JP2010090985A - 軸受用シールド、軸受用シール、およびこれらを用いた転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】外輪または内輪に油穴を有しない標準軸受に対して、グリースを封入可能にする。
【解決手段】外輪１１または内輪１３には油穴を有さず、外輪１１のシールド溝１７ａ、１７ｂに嵌合されるシールド２０ａ、２０ｂを備える。このシールド２０ａ、２０ｂの内環部２２ａのうち、外輪１１の肩部の内径面を含む面Ａと、内輪１３の肩部の外径面を含む面Ｂとの間の径方向の範囲内の部分に形成されるグリース封入口２３からグリースを封入可能とする。このグリース封入口２３は、その周縁部にゴム材料３１で形成された蓋２４が固着されている。このため、グリース未補充時には閉じた状態となる。グリースを封入するときは、蓋２４を切り開き、グリース封入器具を蓋２４に刺し込んで、軸受内にグリースを封入することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、外輪のシール溝に嵌合され、内輪のシール面との間でシールを形成する軸受用シールド、軸受用シール、およびこれらを用いた転がり軸受に関するものである。

従来、各種機械装置の回転軸支持部に使用される転がり軸受は、軸受内部のグリースが外部に漏れるのを防止するとともに、外部からの異物の進入を防止するために内輪と外輪との間の両端部にシール部材が設けられている。

この転がり軸受が、外輪、内輪のいずれか一方にグリースを封入するための油穴を備えていない標準軸受（ＩＳＯ（国際標準化機構）に基づいて外径、内径、幅、面取り寸法等が規格、標準化されている転がり軸受）であれば、グリースを軸受内部に補充することができないので、初めに封入したグリースの寿命が来た場合、転がり軸受の全体を交換する必要があった。

このため、外輪に油穴を設け、油穴からグリースを補充することができる転がり軸受が提案されている（特許文献１参照）。この転がり軸受は、各種機械装置の回転支持部に組み込んだ後においても、グリースを補充することが可能であるので、グリースの長寿命化が図られ、転がり軸受の交換サイクルが長くなる。
特開平１１−３４２４５９号公報

また、クレーンなどの重機等の回転軸支持部に使用するような大型の転がり軸受では、ハウジングにグリースニップルを設けてグリースの補充を可能としたものが提案されている。この場合においても、グリースニップルからグリースを補充することができるので、グリースの長寿命化が図られ、転がり軸受の交換サイクルが長くなる。

しかし、特許文献１に記載の転がり軸受は、油穴からのグリースの補充を行い得るために、適用可能な機械装置や設置箇所が限定されてしまう。また、外輪に油穴を設ける必要があるので、製造上の手間がかかり、製造コストが高くなる。

また、グリースニップルを備えた大型の転がり軸受においても、適用できる機械装置あるいは機械設備が限定されてしまう。

そこで、この発明の課題は、外輪または内輪に油穴を有しない標準軸受に対して、グリースを封入可能とすることである。

上記の課題を解決するために、この発明に係る軸受用シールドとしては、外輪の端部に嵌合される外環部と、その外環部から内向きフランジ状に形成された内環部とを備える軸受用シールドにおいて、前記内環部にグリース封入口が設けられ、前記グリース封入口の開口部に、軸受内へのグリース補充時、未補充時に合せて、開閉自在となる機構を設けた構成としたのである。

この構成を採用した軸受用シールドを外輪あるいは内輪に油穴が形成されていない標準軸受（ＩＳＯ（国際標準化機構）に基づいて外径、内径、幅、面取り寸法等が規格、標準化されている転がり軸受）に用いることで、グリース封入口からグリースを軸受内部に封入することが可能となる。

また、グリース封入口は、その開口部がグリース補充時に開き、未補充時には閉じる機構を設けているので、グリース封入口を使用しないグリース未補充時には開口部が閉じて、この軸受用シールドを適用した転がり軸受のシール性を確保することができる。

上記の課題を解決するために、この発明に係る軸受用シールとしては、外輪の端部に嵌合される外環部と、その外環部から内向きフランジ状に形成された内環部とを有する金属板製の芯金に、ゴム材料を固着することでリップが形成された軸受用シールにおいて、前記内環部にグリース封入口が設けられ、前記グリース封入口の開口部に、軸受内へのグリース補充時、未補充時に合せて、開閉自在となる機構を設けた構成を採用したのである。

