JP2004116687A - 密封型アンギュラ玉軸受 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】外輪3のカウンタボア7の部分に設けられたシール溝8に、芯金付きのシール9が嵌合する。シール溝8の両側の肩高さの差Aを、芯金12の板厚Tの半分を超え、かつ(0.1×ボール6径)以内の範囲とする。芯金12の固定側となる外周部12bは、平面部12aから軸受内側に外径側へ斜めに傾斜した形状とする。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、工業機械、工具回転軸、事務機等に用いられるアンギュラ玉軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】
深溝玉軸受におけるシール構造では、通常、図3に示すように、シール39はゴム製の弾性体41と芯金42とで構成される。シール39は、外輪33のシール溝38に、径方向と軸方向の締め代を持って固定される。芯金42の固定側となる外周部42bは平面部42aから軸方向に向けて垂直に折り曲げられ、曲げられた端部が外輪33のシール溝38の肩部に当たることで、シール39の組付け位置を確保するように設計されている(例えば特許文献1)。このため、シール39の芯金42の外径は外輪内径面33aの径よりも大きくしている。シール溝38の両側の肩高さの差A、つまり外輪内径面33aとシール溝入口径との半径差Aは、(0.1を超え〜0.25以下)×ボール径となる大きさ、または芯金42の板厚の2〜3倍としているのが通常である。このシール溝肩高さの差Aが小さいと、シール溝38へのシール39の装着性が悪くなり、またシール39の軸方向の位置決め性が悪くなる。
【0003】
図4は、肩高さの差Aを小さくした参考例であり、芯金42の外径が外輪内径面33aの径よりも小さくなっている。この構造の場合、組付け時に軸方向に大きな力を加えると、芯金42が外輪内径面33aの内側に入り、シール39が軸方向に位置決め不良となることがある。このため、同図のような芯金42の外径が外輪内径面33aの径よりも小さくなる構成を採用することができない。
深溝玉軸受のように外輪内径面が円筒状となった軸受では、図3の例のように芯金外周部42bが、外輪内径面33aよりも大きなものとされる。
【0004】
この他に、図5に示すようにシール59の芯金62の外周部62bを、平面部62aに続いて軸方向の内方に屈曲した斜めの周壁62baと、これに続く半径方向の外周平面部62bbとからなるものとしたものも提案されている(例えば特許文献2)。外周平面部62bbは、ゴム製弾性体61の弾性膨出部61b内に埋設されているので、弾性膨出部61bの剛性が高められている。
【0005】
【特許文献1】
実公平4−42572号公報
【特許文献2】
実開昭61−63017号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
深溝玉軸受のように外輪内径面が円筒面であると、シール溝肩高さの差Aを比較的十分に取ることが容易で、図3や図5の例のような芯金形状とできるが、アンギュラ玉軸受では上記のような肩高さの差Aを確保することが難しい。
すなわち、図6のようにアンギュラ玉軸受において、外輪73の内径面にカウンタボア77を有する場合、カウンタボア77側の外輪端面の径方向幅B(外径と内径の差)が小さくなる。外輪端面の径方向幅Bが不足すると、外輪73に作用する軸方向負荷を十分に支持することができなくなる。このため、図3や図5の例のような寸法仕様のシール取付部形状にすると、シール溝肩高さの差Aを確保することができない。肩高さの差Aが小さくなると、シールの装着が難しくなり、またシールの軸方向の位置決めが不確実となる。
【0007】
