特許 7549526 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】

(24)【登録日】2024-09-03

(45)【発行日】2024-09-11

(54)【発明の名称】転がり軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/78 20060101AFI20240904BHJP

   F16C 33/80 20060101ALI20240904BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20240904BHJP

   F16C 33/66 20060101ALI20240904BHJP

   F16J 15/3204 20160101ALI20240904BHJP

   F16J 15/447 20060101ALI20240904BHJP

【ＦＩ】

F16C33/78 Z

F16C33/80

F16C19/06

F16C33/66 Z

F16J15/3204 201

F16J15/447

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020217398

(22)【出願日】2020-12-25

(65)【公開番号】P2022102580

(43)【公開日】2022-07-07

【審査請求日】2023-12-11

(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】100087941

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 修司

(74)【代理人】

【識別番号】100112829

【弁理士】

【氏名又は名称】堤 健郎

(74)【代理人】

【識別番号】100155963

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100150566

【弁理士】

【氏名又は名称】谷口 洋樹

(74)【代理人】

【識別番号】100154771

【弁理士】

【氏名又は名称】中田 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100142608

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 由佳

(74)【代理人】

【識別番号】100213470

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 真二

(72)【発明者】

【氏名】辻 直明

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 千春

(72)【発明者】

【氏名】田中 新樹

【審査官】藤村 聖子

(56)【参考文献】

【文献】実開平０６－０７３４５４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０２０－１３３６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１５９５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００５／０７５６１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０２３７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８７６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０１－１５８８２４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｃ ３３／７８

Ｆ１６Ｃ ３３／８０

Ｆ１６Ｃ １９／０６

Ｆ１６Ｃ ３３／６６

Ｆ１６Ｊ １５／３２０４

Ｆ１６Ｊ １５／４４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内外輪間に介在する複数の玉が保持器に保持され、これら内輪および外輪間の軸受空間を塞ぐシール部材が前記外輪に取付られ、前記内輪の外周面にシール溝が周方向に形成され、前記シール部材は、芯金と、前記シール溝における外側溝壁面に接触する主リップと、前記シール溝に非接触の副リップと、を備える転がり軸受であって、
前記主リップは、軸方向外側に向かうに従って内径側に傾斜する基端部と、この基端部から内径方向に延びるリップ本体部とを有し、
前記副リップは、基端部から軸方向内側に突出し、この副リップの先端部と前記シール溝の内側溝壁面との間でラビリンスシールが形成され、
前記芯金の軸受内部側位置から前記副リップの先端部までの軸方向における最大の距離をＤとし、前記芯金の板厚をｄとしたとき、１．９０≦Ｄ／ｄ≦２．５０である転がり軸受。

【請求項2】

請求項１に記載の転がり軸受において、前記副リップの内径部から前記リップ本体部の内径側端部までの径方向寸法Ｅが、前記シール部材の内周側部分であるゴム部断面の径方向長さＦの６０％±１０％である転がり軸受。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の転がり軸受において、前記内輪の外周面と前記内側溝壁面との交点と、前記副リップの先端部との間の軸方向隙間をＡとしたとき、０．２≦Ａ／Ｄ≦０．５である転がり軸受。

【請求項4】

請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の転がり軸受において、前記軸受空間に封入されるグリースが、軸受内部空間容積の１０％以上である転がり軸受。

【請求項5】

請求項４に記載の転がり軸受において、前記グリースが基油と増ちょう剤とを含むグリース組成物であって、
前記基油が、合成炭化水素油とエーテル油を含み、４０℃における動粘度が１２０ｍｍ^２／ｓ以上の混合油であり、
前記増ちょう剤は、ウレア化合物であり、前記増ちょう剤量が１０ｗｔ％～１５ｗｔ％含まれ、
前記グリース組成物は、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に準拠して測定される混和ちょう度が２００～２４０である転がり軸受。

【請求項6】

請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の転がり軸受において、前記副リップの前記基端部の外径寸法が、前記内輪の外周面よりも外径側に位置し、前記副リップの外径部は、この転がり軸受を軸方向を含む平面で切断して見た断面において、直線形状に延びる部分を有し、且つ軸方向外側に向かうに従って外径側に傾斜する断面直線形状部を有し、前記軸方向に対して、前記副リップの前記断面直線形状部の傾斜角度Ｇが５°以上２５°以下である転がり軸受。

【請求項7】

請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の転がり軸受において、前記シール溝の外側溝壁面は、軸方向外側に向かうに従って外径側に傾斜する傾斜面に形成され、前記シール部材は、前記主リップの先端部が、前記シール溝の前記外側溝壁面に法線方向に当たるＲ形状に形成され、軸方向に対する前記外側溝壁面の傾斜角度が５３～６８°である転がり軸受。

【請求項8】

請求項７に記載の転がり軸受において、前記主リップの先端部は半径が０．０３～０．０９ｍｍの円弧状である転がり軸受。

【請求項9】

請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の転がり軸受において、前記シール部材は、前記芯金とゴム材とを有し、前記主リップおよび前記副リップは、前記ゴム材から成り、これら主リップおよび副リップの内側面を含む前記ゴム材の内側面におけるＰＣＤよりも内径側に位置する一部分または全部分の表面粗さがＲａ＝０．４～２．５μｍである転がり軸受。

