【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受に関し、さらに詳しくは、外輪または内輪の一方に嵌着され、かつ、他方に接触するように構成された密封型の接触シールを備えた転がり軸受に関する。また、密封型の接触シールを備えたシール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
転がり軸受は、異物が内部に侵入すると損傷が起こりやすくなり、使用寿命が低下してしまう。そのため、粉塵等の異物が存在する環境下では、密封型の接触シールを備えた転がり軸受が好適に用いられている（例えば、特許文献１参照）。このような密封型の転がり軸受の一例を図１４に示す。
【０００３】
図１４に示すように、従来の密封型の転がり軸受１００は、外輪１０１の内周面１０２の両端部に、シール固定溝１０３が形成されており、このシール固定溝１０３に接触シール１１０が嵌着されている。また、内輪１０５の外周面１０６の両端部に、シール接触溝１０７が形成されており、図１５に示すように、接触シール１１０のリップ部１１１がシール接触溝１０７を形成する接触面１０７ａに垂直に接触している。転がり軸受１００の運転時には、接触シール１１０のリップ部１１１がシール接触溝１０７の接触面１０７ａと摺接する。
このように、転がり軸受１００は、接触シール１１０によって内部の空間を密封して、外部からの異物の侵入を防いでいる。
なお、この従来の転がり軸受１００は、接触面１０７ａは軸線１１２との角度θが鈍角になるように形成されているが、この角度θを鋭角や直角になるように形成することもできる。
【０００４】
ここで、上記密封型の転がり軸受１００にあっては、内部空間を密封するために、図１６に示すように、しめしろＬを与えて接触部分に緊迫力を生じさせ、接触シール１１０のリップ部１１１を所定の緊迫力でシール接触溝１０７の接触面１０７ａに接触して摺接させている。なお、破線部分１１１ａは、しめしろを与えていない状態のリップ部１１１の形状を示す。
【０００５】
上記構造の転がり軸受１００の場合、図１７に示すように、緊迫力は、しめしろの変化量に比例している。すなわち、接触シール１１０のリップ部１１１の接触面１０７ａへの接触部分のばねは、線形ばねの特性を持っている。
このような特性を持ったリップ部１１１の接触面１０７ａへの接触部分では、密封性を考慮すると、しめしろを大きくする方が良いが、しめしろを大きくし過ぎると、摩擦力が増加して回転抵抗が大きくなってしまう。
このため、このしめしろは、密封性や回転トルクなどを考慮して適切な値に設定されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−３２９１４８号公報（第３頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の転がり軸受１００は、製造上の公差などにより、しめしろが設定値に対して多少のずれが生じる。
そして、このようにしめしろのずれが生じると、この変化量に伴って接触部分における緊迫力が大きく変化し、回転トルクまたは密封性能が設定値と大幅に異なってしまい、回転エネルギーのロス、接触シール１１０の摩耗量の増大あるいは防塵効果の劣化などの不具合を生じるおそれがある。
また、転がり軸受１００の取り付け時の傾きや転がり軸受１００への接触シール１１０の取り付け時の傾きによっても、接触部分の一部におけるしめしろが設定値に対してずれてしまい、接触部分の一部における緊迫力が大きく変化し、回転トルクまたは密封性能が設定値と大幅に異なってしまい、やはり、回転エネルギーのロス、接触シール１１０の摩耗量の増大あるいは防塵効果の劣化などの不具合を生じるおそれがある。
【０００８】
本発明は、しめしろが多少変動したとしても、回転エネルギーのロスや摩耗量の増大を生じさせることなく良好な密封性を確保することが可能な転がり軸受及びシール装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る転がり軸受は、内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に配設された複数個の転動体と、外輪または内輪の一方に嵌着され、かつ、他方に形成されたシール接触溝に接触するように構成された接触シールとを備えた転がり軸受において、接触シールにおける、しめしろの変化量と緊迫力の変化量との関係が、ソフトスプリングとなっていることを特徴としている。
【００１０】
このような構成の転がり軸受によれば、接触シールにおける、しめしろの変化量と緊迫力の変化量との関係が、ソフトスプリングとなっているので、公差や取り付け時の傾きなどにより、接触シールとシール接触溝との軸方向の相対位置にずれが生じてしめしろが増加した場合は、緊迫力の増加が抑えられ、また、しめしろが減少した場合は、緊迫力の減少が抑えられる。これにより、しめしろが多少変動したとしても、回転トルクまたは密封性能が設定値と大きく異なることによる回転エネルギーのロスや摩耗量の増大を生じさせることなく良好な密封性を確保することができる。
【００１１】
また、本発明に係る転がり軸受において、接触シールは、シール接触溝の接触面に対して、接触面と接触する方向が傾斜していることが望ましい。このように、シール接触溝の接触面に対する接触方向が傾斜していることにより、容易にソフトスプリング効果を得ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る転がり軸受において、接触シールと接触するシール接触溝の接触面は、軸受の軸線に対して鈍角に形成されている場合には、接触シールは、軸線方向のしめしろが増加する際に接触面との接触点が軸受の半径方向の外方に移動するように構成されていることが望ましい。
