JP2015102162A

JP2015102162A - 軸受シール装着方法

Info

Publication number: JP2015102162A
Application number: JP2013242975A
Authority: JP
Inventors: 将生滝本; Masao Takimoto
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2015-06-04

Abstract

【課題】軸受シールの内周にグリースを塗布して転がり軸受に装着するときに、その塗布したグリースが外部に漏れることなく装着することができる軸受シール装着方法を提供する。【解決手段】小径側４３の外径寸法が軸受シール９の内径寸法より小さくなるように設定された傾斜面４８を有する組付け治具４９を、回転部材３と同軸に設置し、軸受シール９のリップ先端にある摺接部３７を、組付け治具４９の傾斜面４８に摺接させながら軸受シール９を装着する。【選択図】図４

Description

この発明は、内方部材と摺接するリップを有する軸受シールの装着方法に関する。

自動車や産業機器に使用される転がり軸受は、転がり軸受の内部への異物の浸入を防ぐために、内輪と外輪の間の環状空間に軸受シールが取り付けられている。一般的には、軸受シールは、外周が固定部材である外輪に固定されて、内周に回転部材である内輪と摺接するリップを有している。

たとえば特許文献１に記載されている軸受シールは、ホイール用軸受に装着されていて、外周が外輪内周に固定されている。軸受シールの内周側には、回転体である内輪の外周面と摺接するメインリップが、軸方向外側に向いて延在している。このメインリップはゴムで形成されていて、半径方向に弾性を持っており、内輪の外周面に適当な圧接力を持って接していて、軸受外部からの異物や泥水の浸入を防止している。

メインリップは泥水などを直接被水する環境にあるので、メインリップと回転体とが摺接するときに、メインリップの摺動面が摩耗しないように潤滑剤を供給する必要がある。そこで予めメインリップの内側にグリースを塗布して組み立てる場合がある。

特開平０８−１８４３２３号公報

一般的に、軸受シールを転がり軸受に組み込むにあたっては、軸受シールを転がり軸受と同軸にセットして、軸受シールの外周を転がり軸受の外輪に圧入する。メインリップは、内輪の外周面に適当な圧接力を持って接触させる必要があるので、メインリップの内径寸法は、内輪の外径寸法より小さく作られている。このため、軸受シールが外輪に圧入されて軸方向に移動するのに伴って、メインリップの内径は内輪によって押し広げられながら装着される。

このとき、メインリップの内側に塗布したグリースの一部が、内輪の外周面の端部で掻き出され、図６に示すように、内輪の端面に付着するようになる。
そうすると、軸受シールの内周に塗布したグリースの一部がリップの外に出てしまっているので、メインリップの潤滑が不十分になったり、内輪端面に付着したグリースのために軸受の組み立て装置が油で汚れるという問題があった。

上記の事情に鑑み、本発明は、軸受シールの内周にグリースを塗布して転がり軸受に装着するときに、その塗布したグリースが外部に漏れることなく軸受シールを装着することができる軸受シール装着方法を提供することを目的としている。

請求項１は、軸受シールは、外周が外方部材に固定されるとともに、内周に外径方向に弾性変形できて、円筒状の内方部材の外周面と摺接するリップを有しており、前記リップが前記外周面と摺接する摺接部は、互いに交差する第１斜面と第２斜面との稜線で形成されていて、前記第２斜面にグリースを塗布した後、前記第２斜面が前記内方部材と対向する向きとして、前記軸受シールを内方部材と同軸に装着する軸受シール装着方法であって、大径側の外径寸法が、前記内方部材の外周面の外径寸法とほぼ等しく、小径側の外径寸法が前記摺接部の内径寸法より小さくなるように設定された傾斜面を有する組付け治具を、前記大径側が前記内方部材と対向する向きで、前記内方部材と同軸に設置し、前記軸受シールを前記第２斜面の側から前記組付け治具に挿入して、前記摺接部を前記傾斜面に摺接させながら前記軸受シールを装着することを特徴としている。

