JP2000104747A - 密封転がり軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸受性能の低下、早期損傷、及び早期剥離等
を防止するようにした密封転がり軸受を提供すること。 【解決手段】 外輪と内輪との間に形成された軸受空間
に転動体を配置して前記外輪と前記内輪とを相対回転さ
せるとともに、前記軸受空間の軸方向両端部に回転シー
ル部材を配置し、前記内輪側に静止シール部材を配置す
ることにより前記軸受空間を密封してなる密封転がり軸
受において、前記軸受空間内の流体状態と外部の流体状
態とが所定関係になったときに、前記軸受空間内の流体
圧を外部の流体圧に近づけるベント手段を前記内輪側に
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水等が外部から軸
受空間内に侵入することを防止するようにした密封転が
り軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】水等の流体がかかるおそれのある環境下
で使用される軸受、例えば鉄鋼設備の圧延機のロールネ
ック軸受としては、特公昭６０−１４９３３号公報、特
公昭６１−１２１３０号公報等で提案されているよう
な、密封装置を備えた密封転がり軸受が使用されてい
る。

【０００３】図３０に、密封転がり軸受の一例として、
密封用シールを備えた４列円錐ころ軸受を示す。なお、
同図は、軸を含まない縦断面のうちの上半部を示すもの
である。

【０００４】同図に示す密封ころ軸受は、外輪１、１、
２と内輪３、３との間の軸受空間Ｓに、４列の保持器に
よって回動自在に支持された多数のころ４、４、…を配
設して、外輪１、１、２に対する内輪３、３の回転を可
能にしている。さらに、外輪１、１の軸方向両端部にシ
ールホルダ７、７を配設してシール８、８を保持し、こ
のシール８、８の弾性体リップ８ａ、８ａを内輪３、３
の軸方向両端部における外周面に当接させている。これ
により、軸受空間Ｓ内の潤滑材を保持するとともに、外
部から軸受空間Ｓ内に水等の流体が浸入するのを防止し
ている。

【０００５】図３１は、内輪３、３が接する部分の内面
に保持される中間シール９の形状を説明する図である。
この中間シール９は、主にロールの着脱時に軸受空間Ｓ
内に水分等が混入するのを防止するためのものである。

【０００６】また、図２２は従来使用されてきた中間シ
ールの別の例９を示している。この中間シール９’には
内輪３，３の対向面部の凹部底面３ｂ、３ｂに線接触す
るリップ部９ａ、９ｂを有しており、この線接触により
接触面圧を上げ、軸受内外をシールしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来技
術の密封転がり軸受では、温度変化が激しい環境下にお
いては、水等の浸入防止が十分ではないといった問題が
あった。

【０００８】例えば、図３０に示す密封転がり軸受が鉄
鋼設備の圧延機用のロールネック軸受として使用される
場合、この密封転がり軸受に支持されるロールの回転数
は頻繁に変化する。すなわち、ロールについて高速回
転、低アイドル回転、及び停止が繰り返され、それぞれ
の条件により密封転がり軸受内部の温度が変化する。こ
のため、軸受空間Ｓ内の空気等の膨張、収縮が繰り返さ
れ、温度上昇時に膨張した内部の空気は端面の弾性体シ
ール８、８から逃げ、次に温度が下がったときに密封転
がり軸受内部が負圧となる。

【０００９】この負圧値は、高温になっていた軸受空間
Ｓ内が低温になる程（温度差が大きい程）、したがっ
て、高回転していたロールの回転数が低くなる程（回転
差が大きい程）、大きく、また長い時間持続する。その
様子を図２８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。これらの
図は、この順に、時間（横軸）に対する、それぞれロー
ルの回転数、軸受温度（軸受空間Ｓ内の温度）、軸受内
部圧力（軸受空間Ｓ内の圧力）を示している。

【００１０】また、内部に多少の水が存在する状態で、
内部温度が１００℃以上になるとこの水が水蒸気として
膨張し、温度低下時に大きな負圧を発生させる。この負
圧は、シール８、８の弾性体シールリップ摩耗を促進
し、シール８、８の機能を低下させ、このシール８、８
から水を侵入させる大きな原因となってしまう。

【００１１】上述のように、軸受空間Ｓ内に大きな負圧
が生じると、その負圧が大きい程、外部にある水等の流
体が弾性体シールのリップ部８ａを介して侵入しやすく
なることが確認されている。すなわち、図２９を見ると
明らかなように、大気圧（０）に対して、負圧が大きい
程（同図の横軸の左方に向かう程）、密封軸受内へ水分
を引き込みやすくなり、水分混入量が増加することにな
る。また、水分を引き込みやすいということは、シール
性の低下をも意味する。そして、水分の引込みとシール
性の低下とにより、軸受空間Ｓ内の潤滑剤の劣化が助長
されて軸受性能が低下し、早期損傷や早期剥離といった
問題が生じた。

【００１２】そこで、本発明は、軸受空間内の負圧に起
因する水分の引込みによる潤滑剤の劣化を防止し、これ
により、軸受性能の低下、早期損傷、及び早期剥離等を
防止するようにした密封転がり軸受を提供することを目
的にするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の密封転がり軸受は、外輪と内輪との間に
形成された軸受空間に転動体を配置して前記外輪と前記
内輪とを相対回転させるとともに、前記軸受空間の軸方
向両端部に回転シール部材を配置し、前記内輪側に静止
シール部材を配置することにより前記軸受空間を密封し
てなる密封転がり軸受において、前記軸受空間内の流体
状態と外部の流体状態とが所定関係となったときに、前
記軸受空間内の流体圧を外部の流体圧に近づけるベント
手段を前記内輪側に有することを特徴とする。

