JP4203712B2

JP4203712B2 - 転がり軸受

Info

Publication number: JP4203712B2
Application number: JP2002056747A
Authority: JP
Inventors: 弘上野; トーマス・グラボッシュ; 山本　　明
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2022-03-04
Also published as: JP2003254343A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は転がり軸受に関し、特に食品機械等に用いるのに適した転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
転がり軸受においては、一般に、内輪と外輪の間に、これら双方に転動自在に複数の転動体を保持器により保持した状態で配置される。このような転がり軸受のうち、密封タイプないしはシールタイプと称されるものにおいては、図３に玉軸受を例にとって軸平行断面図で示すように、内輪１と外輪２との間に、複数の転動体（ボール）３を保持器４で保持した状態で配置するとともに、軸受の軸方向両端に密封シール５を装着している。このような密封タイプの転がり軸受は、軸受内部、つまり内輪１と外輪２の間の環状空間内にグリースが密封された状態で用いられる。
【０００３】
密封シール５は、芯金５１にゴムなどの弾性材料５２を一体に形成したものであって、図３に示す例は内輪回転で用いられる玉軸受を示しており、密封シール５は固定輪である外輪２の内周に形成されたシール溝２１に外周部が装着固定され、内周部に形成されているリップ５２ａが内輪１の肩部１１に摺動接触するように構成されている。
【０００４】
また、以上のような密封タイプの転がり軸受において、密封性をより高めた転がり軸受として、ダブルシールタイプと称される転がり軸受が知られている。このダブルシールタイプの転がり軸受は、内輪もしくは外輪の軸方向両側にシール固定用のシール溝を二重に形成するか、あるいは内輪と外輪の両端にそれぞれに一本ずつシール溝を形成して、図３に例示したような密封シール５を軸受の両側にそれぞれ二重に装着したものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば食品機械等に用いられる転がり軸受においては、水や湯、あるいは洗浄液等の液体に曝されることが多く、特に耐食性が要求される。図３に示した通常の密封タイプの転がり軸受では、このような環境下ではシールの耐久性に問題があり、密封されているグリースが漏出する可能性があった。グリースとして食品グリースを充填する場合もあるが、グリースの人に対する安全性を確保しても、グリース漏れは商品価値を損ねるために許されるものではない。
【０００６】
そこで、従来、このような環境下においては、セラミック製の転がり軸受を無潤滑で用いたり、あるいは前記したダブルシールタイプの転がり軸受を用いるなどの対策が採られている。
【０００７】
しかしながら、セラミック製の転がり軸受を無潤滑で用いる場合、高価であるばかりでなく、セラミック製の軸受にはそれ自体に潤滑機能を有していないため、比較的早期に摩耗寿命に至る場合があるという問題があった。
【０００８】
また、ダブルシールタイプの転がり軸受は、内輪および外輪の幅寸法を大きくしたり、更にはそれぞれ専用の形状・構造とする必要があり、いわゆる特殊軸受となってしまい、高価となるという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、簡単な構造のもとに、水や湯、あるいは洗浄液等の液体に曝される環境下で用いてもグリースの漏出を防止することができ、もって安価でありながらも、液体に曝され、かつ、グリース漏れの許されない機械等に用いることのできる転がり軸受の提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の転がり軸受は、内輪と外輪の間に、これら双方に対して転動自在の複数の転動体が保持器に保持された状態で配置されているとともに、上記内輪と外輪のうちのいずれか一方の軌道輪の軸方向両側に設けたシール溝に、リップが相手側の軌道輪に摺動接触する密封シールが装着固定されてなる転がり軸受において、上記各密封シールは、芯金に弾性材料を一体に形成したものであり、これらの各密封シールの芯金を備えた平坦部分の外側面全面にわたって、それぞれ第２のシールが貼着固定され、その各第２のシールは、そのリップが上記相手側の軌道輪の端面に摺動接触するように構成されており、さらに、上記第２のシールのリップと反対側の周部が、上記シール溝内で、かつ、当該シール溝の外側の突部と上記密封シールとの間に圧入されていることによで特徴づけられる（請求項１）。
【００１１】
ここで、本発明においては、上記第２のシールの材質をシリコンラバーとすること（請求項２）が耐食性の点において好ましい。
【００１２】