請求項１によれば、軸受シールを組み込むときに、リップの先端（摺接部）に、組付け治具の傾斜面が最初に接触するので、リップの内周に塗布したグリースが治具の外周面の端部で掻き出され、治具の端面に付着することがない。その後軸受シールを挿入する過程においても、摺接部が傾斜面と圧接力を保ちながら摺動するので、リップの内周に塗布したグリースが摺接部を越えて外部に漏れることがない。
また、組付け治具の傾斜面の最大径が回転部材の外周面の外形寸法とほぼ等しく設定されていて、リップが回転部材の外周面に装着されるまで、リップの先端部が傾斜面または回転部材の外周面と接触している。このため、この軸受シールを挿入する過程において、リップの内周に塗布したグリースが摺接部を越えて外部に漏れることがない。

請求項２は、請求項１の軸受シール装着方法において、前記傾斜面の軸線に対する角度が、前記軸受シールを装着した後における、前記内方部材の外周面と前記第２斜面とのなす角度より小さいことを特徴としている。

傾斜面にそって小径側から大径側に軸受シールを挿入する過程において、軸受シールのリップ径は順次拡径し、リップの第２斜面が軸線となす角度は順次小さくなる。最終的に内方部材のシール摺動面に挿入されたときにリップの第２斜面と軸線（すなわちシール摺動面と同義である）との角度は最も小さくなる。
請求項２の構成とすることによって、傾斜部の角度を、上記の最も小さくなる角度より小さく設定しているので、軸受シールの摺接部を常に傾斜面と接触させながら挿入することが出来る。このため、軸受シールの装着過程において、内周に塗布したグリースをさらに確実に外部に漏らさないようにすることが出来る。

請求項３は、請求項１の軸受シール装着方法において、前記傾斜面の断面形状が、曲率中心を軸線側に有する１以上の曲線によって形成されていることを特徴としている。

傾斜面にそって軸受シールを挿入すると、軸受シールのリップ径は傾斜面の直径に応じて拡径する。リップの第２斜面が軸線となす角度は、傾斜面が小径のとき（すなわち、組付け治具の小径側に挿入した直後のあたり）のほうが大径のとき（すなわち、組付け治具の傾斜面に沿って大方挿入されたあたり）より大きくなる。このため、傾斜面の断面形状を曲線で形成し、小径側での傾斜面の接線の角度を大径側より大さくしても、リップの摺接部と傾斜面とを接触させることが出来る。
請求項３によれば、組付け治具の傾斜面を単一の直線で形成するよりも、傾斜面の部分の軸方向長さを短縮することが出来て、軸受シールの組み立てに当たって、軸受シールの移動量を低減することが出来、組立能率を向上させることが出来る。

本発明は、軸受シールの内周にグリースを塗布して転がり軸受に装着するときに、その塗布したグリースが外部に漏れることなく装着することができる軸受シールの装着方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態にかかる円すいころ軸受の断面図である。本発明の第１実施形態にかかる図１の要部拡大図である。本発明の第１実施形態にかかる軸受シールの断面図である。本発明の第１実施形態にかかる軸受シール装着方法の説明図である。本発明の第２実施形態にかかる軸受シール装着方法の説明図である。従来の軸受シール装着方法の説明図である。

図１は、後述する軸受シール装着方法を使用して組み立てられた円すいころ軸受の実施形態を説明するための断面図、図２は図１における軸受シール装着部を説明するための要部拡大図である。

円すいころ軸受１０の構造を、図１を用いて説明する。
図１に示した円すいころ軸受は、複列の円すいころ軸受であって、２列の円すいころ軸受が軸方向に互いに反対向きに組み合わされた構造となっている。円すいころ軸受は、略円筒形状の外輪１と、外輪１の内周に配置される一対の内輪２，３と、外輪１および一対の内輪２，３間に配置される円すいころ４，５と、円すいころ４，５を回転可能に保持する保持器６，７と、外輪１の両端内周に固定される軸受シール８，９とを有している。左右の円すいころ軸受の構造は互いに軸対称であるので、以下の説明では、説明を簡単にするために、図１の右半分の軸受部のみについて説明する。

