JP2010169119A - 密封構造および転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１部材に密封装置を固定し易く、かつ、第１部材から密封装置が抜き出にくい密封構造およびそのような密封構造を有する転がり軸受装置を提供すること。
【解決手段】芯金部材４１の円筒部５１の軸方向の端面に固着している軸方向端面固着部４６の径方向の外方に位置する径方向延在部７０の一部を、第１密封装置取付溝１４の軸方向の内方側の側面１７からの反力によって、軸方向の外方側に膨出させる。この径方向延在部７０の一部が、第１密封装置取付溝１４の雌ねじ部４８と、芯金部材５１の雄ねじ部４７との間に挟み込まれるように、第１密封装置４を、第１密封装置取付溝１４に螺合によりしっかり締め込んで、第１密封装置４を、第１密封装置取付溝１４に固定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、密封構造に関し、転がり軸受を備える装置に使用すれば好適な密封構造に関する。また、本発明は、転がり軸受および密封装置を備える転がり軸受装置に関し、加圧ローラに使用すれば好適な転がり軸受装置に関する。

従来、密封構造としては、実開平１−１５０２６２号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この密封構造は、ハウジング部材、軸部材および密封装置を備え、上記密封装置は、環状の芯金部材と、環状の弾性部材とを有する。上記ハウジング部材は、内周面を有し、その内周面は、雌ねじを有している。

上記芯金部材は、断面Ｌ字状の形状を有している。上記芯金部材は、円筒部と、円環部とを有し、上記円環部は、円筒部の内周面の一端部から径方向の内方に広がっている。上記弾性部材は、ゴムからなり、上記円筒部の外周面側かつ上記円環部の軸方向の外方側に固着されている。上記弾性部材の径方向の内方の部分は、シールリップになっていて、上記軸部材の外周面上を周方向に摺動するようになっている。

上記弾性部材において上記円筒部の径方向の外方側に位置する部分は、その外周面に雄ねじを有している。上記弾性部材のこの雄ねじを、上記ハウジング部材の上記雌ねじに螺合することによって、ハウジング部材に密封装置を固定している。

上記従来の密封構造は、ハウジング部材の雌ねじに螺合する密封装置の雄ねじを、大きな摩擦力を有する弾性部材に意図的に形成することにより、弾性部材の大きな摩擦力を利用して、ハウジング部材に密封装置を確実に固定するようにしている。
実開平１−１５０２６２号公報（第１図）

しかしながら、上記従来の密封装置では、ハウジング部材の雌ねじに螺合する密封装置の雄ねじを、大きな摩擦力を有する弾性部材に形成しているから、雄ねじと雌ねじの間隔が小さい場合、弾性部材の大きな摩擦力によって、ハウジング部材に密封装置を螺合しにくくなる一方、雄ねじと雌ねじの間隔が大きい場合、ハウジング部材から密封装置が抜け出やすくなる。したがって、上記従来の密封装置では、ねじ部の許容される寸法誤差が小さくて、密封構造のねじ部の寸法管理が難しいという課題がある。

また、本発明者は、上記弾性部材の大きな摩擦力によって上記ハウジング部材に密封装置を螺合しにくくなる課題を回避するために、ハウジング部材の雌ねじに、弾性部材でなくて金属部材に形成した雄ねじを螺合するようにした場合（この発明は、あくまで比較例であって、この出願の出願時において、２９条１項各号に該当しない）、ハウジング部材から密封装置が抜け易いという課題があることを突きとめた。

そこで、本発明の課題は、第１部材に密封装置を固定し易く、かつ、第１部材から密封装置が抜き出にくい密封構造を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の密封構造は、
ねじ部を有する周面を有する第１部材と、
上記周面にその周面の径方向に対向する周面を有すると共に、上記第１部材に対して相対回転可能に配置される第２部材と、
上記第１部材の上記ねじ部に螺合するねじ部を有する環状の金属部材と、この金属部材に固定された弾性部材とを有して、上記第１部材と上記第２部材との間を密封する密封装置と
を備え、
上記第１部材は、上記密封装置が軸方向に当接する段部を有して、上記密封部材の上記弾性部材が、上記段部に当接し、
上記段部からの抗力によって変形した上記弾性部材の一部が、上記第１部材の上記ねじ部および上記金属部材の上記ねじ部のうちの少なくとも一方に噛み込んでいることを特徴としている。

