JP3132372U - 密封自動調心軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】内外軌道輪間での大きい角度ミスアライメントそして軸方向での相対移動をも許容する大型の密封自動調心軸受において良好に機能するシールを提供する。
【解決手段】中間膜１３は、軸受１０の外縁１１と内縁１２とを接続する蛇腹状の薄い中間膜であり、密封自動調心軸受の内外輪１，２における相対移動および角度ミスアライメントの少なくとも一方を許容するように伸長または圧縮可能であり、内輪１が、軸方向で端面のそれぞれに近接する位置で半径方向外方に突出した環状突部５を有し、該環状突部は、軌道輪の端面から距離７だけ軸方向に引っ込んでおり、軸受シールの内縁は、軸方向で間隔をおいて離れて内方に延びる第一のシャンク１２ａおよび第二のシャンク１２ｂの二つのシャンクを有するフォーク状に形成され、環状突部を跨ぐように取り付けられて密封している。
【選択図】図１

Description

本考案は、密封自動調心軸受に関し、特に内外軌道輪間での角度ミスアライメントそして軸方向での相対移動をも許容する大型軸受に関する。

今日、密封自動調心軸受は種々の応用例で使用されている。角度ミスアライメントが小さい、または全く角度ミスアライメントがない軸受では、シールは適切に機能する。市場では、この形式の軸受について種々の解決法が得られる。これに関しては軸受の寸法は問題とならない。
発見できず

しかしながら、球面軸受および他の自動調心軸受に関しては、これらの軸受が大きい角度ミスアライメントに対応するように作られているので問題が生ずる。これらのタイプの軸受にシールを使うためには妥協が余儀なくされることがある。そのような妥協としては、シールが係合する内輪の表面の球面化、荷重支持に影響を及ぼす接触角の減少、角運動させる軸受の性能の制限の少なくともいずれかが考えられる。密封球面ころ軸受の典型的な最大ミスアライメントは０．５°である。

もちろん、組込シールを自動調心軸受に設けるのは、角度調整の性能を大いに減少させることとなるので好ましい解決策ではない。

本考案の目的は、内外軌道輪間での大きい角度ミスアライメントそして軸方向での相対移動をも許容する大型の密封自動調心軸受において良好に機能するシールを提案することにある。したがって、本考案に係る該軸受は、軸受の内部的な構造に手を加えることなく、１．５°までのミスアライメントおよびＣ４クリアランスに対応する軸方向での相対移動に対処することができる。

上記目的は、転動体のための軌道を有する内輪と、半径方向にて内輪の外側に配置され上記転動体のための軌道を有する外輪とを備え、少なくとも軸受の片側にて、軸受シールが軌道の軸方向外側で軸受に取り付けられて内外輪間の空間にわたるように形成されており、上記軸受シールは、外輪の内周面の環状溝に嵌着される環状の外縁と、内輪の外周面に対して滑動可能に接触して取り付けられる環状の内縁とを有し、軸受シールの外縁と内縁とが中間部材によって接続されている、密封自動調心軸受において、中間部材は、軸受の外縁と内縁とを接続する蛇腹状の薄い中間膜であり、密封自動調心軸受の内外輪における相対移動および角度ミスアライメントの少なくとも一方を許容するように伸長または圧縮可能であり、内輪が、軸方向で端面のそれぞれに近接する位置で半径方向外方に突出した環状突部を有し、該環状突部は、軌道輪の端面から距離だけ軸方向に引っ込んでおり、軸受シールの内縁は、軸方向で間隔をおいて離れて内方に延びる第一のシャンクおよび第二のシャンクの二つのシャンクを有するフォーク状に形成され、環状突部を跨ぐように取り付けられて密封していることにより達成される。

本考案は、以上のように、中間部材が、軸受の外縁と内縁とを接続する蛇腹状の薄い中間膜であり、密封自動調心軸受の内外輪における相対移動および角度ミスアライメントの少なくとも一方を許容するように伸長または圧縮するようにしたので、軸受の内部的な構造に手を加えることなく、１．５°までのミスアライメントおよびＣ４クリアランスに対応する軸方向での相対移動に対処することができる。

以下、添付図面に示された、非限定的な実施形態にもとづき、考案をさらに説明する。

図１は、本考案に係るシールを有する二列球面ころ軸受の一部の概略を示す。

図１は、内輪１の一部および外輪２の一部とともに二列球面ころ軸受の一部の構造を示す。内輪１の外周面は二列の転動体３ｅのための二つの球面の軌道３ａ，３ｂを有している。二つの軌道３ａ，３ｂは平坦な中間ランド３ｃによって区切られており、それぞれ中間ランド３ｃと反対側の端部にて、内輪１と一体をなす案内フランジ３ｄによってそれぞれ規制されている。外輪２には、両列の転動体３ｅのための一つの球面状内周面で形成された軌道４が設けられている。このようにして、軸受運転中の内輪１に対して、外輪２の角度をもった移動そして軸方向での小さな移動が許容される。