外輪１は複列の外輪を一体とした形になっていて、内周に２列の外輪転走面１１、１２が軸方向に離れて形成されている。外輪転走面１２は、開口端に向かって拡径する円錐状となっていて、その大径側は円筒形状のシール圧入面１５に連続している。端面１７は軸線に直角に形成されていて、この端面１７とシール圧入面１５との連結部は、半径０．５ｍｍ程度の大きさのＲ面となっている。

内輪３は、図２に示すように、外周の軸方向中央部に、大端側（図の右手側）に拡径する円錐状の内輪転走面１９が形成されている。内輪転走面１９の両端には円すいころ５を案内する鍔２０，２３が形成されている。大径側の鍔２０は、円すいころ５の大端面２１と接触して、円すいころ５を軸方向に保持している。この鍔２０の外周部は、円筒形状のシール摺動面２２に連続している。
内輪３は、軸方向両端部がそれぞれ軸線に直角に形成された大端面２６と小端面２５となっていて、大端面２６とシール摺動面２２との連結部は、半径０．５ｍｍ程度の大きさのＲ面となっている。

円すいころ５は略円錐台の形状をしており、内輪転走面１９に複数個の円すいころ５が配置され、保持器７によって円周方向に等しい間隔で保持されている。

こうして内輪３と円すいころ５と保持器７が一体に組み立てられた一対の内輪組立品を、小端面２５が互いに向き合うように外輪１の軸方向両側から挿入して、複列の円すいころ軸受からなる円すいころ軸受が組み立てられる。
外輪側のシール圧入面１５と内輪側のシール摺動面２２はいずれも軸線と同軸に形成されていて、あとで述べるように、内輪と外輪が組み合わされたときに、この二つの面で半径方向に挟まれて形成される円環状の環状空間に軸受シール９が装着される。

次に、軸受シール９の詳細を図３によって説明する。
軸受シール９は、軟鋼板を略Ｌ字形状にプレス成形されて、円筒部３３とプレート部３４とで構成される芯金と、この芯金と一体に成形されたシール部３１と、スプリング３２とで構成されている。シール部３１はＮＢＲなどのゴム材料で成形されていて、プレート部３４の内周から軸方向に延在するメインリップ３５と、同じくプレート部３４の内周部からメインリップ３５と反対向きに延在するグリースリップ３６とを有している。

メインリップ３５は、その先端部分の内周に、内輪３と摺接する摺接部３７が形成されている。この摺接部３７は、外向きに拡径する第１斜面３８と、内向きに拡径する第２斜面３９とが交差する稜線部に形成されている。
同様に、グリースリップ３６においても、先端部分の内周に内輪と摺接する摺接部４０が形成されていて、この摺接部４０は第３斜面４１と第４斜面４２とが交差する稜線部に形成されている。

メインリップ３５の外径側には、摺接部３７と概ね半径方向に対向する位置に、断面が円弧状の溝が全周にわたって形成されていて、ここにスプリング３２が嵌め込まれて摺接部３７の圧接力を補強している。

軸受シール９が自由状態にあるときの形状は、メインリップ３５の摺接部３７の直径寸法は、内輪３のシール摺動面２２の直径寸法より小さく製作されているので、図２のように円すいころ軸受１０に装着されたあとは、メインリップ３５の直径寸法は自由状態のときの寸法に比べて拡径し、摺接部３７がシール摺動面２２に圧接した状態となっている。

一方、グリースリップ３６は、軸受内部のグリースが軸受外部に漏出するのを防ぐために、メインリップの方に容易に流動しないように設けられたものである。このため、シール摺動面２２との滑り摩擦力による回転トルクを低減するよう、グリースリップ３６のしめしろは極めて小さく設定されていて、自由状態における摺接部４０の内径寸法はシール摺動面２２の外径寸法と殆ど等しい寸法となっている。

