JP2020183787A - Sealed bearing - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、泥や砂など異物混入の恐れのある環境で使用される接触型シールを備えた密封軸受、特に、外部雰囲気が大気環境から真空環境に変動しても使用可能な密封軸受に関する。 The present invention relates to a sealed bearing provided with a contact-type seal used in an environment where foreign matter such as mud or sand may be mixed, and particularly to a sealed bearing that can be used even if the external atmosphere changes from an atmospheric environment to a vacuum environment.
内輪と外輪の間の軸受内空間をシールするシール体を備えた密封軸受としては、特許文献1に示す密封軸受が知られている。この密封軸受1aは、図2に示すように、内輪2及び外輪3に形成したシール溝2a、3aに、両外周縁6bが環状のゴムからなり、外周面が所定のメッシュを有するフィルタ6cから形成された円筒状のシール体6aを配した軸受である。この密封軸受1aは、シール体6aの外周面は所定のメッシュを有するフィルタ6cから構成されている。
As a sealed bearing provided with a sealing body that seals the inner space of the bearing between the inner ring and the outer ring, the sealed bearing shown in Patent Document 1 is known. As shown in FIG. 2, the sealed
ところで、シール体6aの外周縁6bは、ゴム製であるので、ゴムの弾性によって内輪と外輪の間の相対変位に対して追随性を有するが、ゴムは低温や高温で分子構造の変化による硬化や脆化、劣化が生じる。このため、外部雰囲気が大気環境から真空環境への変動等、気圧、温度等に大きな変動が生じた場合、シール体6aの劣化が生じ、密封性を保てなくなるおそれが生じる。
By the way, since the outer
これに対し、シール体として、金属等の塑性変形可能な材料を用い、繊維を挟み込んだシールド板を用いることが考えられる。このシールド板は、塑性変形させてシール溝に固定して使用される。 On the other hand, it is conceivable to use a plastically deformable material such as metal as the sealing body and to use a shield plate in which fibers are sandwiched. This shield plate is plastically deformed and fixed to the seal groove for use.
しかし、このシールド板をシール溝に固定するとき、シールド板を塑性変形させるため、シール溝を押し広げようとする力がかかる場合がある。この場合、外輪や内輪が弾性変形し、結果的に軸受の組み込み性が悪化することとなる。 However, when the shield plate is fixed to the seal groove, the shield plate is plastically deformed, so that a force for expanding the seal groove may be applied. In this case, the outer ring and the inner ring are elastically deformed, and as a result, the assembling property of the bearing is deteriorated.
これに対し、特許文献2に記載の密封軸受を用いることが考えられる。この密封軸受1bは、図3(a)に示すように、外輪3に形成した環状溝3bに、繊維から構成される環状のシール体6dを挿入した軸受である。そして、この密封軸受1bのシール体6dの外面に、止め輪7を配し、シール体6dを外輪3に固定する。
On the other hand, it is conceivable to use the sealed bearing described in
図3(b)に示すようなCリング等の止め輪7を、図3(c)に示すように、外部から内輪2と外輪3の間に挿入し、図3(a)に示すように、外輪3の環状溝3bにはめ込んで使用される。
A
しかしながら、止め輪7の高さは、図3(c)に示すように、内輪2と外輪3の間の幅より短い長さとなるため、外輪3の環状溝3bにはめ込んだとき、内輪2側のシール体6dの部分に、止め輪7が配されない部分が生じる。この場合、軸受環境の変動等により、樹脂製のシール体6dにアキシャル方向外側への変形等が生じるおそれがあり、その結果、密封性が低下し、異物が軸受内空間に侵入するおそれがある。
However, as shown in FIG. 3C, the height of the
また、止め輪7としてCリングを使用した場合、Cリングの周方向1箇所に設けられる開口部でも、軸受環境の変動等により、樹脂製のシール体6dにアキシャル方向外側への変形等が生じるおそれがあり、その結果、密封性が低下する可能性がある。
Further, when the C ring is used as the
そこで、この発明は、外輪や内輪の変形が抑制されて、軸受の組み込み性が良好となり、かつ、外部雰囲気が大気環境から真空環境に変動しても密封性が保持される密封軸受を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a sealed bearing in which deformation of the outer ring and the inner ring is suppressed, the bearing can be incorporated well, and the sealing property is maintained even if the external atmosphere changes from the atmospheric environment to the vacuum environment. The purpose is.
