JP2012211690A - 転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】外側軌道輪11と内側軌道輪12との間に転動体13を組み込み、その軸受空間の少なくとも一端の開口をシールリング20で覆い、そのシールリング20に形成された通油孔22を覆うフィルタ23により潤滑オイルに含まれる異物を捕捉するようにしたフィルタ付き転がり軸受において、シールリング20は樹脂で構成され、フィルタ23とシールリング20とはインサート成型により一体であり、フィルタ23とシールリング20とを同一の素材で構成した。また、シールリング20は、その内径側に設けた係止部21が、内側軌道輪12に設けた凹部に入り込むことによって、その熱膨張の際に、内側軌道輪12に対して熱膨張時に径方向へ移動可能となるように係止されている構成とした。
【選択図】図1
Description
この種の装置では、転がり軸受が、動力伝達機構を潤滑するオイルと共通のオイルで潤滑される構造となっているものがある。
すなわち、係止部を構成する突出部は、壁部の内径側端部に設けることができる。突出部がシール溝に入り込むことにより、シールリングは前記内側軌道輪に対して熱膨張時に径方向へ移動可能に係止されている構成である。
この構成によれば、シールシングの係止部は、軸方向に沿って二つの突出部を備えるので、その軸方向位置の異なる二つの突出部によって、シールリングをより確実に内側軌道輪に係止できる。
この構成によれば、シールリングを軸受空間の開口に押し込んで固定する際に、より奥側に位置する内側突出部を弾性変形又は加熱変形させ、容易にシール溝に嵌め込みできる。また、手前側に位置する外側突出部のシール溝に対する入り込み深さは深いので、大きな外径方向への熱膨張に対しても、シールリングと内側軌道輪との係止を維持できる。
また、前記内側突出部と前記外側突出部とを周方向に沿って交互配置とすることもできる。内側突出部と外側突出部とが周方向に交互配置であれば、シールリングを軸受空間の開口に押し込んで固定する際に、内側突出部が外側突出部の死角に入りにくい。このため、奥側の内側突出部がシール溝に嵌まっていることを目視で確認しやすい。
この構成では、円筒状を成すラビリンスシール形成部の外径面が、外側軌道輪を保持する回転ハウジングに微小間隙をおいて対向し、ラビリンスシール形成部の先端が外側軌道輪の端面に微小間隙をおいて対向する。このため、シールリングの熱膨張の際に、その回転ハウジング側の微小間隙を縮小する方向(外径方向)への熱膨張が許容されやすい。このようなラビリンスシール構造を備えたシールリングでは、従来、熱膨張による脱落が生じやすかったので、本構造とする効果がより高い。なお、このラビリンスシール形成部を構成する円環部材は、例えば、円筒部材であってもよいし、外面又は内面にテーパ面を有する部材であってもよい。
また、シャフト6の外側には、固定の車軸を形成するスピンドル7が配置されている。このスピンドル7の外側には、その転がり軸受10を介してホイール9が配置されている。ホイール9の回転は、リム8を介して駆動輪3に伝達される。
この実施形態では、転がり軸受10は軸方向に並列して2つ設けられているので、オイルの流通路は、動力伝達機構Tに近い側の転がり軸受10の動力伝達機構T側の開口、すなわち、外側軌道輪11と内側軌道輪12との間に形成された軸受空間の動力伝達機構T側の開口である。図1及び図2は、この動力伝達機構Tに近い側の転がり軸受10の要部を示し、いずれも、図中左側がその動力伝達機構T側の開口である。
なお、必要であれば、動力伝達機構Tから遠い側の転がり軸受10においても、その動力伝達機構Tの反対側の開口に、同様なシール部材Sを取付けてもよい。
フィルタ23は、通油孔22の長さ方向(シールリング20の厚さ方向)のほぼ中央部に位置する。そのフィルタ23の周縁部が、通油孔22の周囲においてシールリング20の樹脂に埋め込まれて固定されている。
