JP2012215295A - オイルシール及び密封型転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】転がり軸受への取付けが容易なオイルシールを提供すること、及び、製造コストが低く、量産性に優れた密封型転がり軸受を提供することを課題とする。
【解決手段】オイルシール６は、凸部Ｐ４を有し、該凸部Ｐ４が凹部２ｂに嵌め込まれることにより深溝玉軸受の外輪２に取り付けられている。このため、オイルシール６は、隙間嵌めにより外輪２に固定されるため、深溝玉軸受への挿入及び固定が容易となる。そのため、深溝玉軸受は量産性に優れている。また、オイルシール６が隙間嵌めにより外輪２に固定されるため、外輪２の内径面を研磨する必要がない。そのため、深溝玉軸受は製造コストが低い。
【選択図】図１

Description

本発明は、オイルシール及びそれを備えた密封型転がり軸受に関する。

従来、転がり軸受には、軸受外部から軌道面側への水、水蒸気、異物などの侵入を防止すると共に、軸受内部に封入されたグリースや潤滑油等の潤滑剤の漏洩を防止するため、外輪の内周面と内輪の外周面との間に形成された間隙の開口を塞ぐようにシールが設けられている。特に、グリース封入型の転がり軸受には、グリースの漏洩を防ぐ効果が優れているオイルシールが使用されることがある。
オイルシールの一例として、特許文献１には、基端部が外輪に固定され、先端部が内輪に向けて延出し、その延出端（リップ部）が所定の緊迫力で内輪に押し付けられたオイルシールが記載されている。
このようなオイルシールは、研磨された外輪内径面にしまりばめ（締め代嵌め）により固定される。

特開平８−１８４３２３号公報

しかしながら、オイルシールをしまりばめで固定するためには外輪内径面を研磨する必要があるので、転がり軸受の製造コストが高くなるという問題があった。また、オイルシールを外輪にしまりばめで固定するので、オイルシールの転がり軸受への挿入性は良好とは言えず量産性に問題があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、取付けが容易なオイルシールを提供することを課題とする。また、製造コストが低く、量産性に優れた密封型転がり軸受を提供することを課題とする。

以上の課題を解決するため、本発明の一態様に係る密封型転がり軸受は、軌道面を備えた内輪と、前記内輪の軌道面と対向する軌道面を備えた外輪と、前記内輪の軌道面及び前記外輪の軌道面の間に転動自在に配された複数個の転動体と、前記内輪及び前記外輪のうち一方の軌道輪に取り付けられ他方の軌道輪に滑り接触するオイルシールと、を備え、前記オイルシールは、前記一方の軌道輪に形成された凹部に嵌め込まれる凸部を有していて、前記凸部が前記凹部に嵌め込まれることにより前記一方の軌道輪に取り付けられていることを特徴とする。

また、上記密封型転がり軸受においては、前記オイルシールは、軸方向幅が４ｍｍ以上であることが好ましい。
さらに、上記密封型転がり軸受においては、前記オイルシールは、前記他方の軌道輪に滑り接触するリップ部を有する樹脂製のシール部材と、前記シール部材の強度を補強する芯金と、を備えることが好ましい。
この芯金は、前記内輪及び前記外輪と同心に配された略円筒状の円筒部と、前記円筒部の内周面から径方向内方に延びる１つ以上の内フランジ部と、前記円筒部の外周面から径方向外方に延びる１つ以上の外フランジ部と、を備えることが好ましい。

また、上記密封型転がり軸受においては、前記オイルシールは、前記他方の軌道輪に滑り接触するリップ部を有する樹脂製のシール部材と、前記リップ部を前記他方の軌道輪に押圧して前記リップ部と前記他方の軌道輪との接触圧を高める弾性部材と、を備えることが好ましい。
さらに、上記密封型転がり軸受は、電動工具又はギヤードモータに用いることができる。

また、本発明の他の態様に係るオイルシールは、軌道面を備えた内輪と、前記内輪の軌道面と対向する軌道面を備えた外輪と、前記内輪の軌道面及び前記外輪の軌道面の間に転動自在に配された複数個の転動体と、を備える転がり軸受に使用され、前記内輪及び前記外輪のうち一方の軌道輪に取り付けられ他方の軌道輪に滑り接触するオイルシールであって、前記一方の軌道輪に形成された凹部に嵌め込まれる凸部を有し、前記凸部を前記凹部に嵌め込むことにより前記一方の軌道輪に取り付け可能となっていることを特徴とする。

