JP2008267556A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】スリンガの固定力の低下を防止すると共にスリンガ及び回転輪の嵌合面間からの浸水を防止することができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】転がり軸受１０は、回転輪である内輪１２と、固定輪である外輪１１と、内輪１２と外輪１１との間に転動自在に配設された複数の転動体である玉１３と、内輪１２の端部に嵌合固定されて内輪１２と外輪１１との間の環状空間を閉塞するスリンガ１４と、を備え、内輪１２のスリンガ１４との嵌合面１９ａに、単列に周溝２２が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、スリンガを備えた転がり軸受に関する。

転がり軸受には、軸受内部に封入された潤滑剤（例えば、油やグリース）が軸受外部に漏洩するのを防止すると共に軸受外部から異物（例えば、水や塵埃）が軸受内部に侵入するのを防止するために、回転輪と固定輪との間の環状空間の開口に密封装置が取付けられている。

図４には、従来の密封装置の一例が示されている。図４に示される密封装置は、転がり軸受５０の回転輪である内輪５２に固定されたスリンガ（フリンガともいう）５４と、固定輪である外輪５１に固定されたシール５３とで構成されている。シール５３は、スリンガ５４の背後にあって、弾性のゴムや樹脂からなる円環状のリップ５３ａをスリンガ５４に摺接させている。尚、図中、符号５８は、円周方向に多極に着磁された円環状の磁石であって、スリンガ５４の表面に添着されて内輪５２と共に回転し、内輪５２の回転数を検出するためのエンコーダとして機能する。

スリンガは一般に圧入によって回転輪に嵌合固定され、その嵌合部は金属接触とされているが、嵌合面の面粗さになどによって生じる微小隙間から軸受内部に浸水する場合がある。軸受内部への浸水は、スリンガや回転輪などに錆を生じさせ、リップの磨耗、密封性の低下、軸受内部の潤滑剤の劣化、軸受寿命の低下、等の問題を引き起こす虞がある。

そこで、スリンガ及び回転輪の嵌合面間に弾性部材を介在させて、スリンガ及び回転輪の嵌合面間からの浸水を防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図４に示される例では、スリンガ５４及び回転輪である内輪５２の嵌合面５５，５６間にＯリング５７が介装されている。
特開２００１−２１５１３２号公報

スリンガの固定力は、スリンガ及び回転輪の嵌合面間に作用する圧力に依存するところ、例えばＯリングにおいては一般に２０〜３０％のつぶし代が推奨されていることからわかるように、特許文献１のようにスリンガ及び回転輪の嵌合面間に弾性部材を介在させた場合、弾性部材によって圧力が吸収されてしまい、スリンガの固定力が低下する。尚、特許文献１では、介在させる弾性部材を薄くすることでスリンガの固定力の低下を防止できるとされているが、固定力の低下を軽減できるものの圧縮永久歪が大きくなり、安定した密封性を得ることができない。

そして、スリンガの固定力が低下すると、スリンガが回転輪上を移動する虞がある。スリンガが移動すると、例えば図４に示される密封装置においてはリップ５３ａの締め代に変動が生じ、リップの摩耗、密封性の低下、軸受内部への浸水、軸受内部の潤滑剤の劣化、軸受寿命の低下、等の問題が生じ得る。

尚、図４に示されるように、スリンガ５４は、回転輪５２に嵌合する円筒部５４ａと円筒部５４ａの一端から径方向に広がる円板部５４ｂとを有し、円筒部５４ａ及び円板部５４ｂはいずれも肉薄に形成されている。このような構造上、円筒部５４ａを延長してスリンガ５４と回転輪５２との嵌合代を増やしたとしても、スリンガ５４の固定力の向上効果は望めず、さらには、円板部５４ｂが傾斜してシール５３のリップ５３ａの締め代に変動が生じ、密封性の低下などの問題が生じ得る。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スリンガの固定力の低下を防止すると共にスリンガ及び回転輪の嵌合面間からの浸水を防止することができる転がり軸受を提供することにある。

上記目的は、本発明に係る下記（１）〜（２）の転がり軸受により達成される。
（１）回転輪と、固定輪と、前記回転輪と前記固定輪との間に転動自在に配設された転動体と、前記回転輪の端部に嵌合固定されて当該回転輪と前記固定輪との間の環状空間を閉塞するスリンガと、を備え、
前記回転輪の前記スリンガとの嵌合面に、単列又は複列に周溝が形成されていることを特徴とする転がり軸受。
（２）前記周溝に止水剤が充填されていることを特徴とする上記（１）に記載の転がり軸受。