また、これらのフィルタ23やシールリング20の素材として、ガラス繊維強化樹脂の他、炭素繊維強化樹脂やポリエチレン繊維強化樹脂、又は、アラミド繊維強化樹脂等でも適用できる。
このような構成においても、フィルタ23は、シールリング20の熱膨張に追随して同程度膨張するか、あるいは、フィルタ23がシールリング20の膨張量よりも大きく膨張するので、フィルタ23が過度に引張られることがなく、その損傷を防止できる。
また、突出部24が、軸方向に沿って二つの突出部24a,24bで構成されているので、その軸方向位置の異なる二つの突出部24a,24bによって、シールリング20をより確実に内側軌道輪12に係止できるようになっている。
このため、シールリング20を軸受空間の開口に押し込んで固定する際に、奥側の内側突出部24aは、その押し込み時の弾性変形又は加熱変形により、容易に内側シール溝30aに嵌め込みできる。
このため、シールリング20に想定される温度環境下では、常に、外側突出部24bが外側シール溝30bに入り込んだ状態が維持され、内側軌道輪12との間に有害な異物が入り込む隙間を生じさせない。
このように、内側突出部24aと外側突出部24bとが周方向に交互配置であれば、シールリング20を軸受空間の開口に押し込んで固定する際に、内側突出部24aが外側突出部24bの死角に入りにくい。このため、奥側の内側突出部24aが内側シール溝30aに嵌まっていることを目視で確認しやすい。なお、図1及び図2では、図3(b)に示すシールリング20のII−II断面に対応する断面図を記載し、内側突出部24aと外側突出部24bとの位置関係及び突出高さを比較できるようにしている。
ただし、内側突出部24aと外側突出部24bの配置は、この実施形態には限定されず、内側突出部24aと外側突出部24bとを、互いに周方向に重複部分が生じるように配置してもよい。
このように、外側シール溝30bを内側軌道輪12の端面に開口させれば、その嵌め込みは容易である。また、その端面の開口は軸肩Aで塞ぐことができるので、外側シール溝30bからの外側突出部24bの離脱が防止されている。
このため、動力伝達機構Tから排出される有害な異物が、転がり軸受10の内部に侵入することを防止できる。
また、円環部材40は、径方向へは接着のみならず締代を持った嵌合いとし、回転方向の滑りをより確実に防止できる構造とすることが望ましい。ただし、回り止め機構を用いて接着を省略すれば、円環部材の交換が容易である。
係止凸部29aは、係止部21を構成する内側突出部24aと外側突出部24bのうち、外側突出部24bの突出方向中ほどに軸方向へ突出して設けられる。また、係止凹部29bは、その係止凸部29aが入り込むことができるように、外側シール溝30bの内面に軸方向へ凹むように設けられる。
なお、この実施形態では、軸受の周方向に対する係止凹部29bの長さは、軸受の半径方向に対する係止凸部29aの長さと同一としているが、その周方向への係止凹部29bの長さを係止凸部29aの長さよりもやや長くすることもできる。これにより、係止凸部29aは、係止凹部29b内を軸受の周方向に沿って移動可能となる。
このため、シールリング20が熱膨張した際、その熱膨張したシールリング20の径方向への所定量以上の移動(特に、冷間状態から外径方向への膨張による移動)を規制しつつ、同時に、シールリング20が内側軌道輪12に対して周方向に回転することを防止することができる。
ここで、メッシュサイズとは、図10(a)(b)に寸法w3に示すように、網目構造のメッシュの目開き(オープニング)のことを言う。
そこで、寿命試験を行うことにより、軸受の軌道面や転動面に生じた圧痕の大きさと、その圧痕に伴う軸受の寿命の低下率を調べ、ある大きさ以下の圧痕は、寿命に影響を与えないことを確認した。また、実験により、メッシュサイズと、そのメッシュを通過した異物によって形成される圧痕の大きさの関係を確認した。
2 シャーシ
3 駆動輪(タイヤ)
4 走行装置
5 駆動源(走行モータ)
6 シャフト
