JP2008232285A - 転がり軸受の密封装置 - Google Patents

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、しかも弾性シール部材が軸線回りに回転し難い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におけるゴム４２の外径端部が外輪１０の内周部に形成されたシール溝１１に組み込まれ、ゴム４２の内径端部が内輪２０の外周部２１と摺接して密封性を維持する転がり軸受の密封装置において、外輪１０における内側肩部１２、および弾性シール部材４０の環状後端部４２ｃには、弾性シール部材４０の外輪１０に対する軸線回りの相対回転を阻止するための係合穴１２ａおよび突起４２ｅ（凹凸部）が互いに係合可能に設けられる。
【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、弾性シール部材の外径端部が外輪の内周部に形成されたシール溝に組み込まれ、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、外輪の外周面および軌道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、通常は熱処理後未加工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悪化しており、弾性シール部材を固く嵌め込むことで部分的にしめしろが過大になり、シール溝の底部が変形し易い。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、シール溝底部の変形の影響で外輪の外周面の真円度が悪化して、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、弾性シール部材と内輪接触部とのつれ回りによるシール溝からの弾性シール部材の脱落を防止するために、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４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、しかも弾性シール部材が軸線回りに回転し難い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の外径端部が前記外輪の内周部に形成されたシール溝に組み込まれ、前記弾性シール部材の内径端部が前記内輪の外周部と摺接または隙間を保って密封性を維持する転がり軸受の密封装置において、前記外輪および前記弾性シール部材には、前記弾性シール部材の前記外輪に対する軸線回りの相対回転を規制するための凹凸部が互いに係合可能に設けられ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、外輪および弾性シール部材に設けられた凹凸部の係合によって、弾性シール部材の外輪に対する軸線回りの相対回転が阻止される。このため、弾性シール部材の外径のしめしろを、弾性シール部材による密封性が確保可能な最小限度に設定しても、弾性シール部材の外輪に対する軸線回りの相対回転が阻止されるので、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、しかも弾性シール部材が軸線回りに回転しないようにすることができる。

また、本発明の実施に際して、前記凹部は、前記シール溝の内側側壁を構成する前記外輪の内側肩部に形成され、前記凸部は、前記内側肩部と接触する前記弾性シール部材の環状後端部に形成されているとよい。これによれば、凹凸部を外輪と弾性シール部材にそれぞれ容易かつ安価に形成することが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記凹凸部は、それぞれ周方向に複数設けられ、前記凹部は、穴状または前記外輪の径方向に延びる溝状に形成されているとよい。これによれば、凹部を外輪により一層容易に形成することが可能である。

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の内周部には、断面略コ字状のシール溝１１が形成されている。シール溝１１は、内側側壁１１ａ、外側側壁１１ｂおよび底壁１１ｃで構成されている。内側側壁１１ａは、軸受の軸線に直交する垂直面に形成されていて、外輪１０の内側肩部１２の側壁としても機能している。外側側壁１１ｂは、軸受の軸線に直交する垂直面に形成されていて、外輪１０の外側肩部１３の側壁としても機能している。

なお、外側肩部１３の内径は、内側肩部１２の内径に比して大きな長さに設定されている。底壁１１ｃは、軸受の軸線と平行に延びるように内側側壁１１ａと外側側壁１１ｂ間に配置されている。

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、径方向内方および軸方向内方へ向けて折曲して延設されたリップ４２ａが形成されている。リップ４２ａは、内輪２０の外周部２１と摺接して密封性を維持する。

ゴム４２の環状後端部４２ｃには、所定部位に平坦面が形成されていて、シール溝１１の内側側壁１１ａと面接触可能とされている。ゴム４２の環状前端部４２ｄは、平坦面に形成されていて、その外径端部４２ｄ１が図１にて破線で示すように、所定のしめしろを持たせた大きさに設定されている。この所定のしめしろは、弾性シール部材４０がシール溝１１に組み込まれ、環状後端部４２ｃがシール溝１１の内側側壁１１ａと接触した状態で、ゴム４２による密封性が確保（グリースの漏れ出しが防止）され、かつ外輪１０の外径面の真円度に悪影響を及ぼさない程度の大きさに設定されている。

ところで、この実施形態では、ゴム４２の環状後端部４２ｃに、円柱状の突起４２ｅ（凸部）が軸線方向内方に向けて延び出すように環状後端部４２ｃと一体に形成されている。突起４２ｅは、環状後端部４２ｃの周方向にて等間隔に４つ形成されている。外輪１０の内側肩部１２には、図２に示すように、各突起４２ｅの嵌合圧入を許容する略真円状の係合穴１２ａが形成されている。そして、弾性シール部材４０がシール溝１１に組み込まれた状態では、各突起４２ｅが各係合穴１２ａに係合して、弾性シール部材４０の外輪１０に対する軸線回りの相対回転が阻止され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、外輪１０における内側肩部１２に形成された係合穴１２ａと、弾性シール部材４０におけるゴム４２の環状後端部４２ｃに形成された突起４２ｅとの係合によって、弾性シール部材４０の外輪１０に対する軸線回りの相対回転が阻止される。このため、弾性シール部材４０におけるゴム４２の外径のしめしろを、弾性シール部材４０による密封性が確保可能な最小限度に設定しても、弾性シール部材４０の外輪に対する軸線回りの回転が阻止されるので、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、しかも弾性シール部材４０が軸線回りに回転しないようにすることができる。