この発明の目的は、シール溝両側の肩高さの差が小さくても、シール溝へのシールの装着が比較的容易に行え、かつシールの軸方向の位置決め性にも優れた密封型アンギュラ玉軸受を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明の密封型アンギュラ玉軸受は、ボールの転走溝をそれぞれ有する内輪および外輪と、これら内外輪の転走溝間に介在したボールとを備え、上記外輪は、内径面における転走溝の片方の肩部を外輪端面まで取除いたカウンタボアを有する。上記外輪内径面のカウンタボア部分にシール溝が設けられ、芯金にゴム状の弾性体を一体化してなるシールが、上記弾性体の芯金外周部よりも外径側に突出した弾性膨出部で上記シール溝に嵌合する。この密封型アンギュラ玉軸受において、次の構成とする。すなわち、シール溝両側の肩部における外輪内径面の半径の差(以下、「シール溝肩高さの差」と称す)を、芯金の板厚の半分を超え、かつ(0.1×ボール径)以下の範囲とする。上記芯金の上記外周部は、芯金の平面部から軸受内側で外径側へ斜めに傾斜した形状とする。
この構成によると、シール溝肩高さの差を、(0.1×ボール径)以下の範囲とし、深溝玉軸受に一般に採用されている範囲〔(0.1を超え、0.25以内)×ボール径〕よりも小さくしたため、アンギュラ玉軸受におけるカウンタボア部分にシール溝を設けながら、外輪内径を小さくすることなく、外輪端面の径方向幅を確保できる。外輪内径が維持されるため、軸受負荷容量が維持され、また外輪端面の径方向幅が確保されるため、外輪端面の確実な支持が行える。シール溝肩高さの差を小さくしたが、この肩高さの差は芯金の板厚の半分を超え、かつ芯金の外周部を斜めに傾斜した形状としたため、芯金の先端をシール溝の内面に当たる径としても、シール溝入口側における弾性膨出部の径方向厚さをある程度厚いものとできる。そのため、装着に必要な弾性膨出部の剛性の柔らかさを得ることできて、外輪のシール溝へのシールの装着を容易に行える。芯金の外周部がシール溝の内面に当たる径とすることで、シールが軸方向に入り過ぎることが防止され、シール組み込み時のシールの位置決めも確実に行える。
このように、軸受の負荷容量を低下させることなく、芯金付きシールをシール溝に位置精度良く組付けでき、シールとシール溝の軸方向締代も有効に働かせることができる。
【0009】
この発明において、芯金の平面部の軸方向位置を、シール溝とシールとの外輪端面側での接触位置と略同一としても良い。すなわち、この接触位置が、芯金の平面部の板厚の軸方向範囲内に位置するようにしても良い。
このような芯金の平面部とシール溝の軸方向の位置関係とすると、シール溝へのシールの装着容易性を維持しながら、シールを嵌着した後にシールの強度を確保できない。
また、この発明において、軸受両側にシールを取付ける場合に、両側のシールは互いに異なる外観からなるものであることが好ましい。ここで言う異なる外観は、例えば、一見して区別できる程度に外観が異なっていることである。アンギュラ玉軸受では、スラスト荷重の負荷できる方向が定まっているため、シール付きとすると、両側のシールは互換性のないものとなる。外観が異なっていると、その誤組込みが防止できる。
【0010】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図1および図2と共に説明する。図1は、この実施形態の密封型アンギュラ玉軸受の断面図を示す。このアンギュラ玉軸受1は、ボール転走溝5を外径面に有する内輪2と、ボール転走溝4を内径面に有する外輪3と、これら内外輪2,3のボール転走溝4,5間に介在した複数のボール6とを備える。各ボール6はリング状の保持器10の各ポケットに保持されている。外輪3は、内径面におけるボール転走溝4の片方の肩部を外輪端面まで取除いたカウンタボア7を有する。このカウンタボア7の部分に、シール溝8が周方向に沿って環状に形成されている。シール溝8に、芯金付きのシール9が嵌合され、これによりアンギュラ玉軸受1における内外輪2,3間の空間の一端部が密封される。外輪3の内径面の上記シール溝8とは反対側の端部には、別のシール溝8Aが周方向に沿って環状に形成されている。このシール溝8Aにも芯金付きのシール9Aが嵌合され、これによりアンギュラ玉軸受1における内外輪2,3間の空間の他端部が密封される。
【0011】