また、接触シールと接触するシール接触溝の接触面は、軸受の軸線に対して鋭角に形成されている場合には、接触シールは、軸線方向のしめしろが増加する際に接触面との接触点が軸受の半径方向の内方に移動するように構成されていることが望ましい。
これらの構成により、しめしろの大きさが増加しても緊迫力の増加が抑えられる。
【００１３】
また、本発明に係る転がり軸受において、接触シールと接触するシール接触溝の接触面は、軸受の軸線に対して鈍角に形成されている場合には、接触シールは、軸線方向のしめしろが減少する際に接触面との接触点が軸受の半径方向の内方に移動するように構成されていることが望ましい。
また、接触シールと接触するシール接触溝の接触面は、軸受の軸線に対して鋭角に形成されている場合には、接触シールは、軸線方向のしめしろが減少する際に接触面との接触点が軸受の半径方向の外方に移動するように構成されていることが望ましい。
これらの構成により、しめしろの大きさが減少しても緊迫力の減少が抑えられる。
【００１４】
また、本発明に係るシール装置は、ハウジングと、ハウジングに対して相対的に回転する回転体と、ハウジングに嵌着され、かつ、回転体に接触するように構成された接触シールとを備えたシール装置において、接触シールにおける、しめしろの変化量と緊迫力の変化量との関係が、ソフトスプリングとなっていることを特徴としている。
【００１５】
このような構成のシール装置によれば、接触シールにおける、しめしろの変化量と緊迫力の変化量との関係が、ソフトスプリングとなっているので、公差や取り付け時の傾きなどにより、接触シールと回転体との軸線にずれが生じて部分的にしめしろが増減した場合、このずれによりしめしろが増加した部分では緊迫力の増加が抑えられ、しめしろが減少した部分では緊迫力の減少が抑えられる。これにより、しめしろが多少変動したとしても、回転トルクまたは密封性能が設定値と大きく異なることによる回転エネルギーのロスや摩耗量の増大を生じさせることなく良好な密封性を確保することができる。
【００１６】
また、本発明に係るシール装置において、接触シールは、回転体の接触面に対して、接触面と接触する方向が傾斜していることが望ましい。このように、回転体の接触面に対する接触方向が傾斜していることにより、容易にソフトスプリング効果を得ることができる。
【００１７】
また、本発明に係るシール装置において、接触シールは、回転体の半径方向のしめしろが増加する際に、回転体との接触点が、接触角度が鈍角である側に移動するように構成されていることが望ましい。これにより、しめしろの大きさが増加しても緊迫力の増加が抑えられる。
【００１８】
また、本発明に係るシール装置において、接触シールは、回転体の半径方向のしめしろが減少する際に、回転体との接触点が、接触角度が鋭角である側に移動するように構成されていることが望ましい。これにより、しめしろの大きさが減少しても緊迫力の減少が抑えられる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る転がり軸受及びシール装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、転がり軸受の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る転がり軸受の実施の形態を示す要部断面図である。図２は、図１に示した転がり軸受の一部の拡大断面図である。
なお、本実施形態では、転動体として玉を用いた玉軸受について説明するが、本発明はころ軸受についても適用可能である。また、接触シールは、外輪に嵌着されて内輪に接触している態様であるが、これとは逆に、内輪に嵌着されて外輪に接触する態様としても良い。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態の転がり軸受１は、外輪２と内輪３との間に配設された複数個の転動体である玉４と、外輪２に嵌着され、かつ、内輪３に形成されたシール接触溝５に接触するように構成された接触シール６とを備えている。
外輪２の内周面７には、玉４の半径より僅かに大きい曲率半径の円弧状の断面を有する外輪軌道面７ａが形成されている。
また、内輪３の外周面８には、外輪軌道面７ａと同様に、玉４の半径より僅かに大きい曲率半径の円弧状の断面を有する内輪軌道面８ａが形成されている。
【００２１】
外輪軌道面７ａと内輪軌道面８ａとの間に形成された軌道内には、保持器９によって円周方向に所定の間隔で整列して保持された複数個の玉４が転動自在に配設されている。
また、外輪２の内周面７の両端部に設けられたシール固定溝１１には、密封型の接触シール６が固定されている。また、内輪３の外周面８の両端部にはシール接触溝５が設けられており、接触シール６は、シール固定溝１１とシール接触溝５との間を封止するように嵌着されている。なお、本実施形態では接触シール６が２つ設けられているが、どちらか一方のみであっても良い。
【００２２】
接触シール６は、芯金部６ａが弾性体のゴムシール部６ｂで被覆されており、外輪２及び内輪３と同様に円環状に連続した形状に構成されている。なお、接触シール６は、芯金部６ａを設けずに全体を弾性体のみの態様とすることも可能である。接触シール６は、外径側に固定部１２が設けられており、内径側にリップ部１３が設けられている。固定部１２は、シール固定溝１１に固定され、リップ部１３は、シール接触溝５を形成する接触面５ａに接触して、運転時に摺動する。これにより、軸受外部からの異物の侵入や、軸受内部からのグリースやオイルの漏れを防いでいる。
【００２３】
