２５、２６の表面処理面２９は、軸受内部側の撥水処理面の面積率が軸受外部側よりも大きくなっている部分を有しており、軸受内部側から軸受外部側に向けて水などが流れやすくなっている。
【0061】
表面処理面２９の構成については、上記表１で示した各構成例などを適宜採用できる。また、シールリップ２４、２５、２６間で表面処理面の構成（表面処理面の形成の有無も含む）を互いに異ならせてもよい。
【0062】
また、密封装置２１の軸受外部側にラビリンス隙間Ｃが形成されている。図５の密封装置２１では、このラビリンス隙間Ｃに面したシール部材２３の表面にも表面処理面２９が形成されている。具体的には、ラビリンス隙間Ｃの入口端部からサイドリップ２６の根本付近までにかけて、表面処理面２９が形成されている。シールリップに加えて、さらにラビリンス隙間Ｃを形成する部分にも表面処理面２９を形成することで、ラビリンス隙間Ｃから水などが浸入することを防止でき、水などの浸入防止効果を一層高めることができる。この表面処理面２９の構成についても、上記表１で示した各構成例などを適宜採用できる。
【0063】
【0064】
図６に示すように、ハブベアリング３１は、外周に車体（図示省略）に取り付けられる車体取付フランジ３２ｂを一体に有し、内周に複列の外側軌道面３２ａ、３２ａが形成された外方部材（外輪）３２と、一端部に車輪（図示省略）が取り付けられる車輪取付フランジ３４ｂを一体に有し、外周に上記複列の外側軌道面３２ａ、３２ａに対向する一方の内側軌道面３４ａ、および該内側軌道面３４ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部３４ｃが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション３６が形成されたハブ輪３４と、小径段部３４ｃに圧入され、外周に他方の内側軌道面３５ａが形成された内輪３５とを備えている。
【0065】
回転側部材となる内方部材３３は、内側軌道面３４ａ、３５ａを有し、固定側部材となる外方部材３２は、複列の外側軌道面３２ａ、３２ａを有する。複列の外側軌道面３２ａ、３２ａと、これらに対向する内側軌道面３４ａ、３５ａ間には複列の転動体（ボール）３７が保持器３８によって転動自在に収容されている。また、ハブ輪３４と内輪３５とからなる内方部材３３と、外方部材３２との間に形成される環状空間には密封装置４０、４１がそれぞれ装着され、軸受空間３９に封入されたグリースなどの漏洩と、外部から雨水やダストなどが軸受空間３９に浸入するのを防止している。
【0066】
インボード側（図中右側）の密封装置４０は、外輪に内嵌され、断面Ｌ字状に形成された芯金と、この芯金に一体に加硫接着されたシール部材と、内輪に外嵌され、断面Ｌ字状に形成されたスリンガとを備えており、基本的な構成は、図５で示した密封装置２１と同様である。
【0067】
アウトボード側（図中左側）の密封装置４１の拡大断面図を図７に示す。図７に示すように、密封装置４１は、外方部材３２の軸方向端部に装着される芯金４２と、この芯金４２に一体に加硫接着されたシール部材４３とで構成される。シール部材４３はニトリルゴムなどの弾性部材からなり、３本のシールリップ４４、４５、４６を有する。シールリップ４４、４５、４６は、それぞれの先端をハブ輪３４の表面、具体的には、車輪取付フランジのインボード側基部の円弧状に形成された摺接面に直接摺接させている。
【0068】
シール部材４３において、シールリップ４４、４５、４６には、それぞれ表面処理面４７（各リップのクロスハッチングの箇所）が形成されている。図７では、シールリップ４４、４５、４６において、そのリップ表面の軸受内部側から軸受外部側にかけた領域に表面処理面４７が形成されている。表面処理面４７は、少なくとも各シール部（図示省略）よりも軸受内部側に撥水処理面を有している。この形態においても、シールリップ４４、４５、４６の表面処理面４７は、軸受内部側の撥水処理面の面積率が軸受外部側よりも大きくなっている部分を有しており、軸受内部側から軸受外部側に向けて水などが流れやすくなっている。
【0069】
表面処理面４７の構成については、上記表１で示した各構成例などを適宜採用できる。また、シールリップ４４、４５、４６間で表面処理面の構成（表面処理面の形成の有無も含む）を互いに異ならせてもよい。