一方のシール9は、ゴム等の弾性体11と芯金12との複合体からなるリング状の部材である。芯金12は、径方向に延びる平面部12aと、この平面部12aの外周縁から軸受内側で外径側へ斜めに傾斜するように折り曲げられた外周部12bとを有する。平面部12aの内周縁には、軸受内側に内径側へ斜めに傾斜して折り曲げられた内周部12cを有している。芯金12の外周部12bは、弾性体11の外周縁部である弾性膨出部11b内に埋め込まれ、シール9は、この弾性膨出部11bの部分でシール溝8に嵌合している。芯金平面部12aの軸受外側に向く面は、弾性体11の平面部11aで覆われている。芯金内周部12cは、弾性体11の内周縁部である弾性リップ部11c内に埋め込まれている。
【0012】
シール9に対応するシール溝8の両側の肩高さの差A、すなわちカウンタボア7のシール溝8に近接した部位の半径と、シール溝8の入口内径面の半径との差Aは、芯金12の板厚Tの半分を超え、かつ(0.1×ボール6の径)以内の範囲とされている。シール9は、図2に示すように、その外周部を外輪3のシール溝8に嵌合させることにより、外輪3に固定される。すなわち、シール9の外周部における弾性体11の弾性膨出部11bがシール溝8に嵌合する。この状態で芯金外周部12bの先端は、一部がシール溝8内に入り、シール溝8のカウンタボア6へと続く肩部に対向する。この組付け状態で、芯金平面部12aの軸方向位置は、シール溝8とシール9との外輪3の端面側での接触位置Pと略同一となるようにされる。すなわち、接触位置Pが、平面部12aの板厚T内の軸方向位置となる。シール9の内周部は、図1のように、弾性体11の弾性リップ部11cが内輪2の内径面に周方向に沿って環状に形成されたシール溝13内に摺接する。
【0013】
他方のシール9Aも、ゴム等の弾性体21と補強部材である芯金22との複合体からなるリング状の部材である。その芯金22は、径方向に延びる平面部22aと、この平面部22aの外周縁から軸受内方側に斜めに傾斜するように折り曲げられた外周部22bと、平面部22aの内周縁から軸受内方側に斜めに傾斜するように折り曲げられた内周部22cとを有する。外周部22bは弾性体21の外周縁部である弾性膨出部21b内に埋まっており、芯金22の固定側とされている。芯金平面部22aの軸受外側に向く面は弾性体21の平面部21aで覆われている。芯金内周部22cは弾性体21の内周縁部である弾性リップ部21c内に埋まっている。
【0014】
シール9Aに対応するシール溝8Aが形成される他方の軸受端部側では、外輪3内径面にカウンタボアが形成されないので、シール溝8Aの両側の内径面の半径の差を十分確保でき、図3に示した従来例の場合と同様に、その差は芯金22の肉厚の2〜3倍とされる。このシール9Aも、図1に示すように、その外周部を外輪3のシール溝8Aに嵌合させることにより、外輪3に固定される。シール9Aの内周部は、弾性体21の弾性リップ部21cが内輪2の内径面に周方向に向けてリング状に形成されたシール溝13Aに摺接する。
【0015】
この構成によると、シール溝8の肩高さの差Aを、(0.1×ボール径)以下の範囲とし、深溝玉軸受に一般に採用されている範囲〔(0.1を超え、0.25以内)×ボール径〕よりも小さくしたため、アンギュラ玉軸受1におけるカウンタボア7の部分にシール溝8を設けながら、外輪内径を小さくすることなく、外輪端面の径方向幅Bを確保できる。外輪内径が維持されるため、軸受負荷容量が維持され、また外輪端面の径方向幅Bが確保されるため、外輪端面の確実な支持が行える。シール溝肩高さの差Aを小さくしたが、この肩高さの差Aは芯金12の板厚Tの半分を超え、かつ芯金12の外周部12bを斜めに傾斜した形状としたため、芯金12の外周部12bの先端をシール溝8の内面に当たる径としても、シール溝入口側における弾性膨出部11bの径方向厚さをある程度厚いものとできる。そのため、装着に必要な弾性膨出部11bの剛性の柔らかさを得ることできて、外輪3のシール溝8へのシール9の装着を容易に行える。また、芯金12の外周部12bがシール溝8の内面に当たる径としてあるため、シール9が軸方向に入り過ぎることが防止され、シール組み込み時のシール9の位置決めも確実に行える。
このように、軸受の負荷容量を低下させることなく、芯金付きシール9をシール溝8に位置精度良く組付けでき、シール9とシール溝8の軸方向締代も有効に働かせることができる。
【0016】
