JP2001153146A - 軸受ユニットの軸封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑剤の定期的な補給を必要とすることなく
軸をシールすることができ、且つ余剰な潤滑剤の漏出に
より周辺環境や製品等を汚染するのを防止することがで
きる軸受ユニットの軸封装置を提供する。 【解決手段】 軸１０の縮径部１１には自動調心転がり
軸受１２が取り付けられている。軸受１２はハウジング
１３に収容されており、縮径部１１に外嵌された内輪１
４と、ハウジング１３の内周部に内嵌された外輪１５
と、内輪１４の外周面上及び外輪１５の内周面上の各軌
道溝を転動する２列のころ１６と、ころ１６の一体型保
持器１７とから主として構成されている。ハウジング１
３の一方の軸方向端部のシール溝３０には、当該軸方向
端部と軸１０の間のシールを確保するために、リング状
の潤滑剤含有ポリマ部材４０が軸１０に外嵌するように
設けられている。潤滑剤含有ポリマ部材４０は、その内
周面に軸１０の周面と摺動する環状リップ４２を有す
る。リップ４２は、半径方向内側且つ軸受ユニットの外
部に向かって斜めに延びている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸受ユニットの軸
封装置に関し、特に鉄鋼設備等に使用されるプランマブ
ロック等の転がり軸受ユニットの軸封装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄鋼設備等に使用される従来の軸受ユニ
ットの軸封装置、例えばオイルシール等は、その摺動部
（リップ部）に潤滑剤を塗布する必要があり。そのた
め、鉄鋼生産現場では、オイルシールのリップ部へ潤滑
剤を定期的に補充する作業が通常行われ、そのための経
費を必要とする。さらに、オイルシールのリップ部から
漏れ出た余剰な潤滑剤が軸の回転に伴って飛散し、周辺
環境や製品である圧延板等を汚染するという問題も発生
している。そこで、図５に示されるような軸封装置が考
案されている。

【０００３】図５の軸封装置１０１は、一対の芯金１０
２，１０３の嵌合つば１０９，１１０相互を嵌合一体化
し、該芯金１０２，１０３の本体部分１０７，１０８の
内周縁にシール部材１０４，１０５を装着している。各
シール部材１０４，１０５のリップ部は柔軟性があり、
使用時は適当に撓んで軸１１１の外径面に押圧される。
その押圧力を強くするために、一方のシール部材１０５
のリップ部の外周面にクリップ１１５が嵌められてい
る。シール部材１０５は上記芯金１０２，１０３の本体
部分１０７，１０８の対向間隙に潤滑剤含有ポリマ、い
わゆるプラスチックグリース１０６を充填した構成とな
っている。

【０００４】これは、オイルシール内に潤滑剤含有ポリ
マを内蔵し、そこから継続的に滲み出る潤滑剤をシール
部材１０４，１０５のリップ部に導いてその潤滑に用い
ようというものである。それにより、定期的な潤滑剤の
補給作業を省略できるだけでなく、滲み出す潤滑剤の量
がわずかであるため、前述のような装置周辺の汚染の問
題を解決することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本図の
様式のものでは、内蔵された潤滑剤含有ポリマからの潤
滑剤の滲み出し量が微量であるため、容易にはシール部
材１０４，１０５のリップ部に潤滑剤が到達しないか、
あるいは滲み出し量が充分でも、潤滑剤含有ポリマの内
周部を伝って流れて、内周部の最下部に溜まるだけで、
やはりリップ部には到達しないという欠点がある。

【０００６】そこで、本発明は、潤滑剤の定期的な補給
を必要とすることなく軸をシールすることができ、且つ
余剰な潤滑剤の漏出により周辺環境や製品等を汚染する
のを防止することができる軸受ユニットの軸封装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の軸封装置は、軸に外嵌された軸受
と、該軸受を収容するハウジングとを備える軸受ユニッ
トの軸封装置において、前記軸が前記ハウジングを貫通
する前記ハウジングの両端部の少なくとも一方に設けら
れた環状のシール溝と、前記軸に外嵌するように該シー
ル溝に設けられたリング状の潤滑剤含有ポリマ部材とを
備え、前記潤滑剤含有ポリマ部材は、その内周面に前記
軸の周面と摺動する環状のリップを有することを特徴と
する。

