JP2008138834A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴム製のシールの初期潤滑性を向上させた転がり軸受を提供する。
【解決手段】転がり軸受は、外輪と、内輪１３と、軌道面上を転動する鋼球と、その内部を密封するゴム製のシール１９ａとを備える。転がり軸受の内部には、鋼球の転動を円滑にする第一のグリース１８が封入されている。内輪１３とシール１９ａとは、軸方向において、第一のリップ２３および第二のリップ２４で接触して摺動している。ここで、複数の摺動部のうち、最も軸受内部側に位置する摺動部の壁面２９には、内輪１３とシール１９ａとの摺動を円滑にする第二のグリース３１があらかじめ塗布されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、転がり軸受に関し、特に、密封型の転がり軸受に関するものである。

半導体製造設備や低真空度領域、食品関係、医療関係に使用される転がり軸受は、油による汚染防止のため、油の使用が制限されている。また、自動車用補機プーリ軸受のように、軸受外径にプーリを成形するため、油分を除去する必要がある場合もある。したがって、このような用途で使用される転がり軸受は、内部に封入するグリース等の密封性を高めるため、高いシール性を備える転がり軸受が使用される。具体的には、軸方向において、ゴム製のシールと内輪とを複数の箇所で密着させるようにして接触させ、密封性を高めている。

なお、構成は異なるが、ブレーキオイル等の油脂の雰囲気環境で使用される軸受として、密封型の転がり軸受が、たとえば、特開２００２−１５５９６０号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１によると、ＥＰＤＭ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ−Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ−Ｄｉｅｎｅ Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｌｉｎｋａｇｅ：エチレン・プロピレン・ジエン３元共重合体）ゴム製のシールを、軸方向において内輪の一箇所に接触させ、軸受内部を密封する構成としている。
特開２００２−１５５９６０号公報（図２等）

上記した用途に使用される密封型の転がり軸受の場合、転動時において、シールと内輪とは、摺動する。ここで、油の使用が制限されるため、シールと内輪との接触する部分、すなわち、複数の摺動部においては、防錆を目的とした必要最低限の防錆油の塗布のみとなる。

シールと内輪とが摺動する際、このような防錆油の塗布のみでは、シールの初期潤滑が不十分となる。そうすると、摺動部におけるシールの摩耗や、密封耐久性の劣化、さらには、シールと内輪が摺動する際のシールの鳴き音が発生することになる。

この発明の目的は、ゴム製のシールの初期潤滑性を向上させた転がり軸受を提供することである。

この発明に係る転がり軸受は、軌道面を有する軌道輪と、軌道面上を転動する転動体と、その内部を密封するゴム製のシールとを備える。転がり軸受の内部には、転動体の転動を円滑にする第一のグリースが封入されている。軸方向において、軌道輪とシールとは、複数の箇所で接触して摺動している。ここで、複数の摺動部のうち、最も軸受内部側に位置する摺動部には、軌道輪とシールとの摺動を円滑にする第二のグリースがあらかじめ塗布されている。

このように構成することにより、あらかじめ塗布され、軌道輪とシールとの摺動を円滑にする第二のグリースによって、最も軸受内部側に位置する摺動部における潤滑を良好にすることになる。そうすると、シールの初期潤滑性を向上させることができる。したがって、摺動時におけるシールの摩耗を低減し、密封耐久性を向上させることができるとともに、シールの鳴き音を防止することができる。

好ましくは、軌道輪は、シールと摺動するシール溝を外径側に備える内輪を含み、第二のグリースは、シール溝の壁面に塗布されている。内輪に設けられたシール溝とシールが、最も軸受内部側に位置する摺動部として摺動する場合にも、シール溝の壁面に第二のグリースが塗布されているため、シールの初期潤滑性を向上させることができる。

さらに好ましくは、第一のグリースと第二のグリースは、同じ種類である。こうすることにより、摺動部に塗布した第二のグリースが軸受内部に混入しても、封入された第一のグリースの性能の劣化を防止することができる。

