JP2005308117A

JP2005308117A - 転がり軸受

Info

Publication number: JP2005308117A
Application number: JP2004126814A
Authority: JP
Inventors: Koichi Goto; 耕一後藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-04-22
Filing date: 2004-04-22
Publication date: 2005-11-04

Abstract

【課題】初期グリース洩れを防止し、耐水性に優れ、軸受異音の発生を防止できる転がり軸受を提供すること。
【解決手段】シール部材６のリップ１０が、シール溝９との摺接面１３に少なくとも一つの突起１４を有しており、突起１４の少なくとも基端部１４Ａが、突起１４の先端部に向かうに従って先細状に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、高温条件下において低トルクにて高速回転する、例えばオルタネータ、テンショナーなどの電装品等に好適に用いることができる転がり軸受に関する。

オルタネータ、テンショナーなどに使用されるプーリー用転がり軸受の内部には、各転動体の転動面と、内輪および外輪の両軌道面とを潤滑するグリースが充填されており、このグリースが外部に漏洩することを防止するためにシール部材が設けられている。

シール部材によって密封されているグリースは、転がり軸受の回転初期において軸受内部の圧力上昇により外部へ洩れ出すことがあり、時間経過に伴い安定位置に定着して洩れなくなるという性質がある。

この軸受内部の圧力上昇よるグリースの漏洩を解決するために、シールリップ先端に空気穴（切欠き）を設けたり、シールリップの先端に凸部を設けたりしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

図６に示すように、特許文献１に開示されているシール構造１０１は、外輪１０２の周溝１０３に外周縁１０７を固定され、内周１０８側のシールリップ１０９を内輪１０４の周溝１０５に接触せしめた接触シール１０６により構成されている。そして、シールリップ１０９に設けられた主リップ１１０の軸受摺動面１１１には１個乃至複数個の凸部１１２が設けられている。このシール構造１０１は、軸受の回転初期においては凸部１１２の周囲から空気を抜いて軸受内部の圧力上昇を防止し、時間経過に伴い凸部１１２を摩滅させて密封性を確保するようにしている。
特開２０００−２５７６４０号公報（第２頁、図２）

しかしながら、シールリップ先端に空気穴を設けたものは、軸受の回転初期において軸受内部の圧力上昇を抑えてグリースの漏洩防止に効果があるが、グリースが安定位置に定着した後にも空気孔からグリースが漏洩する虞があった。更に、空気孔があるために耐水性が問題となる虞があった。

また、特許文献１に開示されたシール構造１０１においては、凸部１１２は小径の円柱状とされており、周溝１０５との摩擦により凸部１１２に歪が生じた際に、凸部１１２の付け根部分に応力が集中してしまう虞があった。そのため、グリースが安定位置に定着する前に凸部１１２が付け根部分より折損し、軸受の回転初期における軸受内部の圧力上昇を防止することができない場合があり、また、折損片が大きくなり、折損片が転動体と内外輪との間に巻き込まれた場合に異音の原因となる場合があった。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、転がり軸受の回転初期におけるグリースの漏洩を防止すると共に、耐水性に優れ、異音の発生を防止した転がり軸受を提供することにある。

本発明に係る上記課題は、下記構成によって達成される。

（１）外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体と、前記外輪と前記内輪のいずれか一方に形成されたシール溝にシールリップを摺接させ且つ前記外輪と前記内輪の他方に装着されたシール部材と、を備える転がり軸受であって、
前記シール部材のシールリップが、前記シール溝との摺接面に少なくとも１つの突起を有しており、
前記突起が、先端部に向かうに従って先細状に形成されていることを特徴とする転がり軸受。

（２）前記突起が、略円柱状に形成されており、前記突起の基端部が、当該突起の外周面と前記リップの摺接面とを滑らかに接続する湾曲面を有することを特徴とする（１）記載の転がり軸受。

（３）前記突起が、略半球状に形成されていることを特徴とする（１）記載の転がり軸受。

上記した構成による転がり軸受によれば、シールリップの摺接面に設けられた突起の周囲において、シールリップの摺接面とシール溝との間に隙間が形成され、シール部材を介した軸受内部と軸受外部との通気性が確保される。これにより、軸受の回転初期に軸受内部の圧力が上昇した場合にも、軸受内部の空気が前記隙間から外部へ抜けることにより軸受内部の圧力が低下する。よって、軸受内部の圧力上昇によるグリースの漏洩を防止することができる。

