JP2000027875A - シール構造 - Google Patents

シール構造

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JP2000027875A
JP2000027875A JP10199014A JP19901498A JP2000027875A JP 2000027875 A JP2000027875 A JP 2000027875A JP 10199014 A JP10199014 A JP 10199014A JP 19901498 A JP19901498 A JP 19901498A JP 2000027875 A JP2000027875 A JP 2000027875A
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JP10199014A
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Chuichi Sato
忠一 佐藤
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NSK Ltd
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NSK Ltd
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72Sealings
    • F16C33/76Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/78Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F16C33/7803Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members suited for particular types of rolling bearings
    • F16C33/7813Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members suited for particular types of rolling bearings for tapered roller bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
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    • F16C19/34Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/38Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
    • F16C19/383Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水分の内部潤滑剤との混入による潤滑性能の
劣化や錆発生を防止して軸受等の長寿命化を図ると共
に、摩擦トルクの低減を図る。 【解決手段】 このシール構造1は鉄鋼設備用軸受2の
端部のシールを行うものであり、シール本体としてのオ
イルシール3を備える。オイルシール3は軸受2の内輪
(回転側)4外径面と接触するばね付リップ部5を有し
ており、該リップ部5は軸受2の外輪6と略同径のリン
グ部材7に固定された心金8に取り付けられている。心
金8の内部側壁面には吸水部9が設けられている。吸水
部9は吸水体としての高吸水性ポリマー10、綿状パル
プ11及び不織布12を内部側に向けて順番に積層して
構成されており、接着等の手段を介して心金8の内部側
壁面に固着されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば軸受の密封
装置として用いられるシール構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のシール構造としては、外
部からの水を始めとする異物等の浸入を阻止するため
に、リップ部を持つオイルシールが一般に使用されてい
る。オイルシールの水浸入阻止機能はオイルシール自体
の性能だけでなく、相手材(軸やハウジング等)の性状
(粗さ、硬度、加工目等)にも影響されるため、種々の
形式のオイルシールが存在する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
オイルシールにおいては、相手材との関係、円周方向や
軸方向の相対速度、及びリップ部の摩耗等の影響を受け
るため、完全に水分の浸入を阻止することは難しく、内
部潤滑剤との混入による潤滑性能の劣化や錆発生の原因
になって軸受等の長寿命化の妨げになっている。また、
シール性向上のために、リップ数を増やしたり、予圧ば
ね力を大とする等の技術が提案されているが、相対運動
