JP2003139150A

JP2003139150A - 転がり軸受

Info

Publication number: JP2003139150A
Application number: JP2001339000A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Kawase; 達夫川瀬; Morihiro Wada; 守弘和田; Mitsuo Sasabe; 光男笹部
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2001-11-05
Filing date: 2001-11-05
Publication date: 2003-05-14

Abstract

(57)【要約】【課題】防塵性に優れ、かつ回転トルクが小さい転が
り軸受を提供することである。【解決手段】回転側の軌道輪である外輪１に内周側に
リップ部８を有するシール５を固定し、その外側面のリ
ップ部８の位置に形成された環状の凹部７ａを円周方向
に仕切る羽根９を設けることにより、外輪１を回転させ
たときに、外輪１とともに回転するシール５の羽根９
で、リップ部８外側近傍に円周方向の空気の流れを発生
させ、遠心力との合成により外向きの空気の流れを形成
して、リップ部８に近づく異物を外輪１側へ排出し、リ
ップ部８内周端のダストリップ８ｂと内輪２外周面との
間の隙間に異物が接近しにくいようにして、リップ部８
の締め代を増やすことなく防塵性を向上させたのであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、シール部材が組
み込まれた密封型の転がり軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】シールやシールド板等のシール部材が組
み込まれた密封型の転がり軸受は、内部に潤滑剤が封入
されており、外部からの潤滑の必要性がないことから、
広く使用されている。軸受に組み込まれているシール部
材は、軸受内部に封入された潤滑剤の漏洩を防ぐととも
に、外部からの異物の侵入を防止する役割も果たしてい
る。

【０００３】このような密封型軸受のシール部材には、
一方の軌道輪に固定されて他方の軌道輪にリップ部を接
触させる接触形と、他方の軌道輪とリップ部との間に微
小な隙間を形成する非接触形とがある。非接触形のシー
ル部材は、軸受を低トルクで回転させることが必要な用
途に適しているが、防塵性の点では必ずしも十分とは言
えない。従って、軸受にダストや泥水等の異物が多量に
接触するような場所では、通常、防塵性に優れた接触形
のシール部材を組み込んだ軸受が使用される。

【０００４】しかしながら、従来の密封型転がり軸受で
は、接触形のシール部材を組み込んだタイプのものであ
っても、使用される条件によっては、運転中のリップ部
のバタツキやリップ部と対向する軌道輪との間への異物
の噛み込み等の要因により、リップ部が部分的に軌道輪
から離れて異物が内部へ侵入し、寿命や性能が大きく低
下することがある。リップ部の締め代を大きくしてリッ
プ部を軌道輪から離れにくくすれば、防塵性を向上させ
ることができるが、回転トルクが大きくなる問題が生じ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の課
題は、防塵性に優れ、かつ回転トルクが小さい転がり軸
受を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、外輪と内輪のいずれか一方の軌道輪に
環状のシール部材を固定した転がり軸受において、前記
シール部材を前記外輪と内輪のうちの回転する側の軌道
輪に固定して、このシール部材の外側面に、前記回転側
の軌道輪を回転させたときに円周方向の空気の流れを発
生させる羽根を設けた構成を採用したのである。

【０００７】すなわち、シール部材を回転側の軌道輪に
固定して、このシール部材の外側面に羽根を設けること
により、回転側の軌道輪を回転させたときに、シール部
材に設けた羽根で、軸受側端部近傍の空気に円周方向の
流れを発生させ、旋回する空気に作用する遠心力との合
成により外向きの空気の流れを形成して、シール部材に
近づく異物を外輪側へ排出し、シール部材と固定側の軌
道輪とが対向して構成するシール部に異物が接近しにく
いようにしたのである。

【０００８】前記羽根を、前記シール部材の外側面の同
一円周上に複数設けたり、前記シール部材の外側面の複
数の異なる円周上にそれぞれ一つ以上設けたりすること
により、前記外向きの空気の流れを大きくして、異物の
シール部への接近をより効果的に阻止することができ
る。