そして、前記突起は、その先端部に向かうに従って先細状に形成されているので、シール溝との摩擦により突起に歪が生じた場合にも、当該突起の基端部（付け根部分）に応力が集中することを防止することができる。これにより、グリースが安定位置に定着するまで前記突起が折損することを防止することができる。また、仮に突起が折損した場合にも、突起の基端部から折損することを防止して折損片を小さくすることができ、折損片が転動体と内外輪との間に巻き込まれることにより発生する軸受の異音を抑制することができる。

尚、前記突起はリップの摺接面に少なくとも１つ、好ましくは２つ設けられる。突起の数を１つとした場合にも、シール部材を介した軸受内部と軸受外部との通気性を十分に確保することができるが、突起を２つ設けることで一層確実に通気性を確保することができる。しかし、さらに多数の突起を設けた場合には、突起に作用するシール溝との摩擦力が分散され、軸受の回転初期から時間経過後にも突起が摩滅せずに残ってしまい、密封性・耐水性が低下する虞があると共に、突起の磨耗粉が多くなるので好ましくない。

本発明の転がり軸受によれば、軸受の回転初期においてグリースの漏洩を防止し、耐水性に優れ、異音の発生を防止した転がり軸受を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る転がり軸受について図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態に係る転がり軸受の断面図、図２は図１における点線円IIで囲まれた部分の拡大図、図３は図１におけるシールリップの要部拡大図、図４は図２における点線円IVで囲まれた部分の拡大図、図５は図１におけるシールリップの摺接面に設けられた突起の変形例を示す要部拡大図である。

図１に示すように、転がり軸受１は、外周面に内輪軌道面２ａを有する内輪２と、内周面に外輪軌道面３ａを有する外輪３と、内輪軌道面２ａと外輪軌道面３ａとの間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体４と、複数の転動体４を周方向に等間隔に保持する保持器５と、転動体４の側方に配置されて内輪２と外輪３との隙間を密封するシール部材６とを備えている。

シール部材６は、芯金７をゴム等の弾性部材８で被覆して略円盤状に構成されており、弾性部材８の内周側には内輪２の外周面に形成されたシール溝９に摺接するシールリップ１３を設けられた内周縁１０と、弾性部材８の外周側には外輪３の内周面に形成された周溝１１に係合して固定される外周縁１２とを備えている。そして、シール部材６は、転がり軸受１の内部に充填されて各転動体４の転動面と内輪軌道面２ａおよび外輪軌道面３ａとを潤滑するグリースを転がり軸受１の内部に密封するようになっている。

図２および図３に示すように、シールリップ１３は、シール溝９の軸受外方に面する外側面９ａと摺接面１３ａにおいて摺接し、摺接面１３ａには、転がり軸受１の内方に向かって突出した略円柱状の突起１４が形成されている。

突起１４の外径Ｄおよび高さＨの寸法について、例えば転がり軸受１の軸受内径が１２〜３０ｍｍで、シール部材６の外径が３５〜５０ｍｍの場合、外径Ｄは０．１〜０．４ｍｍ、高さＨは０．０１〜０．２ｍｍが好ましい。突起１４の外径Ｄと高さＨを上記のように規定することで、転がり軸受１の回転初期において軸受内部の圧力上昇によるグリースの漏洩を防止することができ、また、グリースが安定位置に定着した後には、突起１４が磨耗して消滅することによりシール溝９の外側面９ａとシールリップ１３の摺接面１３ａとの間で確実な密封性・耐水性を得ることができる。

尚、突起１４が大きすぎると、シール溝９の外側面９ａとシールリップ１３の摺接面１３ａとの隙間が大きくなり軸受内部の圧力上昇にかかわらずグリースの漏洩が生じ、また、突起１４が中間部若しくは先端部（即ち、基端部以外の箇所）において折損した場合にも折損片が大きくなり異音の原因となる虞がある。逆に、突起１４が小さすぎると、シール溝９の外側面９ａとシールリップ１３の摺接面１３ａとの間に十分な隙間を形成することができず、よって、上昇した軸受内部の圧力を逃がすことができず、軸受の回転初期におけるグリースの漏洩を防止する効果を生じない。

そして、突起１４の基端部１４ａは、突起１４の先端部外周面とシールリップ１３の摺接面１３ａとを滑らかに接続するように湾曲面とされた外周面を有し、摺接面１３ａ側から突起１４の先端部に向かうに従って先細状に形成されている。

基端部１４ａの前記外周面（即ち、湾曲面）の母線形状は曲率半径Ｒとされており、このＲの寸法は、突起１４の高さＨの２０〜４０％とされている。これにより、基端部１４ａへの応力集中を効果的に防止して、基端部１４ａにおける突起１４の折損を防止することができる。

