JP2008157370A

JP2008157370A - フォロア軸受

Info

Publication number: JP2008157370A
Application number: JP2006347675A
Authority: JP
Inventors: Yasunobu Ono; 泰延大野; Akihiko Matsuoka; 晃彦松岡
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-12-25
Filing date: 2006-12-25
Publication date: 2008-07-10

Abstract

【課題】トルク損失を上昇させることなく、グリースの軸受外部への漏洩を効果的に防止したフォロア軸受を提供する。
【解決手段】フォロア軸受は、内輪１２と、外輪１３と、内輪１２および外輪１３の軌道面に沿って配置される複数のころと、外輪１３に固定される固定部１６ａ、内輪１２に当接する接触リップ部１６ｂ、および接触リップ部１６ｂより軸方向内側で内輪１２と所定の隙間を設けて配置される非接触リップ部１６ｃを有し、内輪１２および外輪１３の間の隙間を密封する密封部材としての密封シール１６とを備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、フォロア軸受、例えば、フィルム製造工程におけるテンタクリップ用のフォロア軸受に関するものである。

図４および図５を参照して、従来のローラフォロア１０１を説明する。なお、図４はローラフォロア１０１の断面図、図２はローラフォロア１０１に採用される密封シール１０７を示す図である。

図４を参照して、ローラフォロア１０１は、内輪１０２と、外輪１０３と、内輪１０２および外輪１０３の間に配置される複数のころ１０４と、隣接するころ１０４の間隔を保持する保持器１０５と、内輪１０２の軸方向両端部に嵌合して、内輪１０２と一体回転する一対の側板１０６ａ，１０６ｂと、外輪１０３と一対の側板１０６ａ，１０６ｂそれぞれとの間に配置される密封シール１０７とを備え、軸受内部にはころ１０４の転動面を潤滑するグリースが充填されている。

次に、図５を参照して、密封シール１０７は、外輪１０３に固定される固定部１０７ａと、側板１０６ａ，１０６ｂに当接する接触リップ部１０７ｂとを含む。この接触リップ部１０７ｂは、根元から先端に向かって断面厚さが徐々に小さくなっており、その先端近傍が側板１０６ａ，１０６ｂの外径面と摺接する。

上記構成の密封シール１０７は、主に軸受け内部への塵埃の混入を防止するために設けられており、ローラフォロア１０１を高回転および高荷重環境下で使用する場合には、グリースの軸受外部への漏洩を完全に防止することができない可能性がある。したがって、グリース漏れが許容されない環境、例えば、フィルム延伸機のテンタクリップガイド用の軸受として使用することができなかった。

そこで、グリースが軸受外部に漏洩するのを防止する密封シールを備えた転がり軸受が、例えば、実公昭４７−６８０２号公報（特許文献１）に記載されている。同公報に記載されている密封部材は、内輪の外径面に摺接する２枚の接触リップ部を有する。これにより、グリースの攪拌抵抗による流動圧や外気の圧力にも完全に抗することができ、密封効果を完全に発揮すると記載されている。
実公昭４７−６８０２号公報

上記公報に記載されている密封シールは、接触リップ部が１枚のものと比較して内輪との接触によるトルク損失が大きいという問題がある。一方、図４に示したようなローラフォロア１０１においても、グリースの漏洩防止の対策がとられている。具体的には、軸受内部のグリース封入量を大幅に減じたり、内輪１０２と接触リップ部１０７ｂとの接触圧を増加させる方法等が挙げられる。

しかし、グリース封入量を減じると本来の目的である潤滑性能が低下し、軸受寿命の低下が懸念される。また、内輪１０２と接触リップ部１０７ｂとの接触圧を増加すると、トルク損失が増大する。

そこで、この発明の目的は、トルク損失を上昇させることなく、グリースの軸受外部への漏洩を効果的に防止したフォロア軸受を提供することである。

この発明に係るフォロア軸受は、外径面に軌道面を有する内輪と、内径面に軌道面を有する外輪と、内輪および外輪の軌道面に沿って配置される複数のころと、外輪に固定される固定部、内輪に当接する接触リップ部、および接触リップ部より軸方向内側で内輪と所定の隙間を設けて配置される非接触リップ部を有し、内輪および外輪の間の隙間を密封する密封部材とを備える。