【請求項10】

請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の転がり軸受において、前記シール部材に内圧を逃がす空気出口が設けられている転がり軸受。

【請求項11】

請求項１０に記載の転がり軸受において、少なくとも片側の前記シール部材の外周側部分に対して前記空気出口が複数設けられ、これら空気出口は、径方向に沿って形成される径方向の空気出口と、軸方向に沿って形成される軸方向の空気出口とを有し、これら径方向の空気出口と軸方向の空気出口とが異なる円周方向位置に設けられている転がり軸受。

【請求項12】

請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の転がり軸受において、前記シール部材の前記主リップに、この転がり軸受の内圧を逃がす空気出口が設けられている転がり軸受。

【請求項13】

請求項１０ないし請求項１２のいずれか１項に記載の転がり軸受において、前記シール部材に設けられた前記空気出口は、軸方向一方側または両側のシール部材にある転がり軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、転がり軸受に関し、軸受内部からの発塵量を低減し得る技術に関する。

【背景技術】

【0002】

図１０に示すサーボモータ用の転がり軸受５０において、モータ５１の近傍にエンコーダ５２が配置される機種については、軸受内部からの発塵およびシール摩耗粉がエンコーダ５２に付着することによるエンコーダ５２の誤動作防止のため、接触シールにて転がり軸受５０としての低発塵が求められる。

【0003】

先行技術に係る転がり軸受では、図１１に示すように、低トルクと高シール化を図るために、主リップ５３はシール溝５４の外側溝壁面に接触させ、副リップ５５の先端部とシール溝５４の内側溝壁面との間でラビリンスシールを形成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００６－１７０３１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

転がり軸受の内輪高速回転時において、転がり軸受の内圧が上昇するため、シール性が不十分であると空気と共にグリースが外部に吐き出され転がり軸受の周辺を汚損させる。
そこで、本件出願人は、副リップの形状と内輪とのクリアランス、グリース封入量およびグリース性状等を規定することにより、転がり軸受の内部からグリースが塊となってシール溝の内部への侵入することを防ぎ、流出を抑制し軸受内部からの発塵量を低減することを見出した。

【0006】

したがって、本発明の目的は、転がり軸受の回転時に軸受内圧が上昇した場合においても、軸受内部からの発塵量を低減することができる転がり軸受を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明の転がり軸受は、内外輪間に介在する複数の玉が保持器に保持され、これら内輪および外輪間の軸受空間を塞ぐシール部材が前記外輪に取付られ、前記内輪の外周面にシール溝が周方向に形成され、前記シール部材は、芯金と、前記シール溝における外側溝壁面に接触する主リップと、前記シール溝に非接触の副リップと、を備える転がり軸受であって、
前記副リップは、基端部から軸方向内側に突出し、この副リップの先端部と前記シール溝の内側溝壁面との間でラビリンスシールが形成され、
前記芯金の軸受内部側位置から前記副リップの先端部までの軸方向における最大の距離をＤとし、前記芯金の板厚をｄとしたとき、１．９０≦Ｄ／ｄ≦２．５０である。

【0008】

本発明において使用するグリースが比較的硬いものである場合、グリースの動きに対して副リップが耐えなければならない。芯金に対して副リップが長すぎるとグリースに負け発塵する可能性がある。芯金に対して副リップが短すぎる、つまり芯金そのものが厚くなりすぎる場合、軸受空間が狭く制限される。軸受空間が狭く制限されると、保持器の強度を確保することが困難となるだけでなく、軸受空間へのグリースの充填量が十分でなくなる。また、シール部材は接触シールであるため、トルクが大きくなる懸念がある。

【0009】

この構成によると、芯金の板厚ｄに対する、芯金の軸受内部側位置から副リップの先端部までの軸方向における最大の距離Ｄの比、Ｄ／ｄを１．９０以上２．５０以下としたため、軸受空間に封入するグリースとして比較的硬いものを採用した場合でも、グリースの動きに対して副リップが耐え発塵を抑制することが可能となるうえ、芯金が厚くなりすぎることを防止し得る。芯金が厚くなりすぎることを防止し得るため、保持器の強度を確保でき軸受空間へのグリースの充填量を十分に満たすことができる。
したがって、軸受空間に封入されたグリースが、塊となって内輪のシール溝の内部へ侵入することを抑制することができる。転がり軸受の回転時に軸受内圧が上昇した場合においても、軸受内部からの発塵量を低減することができる。

【0010】

前記内輪の外周面と前記内側溝壁面との交点と、前記副リップの先端部との間の軸方向隙間をＡとしたとき、０．２≦Ａ／Ｄ≦０．５であってもよい。
前記内輪の外周面と前記内側溝壁面との交点が角部（いわゆるエッジ）である場合、その位置を基準として軸方向隙間Ａを規定する。前記内輪の外周面と前記内側溝壁面との交点がエッジではなく、滑らかに繋がっていてもよく、この場合は、前記内輪の外周面と前記内側溝壁面とが滑らかに繋がっている部分の略中央位置を基準として軸方向隙間Ａを規定する。
このように軸方向隙間Ａを規定することで、軸受空間に封入されたグリースが、塊となって内輪のシール溝の内部へ侵入することをより確実に抑制することができる。

