JP2006226399A - 密封板付転がり軸受及び工作機械用主軸支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 外輪の径方向の厚さが小さくなった一端部に密封板１ａを組み付ける場合でも、この密封板１ａの外周縁部とこの一端部の内周面との嵌合に拘らず、上記外輪の外周面及び外輪軌道の真円度の悪化を十分に抑える。
【解決手段】 密封板１ａを構成する弾性材３ａの外周縁部で、円周方向等間隔の複数個所に、内径側に凹んだ凹部６、６を、それぞれ形成する。上記外輪に密封板１ａを組み付けた状態で、この外輪の一端部内周面に形成した係止溝に上記弾性材の外周縁部を、円周方向に関して部分的にのみ締め代を持って嵌合させる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば、内部をグリースにより潤滑するもので、工作機械用主軸支持装置等、軸が高精度で回転する回転機械装置の回転支持部に組み込んで使用する密封板付転がり軸受に関する。

各種機械装置の回転支持部分を構成する為に従来から、端部を密封板により塞いだ、密封板付転がり軸受が使用されている。又、この密封板付転がり軸受を構成する転がり軸受として、内輪と外輪とのうちの少なくとも一方の軌道輪の一端部にカウンタボア（肩落とし部）を設けた、アンギュラ型玉軸受を使用する事も、従来から行なわれている。このアンギュラ型玉軸受は、例えば、工作機械用主軸支持装置等、軸が高精度で回転する回転機械装置の回転支持部に組み込んで使用する。

図１０〜１１は、この様なアンギュラ型玉軸受の端部に組み付ける為の密封板１の従来構造の１例を示している。この密封板１は、鋼板等の金属板を円輪状に形成して成る芯金２と、この芯金２を包み込む様にして設けられ、この芯金２により補強された、ゴムの如きエラストマー等の弾性材３とから成る。この弾性材３の内外両周縁部は、上記芯金２の内外両周縁部よりも径方向に突出している。

この様な密封板１は、アンギュラ型玉軸受の端部に組み付けて、密封板付玉軸受を構成する。このアンギュラ型玉軸受は、外周面にアンギュラ型の内輪軌道を有する内輪と、内周面にアンギュラ型の外輪軌道を有する外輪と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられたそれぞれが転動体である、複数個の玉とを有する。上述の密封板１とアンギュラ型玉軸受とにより上記密封板付玉軸受を構成する場合には、このアンギュラ型玉軸受を構成する外輪の内周面両端部と内輪の外周面両端部との間に１対の密封板１を組み付ける。具体的には、それぞれが上述の様に構成する１対の密封板１を構成する弾性材３の外周縁部を、上記外輪の内周面両端部にそれぞれ全周に亙って形成した係止溝に係止する。これと共に、上記各密封板１の弾性材３の内周縁部を、上記アンギュラ型玉軸受を構成する内輪の外周面の両端寄り部分に、全周に亙って微小隙間を介して近接対向させる。これにより、上記外輪の内周面と内輪の外周面との間に存在する、上記各玉を設置した環状の内部空間の軸方向両端開口部を、上記１対の密封板１により塞ぐ。又、この内部空間内に、潤滑用のグリースを封入する。尚、図１０〜１１に示した密封板１の場合と異なり、弾性材３の内周縁部にシールリップを設け、このシールリップの先端縁を、上記内輪の外周面の端部に全周に亙って摺接させる場合もある。

上述の様な密封板付転がり軸受により、例えば工作機械用主軸支持装置等の主軸（軸）を支持する場合には、主軸受台、主軸頭のハウジング等の固定の部分に上記外輪を内嵌固定すると共に、上記主軸に上記内輪を外嵌固定する。そして、上記各玉の転動に基づき、上記固定の部分と主軸との相対回転を許容する。又、上記１対の密封板１は、上記各玉を設置した内部空間内に封入したグリースが外部に漏洩する事を防止すると共に、外部に浮遊する粉塵や水等の異物が上記内部空間内に進入する事を防止する。

