JP3924860B2 - 軸受ユニット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は軸受ユニットに関し、特に鉄鋼設備等に使用されるプランマブロック等の転がり軸受ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の軸受ユニットの一例としてのプランマブロックは図１３に示される構成を有している。本図は、固定軸端側の軸受ユニットの断面を示しており、自由軸端側の軸受ユニットも同様の構成である。
【０００３】
図１３において、軸９０はその端部が縮径されて縮径部９１が形成されており、縮径部９１には自動調心転がり軸受９２が取付けられている。軸受９２は、ハウジング９３に収容されており、縮径部９１に外嵌された内輪９４と、ハウジング９３の内周部に内嵌された外輪９５と、内輪９４の外周面上及び外輪９５の内周面上の各軌道溝を転動する２列のころ９６と、ころ９６の保持器９７とから主として構成されている。ハウジング９３の軸側端面部には当該軸側端面部と軸９０の間のシールを確保するためにオイルシール９８が設けられている。オイルシール９８は、ハウジング９３の外部から水や粉塵の侵入を防止するものである。また、ハウジング９３の軸端側端面部は開口部を有するが、この開口部は適宜なゴムプレート９９で取り外し自在に閉鎖されている。さらに、ハウジング９３の周側部の軸側には、軸受９２とオイルシール９８との間においてグリースニップル１００が設けられており、軸受９２の内部空間を含むハウジング９３内のスペースにはグリースニップル１００を介してグリースが注入されている。
【０００４】
このような 従来の軸受ユニットは、鉄鋼設備等のように、近傍に製品である圧延板が搬送されていると、オイルシール９８のリップの潤滑のために注入したグリースが軸受ユニットの外部に飛散してその圧延板を汚してしまう。さらに、定期的にオイルシール９８のためにグリース補給が必要である。これらの問題点を解消するために、軸受９２の内部空間にグリースに代えて潤滑剤含有ポリマを充填し軸受９２自体のシール性を向上させた軸受ユニットが開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の軸受ユニットにおいて、軸受９２の内部空間にグリースでなく潤滑剤含有ポリマ部材が充填されていてもオイルシール９８が用いられる限り、上記問題点は解消されず、オイルシール９８のために注入（又は塗布）するグリースが軸受ユニットの外部に漏れて軸受ユニットの周囲環境を汚染するという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の技術の問題点に着目してなされたものであり、軸受ユニットの周囲環境を汚染するのを防止することができる軸受ユニットを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の軸受ユニットは、内輪と外輪を有し前記内輪が軸に外嵌された転がり軸受と、前記転がり軸受を収容する軸受箱と、前記軸が前記軸受箱を貫通する部位の少なくとも一方に軸封シール装置とを備える軸受ユニットにおいて、前記軸封シール装置は、前記軸に外嵌されると共に少なくとも１ヶ所で分割されたリング状の潤滑剤含有ポリマ部材と、前記潤滑剤含有ポリマ部材を径方向内側に押圧すべく前記潤滑剤含有ポリマ部材の外周部に嵌められた弾性部材とを備え、前記弾性部材は潤滑剤を滲み込ませた多孔質体からなることを特徴とする。
【０００８】
請求項１の軸受ユニットによれば、リング状の潤滑剤含有ポリマ部材を少なくとも１ヶ所で分割した上でその外周部に嵌められた弾性部材が潤滑剤含有ポリマ部材を径方向内側に押圧すると共に弾性部材が潤滑剤を滲み込ませた多孔質体からなるので、軸封シール装置のシール効果を向上させると共に向上させることができる。
【０００９】
前記軸受ユニットは、前記転がり軸受がその内部空間の一部に前記外輪の内周部に当接して潤滑剤含有ポリマ部材を有するタイプでもよく、また、前記転がり軸受内部両側面に接触型リップシールを配して、軸受の内部空間を含む前記軸受箱の中にグリースを充填密封したタイプでもよい。
【００１０】
以下、本発明の軸受ユニットにおける潤滑剤含有ポリマの組成について詳細に説明する。
【００１１】
