JP2014001811A

JP2014001811A - 密封装置付き自動調心ころ軸受

Info

Publication number: JP2014001811A
Application number: JP2012137904A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Asada; 敏幸浅田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2014-01-09
Anticipated expiration: 2032-06-19
Also published as: JP6028409B2

Abstract

【課題】外輪及び内輪間に傾きが生じたとしても、安定したシール性能を維持することができると共に、軌道輪に軸方向の移動力が加わったとしても、安定したシール性能を維持することができ、また、加工コストを抑制することができる密封装置付き自動調心ころ軸受を提供する。
【解決手段】外輪１１と、内輪１２と、外輪１１の外輪軌道面１１ａと内輪１２の内輪軌道面１２ａとの間に転動自在に設けられる複数のころ１４と、外輪１１の内周面に取り付けられると共に内輪１２の外周面に摺接して軸受内部を密封する密封装置１５と、を備え、内輪１２は、密封装置１５の径方向に延びるシールリップ２２ａが摺接する第１シール面３１と、密封装置１５の軸方向に延びるシールリップ２２ｂが摺接する第２シール面３２と、を有し、第１シール面３１及び第２シール面３２は、軸方向断面において軸受中心線Ｃ上に曲率中心を有する曲面状に形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、密封装置付き自動調心ころ軸受に関する。

従来の密封装置付き自動調心ころ軸受では、加工性を考慮して、内輪のシール面が軸方向に延びる円筒面状に形成されているため、軸受の調心作用により外輪及び内輪間に傾きが生じると、シールリップとシール面との接触位置が径方向に変位して、シール面に対するシールリップの締め代が変化し、シール性能が不安定になる可能性がある。これにより、潤滑剤の漏洩及び異物の浸入が生じるため、これを防止する策として、締め代を大きくし、さらにシールリップの外径部にガータスプリングを装着して、シールリップの内径側への締め付け力を増大させる方法が考えられるが、その場合、密封装置が内輪と共に回転してしまったり、シールリップそのものや内輪のシール面が摩耗し、それにより発熱したりすることがあった。

そこで、従来では、内輪のシール面を軸受中心を曲率中心とする球面状又は球面に近似したテーパ面状に形成する密封装置付き自動調心ころ軸受が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平０８−２７０６６３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の密封装置付き自動調心ころ軸受では、シール面は一点接触タイプの密封装置に対応する形状に形成されており、軌道輪に軸方向の移動力（モーメントや振動など）が加わった場合、十分なシール性能を発揮することができなかった。また、内輪のシール面を精度良く球面状に形成することが困難であるため、加工工数の増加に伴い加工コストが増加してしまっていた。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、外輪及び内輪間に傾きが生じたとしても、安定したシール性能を維持することができると共に、軌道輪に軸方向の移動力が加わったとしても、安定したシール性能を維持することができ、また、加工コストを抑制することができる密封装置付き自動調心ころ軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内周面に外輪軌道面が形成される外輪と、外周面に内輪軌道面が形成される内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動自在に設けられる複数のころと、外輪の内周面に取り付けられると共に内輪の外周面に摺接して軸受内部を密封する密封装置と、を備え、内輪は、密封装置の径方向に延びるシールリップが摺接する第１シール面と、密封装置の軸方向に延びるシールリップが摺接する第２シール面と、を有する密封装置付き自動調心ころ軸受であって、第１シール面及び第２シール面は、軸方向断面において軸受中心線上に曲率中心を有する曲面状に形成されることを特徴とする密封装置付き自動調心ころ軸受。
（２）第１シール面及び第２シール面は、ハードターニング加工により形成されることを特徴とする（１）に記載の密封装置付き自動調心ころ軸受。

本発明によれば、内輪は、密封装置の径方向に延びるシールリップが摺接する第１シール面と、密封装置の軸方向に延びるシールリップが摺接する第２シール面と、を有し、第１シール面及び第２シール面が、軸方向断面において軸受中心線上に曲率中心を有する曲面状に形成されるため、外輪及び内輪間に傾きが生じたとしても、安定したシール性能を維持することができると共に、軌道輪に軸方向の移動力が加わったとしても、安定したシール性能を維持することができる。

また、本発明によれば、第１シール面及び第２シール面がハードターニング加工により形成されるため、加工コストを抑制することができる。

本発明に係る密封装置付き自動調心ころ軸受の第１実施形態を説明する要部断面図である。図１に示す密封装置の周辺の拡大断面図である。第１実施形態の密封装置付き自動調心ころ軸受の変形例を説明する密封装置の周辺の拡大断面図である。本発明に係る密封装置付き自動調心ころ軸受の第２実施形態を説明する要部断面図である。図４に示す密封装置の周辺の拡大断面図である。

以下、本発明に係る密封装置付き自動調心ころ軸受の各実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１及び図２を参照して、本発明に係る密封装置付き自動調心ころ軸受の第１実施形態について説明する。