上述の様な密封板付転がり軸受の従来構造の場合、各密封板１の弾性材３の外周縁を、図１１に示す様に、単なる円形としていた。そして、この弾性材３の外周縁部を、上記外輪の内周面の端部に形成した係止溝に、全周に亙り（例えば半径方向寸法ｄで０．１mm程度の）締め代を持って嵌合（内嵌）させていた。この為、図１１に示した密封板１の場合には、同図に斜格子で示す、上記弾性材３の径方向寸法ｄを有する円環状部分が、上記係止溝に嵌合した場合にこの係止溝と干渉する。この様な密封板付転がり軸受の従来構造の場合、外輪の外径が内輪の外径に対し十分に大きく、この外輪の端部の径方向の厚さ（肉厚）が十分に大きければ、この外輪の端部に形成した係止溝に上記密封板１の外周縁部を全周に亙り締め代を持って嵌合させる場合でも、この嵌合に基づく外輪の変形が問題になる事はないか、或は殆どない。但し、アンギュラ型玉軸受の場合、カウンタボア側、即ち、外輪の径方向の厚さが小さい（薄い）一端部にも、密封板１の外周縁部を嵌合する。この為、この嵌合に基づく応力によりこの外輪の一端部が変形する（膨張する）事が懸念される。そして、この外輪の一端部が大きく変形した場合には、この外輪の外周面及び外輪軌道の真円度が大きく悪化して（崩れて）しまう。

又、転がり軸受がアンギュラ型玉軸受以外の場合でも、ＪＩＳ寸法系列が１９や１８の様に、外輪の径方向の厚さが小さい深溝型玉軸受や、ミニアチュア玉軸受等の転がり軸受に於いても、外輪の端部の強度が低くなる為、この端部に密封板１を嵌合した場合に、この端部が外径側に大きく膨張し、上記外輪の外周面及び外輪軌道の真円度が大きく悪化する事が懸念される。

この様に、外輪の周面及び外輪軌道の真円度が悪化した場合には、軸受回転時の振れ精度が悪化し、工作機械用主軸支持装置に軸受を組み込んだ場合に、ワーク或は工具を回転させる為の主軸の回転精度が悪化し、加工精度が低下してしまう。

尚、特許文献１に記載された密封板付転がり軸受の場合には、内輪の外周面の一端部に密封板の内周縁部を嵌合（外嵌）すると共に、外輪の内周面の一端部にこの密封板の外周縁部を近接対向又は摺接させている。この様な特許文献１に記載された構造の場合には、内輪の外周面の一端部に密封板の内周縁部を嵌合している為、この内輪の一端部が内径側に変形し、この内輪の内周面及び内輪軌道の真円度が悪化する可能性がある。又、特許文献２に記載された密封板付転がり軸受の場合には、シールド板の外周縁部に湾曲する状態で設けたカール部を、外輪の内周面の端部にかしめ固定又は係止している。この為、この外輪の端部が変形し易く、この外輪の外周面及び外輪軌道の真円度が悪化するのを防止する為には未だ改良の余地がある。
尚、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１〜２以外に、特許文献３〜５及び非特許文献１がある。

特開２００３−１２０６９６号公報 特開平１１−６２９９９号公報 特開２００３−２２２１４６号公報 特許第３０４７７６４号公報 特開平８−２４７１５３号公報 転がり軸受工学編集委員会，「転がり軸受工学」，養賢堂，昭和５０年７月１０日，ｐ．１３５−１３８

本発明の密封板付転がり軸受は、上述の様な事情に鑑み、軌道輪の端部の径方向の厚さが小さい場合でも、密封板とこの軌道輪の端部との嵌合に拘らず、この軌道輪の周面及び軌道面の真円度の悪化を十分に抑える事ができる（真円度崩れを生じにくくできる）構造を実現すべく発明したものである。

本発明の密封板付転がり軸受は、前述の密封板付転がり軸受の従来構造と同様に、転がり軸受と、密封板とを備える。
このうちの転がり軸受は、外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを有する。
又、上記密封板は、芯金に弾性材を結合して成り、一方の周縁部を上記内輪の外周面と上記外輪の内周面とのうちの一方の周面の端部に係止すると共に、他方の周縁部を上記内輪の外周面と上記外輪の内周面とのうちの他方の周面に近接対向、又は摺接させた密封板とを備える。

特に、本発明の密封板付転がり軸受に於いては、上記密封板の一方の周縁部を、上記芯金よりも径方向に突出する上記弾性材の一部により構成すると共に、この一方の周縁部の円周方向複数個所に、上記一方の周面の端部と締め代を持って嵌合しない逃げ部を設け、この一方の周面の端部に上記一方の周縁部を、円周方向に関して部分的にのみ締め代を持って嵌合させている。

