JP2008019999A - 密封転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】密封部材の反りを防止または抑制し得る密封転がり軸受を提供する。
【解決手段】この密封転がり軸受１０は、内輪１および外輪２の間の隙間を塞ぐように円環状の接触型シール５（密封部材）が装着される。この接触型シール５は、弾性材製のシール本体６と、そのシール本体６に一体的に接合されて当該シール本体６を補強する板金材製の芯金７（補強部材）と、を一体に有して構成されている。そして、この芯金７は、その芯金７の平面部７ａに、リブ８（起伏部）を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、密封部材を備える密封転がり軸受に関する。

例えば、オルタネータ、コンプレッサ、あるいはアイドラプーリ等のようなエンジンルーム内に設置される自動車用補機等、あるいは家電製品等の各種機械装置の回転支持部には、密封部材を備える密封転がり軸受が使用されている（例えば特許文献１参照）。
この種の密封転がり軸受は、例えば図７に例示するように、内輪１０１および外輪１０２の二つの軌道輪を備え、これら両軌道輪の対向する軌道間に、複数の転動体１０３が転動自在に介装されている。そして、これら複数の転動体１０３は、保持器１０４によって転動自在に保持されている。さらに、上記内輪１０１および外輪１０２間の隙間には、その隙間の開口を塞ぐように、密封部材である接触型シール１０５が、軌道輪の幅方向両側にそれぞれ装着されている。そして、軸受の内部空間１０９には、転がり接触部での潤滑のためにグリース等の潤滑剤（図示せず）が封入され、幅方向両側の接触型シール１０５により、この内部空間１０９が密封されている。
特開２００３−２８７０３７号公報

ところで、密封部材を、例えばゴム等の弾性材のみで形成する場合、上記の密封転がり軸受での接触型シール１０５では、通常、密封部材として必要な強度が不足してしまう。そのため、この種の密封部材は、図８に示す接触型シール１０５のように、シール本体１０６と、そのシール本体１０６を補強する補強部材としての芯金１０７と、を備えて構成されており、これらシール本体１０６と芯金１０７とが一体的に接合されている。

しかしながら、密封部材に、このような芯金を補強部材として用いた場合であっても、芯金の両端部以外の平面１０７ａ（図８参照）の面積が広くなると、やはり密封部材全体の剛性が低下することになる。そのため、図８に示すように、両端部以外が平面１０７ａをなす芯金を有する密封部材では、これを単品で管理している状態や、上記例示のように、両軌道輪間に挿入する際などに、その芯金に板厚方向に反りが生じる場合があった。そして、このような反りが芯金に生じると、本来のシール機能が損なわれるおそれがある。

つまり、上述のような接触型シールでは、狙いの接触状態を得られなければ（例えば、接触圧が過少になったり、場合によっては、非接触シール同様になったりすれば）、軸受内部へのゴミの巻き込み、あるいは封入されている潤滑剤の漏れ等を防止する上で望ましいとはいえない。
また、芯金の反りの方向によっては、上記例示したような接触型シールにおいては、当初の狙いの隙間よりも接触圧が増加したり、また、非接触型のシールにおいても、当初狙いの隙間よりもラビリンス隙間が増加する等の現象が生じたりすることもある。そのため、やはり、密封部材による狙いの接触状態を安定させる上では、密封部材の反りを防止または抑制することが望まれる。

