JP2007010008A - 密封ころがり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】
初期回転時に、ポケット間に封入されたグリースが保持器と内輪外周とのすき間を軸方向に通過するのを積極的に阻止して、グリースの初期漏れの改善された密封ころがり軸受を提供することを課題としている。
【解決手段】
側輪部と、柱部と、爪部とでボールを収容する円周方向複数のポケット部を形成している密封ころがり軸受の保持器であって、前記側輪部の内周面には径方向内方を向いた環状つば面を形成して、該環状つば面に軸方向に対して所定の角度を有する凸条を円周方向に複数設けて内輪外周面と対向させてラビリンスすき間を形成すると共に、
回転方向を指定する外観上認識可能な指示部を設けたことを特徴とする密封ころがり軸受によって課題の解決を図る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、密封ころがり軸受に関し、特に、エンジン補機用の中間プーリ等に使用されるころがり軸受の改良に関する。

従来、エンジン補機用の中間プーリ等に使用される密封ころがり軸受は、潤滑剤としてグリースを封入している。中間プーリ等は、高速回転で使用され、使用初期は、回転に伴う攪拌や軸受内部の温度上昇による圧力上昇を原因として、グリースの初期漏れを起こす場合がある。

封入量が多い場合は、漏れ量も多くなる。攪拌によってグリースが軸受内部の所定位置への移動が完了したり、温度が低下して圧力が低下したりすると初期漏れは起きにくくなる。

グリース漏れが生じると、中間プーリによって、張力を付与されたり、ガイドされたりしている補機回転用のベルト類にグリースが付着し、ベルトのすべりなどを生じてしまう場合がある。

その対策として、封入するグリースを少量にするとか、 軸受内部の圧力上昇を防止するため密封シール自身に空気穴を設ける等の場合があるが、グリース量を少なくすることはグリース寿命の低下を来たす虞があるし、また、空気穴は異物の浸入を招来する虞がある。

図３に、従来から一般的に中間プーリなどに使用されている密封ころがり軸受に関し説明する。図３は回転中心Ｘ_１−Ｘ_１より上半分の断面図である。

密封ころがり軸受Ｈｚは、外輪１ｚと内輪２ｚと、外内輪の間に介装されているボール３ｚと、ボール３ｚを保持している保持器４ｚところがり軸受の両端部を密封している密封シール５ｚ、５ｚと、封入しているグリースＧとからなっている。

特に保持器４ｚは側輪部４１ｚを有する冠型保持器と呼ばれているものである。

回転の初期において、封入してあるグリースＧ（図中、クロスハッチング表示個所）は、特に、保持器４ｚの側輪部４１ｚと内輪２ｚの外周面との間に位置するグリースは、密封シール５ｚと内輪２ｚとで構成する密封部５７ｚに近くに存在するので、軸受の回転に伴って、側輪部４１ｚの攪拌圧力によって容易に移動し、密封部５７ｚを通過して外部へ流出する虞がある。密封シールの方へグリースの移動を防止するための提案がある。（例えば、特許文献１参照）
特開２００３-２５４３３６号公報

特許文献１は、保持器の内周に円環上の凸部５５を備え、ポケット間に注入された潤滑剤が、保持器６の環状基部１０と内輪１との間のすき間から軸方向に通過するのを防ぐ壁となるようにしたものである。

しかしながら、特許文献１では、円環上の凸部５５と内輪の外周面とのすき間の大きさにつては記載がないし、また、すき間以外に積極的に潤滑剤の通過を防止する手段の記載もない。

なお、特許文献１に関する説明に用いた符号は、特許文献１の符号をそのまま用いた。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、初期回転時に、封入されたグリース、特に、保持器のポケット部に封入されたグリースが、保持器と内輪外周との間を軸方向に通過して、密封シール方向へ移動するのを積極的に阻止し、グリースの初期漏れの改善された密封ころがり軸受を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、本発明は、
外輪と、
内輪と、
外内輪間に介装されるボールと、
外内輪間の軸受空間を密封する密封シールと、
前記ボールを保持する保持器と、
からなる密封ころがり軸受において、
前記保持器は、側輪部と、前記側輪部から軸方向に延在する複数の柱部と、前記柱部の先端に形成された爪部とを有し、前記側輪部と前記柱部と前記爪部とでボールを収容する円周方向複数のポケット部を形成し、前記側輪部の内周面には径方向内方を向いた環状つば面を形成して、該環状つば面に軸方向に対して所定の角度を有する凸条を円周方向に複数設けて内輪外周面と対向させてラビリンスすき間を形成すると共に、
回転方向を指定する外観上認識可能な指示部を設けたことを特徴とする密封ころがり軸受を提供する。