この構成によると、前述の軸受用シールドの構成と同様、グリース封入口は、その開口部がグリース補充時に開き、未補充時には閉じる機構を設けているので、外輪あるいは内輪に油穴が形成されていない標準軸受に対して用いることで、グリース封入口は、グリースの未補充時において、開口部が閉じられた状態となる。

前記開閉自在となる機構は、前記グリース封入口の開口部を塞ぐゴム材料で形成された蓋を備えた構成を採用することができる。グリースを補充する必要が生じたときに、カッターにより蓋を貫通する切れ目を設けて、その切れ目からグリース補充器具、例えば、注射器型の器具によりグリースを注入することができる。

グリース補充器具を抜くと、蓋を形成するゴム材料の弾性により、グリース封入口の開口部が塞がれて閉じる。このように、蓋を形成するゴム材料によって、簡単に、グリース未補充時にはグリース封入口の開口部を閉じた状態とすることができる。

また、グリース封入口の開口部は、芯金にリップを形成するゴム部材により簡単に塞ぐことができ、蓋を別途用意することが不要になる。

上記の課題を解決するために、この発明に係る転がり軸受としては、外輪のシール溝に嵌合され、内輪のシール面との間でシールを形成する環状のシール部材を備えた転がり軸受において、前記外輪および内輪はグリースを入れる油穴を備えておらず、前記シール部材が、上述の軸受用シールまたは軸受用シールドである構成を採用することができる。

この構成によると、シール部材としての軸受用シールあるいは軸受用シールドにグリース封入口が設けられているので、このグリース封入口からグリースを封入することができる。このため、グリースの長寿命化が図られ、転がり軸受の交換サイクルが長くなる。

また、グリース封入口は、使用しないとき（グリース未補充時）には閉じられるので、軸受内部のグリースの漏洩を防止して、転がり軸受のシール性を確保することができる。

以上のように、この発明は、外輪または内輪に油穴を有しない標準軸受に対して、グリースを封入可能とすることができる。また、グリース封入口は、グリース未補充時には閉じた状態となっているので、軸受の運転時には、シール性を確保することができる。

以下、この発明の第１実施形態に係る軸受用シールドを用いた転がり軸受を添付図面の図１、図２に基づいて説明する。
図１に示すように、この転がり軸受１０は、外輪軌道１２を有する外輪１１と、内輪軌道１４を有する内輪１３と、外輪軌道１２と内輪軌道１４との間に介在する複数のボール１５と、複数のボール１５を周方向に等配する保持器１６と、外輪１１の両端部のシールド溝１７ａ、１７ｂに嵌合されるシール部材としてのシールド２０ａ、２０ｂとを備えている。

転がり軸受１０は、外輪１１および内輪１３に油穴を備えていない標準軸受（ＩＳＯ（国際標準化機構）に基づいて外径、内径、幅、面取り寸法等が規格、標準化されている転がり軸受）であれば、図１に示す深溝玉軸受に限られず、アンギュラ玉軸受、自動調心ころ軸受、円筒ころ軸受など、各種の転がり軸受を利用することができる。

シールド２０ａ、２０ｂは、それぞれ同一構造のものが採用され、取り付けの向きが異なるだけであるので、以下、一方のシールド２０ａに関してのみ述べる。

図２（ａ）に示すように、シールド２０ａは、シールド溝１７ａに嵌合される外環部２１ａと、外環部２１ａから径方向内向きのフランジ状に形成された内環部２２ａとを備え、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼板をプレス加工する方法等のように、公知の材料および方法により製造される。
ている。

外環部２１ａは、軸方向（軸受の軸方向）外向きに湾曲しており、外輪１１のシールド溝１８ａに圧入嵌合されている。内環部２２ａは、外環部２１ａから軸方向外向きのテーパ部分を経て径方向内向きに延びたものであり、先端部が内輪１３のシール面１８ａとの間でラビリンスシールを形成している。

このシールド２０ａの内環部２２ａには、グリース封入口２３が形成されている。グリース封入口２３は、図１に示すように、シールド２０ａの内環部２２ａのうち、外輪１１の外輪軌道１２とシールド溝１７ａとの間（肩部）の内径面を含む面Ａと、内輪１３の内輪軌道１４とシール面１８ａとの間（肩部）の外径面を含む面Ｂとの間の径方向の範囲内の部分に形成されている。