本発明によれば、スリンガは、回転輪の嵌合面に形成された単列又は複列の周溝に架け渡されて回転輪に嵌合する。スリンガ及び回転輪の嵌合面間に作用する圧力は一般に嵌合面の両端部で比較的高いものであるが、嵌合面の両端部での圧力はそのままに周溝のエッジ近傍においても圧力が急峻に立ち上がる。それにより、スリンガの固定力を維持・向上させることができる。そして、圧力の高い箇所が軸方向に幾重にも重なることで、嵌合面間からの浸水を防止することができる。
また、周溝に止水剤を充填すれば、周溝とスリンガとの間の止水性をより一層高めることができ、嵌合面間からの浸水をより一層防止することができる。

以下、図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
図１は本発明の転がり軸受の一実施形態の断面図であり、図２はスリンガ及び回転輪の嵌合面間の圧力分布を示すグラフであって、（Ａ）は回転輪の嵌合面に周溝が設けられていない場合の圧力分布を示し、（Ｂ）は回転輪の嵌合面に周溝が設けられている場合の圧力分布を示している。また、図３は図１の転がり軸受の変形例の断面図である。

図１に示すように、本発明の転がり軸受の一実施形態である転がり軸受１０は、外輪１１と、外輪１１と同軸に配置された内輪１２と、外輪１１と内輪１２との間に周方向に転動自在に配設された複数の転動体である玉１３と、を備えている。本実施形態の転がり軸受１０では、外輪１１が固定輪とされ、内輪１２が回転輪とされている。

外輪１１は、その内周面１６の軸方向の中央部に、断面円弧状の外輪軌道面１７が凹設されている。また、内輪１２は、その外周面１９の軸方向の中央部に、断面円弧状の内輪軌道面２０が凹設されている。複数の玉１３は、相対向する両軌道面１７，２０間に配設され、軌道面１７，２０に沿って転動する。内輪１２は、これらの玉１３の転動を伴って外輪１１に対し回転可能とされている。

そして、転がり軸受１０は、玉１３を軸方向に挟むようにして内輪１２の軸方向の両端部にそれぞれ固定された一対のスリンガ１４と、同じく玉１３を軸方向に挟むようにして外輪１１の軸方向の両端部にそれぞれ固定された一対のシール１５と、をさらに備えている。

スリンガ１４は、円筒部２３と、円筒部２３の一端から径方向外側に広がる円板部２４と、で構成される断面略Ｌ字の円環状の部材であって、例えば鋼板をプレス加工して形成されている。スリンガ１４は、圧入により円筒部２３を内輪１２の軸方向の端部外周面１９ａに外嵌させて固定され、円板部２４により内輪１２と外輪１１との間の環状空間の開口を閉塞している。円筒部２３の先端部（円板部２４が連なる端部とは他方の端部）の内周縁部には、内輪１２を円筒部２３に圧入する際に円筒部２３の先端が後述する周溝２２をスムースに超えられるように、全周にわたって面取りが施され、テーパ部２３ｂが設けられている。

シール１５は、円筒部２５と、円筒部２５の一端から径方向内側に広がる円板部２６と、弾性のゴムや樹脂からなり円板部２６を被覆する円環状のリップ２７と、で構成される断面略Ｌ字の円環状の部材である。シール１５は、圧入により円筒部２５を外輪１１の軸方向の端部内周面に内嵌させて固定され、円板部２６をスリンガ１４の円板部２４の背後（軸受内側）に配置し、リップ２７を円板部２４の背面に全周にわたって摺接させている。

スリンガ１４とシール１５とは一組となって密封装置を構成し、軸受内部に封入された潤滑剤（例えば、油やグリース）が軸受外部に漏洩するのを防止すると共に軸受外部から異物（例えば、水や塵埃）が軸受内部に侵入するのを防止している。尚、スリンガ１４は、単独の使用であっても回転に伴う遠心力によって潤滑剤の漏洩防止及び異物の侵入防止といった機能を発揮する。ここで、本実施形態においてスリンガ１４は、シール１５と一組となって密封装置を構成するものとして説明されているが、本発明におけるスリンガはこれに限定されず、例えば、単独で使用されるものであってもよいし、また、図４に示すように、エンコーダ用の磁石５８のバックヨークに併用されるものであってもよい。

スリンガ１４の円筒部２３が外嵌する内輪１２の軸方向の端部外周面（嵌合面）１９ａには、全周にわたって周方向に連続した周溝２２が刻設されている。周溝２２は、図示のものは、断面略Ｖ字状に形成されているが、例えば断面略Ｕ字状又は略コ字状に形成されていてもよく、嵌合面１９ａと周溝２２との境界に明確な角が現れるものであれば周溝２２の断面形状は特に限定されない。嵌合面１９ａと周溝２２との境界部分は、ばり取り程度の仕上げとされ、角が残されていることが肝要である。