また、本発明においては、上記相手側の軌道輪の端面に、第２のシールのリップが嵌まり込む周溝を形成した構成（請求項３）を採用することもできる。
【００１３】
本発明は、標準の密封タイプの転がり軸受を用い（請求項１〜２）、あるいは標準の密封タイプの転がり軸受の一方の軌道輪に若干の簡単な加工を追加した転がり軸受を用いて（請求項３）、その密封シールに第２のシールを貼着固定することによって密封性を大幅に向上させ、所期の目的を達成しようとするものである。
【００１４】
すなわち、図３に例示した従来の一般的な密封タイプの転がり軸受を用い、その両側の密封シールの外側面に第２のシールを貼着してそのリップを内輪もしくは外輪（通常は回転輪）の端面に摺動接触させるように構成すると、密封シール（オリジナルシール）がこの第２のシールにより保護されて外部からの液体に殆ど曝されることがなくなり、従って軸受内部のグリースが漏出することがなくなる。また、例え密封シール（オリジナルシール）からグリースが多少漏れても、そのグリースは第２のシールにより外部への漏出が抑制される。
【００１５】
以上の請求項１に係る発明の構成は、密封シールを備えた標準の密封タイプの転がり軸受に対して、第２のシールを後付けで貼着するが故に、ダブルシールタイプと同等の機能を持ちながら、このダブルシールタイプの転がり軸受のように内・外輪を専用の特殊な形状とする場合に比して安価とすることができる。
【００１６】
また、第２のシールリップのリップと反対側の周部を、外輪もしくは内輪（通常は固定輪）に設けたシール溝内で、当該シール溝の外側の突部と密封シール（オリジナルシール）との間に圧入した構成を採用しているため、密封シール（オリジナルシール）の外輪もしくは内輪への装着部位からの液体の浸入をも有効に阻止することができ、上記した効果を一層確実なものとすることができる。
【００１７】
更に、請求項２に係る発明のように、第２のシールの材質をシリコンラバーとすると、殆どの溶剤に対して耐食性を発揮することが可能となる。
【００１８】
そして、請求項３に係る発明のように、第２のシールのリップが摺動接触する軌道輪の端面に、当該リップが嵌まり込む周溝を形成するという簡単な加工の追加により、第２のシールのリップ部分における耐液浸入性を向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態の軸平行断面図である。この例は、図３に示した従来の標準的な密封タイプの玉軸受を基本構成とし、その両側の密封シール５に第２のシール６を接着剤により貼着したものである。
【００２０】
すなわち、内輪１と外輪２の間に、複数のボール３が保持器４に保持された状態で、内輪１の外周に形成された軌道面１ａおよび外輪２の内周に形成された軌道面２ａの双方に対して転動自在に配置されているとともに、外輪２の両端部の内周に形成されたシール溝２１に、環状の密封シール５がその外周において装着・固定され、内輪１と外輪２、および両側の密封シール５で囲まれた環状空間内にグリースが充填される。密封シール５は、芯金５１にＮＢＲやシリコンラバーなどの弾性材料５２を一体に形成したものであって、その内周に形成されたリップ５２ａが内輪１の外周の肩部１１に摺動接触するように構成されている。
【００２１】
内輪１，外輪２およびボール３は、軸受鋼やステンレス鋼、セラミックなどの使用が可能であるが、水などの液体に曝される環境下で用いる場合には、この種の転がり軸受において多用されている例えばＳＵＳ６３０、ＳＵＳ３０４等を用いることが好ましい。保持器４は、炭素鋼のプレス品のほか、ＳＵＳ３０４あるいはポリアミド（ＰＡ６６）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などのプラスチック材が使用可能である。
【００２２】
さて、このような標準的な密封タイプの玉軸受の各密封シール５の外側面に、それぞれ第２のシール６が適当な接着剤によって貼着されている。この第２のシール６は、その全体がＮＢＲやシリコンラバーなどの弾性材料からなる環状の成形体であって、その側面が密封シール５の外側面の平坦部分の全面にわたって密に貼着されているとともに、その外周部は軸受側に屈曲して、外輪２の内周のシール溝２１の外側の突部２２に対して所定の締め代をもって嵌合して圧接される嵌合部６１を構成している。そして、この第２のシール６の内周部はリップ６２を構成しており、このリップ６２は内輪１の端面１ｂに対して摺動接触するように構成されている。このリップ６２は、第２のシール６の側面が密封シール５の外側面の平坦部分全面にわたって貼着されているが故に、内輪１の端面１ｂに対して強く接触させることができる。
【００２３】
第２のシール６の内径寸法、つまりリップ６２の先端部における内径寸法は、内輪１の端面１ｂの径方向寸法Ｗの中心を通る径Ｄよりも大きく、これにより、内輪１の端面１ｂに対して例えばスリーブやカラー等の他の部品を接触させて軸受を固定することができる。
【００２４】