本潤滑剤含有ポリマは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン等の基本的に同じ化学構造を有するポリオレフィン系樹脂の群から選定された合成樹脂に、潤滑剤としてポリα−オレフィン油のようなパラフィン系炭化水素油、ナフテン系炭化水素油、鉱油、ジアルキルジフェニルエーテル油のようなエーテル油、フタル酸エステルのようなエステル油等の何れか単独若しくは混合油の形で混ぜて調整した原料を、樹脂の融点以上で加熱して可塑化し、その後冷却することで固形状にしたものであり、潤滑剤の中に予め酸化防止剤、錆止め剤、磨耗防止剤、あわ消し剤、極圧剤等の各種添加剤を加えたものでもよい。
【００１２】
上記潤滑剤含有ポリマの組成比は、全重量に対してポリオレフィン系樹脂１０〜５０ｗｔ％、潤滑剤９０〜５０ｗｔ％である。ポリオレフィン系樹脂が１０ｗｔ％未満の場合は、あるレベル以上の硬さ及び強度が得られず、たとえば軸受内部に使用する軸受の回転等によって負荷がかかった時に初期の形状を維持するのが困難になり、軸受の内部空間から脱落する等の不具合が生じる可能性が高くなる。また、ポリオレフィン系樹脂が５０ｗｔ％を越える場合、すなわち潤滑剤が５０ｗｔ％未満の場合は、潤滑剤の供給が少なくなり、たとえば軸受の潤滑に使用した場合、軸受の寿命が短くなる。
【００１３】
上記合成樹脂の群は、基本構造は同じでその平均分子量が異なっており、７００〜５×１０6の範囲に及んでいる。平均分子量７００〜１×１０4というワックス、例えばポリエチレンワックスに分類されるものと、平均分子量１×１０4〜１×１０6という比較的低分子量のものと、平均分子量１×１０6〜５×１０6という超高分子量のものとを、単独若しくは必要に応じて混合して用いる。比較的低分子量のものと潤滑剤との組合せによって、ある程度の機械的強度、潤滑剤供給能力、保油性を持つ潤滑剤含有ポリマが得られる。この中の比較的低分子量のものの一部を、ワックスに分類されるものに置き換えると、ワックスに分類されるものと潤滑油との分子量の差が小さいために潤滑油との親和性が高くなり、結果として潤滑剤含有ポリマの保油性が向上し、長期間にわたっての潤滑剤の供給が可能になる。ただし、その反面機械的強度は低下する。ワックスとしては、ポリエチレンワックスのようなポリオレフィン系樹脂の他、融点が１００〜１３０℃以上の範囲にある炭化水素系のもの、例えばパラフィン系ワックスであれば使用できる。それに対して、超高分子量のものに置き換えると、超高分子量のものと潤滑油との分子量の差が大きいために潤滑油との親和性が低くなり、その結果保油性が低下し、潤滑剤含有ポリマからの潤滑剤の滲み出しが速くなって、潤滑剤含有ポリマから供給可能な潤滑剤量に達する時間が短くなり、軸受の寿命が短くなる。ただし、機械的強度が向上する。
【００１４】
成形性、機械的強度、保油性、潤滑剤供給量のバランスを考慮すると、潤滑剤含有ポリマの組成比は、ワックスに分類されるもの０〜５ｗｔ％、比較的低分子量のもの８〜４８ｗｔ％、超高分子量のもの２〜１０ｗｔ％、３つの樹脂分の合計１０〜５０ｗｔ％、残り潤滑剤９０〜５０ｗｔ％が好適である。
【００１５】
本潤滑剤含有ポリマの機械的強度を向上させるため、上述のポリオレフィン系樹脂に、以下のような熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を添加したものでもよい。
【００１６】
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等の各樹脂を使用することができる。
【００１７】
熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、尿素樹脂、メラニン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の各樹脂を使用することができる。
【００１８】
これらの樹脂は、単独又は混合して用いてよい。
【００１９】
さらに、ポリオレフィン系樹脂とそれ以外の樹脂とを、より均一な状態で分散させるために、必要に応じて適当な相溶化剤を加えてもよい。
【００２０】
また、機械的強度を向上させるために充填材を添加してもよい。例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、チタン酸カリウムウィスカーやホウ酸アルミニウムウィスカー等の無機ウィスカー類、又はガラス繊維や金属繊維等の無機繊維類及びこれらを布状に編組したもの、また有機化合物では、カーボンブラック、黒鉛粉末、カーボン繊維、アラミド繊維やポリエステル繊維等を添加してもよい。
【００２１】
