JP2008223996A

JP2008223996A - 転がり軸受の密封装置

Info

Publication number: JP2008223996A
Application number: JP2007067022A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Iwawaki; 健岩脇; Masatoshi Ito; 雅敏伊藤
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2008-09-25

Abstract

【課題】外輪の外径面の真円度に悪影響を及ぼすことがなく、しかもしかも弾性シール部材の外輪への取り付け安定性も良好に確保することが可能な転がり軸受の密封装置を提供する。
【解決手段】外輪１０と内輪２０との間に潤滑剤を封止するための弾性シール部材４０を備え、弾性シール部材４０のゴム４２が外輪１０に形成されたシール溝１１に組み付け固定され、ゴム４２の内径端部と内輪２０の外周面２１との間に密封部が形成された転がり軸受の密封装置において、外輪１０の側面には、端面溝としてのシール溝１１が形成される。ゴム４２の内径側のしめしろは、所定の大きなしめしろに設定される。弾性シール部材４０のゴム４２は、シール溝１１の内径側段部１２を径方向内向きに押し付けるように、シール溝１１の内径側側壁１１ａと接触する。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受の密封装置に関し、特に内輪の内径が大きく、外輪が薄肉に形成された深溝式の玉軸受に好適な転がり軸受の密封装置に関する。

この種の転がり軸受の密封装置として、例えば下記特許文献１に記載されているように、外輪と内輪との間に潤滑剤を封止するための弾性シール部材を備え、弾性シール部材が外輪に形成されたシール溝に組み付け固定され、弾性シール部材の内径端部と内輪の外周部との間に密封部が形成されたものが知られている。
実開平６−８４０２２号公報

ところで、転がり軸受の外輪は、その外周面および内周面が旋削加工された後で熱処理されるのが一般的である。この場合、外輪の外周面は所定の精度が要求されているため、熱処理後に研磨加工されるが、外輪のシール溝は外周面ほどの精度を要求されていないため、通常は熱処理後の状態で使用される。このため、内輪の内径が大きく、外輪が薄肉に形成された深溝式の玉軸受においては、熱処理時の歪等により外輪のシール溝の真円度が低くなることに起因して、シール溝のしめしろが部分的に過大になり易い。したがって、弾性シール部材の組み込み前は、外輪の外周面の真円度がたとえ良好であったとしても、弾性シール部材の組み込み後は、外輪の外周面の真円度に悪影響を及ぼして、ハウジング等への組み付け性が困難となったり、クリープの原因を招来する等の問題が発生することが多い。特に、弾性シール部材の内径端部と内輪の外周部との間に形成されるラビリンスを良好に確保するために、弾性シール部材のしめしろを大きく設定した場合には、弾性シール部材の外輪に対する径方向外方への押圧力が極めて強くなるため、その問題の発生が顕著となる。

この問題に対処するために、上記特許文献１に記載された転がり軸受の密封装置の構成を採用することが考えられる。この特許文献１に記載された転がり軸受の密封装置では、図３に示すように、弾性シール部材１２０の外径端に弾性突出部１２１が形成され、弾性シール部材１２０が弾性突出部１２１を介して外輪１００のシール溝１０１に組み込まれるように構成されている。そして、弾性シール部材１２０が外輪１００と内輪１１０との間に組み付けられた状態では、弾性シール部材１２０の弾性突出部１２１がシール溝１０１の外側側壁１０１ａと弾性的に接触し、弾性突出部１２１の弾性的な反発力に応じて、弾性シール部材１２０の環状底部１２２がシール溝１０１の内側側壁１０１ｂに弾性的に押し付けられるようになっている。なお、弾性シール部材１２０の内径端部と内輪１１０の外周部との間には、密封部としてのラビリンスＬが形成されている。この特許文献１に記載された転がり軸受の密封装置では、弾性シール部材１２０の外径端部がシール溝１０１の底壁１０１ｃと接触しないように構成されている。これにより、弾性シール部材１２０のしめしろを大きく設定しても、弾性シール部材１２０から外輪１００に付与される径方向外方への押圧力が低減するようになって、しめしろが大きく設定された弾性シール部材１２０を外輪１００に取り付けても、外輪の外径面の真円度に悪影響を及ぼさないようにすることができる。

しかしながら、上記特許文献１に記載された転がり軸受の密封装置のように、弾性シール部材１２０の外径端部がシール溝１０１の底壁１０１ｃと接触しない構成とした場合には、弾性シール部材１２０がシール溝１０１の外側側壁１０１ａと内側側壁１０１ｂとで保持されるようになる。このため、外輪１００による径方向内方への拘束力が弱くなることに起因して、弾性シール部材１２０がシール溝１０１から外れたり、軸受の軸線回りに回転し易くなって、弾性シール部材１２０の外輪１００への取り付けが不安定になるおそれがある。