図２に示すように、接触シール６のリップ部１３は、断面鋭角に折り返されており、シール接触溝５の接触面５ａは、軸線１４に対する角度θが鈍角になるように形成されており、リップ部１３と同一傾斜方向に多少傾斜されている。そして、接触シール６のリップ部１３は、その先端部がシール接触溝５の接触面５ａに対して傾斜した状態で接触している。つまり、接触面５ａに対するリップ部１３の傾斜角度αが９０°よりも大きくされている。なお、芯金部６ａやゴムシール部６ｂは、図２に示したように軸線１４に対して垂直方向である必要はない。そして、図２に示したように、接触面５ａに対して傾斜した状態に接触シール６のリップ部１３を接触させることにより、接触シール６と内輪３とが軸線１４方向へ相対的に変位して軸線１４方向のしめしろの大きさが増減すると、リップ部１３が半径方向へ変位する。つまり、接触面５ａに対する接触シール６のしめしろが軸線１４方向に増加すると、リップ部１３と接触面５ａとの接触点１３ａが軸受の半径方向の外方（図中上方）に移動する。もしくは、接触面５ａに対する接触シール６のしめしろが軸線１４方向に減少すると、リップ部１３と接触面５ａとの接触点１３ａが軸受の半径方向の内方（図中下方）に移動する。
【００２４】
したがって、接触シール６の接触面５ａへの接触部分における緊迫力は、図３に示すように、しめしろの変化量に対してその変化量が抑えられた非線形の関係を有するソフトスプリングとなる。ここで、ソフトスプリングとは、荷重−撓み曲線（緊迫力−しめしろ曲線）の傾斜が、撓み（しめしろ）の増加とともに次第に減少するばね特性を指す。すなわち、しめしろが例えば軸線方向に増加した場合に、線形ばねである場合の緊迫力の増加量ａに対して増加量ｂが少なくなる。これにより、例えば、接触シール６と内輪３との軸線１４方向の相対位置にずれが生じ、このずれによりしめしろが増加した場合は、緊迫力の増加が抑えられ、また、ずれによりしめしろが減少した場合は、緊迫力の減少が抑えられる。
【００２５】
このように、上記実施形態の転がり軸受１によれば、接触シール６における、しめしろの変化量と緊迫力の変化量との関係が、ソフトスプリングとなっているので、公差や取り付け時の傾きなどにより、接触シール６と内輪３との軸方向の相対位置にずれが生じてしめしろが増加した場合は、緊迫力の増加が抑えられ、また、しめしろが減少した場合は、緊迫力の減少が抑えられる。これにより、しめしろが多少変動したとしても、回転トルクまたは密封性能が設定値と大きく異なることによる回転エネルギーのロスや摩耗量の増大を生じさせることなく良好な密封性を確保することができる。
【００２６】
なお、接触シール６におけるしめしろの変化量と緊迫力の変化量との関係をソフトスプリングとするには、接触面５ａに対して接触シール６のリップ部１３を傾斜させて接触すれば良く、その構造は上記の例に限定されない。
【００２７】
図４に示すものは、接触シール６のリップ部１３を、断面鈍角となるように屈曲させ、接触面５ａは、軸線１４に対する角度θが鋭角になるように形成されており、リップ部１３と同一傾斜方向に多少傾斜させたものである。この場合も、接触面５ａに対して接触シール６のリップ部１３が傾斜して接触しているので、しめしろの変化量に対して緊迫力の変化量が抑えられた非線形の関係を有するソフトスプリングとなる。
【００２８】
図５及び図６に示すものは、それぞれ接触シール６のリップ部１３の根元近傍を屈曲させたものである。図５の形態では接触面５ａが軸線１４に対して鈍角になるように形成されている。図６の形態では接触面５ａが軸線１４に対して鋭角になるように形成されている。このように、リップ部１３の根元近傍を屈曲させることにより、接触面５ａに対してリップ部１３を無理なく傾斜させた状態に接触させることができる。
【００２９】
また、図７及び図８に示すものは、それぞれ接触シール６のリップ部１３を軸受外部へ向かって突出させ、外側の接触面５ａにリップ部１３を接触させてシールするタイプのシール構造を有するものである。図７の形態では接触面５ａが軸線１４に対して鈍角になるように形成されている。図８の形態では接触面５ａが軸線１４に対して鋭角になるように形成されている。この場合も、接触面５ａに対してリップ部１３を傾斜させて接触させることにより、接触部分におけるしめしろの変化量に対して緊迫力の変化量が抑えられた非線形の関係を有するソフトスプリングとすることができる。
【００３０】
なお、リップ部１３の根元部分の剛性を低くしてソフトスプリングの効果をさらに高めるために、図９に示すように、リップ部１３の根元近傍に、周方向へわたって溝部２１を形成したり、図１０に示すように、周方向へわたってくびれ部２２を形成しても良い。
また、図１１に示すものは、接触シール６のリップ部１３の根元付近にて、通常と同様の厚さの厚肉部２３ａと厚さの薄い薄肉部２３ｂとを周方向に沿って交互に形成したもので、このような構造としても、ソフトスプリングの効果をさらに高めることができる。
【００３１】
上記の実施形態では、転がり軸受の実施形態を説明したが、本発明はハウジング内に回転軸を有する装置におけるシール装置にも適用される。
図１２に示すシール装置は、回転体である回転軸を有する装置におけるものであり、回転軸３１はハウジング３２内に挿通されている。
回転軸３１の周囲には、ホルダ３３に収容された接触シール３４が設けられ、ケース３５を嵌め込むことによりハウジング３２に固定されている。
接触シール３４は、内周部分にリップ部３６を有しており、このリップ部３６は、回転軸３１の外周面からなる接触面３１ａに接触して、運転時に摺動する。これにより、装置のハウジング３１外部からの異物の侵入や、ハウジング３１内部からのグリースやオイルの漏れを防いでいる。
【００３２】
図１３に示すように、接触シール３４のリップ部３６は、その先端部が回転軸３１の外周面である接触面３１ａに対して傾斜した状態で接触している。