【０００９】前記羽根の一部またはすべての外輪側を、
軸受半径方向に対して、前記回転側の軌道輪の回転方向
と反対の方向に傾けることにより、前記外向きの空気の
流れをより効率よく形成することができる。

【００１０】前記羽根を、軸受側端面よりも外側へ突出
しないように形成して、軸受幅を規格の寸法内におさめ
ることにより、運搬や設置の際に従来の規格品と同様に
取り扱うことができる。

【００１１】前記シール部材としては、芯金にゴム製の
シール材を取り付けたシールまたは金属製のシールド板
を使用することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図８に基づき、こ
の発明の実施形態を説明する。図１乃至図６は、第１の
実施形態を示す。この転がり軸受は、自動車用アイドラ
プーリやテンションプーリのように外輪１が回転する用
途に使用されるもので、図１（ａ）に示すように、外輪
１と内輪２との間の隙間に玉３が複数収容されて保持器
４で保持されており、外輪１の両端部の内周面に設けら
れたシール溝１ａに外周端部を固定された環状のシール
５により、外輪１と内輪２との間の隙間の両側端が塞が
れている。シール５は、鋼板製の芯金６に合成ゴムで形
成されたシール材７を固着したもので、シール材７の内
周側にリップ部８が設けられている。

【００１３】図１（ｂ）に示すように、シール材７のリ
ップ部８は、芯金６内周端から内輪２に向かって延びる
リップ支持部８ａと、その内周端に形成されたダストリ
ップ８ｂおよび主リップ８ｃとで構成されており、主リ
ップ８ｃが内輪２の両端部の外周面に設けられたシール
溝２ａの内壁と接触し、ダストリップ８ｂは内輪２の肩
部の外周面との間に微小な隙間を形成するように配され
ている。

【００１４】主リップ８ｃには、軸受の内部と外部とを
連通させる空気流通溝８ｄが、円周方向の複数箇所に設
けられている。これにより、軸受内部は常に外部と同じ
圧力となって、主リップ８ｃがほぼ一定の力でシール溝
２ａの内壁に押し当てられ、安定した回転トルクで軸受
を運転することができる。

【００１５】また、図２にも示すように、シール材７の
外側面には、リップ部８の位置に環状の凹部７ａが形成
されており、この凹部７ａを円周方向に仕切る羽根９
が、軸受側端面１０よりも外側へ突出しないように設け
られている。羽根９は、軸受半径方向に沿って放射状に
延びるように形成されており、円周方向に等間隔で４箇
所に配置されている。

【００１６】次に、この軸受の異物侵入防止機構につい
て説明する。軸受運転時に外輪１が回転すると、シール
５が外輪１とともに回転し、シール５の外側面に設けた
羽根９により、リップ部８外側近傍に円周方向の空気の
流れが発生する。このとき、円周方向に旋回する空気に
遠心力が作用することにより、旋回しながら外輪１側へ
広がっていく外向きの空気の流れが形成される。この外
向きの空気の流れにより、軸受外側からリップ部８に近
づく異物は、ダストリップ８ｂと内輪２外周面との間の
隙間に接近することなく外輪１側へ排出される。また、
たとえ異物がこの隙間の開口部まで到達しても、ダスト
リップ８ｂおよび主リップ８ｃの本来のシール効果によ
り軸受内部への侵入は阻止される。

【００１７】すなわち、この軸受では、上述した２重の
異物侵入防止機構により優れた防塵性が得られ、しか
も、防塵性向上のために主リップ８ｃの締め代を増やす
必要がないので、回転トルクも従来と同程度に小さく抑
えられる。

【００１８】また、主リップ８ｃまで到達する異物がほ
とんどないことから、主リップ８ｃに空気流通溝８ｄを
必要なだけ設けて、防塵性を損なわずに回転トルクの安
定化を図ることができる。