【００１４】ここで、本発明の密封転がり軸受では、前
記軸受空間内の流体状態と外部の流体状態とが所定関係
となったときに、前記軸受空間内の流体圧を外部の流体
圧に近づけるベント手段を前記内輪側に有するので、例
えば加熱された密封転がり軸受が冷却されても、軸受空
間内の流体圧は、外部の流体圧に近づけられ、水分等を
軸受空間内に引込むことはない。また、本発明におい
て、ベント機構は、後述する図１の本願実施形態のシー
ル１８及びシールホルダ１７に比べ外部からの水等にさ
らされにくい場所に配置されているため、これらにベン
ト機構を設けた場合より、より確実かつ簡単な方法で前
述の機能を実現できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。

【００１６】〔第１実施形態〕図１に、本発明に係る密
封転がり軸受の第１実施形態としての密封用シールを備
えた４列円錐ころ軸受の縦断面図を示す。なお、同図
は、軸を含まない縦断面図のうちの上部を示すものであ
る。

【００１７】同図に示す、密封用シールを備えた４列円
錐ころ軸受（以下「密封転がり軸受」という）１０は、
外輪１１、１２、１１と、内輪１３、１３と、外輪１
１、１１、１２と内輪１３、１３との間に配置される多
数のころ１４、１４、…と、これらのころ１４、１４、
…を支持する保持器１５、１５、…と、外輪１２と外輪
１１、１１との間に配設された外輪間座１６、１６と、
外輪１１、１１の端部に配置されたシールホルダ１７、
１７と、シールホルダ１７、１７によって支持された端
面シール１８、１８と、一対の内輪１３、１３が接する
部分の内径面に形成されている凹部９に保持される中間
シール１９とを備えている。

【００１８】外輪全体は、軸方向の両端部に配置された
単列の外輪１１、１１と、これらの間に配置され、単列
外輪を２個連結した形状の複列の外輪１２とによって構
成されている。外輪１１、１１、１２の内周側にはそれ
ぞれテーパ面１１ａ、１１ａ、１２ａが形成されてい
る。

【００１９】内輪全体は、軸方向に並べた２個の複列内
輪１３、１３によって構成されている。内輪１３、１３
の外周側は、上述の外輪１１、１２のテーパ面１１ａ、
１２ａに対応し、これらテーパ面１１ａ、１２ａとの間
に軸受空間Ｓを構成している。内輪１３、１３には、ロ
ール軸８がルーズフィットで嵌合する。つまり、内輪１
３、１３の内周側は、ロール軸８の外周面にわずかな隙
間をもって嵌合する。内輪１３、１３の軸方向の左右の
端部は、それぞれ外輪１１、１１のそれよりも長く延設
されており、この延設部には、端面シール１８、１８の
弾性リップ１８ａ、１８ａが接触するリップ摺動面１３
ａ、１３ａが形成されている。

【００２０】転動体である４列のころ１４、１４、１
４、１４は、上述の軸受空間Ｓに配設されており、外輪
１１、１２のテーパ面１１ａ、１２ａ及び内輪１３、１
３の外周面に接触する。各ころ１４は、ロール軸８の回
転に伴って内輪１３、１３が回転すると、所定の方向に
回転し、これにより、外輪１１、１２に対して内輪１
３、１３が円滑に回転するようにしている。

【００２１】保持器１５、１５、…は、環状に形成され
た４本のものが上述の軸受空間Ｓ内に配設されており、
各保持器１５ごとに、周方向に多数のころ１４、１４、
…を回動自在に支持している。

【００２２】外輪間座１６、１６は、環状に形成された
部材であり、複列の外輪１２と先端（左）側の単列の外
輪１１との間、及び複列の外輪１２と基端（右）側の単
列の外輪１１との間に、それぞれ介装されている。

【００２３】シールホルダ１７、１７は、２個の外輪１
１、１１のうちの先端側の外輪１１の先端部（図１の左
方）と、基端側の外輪１１の基端部（図１の右方）にそ
れぞれ配置されており、内周側において端面シール１
８、１８をそれぞれ保持している。

【００２４】回転シール部材である端面シール１８、１
８は、上述のシールホルダ１７、１７の内周側に保持さ
れており、それぞれ弾性体リップ１８ａ、１８ａを、前
述の内輪１３、１３のリップ摺動面１３ａ、１３ａに当
接させている。これにより、密封転がり軸受１０の軸受
空間Ｓが密封されている。

【００２５】静止シール部材である中間シール１９は、
環状に形成された部材であり、一対の内輪１３、１３が
対向して当接する当接面の内径面側に形成される凹部９
にはまり込んでここに保持される。この中間シール１９
の一部には、適当な加圧下で通気する後述のベント部
（図１では図示を省略）が形成されている。

【００２６】図２は、図１のＡ部分を説明する部分拡大
断面図であり、中間シール１９の構造を説明する図であ
る。図２（ａ）は、中間シール１９の拡大断面図であ
り、図２（ｂ）は、中間シール１９のベント部をＣ矢視
方向から見た拡大図である。

【００２７】中間シール１９は、形状維持のための心金
２９と、凹部９に密着するゴム等の弾性体３９とからな
る。弾性体３９の本体部分４９からは、可撓性を有する
リップ５９が延びている。本体部分４９は、一方の内輪
１３の凹部の底壁および側壁に当接し、リップ５９は、
他方の内輪１３の凹部の側壁に当接する。この結果、一
対の内輪１３、１３の当接面１３ｃ、１３ｃ間がシール
され、軸受空間Ｓの気密性が保たれる。

【００２８】リップ５９の根本側には、ベント手段であ
るベント穴６９が形成されている。このベント穴６９
は、中間シール１９の全周に亘って適当な間隔で形成す
ることができる。ベント穴６９の中間には、隔壁６９ａ
が一体に形成されている。この隔壁６９ａは、薄い弾性
体からなり、中心を通って両端まで延びるスリット６９
ｂが形成されている。このスリット６９ｂは、弁機構と
なっており、軸受内部（図１の軸受空間Ｓ）と軸受外部
との間に圧力差が生じていない場合は閉じているが、軸
受内部と軸受外部との間に圧力差が生じた場合（例えば
密封転がり軸受内が負の圧力となる際）、わずかな隙間
が形成される。これによりベント機構が形成され、密封
転がり軸受の稼働時において軸受内部の温度変化によっ
て軸受内部の空気に体積変化が生じても、スリット６９
ｂの働きにより、軸受外部から軸受内部に空気を吸引さ
せたり、軸受内部から軸受外部に空気を排出させること
ができ、内外の圧力差を自動的にバランスさせることが
できる。