前記の課題を解決するために、この発明は、内輪と、前記内輪の径方向外側に配置される外輪と、前記内輪と前記外輪との間に複数配置される転動体と、前記複数の転動体を周方向に沿って保持する保持器と、前記内輪と前記外輪との間の開口部に配置され、軸受内空間を密封するシール体とを備えた密封軸受であって、前記シール体は、繊維製の環状体であり、前記内輪及び前記外輪のうち、一方の軌道輪の軌道面を有する側の面の縁に環状の段部が形成され、この段部に前記シール体が組み入れられ、前記一方の軌道輪の端面に環状の押さえ部材が配されることにより、前記シール体の一端が前記一方の軌道輪の段部と前記押さえ部材により固定され、前記内輪及び前記外輪のうち、他方の軌道輪の軌道面を有する側の面に、前記シール体の他端が摺動自在に接触することを特徴とすることにより、前記の課題を解決しようとするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises an inner ring, an outer ring arranged radially outside the inner ring, a plurality of rolling elements arranged between the inner ring and the outer ring, and the plurality of rolling elements. A sealed bearing including a cage that holds a moving body along the circumferential direction and a sealing body that is arranged in an opening between the inner ring and the outer ring and seals the space inside the bearing. , An annular body made of fiber, and an annular step portion is formed on the edge of the surface of one of the inner ring and the outer ring on the side having the raceway surface, and the seal body is incorporated in this step portion. By arranging an annular pressing member on the end surface of the one raceway ring, one end of the seal body is fixed by the step portion of the one raceway ring and the pressing member, and the inner ring and the outer ring are among the inner ring and the outer ring. An attempt is made to solve the above-mentioned problem by characterized in that the other end of the seal body is slidably contacted with the surface of the other raceway ring on the side having the raceway surface.
また、前記シール体の前記転動体側の面に第1補強部材が配され、前記他方の軌道輪の軌道面を有する側の面と前記第1補強部材との間に隙間を形成してもよい。
さらに、前記シール体の前記転動体側と反対側の面に第2補強部材が配され、前記他方の軌道輪の軌道面を有する側の面と前記第2補強部材との間に隙間を形成してもよい。
Further, even if the first reinforcing member is arranged on the surface of the seal body on the rolling element side and a gap is formed between the surface of the other raceway ring on the side having the raceway surface and the first reinforcing member. Good.
Further, a second reinforcing member is arranged on the surface of the seal body opposite to the rolling element side, and a gap is formed between the surface of the other raceway ring having the raceway surface and the second reinforcing member. You may.
また、本発明の密封軸受は、宇宙空間で使用することができる。 Further, the sealed bearing of the present invention can be used in outer space.
この発明に係る密封軸受は、所定の軌道輪の軌道面の縁に段部を有し、かつ、その軌道輪の端面に環状の押さえ部材が配されるので、シール体をその軌道輪の段部にはめ込む際、力が加わって変形が生じるのを防止でき、軸受の組み込み性が良好となる。
また、シール体の転動体側の面や転動体側と反対側の面に補強部材が配される場合は、これらの補強部材により、繊維製のシール体のアキシャル方向外側への変形が抑制され、外部雰囲気が大気環境から真空環境に変動しても密封性を保持することができる。
The sealed bearing according to the present invention has a step portion on the edge of the raceway surface of a predetermined raceway ring, and an annular pressing member is arranged on the end surface of the raceway ring. When fitting into the portion, it is possible to prevent deformation due to application of force, and the assembling property of the bearing is improved.
Further, when reinforcing members are arranged on the surface of the seal body on the rolling element side or the surface opposite to the rolling element side, these reinforcing members suppress the deformation of the fiber seal body to the outside in the axial direction. Even if the external atmosphere changes from the atmospheric environment to the vacuum environment, the sealing property can be maintained.
さらに、前記の第1補強部材や第2補強部材と、シール体が摺動自在に接触する側の軌道輪の軌道面を有する側の面との間に隙間を形成すると、この面と第1補強部材や第2補強部材との接触や摺動が回避され、異音が発生したり、この面を有する軌道輪が傷ついたりして、軸受としての寿命が短くなるのを防止できる。また、外部雰囲気が大気環境から真空環境に変動したときに、シール体の内側と外側とが、繊維製シール体を介して連通している部分が生じ、空気の行き来が可能となり、シール体のアキシャル方向外側への変形をさらに抑制することができる。 Further, when a gap is formed between the first reinforcing member and the second reinforcing member and the surface of the raceway ring on the side where the seal body is slidably in contact with the raceway surface, the surface and the first surface are formed. Contact or sliding with the reinforcing member or the second reinforcing member can be avoided, and it is possible to prevent abnormal noise from being generated or the raceway ring having this surface being damaged to shorten the life of the bearing. Further, when the external atmosphere changes from the atmospheric environment to the vacuum environment, a portion where the inside and the outside of the seal body are communicated with each other via the fiber seal body is formed, and air can flow in and out of the seal body. The deformation outward in the axial direction can be further suppressed.