そして、このように、接触面３１ａに対して傾斜した状態で接触シール３４のリップ部３６を接触させることにより、接触シール３４と回転軸３１との軸線がずれてしめしろの大きさが増減すると、リップ部３６が回転軸３１の軸線方向へ変位する。つまり、接触面３１ａに対する接触シール３４のしめしろが回転体３１の半径方向（図中上下方向）に増加すると、リップ部３６と接触面３１ａとの接触点３６ａが、接触角度が鈍角である角度θ側（図中右側）に移動する。一方、接触面３１ａに対する接触シール３４のしめしろが回転体３１の半径方向に減少すると、リップ部３６と接触面３１ａとの接触点３６ａが、接触角度が鋭角である角度β側（図中左側）に移動する。
【００３３】
したがって、接触シール３４の接触面３１ａへの接触部分では、しめしろの変化量に対して緊迫力の変化量が抑えられた非線形の関係を有するソフトスプリングとなる。
【００３４】
これにより、例えば、接触シール３４と回転軸３１との軸線にずれが生じて部分的にしめしろが増減した場合、このずれにより半径方向にしめしろが増加した部分では緊迫力の増加が抑えられ、また、半径方向にしめしろが減少した部分では緊迫力の減少が抑えられる。
【００３５】
このように上記シール装置によれば、接触シール３４における、しめしろの変化量と緊迫力の変化量との関係が、ソフトスプリングとなっているので、公差や取り付け時の傾きなどにより、接触シール３４と回転軸３１との軸線にずれが生じて部分的にしめしろが増減した場合、このずれによりしめしろが増加した部分では緊迫力の増加が抑えられ、しめしろが減少した部分では緊迫力の減少が抑えられる。これにより、しめしろが多少変動したとしても、回転トルクまたは密封性能が設定値と大きく異なることによる回転エネルギーのロスや摩耗量の増大を生じさせることなく良好な密封性を確保することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の転がり軸受及びシール装置によれば、下記の効果を得ることができる。
本発明に係る転がり軸受によれば、接触シールにおける、しめしろの変化量と緊迫力の変化量との関係が、ソフトスプリングとなっているので、公差や取り付け時の傾きなどにより、接触シールとシール接触溝との軸方向の相対位置にずれが生じてしめしろが増加した場合は、緊迫力の増加が抑えられ、また、しめしろが減少した場合は、緊迫力の減少が抑えられる。これにより、しめしろが多少変動したとしても、回転トルクまたは密封性能が設定値と大きく異なることによる回転エネルギーのロスや摩耗量の増大を生じさせることなく良好な密封性を確保することができる。
【００３７】
また、本発明に係るシール装置によれば、接触シールにおける、しめしろの変化量と緊迫力の変化量との関係が、ソフトスプリングとなっているので、公差や取り付け時の傾きなどにより、接触シールと回転体との軸線にずれが生じて部分的にしめしろが増減した場合、このずれによりしめしろが増加した部分では緊迫力の増加が抑えられ、しめしろが減少した部分では緊迫力の減少が抑えられる。これにより、しめしろが多少変動したとしても、回転トルクまたは密封性能が設定値と大きく異なることによる回転エネルギーのロスや摩耗量の増大を生じさせることなく良好な密封性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る転がり軸受の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す転がり軸受の接触シールによるシール部分の拡大断面図である。
【図３】接触シールのしめしろの変化量に対する緊迫力の変化量を示すグラフ図である。
【図４】接触シールの変形例を示すシール部分の拡大断面図である。
【図５】接触シールの変形例を示すシール部分の拡大断面図である。
【図６】接触シールの変形例を示すシール部分の拡大断面図である。
【図７】接触シールの変形例を示すシール部分の拡大断面図である。
【図８】接触シールの変形例を示すシール部分の拡大断面図である。
【図９】接触シールの変形例を示す接触シールの拡大断面図である。
【図１０】接触シールの変形例を示す接触シールの拡大断面図である。
【図１１】接触シールの変形例を示す接触シールの一部の概略平面図である。
【図１２】本発明に係るシール装置の一実施形態を示す断面図である。
【図１３】図１２に示すシール装置の接触シールによるシール部分の拡大断面図である。
【図１４】従来の転がり軸受の一例を示す断面図である。
【図１５】図１４に示す転がり軸受の接触シールによるシール部分の拡大断面図である。
【図１６】接触シールによるシール部分におけるしめしろを説明する拡大断面図である。
【図１７】図１４に示す接触シールのしめしろの変化量に対する緊迫力の変化量を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１ 転がり軸受
２ 外輪
３ 内輪
４ 玉（転動体）
５ シール接触溝
５ａ 接触面
６ 接触シール
７ 内周面
７ａ 外輪軌道面
８ 外周面
８ａ 内輪軌道面
１４ 軸線
３１ 回転軸（回転体）
３１ａ 接触面
３２ ハウジング
３４ 接触シール[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rolling bearing, and more particularly, to a rolling bearing provided with a hermetically sealed contact seal fitted to one of an outer ring and an inner ring and configured to contact the other. In addition, the present invention relates to a sealing device provided with a hermetic contact seal.