さらに、ポリオレフィン系樹脂の熱による劣化を防止する目的で、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｐ−フェニルジアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）等の老化防止剤、また光による劣化を防止する目的で、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−メチル−フェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール等の紫外線吸収剤を添加してもよい。
【００２２】
以上のすべて添加剤（ポリオレフィン系樹脂＋潤滑剤以外）の添加量としては、添加剤全体として、成形原料全量の２０ｗｔ％以下であることが、潤滑剤の供給能力を維持する上で好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る軸受ユニットの実施の形態について詳述する。
【００２４】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る軸受ユニットは図１に示される構成を有している。ここに、図１は本発明の第１の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す。本図は、固定軸端側の軸受ユニットの断面を示しており、自由軸端側の軸受ユニットも同様の構成である。このことは、以下の本発明の実施の形態における図面についても同様である。
【００２５】
第１の実施の形態に係る軸受ユニットはプランマブロックであり、図１において、軸１０はその端部が縮径されて縮径部１１，１１ａが形成されており、縮径部１１には自動調心転がり軸受１２が取付けられている。軸受１２は、軸受箱としてのハウジング１３に収容されており、縮径部１１に外嵌された内輪１４と、ハウジング１３の内周部に内嵌された外輪１５と、内輪１４の外周面上及び外輪１５の内周面上の各軌道溝を転動する２列のころ１６と、ころ１６の一体型保持器１７とから主として構成されている。
【００２６】
また、外輪１５の内周部に当接して上記各軌道溝の間にリング状の潤滑剤含有ポリマ部材２０が内嵌されている。潤滑剤含有ポリマ部材２０は各ころ１６の列の内側端面によってなる平面に端面が接するように軸受１２の内部空間に充填されている。
【００２７】
ハウジング１３の軸側端面部のシール溝には、当該軸側端面部と軸１０の間のシールを確保するためにオイルシール１８が軸１０に外嵌されるように設けられており、さらに、ハウジング１３の内側においてオイルシール１８に隣接してリング状の潤滑剤含有ポリマ部材４０が軸１０に外嵌するように設けられている。オイルシール１８はハウジング１３の外部から水や粉塵の侵入を防止し、潤滑剤含有ポリマ部材４０はオイルシール１８に潤滑剤を供給するものである。また、同様に、ハウジング１３の軸端側端面部のシール溝にも、当該軸端側端面部と縮径部１１ａのシールを確保するためのオイルシール１９と、ハウジング１３の内側においてオイルシール１９に隣接してリング状の潤滑剤含有ポリマ部材４１が縮径部１１ａに外嵌するように設けられている。
【００２８】
上記潤滑剤含有ポリマ部材２０の潤滑剤含有ポリマの組成は、超高分子量ポリエチレン（超高分子量に分類される）５ｗｔ％、高密度ポリエチレン（比較的低分子量に分類される）２０ｗｔ％、ポリエチレンワックス（ワックスに分類される）５ｗｔ％、及びパラフィン系鉱油７０ｗｔ％からなる。
【００２９】
上記潤滑剤含有ポリマ部材４０，４１の潤滑剤含有ポリマの組成は、超高分子量ポリエチレン（超高分子量に分類される）１０ｗｔ％、高密度ポリエチレン（比較的低分子量に分類される）２０ｗｔ％、及びパラフィン系鉱油７０ｗｔ％からなる。
【００３０】
上記第１の実施の形態において、オイルシール１８及び潤滑剤含有ポリマ４０と、オイルシール１９及び潤滑剤含有ポリマ４１とは軸封シール装置を構成する。
【００３１】
上記第１の実施の形態によれば、外輪１５の内周部に当接して軸受１２の内部空間の一部に設けられた潤滑剤含有ポリマ部材２０により軸受１２を潤滑することができる。加えて、オイルシール１８，１９の内側に隣接して設けられた潤滑剤含有ポリマ部材４０、４１からオイルシール１８，１９のリップ部に潤滑剤が供給されることによって、オイルシール１８、１９のためにグリースのような潤滑剤の補給を不要とすることができ、その結果、軸受ユニットからの余剰の潤滑剤の漏れのような問題がなくなり、軸受ユニットの周囲環境を漏れた潤滑剤で汚染するのを防止することができる。さらに、潤滑剤含有ポリマ部材４０，４１そのものがシールとして機能するので、オイルシール４０，４１に加えてより強固なシール効果を得ることができる。
【００３２】
上記第１の実施の形態において、軸受ユニットは、潤滑剤含有ポリマ部材２０に代えて、軸受内部両側面に接触リップシールを内蔵して軸受１２の内部空間にグリースを密封充填したものであってもよい。