次に、後述する軸受シール装着方法に使用する組付け治具の一実施形態を、図４を用いて説明する。
組付け治具４９は、軸方向中央部の外周に傾斜面４８を有しており、小径側の軸端には小径側端面４３が軸線に直角に形成されていて、その小径側の外径寸法はメインリップ３５の摺接部３７の自由状態における内径寸法より小さくなっている。傾斜面４８の大径側には傾斜面４８に連続して、円筒面４４が形成されていて、その外径寸法は、内輪３のシール摺動面２２の外径寸法とほぼ等しい大きさとなっている。

次に、軸受シール９を円すいころ軸受１０に装着する軸受シール装着方法を、図４を用いて説明する。図４における（ａ）（ｂ）（ｃ）の各軸受シール９の図は、組付け治具４９を使用して軸方向に軸受シール９を装着してゆくときの、軸方向のそれぞれの位置における、軸受シール９と組付け治具４９の接触状態を示している。

組付け治具４９の大径側の軸端には、当接面４５が軸線に直角に形成されていて、その当接面４５の中央部に、円筒面４６を有するセンターガイド部が同軸に形成されている。円筒面４６の外径は内輪３の内径よりわずかに小さくなっていて、図４に示したように、センターガイド部を内輪３の内周に挿入して、当接面４５を内輪３の大端面２６に当接させると、組付け治具４９と内輪３とを同軸にセットすることが出来る。

次に軸受シール９を、芯金のプレート部３４を円すいころ軸受１０の方に向けて、円すいころ軸受１０と同軸にセットして、メインリップ先端部の第２斜面３９の側から軸受シール９を組付け治具４９の小端側に挿入する。

軸受シール９は、円すいころ軸受１０に装着される前に、内周部にグリースが塗布されていて、図４（ａ）に斜線で示したように、メインリップ３５の内周面と、グリースリップ３６の内周面と、それぞれのリップの摺接部３７，４０を結んだ線とで囲まれた部分がほぼ満たされる程度に、グリース４７が塗布されている。

組付け治具４９の小径側端面４３の外径は軸受シール９の摺接部３７の内径より小径であるため、図４（ａ）のように、軸受シール９は組付け治具４９と接触することなく小径側端面４３を軸方向に通過し、その後、図４（ｂ）のように、傾斜面４８と摺接部３７が接触する。傾斜面４８と摺接部３７が最初に接触するので、従来のように、内輪外周の角部によってグリースが掻き出されることがない。こうして、軸受シール９の内周に塗布したグリース４７は、この接触点より内側に保持される。

この状態から軸受シール９を更に組付け治具４９の大径側に挿入するのに伴って、メインリップ３５の直径は傾斜面４８によって順次拡径される。メインリップ３５は根本部を支点にして先端部だけが拡径するので、軸受シール９が大径側に移動するに伴ってメインリップ３５の第２斜面３９と軸線とのなす角度は、小さくなる。
組付け治具４９の傾斜面４８が軸線となす角度は、メインリップ３５が傾斜面４８の最大径の部分（ここの直径はシール摺動面２２と同等）に挿入されて、第２斜面３９と軸線とのなす角度が最も小さくなるときの角度より小さく設定している。
このため、軸受シール９を組付け治具４９の傾斜面４８に沿って挿入しても、摺接部３７は常に傾斜面４８と接触しながら大径側に移動するので、軸受シール９の内周に塗布したグリース４７が摺接部３７を越えて外部に漏れ出すことはない。そして、摺接部３７が傾斜面４８の最大径の部分に到達したときにメインリップ３５の拡径は終了する。（図４（ｃ）参照）

最後に、この状態から芯金の円筒部３３を外輪１のシール圧入面１５に圧入すると、メインリップ３５が内輪３のシール摺動面２２と対向する位置にセットされて、軸受シール９の組付けが完了する。