【0011】

前記軸受空間に封入されるグリースが、軸受内部空間容積の１０％以上であってもよい。
前記「軸受内部空間容積」とは、内輪および外輪間の軸受空間における、転動体および保持器を除く空間の容積のことである。軸方向両側にシール部材が取り付けられている場合、内外輪間の軸受空間のうち、軸方向両側のシール部材の間の空間の容積である。
この構成によると、グリースの充填量の下限値を軸受内部空間容積の１０％と少なくすることで、発塵のリスクを低減することができる。例えば、グリースの充填量の上限値を軸受内部空間容積の６０％と多くすると、発塵のリスクは高まるが、定められた硬さのグリース、副リップの軸方向隙間、主リップの当たり具合等を規定することで、グリースの発塵を抑制することができる。

【0012】

前記グリースが基油と増ちょう剤とを含むグリース組成物であって、前記基油が、合成炭化水素油とエーテル油を含み、４０℃における動粘度が１２０ｍｍ^２／ｓ以上の混合油であり、前記増ちょう剤は、ウレア化合物であり、前記増ちょう剤量が１０ｗｔ％～１５ｗｔ％含まれ、前記グリース組成物は、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に準拠して測定される混和ちょう度が２００～２４０であってもよい。
グリースの流動を抑えるには、グリースは硬い方が好ましく、混和ちょう度が２００～２４０が望ましい。混和ちょう度を２００～２４０とするために、増ちょう剤量を１０ｗｔ％～１５ｗｔ％とすることにより、グリースを硬くすることができ、グリースの移動を鈍感にしてグリースの流出を抑制し得る。このようなグリース組成物を適用することで、耐摩耗性および寿命の低下を抑えつつ、低発塵性を実現できる。グリースの充填量の上限値を高めた場合であっても、このグリース組成物を適用することで、グリースの発塵を抑制し得る。

【0013】

前記副リップの前記基端部の外径寸法が、前記内輪の外周面よりも外径側に位置し、前記副リップの外径部は、この転がり軸受を軸方向を含む平面で切断して見た断面において、直線形状に延びる部分を有し、且つ軸方向外側に向かうに従って外径側に傾斜する断面直線形状部を有し、前記軸方向に対して、前記副リップの前記断面直線形状部の傾斜角度Ｇが５°以上２５°以下であってもよい。

【0014】

副リップの傾斜角度Ｇが大きすぎると、内輪のシール溝にグリースが侵入し、発塵してしまう可能性が高まる。前記傾斜角度Ｇが小さすぎる、換言すれば、副リップの外径部が軸方向に平行に近づくと、副リップの先端部の外径側端が内輪外周面よりも外径側に位置する。このため、回転時のグリース攪拌と同時にグリースがシール溝の溝底面側に流れていくことを助長する可能性がある。
この構成によると、副リップの外径部における断面直線形状部の傾斜角度Ｇを５°以上２５°以下として、断面直線形状部の延長線と、内輪の外周面の延長線とが滑らか（程よい角度で）に交わっていることで、グリースの発塵をより低く抑制することができる。

【0015】

前記シール溝の外側溝壁面は、軸方向外側に向かうに従って外径側に傾斜する傾斜面に形成され、前記シール部材は、前記主リップの先端部が、前記シール溝の前記外側溝壁面に法線方向に当たるＲ形状に形成され、軸方向に対する前記外側溝壁面の傾斜角度が５３～６８°であってもよい。

【0016】

この構成によると、軸方向に対する外側溝壁面の傾斜角度が５３～６８°とし、主リップの先端部をＲ形状とすることで、転がり軸受の回転時に発生する軸受内圧に対して、主リップの先端部が法線方向に当たる状態、いわゆる法線当たりを維持できるような主リップの面圧分布となる。したがって、転がり軸受の回転時に軸受内圧が上昇した場合においても、軸受内部からのグリースの流出および大気側からの異物の侵入を同時に抑制することができる。
外側溝壁面の傾斜角度が５３°より小さくなると、軸受内圧に対してシール部材がめくれやすくなるため適切でない。外側溝壁面の傾斜角度が６８°より大きくなると、軸受内圧が発生したとき、主リップの先端部が前記傾斜面に強く当たり過ぎるため、トルクが大きくなるか、またはより発熱してしまうため適切でない。

【0017】

前記主リップの先端部は半径が０．０３～０．０９ｍｍの円弧状であってもよい。この場合、転がり軸受の回転時に主リップの面圧分布の変化をより確実に抑えることができるうえ、トルクが大きくなること、発熱すること等を抑えることができる。
主リップの先端部の半径が０．０３ｍｍより小さいと、転がり軸受の回転時に軸受内圧が変化し主リップの接触位置に微妙なずれが生じたときに、法線当たりとならなくなることが考えられる。主リップの先端部の半径が０．０９ｍｍより大きいと、転がり軸受の回転時における軸受内圧の上昇時、主リップの先端部が傾斜面と強く当たった場合、接触面が増大し、トルクが大きくなるか、または発熱するため適切でない。