【００３３】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る軸受ユニットは図２に示される構成を有している。ここに、図２は本発明の第２の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す。
【００３４】
第２の実施の形態に係る軸受ユニットは第１の実施の形態のものと同様のプランマブロックであり、ハウジング１３の両端面部にオイルシール１８，１９を設けていない点が第１の実施の形態に係る軸受ユニットと異なる。従って、第１の実施の形態に係る軸受ユニットの構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付してその説明を省略する。
【００３５】
図２において、ハウジング１３の軸側端面部のシール溝には、当該軸側端面部と軸１０の間のシールを確保するために、リング状の潤滑剤含有ポリマ部材４０が軸１０に外嵌するように設けられている。潤滑剤含有ポリマ部材４０は、ハウジング１３の外部から水や粉塵の侵入を防止するものである。また、同様に、ハウジング１３の軸端側端面部には、潤滑剤含有ポリマ部材４０と同様の構成を有するリング状の潤滑剤含有ポリマ部材４１が縮径部１１ａに外嵌するように設けられている。
【００３６】
上記潤滑剤含有ポリマ部材２０の潤滑剤含有ポリマの組成は、第１の実施の形態のものと同じである。
【００３７】
上記潤滑剤含有ポリマ部材４０，４１の潤滑剤含有ポリマの組成は、超高分子量ポリエチレン（超高分子量に分類される）１０ｗｔ％、高密度ポリエチレン（比較的低分子量に分類される）２０ｗｔ％、及びパラフィン系鉱油７０ｗｔ％からなる。
【００３８】
上記第２の実施の形態においては、潤滑剤含有ポリマ部材４０、４１が軸封シール装置を構成する。
【００３９】
上記第２の実施の形態によれば、潤滑剤含有ポリマ部材２０の作用効果に加えて、ハウジング１３の両端面部と軸１０の間のシールを潤滑剤含有ポリマ部材４０，４１により確保することができ、シールのためにグリースのような潤滑剤の補給を不要とすることができる。加えて軸受ユニットからの余剰の潤滑剤の漏れのような問題がなくなり、軸受ユニットの周囲環境を漏れた潤滑剤で汚染するのを防止することができる。
【００４０】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る軸受ユニットは図３に示される構成を有している。ここに、図３は本発明の第３の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す。
【００４１】
第３の実施の形態に係る軸受ユニットは第２の実施の形態のものと同様のプランマブロックであり、オイルシール１８，１９及び潤滑剤含有ポリマ部材４０、４１に代えて、潤滑剤含有ポリマ部材５０，５５等を設けている点が第２の実施の形態に係る軸受ユニットと異なる。従って、第２の実施の形態に係る軸受ユニットの構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付してその説明を省略する。
【００４２】
図３において、ハウジング１３の軸側端面部のシール溝には、当該軸側端面部と軸１０の間のシールを確保するために、リング状の潤滑剤含有ポリマ部材５０が軸１０に外嵌されている。潤滑剤含有ポリマ部材５０は、ハウジング１３の外部から水や粉塵の侵入を防止するものである。
【００４３】
図４は、潤滑剤含有ポリマ部材５０の構成を図３のＡ−Ａ線断面図として示すものである。図４において、潤滑剤含有ポリマ部材５０は、１ヶ所で切り割られたリング状をなすと共にその外周部には周方向に沿って深い溝が形成されており、この溝にはガータスプリング５２が嵌められている。潤滑剤含有ポリマ部材５２の切断部の対向部に円筒状の径方向孔が設けられ、その孔の中にポリエチレン製又はポリオキサイドメチレン製の管状補強部材５３が挿入されている。この補強部材５３には、ハウジング１３に適宜に設けられた貫通孔を介して回り止め５４が挿入される。これにより、潤滑剤含有ポリマ部材５０が軸１０の回転に連れて回るのを防止することができる。なお、潤滑剤含有ポリマ部材５０の分割部は１ヶ所以上であってもい。
【００４４】
また、ハウジング１３の軸端側端面部のシール溝には、潤滑剤含有ポリマ部材５０と同様の構成を有するリング状の潤滑剤含有ポリマ部材５５が縮径部１１ａに外嵌するように設けられている。
【００４５】
上記潤滑剤含有ポリマ部材２０の潤滑剤含有ポリマの組成は、第１の実施の形態のものと同じである。