【００２９】また、スリット６９ｂは、相当の圧力が加
わらない限り通常閉じており、ベント穴６９から水や汚
染物質等が軸受内部に侵入することを防止する役割も有
する。ここで、スリット６９ｂは、シールホルダ１７や
端面シール１８にベント穴を設けた場合に比較して、水
等の液体にさらされにくい位置に配置されているため、
ベント穴からの水等の侵入防止が確実となる。

【００３０】なお、上記のようなスリット６９ｂは、内
輪１３、１３間の隙間を密閉する中間シール１９に形成
するものであり、例えば圧延機に使用された場合、チョ
ック等のハウジング自体に加工を加える場合に比較し
て、より簡易な方法で軸受内部の圧力を外圧に近づける
ことができ、かつ、ベント穴６９から水等が軸受内部に
侵入することを防止できる。

【００３１】〔第２実施形態〕以下、第２実施形態の密
封転がり軸受について説明する。なお、第２実施形態の
密封転がり軸受は、中間シール１１９を除いて図１に示
す第１実施形態のものと同じである。

【００３２】なお、以下の各実施形態の説明において、
同一部分には同一の符号を付して重複説明を省略する。

【００３３】図３は、密封転がり軸を内輪１３、１３側
で密封する中間シール１１９の構造を説明する図であ
る。図３（ａ）は、中間シール１１９の拡大断面図であ
り、図３（ｂ）は、中間シール１１９のベント部の動作
を説明する図である。

【００３４】中間シール１１９は、形状維持のための心
金１２９と、凹部９に密着する弾性体１３９とからな
る。弾性体１３９の本体部分１４９からは、可撓性を有
するリップ１５９が延びている。本体部分４９は、一方
の内輪１３の凹部の底壁および側壁に当接し、リップ５
９は、他方の内輪１３の側壁に当接し、一対の内輪１
３、１３の当接面１３ｃ、１３ｃ間がシールされ、軸受
内部の気密性が保たれる。

【００３５】リップ１５９の先端側には、切欠１６９が
形成されている。この切欠１６９は、中間シール１１９
の全周に亘って適当な間隔で形成することができる。切
欠１６９のロール軸側には、隔壁１６９ａが形成されて
いる。この隔壁１６９ａは、薄い弾性体からなり、軸受
内部と軸受外部との間に圧力差が生じていない場合は凹
部９の側面に密着しているが、軸受内部と軸受外部との
間に圧力差が生じた場合、凹部９の側面からわずかに離
間する（図３（ｂ）参照）。これにより、ベント機構が
形成され密封転がり軸受の稼働時において軸受内部の温
度変化によって軸受内部の空気に体積変化が生じても、
内外の圧力差を自動的にバランスさせることができる。

【００３６】また、隔壁１６９ａは、相当の圧力が加わ
らない限り通常凹部９の側面に密着しており、切欠１６
９部分から水や汚染物質等が軸受内部に侵入することを
防止する役割も有する。

【００３７】〔第３実施形態〕以下、図４を参照して第
３実施形態の密封転がり軸受について説明する。なお、
第３実施形態の密封転がり軸受は、中間シール２１９を
除いて第１実施形態のものと同じである。

【００３８】図４は、密封転がり軸を内輪１３、１３側
で密封する中間シール２１９の構造を説明する拡大断面
図である。

【００３９】中間シール２１９は、形状維持のための心
金２２９と、凹部９に密着する弾性体２３９とからな
る。弾性体２３９の本体部分２４９からは、可撓性を有
するリップ２５９が延びている。本体部分２４９は、一
方の内輪１３の凹部の底壁および側壁に当接し、リップ
２５９は、他方の内輪１３の凹部の側壁に当接し、一対
の内輪１３、１３の当接面１３ｃ、１３ｃ間がシールさ
れ、軸受内部の気密性が保たれる。

【００４０】リップ２５９の根本側には、ベント穴２６
９が形成されている。このベント穴２６９は、中間シー
ル２１９の全周に亘って適当な間隔で形成することがで
きる。このベント穴２６９は、素通しになっており、弁
機構となるスリットを形成すべき隔壁を有しない。ベン
ト穴２６９によりベント機構が形成され、軸受内部の温
度変化によって軸受内部の空気に体積変化が生じても、
軸受外部から軸受内部に空気を吸引させたり、軸受内部
から軸受外部に空気を排出させることができ、内外の圧
力差をバランスさせることができる。

【００４１】なお、第３実施形態の密封転がり軸受の場
合、内輪１３、１３側から水等が侵入しにくい環境で使
用される場合があることを考慮して、ベント穴２６９自
体を水等に直接さらされにくい位置に配置しているだけ
で、弁機構となるスリットを形成していない。

【００４２】〔第４実施形態〕以下、図５を参照して第
４実施形態の密封転がり軸受について説明する。なお、
第４実施形態の密封転がり軸受は、以下に述べる部分を
除いて第１実施形態の密封転がり軸受と同じである。

【００４３】図５は、密封転がり軸を構成する内輪１１
３、１１３同士が当接する部分と中間シール３１９との
構造を説明する拡大断面図である。

【００４４】各内輪１１３の当接面１１３ｃの近傍に
は、それぞれベント穴１１３ｅが形成されている。この
ベント穴１１３ｅは、内輪１１３の全周に亘って適当な
間隔で形成することができる。

【００４５】中間シール３１９は、形状維持のための心
金３２９と、凹部９に密着する弾性体３３９とからな
る。弾性体３３９の本体部分３４９からは、可撓性を有
するリップ３５９が延びている。本体部分３４９は、一
方の内輪１３の凹部の底壁および側壁に当接し、リップ
３５９は、他方の内輪１１３の凹部の側壁に当接し、一
対の内輪１１３、１１３の当接面１１３ｃ、１１３ｃ間
がシールされ、軸受内部の気密性が保たれる。なお、リ
ップ３５９はベント穴を有しない。