又、請求項７に記載した工作機械用主軸支持装置は、上述の密封板付転がり軸受により、固定の部分に対し主軸を回転自在に支持している。

上述の様に構成する本発明の密封板付転がり軸受及び工作機械用主軸支持装置の場合には、弾性材の一部により構成する密封板の一方の周縁部と、内輪の外周面と外輪の内周面とのうちの一方の周面の端部とを、円周方向に関して部分的にのみ締め代を持って嵌合させている。この為、この密封板から軌道輪に加わる力（嵌合力）を十分に低下させる事ができ、この軌道輪の周面及び軌道面の真円度が悪化する（真円度崩れが生じる）のを十分に抑える事ができる。この結果、本発明によれば、軸受回転時の振れ精度を向上させる事ができる。又、請求項７に記載した工作機械用主軸支持装置によれば、ワーク或は工具を回転させる主軸の回転精度を向上させ、工作機械の加工精度を向上させる事ができる。

本発明の密封板付転がり軸受を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、上記弾性材の一部により構成する密封板の外周縁部を、上記外輪の内周面の端部に設けられた係止溝に係止すると共に、この密封板の内周縁部を上記内輪の外周面に近接対向、又は摺接させる。又、上記密封板の外周縁部の円周方向複数個所に、上記係止溝と締め代を持って嵌合しない逃げ部を設け、この係止溝に上記密封板の外周縁部を、円周方向に関して部分的にのみ締め代を持って嵌合させる。

又、請求項２に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した様に、密封板の外周縁部と係止溝とを、円周方向等間隔の３個所以上の位置で締め代を持って嵌合させる。
この好ましい構成によれば、上記逃げ部の数を過度に多くする事なく、上記密封板と外輪との嵌合による、この外輪の外周面及び外輪軌道の真円度の悪化を、有効に抑える事ができる。

又、より好ましくは、請求項４に記載した様に、ｎを正の整数とし、ｚを転動体の数とした場合に、上記逃げ部の数を、（ｎｚ）及び（ｎｚ±１）を除く正の整数とする。
このより好ましい構成によれば、外輪軌道の変形に伴う軸受の振れ（共振）を抑える事ができる。

又、より好ましくは、請求項５に記載した様に、上記外輪の径方向の厚さを、同形式のＪＩＳ寸法系列１０の転がり軸受を構成する外輪の径方向の厚さよりも小さくする。
このより好ましい構成の場合には、密封板の外周縁部を係止溝に、円周方向に関して部分的にのみ締め代を持って嵌合させると言った、請求項２に記載した構成を備える事により得られる、外輪の外周面及び外輪軌道の真円度の悪化を有効に抑える事ができると言った効果が顕著になる。

又、より好ましくは、請求項６に記載した様に、上記転がり軸受をアンギュラ型の玉軸受とし、少なくとも上記外輪の径方向の厚さが小さくなったカウンタボア側の端部の内周面に設けられた係止溝に、密封板の外周縁部を内嵌する。
このより好ましい構成の場合も、密封板の外周縁部を係止溝に、円周方向に関して部分的にのみ締め代を持って嵌合させると言った構成を備える事により得られる、外輪の外周面及び外輪軌道の真円度の悪化を有効に抑える事ができると言った効果が顕著になる。

図１〜４は、本発明の実施例１を示している。尚、本実施例の特徴は、密封板１ａと外輪４との嵌合に拘らず、この外輪４の周面や外輪軌道５の真円度の悪化を十分に抑えるべく、上記密封板１ａの外周縁部と外輪４との嵌合部の構造を工夫した点にある。密封板１ａに関してその他の構造は、前述の図１０〜１１に示した従来構造の場合と同様である為、重複する説明は省略若しくは簡略にする。
尚、本実施例を示す図１、及び後述する実施例２〜３を示す図７〜８では、それぞれ密封板１ａ、１ｂ、１ｃを自由状態（弾性変形していない状態）で示している。