【００４６】
上記潤滑剤含有ポリマ部材５０，５５の潤滑剤含有ポリマの組成は、超高分子量ポリエチレン（超高分子量に分類される）１０ｗｔ％、高密度ポリエチレン（比較的低分子量に分類される）２０ｗｔ％、及びパラフィン系鉱油７０ｗｔ％からなってもよく、又は超高分子量ポリエチレン１０ｗｔ％高密度ポリエチレン４０ｗｔ％、及びパラフィン系鉱油５０ｗｔ％からなり、前述の組成より構造部材としての強度を増すような組成としてもよい。
【００４７】
上記第３の実施の形態においては、潤滑剤含有ポリマ部材５２（５５）及びガータスプリング５３が軸封シール部材を構成する。
【００４８】
上記第３の実施の形態によれば、潤滑剤含有ポリマ部材２０の作用効果に加えて、ハウジング１３の両端面部と軸１０の間のシールを潤滑剤含有ポリマ部材５０，５５により確保することができ、シールのためにグリースのような潤滑剤の補給を不要とすることができる。加えて軸受ユニットからの余剰の潤滑剤の漏れのような問題がなくなり、軸受ユニットの周囲環境を漏れた潤滑剤で汚染するのを防止することができる。また、回り止め５４により潤滑剤含有ポリマ部材５０，５５が軸１０の回転に連れて回るのを防止することができる。
【００４９】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る軸受ユニットは図５に示される構成を有している。ここに、図５は本発明の第４の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す。
【００５０】
第４の実施の形態に係る軸受ユニットは第３の実施の形態のものと同様のプランマブロックであり、潤滑剤含有ポリマ部材５０，５５等に代えて、潤滑剤含有ポリマ部材６２，６５等を設けている点が第３の実施の形態に係る軸受ユニットと異なる。従って、第３の実施の形態に係る軸受ユニットの構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付してその説明を省略する。
【００５１】
図５において、ハウジング１３の軸側端面部のシール溝には、当該軸側端面部と軸１０の間のシールを確保するために、リング状の潤滑剤含有ポリマ部材６２が軸１０に外嵌されている。潤滑剤含有ポリマ部材６２は、ハウジング１３の外部から水や粉塵の侵入を防止するものである。
【００５２】
図６は、潤滑剤含有ポリマ部材６２の構成を図５のＢ−Ｂ線断面図等として示すものである。図６において、潤滑剤含有ポリマ部材６２は、１ヶ所で切り割られたリング状をなすと共に潤滑剤含有ポリマ部材６２の外周部には周方向に沿って溝が形成されており、この溝にはガータスプリング６３が嵌められている。また、潤滑剤含有ポリマ部材６２は、互いに等角度間隔、例えば１２０°間隔で配列され、軸１０の長手方向に延長する３本の弾性部材、例えばゴム等の回り止め６４によりハウジング１３の軸側端面部に固定されている。これにより、潤滑剤含有ポリマ部材６２が軸１０の回転に連れて回るのを防止することができる。なお、潤滑剤含有ポリマ部材６２の分割部は１ヶ所以上であってもよい。
【００５３】
また、ハウジング１３の軸端側端面部のシール溝には潤滑剤含有ポリマ部材６２と同様の構成を有するリング状の潤滑剤含有ポリマ部材６５が縮径部１１ａに外嵌するように設けられている。
【００５４】
上記潤滑剤含有ポリマ部材２０の潤滑剤含有ポリマの組成は、第１の実施の形態のものと同じである。
【００５５】
上記潤滑剤含有ポリマ部材６２，６５の潤滑剤含有ポリマの組成は、先の第２の実施の形態における潤滑剤含有部材４０，４１と同じである。
【００５６】
上記第４の実施の形態においては、潤滑剤含有ポリマ部材６２（６５）及びガータスプリング６３が軸封シール部材を構成する。
【００５７】
上記第４の実施の形態によれば、潤滑剤含有ポリマ部材２０の作用効果に加えて、ハウジング１３の両端面部と軸１０の間のシールを潤滑剤含有ポリマ部材６２，６５により確保することができ、シールのために潤滑剤の補給を不要とすることができる。加えて軸受ユニットからの余剰の潤滑剤の漏れのような問題がなくなり、軸受ユニットの周囲環境を漏れた潤滑剤で汚染するのを防止することができる。また、回り止め６４により潤滑剤含有ポリマ部材６２，６５が軸１０の回転に連れて回るのを防止することができる。
【００５８】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットは図７に示される構成を有している。ここに、図７は本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す。
