JP2004052793A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】高密封性に優れ、且つ安定性及び耐久性を長期にわたって維持することができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】本発明の転がり軸受１０は、一対の軌道輪１１，１２と、一対の軌道輪間に配された保持器１３と、保持器１３によって保持された複数の転動体１４と、いずれか一方の軌道輪１１に一端側を固定するとともに他端側が他方の軌道輪１２の周面との間でラビリンスすきまａを形成して配設された非接触型の密封板１５とからなる。この転がり軸受１０は、密封板１５と対向する軌道輪周面位置に、軸受径方向に深さを有して潤滑油を保持する凹状溝２１が形成されている。また、凹状溝２１は、溝深さとラビリンスすきまとの比が、ｅ／ａ≧１（但し、ｅは溝深さ、ａはラビリンスすきま）に選ばれている。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ用の軸受や高密封性を要求される軸受のうち、特に、ブラシ粉やダスト粉が発生する使用環境で用いられる転がり軸受及び、潤滑油の漏れによる不具合が懸念される環境で用いられる転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、転がり軸受として、例えば特開平１１−２２５２号公報や特開平１１−６２９９９号公報に開示されたものがある。
図２に示すように、従来の転がり軸受３０は、全体を円輪状に形成し、外周縁部に断面形状が略円形の折り返し部３２を全周に亙って形成した密封板であるシールド板３１を備えている。シールド板３１の外周縁を装着する外輪３３の端部内周面に、係止溝３４を全周に形成している。係止溝３４の左右両側を仕切る一対の側面のうち、外輪軌道側の側面は、端面寄りの側面よりも高くしている。シールド板３１の直径方向中央部に形成した段部傾斜部３５と折り返し部３２との間に、平坦部３６を形成している。
【０００３】
このような転がり軸受３０は、平坦部３６の内側面と係止溝３４の内側側面との間で弾性的に挟持されたシール材３７が、外輪３３の内周面と内輪３８の外周面との間に存在して複数の転動体３９を設けた軸受空間からグリース又はグリース中の基油成分が漏出することを防止する。
【０００４】
また、図３に示したように、別の従来の転がり軸受４０は、軸受空間内で、転動体であるボール４２に対面する平板状部４３を有し、平板状部４３から径方向外向きに延びて外輪４４の段部４５の底面に圧接している圧接底部４６を有する密封板であるシールド板４１を備えている。
また、圧接底部４６から軸方向外向きに湾曲するカール部４７が形成されている。カール部４７は、外輪段部４５の肩部に固定される。シールド板４１には、外輪段部４５と圧接する底部４６を径方向に越えた位置からカール部４７を外向きに延びる切欠き４８が形成されている。
【０００５】
このような転がり軸受４０は、シールド板４１に、カール部４７を設けることにより、シールド板４１を外輪板みぞに加締め装着する場合、カール部４７が外輪板みぞの変形に追随して加締めが行われる。
一般的に、低トルクが要求される転がり軸受においては、上記のような非接触のシールド板（密封板）が用いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
通常、転がり軸受においては、回転速度変化に応じた内部空気温度変化などから、軸受内部に負圧が発生することが知られており、密封板の端部と軌道輪周面とに間に、呼吸作用を行うためのラビリンスすきまが設けられている。
しかしながら、上記転がり軸受３０，４０では、運転中に軸受空間内で発生した負圧により、密封板と内輪の周面との間に形成されるラビリンスすきまを通じてブラシ粉やダスト粉等の異物が軸受空間内に侵入する心配がある。
そして、異物が軸受空間内に侵入すると、異物が混入した潤滑油によって潤滑が行われるため、軌道面と転動体とが早期に焼き付き、安定性及び耐久性を長期にわたって維持することが困難になる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高密封性に優れ、且つ安定性及び耐久性を長期にわたって維持することができる転がり軸受を提供することを目的する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の転がり軸受は、一対の軌道輪と、前記一対の軌道輪間に配された保持器と、前記保持器によって保持された複数の転動体と、いずれか一方の前記軌道輪に一端側を固定するとともに他端側が他方の軌道輪周面との間でラビリンスすきまを形成して配設された非接触型の密封板とからなる転がり軸受において、前記密封板と対向する軌道輪周面位置に、軸受径方向に深さを有して潤滑油を保持する凹状溝が形成されており、該凹状溝は、溝深さと前記ラビリンスすきまとの比が、ｅ／ａ≧１（但し、ｅは溝深さ、ａはラビリンスすきま）に選ばれていることを特徴とする。
【０００９】