また、本発明は、
前記指示部は両端部の密封シールの色彩を異色にしたことを特徴とする密封ころがり軸受を態様とする。

本発明によれば、初期回転時に、封入されたグリース、特に、保持器のポケット部に封入されたグリースが、保持器と内輪外周との間を軸方向に通過して、密封シール方向へ移動するのを積極的に阻止し、グリースの初期漏れの改善された密封ころがり軸受を提供する事が出来る。

以下、本発明に係わる実施形態を図面を参照しつつ説明する。

（実施形態１）
図１は本実施形態を示す回転中心線Ｘ_１−Ｘ_１より上半分の断面図である。

図２（ａ）は図１における保持器４を内方矢印Ａより見て、一部を切断して立体的に表現したものである。また、図２（ｂ）は図１を矢印Ａより見て平面的に表したものである。図（ｃ）は、図（ｂ）のつば面のつば内周面の破線部を拡大してつば面のつば内周面に設けられた凸条の機能についての説明図である。

図１、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照しながら本発明の実施形態１を説明する。

本実施形態の密封ころがり軸受Ｈは、外輪１と内輪２と、外内輪の間に介装されているボール３と、ボール３を保持している保持器４ところがり軸受の両端部を密封している密封シール５ａ、５ｂと、封入しているグリースＧとからなっている。

外輪１は内周面１１に内周軌道１ａと、両端部に密封シール５ａ、５ｂを固定する固定溝１２を有している。

内輪２は、外周面２１に外周軌道２ａと、両端部には後述するように密封シール５ａ、５ｂと密封部を形成するシール溝２２が形成されている。

シール溝２２は外周面２１に連設して、径方向内方に向いた平面部２２１を有し、平面部２２１から軸方向外方に向いて円筒部２２２があり、更に、円筒部２２２に連設して内輪２の径方向外方に、かつ軸方向外方に向いた傾斜面２２３となり、傾斜面２２３に連設して軸方向外方に向いた円筒端部２２４を含んでいる。

ボール３は、内周軌道１ａと外周軌道２ａ間に介装されて、外輪１と内輪２との相対回転を可能にしている。

保持器４は、側輪部４１と、側輪部４１から軸方向に延在する複数の柱部４２と柱部４２の先端に形成されている爪部４３とを有し、円周方向に隣接する柱部４２と側輪部４１と、爪部４３とによってポケット部４４を形成している。

ポケット部４４は、側輪部４１の反対側は開口４５となっている。後述するように、ボール３を収容する場合は、開口４５から爪部４３を弾性的に通過して、ボール３はポケット部４４に収容される（図２（ａ）、（ｂ）を参照）。

保持器４の側輪部４１の内周は、径方向内方に向かって、環状つば面４６が形成されており、環状つば面４６のつば内周面４７には、軸方向に対し所定の角度αだけ傾斜した凸条４８が円周方向に複数設けられている（図２（ｃ）を参照）。

つば内周面４７は内輪２の外周面２１と対向して、ラビリンスすきま８を形成している。

側輪部４１の背面４１１の内周側には面取り４１２が施されている。

密封シール５ａおよび密封シール５ｂは、後述するように、色彩を異にしているものであるが構造的には同じであるから、説明は密封シール５ａについてする（図１において右側）。

密封シール５ａは芯金５ａ_１と、芯金５ａ_１を被覆する弾性部材５ａ_２とからなっている。被覆する部分は、少なくとも、ころがり軸受Ｈに取付けられたときに、密封シール５ａの外側面となる部分を対象としている。この場合の弾性部材５ａ_２は、使用条件によって、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコンゴムなどから選択される。

芯金５ａ_１の外周を被覆している弾性部材５ａ_２は、外輪１の固定溝１２に弾性的に嵌合される固定部５ａ_３になる。

芯金５ａ_１の内周を被覆している弾性部材５ａ_２は、内輪２のシール溝２２と密封部５７を形成するリップ部５ａ_４になる。外周と内周との間を被覆している弾性部材５ａ_２は連結部５ａ_５になる。

リップ部５ａ_４は芯金５ａ_１の内周付近に設けられて、外側リップ５ａ_４１と内側リップ５ａ_４２からなり、外側リップ５ａ_４１は内輪２の端部の円筒端部２２４と非接触ですきま５ａ_６を形成している。

内側リップ５ａ_４２は内輪のシール溝２２の平面部２２１に摺接して接触シールを形成している。

内側リップ５ａ_４２の径方向上方は芯金５ａ_１の内周に向かった傾斜面５ａ_４３となっている。傾斜面５ａ_４３は保持器４の側輪部４１の内周側に設けた面取り４１２と所定のすき間を形成して、グリースが通過しにくい状態にしている。