【００５９】
第５の実施の形態に係る軸受ユニットは第２の実施の形態のものと同様のプランマブロックであり、潤滑剤含有ポリマ部材４０、４１に代えて、潤滑剤含有ポリマ部材７２，７５及び弾圧可能リング部材７３を設けている点が第２の実施の形態に係る軸受ユニットと異なる。従って、第２の実施の形態に係る軸受ユニットの構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付してその説明を省略する。
【００６０】
図７において、ハウジング１３の軸側端面部のシール溝には、当該軸側端面部と軸１０の間のシールを確保するために、リング状の潤滑剤含有ポリマ部材７２が軸１０に外嵌されている。潤滑剤含有ポリマ部材７２は、ハウジング１３の外部から水や粉塵の侵入を防止するものである。
【００６１】
図８は、潤滑剤含有ポリマ部材７２の構成を平面図として示すものである。図８において、潤滑剤含有ポリマ部材７２は、１ヶ所で切り割られたリング状をなしていると共に、その外周部には周方向に沿って深い溝が形成されており、この溝には弾圧可能リング部材７３が嵌められている。弾圧可能リング部材７３の弾性により弾圧可能リング部材７３と潤滑剤含有ポリマ部材７２に一体的に装着することができ、加えて、潤滑剤含有ポリマ部材７２の内周面が軸１０と密着し、シール性能を向上させることができる。なお、潤滑剤含有ポリマ部材７２の分割部は１ヶ所以上であってもよい。また、あるいは潤滑剤含有ポリマ部材７２は１ヶ所も分割されていない完全な閉じたリングであってもよい。この場合も、弾圧可能リング部材７３が潤滑剤含有ポリマ部材７２を外周から均一に圧縮するので潤滑剤含有ポリマ部材７２の内周面は軸１０に密着し、その結果良好なシール性能が得られる。
【００６２】
潤滑剤含有ポリマ７２の切り割り方法としては、軸方向に平行な切断面のみで切断されてもよいが、一部に軸方向に垂直な面を含む切断面で切断すれば潤滑剤含有ポリマ７２の切断面同士が軸方向に重なるようになるのでシール性能をさらに向上させることができる。
【００６３】
弾圧可能リング部材７３は、ゴム等の弾圧材でもよいが特にスポンジのような多孔質体、例えばポリウレタンフォーム等を用いると多孔質体に油等の潤滑剤を滲み込ませることが可能となり、潤滑剤含有ポリマ部材７２の潤滑剤のリザーバとして機能する。また、弾圧可能リング部材７３の外径は、潤滑剤含有ポリマ７２の外径及びハウジング１３の軸側端面部の溝径より大きく設定されており、これにより弾圧可能リング部材７３は、ハウジング１３の軸側端面部の溝底部により径方向内側に押圧され、その結果潤滑剤含有ポリマ部材７２の回り止めとしても機能する。
【００６４】
また、ハウジング１３の軸端側端面部には、潤滑剤含有ポリマ部材７２と同様の構成を有するリング状の潤滑剤含有ポリマ部材７５が縮径部１１ａに外嵌するように設けられている。
【００６５】
上記潤滑剤含有ポリマ部材２０の潤滑剤含有ポリマの組成は、第１の実施の形態のものと同じである。
【００６６】
上記潤滑剤含有ポリマ部材７２，７５の潤滑剤含有ポリマの組成は、超高分子量ポリエチレン（超高分子量に分類される）１０ｗｔ％、高密度ポリエチレン（比較的低分子量に分類される）２０ｗｔ％、及びパラフィン系鉱油７０ｗｔ％からなってもよく、又は超高分子量ポリエチレン１０ｗｔ％高密度ポリエチレン４０ｗｔ％、及びパラフィン系軸受鉱油５０ｗｔ％からなり、前述の組成より構造部材としての強度を増すような組成としてもよい。
【００６７】
上記第５の実施の形態においては、潤滑剤含有ポリマ部材７２（７５）及び弾圧可能リング部材７３が軸封シール装置を構成する。
【００６８】
上記第５の実施の形態によれば、潤滑剤含有ポリマ部材２０の作用効果に加えて、ハウジング１３の両端面部と軸１０の間のシールを潤滑剤含有ポリマ部材７２，７５により確保することができ、シールのためにグリース等の潤滑剤の補給を不要とすることができる。加えて軸受ユニットからの余剰の潤滑剤の漏れのような問題がなくなり、軸受ユニットの周囲環境を漏れた潤滑剤で汚染するのを防止することができる。また、弾圧可能リング部材７３は多孔質体からなるのでこの多孔質体にオイル等の潤滑剤を滲み込ませることが可能となり、潤滑剤含有ポリマ部材７２の潤滑剤のリザーバとして機能することができ、弾圧可能リング部材７３の外径は、潤滑剤含有ポリマ７２の外径及びハウジング１３の軸側端面部の溝径より大きく設定されており、これにより弾圧可能リング部材７３は、ハウジング１３の軸側端面部の溝底部により径方向内側に押圧され、その結果潤滑剤含有ポリマ部材７２の回り止めとしても機能することができ、潤滑剤含有ポリマ部材７２，７５が軸１０の回転に連れて回るのを防止することができる。
