KR20160097280A - Ball bearing with seal - Google Patents

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KR20160097280A
KR20160097280A KR1020167018225A KR20167018225A KR20160097280A KR 20160097280 A KR20160097280 A KR 20160097280A KR 1020167018225 A KR1020167018225 A KR 1020167018225A KR 20167018225 A KR20167018225 A KR 20167018225A KR 20160097280 A KR20160097280 A KR 20160097280A
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inner ring
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KR1020167018225A
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사토루 와타나베
신이치 히라가
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닛본 세이고 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명에 관련된 시일이 형성된 볼 베어링은, 내주면에 외륜 궤도면이 형성된 외륜과, 내륜 외주면에 내륜 궤도면이 형성된 내륜과, 외륜 궤도면과 내륜 궤도면 사이에 배치된 볼과, 외륜의 내주면에 고정된 시일 부재를 구비한다. 시일 부재는, 원환 형상의 심금과, 심금을 피복하는 원환 형상의 탄성부를 구비하고, 심금의 내경 φDc 및 탄성부의 내경 φDr 이 1.0 ≤ φDc/φDr ≤ 1.1 을 만족하고, 심금의 내경 φDc 및 내륜 (30) 의 외경 φDB 가 φDc/φDB ＜ 1.0 을 만족한다.A ball bearing having a seal formed thereon according to the present invention comprises an outer ring having an outer ring raceway surface formed on an inner peripheral surface thereof, an inner ring having an inner ring raceway surface formed on an outer peripheral surface of the inner ring, a ball disposed between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface, And a fixed seal member. Wherein the seal member has an annular core and an annular elastic portion covering the core, wherein the inner diameter? Dc of the core and the inner diameter? Dr of the elastic portion satisfy 1.0?? Dc /? Dr? 1.1, 30 satisfies? Dc /? DB < 1.0.

Description

시일이 형성된 볼 베어링{BALL BEARING WITH SEAL}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a ball bearing,

본 발명은 시일이 형성된 볼 베어링에 관한 것이다.The present invention relates to a ball bearing in which a seal is formed.

전기 청소기 (이하, 클리너라고도 부른다) 의 모터에 있어서는, 최근 에너지 절약성이 강하게 요구되고 있으며, 흡입 성능을 향상시켜 소비 전력을 감소시키기 위해 여러 가지 기술이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조).2. Description of the Related Art [0002] In an electric cleaner (hereinafter also referred to as a cleaner) motor, energy saving has been strongly required recently, and various technologies have been proposed to improve suction performance and reduce power consumption , 2).

특허문헌 1 에는, 클리너의 모터에 사용되는 베어링에 외륜과 내륜의 상하를 덮는 2 개의 시일판을 형성함으로써, 베어링의 내부를 통과하는 공기를 차단하여 흡입 성능을 향상시키는 것이 기재되어 있다. 이 2 개의 시일판의 일방은 내륜과 접촉시키는 접촉식의 시일판, 타방은 비접촉식의 시일판으로 되어 있다.Patent Document 1 discloses that a bearing used for a cleaner motor is provided with two seal plates which cover the upper and lower portions of the outer ring and the inner ring to block the air passing through the inside of the bearing to improve the suction performance. One of the two seal plates is a contact-type seal plate for making contact with the inner ring, and the other is a non-contact-type seal plate.

또, 특허문헌 2 에서는, 베어링의 축 방향 양단측의 내륜과 외륜의 궤도륜 사이에 밀봉판을 개재시킴으로써, 클리너의 효율을 향상시키는 것이 기재되어 있다. 이 밀봉판은, 궤도륜에 접촉하는 방향이 베어링의 양단측에서 동일한 방향으로 되어 있다. 이들 특허문헌 1, 2 에서는, 시일판이나 밀봉판에 의해 베어링의 기계적 마찰 손실을 작게 함으로써, 클리너의 흡입 효율이 향상되고, 이로써 소비 전류를 감소시킬 수 있다고 하고 있다.Patent Document 2 describes that the efficiency of the cleaner is improved by interposing a sealing plate between the inner ring on both axial ends of the bearing and the raceway wheel of the outer ring. In this sealing plate, the direction of contact with the raceway wheels is the same in both ends of the bearing. In these Patent Documents 1 and 2, the suction efficiency of the cleaner is improved by reducing the mechanical friction loss of the bearing by the seal plate or the sealing plate, thereby reducing the consumption current.

이와 같이, 종래 클리너의 모터에는, 시일판이나 밀봉판을 구비한 시일이 형성된 볼 베어링이 이용되고 있다. 종래의 시일이 형성된 볼 베어링의 구성 (종래예 1 ∼ 4) 에 대해 도 16 ∼ 도 19 를 참조하여 추가로 설명한다.As described above, in the motor of the conventional cleaner, a ball bearing with a seal provided with a seal plate or a seal plate is used. The structure of the conventional ball bearing (conventional examples 1 to 4) will be further described with reference to Figs. 16 to 19. Fig.

도 16 에 나타내는 종래예 1 의 시일이 형성된 볼 베어링 (100) 은, 축 방향의 일단측에 있어서 외륜 (120) 에 고정된 실드판 (140) 을 구비하고, 축 방향의 타단측에 있어서 외륜 (120) 에 고정된 시일 부재 (150) 를 구비한다. 시일 부재 (150) 는, 심금 (芯金) (151) 과, 심금 (151) 을 덮는 탄성 부재 (153) 를 갖고, 탄성 부재 (153) 에 의해 시일 립 (156) 이 형성되어 있다. 이 시일 립 (156) 은, 내륜 (130) 의 시일 홈 (136) 내에 있어서, 주로 베어링 바깥쪽에 슬라이딩 접촉함으로써, 베어링 내의 공기의 흐름을 차단하여 밀봉성을 확보하고 있다. 그러나, 시일 립 (156) 이 내륜 (130) 에 접촉함으로써, 시일 립 (156) 과 시일 홈 (136) 사이에 마찰력이 발생하여, 베어링의 회전 토크를 상승시키는 요인이 되고 있다.The ball bearing 100 having the seal of Conventional Example 1 shown in Fig. 16 is provided with a shield plate 140 fixed to the outer ring 120 at one end in the axial direction, and the other end of the outer ring 120 And a seal member (150) fixed to the support member (120). The seal member 150 has a core 151 and an elastic member 153 covering the core 151. A seal lip 156 is formed by the elastic member 153. [ The seal lip 156 is brought into sliding contact with the outer side of the bearing mainly in the seal groove 136 of the inner ring 130 to block the flow of air in the bearing to secure the sealability. However, when the seal lip 156 comes into contact with the inner ring 130, frictional force is generated between the seal lip 156 and the seal groove 136, which causes a rise in the rotational torque of the bearing.

도 17 에 나타내는 종래예 2 의 시일이 형성된 볼 베어링 (100A) 은, 축 방향의 편측에 있어서 외륜 (120) 에 고정된 시일 부재 (150A) 를 구비한다. 시일 부재 (150A) 는, 심금 (151A) 과, 시일 립 (156A) 을 형성하는 탄성 부재 (153A) 를 갖고 있다. 이 시일 립 (156A) 은, 내륜 (130) 의 시일 홈 (136) 내에 있어서, 주로 베어링 안쪽으로 슬라이딩 접촉함으로써, 베어링 내의 공기의 흐름을 차단하여 밀봉성을 확보하고 있다.The ball bearing 100A having the seal of Conventional Example 2 shown in Fig. 17 has a seal member 150A fixed to the outer ring 120 on one side in the axial direction. The seal member 150A has a core 151A and an elastic member 153A that forms a seal lip 156A. The seal lip 156A is slidably in contact with the inside of the bearing mainly in the seal groove 136 of the inner ring 130 to block the flow of air in the bearing to secure the sealability.

도 18 에 나타내는 종래예 3 의 시일이 형성된 볼 베어링 (100B) 은, 축 방향의 일단측에 있어서 외륜 (120) 에 고정된 실드판 (140) 을 구비하고, 축 방향의 타단측에 있어서 외륜 (120) 에 고정된 시일 부재 (150B) 를 구비한다. 종래예 3 의 시일 부재 (150B) 는, 심금 (151B) 과, 시일 립 (156B) 을 형성하는 탄성 부재 (153B) 를 갖는다. 그러나, 종래예 1, 2 와는 달리, 시일 립 (156B) 이 내륜 (130) 에 접촉하지 않는 비접촉식의 시일 부재로 되어 있다.The ball bearing 100B having the seal of the prior art example 3 shown in Fig. 18 has a shield plate 140 fixed to the outer ring 120 at one end in the axial direction, and the outer ring 120 120). The seal member 150B of Conventional Example 3 has a core 151B and an elastic member 153B that forms a seal lip 156B. However, unlike the conventional examples 1 and 2, the seal lip 156B is a non-contact type seal member which does not contact the inner ring 130. [

도 19 에 나타내는 종래예 4 의 시일이 형성된 볼 베어링 (100C) 은, 축 방향의 편측에 있어서 외륜 (120) 에 고정된 시일 부재 (150C) 를 구비하고 있다. 시일 부재 (150C) 는, 심금 (151C) 과, 시일 립 (156C) 을 형성하는 탄성 부재 (153C) 를 갖고, 시일 립 (156C) 이 내륜 (130) 에 접촉하지 않는 비접촉식의 시일 부재로 되어 있다. 또, 이 시일 부재 (150C) 의 시일 립 (156C) 은, 내륜 (130) 의 시일 홈 (136) 내에 비접촉 상태에서 배치되어 있으므로, 래버린스 구조에 의해 밀봉성을 향상시킬 수 있다.The ball bearing 100C having the seal of Conventional Example 4 shown in Fig. 19 has a seal member 150C fixed to the outer ring 120 on one side in the axial direction. The seal member 150C has a core 151C and an elastic member 153C that forms a seal lip 156C and is a non-contact type seal member in which the seal lip 156C does not contact the inner ring 130 . Since the seal lip 156C of the seal member 150C is disposed in the seal groove 136 of the inner ring 130 in a non-contact state, the sealability can be improved by the labyrinth structure.

일본 특허 제3538006호Japanese Patent No. 3538006 일본 공개특허공보 2007-46767호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-46767

종래예 1, 2 에서 나타낸 시일 부재는, 내륜과 접촉하고 있기 때문에 밀봉성을 확보하는 것이 가능하다. 그러나, 시일 립이 내륜의 시일 홈과 접촉함으로써, 시일 홈과 시일 립 사이에 마찰 저항이 발생하고, 베어링의 회전 토크를 상승시키는 기계적 손실이 발생한다. 이로써, 클리너의 흡입 효율이 저하되어, 소비 전력이 증가될 우려가 있다.Since the seal members shown in Conventional Examples 1 and 2 are in contact with the inner ring, the sealability can be ensured. However, when the seal lip comes into contact with the seal groove of the inner ring, frictional resistance occurs between the seal groove and the seal lip, and a mechanical loss that raises the rotational torque of the bearing occurs. Thereby, there is a fear that the suction efficiency of the cleaner is lowered and the power consumption is increased.