【0018】

前記シール部材は、前記芯金とゴム材とを有し、前記主リップおよび前記副リップは、前記ゴム材から成り、これら主リップおよび副リップの内側面を含む前記ゴム材の内側面におけるＰＣＤよりも内径側に位置する一部分または全部分の表面粗さがＲａ＝０．４～２．５μｍであってもよい。この場合、所望の発塵抑制効果を得ることができ、且つ、グリースに対する抵抗を低く抑えることができる。
算術平均粗さＲａが０．４μｍより小さいと、グリースの移動の抑制効果が小さくなり、発塵抑制効果が小さい。算術平均粗さＲａが２．５μｍより大きい、つまり粗くし過ぎるとグリースに対する抵抗が大きくなり過ぎ、回転に不利になるため適切でない。

【0019】

前記シール部材に内圧を逃がす空気出口が設けられていてもよい。この場合、転がり軸受の回転時に軸受内圧を空気出口から逃がすことで、シール締め代の過度な変化、および軸受内圧の上昇に起因するグリースの流出を抑制し得る。

【0020】

少なくとも片側の前記シール部材の外周側部分に対して前記空気出口が複数設けられ、これら空気出口は、径方向に沿って形成される径方向の空気出口と、軸方向に沿って形成される軸方向の空気出口とを有し、これら径方向の空気出口と軸方向の空気出口とが異なる円周方向位置に設けられていてもよい。このように径方向の空気出口と軸方向の空気出口の円周方向位置（円周方向の位相）をずらすことで、グリースの流出をより確実に抑制し得る。

【0021】

前記シール部材の前記主リップに、この転がり軸受の内圧を逃がす空気出口が設けられていてもよい。この場合、転がり軸受の回転時に軸受内圧を空気出口から逃がすことで、シール締め代の過度な変化、および軸受内圧の上昇に起因するグリースの流出を抑制し得る。

【0022】

前記シール部材に設けられた前記空気出口は、軸方向一方側または両側のシール部材にあってもよい。

【発明の効果】

【0023】

本発明の転がり軸受は、内外輪間に介在する複数の玉が保持器に保持され、これら内輪および外輪間の軸受空間を塞ぐシール部材が前記外輪に取付られ、前記内輪の外周面にシール溝が周方向に形成され、前記シール部材は、芯金と、前記シール溝における外側溝壁面に接触する主リップと、前記シール溝に非接触の副リップと、を備える転がり軸受であって、前記副リップは、基端部から軸方向内側に突出し、この副リップの先端部と前記シール溝の内側溝壁面との間でラビリンスシールが形成され、前記芯金の軸受内部側位置から前記副リップの先端部までの軸方向における最大の距離をＤとし、前記芯金の板厚をｄとしたとき、１．９０≦Ｄ／ｄ≦２．５０である。このため、転がり軸受の回転時に軸受内圧が上昇した場合においても、軸受内部からの発塵量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】この発明の第１の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。

【図2】同転がり軸受のシール部材のリップ等の拡大断面図である。

【図3】同シール部材の斜視図である。

【図4A】同シール部材を径方向の空気出口で切断して見た部分拡大断面図である。

【図4B】同シール部材を軸方向の空気出口で切断して見た部分拡大断面図である。

【図5】この発明の他の実施形態に係る転がり軸受におけるシール部材のリップ等の拡大断面図である。

【図6】この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。

【図7】この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。

【図8】同転がり軸受の保持器の斜視図である。

【図9】この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。

【図10】サーボモータ用の転がり軸受等を概略示す図である。

【図11】従来例の転がり軸受のシール構造を部分的に示す拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

［第１の実施形態］
この発明の第１の実施形態に係る転がり軸受を図１ないし図４と共に説明する。
＜転がり軸受の概略構成＞
図１は、この転がり軸受１を軸方向つまり軸受軸方向を含む平面で切断して見た断面（縦断面）である。他の実施形態における断面図についても同様である。同図１に示すように、この転がり軸受１は、内外輪２，３と、玉４と、保持器５と、シール部材６とを備える深溝玉軸受である。内外輪２，３の軌道面間２ａ，３ａに介在する複数の玉４が保持器５により周方向一定間隔おきに保持され、これら内輪２および外輪３間の軸受空間を塞ぐシール部材６が外輪３に取付られている。この例では、外輪内周面における軸方向両側にシール部材６，６が取付られている。内外輪２，３間の軸受空間には、後述するグリースが封入されている。保持器５は、内部に玉４を保持するポケットＰｔを、環状体の円周方向の複数箇所に有し、ポケットＰｔの軸方向一方側を開口した形状のいわゆる冠型保持器である。

【0026】

＜シール構造について＞
各シール部材６は、シール溝７に主リップ１５が接触する接触シールである。内輪２の外周面にシール溝７が周方向に形成され、各シール溝７に対向する外輪３の内周面にシール部材固定溝９が設けられる。図１～図３に示すように、シール部材６は、芯金１０にゴム材１１をモールドしたものであり、このシール部材６の外周縁が、外輪３のシール部材固定溝９に嵌め込まれて固定される。図３，図４Ａおよび図４Ｂに示すように、シール部材６の外周側部分には、この転がり軸受の内圧を逃がす空気出口１２が設けられている。