以上の説明によって理解できるように、メインリップ３５の摺接部３７は常時組付け治具４９と接触しているので、この組み込み過程を通じて、摺接部３７を越えてグリース４７が漏れ出すことがなく、メインリップ３５より内側にグリース４７を保持したままで軸受シール９を装着することが出来る。
なお、この実施形態では、傾斜面の断面形状を単一の直線で形成した場合について説明したが、メインリップとの接触状態に応じて複数の直線で形成しても良いことはもちろんである。

次に、組付け治具の第２実施形態を図５を用いて説明する。第１実施形態と共通する部分、あるいは対応する部分には同じ番号を付して、重複する説明を省略する。

第２実施形態の組付け治具５２は、第１実施形態の組付け治具４９と傾斜面の形状のみが異なる。第２実施形態における組付け治具５２の傾斜面５１は、軸線の側に曲率中心を持って、外方に凸形状となる半径がＲの曲線で形成された断面形状となっている。

傾斜面５１の大径側の端部５４における傾斜面の勾配は、第１実施形態における組付け治具４９の傾斜面４８の勾配と同一である。ここから小径端５３に向かうにつれて、傾斜面５１の勾配（傾斜面の断面形状における接線と軸線とのなす角度）は順次大きくなっている。

この実施形態においては、軸受シール９の軸方向位置に対応したメインリップの摺接部３７の位置における傾斜面５１の勾配は、その軸方向位置における第２斜面３９と軸線とのなす角度より小さくなっているので、メインリップの摺接部３７と傾斜面５１とを常に接触させることが出来る。

こうして、組付け治具の傾斜面の形状を第２実施形態にかかる形状とすることによって、第１実施形態のように単一の直線で傾斜面を形成する場合に比べて、組付け治具の傾斜面の軸方向長さを短くすることが出来る。
その結果、軸受シールを組み付ける加工時間を短縮して組立能率を向上させることが出来る。

本発明はこうした実施形態に何等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、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１外輪、２，３内輪、６，７保持器、８，９軸受シール、１０軸受、１１、１２外輪転走面、１５シール圧入面、１７端面、１９内輪転走面、２０，２３鍔、２１大端面、２２シール摺動面、２５小端面、２６大端面、３１シール部、３２スプリング、３３円筒部、３４プレート部、３５メインリップ、３６グリースリップ、３７摺接部、３８第１斜面、３９第２斜面、４０摺接部、４１第３斜面、４２第４斜面、４３小径側端面、４４円筒面、４５当接面、４６円筒面、４７グリース、４８傾斜面、４９組付け治具、５１傾斜面、５２組付け治具、５３小径端、５４端部

Claims

軸受シールは、外周が外方部材に固定されるとともに、内周に外径方向に弾性変形できて、円筒状の内方部材の外周面と摺接するリップを有しており、前記リップが前記外周面と摺接する摺接部は、互いに交差する第１斜面と第２斜面との稜線で形成されていて、前記第２斜面にグリースを塗布した後、前記第２斜面が前記内方部材と対向する向きとして、前記軸受シールを内方部材と同軸に装着する軸受シール装着方法であって、
大径側の外径寸法が、前記内方部材の外周面の外径寸法とほぼ等しく、小径側の外径寸法が前記摺接部の内径寸法より小さくなるように設定された傾斜面を有する組付け治具を、前記大径側が前記内方部材と対向する向きで、前記内方部材と同軸に設置し、前記軸受シールを前記第２斜面の側から前記組付け治具に挿入して、前記摺接部を前記傾斜面に摺接させながら前記軸受シールを装着する軸受シール装着方法。
前記傾斜面の軸線に対する角度が、前記軸受シールを装着した後における、前記内方部材の外周面と前記第２斜面とのなす角度より小さいことを特徴とする、請求項１の軸受シール装着方法。
前記傾斜面の断面形状が、曲率中心を軸線側に有する１以上の曲線によって形成されていることを特徴とする、請求項１の軸受シール装着方法。