[0002]
[Prior art]
Rolling bearings are susceptible to damage when foreign matter enters the interior, resulting in a shortened service life. Therefore, in an environment where foreign matter such as dust is present, a rolling bearing provided with a hermetically sealed contact seal is preferably used (for example, see Patent Document 1). FIG. 14 shows an example of such a sealed rolling bearing.
[0003]
As shown in FIG. 14, in a conventional sealed rolling bearing 100, seal fixing grooves 103 are formed at both ends of an inner peripheral surface 102 of an outer ring 101, and a contact seal 110 is fitted into the seal fixing grooves 103. Is being worn. Further, seal contact grooves 107 are formed at both ends of the outer peripheral surface 106 of the inner ring 105, and the lip 111 of the contact seal 110 is perpendicular to the contact surface 107 a forming the seal contact groove 107, as shown in FIG. Is in contact with During operation of the rolling bearing 100, the lip 111 of the contact seal 110 comes into sliding contact with the contact surface 107a of the seal contact groove 107.
As described above, the internal space of the rolling bearing 100 is sealed by the contact seal 110 to prevent foreign matter from entering from outside.
In the conventional rolling bearing 100, the contact surface 107a is formed so that the angle θ with the axis 112 is obtuse, but the angle θ may be formed to be an acute angle or a right angle.
[0004]
Here, in the sealing type rolling bearing 100, as shown in FIG. 16, an interference L is applied to generate a tightening force at a contact portion to seal the internal space, and a lip of the contact seal 110 is formed. The portion 111 is brought into sliding contact with the contact surface 107a of the seal contact groove 107 with a predetermined tension. Note that a broken line portion 111a shows the shape of the lip portion 111 in a state where no interference is given.
[0005]
In the case of the rolling bearing 100 having the above structure, as shown in FIG. 17, the tension is proportional to the amount of change in interference. That is, the spring at the contact portion of the lip portion 111 of the contact seal 110 with the contact surface 107a has the characteristics of a linear spring.
At the contact portion of the lip portion 111 having such characteristics with the contact surface 107a, it is better to increase the interference in consideration of the sealing performance, but if the interference is too large, the frictional force increases. Rotational resistance increases.
For this reason, the interference is set to an appropriate value in consideration of sealing performance, rotational torque, and the like.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-9-329148 (page 3, FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned rolling bearing 100, interference is slightly shifted from a set value due to a manufacturing tolerance or the like.
When the interference occurs, the tightening force at the contact portion greatly changes in accordance with the amount of the change, and the rotational torque or the sealing performance greatly differs from the set value. There is a possibility that a problem such as an increase in the wear amount of the seal 110 or deterioration of the dustproof effect may occur.
In addition, the interference at a part of the contact part is shifted from the set value due to the inclination at the time of mounting the rolling bearing 100 and the inclination at the time of mounting the contact seal 110 to the rolling bearing 100, and the part of the contact part is displaced. , The rotational torque or the sealing performance is greatly different from the set value, and again, there is a possibility that problems such as loss of rotational energy, increase in the amount of wear of the contact seal 110 or deterioration of the dustproof effect may occur. is there.
[0008]
An object of the present invention is to provide a rolling bearing and a sealing device capable of securing a good sealing performance without causing a loss of rotational energy or an increase in abrasion amount even when interference is slightly changed. I have.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Rolling bearing according to the present invention for achieving the above object, an outer ring having an outer raceway surface formed on an inner peripheral surface, an inner ring having an inner raceway surface formed on an outer peripheral surface, an outer raceway surface and an inner raceway surface. Rolling bearing provided with a plurality of rolling elements disposed between them and a contact seal fitted to one of the outer ring and the inner ring and configured to contact a seal contact groove formed on the other. Is characterized in that the relationship between the amount of change in interference and the amount of change in tension in the contact seal is a soft spring.
[0010]
According to the rolling bearing having such a configuration, the relationship between the amount of change in interference and the amount of change in tension in the contact seal is a soft spring. When the interference increases due to a shift in the relative position between the shaft and the seal contact groove in the axial direction, the increase in the tightening force is suppressed, and when the interference decreases, the decrease in the tightening force is suppressed. As a result, even if the interference slightly fluctuates, good sealing performance can be ensured without causing rotation energy loss or an increase in wear due to a large difference in rotational torque or sealing performance from the set value.
[0011]
Further, in the rolling bearing according to the present invention, it is preferable that the contact seal is inclined in a direction of contact with the contact surface with respect to the contact surface of the seal contact groove. Since the contact direction of the seal contact groove with respect to the contact surface is inclined, a soft spring effect can be easily obtained.
[0012]
Further, in the rolling bearing according to the present invention, when the contact surface of the seal contact groove that contacts the contact seal is formed at an obtuse angle with respect to the axis of the bearing, the contact seal has an increased interference in the axial direction. It is desirable that the contact point with the contact surface be moved outward in the radial direction of the bearing.
In addition, when the contact surface of the seal contact groove that contacts the contact seal is formed at an acute angle with respect to the axis of the bearing, the contact seal contacts the contact surface when the interference in the axial direction increases. Desirably, the points are configured to move radially inward of the bearing.