前記構成の転がり軸受によれば、密封板と対向する軌道輪周面位置に、溝深さとラビリンスすきまと比が、ｅ／ａ≧１（但し、ｅは溝深さ、ａはラビリンスすきま）に選ばれた凹状溝が形成されている。そのため、軸受空間内に封入された潤滑油は、ラビリンスすきまの位置で凹状溝に入り込んで滞留し、軌道輪周面上に盛り上がってラビリンスすきまを確実に塞ぐことができる。
したがって、軸受の運転中に、ブラシ粉やダスト粉等の異物が軸受空間内に侵入せずに、軸受空間の高密封性を高く維持することができる。
また、ラビリンスすきまが潤滑油によって塞がれるため、軸受空間内に封入されている潤滑油が軸受外部に漏れ出ることがないので、安定性及び耐久性を長期にわたって維持することができる。
【００１０】
また、請求項２記載の転がり軸受は、前記凹状溝が、軌道輪周面の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。
【００１１】
前記構成の転がり軸受によれば、凹状溝は、軌道輪周面の少なくとも一方に設けられれば良い。軌道輪周面の一方にのみ凹状溝を設けた場合、凹状溝が設けられた軸受側面側を、モータシャフト上のコンミュテータ等のブラシ粉やダスト粉等の異物を多く発生する部位側に配置するのが好ましい。
したがって、軸受空間内に封入された潤滑油が、ラビリンスすきまの位置で凹状溝に入り込んで滞留し、軌道輪周面上に盛り上がってラビリンスすきまを確実に塞ぐことができる。凹状溝が、軌道輪周面の両方に設けられた場合、組付けに係わる方向の勝手がなくなり、誤組み込み等を解消することができる。
【００１２】
更に、請求項３記載の転がり軸受は、前記密封板の他端部に、前記凹状溝に対向する位置で他方の軌道輪周面に沿って配置された環状部が形成されている請求項１又は２記載の転がり軸受。
【００１３】
前記構成の転がり軸受によれば、密封板の他端部に、凹状溝に略対向する位置で他方の軌道輪の周面に沿って配置された環状部を形成すれば、内輪回転で運転される際及び、外輪回転で運転される際に、環状部により凹状溝に入り込んだ潤滑油が流れ出ないようにせき止められる。
したがって、凹状溝に入り込んだ潤滑油が、環状部によって保持されてラビリンスすきまを確実に塞ぐことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の転がり軸受の一実施形態を図１に基づいて説明する。図１（ａ）は本実施形態の転がり軸受を示す断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）における拡大図である。
図１（ａ）に示すように、本実施形態の転がり軸受１０は、深溝玉軸受であって、軌道輪である外輪１１と、軌道輪である内輪１２と、外輪１１及び内輪１２間に配されたもみぬき保持器１３と、もみぬき保持器１３の周方向に転動自在に保持された複数の転動体である玉１４と、玉１４に対して軸方向両側に配された環状で非接触の密封板であるシール部材１５とを備えている。
【００１５】
外輪１１の外輪軌道面１６に連設する外輪周面部１７の両端部には、軸受径方向に凹状をなすシール部材固定部１８が形成されている。
内輪１２の内輪軌道面１９に連設する内輪周面部２０の一方の端部寄りには、軸受径方向に深さを有する断面視四角形の凹状溝２１が形成されている。凹状溝２１は、内輪周面部２０の周方向に連続して形成されている。
【００１６】
シール部材１５は、例えば、ＪＩＳ　ＳＰＣＣ等の鋼板よりプレス加工して製作した金属製板を用いて環状に形成されている。
シール部材１５の一端側である外周縁部には、折り返し部２２が形成されている。折り返し部２２は、外輪１１のシール部材固定部１８に加締め固定される。シール部材１５には、折り返し部２２から内輪１２の内輪周面部２０に向けて平坦状をなす板部２３が形成されている。板部２３は、軸受空間を覆うように配置されている。このシール部材１５は、内輪１２の内輪周面部２０に接触しない非接触型である。
【００１７】
シール部材１５の他端側である内周縁部には、板部２３の内周側端部から軸受内部に向けて延出されていて内輪１２の内輪周面部２０に沿って配置された環状の環状部２４が形成されている。
環状部２４は、内輪１２の内輪周面部２０に沿って配置されているため、この環状部２４と内輪１２の内輪周面部２０との間に、軸受内部と軸受外部とを連通するラビリンスすきまａが形成されている。環状部２４の先端部は、内輪１２の凹状溝２１の中央部に対応して位置している。
【００１８】
一対のシール部材１５によって外部から仕切られた軸受内部空間に、潤滑油であるグリースが封入されており、そのグリースによって玉１４と外輪１１の外輪軌道面１６及び内輪１２の内輪軌道面１９との間や、玉１４ともみぬき保持器１３との間が潤滑される。
【００１９】
図１（ｂ）に示すように、凹状溝２１は、シール部材１５の環状部２４の先端部に対応した内輪周面部２０の位置に形成されている。凹状溝２１は、溝深さｅが、ラビリンスすきまａよりも大きく形成され、溝幅ｆが、ラビリンスすきまａよりも大きく形成されている。
具体的には、凹状溝２１の溝深さｅとラビリンスすきまａとの比は、ｅ／ａ≧１に選ばれている。そのため、軸受の運転中に、軸受空間内に封入された潤滑油２５の一部が、凹状溝２１内に入り込んで盛り上がり、シール部材１５の環状部２　４の先端部に架橋されるようにしてラビリンスすきまａを塞ぐことができる。
【００２０】