以上の本発明の実施の形態によると、転がり軸受に元来的に装着されている密封シール５が、第２のシール６によって保護された状態となり、水などの液体に曝される環境下で用いても、密封シール５には外部からの液体が作用せず、従って密封シール５のリップ５２と内輪１の間を通って軸受内部に液体が浸入することがない。その結果、軸受内部に充填されているグリースが密封シール５を越えて漏出することがない。また、例え若干のグリースが密封シール５を越えて漏れても、第２のシール６の存在によりそのグリースが軸受外部にまで至ることを防止することができる。
【００２５】
また、第２のシール６の外周に形成されている嵌合部６１が、外輪２の内周に対して嵌合されて圧接されているため、この部分からも液体が浸入することがなくなり、密封シール５と外輪２のシール溝２１との間からの液体の浸入も有効に阻止することができる。
【００２６】
ここで、内輪１および外輪２を前記したようにＳＵＳ６３０などのステンレス製とし、第２のシール６をシリコンラバー製とすると、外部の液体に曝される部分が全て耐食性を持ち、殆どの溶剤に対して耐食性を発揮することのできる転がり軸受となり得る。
【００２７】
次に、本発明の他の実施の形態について述べる。図２はその軸平行断面図である。この例における特徴は、内輪１の端面１ｂに第２のシール６のリップ６２が嵌まり込む周溝１２が形成されている点に特徴がある。すなわち、この例においては、第２のシール６のリップ６２の先端の内輪１の端面１ｂ側を向く部位をＲ形状に成形する一方、内輪１の端面１ｂにはそのそのＲ形状部６２ａが嵌まり込む周溝１２を形成している。
【００２８】
このような構成の採用により、第２のシール６のリップ６２と内輪１の端面１ｂとの間から外部の液が浸入することをより確実に防止することができる。
【００２９】
なお、以上の実施の形態においては、密封シール５のリップ５２ａおよびおよび第２のシール６のリップ６２をそれぞれ内輪１に対して摺動接触させるように構成したが、この構成は特に内輪回転で使用する場合に適しており、外輪回転で用いる場合には、密封シール５および第２のシール６の各リップ５２ａ，６２をそれぞれ外輪２に対して摺動接触させるように構成することが好ましい。
【００３０】
また、以上の各実施の形態においては、玉軸受に本発明を適用した例を示したが、密封シールを装着することのできる軸受であれば玉軸受以外の軸受にも本発明を適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、両端部に密封シールが装着された密封タイプの転がり軸受の各密封シールの外側面に、第２のシールを貼着し、その第２のシールのリップを密封シールのリップが摺動接触する軌道輪の端面に摺動接触させるように構成しているので、水などの液体に曝される環境下で使用しても、密封シールは第２のシールにより保護された状態となり、密封シールは外部からの液体に殆ど曝されることがなくなり、従ってその密封シールを越えて軸受内部に浸入することを防止することができ、ひいては軸受内部のグリースが外部に漏れることを防止することができる。従って、本発明の転がり軸受は、水などの液体に曝された状態で使用されることの多い食品機械などに使用することができ、しかも、本発明の転がり軸受は、実質的に標準的な密封タイプの転がり軸受に対して第２のシールを後付けで貼着することによって製造することができるため、従来のダブルシールタイプのように特殊な形状・構造をした軌道輪を用いる場合に比して、そのコストを大幅に低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の軸平行断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態の軸平行断面図である。
【図３】従来の密封タイプの玉軸受の構成例を示す軸平行断面図である。
【符号の説明】
１内輪
２外輪
２１シール溝
３ボール
４保持器
５密封シール
５２ａリップ
６第２のシール
６２リップ

Claims

内輪と外輪の間に、これら双方に対して転動自在の複数の転動体が保持器に保持された状態で配置されているとともに、上記内輪と外輪のうちのいずれか一方の軌道輪の軸方向両側に設けたシール溝に、リップが相手側の軌道輪に摺動接触する密封シールが装着固定されてなる転がり軸受において、
上記各密封シールは、芯金に弾性材料を一体に形成したものであり、これらの各密封シールの芯金を備えた平坦部分の外側面全面にわたって、それぞれ第２のシールが貼着固定され、その各第２のシールは、そのリップが上記相手側の軌道輪の端面に摺動接触するように構成されており、さらに、上記第２のシールのリップと反対側の周部が、上記シール溝内で、かつ、当該シール溝の外側の突部と上記密封シールとの間に圧入されていることを特徴とする転がり軸受。
上記第２のシールの材質がシリコンラバーであることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
上記相手側の軌道輪の端面に、上記第２のシールのリップが嵌まり込む周溝が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の転がり軸受。