本実施形態の密封装置付き自動調心ころ軸受１０は、図１に示すように、内周面に外輪軌道面１１ａが２列で形成される外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａが２列で形成される内輪１２と、保持器１３によって周方向で略等間隔に保持され、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に２列で転動自在に設けられる複数のころ１４と、外輪１１の内周面の軸方向両端部にそれぞれ取り付けられると共に、内輪１２の外周面に摺接して軸受内部を密封する密封装置１５と、を備える。

また、図２に示すように、内輪１２の外周面の軸方向両端部には、後述する密封装置１５のシール部材２２が摺接する第１シール面３１がそれぞれ形成されている。また、内輪１２の外周面の第１シール面３１よりも軸方向内側には、後述する密封装置１５のシール部材２２が摺接する第２シール面３２を有する小鍔部３３が形成されている。なお、図２中の符号１２ｂは、内輪軌道面１２ａと小鍔部３３との間に形成される逃げ溝である。

密封装置１５は、図２に示すように、断面略Ｌ字状のリング部材である芯金２１と、芯金２１に接着固定されて内輪１２の外周面に摺接するシール部材２２と、を備える。そして、密封装置１５は、外輪１１の内周面の軸方向両端部に形成されるシール取付溝１１ｂに嵌め込み式によりそれぞれ取り付けられている。

シール部材２２は、ゴムなどの弾性材料により形成されており、シール部材２２の径方向内端部から径方向内方に延び、第１シール面３１に対して径方向に摺接するラジアルリップ（シールリップ）２２ａと、シール部材２２の径方向内端部から軸方向内方に延び、第２シール面３２に対して軸方向に摺接するアキシアルリップ（シールリップ）２２ｂと、を有する。また、ラジアルリップ２２ａと第１シール面３１の接触位置及びアキシアルリップ２２ｂと第２シール面３２の接触位置は、第１シール面３１と第２シール面３２の接合部３４を避ける位置にある。また、ラジアルリップ２２ａ及びアキシアルリップ２２ｂは、各シール面３１，３２に好適に追従するように形成されているので、互いに異なるシール面３１，３２を接合すると共に、シール面３１，３２とは形状が不連続な接合部３４には、ラジアルリップ２２ａ及びアキシアルリップ２２ｂを摺接させない方が密封性を維持する上で好ましい。

そして、第１シール面３１及び第２シール面３２は、図２に示すように、軸方向断面において軸受中心線Ｃ上に曲率中心を有する曲面状に形成されている。また、第１シール面３１及び第２シール面３２は、ハードターニング加工により形成されている。

以上説明したように、本実施形態の自動調心ころ軸受１０によれば、第１シール面３１及び第２シール面３２が、軸方向断面において軸受中心線Ｃ上に曲率中心を有する曲面状に形成されるため、外輪１１及び内輪１２間に傾きが生じたとしても、ラジアルリップ２２ａと第１シール面３１との接触位置、及びアキシアルリップ２２ｂと第２シール面３２との接触位置が径方向に変位するのを抑制することができる。このため、シール部材２２の締め代を一定に保つことができるので、シール面３１，３２に対するシールリップ２２ａ，２２ｂの接触圧力を一定に保つことができ、安定したシール性能を維持することができる。さらに、軸受１０の長寿命化を図ることができる。また、従来のように接触圧力（緊迫力）の低下を考慮し、締め代を予め大きめに設定する必要がないため、密封装置の共回り防止策が不要となり、シールリップそのもの及び内輪のシール面の摩耗を防止することができ、発熱を防ぐことができる。

また、本実施形態の自動調心ころ軸受１０によれば、ラジアルリップ２２ａが第１シール面３１に摺接し、アキシアルリップ２２ｂが第２シール面３２に摺接するため、ラジアルリップ２２ａとアキシアルリップ２２ｂが、軌道輪１１，１２の径方向・軸方向の動きに独立して追従することができる。これにより、軌道輪１１，１２に径方向・軸方向の移動力が加わったとしても、シール面３１，３２とシールリップ２２ａ，２２ｂとの間に隙間が形成されることがないので、異物の浸入を防止することができ、安定したシール性能を維持することができる。

また、本実施形態の自動調心ころ軸受１０によれば、ラジアルリップ２２ａとアキシアルリップ２２ｂとの間にグリース溜まりが形成されるため、シール面３１，３２に常に潤滑油を供給することができ、その油膜によりシール面３１，３２の摩耗を防止することができる。