7 スピンドル
8 リム
9 ホイール
10 転がり軸受
11 外輪(外側軌道輪)
11a 軌道面
12 内輪(内側軌道輪)
12a 軌道面
12b 大つば
12c 小つば
13 円すいころ(転動体)
14 保持器
20 シールリング
21 係止部
22 通油孔
23 フィルタ
24 突出部
24a 内側突出部
24b 外側突出部
25 壁部
26 ラビリンスシール形成部
27 リップ取付部
27a 内側端面
27b 外周面
27c 段部
28 寸法調整用部材
29 係止手段
29a 係止凸部
29b 係止凹部
30 シール溝
30a 内側シール溝
30b 外側シール溝
31 シールリング嵌合部
32 内側軌道輪嵌合部
40 円環部材
41 リップ部
41a 外側端面
41b 内周面
41c 段部
41d 当接部
50 遊星歯車機構
Claims (9)
- 外側軌道輪(11)と内側軌道輪(12)との間に転動体(13)を組み込み、前記外側軌道輪(11)と前記内側軌道輪(12)との間に形成された軸受空間の少なくとも一端の開口をシールリング(20)で覆い、そのシールリング(20)に形成された通油孔(22)を覆うフィルタ(23)により潤滑オイルに含まれる異物を捕捉するようになっており、前記シールリング(20)は、少なくとも前記内側軌道輪(12)に係止される係止部(21)と、その係止部(21)から外径側に向かって立ち上がる壁部(25)とを備え、前記シールリング(20)は前記係止部(21)が前記内側軌道輪(12)に設けた凹部に入り込むことによって前記内側軌道輪(12)に対して熱膨張時に径方向へ移動可能に係止されていることを特徴とする転がり軸受。
- 前記凹部は前記内側軌道輪(12)に形成された周方向のシール溝(30)であり、前記係止部(21)は前記シール溝(30)に入り込む突出部(24)を備えることを特徴とする請求項1に記載の転がり軸受。
- 前記転がり軸受は円すいころ軸受であり、前記シール溝(30)は、前記内側軌道輪(12)の大つば外径面に開口して形成されていることを特徴とする請求項2に記載の転がり軸受。
- 前記転がり軸受は深溝玉軸受又は円筒ころ軸受であり、前記シール溝(30)は、その転がり軸受の前記内側軌道輪(12)の端部外径面に開口して形成されていることを特徴とする請求項2に記載の転がり軸受。
- 前記突出部(24)は、前記転動体(13)に近い側の内側突出部(24a)と遠い側の外側突出部(24b)とを備え、前記シール溝(30)は、前記内側突出部(24a)が入り込む内側シール溝(30a)と、前記外側突出部(24b)が入り込む外側シール溝(30b)とを備えることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一つに記載の転がり軸受。
- 前記内側突出部(24a)が前記内側シール溝(30a)に入り込む深さは、前記外側突出部(24b)が前記外側シール溝(30b)に入り込む深さよりも浅く設定されていることを特徴とする請求項5に記載のフィルタ付き転がり軸受。
- 前記内側突出部(24a)と前記外側突出部(24b)とは、周方向に沿って交互配置されていることを特徴とする請求項6に記載の転がり軸受。
- 少なくとも前記外側突出部(24b)は、前記外側シール溝(30b)内において軸方向へ移動可能であることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか一つに記載の転がり軸受。
- 前記突出部(24)に軸方向へ突出する係止凸部(29a)を設け、前記シール溝(30)内に係止凹部(29b)を設け、前記係止凸部(29a)が前記係止凹部(29b)に入り込むことで、前記シールリング(20)は、その半径方向又は周方向への動き、あるいはその両方向への動きが規制されることを特徴とする請求項2乃至8のいずれか一つに記載の転がり軸受。
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