本実施例の場合、図１に示す様に、密封板１ａを構成する弾性材３の自由状態で、この弾性材３の外周縁部の円周方向等間隔位置の３個所以上の複数個所（図示の例の場合は１０個所）に、それぞれが逃げ部である、内径側に凹んだ凹部６、６を形成している。言い換えれば、上記弾性材３ａの外周縁部で各凹部６、６から円周方向に外れた部分は、これら各凹部６、６と同数個の凸部１３、１３となっている。又、上記各凹部６、６の内面で、円周方向に離隔した両側面は、径方向内側に向かう程互いに近づく方向に傾斜している。

本実施例の密封板付転がり軸受は、上述の様に構成する密封板１ａを、図２に示す様に、アンギュラ型の玉軸受７の両端部に１対組み付けて成る。この玉軸受７は、内周面にアンギュラ型の外輪軌道５を有する外輪４と、外周面にアンギュラ型の内輪軌道８を有する内輪９と、これら外輪軌道５と内輪軌道８との間に保持器１０により保持された状態で転動自在に設けられた、それぞれが転動体である複数個の玉１１とを備える。

又、上記外輪４の径方向の厚さを、上記玉軸受７と同形式であるアンギュラ型で、ＪＩＳ寸法系列１０のアンギュラ型玉軸受を構成する外輪の径方向の厚さよりも小さくしている。又、本実施例の場合には、上記玉軸受７を構成する外輪４の両端部のうちで、この外輪４の径方向の厚さが小さくなった、カウンタボア側の一端部（図２の左端部）内周面に全周に亙って形成した係止溝１２に、上記密封板１ａを構成する弾性材３ａの外周縁部を内嵌支持している。又、この弾性材３ａの外周縁部で前記各凹部６、６から外れた凸部１３、１３部分のみを、上記係止溝１２に、所定の｛例えば半径方向寸法ｄ（図１、３）で０．１mm程度の｝締め代を持って内嵌固定している。即ち、図３にその断面を示す、円周方向に関して上記凸部１３、１３と同位置部分では、上記弾性材３ａの外周縁部を上記係止溝１２に、所定の締め代を持って内嵌している。これに対して、図４にその断面を示す、円周方向に関して上記凹部６、６と同位置部分では、上記弾性材３ａの外周縁部を上記係止溝１２に、正の大きさの微小隙間を介して内嵌している。但し、図４にその断面を示す部分では、上記弾性材３ａの外周縁部を上記係止溝１２に、隙間が０の状態で内嵌する事もできる。

尚、図示の例の場合には、上記弾性材３ａの外周縁部のうち、図１に斜格子で示す部分が、上記係止溝１２（図２〜４）に内嵌した状態で、この係止溝１２と締め代を持って嵌合する部分（係止溝１２と干渉する部分）となる。斜格子で示す部分が表す意味は、後述する実施例２、３を示す図７、８の場合も同様である。又、上記弾性材３ａの外周縁部で上記各凹部６、６から円周方向に外れた各凸部１３、１３の径方向高さｈ₁₃（図１、４）は、例えば０．１５mm程度の大きさとし、上記締め代の径方向寸法ｄ（図１、３）よりも大きく（ｈ₁₃＞ｄと）している。この結果、上記弾性材３ａの外周縁で、上記各凹部６、６を形成した部分と、上記係止溝１２の内面との間には、微小隙間が形成される。但し、本実施例の場合には、上記係止溝１２の内面で、中心軸に対し直交する仮想平面上に位置する側壁面１４と、上記弾性材３ａとが全周に亙り密に接触する為、外部空間から塵芥等の異物が上記微小隙間を通じて各玉１１を設置した内部空間１５（図２参照）内に進入する事はない。

更に、本実施例の場合には、上記凹部６、６の数を、上記玉１１の数との関係で適切に規制している。即ち、ｎを正の整数とし、ｚを玉１１の数とした場合に、上記凹部６、６の数を、（ｎｚ）及び（ｎｚ±１）を除く正の整数としている。例えば、前記玉軸受７に組み込む玉１１の数ｚを８とした場合に、上記凹部６、６の数を、７、８、９、１５、１６、１７、２３、２４、２５・・・を除く、何れかの正の整数（例えば図示の例の様に１０）と規制する。

