JP2014134252A - 軸受シールおよびシール付き転がり軸受 - Google Patents

軸受シールおよびシール付き転がり軸受 Download PDF

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Abstract

【課題】外輪に形成されたシール溝に単に嵌合する簡単な作業によって強固な取付け状態を得ることができるようにした軸受シールを提供することである。
【解決手段】ゴムからなる帯状のシール基板４２の一側部の両面に第１戻り止め突条４４および第２戻り止め突条４５を設ける。シール基板４２の一側部を外輪１の内径面に形成されたシール溝３に嵌合し、その嵌合時に、シール溝３の側面３ａ、３ｂに第１戻り止め突条４４および第２戻り止め突条４５を弾性接触させて抜け止めし、取付けの安定化を図る。
【選択図】図２

Description

この発明は、外方軌道輪と内方軌道輪の対向部間に形成される軸受空間の端部開口をシールする軸受シールおよびシール付き転がり軸受に関する。
医療機器としてのＣＴスキャナ装置や風力発電装置に使用される転がり軸受は極めて大型であるため、軸受空間の端部開口も外径の大きな軸受シールでシールして異物の侵入を防止する必要がある。ここで、大径の軸受シールを芯金で補強しようとすると、非常に大きな加硫成形用の金型や芯金成形用の金型が必要となり、製造コストが高くつくことになって現実的でなくなる。
そこで、上記のような大型の転がり軸受においては、特許文献１に記載されているように、ゴムからなる軸受シールのみで軸受空間の端部開口をシールすることが行われている。
上記特許文献１に記載された軸受シールにおいては、断面矩形の帯状とされ、その帯状の軸受シールの一側部を外輪の内径面に形成されたシール溝に嵌合しつつ、そのシール溝に沿って円環状に成形して外輪と内輪の対向部間に形成される軸受空間の端部開口をシールするようにしている。
特開２０１１−２０２７７４号公報
ところで、特許文献１に記載された軸受シールにおいて、外輪に形成されたシール溝に一側部を単に嵌合する取付けであると、軸受シールの支持が不安定でシール溝から抜け出すおそれがあるため、接着するようにしている。
この場合、軸受シールの一側部を全長にわたって接着剤を均一に塗布する必要があると共に、接着面の油分を除去する必要があり、軸受シールの取り付けに非常に手間がかかり、その取り付けの容易化を図る上で改善すべき点が残されていた。
この発明の課題は、軌道輪に形成されたシール溝に単に嵌合する簡単な作業によって強固な取付け状態を得ることができるようにした軸受シールおよびシール付き転がり軸受を提供することである。
上記の課題を解決するため、この発明に係る軸受シールにおいては、ゴムからなる断面矩形の帯板状シール基板を有し、そのシール基板の一側部を外方軌道輪の内径面または内方軌道輪の外径面に形成されたシール溝内に嵌合しつつ、そのシール溝に沿って円環状に成形して、外方軌道輪と内方軌道輪の対向部間に形成される軸受空間をシールする軸受シールにおいて、前記シール基板の前記シール溝に嵌合される嵌合部位の両側面のうち、少なくとも軸受空間の開口端側に位置する外側面にシール溝への嵌合によってそのシール溝の側面に先端部が弾性接触する複数の戻り止め突条をシール基板の幅方向に間隔をおいて設けた構成を採用したのである。
また、この発明に係るシール付き転がり軸受においては、外方軌道輪と、その外方軌道輪の内側に組み込まれた内方軌道輪と、前記外方軌道輪と内方軌道輪の対向部間に組み込まれた転動体とを有し、前記外方軌道輪の内径面端部または内方軌道輪の外径面端部にシール溝を設け、そのシール溝にゴムからなる帯状の軸受シールの一側部を端部から順次嵌合しつつシール溝に沿って円環状に成形して、外方軌道輪と内方軌道輪の対向部間に形成された軸受空間の開口部をシールするシール付き転がり軸受において、前記軸受シールとして、この発明に係る上記の軸受シールを採用したのである。
この発明に係る軸受シールの取付けは、シール基板の、戻り止め突条が設けられた一側部を軌道輪に形成されたシール溝に端部から順次嵌合しつつシール溝に沿って円環状に成形して、両端部を周方向で対向する突き合わせとする。
上記のような軸受シールの取付けにより、複数の戻り止め突条はシール溝内への嵌合時、そのシール溝の側面に対する接触により弾性変形して先端がシール溝の側面に強く接触する。その接触によって軸受シールは安定した強固な取り付けとされる。
ここで、戻り止め突条は、シール溝への嵌合時に、そのシール溝の側面に対する接触により先端部が後方に倒れるよう弾性変形してシール溝の側面に先端部が弾性接触する環状のリップからなるものであってもよく、あるいは、シール溝への嵌合によってそのシール溝の側面に対する接触により軸方向に弾性変形する断面角形または断面円形の環状の突出部からなるものであってもよい。