本発明の密封型転がり軸受は、一方の軌道輪に形成された凹部に嵌め込まれる凸部を有するオイルシールを備えており、該オイルシールは、凸部が凹部に嵌め込まれることにより一方の軌道輪に取り付けられている。このような構成により、オイルシールを軌道輪に固定するために軌道輪を研磨する必要がないので、製造コストを抑えることができる。また、オイルシールが隙間嵌めにより転がり軸受に固定されるため、転がり軸受へのオイルシールの取付けが容易となり、量産性に優れている。
また、本発明のオイルシールは、転がり軸受の一方の軌道輪に形成された凹部に嵌め込まれる凸部を有し、凸部を凹部に嵌め込むことにより一方の軌道輪に取り付けられる。このような構成により、転がり軸受への取付けを容易とすることができる。

本発明の一実施形態を示すオイルシール及び密封型転がり軸受の部分縦断面図である。

本発明に係るオイルシール及び該オイルシールを備えた密封型転がり軸受の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるオイルシールを備えた密封型転がり軸受、具体的には深溝玉軸受の部分縦断面図である。この深溝玉軸受は、内輪１、外輪２、転動体３、保持器４、シール５、オイルシール６を備えている。複数個の転動体３は、外輪２の内周面に形成された軌道面２ａと、軌道面２ａに対向するように内輪１の外周面に形成された軌道面１ａとの間に転動自在に配されると共に、保持器４によって回転可能に保持されている。なお、保持器４は、備えていなくてもよい。

シール５及びオイルシール６は、内輪１と外輪２との間に形成された間隙の開口を閉鎖し、内部を密封するものであり、内輪１、外輪２、転動体３の間の空間にはグリースＧが封入されている。
シール５は、内輪１及び外輪２の一方に固定されて他の一方に滑り接触しているシール部材５ａと、シール部材５ａを補強する補強部材５ｂとの一体成形物で構成される。本実施形態ではシール部材５ａは外輪２に固定されており、内輪１に滑り接触している。シール部材５ａはゴム組成物で構成されており、補強部材５ｂは金属又はプラスチックで構成されている。なお、シール５は、シール部材５ａのみで構成されていてもよく、補強部材５ｂを有していなくてもよい。

オイルシール６は、内輪１及び外輪２の一方に固定されて他の一方に滑り接触しているオイルシール部材６ａ（本発明の構成要件である「シール部材」に相当する）と、オイルシール部材６ａの強度を補強する芯金６ｂとの一体成形物で構成される。本実施形態ではオイルシール部材６ａは外輪２（本発明の構成要件である「一方の軌道輪」に相当する）に固定されており、内輪１（本発明の構成要件である「他方の軌道輪」に相当する）に滑り接触しているが、内輪１に固定され、外輪２に滑り接触する構成とすることも可能である。なお、シール部材５に代えて、オイルシール６を配置してもよい。すなわち、深溝玉軸受の軸方向両端部にオイルシール６を配してもよい。これにより密封性が高まる。

オイルシール部材６ａはゴム組成物等の弾性を有する樹脂で構成されている。具体的には、ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム等のゴム材料や合成樹脂（ポリアミド４６，ポリアミド６６等のポリアミドが好ましい）等があげられるが、これに限定されるものではない。
また、芯金６ｂは、オイルシール部材６ａの強度を補強できる材質で構成されていればよく、例えば、金属やプラスチック等があげられるが、これに限定されるものではない。また、オイルシール６は、オイルシール部材６ａのみで構成されていてもよく、芯金６ｂを有していなくてもよい。

オイルシール６は、基端部Ｐ１が外輪２に固定され、且つ、先端部Ｐ２が内輪１に向けて延出し、その延出端Ｐ３が所定の緊迫力で内輪１に押し付けられた状態で位置決めされている。この場合、オイルシール６の基端部Ｐ１は、外輪２の軸受外部側から軸受内部側に向けて延出した中空円筒状を成しており、先端部Ｐ２は、基端部Ｐ１の軸受内部側から連続して折り返された中空円板状を成している。そして、延出端Ｐ３は、中空円板状の先端部Ｐ２の内径に沿って軸受外部側に向けて延出した円環状を成している。

また、延出端Ｐ３には、樹脂部材で一体成形された主リップ部Ｌ１と副リップ部Ｌ２とが設けられている。主リップ部Ｌ１と副リップ部Ｌ２は、内輪１に滑り接触する。なお、本実施形態の主リップ部Ｌ１及び副リップ部Ｌ２が、本発明の構成要件であるリップ部に相当する。
主リップ部Ｌ１は、軸受外部に向けて延在し、内輪１の外径面１ｂに摺接した状態で位置決めされている。一方、副リップ部Ｌ２は、軸受内部に向けて延在し、内輪１の外径面１ｂに摺接した状態で位置決めされている。