【０００８】請求項１記載の軸封装置においては、潤滑
剤含有ポリマ部材はその内周面に軸の周面と摺動する環
状のリップを有するので、この環状のリップにより、軸
受への粉塵や水の飛沫の侵入を防止することができる。
また、リップの摺動面から潤滑剤が継続的に滲み出て該
摺動面を良好に潤滑するため、軸の周面との摩擦で該摺
動面が磨耗することなく軸の周面との間に隙間ができる
のを防止して、そこから粉塵や水の飛沫が侵入するのを
防止することができる。さらに、リップから潤滑剤が長
期にわたって継続的に滲み出るため定期的に潤滑剤を補
給する必要はなく、しかも該潤滑剤の滲み出し量はわず
かであって潤滑に対して必要最小限であるため、軸の回
転に伴って飛散して周辺環境や製品等を汚染することが
ない。

【０００９】従って、請求項１記載の軸封装置によれ
ば、潤滑剤の定期的な補給を必要とすることなく軸をシ
ールすることができ、且つ余剰な潤滑剤の漏出により周
辺環境や製品等を汚染するのを防止することができる。

【００１０】上記軸封装置において、前記リップは、軸
の半径方向内側且つ軸受ユニットの外部に向かって斜め
に延びているのがよい。これにより、軸受ユニットの外
部からの粉塵や水の飛沫の侵入を効果的に防止すること
ができる。

【００１１】上記軸封装置において、好ましくは、環状
のリップが複数設けられているのがよい。リップの数が
多いほど防塵性能及び防水性能を向上させることができ
る。

【００１２】上記軸封装置において、前記リップは、２
つの環状のリップからなり、該リップの一方は軸の半径
方向内側且つ軸受ユニットの外部に向かって斜めに延
び、該リップの他方は軸の半径方向内側且つ軸受ユニッ
トの内部に向かって斜めに延びているのがよい。これに
より、軸受ユニットの外部からの粉塵や水の飛沫の侵入
を効果的に防止すると共に、余剰の潤滑剤の漏れ出しを
効果的に防止することができる。

【００１３】また、シール溝内に軸方向断面が略コの字
型をしたゴムカバーリングが嵌められ、潤滑剤含有ポリ
マ部材がゴムカバーリングの内周溝に収納されるのがよ
い。これにより、潤滑剤含有ポリマ部材が、直接ハウジ
ングの端面部と摺動することがなくなり、摺動するのは
ゴムカバーリングであるため、潤滑剤含有ポリマ部材が
磨耗する懸念が少なくなる。

【００１４】以下、本発明の軸受ユニットにおける潤滑
剤含有ポリマの組成について詳細に説明する。

【００１５】潤滑剤含有ポリマはポリオレフィン系樹脂
にパラフィン系鉱油やグリース等の潤滑剤が含有された
もので、樹脂に潤滑剤を混ぜて調整した原料を、樹脂の
融点以上に加熱して可塑化し、その後冷却することで固
形状にしたものであったり、又はグリースを含有した状
態で硬化したポリウレタンゴムであったり、又はポリエ
ステル系エラストマー樹脂にエステル油やそれを基油と
するグリース等の潤滑剤が含有されたもので、樹脂に潤
滑剤を混ぜて調整した原料を、樹脂の融点以上に加熱し
て可塑化し、その後冷却することで固形状にしたもので
あったりする。その組成比は、全重量に対して樹脂やゴ
ムが１０〜５０重量％、潤滑剤９０〜５０％であるが、
樹脂やゴムの組成比が少なくなるほど構造部品としての
強度が低下するため、本発明の場合は、組成比としては
樹脂やゴム２０〜５０重量％、潤滑剤８０〜５０％程度
が望ましい。潤滑剤としては、他にパラフィン系炭化水
素油、ナフテン系炭化水素油、鉱油、エーテル油、エス
テル油等が用いられる。

【００１６】

【本発明の実施の形態】以下、本発明に係る軸受ユニッ
トの軸封装置の実施の形態を詳述する。

【００１７】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態に係る軸封装置を有する軸受ユニットは図１に示
される構成を有している。ここに、図１は本発明の第１
の実施の形態に係る軸封装置を有する軸受ユニットの構
成を示している。本図は、固定軸端側の軸受ユニットを
示しており、自由端側の軸受ユニットも同様の構成であ
る。

【００１８】第１の実施の形態に係る軸受ユニットはプ
ランマブロックであり、図１において、軸１０はその端
部が縮径されて縮径部１１，１１ａが形成されており、
縮径部１１には自動調心転がり軸受１２が取り付けられ
ている。軸受１２は、ハウジング１３に収容されてお
り、縮径部１１に外嵌された内輪１４と、ハウジング１
３の内周部に内嵌された外輪１５と、内輪１４の外周面
上及び外輪１５の内周面上の各軌道溝を転動する２列の
ころ１６と、ころ１６の一体型保持器１７とから主とし
て構成されている。

