JP2008039143A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】外輪に第１のシールを内輪側に向けて設け、この第１のシールよりも軸方向内側に第２のシールを位置させた転がり軸受において、軸受回転に伴う遠心力が強まってもグリースが外部に漏洩し易くならないようにする。
【解決手段】前記内輪１１に前記第２のシール１６を外輪１２側に向けて設け、前記第２のシール１６よりも軸方向内側にあるグリースがその第２のシール１６で前記内輪１１側から前記外輪１２側へ誘導されるようにした。前記第２のシール１６が形成するラビリンス１７を通過したグリースが第１のシール１５のリップ部１５ａに達するには、遠心力に逆らって内輪１１側に進行することになり、軸受回転に伴う遠心力が強まってもグリースが外部に漏洩し易くならない。
【選択図】図１

Description

この発明は、転がり軸受に関し、特に、軸受内部からグリースが漏洩することを防止するために設けられるシールに関する。

この種のシールは、一方の軌道輪に取り付けられ、他方の軌道輪の方に伸びて、接触するか、ラビリンスを形成するものである。一般に、シールは、１個又は複数個の部品から構成された環状の装置である。

例えば、図２に示すように、従来から、心金１ａにジエン系ゴム等の樹脂層１ｂが形成された環状のシール１がある。このシール１の径方向一端に、外輪２に形成されたシール溝２ａに嵌合される嵌着部１ｃが形成されている。シール１の径方向他端に、内輪３の外径面に接触するリップ部１ｄが形成されている。このリップ部１ｄと内輪３の接触により、グリースの漏洩が防止される（例えば、特許文献１）。

また、シールの中には、金属板をプレス加工した環状の保護装置からなり、他方の軌道輪と非接触に設けられるシールド板と称されるものもある。シールド板は、他方の軌道輪との間にラビリンスを形成し、軸受外部からの泥水や粉体が軸受内部に入ることを防止することを主な目的にしつつ、グリースの封入効果を奏するようになっている。

例えば、図３に示すように、内輪３の外径面端部に嵌合される嵌着板５ａと、外輪２との間にラビリンス６を形成する環状板５ｂとをプレス加工で一体成形された金属板からなるシールド板５がある（例えば、特許文献２、特許文献３）。

図３に示す転がり軸受は、シール性能を高めるため、複数のシール、すなわち、シールド板５と、このシールド板５よりさらに軸方向内側にシール７とが設けられている。なお、シール７は、内輪３の外径面に接触する第１のリップ部７ａとシールド板５に接触する第２のリップ部７ｂとが形成されている。

潤滑に寄与する軸受内部の中心付近のグリースは、軸受内部の回転部位、例えば、転動体８、保持器９の回転により軸方向外側に押し出される。押し出されたグリースは、第１のリップ部７ａで外部への移動と漏洩を阻止される。その第１のリップ部７ａをグリースが通過しても第２のリップ部７ｂでさらに外部への移動が阻止される。また、第２のリップ部７ｂをグリースが通過してもラビリンス６で外部へ漏洩し難くなっている。

図２に示すような転がり軸受は、軸受内部の中心付近のグリースが外部へと繋がるリップ部１ｄと直接接するような条件下にある。このため、図２中に矢線で示すように、押し出されたグリースは、比較的外部に漏洩し易い。一方、図３に示すような転がり軸受は、軸受内部の中心付近のグリースが外部へと繋がるラビリンス６と直接接することがなく、図２に示すような転がり軸受よりもグリースの封入性能に優れている。

実開平７−１０５５５号公報 実公平８−３７１０号公報 特開２００１−５０２８８号公報

しかしながら、前掲の特許文献２の転がり軸受においては、外輪２が回転する場合、第１のリップ部７ａを通過したグリース（図３中に矢線で示す）は、外輪２と共に回転するシール７、特に第１のリップ部７ａの遠心力（図３中に白抜き矢で示す）を受けてラビリンス６側に進むように誘導される。