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、密封部材の反りを防止または抑制し得る密封転がり軸受を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、内輪と、その内輪の外側に嵌る外輪と、前記内輪および外輪の間に転動自在に介装される複数の転動体と、前記内輪および外輪の間の隙間を塞ぐように装着される円環状の密封部材と、を備える密封転がり軸受であって、前記密封部材は、弾性材製のシール本体と、そのシール本体に一体的に接合されて当該シール本体を補強する板金材製の補強部材と、を一体に有して構成されており、前記補強部材は、その円環状の外周縁部と内周縁部との間に位置する部分に、起伏部を有して形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、補強部材は、その円環状の外周縁部と内周縁部との間に位置する部分に、起伏部を有して形成されているので、板厚方向での断面係数を大きくすることができる。そのため、剛性を向上させることができる。したがって、密封部材の反りを防止または抑制することができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、この密封転がり軸受は、本発明に係る密封転がり軸受を深溝密封玉軸受に適用した例である。
図１に示すように、この密封転がり軸受１０は、内輪１および外輪２の二つの軌道輪を備えている。内輪１は、外周面に内輪軌道１ａを有し、外輪２は、内周面に外輪軌道２ａを有する。そして、これら両軌道輪の対向する内輪軌道１ａと外輪軌道２ａとの間に形成された軌道内には、複数個の転動体３が転動自在に配設されており、さらに、これら複数個の転動体３は、保持器４によって円周方向に所定の間隔で整列して保持されている。なお、内輪軌道１ａと外輪軌道２ａとは、転動体３の半径より僅かに大きい曲率半径の円弧状の断面を有する。

さらに、上記二つの軌道輪の幅方向両側には、内輪１及び外輪２の間の隙間の開口を塞ぐ密封部材である接触型シール５がそれぞれ装着されている。そして、内輪１、外輪２及び両側の接触型シール５で囲まれ、転動体３が配された軸受内部空間９には、内輪軌道１ａ及び外輪軌道２ａと転動体３の転動面との相互の転がり接触部を潤滑するための適量のグリース等の潤滑剤５０が封入される。そして、この軸受内部空間９が、幅方向両側の接触型シール５により密封されている。これにより、内外輪軌道１ａ、２ａと転動体３とを潤滑して転動体３を軌道内で滑らかに転動させるようになっている。

ここで、上記接触型シール５は、図１に示すように、シール本体６と、芯金７と、を備えて構成されており、これらシール本体６と芯金７とは互いに加硫接着で接合されている。そして、この接触型シール５が、その一方の端部が外輪２の内周面の軸方向端部に取り付けられ、他方の端部が内輪１の外周面側に対して滑り接触するように装着されている。
以下、この接触型シール５について図２〜図４を適宜参照しつつ、より詳しく説明する。なお、図２は、その接触型シール５を拡大して示す説明図、また、図３は、接触型シールを説明するための部分斜視図、図４は、接触型シールの芯金を説明するための部分斜視図である。

図２ないし図４に示すように、芯金７は、シール本体６を補強する補強部材であり、鋼板等の金属板から円環状にプレス成形されている。そして、外輪２側の端部となる、芯金７の外周縁部７ｄには、幅方向での内側に向けた曲げ部７ｍを有して形成されている。
さらに、この芯金７には、その円環状をなす外周縁部７ｄと内周縁部７ｇとの間に位置する部分である平面部７ａに、プレス成形で塑性変形させた変形部としてなるリブ８が形成されている。ここで、このリブ８は、芯金７の平面部７ａの略中央部分に、周方向に沿って同心円の円環状に一条形成されている。リブ８は、内輪１および外輪２の幅方向での内側から外側に向けて突出して形成されており、その突出して形成された部分は、シール本体６の内部に位置している。さらに、その突出して形成された部分の横断面形状は、湾曲してなる円弧状である。なお、このリブ８が上記起伏部に対応する。

一方、シール本体６は、図２および図３に示すように、ゴム等の弾性材製の板状部材を円環状に形成したものであり、上記芯金７に対し、軌道輪の幅方向での外側から覆うように重ねられて一体的に接合されている。ここで、シール本体６の外周縁部６ｆは、芯金７の外周縁部７ｄよりも径方向外方に突出した位置になっている。そして、外輪２には、図１に示すように、その内周面２ｎの両端部に、係止溝２ｂがそれぞれ設けられており、この係止溝２ｂに、シール本体６の外周縁部６ｆが取り付けられる。