【0070】
また、密封装置４１の軸受外部側にラビリンス隙間Ｃが形成されている。低トルク化のため、シールリップの外側にラビリンス隙間を設けて、密封性を維持しつつ低トルク化を図ることができる。このラビリンス隙間Ｃに面したシール部材４３の表面にも表面処理面４７が形成されている。具体的には、ラビリンス隙間Ｃの入口端部から径方向に沿って表面処理面４７が形成されている。シールリップに加えて、さらにラビリンス隙間Ｃを形成する部分にも表面処理面４７を形成することで、ラビリンス隙間Ｃから水などが浸入することを防止でき、水などの浸入防止効果を一層高めることができる。
【0071】
図８には、本発明の転がり軸受の他の例の一部断面図を示す。転がり軸受５１は、非接触形の転がり軸受である。密封装置５５は、芯金５６と芯金５６に装着されたシール部材５７とで構成される。シール部材５７は、その一部が、外輪５３の端部内周の周方向溝に固定されるとともに、リップ５７ａが内輪５２に対して非接触となっている。リップ５７ａは、内輪５２の端部外周に形成された断面略Ｕ字形の周方向溝とラビリンス隙間Ｃを介して対向している。
【0072】
このリップ５７ａの表面の軸受内部側から軸受外部側にかけた領域に上述した表面処理面として表面処理面５８（クロスハッチングの箇所）が形成されている。ラビリンス隙間Ｃのシール面に上述した表面処理を施すことで、外部から浸入、付着した水、泥水などを軸受外部側へ排出し、軸受内部に封入されたグリースやグリースから離油した潤滑油を軸受内部側へ戻す輸送作用を生じさせることができる。
【0073】
【産業上の利用可能性】
【0074】
本発明の密封装置は、外部から浸入する水などを軸受外部へ排出することが可能であり、さらに、軸受外部から浸入、付着した水、泥水などを軸受外部側へ排出し、軸受内部やシールリップ間に封入されたグリースやグリースから離油した潤滑油を軸受内部側へ戻す輸送作用を有することから、シール性の向上、潤滑油の漏れ出しが低減でき、軸受寿命の低下を防止、リップ枚数の削減やリップ接触力の低減によりトルクを低減でき、転がり軸受の密封装置として広く利用できる。
【符号の説明】
【0075】
１ 転がり軸受
２ 内輪
３ 外輪
４ 転動体
５ 密封装置
６ 芯金
７ シール部材
８ メインリップ
９ ダストリップ
１０ 表面処理面
１１ 撥水親油処理面
１２ 親水撥油処理面
１３ 混在面
１４ 表面処理面
１５ 第１の撥水処理面
１６ 第２の撥水処理面
１７ 混在面
２１ 密封装置
２２ 芯金
２３ シール部材
２４ グリースリップ
２５ メインリップ
２６ サイドリップ
２７ スリンガ
２８ 弾性部材
２９ 表面処理面
３１ ハブベアリング（車両用軸受）
３２ 外方部材（外輪）
３３ 内方部材
３４ ハブ輪
３５ 内輪
３６ セレーション
３７ 転動体
３８ 保持器
３９ 軸受空間
４１ 密封装置
４２ 芯金
４３ シール部材
４４ シールリップ
４５ シールリップ
４６ シールリップ
４７ 表面処理面
５１ 転がり軸受
５２ 内輪
５３ 外輪
５４ 転動体
５５ 密封装置
５６ 芯金
５７ シール部材
５８ 表面処理面
２ 内輪
３ 外輪
４ 転動体
５ 密封装置
６ 芯金
７ シール部材
８ メインリップ
９ ダストリップ
１０ 表面処理面
１１ 撥水親油処理面
１２ 親水撥油処理面
１３ 混在面
１４ 表面処理面
１５ 第１の撥水処理面
１６ 第２の撥水処理面
１７ 混在面
２１ 密封装置
２２ 芯金
２３ シール部材
２４ グリースリップ
２５ メインリップ
２６ サイドリップ
２７ スリンガ
２８ 弾性部材
２９ 表面処理面
３１ ハブベアリング（車両用軸受）
３２ 外方部材（外輪）
３３ 内方部材
３４ ハブ輪
３５ 内輪
３６ セレーション
３７ 転動体
３８ 保持器
３９ 軸受空間
４１ 密封装置
４２ 芯金
４３ シール部材
４４ シールリップ
４５ シールリップ
４６ シールリップ
４７ 表面処理面
５１ 転がり軸受
５２ 内輪
５３ 外輪
５４ 転動体
５５ 密封装置
５６ 芯金
５７ シール部材
５８ 表面処理面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】