上記のような複数の戻り止め突条において、自然状態での高さを嵌合方向後側の戻り止め突条に至るに従って順次高くすると、シール溝に対してシール基板の一側部を容易に嵌合することができると共に、抜止め耐力をより高めることができる。
また、シール基板の軌道輪に対する装着状態での外側面に、軌道輪の周面に対する当接によってシール溝に対する嵌合深さを規制する径方向の位置決め突条を設けると、シール溝に対するシール基板の嵌合深さを全長にわたって一定とすることができ、安定した取付け状態を得ることができる。また、軌道輪の周面に対する位置決め突条の当接状態から軸受シールが正確に取り付けられているかどうかの確認を行なうことができる。
さらに、シール基板の軌道輪に対する装着状態での内側面に、シール溝の内側面に接触してシール基板を軸方向に位置決めする軸方向の位置決め突条を設けると、軸受シールのより強固な取付け状態を得ることができる。
この発明に係るシール付き転がり軸受において、シール溝の軸方向で対向する一対の側面の少なくとも一方を、開口部の幅寸法が奥側の幅寸法より小さくなるよう傾斜する傾斜面とすると、軸受シールの抜止めにより効果を高めることができる。
この発明においては、上記のように、シール基板のシール溝に嵌合される嵌合部位の少なくとも一方の側面に戻り止め突条を設けたことにより、シール基板の一側部を軌道輪に形成されたシール溝に嵌合することによって戻り止め突条の先端がシール溝の側面に強く弾性接触するため、軌道輪のシール溝にシール基板の一側部を嵌合する簡単な作業によって強固な取付け状態を得ることができる。
この発明に係るシール付き転がり軸受の実施の形態を示す断面図 図１の軸受シールの取付け部を拡大して示す断面図 軸受シールの取付け前の状態を示す断面図 軸受シールの他の例を示す断面図 軸受シールのさらに他の例を示す断面図 シール溝の他の例を示す断面図 軸受シールのさらに他の例を示す断面図 軸受シールのさらに他の例を示す断面図
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、転がり軸受は、外方軌道輪としての外輪１と、その外輪１の内側に組み込まれた内方軌道輪としての内輪１１と、上記外輪１の内径面に形成された軌道溝２と内輪１１の外径面に形成された軌道溝１２間に組み込まれた転動体としてのボール２１およびそのボール２１を保持する保持器３１とからなる。
外輪１の内径面には、軸方向の両端部にシール溝３と、そのシール溝３の外側にシール溝３の内径より小径で外輪１の内径より大径の大径円筒面４が形成され、上記シール溝３のそれぞれに軸受シール４１の外周部が支持されている。
図１および図２に示すように、軸受シール４１は、その内周部が内輪１１の外径面両端部に形成された小径円筒面１３と小さな径方向間隙をおいて対向し、かつ、上記小径円筒面１３の付け根から径方向に延びる側面１４と小さな軸方向間隙をおいて対向して外輪１と内輪１１の対向部間に形成される軸受空間５の開口部をシールし、軸受空間５内に異物が侵入するのを防止している。
軸受シール４１はゴムからなる。図３に示すように、この軸受シール４１は、断面矩形のシール基板４２を有する。シール基板４２は、自然状態で帯状をなし、その一側部がシール溝３に対する嵌合部４３とされている。嵌合部４３はシール基板４２より薄肉厚とされ、その両側面には第１戻り止め突条４４および第２戻り止め突条４５がシール基板４２の幅方向に間隔をおいて形成されている。
第１戻り止め突条４４および第２戻り止め突条４５のそれぞれは環状のリップからなり、シール溝３と対向する前面４４ａ、４５ａのそれぞれは、先端がシール基板４２に対する付け根よりシール基板４２の他側部側に位置する傾斜状とされている。
また、嵌合部４３の両側に形成された一対の第１戻り止め突条４４の先端間の幅寸法Ｗ１はシール溝３の幅寸法Ｗ２より大きくされている。このため、嵌合部４３をシール溝３に嵌合すると、そのシール溝３の側面３ａ、３ｂに対する接触によって第１戻り止め突条４４の先端が嵌合方向の後側に向けて倒れるよう弾性変形してシール溝３に嵌合される。
第１戻り止め突条４４の高さをＨ１、第２戻り止め突条４５の高さをＨ２とすると、第１戻り止め突条４４と第２戻り止め突条４５は、Ｈ２＞Ｈ１の高さ関係とされている。
図２に示すように、シール基板４２の外輪１に対する装着状態での外側面には径方向の位置決め突条４６が設けられている。位置決め突条４６は、シール溝３に嵌合部４３を嵌合した際、外輪１に設けられた大径円筒面４に当接して嵌合部４３の嵌合深さを規制するようになっている。
また、シール基板４２における嵌合部４３の内側面には軸方向の位置決め突条４７が設けられている。位置決め突条４７はシール溝３の内側の側面３ａに対する当接によって軸受シール４１を軸方向に位置決めするようになっている。