한편, 종래예 3 에서 나타낸 비접촉식의 시일 부재에서는, 기계적 손실을 저감시키는 것이 가능하다. 그러나, 베어링 내부를 통과하는 공기압에 의해 시일 립이 변형되기 때문에, 베어링의 밀봉성이 안정되지 않아 클리너의 흡입 효율의 편차가 커질 우려가 있다. 또, 종래예 4 에서 나타낸 비접촉식의 시일 부재에서는, 베어링 내부를 통과하는 공기압을 받음으로써 변형된 시일 립이, 시일 홈에 접촉함으로써 마찰 저항이 발생하고, 베어링의 기계적 손실이 발생하여 클리너의 흡입 효율의 저하를 초래할 우려가 있다.On the other hand, in the non-contact type seal member shown in the conventional example 3, mechanical loss can be reduced. However, since the seal lip is deformed by the air pressure passing through the inside of the bearing, the sealability of the bearing is not stable, and there is a possibility that the deviation of the suction efficiency of the cleaner becomes large. In the non-contact type seal member shown in Conventional Example 4, frictional resistance occurs due to the contact of the deformed seal lip with the seal groove due to the air pressure passing through the inside of the bearing, mechanical loss of the bearing occurs, There is a possibility of deterioration of the apparatus.

또, 시일이 형성된 볼 베어링에는, 베어링이 받는 공기압의 압력 부하 방향에 따라, 시일 립과 내륜의 접촉압이 최적이 되는 시일 부재를 장착하는 타입도 있다. 그 경우, 시일 립과 내륜의 접촉 방향이 상이한 2 종류의 시일 부재로부터 어느 것을 선택하고, 이 선택한 시일 부재를 베어링에 장착하게 된다. 따라서, 시일 부재를 선택적으로 베어링에 장착하는 공정이 필요할 뿐만 아니라, 복수종의 시일 부재를 미리 준비해야 하여 베어링의 제조 공정이 번잡해진다.A ball bearing having a seal formed thereon may be provided with a seal member which optimizes the contact pressure between the seal lip and the inner ring in accordance with the pressure load direction of the air pressure received by the bearing. In this case, any one of two kinds of seal members having different contact directions of the seal lip and the inner ring is selected, and the selected seal member is mounted on the bearing. Therefore, not only a step of selectively mounting the seal member to the bearing is required, but also a plurality of kinds of seal members must be prepared in advance, thereby complicating the manufacturing process of the bearing.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 베어링의 밀봉성의 확보와, 시일 부재와 내륜 사이에 있어서의 기계적 손실의 저감을 양립하는 것이 가능한 시일이 형성된 볼 베어링을 제공하는 것을 제 1 목적으로 하고, 또한 베어링의 제조 공정을 번잡하게 하지 않는 시일이 형성된 볼 베어링을 제공하는 것을 제 2 목적으로 하고 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is a first object of the present invention to provide a ball bearing in which a seal capable of securing the sealing property of the bearing and reducing the mechanical loss between the sealing member and the inner ring is provided. Another object of the present invention is to provide a ball bearing with a seal that does not complicate the manufacturing process of the bearing.

본 발명은, 하기의 구성으로 이루어진다.The present invention is configured as follows.

(1) 내주면에 외륜 궤도면이 형성된 외륜과, 외주면에 내륜 궤도면이 형성된 내륜과, 상기 외륜 궤도면과 상기 내륜 궤도면 사이에 자유롭게 전동할 수 있도록 둘레 방향으로 복수 배치된 볼과, 상기 외륜의 내주면에 고정된 시일 부재를 구비하는 시일이 형성된 볼 베어링으로서,(1) an outer ring having an outer ring raceway surface formed on an inner circumferential surface thereof, an inner ring having an inner ring raceway surface formed on an outer circumferential surface thereof, balls arranged in a circumferential direction so as to freely roll between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface, And a seal member fixed to an inner circumferential surface of the ball bearing,

상기 시일 부재가, 원환 형상의 심금과, 상기 심금을 피복하는 원환 형상의 탄성부를 구비하고,Wherein the seal member comprises an annular core and an annular elastic portion covering the core,

상기 시일 부재의 상기 심금의 내경 φDc 및 상기 탄성부의 내경 φDr 이 1.0 ≤ φDc/φDr ≤ 1.1 을 만족하고,The inner diameter? Dc of the core of the seal member and the inner diameter? Dr of the elastic portion satisfy 1.0?? Dc /? Dr? 1.1,

상기 시일 부재의 상기 심금의 내경 φDc 및 상기 내륜의 외경 φDB 가 φDc/φDB ＜ 1.0 을 만족하는 것을 특징으로 하는 시일이 형성된 볼 베어링.The inner diameter? Dc of the core of the seal member and the outer diameter? DB of the inner ring satisfy? Dc /? DB <1.0.

(2) 상기 탄성부의 내주측 가장자리부가, 상기 내륜의 상기 외주면에 형성된 시일 홈 내에 위치하고 있고,(2) The inner peripheral edge portion of the elastic portion is located in the seal groove formed on the outer peripheral surface of the inner ring,

상기 탄성부의 상기 내주측 가장자리부와 상기 시일 홈 사이의 축 방향의 거리 Δd 가, 엑시얼 내부 틈의 절반의 치수인 것을 특징으로 하는 (1) 에 기재된 시일이 형성된 볼 베어링.And the distance? D in the axial direction between the inner circumferential edge portion of the elastic portion and the seal groove is a dimension of one half of the axial internal clearance.

(3) 상기 탄성부가 상기 내륜의 상기 외주면에 형성된 시일 홈 내에 위치하고 있고,(3) The elastic part is located in the seal groove formed on the outer circumferential surface of the inner ring,

상기 시일 부재가, 상기 시일 홈과는 항상 비접촉 상태에서 상기 외륜에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 (1) 에 기재된 시일이 형성된 볼 베어링.The ball bearing according to (1), wherein the seal member is fixed to the outer ring in a non-contact state with the seal groove at all times.

(4) 상기 시일 부재가, 상기 시일 홈과 접촉 가능하게 상기 외륜에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 (2) 에 기재된 시일이 형성된 볼 베어링.(4) The ball bearing according to (2), wherein the seal member is fixed to the outer ring so as to be in contact with the seal groove.

(5) 상기 시일 홈에 접촉하는 상기 탄성부의 상기 내주측 가장자리부가, 축 방향 단면에 있어서 원호형 단면을 가지고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 (4) 에 기재된 시일이 형성된 볼 베어링.(5) The ball bearing according to (4), wherein the inner circumferential edge portion of the elastic portion contacting the seal groove has an arcuate cross section in the axial direction.

(6) 상기 탄성부는, 상기 내륜의 상기 외주면에 형성된 시일 홈 내에 배치되는, 베어링 안쪽의 내측 립과 베어링 바깥쪽의 외측 립을 갖고, 상기 내측 립과 상기 외측 립이 각각 축 방향 단면에 있어서 원호형 단면을 가지고 형성된 것을 특징으로 하는 (1) 에 기재된 시일이 형성된 볼 베어링.(6) The elastic portion has an inner lip on the inner side of the bearing and an outer lip on the outer side of the bearing, which are disposed in the seal groove formed on the outer peripheral surface of the inner ring, and the inner lip and the outer lip, The ball bearing according to (1), wherein the seal is formed to have an arc-shaped cross section.

(7) 상기 내측 립과 상기 시일 홈의 베어링 안쪽의 내측 벽부 사이의 축 방향 거리, 상기 외측 립과 상기 시일 홈의 베어링 바깥쪽의 외측 벽부 사이의 축 방향 거리 중 적어도 어느 일방이, 예압 부여 전의 상태에서 엑시얼 내부 틈의 절반의 길이인 것을 특징으로 하는 (6) 에 기재된 시일이 형성된 볼 베어링.(7) at least one of an axial distance between the inner lip and an inner wall portion of a bearing inner side of the seal groove, and an axial distance between the outer lip and an outer wall portion of the seal groove outside a bearing of the seal groove, (6) is a half length of the axial internal clearance.

(8) 상기 시일 홈에 있어서의 베어링 안쪽의 내측 벽부와 베어링 바깥쪽의 외측 벽부는, 상기 내륜의 직경 방향에 대한 경사각이 각각 동등한 것을 특징으로 하는 (6) 또는 (7) 에 기재된 시일이 형성된 볼 베어링.(8) The seal according to (6) or (7), wherein the inner wall portion on the inside of the bearing and the outer wall portion on the outer side of the bearing in the seal groove have the same inclination angle with respect to the radial direction of the inner ring Ball bearing.

본 발명에 의하면, 베어링의 밀봉성의 확보와, 시일 부재와 내륜 사이에 있어서의 기계적 손실의 저감을 양립할 수 있다. 또, 베어링의 제조 공정을 번잡하게 하지 않는 구성으로 할 수 있다.According to the present invention, it is possible to secure the sealability of the bearing and to reduce the mechanical loss between the seal member and the inner ring. In addition, the manufacturing process of the bearing is not complicated.

도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 시일이 형성된 볼 베어링을 나타내는 단면도이다.
도 2 는, 심금 내경과 시일 립 내경의 비와 누설 압력의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3 은, 제 2 실시형태에 관련된 시일이 형성된 볼 베어링을 나타내는 단면도이다.
도 4 는, 제 2 실시형태의 변형예에 관련된 시일이 형성된 볼 베어링을 나타내는 단면도이다.
도 5 는, 제 3 실시형태에 관련된 시일이 형성된 볼 베어링을 나타내는 단면도이다.
도 6 은, 시일 립의 일부 확대 단면도이다.
도 7a 는, 예압 부여 전의 상태의 도 5 의 주요부 확대 단면도이다.
도 7b 는, 예압 부여 후의 상태의 도 5 의 주요부 확대 단면도이다.
도 7c 는, 예압 부여 후에 공기압을 부하한 상태의 도 5 의 주요부 확대 단면도이다.
도 8 은, 제 4 실시형태에 관련된 시일이 형성된 볼 베어링을 나타내는 단면도이다.
도 9 는, 제 5 실시형태에 관련된 시일이 형성된 볼 베어링을 나타내는 단면도이다.
도 10 은, 도 9 의 주요부 확대도이다.
도 11 은, 시일 립의 일부 확대 단면도이다.
도 12a 는, 도 10 에 나타내는 시일이 형성된 볼 베어링에 예압과 공기압을 부하한 경우의 시일 부재의 상태를 나타내는 주요부 확대 단면도이다.
도 12b 는, 도 12a 에 나타내는 시일이 형성된 볼 베어링의 시일 부재를 반대측의 베어링 단부에 형성하고, 예압과 공기압을 부하한 경우의 시일 부재의 상태를 나타내는 주요부 확대 단면도이다.
도 13 은, 다른 시일 홈 형상을 나타내는 도면 9 의 주요부 확대도이다.
도 14 는, 실시예 1 ∼ 4 와 종래예 1 ∼ 4 에 대해, 부하 압력과 모터 소비 전류의 관계, 및 부하 압력과 누설 공기 압력의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 15 는, 실시예 5 와 종래예 1 ∼ 3 에 대해, 부하 압력과 모터 소비 전류의 관계, 및 부하 압력과 누설 공기 압력의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 16 은, 종래예 1 의 시일이 형성된 볼 베어링의 단면도이다.
도 17 은, 종래예 2 의 시일이 형성된 볼 베어링의 단면도이다.
도 18 은, 종래예 3 의 시일이 형성된 볼 베어링의 단면도이다.
도 19 는, 종래예 4 의 시일이 형성된 볼 베어링의 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a ball bearing in which a seal according to the first embodiment is formed.
2 is a graph showing the relationship between the ratio of the inner diameter of the core and the inner diameter of the seal lip to the leakage pressure.
3 is a cross-sectional view showing a ball bearing in which a seal according to the second embodiment is formed.
4 is a cross-sectional view showing a ball bearing in which a seal according to a modification of the second embodiment is formed.
5 is a cross-sectional view showing a ball bearing in which a seal according to the third embodiment is formed.
6 is a partially enlarged cross-sectional view of the seal lip.
FIG. 7A is an enlarged cross-sectional view of a main portion of FIG. 5 in a state before preloading.
Fig. 7B is an enlarged cross-sectional view of a main portion of Fig. 5 in a state after preload application.
Fig. 7C is an enlarged cross-sectional view of the main part of Fig. 5 in a state in which the air pressure is applied after the application of the preliminary pressure.
8 is a cross-sectional view showing a ball bearing in which a seal according to a fourth embodiment is formed.
9 is a sectional view showing a ball bearing in which a seal according to a fifth embodiment is formed.
10 is an enlarged view of the main part of Fig.
11 is a partially enlarged sectional view of the seal lip.
12A is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a state of a seal member when a preload and an air pressure are applied to a ball bearing having a seal shown in Fig.
Fig. 12B is an enlarged cross-sectional view of a main portion showing a state of the seal member when a seal member of a ball bearing with a seal shown in Fig. 12A is formed on the opposite bearing end and a preload and an air pressure are applied.
Fig. 13 is an enlarged view of a main portion of Fig. 9 showing another seal groove shape.
14 is a graph showing the relationship between the load pressure and the motor current consumption and the relationship between the load pressure and the leakage air pressure for Examples 1 to 4 and Conventional Examples 1 to 4.
15 is a graph showing the relationship between the load pressure and the motor consumption current and the relationship between the load pressure and the leakage air pressure for the fifth embodiment and the first to third conventional examples.
16 is a sectional view of a ball bearing in which a seal of the conventional example 1 is formed.
17 is a cross-sectional view of a ball bearing in which a seal of Conventional Example 2 is formed.
18 is a cross-sectional view of a ball bearing in which a seal of a conventional example 3 is formed.
19 is a cross-sectional view of a ball bearing in which a seal of the conventional example 4 is formed.