さらに好ましくは、第二のグリースは、シールの材質に適した種類のグリースである。こうすることにより、第二のグリースによるシールの劣化を防止し、シールの長寿命化を図ることができる。

さらに好ましくは、シールは、ニトリル系ゴムであり、第二のグリースは、硫黄分を含有しないグリースである。シールおよび第二のグリースをこのように組合せることにより、シールの長寿命化を図ることができる。

この発明によれば、あらかじめ塗布され、軌道輪とシールとの摺動を円滑にする第二のグリースによって、最も軸受内部側に位置する摺動部における潤滑を良好にすることになる。そうすると、シールの初期潤滑性を向上させることができる。したがって、摺動時におけるシールの摩耗を低減し、密封耐久性を向上させることができるとともに、シールの鳴き音を防止することができる。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図２は、この発明の一実施形態に係る転がり軸受の一部を示す断面図である。図１は、図２中のＩで示す部分の拡大図である。図１および図２を参照して、転がり軸受１１は、内径側に軌道面１６を有する軌道輪としての外輪１２と、外径側に軌道面１７を有する軌道輪としての内輪１３と、外輪１２および内輪１３の間に配置される転動体としての複数の鋼球１４と、複数の鋼球１４を保持する保持器１５とを備える。鋼球１４は、軌道面１６、１７上を転動する。

転がり軸受１１には、鋼球１４を円滑に転動させるための第一のグリース１８が封入されている。第一のグリース１８の種類としては、例えば、鉱油系グリース、リチウム系グリース、合成炭化水素系グリース、エステル系グリース、エーテル系グリース、シリコン系グリース、ウレア系グリース、フッ素系グリース等が挙げられる。

転がり軸受１１は、その内部を密封するシール１９ａ、１９ｂを備える。シール１９ａ、１９ｂは、それぞれ鋼球１４の軸方向の両側に設けられている。以下、シール１９ｂについては、シール１９ａと同様の構成であるため、その説明を省略する。

シール１９ａは環状であり、金属製の芯金部２０と、弾性を有するゴム部２１とを備える。ゴム部２１は、芯金部２０の一部を覆うように構成されている。こうすることにより、剛性を確保しながら、転がり軸受１１の内部を適切に密封することができる。ゴム部２１は、例えば、ニトリルゴム系、アクリルゴム系、シリコンゴム系、フッ素ゴム系の材料で構成されている。

ゴム部２１の外径側には、外径側に突出する凸部２２が設けられている。凸部２２は、後述する外輪１２の圧入溝に係合可能な形状である。また、ゴム部２１の内径側には、第一のリップ２３と、第二のリップ２４が設けられている。第一のリップ２３は、内径側であって、転がり軸受１１の内部側、すなわち、転がり軸受１１にシール１９ａが取り付けられた際に、鋼球１４が配置される側に突出している。第二のリップ２４は、内径側であって、転がり軸受１１の外部側、すなわち、転がり軸受１１にシール１９ａが取り付けられた際の内輪１３の一方の幅面２５ａ側に突出している。

外輪１２の内径側には、シール１９ａ、１９ｂを圧入するための２つの圧入溝２６ａ、２６ｂが設けられている。圧入溝２６ａ、２６ｂは、外輪１２の内径側に位置する面のうち、軌道面１６を外した部分であって、外輪１２の両方の幅面２７ａ、２７ｂ側に設けられている。圧入溝２６ａ、２６ｂは、周方向に延び、外輪１２の軌道面１６から、外径側に凹むように設けられている。

内輪１３の外径側には、シール１９ａ、１９ｂと適当な圧力で接触させるための２つのシール溝２８ａ、２８ｂが設けられている。シール溝２８ａ、２８ｂは、内輪１３の外径側に位置する面のうち、軌道面１７を外した部分であって、内輪１３の両方の幅面２５ａ、２５ｂ側に設けられている。シール溝２８ａ、２８ｂは、周方向に延び、内輪１３の軌道面１７から、内径側に凹むように設けられている。