【0027】

なお図１、図４Ａおよび図４Ｂでは、シール部材６の外周側部分の一部分が外輪３のシール部材固定溝９に埋め込まれているように示されているが、この一部分は締め代であり、実際には弾性変形された状態でシール部材固定溝９に嵌め込まれている。またシール部材６の主リップ１５の一部分についても内輪２のシール溝７に埋め込まれているように示されているが、この一部分は締め代であり、実際には弾性変形された状態でシール溝７に接触している。他の実施形態のシール構造についても同様である。

【0028】

図３，図４Ａおよび図４Ｂに示すように、シール部材６に対して空気出口１２が複数設けられている。これら空気出口１２は、径方向に沿って形成される径方向の空気出口１２ａ（図４Ａ）と、軸方向に沿って形成される軸方向の空気出口１２ｂ（図４Ｂ）とを有する。空気出口１２ａ，１２ｂは、それぞれシール部材６の外周側部分に設けられた溝から成る。これら径方向の空気出口１２ａと軸方向の空気出口１２ｂとが異なる円周方向位置に設けられている。

【0029】

具体的には、シール部材６の外周側部分のうち、シール部材固定溝９の内側溝壁面９ａに臨む内側面に、二つの径方向の空気出口１２ａ，１２ａが円周方向に１８０度位相を隔てて設けられている。径方向の空気出口１２ａと内側溝壁面９ａとで孔が形成される。またシール部材６の外周側部分のうち、シール部材固定溝９の外周溝壁面９ｃおよび外側溝壁面９ｂに臨む外周面に、一つの軸方向の空気出口１２ｂが設けられている。軸方向の空気出口１２ｂと外周溝壁面９ｃと外側溝壁面９ｂとで孔が形成される。この軸方向の空気出口１２ｂは、径方向の空気出口１２ａに対し９０度位相がずれた円周方向位置に設けられている。これら径方向の空気出口１２ａ，１２ａと軸方向の空気出口１２ｂは、シール部材固定溝９の外周溝壁面９ｃを介して連通する。よって、転がり軸受１の回転時に軸受内圧を、二つの径方向の空気出口１２ａ，１２ａから軸方向の空気出口１２ｂを経由して逃がし得る。なお軸方向および径方向の空気出口１２ａ，１２ｂの円周方向位置は前述の位相に限定されるものではない。

【0030】

図１，図２に示すように、内輪２のシール溝７は、軸方向外側に向かって順次、内側溝壁面７ａ、溝底面７ｂおよび外側溝壁面７ｃを有する。内側溝壁面７ａは、軌道面２ａの軸方向両側に設けられた内輪肩部である内輪２の外周面２ｂに繋がり、軸方向外側に向かうに従って内径側に傾斜する傾斜面に形成されている。この内側溝壁面７ａに滑らかに繋がる溝底面７ｂは、軸方向に略平行に延びる。外側溝壁面７ｃは、溝底面７ｂに滑らかに繋がり、軸方向外側に向かうに従って外径側に傾斜する傾斜面に形成されている。軸方向に対する外側溝壁面７ｃの傾斜角度Ｉは５３度以上６８度以下に設定されている。

【0031】

図２に示すように、シール部材６のうち、芯金１０の内径よりも径方向内方に延びる内周側部分１３は、前記ゴム材１１から成る。前記ゴム材１１の材質は、ニトリルゴムを標準的に使用するが、使用温度に応じてアクリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム等の他の材質を適用してもよい。

【0032】

シール部材６の前記内周側部分１３は、内径側に向かうに従って肉厚が小さくなるくびれ部１４と、このくびれ部１４にそれぞれ繋がる主リップ１５と、シール溝７に非接触の副リップ１６とを有する。これらくびれ部１４、主リップ１５および副リップ１６は一体成形されている。くびれ部１４の内径側端部に主リップ１５が繋がり、この主リップ１５の基端部１５ａの内側面部分から副リップ１６が軸方向内側に突出する。図１に示すように、副リップ１６の先端部とシール溝７の内側溝壁面７ａとの間でラビリンスシールＲｓが形成されている。

【0033】

図２に示すように、主リップ１５は、軸方向外側に向かうに従って内径側に傾斜する基端部１５ａと、この基端部１５ａから内径方向に延びるリップ本体部１５ｂと、このリップ本体部１５ｂにおける先端側の外側面部分に設けられる先端部１５ｃとを有する。この主リップ１５の先端部１５ｃが、シール溝７の外側溝壁面７ｃに法線方向に当たるＲ形状に形成されている。主リップ１５の先端部１５ｃの外径面１５ｃａは、軸方向外側に向かうに従って内径側に傾斜し且つ前記Ｒ形状に滑らかに繋がる。前記シール溝７の外側溝壁面７ｃの傾斜角度Ｉが５３度以上６８度以下の場合、主リップ１５の先端部１５ｃは半径が０．０３ｍｍ以上０．０９ｍｍ以下の円弧状である。

【0034】

主リップ１５の先端部１５ｃの半径Ｒが０．０３ｍｍより小さいと、転がり軸受の回転時に軸受内圧が変化し主リップ１５の接触位置に微妙なずれが生じたときに、法線当たりとならなくなることが考えられる。主リップ１５の先端部１５ｃの半径Ｒが０．０９ｍｍより大きいと、転がり軸受の回転時における軸受内圧の上昇時、主リップ１５の先端部１５ｃが傾斜面と強く当たった場合、接触面が増大し、トルクが大きくなるか、または発熱するため適切でない。