また、本実施形態の自動調心ころ軸受１０によれば、第１シール面３１及び第２シール面３２がハードターニング加工により形成されるため、複雑な形状を容易に加工することができる。これにより、第１シール面３１及び第２シール面３２を精度良く曲面状に形成することができ、テーパ面状よりも優れたシール性能を確保することができる。また、ハードターニング加工を用いることにより、連続的に加工できるので、逃げ形状を考慮する必要がない。このため、研削加工によるものよりも非常に短時間で削り取ることができるので、加工コストを抑制することができる。また、シール面３１，３２の粗さを適正な範囲（０．１５〜０．０５μｍＲａ）に設定することができるので、潤滑供給に変動を生じることなく、接触抵抗を小さくすることができる。これにより、リップ鳴き音、リップ摺動音、及びリップ摩耗を抑制することができ、さらに、加工後の面精度が高いため、シール性能を向上することができる。

また、本実施形態の自動調心ころ軸受１０によれば、密封装置１５が嵌め込み式であるため、密封装置１５の交換時の脱着作業を容易にすることができる。また、締め代を大きめに設定することがないので、軸受１０の軸方向長さを短くすることができ、軸受１０の小型化を図ることができる。

なお、本実施形態の変形例として、図３に示すように、ハードターニング加工を用いて、シール面３１，３２を形成する際に、小鍔部３３を一体に加工するようにしてもよい。この場合、ころ１４の端面が小鍔部３３に接触する部分に逃げ溝が形成されないため、逃げ溝の鋭い稜にころ１４が衝突するのを防ぐことができ、ころ１４の摩耗を抑制することができる。また、内輪軌道面１２ａも一体に加工することにより、加工工数を削減することができるので、加工コストを更に抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、図４及び図５を参照して、本発明に係る密封装置付き自動調心ころ軸受の第２実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一或いは同等の符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態では、図４及び図５に示すように、上記第１実施形態の密封装置１５の代わりに密封装置５５が取り付けられている。

密封装置５５は、図５に示すように、断面略Ｌ字状のリング部材である芯金６１と、芯金６１に接着固定されて内輪１２のシール面３１，３２に摺接するシール部材６２と、を備える。そして、密封装置５５は、外輪１１の内周面の軸方向両端部に形成されるシール取付面１１ｃに圧入式によりそれぞれ取り付けられている。

シール部材６２は、ゴムなどの弾性材料により形成されており、シール部材６２の径方向内端部から径方向内方に延び、第１シール面３１に対して径方向に摺接するラジアルリップ（シールリップ）６２ａと、シール部材６２の径方向内端部から軸方向内方に延び、第２シール面３２に対して軸方向に摺接するアキシアルリップ（シールリップ）６２ｂと、を有する。また、ラジアルリップ６２ａと第１シール面３１の接触位置及びアキシアルリップ６２ｂと第２シール面３２の接触位置は、第１シール面３１と第２シール面３２の接合部３４を避ける位置にある。また、ラジアルリップ６２ａ及びアキシアルリップ６２ｂは、各シール面３１，３２に好適に追従するように形成されているので、互いに異なるシール面３１，３２を接合すると共に、シール面３１，３２とは形状が不連続な接合部３４には、ラジアルリップ６２ａ及びアキシアルリップ６２ｂを摺接させない方が密封性を維持する上で好ましい。

以上説明したように、本実施形態の自動調心ころ軸受１０によれば、密封装置５５が圧入式であり、締め代が大きいため、シールリップ６２ａ，６２ｂがシール面３１，３２により確実に追従することができ、安定したシール性能を維持することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、自動調心ころ軸受に本発明を適用する場合を例示したが、これに限定されず、自動調心玉軸受に本発明を適用してもよい。

１０密封装置付き自動調心ころ軸受
１１外輪
１１ａ外輪軌道面
１２内輪
１２ａ内輪軌道面
１３保持器
１４ころ
１５密封装置
２１芯金
２２シール部材
２２ａラジアルリップ（径方向に延びるシールリップ）
２２ｂアキシアルリップ（軸方向に延びるシールリップ）
３１第１シール面
３２第２シール面
３３小鍔部
３４接合部
５５密封装置
６１芯金
６２シール部材
６２ａラジアルリップ（径方向に延びるシールリップ）
６２ｂアキシアルリップ（軸方向に延びるシールリップ）
Ｃ軸受中心線

Claims

内周面に外輪軌道面が形成される外輪と、外周面に内輪軌道面が形成される内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に設けられる複数のころと、前記外輪の内周面に取り付けられると共に前記内輪の外周面に摺接して軸受内部を密封する密封装置と、を備え、
前記内輪は、前記密封装置の径方向に延びるシールリップが摺接する第１シール面と、前記密封装置の軸方向に延びるシールリップが摺接する第２シール面と、を有する密封装置付き自動調心ころ軸受であって、
前記第１シール面及び前記第２シール面は、軸方向断面において軸受中心線上に曲率中心を有する曲面状に形成されることを特徴とする密封装置付き自動調心ころ軸受。
前記第１シール面及び前記第２シール面は、ハードターニング加工により形成されることを特徴とする請求項１に記載の密封装置付き自動調心ころ軸受。