又、本実施例の場合には、前記外輪４の両端部のうち、カウンタボアと反対側である他端部（図２の右端部）に組み付ける密封板１を、前述の図１０〜１１に示した従来構造の場合と同様の、外周縁を単なる円形とした構造を有するものとしている。但し、上記外輪４の他端部に組み付ける密封板も、この外輪４の一端部（図２の左端部）に組み付けた密封板１ａと同様に、弾性材の外周縁部の円周方向複数個所に、逃げ部である凹部を形成したものとし、この外周縁部を、上記外輪４の他端部内周面に形成した係止溝１２ａに、円周方向に関して部分的にのみ所定の締め代を持って嵌合させる事もできる。

上述の様に構成する本実施例の密封板付転がり軸受は、図示しない工作機械用主軸支持装置の回転支持部に組み込んで使用する。この工作機械用主軸支持装置は、固定の支持部分に設けた孔部の内周面と主軸の一部外周面との間に上記密封板付転がり軸受を組み込んで、この密封板付転がり軸受により、上記主軸を上記固定の部分に対し回転自在に支持する。この主軸は、ワーク（被加工物）や工具を支持する為の支持部を有する。

上述の様に構成する本実施例の密封板付転がり軸受及びこれを組み込んだ工作機械用主軸支持装置の場合には、密封板１ａを構成する弾性材３ａの外周縁部と、外輪４の内周面一端部（図２の左端部）とを、円周方向に関して部分的にのみ、所定の締め代を持って嵌合させている。この為、上記密封板１ａから外輪４に加わる力（嵌合力）を十分に低下させる事ができ、この外輪４の外周面及び外輪軌道５の真円度が悪化する（真円度崩れが生じる）のを十分に抑える事ができる。この結果、本発明によれば、軸受回転時の振れ精度を向上させる事ができる。又、本実施例の密封板付玉軸受を組み込んだ工作機械用主軸支持装置によれば、ワーク或は工具を回転させる主軸の回転精度を向上させ、工作機械の加工精度を向上させる事ができる。

又、本実施例の場合には、密封板１ａの外周縁部と係止溝１２とを、円周方向等間隔の３個所以上の位置で、締め代を持って嵌合させている。この為、凹部６、６の数を過度に多くする事なく、上記密封板１ａと外輪４との嵌合による、この外輪４の外周面及び外輪軌道５の真円度の悪化を、有効に抑える事ができる。

更に、本実施例の場合には、上記外輪４の径方向の厚さを、同形式の転がり軸受であるアンギュラ型で、ＪＩＳ寸法系列１０のアンギュラ型玉軸受を構成する外輪の径方向の厚さよりも小さくしている。この為、密封板１ａの外周縁部を係止溝１２に、円周方向に関して部分的にのみ締め代を持って嵌合させると言った、本実施例の構成を備える事により得られる、上記外輪４の外周面及び外輪軌道５の真円度の悪化を有効に抑える事ができると言った効果が顕著になる。

しかも、本実施例の場合には、前記玉軸受７をアンギュラ型とすると共に、この玉軸受７を構成する外輪４の径方向の厚さが小さくなったカウンタボア側の一端部（図２の左端部）の内周面に、密封板１ａの外周縁部を内嵌している。この為、密封板１ａの外周縁部を係止溝１２に、円周方向に関して部分的にのみ締め代を持って嵌合させると言った構成を備える事により得られる、外輪４の外周面及び外輪軌道５の真円度の悪化を有効に抑える事ができると言った効果が、より顕著になる。

更に、本実施例の場合には、ｎを正の整数とし、ｚを玉の数とした場合に、上記凹部６、６の数を、（ｎｚ）及び（ｎｚ±１）を除く正の整数としている。この為、外輪軌道５の変形に伴う玉軸受７の振れ（共振）を抑える事ができる。次に、この様に凹部６、６の数を規制する事によりこの様な効果を得られる理由を、更に詳しく説明する。即ち、本実施例の様に、密封板１ａの外周縁部の円周方向一部に逃げ部である、凹部６、６を設けた場合には、これら密封板１ａの外周縁部の、上記凹部６、６部分と、これら各凹部６、６から外れた凸部１３、１３部分とで、上記密封板１ａの外周縁部から上記外輪４に径方向及び軸方向に加わる力が互いに異なる。この結果、この外輪４に形成した外輪軌道５に、その山の数が上記密封板１ａの凹部６、６の数に対応する、微小な凹凸（うねり）を伴う変形が生じる事が懸念される。又、この様に外輪軌道５にうねりを伴う変形が発生した場合で、ｎを正の整数とし、ｚを玉数とした場合に、このうねりの山の数が（ｎｚ）又は（ｎｚ±１）である場合には、玉軸受７の回転時に発生するラジアル方向或はスラスト方向の振れが大きくなる。そして、この振れが大きくなると、この振れに基づいて大きな異音が発生する事が懸念される。