実施の形態で示すシール付き転がり軸受は上記の構造からなり、軸受シール４１の装着に際しては、図３に示すように、帯状とされた軸受シール４１の一端部を外輪１の内側に挿入してシール溝３と径方向で対向する。
この場合、軸受シール４１は、嵌合部４３をシール溝３に対向し、その嵌合部４３を端部から順次シール溝３に嵌合してシール溝３に沿って円環状に成形し、両端部を周方向で対向する突き合わせとする。また、嵌合部４３は、径方向の位置決め突条４６が外輪１の内径面端部に形成された大径円筒面４に当接する位置まで嵌合する。その嵌合によって、図２に示すように、軸方向の位置決め突条４７がシール溝３の内側の側面３ａに当接する。
上記のような軸受シール４１の取付け時、嵌合部４３の両側面に設けられた第１戻り止め突条４４および第２戻り止め突条４５はシール溝３の側面３ａ、３ｂに対する接触によって嵌合方向の後方に向けて倒れるよう弾性変形する。
ここで、第１戻り止め突条４４および第２戻り止め突条４５の前面４４ａ、４５ａのそれぞれは傾斜面とされ、しかも、第１戻り止め突条４４の高さＨ１は第２戻り止め突条４５の高さＨ２より低いため、嵌合部４３をシール溝３内にスムーズに押し込むことができ、外輪１に対して軸受シール４１を容易に装着することができる。
また、軸受シール４１の装着状態において、第１戻り止め突条４４および第２戻り止め突条４５の先端は復元弾性により、図２に示すように、シール溝３の側面３ａ、３ｂに強く接触し、しかも、第１戻り止め突条４４および第２戻り止め突条４５のそれぞれは先端が後方に倒れる傾斜状となるため、軸受シール４１にシール溝３から抜け出る方向に引張り力が作用すると、第１および第２戻り止め突条４４、４５の先端がシール溝３の側面３ａ、３ｂに食付くように作用する。したがって、引き抜きに対しての耐力が強く、安定した強固な装着状態とされる。
さらに、シール溝３に対する嵌合部４３の嵌合に際し、径方向の位置決め突条４６が外輪１の内径面端部に形成された大径円筒面４に当接する位置まで嵌合部４３をシール溝３に嵌合するようにしているため、嵌合部４３の嵌合深さを全長にわたって一定とすることができ、安定した取付け状態を得ることができる。また、外輪１の大径円筒面４に対する位置決め突条４６の当接状態から軸受シール４１が正確に取り付けられているかどうかの確認を行なうことができる。
図２に示す例においては、軸受シール４１における嵌合部４３の両側面に第１戻り止め突条４４および第２戻り止め突条４５を設けるようにしたが、図４に示すように、嵌合部４３の一側面にのみ第１戻り止め突条４４および第２戻り止め突条４５を設けるようにしてもよい。
図５に示すように、シール溝３の内側の側面３ａに軸方向の位置決め突条４７が係合する周方向に係合溝６を設けると、軸受シール４１の引き抜き耐力をさらに高めることができ、軸受シール４１をより強固に取付けることができる。
また、図６に示すように、シール溝３の軸方向で対向する一対の側面３ａ、３ｂを開口部の幅寸法が奥側の幅寸法より小さくなるよう傾斜する傾斜面とすると、軸受シール４１の抜止め効果をより高めることができる。
なお、シール溝３の軸方向で対向する一対の側面３ａ，３ｂの一方のみを傾斜面としてもよい。
図１乃至図６では、軸受シール４１の嵌合部４３の側面に環状のリップからなる戻り止め突条４４、４５を設けるようにしたが、戻り止め突条４４、４５は環状のリップに限定されるものではない。図７および図８は戻り止め突条４４、４５の他の例を示す。図７においては、断面円弧状の環状の突出部を戻り止め突条４４、４５としている。
また、図８においては、断面角形の環状の突出部を戻り止め突条４４、４５としている。図７および図８に示すいずれの戻り止め突条４４、４５もシール溝３に対する嵌合部４３の嵌合により、先端部がシール溝３の側面３ａ、３ｂに強く弾性接触して嵌合部４３を抜止めする。
図７および図８に示すように、径方向の位置決め突条４７に径方向に貫通してシール溝３の開口端部内に連通する接着剤供給孔４８を設けると、その供給孔４８からシール溝３内に接着剤を供給することで嵌合部４３をシール溝３に固着することができるため、極めて強固な取付け状態を得ることができる。
実施の形態では、外輪１の内径面にシール溝３を形成して、そのシール溝３に軸受シール４１を取り付けるようにしたが、内輪１１の外径面にシール溝を形成して、そのシール溝に軸受シールを取り付けるようにしてもよい。この場合、軸受シール４１のシール基板４２の他側部に嵌合部を設け、その嵌合部の少なくとも一方の側面に複数の戻り止め突条を設けるようにする。
１ 外輪（外方軌道輪）
３ シール溝
３ａ 側面
３ｂ 側面
４ 大径円筒面（周面）
５ 軸受空間
６ 係合溝
１１ 内輪（内方軌道輪）
２１ ボール（転動体）
４１ 軸受シール
４２ シール基板
４４ 第１戻り止め突条
４５ 第２戻り止め突条
４６ 径方向の位置決め突条
４７ 軸方向の位置決め突条
４８ 接着剤供給孔