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。
この発明にかかる密封軸受11は、図1に示すように、内輪12と、その内輪12の径方向外側に配置される外輪13と、内輪12と外輪13との間に複数配置される転動体14と、複数の転動体14を周方向に沿って保持する保持器15と、内輪12と外輪13との間の開口部に配置され、軸受内空間を密封するシール体16とを備えた軸受である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the sealed
なお、図1においては、外輪13側でシール体16を固定するが、内輪12側でシール体16を固定してもよい。本明細書においては、外輪13側でシール体16を固定する場合を説明する。なお、内輪12側でシール体16を固定する場合は、シール体16の固定、摺動、機作について、本願明細書の内輪12と外輪13とを入れ替えて解釈する。
In FIG. 1, the
内輪12の外周面及び外輪13の内周面にそれぞれ軌道面が形成されている。内輪12の軌道面及び外輪13の軌道面は、それぞれ径方向の断面形状が円弧状である溝で構成されている。
A raceway surface is formed on the outer peripheral surface of the
これらの軌道面間に形成された環状空間内に、周方向に沿って間隔をおいて転動体14が配される。この転動体14は円弧状の軌道面間に収容される。この実施形態の密封軸受は玉軸受であり、転動体14は球状を成すものであるが、玉軸受以外の軸受においても、この発明を適用できる。例えば、密封軸受として、円筒状の転動体14を用いたころ軸受、あるいは、円錐状の転動体14を用いた円錐ころ軸受であってもよい。この場合、軌道面の形状もその転動体14の種別に対応した形態となる。
また、保持器15は、内輪12と外輪13との間に配され、軸方向両側に位置する円環状部と、その円環状部間を結ぶように周方向に沿って所定の間隔をおいて複数配置される柱部とを有している。その隣り合う柱部の間が転動体14を収容するためのポケットである。すなわち、保持器15は、環状体の周壁に複数のポケット穴が等間隔に設けられ、各ポケット穴に転動体14が配される。
Further, the
内輪12及び外輪13は、マルテンサイト系ステンレス鋼(SUS440C等)等の金属から形成される。
The
また、転動体14を構成する材料としては、マルテンサイト系ステンレス鋼(SUS440C等)等の金属やセラミックス材料等をあげることができる。
Further, as the material constituting the rolling
保持器15を構成する材料としては、アルミニウム合金、チタン合金、ステンレス合金、インコネル等の金属、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリアミド(PA)等の熱可塑性樹脂等があげられる。また、これらに、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂等の摺動樹脂を組み合わせて使用してもよい。
Examples of the material constituting the
内輪12及び外輪13のうち少なくとも一方の軌道輪、すなわち、図1における外輪13の軌道面を有する側の面13aの縁に、全周に亘って連続する環状の段部21が形成される。そして、この軌道輪(外輪13)の軸方向端面に環状の押さえ部材22が配される。この押さえ部材22を前記軌道輪(外輪13)の軸方向端面に取り付けることにより、段部側面21a、段部底面21b、及び押さえ部材側面22aから固定用溝23が形成される。
この押さえ部材22は、図示しないが、その外方から別部材で押しつけられたり、ネジ等で固定したりすることにより、押さえ部材22は外輪13に固定される。
At least one of the
Although the pressing
シール体16は、繊維製の環状体であり、段部21に組み入れることができる。段部21にシール体16を組み入れた後、押さえ部材22を取り付けて、固定用溝23を形成させることにより、シール体16の一端縁が固定用溝23により固定される。
The
そして、シール体16の他端面は、内輪12及び外輪13のうち他方の軌道輪、すなわち、図1においては、内輪12の軌道面を有する側の面12aに、摺動自在に接触する。
Then, the other end surface of the
この内輪12の軌道面を有する側の面12aの形状は、特に限定されるものではなく、図1に示すように段部24を有していてもよく、図示しないが、段部を有さなくてもよい。図1に示すように、段部24を有すると、シール体16は、その他端面が段部底部24bと摺動自在に接触するだけでなく、シール体16の転動体側の面の側面の一部が、段部側面24aと摺動自在に接触するので、密封性をより高めることができる。
The shape of the
シール体16を構成する繊維としては、メタ型全芳香族アラミド繊維等をあげることができる。
Examples of the fibers constituting the
このシール体16は、繊維製であるため、通気性は良好だが、得られる密封軸受の使用環境の変動等により、シール体16にアキシャル方向外側への変形等が生じるおそれがある。この変形を防止するため、シール体16の転動体側の面に、第1補強部材16aを配したり、シール体16の転動体側の面と反対側の面に第2補強部材16bを配したりしてもよい。この第1補強部材16aや第2補強部材16bを配することにより、前記の変形等を抑制することができる。
Since the
図1(a)に示すように、固定用溝23に固定されるシール体16の一端縁側に配される第1補強部材16aや第2補強部材16bの端部は、これらと対向する段部側面21aや押さえ部材側面22aと接触することが好ましい。このようにすることにより、固定用溝23から出た部分でシール体16が屈曲し、シール体16に変形が生じるのを防止できる。
As shown in FIG. 1A, the ends of the first reinforcing