内輪１のそれぞれの側、すなわち二つの案内フランジ３ｄの外側には、内輪１の外周面から半径方向外方に突出する環状突部５が形成されている。該環状突部５は、小さい間隙６によって、近接する案内フランジ３ｄと分けられており、近接する内輪１の端面から若干の距離７だけ軸方向にて引っ込んでいる。

外輪２の内周面における軸方向でのそれぞれの端面側、すなわち球面の軌道４の軸方向における外側には、環状溝８が形成されており、軸方向にて該環状溝８の外側には、半径方向に小さく突出したフランジ９が形成されている。

軸受のそれぞれの端面側はシール１０（以下、「シール１０」という）によって密封されている。それぞれのシール１０は同質の要素からなる一部品として、軌道輪の材料と比較して軟らかい材料で作られている。そのような材料としては、ゴムや適宜種類のプラスチック材料が使用される。これは、しばしば異なる材料（ゴムおよび金属製の補強材）の要素から構成されていた従来の軸受シールと比較して、製造コストを低く抑えられることを意味している。

ここでは、自動調心軸受の両側に取り付けられたシール１０について図示そして説明したが、本考案では、該シール１０によって軸方向における軸受の片側だけを密封することも当然可能である。

シール１０の外縁１１は肉厚部として形成されており、該肉厚部たる外縁１１は外輪２の環状溝８とほぼ同一の形状および寸法を有している。これによって、シール１０の外縁１１は、スナップイン動作や締まり嵌めにより環状溝８に簡単に取り付けられる。この結果、複雑な取付工具は必要なくなる。

環状のシール１０の内縁１２は、内輪１から突出する環状突部５を跨ぐフォーク状に形成されている。このフォーク状の内縁１２は二つのシャンクを有しており、その一方のシャンク１２ａは間隙６とほぼ同一の寸法および形状を有しており、他方のシャンク１２ｂは、環状突部５が軌道輪の端面から軸方向に引っ込んでいる距離７とほぼ同じ距離だけの軸方向寸法（厚さ）を有している。したがって、シール１０の内縁１２は、内輪１の環状突部５の側面に対して軸方向で接した状態で滑動するが、環状突部５の頂部とシール１０の内縁１２との間に間隙が確保されているので、この滑動するフォーク型のシール１０の内縁１２は環状突部５に対して芯出しするように動く。

シール１０の外縁１１と内縁１２とは、シール１０が軸受に取り付けられたときに内輪１と外輪２との間の空間にわたって位置する中間部材としての蛇腹状の中間膜１３によって連結されている。

シール１０の外縁１１の肉厚部は外輪２の環状溝８にしっかりと取り付けられており、内縁１２は内輪１から突出する環状突部５を滑動可能に跨いで配置される。内縁１２と外縁１１の間の中間膜１３は蛇腹状に形成されており、シール１０の内縁１２および外縁１１は軸方向および半径方向の移動およびミスアライメントに関して互いに独立して動く。環状突部５の滑動面の公差は、球面の密封機能を許容するために閉じていなければならない該球面の公差よりも広くすることができる。

蛇腹状の中間膜１３は、市場で入手可能な従来の密封された球面軸受では判らなかったことであるが、軸方向および半径方向の移動およびミスアライメントによる影響を軸受が受けにいようにする。

内縁１２と蛇腹状の中間膜１３の接続部分では、シールの内側に凹部１４が形成されている。この凹部１４は、シール１０と内輪１とが互いに接触することを回避させつつ、より大きなミスアライメントを許容する。

軸受運転中における内輪１と外輪２の間でのミスアライメントまたは軸方向の移動にて、シール１０の蛇腹状の中間膜１３は、このミスアライメントおよび移動の少なくとも一方を補償するように動く。このようにして、軸受の片側におけるシール１０の蛇腹状の中間膜１３が伸びる方向に変形すると、これに対して反対側のシール１０の中間膜１３が縮んで該蛇腹状の中間膜１３の襞の間の空間が減少するように変形する。

この機能によって、軸受の片側で極度に角度ミスアライメントや軸方向移動をしている内輪１と外輪２との間に配置された球面ころである転動体３ｅが、外輪２の端面から外方に突出することさえも可能となる。これは、一体型シールを有していない球面軸受にとっては通常の挙動であるが、従来の一体型シールを有する球面軸受にとっては不可能な挙動である。従来の軸受での硬いシールは、半径方向、軸線方向、角度方向で小さな相対動だけが許容され、それ以上の軌道輪の動きがしばしば妨げられるからである。