Claims (9)

  1. ゴムからなる断面矩形の帯板状シール基板を有し、そのシール基板の一側部を外方軌道輪の内径面または内方軌道輪の外径面に形成されたシール溝内に嵌合しつつ、そのシール溝に沿って円環状に成形して、外方軌道輪と内方軌道輪の対向部間に形成される軸受空間をシールする軸受シールにおいて、
    前記シール基板の前記シール溝に嵌合される嵌合部位の両側面のうち、少なくとも軸受空間の開口端側に位置する外側面にシール溝への嵌合によってそのシール溝の側面に先端部が弾性接触する複数の戻り止め突条をシール基板の幅方向に間隔をおいて設けたことを特徴とする軸受シール。
  2. 前記戻り止め突条が、シール溝への嵌合によってそのシール溝の側面に対する接触により先端部が後方に倒れるよう弾性変形してシール溝の側面に先端部が弾性接触する環状のリップからなる請求項１に記載の軸受シール。
  3. 前記戻り止め突条が、シール溝への嵌合によってそのシール溝の側面に対する接触により軸方向に弾性変形する断面円弧状または断面角形の環状の突出部からなる請求項１に記載の軸受シール。
  4. 前記複数の戻り止め突条の自然状態での高さが、嵌合方向後側の戻り止め突条に至るに従って順次高くなるようにされた請求項１乃至３のいずれか１項に記載の軸受シール。
  5. 前記シール基板の軌道輪に対する装着状態での外側面に、軌道輪の周面に対する当接によってシール溝に対する嵌合深さを規制する径方向の位置決め突条を設けた請求項１乃至４のいずれか１項に記載の軸受シール。
  6. 前記径方向の位置決め突条に径方向に貫通して前記シール溝の開口端部内に連通する接着剤供給孔を設けた請求項５に記載の軸受シール。
  7. 前記シール基板の軌道輪に対する装着状態での内側面に、前記シール溝の内側面に接触してシール基板を軸方向に位置決めする軸方向の位置決め突条を設けた請求項１乃至６のいずれか１項に記載の軸受シール。
  8. 外方軌道輪と、その外方軌道輪の内側に組み込まれた内方軌道輪と、前記外方軌道輪と内方軌道輪の対向部間に組み込まれた転動体とを有し、前記外方軌道輪の内径面端部または内方軌道輪の外径面端部にシール溝を設け、そのシール溝にゴムからなる帯状の軸受シールの一側部を端部から順次嵌合しつつシール溝に沿って円環状に成形して、外方軌道輪と内方軌道輪の対向部間に形成された軸受空間の開口部をシールするシール付き転がり軸受において、
    前記軸受シールが請求項１乃至７のいずれか１項の軸受シールからなることを特徴とするシール付き転がり軸受。
  9. 前記シール溝の軸方向で対向する一対の側面の少なくとも一方を、開口部の幅寸法が奥側の幅寸法より小さくなるよう傾斜する傾斜面とした請求項８に記載のシール付き転がり軸受。
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