この様に外輪軌道５にうねりの山が発生した場合で、この山の数が（ｎｚ）又は（ｎｚ±１）である場合に、上記ラジアル方向或はスラスト方向の振れが大きくなる理由に就いては、特許文献４〜６に記載されており、又は記載されている事項から明らかである。即ち、外輪４の内周面に形成した外輪軌道５又は内輪９の外周面に形成した内輪軌道８に微小な凹凸（うねり）が存在すると、外輪４の外周面と内輪９の内周面との距離は、このうねりに基づき、各玉１１の回転に伴って微妙に変化する。この結果、外輪４の外周面に対する内輪９の内周面（或は内輪９の内周面に対する外輪４の外周面）の位置関係が微妙に変化して、所謂振れが発生する。又、深溝型の玉軸受、或はアンギュラ型の玉軸受に一定のアキシアル荷重（例えば予圧）を付与しつつ、内輪９を回転させた場合には、この内輪９が外輪４に対して、次の表１に示す様な周波数で振動する事が、従来から知られている。

この表１中、ｎは正の整数、ｚは玉１１の数、ｆ_r は内輪９の回転速度（Hz）、ｆ_C は保持器１０の回転速度（Hz）、ｆ_i ＝ｆ_r −ｆ_C である。又、上記表１中、「うねりの山数」の欄中には、それぞれの方向の振動を生じるうねりの山数を記載している。この表１の記載から明らかな通り、内輪９は外輪４に対して、ラジアル方向に関しては（ｎｚ＋１）なる山数のうねり及び（ｎｚ−１）なる山数のうねりに基づいて振動し、アキシアル方向に関しては（ｎｚ）なる山数のうねりに基づいて振動する。この理由に就いて、図５〜６を用いて説明する。
尚、図５〜６では、内輪軌道８にうねりが存在する場合に就いて説明するが、外輪軌道５にうねりが存在する場合でも同様に説明できる。

先ず、（ｎｚ＋１）なる山数のうねり及び（ｎｚ−１）なる山数のうねりに基づいてラジアル方向に振動する理由に就いて、図５により説明する。図５（Ａ）は内輪軌道８に（ｎｚ−１）なる山数のうねりが存在する場合を、同図（Ｂ）は（ｎｚ）なる山数のうねりが存在する場合を、同図（Ｃ）は（ｎｚ＋１）なる山数のうねりが存在する場合を、それぞれ示している。図５（Ｂ）に示す様に、（ｎｚ）なる山数のうねりが存在する場合には、総ての玉１１、１１が同時にうねりの頂部（又は底部）に位置する為、外輪４と内輪９とがラジアル方向に変位（振動）する事はない。これに対して、（ｎｚ＋１）なる山数のうねり及び（ｎｚ−１）なる山数のうねりが存在する場合には、図５（Ａ）（Ｃ）に示す様に、何れかの玉１１｛図５（Ａ）（Ｃ）で１の符号を付した玉１１｝が、うねりの頂部に位置する瞬間に、直径方向反対側の玉１１（同じく５の符号を付した玉１１）がうねりの底部に位置する。この結果、上記外輪４が上記内輪９に対してラジアル方向｛図５（Ａ）（Ｃ）の上方｝に変位し、上記表１に記載した様な周波数の振動が発生する。

次に、（ｎｚ）なる山数のうねりに基づいてアキシアル方向に振動する理由に就いて、図６を用いて説明する。（ｎｚ）なる山数のうねりが存在する場合には、図６（Ａ）に示す様に総ての玉１１、１１が同時にうねりの頂部に位置する瞬間と、同図（Ｂ）に示す様に、総ての玉１１、１１が同時にうねりの底部に位置する瞬間とが、交互に繰り返し出現する。そして、図６（Ａ）に示す様に、総ての玉１１、１１が同時にうねりの頂部に位置する瞬間には、これら各玉１１、１１を押圧する力（予圧）によってこれら各玉１１、１１の接触角αが小さくなる。これに対して、図６（Ｂ）に示す様に、総ての玉１１、１１が同時にうねりの底部に位置する瞬間には、これら各玉１１、１１を押圧する力（予圧）によってこれら各玉１１、１１の接触角αが大きくなる。この結果、上記外輪４が内輪９に対してアキシアル方向に変位し、前記表１に記載した様な周波数の振動が発生する。