ここで、オイルシール６の基端部Ｐ１と外輪２との固定方法について詳細に説明する。 基端部Ｐ１の外輪２と接する面の軸方向の端部寄りには、径方向外方に突出する凸部Ｐ４が形成されており、該凸部Ｐ４が、外輪２の内周面の軸方向の端部寄りで且つ凸部Ｐ４と対応する位置に形成された凹部２ｂに嵌め込まれることにより、オイルシール６が深溝玉軸受に固定されている。

凸部Ｐ４の形状は、外輪２に形成された凹部２ｂに嵌め込まれることによりオイルシール６を固定することができれば、特に限定されるものではない。具体的には、基端部Ｐ１の外輪２と接する面の軸方向の端部寄りに線状の凸部Ｐ４を円周方向に沿って形成してもよいし、半球状の凸部Ｐ４を円周方向に沿って複数形成してもよい。また、凸部Ｐ４は角柱状、角すい状、円柱状、円すい状のような形状でもよい。

一方、外輪２に形成された凹部２ｂは、凸部Ｐ４を嵌め込んでオイルシール６を固定できるものであれば特に限定されるものではない。具体的には、外輪２の内径面の軸方向端部寄りに線状の凹部２ｂを円周方向沿って形成してもよいし（例えばシール溝）、半球状の凹部２ｂを円周方向に沿って複数形成してもよい。また、凹部２ｂは角柱状、角すい状、円柱状、円すい状のような形状でもよい。
このような本実施形態のオイルシール６は、凸部Ｐ４が凹部２ｂに嵌め込まれることにより深溝玉軸受の外輪２に取り付けられている。このため、オイルシール６は、隙間嵌めにより外輪２に固定することができるため、転がり軸受への挿入及び固定が容易となる。

また、このような本実施形態の深溝玉軸受は、オイルシール６の凸部Ｐ４が外輪２に嵌め込まれることにより、オイルシール６を外輪２に固定することができる。オイルシール６をしまりばめで固定しないので、固定の際に、外輪２の内径面を研磨する必要がなく、軸受の製造コストを抑えることができる。

また、オイルシール６は、隙間嵌めにより外輪２に固定されるため、外輪２の内径面との間で隙間を有する。そのため、転がり軸受への挿入及び固定が容易となるので、量産性に優れている。また、従来のオイルシールはしまりばめで固定されており、外輪の内径面に形成される肩部との間に隙間を有さず固定されていたが、本実施形態のオイルシール６は外輪２の内径面に形成される肩部２ｅとの間に隙間を有する。

さらに、オイルシール６の軸方向幅は４ｍｍ以上であることが好ましい。４ｍｍ以上であれば、潤滑剤の漏洩を防止する効果がより優れているからである。
さらに、芯金６ｂの形状は特に限定されるものではないが、図１に示すような形状であることが好ましい。すなわち、芯金６ｂは、内輪１及び外輪２と同心に配された略円筒状の円筒部１０と、円筒部１０の内周面の軸方向内端部（軸受内部側端部）から径方向内方に延びる環状の内フランジ部１１と、円筒部１０の外周面の軸方向外端部（軸受外部側端部）から径方向外方に延びる環状の外フランジ部１２と、を備えることが好ましい。

芯金６ｂが複数のフランジ部１１，１２を備え、しかもこれらフランジ部１１，１２が円筒部１０から互いに逆方向に突出しているので、芯金６ｂは高剛性である。そして、高剛性の芯金６ｂが基端部Ｐ１内に備えられているので、基端部Ｐ１の剛性が高められる。その結果、軸受内部と軸受外部との間に圧力差が生じても、基端部Ｐ１が外輪２の内径面に確実に密着するので、軸受外部から軸受内部への異物の侵入が生じにくく、軸受内部から軸受外部へのグリースＧの漏洩が生じにくい。

なお、内フランジ部１１及び外フランジ部１２の数は特に限定されるものではなく、それぞれ１つ以上であれば、一方が１つで他方が複数であってもよいし、両方が複数であってもよい。また、本実施形態においては、内フランジ部１１及び外フランジ部１２は、軸方向に直交する方向に延びているが、軸方向に直交する方向に対して若干傾斜する斜め方向に延びていてもよい。さらに、本実施形態においては、円筒部１０は、その円筒面が軸方向に平行をなしているが、軸方向に対して若干傾斜していてもよい。

