JP2008232284A - 転がり軸受の密封装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】外輪の外径面の真円度に悪影響を及ぼすことがなく、しかも弾性シール部材が外輪のシール溝から外れ難い転がり軸受の密封装置を提供する。
【解決手段】外輪１０と内輪２０との間に潤滑剤を封止するための弾性シール部材４０を備え、弾性シール部材４０におけるゴム４２の外径端部が外輪１０の内周部に形成されたシール溝１１に組み込まれ、ゴム４２の内径端部が内輪２０の外周部２１と摺接して密封性を維持する転がり軸受の密封装置において、シール溝１１の外側側壁１１ｂは、転がり軸受の軸線に直交する垂直面に形成され、シール溝１１の外側側壁１１ｂと弾性シール部材４０のゴム４２の環状前端部４２ｄ（軸方向外側端部）との間に、弾性シール部材４０のゴム４２をシール溝１１の内側側壁１１ａに押し付ける穴用止め輪５１（スペーサ）が挿入固定されるように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受の密封装置に関し、特に内輪の内径が大きく、外輪が薄肉に形成された深溝式の玉軸受に好適な転がり軸受の密封装置に関する。
この種の転がり軸受の密封装置として、例えば、下記特許文献１に記載されているように、外輪と内輪との間に潤滑剤を封止するための弾性シール部材を備え、弾性シール部材の外径端部が外輪の内周部に形成されたシール溝に組み込まれ、弾性シール部材の内径端部と内輪の外周部との間に密封部が形成されたものが知られている。
実開平６−８４０２２号公報
ところで、転がり軸受の外輪は、その外周面および内周面が旋削加工された後で熱処理されるのが一般的である。この場合、外輪の外周面および軌道面は所定の精度が要求されているため、熱処理後に研磨加工されるが、外輪のシール溝は外周面ほどの精度を要求されていないため、通常は熱処理後未加工の状態で使用される。このため、内輪の内径が大きく、外輪が薄肉に形成された深溝式の玉軸受においては、熱処理時の歪等により外輪のシール溝の真円度が悪化しており、弾性シール部材を固く嵌め込むことで部分的にしめしろが過大になり、シール溝の底部が変形し易い。したがって、弾性シール部材の組み込み前は、外輪の外周面の真円度がたとえ良好であったとしても、弾性シール部材の組み込み後は、シール溝底部の変形の影響で外輪の外周面の真円度が悪化して、ハウジング等への組み付け性が困難となったり、クリープの原因を招来する等の問題が発生することが多い。特に、弾性シール部材と内輪接触部とのつれ回りによるシール溝からの弾性シール部材の脱落を防止するために、弾性シール部材のしめしろを大きく設定した場合には、弾性シール部材の外輪に対する径方向外方への押圧力が極めて強くなるため、その問題の発生が顕著となる。
この問題に対処するために、上記特許文献１に記載された転がり軸受の密封装置の構成を採用することが考えられる。この特許文献１に記載された転がり軸受の密封装置では、図３に示すように、弾性シール部材１２０の外径端に弾性突出部１２１が形成され、弾性シール部材１２０が弾性突出部１２１を介して外輪１００のシール溝１０１に組み込まれるように構成されている。そして、弾性シール部材１２０が外輪１００と内輪１１０との間に組み付けられた状態では、弾性シール部材１２０の弾性突出部１２１がシール溝１０１の外側側壁１０１ａと弾性的に接触し、弾性突出部１２１の弾性的な反発力に応じて、弾性シール部材１２０の環状底部１２２がシール溝１０１の内側側壁１０１ｂに弾性的に押し付けられるようになっている。なお、弾性シール部材１２０の内径端部と内輪１１０の外周部との間には、密封部としてのラビリンスＬが形成されている。この特許文献１に記載された転がり軸受の密封装置では、弾性シール部材１２０の外径端部がシール溝１０１の底壁１０１ｃと接触しないように構成されている。これにより、弾性シール部材１２０のしめしろを大きく設定しても、弾性シール部材１２０から外輪１００に付与される径方向外方への押圧力が低減するようになって、しめしろが大きく設定された弾性シール部材１２０を外輪１００に取り付けても、外輪の外径面の真円度に悪影響を及ぼさないようにすることができる。
しかしながら、上記特許文献１に記載された転がり軸受の密封装置では、弾性シール部材１２０がシール溝１０１の外側側壁１０１ａと内側側壁１０１ｂとで保持される構成とするために、外側側壁１０１ａが外輪１０の径方向内方に向かうに従ってシール溝１１の溝幅を広くする傾斜面に形成されている。このため、弾性突出部１２１が外側側壁１０１ａに沿って軸方向外方へ向けて滑り易いので、弾性シール部材１２０がシール溝１０１から外れるおそれがある。