이하, 본 발명의 시일이 형성된 볼 베어링에 대해, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a ball bearing with a seal according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(제 1 실시형태)(First Embodiment)

도 1 에 제 1 실시형태에 관련된 시일이 형성된 볼 베어링 (10) 의 단면도를 나타낸다.1 is a sectional view of a ball bearing 10 having a seal according to the first embodiment.

본 실시형태의 시일이 형성된 볼 베어링 (10) 은, 내주면에 외륜 궤도면 (22) 을 갖는 외륜 (20) 과, 내륜 외주면 (31) 에 내륜 궤도면 (32) 을 갖는 내륜 (30) 과, 외륜 궤도면 (22) 과 내륜 궤도면 (32) 사이에서 자유롭게 전동할 수 있도록 둘레 방향으로 복수 형성된 볼 (15) 과, 외륜 (20) 과 내륜 (30) 사이를 막도록 축 방향 일단측에 배치된 실드판 (40) 과, 축 방향의 타단측에 동일하게 배치된 시일 부재 (50) 를 구비한다.The ball bearing 10 with the seal of the present embodiment is provided with an outer ring 20 having an outer ring raceway surface 22 on its inner peripheral surface and an inner ring 30 having an inner ring raceway surface 32 on the inner ring outer peripheral surface 31, A plurality of balls 15 formed in the circumferential direction so as to freely roll between the outer ring raceway surface 22 and the inner ring raceway surface 32 and a plurality of balls 15 arranged on one axial end side to close the gap between the outer ring 20 and the inner ring 30 And a seal member 50 disposed at the other end side in the axial direction.

실드판 (40) 은, 예를 들어, 금속 박판을 원환상으로 형성한 것으로, 그 외주부 (42) 는, 외륜 (20) 의 내주면의 축 방향 일단측에 형성된 홈 (24) 에 압입되어, 홈 (24) 에 고정되어 있다. 실드판 (40) 의 내주부 (44) 는, 축 방향을 따라 베어링 안쪽으로 절곡되고, 내륜 (30) 의 외주면에 있어서의 축 방향의 일단부에 형성된 홈 (34) 과 래버린스 틈을 가질 정도로 근접하여 배치되어 있다.The outer peripheral portion 42 of the shield plate 40 is press-fitted into the groove 24 formed on one axial end side of the inner peripheral surface of the outer ring 20, for example, (Not shown). The inner peripheral portion 44 of the shield plate 40 is bent to the inside of the bearing along the axial direction and has a groove 34 formed in one axial end portion of the outer peripheral surface of the inner ring 30 and a labyrinth rim Are arranged in close proximity.

시일 부재 (50) 는, 금속 박판을 원환상으로 형성한 심금 (51) 과, 심금 (51) 을 피복하는 합성 수지 등의 탄성 재료로 형성한 탄성부 (53) 를 갖는다. 시일 부재 (50) (탄성부 (53)) 의 외주부 (52) 는, 외륜 (20) 의 내주면의 축 방향 타단측에 형성된 홈 (26) 에 압입·고정되어 있다. 시일 부재 (50) (탄성부 (53)) 의 내주측 가장자리부가 되는 시일 립 (56) 은, 내륜 (30) 의 외주면에 있어서의 축 방향의 타단측에 형성된 시일 홈 (36) 중에 배치되어 있다. 이와 같이, 시일 부재 (50) 는, 시일 립 (56) 이 내륜 (30) (시일 홈 (36)) 에 접촉하지 않는 비접촉식의 시일 부재로 되어 있다.The seal member 50 has a core 51 formed by forming a metal thin plate in an annular shape and an elastic portion 53 formed of an elastic material such as a synthetic resin covering the core 51. The outer peripheral portion 52 of the seal member 50 (elastic portion 53) is press-fitted into the groove 26 formed at the other axial end side of the inner peripheral surface of the outer ring 20. The seal lip 56 as an inner peripheral edge portion of the seal member 50 (elastic portion 53) is disposed in the seal groove 36 formed on the other axial end side in the outer peripheral surface of the inner ring 30 . As described above, the seal member 50 is a non-contact type seal member in which the seal lip 56 does not contact the inner ring 30 (seal groove 36).

본 구성의 시일 부재 (50) 는, 시일 홈 (36) 과는 비접촉 상태에서 외륜 (20) 에 고정되고, 베어링 회전시에 있어서도 시일 홈 (36) 과의 비접촉 상태가 유지된다. 요컨대, 시일 부재 (50) 는, 시일 홈 (36) 과 항상 비접촉 상태에서 외륜 (20) 에 고정되어 있다. 이로써, 시일 립 (56) 과 내륜 (30) 사이에서 접촉 저항이 발생하지 않아, 베어링 회전시의 기계적 손실을 저감시킬 수 있다.The seal member 50 of the present configuration is fixed to the outer ring 20 in a non-contact state with the seal groove 36, and the contact state with the seal groove 36 is maintained even when the bearing is rotated. In short, the seal member 50 is fixed to the outer ring 20 in a non-contact state with the seal groove 36 at all times. Thereby, contact resistance does not occur between the seal lip 56 and the inner ring 30, and mechanical loss during rotation of the bearing can be reduced.

여기서, 시일 부재 (50) 의 심금 (51) 의 내경 치수 (심금 (51) 의 내주측 가장자리부 (54) 의 내경 치수) φDc 와, 시일 부재 (50) 의 시일 립 (56) 의 내경 치수 φDr 의 관계는 1.0 ≤ φDc/φDr ≤ 1.1 을 만족한다.Here, the inner diameter dimension (inner diameter dimension of the inner peripheral edge portion 54 of the core 51) φDc of the core 51 of the seal member 50 and the inner diameter dimension φDr of the seal lip 56 of the seal member 50 Satisfies 1.0?? Dc /? Dr? 1.1.

도 2 는, 베어링에 부하된 압력 (공기압) 이 10 ㎪ 인 경우의, 시일 부재 (50) 의 심금 (51) 의 내경 치수 φDc 와 시일 부재 (50) 의 시일 립 (56) 의 내경 치수 φDr 의 비 (φDc/φDr) 와, 누설 압력과의 관계를 나타내는 그래프이다. φDc/φDr 의 비가 1.0 미만이 되면, 시일 내경보다 심금 내경이 커져 심금이 노출된다. 그러면, 내주측에 시일 립을 형성할 수 없게 된다. 또, φDc/φDr 의 비가 1.1 을 초과하면, 시일 립 (56) 의 강성이 저하되고, 베어링이 공기압을 받았을 때에 시일 립 (56) 이 변형된다. 그 경우, 공기의 누설량이 증가되게 된다.2 shows the relationship between the inner diameter dimension φDc of the core 51 of the seal member 50 and the inner diameter dimension φDr of the seal lip 56 of the seal member 50 when the pressure (air pressure) ? Dc /? Dr, and the leakage pressure. When the ratio of? Dc /? Dr becomes less than 1.0, the core inner diameter becomes larger than the inner diameter of the seal, and the core is exposed. Then, the seal lip can not be formed on the inner peripheral side. If the ratio of? Dc /? Dr exceeds 1.1, the rigidity of the seal lip 56 is lowered, and the seal lip 56 is deformed when the bearing receives air pressure. In this case, the leakage amount of air is increased.

이와 같이, 시일 부재 (50) 의 심금 (51) 의 내경 치수 φDc 와 시일 부재 (50) 의 시일 립 (56) 의 내경 치수 φDr 의 비가 1.0 이상 1.1 이하를 만족하고 있을 때, 시일 립 (56) 의 강성이 증가되고, 이로써 공기의 누설량을 저감시킬 수 있어, 베어링의 밀봉성을 확보할 수 있다. 상기 사항을 도 2 로부터 알 수 있다.As described above, when the ratio of the inner diameter dimension? Dc of the core 51 of the seal member 50 to the inner diameter dimension? Dr of the seal lip 56 of the seal member 50 is 1.0 or more and 1.1 or less, The leakage of air can be reduced, and the sealability of the bearing can be ensured. The above can be seen from FIG.

또, 시일 부재 (50) 의 심금 (51) 의 내경 치수 φDc 와 내륜 (30) 의 내륜 외주면 (31) 의 외경 치수 φDB 의 관계는 φDc/φDB ＜ 1.0 을 만족한다. 심금 내경과 내륜 외경의 비 (φDc/φDB) 를 1.0 미만으로 하면, 시일 부재 (50) 의 반대측으로부터 베어링 내부를 통과하는 공기의 흐름을 강성이 높은 심금 (51) 에서 받게 된다. 그 때문에 시일 립 (56) 의 변형을 방지할 수 있다.The relationship between the inner diameter dimension? Dc of the core 51 of the seal member 50 and the outer diameter dimension? DB of the inner ring outer peripheral surface 31 of the inner ring 30 satisfies? Dc /? DB <1.0. When the ratio (? Dc /? DB) between the inner diameter of the core and the outer diameter of the inner ring is less than 1.0, the flow of air passing through the inside of the bearing from the opposite side of the seal member (50) is received by the core (51) having high rigidity. Therefore, deformation of the seal lip 56 can be prevented.

따라서, 본 구성에 의하면, 시일 립 (56) 과 시일 홈 (36) 의 접촉을 방지할 수 있으므로, 베어링 회전시에 있어서의 기계적 손실을 저감시킬 수 있다. 또, 시일 립 (56) 의 변형을 방지함으로써, 시일 립 (56) 과 시일 홈 (36) 사이의 틈을 적정한 치수로 유지할 수 있어, 베어링의 밀봉성을 안정시키는 것이 가능해진다. 또, 베어링 내부에 봉입되어 있는 그리스 등의 윤활제의 외부로의 누출도 방지할 수 있다.Therefore, according to this configuration, it is possible to prevent contact between the seal lip 56 and the seal groove 36, so that mechanical loss during rotation of the bearing can be reduced. In addition, by preventing the deformation of the seal lip 56, the gap between the seal lip 56 and the seal groove 36 can be maintained at an appropriate dimension, and the sealability of the bearing can be stabilized. It is also possible to prevent leakage of lubricant such as grease contained in the bearing to the outside.