また、主リップ部Ｌ１には、その外周に沿って弾性部材として弾性リング７が掛け渡されており、弾性リング７の締め付け量に応じて、当該主リップ部Ｌ１を内輪１の外径面に対して所定の緊迫力で摺接した状態に位置決めすることができる。ここで、緊迫力とは、内輪１の外径面１ｂに対する主リップ部Ｌ１の摺接力（換言すると、弾性リング７によって内輪１の外径面１ｂに締め付けられる際の主リップ部Ｌ１の締付力）を指す。これにより、主リップ部Ｌ１の摺接力が高くなるため、本実施形態の深溝玉軸受は、グリースＧの漏洩が極めて生じにくい。なお、本実施形態の弾性リング７が、本発明の構成要件である弾性部材に相当する。

また、上述した実施の形態において、外輪２の外周２ｃに、その一部を円周方向に沿って連続して窪ませた環状の凹溝２ｄを形成し、当該凹溝２ｄに環状のシールリング（Ｏリング）８を装着しても良い。これにより、当該転がり軸受を例えばモータ内に組み込む際に、外輪２をモータのハウジング（図示しない）に嵌合させた状態において、外輪２とハウジングとの間にシールリング８が圧接し相互に密着するので、軸受のクリープを防ぐことができ、この部分の密封性能を更に向上させることができる。なお、図１では２本の凹溝２ｄにそれぞれシールリング８を装着する場合を例示したが、これに限定されることは無く、軸受の使用目的や使用環境に応じて、凹溝２ｄの本数を３本以上とし、そこにシールリング８を装着したり、或いは、１本のみとすることができる。装着するシールリング８の本数が多いと、軸受のクリープを防ぐ効果が高くなる。

本実施形態のオイルシール６は、電動工具（例えばハンマードリル）やギヤードモータのような高密封性を必要とする機器に用いられる転がり軸受に好適に用いられる。
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、転がり軸受の例として深溝玉軸受をあげて説明したが、本発明は深溝玉軸受以外の種類の様々な転がり軸受に対して適用することができる。例えば、アンギュラ玉軸受，自動調心玉軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受，針状ころ軸受，自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受，スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。

１ 内輪
１ａ 軌道面
２ 外輪
２ａ 軌道面
２ｂ 凹部
３ 転動体
６ オイルシール
６ａ オイルシール部材
６ｂ 芯金
７ 弾性リング
１０ 円筒部
１１ 内フランジ部
１２ 外フランジ部
Ｌ１，Ｌ２ リップ部
Ｐ４ 凸部

Claims (7)

1. 軌道面を備えた内輪と、前記内輪の軌道面と対向する軌道面を備えた外輪と、前記内輪の軌道面及び前記外輪の軌道面の間に転動自在に配された複数個の転動体と、前記内輪及び前記外輪のうち一方の軌道輪に取り付けられ他方の軌道輪に滑り接触するオイルシールと、を備え、
   前記オイルシールは、前記一方の軌道輪に形成された凹部に嵌め込まれる凸部を有していて、前記凸部が前記凹部に嵌め込まれることにより前記一方の軌道輪に取り付けられていることを特徴とする密封型転がり軸受。
2. 前記オイルシールは、軸方向幅が４ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の密封型転がり軸受。
3. 前記オイルシールは、前記他方の軌道輪に滑り接触するリップ部を有する樹脂製のシール部材と、前記シール部材の強度を補強する芯金と、を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の密封型転がり軸受。
4. 前記芯金は、前記内輪及び前記外輪と同心に配された略円筒状の円筒部と、前記円筒部の内周面から径方向内方に延びる１つ以上の内フランジ部と、前記円筒部の外周面から径方向外方に延びる１つ以上の外フランジ部と、を備えることをことを特徴とする請求項３に記載の密封型転がり軸受。
5. 前記オイルシールは、前記他方の軌道輪に滑り接触するリップ部を有する樹脂製のシール部材と、前記リップ部を前記他方の軌道輪に押圧して前記リップ部と前記他方の軌道輪との接触圧を高める弾性部材と、を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の密封型転がり軸受。
6. 電動工具又はギヤードモータに用いられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の密封型転がり軸受。
7. 軌道面を備えた内輪と、前記内輪の軌道面と対向する軌道面を備えた外輪と、前記内輪の軌道面及び前記外輪の軌道面の間に転動自在に配された複数個の転動体と、を備える転がり軸受に使用され、前記内輪及び前記外輪のうち一方の軌道輪に取り付けられ他方の軌道輪に滑り接触するオイルシールであって、
   前記一方の軌道輪に形成された凹部に嵌め込まれる凸部を有し、前記凸部を前記凹部に嵌め込むことにより前記一方の軌道輪に取り付け可能となっていることを特徴とするオイルシール。

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