また、内輪３が回転する場合でも、第１のリップ部７ａを通過したグリースは、内輪３の外径面から遠心力を受けてラビリンス６側に進むように誘導される。
特に、シール７は、接触シール方式であり、シール溝２ａに嵌合された取付け構造になっている。このため、シール７は、第１のリップ部７ａが内輪３と接触して回転する。その結果、第１のリップ部７ａを通過したグリースは、第１のリップ部７ａの遠心力によってもラビリンス６側に進むように誘導される。

すなわち、前掲の特許文献２のものは、内外輪２、３のいずれが回転する場合でも、第１のリップ部７ａを通過したグリースが遠心力の影響を受けてラビリンス６側に進むように誘導され、軸受が高速回転する程にグリースが外部に漏洩し易くなる点で改良の余地があった。

そこで、この発明の課題は、外輪に第１のシールを内輪側に向けて設け、この第１のシールよりも軸方向内側に第２のシールを位置させた転がり軸受において、軸受回転に伴う遠心力が強まってもグリースが外部に漏洩し易くならないようにすることにある。

上記の課題を解決するため、この発明は、前記内輪に前記第２のシールを外輪側に向けて設け、前記第２のシールよりも軸方向内側にあるグリースがその第２のシールで前記内輪側から前記外輪側へ誘導されるようにしたものである。

具体的には、前記第２のシールよりも軸方向内側にあるグリースは、第２のシールにより内輪側から外輪側に誘導される。このため、第２のシールを通過したグリースが第１のシールのリップ部に達するには、遠心力に逆らって内輪側に進行することになる。したがって、軸受回転に伴う遠心力が強まってもグリースが外部に漏洩し易くならない。

上記の作用は、前記内外輪のいずれが回転輪であるか、また、軸受回転中に前記第２のシールが回転する構成又は静止する構成かによらずに奏される。

上記構成において、前記転がり軸受の形式は、問われず、例えば、深溝玉軸受、複列アンギュラ玉軸受、四点接触玉軸受、スラスト玉軸受、円筒ころ軸受、ニードル軸受、円錐ころ軸受、自動調心軸受等に構成することができる。

また、上記構成において、前記第１のシール及び第２のシールは、それぞれ接触、又は非接触のシール方式にすることができる。
非接触のシール方式を採用した場合、相手側の軌道輪との間で形成されるラビリンスがリップ部に相当する機能部分といえる。

また、前記第１のシール及び第２のシールは、心金にジエン系ゴム等の樹脂層が形成された環状のシールもの、ゴムの全体あるいは一部を加硫して硬化させ、ゴムの剛性を向上させたもの、金属板をプレス加工したもの、鋼材を削り出し加工したもの、成型したもの、鋳造したもの等から構成することができる。
すなわち、前記第１のシール及び第２のシールは、この発明の作用・効果を奏する限り、製造方法、素材、内部構造等を問わない。

ここで、上記構成においては、前記第２のシールを外輪と非接触に設けた構成を採用することが好ましい。第２のシールが外輪に接触すると、リップ部は摺動により発熱し、グリースがその発熱で軟化し、その結果、グリースがリップ部を通過し易くなるからである。前記第２のシールを外輪と非接触に設けた構成によれば、上記の発熱がない。

上述のように、この発明は、外輪に内輪側に向けて第１のシールを設け、この第１のシールよりも軸方向内側に第２のシールを位置するように設けた転がり軸受において、上記特徴的構成を採用することにより、軸受回転に伴う遠心力が強まってもグリースが外部に漏洩し易くならないようにすることができる。

この発明の転がり軸受の第１の実施形態は、上記構成において、第２のシールが軸受回転中に回転する構成を採用したものである。第２のシールが回転するため、第２のシールを通過したグリースが第１のシールのリップ部に達することは、第２のシールの遠心力によっても阻害されることになり、より困難になる。