【００１９】また、外輪１５の内周面に当接して上記各
軌道溝の間にリング状の潤滑剤含有ポリマ部材２０が内
嵌されている。潤滑剤含有ポリマ部材２０はころ１６の
外輪軌道面案内も行うように両端面がころ１６にそれぞ
れ接する。

【００２０】ハウジング１３の一方の軸方向端部のシー
ル溝３０には、当該軸方向端部と軸１０の間のシールを
確保するために、リング状の潤滑剤含有ポリマ部材４０
が軸１０に外嵌するように設けられている。潤滑剤含有
ポリマ部材４０の少なくとも一方の端面がそれに対応す
るシール溝３０の側面に接触している。

【００２１】潤滑剤含有ポリマ部材４０は、その内周面
に軸１０の周面と摺動する環状のリップ４２を有する。
リップ４２は、軸１０の半径方向内側且つ軸受ユニット
の外部に向かって斜めに延びている。

【００２２】また、同様に、ハウジング１３の他方の軸
方向端部のシール溝３１には、当該軸方向端部と軸１０
の間のシールを確保するために、潤滑剤含有ポリマ部材
４０と同様の構成及び機能を有するリング状の潤滑剤含
有ポリマ部材４１が縮径部１１ａに外嵌するように設け
られている。潤滑剤含有ポリマ部材４１の少なくとも一
方の端面がそれに対応するシール溝３１の端面に接触し
ている。潤滑剤含有ポリマ部材４１の形状及び構成は、
潤滑剤含有ポリマ部材４０と同じであり、且つリップ４
２と同様のリップ４３を有する。

【００２３】上記潤滑剤含有ポリマ部材２０の潤滑剤含
有ポリマの組成は、超高分子量ポリエチレン（超高分子
量に分類される）５ｗｔ％、高密度ポリエチレン（比較
的低分子量に分類される）２０ｗｔ％、ポリエチレンワ
ックス（ワックスに分類される）５ｗｔ％、及びパラフ
ィン系鉱油７０ｗｔ％からなる。

【００２４】上記潤滑剤含有ポリマ部材４０，４１の潤
滑剤含有ポリマの組成は、超高分子量ポリエチレン（超
高分子量に分類される）１０ｗｔ％、高密度ポリエチレ
ン（比較的低分子量に分類される）２０ｗｔ％、及びパ
ラフィン系鉱油７０ｗｔ％からなる。

【００２５】上記第１の実施の形態においては、シール
溝３０及び潤滑剤含有ポリマ部材４０、シール溝３１及
び潤滑剤含有ポリマ部材４１が軸封装置を構成する。

【００２６】以下、ハウジング１３の一方の軸方向端部
のものに注目して上記軸封装置の作用を説明する。

【００２７】リップ４２は、それ自身が有する弾性力に
より、その内周端（摺動面）が軸１０の周面に常に接す
ることによりシール面を確実に形成することができ、軸
受ユニットの外部から粉塵や水の飛沫の軸受ユニット内
部へ侵入するのを効果的に防止することができる。

【００２８】潤滑剤含有ポリマ部材４０のリップ４２の
摺動面からは潤滑剤が継続的に滲み出て該摺動面を良好
に潤滑するため、軸１０の周面との摩擦で該摺動面が磨
耗することなく軸１０の周面との間に隙間ができるのを
防止して、そこから粉塵や水の飛沫等の異物が侵入する
のを防止することができ、その結果、潤滑剤の定期的な
補給を必要とすることなく軸１０をシールすることがで
き、且つ余剰な潤滑剤の漏出により周辺環境や製品等を
汚染するのを防止することができる。

【００２９】なお、ハウジング１３の他方の軸方向端部
の軸封装置の作用も上記と同様である。

【００３０】以下、本発明の第２乃至第４の実施の形態
に係る軸封装置を説明するが、これらの実施の形態を示
す図、即ち図２乃至図４は、いずれも、ハウジング１３
の前記一方の軸方向端部を示しており、前記他方の軸方
向端部の軸封装置は同様に構成されているので、図示を
省略する。

【００３１】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態に係る軸封装置は図２に示される構成を有してい
る。ここに、図２は、本発明の第２の実施の形態に係る
軸封装置の構成を示す。

