JP2011089622A - ころ軸受の密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外輪部材の焼鈍処理行程や後曲げ加工行程を不要とすると共に、シール部材の組み付け性の向上を図ることができるころ軸受の密封装置を提供する。
【解決手段】軸部材１０と、軸部材１０の外周面に組み付けられるころ軸受２０と、軸部材１０ところ軸受２０との間の環状の隙間を密封するシール部材５０を備える。ころ軸受２０は、軸方向両端部に鍔部２２、２３を有する外輪部材２１と、複数のころ３０と、これらころ３０を保持するポケット３３を有する保持器３１とを備える。シール部材５０は、弾性体より形成されると共に、軸部材１０外周面の外輪部材２１の一方の鍔部２２に対応する位置に形成された環状溝１１に位置決めされて嵌込まれる弾性拡径可能な環状基部５１と、環状基部５１の外周面から半径方向外方へ延出されて一方の鍔部２２の内周面に摺接するシールリップ５２とを備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、軸部材と、この軸部材の外周面に組み付けられるころ軸受との間の環状の隙間を密封するシール部材を備えたころ軸受の密封装置に関する。

従来、例えば、図４と図５に示すように、軸部材１１０と、この軸部材１１０の外周面に組み付けられるころ軸受（図５ではシェル形針状ころ軸受）１２０との間の環状の隙間を密封するシール部材１４０を備えたものが知られている。
これにおいては、ころ軸受１２０に対しシール部材１４０を組み付けるために、外輪部材１２１を形成する円筒材１２１ａは、その軸方向一端部１２２ａが開放状態でかつ他端部が半径方向中心側へ向けて曲げ加工されて鍔部１２３が形成された後、焼き入れ処理される。その後、円筒材１２１ａの軸方向一端部１２２ａが焼鈍処理される。
そして、図４に示すように、円筒材１２１ａの軸方向一端部１２２ａから芯金１４２ａ付きシール部材１４０が所定位置まで圧入等によって組み付けられ、引き続いて、保持器１３１のポケット１３３にころ１３０が組み付けられた組体が円筒材１２１ａ内に嵌込まれる。
その後、図５に示すように、軸方向一端部１２２ａが半径方向中心側へ曲げ加工されて鍔部１２２が形成されることで、両端に鍔部１２２、１２３を有する外輪部材１２１が構成されてころ軸受１２０が製作される。
前記したように、外輪部材１２１の内部にシール部材１４０を組み付けるために、円筒材１２１ａの軸方向一端部１２２ａの焼鈍処理行程と、この軸方向一端部１２２ａの後曲げ加工行程とが必要となり、厄介であった。

また、外輪部材の内部にシール部材を組み付けたころ軸受（シェル形針状ころ軸受）には、例えば、特許文献１に開示されている。
これにおいては、シェル形針状ころ軸受（ころ軸受）の片側を閉じたシェル形の外輪（外輪部材）に、複数個の針状ころ（ころ）が環状の保持器で保持した状態で装着されるころ装着部と、保持器が外輪から抜け出るのを防止するための抜け止め手段としての鍔部とがころ挿入側に設けられている。
また、鍔部は、外輪のころ挿入側に一体的に形成されて外輪を焼き入れ加工する際に同時に硬化される。
そして、外輪内のころ装着部と鍔部との間にころ装着部よりも大径のシール装着部が形成され、このシール装着部に環状のシール部材が組み付けられる。
シール部材は、保持器の側部から鍔部の裏面に渡るように配置されて保持器に当接する当接部と、この当接部に対して折曲して形成した弾性変形部とから断面く字形に形成された環状の芯金を有し、シール本体は、合成ゴムによって形成され、鍔部を折曲した際に鍔部の内側に生じる空間に嵌合する嵌合部を有している。
すなわち、特許文献１においては、まず、シェル形の外輪を金属プレス加工によって形成すると同時に鍔部を形成し、鍔部を含めて外輪全体に例えば焼き入れ加工を施して硬化させる。
次に、保持器に針状ころを保持させた状態で、保持器を外輪内に鍔部内周面の装着用開口からころ装着部に対して装着する。このとき、保持器の外径は、鍔部の内径よりも僅かに小さく設定され、鍔部の内径はシール部材の外径よりも小さく設定されているので、保持器は装着用開口からころ装着部に容易に装着される。
その後、シール部材をシール装着部に装着する際、鍔部の内径はシール部材の外径よりも小さく形成されているので、芯金を含むシール部材を弾性的に縮径されながら装着用開口を通してシール装着部に押込む。これによって、シール部材がシール装着部に装着される。この際、芯金の弾性によってこの形状が復元し、シール装着部に嵌合する。