に対する摩擦力がより大となって摩擦トルクが増大する
という問題がある。
【0004】一方、シールされる軸受等の内部に関して
は、水分の浸入を容認した上で軸受材料の改良やグリー
スの改良が行われているが、軸受等の長寿命化を十分に
図れるには至っていないのが現状である。
【0005】また、鉄鋼設備用軸受や抄紙機用軸受で
は、オイルシールを組み込んだ密封軸受が使用される
が、より高負荷容量、よりサイズダウンのため、ころ長
さを大とする傾向にあり、オイルシールの幅寸法が小と
なってシール性能が低下するという不都合がある。
【0006】本発明はかかる不都合を解消するためにな
されたものであり、水分の内部潤滑剤との混入による潤
滑性能の劣化や錆発生を防止して軸受等の長寿命化を図
ることができると共に、摩擦トルクの低減を図ることが
できるシール構造を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明に係るシール構造は、シール本体と、該シ
ール本体の内部側に設けられた高吸水性ポリマーを主体
とする吸水部とを備え、該吸水部は前記シール本体から
浸入した水分を吸水して高分子ハイドロゲルとして固定
化することを特徴とする。
【0008】ここで、高吸水性ポリマーを主体とした吸
水部としては、例えば、シール本体の内部側壁面に吸水
体としての高吸水性ポリマー、綿状パルプ及び不織布を
内部側に向けて順番に積層して構成したものを用いるこ
とができる。
【0009】また、二個のシール本体を互いに離間配置
して外部環境、中間部(二個のシール本体の間)及び内
部空間に仕切り、前記中間部に高吸水性ポリマーを主体
とした吸水部を配置するように構成してもよい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態で
あるシール構造を説明するための説明的断面図、図2は
本発明の第2の実施の形態であるシール構造を説明する
ための説明的断面図である。尚、各実施の形態共に、シ
ール本体として、軸受用のオイルシールを例に採って説
明する。
【0011】まず、図1を参照して、第1の実施の形態
のシール構造1から説明すると、このシール構造1は鉄
鋼設備用軸受2の端部をシールするものであり、シール
本体としてのオイルシール3を備える。
【0012】オイルシール3は軸受2の内輪(回転側)
4と接触するばね付リップ部5を有しており、該リップ
部5は軸受2の外輪6と略同径のリング部材7に固定さ
れた心金8に取り付けられている。
【0013】心金8の内部側壁面には吸水部9が設けら
れている。吸水部9は吸水体としての高吸水性ポリマー
10、綿状パルプ11及び不織布12を内部側に向けて
順番に積層して構成されており、接着等の手段を介して
心金8の内部側壁面に固着されている。高吸水性ポリマ
ー10は、リップ部5から浸入した水分を吸水して高分
子ハイドロゲルとして固定化する機能を持っており、種
々の物性(ゲル ソフトマテリアルの基礎と応用 15
5頁〜156頁参照:荻野一善・長田義仁・伏見隆夫・
山内愛造共著 産業図書編)の中で吸水性、保水性及び
吸湿性が浸入水分の吸水保持特性として重要である。更
に、水選択吸収性は潤滑油の中の水分のみを吸収して固
定化することが可能で油潤滑軸受の場合に適している。
【0014】なお、図1において符号13は、リップ部
5と軸受2のころ14との間で内輪4に固定されたスリ
ンガであり、該スリンガ13は内輪4と共に回転してそ
の遠心力作用により潤滑油の漏れや水分を始めとする異
物等の浸入を防ぐようになっている。
【0015】かかる構成のシール構造1においては、リ
ップ部5から浸入した水分は、まず、不織布12及び綿
状パルプ11によって素早く吸収され、次いで、綿状パ
ルプ11から高吸収性ポリマー10が水を徐々に吸収し
て高分子ハイドロゲルとして固定化保持するとともに綿
状パルプ11を乾し、これにより、軸受2内への水の浸
入が阻止されるようになっている。なお、不織布12、
綿状パルプ11及び高吸収性ポリマー10はいずれも吸
収した水を拡散させるように機能する。また、高吸収性
ポリマー10は自体積の数倍の水分を吸収することが可
能であり、更に、不織布12は水分吸収後の固定化保持
の役目を果たす。
【0016】ここで、高吸水性ポリマー10は、吸水速
度の速くして水を素早く吸収する必要がある場合には、
ポリマーを微粉末、多孔体などの表面積の大きな形態に
しておくとよい。また、高吸水性ポリマー10の良好な
水分吸収性能を確保すべく、大きく膨潤してハイドロゲ
ルになり易くして吸水量の大きなポリマーとすると共
に、膨潤しやすさを損なわない範囲で橋架け密度の高い
ポリマーとしてハイドロゲルとしての強度を高くし、吸
収した水を基に戻さないようにする必要があり、更に
は、加工液に防腐剤等の他の成分の混入もあるため、こ
の成分の影響を受けにくいポリマー構成とする必要があ
る。
【0017】上記の説明から明らかなように、この実施
の形態では、リップ部5から浸入した水分を軸受2の手