【００４６】この実施形態では、内輪１１３、１１３に
設けたベント穴１１３ｅ、１１３ｅによりベント機構が
形成され、軸受内部の温度変化によって軸受内部の空気
に体積変化が生じても、軸受外部から軸受内部に空気を
吸引させたり、軸受内部から軸受外部に空気を排出させ
ることができ、内外の圧力差をバランスさせることがで
きる。ベント穴１１３ｅ、１１３ｅに弁機構もしくは気
体は通すが流体は通さない素材の膜を設けてもよい。

【００４７】〔第５実施形態〕以下、図６を参照して第
５実施形態の密封転がり軸受について説明する。なお、
第５実施形態の密封転がり軸受は、中間シール４１９を
除いて第１実施形態と同じである。

【００４８】図６は、密封転がり軸を内輪１３、１３側
で密封する中間シール４１９の構造を説明する拡大断面
図である。

【００４９】中間シール４１９は、形状維持のための心
金４２９と、凹部９に密着する弾性体４３９とからな
る。弾性体４３９の本体部分４４９からは、可撓性を有
する一対のリップ４５９、５５９が延びている。リップ
４５９は、凹部９の側面に当接し、リップ５５９は、凹
部９の底面に当接する。

【００５０】各リップ４５９、５５９には、それぞれベ
ント穴４６９、５６９が形成されている。これらのベン
ト穴４６９、５６９は、各リップ４５９、５５９の全周
に亘って適当な間隔で形成されている。

【００５１】各ベント穴４６９、５６９の中間には、そ
れぞれ隔壁４６９ａ、５６９ａが形成されている。これ
らの隔壁４６９ａ、５６９ａは、薄い弾性体からなり、
中心を通って両端まで延びる図２（ｂ）に示されたもの
と同様のスリットが形成されてベント機構を形成してい
る。本実施形態の場合、シールのために複数のリップ４
５９、５５９を設け、水等の侵入防止の強化を図ってい
る。ここで、各リップ４５９、５５９に設けたベント穴
４６９、５６９の位置を相対的にずらしているので、両
ベント穴４６９、５６９を介して水等が軸受内部に侵入
する可能性がより低くなる。

【００５２】〔第６実施形態〕以下、図７および図８を
参照して、第６実施形態の密封転がり軸受について説明
する。なお、第６実施形態の密封転がり軸受は、第１実
施形態の密封転がり軸受を構成する内輪や中間シールを
別の構造に変形したものである。

【００５３】図７に、本発明に係る密封転がり軸受の第
６実施形態としての密封用シールを備えた４列円錐ころ
軸受の縦断面図を示す。なお、同図は、軸を含まない縦
断面図のうちの上部を示すものである。第６実施の形態
の４列円錐ころ軸受については、内輪６１３，６１３の
対向する部分およびそこに設けられる中間シール６１９
の構造を除いては、図１に示す構造と同じであるので、
図１と同じ構造部分については符号のみをもって示し詳
細な説明を省略し、以下では図１と異なる構造部分につ
いてのみ説明する。

【００５４】第６実施の形態において、一対の内輪６１
３、６１３が対向して当接する当接面の外径面側には凹
部６０９（図８参照）が形成されており、該凹部６０９
に環状の中間シール６１９がはまり込んでここに保持さ
れる。この中間シール６１９の一部には、適当な加圧下
で通気するベント部（図示を省略）が形成されている。

【００５５】図８は、図７のＡ部分の拡大断面図であ
り、密封転がり軸受を内輪６１３、６１３の内径側で密
封する中間シール６１９の構造を説明している。

【００５６】中間シール６１９は、本体６１９ａと、そ
の外周部から軸方向の双方に延在する一対の環状突起６
１９ｂ、６１９ｃとからなる。本体６１９ａは、一対の
内輪６１３、６１３の端面６１３ｃ、６１３ｃ間に挟ま
れて保持される。また、各環状突起６１９ｂ、６１９ｃ
の下面と、一対の内輪６１３、６１３に形成された各凹
部６０９の底面との間には、シール用のＯリング６０
０、６００が配置されている。これらのＯリング６０
０，６００により、両内輪６１３、６１３の内外がシー
ルされ、軸受内部の気密性が保たれる。

【００５７】中間シール６１９の本体６１９ａのうち一
方の端面６１３ｃに近接する部分には、本体６１９ａの
一部を切り欠くことによって縦長の空間６１９ｄが形成
されている。この空間６１９ｄは、全周に亘って適当な
間隔で形成することができる。この空間６１９ｄは、軸
受外部すなわち内輪６１３、６１３の内周側と連通して
おり、内輪６１３、６１３の内周側から侵入した水分等
を一時的に貯留して水分等が軸受内部に侵入するのを防
止する。この空間６１９ｄの中央あたりからは、ベント
穴６１９ｆが延びており、軸受内部すなわち本体６１９
ａの外周まで到達している。

【００５８】中間シール６１９の本体６１９ａに形成し
たベント穴６１９ｆは、軸受外部から軸受内部に空気を
吸引させたり、軸受内部から軸受外部に空気を排出させ
るためのもので、内外の圧力差をバランスさせることが
できる。ベント穴６１９ｆに弁機構もしくは気体は通す
が流体は通さない素材の膜を設けてもよい。

【００５９】〔第７実施形態〕以下、第７実施形態の密
封転がり軸受について説明する。なお、第７実施形態の
密封転がり軸受は、中間シール７１９を除いて第１実施
形態のものと同じである。