このグリース封入口２３に挿入した図示しないグリース補充器具は、外輪１１の肩部と内輪１３の肩部の間の保持器１６に向け易くなり、封入されたグリースが保持器１６を伝ってボール１５に届き易い。

グリース封入口２３を前述の径方向の範囲内のボール１５のＰＣＤを含む面Ｃよりも径方向外側に設けることもできる。この場合、封入されたグリースが、外輪１１寄りに補充されるので、内輪１３のシール面１８ａ内に伝わり難くなり、グリース補充によるボールの潤滑性の低下が防止される。

また、グリース封入口２３は、周方向に一箇所または複数箇所に設けられる。グリース封入口２３を一箇所に設けた構成とすると、その一箇所のグリース封入口２３から最も近いボール１５に対してグリースを封入することができる。この場合、外輪１１側または軸側をゆっくりと回転させると、複数のボール１５とシールド２０ａとの周方向相対位置がずれるので、他のボール１５にもグリースを封入することができる。

このグリース封入口２３は、その開口部を塞ぐ蓋２４を備えている。蓋２４は、グリース封入口２３の周縁部に加硫接着により固着されたゴム材料により形成されている。ゴム材料の固着は、シールド２０ａを製造した後に行われる。

このように、蓋２４を形成するゴム材料の固着によりグリース封入口２３が簡単に塞がれるので、グリース封入口２３は、これを使用しないとき（グリース未補充時）には、その開口部が閉じた状態となる。このように、グリース封入口２３には、グリース補充時、未補充時に合わせて開閉自在となる蓋２４からなる機構が設けられる。なお、蓋２４をシールド２０ａと別体に設け、着脱可能とした構成を採用することも可能である。

蓋２４を構成するゴム材料としては、合成ゴム、シリコンゴム等など耐グリース性を備えたものを使用することができる。

また、蓋２４は、ゴム材料から形成されているので、グリースの封入の必要が生じたとき、グリース封入器具が、例えば注射器状のものである場合、グリース封入器具の針を蓋２４に刺し込むことで、軸受内にグリースを補充することができる。

グリース補充器具を抜くと、ゴム材料の弾性により蓋２４に形成された刺し込み孔が塞がれる。このため、グリースの漏洩や、異物の浸入が防止され、転がり軸受１０のシール性能が確保される。

また、蓋２４をカッターによりグリース封入口２３が外部と通じるように切り開き、グリース封入器具を挿入して軸受内にグリースを封入することもできる。この場合も、グリース封入器具を抜くと、ゴム材料の弾性により蓋２４に形成された切れ目が塞がれる。なお、蓋２４の表面に、色を付けるようにしてもよい。これにより、グリース封入口２３の位置が目立って分かり易くなる。

さらに、図２（ｂ）に示すように、蓋２４に予め孔２５または切れ目を形成してもよい。これにより、前述の切り開きの手間が不要となる。孔２５または切れ目は、グリースの漏洩を防止する点から、できるだけ小さい方が好ましく、グリース未補充時にはゴム材料の弾性により塞がれていればよい。

この発明の第２実施形態に係る軸受用シールを用いた転がり軸受を添付図面図３、４に基づいて説明する。
この転がり軸受１０は、図３に示すように、外輪１１のシール溝１７ａ、１７ｂに嵌合されるシール部材が、軸受用シール３０ａ、３０ｂである点で、前述の第１実施形態での転がり軸受の構成と相違する。その他の構成は前述の第１実施形態と同様であり、同一に考えられる構成に同符号を用いてその説明を省略する。

この実施形態の軸受用シール３０ａ、３０ｂは、それぞれ同一構造のものが採用され、取り付けの向きが異なるだけであるので、以下、一方のシールド３０ａに関してのみ述べる。

図４に示すように、軸受用シール３０ａは、円環状の金属板製の芯金３２に、ゴム材料３１を固着することでリップ３１ａが形成されている。この芯金３２は、外輪１１のシールド溝１７ａに嵌合する外環部３２ａと、外環部３２ａから径方向内向きフランジ状の内環部３２ｂとを備え、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼板をプレス加工する方法等のように、公知の材料および方法により成形される。
ている。