特開２００２−８９５５０号公報

ところで、特許文献１に開示されたものにおいては、図４と図５に示す従来のものと比べ、外輪部材（円筒部材１２１ａ）１２１の軸方向一端部１２２ａの焼鈍処理行程と、後曲げ加工行程とが不要となる。
しかしながら、特許文献１に開示されたものにおいては、外輪（外輪部材）端部の鍔部の内径はシール部材の外径よりも小さく形成されている。
このため、外輪内のシール装着部にシール部材を装着する際、芯金を含むシール部材を弾性的に縮径させながら外輪の鍔部の内径面の装着用開口を通してシール装着部に押込まなければならず、その作業が厄介となる。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、外輪部材の焼鈍処理行程や後曲げ加工行程を不要とすると共に、シール部材の組み付け性の向上を図ることができるころ軸受の密封装置を提供することである。

前記課題を解決するために、この発明の請求項１に係るころ軸受の密封装置は、軸部材と、この軸部材の外周面に組み付けられるころ軸受と、前記軸部材と前記ころ軸受との間の環状の隙間を密封するシール部材を備えたころ軸受の密封装置であって、
前記ころ軸受は、軸方向両端部に鍔部を有する外輪部材と、この外輪部材の外輪軌道面と前記軸部材の外周面に設定される内輪軌道面との間に転動可能に配設される複数のころと、これら複数のころを保持するポケットを有する保持器とを備え、
前記シール部材は、弾性体より形成されると共に、前記軸部材外周面の前記外輪部材の一方の鍔部に対応する位置に形成された環状溝に位置決めされて嵌込まれる弾性拡径可能な環状基部と、この環状基部の外周面から半径方向外方へ延出されて前記一方の鍔部に摺接するシールリップとを備えていることを特徴とする。

前記構成によると、軸部材の外周面にころ軸受が組み付けられる前、又は後において、軸部材の一端側からシール部材の環状基部が弾性的に拡径されて嵌挿され、環状基部が軸部材の環状溝まで移動される。
これによって、環状基部が弾性復元されて環状溝に位置決めされて嵌込まれ、シール部材が組み付けられる。
また、軸部材にころ軸受とシール部材とが組み付けられた状態において、シール部材のシールリップが外輪部材の一方の鍔部の内周面に摺接することで密封性が保たれる。
前記したようにして、軸部材にシール部材を容易に組み付けることできるため、外輪部材の焼鈍処理行程や後曲げ加工行程が不要となる。

請求項２に係るころ軸受の密封装置は、請求項１に記載のころ軸受の密封装置であって、
外輪部材の一方の鍔部は、前記外輪部材を形成する円筒材の軸方向一端部が内周面に沿って折返し状に曲げ加工されることで形成される一方、
保持器のポケットにころが配設された状態で前記保持器の中心側へ向けて前記ころに押圧力が作用することで前記保持器が弾性縮径可能に構成され、
前記保持器のポケットに前記ころを配設した組品が、前記折返し状に曲げ加工された鍔部の内周面を通して前記外輪部材に組み込まれ、
前記折返し状に曲げ加工された鍔部の内周面に、シール部材のシールリップが摺接される構成にしてあることを特徴とする。