이와 같이, 본 실시형태의 시일이 형성된 볼 베어링 (10) 에 의하면, 베어링의 밀봉성의 확보와, 시일 부재의 시일 립과 내륜 사이에 있어서의 기계적 손실의 저감을 양립하는 것이 가능하다. 이로써, 시일이 형성된 볼 베어링 (10) 을 클리너에 적용한 경우, 클리너의 흡입 일률의 편차를 방지하여, 에너지 절약성을 확보할 수 있다.As described above, according to the ball bearing 10 in which the seal of the present embodiment is formed, it is possible to ensure the sealability of the bearing and to reduce the mechanical loss between the seal lip and the inner ring of the seal member. Thus, when the ball bearing 10 with the seal is applied to the cleaner, it is possible to prevent the variation in the suction uniformity of the cleaner, thereby ensuring energy saving.

(제 2 실시형태)(Second Embodiment)

다음으로, 제 2 실시형태에 관련된 시일이 형성된 볼 베어링 (10A) 에 대해, 도 3 을 사용하여 설명한다. 제 1 실시형태와 동일한 구성을 갖는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.Next, a ball bearing 10A with a seal according to the second embodiment will be described with reference to Fig. Portions having the same configuration as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

본 실시형태에 있어서, 시일 부재 (50A) 는, 시일 홈 (36) 내에 위치하고 있는 내주측 가장자리부의 시일 립 (56A) 에 추가하여, 축 방향을 따라 베어링 안쪽으로 돌출되는 내측 립 (57) 을 갖고 있다. 이 시일 부재 (50A) 는, 제 1 실시형태와 마찬가지로 비접촉식의 시일 부재이며, 시일 립 (56A) 과 내륜 (30) 사이에서 접촉 저항이 발생하지 않기 때문에, 기계적 손실을 저감시킬 수 있다. 이와 같은 형상의 시일 부재 (50A) 에 의해서도 시일 립 (56A) 의 강성을 향상시킬 수 있어, 베어링의 밀봉성을 확보할 수 있다.In the present embodiment, the seal member 50A has an inner lip 57 protruding inward along the axial direction in addition to the seal lip 56A of the inner circumferential edge portion located in the seal groove 36 have. The seal member 50A is a non-contact type seal member similar to the first embodiment, and the contact loss does not occur between the seal lip 56A and the inner ring 30, so that the mechanical loss can be reduced. The rigidity of the seal lip 56A can be improved by the seal member 50A having such a shape, and the sealability of the bearing can be ensured.

(제 2 실시형태의 변형예)(Modification of Second Embodiment)

제 2 실시형태의 변형예에 관련된 시일이 형성된 볼 베어링 (10A1) 에 대해, 도 4 를 사용하여 설명한다. 제 2 실시형태와 동일한 구성을 갖는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.A ball bearing 10A1 with a seal according to a modified example of the second embodiment will be described with reference to FIG. Portions having the same configuration as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.

본 변형예에 있어서는, 시일 부재 (50A1) 의 시일 립 (56A1) 이 시일 홈 (36) 내에 있어서 2 개로 분기되어 있다. 즉, 시일 립 (56A1) 은, 축 방향을 따른 베어링 안쪽에서 베어링 회전축을 향하여 연장되는 내측 립 (56a1) 과, 내측 립 (56a1) 보다 베어링 바깥쪽에서 내측 립 (56a1) 과 병렬로 베어링 회전축을 향하여 연장되는 외측 립 (56a2) 을 갖는다. 이 시일 부재 (50A1) 는, 제 1 실시형태와 마찬가지로 비접촉식의 시일 부재이며, 시일 립 (56A1) 와 내륜 (30) 사이에서 접촉 저항이 발생하지 않기 때문에, 기계적 손실을 저감시킬 수 있다.In this modified example, the seal lip 56A1 of the seal member 50A1 is branched into two in the seal groove 36. [ That is, the seal lip 56A1 has an inner lip 56a1 extending from the inside of the bearing along the axial direction toward the bearing rotation axis, and an inner lip 56a1 extending from the bearing outer side to the inner lip 56a1 in parallel with the bearing rotation axis And has an extended outer lip 56a2. The seal member 50A1 is a non-contact type seal member similar to the first embodiment, and the contact loss does not occur between the seal lip 56A1 and the inner ring 30, so that the mechanical loss can be reduced.

또, 시일 부재 (50A1) 가, 예를 들어 베어링 안쪽으로부터 공기압을 받은 경우, 외측 립 (56a2) 은 공기압의 영향을 받아 변형된다. 그러나, 내측 립 (56a1) 은 받는 공기압이 낮아지므로 변형되지 않고, 내압 성능을 유지할 수 있다. 이와 같은 형상의 시일 부재 (50A1) 에 의해서도 시일 립 (56A1) (내측 립 (56a1) 및 외측 립 (56a2)) 의 강성을 향상시킬 수 있어, 베어링의 밀봉성을 확보할 수 있다.When the seal member 50A1 receives air pressure from the inside of the bearing, for example, the outer lip 56a2 is deformed under the influence of the air pressure. However, the inner lip 56a1 is not deformed because the receiving air pressure is lowered, and the pressure-resistant performance can be maintained. The rigidity of the seal lip 56A1 (the inner lip 56a1 and the outer lip 56a2) can be improved by the seal member 50A1 having such a shape, and the sealability of the bearing can be ensured.

(제 3 실시형태)(Third Embodiment)

다음으로, 제 3 실시형태에 관련된 시일이 형성된 볼 베어링 (10B) 에 대해, 도 5, 도 6, 도 7a ∼ 7c 를 사용하여 설명한다. 제 1 실시형태와 동일한 구성을 갖는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.Next, a ball bearing 10B having a seal according to the third embodiment will be described with reference to Figs. 5, 6, and 7A to 7C. Portions having the same configuration as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

도 5 에 나타내는 본 실시형태의 시일이 형성된 볼 베어링 (10B) 에 있어서는, 베어링의 모터 장착시의 접촉압을 고려하여, 시일 립 (56B) 의 시일 홈 (36) 에 대한 접촉압이 결정되고 있다. 또, 본 구성의 시일 부재 (50B) 는, 노미널 상태에 있어서, 시일 립 (56B) 이 내륜 (30) 의 외주면에 형성된 시일 홈 (36) 내에 위치하고 있고, 시일 립 (56B) 이 시일 홈 (36) 과 접촉 가능하게 외륜 (20) 에 고정되어 있다.In the ball bearing 10B having the seal of the present embodiment shown in Fig. 5, the contact pressure of the seal lip 56B with respect to the seal groove 36 is determined in consideration of the contact pressure at the time of mounting the motor to the bearing . The seal member 50B of the present configuration is located in the seal groove 36 formed in the outer peripheral surface of the inner ring 30 in the nominal state and the seal lip 56B is located in the seal groove 36 so as to be contactable with the outer ring 20.

도 6 에 시일 립 (56B) 의 일부 확대 단면도를 나타낸다. 시일 립 (56B) 의 내주측 가장자리부 (56a) 의 내측 립 (56a1) 은, 베어링의 축 방향 단면에 있어서 반경 R1 의 원호형 단면을 가지고 형성되어 있다.6 shows a partially enlarged cross-sectional view of the seal lip 56B. The inner lip 56a1 of the inner circumferential edge portion 56a of the seal lip 56B is formed to have an arcuate cross section with a radius R1 on the axial cross section of the bearing.

도 7a 는, 도 5 에 나타내는 시일이 형성된 볼 베어링 (10B) 에 있어서의 예압 부여 전의 시일 부재 (50A1) 의 상태를 나타내는 주요부 확대 단면도, 도 7b 는, 동 시일이 형성된 볼 베어링 (10B) 에 있어서의 예압 부여 후의 시일 부재 (50A1) 의 상태를 나타내는 주요부 확대 단면도, 도 7c 는, 동 시일이 형성된 볼 베어링 (10B) 의 예압 부여 후에 공기압을 부하한 상태를 나타내는 주요부 확대 단면도이다.Fig. 7A is an enlarged cross-sectional view of a main portion showing a state of the seal member 50A1 before the preload is applied in the ball bearing 10B with the seal shown in Fig. 5, and Fig. 7B is a cross- Fig. 7C is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a state in which air pressure is applied after applying a preload to the ball bearing 10B having the same seal formed thereon. Fig.

도 7a 에 나타내는 바와 같이, 베어링에 대한 예압 부여 전에는, 시일 립 (56B) 과 시일 홈 (36) 이 축 방향 및 직경 방향으로 이간되어 있다. 시일 립 (56B) 과 시일 홈 (36) 의 베어링 안쪽의 내측 벽부 (38) 사이의 거리 Δd 는, 시일이 형성된 볼 베어링 (10B) 의 엑시얼 내부 틈 (노미널값) 의 절반의 치수로 되어 있다.As shown in Fig. 7A, before the preload is applied to the bearing, the seal lip 56B and the seal groove 36 are spaced apart in the axial direction and the radial direction. The distance? D between the seal lip 56B and the inner wall portion 38 inside the bearing of the seal groove 36 is a half of the size of the internal gap (nominal value) of the seal of the ball bearing 10B on which the seal is formed .

상기 구성에 의하면, 도 7b 에 나타내는 바와 같이, 베어링에 도면 중 F1 방향의 예압이 부여되면, 내륜 (30) 이 베어링 바깥쪽으로 어긋나 시일 립 (56B) 과 시일 홈 (36) 이 접촉하여 거리 Δd 가 0 이 된다. 이 상태에서, 도 7c 에 나타내는 바와 같이, 공기압이 도면 중 F2 방향으로 부하되면, 시일 립 (56B) 이 베어링 바깥쪽으로 휘어, 시일 립 (56B) 과 시일 홈 (36) 이 낮은 접촉 압력으로 접촉하는 경접촉 상태가 된다. 요컨대, 시일 립 (56B) 과 시일 홈 (36) 의 접촉 압력이 경감되어, 베어링 회전시의 마찰 저항이 경감된다.7B, when a preload in the direction F1 is applied to the bearing, the inner ring 30 is displaced to the outside of the bearing, and the seal lip 56B and the seal groove 36 come into contact with each other, 0. 7C, when the air pressure is applied in the F2 direction in the figure, the seal lip 56B is bent outward of the bearing, and the seal lip 56B and the seal groove 36 are brought into contact with each other at a low contact pressure It becomes a light contact state. In short, the contact pressure between the seal lip 56B and the seal groove 36 is reduced, and the frictional resistance at the time of rotation of the bearing is reduced.

따라서, 본 실시형태의 시일 부재 (50B) 는, 시일 립 (56B) 이 시일 홈 (36) 의 내측 벽부 (38) 와 경접촉 상태가 되는 접촉식의 시일 부재가 된다. 그 결과, 베어링의 밀봉성을 확보할 수 있다. 게다가, 시일이 형성된 볼 베어링 (10B) 을 모터에 장착한 예압 부하 상태에서, 시일 립 (56B) 과 시일 홈 (36) 의 접촉압을 매우 작은 값으로 유지할 수 있어, 베어링 회전시의 기계적 손실을 억제할 수 있다.Therefore, the seal member 50B of the present embodiment becomes a contact type seal member in which the seal lip 56B is brought into a light contact state with the inside wall portion 38 of the seal groove 36. [ As a result, the sealing property of the bearing can be secured. In addition, the contact pressure between the seal lip 56B and the seal groove 36 can be maintained at a very small value in a preloaded state in which the ball bearing 10B with the seal is mounted on the motor, .