【００６９】
以下、上記本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットにおける軸封シール装置の変形例を説明する。
【００７０】
図９は、上記本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットにおける軸封シール装置の第１の変形例の構成を示す部分断面図である。
【００７１】
図９において、内周面に周溝を有する弾圧可能リング部材７３ａがハウジング１３の軸側端面部のシール溝内に弾圧的に納められており、軸１０に外嵌された潤滑剤含有ポリマ部材７２ａの外周部は前記弾圧可能リング部材７３ａの周溝に収容されている。潤滑剤含有ポリマ部材７２ａは少なくとも１ヶ所で切り割られたリング状をなしているか、又は完全な閉じたリング状をなしており、弾圧可能リング部材７３の弾性により潤滑剤含有ポリマ部材７２ａを軸１０に密着させてシール効果を向上させている。
【００７２】
潤滑剤含有ポリマ部材７２ａの切り割り方法は上記第５の実施の形態における潤滑剤含有ポリマ部材７２のものと同様である。また、潤滑剤含有ポリマ部材７２ａ及び弾圧可能リング部材７３ａの組成は、それぞれ上記第５の実施の形態における潤滑剤含有ポリマ部材７２及び弾圧可能リング部材７３のものと同様である。
【００７３】
図１０は、上記本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットにおける軸封シール装置の第２の変形例の構成を示す部分断面図である。
【００７４】
図１０において、潤滑剤含有ポリマ部材７２ｂは少なくとも１ヶ所で切り割られたリング状をなすか、あるいは完全に閉じたリング状をなし、且つ軸１０に外嵌されていると共にその外周部に断面Ｕ字状の突条部７４を有し、それらの突条部７４はハウジング１３の軸側端面部のシール溝内に収容されている。突条部７４はばねとして機能し、潤滑剤含有ポリマ部材７２ｂを軸１０に密着させてシール効果を向上させることができる。
【００７５】
図１１は、上記潤滑剤含有ポリマ７２ｂの変形例の構成を示す部分断面図である。図１１において、潤滑剤含有ポリマ部材７２ｃは少なくとも１ヶ所で切り割られたリング状をなすか、あるいは完全に閉じたリング状をなし、且つその外周部に長手軸に垂直な断面において断面アーチ状の突出部７７を等角度間隔で例えば６個有し、それらの突出部７７はハウジング１３の軸側端面部のシール溝内に収容されている。突出部７７は上記突条部７４と同様にばねとして機能し、潤滑剤含有部材７２ｂを軸に密着させてシール効果を向上させることができる。
【００７６】
潤滑剤含有ポリマ部材７２ｂ，７２ｃの組成は、それぞれ上記第５の実施の形態における潤滑剤含有ポリマ部材７２のものと同様である。
【００７７】
図１２は、上記本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットにおける軸封シール装置の第３の変形例の構成を示す部分断面図である。
【００７８】
図１２においてハウジング１３の軸側端面部のシール溝内にオイルシール７６が納められており、このオイルシール７６のリップは軸１０に摺接している。さらに、オイルシール７６には軸１０に外嵌された潤滑剤含有ポリマ部材７２ｄが弾圧的に内包されており、潤滑剤含有ポリマ部材７２ｄは少なくとも１ヶ所で切り割られたリング状をなしているか、あるいは完全に閉じたリング状をなしている。これにより、潤滑剤含有ポリマ部材７２ｄが軸１０と供回りするのを防止することができると共に、潤滑剤含有ポリマ部材７２ｄを軸１０に密着させてシール効果を向上させている。
【００７９】
潤滑剤含有ポリマ部材７２ｄの組成は、それぞれ上記第５の実施の形態における潤滑剤含有ポリマ部材７２ものと同様である。
【００８０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１の軸受ユニットによれば、リング状の潤滑剤含有ポリマ部材を少なくとも１ヶ所で分割した上でその外周部に嵌められた弾性部材が潤滑剤含有ポリマ部材を径方向内側に押圧すると共に弾性部材が潤滑剤を滲み込ませた多孔質体からなるので、軸封シール装置の封止性能を安定させると共に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す断面図である。
【図６】（ａ）は図５のＢ−Ｂ線端面図であり、（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線端面図であり、（ｃ）は図６（ｂ）の部分拡大図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す断面図である。