シール１９ａは、凸部２２を圧入溝２６ａに圧入するようにして、外輪１２に装着され、固定される。このとき、内径側では、シール１９ａは、ゴム部２１において内輪１３と密着するように接触する。具体的には、ゴム部２１のうち、第一のリップ２３および第二のリップ２４とシール溝２８ａの壁面２９とが接触する。すなわち、軸方向において、シール１９ａは、内輪１３と、複数の箇所において接触する。

このように構成されているため、転がり軸受１１の密封性を高めることができ、封入された第一のグリース１８の漏れを防止することができる。したがって、このような転がり軸受１１は、上記した油の使用が制限されている環境で使用することができる。なお、転がり軸受１１の使用時においては、シール１９ａは、ハウジング（図示せず）等に取り付けられた外輪１２に固定されており、内輪１３に固定された回転軸（図示せず）が回転するため、シール１９ａと内輪１３とが摺動する。

ここで、最も軸受内部側に位置する摺動部の壁面２９には、あらかじめ第二のグリース３１が塗布されている。第二のグリース３１は、壁面２９に沿って、周方向に連なるように塗布されている。第二のグリース３１は、転がり軸受１１の内部に封入されている第一のグリース１８と、同じ種類のグリースである。また、第二のグリース３１は、シール１９ａ、１９ｂのゴム部２１の材質に適した種類のグリースである。

このように構成することにより、内輪１３とシール１９ａ、１９ｂとの摺動を円滑にする第二のグリース３１によって、最も軸受内部側に位置する摺動部における潤滑を良好にすることになる。そうすると、シール１９ａ、１９ｂの初期潤滑性を向上させることができる。したがって、摺動時におけるシール１９ａ、１９ｂの摩耗を低減し、密封耐久性を向上させることができる。さらに、シール１９ａ、１９ｂの鳴き音を防止することができる。

また、第一のグリース１８と第二のグリース３１とを、同じ種類のグリースにすることにより、摺動部に塗布した第二のグリース３１が軸受内部に混入しても、封入された第一のグリース１８の性能の劣化を防止することができる。

さらに、シール１９ａ、１９ｂのゴム部２１の材質に適した種類のグリースとすることにより、シール１９ａ、１９ｂの硬化や軟化等の劣化を防止することができ、シール１９ａ、１９ｂの長寿命化を図ることができる。適した種類とは、例えば、ゴム部２１がニトリルゴム系で構成されている場合、鉱油系グリース、リチウム系グリース、エステル系グリース、合成炭化水素系グリース、シリコン系グリース、ウレア系グリース、フッ素系グリース、ゴム部２１がアクリルゴム系で構成されている場合、鉱油系グリース、リチウム系グリース、合成炭化水素系グリース、エーテル系グリース、シリコン系グリース、ウレア系グリース、フッ素系グリース、ゴム部がシリコンゴム系で構成されている場合、鉱油系グリース、リチウム系グリース、エステル系グリース、合成炭化水素系グリース、エーテル系グリース、ウレア系グリース、フッ素系グリース、ゴム部２１がフッ素ゴム系で構成されている場合、鉱油系グリース、リチウム系グリース、エステル系グリース、合成炭化水素系グリース、エーテル系グリース、シリコン系グリース、フッ素系グリースが挙げられる。

ここで、シール１９ａ、１９ｂの材質に一般に適さない種類のものとして、表１にその例を示す。

表１は、シール１９ａ、１９ｂのゴム部２１の材質に一般に適さない種類のグリースの一例である。なお、アクリルゴム系とエステル系グリースとの組合せ、フッ素ゴム系とウレア系グリースとの組合せに関しては、一部に適合したものを除く。すなわち、表１に示すゴムの材質とグリースの種類との組合せを避けることにより、シール１９ａ、１９ｂの長寿命化を図ることができる。

特に、シール１９ａ、１９ｂのゴム部２１をニトリル系ゴムとし、第二のグリース３１を硫黄分を含有しないグリースとすることにより、シール１９ａ、１９ｂの長寿命化を図ることができる。