さらに、図２および図３に示すように、シール本体６の内周縁部６ｈは、芯金７の内周縁部７ｇよりも径方向内方に突出した位置になっている。また、内周縁部６ｈの幅方向での内側には、円環状のリップ部６ｐが形成されている。一方、内輪１には、図１に示すように、その外周面１ｎの両端部に、シール溝１ｂがそれぞれ設けられている。そして、このシール溝１ｂに、シール本体６の内周縁部６ｈが対向して配置されるようになっており、そのリップ６ｐが内輪１のシール溝１ｂの側面に、狙いの接触圧で滑り接触するようになっている。このように、接触型シール５が転動体３の軸方向両側に配設されることで、この密封転がり軸受１０の軸受内部空間９を封止可能になっている。

次に、この密封転がり軸受の作用・効果について説明する。
上述のように、この密封転がり軸受１０は、両軌道輪間の軸受内部空間９には、潤滑剤５０が封入され、その隙間の開口を塞ぐように、接触型シール５が、軌道輪の幅方向両側にそれぞれ装着されて、軸受内部空間９が密封されているので、内外輪軌道１ａ、２ａと転動体３とを潤滑して転動体３を軌道内で滑らかに転動させるとともに、軸受内部空間９へのゴミの巻き込み、あるいは封入されている潤滑剤５０の漏れ等を防止可能である。

そして、この密封転がり軸受１０によれば、接触型シール５は、その芯金７が、その板厚方向に、起伏部であるリブ８を有して形成されているので、板厚方向での断面係数を大きくすることができる。そのため、板厚方向での剛性を向上させることができる。したがって、接触型シール５の反りを防止または抑制することができる。
特に、このリブ８は、芯金７の平面部７ａに、周方向に沿って同心円の円環状に形成されているので、芯金７の剛性の低下が懸念される平面部７ａの面積の大きなものであっても、その剛性を全周に亘って確実に確保し、軸受に組み込む前の接触型シール５の単品の際の反りや、軸受の両軌道輪間に挿入する際などに、その芯金に板厚方向に生じる反りを好適に防止または抑制することができる。そして、軸受に組み込んだ後の外圧変動による反りを防止または抑制し、接触型シール５自体が本来有する接触あるいは非接触の機能を継続して発揮させることができる。

また、このリブ８は、内輪１および外輪２の幅方向での内側から外側に向けて突出して形成されており、その突出して形成された部分は、シール本体６の内部に位置するように形成されているので、リブ８を設けたことによる格別の凹凸等を組み込み状態での外観上有しないので、外観が維持される。
また、このリブ８の横断面形状は、円弧状であるので、応力の集中等も緩和される。

また、このリブ８は、プレス成形で形成されているので、剛性を向上させるための質量の増加を比較的に少なくすることができる。つまり、例えば、接触型シールの反りを防止するために、芯金の板厚を増すことも考えられるが、この場合には、上記リブ８に比べて、同様の断面係数とするためには、質量がより増加することになる。また、これに伴い、軸受のサイズ自体が大きくなれば、昨今の環境問題から要求される軽薄短小化とは相反することにもなる。したがって、この密封転がり軸受１０によれば、接触型シール５の反りを防止または抑制可能であるとともに、芯金７の質量の増加を比較的に抑制可能であり、芯金７の質量の大幅な増加に伴って軸受のサイズも維持される。

なお、本発明に係る密封転がり軸受は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、密封部材は、接触型シールの例で説明したが、これに限定されず、本発明の密封部材は、例えば非接触型シールに対しても適用可能である。
また、例えば、上記実施形態では、接触型シール５の芯金７に形成されるリブ８は、芯金７の平面部７ａに、周方向に沿って同心円の円環状に形成されている例で説明したが、これに限定されず、例えば図５に変形例を示すように、リブ８は、芯金７の径方向に沿って放射状に複数形成してもよい。このような構成であっても、板厚方向での剛性を向上させることができる。したがって、接触型シール５の反りを防止または抑制することができる。