【００６０】図９は、密封転がり軸を内輪１３、１３側
で密封する中間シール７１９の構造を説明する拡大断面
図である。

【００６１】中間シール７１９は、断面コ字状の環状支
持体７２９と、この環状支持体７２９の両端に形成され
た折曲げ部７２９ａ、７２９ａにそれぞれ固設された弾
性体からなる一対のリップ７５９、７５９とを備えてい
る。両リップ７５９、７５９の先端は、凹部９の側面に
当接し、一対の内輪１３、１３の当接面１３ｃ、１３ｃ
間がシールされ、軸受内部の気密性が保たれる。

【００６２】図１０は、図９に対応する拡大断面図であ
り、中間シール７１９が加熱された状態を示す。図から
も明らかなように、環状支持体７２９が加熱されると、
環状支持体７２９の折曲げ部７２９ａ、７２９ａがさら
に折れ曲がり、折曲げ部７２９ａ、７２９ａに支持され
たリップ７５９、７５９は、凹部９の側面から離間す
る。この結果、軸受外部から軸受内部に空気を吸引させ
たり、軸受内部から軸受外部に空気を排出させることが
でき、内外の圧力差を自動的にバランスさせることがで
きる。なお、環状支持体７２９が常温に戻ると、もとの
形状に戻り、リップ７５９、７５９は、凹部９の側面を
押圧する。この結果、軸受内外をシールすることができ
る。

【００６３】図１１は、環状支持体７２９の構造を説明
する図である。この環状支持体７２９は、設定温度の異
なる形状記憶合金の板材７２９ｄ、７２９ｅを張り合わ
せて形成したものである。環状支持体７２９が常温のと
き、実線で示すように、折曲げ部７２９ａ、７２９ａは
ほぼ直角に折れ曲がった状態である。一方、環状支持体
７２９が高温になると、点線で示すように、折曲げ部７
２９ａ、７２９ａはさらに鋭角で折れ曲がる。さらに、
環状支持体７２９が常温にもどると、折曲げ部７２９
ａ、７２９ａはもとの実線で示す位置に復元する。

【００６４】なお、以上の説明では、環状支持体７２９
として、形状記憶合金の板材７２９ｄ、７２９ｅを張り
合わせたものを使用したが、線膨張係数の異なる材料を
張り合わせたバイメタルを使用することもできる。この
場合、密封転がり軸受内部の温度上昇により、バイメタ
ルが折れ曲がって、軸受内外の圧力差を解消することが
できる。

【００６５】なお、内輪１３、１３に支持されるロール
軸８は、数時間〜１日程度の単位で内輪１３、１３から
引き抜かれて交換されるので、この際、内輪１３、１３
の内径面がむき出しになり、さらに高水圧洗浄が行われ
る場合もある。上記実施形態の中間シール７１９の場
合、ロール軸８の交換に際しても、リップ７５９、７５
９と内輪１３、１３は通常閉じているので、水等の侵入
防止が確実となる。

【００６６】また、以上の説明では、リップ７５９、７
５９は、凹部９の側面から離間させることとしたが、リ
ップ７５９、７５９を凹部９の側面から完全に離間させ
る必要は必ずしもない。例えば、環状支持体７２９が変
形することを利用してリップ７５９、７５９が凹部９の
側面を押圧する接触圧を調節すれば、シール機能とベン
ト機能とを持たせることができ、シール機能が減少した
ときに軸受内部に負圧が発生することをある程度防止で
きる。

【００６７】その他、温度によって変形する各種の材料
にシール部を設け、軸受の温度上昇に伴ってシール機能
を停止或いは減少させることで、軸受内外の気圧を調整
できる。

【００６８】〔第８実施形態〕以下、図１２を参照して
第８実施形態の密封転がり軸受について説明する。な
お、第８施形態の密封転がり軸受は、中間シール８１９
を除いて第１実施形態のものと同じである。

【００６９】図１２は、密封転がり軸を内輪１３、１３
側で密封する中間シール８１９の構造を説明する拡大断
面図である。

【００７０】中間シール８１９は、形状維持のための心
金８２９と、一方の内輪１３の凹み部９の側壁および底
壁に密着する弾性体８３９とからなる。弾性体８３９の
本体部分８３９ａからは、可撓性を有する一片のリップ
８３９ｂが延びている。リップ８３９ｂは、他方の内輪
１３の凹部９の側面に軸受内方向に向かって当接してい
る。

【００７１】リップ８３９ｂがこのように内向きで凹み
部側壁に当接することにより軸受内に負圧が発生すると
き、もしくは装置運転による内輪回転時に遠心力により
リップは容易に撓んでベント機能を発揮する（図１２
（ｂ））。

【００７２】リップ８３９ｂには全周にわたり適宜位置
に軸方向に図１２（ｃ）に示すようにスリット８３９ｃ
を設けるか、あるいはスリットの代わりに剛性の異なる
部分を設けて、負圧発生時や軸受運転時のベント性向上
の程度を調整しても良い。

【００７３】〔第９実施形態〕図１３に示す第９実施の
形態の密封転がり軸受は内輪６１３’、６１３’の対向
する面の外径面側に凹部６０９を形成しているが、凹み
部６０９以外の対向面は、互いに当接している。凹部６
０９には図１２に示す中間シール８１９と同じ構造の中
間シール９１９を設けている。内輪６１３’、６１３’
および中間シール９１９を除いて第３実施形態は第１実
施形態および第６実施形態と同じ構造である。

【００７４】第９実施形態において、中間シールは心金
９２９を有しており、シール本体は左方の内輪６１３’
の凹部の側壁および底壁に左接している。中間シール９
１９の本体９１９ａより突出するシールリップ９３９ｂ
は右方の内輪６１３の凹部６０９の側壁に軸受内方に向
って圧接している。

【００７５】第９実施形態の中間シール９１９のリップ
９３９ｂにも、第８実施の形態同様適宜スリットを設け
るか、剛性の違う部分を設けることができる。

【００７６】第９実施の形態における、中間シールの作
用は図７に示す第６実施形態のシールと同様である。

【００７７】〔第１０実施形態〕図１４は第１０実施形
態を示している。第１０実施形態は中間シールを除いて
第６実施形態の転がり軸受の構造と同じである。この実
施形態の内輪６１３，６１３は、内輪外径側対向面に凹
部６０９を形成すると共に対向面間には所定隙間が形成
されている。