또, 시일 홈 (36) 에 접촉하는 시일 립 (56B) 의 내주측 가장자리부가 원호형 단면을 갖기 때문에, 경접촉 상태여도 시일 립 (56B) 과 시일 홈 (36) 이 전체 둘레에 걸쳐 확실하게 접촉되어, 안정된 밀봉성이 얻어진다.Since the inner peripheral edge portion of the seal lip 56B contacting the seal groove 36 has an arcuate cross section, even if the seal lip 56B and the seal groove 36 are in a light contact state, And a stable sealing property can be obtained.

(제 4 실시형태)(Fourth Embodiment)

다음으로, 제 4 실시형태에 관련된 시일이 형성된 볼 베어링 (10C) 에 대해, 도 8 을 사용하여 설명한다. 제 3 실시형태와 동일한 구성을 갖는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.Next, a ball bearing 10C with a seal according to the fourth embodiment will be described with reference to Fig. 8. Fig. The same reference numerals are assigned to the components having the same configurations as those of the third embodiment, and the description thereof is omitted.

본 실시형태의 경우도 마찬가지로, 베어링에 대한 예압 부여 전에는, 시일 립 (56C) 과 시일 홈 (36) 이 축 방향 및 직경 방향으로 이간되어 있다. 시일 립 (56C) 과 시일 홈 (36) 의 베어링 안쪽의 외측 벽부 (39) 사이의 거리는, 시일이 형성된 볼 베어링 (10C) 의 엑시얼 내부 틈 (노미널값) 의 절반의 치수로 되어 있다.In the case of the present embodiment, too, the seal lip 56C and the seal groove 36 are separated in the axial direction and the radial direction before the preload is applied to the bearing. The distance between the seal lip 56C and the inner wall 39 of the bearing groove of the seal groove 36 is a half of the axial gap (nominal value) of the seal formed ball bearing 10C.

이 상태에서 베어링에 예압이 부여되면, 내륜 (30) 이 베어링 바깥쪽 (도면 중 F1 방향) 으로 어긋나, 외측 벽부 (39) 와 시일 립 (56C) 의 접촉압이 낮아진다. 또한, 공기압이 베어링 바깥쪽에서 안쪽 (도면 중 F2 방향) 으로 부하되면, 시일 립 (56C) 이 F2 방향으로 휘어, 시일 립 (56C) 과 시일 홈 (36) 의 외측 벽부 (39) 가 보다 낮은 접촉 압력으로 접촉하는 경접촉 상태가 된다.In this state, when a preload is applied to the bearing, the inner ring 30 is shifted to the outside of the bearing (F1 direction in the figure), and the contact pressure between the outer wall 39 and the seal lip 56C is lowered. The seal lip 56C is bent in the F2 direction and the seal lip 56C and the outer wall portion 39 of the seal groove 36 are brought into contact with each other at a lower contact point The contact surface is brought into contact with pressure.

본 실시형태의 시일이 형성된 볼 베어링 (10C) 에 의하면, 시일 립 (56C) 과 시일 홈 (36) 의 접촉압이 예압과 공기압의 부하의 상승 효과에 의해 경감되기 때문에, 베어링 회전시의 기계적 손실을 보다 한층 억제할 수 있다.Since the contact pressure between the seal lip 56C and the seal groove 36 is reduced by the synergistic effect of the load of the preload and the air pressure, the ball bearing 10C with the seal of the present embodiment can reduce the mechanical loss Can be further suppressed.

(제 5 실시형태)(Fifth Embodiment)

다음으로, 제 5 실시형태에 관련된 시일이 형성된 볼 베어링 (10D) 에 대해, 도 9 를 사용하여 설명한다. 제 1 실시형태와 동일한 구성을 갖는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.Next, a ball bearing 10D having a seal according to the fifth embodiment will be described with reference to Fig. 9. Fig. Portions having the same configuration as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

본 실시형태의 시일이 형성된 볼 베어링 (10D) 은, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 외륜 (20) 과, 내륜 (30) 과, 볼 (15) 과, 실드판 (40) 과, 시일 부재 (50D) 를 구비한다.The ball bearing 10D with the seal of the present embodiment is provided with the outer ring 20, the inner ring 30, the ball 15, the shield plate 40, the seal member 50D .

시일 부재 (50D) 는, 금속 박판을 원환 형상으로 형성한 심금 (51) 과, 심금 (51) 을 피복하는 합성 수지 등의 탄성 재료로 형성한 원환 형상의 탄성부 (53) 를 갖는다.The seal member 50D has a core 51 formed by forming a thin metal plate in a torus shape and a toric elastic portion 53 formed of an elastic material such as a synthetic resin covering the core 51. [

시일 립 (56D) 은, 노미널 상태에 있어서, 내륜 (30) 의 외주면에 형성된 시일 홈 (36) 내에 위치하고 있다. 또, 시일 립 (56D) 은, 노미널 상태에 있어서는, 시일 립 (56D) 이 내륜 (30) (시일 홈 (36)) 에 접촉하지 않지만, 예압 부여 후의 베어링 미회전 상태 및 공기압을 받았을 때의 베어링 회전 상태의 양방에 있어서, 탄성 변형에 의해 시일 홈 (36) 과 접촉 가능하게 외륜 (20) 에 고정되어 있다.The seal lip 56D is located in the seal groove 36 formed in the outer peripheral surface of the inner ring 30 in the nominal state. In the nominal state, the seal lip 56D does not contact the inner ring 30 (seal groove 36), but the seal lip 56D does not contact the inner ring 30 (seal groove 36) Is fixed to the outer ring (20) so as to be able to contact the seal groove (36) by elastic deformation in both bearing rotation states.

여기서, 시일 부재 (50D) 의 심금 (51) 의 내경 치수 (심금 (51) 의 내주측 가장자리부 (54) 의 내경 치수) φDc 와, 시일 부재 (50D) 의 시일 립 (56D) 의 내경 치수 φDr 의 관계는 1.0 ≤ φDc/φDr ≤ 1.1 을 만족한다.The inner diameter dimension (inner diameter dimension of the inner peripheral edge portion 54 of the core 51) φDc of the core 51 of the seal member 50D and the inner diameter dimension φDr of the seal lip 56D of the seal member 50D Satisfies 1.0?? Dc /? Dr? 1.1.

시일 부재 (50D) 의 심금 (51) 의 내경 치수 φDc 와 시일 부재 (50D) 의 시일 립 (56D) 의 내경 치수 φDr 의 비가 1.0 이상 1.1 이하를 만족하고 있을 때, 전술한 바와 같이, 시일 립 (56D) 의 강성이 증가되고, 이로써 공기의 누설량을 저감시킬 수 있어, 베어링의 밀봉성을 확보할 수 있다.When the ratio of the inner diameter dimension φDc of the core 51 of the seal member 50D to the inner diameter dimension φDr of the seal lip 56D of the seal member 50D satisfies 1.0 to 1.1 as described above, 56D are increased, whereby the leakage amount of the air can be reduced, and the sealability of the bearing can be secured.

또, 시일 부재 (50D) 의 심금 (51) 의 내경 치수 φDc 와, 내륜 (30) 의 내륜 외주면 (31) 의 외경 치수 φDB 의 관계는 φDc/φDB ＜ 1.0 을 만족한다. 심금 내경과 내륜 외경의 비 (φDc/φDB) 를 1.0 미만으로 하면, 전술한 바와 같이, 시일 부재 (50D) 의 반대측으로부터 베어링 내부를 통과하는 공기의 흐름을 강성이 높은 심금 (51) 에서 받기 때문에, 시일 립 (56D) 의 변형을 억제할 수 있다. 또, φDc/φDB 의 비가 1.0 이상이면, 시일 부재 (50D) 가 받는 공기압에 의해 시일 립 (56D) 이 변형되기 쉬워져, 공기의 누설량이 증대된다.The relationship between the inner diameter dimension φDc of the core 51 of the seal member 50D and the outer diameter dimension φDB of the inner ring outer peripheral surface 31 of the inner ring 30 satisfies φDc / φDB <1.0. When the ratio (? Dc /? DB) between the core inner diameter and the inner ring outer diameter is less than 1.0, the flow of air passing through the inside of the bearing from the opposite side of the seal member 50D is received by the core 51 having high rigidity And the deformation of the seal lip 56D can be suppressed. Further, when the ratio of? Dc /? DB is 1.0 or more, the seal lip 56D is easily deformed by the air pressure received by the seal member 50D, and the leakage amount of air is increased.

본 실시형태의 시일 부재 (50D) 에 있어서도, 베어링의 모터 장착시의 접촉압을 고려하여, 시일 립 (56D) 의 시일 홈 (36) 에 대한 접촉압이 결정되고 있다.Also in the seal member 50D of the present embodiment, the contact pressure of the seal lip 56D with respect to the seal groove 36 is determined in consideration of the contact pressure at the time of mounting the motor of the bearing.

도 10 에 도 9 의 주요부 확대도를 나타낸다. 시일 부재 (50D) 의 시일 립 (56D) 은, 내륜 (30) 의 내륜 외주면 (31) 에 형성된 시일 홈 (36) 내에 배치되고, 시일 홈 (36) 과는 축 방향 및 직경 방향으로 이간되어 있다.Fig. 10 is an enlarged view of the main part of Fig. The seal lip 56D of the seal member 50D is disposed in the seal groove 36 formed in the outer peripheral surface 31 of the inner ring 30 of the inner ring 30 and is spaced apart in the axial direction and the radial direction from the seal groove 36 .

도 11 에 시일 립 (56D) 의 일부 확대 단면도를 나타낸다. 시일 립 (56D) 은, 내주측 가장자리부 (56a) 의 베어링 안쪽 (베어링폭의 중심을 향하는 방향) 의 단부인 내측 립 (56a1), 베어링 바깥쪽 (축 방향을 따라 베어링 외측을 향하는 방향) 의 단부인 외측 립 (56a2) 을 갖는다. 내측 립 (56a1), 외측 립 (56a2) 은, 적어도 어느 것이 베어링의 축 방향 단면에 있어서 원호형 단면을 가지고 형성되어 있다. 도시예에서는, 내측 립 (56a1) 을 반경 R1 의 원호형 단면으로 하고, 외측 립 (56a2) 을 반경 R2 의 원호형 단면으로 하여 나타내고 있다.11 is a partially enlarged cross-sectional view of the seal lip 56D. The seal lip 56D has an inner lip 56a1 which is an end of the inner circumferential edge portion 56a inside the bearing (in the direction toward the center of the bearing width), an outer lip 56b1 outside the bearing And has an outer end lip 56a2. At least one of the inner lip 56a1 and the outer lip 56a2 is formed to have an arcuate cross section in the axial cross section of the bearing. In the illustrated example, the inner lip 56a1 has an arcuate section with a radius R1 and the outer lip 56a2 has an arcuate section with a radius R2.

여기서, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 시일 립 (56D) 의 내측 립 (56a1) 과, 시일 홈 (36) 의 베어링 안쪽의 내측 벽부 (38) 사이의 축 방향 거리를 Δdin 으로 한다. 또, 시일 립 (56D) 의 외측 립 (56a2) 과, 시일 홈 (36) 의 베어링 바깥쪽의 외측 벽부 (39) 사이의 축 방향 거리를 Δdout 로 한다.Here, as shown in Fig. 10, the axial distance between the inner lip 56a1 of the seal lip 56D and the inner wall portion 38 inside the bearing of the seal groove 36 is defined as DELTA din. The axial distance between the outer lip 56a2 of the seal lip 56D and the outer wall portion 39 of the seal groove 36 on the outer side of the bearing is defined as? Dout.