また、この実施形態では、係合穴１２ａが、シール溝１１の内側側壁１１ａを構成する外輪１０の内側肩部１２に形成され、突起４２ｅが、内側肩部１２と接触する弾性シール部材４０におけるゴム４２の環状後端部４２ｃに形成されている。一般に、外輪では突起を設けるよりも穴加工するほうのが容易であり、弾性シール部材のゴムでは成形加工に際して突起を容易に形成することができる。したがって、本実施例のように、外輪１０に係合穴１２ａを形成し、ゴム４２に突起４２ｅを形成するようにすれば、製造コストが安価になる。

上記実施形態では、外輪１０の内側肩部１２に略真円状の係合穴１２ａを形成したが、これに代えて例えば図３に示すように、外輪１０Ａの内側肩部１２に係合溝１２ｂを形成してもよい。係合溝１２ｂは、内側肩部１２の周方向にて等間隔に４つ形成されている。各係合溝１２ｂは、径方向に延び出すように形成されている。これによっても、上記実施形態と同様、その加工が容易となり、製造コストが安価になる。

なお、上記実施形態では、シール溝１１の外側側壁１１ｂを垂直面に形成したので、弾性シール部材４０の軸方向外方への抜け出しを効果的に防止することができた。しかし、これに限らず、上記した従来技術における転がり軸受の密封装置と同様、シール溝１１の外側側壁１１ｂを傾斜面に形成し、ゴム４２の外径端に弾性突出部を設けてもよい。

また、上記実施形態では、凹部としての係合穴１２ａ、および凸部としての突起４２ｅを周方向に等間隔に設けたが、任意の間隔に形成してもよい。また、凹部としての係合穴１２ａ、および凸部としての突起４２ｅをそれぞれ４つ設けたが、その数は適宜変更可能であり、それぞれ複数個または１つだけ設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態等では、凹部としての係合穴１２ａを外輪１０の内側肩部１２に形成し、凸部としての突起４２ｅをゴム４２の環状後端部４２ｃに形成したが、これに加えてまたは代えて、例えば凹部を外輪１０におけるシール溝１１の底壁１１ｃに形成し、凸部を底壁１１ｃに対向するゴム４２の外径端部に形成してもよい。

また、上記実施形態等では、凹部を真円状の係合穴１２ａとしたが、例えば楕円状の長穴に形成してもよい。

また、上記実施形態等では、凹部を外輪１０側に設け、凸部を弾性シール部材４０側に設けたが、これとは逆に、凹部を弾性シール部材４０側に設け、凸部を外輪１０側に設けてもよい。

また、上記実施形態等では、凹部を穴状または溝状に形成し、凸部を突起状に形成したものに限らず、例えば凹凸部を互いに係合可能な鋸歯状に形成してもよい。

また、上記実施形態等では、ゴム４２の内径端部と内輪２０の外周部２１との摺接により密封性が維持される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部との隙間（ラビリンス）が保たれて密封性が維持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。 図１に示した外輪の正面図。 本発明による転がり軸受の密封装置に係る変形実施形態の外輪の正面図。 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 外輪
１１ シール溝
１１ａ 内側側壁
１１ｂ 外側側壁
１１ｃ 底壁
１２ 内側肩部
１２ａ 係合穴（凹部）
１２ｂ 係合溝（凹部）
１３ 外側肩部
２０ 内輪
２１ 外周部
２２ シール溝
３１ 転動体
３２ 保持器
４０ 弾性シール部材
４１ 芯金
４２ ゴム
４２ａ リップ
４２ｃ 環状後端部
４２ｄ 環状前端部
４２ｅ 突起（凸部）

Claims (3)

1. 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の外径端部が前記外輪の内周部に形成されたシール溝に組み込まれ、前記弾性シール部材の内径端部が前記内輪の外周部と摺接または隙間を保って密封性を維持する転がり軸受の密封装置において、
   前記外輪および前記弾性シール部材には、前記弾性シール部材の前記外輪に対する軸線回りの相対回転を規制するための凹凸部が互いに係合可能に設けられていることを特徴とする転がり軸受の密封装置。
2. 前記凹部は、前記シール溝の内側側壁を構成する前記外輪の内側肩部に形成され、前記凸部は、前記内側肩部と接触する前記弾性シール部材の環状後端部に形成されている請求項１に記載の転がり軸受の密封装置。
3. 前記凹凸部は、それぞれ周方向に複数設けられ、前記凹部は、穴状または前記外輪の径方向に延びる溝状に形成されている請求項２に記載の転がり軸受の密封装置。

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