なお、アンギュラ玉軸受ではスラスト荷重が負荷できる方向が決まっているので、シール付きにすると、その方向性識別が必要な場合がある。その際は、軸受両幅面のシール9,9Aの概観を異ならせる。例えばシール9,9Aの色相を変えることで、外観が異なるものとする。本実施例では、外輪正面側を黒色シール、同背面側をオレンジ色シールとしている。シール外観を変える手段として、色を変える他に、シール表面に刻設される表示を変えてもよい。
【0017】
【発明の効果】
この発明の密封型アンギュラ玉軸受は、外輪内径面のカウンタボア部分にシール溝が設けられ、芯金にゴム状の弾性体を一体化してなるシールが嵌合したものにおいて、シール溝両側の肩部における外輪内径面の半径の差が、芯金の板厚の半分を超え、かつ(0.1×ボール径)以下の範囲であって、上記芯金の上記外周部を芯金の平面部から軸受内側で外径側へ斜めに傾斜した形状としたため、シール溝両側の肩高さの差が小さくても、シール溝へのシールの装着が比較的容易に行え、かつシールの軸方向の位置決め性にも優れたものとなる。
また、軸受を機械装置に組込む際に、色相などの軸受外観が異ならせてあると、その異なりから一目遼然に識別でき、誤組みなどを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態にかかる密封型アンギュラ玉軸受の断面図である。
【図2】同アンギュラ玉軸受におけるシールの固定構造を示す部分拡大断面図である。
【図3】深溝玉軸受におけるシールの固定構造の従来例を示す部分拡大断面図である。
【図4】同シール固定構造において、外輪内径面とシール溝入口内径面の半径差を小さくした例を示す部分拡大断面図である。
【図5】深溝玉軸受におけるシールの固定構造の他の従来例を示す部分拡大断面図である。
【図6】密封型アンギュラ玉軸受における外輪端部を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
2…内輪
3…外輪
4…外輪のボール転走溝
5…内輪のボール転走溝
6…ボール
7…カウンタボア
8…シール溝
9…芯金付きシール
11…弾性体
11b…弾性膨出部
12…芯金
12a…平面部
12b…外周部
P…接触位置
T…芯金の板厚
Claims (3)
- ボールの転走溝をそれぞれ有する内輪および外輪と、これら内外輪の転走溝間に介在したボールとを備え、上記外輪は、内径面における上記転走溝の片方の肩部を外輪端面まで取除いたカウンタボアを有し、上記外輪内径面のカウンタボア部分にシール溝が設けられ、芯金にゴム状の弾性体を一体化してなるシールが、上記弾性体の芯金外周部よりも外径側に突出した弾性膨出部で上記シール溝に嵌合した密封型アンギュラ玉軸受であって、シール溝両側の肩部における外輪内径面の半径の差が、芯金の板厚の半分を超え、かつ(0.1×ボール径)以下の範囲であって、上記芯金の上記外周部が芯金の平面部から軸受内側で外径側へ斜めに傾斜した形状であることを特徴とする密封型アンギュラ玉軸受。
- 請求項1において、芯金の平面部の軸方向位置が、シール溝とシールとの外輪端面側での接触位置と略同一である密封型アンギュラ玉軸受。
- 請求項1または請求項2において、軸受両側に取り付けられたシールが異なる外観からなる密封型アンギュラ玉軸受。
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JP2002282069A JP4177061B2 (ja) | 2002-09-27 | 2002-09-27 | 密封型アンギュラ玉軸受 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007100863A (ja) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Ntn Corp | 密封型アンギュラ玉軸受 |
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- 2002-09-27 JP JP2002282069A patent/JP4177061B2/ja not_active Expired - Lifetime
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