JP2007285435A

JP2007285435A - シール付転がり軸受

Info

Publication number: JP2007285435A
Application number: JP2006114439A
Authority: JP
Inventors: Hisato Yamamoto; 寿人山本
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-04-18
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2007-11-01

Abstract

【課題】軸受内部に充填されたグリースが軸受外部へ漏出することを防止する。
【解決手段】シール材２０は、上端部を外輪１１のシール固定溝１１ｂに嵌合された状態で、下端部を内輪１２のシール溝１２ｂに摺接されることにより、外輪１１及び内輪１２間をシールする。シール材２０の下端部には、主リップ２３及び副リップ２４が設けられており、主リップ２３は、内輪１２のシール溝１２ｂに摺接されるとともに、副リップ２４の先端は、内輪１２のシール溝１２ｂの側壁面１２ｃに形成された段差部１４に収容される。
【選択図】図１

Description

本発明は、保持器に転動自在に保持された複数の転動体を、外輪及び内輪間に設けられるとともに、外輪及び内輪間をシール材によりシールされたシール付転がり軸受に関する。

従来から内外輪間にシールを有する転がり軸受は知られている（例えば、特許文献１参照）。図４は、特許文献１で開示されている転がり軸受の密封装置を示す断面図である。

図４を参照すると、転がり軸受の密封装置１００は、芯金１０１を有する弾性シール体１０２を備えており、弾性シール体１０２の外径部を外輪１０３のシール溝１０４に固定された状態で、弾性シール体１０２の内径部に形成された軸方向リップ１０５及び半径方向リップ１０６を、内輪１０７の外周面に近接されることにより、内外輪１０３，１０７間を密封する。

弾性シール体１０２の芯金１０１は、外径部に環状部１０１ａ及び平坦部１０１ｂを有する。環状部１０１ａは、外輪１０３のシール溝１０４の内側側壁１０４ａにのみ接触する。また、平坦部１０１ｂは、環状部１０１ａより軸受外方へ軸方向に延設されており、外径を外輪１０３の肩部１０３内径より小径に形成されるとともに、肩部１０３と非接触である。平坦部１０１ｂの外周面には、弾性突出部１０８が形成されており、弾性突出部１０８は、外輪１０３のシール溝１０４の外側側壁１０４にのみ、締め代を持って接触される。
実開平６−８４０２２号公報（第５〜６頁、第１図）

また図５は、従来のシール付転がり軸受を示す要部断面図である。
図５を参照すると、シール付転がり軸受１１０は、外輪１１１及び内輪１１２間をシール材１１３によりシールされている。すなわちシール材１１３は、図５中の上端部を、外輪１１１の内周面に形成されたシール溝１１４に嵌合された状態で、図５中の下端部に形成された主リップ１１５を、内輪１１２の外周面に形成されたシール溝１１６の側壁面１１６ａに摺接されるとともに、主リップ１１５に隣接して形成された副リップ１１７を、内輪１１２の外周面に近接される。

シール材１１３の主リップ１１５及び副リップ１１７により、シール溝１１６及び内輪１１２の外周面との間でラビリンス部が形成され、ラビリンス部により外輪１１１及び内輪１１２間がシールされる。

上述した図４に示す従来の転がり軸受の密封装置１００では、弾性シール体１０２は、芯金１０１の環状部１０１ａ及び弾性突出部１０８により、外輪１０３のシール溝１０４に固定されるので、外輪１０３のシール溝１０４への弾性シール体１０２の精度良い取り付け性及び十分な保持性が確保される。

しかし、弾性シール体１０２と内輪１０７のシール溝１０９との間のシール性が不十分であった。したがって、軸受内部に充填されたグリースが、弾性シール体１０２の軸方向リップ１０５と内輪１０７の外周面との間を伝って、内輪１０７のシール溝１０９から軸受外部へ漏出してしまうという問題があった。

また、図５に示す従来のシール付転がり軸受１１０は、副リップ１１７の先端が内輪１１２の内周面よりも半径方向外方に位置しているので、グリース１１８に図５中左方への軸方向の力が作用した場合、グリース１１８が副リップ１１７を伝って、矢印で示すように図５中上方及び下方へ流れてしまう。したがって、シール材１１３と内輪１１２との間のシール性が不十分であり、軸受内部に充填されたグリース１１８が、シール材１１３の副リップ１１７と内輪１１２の外周面との間を伝ってラビリンス部に浸入し（図５中下向きの矢印参照）、グリース１１８が主リップ１１５に噛み込むことで密封性を保てず耐水性が落ちてしまい、軸受外部から水等が侵入してしまうという問題や、グリース１１８が内輪１１２のシール溝１１６から軸受外部へ漏出してしまうという問題があった。