外環部３２ａは、ゴム材料３１で覆われており、この外環部３２ａとゴム材料とからなる外周部分において、外輪１１のシール溝１７ａに圧入嵌合されている。内環部３２ｂには、内輪１３のシール面１８ａに向けてリップ３１ａが突出している。また、ゴム材料３１は、内環部３２ｂの軸方向の外側を覆っており、芯金３２を軸受外部から保護している。ゴム材料３１で芯金３２の全体を覆うことも可能である。

リップ３１ａは、内輪１３のシール面１８ａとの間でラビリンスシールを形成している。転がり軸受１０のシール性の向上の点から、リップ３１ａをシール面１８ａに摺接させ、接触シールを形成することも可能である。

このシール３０ａの芯金３２の内環部３２ｂには、グリース封入口３３が形成されている。グリース封入口３３は、前述の第１実施形態のシールド２０ａと同様、シール３０ａの内環部３２ｂのうち、外輪１１の肩部の内径面を含む面Ａと、内輪１３の肩部の外径面を含む面Ｂとの間の径方向の範囲内の部分に形成されている。

このグリース封入口３３に挿入したグリース封入器具は、外輪１１の肩部と内輪１３の肩部の間の保持器１６に向け易くなり、封入されたグリースが保持器１６を伝ってボール１５に届き易い。

また、グリース封入口３３を、前述の径方向の範囲内のボール１５のＰＣＤを含む面Ｃよりも径方向外側に設けることもできる。この場合、グリースが、外輪１１寄りに補充されるので、内輪１３のシール面１８ａ内に伝わり難くなり、グリース封入によるボールの潤滑性の低下が防止される。

また、グリース封入口３３は、周方向に一箇所または複数箇所に設けられる。グリース封入口３３を一箇所に設けた構成とすると、その一箇所のグリース封入口３３から最も近いボール１５に対してグリースを封入することができる。この場合、外輪１１側または軸側をゆっくりと回転させると、複数のボール１５とシール３０ａとの周方向相対位置がずれるので、他のボール１５にもグリースを封入することができる。

このグリース封入口３３は、その開口部を塞ぐ蓋３１ｂを備えている。蓋３１ｂは、ゴム材料３１で形成されている。ゴム材料３１の固着は、芯金３２の成形後に行われる。

このため、ゴム材料３１の固着でグリース封入口３３を簡単に塞ぐことができ、グリース封入口３３は、これを使用しないとき（グリース未補充時）には、その開口部が閉じた状態となる。このように、グリース封入口３３には、グリース補充時、未補充時に合わせて開閉自在となる蓋３１ｂからなる機構が設けられる。なお、蓋３１ｂを芯金３２およびゴム材料３１と別体に設け、着脱可能とした構成を採用することも可能である。

また、蓋３１ｂは、リップ３１ａを形成するゴム材料３１からなるので、グリースの封入の必要が生じたとき、グリース封入器具が、例えば、注射器状のものである場合、グリース封入器具の針を蓋３１ｂに刺し込むことで、軸受内にグリースを封入することができる。

グリース封入器具を抜くと、ゴム材料３１の弾性により蓋３１ｂに形成された刺し込み孔が塞がれる。このため、グリースの漏洩や、異物の浸入が防止され、転がり軸受１０のシール性能が確保される。

また、蓋３１ｂをカッターによりグリース封入口２３が外部と通じるように切り開き、グリース封入器具を挿入して軸受内にグリースを封入することもできる。この場合も、グリース封入器具を抜くと、ゴム材料３１の弾性により蓋３１ｂに形成された切れ目が塞がれる。

さらに、図４（ｂ）に示すように、蓋３１ｂに予め孔３４または切れ目を形成してもよい。これにより、前述の切り開きの手間が不要となる。孔３４または切れ目は、グリースの漏洩を防止する点から、できるだけ小さい方が好ましく、グリース未補充時にはゴム材料３１の弾性により塞がれていればよい。

さらに、グリース封入口３３の位置を示す位置表示手段を、蓋３１ｂの部分に形成することができる。この位置表示手段としては、例えば、ゴム材料３１の色と異なる色を付けるようにしてもよい。これにより、グリース封入口３３の位置が分かり易くなる。

このグリース封入口３３の位置を示す位置表示手段は、蓋３１ｂとしての機能を確保することができる限り、適宜に変更することができる。一例として、この発明の第２実施形態の変形例１、変形例２を図５、図６に示す。以下においては、上述の第２実施形態との相違点を中心に述べ、同一に考えられる構成に同符号を用いる。