また、図1(a)(b)に示すように、第1補強部材16a及び第2補強部材16bと内輪12の軌道面を有する側の面12aとの間には、隙間が設けられることが好ましい。具体的には、図1(b)に示すように、第1補強部材16aと面12aとの間に隙間a1が設けられ、第2補強部材16bと面12aとの間に隙間a2が設けられることが好ましい。この隙間a1及びa2を設けることにより、第1補強部材16a及び第2補強部材16bと面12aとの接触や摺動が回避され、異音が発生したり、内輪12が傷ついたりして、軸受としての寿命が短くなるのを防止できる。また、この隙間a1及びa2を設けることにより、軸受内空間と軸受の外部とが、繊維製のシール体16のみで連結する部分が確保されるので、外部雰囲気が大幅に変動しても、空気の移動経路が確保され、シール体16のアキシャル方向への変形が生じるのを防止し、密封性を保持することができる。
なお、隙間a1及びa2の長さは、前記した特徴を保持できる範囲の長さがあればよい。
Further, as shown in FIGS. 1A and 1B, a gap may be provided between the first reinforcing
The lengths of the gaps a1 and a2 may be long enough to retain the above-mentioned characteristics.
この発明で製造される密封軸受は、外部雰囲気が大幅に変動しても使用が可能となり、宇宙空間で使用することができる。 The sealed bearing manufactured by the present invention can be used even if the external atmosphere fluctuates significantly, and can be used in outer space.
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to those of the illustrated embodiments. It is possible to make various modifications and modifications to the illustrated embodiment within the same range as the present invention or within the same range.
1a、1b 密封軸受
2 内輪
3 外輪
2a シール溝
3a シール溝
3b 環状溝
6a シール体
6b 外周縁
6c フィルタ
6d シール体
7 止め輪
11 密封軸受
12 内輪
12a 内輪の軌道面を有する側の面
13 外輪
13a 外輪の軌道面を有する側の面
14 転動体
15 保持器
16 シール体
16a 第1補強部材
16b 第2補強部材
21 段部
21a 段部側面
21b 段部底面
22 押さえ部材
22a 押さえ部材側面
23 固定用溝
24 段部
24a 段部側面
24b 段部底部
a1 隙間
a2 隙間
1a, 1b Sealed
Claims (4)
前記シール体は、繊維製の環状体であり、
前記内輪及び前記外輪のうち、一方の軌道輪の軌道面を有する側の面の縁に環状の段部が形成され、この段部に前記シール体が組み入れられ、
前記一方の軌道輪の端面に環状の押さえ部材が配されることにより、前記シール体の一端が前記一方の軌道輪の段部と前記押さえ部材により固定され、
前記内輪及び前記外輪のうち、他方の軌道輪の軌道面を有する側の面に、前記シール体の他端が摺動自在に接触することを特徴とする密封軸受。 An inner ring, an outer ring arranged radially outside the inner ring, a plurality of rolling elements arranged between the inner ring and the outer ring, and a cage for holding the plurality of rolling elements along the circumferential direction. A sealed bearing provided with a sealing body arranged in an opening between the inner ring and the outer ring and sealing the space inside the bearing.
The seal body is an annular body made of fiber.
An annular step portion is formed on the edge of the surface of one of the inner ring and the outer ring on the side having the raceway surface, and the seal body is incorporated in this step portion.
By arranging an annular pressing member on the end surface of the one raceway ring, one end of the seal body is fixed by the step portion of the one raceway ring and the pressing member.
A sealed bearing characterized in that the other end of the seal body slidably contacts the surface of the inner ring and the outer ring on the side of the other raceway ring that has a raceway surface.
Priority Applications (1)
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JP2019088116A JP2020183787A (en) | 2019-05-08 | 2019-05-08 | Sealed bearing |
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2019
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