With these configurations, even if the size of the interference increases, the increase in the tension force can be suppressed.
[0013]
Further, in the rolling bearing according to the present invention, when the contact surface of the seal contact groove that contacts the contact seal is formed at an obtuse angle with respect to the axis of the bearing, the contact seal has a reduced interference in the axial direction. It is desirable that the contact point with the contact surface be moved inward in the radial direction of the bearing.
In addition, when the contact surface of the seal contact groove that contacts the contact seal is formed at an acute angle with respect to the axis of the bearing, the contact seal contacts the contact surface when the interference in the axial direction decreases. Desirably, the points are configured to move radially outward of the bearing.
With these configurations, even if the size of the interference decreases, the decrease in the tension force can be suppressed.
[0014]
In addition, a seal device according to the present invention includes a housing, a rotating body that rotates relatively to the housing, and a contact seal fitted to the housing and configured to contact the rotating body. The sealing device is characterized in that the relationship between the amount of change in interference and the amount of change in tension in the contact seal is a soft spring.
[0015]
According to the sealing device having such a configuration, the relationship between the amount of change in interference and the amount of change in tension in the contact seal is a soft spring. When the interference is partially increased or decreased due to the deviation of the axis between the shaft and the rotating body, the increase in the tension is suppressed in the part where the interference is increased due to this deviation, and the tension is reduced in the part where the interference is reduced Is suppressed. As a result, even if the interference slightly fluctuates, good sealing performance can be ensured without causing rotation energy loss or an increase in wear due to a large difference in rotational torque or sealing performance from the set value.
[0016]
In the seal device according to the present invention, it is preferable that the contact seal has a slanted direction in contact with the contact surface with respect to the contact surface of the rotating body. Since the contact direction of the rotating body with respect to the contact surface is inclined, the soft spring effect can be easily obtained.
[0017]
In the seal device according to the present invention, the contact seal is configured such that, when the interference in the radial direction of the rotating body increases, the contact point with the rotating body moves to the side where the contact angle is obtuse. Is desirable. Thereby, even if the size of the interference increases, the increase in the tension force is suppressed.
[0018]
Further, in the sealing device according to the present invention, the contact seal is configured such that, when the interference in the radial direction of the rotating body decreases, the contact point with the rotating body moves to the side where the contact angle is an acute angle. Is desirable. As a result, even if the size of the interference is reduced, the decrease in the tension is suppressed.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a rolling bearing and a seal device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
First, an embodiment of a rolling bearing will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a sectional view of a main part showing an embodiment of a rolling bearing according to the present invention. FIG. 2 is an enlarged sectional view of a part of the rolling bearing shown in FIG.
In the present embodiment, a ball bearing using a ball as a rolling element will be described, but the present invention is also applicable to a roller bearing. In addition, the contact seal is fitted to the outer ring and is in contact with the inner ring. Conversely, the contact seal may be fitted to the inner ring and in contact with the outer ring.
[0020]
As shown in FIG. 1, a rolling bearing 1 according to the present embodiment includes a plurality of balls 4, which are rolling elements disposed between an outer ring 2 and an inner ring 3, and is fitted to the outer ring 2 and has an inner ring. And a contact seal 6 configured to contact the seal contact groove 5 formed in the contact seal 3.
An outer raceway surface 7 a having an arc-shaped cross section having a radius of curvature slightly larger than the radius of the ball 4 is formed on the inner peripheral surface 7 of the outer race 2.
Similarly to the outer raceway surface 7a, an inner raceway surface 8a having an arc-shaped cross section with a radius of curvature slightly larger than the radius of the ball 4 is formed on the outer peripheral surface 8 of the inner race 3.
[0021]
In the raceway formed between the outer raceway surface 7a and the inner raceway surface 8a, a plurality of balls 4 which are aligned and held at predetermined intervals in a circumferential direction by a retainer 9 are rollably arranged. Is established.
In addition, seal type contact seals 6 are fixed in seal fixing grooves 11 provided at both ends of the inner peripheral surface 7 of the outer ring 2. Seal contact grooves 5 are provided at both ends of the outer peripheral surface 8 of the inner ring 3, and the contact seal 6 is fitted so as to seal between the seal fixing groove 11 and the seal contact groove 5. I have. Although two contact seals 6 are provided in the present embodiment, only one of them may be provided.
[0022]
The contact seal 6 has a cored bar 6a covered with an elastic rubber seal 6b, and is formed in an annularly continuous shape like the outer ring 2 and the inner ring 3. Note that the contact seal 6 may be entirely formed of only an elastic body without providing the cored bar 6a. The contact seal 6 has a fixed portion 12 on the outer diameter side and a lip portion 13 on the inner diameter side. The fixing portion 12 is fixed to the seal fixing groove 11, and the lip portion 13 contacts the contact surface 5a forming the seal contact groove 5 and slides during operation. This prevents entry of foreign matter from outside the bearing and leakage of grease or oil from inside the bearing.