本発明によれば、上記密封装置の弾性部材が、第１部材の段部に当接し、かつ、その段部からの抗力によって変形した弾性部材の一部が、第１部材のねじ部および金属部材のねじ部のうちの少なくとも一方に噛み込んでいるから、この噛み込んでいる部分によって、第１部材に対する密封装置の相対回転を防止できて、第１部材に対する密封装置の回り止めをすることができる。したがって、第１部材に対して密封装置のねじ止めが緩むことがなくて、第１部材に密封装置を確実に固定することができる。

また、本発明によれば、上述の従来例と異なり、密封装置のねじ部が弾性部材でなくて、一般的に弾性部材よりも摩擦係数が小さい金属部材に形成されているから、上記従来例と比較して、第１部材に密封装置を容易に組み込むことができる。

また、一実施形態では、
上記弾性部材が上記第２部材の上記周面に摺動可能に接触する。

上記実施形態によれば、密封装置の密封性能を向上することができる。

また、本発明の転がり軸受装置は
本発明の密封構造を備え、
上記第１部材および上記第２部材のうちの一方は、外輪を含み、
上記第１部材および上記第２部材のうちの他方は、内輪を含み、
上記外輪と上記内輪との間に配置された複数の転動体を備えることを特徴としている。

本発明によれば、本発明の密封構造を備えるから、第１部材に密封装置を組み込み易く、かつ、第１部材から密封装置が外れにくくすることができる。

本発明の密封構造によれば、弾性部材の一部が、第１部材のねじ部および金属部材のねじ部のうちの少なくとも一方に噛み込んでいるから、この噛み込んでいる部分によって、第１部材に対する密封装置の相対回転を防止できて、第１部材に対する密封装置の回り止めをすることができる。したがって、第１部材に対して密封装置のねじ止めが緩むことがなくて、第１部材に密封装置を確実に固定することができる。

また、本発明の密封構造によれば、上述の従来例と異なり、密封装置のねじ部が弾性部材でなくて、一般的に弾性部材よりも摩擦係数が小さい金属部材に形成されているから、上記従来例と比較して、第１部材に密封装置を容易に組み込むことができる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の転がり軸受装置の軸方向の模式断面図である。

この転がり軸受装置は、第１部材の一例としての外輪１と、第２部材の一例としての第１内輪２と、第２部材の一例としての第２内輪３と、第１密封装置４と、第２密封装置５と、複数の第１円筒ころ６と、複数の第２円筒ころ７とを備える。上記外輪１、第１内輪２および第１密封装置４は、密封構造を構成し、外輪１、第２内輪３および第２密封装置５も、密封構造を構成している。上記外輪１、第１内輪２、第２内輪３、第１円筒ころ６および第２円筒ころ７は、ＳＵＪ２等の軸受鋼からなっている。

上記外輪１の内周面は、鍔部１１、第１円筒軌道面１２、第２円筒軌道面１３、環状の第１密封装置取付溝１４および環状の第２密封装置取付溝１５を有する。上記鍔部１１は、外輪１の内周面の軸方向の略中央部に位置している。上記鍔部１１は、断面略矩形の形状を有し、径方向の内方に突出している。上記第１円筒軌道面１２は、鍔部１１の軸方向の一方側に位置する一方、第２円筒軌道面１３は、鍔部１１の軸方向の他方側に位置している。また、上記第１密封装置取付溝１４は、第１円筒軌道面１２の軸方向外方側に位置する一方、第２密封装置取付溝１５は、第２円筒軌道面１３の軸方向の外方側に位置している。上記外輪１は、径方向を含む鍔部１１の垂直二等分面に対して、略面対称な形状をしている。