예압을 부여하기 전의 상태인 노미널 상태에 있어서, 시일 부재 (50D) 를 베어링의 축 방향 양단 중 어느 쪽에 장착함으로써, 시일 부재 (50D) 가 시일 홈 (36) 과 접촉하는 측의 축 방향 거리 Δdin 또는 Δdout, 혹은 쌍방의 축 방향 거리는, 시일이 형성된 볼 베어링 (10D) 의 엑시얼 내부 틈의 절반의 길이로 설정되어 있다.In the nominal state before the application of the preload, when the seal member 50D is attached to one of both ends in the axial direction of the bearing, the axial distance DELTA din on the side where the seal member 50D contacts the seal groove 36 Or [Delta] dout, or both axial lengths are set to half the length of the inter-axial gap of the ball bearing 10D on which the seal is formed.

예를 들어, 도 12a 에 나타내는 바와 같이 장착하는 경우, Δdin 은 엑시얼 내부 틈의 절반의 길이로 설정된다. 도 12b 에 나타내는 바와 같이 장착하는 경우, Δdout 는 엑시얼 내부 틈의 절반의 길이로 설정된다.For example, in the case of mounting as shown in Fig. 12A, DELTA din is set to the length of half of the axial internal clearance. In the case of mounting as shown in FIG. 12B,? Dout is set to the length of half of the axial internal clearance.

다음으로, 상기 구성의 시일이 형성된 볼 베어링 (10D) 을 클리너 등의 베어링 장치에 장착한 상태에 있어서의 시일 부재 (50D) 의 작용을 설명한다.Next, the operation of the seal member 50D in a state in which the ball bearing 10D having the above-structured seal is mounted on a bearing device such as a cleaner will be described.

도 12a 는, 도 10 에 나타내는 시일이 형성된 볼 베어링 (10D) 에 예압과 공기압을 부하한 경우의 시일 부재 (50D) 의 상태를 나타내는 주요부 확대 단면도, 도 12b 는, 도 12a 에 나타내는 시일이 형성된 볼 베어링 (10D) 의 시일 부재 (50D) 를 반대측의 베어링 단부에 형성하고, 예압과 공기압을 부하한 경우의 시일 부재 (50D) 의 상태를 나타내는 주요부 확대 단면도이다.12A is an enlarged cross-sectional view of a main portion showing a state of the seal member 50D when a preload and an air pressure are applied to a ball bearing 10D having a seal shown in Fig. 10, Fig. 12B is a cross- Sectional view of a main portion showing a state of the seal member 50D when the seal member 50D of the bearing 10D is formed on the opposite bearing end and a preload and an air pressure are applied.

도 12a 에 나타내는 바와 같이, 베어링의 내륜 (30) 에 도면 중 Fa 방향 (도면 중의 베어링 좌단으로부터 베어링 바깥쪽을 향하는 방향) 으로 예압이 부하되면, 내륜 (30) 이 Fa 방향으로 변위된다. 그러면, 시일 부재 (50D) 는, 시일 홈 (36) 과의 비접촉 상태로부터, 시일 부재 (50D) 의 내측 립 (56a1) 이 시일 홈 (36) 의 내측 벽부 (38) 에 낮은 접촉 압력으로 접촉하는 경접촉 상태가 된다. 이 경접촉 상태에 있어서, 공기압이 도면 중 Fb 방향으로 베어링에 부하되면, 시일 부재 (50D) 는 공기압을 받아 접촉 상태가 유지되면서, 베어링 바깥쪽을 향하여 가압된다. 이로써, 시일 부재 (50D) 는 시일 홈 (36) 과의 접촉 압력이 더욱 경감된 상태가 된다.12A, when a preload is applied to the inner ring 30 of the bearing in the Fa direction (the direction from the left end of the bearing to the outside of the bearing in the figure), the inner ring 30 is displaced in the Fa direction. Then the seal member 50D is brought into contact with the inner wall portion 38 of the seal groove 36 at a low contact pressure from the state in which the inner lip 56a1 of the seal member 50D is in contact with the seal groove 36 It becomes a light contact state. When the air pressure is applied to the bearing in the Fb direction in the drawing, the seal member 50D receives the air pressure and is pressed toward the outside of the bearing while maintaining the contact state. As a result, the seal member 50D is in a state in which the contact pressure with the seal groove 36 is further reduced.

요컨대, 본 구성의 시일이 형성된 볼 베어링 (10D) 은, 예압을 부하하기 전의 상태에서, 도 10 에 나타내는 시일 부재 (50D) 와 시일 홈 (36) 사이에 거리 Δdin 의 틈을 갖고 있다. 이 때문에, 예압의 부하에 의해 내륜 (30) 이 변위되어도, 내륜 (30) 의 변위량이 거리 Δdin 에 도달할 때까지는 시일 부재 (50D) 에 접촉하지 않으므로, 시일 부재 (50D) 가 휘지 않는다. 따라서, 내륜 (30) 에 예압이 부하되어도, 그 예압 전부가 시일 부재 (50D) 의 변형에 제공되지 않는다. 그 결과, 예압 부하 후의 시일 부재 (50D) 는, 시일 홈 (36) 과 접촉한 후, 약간 휘는 정도로까지 변형이 경감되어, 시일 부재 (50D) 와 시일 홈 (36) 의 접촉 압력이 낮아진다.That is, the ball bearing 10D having the seal of the present construction has a clearance of a distance DELTA din between the seal member 50D and the seal groove 36 shown in Fig. 10 in a state before the preload is applied. Therefore, even if the inner ring 30 is displaced by the load of the preload, the seal member 50D does not bend because the inner ring 30 does not contact the seal member 50D until the amount of displacement of the inner ring 30 reaches the distance DELTA din. Therefore, even if a preload is applied to the inner ring 30, the preload is not applied to the deformation of the seal member 50D. As a result, after contact with the seal groove 36, the seal member 50D after preloading is relieved to a slight degree of warping, and the contact pressure between the seal member 50D and the seal groove 36 is reduced.

그리고, 베어링에 공기압이 부하되면, 시일 부재 (50D) 가 베어링 바깥쪽을 향하여 가압되고, 시일 부재 (50D) 와 시일 홈 (36) 의 접촉 압력이 감소한다. 그 결과, 시일 부재 (50D) 와 시일 홈 (36) 의 마찰 저항이 상승적으로 경감되어, 베어링의 동마찰 손실이 저감된다.When air pressure is applied to the bearing, the seal member 50D is pressed toward the outside of the bearing, and the contact pressure between the seal member 50D and the seal groove 36 is reduced. As a result, frictional resistance between the seal member 50D and the seal groove 36 is reduced synergistically, and the dynamic friction loss of the bearing is reduced.

또, 도 12b 에 나타내는 바와 같이, 시일 부재 (50D) 를 베어링의 반대측의 베어링 단면에 형성하는 경우에도, 상기와 동일하게 베어링의 동마찰 손실이 저감된다. 즉, 베어링의 내륜 (30) 에 Fa 방향의 예압이 부하되면, 시일 부재 (50D) 는, 도 10 에 나타내는 축 방향 거리 Δdout 의 틈이 존재함으로써, 접촉 압력이 경감된 상태에서 외측 립 (56a2) 이 시일 홈 (36) 에 접촉한다. 이 경접촉 상태에서 Fb 방향으로 공기압이 부하되면, 시일 부재 (50D) 가 베어링 안쪽을 향하여 가압되기 때문에, 시일 부재 (50D) 와 시일 홈 (36) 의 접촉 압력이 상승적으로 경감된다.Also, as shown in Fig. 12B, when the seal member 50D is formed on the end surface of the bearing on the opposite side of the bearing, the dynamic friction loss of the bearing is reduced as described above. That is, when the preload in the Fa direction is applied to the inner ring 30 of the bearing, the seal member 50D has a clearance of the axial distance? Dout shown in Fig. 10, so that the outer lip 56a2, Contact with the seal groove 36. When the air pressure is applied in the Fb direction in this contact state, the seal member 50D is pressed toward the inside of the bearing, so that the contact pressure between the seal member 50D and the seal groove 36 is reduced synergistically.

따라서, 본 구성의 시일이 형성된 볼 베어링 (10D) 에 의하면, 시일 부재 (50D) 가 베어링의 양단면 중, 어느 측의 베어링 단면에 장착되어 있어도, 예압과 공기압의 부하에 의해 시일 부재 (50D) 와 시일 홈 (36) 의 마찰 저항이 경감되어, 베어링의 동마찰 손실을 저감시킬 수 있다.Thus, according to the ball bearing 10D having the seal of the present construction, regardless of whether the seal member 50D is mounted on either end face of the bearing or on the bearing end face of the bearing, the seal member 50D, And the seal groove 36 is reduced, and the dynamic friction loss of the bearing can be reduced.

또, 시일 홈 (36) 에 접촉하는 내측 립 (56a1), 외측 립 (56a2) 은, 축 방향 단면에 있어서 원호형 단면을 갖고 있다. 이 때문에, 시일 부재 (50D) 와 시일 홈 (36) 은, 원호 형상의 선단에 있어서의 좁은 접촉 면적에서 접촉하기 때문에, 마찰 저항의 가일층의 저감을 실현할 수 있어, 베어링의 동마찰 손실을 한층 경감시킬 수 있다. 또, 상기와 같은 경접촉 상태여도 시일 립 (56D) 과 시일 홈 (36) 이 전체 둘레에 걸쳐 확실하게 접촉하여, 안정적인 밀봉성이 얻어진다. 그 결과, 베어링 내외의 공기의 흐름을 차단할 수 있어, 베어링 내부에 봉입되어 있는 그리스 등의 윤활제의 베어링 외부로의 누출을 확실하게 방지할 수 있다.The inner lip 56a1 and the outer lip 56a2 which come into contact with the seal groove 36 have an arcuate section in the axial direction. Therefore, since the seal member 50D and the seal groove 36 come into contact with each other at a narrow contact area at the tip of the arc shape, it is possible to achieve a further reduction in frictional resistance and further reduce the dynamic friction loss of the bearing . In addition, even in the above-mentioned light contact state, the seal lip 56D and the seal groove 36 come into contact with each other reliably over the entire circumference, thereby achieving stable sealability. As a result, it is possible to shut off the flow of air inside and outside the bearing, and it is possible to reliably prevent leakage of lubricant such as grease sealed in the bearing to the outside of the bearing.

시일 홈 (36) 은 상기 구성에 한정되지 않고, 다른 홈 형상으로 할 수도 있다. 도 13 에 시일 홈 (36) 의 형상을 베어링 안쪽의 내측 벽부 (38) 와 베어링 바깥쪽의 외측 벽부 (39) 를 동등한 경사각으로 한 베어링의 주요부 확대 단면도를 나타낸다.The seal groove 36 is not limited to the above-described configuration, and may have another groove shape. 13 shows an enlarged cross-sectional view of a main part of the bearing in which the shape of the seal groove 36 is set to be an inclination angle equal to that of the inside wall portion 38 inside the bearing and the outside wall portion 39 outside the bearing.

즉, 도 13 에 나타내는 베어링에 있어서는, 내륜 (30) 의 직경 방향에 대한 베어링 안쪽의 내측 벽부 (38) 의 경사각을 φ1, 내륜 (30) 의 직경 방향에 대한 베어링 바깥쪽의 외측 벽부 (39) 의 경사각을 φ2 로 할 때, 경사각 φ1 과 경사각 φ2 가 동등하게 되어 있다.That is, in the bearing shown in Fig. 13, the inclination angle of the inside wall portion 38 inside the bearing with respect to the radial direction of the inner ring 30 is phi 1, the outside wall portion 39 outside the bearing with respect to the radial direction of the inner ring 30, The inclination angle? 1 and the inclination angle? 2 are equal to each other.