本発明は、外輪の内周面又は内輪の外周面とシール材との間の高いシール性を確保することができ、これにより軸受内部に充填されたグリースが外輪の内周面又は内輪の外周面を伝って軸受外部へ漏出することを、確実に防止することができるシール付転がり軸受を提供することを目的としている。

本発明の上記目的は、下記構成により達成される。
（１）内周面に外輪軌道面を形成された外輪と、
外周面に内輪軌道面を形成された内輪と、
前記外輪軌道面及び内輪軌道面間に複数設けられ、保持器により円周方向に沿って等間隔に配置されるとともに転動自在に保持される転動体と、
前記外輪及び内輪間に設けられ、一端部を外輪の内周面又は内輪の外周面に固定された状態で、他端部を内輪の外周面又は外輪の内周面に摺接されることにより、前記外輪及び内輪間をシールする環状のシール材とを備えたシール付転がり軸受において、
前記外輪の内周面又は内輪の外周面にはシール溝が形成されるとともに、前記シール溝の側壁面のシール材固定側の端部には軸方向に開口した環状の凹状部が形成され、
前記シール材の他端部には、前記シール溝に摺接される環状の主リップと、前記主リップよりもシール材固定側寄りに位置する環状の副リップとが設けられ、前記副リップの先端が前記凹状部に収容されることを特徴とするシール付転がり軸受。

前記（１）記載のシール付転がり軸受では、シール材の主リップ及び副リップとシール溝との間で、ラビリンス部が形成される。そして、シール材の副リップの先端が、シール溝の凹状部に収容されるので、主リップが接する側の内輪外周面又は外輪内周面の延長線上に副リップの内側面が位置する。したがって、軸受内部に充填されたグリースが、軸受運転時、外輪内周面又は内輪外周面を伝って軸方向に流動しても、副リップの内側面によりシール材の固定部側に案内される。これにより、ラビリンス部へのグリースの浸入が防止され、軸受外部へのグリースの漏出が防止される。

また、仮にグリースがシール溝側に移動しても副リップの先端と凹状部とでラビリンスが形成されているので、主リップとシール溝の間で形成されたラビリンス部へのグリースの浸入が防止され、軸受外部へのグリースの漏出が防止される。

前記（１）の構成において、凹状部はシール溝の端部に形成される段差であってもよい。副リップは先端が凹状部内に収容されるだけで凹状部との間でラビリンスを形成するのでシール効果を発揮する。したがって、副リップの先端は凹状部の底面に近接するだけでもよいが、副リップの先端が凹状部に摺接する構成であってもよい。

（２）前記シール溝内には、予め防錆油が塗布されることを特徴とする前記（１）記載のシール付転がり軸受。

前記（２）記載のシール付転がり軸受では、防錆油により、シール材の主リップとシール溝との摺接が円滑に行われ、シール摺動トルクが低減されるとともに、シール溝との摺接に伴う主リップの切れ等が防止される。

本発明のシール付転がり軸受によれば、外輪の内周面又は内輪の外周面とシール材との間の高いシール性を確保することができ、これにより軸受内部に充填されたグリースが外輪の内周面又は内輪の外周面を伝って軸受外部へ漏出することを、確実に防止することができる。
本発明により得られるシール付転がり軸受は、産業機械、自動車用エンジン等に好適に用いられる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態であるシール付転がり軸受を示す要部断面図である。
図１を参照すると、シール付転がり軸受１０は、外輪１１及び内輪１２間に複数の転動体１３を転動自在に保持してなる。外輪１１及び内輪１２の軸方向端部（図１中、左端部）には、シール材２０が設けられる。

外輪１１は、内周面に外輪軌道面１１ａを形成される。また、外輪１１の内周面における外輪軌道面１１ａより軸方向端部側（図１中左側）には、シール固定溝１１ｂが形成される。

内輪１２は、外周面に内輪軌道面１２ａを形成される。また、内輪１２の外周面における内輪軌道面１２ａより軸方向端部側（図１中左側）には、シール溝１２ｂが形成されるとともに、シール溝１２ｂの側壁面１２ｃには、環状の段差部１４が形成される。