スリンガ１４の円筒部２３は、周溝２２を覆うようにして軸方向に周溝２２の両側部に架け渡されて内輪１２の嵌合面１９ａに外嵌している。この状態で、スリンガ１４の円筒部２３の内周面（嵌合面）２３ａと内輪１２の嵌合面１９ａとの間に作用する圧力の分布を図２に示す。図２（Ａ）には内輪１２に周溝２２が設けられていない場合の圧力分布を示しており、同図（Ｂ）には内輪１２に周溝２２が設けられている場合の圧力分布を示している。

図２（Ａ）を参照して、内輪１２に周溝２２が設けられていない場合に、スリンガ１４及び内輪１２の嵌合面間に作用する圧力Ｐは、嵌合面の両端部で比較的高いものとなる。次いで、図２（Ｂ）を参照して、内輪１２に周溝２２が設けられている場合には、スリンガ１４及び内輪１２の嵌合面間に作用する圧力Ｐは、嵌合面の両端部での圧力はそのままに、周溝２２のエッジ近傍においても圧力が急峻に立ち上がる。

以上説明したように、本実施形態の転がり軸受１０によれば、スリンガ１４は、内輪１２の嵌合面１９ａに形成された単列の周溝２２に架け渡されて内輪１２に嵌合する。スリンガ１４及び内輪１２の嵌合面２３ａ，１９ａ間に作用する圧力は一般に嵌合面の両端部で比較的高いものであるが、嵌合面の両端部での圧力はそのままに周溝２２のエッジ近傍においても圧力が急峻に立ち上がる。それにより、スリンガ１４の固定力を維持・向上させることができる。そして、嵌合面２３ａ，１９ａ間において圧力の高い箇所が嵌合面の両端部及び周溝２２の両側部の生じ、このように圧力の高い箇所が軸方向に幾重にも重なることで、嵌合面２３ａ，１９ａ間からの浸水を防止することができる。

尚、上述した転がり軸受１０において、周溝２２に止水剤を充填すれば、周溝２２とスリンガ１４との間の止水性をより一層高めることができ、嵌合面２３ａ，１９ａ間からの浸水をより確実に防止することができ、好ましい。また、止水剤としてグリースなどの潤滑性を有するものを使用すれば、スリンガ１４の円筒部２３に内輪１２をスムースに圧入することができ、さらに好ましい。また、水道コックグリースなどの止水グリースを用いれば潤滑性と止水効果を同時に得られる。

次に、図３を参照して、上述した転がり軸受１０の変形例を説明する。
図３に示す変形例では、内輪１２の嵌合面１９ａに周溝２２を複列（図示のものは２列であるが、３列以上であってもかまわない）に刻設されている。かかる構成によれば、嵌合面２３ａ，１９ａ間において圧力の高い箇所を軸方向にさらに幾重にも重ねることができ、嵌合面２３ａ，１９ａ間からの浸水を一層確実に防止することができる。

尚、本発明は、上述した実施形態及びその変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。例えば、内輪を固定輪とし、外輪を回転輪としてもよく、その場合には、外輪の軸方向の端部にスリンガが嵌合固定され、外輪の軸方向の端部内周面（嵌合面）に単列又は複列の周溝が設けられる。

本発明の転がり軸受の一実施形態の断面図である。 スリンガ及び回転輪の嵌合面間の圧力分布を示すグラフであって、（Ａ）は回転輪の嵌合面に周溝が設けられていない場合の圧力分布を示し、（Ｂ）は回転輪の嵌合面に周溝が設けられている場合の圧力分布を示している。 図１の転がり軸受の変形例の断面図である。 従来の転がり軸受の断面図である。

符号の説明

１０ 転がり軸受
１１ 外輪（固定輪）
１２ 内輪（回転輪）
１３ 玉（転動体）
１４ スリンガ
１９ａ 内輪の嵌合面
２２ 周溝
２３ａ スリンガの嵌合面

Claims (2)

1. 回転輪と、固定輪と、前記回転輪と前記固定輪との間に転動自在に配設された転動体と、前記回転輪の端部に嵌合固定されて当該回転輪と前記固定輪との間の環状空間の開口を閉塞するスリンガと、を備え、
   前記回転輪の前記スリンガとの嵌合面に、単列又は複列に周溝が形成されていることを特徴とする転がり軸受。
2. 前記周溝に止水剤が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。

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