上記構成の密封部材において、非接触リップ部は、内輪との間のラビリンス効果によって接触リップ部の位置に到達するグリース量を減少させる。そして、接触リップ部は、
グリースの軸受外部への漏洩、および塵埃の軸受内部への混入を防止する。これにより、密封性能が向上する。また、２つのリップ部の一方を非接触とすることにより、内輪との接触によるトルク損失の上昇を抑制することができる。

好ましくは、接触リップ部は、根元から先端に向けて断面厚さが大きくなっている。これにより、接触リップ部の弾性変形能が向上する。その結果、内輪と外輪との間の径方向隙間の変化に対応して密封性能を維持すると共に、トルク損失の上昇を抑制することができる。

好ましくは、接触リップ部は、内輪に接触する鋭角の角部を有する。これにより、接触リップ部と内輪との接触面積が減少する。その結果、さらに有効にトルク損失の上昇を抑制することができる。

好ましくは、密封部材は樹脂材料で形成されている。上記構成の密封部材は、内輪との接触によるトルク損失の上昇を抑制する観点から弾性変形能の高い樹脂材料によって製造するのが望ましい。樹脂材料としては、例えば、ニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。

この発明によれば、接触リップ部および非接触リップ部を有する密封部材を採用することにより、トルク損失を上昇させることなく、グリースの軸受外部への漏洩を効果的に防止したフォロア軸受を得ることができる。

図１および図２を参照して、この発明の一実施形態に係るフォロア軸受としてのローラフォロア１１を説明する。なお、図１はローラフォロア１１の断面図、図２は密封シール１６周辺の拡大断面図である。

まず、図１を参照して、ローラフォロア１１は、外径面に軌道面を有する内輪１２と、内径面に軌道面を有する外輪１３と、内輪１２および外輪１３の軌道面に沿って配置される複数のころ１４と、隣接するころ１４の間隔を保持する保持器１５と、内輪１２および外輪１３の間の隙間を密封する密封部材としての密封シール１６とを備え、軸受内部にはころ１４の転動面を潤滑するグリースが充填されている。

内輪１２は、円筒形状の内輪部材１２ａと一対の側板１２ｂとを含む。内輪部材１２ａは、内径面が回転軸に嵌合し、外径面に軌道面を有する。一対の側板１２ｂは、内輪部材１２ａの軸方向両端部に嵌合して一体回転するリング部材であって、ローラフォロア１１の組立性の観点から、内輪部材１２ａとは別部材としている。

次に、図２を参照して、密封シール１６は、樹脂材料を射出成型して形成された円環形状の部材である。樹脂材料としては、例えば、ニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等を用いることができる。

この密封シール１６は、円環形状の部材であって、その外径部に外輪１３に固定される固定部１６ａと、内径部に接触リップ部１６ｂおよび非接触リップ部１６ｃと、密封シール１６の形状を保持する芯金１６ｄとを有する。そして、固定部１６ａは外輪１３の固定溝１３ａに嵌まり込むと共に、２つのリップ部１６ｂ，１６ｃは側板１２ｂの外径面と対面するように配置される。

接触リップ部１６ｂは、根元から先端に向かって断面厚さが大きくなる逆テーパ形状であって、先端部（最内径部）には側板１２ｂの外径面に接触する鋭角の角部１６ｅが設けられている。一方、非接触リップ部１６ｃは、接触リップ部１６ｂの根元部分から分岐し、所定の角度傾斜して下向きに延びている。また、非接触リップ部１６ｃの先端と側板１２ｂの外径面との間に所定の隙間が設けられている。なお、密封シール１６は、非接触リップ部１６ｃが接触リップ部１６ｂより内輪１２の軸方向内側に配置される。

上記構成の密封シール１６は、非接触リップ部１６ｃと側板１２ｂの外径面との間にラビリンス効果を生じる。また、非接触リップ部１６ｃを傾斜させることで、グリースは非接触リップ部１６ｃの軸方向内側の壁面に案内されて径方向外側に移動する。その結果、軸受内部のグリースが軸方向外側に移動するのをある程度阻止することができる。一方、接触リップ部１６ｃは側板１２ｂの外径面に接触して塵埃の軸受内部への混入を防止する。また、非接触リップ部１６ｃのラビリンス効果によって接触リップ部１６ｃの位置に到達するグリース量が減少するので、グリースの軸受外部への漏洩を有効に防止することができる。