[0023]
As shown in FIG. 2, the lip portion 13 of the contact seal 6 is bent at an acute angle in cross section, and the contact surface 5 a of the seal contact groove 5 is formed such that the angle θ with respect to the axis 14 is obtuse. It is slightly inclined in the same inclination direction as the lip portion 13. The lip portion 13 of the contact seal 6 is in contact with the contact surface 5a of the seal contact groove 5 with its tip end inclined. That is, the inclination angle α of the lip portion 13 with respect to the contact surface 5a is set to be larger than 90 °. The cored bar 6a and the rubber seal 6b need not be perpendicular to the axis 14 as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 2, the contact seal 6 and the inner ring 3 are relatively displaced in the direction of the axis 14 by bringing the lip portion 13 of the contact seal 6 into contact with the contact surface 5a in an inclined state. When the size of the interference in the direction of the axis 14 increases or decreases, the lip portion 13 is displaced in the radial direction. That is, when the interference of the contact seal 6 with respect to the contact surface 5a increases in the direction of the axis 14, the contact point 13a between the lip portion 13 and the contact surface 5a moves outward (upward in the drawing) in the radial direction of the bearing. Alternatively, when the interference of the contact seal 6 with respect to the contact surface 5a decreases in the direction of the axis 14, the contact point 13a between the lip portion 13 and the contact surface 5a moves inward (downward in the drawing) in the radial direction of the bearing.
[0024]
Therefore, as shown in FIG. 3, the tension force at the contact portion of the contact seal 6 with the contact surface 5a becomes a soft spring having a non-linear relationship in which the amount of change is suppressed with respect to the amount of interference. Here, the soft spring refers to a spring characteristic in which the slope of a load-deflection curve (tensing force-interference curve) gradually decreases with an increase in deflection (interference). That is, when the interference increases, for example, in the axial direction, the increase b becomes smaller than the increase a of the tension force in the case of a linear spring. As a result, for example, the relative position between the contact seal 6 and the inner ring 3 in the direction of the axis 14 is shifted, and when the interference increases due to the shift, the increase in the tightening force is suppressed, and the interference is reduced. If it decreases, the decrease in tension is suppressed.
[0025]
As described above, according to the rolling bearing 1 of the above-described embodiment, the relationship between the amount of change in interference and the amount of change in tension in the contact seal 6 is a soft spring. When the interference increases due to a shift in the relative position between the contact seal 6 and the inner ring 3 in the axial direction due to, for example, the increase in the tightening force is suppressed, and when the interference decreases, the tightening force decreases. Reduction is suppressed. As a result, even if the interference slightly fluctuates, good sealing performance can be ensured without causing rotation energy loss or an increase in wear due to a large difference in rotational torque or sealing performance from the set value.
[0026]
In order to make the relationship between the amount of change in interference and the amount of change in tension in the contact seal 6 a soft spring, the lip 13 of the contact seal 6 may be inclined to contact the contact surface 5a. The structure is not limited to the above example.
[0027]
4 shows that the lip portion 13 of the contact seal 6 is bent so as to have an obtuse angle in cross section, and the contact surface 5a is formed so that the angle θ with respect to the axis 14 becomes an acute angle. They are slightly inclined in the same inclination direction. Also in this case, since the lip portion 13 of the contact seal 6 is in contact with the contact surface 5a at an angle, the soft portion having a non-linear relationship in which the amount of change in the interference is suppressed with respect to the amount of interference. It becomes a spring.
[0028]
5 and 6 show the contact seal 6 in which the vicinity of the base of the lip 13 is bent. In the embodiment of FIG. 5, the contact surface 5a is formed so as to form an obtuse angle with respect to the axis 14. 6, the contact surface 5a is formed so as to be at an acute angle with respect to the axis 14. In this manner, by bending the vicinity of the base of the lip portion 13, the lip portion 13 can be brought into contact with the contact surface 5a in a state where the lip portion 13 is smoothly inclined.
[0029]
7 and 8 each have a sealing structure of a type in which the lip 13 of the contact seal 6 is protruded toward the outside of the bearing, and the lip 13 is brought into contact with the outer contact surface 5a for sealing. Things. In the embodiment of FIG. 7, the contact surface 5a is formed so as to form an obtuse angle with respect to the axis 14. 8, the contact surface 5a is formed so as to be at an acute angle with respect to the axis 14. Also in this case, by making the lip portion 13 contact the contact surface 5a while being inclined, a soft spring having a non-linear relationship in which the amount of change in the tightening force is suppressed with respect to the amount of interference in the contact portion. can do.
[0030]
In order to further reduce the rigidity of the root portion of the lip portion 13 and further enhance the effect of the soft spring, as shown in FIG. 9, a groove portion 21 is formed in the vicinity of the root portion of the lip portion 13 so as to extend in the circumferential direction. As shown in FIG. 10, a constricted portion 22 may be formed to extend in the circumferential direction.
The one shown in FIG. 11 has a thick portion 23a having a thickness similar to that of a normal portion and a thin portion 23b having a small thickness alternately arranged along the circumferential direction near the base of the lip portion 13 of the contact seal 6. With such a structure, the effect of the soft spring can be further enhanced.
[0031]
In the above embodiment, the embodiment of the rolling bearing has been described, but the present invention is also applied to a sealing device in a device having a rotating shaft in a housing.
The sealing device shown in FIG. 12 is a device having a rotating shaft as a rotating body, and a rotating shaft 31 is inserted into a housing 32.
A contact seal 34 housed in a holder 33 is provided around the rotation shaft 31, and is fixed to the housing 32 by fitting a case 35.