なお、上記の実施の形態においては、外輪１２を固定して内輪１３を回転させ、シール１９ａ、１９ｂと内輪１３とを摺動させる構成としたが、これに限らず、外輪１２を回転させて内輪１３を固定する構成としてもよい。この場合においても、内輪１３のシール溝２８ａ、２８ｂにおいて、摺動する構成としてもよい。また、シール１９ａ、１９ｂを内輪１３に取り付けて固定し、外輪１２にシール溝２８ａ、２８ｂを設け、外輪１２とシール１９ａ、１９ｂとを摺動させる構成としてもよい。

また、上記の実施の形態においては、シール溝２８ａ、２８ｂは、内輪１３を凹形状に凹ませた凹みとしたが、これに限らず、段差状の凹みとすることにしてもよい。図３は、この場合におけるシール溝部分を示す拡大断面図である。図３を参照して、内輪３２に設けられたシール溝３３は、その断面が段差状となっている。すなわち、最も凹んだ部分が幅面３４まで連なっている。このような形状のシール溝３３であってもよい。この場合、傾斜した壁面３５ａに第一のリップを接触させ、幅面３４まで連なっている壁面３５ｂに第二のリップを接触させるようにする。

また、第二のグリースは、内輪側に塗布することにしたが、これに限らず、第一のリップのうちの内輪と接触する側に塗布することにしてもよい。

なお、上記の実施の形態においては、第一および第二のリップで接触して摺動する構成としたが、これに限らず、二以上の箇所で接触して摺動する構成としてもよい。

また、上記の実施の形態においては、シールは芯金を含むことにしたが、芯金を含まないタイプのシールについても適用される。

なお、上記の実施の形態においては、転動体として鋼球、すなわち、玉を使用した場合について説明したが、転動体として、円筒ころや針状ころ、棒状ころ等のころを使用した場合についても適用される。また、内輪または外輪の一方がない構成の転がり軸受についても適用される。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明に係る転がり軸受は、シールの初期潤滑性が向上されているため、例えば、シールの耐久性が要求される場合に、有効に利用される。

内輪とシールとが接触する状態を示す拡大断面図である。 この発明の一実施形態に係る転がり軸受の一部を示す断面図である。 段差状のシール溝部分を示す拡大断面図である。

符号の説明

１１ 転がり軸受、１２ 外輪、１３，３２ 内輪、１４ 鋼球、１５ 保持器、１６，１７ 軌道面、１８ 第一のグリース、１９ａ，１９ｂ シール、２０ 芯金部、２１ ゴム部、２２ 凸部、２３ 第一のリップ、２４ 第二のリップ、２５ａ，２５ｂ，２７ａ，２７ｂ，３４ 幅面、２６ａ，２６ｂ 圧入溝、２８ａ，２８ｂ，３３ シール溝、２９，３５ａ，３５ｂ 壁面、３１ 第二のグリース。

Claims (5)

1. 軌道面を有する軌道輪と、
   前記軌道面上を転動する転動体と、
   その内部を密封するゴム製のシールとを備える転がり軸受であって、
   前記転がり軸受の内部には、前記転動体の転動を円滑にする第一のグリースが封入されており、
   軸方向において、前記軌道輪と前記シールとは、複数の箇所で接触して摺動しており、
   複数の摺動部のうち、最も軸受内部側に位置する摺動部には、前記軌道輪と前記シールとの摺動を円滑にする第二のグリースがあらかじめ塗布されている、転がり軸受。
2. 前記軌道輪は、前記シールと摺動するシール溝を外径側に備える内輪を含み、
   前記第二のグリースは、前記シール溝の壁面に塗布されている、請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記第一のグリースと前記第二のグリースは、同じ種類である、請求項１または２に記載の転がり軸受。
4. 前記第二のグリースは、前記シールの材質に適した種類のグリースである、請求項１〜３のいずれかに記載の転がり軸受。
5. 前記シールは、ニトリル系ゴムであり、前記第二のグリースは、硫黄分を含有しないグリースである、請求項１〜４のいずれかに記載の転がり軸受。

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