前記構成によると、保持器の中心側へ向けてころに押圧力が作用することで、保持器が弾性縮径可能に構成される。
このため、円筒材の軸方向の両端に鍔部をそれぞれ曲げ加工し、その後、焼き入れ処理して外輪部材を形成した後、その外輪部材の折返し状に曲げ加工された鍔部の内周面を通して保持器を弾性縮径させながら保持器のポケットにころを配設した組品を外輪部材内に容易に組み付けることができる。
そして、折返し状に曲げ加工された鍔部の内周面に、シール部材のシールリップが摺接されることで、密封性を良好に保つことができる。

この発明の実施例１に係るころ軸受の密封装置を示す縦断面図である。 同じく軸部材ところ軸受とシール部材との関係を拡大して示す縦断面図である。 同じく保持器を示す斜視図である。 従来のころ軸受の密封装置を示す縦断面図である。 同じく外輪部材を構成する円筒材の軸方向一端部からシール部材ところが配設された保持器とが込み込まれる状態を示す説明図である。

この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。

この発明の実施例１を図１〜図３にしたがって説明する。
図１に示すように、この実施例１に係るころ軸受の密封装置は、軸部材１０と、この軸部材１０の外周面に組み付けられるころ軸受２０と、軸部材１０ところ軸受２０との間の環状の隙間を密封するシール部材５０とを備える。

図１と図２に示すように、ころ軸受（シェル形針状ころ軸受も含む）２０は、外輪部材２１と、複数のころ３０と、保持器３１とを備えている。
外輪部材２１は、その軸方向両端部に鍔部２２、２３が形成され、内周面に外輪軌道面２４が設けられている。
また、外輪部材２１は、鋼材よりなる円筒材の軸方向一端部が内周面に沿って折返し状に曲げ加工されることで一方の鍔部２２が形成され、円筒材の軸方向一端部が半径方向中心側へ向けて直角状に曲げ加工されることで他方の鍔部２３が形成される。その後、外輪部材２１は焼き入れ処理される。

図２と図３に示すように、保持器３１は、軸方向に所定間隔を隔てる両環状部３２と、これら両環状部３２を連結すると共に、複数のころ３０をそれぞれ個別に収納する複数のポケット３３を区画形成する複数の柱部３４とを一体に備えている。そして、各柱部３４の相対する壁部には、ころ３０を抜け止めするための複数の抜止爪３５がポケット３３に向けて突出状に形成されている。
また、保持器３１のポケット３３にころ３０が配設された状態で、保持器３１の中心側へ向けてころ３０に押圧力が作用することで保持器３１が弾性縮径可能に構成されている。

この実施例１において、保持器３１の各柱部３４の内径面側の周方向中央部から両環状部３２にわたって、保持器３１の弾性縮径を許容する変形許容部としての凹条溝３６が形成されている（このような構造をもつ保持器には、例えば、特開２００５−１６３９９４号公報に開示されている）。
そして、保持器３１のポケット３３にころ３０を配設した組品が、外輪部材２１の折返し状の鍔部２２の内周面を通して外輪部材２１に組み込まれることで、ころ軸受２０が構成されるようになっている。この際、半筒状に分割された組付治具によって、ころ３０に押圧力を作用させ、保持器３１を弾性縮径させる。
また、外輪部材２１内に保持器３１及びころ３０が配設されたころ軸受２０は、軸部材１０の外周面に設定された軌道面まで挿通されて組み付けられる。

図１と図２に示すように、軸部材１０の外周面には、外輪部材２１の端部の鍔部２２に対応する位置に、シール部材５０を組み付けるための環状溝１１が形成されている。
シール部材５０は、軟質樹脂、ゴム等の弾性体より形成されると共に、環状基部５１とシールリップ５２とを一体に備えている。
環状基部５１は、軸部材１０の一端側から弾性的に拡径されて嵌挿（圧入）され、軸部材１０の環状溝１１に達したところで、環状溝１１に位置決めされて嵌込まれるようになっている。
また、シールリップ５２は、環状基部５１の外周面から半径方向外方へテーパ状をなして延出されると共に、先端に向かって肉厚がしだいに薄く形成されている。そして、シールリップ５２の先端部が鍔部２２の折返し部の内周面に摺接することで密封性を保つようになっている。