【0035】

副リップ１６の基端部の外径寸法Jは、内輪２の外周面２ｂよりも外径側に位置する。副リップ１６の外径部１６ａは、前記縦断面において、直線形状に延びる部分を有し、且つ軸方向外側に向かうに従って外径側に傾斜する断面直線形状部１６ａａを有する。この場合の断面直線形状部１６ａａと、前記直線形状に延びる部分とは、同一部分である。軸方向に対して、断面直線形状部１６ａａの傾斜角度Ｇが５°以上２５°以下である。副リップ１６の内径部１６ｂは、軸方向に平行に延びる。

【0036】

各部の寸法等は以下のように設定されている。
・初期接触角時の内輪２の外周面２ｂと内側溝壁面７ａとの交点と、前記副リップの先端部との間の軸方向隙間Ａ：０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下
前記初期接触角時とは、外輪を固定し内輪を軸方向に移動した際に、アキシアルすきまがゼロとなった状態である。
内輪２の外周面２ｂと内側溝壁面７ａとの交点が角部（いわゆるエッジ）である場合、その位置を基準として軸方向隙間Ａを規定する。前記内輪２の外周面２ｂと前記内側溝壁面７ａとの交点がエッジではなく、滑らかに繋がっていてもよく、この場合は、前記内輪２の外周面２ｂと前記内側溝壁面７ａとが滑らかに繋がっている部分の略中央位置を基準として軸方向隙間Ａを規定する。

【0037】

・副リップ１６の先端部の径方向寸法Ｂ：０．３ｍｍ±０．１ｍｍ
・内輪２の外周面２ｂから副リップ１６の内径部１６ｂまでの径方向寸法Ｃ：０．２ｍｍ±０．１５ｍｍ
・芯金１０の軸受内部側位置１０ａから副リップ１６の先端部までの軸方向における最大の距離をＤとし、芯金の板厚をｄとしたときのＤ寸法の芯金板厚比（Ｄ／ｄ）：
１．９０≦Ｄ／ｄ≦２．５０（好ましくは２．０５≦Ｄ／ｄ≦２．３５）

【0038】

・Ｄ寸法に対する軸方向隙間Ａの比（Ａ／Ｄ）：０．２≦Ａ／Ｄ≦０．５
・副リップ１６の内径部１６ｂからリップ本体部１５ｂの内径側端部までの径方向寸法Ｅ：ゴム部断面の径方向長さＦの６０％±１０％
・シール部材６の内周側部分（ゴム部断面）の径方向長さＦの芯金板厚比（（Ｆ／ｄ）×１００）：４００％±５０％
・副リップ１６の傾斜角度Ｇ：１５°±１０°

【0039】

また図４Ａに示すように、シール部材６のうち、主リップ１５の内側面、副リップ１６の内側面、内径面および外径面、くびれ部１４の内側面、このくびれ部１４の内側面に繋がるゴム材１１の内側面（図４Ａの点線Ｌ１で表記した部分）に渡る部分における表面粗さが算術平均粗さＲａで０．４μｍ以上２．５μｍ以下である。算術平均粗さＲａが０．４μｍより小さいと、グリースの移動の抑制効果が小さくなり、発塵抑制効果が小さい。算術平均粗さＲａが２．５μｍより大きい、つまり粗くし過ぎるとグリースに対する抵抗が大きくなり過ぎ、回転に不利になるため適切でない。

【0040】

この例では、主リップ１５の内側面だけでなく、副リップ１６およびくびれ部１４の内側面等に渡って表面粗さを規定しているが、少なくとも、主リップ１５の内側面を含むゴム材１１の内側面における、ピッチ円直径（ＰＣＤ）よりも内径側に位置する一部分または全部分の表面粗さが算術平均粗さＲａで０．４μｍ以上２．５μｍ以下となるように規定してもよい。

【0041】

＜グリースについて＞
図１に示すように、軸受空間に封入されるグリースは、軸受内部空間容積の１０％以上６０％以下である。前記「軸受内部空間容積」は、内外輪２，３間の軸受空間における、玉４および保持器５を除く空間の容積であり、本実施形態のように軸方向両側にシール部材６，６が取り付けられている場合、内外輪２，３間の軸受空間のうち、軸方向両側のシール部材６，６の間の空間の容積である。

【0042】

このグリースは、基油と増ちょう剤とを含むグリース組成物であって、前記基油が、合成炭化水素油とエーテル油を含み、４０℃における動粘度が１２０ｍｍ^２／ｓ以上の混合油である。この動粘度は、混合油の動粘度であり、４０℃において１２０ｍｍ^２／ｓ～１６０ｍｍ^２／ｓが好ましく、１２５ｍｍ^２／ｓ～１４０ｍｍ^２／ｓがより好ましい。なおグリース組成物は添加剤を含んでもよい。

【0043】

前記合成炭化水素油としてはポリ－α－オレフィン油（ＰＡＯ油）がより好ましい。ＰＡＯ油は、α－オレフィンまたは異性化されたα－オレフィンのオリゴマーまたはポリマーの混合物である。α－オレフィンの具体例としては、１－オクテン、１－ノネン、１－デセン、１－ドデセン、１－トリデセン、１－テトラデセン、１－ペンタデセン、１－ヘキサデセン、１－ヘプタデセン、１－オクタデセン、１－ノナデセン、１－エイコセン、１－ドコセン、１－テトラドコセンなどが挙げられ、通常はこれらの混合物が使用される。