転動体１３は、外輪軌道面１１ａ及び内輪軌道面１２ａ間に複数設けられ、図示しない保持器により、円周方向に沿って等間隔に配置されるとともに転動自在に保持される。

シール材２０は、環状の芯金２１の周囲にゴム等の弾性体２２を一体成形されてなり、外輪１１及び内輪１２間に設けられる。シール材２０は、一端部（弾性体２２における図１中の上端部）を、外輪１１のシール固定溝１１ｂに嵌合されて固定された状態で、他端部（弾性体２２における図１中の下端部）を、内輪１２のシール溝１２ｂに摺接されることにより、外輪１１及び内輪１２間をシールする。

すなわち、シール材２０における内輪１２のシール溝１２ｂに摺接される他端部には、環状の主リップ２３と、該主リップ２３よりもシール部材固定側に位置する環状の副リップ２４とが設けられる。主リップ２３は、シール溝１２ｂに摺接されるとともに、副リップ２４の先端は、シール溝１２ｂの段差部１４に収容される。これにより、シール材２０の主リップ２３及び副リップ２４とシール溝１２ｂとの間でラビリンス部が形成される。

また、副リップ２４の先端が段差部１４内に収容されることにより、副リップ２４の内側面が内輪１２の外周面の延長線上に位置するようになる。更に、副リップ２４の先端が段差部１４に収容されることで、副リップ２４と段差部１４との間でもラビリンス部が形成される。副リップ２４の先端は段差部１４に近接する構成であるが、副リップ２４の先端が段差部１４と摺接する構成であってもよい。

内輪１２のシール溝１２ｂ内には、予め防錆油が塗布される。防錆油は、シール材２０の主リップ２３とシール溝１２ｂとの摺接を円滑に行わせ、シール摺動トルクを低減させるとともに、シール溝１２ｂとの摺接に伴う主リップ２３の切れ等を防止させる。

本実施形態の作用を説明する。
上述したシール付転がり軸受１０では、シール材２０の主リップ２３及び副リップ２４とシール溝１２ｂとの間でラビリンス部が形成される。また、副リップ２４と段差部１４との間でもラビリンス部が形成される。そして、これらのラビリンス部により、外輪１１及び内輪１２間がシールされる。

また、シール材２０の副リップ２４の先端が、シール溝１２ｂの段差部１４に収容されるので、軸受内部に充填されたグリースＧは、軸受運転時、内輪１２の外周面を伝う流動を、シール溝１２ｂの段差部１４で遮断される。そして、更に軸受外部側へ押し出されるグリースＧも、シール材２０の副リップ２４の内側面２４ａで捕捉され、回転輪である外輪１１と同期して回転されるシール材２０の遠心力により、ラビリンス部から遠ざかる方向（図１中、矢印Ａ方向）に案内される。これにより、ラビリンス部へのグリースＧの浸入が防止され、軸受外部へのグリースＧの漏出が防止される。

仮にグリースＧが段差部１４内に回り込んでも、副リップ２４と段差部１４との間でラビリンス部が形成されているので、それ以降のラビリンス部へのグリースＧの侵入が防止される。

なお、上記第１実施形態において段差部１４を省略し、副リップ２４の先端がシール溝１２ｂの側壁面１２ｃに対向して近接又は接触するだけの構成であってもよい。この構成によれば、軸方向外側へ移動するグリースＧは副リップ２４の内側面２４ａによりシール材固定側に案内されるので、ラビリンス部から軸受外部に漏出することがない。

図２は、本発明の第２実施形態であるシール付転がり軸受を示す要部断面図である。
図２を参照すると、シール付転がり軸受３０では、内輪３１のシール溝３１ａの側壁面３１ｂには、段差部に代えて、凹状部３２が環状に形成される。凹状部３２には、シール材２０の副リップ２４の先端が収容される。これにより、軸受運転時、軸受内部に充填されたグリースは、副リップ２４と凹状部３２との間で形成されたラビリンス部により、進路を遮断され、軸受外部への漏出を防止される。また、凹状部３２が形成されることにより、凹状部３２の縁部がオーバーハングとなるので、凹状部３２へのグリースの侵入が防止される。
その他の構成及び作用については、上記第１実施形態と同様である。

図３は、本発明の第３実施形態であるシール付転がり軸受を示す要部断面図である。
図３を参照すると、シール付転がり軸受４０では、内輪４１のシール溝４１ａの凹状部４２は、図３中の上端部に左斜め上方に向けてカットされたカット部４２ａを有する。カット部４２ａは副リップ２４にほぼ平行に対向する傾斜面に形成され、副リップ２４とカット部４２ａとの間の空隙が狭くなっている。これにより、凹状部４２へのグリースＧの侵入が防止されｒる。
その他の構成及び作用については、上記第２実施形態と同様である。