【００７８】環状の中間シールＡ１９は、本体部Ａ３９
ａから両内輪の凹部６０９内に軸方向に両端に向って延
びる部分Ａ３９ｂ，Ａ３９ｃと内輪６１３，６１３の対
向する面に接触して隙間内を軸方向に延びる部分Ａ３９
ｄとを有した左右対称形状をしている。

【００７９】中間シール本体Ａ３９ａには両内輪６１
３，６１３の凹部底壁面に対向してそれぞれ凹部Ａ３９
ｅ,Ａ３９ｆが形成されており、そこには弾性シールＡ
３９ｇ,Ａ３９ｈが固設され、該弾性シールに一体のリ
ップＡ３９ｉ,Ａ３９ｊは内輪６１３，６１３の凹部底
壁面に軸受内方に向って接触している。

【００８０】この中間シールＡ３９の作用は第６実施形
態のものと同様である。

【００８１】〔第１１実施形態〕図１５に示す第１１実
施形態の中間シールを除く転がり軸受の構造は図１のも
のと同じである。すなわち第１１実施形態において、内
輪１３，１３の構造は図１のものと同様である。第１１
実施形態において中間シールＢ１９の、リップＢ１９ｂ
には図２に示す第１実施形態の中間シール１９に設けら
れたベント穴６９部のスリット６９ｂに代えて気体は通
過するが液体を通さない素材で形成されたベント部Ｂ１
９ｃ有している点を除いて、第１実施形態と同一であ
る。

【００８２】〔第１２実施形態〕図１６に示す第１２実
施形態の中間シールを除く転がり軸受の構造は図１のも
のと同じである。

【００８３】第１２実施形態の中間シールＣ１９はベン
ト穴の位置が第１実施の形態とは異なるのみである。第
１２実施形態において、中間シールＣ１９は弾性体Ｃ３
９と心金Ｃ２９とから成る。弾性体Ｃ３９は本体部Ｃ３
９ａとリップ３９ｂとの一体構造であり、本体部Ｃ３９
ａにはベント穴Ｃ３９Ｃが形成され、ベント穴底の隔壁
Ｃ３９ｄには十字状にスリットＣ３９ｅが形成されてい
る。

【００８４】第１２実施形態のベント作用は、第１実施
形態および第１１実施形態と同様である。加えて、本実
施形態によれば、ベント穴がリップ部に形成されていな
いため、ベント穴によるリップ性能に対する悪影響を回
避することができる。

【００８５】また、スリットＣ３９ｅ付きの隔壁Ｃ３９
ｄに代えて図１５に示したような気体のみを通過し液体
を通過不可能とする素材で隔壁Ｃ３９ｄを形成しても良
い。

【００８６】〔第１３実施形態〕図１７に示す第１３実
施形態の転がり軸受の構造は、中間シールＤ１９を除い
て図１のものと同じである。

【００８７】第１３実施形態の中間シールＤ１９は心金
Ｄ２９と弾性体Ｄ３９とから成る。弾性体Ｄ３９は本体
部Ｄ３９ａとそこから突出するリップＤ３９ｂとの一体
構造である。本体部Ｄ３９ａは左側内輪１３の凹部９の
側壁および底壁に圧接しており、リップＤ３９ｂの先端
は右側内輪１３の凹部９の側壁に軸受外部に向って圧接
している。

【００８８】第１３実施形態において、弾性体Ｄ３９の
本体部Ｄ３９ａと左側内輪１３の凹部７の底壁および側
壁との間には全周にわたって適当に離隔して、軸方向ス
リットＤ３９ｃおよび径方向スリットＤ３９ｄがそれぞ
れ形成されており、これらスリットＤ３９ｃおよびＤ３
９ｄとは互いに連通しており、ベント部を構成してい
る。軸方向スリットＤ３９ｃと径方向スリットＤ３９ｄ
とは若干位相をずらすと良い。

【００８９】図１８はこの中間シールＤ３９を図１７の
左方向から見た概略図であり、複数個ある軸方向スリッ
トＤ３９ｃおよび径方向スリットＤ３９ｄの各１つを説
明的に示している。

【００９０】第１３実施形態の作用は第１実施形態と同
様である。

【００９１】また、中間シールＤ１９の弾性体本体部Ｄ
３９ａには円周方向に何カ所か径方向に突出した遮断リ
ブＤ３９ｅを形成して、径方向スリットＤ３９ｄと軸方
向スリットＤ３９ｃとの間をシール外径面で遮断するよ
うにして流路を長く設定し、スリットＤ３９ｄを介して
水や異物の侵入防止作用を強化することもできる。

【００９２】また、軸方向スリットＤ３９ｃおよび径方
向スリットＤ３９ｄを含むベンド機構の流路中に、図２
に示す第１実施形態における如きスリット付き弁、ある
いは図１５に示す第１１実施形態における如き気体は通
過するが流体を通さないフィルタ材を設けても良い。

【００９３】〔第１４実施形態〕図１９に示す第１４実
施形態の転がり軸受は、中間シールＥ１９を除いて第１
実施形態と同じである。

【００９４】第１４実施形態における中間シールＥ１９
は左右対称の構造をしており、左右対称に隔離したバイ
メタルもしくは形状記憶合金から成る一対の環状心金部
材Ｅ２９ａ、Ｅ２９ｂと、環状弾性体Ｅ３９とから成
る。弾性体Ｅ３９は本体部Ｅ３９ａから軸方向中央に径
方向外向き環状突出部Ｅ３９ｂを有している。径方向外
向き環状突出部Ｅ３９ａは平らな外周面を形成してい
る。弾性体Ｅ３９の本体部Ｅ３９ａから全周にわたり軸
方向両端で外方向に向って環状リップ部Ｅ３９ｂ、Ｅ３
９ｃが形成されている。軸方向環状リップ部Ｅ３９ｃ、
Ｅ３９ｄは先細先端部で、常温で、軸受非運転時図１９
（ａ）の如く、内輪１３、１３の凹部側壁にそれぞれ圧
接し、水や異物の軸受内への侵入を確実に防止してい
る。