The contact seal 34 has a lip portion 36 on the inner peripheral portion. The lip portion 36 comes into contact with the contact surface 31a formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft 31 and slides during operation. This prevents foreign matter from entering from outside the housing 31 of the apparatus and leakage of grease or oil from inside the housing 31.
[0032]
As shown in FIG. 13, the lip portion 36 of the contact seal 34 is in contact with the contact surface 31 a, which is the outer peripheral surface of the rotating shaft 31, with the tip end thereof being inclined.
When the lip 36 of the contact seal 34 is brought into contact with the contact surface 31a in such a manner as to be inclined, the axis of the contact seal 34 and the rotating shaft 31 is displaced and the size of the interference increases or decreases. The lip 36 is displaced in the axial direction of the rotating shaft 31. That is, when the interference of the contact seal 34 with respect to the contact surface 31a increases in the radial direction (vertical direction in the figure) of the rotating body 31, the contact point 36a between the lip portion 36 and the contact surface 31a becomes an angle at which the contact angle is obtuse. Move to the θ side (right side in the figure). On the other hand, when the interference of the contact seal 34 with the contact surface 31a decreases in the radial direction of the rotating body 31, the contact point 36a between the lip portion 36 and the contact surface 31a is shifted to the angle β side where the contact angle is an acute angle (left side in the figure). Go to).
[0033]
Therefore, at the contact portion of the contact seal 34 with the contact surface 31a, a soft spring having a non-linear relationship in which the amount of change in the tightening force is suppressed with respect to the amount of change in interference.
[0034]
Thereby, for example, when the axial line between the contact seal 34 and the rotating shaft 31 is displaced and the interference is partially increased or decreased, the increase in the tightening force is suppressed in the portion where the interference is increased in the radial direction due to the deviation. In addition, the reduction in the tension force is suppressed in the portion where the interference is reduced in the radial direction.
[0035]
As described above, according to the above-described sealing device, the relationship between the amount of change in interference and the amount of change in tension in the contact seal 34 is a soft spring. If the interference between the axis of the rotation shaft 34 and the rotating shaft 31 occurs and the interference is partially increased or decreased, the increase in the tension force is suppressed in the portion where the interference is increased due to the deviation, and the tension force is suppressed in the portion where the interference is reduced. Is suppressed. As a result, even if the interference slightly fluctuates, good sealing performance can be ensured without causing rotation energy loss or an increase in wear due to a large difference in rotational torque or sealing performance from the set value.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the rolling bearing and the seal device of the present invention, the following effects can be obtained.
According to the rolling bearing according to the present invention, the relationship between the amount of change in interference and the amount of change in tension in the contact seal is a soft spring. When the interference is increased in the axial relative position with respect to the seal contact groove and the interference is increased, the increase in the tightening force is suppressed, and when the interference is reduced, the decrease in the tightening force is suppressed. As a result, even if the interference slightly fluctuates, good sealing performance can be ensured without causing rotation energy loss or an increase in wear due to a large difference in rotational torque or sealing performance from the set value.
[0037]
Further, according to the sealing device of the present invention, the relationship between the amount of change in interference and the amount of change in tension in the contact seal is a soft spring. If the interference between the seal and the rotating body is offset and the interference is partially increased or decreased, the increase in the tension is suppressed in the area where the interference is increased due to the deviation, and the tension is reduced in the area where the interference is reduced. Reduction is suppressed. As a result, even if the interference slightly fluctuates, good sealing performance can be ensured without causing rotation energy loss or an increase in wear due to a large difference in rotational torque or sealing performance from the set value.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a rolling bearing according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a sealing portion of the rolling bearing shown in FIG. 1 by a contact seal.
FIG. 3 is a graph showing a change amount of a tension force with respect to a change amount of interference of a contact seal.
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a seal portion showing a modification of the contact seal.
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a seal portion showing a modification of the contact seal.
FIG. 6 is an enlarged sectional view of a seal portion showing a modification of the contact seal.
FIG. 7 is an enlarged sectional view of a seal portion showing a modification of the contact seal.
FIG. 8 is an enlarged sectional view of a seal portion showing a modification of the contact seal.
FIG. 9 is an enlarged sectional view of a contact seal showing a modification of the contact seal.
FIG. 10 is an enlarged sectional view of a contact seal showing a modification of the contact seal.
FIG. 11 is a schematic plan view of a part of a contact seal showing a modified example of the contact seal.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing one embodiment of a sealing device according to the present invention.
FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view of a seal portion by a contact seal of the seal device shown in FIG.
FIG. 14 is a sectional view showing an example of a conventional rolling bearing.
FIG. 15 is an enlarged sectional view of a seal portion of the rolling bearing shown in FIG. 14 by a contact seal.
FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view illustrating an interference at a seal portion by a contact seal.
17 is a graph showing the amount of change in the tension force with respect to the amount of interference of the contact seal shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rolling bearing 2 Outer ring 3 Inner ring 4 Ball (rolling element)
5 Seal contact groove 5a Contact surface 6 Contact seal 7 Inner peripheral surface 7a Outer ring raceway surface 8 Outer peripheral surface 8a Inner ring raceway surface 14 Axis 31 Rotary shaft (rotary body)
31a contact surface 32 housing 34 contact seal