シール１０の外縁１１では、軟らかいシール１０が硬い材料である軌道輪に挿入される。したがって、外縁１１の部分は圧縮されて、シール１０と外輪２の環状溝８とはしっかりと接続される。

一方、内輪では、硬い材料（鋼）である内輪１の環状突部５をゴムなどのような軟らかい材料の内縁１２が跨ぐので、この軟らかい材料の外方への変形を許容し、これが摺動を比較的低摩擦にせしめ、また、環状突部５を跨ぐシールの部分での環状溝内に潤滑剤が保持され、潤滑剤は摩擦をさらに軽減する。これとともに、約１．５°のミスアライメントならびに比較的大きい半径方向および軸方向の移動を吸収する性能を維持しながら良好なシール効果が達成される。

本考案は、図示そして説明した実施形態には限定されないが、添付した請求項の範囲内での修正や変形は可能である。

このように、軸受を二列の球面ころ軸受として図示そして説明したが、軸受は、例えば、トロイダルころ軸受のような他の自動調心軸受であってもよいことは言うまでもない。

本考案に係るシールを有する二列球面ころ軸受の一部の概略を示す断面図である。

符号の説明

１ 内輪
２ 外輪
３ａ 軌道
３ｂ 軌道
３ｅ 転動体
４ 軌道
５ 環状突部
７ 距離
８ 環状溝
１０ シール，軸受シール
１１ 外縁
１２ 内縁
１２ａ シャンク
１２ｂ シャンク
１３ 中間部材（中間膜）
１４ 凹部

Claims (5)

1. 転動体（３ｅ）のための軌道（３ａ，３ｂ）を有する内輪（１）と、半径方向にて内輪（１）の外側に配置され上記転動体（３ｅ）のための軌道（４）を有する外輪（２）とを備え、
   少なくとも軸受の片側にて、軸受シール（１０）が軌道（３ａ，３ｂ，４）の軸方向外側で軸受に取り付けられて内外輪（１，２）間の空間にわたるように形成されており、
   上記軸受シール（１０）は、外輪（２）の内周面の環状溝（８）に嵌着される環状の外縁（１１）と、内輪（１）の外周面に対して滑動可能に接触して取り付けられる環状の内縁（１２）とを有し、
   軸受シール（１０）の外縁（１１）と内縁（１２）とが中間部材（１３）によって接続されている、密封自動調心軸受において、
   中間部材（１３）は、軸受（１０）の外縁（１１）と内縁（１２）とを接続する蛇腹状の薄い中間膜であり、自動調心軸受の内外輪（１，２）における相対移動および角度ミスアライメントの少なくとも一方を許容するように伸長または圧縮可能であり、内輪（１）が、軸方向で端面のそれぞれに近接する位置で半径方向外方に突出した環状突部（５）を有し、該環状突部（５）は、軌道輪の端面から距離（７）だけ軸方向に引っ込んでおり、軸受シール（１０）の内縁（１２）は、軸方向で間隔をおいて離れて内方に延びる第一のシャンク（１２ａ）および第二のシャンク（１２ｂ）の二つのシャンクを有するフォーク状に形成され、環状突部（５）を跨ぐように取り付けられて密封していることを特徴とする密封自動調心軸受。
2. 軸受シール（１０）の異なる部分、すなわち外縁（１１）、内縁（１２）および蛇腹状の中間部材（１３）が、同質の部材で一体的に形成されていることとする請求項１に記載の密封自動調心軸受。
3. 第二のシャンク（１２ｂ）は、環状突部（５）が内輪（１）の端面から引っ込んでいる軸方向の距離（７）に対応する幅を有していることとする請求項１に記載の密封自動調心軸受。
4. 軸受内部空間に面する軸受シール（１０）の側面が、該軸受シール（１０）の内縁（１２）と蛇腹状の中間部材（１３）との連結部に、軸受シール（１０）と内輪（１）とを互いに接触させることなくより大きいミスアライメントを許容する凹部（１４）を有することとする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の密封自動調心軸受。
5. 軌道（４）に対し軸方向の外側位置で、外輪（２）の内周面に形成された環状溝（８）は、シャンクに適合した形状をなして、軸方向外方に位置し半径方向で短いフランジ（９）を形成しており、軸受シール（１０）の外縁（１１）がしっかりと接続嵌合され、または押し込まれることを許容することとする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の密封自動調心軸受。

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