【００１９】さらに、この軸受では、羽根９が軸受側端
面１０よりも外側へ突出しないようにシール材７の凹部
７ａに形成されているため、軸受幅が規格の寸法内にお
さまり、運搬や設置の際に従来の規格品と同様に取り扱
うことができる。

【００２０】なお、羽根９の数や大きさは、羽根９を設
けたことによるリップ支持部８ａの剛性の増加が主リッ
プ８ｃの内輪シール溝２ａに対する追従性を損なわない
範囲で、種々の設計が可能である。また、羽根どうしの
位置関係や形状も、種々変更可能である。

【００２１】図３は、シールの羽根の向きを変えた例を
示す。この変形例では、各羽根１１が、その外輪側を、
軸受半径方向に対して図中に矢印で示す回転方向と反対
の方向に傾けられており、前記外向きの空気の流れがよ
り効率よく形成されるようになっている。なお、この例
ではすべての羽根を傾けて設けたが、一部の羽根のみを
傾けるようにしてもよい。

【００２２】図４は、羽根を設ける位置および羽根の形
状を変えた例を示す。図４（ａ）の例では、羽根１２を
シール材７の凹部７ａよりも外周側に、図４（ｂ）の例
では、羽根１３をシール材７の凹部７ａよりも内周側の
ダストリップ８ｂに設けている。各変形例の羽根１２、
１３は、矩形状で、シール５の外側面から突出し、かつ
軸受側端面１０よりも外側へは突出しないように形成さ
れている。

【００２３】図４（ｃ）の例は、図４（ａ）の例と図４
（ｂ）の例とを組み合わせたもので、外周側の羽根１２
と内周側の羽根１３とが、シール材７の外側面の異なる
２つの円周上に、互いに円周方向位置を約４５度ずらし
て４つずつ設けられている。これらの各羽根１２、１３
の位置関係は、例えば、外周側と内周側とで円周方向位
置を一致させる等、種々変更可能である。

【００２４】図４（ａ）〜（ｃ）に示した各変形例で
は、羽根１２、１３がシール５の外側面から突出してい
るので、図１および図２に示した例よりもシール５から
離れた位置に空気の流れを発生させて、軸受外部の異物
を積極的に排除することができる。また、各変形例のう
ち、図４（ｂ）の例は、羽根１３の位置がダストリップ
８ｂと内輪シール溝２ａとの間の隙間に近いことから、
図４（ａ）の例よりも異物を排除する能力が大きく、両
者を組み合わせた図４（ｃ）の例は、当然ながら最も異
物排除能力が大きい。

【００２５】なお、これらの各変形例では、羽根１２、
１３を設けてもリップ支持部８ａの剛性が増加しないの
で、主リップ８ｃの内輪シール溝２ａに対する追従性に
ついて考慮する必要なく、羽根の数や大きさを種々変更
することができる。

【００２６】図５は非接触形のシール１４を組み込んだ
例を示しており、図５（ａ）はリップ部１５の内周端近
傍に、図５（ｂ）はリップ部１５より外周側に、それぞ
れ羽根１６、１７を設けたものである。

【００２７】また、図６は接触形のシール１８を組み込
んだ例を示しており、図６（ａ）はシール材１９の凹部
１９ａに、図６（ｂ）は凹部１９ａより外周側に、それ
ぞれ羽根２０、２１を設けたものである。

【００２８】図７は、第２の実施形態を示す。この実施
形態では、シール２２の芯金２３が軸受外側に露出して
おり、芯金２３の外側面から突出するように羽根２４が
設けられている。羽根２４は、概ね矩形状で、芯金２３
をプレス成形する際に同時に成形される。その他の部分
の構成は、第１の実施形態と同じである。

【００２９】図８は、第３の実施形態を示す。この実施
形態は、シール部材として鋼板製のシールド板２５を用
いたものである。シールド板２５は、外周端部を外輪シ
ール溝１ａに固定され、内周端部と内輪シール溝２ａと
の間に僅かな隙間が形成されるように配されており、シ
ールド板２５の内周端近傍の外側面から突出するように
羽根２６が設けられている。羽根２６は、概ね三角形状
で、シールド板２５をプレス成形する際に同時に成形さ
れる。その他の部分の構成は、第１の実施形態と同じで
ある。