以上のように上記各実施形態によれば、シール溝１２ｂ，３１ａ，４１ａとシール材２０との間で形成されるラビリンス部により、外輪１１及び内輪１２，３１，４１間を確実にシールすることができる。

また、シール材２０の副リップ２４の先端が、シール溝１２ｂ，３１ａ，４１ａの段差部１４（第１実施形態）又は凹状部３２，４２（第２及び第３実施形態）に収容されることにより、副リップ２４の内側面２４ａが内輪１２，３１，４１の外周面の延長線上に位置する。そして、内輪１２，３１，４１の外周面を軸方向に移動したグリースＧは副リップ２４の内側面２４ａによりシール材固定部側に案内されるので、軸受外部へのグリースＧの漏出を防止することができる。

また、副リップ２４と段差部１４又は凹状部３２，４２との間でもラビリンス部が形成され、内輪１２，３１，４１の外周面とシール材２０との間の高いシール性を確保することができる。これにより、軸受内部に充填されたグリースＧのラビリンス部への浸入を防止することができ、軸受外部へのグリースＧの漏出を防止することができる。

更に、シール溝１２ｂ，３１ａ，４１ａ内に塗布された防錆油により、シール材２０の主リップ２３とシール溝１２ｂ，３１ａ，４１ａとの摺接を円滑に行わせることができる。これにより、シール摺動トルクを低減させることができるとともに、シール溝１２ｂ，３１ａ，４１ａとの摺接に伴う主リップ２３の切れ等を防止することができる。

なお、上記第１実施形態の段差部１４、上記第２実施形態の凹状部３２、及び上記第３実施形態の凹状部４２はそれぞれ、シール材２０の副リップ２４を収容可能な形状及び大きさであれば、いかなる形状及び大きさであってもよい。

また、上記第１実施形態において、内輪１２のシール溝１２ｂの段差部１４は、１段に形成されているが、これに限らず、複数段に形成することもできる。更に、上記第２及び第３実施形態において、内輪３１，４１のシール溝３１ａ，４１ａの凹状部３２，４２内に、更に凹状部を形成することもできる。これらによると、ラビリンス部へのグリースの浸入を、より確実に防止することができ、軸受外部へのグリースの漏出を、より確実に防止することができる。

また、上記各実施形態は外輪１０，３０，４０にシール材２０を固定し内輪１２，３１，４１にシール溝１２ｂ，３１ａ，４１ａを形成した構成であるが、内輪１２，３１，４１にシール材２０を固定し外輪１０，３０，４０にシール溝１２ｂ，３１ａ，４１ａを形成する構成であってもよい。

本発明の第１実施形態であるシール付転がり軸受を示す要部断面図である。本発明の第２実施形態であるシール付転がり軸受を示す要部断面図である。本発明の第３実施形態であるシール付転がり軸受を示す要部断面図である。特許文献１で開示されている転がり軸受の密封装置を示す断面図である。従来のシール付転がり軸受を示す要部断面図である。

符号の説明

１０シール付転がり軸受
１１外輪
１１ａ外輪軌道面
１１ｂシール固定溝
１２内輪
１２ａ内輪軌道面
１２ｂシール溝
１２ｃ側壁面
１３転動体
１４段差部
２０シール材
２３主リップ
２４副リップ
Ｇグリース

Claims

内周面に外輪軌道面を形成された外輪と、
外周面に内輪軌道面を形成された内輪と、
前記外輪軌道面及び内輪軌道面間に複数設けられ、保持器により円周方向に沿って等間隔に配置されるとともに転動自在に保持される転動体と、
前記外輪及び内輪間に設けられ、一端部を外輪の内周面又は内輪の外周面に固定された状態で、他端部を内輪の外周面又は外輪の内周面に摺接されることにより、前記外輪及び内輪間をシールする環状のシール材とを備えたシール付転がり軸受において、
前記外輪の内周面又は内輪の外周面にはシール溝が形成されるとともに、前記シール溝の側壁面のシール材固定側の端部には軸方向に開口した環状の凹状部が形成され、
前記シール材の他端部には、前記シール溝に摺接される環状の主リップと、前記主リップよりもシール材固定側寄りに位置する環状の副リップとが設けられ、前記副リップの先端が前記凹状部に収容されることを特徴とするシール付転がり軸受。
前記シール溝内には、予め防錆油が塗布されることを特徴とする請求項１記載のシール付転がり軸受。