그 경우, 시일 홈 (36) 의 시일 부재 (50D) 에 대한 대칭성이 향상되고, 시일 부재 (50D) 를 축 방향 거리 Δdin 과 Δdout 가 동등해지는 위치에 간단하고 정확하게 배치할 수 있다. 또한, 시일 부재 (50D) 를 베어링의 축 방향 양단 중 어느 쪽에 장착해도, 시일 홈과 시일 립 (56D) 사이의 축 방향 거리가 변화하지 않는다. 그 때문에, 시일 부재 (50D) 의 호환성을 한층 향상시킬 수 있다. 또, 이로써 상기한 베어링 성능이 보다 안정적으로 얻어지게 된다.In this case, the symmetry of the seal groove 36 with respect to the seal member 50D is improved, and the seal member 50D can be disposed simply and accurately at a position where the axial distance DELTA din and DELTA dout become equal. Further, even if the seal member 50D is mounted on either end in the axial direction of the bearing, the axial distance between the seal groove and the seal lip 56D does not change. Therefore, the compatibility of the seal member 50D can be further improved. In addition, the above bearing performance can be obtained more stably.

이상 설명한 각 실시형태의 시일이 형성된 볼 베어링 (10, 10A, 10A1, 10B, 10C, 10D) 에 의하면, 베어링의 밀봉성의 확보와, 시일 부재의 시일 립과 내륜 사이에 있어서의 기계적 손실의 저감을 양립할 수 있다. 또, 시일 부재의 배치 위치에 의존하지 않고, 시일 부재와 시일 홈의 접촉압을 낮게 억제할 수 있다. 또한, 압력 부하 방향에 따라 상이한 시일 부재를 선택적으로 베어링에 붙일 필요가 없어, 베어링의 제조 공정이 간단화되고, 저비용화에도 기여할 수 있다.According to the ball bearings 10, 10A, 10A1, 10B, 10C and 10D having the seals of the respective embodiments described above, it is possible to secure the sealability of the bearings and to reduce the mechanical loss between the seal lips of the seal members and the inner ring Can be compatible. In addition, the contact pressure between the seal member and the seal groove can be suppressed to a low level irrespective of the arrangement position of the seal member. Further, it is not necessary to selectively attach different seal members to the bearings depending on the direction of the pressure load, so that the manufacturing process of the bearings can be simplified and the cost can be reduced.

본 시일이 형성된 볼 베어링을 예를 들어 클리너 등의 기기에 적용한 경우에는, 베어링의 기계적 손실이 작기 때문에 모터의 효율이 향상되고, 또 베어링 내의 밀봉성이 높기 때문에 클리너의 흡입 효율이 향상된다. 그 결과, 클리너의 흡입 일률의 편차가 방지되고, 에너지 절약성도 확보할 수 있다.When the ball bearing in which the seal is formed is applied to an apparatus such as a cleaner, the efficiency of the motor is improved because mechanical loss of the bearing is small, and sealing efficiency in the bearing is high, so that the suction efficiency of the cleaner is improved. As a result, a variation in the suction uniformity of the cleaner is prevented, and energy saving can be ensured.

실시예Example

본 발명의 효과를 확인하기 위해, 평가 대상인 베어링을 장착한 모터를 회전시키면서, 그 평가 대상인 베어링에 공기압을 줄 수 있는 시험 장치를 사용하여 실험을 실시하였다. 여기서, 도 1, 도 3 에 나타낸 제 1 실시형태, 제 2 실시형태에 관련된 시일이 형성된 볼 베어링을 각각 실시예 1, 2 로 한다. 또, 도 5, 도 8 에 나타낸 제 3 실시형태, 제 4 실시형태에 관련된 시일이 형성된 볼 베어링을 각각 실시예 3, 4 로 한다. 또, 도 9 에 나타낸 제 5 실시형태에 관련된 시일이 형성된 볼 베어링을 실시예 5 로 한다.In order to confirm the effect of the present invention, an experiment was conducted using a test apparatus capable of imparting air pressure to a bearing to be evaluated while rotating a motor equipped with a bearing to be evaluated. Here, the ball bearings formed with seals according to the first and second embodiments shown in Figs. 1 and 3 are referred to as first and second embodiments, respectively. The ball bearings formed with the seals according to the third and fourth embodiments shown in Figs. 5 and 8 are Examples 3 and 4, respectively. A ball bearing with a seal according to the fifth embodiment shown in Fig. 9 is referred to as a fifth embodiment.

이들 실시예 1 ∼ 5 의 시일이 형성된 볼 베어링과, 도 16 ∼ 도 19 에 나타낸 종래예 1 ∼ 3 의 시일이 형성된 볼 베어링에 대해, 그 밀봉 성능과, 모터의 소비 전력 즉 베어링의 동마찰 손실을 평가하였다. 도 14, 도 15 는 그 결과를 나타낸다.With respect to the ball bearings in which the seals of Examples 1 to 5 are formed and the ball bearings in which the seals of the conventional examples 1 to 3 shown in Figs. 16 to 19 are formed, the sealing performance and the power consumption of the motor, . Fig. 14 and Fig. 15 show the results.

도 14 에 나타내는 결과는, 실시예 1 ∼ 4 및 종래예 1 ∼ 3 에 대해, 5 회의 측정 결과의 평균값으로 비교한 그래프이다. 종래예 1 및 2 의 시일 부재는 접촉식의 시일 부재이기 때문에, 부하 공기압 (부하 압력) 이 낮은 상태에서는, 접촉 부분에서의 마찰 손실에 의해 모터 소비 전류값이 높아지고 있다. 또, 부하 공기압의 상승에 의해 베어링 내부를 통과하는 공기의 흐름이 발생하는 것에 수반하여, 내륜에 대한 시일 립의 접촉 압력이 서서히 저하되고, 마찰 손실이 저하되고, 모터 소비 전류값이 저하되고 있다. 그러나, 이와 동시에 공기가 베어링 내부를 통과하여 공기압 부가측과는 반대측으로 누출되고 있어, 베어링의 밀봉 성능은 저하되고 있다.The results shown in Fig. 14 are obtained by comparing the average values of five measurement results for Examples 1 to 4 and Conventional Examples 1 to 3. Since the seal members of Conventional Examples 1 and 2 are contact type seal members, the motor consumption current value is increased due to the friction loss at the contact portion in a state where the load air pressure (load pressure) is low. In addition, as the flow of air passing through the inside of the bearing occurs due to the increase of the load air pressure, the contact pressure of the seal lip against the inner ring gradually decreases, the friction loss decreases, and the motor consumption current value decreases . At the same time, however, the air passes through the inside of the bearing and leaks to the side opposite to the pneumatic side, so that the sealing performance of the bearing is lowered.

종래예 3 의 시일 부재는 비접촉식이기 때문에, 베어링의 동마찰 손실은 안정적으로 낮고, 모터 소비 전류값이 안정되어 있다. 그러나, 공기압을 부하한 직후부터, 공기가 베어링 내부를 통과하여 공기압 부가측과는 반대측으로 누출되고 있어, 부하 공기압의 상승과 함께 공기의 누설량도 증가되고 있다.Since the seal member of Conventional Example 3 is non-contact type, the dynamic frictional loss of the bearing is stably low and the motor consumption current value is stable. However, immediately after the air pressure is applied, the air passes through the inside of the bearing and leaks to the side opposite to the pneumatic pressure side, so that the leakage amount of the air is increased along with the increase of the load air pressure.

이에 반해, 실시예 1, 2 의 시일 부재는 비접촉식의 시일 부재인 점에서, 베어링의 동마찰 손실은 안정적으로 낮게 억제되어, 모터 소비 전류값이 안정되어 있다. 또한, 시일 립의 강성을 향상시킴으로써, 베어링 내부를 통과하는 공기의 흐름에 대항하는 힘이 증가되어, 부하 공기압의 상승에 의한 공기의 누설량의 증가가 억제되어 있다.On the other hand, since the seal members of Examples 1 and 2 are non-contact type seal members, the dynamic friction loss of the bearings is stably suppressed, and the motor current consumption value is stable. Further, by improving the rigidity of the seal lip, the force against the flow of the air passing through the inside of the bearing is increased, and the increase in the leakage amount of the air due to the increase of the load air pressure is suppressed.

이와 같이, 실시예 1, 2 의 시일이 형성된 볼 베어링은, 종래예 1, 2 의 시일이 형성된 볼 베어링과 비교하여 부하 공기압이 낮은 상태에서는 공기의 누설이 발생하고 있지만, 부하 공기압의 상승에 수반하는 공기의 누설량의 증가는 완만하다. 이 점에서, 실시예 1, 2 의 시일이 형성된 볼 베어링은, 클리너의 모터에 사용된 경우, 부하 공기압의 변동에 대한 누설 압력의 변동을 억제할 수 있어, 클리너의 흡입 성능의 편차를 방지할 수 있다. 또, 실시예 1, 2 의 시일이 형성된 볼 베어링에서는, 모터 소비 전력은 부하 공기압에 상관없이 안정적으로 낮다. 따라서, 본 구성의 시일이 형성된 볼 베어링에 의하면, 베어링 회전시에 있어서의 기계적 손실의 저감과 베어링의 밀봉성 확보의 양방을 실현할 수 있는 것을 알 수 있다.As described above, in the ball bearings formed with the seals of Examples 1 and 2, leakage of air occurs when the load air pressure is low as compared with the ball bearings formed with the seals of Conventional Examples 1 and 2, The increase in the amount of air leakage is gradual. In this respect, when the ball bearings of Examples 1 and 2 are used for a motor of a cleaner, it is possible to suppress variations in the leakage pressure due to variations in the load air pressure, thereby preventing variation in the suction performance of the cleaner . In the ball bearings having the seals of Examples 1 and 2, the motor power consumption is stably low regardless of the load air pressure. Therefore, it can be seen that both the reduction of mechanical loss and the sealing of the bearing can be realized by the ball bearing having the seal of the present construction.

또, 실시예 3, 4 의 시일 부재는 접촉식인 점에서, 부하 공기압이 낮은 상태에서는, 종래예 3 의 비접촉식의 시일 부재와 비교하여, 베어링 동마찰 손실을 나타내는 모터 소비 전류값이 약간 높아지고 있다. 그러나, 실시예 3, 4 에서는, 시일 립의 접촉 압력을 미소량으로 함으로써, 종래예 1, 2 의 접촉식의 시일 부재와 비교하여 동마찰 손실을 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 3, 4 에서는, 시일 립의 강성이 향상되어 있으므로, 베어링 내부를 통과하는 공기의 흐름에 대항하는 힘이 증가되어 있고, 부하 압력의 상승에 의한 공기의 누설량의 증가를 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.Further, in the state where the seal members of Examples 3 and 4 are in contact with each other, the motor consumption current value showing the bearing dynamic friction loss is slightly higher than that of the non-contact type seal member of Conventional Example 3 in a state where the load air pressure is low. However, in Examples 3 and 4, it can be seen that by reducing the contact pressure of the seal lip to a small amount, the dynamic friction loss can be reduced as compared with the contact type seal members of Conventional Examples 1 and 2. [ In Examples 3 and 4, since the rigidity of the seal lip is improved, the force against the flow of the air passing through the inside of the bearing is increased, and the increase of the leakage amount of air due to the increase of the load pressure can be suppressed .