上記第１内輪２は、第２内輪３と略同一であり、第１内輪２の軸方向の寸法は、外輪１の軸方向の寸法の略半分になっている。上記第１内輪２の外周面は、円筒軌道面２１、第１円筒外周面２２および第２円筒外周面２３を有する。上記第１円筒外周面２２は、円筒軌道面２１の軸方向の外方に位置する一方、第２円筒外周面２３は、円筒軌道面２１の軸方向の内方に位置している。上記第１円筒外周面２２の外径は、第２円筒外周面２３の外径と略同一である一方、第１円筒外周面２２の軸方向の寸法は、第２円筒外周面２３の軸方向の寸法よりも大きくなっている。上記第１円筒外周面２２は、円筒軌道面２１の軸方向の一端に略径方向に延在する段部を介して連なっている一方、第２円筒外周面２３は、円筒軌道面２１の軸方向の他端に略径方向に延在する段部を介して連なっている。

上記第２内輪３の外周面は、円筒軌道面３１、第１円筒外周面３２および第２円筒外周面３３を有する。上記第１円筒外周面３２は、円筒軌道面３１の軸方向の外方に位置する一方、第２円筒外周面３３は、円筒軌道面３１の軸方向の内方に位置している。上記第１円筒外周面３２の外径は、第２円筒外周面３３の外径と略同一である一方、第１円筒外周面３２の軸方向の寸法は、第２円筒外周面３３の軸方向の寸法よりも大きくなっている。上記第１円筒外周面３２は、円筒軌道面３１の軸方向の他端に略径方向に延在する段部を介して連なっている一方、第２円筒外周面３３は、円筒軌道面２１の軸方向の一端に略径方向に延在する段部を介して連なっている。上記第１内輪２の軸方向の第２円筒外周面２３側の端面は、第２内輪３の軸方向の第２円筒外周面３３側の端面に軸方向に当接している。

上記複数の第１円筒ころ６は、外輪１の第１円筒軌道面１２と、第１内輪２の円筒軌道面２１との間に、図示しない保持器によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。また、上記複数の第２円筒ころ７は、外輪１の第２円筒軌道面１３と、第２内輪３の円筒軌道面３１との間に、図示しない保持器によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。

上記第１密封装置４は、第２密封装置５と同一である。上記第１密封装置４は、外輪１の第１密封装置取付溝１４に固定される一方、第１内輪２の第１円筒外周面２２上を周方向に摺動するようになっている。一方、上記第２密封装置５は、外輪１の第２密封装置取付溝１５に固定される一方、第２内輪３の第１円筒外周面３２上を周方向に摺動するようになっている。

図２は、上記第１密封装置４の周辺の模式拡大断面図である。

上記第１密封装置４は、環状の金属部材としての芯金部材４１および弾性部材４２を備える。上記芯金部材４１は、環状で、断面略Ｌ字状の形状を有している。上記芯金部材４１は、円筒部５１と、円環部５２とを有し、上記円環部５２は、円筒部５１の内周面の一端部から径方向の内方に広がっている。上記円筒部５１の外周面は、ねじ部としての雄ねじ部４７を有し、その雄ねじ部４７は、円筒部５１の外周面の軸方向の一端から他端まで存在している。

上記弾性部材４２は、ゴム製の環状の一体部材である。上記弾性部材４２は、基部４４およびリップ部４５を有する。上記基部４４は、上記円筒部５１の軸方向の第１円筒ころ６側の端面、円筒部５１の内周面、円環部５１の軸方向の第１円筒ころ６側の端面、および、円環部５１の径方向の内方の端面に固着されている。

一方、上記リップ部４５は、略筒状の形状を有し、基部４４の径方向の内方の端部から軸方向に突出している。上記リップ部４５の内周面は、径方向の内方に突出する環状の突出部５５を有し、この突出部５５が、第１内輪２に対して摺接するようになっている。上記リップ部４５の外周面において、突出部５５に径方向に重なる部分には、ガータスプリング嵌入溝が形成されている。このガータスプリング嵌入溝には、ガータスプリング４９が嵌入されている。このガータスプリング４９により、突出部５５を第１内輪２側に押圧して、密封装置４の密封性能を向上するようにしている。

上記第１密封装置取付溝１４の底面を構成する内周面は、ねじ部である雌ねじ部４８を有している。上記第１密封装置４の雄ねじ部４７を、螺合により第１密封装置取付溝１４の雌ねじ部４８に軸方向の内方側に締め込んで、第１密封装置４を外輪１に固定する。