第２のシールが軸受回転中に回転する構成としては、内輪が回転輪である構成を採用することができる。この構成によれば、第２のシールが内輪と共回りする。

また、第２のシールが軸受回転中に回転する別の構成としては、内輪の外径面にシール溝を形成し、そのシール溝に第２のシールを嵌合させて取り付け、第２のシールのリップ部が外輪の内径面に接触するようにした構成を採用することができる。この構成によれば、外輪を回転輪としても、第２のシールはそのリップ部と外輪の接触により回転する。

この発明の転がり軸受の第２の実施形態は、前記第２のシールが、前記外輪の内径面との間にラビリンスを形成する遮蔽板からなる構成を採用したものである。上述のように、前記第２のシールが、外輪の内径面との間にラビリンスを形成するため、外輪と非接触になり、グリースの軟化が防止される。

また、第２の実施形態の前記第２のシールは、板からなるため、心金と樹脂層からなるリップ部を有するシールと比して成形が簡単である。例えば、第２のシールは、金属板のプレス加工により簡単に成形することができる。

また、第２の実施形態の前記第２のシールは、板からなるため、設置空間が小さい。それ故、限られた軸受内部の空間において、第２のシールを転動体等の回転部位から遠ざけ、前記第１のシールに近づけることができる。これにより、転動体等に押し出されたグリースが、前記ラビリンスに達し難くすることができる。また、第２のシールの板面と第１のシールの間を狭めることにより、ラビリンスを形成することもできる。

図１に一実施例の転がり軸受を示す。転がり軸受１０は、図示しない回転軸に嵌合される内輪１１と、外輪１２と、内輪１１と外輪１２の間に転動可能に設けられた複数の転動体１３と、複数個の転動体１３を軸受周方向に一定間隔で保持する保持器１４とを備えている。この転がり軸受１０の両側には、第１のシール１５が設けられており、この第１のシール１５よりも軸方向内側に第２のシール１６が位置させられている。

具体的には、外輪１２の内径面両端部にシール溝１２ａが形成されており、それぞれに第１のシール１５が嵌め込まれている。

この第１のシール１５の先端はリップ部１５ａとなっており、内輪１１の外径面に接触している。第１のシール１５は、内輪１１の回転に伴ってリップ部１５ａが摺動し、シール溝１２ａ内で回転するようになっている。

リップ部１５ａは、内側リップと外側リップに分岐しており、主として、内側リップはグリースの漏れ出し防止、外側リップは外部からの水分や泥等の浸入防止にそれぞれ寄与する。

この第１のシール１５は、鋼板からなる心金１５ｂを有し、剛性が向上させられている。これは、第１のシール１５が転がり軸受１０の両側面に露出し、異物が当り易いことを考慮し、第１のシール１５の変形を防止するためである。その結果、リップ部１５ａと内輪１１の外径面との接触状態は、安定して維持される。

上記第２のシール１６は、内輪１１の外径面に外輪１２側に向けて設けられている。この第２のシール１６は、外輪１２の内径面との間にラビリンス１７を形成する遮蔽板からなる。

より具体的には、第２のシール１６は、径方向に平行な円環板１６ａと、内輪１１の外径面に軸方向外側から嵌合される嵌着部１６ｂとからなる。この第２のシール１６は、低コスト化のため、鋼板のプレス加工により一体成形されている。

嵌着部１６ｂは、内径面が円状になっており、その一端にＲ形状部分を介して円環板１６ａが連設されている。嵌着部１６ｂの他端は、内輪１１の外径面に設けられた段差１１ａにより軸方向の嵌合位置が決まるようになっている。このため、第２のシールを簡単に嵌合することができる。

また、前記の段差１１ａは、内輪１１の外径面に嵌合された嵌着部１６ｂにより径方向の高低が生じることを防止する。このため、第２のシール１６より軸方向内側にあるグリースが、転動体１３、保持器１４の回転により嵌着部１６ｂの他端に触れて乱雑に動き難くなる。すなわち、嵌着部１６ｂにより転動抵抗が増大することは防止される。前記嵌着部１６ｂから前記内輪１１の軌道溝１１ｂまでの間で同一面が形成されるようにすれば、最も効果的である。