この変形例１では、図５に示すように、位置表示手段は、シール３０ａのゴム材料３１のうち、蓋３１ｂの部分を軸方向外向きに突き出るように形成したものであり、この場合でも、蓋３１ｂの位置が分かり易くなる。

また、第２実施形態の変形例２を図６に示す。この変形例では、シール３０ａの蓋３１ｂの部分に、軸方向内向きに（軸受内部に向かって）口径が小さくなるテーパ状の凹部３４が形成されている。このテーパ状の凹部３４が位置表示手段とされ、この凹部３４により、グリース封入口３３の位置を見つけ易くなる。

第１実施形態に係る軸受用シールドを用いた転がり軸受を示す断面図 （ａ）同上の軸受用シールドを示す断面図、（ｂ）同上の軸受用シールドの要部を示す拡大図 第２実施形態に係る軸受用シールドを用いた転がり軸受を示す断面図 （ａ）同上の軸受用シールドを示す断面図、（ｂ）同上の軸受用シールドの要部を示す拡大図 （ａ）同上の軸受用シールドの変形例１を示す断面図、（ｂ）同上の軸受用シールドの要部を示す拡大図 （ａ）同上の軸受用シールドの変形例２を示す断面図、（ｂ）同上の軸受用シールドの要部を示す拡大図

符号の説明

１０ 転がり軸受
１１ 外輪
１２ 外輪軌道
１３ 内輪
１４ 内輪軌道
１５ ボール
１６ 保持器
１７ａ、１７ｂ シールド溝
１８ａ、１８ｂ シール面
２０ａ、２０ｂ シールド
２１ａ 外環部
２２ａ 内環部
２３ グリース封入口
２４ 蓋
２５ 孔
３０ａ、３０ｂ シール
３１ ゴム材料
３１ａ リップ
３１ｂ 蓋
３２ 芯金
３２ａ 外環部
３２ｂ 内環部
３３ グリース封入口
３４ 孔

Claims (10)

1. 外輪の端部に嵌合される外環部と、その外環部から内向きフランジ状に形成された内環部とを備える軸受用シールドにおいて、
   前記内環部にグリース封入口が設けられ、前記グリース封入口の開口部に、軸受内へのグリース補充時、未補充時に合せて、開閉自在となる機構を設けたことを特徴とする軸受用シールド。
2. 前記開閉自在となる機構は、前記グリース封入口の開口部を塞ぐゴム材料で形成された蓋を備えたことを特徴とする請求項１に記載の軸受用シールド。
3. 外輪の端部に嵌合される外環部と、その外環部から内向きフランジ状に形成された内環部とを有する金属板製の芯金に、ゴム材料を固着することでリップが形成された軸受用シールにおいて、
   前記内環部にグリース封入口が設けられ、前記グリース封入口の開口部に、軸受内へのグリース補充時、未補充時に合せて、開閉自在となる機構を設けたことを特徴とする軸受用シール。
4. 前記開閉自在となる機構は、前記グリース封入口の開口部を塞ぐゴム材料で形成された蓋を備えたことを特徴とする請求項３に記載の軸受用シール。
5. 前記グリース封入口は、位置表示手段を有することを特徴とする請求項４に記載の軸受用シール。
6. 前記位置表示手段は、軸受外部に向かって突き出すように形成した前記蓋であることを特徴とする請求項５に記載の軸受用シール。
7. 前記位置表示手段は、前記蓋に形成される軸受内部に向かって口径が小さくなるテーパ状の凹部であることを特徴とする請求項５に記載の軸受用シール。
8. 外輪のシール溝に嵌合され、内輪のシール面との間でシールを形成する環状のシール部材を備えた転がり軸受において、
   前記外輪および内輪はグリースを入れる油穴を備えておらず、前記シール部材が、請求項１から７のいずれか１つに記載の軸受用シールまたは軸受用シールドであることを特徴とする転がり軸受。
9. 前記グリース封入口が、前記外輪の肩部内径面と前記内輪の肩部外径面との間の径方向の範囲内に設けられたことを特徴とする請求項８に記載の転がり軸受。
10. 前記グリース封入口が、前記範囲内での転動体のＰＣＤよりも径方向外側に設けられたことを特徴とする請求項９に記載の転がり軸受。

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