本発明の課題は、外輪の外径面の真円度に悪影響を及ぼすことがなく、しかもしかも弾性シール部材の外輪への取り付け安定性も良好に確保することが可能な転がり軸受の密封装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を達成するために、本発明は、外輪と内輪との間に潤滑剤を封止するための弾性シール部材を備え、前記弾性シール部材が前記外輪に形成されたシール溝に組み付け固定され、前記弾性シール部材の内径端部と前記内輪の外周部との間に密封部が形成された転がり軸受の密封装置において、前記外輪の側面には、軸線方向外向きに延び出す円筒状の段部が形成され、前記シール溝は、前記段部の外周面を含んで構成されており、前記弾性シール部材が前記段部の外周面に嵌合していることを特徴とする。

本発明の転がり軸受の密封装置においては、弾性シール部材が、外輪の側面に形成された段部の外周面に嵌合している。このため、外輪の段部が形成された部位には、弾性シール部材による径方向内方への押圧力が作用するが、外輪の外周面側部位には押圧力がほとんど作用しないように構成することが可能となって、弾性シール部材を外輪に取り付けた場合であっても、外輪の外径面の真円度に悪影響を及ぼさないようにすることができる。また、弾性シール部材は、押圧力とほぼ同じ大きさの力で段部により径方向外方に向けて押圧される。これにより、段部が回り止めとして機能するようになって、外輪への取り付けを安定化させることができる。

また、本発明の実施に際して、前記シール溝は、前記外輪の側面に形成された端面溝形状をなし、前記弾性シール部材の外径側のしめしろが内径側のしめしろに比して小さく設定されていることも可能である。この場合、例えば、弾性シール部材の外径側のしめしろをゼロに設定することも可能であり、あるいは弾性シール部材の外周面とシール溝の外径側側壁との間に所定の隙間が形成されるようにすることも可能である。弾性シール部材の外周面とシール溝の外径側側壁とが軽接触（外輪の外径面の真円度に影響を及ぼすおそれのない軽微の接触）するように設定した場合には、弾性シール部材のシール溝からの抜け防止効果を高めることができ、外輪への取り付け安定性をより一層良好にすることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明による転がり軸受の密封装置の一実施形態の要部を示す側面断面図である。この転がり軸受の密封装置においては、外輪１０と内輪２０との間に、転動体３１が保持器３２により円周方向に等間隔に保持されていて、弾性シール部材４０が外輪１０と内輪２０との間に充填された図示を省略するグリース（潤滑剤）を封止している。

外輪１０の側面には、端面溝としての断面略Ｕ字状のシール溝１１が形成されている。シール溝１１は、内径側側壁１１ａ、外径側側壁１１ｂおよび底壁１１ｃで構成されている。内径側側壁１１ａは、軸受の軸線と平行に延設されていて、外輪１０の内径側段部１２の側壁としても機能している。外径側側壁１１ｂは、軸受の軸線と平行に延設されていて、外輪１０の外径側段部１３の側壁としても機能している。

底壁１１ｃは、軸受の軸線とほぼ直交する垂直面に形成されていて、内径側側壁１１ａと外径側側壁１１ｂ間に配置されている。内径側段部１２は、外径側段部１３よりも軸線方向の内側に位置するように各段部１２，１３の軸方向長さが設定されている。外径側段部１３の開口端には、弾性シール部材４０の抜けを阻止するとともに、弾性シール部材４０をシール溝１１の底壁１１ｃに向けて押し込むように機能する突出部１３ａが一体に形成されている。

弾性シール部材４０は、芯金４１とゴム４２とが円環状に一体成形されたものである。芯金４１は、弾性シール部材４０の剛性を確保するためのバックアップ材として機能する。ゴム４２の内径端部には、径方向内方へ向けて延設された径方向リップ４２ａが形成されている。径方向リップ４２ａは、内輪２０の外周面２１と接触している。径方向リップ４２ａは、内輪２０の外周面２１と共に密封部として機能する。

ところで、この実施形態では、弾性シール部材４０におけるゴム４２の外径端部４２ｂの内径が、シール溝１１の内径（内径側段部１２の外径）に比して所定量だけ小さく設定されている。すなわち、ゴム４２の外径端部４２ｂの内径には、所定の大きなしめしろが設定されていて、弾性シール部材４０がシール溝１１に組み付け固定された状態では、ゴム４２がシール溝１１の内径側側壁１１ａと強固に接触して内径側段部１２を径方向内向きに押し付けるようになっている。

一方、ゴム４２の外径端部４２ｂの外径は、シール溝１１の外径（外径側段部１３の内径）に比して極微量だけ大きく設定されている。すなわち、ゴム４２の外径端部４２ｂの外径には、しめしろが設定されておらず、弾性シール部材４０がシール溝１１に組み付け固定された状態では、ゴム４２がシール溝１１の外径側側壁１１ｂと軽接触（外輪の外径面の真円度に影響を及ぼすおそれのない軽微の接触）するようになっている。