そして、図４に示すように、突起１４とシール溝９の外側面９ａとが接触した状態において突起１４の先端部が転がり軸受１の半径方向内方に向くように、シール部材６は突起１４を弾性変形させて取り付けられている。

このように構成された転がり軸受１では、シール部材６を転がり軸受１に取り付けた際に、突起１４がシールリップ１３をシール溝９の外側面９ａに対して押し上げ、突起１４の周囲においてシール溝９の外側面９ａとシールリップ１３の摺接面１３ａとの間に隙間が形成される。そして、転がり軸受１の回転初期において、攪拌抵抗等の温度上昇により軸受内部の圧力が上昇した場合にも、突起１４の周囲に形成された隙間から空気が外部へ抜ける。これにより、転がり軸受１内部の圧力が上昇した際にも、グリースが外部へ押し出されることがなく、転がり軸受１の回転初期のグリースの漏洩を防止することができる。

また、突起１４の基端部１４ａの外周面（即ち、湾曲面）は、曲率半径Ｒの母線形状とされており、突起１４とシール溝９の外側面９ａとの摩擦により生ずる突起１４の歪、それに伴う応力が基端部１４ａに集中することを避けることができる。これにより、突起１４は、転がり軸受１の回転初期を経てグリースが安定位置に定着するまでに折損することがなく、安定位置に定着した後に磨耗によって消滅する。突起１４が消滅した後は、シール溝９の外側面９ａとシールリップ１３の摺接面１３ａとの間で良好な密封性・耐水性を維持することができる。

さらに、突起１４は、その先端部が転がり軸受１の半径方向内方に向けて倒れるように配置されてシール溝９の外側面９ａに摺接しているため、この状態で仮に突起１４が折損した場合でも、折損片は軌道面側に行きにくくなり、折損片が転動体と内外輪との間に巻き込まれることにより起こる異音の発生を防止し、転がり軸受１の使用に支障をきたすことがない。

突起１４の変形例として、図５に示すように、シールリップ１３の摺接面１３ａに略半球状の突起２０を形成してもよい。突起２０は、転がり軸受１の中心軸線と略平行に且つ軸受内方に向かって突設されており、先端部に向かうに従って先細状に形成されている。このように略半球状の突起２０をシールリップ１３の摺接面１３ａに形成した場合にも、略円柱状の突起１４をシールリップ１３の摺接面１３ａに形成した場合と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は前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、転がり軸受は、単列深溝玉軸受、単列アンギュラ玉軸受等の各種転がり軸受を適用しても良い。また、外輪３にシール溝９を設けると共にシール部材６の外周縁にシールリップ１３を設け、シール部材６を内輪２に装着して固定するようにしても良い。

上述した本発明の特徴を以下に簡潔に纏めて列記する。

１．転がり軸受において、シール溝に摺接するシール部材のシールリップ摺接面に突起を設けて当該突起の周囲に隙間を形成し、シール部材を介した軸受内部と軸受外部との通気（呼吸作用）により軸受内部の圧力の上昇を防止し、軸受の回転初期におけるグリースの漏洩を防止した。
２．上記１の転がり軸受において、軸受の回転初期からの時間経過に伴いグリースが安定位置に定着た後には、前記突起が磨耗して消滅してシール部材による密封性・耐水性を向上させるように、前記突起の高さおよび径を規定した。
３．上記１および／または２の軸受において、前記突起の形状を工夫することにより、前記突起が折損して大きな折損片が発生することがないように徐々に磨耗するように前記突起の形状を工夫した。

本発明の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。図１における点線円IIで囲まれた部分の拡大図である。図１におけるシールリップの要部拡大図である。図２における点線円IVで囲まれた部分の拡大図。図１におけるシールリップの摺接面に設けられた突起の変形例を示す要部拡大図である。従来の転がり軸受のシール構造を示す断面図である。

符号の説明

１転がり軸受
２内輪
３外輪
４転動体
５保持器
６シール部材
９シール溝
９ａ外側面
１３シールリップ
１３ａ摺接面
１４突起
１４Ａ基端部
２０突起

Claims

外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体と、前記外輪と前記内輪のいずれか一方に形成されたシール溝にシールリップを摺接させ且つ前記外輪と前記内輪の他方に装着されたシール部材と、を備える転がり軸受であって、
前記シール部材のシールリップが、前記シール溝との摺接面に少なくとも１つの突起を有しており、
前記突起が、先端部に向かうに従って先細状に形成されていることを特徴とする転がり軸受。
前記突起が、略円柱状に形成されており、
前記突起の基端部が、当該突起の外周面と前記リップの摺接面とを滑らかに接続する湾曲面を有することを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。
前記突起が、略半球状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。