【0044】

前記エーテル油としては、例えば、ポリフェニルエーテル油、アルキルジフェニルエーテル油、アルキルトリフェニルエーテル油、アルキルテトラフェニルエーテル油などが挙げられる。

【0045】

前記増ちょう剤は、ウレア化合物であり、前記増ちょう剤量が１０ｗｔ％～１５ｗｔ％含まれる。前記グリース組成物は、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に準拠して測定される混和ちょう度が２００～２４０である。発塵量を抑制する観点では、混和ちょう度は２００～２２０の範囲にあることが好ましい。

【0046】

＜作用効果＞
以上説明した転がり軸受１によれば、芯金１０の板厚ｄに対する、芯金１０の軸受内部側位置１０ａから副リップ１６の先端部までの軸方向における最大の距離Ｄの比、Ｄ／ｄを１．９０以上２．５０以下としたため、軸受空間に封入するグリースとして比較的硬いものを採用した場合でも、グリースの動きに対して副リップ１６が耐え発塵を抑制することが可能となるうえ、芯金１０が厚くなりすぎることを防止し得る。芯金１０が厚くなりすぎることを防止し得るため、保持器５の強度を確保でき軸受空間へのグリースの充填量を十分に満たすことができる。
したがって、軸受空間に封入されたグリースが、塊となって内輪２のシール溝７の内部へ侵入することを抑制することができる。転がり軸受１の回転時に軸受内圧が上昇した場合においても、軸受内部からの発塵量を低減することができる。

【0047】

内輪２の外周面２ｂと内側溝壁面７ａとの交点と、副リップ１６の先端部との間の軸方向隙間Ａを０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とした。特に、０．２≦Ａ／Ｄ≦０．５としたため、軸受空間に封入されたグリースが、塊となって内輪２のシール溝７の内部へ侵入することをより確実に抑制することができる。Ａ／Ｄが０．５より大きくなるとラビリンスの効果が十分でなく、Ａ／Ｄが０．２未満になると副リップ１６の先端部がシール溝７に接触する可能性が高まる。

【0048】

グリースの充填量の下限値を軸受内部空間容積の１０％と少なくすることで、発塵のリスクを低減することができる。例えば、グリースの充填量の上限値を軸受内部空間容積の６０％と多くすると、発塵のリスクは高まるが、前述の定められた硬さのグリース、副リップ１６の軸方向隙間Ａ、主リップ１５の当たり具合等を規定することで、グリースの発塵を抑制することができる。

【0049】

グリースとして、混和ちょう度が２００～２４０の硬いグリースを適用することで、グリースの流動を抑えることができる。混和ちょう度を２００～２４０とするために、増ちょう剤量を１０ｗｔ％～１５ｗｔ％とすることにより、グリースを硬くすることができ、グリースの移動を鈍感にしてグリースの流出を抑制し得る。このようなグリース組成物を適用することで、耐摩耗性および寿命の低下を抑えつつ、低発塵性を実現できる。グリースの充填量の上限値を高めた場合であっても、このグリース組成物を適用することで、グリースの発塵を抑制し得る。

【0050】

副リップ１６の傾斜角度Ｇが大きすぎると、内輪２のシール溝７にグリースが侵入し、発塵してしまう可能性が高まる。前記傾斜角度Ｇが小さすぎる、換言すれば、副リップ１６の外径部１６ａが軸方向に平行に近づくと、副リップ１６の先端部の外径側端が内輪２外周面２ｂよりも外径側に位置する。このため、回転時のグリース攪拌と同時にグリースがシール溝７の溝底面７ｂ側に流れていくことを助長する可能性がある。
この構成によると、副リップ１６の外径部１６ａにおける断面直線形状部１６ａａの傾斜角度Ｇを５°以上２５°以下として、断面直線形状部１６ａａの延長線と、内輪２の外周面２ｂの延長線とが滑らか（程よい角度で）に交わっていることで、グリースの発塵をより低く抑制することができる。

【0051】

軸方向に対する外側溝壁面７ｃの傾斜角度Ｉが５３～６８°とし、主リップ１５の先端部１５ｃをＲ形状とすることで、転がり軸受１の回転時に発生する軸受内圧に対して、主リップ１５の先端部１５ｃが法線方向に当たる状態、いわゆる法線当たりを維持できるような主リップ１５の面圧分布となる。したがって、転がり軸受１の回転時に軸受内圧が上昇した場合においても、軸受内部からのグリースの流出および大気側からの異物の侵入を同時に抑制することができる。
外側溝壁面７ｃの傾斜角度Ｉが５３°より小さくなると、軸受内圧に対してシール部材６がめくれやすくなるため適切でない。外側溝壁面７ｃの傾斜角度Ｉが６８°より大きくなると、軸受内圧が発生したとき、主リップ１５の先端部１５ｃが傾斜面に強く当たり過ぎるため、トルクが大きくなるか、またはより発熱してしまうため適切でない。