上記のように構成した本実施形態においては、弾性シール部材４０のゴム４２が、シール溝１１の内径側側壁１１ａと強固に接触して段部１２を径方向内向きに押し付けている。このため、外輪１０の内径側段部１２の基端には、弾性シール部材４０のゴム４２による径方向内方への押圧力が作用するが、外輪１０の外径側段部１３側には押圧力がほとんど作用しなくなって、弾性シール部材４０を外輪１０のシール溝１１に取り付けた場合であっても、外輪１０の外径面の真円度に悪影響を及ぼさないようにすることができる。また、弾性シール部材４０は、押圧力とほぼ同じ大きさの力で内径側段部１２により径方向外方に向けて押圧される。これにより、内径側段部１２が回り止めとして機能するようになって、外輪１０への取り付けを安定化させることができる。

また、この実施形態では、弾性シール部材４０におけるゴム４２の外周面と、シール溝１１の外径側側壁１１ｂとが軽接触するように設定されている。また、外径側段部１３の開口端には、突出部１３ａが形成されている。これにより、弾性シール部材４０の抜けが阻止されるとともに、ゴム４２の軸方向への弾性圧縮に伴って弾性シール部材４０がシール溝１１の底壁１１ｃに押し付けられて、ゴム４２による密封性も確保（グリースの漏れ出しが防止）される。

上記実施形態では、弾性シール部材４０におけるゴム４２の外周面と、シール溝１１の外径側側壁１１ｂとが軽接触するように設定したが、これに限らず、例えば弾性シール部材４０のゴム４２の外径側のしめしろをゼロに設定してもよいし、あるいは弾性シール部材４０におけるゴム４２の外周面と、シール溝１１の外径側側壁１１ｂとの間に所定の隙間が形成されるようにしてもよい。このようにしても、弾性シール部材４０は、内径側段部１２に強固に保持されるので、ゴム４２による密封性は十分に確保される。

（変形実施形態）
上記実施形態では、外輪１０の側面に、シール溝１１を形成したが、これに代えて、例えば図２に示すように、外輪１０’の側面に軸線方向外向きに延び出す円筒状の段部１２を形成してもよい。この変形実施形態では、段部１２の外周面と外輪１０’の側面とがシール溝１１を構成している。また、段部１２には、弾性シール部材４０の抜けを阻止するための突出部１２ａが一体に形成されている。なお、その他の構成は上記実施形態と同じであるので、上記実施形態と同じ機能を果たす部材には同一の符号を付して、説明は省略する。

ゴム４２の外径端部４２ｂの内径は、段部１２の外径に比して所定量だけ小さく設定されている。すなわち、ゴム４２の外径端部４２ｂの内径には、所定の大きなしめしろが設定されていて、弾性シール部材４０がシール溝１１に組み付け固定された状態では、ゴム４２が段部１２の外周面に嵌合するようになっている。

したがって、この変形実施形態によっても、上記した実施形態と同様、弾性シール部材４０の取り付けによって外輪１０の外径面の真円度に悪影響を及ぼさないようにすることができる。また、弾性シール部材４０は、段部１２により径方向外方に向けて押圧されるため、段部１２が回り止めとして機能するようになって、外輪１０への取り付けを安定化させることができる。

また、この変形実施形態では、上記実施形態に形成されていた外径側段部１３を省略した構成とされているので、外輪１０’の肉厚を良好に確保することができる。

上記実施形態では、両シール形の転がり軸受の密封装置に本発明を適用したが、これに限らず、片シール形の転がり軸受の密封装置に本発明を適用してもよい。

また、上記実施形態等では、ゴム４２の内径端部と内輪２０の外周面２１との接触により密封部が形成されると接触形の転がり軸受に本発明を適用したが、これに限らず、ゴムの内径端部と内輪の外周面との間に密封部としてのラビリンスが形成される非接触形の転がり軸受に本発明を適用してもよい。

本発明による転がり軸受の密封装置の一実施形態の要部を示す側面断面図。本発明による転がり軸受の密封装置の変形実施形態の要部を示す側面断面図。従来技術における軸受の密封装置の要部を示す側面断面図。

符号の説明

１０，１０’ 外輪
１１シール溝
１１ａ内径側側壁
１１ｂ外径側側壁
１１ｃ底壁
１２内径側段部
１２ａ突出部
１３外径側段部
１３ａ突出部
２０内輪
２１外周面
３１転動体
３２保持器
４０弾性シール部材
４１芯金
４２ゴム
４２ａ径方向リップ
４２ｂ外径端部

Claims

外輪と内輪との間に潤滑剤を封止するための弾性シール部材を備え、前記弾性シール部材が前記外輪に形成されたシール溝に組み付け固定され、前記弾性シール部材の内径端部と前記内輪の外周部との間に密封部が形成された転がり軸受の密封装置において、
前記外輪の側面には、軸線方向外向きに延び出す円筒状の段部が形成され、前記シール溝は、前記段部の外周部を含んで構成されており、前記弾性シール部材が前記段部の外周部に嵌合していることを特徴とする転がり軸受の密封装置。
前記シール溝は、前記外輪の側面に形成された端面溝形状をなし、前記弾性シール部材の外径側のしめしろが内径側のしめしろに比して小さく設定されている請求項１に記載の転がり軸受の密封装置。
前記弾性シール部材の外径は、前記シール溝の外径側側壁との間に所定の隙間が形成される大きさに設定されている請求項２に記載の転がり軸受の密封装置。