なお、非接触リップ部１６ｃと側板１２ｂとの間には接触抵抗が生じないので、非接触リップ部１６ｃを設けたことによるトルク損失の上昇はない。また、接触リップ部１６ｂの側板１２ｂに接触する部分を鋭角の角部１６ｅとすることにより、接触面積を減ずることができる。その結果、トルク損失の上昇を抑制することができる。

さらに、接触リップ部１６ｂを逆テーパ形状としたことによって弾性変形能が向上する。その結果、内輪１２と外輪１３との間の径方向隙間の変化に対応して密封性能を維持すると共に、トルク損失の上昇を抑制することができる。

次に、この発明の効果を確認するための試験について説明する。試験は、図１に示すような本発明の一実施形態に係るローラフォロア（発明品）と、図４に示すような従来のローラフォロア（従来品）とを同一条件で回転させ、回転トルク（接線力）と軸受外部に漏洩したグリース量を測定することによって行った。具体的には、グリース封入量を軸受内部空間に対して１００％、軸受に負荷するラジアル荷重を１７０Ｎ、回転速度を７００ｒｐｍとし、常温中で２時間試験を行った。結果を図３に示す。

図３を参照して、従来品では約４０％のグリースが軸受外部に漏洩したが、発明品ではグリースの漏洩は確認されなかった。これにより、図２に示したような密封シール１６を採用することにより、グリースの漏洩を有効に防止できることが確認された。また、回転トルクは、発明品と従来品とでほとんど差がなかった。これにより、図２に示す密封シール１６を採用すればトルク損失の上昇を抑制できることが確認された。

また、上記の実施形態における密封シール１６は、非接触リップ部１６ｃとを１つずつ有した例を示したが、これに限ることなく、複数の非接触リップ部１６ｃを設けてもよい。これにより、密封シール１６の密封性能がさらに向上する。一方、非接触リップ部１６ｃを複数も受けてもトルク損失が上昇することはない。

また、上記の実施形態における密封シール１６は、接触リップ部１６ｂより内側にのみ非接触リップ部１６ｃを設けた例を示したが、これに加えて、接触リップ部１６ｂより外側（「内輪１２の軸方向外側」を指す）に設けてもよい。これは、塵埃の混入の恐れが大きい屋外で使用する場合に特に有効である。

また、上記の実施形態におけるローラフォロア１１は、あらゆる用途に使用可能であるが、特に、トルク損失の低減が要求される環境、またはグリース漏れが許されないような環境での使用に適している。例えば、フィルム製造工程におけるテンタクリップ用軸受等が挙げられる。

さらに、上記の実施形態では、この発明に係るフォロア軸受としてローラフォロア１１の例を示したが、この発明はカムフォロアにも適用することができる。すなわち、本明細書中の「フォロア軸受」とは、ローラフォロアだけでなくカムフォロアをも含む概念として理解すべきである。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明は、フォロア軸受に有利に利用される。

この発明の一実施形態に係るローラフォロアの断面図である。図１に示すローラフォロアの密封部材周辺の拡大断面図である。この発明の効果を確認する試験の結果を示す図である。従来のローラフォロアを示す図である。図４に示すローラフォロアの密封部材の拡大図である。

符号の説明

１１，１０１ローラフォロア、１２，１０２内輪、１２ａ内輪部材、１２ｂ，１０６ａ，１０６ｂ側板、１３，１０３外輪、１３ａ固定溝、１４，１０４ころ、１５，１０５保持器、１６，１０７密封シール、１６ａ，１０７ａ固定部、１６ｂ，１０７ｂ接触リップ部、１６ｃ非接触リップ部、１６ｄ芯金、１６ｅ角部。

Claims

外径面に軌道面を有する内輪と、
内径面に軌道面を有する外輪と、
前記内輪および前記外輪の軌道面に沿って配置される複数のころと、
前記外輪に固定される固定部、前記内輪に当接する接触リップ部、および前記接触リップ部より軸方向内側で前記内輪と所定の隙間を設けて配置される非接触リップ部を有し、前記内輪および前記外輪の間の隙間を密封する密封部材とを備える、フォロア軸受。
前記接触リップ部は、根元から先端に向けて断面厚さが大きくなっている、請求項１に記載のフォロア軸受。
前記接触リップ部は、前記内輪に接触する鋭角の角部を有する、請求項１または２に記載のフォロア軸受。
前記密封部材は、樹脂材料で形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載のフォロア軸受。