この様な説明から明らかな様に、内輪軌道８（外輪軌道５でも同様）に存在するうねりの山数が（ｎｚ±１）である場合には、ラジアル方向の振動が発生し易く、山数が（ｎｚ）である場合には、アキシアル方向の振動が発生し易い。これに対して、上記山数が、（ｎｚ）並びに（ｎｚ±１）以外の正の整数である場合には、ラジアル方向にもアキシアル方向にも振動が発生しにくくなる。よって、上記うねりの山を発生する原因となる、前記密封板１ａの外周縁部に設けた凸部１３、１３の数を、（ｎｚ）及び（ｎｚ±１）を除く正の整数とする、即ち、これら凸部１３、１３と同数の凹部６、６の数を、（ｎｚ）及び（ｎｚ±１）を除く正の整数とすれば、上記振動を生じにくくできる。本実施例の場合には、密封板１ａの外周縁部に設けた凹部６、６の数を、（ｎｚ）及び（ｎｚ±１）を除く正の整数としている為、この外周縁部と係止溝１２との嵌合により外輪軌道５にうねりを伴う変形が生じる場合でも、玉軸受７の振れを抑える事ができる。

次に、図７は、本発明の実施例２を示している。本実施例の場合には、密封板１ｂを構成する弾性材３ｂの外周縁部に設ける凹部６、６の数を、上述の実施例１の場合よりも多く（図示の例の場合には２０個）としている。この様に凹部６、６の数を多くした場合も、密封板１ｂの外周縁部と、外輪４の内周面に形成した係止溝１２（図２〜４参照）との嵌合による、外輪４の外周面及び外輪軌道５（図２〜４参照）の真円度の悪化を抑える事ができる。
その他の構成及び作用に就いては、上述の実施例１の場合と同様である為、重複する図示並びに説明は省略する。

次に、図８は、本発明の実施例３を示している。本実施例の場合には、密封板１ｃを構成する弾性材３ｃの外周縁部に設ける凹部６、６を３個とし、これら凹部６、６を円周方向等間隔に配置している。この様な本実施例の場合には、凹部６、６の数が上述の各実施例の場合よりも大幅に少なくなるが、凹部６、６を円周方向等間隔に配置している為、密封板１ｃの外周縁部と、外輪３ｃの内周面に形成した係止溝１２（図２〜４参照）との嵌合による、外輪４の外周面及び外輪軌道５（図２〜４参照）の真円度の悪化を有効に抑える事ができる。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１〜３に示した実施例１の場合と同様である為、重複する図示並びに説明は省略する。

次に、本発明の効果を確認すべく行なった実験結果に就いて説明する。実験は、前述の図１〜４に示した実施例１と同様の構造を有する密封板付玉軸受（本発明品）を用いて、玉軸受７に密封板１ａを組み付ける前後での、外輪４の外周面の真円度の変化量を測定した。又、実験は、前述の図１０〜１１に示した従来構造の密封板１を用いた密封板付玉軸受である従来品と、本発明品とで、それぞれ１０個ずつの試料（ＮＯ．１〜１０、１１〜２０）を用いて行なった。図９は、この様にして行なった実験結果を、棒グラフで示している。尚、玉軸受７に密封板１ａ、１を組み付ける以前の段階では、本発明品、従来品共に、外輪４の外周面の真円度は１μｍ以下と良好であった。図９に示した実験結果から明らかな様に、玉軸受７に密封板１ａ、１を組み付けた後でも、本発明品の場合には、外輪４の外周面の真円度の変化量を１μｍ以下と十分に小さくできた。これに対して、従来品の場合には、この真円度の変化量が１．８〜５．２μｍと大きく悪化した。この様な実験結果により、本発明の効果を確認できた。