また、外側リップ５ａ_４１と内側リップ５ａ_４２およびシール溝２２とで形成する空間５ａ_７はグリースＧが漏れた時や、水など異物が浸入したときの溜まり場となる。

次に、密封ころがり軸受として、組立てられて使用される場合を説明する。

ボール３は保持器４の爪部４３の弾性を利用して開口４５を通過してポケット部４４に収容される。保持器４の側輪部４１と密封シール５ａ（図１において、右側）が対向するように組立てられる。側輪部４１のつば内周面４７と内輪２の外周面２１とはラビリンスすきま８を形成している。

例えば、内輪２が回転速度Ｎ_１で矢印方向へ回転すると、保持器４も回転速度Ｎ_２で同じ方向へ回転するが、この場合、内輪２の回転速度Ｎ_１のほうが速いので、ボール側（イ）（ポケット側）にあるグリースＧが密封シール５ａ側（ロ）に向かう圧力を受けるとラビリンスすきま８を通過して押し出されようとする。しかし、ラビリンスすきま８が存在するので、グリースＧは凸条４８に衝突して密封シール側（ロ）へは移動することができず、凸条４８の傾斜角αによってボール側（イ）へ矢印Ｙに示すように、押し戻されることになる。

環状つば面４６のつば内周面４７と内輪２の外周面２１間のラビリンスによって、環状つば面４６がグリース漏れに対する防御壁になるのに加え、凸条４８による上記押し戻し効果が生じる。

その結果、密封シール５ａからの回転初期によるグリース漏れは改善できることになる。

さらに、保持器４の回転速度Ｎ_２よりも内輪２の回転速度Ｎ_１が大きいので、相対速度の差によって、凸条４８がヘリングボーンのように動圧を発生させて更なるグリース漏れの改善効果が向上することと、動圧効果により保持器４の回転挙動が安定して、回転が静粛になるという副次効果が得られる。

本実施形態を実施する場合、ころがり軸受の回転方向を一定にして使用する必要がある。先に説明したように、保持器４の環状つば面４６のつば内周面４７に設けられている凸条４８の軸方向に対する傾斜角αによってグリース漏れを改善することになるので、押し戻し効果を生じる回転方向で実施する必要がある。

本実施形態においては、例えば、密封シール５ａを黒色とし、密封シール５ｂをオレンジ色とするなど、密封シールの色彩を変えて、本発明の密封ころがり軸受の回転方向を指示する必要があるが、これに限らず、外観上識別できるならば、外輪１、内輪２の所定の場所に指示部を付与して実施できる。

実際に、自動車の補機用軸受として使用する場合、回転方向は一方向に決まっているので、使用個所が決まれば、それに合せて側輪部４１に形成されている凸条４８の傾斜方向との関連で密封ころがり軸受の取付け方向を決めることができる。

本発明の実施形態１を示す断面図である。 （ａ）は実施形態１の保持器の一部立体図を示す。（ｂ）は実施形態１の保持器の要部内周面を示す。（ｃ）は図２（ｂ）の破線部拡大図を示す。 従来技術を示す断面図である。

符号の説明

Ｈ：密封ころがり軸受
１：外輪
１ａ：内周軌道
１１：内周面
１２：固定溝
２：内輪
２ａ：外周軌道
２１：外周面
２２：シール溝
２２１：平面部
２２２：円筒部
２２３：傾斜面
２２４：円筒端部
３：ボール
４：保持器
４１：側輪部
４２：柱部
４３：爪部
４４：ポケット部
４５：開口
４６：環状つば面
４７：つば内周面
４８：凸条
５ａ，５ｂ：密封シール
５ａ_１：芯金
５ａ_２：弾性部材
５ａ_３：固定部
５ａ_４：リップ部
５ａ_４１：外側リップ
５ａ_４２：内側リップ
５ａ_５：連結部
５ａ_６：すきま
５ａ_７：空間
５７：密封部
８：ラビリンスすきま

Claims (2)

1. 外輪と、
   内輪と、
   外内輪間に介装されるボールと、
   外内輪間の軸受空間を密封する密封シールと、
   前記ボールを保持する保持器と、
   からなる密封ころがり軸受において、
   前記保持器は、側輪部と、前記側輪部から軸方向に延在する複数の柱部と、前記柱部の先端に形成された爪部とを有し、前記側輪部と前記柱部と前記爪部とでボールを収容する円周方向複数のポケット部を形成し、前記側輪部の内周面には径方向内方を向いた環状つば面を形成して、該環状つば面に軸方向に対して所定の角度を有する凸条を円周方向に複数設けて内輪外周面と対向させてラビリンスすき間を形成すると共に、
   回転方向を指定する外観上認識可能な指示部を設けたことを特徴とする密封ころがり軸受。
2. 前記指示部は両端部の密封シールの色彩を異色にしたことを特徴とする請求項１に記載の密封ころがり軸受。

Images