前で高吸水性ポリマー10を主体とした吸水部9によっ
て吸収してハイドロゲルとして固定化保持し、これによ
り、軸受2内への水の浸入を阻止するようにしているの
で、軸受2の錆発生及び水混入によるグリース潤滑性能
の劣化を良好に防止することができ、この結果、軸受の
長寿命化を図ることができ、鉄鋼設備及び抄紙機等の安
定稼働を可能にすることができる。
【0018】また、リップ部5からの水の浸入をある程
度容認していることから、従来のように、シール性向上
のためにリップ数を増やしたり、予圧ばね力を大とする
必要がなくなり、この結果、相対運動に対する摩擦力を
小さくすることが可能になって摩擦トルクの低減を図る
ことができる。
【0019】次に、図2を参照して、本発明の第2の実
施の形態であるシール構造を説明する。このシール構造
21は回転軸24を回転可能に支持する軸受22の端部
をシールするものであり、軸方向に互いに離間配置され
たシール本体としての二個のオイルシール23a,23
bを備える。
【0020】オイルシール23a及び23bはそれぞれ
回転軸24の外周面と接触するばね付リップ部25a及
び25bを有しており、また、リップ部25a及び25
bはそれぞれハウジング27に固定された心金28a及
び28bに取り付けられている。取付状態においては各
リップ部25a,25bのばね26a,26bは外側
(シール方向)に配置されている。
【0021】外側のオイルシール23aの心金28aの
内部側壁面には上述した第1の実施の形態と同様の吸水
部9が設けられている。吸水部9は吸水体としての高吸
水性ポリマー10、綿状パルプ11及び不織布12を内
部側に向けて順番に積層して構成されており、接着等の
手段を介して心金28aの内部側壁面に固着されてい
る。
【0022】ここで、オイルシール23aの外側を外部
環境A、オイルシール23aとオイルシール23bとの
間の空間を中間部B、オイルシール23bの軸受22側
を内部空間Cとすると、オイルシール23aのリップ部
25aから中間部Bに浸入した水分は、不織布12及び
綿状パルプ11によって素早く吸収され、次いで、綿状
パルプ11から高吸収性ポリマー10が水を徐々に吸収
して高分子ハイドロゲルとして固定化保持するとともに
綿状パルプ11を乾し、これにより、軸受22内への水
の浸入が阻止される。
【0023】軸受22内部の温度が100°C以上にな
って中間部Bも100°C以上になると、吸水部9から
水分が蒸気となって流出し、中間部Bの圧力が蒸気圧の
分だけ高くなる。したがって、この圧力によりオイルシ
ール23bのリップ部25bのシール効果が高くなり、
蒸気が内部空間C側に浸入するのが阻止される。
【0024】また、中間部Bの圧力がオイルシール23
aのリップ部25aのシール効果以上に上昇すると、中
間部Bから外部環境Aへ向けての蒸気の流れが発生し、
吸水部9に吸収された水分は蒸気として外部環境Aに排
出されることになる。更に、機械の停止等によって内部
空間Cの温度が低くなると、中間部Bの蒸気は水となっ
て再び吸水部9に上記同様にして吸収される。
【0025】このように、この実施の形態では、二個の
オイルシール23a,23bと各オイルシール23a,
23b間に設けられた吸水部9とが一種のチェックバル
ブとして機能するため、軸受22への水の浸入を良好に
阻止することができる。なお、その他の作用効果につい
ては上述した第1の実施の形態と同様であるのでその説
明を省略する。
【0026】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、水分の内部潤滑剤との混入による潤滑性能の
劣化や錆発生を防止して軸受等の長寿命化を図ることが
できると共に、摩擦トルクの低減を図ることができると
いう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態であるシール構造を
説明するための説明的断面図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態であるシール構造を
説明するための説明的断面図である。
【符号の説明】
1,21…シール構造 3.23a,23b…オイルシール(シール本体) 5,25a,25b…リップ部 9…吸水部 10…高吸水性ポリマー 11…綿状パルプ 12…不織布

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シール本体と、該シール本体の内部側に
    設けられた高吸水性ポリマーを主体とする吸水部とを備
    え、該吸水部は前記シール本体から浸入した水分を吸水
    して高分子ハイドロゲルとして固定化することを特徴と
    するシール構造。
JP10199014A 1998-07-14 1998-07-14 シール構造 Pending JP2000027875A (ja)

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