【００９５】第１４実施形態における中間シールＥ１９
は、運転中軸受温度が上昇すると、バイメタルもしくは
形状記憶合金である心金Ｅ２９ａ、Ｅ２９ｂの作用によ
り全体に傾いて図１９（ｂ）に示すようになり、ベント
性が向上し、軸受内外の圧力差を解消する。

【００９６】〔第１５実施形態〕図２０に示す第１５実
施形態の転がり軸受は、中間シールＦ１９を除いて第１
実施形態と同じである。

【００９７】第１５実施形態において、内輪１３、１３
の対向面部の凹部に圧入された中間シールＦ１９は環状
心金Ｆ２９と環状弾性体Ｆ３９とから成る。環状弾性体
Ｆ３９は左側内輪１３の凹部の底壁および側壁に圧接す
る本体部Ｆ３９ａと、該本体部から突出するリップ部Ｆ
３９ｂとから成る。リップ部Ｆ３９ｂは自然状態、すな
わち転がり軸受をローラ軸８から取り外した図２０
（ａ）に示す状態で、中央下向き折曲り部が内輪１３、
１３の内径面より径方向内側になり、そしてリップ先端
は右側内輪１３の凹部の側壁に圧接して厳重シール状態
となり、内径側から軸受内への水や異物の侵入を阻止し
ている。この中間シールＦ１９は、図２０（ｂ）に示す
如く、本転がり軸受を軸８に組み込んだ時、リップＦ３
９ｂの内径面が軸８の外周面に押し上げられて径方向外
方に撓んでリップ先端が右側内輪１３の凹部の側壁から
離れて、ベント性を向上させる。

【００９８】〔第１６実施形態〕図２１に示す第１６実
施形態の転がり軸受は中間シールＧ１９を除いて図１に
示す第１実施形態と同じである。

【００９９】第１６実施形態において、左右の内輪１
３、１３の対向面間に形成された凹部に設けられた中間
シールＧ１９は左右対称の構造であり、環状弾性体Ｇ３
９と、環状弾性体Ｇ３９の内径中央部の環状凹部に嵌入
された例えばコイルバネから構成された保持部材Ｇ２９
とから成る。この保持部材はその弾性力により弾性体を
外径方向に押圧する。

【０１００】弾性体Ｇ３９は同一径の外周面Ｇ３９ｄを
有しており、該外周面で左右の内輪１３、１３の凹部底
壁面に面対面で圧接して軸受内外をシールしている。弾
性体Ｇ３９の左右両側部Ｇ３９ｃ、Ｇ３９ｄとは、左右
内輪１３、１３の凹部側壁とは接触しないよう構成され
ている。弾性体Ｇ３９の材料としてはＮＢＲやＦＫＭ等
の合成ゴムまたはポリアミド樹脂等の合成樹脂が用いら
れる。

【０１０１】第１６実施形態においては、中間シールＧ
１９と内輪１３、１３との接触を面対面の面同志の接触
とすることにより、接触面圧を下げ、このことにより優
れたベント性が得られる。

【０１０２】以下に、図２１に示す如くシールを中間シ
ール部材と内輪面との間で面対面接触により形成する構
造と、図２２に示す従来例の如くシールを中間シール部
材のシールリップと内輪面との間で線接触により形成す
る構造とについての比較実験例について説明する。

【０１０３】図２７はこの比較試験を行った装置の概略
部分断面図である。試験装置は、テーブルＴ１に固定さ
れた密閉ハウジングＴ２を有している。該密閉ハウジン
グＴ２の中心部には回転軸Ｔ３が軸受Ｔ４を介して支持
されており、該回転軸はそれに一体に組み立てられたフ
ランジＴ５を介してその外周部には本発明の転がり軸受
の内輪に相当する２つの輪部材Ｔ１３、Ｔ１３が軸方向
に並んで一体に構成されている。輪部材の対向面内径部
には凹部Ｔ９が形成されている。輪部材Ｔ１３、Ｔ１３
と回転軸Ｔ３とハウジングＴ２との間に形成される内径
側チャンバは、ハウジングＴ２の内面と輪部材Ｔ１３、
Ｔ１３の外側に形成される軸受内部相当室とはシール部
材Ｔ１５を介して隔絶されている。凹部Ｔ９には、軸受
内部相当室と内径側チャンバとの連通孔が設けられてい
る。内径側チャンバＴＡは大気に開放されており、また
軸受内部相当室ＴＳは圧力調整機へ連通している。

【０１０４】２つの輪部材Ｔ１３、Ｔ１３の対向面に形
成された凹部Ｔ９には、試験対象となった図２３に示す
本発明の第１６実施形態に相当する面対面接触中間シー
ルと、図２２に示す従来例に相当する線接触シールを嵌
め込んで試験した。

【０１０５】図２５および図２６は、図２３に示す本発
明による中間シールと、図２４にす従来技術による中間
シールとについてのベント能力結果を示している。試験
は軸受内部相当室の圧力を負圧としてから、内部圧力変
化（ベント能力）を観察、比較したものであり、破線は
従来例について、実線は本発明について示したものであ
る。図２５に示す静止時においては両者の差はあらわれ
ていないが回転時においては面対面接触シールの場合約
１０００秒で大気圧に回復しているのに対し、線接触シ
ールの場合３０００秒が過ぎた時点でもほとんど回復し
ていない。面対面接触シールによりベント性が著しく向
上していることが理解できる。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
前前記軸受空間内の流体圧と外部の流体圧との差が所定
以上となったときに、前記軸受区間内と外部とを連通さ
せて、前記軸受空間内の流体圧を外部の流体圧に近づけ
るベント手段を前記内輪側に有するので、例えば加熱さ
れた密封転がり軸受が冷却されても、軸受空間内の流体
圧は、外部の流体圧に近づけられ、水分等を軸受空間内
に引込むことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の転がり軸受の構成を示
す縦断面図。