이와 같이, 실시예 3, 4 의 시일이 형성된 볼 베어링은, 종래예 1, 2 의 시일이 형성된 볼 베어링과 비교하여, 부하 공기압이 낮은 상태에서는, 모터 소비 전류, 요컨대 모터 소비 전력이 낮다는 효과를 확인할 수 있었다. 또, 실시예 3, 4 에 있어서의 시일 부재는, 종래예 3 에서 나타내는 비접촉식의 시일 부재와 비교하여, 베어링의 밀봉성이 향상되어 있다는 효과를 확인할 수 있었다. 따라서, 각 실시예의 시일이 형성된 볼 베어링에 의하면, 기계적 손실의 저감과 베어링의 밀봉성의 양방을 실현할 수 있는 것을 알 수 있다.As described above, the ball bearings with the seals of Examples 3 and 4 have the effect of lowering the motor current consumption, that is, the motor power consumption in the state where the load air pressure is low, compared with the ball bearings having the seals of the prior art examples 1 and 2 . In addition, the seal members in Examples 3 and 4 had the effect of improving the sealability of the bearings as compared with the non-contact type seal members shown in Conventional Example 3. Therefore, it can be seen that both the reduction of the mechanical loss and the sealability of the bearing can be realized by the ball bearing in which the seals of the respective embodiments are formed.

도 15 에 나타내는 결과는, 실시예 5 및 종래예 1 ∼ 3 에 대해, 5 회의 측정 결과의 평균값으로 비교한 그래프이다.The results shown in Fig. 15 are obtained by comparing the average values of five measurement results for Example 5 and Comparative Examples 1 to 3.

전술한 종래예 3 과 비교하면, 실시예 5 의 시일 부재는 접촉식의 시일 부재이지만, 베어링의 동마찰 손실은 안정적으로 낮게 억제되어, 모터 소비 전류값이 안정되어 있다. 또한, 시일 립의 강성을 향상시킴으로써, 베어링 내부를 통과하는 공기의 흐름에 대항하는 힘이 증가되어, 부하 공기압의 상승에 의한 공기의 누설량의 증가가 억제되어 있다.Compared with the above-described conventional example 3, the seal member of the example 5 is a contact type seal member, but the dynamic friction loss of the bearing is stably suppressed, and the value of the motor consumption current is stable. Further, by improving the rigidity of the seal lip, the force against the flow of the air passing through the inside of the bearing is increased, and the increase in the leakage amount of the air due to the increase of the load air pressure is suppressed.

이와 같이, 실시예 5 의 시일이 형성된 볼 베어링은, 종래예 1, 2 의 시일이 형성된 볼 베어링과 비교하여, 부하 공기압이 낮은 상태에서는 공기의 누설이 거의 발생하지 않고, 부하 공기압의 상승에 수반하는 공기의 누설량의 증가는 완만하다. 이 점에서, 시일이 형성된 볼 베어링 (10) 이 클리너의 모터에 사용된 경우, 부하 공기압의 변동에 대한 누설 압력의 변동을 억제할 수 있으므로, 클리너의 흡입 성능의 편차를 방지할 수 있다. 또, 실시예 5 의 시일이 형성된 볼 베어링에서는, 모터 소비 전력은 부하 공기압에 상관없이 안정적으로 낮다. 따라서, 본 구성의 시일이 형성된 볼 베어링에 의하면, 베어링의 회전시에 있어서의 기계적 손실의 저감과 베어링의 밀봉성의 양방을 실현할 수 있는 것을 알 수 있다.As described above, compared with the ball bearing in which the seals of the prior art examples 1 and 2 are formed, the ball bearing in which the seal of the fifth embodiment is formed rarely causes leakage of air under a low load air pressure, The increase in the amount of air leakage is gradual. In this respect, when the ball bearing 10 on which the seal is formed is used for the motor of the cleaner, fluctuation of the leakage pressure against fluctuation of the load air pressure can be suppressed, and deviation of the suction performance of the cleaner can be prevented. In the ball bearing in which the seal of the fifth embodiment is formed, the motor power consumption is stably low regardless of the load air pressure. Thus, it can be seen that both the reduction of mechanical loss and the sealing of the bearing can be realized by the ball bearing having the seal of the present construction.

본 발명은, 전술한 각 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 적절히 변경, 개량 등이 가능하다. 예를 들어, 상기한 각 실시형태에 관련된 시일이 형성된 볼 베어링에 있어서는, 실드판 (40) 을 금속 박판에 의해 형성하고 있었지만, 실드판 (40) 은 금속제의 심재를 고무, 합성 수지 등의 탄성재로 피복하여, 전체가 원환상이 되도록 형성해도 된다. 또, 시일 부재의 탄성부는, 고무 등에 의해 형성해도 된다. 또한, 본 발명의 시일이 형성된 볼 베어링은, 앵귤러 볼 베어링에 한정되지 않고, 원통 롤러 베어링 등의 다른 구름 베어링이어도 된다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be appropriately changed or improved. For example, in the ball bearing in which the seals are formed according to each of the above embodiments, the shield plate 40 is formed of a thin metal plate. However, the shield plate 40 may be made of a metal, Or may be covered with ashes to form an annular shape as a whole. The elastic portion of the seal member may be formed of rubber or the like. The ball bearing with the seal of the present invention is not limited to an angular ball bearing but may be another rolling bearing such as a cylindrical roller bearing.

산업상 이용가능성Industrial availability

본 발명은, 예를 들어 클리너의 모터에서 사용되는 베어링 등에 적용 가능하다.The present invention is applicable to, for example, a bearing used in a motor of a cleaner.

본 출원은 2014년 2월 17일 출원된 일본 특허출원 (일본 특허출원 2014-27740호), 및 2014년 3월 24일 출원된 일본 특허출원 (일본 특허출원 2014-59995호) 에 기초하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다.The present application is based on Japanese Patent Application (Japanese Patent Application No. 2014-27740) filed on February 17, 2014, and Japanese Patent Application (Japanese Patent Application No. 2014-59995) filed on March 24, The content of which is hereby incorporated by reference.

10, 10A, 10A1, 10B, 10C, 10D : 시일이 형성된 볼 베어링
15 : 볼
20 : 외륜
22 : 외륜 궤도면
30 : 내륜
31 : 내륜 외주면
32 : 내륜 궤도면
36 : 시일 홈
50, 50A, 50A1, 50B, 50C, 50D : 시일 부재
51 : 심금
56, 56A, 56A1, 56B, 56C, 56D : 시일 립
56a : 내주측 가장자리부
56a1 : 내측 립
56a2 : 외측 립10, 10A, 10A1, 10B, 10C, 10D: ball bearings formed with seals
15: Ball
20: Outer ring
22: Outer ring raceway surface
30: inner ring
31: outer circumference of inner ring
32: Inner ring raceway surface
36: Seal Home
50, 50A, 50A1, 50B, 50C, 50D:
51: Hearts
56, 56A, 56A1, 56B, 56C, 56D: seal lip
56a: Inner circumferential edge portion
56a1: inner lip
56a2: outer lip

Claims (8)

내주면에 외륜 궤도면이 형성된 외륜과, 외주면에 내륜 궤도면이 형성된 내륜과, 상기 외륜 궤도면과 상기 내륜 궤도면 사이에 자유롭게 전동할 수 있도록 둘레 방향으로 복수 배치된 볼과, 상기 외륜의 내주면에 고정된 시일 부재를 구비하는 시일이 형성된 볼 베어링으로서,
상기 시일 부재가, 원환 형상의 심금과, 상기 심금을 피복하는 원환 형상의 탄성부를 구비하고,
상기 시일 부재의 상기 심금의 내경 φDc 및 상기 탄성부의 내경 φDr 이 1.0 ≤ φDc/φDr ≤ 1.1 을 만족하고,
상기 시일 부재의 상기 심금의 내경 φDc 및 상기 내륜의 외경 φDB 가 φDc/φDB ＜ 1.0 을 만족하는 것을 특징으로 하는 시일이 형성된 볼 베어링.An inner ring having an inner ring raceway surface formed on an outer circumferential surface thereof; a ball disposed in a circumferential direction so as to freely roll between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface; A ball bearing having a seal provided with a fixed seal member,
Wherein the seal member comprises an annular core and an annular elastic portion covering the core,
The inner diameter? Dc of the core of the seal member and the inner diameter? Dr of the elastic portion satisfy 1.0?? Dc /? Dr? 1.1,
The inner diameter? Dc of the core of the seal member and the outer diameter? DB of the inner ring satisfy? Dc /? DB <1.0. 제 1 항에 있어서,
상기 탄성부의 내주측 가장자리부가, 상기 내륜의 상기 외주면에 형성된 시일 홈 내에 위치하고 있고,
상기 탄성부의 상기 내주측 가장자리부와 상기 시일 홈 사이의 축 방향의 거리 Δd 가, 엑시얼 내부 틈의 절반의 치수인 것을 특징으로 하는 시일이 형성된 볼 베어링.The method according to claim 1,
The inner peripheral edge portion of the elastic portion is located in the seal groove formed in the outer peripheral surface of the inner ring,
And a distance d in the axial direction between the inner circumferential edge portion of the elastic portion and the seal groove is a dimension of one half of the axial internal clearance. 제 1 항에 있어서,
상기 탄성부가 상기 내륜의 상기 외주면에 형성된 시일 홈 내에 위치하고 있고,
상기 시일 부재가, 상기 시일 홈과는 항상 비접촉 상태에서 상기 외륜에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 시일이 형성된 볼 베어링.The method according to claim 1,
Wherein the resilient portion is located in a seal groove formed in the outer peripheral surface of the inner ring,
Wherein the seal member is fixed to the outer ring in a non-contact state with the seal groove at all times. 제 2 항에 있어서,
상기 시일 부재가, 상기 시일 홈과 접촉 가능하게 상기 외륜에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 시일이 형성된 볼 베어링.3. The method of claim 2,
Wherein the seal member is fixed to the outer ring so as to be in contact with the seal groove. 제 4 항에 있어서,
상기 시일 홈에 접촉하는 상기 탄성부의 상기 내주측 가장자리부가, 축 방향 단면에 있어서 원호형 단면을 가지고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시일이 형성된 볼 베어링.5. The method of claim 4,
And the inner peripheral edge portion of the elastic portion contacting the seal groove is formed to have an arcuate cross-section in the axial cross-section. 제 1 항에 있어서,
상기 탄성부는, 상기 내륜의 상기 외주면에 형성된 시일 홈 내에 배치되는, 베어링 안쪽의 내측 립과 베어링 바깥쪽의 외측 립을 갖고, 상기 내측 립과 상기 외측 립이 각각 축 방향 단면에 있어서 원호형 단면을 가지고 형성된 것을 특징으로 하는 시일이 형성된 볼 베어링.The method according to claim 1,
Wherein the elastic portion has an inner lip on the inner side of the bearing and an outer lip on the outer side of the bearing disposed in a seal groove formed in the outer circumferential surface of the inner ring and the inner lip and the outer lip each have an arcuate cross- Wherein the ball bearing is formed with a seal. 제 6 항에 있어서,
상기 내측 립과 상기 시일 홈의 베어링 안쪽의 내측 벽부 사이의 축 방향 거리, 상기 외측 립과 상기 시일 홈의 베어링 바깥쪽의 외측 벽부 사이의 축 방향 거리 중 적어도 어느 일방이, 예압 부여 전의 상태에서 엑시얼 내부 틈의 절반의 길이인 것을 특징으로 하는 시일이 형성된 볼 베어링.The method according to claim 6,
At least one of an axial distance between the inner lip and the inner wall portion of the bearing groove of the seal groove, and an axial distance between the outer lip and the outer wall portion of the seal groove outside the bearing, Wherein the seal is a half length of the inner clearance. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 시일 홈에 있어서의 베어링 안쪽의 내측 벽부와 베어링 바깥쪽의 외측 벽부는, 상기 내륜의 직경 방향에 대한 경사각이 각각 동등한 것을 특징으로 하는 시일이 형성된 볼 베어링.8. The method according to claim 6 or 7,
Wherein the inner wall portion on the inner side of the bearing and the outer side wall portion on the outer side of the bearing in the seal groove have the same inclination angle with respect to the radial direction of the inner ring.
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