尚、本発明の密封板付転がり軸受を実施する場合には、上述した各実施例の様に、密封板１ａ〜１ｃの内周縁部を、内輪９の外周面の端部に微小隙間を介して近接対向させる場合だけでなく、密封板を構成する弾性材の内周縁部にシールリップを設け、このシールリップの先端縁を、内輪９の外周面の端部に摺接させた構成でも実施できる。又、この場合、内輪の外周面の端部に形成したシール溝に上記シールリップの先端縁を摺接させた構成でも実施できる。又、本発明の密封板付転がり軸受を実施する場合に、シール部に関する径方向の構成を、上述した各実施例の場合と逆にする事もできる。即ち、密封板を係止する為の係止溝を内輪の外周面の端部に形成すると共に、この密封板の外周縁部を、外輪の内周面の端部に摺接若しくは近接対向させる事もできる。

本発明の実施例１の密封板付玉軸受に組み付ける密封板を、軸方向から見た図。 同じく密封板付玉軸受を示す部分断面図。 図２のＡ部拡大図。 円周方向に関して密封板の外周縁部に形成した凹部と同位置で切断した場合の、図３に相当する図。 内輪軌道のうねりがラジアル方向の振動に及ぼす影響を説明する為の、転がり軸受の略正面図。 同じくアキシアル方向の振動に及ぼす影響を説明する為の略正面図及び断面図。 本発明の実施例２の密封板付玉軸受に組み付ける密封板を、軸方向から見た図。 同実施例３の密封板付玉軸受に組み付ける密封板を、軸方向から見た図。 本発明品と従来品との、外輪外周面の真円度の変化量の測定結果を比較して示すグラフ。 密封板付玉軸受に組み付ける密封板の従来構造の１例を、自由状態で示す部分断面図。 同じく軸方向から見た図。

符号の説明

１、１ａ〜１ｃ 密封板
２ 芯金
３、３ａ〜３ｃ 弾性材
４ 外輪
５ 外輪軌道
６ 凹部
７ 玉軸受
８ 内輪軌道
９ 内輪
１０ 保持器
１１ 玉
１２、１２ａ 係止溝
１３ 凸部
１４ 側壁面
１５ 内部空間

Claims (7)

1. 外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを有する転がり軸受と、芯金に弾性材を結合して成り、一方の周縁部を上記内輪の外周面と上記外輪の内周面とのうちの一方の周面の端部に係止すると共に、他方の周縁部を上記内輪の外周面と上記外輪の内周面とのうちの他方の周面に近接対向、又は摺接させた密封板とを備えた密封板付転がり軸受に於いて、上記密封板の一方の周縁部を、上記芯金よりも径方向に突出する上記弾性材の一部により構成すると共に、この一方の周縁部の円周方向複数個所に、上記一方の周面の端部と締め代を持って嵌合しない逃げ部を設け、この一方の周面の端部に上記一方の周縁部を、円周方向に関して部分的にのみ締め代を持って嵌合させた事を特徴とする密封板付転がり軸受。
2. 弾性材の一部により構成する密封板の外周縁部を、外輪の内周面の端部に設けられた係止溝に係止すると共に、この密封板の内周縁部を内輪の外周面に近接対向、又は摺接させており、上記密封板の外周縁部の円周方向複数個所に、上記係止溝と締め代を持って嵌合しない逃げ部を設け、この係止溝に上記密封板の外周縁部を、円周方向に関して部分的にのみ締め代を持って嵌合させた、請求項１に記載した密封板付転がり軸受。
3. 密封板の外周縁部と係止溝とが、円周方向等間隔の３個所以上の位置で締め代を持って嵌合している、請求項２に記載した密封板付転がり軸受。
4. ｎを正の整数とし、ｚを転動体の数とした場合に、逃げ部の数を、（ｎｚ）及び（ｎｚ±１）を除く正の整数とした、請求項２又は請求項３に記載した密封板付転がり軸受。
5. 外輪の径方向の厚さが、同形式のＪＩＳ寸法系列１０の転がり軸受を構成する外輪の径方向の厚さよりも小さい、請求項２〜４の何れか１項に記載した密封板付転がり軸受。
6. 転がり軸受がアンギュラ型の玉軸受であり、少なくとも外輪の径方向の厚さが小さくなったカウンタボア側の端部の内周面に設けられた係止溝に、密封板の外周縁部を内嵌している、請求項２〜５の何れか１項に記載した密封板付転がり軸受。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載した密封板付転がり軸受により、固定の部分に対し主軸を回転自在に支持した工作機械用主軸支持装置。

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