このような転がり軸受１０は、外輪１１が、モータヨークやモータケースに保持され、内輪１２が、モータシャフトやモータシャフトに結合された回転軸に嵌合される。そして、凹状溝２１が設けられた軸受側面側が、モータシャフト上のコンミュテータ等のブラシ粉やダスト粉等の異物を多く発生する部位側に配置されてモータ内に装着される。軸受空間内に封入された潤滑油２５は、凹状溝２１内に入り込んでいる。
したがって、モータが運転中に、凹状溝２１内に入り込んだ潤滑油２５が盛り上がり、シール部材１５の環状部２４の先端部に架橋されるようにして、ラビリンスすきまａを塞ぐ。
【００２１】
そのため、モータの運転中に、コンミュテータとブラシとの接触等によりモータ内部で飛散するブラシ粉やダスト粉等の異物が軸受空間内に侵入しない。もちろん、ラビリンスすきまａが閉塞されているため、軸受空間内に封入されている潤滑油２５が軸受外部に漏れ出ることもない。
【００２２】
上記構成の転がり軸受１０によれば、シール部材１５と対向する内輪周面部２０に、溝深さｅとラビリンスすきまａとの比が、ｅ／ａ≧１に選ばれた凹状溝２１が内輪周面部２０の一方に形成され、シール部材１５の他端部に、凹状溝２１に略対向する位置で内輪１２の内輪周面部２０に沿って配置された環状部２４が形成されている。そのため、軸受空間内に封入された潤滑油２５が、ラビリンスすきまａの位置で凹状溝２１に入り込んで滞留して内輪周面部２０上に盛り上がり、環状部２５に架橋されてラビリンスすきまａを確実に閉塞する。
したがって、運転中に、ブラシ粉やダスト粉等の異物が軸受空間内に侵入せずに、軸受空間の高密封性を高く維持することができる。そして、ラビリンスすきまａが潤滑油によって塞がれるため、軸受空間内に封入されている潤滑油２５が軸受外部に漏れ出ることがないので、安定性及び耐久性を長期にわたって維持することができる。
【００２３】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。例えば、深溝玉軸受に代えて、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、円す　いころ軸受等に適用しても良い。
また、凹状溝２１を、内輪周面部２０のシール部材１５側に一対に設けても良く、凹状溝２１の形状を、潤滑油２５が入り込み易い形状であれば、湾曲凹、半円凹状、半球凹状等にしても良い。
また、凹状溝２１は、内輪周面部２０の周方向に連続せずに、内輪周面部２０の周方向上のある範囲に連続的或いは断続的に設けても良く、凹状溝２１の溝幅は、潤滑油２５が入り込み易い大きさに任意に設定することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の転がり軸受によれば、密封板と対向する軌道輪周面位置に、溝深さとラビリンスすきまと比が、ｅ／ａ≧１（但し、ｅは溝深さ、ａはラビリンスすきま）に選ばれた凹状溝が形成されているので、軸受空間内に封入された潤滑油によりラビリンスすきまを確実に塞ぐことができる。
したがって、軸受空間内に異物が侵入するようなことはなく、軸受空間の高密封性を高く維持することができる。
また、ラビリンスすきまが潤滑油によって塞がれるため、軸受空間内に封入されている潤滑油が軸受外部に漏れ出ることがないので、高密封性に優れ、且つ安定性及び耐久性を長期にわたって維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の転がり軸受の一実施形態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）における要部の拡大図である。
【図２】従来の転がり軸受を示す断面図である。
【図３】従来の別の転がり軸受を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　　転がり軸受
１１　　外輪（軌道輪）
１２　　内輪（軌道輪）
１３　　もみぬき保持器（保持器）
１４　　玉（転動体）
１５　　シール部材（密封板）
２１　　凹状溝
２４　　環状部
２５　　潤滑油
ａ　　　ラビリンスすきま

Claims (3)

1. 一対の軌道輪と、前記一対の軌道輪間に配された保持器と、前記保持器によって保持された複数の転動体と、いずれか一方の前記軌道輪に一端側を固定するとともに他端側が他方の軌道輪周面との間でラビリンスすきまを形成して配設された非接触型の密封板とからなる転がり軸受において、
   前記密封板と対向する軌道輪周面位置に、軸受径方向に深さを有して潤滑油を保持する凹状溝が形成されており、該凹状溝は、溝深さと前記ラビリンスすきまとの比が、ｅ／ａ≧１（但し、ｅは溝深さ、ａはラビリンスすきま）に選ばれていることを特徴とする転がり軸受。
2. 前記凹状溝が、軌道輪周面の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。
3. 前記密封板の他端部に、前記凹状溝に対向する位置で他方の軌道輪周面に沿って配置された環状部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の転がり軸受。

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