前記円環板１６ａの先端縁は、嵌着部１６ｂが内輪１１に嵌合された状態で外輪１２の内径面との間にラビリンス１７を形成する。第２のシール１６が外輪１２と非接触のため、第２のシールを第１のシール１５のような接触方式にした場合と比してグリースが軟化し難い。

ここで、円環板１６ａを径方向に平行としたのは、円環板１６ａが径方向に対し傾斜していると、第２のシール１６に遠心力が作用したときに振れ易くなるからである。円環板１６ａが径方向に平行であれば、遠心力の作用方向に一致するため、振れの問題はない。また、円環板１６ａが遠心力で変形してもラビリンス１７を狭める方向に変形するため、シール性能が安定する。

上記構成によれば、第２のシール１６よりも軸方向内側にあるグリースは、転動体１３等の回転により軸方向外側に押し出されてくると、図１中に矢線で示すように、第２のシール１６の円環板１６ａに向きを変えられて外輪１２側へ誘導される。このため、第２のシール１６（ラビリンス１７）を通過したグリースのみが第１のシール１５のリップ部１５ａに達する。このとき、第２のシール１６を通過したグリースは、図１中に白抜き矢で示すように、内輪１１の回転に伴う遠心力に逆らって進むことになり、回転速度が高まる程に進行を阻止される。したがって、転がり軸受１０は、軸受回転に伴う遠心力が強まっても、潤滑に寄与するグリースが外部に漏洩し易くならないようにすることができる。

さらに、第２のシール１６は、嵌着部１６ｂにおいて内輪１１の外径面に嵌合固定され、外輪１２と非接触のため、内輪１１と共に回転する。その結果、第１のシール１５のリップ部１５ａに進もうとするグリースは、第２のシール１６の回転に伴う遠心力の影響を受ける。このため、グリースがリップ部１５ａにより達し難くい。転がり軸受１０は、グリースの外部漏洩をより防止することができる。

この転がり軸受１０において、第１のシール１５は、第２のシール１６のように非接触方式のシールにすることができる。

また、この転がり軸受１０において、第２のシール１６は、第１のシール１５のように接触方式のシールにすることができる。

また、この転がり軸受１０において、設置空間がある限り、さらに別のシールを追加することができる。例えば、第１のシール１５よりも軸方向外側、第２のシール１６よりも軸方向内側などに第３のシールが設けられる。第３のシールを内輪１１又は外輪１２のいずれに設けるかは適宜に選択することができる。

一実施例における転がり軸受の部分拡大断面図 一従来例における転がり軸受の部分拡大断面図 他の従来例における転がり軸受の部分拡大断面図

符号の説明

１１ 内輪
１２ 外輪
１２ａ シール溝
１３ 転動体
１４ 保持器
１５ 第１のシール
１５ａ リップ部
１５ｂ 心金
１６ 第２のシール
１６ａ 円環板
１６ｂ 嵌着部
１７ ラビリンス

Claims (3)

1. 外輪（１２）に第１のシール（１５）を内輪（１１）側に向けて設け、この第１のシール（１５）よりも軸方向内側に第２のシール（１６）を位置させた転がり軸受において、前記内輪（１１）に前記第２のシール（１６）を外輪（１２）側に向けて設け、前記第２のシール（１６）よりも軸方向内側にあるグリースがその第２のシール（１６）で前記内輪（１１）側から前記外輪（１２）側へ誘導されるようにしたことを特徴とする転がり軸受。
2. 前記第２のシール（１６）が軸受回転中に回転するようにした請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記第２のシール（１６）が、前記外輪（１２）の内径面との間にラビリンス（１７）を形成する遮蔽板からなる請求項１又は２に記載の転がり軸受。

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