この実施例１に係るころ軸受の密封装置は上述したように構成される。
したがって、軸部材１０の外周面にころ軸受２０が組み付けられる前、又は後において、軸部材１０の一端側からシール部材５０の環状基部５１が弾性的に拡径されて嵌挿される。そして、環状基部５１が軸部材１０の環状溝１１まで移動されることで、環状基部５１が弾性復元され環状溝１１に位置決めされて嵌込まれる。これによって、軸部材１０の外周面にシール部材５０が軸方向にずれ止めされて組み付けられる。

図２に示すように、軸部材１０にころ軸受２０とシール部材５０とが組み付けられた状態において、シール部材５０のシールリップ５２の先端部が外輪部材２１の一方の鍔部２２の内周面に摺接することで密封性を良好に確保することができる。
この結果、従来と比較して、軸部材１０にシール部材５０を容易に組み付けることできると共に、従来の外輪部材に鍔部を曲げ形成する前の焼鈍処理行程や後曲げ加工行程が不要となる。

また、この実施例１において、保持器３１のポケット３３にころ３０が配設された状態で、保持器３１の中心側へ向けてころ３０に押圧力が作用することで保持器３１が弾性縮径可能に構成されているため、保持器３１のポケット３３にころ３０を配設した組品を、外輪部材２１の折返し状の鍔部２２の内周面を通して外輪部材２１内に容易に組み込んでころ軸受２０を構成することができる。
そして、外輪部材２１の折返し状に曲げ加工された鍔部２２の内周面に、シール部材５０のシールリップ５２が摺接されることで、密封性を良好に保つことができる。

なお、この発明は前記実施例１に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。

１０ 軸部材
１１ 環状溝
２０ ころ軸受
２１ 外輪部材
２２、２３ 鍔部
２４ 内周面
３０ ころ
３１ 保持器
３２ 環状部
３３ ポケット
３４ 柱部
５０ シール部材
５１ 環状基部
５２ シールリップ

Claims (2)

1. 軸部材と、この軸部材の外周面に組み付けられるころ軸受と、前記軸部材と前記ころ軸受との間の環状の隙間を密封するシール部材を備えたころ軸受の密封装置であって、
   前記ころ軸受は、軸方向両端部に鍔部を有する外輪部材と、この外輪部材の外輪軌道面と前記軸部材の外周面に設定される内輪軌道面との間に転動可能に配設される複数のころと、これら複数のころを保持するポケットを有する保持器とを備え、
   前記シール部材は、弾性体より形成されると共に、前記軸部材外周面の前記外輪部材の一方の鍔部に対応する位置に形成された環状溝に位置決めされて嵌込まれる弾性拡径可能な環状基部と、この環状基部の外周面から半径方向外方へ延出されて前記一方の鍔部に摺接するシールリップとを備えていることを特徴とするころ軸受の密封装置。
2. 請求項１に記載のころ軸受の密封装置であって、
   外輪部材の一方の鍔部は、前記外輪部材を形成する円筒材の軸方向一端部が内周面に沿って折返し状に曲げ加工されることで形成される一方、
   保持器のポケットにころが配設された状態で前記保持器の中心側へ向けて前記ころに押圧力が作用することで前記保持器が弾性縮径可能に構成され、
   前記保持器のポケットに前記ころを配設した組品が、前記折返し状に曲げ加工された鍔部の内周面を通して前記外輪部材に組み込まれ、
   前記折返し状に曲げ加工された鍔部の内周面に、シール部材のシールリップが摺接される構成にしてあることを特徴とするころ軸受の密封装置。

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