【００３２】本実施の形態は、第１図の軸受ユニットに
取り付けられると共に、第１の実施の形態の改良である
ので、その違いについてのみ説明し、第１の実施の形態
と共通する構成、作用、効果等は省略する。

【００３３】図２を参照しながら、本実施の形態に係る
軸封装置の構成について述べる。本実施の形態に係る軸
封装置の構成は、第１の実施の形態と基本的に同じであ
り、異なる点は、潤滑剤含有ポリマ部材４０が、その内
周面に軸１０の周面と摺動する環状のリップ４４及び環
状のリップ４５を有する。リップ４４，４５は、それ自
身が有する弾性力により、その内周端（摺動面）が軸１
０の周面に常に接することによりシール面を確実に形成
することができ、軸受ユニットの外部から粉塵や水の飛
沫の軸受ユニット内部へ侵入するのを効果的に防止する
ことができる。

【００３４】また、リップ４４は、軸１０の半径方向内
側且つ軸受ユニットの外部に向かって斜めに延び、リッ
プ４５は、軸１０の半径方向内側且つ軸受ユニットの内
部に向かって斜めに延びている。これにより、軸受１２
の外部からの粉塵や水の飛沫の侵入を効果的に防止する
と共に、余剰の潤滑剤の漏れ出しを効果的に防止するこ
とができ、その結果、潤滑剤の定期的な補給を必要とす
つことなく軸１０をシールすることができ、且つ余剰な
潤滑剤の漏出により周辺環境や製品等を汚染するのを防
止することができる上記第１及び第２の実施の形態の軸
封装置において、各々ハウジング１３の軸側端面部の部
分断面図である図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すよう
に、ハウジング１３に形成されたシール溝３０は、その
断面が台形で両端面が傾斜し、且つ、潤滑剤含有ポリマ
部材４０もその傾斜に合わせた両端面を持っていてもよ
い。これにより、潤滑剤含有ポリマ部材４０の両端面が
磨耗しても、潤滑剤含有ポリマ部材４０自身が有する圧
縮弾性力により、その両端面がシール溝の両端面に対し
て確実に接触させることができ、シール性能を向上させ
ることができる。

【００３５】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態に係る軸封装置は図４（ａ）に示される構成を有
している。ここに、図４（ａ）は本発明の第３の実施の
形態に係る軸封装置の構成を示す。

【００３６】本第３の実施の形態は、第１図の軸受ユニ
ットに取り付けられると共に、第１の実施の形態の改良
であるので、その違いについてのみ説明し、第１の実施
の形態と共通する構成、作用、効果等は省略する。

【００３７】まず、図４（ａ）を参照しながら、第３実
施の形態に係る軸封装置の構成について述べる。

【００３８】本実施の形態は、第１の実施の形態に対し
て、ハウジング５０に形成されたシール溝３０の断面が
台形で両端面が傾斜しており、その傾斜に合わせた両端
面を持つゴムカバーリング５０がシール溝３０に嵌合し
ている点で異なる。

【００３９】ハウジング１３の一方の軸方向端部のシー
ル溝３０には、軸方向断面がコの字型をしたゴムカバー
リング５０が弾性圧縮的に嵌合されており、このゴムカ
バーリング５０の内周溝には、当該軸側端面部と軸１０
の間のシールを確保するために、リップ４２を有するリ
ング状の潤滑剤含有ポリマ部材４０が軸１０に外嵌する
ように設けられている。潤滑剤含有ポリマ部材４０の少
なくとも一方の端面がそれに対応するゴムカバーリング
５０の内部端面と接触している。

【００４０】次に、本実施の形態に係る軸封装置の作
用、効果について説明する。

【００４１】第１の実施の形態では、例えば、ハウジン
グ１３が金属製である場合、ハウジング１３の一方の軸
方向端部と潤滑剤含有ポリマ部材４０との摺動面で潤滑
剤含有ポリマ部材４０の磨耗が発生する心配があるが、
本実施の形態では、ハウジング１３の一方の軸方向端部
と潤滑剤含有ポリマ部材４０との間にゴムカバーリング
５０を介在させたことにより、潤滑剤含有ポリマ部材４
０が、直接、ハウジング１３の軸側端面部と摺動するこ
とがなくなり、摺動するのは弾性体であるゴムカバーリ
ング５０であるため、潤滑剤含有ポリマ部材４０が磨耗
する懸念が少なくなる。もちろんこの場合も、潤滑剤含
有ポリマ部材４０とゴムカバーリング５０との摺動面か
らは、継続的に潤滑剤が滲み出して摺動面を潤滑するた
め、潤滑剤含有ポリマ部材４０とゴムカバーリング５０
双方とも磨耗して摺動面間に隙間ができるのを防止する
ことができ、その結果、シール性能が低下するのを防止
することができる。ゴムカバーリング５０は、弾性圧縮
的にハウジング１３の一方の軸方向端部のシール溝３０
に嵌合しているため、潤滑剤含有ポリマ部材４０との摺
動によりトルクを受けても、ハウジング１３の中で回転
することはない。