また、リブ８を、芯金７の平面部７ａに、周方向に沿って同心円の円環状に形成する場合であっても、上記実施形態での構成に限定されるものではない。例えば、図６にその変形例を示す。
すなわち、上記実施形態では、リブ８を周方向に沿って同心円の円環状に一条形成した例で説明したが、例えば同図（ａ）に示す変形例のように、複数条形成してもよい。なお、同図は、二条形成した例である。

また、上記実施形態では、リブ８は、その横断面形状を、円弧状に湾曲させて形成した例で説明したが、この横断面形状についても種々の形状とすることができる。例えば同図（ｂ）に示す変形例のように、矩形状に形成してもよい。なお、同図は、矩形状のリブ８を二条形成した例である。
さらにまた、例えば同図（ｃ）に示す変形例のように、リブ８を尖頭形状としてもよい。なお、同図は、尖頭形状のリブ８を三条形成した例である。

ここで、例えば応力の集中を緩和するような横断面形状としては、上記実施形態のように、板部材をプレス成形で湾曲させることで円弧状に形成することは好ましい。
さらに、上記実施形態ないし変形例の形状を適宜組み合わせて構成してよいことは勿論である。また、上記実施形態ないし変形例に示す構成を、シールド板に対して用いてもよい。このような構成であっても、密封部材の剛性を向上させることができる。

本発明に係る密封転がり軸受の一実施形態を説明する図であり、同図では、その密封転がり軸受の要部を軸線を含む断面にて示している。 図１での接触型シール（同図での左側）を拡大して示す図であり、同図では、接触型シールのみを図示している。 本発明に係る密封転がり軸受の接触型シールを説明するための部分斜視図である。 図３での接触型シールの芯金を説明するための部分斜視図である。 本発明に係る密封転がり軸受の接触型シールの変形例を説明する図であり、同図では、その芯金のみを部分斜視図にて示している。 本発明に係る密封転がり軸受の接触型シールの変形例を説明する図であり、同図（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図２に対応する図を示している。 従来の密封転がり軸受の一例を説明する図であり、同図では、その密封転がり軸受の要部を軸線を含む断面にて示している。 図７での接触型シール（同図での左側）を拡大して示す図であり、同図では、接触型シールのみを図示している。

符号の説明

１ 内輪
２ 外輪
３ 転動体
４ 保持器
５ 接触型シール（密封部材）
６ シール本体
７ 芯金（補強部材）
８ リブ（起伏部）
９ 軸受内部空間
１０ 密封転がり軸受
５０ 潤滑剤

Claims (9)

1. 内輪と、その内輪の外側に嵌る外輪と、前記内輪および外輪の間に転動自在に介装される複数の転動体と、前記内輪および外輪の間の隙間を塞ぐように装着される円環状の密封部材と、を備える密封転がり軸受であって、
   前記密封部材は、弾性材製のシール本体と、そのシール本体に一体的に接合されて当該シール本体を補強する板金材製の補強部材と、を一体に有して構成されており、
   前記補強部材は、その円環状の外周縁部と内周縁部との間に位置する部分に、起伏部を有して形成されていることを特徴とする密封転がり軸受。
2. 前記起伏部は、前記補強部材の径方向に沿って放射状に複数形成されていることを特徴とする請求項１に記載の密封転がり軸受。
3. 前記起伏部は、前記補強部材の周方向に沿って円環状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の密封転がり軸受。
4. 前記円環状をなす起伏部は、前記補強部材の径方向に複数形成されていることを特徴とする請求項３に記載の密封転がり軸受。
5. 前記起伏部は、前記内輪および外輪の幅方向での内側から外側に向けて突出して形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の密封転がり軸受。
6. 前記起伏部は、プレス成形で形成されていることを特徴とする請求項５に記載の密封転がり軸受。
7. 前記起伏部の横断面形状は、円弧状であることを特徴とする請求項５または６に記載の密封転がり軸受。
8. 前記起伏部の横断面形状は、矩形状であることを特徴とする請求項５または６に記載の密封転がり軸受。
9. 前記起伏部の横断面形状は、尖頭形状であることを特徴とする請求項５または６に記載の密封転がり軸受。

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