本発明の課題は、外輪の外径面の真円度に悪影響を及ぼすことがなく、しかも弾性シール部材が外輪のシール溝から外れ難い転がり軸受の密封装置を提供することにある。
課題を解決するための手段及び発明の効果
上記課題を達成するために、本発明は、外輪と内輪との間に潤滑剤を封止するための弾性シール部材を備え、前記弾性シール部材の外径端部が前記外輪の内周部に形成されたシール溝に組み込まれ、前記弾性シール部材の内径端部が前記内輪の外周部と摺接または隙間を保って密封性を維持する転がり軸受の密封装置において、前記シール溝の外側側壁は、転がり軸受の軸線に直交する垂直面に形成され、前記シール溝の外側側壁と前記弾性シール部材の軸方向外側端部との間には、前記弾性シール部材を前記シール溝の内側側壁に押し付けるスペーサが挿入固定されていることを特徴とする。
本発明の転がり軸受の密封装置においては、転がり軸受の軸線に直交する垂直面に形成されたシール溝の外側側壁と、弾性シール部材の軸方向外側端部との間に、スペーサが挿入固定され、このスペーサにより弾性シール部材がシール溝の内側側壁に押し付けられる。このため、弾性シール部材がシール溝の外側側壁と内側側壁とによって軸方向の大きな力で保持されるので、弾性シール部材の外径のしめしろを小さく設定することが可能となって、外輪には弾性シール部材による径方向外方への押圧力がほとんど作用しなくなる。これにより、外輪の外径面の真円度に悪影響を及ぼさないようにすることができる。また、シール溝の外側側壁が垂直面に形成されているので、スペーサが軸方向外方へ移動することが阻止されて、弾性シール部材をシール溝から外れ難くすることができる。
また、本発明の実施に際して、前記スペーサは、少なくともその外周部の外径が縮小する方向に弾性変形可能な環状の素材で構成され、前記外周部の外径が縮小するように弾性変形した状態で前記シール溝に挿入され、弾性復帰した状態で前記シール溝に固定されるものであるとよい。これによれば、スペーサの弾性変形を利用して、外輪と内輪との間にスペーサを容易に組み込むことができる。
また、本発明の実施に際して、前記スペーサは、穴用止め輪であるとよい。これによれば、市販の工具を用いて、外輪と内輪との間にスペーサを組み込むことができるので、スペーサの組み込み作業性を向上させることができる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明による転がり軸受の密封装置の一実施形態の要部を示す側面断面図である。この転がり軸受の密封装置においては、外輪１０と内輪２０との間に、転動体３１が保持器３２により円周方向に等間隔に保持されていて、弾性シール部材４０が外輪１０と内輪２０との間に充填された図示を省略するグリース（潤滑剤）を封止している。
外輪１０の内周部には、断面略コ字状のシール溝１１が形成されている。シール溝１１は、内側側壁１１ａ、外側側壁１１ｂおよび底壁１１ｃで構成されている。内側側壁１１ａは、軸受の軸線に直交する垂直面に形成されていて、外輪１０の内側肩部１２の側壁としても機能している。外側側壁１１ｂは、軸受の軸線に直交する垂直面に形成されていて、外輪１０の外側肩部１３の側壁としても機能している。
なお、外側肩部１３の内径は、内側肩部１２の内径に比して大きな長さに設定されている。底壁１１ｃは、軸受の軸線と平行に延びるように内側側壁１１ａと外側側壁１１ｂ間に配置されている。
弾性シール部材４０は、芯金４１とゴム４２とが円環状に一体成形されたものである。芯金４１は、弾性シール部材４０の剛性を確保するためのバックアップ材として機能する。ゴム４２の内径端部には、径方向内方および軸方向内方へ向けて折曲して延設されたリップ４２ａが形成されている。リップ４２ａは、内輪２０の外周部２１と摺接して密封性を維持する。
ゴム４２の環状後端部４２ｃは、平坦面に形成されていて、シール溝１１の内側側壁１１ａと面接触可能とされている。ゴム４２の環状前端部４２ｄ（軸方向外側端部）は、平坦面に形成されている。弾性シール部材４０がシール溝１１に組み込まれ、環状後端部４２ｃがシール溝１１の内側側壁１１ａと接触した状態では、環状前端部４２ｄとシール溝１１の外側側壁１１ｂとの間に所定長さの隙間が形成されるようになっている。
ところで、この実施形態では、シール溝１１の外側側壁１１ｂとゴム４２の環状前端部４２ｄとの間に、穴用止め輪５１（スペーサ）が挿入固定されている。穴用止め輪５１は、周知のものであり、その外周部の外径が縮小する方向に弾性変形可能な環状の素材で構成されている。