【0052】

主リップ１５の先端部１５ｃは半径が０．０３～０．０９ｍｍの円弧状であるため、転がり軸受１の回転時に主リップ１５の面圧分布の変化をより確実に抑えることができるうえ、トルクが大きくなること、発熱すること等を抑えることができる。
主リップ１５の先端部１５ｃの半径が０．０３ｍｍより小さいと、転がり軸受の回転時に軸受内圧が変化し主リップ１５の接触位置に微妙なずれが生じたときに、法線当たりとならなくなることが考えられる。主リップ１５の先端部１５ｃの半径が０．０９ｍｍより大きいと、転がり軸受の回転時における軸受内圧の上昇時、主リップ１５の先端部１５ｃが傾斜面と強く当たった場合、接触面が増大し、トルクが大きくなるか、または発熱するため適切でない。

【0053】

主リップ１５および副リップ１６の内側面、内径面および外径面、くびれ部１４の内側面、くびれ部１４の内側面に繋がるゴム材１１の内側面（図４Ａの点線Ｌ１で表記した部分）に渡る部分におけるＰＣＤよりも内径側に位置する一部分または全部分の表面粗さがＲａ＝０．４～２．５μｍであるため、所望の発塵抑制効果を得ることができ、且つ、グリースに対する抵抗を低く抑えることができる。
算術平均粗さＲａが０．４μｍより小さいと、グリースの移動の抑制効果が小さくなり、発塵抑制効果が小さい。算術平均粗さＲａが２．５μｍより大きい、つまり粗くし過ぎるとグリースに対する抵抗が大きくなり過ぎ、回転に不利になるため適切でない。

【0054】

シール部材６の外周側部分に対して空気出口１２が複数設けられ、これら空気出口１２は、径方向に沿って形成される径方向の空気出口１２ａと、軸方向に沿って形成される軸方向の空気出口１２ｂとを有し、これら径方向の空気出口１２ａと軸方向の空気出口１２ｂとが異なる円周方向位置に設けられている。このように径方向の空気出口１２ａと軸方向の空気出口１２ｂの円周方向位置（円周方向の位相）をずらすことで、グリースの流出をより確実に抑制し得る。

【0055】

＜他の実施形態について＞
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

【0056】

図５に示すように、主リップ１５に、この転がり軸受の内圧を逃がす空気出口１８が設けられていてもよい。主リップ１５の先端部１５ｃにおいて、例えば、複数の径方向の空気出口１８が円周等配に設けられている。各空気出口１８は溝から成る。空気出口１８と、この空気出口１８に臨む外側溝壁面７ｃとで孔が形成される。なお主リップ１５の先端部１５ｃにおける径方向の空気出口１８は一つであってもよい。また複数の径方向の空気出口１８は円周方向に不等配に設けられていてもよい。
図５の構成によると、転がり軸受の回転時に軸受内圧を空気出口１８から逃がすことで、シール締め代の過度な変化、および軸受内圧の上昇に起因するグリースの流出を抑制し得る。

【0057】

図６に示すように、シール部材６は、外輪内周面における軸方向一方側のみに取付られていてもよい。この場合、転がり軸受１の回転時に軸受内圧が過度に上昇することを未然に防止できるうえ、部品点数の低減を図りコスト低減を図れる。なお内外輪２，３のいずれか一方または両方にシール溝、シール部材固定溝が設けられていてもよい。

【0058】

図７および図８に示すように、保持器５Ａは、合成樹脂製であり、二枚の同形状の環状体５ａ，５ａを係合させた二枚合わせ保持器であってもよい。この保持器５Ａは、軸方向のポケット形状が円筒形状となるポケットＰｔに玉４を保持する。各環状体５ａは、複数の半円筒形状のポケット壁部５ｃと、複数の連結板部５ｂとを有する。二つのポケット壁部５ｃ，５ｃが軸方向に互いに組み合わされることで、ポケットＰｔが形成される。前記ポケットＰｔは円周等配に設けられている。保持器５は、ポケットＰｔ間の連結板部５ｂに互いに係合する係合孔Ｋａと係合爪Ｋｂとを有する。係合孔Ｋａに係合爪Ｋｂを係合し二枚の同形状の環状体５ａ，５ａが係合されることにより保持器５が組立てられる。なお保持器５のポケット形状は球面形状であってもよい。

【0059】

図９に示すように、前記二枚合わせ保持器５Ａを備えた転がり軸受１において、シール部材６が、外輪内周面における軸方向一方側のみに取付られていてもよい。この場合、転がり軸受１の回転時に軸受内圧が過度に上昇することを未然に防止できるうえ、部品点数の低減を図りコスト低減を図れる。なお内外輪２，３のいずれか一方または両方にシール溝、シール部材固定溝が設けられていてもよい。

【0060】

図７～図９の実施形態では、保持器５Ａとして樹脂製波形保持器が適用されているが、一般的ないわゆる鉄板波形保持器であってもよい。

【0061】

以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の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。この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。

【符号の説明】

【0062】

１…転がり軸受、２…内輪、３…外輪、４…玉、５，５Ａ…保持器、６…シール部材、７…シール溝、７ｃ…外側溝壁面、１０…芯金、１２…空気出口、１２ａ…径方向の空気出口、１２ｂ…軸方向の空気出口、１５…主リップ、１６…副リップ、１６ａ…外径部、１６ａａ…断面直線形状部、１８…空気出口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】