詳しくは、上記弾性部材４２は、軸方向端面固着部４６と、径方向外方部７０とを有する。上記軸方向端面固着部４６は、芯金部材４１の円筒部５１の軸方向の端面に固着している。また、上記径方向延在部７０は、軸方向端面固着部４６につながっている。上記径方向延在部７０は、軸方向端面固着部４６の径方向の外方に位置している。上記径方向延在部７０は、雄ねじ部４７の底よりも径方向の外方に位置している。上記雌ねじ部４８に対する雄ねじ部４７の締め込みにより、軸方向端面固着部４６および径方向外方部７０を、外輪１の段部としての第１密封装置取付溝１４の軸方向の内方側の側面１７に押圧する。そして、上記側面１７からの抗力によって径方向延在部７０の一部を、軸方向の外方側（雄ねじ４６側）に膨出させて、この膨出した径方向延在部７０の一部を、第１密封装置取付溝１４の雌ねじ部４８と、芯金部材５１の雄ねじ部４７との間に挟み込み噛み込む。このようにして、上記第１密封装置４が、軸方向に移動しなくなるまで、第１密封装置４を、第１密封装置取付溝１４に螺合によりしっかり締め込んで、第１密封装置４を、第１密封装置取付溝１４に固定する。

図３は、固定前の第１密封装置４を径方向の外方から見たときの模式図であり、図４は、第１密封装置取付溝１４に固定された状態における第１密封装置４を径方向の外方から見たときの模式図である。

図３と図４との対比から明らかなように、第１密封装置取付溝１４に固定された状態では、固定前と比較して、径方向延在部７０が軸方向に圧縮されて径方向にふくらみ、径方向延在部７０の軸方向の寸法が小さくなっている。また、上記第１密封装置取付溝１４に固定された状態では、径方向延在部７０の軸方向の外方側（雄ねじ部４７側）の一部７１が、雄ねじ部４７と径方向に重なるように、軸方向に膨出している。上記径方向延在部７０の一部７１は、雄ねじ部４７と雌ねじ部４８との間に噛み込んで、第１密封装置４の外輪１に対する回り止めとしての役割を果たすようになっている。

上記実施形態の密封構造によれば、上記第１密封装置４の弾性部材４２が、外輪１の段部である側面１７に当接し、かつ、その側面１７からの抗力によって変形した弾性部材４２の一部７１が、外輪１の雌ねじ部４８および芯金部材４１の雄ねじ部４７に噛み込んでいるから、この噛み込んでいる部分７１によって、外輪１に対する第１密封装置４の相対回転を防止できて、外輪１に対する第１密封装置４の回り止めをすることができる。したがって、上記外輪１に対して第１密封装置４のねじ止めが緩むことを抑制できて、すなわち、第１密封装置４が、外輪１に対して螺合が緩む方向に逆回転することを抑制できて、外輪１に対して第１密封装置４が外れることを抑制できる。

また、上記実施形態の密封構造によれば、上述の従来例と異なり、第１密封装置４の雄ねじ部４７が、弾性部材でなくて、一般的に弾性部材よりも摩擦係数が小さい金属部材に形成されているから、上記従来例と比較して、外輪１に密封装置４を容易に組み込むことができる。

したがって、外輪１に第１密封装置４を組み込み易く、かつ、外輪１から第１密封装置４が抜き出にくくすることができる。

尚、上記実施形態の密封構造では、上記第１密封装置４は、第１部材としての外輪１に螺合されて固定されると共に、第２部材としての内輪２に摺動していたが、この発明では、密封装置は、第１部材としての内輪に螺合されて固定されると共に、第２部材としての外輪の内周面に摺動しても良い。

また、上記実施形態の密封構造では、ガータスプリング４９により、第１内輪２に摺接する環状の突出部５５を、第１内輪２側に押圧したが、この発明では、ガータスプリングが存在しなくても良い。

また、上記実施形態の密封構造では、第１密封装置４が、第１部材としての外輪１に固定されると共に、第２部材としての内輪２の外周面に摺動するようになっていたが、この発明では、密封装置は、第２部材の周面ではなくて、第２部材の軸方向の端面に摺動するようになっていても良い。