穴用止め輪５１の外径は、外輪１０の外側肩部１３の内径に比して大きく設定されているが、その外周部の外径が縮小するように弾性変形した状態では外側肩部１３の内径よりも小さくなって、シール溝１１に挿入可能と大きさとなる。穴用止め輪５１の厚みは、前記隙間に比して所定長だけ大きく設定されていて、穴用止め輪５１がシール溝１１に挿入され、弾性復帰によりシール溝１１に固定された状態では、弾性シール部材４０がシール溝１１の内側側壁１１ａに強く押し付けられるようになっている。
上記のように構成した本実施形態においては、弾性シール部材４０がシール溝１１の外側側壁１１ｂと内側側壁１１ａとによって軸方向の大きな力で保持されるので、弾性シール部材４０の外径のしめしろを小さく設定することが可能となって、外輪１０には弾性シール部材４０のゴム４２による径方向外方への押圧力がほとんど作用しなくなる。これにより、外輪１０の外径面の真円度に悪影響を及ぼさないようにすることができる。また、シール溝１１の外側側壁１１ｂが垂直面に形成されているので、穴用止め輪５１が軸方向外方へ移動することが阻止されて、弾性シール部材４０がシール溝１１から外れ難くなる。
また、この実施形態では、スペーサとして穴用止め輪５１が用いられている。これにより、市販の工具を用いて、外輪１０と内輪２０との間に穴用止め輪５１を組み込むことができるので、穴用止め輪５１の組み込み作業性が向上する。
上記実施形態では、シール溝１１の外側側壁１１ｂを平坦な垂直面に形成したが、例えば図２に示すように、穴用止め輪５１が係合可能な係合溝１１ｄを外側側壁１１ｂに形成することも可能である。これにより、穴用止め輪５１の径方向位置が規定されるようになり、穴用止め輪５１の径方向へのずれが防止される。
なお、上記実施形態では、穴用止め輪５１の挿入固定により、ゴム４２の環状底部４２ｃがシール溝１１の内側側壁１１ａに強く押し付けられるようになって、弾性シール部材４０による密封性を十分に確保することができた。このため、ゴム４２の外径のしめしろをゼロ、すなわち図１に示したように、ゴム４２の外周端部とシール溝１１の底壁１１ｃの間に隙間が形成されるようにゴム４２の外径を設定したが、外輪１０の外周面の真円度に悪影響を及ぼさない程度に、ゴム４２の外径のしめしろを設定してもよい。これによれば、ゴム４２の外周端部とシール溝１１の底壁１１ｃとの軽接触により、弾性シール部材４０による密封性をより良好に確保することができる。
また、上記実施形態では、スペーサとして穴用止め輪５１を用いたが、これに限らず、例えば、ばね式の座金、ばね式のリング部材など、外周部の外径が縮小するように弾性変形した状態でシール溝１１に挿入され、弾性復帰した状態でシール溝１１に固定される環状の素材を用いてもよい。また、一つにつながった環状の素材に限らず、前記隙間に挿入可能な厚みを有する例えば扇形状の複数の板材を用いてもよい。
また、上記実施形態等では、ゴム４２の内径端部と内輪２０の外周部２１との摺接により密封性が維持される接触形の転がり軸受に本発明を適用したが、これに限らず、ゴムの内径端部と内輪の外周部との隙間（ラビリンス）が保たれて密封性が維持される非接触形の転がり軸受に本発明を適用してもよい。
本発明による転がり軸受の密封装置の一実施形態の要部を示す側面断面図。 本発明による転がり軸受の密封装置の変形実施形態の要部を示す側面断面図。 従来技術における軸受の密封装置の要部を示す側面断面図。
符号の説明
１０ 外輪
１１ シール溝
１１ａ 内側側壁
１１ｂ 外側側壁
１１ｃ 底壁
１１ｄ 係合溝
２０ 内輪
２１ 外周部
２２ シール溝
３１ 転動体
３２ 保持器
４０ 弾性シール部材
４１ 芯金
４２ ゴム
４２ａ リップ
４２ｃ 環状後端部
４２ｄ 環状前端部
５１ 穴用止め輪（スペーサ）

Claims (3)

  1. 外輪と内輪との間に潤滑剤を封止するための弾性シール部材を備え、前記弾性シール部材の外径端部が前記外輪の内周部に形成されたシール溝に組み込まれ、前記弾性シール部材の内径端部が前記内輪の外周部と摺接または隙間を保って密封性を維持する転がり軸受の密封装置において、
    前記シール溝の外側側壁は、転がり軸受の軸線に直交する垂直面に形成され、前記シール溝の外側側壁と前記弾性シール部材の軸方向外側端部との間には、前記弾性シール部材を前記シール溝の内側側壁に押し付けるスペーサが挿入固定されていることを特徴とする転がり軸受の密封装置。
  2. 前記スペーサは、少なくともその外周部の外径が縮小する方向に弾性変形可能な環状の素材で構成され、前記外周部の外径が縮小するように弾性変形した状態で前記シール溝に挿入され、弾性復帰した状態で前記シール溝に固定されるものである請求項１に記載の転がり軸受の密封装置。
  3. 前記スペーサは、穴用止め輪である請求項２に記載の転がり軸受の密封装置。
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