【図２】（ａ）は図１の密封転がり軸受の内輪間のシー
ルを説明する拡大断面図であり、（ｂ）は該シールの要
部を説明する図である。

【図３】（ａ）は第２実施形態の密封転がり軸受の内輪
間のシールを説明する拡大断面図であり、（ｂ）はシー
ルの要部を説明する図である。

【図４】第３実施形態の密封転がり軸受の内輪間のシー
ルを説明する拡大断面図である。

【図５】第４実施形態の密封転がり軸受の内輪間のシー
ルを説明する拡大断面図である。

【図６】第５実施形態の密封転がり軸受の内輪間のシー
ルを説明する拡大断面図である。

【図７】本発明の第６実施形態の転がり軸受の構成を示
す縦断面図

【図８】第６実施形態の密封転がり軸受の内輪間のシー
ルを説明する拡大断面図である。

【図９】第７実施形態の密封転がり軸受の内輪間のシー
ルを説明する拡大断面図である。

【図１０】図９のシールの動作を説明する図である。

【図１１】図９のシールの動作を説明する図である。

【図１２】（ａ）は第８実施形態の密封転がり軸受の内
輪間のシールを説明する拡大断面図であり、（ｂ）はシ
ールを径方向内側から見た部分説明図である。

【図１３】第９実施形態の密封転がり軸受の内輪間のシ
ールを説明する拡大断面図である。

【図１４】第１０実施形態の密封転がり軸受の内輪間の
シールを説明する拡大断面図である。

【図１５】第１１実施形態の密封転がり軸受の内輪間の
シールを説明する拡大断面図である。

【図１６】（ａ）は第１２実施形態の密封転がり軸受の
内輪間のシールを説明する拡大断面図であり、（ｂ）は
シールを径方向内側から見た部分説明図である。

【図１７】（ａ）は第１３実施形態の密封転がり軸受の
内輪間のシールを説明する拡大断面図であり、（ｂ）は
シールを径方向内側から見た部分説明図である。

【図１８】第１３実施形態の密封転がり軸受の内輪間の
シールを説明する拡大正面図である。

【図１９】（ａ）は第１４実施形態の密封転がり軸受の
内輪間のシールを説明する拡大断面図であり、（ｂ）は
該シールの動作説明断面図である。

【図２０】（ａ）は第１５実施形態の密封転がり軸受の
内輪間のシールを説明する拡大断面図であり、（ｂ）は
軸受を軸に装着したときの部分断面図である。

【図２１】第１６実施形態の密封転がり軸受の内輪間の
シールを説明する拡大正面図である。

【図２２】従来例のシールを説明する拡大部分断面図で
ある。

【図２３】本発明と従来例によるシールの比較試験に用
いた本発明のシール説明図である。

【図２４】本発明と従来例によるシールの比較試験に用
いた従来例のシール説明図である。

【図２５】上記比較試験（停止時）の結果を示すグラフ
である。

【図２６】上記比較試験（回転時）の結果を示すグラフ
である。

【図２７】上記比較試験の試験装置の部分断面説明図で
ある。

【図２８】従来例による密封転がり軸受について、軸受
使用時間に対して、（ａ）回転数、（ｂ）軸受内部温
度、（ｃ）軸受内圧力を示すグラフである。

【図２９】従来例による密封転がり軸受について、軸受
内部圧力と軸受内部への水の混入量を示すグラフであ
る。

【図３０】従来の密封転がり軸受の構造を説明する図で
ある。

【図３１】図３０の中間シール要部の拡大図である。

【符号の説明】

９、６０９、Ｔ９、Ａ３９ｅ、Ａ３９ｆ 凹部 １１、１２ 外輪 １３、１１３、６１３ 内輪 １３ｃ、１１３ｃ、６１３ｃ 当接面 １４ ころ １５ 保持器 １７ シールホルダ １８ 端面シール １９、１１９、２１９、３１９，４１９、６１９、７１
９、８１９、９１９ Ａ１９、Ｂ１９、Ｃ１９、Ｄ１９、Ｅ１９、Ｆ１９、Ｇ
１９ 中間シール ２９、１２９、２２９、３２９、４２９、８２９、９２
９、Ｃ２９、Ｄ２９ Ｅ２９ａ、Ｅ２９ｂ、Ｆ２９ 心金 ３９、１３９、２３９、３３９、４３９、８３９、Ｃ３
９、Ｄ３９、Ｅ３９、Ｆ３９、Ｇ３９ 弾性体 ４９、２４９、３４９、４４９、６１９ａ、８３９ａ、
９１９ａ、Ａ３９ａ、Ｃ３９ａ、Ｄ３９ａ、Ｅ３９ｂ、
Ｆ３９ａ 本体部分 ５９、１５９、２５９、３５９、４５９、５５９、７５
９、８３９ｂ、９３９ｂ、Ａ３９ｉ、Ａ３９ｊ、Ｄ３９
ｂ、Ｅ３９ｂ、Ｆ３９ｂ リップ ６９、２６９、１１３ｅ、４６９、６１９ｆ、Ｃ３９ｃ
ベント穴 ６９ａ、１６９ａ、４６９ａ、Ｃ３９ｄ 隔壁 ６９ｂ、８３９ｃ、Ｃ３９ｅ、Ｄ３９ｃ、Ｄ３９ｄ
スリット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外輪と内輪との間に形成された軸受空間
   に転動体を配置して前記外輪と前記内輪とを相対回転さ
   せるとともに、前記軸受空間の軸方向両端部に回転シー
   ル部材を配置し、前記内輪側に静止シール部材を配置す
   ることにより前記軸受空間を密封してなる密封転がり軸
   受において、 前記軸受空間内の流体状態と外部の流体状態とが所定関
   係になったときに、前記軸受空間内の流体圧を外部の流
   体圧に近づけるベント手段を前記内輪側に有する、 ことを特徴とする密封転がり軸受。