【００４２】加えて、ハウジング５０に形成されたシー
ル溝３０の断面が台形で両端面が傾斜しており、その傾
斜に合わせた両端面を持つゴムカバーリング５０がシー
ル溝３０に嵌合しているので、潤滑剤含有ポリマ部材４
０の内径・外径寸法の縮径によるシール溝３０の両内側
端面との間に隙間ができるのを防止して、確実にシール
性能を発揮することができる軸封装置を提供することが
できる。

【００４３】ゴムカバーリング５０の材料は、ゴム以外
に、エラストマー等を使用することができる。

【００４４】（第４の実施の形態）本発明の第４の実施
の形態に係る軸封装置は図４（ｂ）に示される構成を有
している。ここに、図４（ｂ）は本発明の第４の実施の
形態に係る軸封装置の構成を示す。

【００４５】本第４の実施の形態は、第１図の軸受ユニ
ットに取り付けられると共に、第３の実施の形態の改良
であるので、その違いについてのみ説明し、第３の実施
の形態と共通する構成、作用、効果等は省略する。

【００４６】図４（ｂ）の軸封装置において、潤滑剤含
有ポリマリング４０は、図２に示すものと同様の２つの
環状のリップ４４，４５を有する。これにより、上記第
３の実施の形態の軸封装置の効果に加えて、２つのリッ
プ４４，４５によってシール性能を向上させることがで
きる。

【００４７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１記
載の軸封装置においては、潤滑剤含有ポリマ部材はその
内周面に軸の周面と摺動する環状のリップを有するの
で、この環状のリップにより、軸受への粉塵や水の飛沫
の侵入を防止することができる。また、リップの摺動面
から潤滑剤が継続的に滲み出て該摺動面を良好に潤滑す
るため、軸の周面との摩擦で該摺動面が磨耗することな
く軸の周面との間に隙間ができるのを防止して、そこか
ら粉塵や水の飛沫が侵入するのを防止することができ
る。さらに、リップから潤滑剤が長期にわたって継続的
に滲み出るため定期的に潤滑剤を補給する必要はなく、
しかも該潤滑剤の滲み出し量はわずかであって潤滑に対
して必要最小限であるため、軸の回転に伴って飛散して
周辺環境や製品等を汚染することがない。

【００４８】従って、請求項１記載の軸封装置によれ
ば、潤滑剤の定期的な補給を必要とすることなく軸をシ
ールすることができ、且つ余剰な潤滑剤の漏出により周
辺環境や製品等を汚染するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る軸封装置を有
する軸受ユニットの軸方向部分断面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る軸封装置の軸
方向部分断面図である。

【図３】（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る軸封
装置の変形例の軸方向部分断面図であり、（ｂ）は本発
明の第２の実施の形態に係る軸封装置の変形例の軸方向
部分断面図である。

【図４】（ａ）は本発明の第３の実施の形態に係る軸封
装置の軸方向部分断面図であり、（ｂ）は本発明の第４
の実施の形態に係る軸封装置の軸方向部分断面図であ
る。

【図５】従来の軸封装置の軸方向部分断面図である。

【符号の説明】

１０ 軸 １２ 自動調心転がり軸受 １３ ハウジング １４ 内輪 １５ 外輪 １６ ころ １７ 保持器 ２０ 潤滑剤含有ポリマ部材 ３０ シール溝 ４０ 潤滑剤含有ポリマ部材 ４１ 突起 ４２，４３，４４，５３ リップ ５０ ゴムカバーリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸に外嵌された軸受と、該軸受を収容す
   るハウジングとを備える軸受ユニットの軸封装置におい
   て、前記軸が前記ハウジングを貫通する前記ハウジング
   の両端部の少なくとも一方に設けられた環状のシール溝
   と、前記軸に外嵌するように該シール溝に設けられたリ
   ング状の潤滑剤含有ポリマ部材とを備え、前記潤滑剤含
   有ポリマ部材は、その内周面に前記軸の周面と摺動する
   環状のリップを有することを特徴とする軸受ユニットの
   軸封装置。