【００３０】上述した各実施形態では、外輪が回転する
用途において、外輪に固定したシール部材の外側面に羽
根を設けたが、内輪が回転する場合は、シール部材を内
輪に固定してその外側面に羽根を設ければよい。

【００３１】また、この発明は、実施形態のような玉軸
受だけでなく、転動体としてころを用いた転がり軸受に
も適用可能であることは言うまでもない。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、この発明の転がり軸受
は、シール部材を回転側の軌道輪に固定してその外側面
に羽根を設け、回転側の軌道輪を回転させたときに、シ
ール部材に設けた羽根で外向きの空気の流れを形成し
て、シール部材と固定側の軌道輪とが対向して構成する
シール部に異物が接近しにくいようにしたものであるか
ら、従来の軸受よりも防塵性に優れるとともに、回転ト
ルクが従来と同程度に抑えられており、ダストや泥水等
の異物がかかるような厳しい条件のもとでも安定して使
用することができる。

【００３３】また、従来でも十分な防塵性が得られてい
る用途では、リップ部の締め代を減少させて回転トルク
を低減させながら防塵性を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ａは第１の実施形態の転がり軸受の要部の縦断
面図、ｂはａの要部拡大縦断面図

【図２】図１のシールの側面図

【図３】図１のシールの羽根の向きを変えた例を示す側
面図

【図４（ａ）】図１のシールの羽根の変形例を示す要部
の縦断面図

【図４（ｂ）】図１のシールの羽根の変形例を示す要部
の縦断面図

【図４（ｃ）】図１のシールの羽根の変形例を示す側面
図

【図５】ａ、ｂは、それぞれ非接触形シールを組み込ん
だ例を示す要部の縦断面図

【図６】ａ、ｂは、それぞれ接触形シールを組み込んだ
例を示す要部の縦断面図

【図７】第２の実施形態の転がり軸受の要部の縦断面図

【図８】第３の実施形態の転がり軸受の要部の縦断面図

【符号の説明】

１外輪１ａシール溝２内輪２ａシール溝３玉４保持器５シール６芯金７シール材７ａ凹部８リップ部８ａリップ支持部８ｂダストリップ８ｃ主リップ８ｄ空気流通溝９羽根１０軸受側端面１１、１２、１３羽根１４シール１５リップ部１６、１７羽根１８シール１９シール材１９ａ凹部２０、２１羽根２２シール２３芯金２４羽根２５シールド板２６羽根

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者笹部光男三重県桑名市大字東方字尾弓田3066 エヌティエヌ株式会社内Ｆターム(参考） 3J016 AA01 BB03 CA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外輪と内輪のいずれか一方の軌道輪に環
状のシール部材を固定した転がり軸受において、前記シ
ール部材を前記外輪と内輪のうちの回転する側の軌道輪
に固定して、このシール部材の外側面に、前記回転側の
軌道輪を回転させたときに円周方向の空気の流れを発生
させる羽根を設けたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】前記羽根を、前記シール部材の外側面の
同一円周上に複数設けた請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】前記羽根を、前記シール部材の外側面の
複数の異なる円周上にそれぞれ一つ以上設けた請求項１
または２に記載の転がり軸受。
【請求項４】前記羽根の一部またはすべての外輪側
を、軸受半径方向に対して、前記回転側の軌道輪の回転
方向と反対の方向に傾けた請求項１乃至３のいずれかに
記載の転がり軸受。
【請求項５】前記羽根を、軸受側端面よりも外側へ突
出しないように形成した請求項１乃至４のいずれかに記
載の転がり軸受。
【請求項６】前記シール部材が、芯金にゴム製のシー
ル材を取り付けたシールまたは金属製のシールド板であ
る請求項１乃至５のいずれかに記載の転がり軸受。