また、上記実施形態の密封構造では、第１密封装置４が外輪１に固定されると共に、内輪２の外周面に摺動するようになっていたが、この発明では、密封装置は、第２部材に接触しなくても良く、密封装置は、第２部材との間で所謂ラビリンスを構築する構成であっても良い。

また、上記実施形態の密封構造では、第１部材が外輪１であると共に、第２部材が内輪２であり、第１部材および第２部材の夫々を、一の部材で構成したが、この発明では、第１部材および第２部材のうちの少なくとも一方を、複数の部材で構成しても良い。例えば、第１部材または第２部材を、ハウジング部材と、このハウジング部材の内周面に固定された外輪とで構成しても良く、密封装置を、ハウジング部材の内周面において外輪が内嵌されていない部分に螺合するようにしても良い。また、第１部材または第２部材を、軸部材と、この軸部材の外周面に固定された内輪とで構成しても良く、密封装置を、軸部材の外周面において内輪が外嵌されていない部分に螺合するようにしても良い。

また、上記実施形態の転がり軸受装置では、転動体が、円筒ころ６,７であったが、この発明では、転動体は、円錐ころ、凸面ころ、ニードルころまたは玉等の円筒ころ以外の転動体であっても良い。また、転動体を、円筒ころ、円錐ころ、凸面ころ、ニードルころおよび玉のうちの２以上で構成しても良い。

また、上記実施形態の転がり軸受装置では、外輪１が、一の部材からなり、内輪２が、二の部材（すなわち、第１内輪２および第２内輪３）からなっていたが、この発明では、外輪は、如何なる数の部材からなっていても良く、また、内輪も、如何なる数の部材からなっていても良い。また、外輪は、軌道面を、如何なる数有していても良く、また、内輪も、軌道面を如何なる数有していても良い。また、この発明では、第２部材は、スリンガーでも良い。また、この発明では、第１部材または第２部材は、外輪と内輪との間に位置する中間輪であっても良い。

本発明の一実施形態の転がり軸受装置の軸方向の模式断面図である。 上記転がり軸受装置の第１密封装置の周辺の模式拡大断面図である。 固定前の第１密封装置を径方向の外方から見たときの模式図である。 外輪の第１密封装置取付溝に固定された状態における第１密封装置を径方向の外方から見たときの模式図である。

１ 外輪
２ 第１内輪
３ 第２内輪
４ 第１密封装置
５ 第２密封装置
６ 第１円筒ころ
７ 第２円筒ころ
１７ 第１密封装置取付溝の軸方向の内方側の側面
４１ 芯金部材
４２ 弾性部材
４５ リップ部
４６ 弾性部材の軸方向端面固着部
４７ 雄ねじ部
４８ 雌ねじ部
５５ リップ部において径方向の内方に突出する環状の突出部
７０ 弾性部材の径方向外方部

Claims (3)

1. ねじ部を有する周面を有する第１部材と、
   上記周面にその周面の径方向に対向する周面を有すると共に、上記第１部材に対して相対回転可能に配置される第２部材と、
   上記第１部材の上記ねじ部に螺合するねじ部を有する環状の金属部材と、この金属部材に固定された弾性部材とを有して、上記第１部材と上記第２部材との間を密封する密封装置と
   を備え、
   上記第１部材は、上記密封装置が軸方向に当接する段部を有して、上記密封部材の上記弾性部材が、上記段部に当接し、
   上記段部からの抗力によって変形した上記弾性部材の一部が、上記第１部材の上記ねじ部および上記金属部材の上記ねじ部のうちの少なくとも一方に噛み込んでいることを特徴とする密封構造。
2. 請求項１に記載の密封構造において、
   上記弾性部材が上記第２部材の上記周面に摺動可能に接触することを特徴とする密封構造。
3. 請求項１または２に記載の密封構造を備え、
   上記第１部材および上記第２部材のうちの一方は、外輪を含み、
   上記第１部材および上記第２部材のうちの他方は、内輪を含み、
   上記外輪と上記内輪との間に配置された複数の転動体を備えることを特徴とする転がり軸受装置。

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