【図８】図７の軸受ユニットにおける潤滑剤含有ポリマ部材７２の平面図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットにおける軸封シール装置の第１の変形例の構成を示す部分断面図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットにおける軸封シール装置の第２の変形例の構成を示す部分断面図である。
【図１１】図１０における潤滑剤含有ポリマ７２ｂの変形例の構成を示す部分断面図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットにおける軸封シール装置の第３の変形例の構成を説明する部分断面図である。
【図１３】従来の軸受ユニットの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 軸
１１ 縮径部
１２ 転がり軸受
１３ ハウジング
１４ 内輪
１５ 外輪
１６ ころ
１７ 保持器
１８，１９ オイルシール
２０ 潤滑剤含有ポリマ部材
４０，４１ 潤滑剤含有ポリマ部材
５０，５５ 潤滑剤含有ポリマ部材
６２，６５ 潤滑剤含有ポリマ部材
７２，７２ａ、７２ｂ，７２ｃ，７５ 潤滑剤含有ポリマ部材
７３，７３ａ 弾圧可能リング部材
【発明の属する技術分野】
本発明は軸受ユニットに関し、特に鉄鋼設備等に使用されるプランマブロック等の転がり軸受ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の軸受ユニットの一例としてのプランマブロックは図１３に示される構成を有している。本図は、固定軸端側の軸受ユニットの断面を示しており、自由軸端側の軸受ユニットも同様の構成である。
【０００３】
図１３において、軸９０はその端部が縮径されて縮径部９１が形成されており、縮径部９１には自動調心転がり軸受９２が取付けられている。軸受９２は、ハウジング９３に収容されており、縮径部９１に外嵌された内輪９４と、ハウジング９３の内周部に内嵌された外輪９５と、内輪９４の外周面上及び外輪９５の内周面上の各軌道溝を転動する２列のころ９６と、ころ９６の保持器９７とから主として構成されている。ハウジング９３の軸側端面部には当該軸側端面部と軸９０の間のシールを確保するためにオイルシール９８が設けられている。オイルシール９８は、ハウジング９３の外部から水や粉塵の侵入を防止するものである。また、ハウジング９３の軸端側端面部は開口部を有するが、この開口部は適宜なゴムプレート９９で取り外し自在に閉鎖されている。さらに、ハウジング９３の周側部の軸側には、軸受９２とオイルシール９８との間においてグリースニップル１００が設けられており、軸受９２の内部空間を含むハウジング９３内のスペースにはグリースニップル１００を介してグリースが注入されている。
【０００４】
このような 従来の軸受ユニットは、鉄鋼設備等のように、近傍に製品である圧延板が搬送されていると、オイルシール９８のリップの潤滑のために注入したグリースが軸受ユニットの外部に飛散してその圧延板を汚してしまう。さらに、定期的にオイルシール９８のためにグリース補給が必要である。これらの問題点を解消するために、軸受９２の内部空間にグリースに代えて潤滑剤含有ポリマを充填し軸受９２自体のシール性を向上させた軸受ユニットが開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の軸受ユニットにおいて、軸受９２の内部空間にグリースでなく潤滑剤含有ポリマ部材が充填されていてもオイルシール９８が用いられる限り、上記問題点は解消されず、オイルシール９８のために注入（又は塗布）するグリースが軸受ユニットの外部に漏れて軸受ユニットの周囲環境を汚染するという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の技術の問題点に着目してなされたものであり、軸受ユニットの周囲環境を汚染するのを防止することができる軸受ユニットを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の軸受ユニットは、内輪と外輪を有し前記内輪が軸に外嵌された転がり軸受と、前記転がり軸受を収容する軸受箱と、前記軸が前記軸受箱を貫通する部位の少なくとも一方に軸封シール装置とを備える軸受ユニットにおいて、前記軸封シール装置は、前記軸に外嵌されると共に少なくとも１ヶ所で分割されたリング状の潤滑剤含有ポリマ部材と、前記潤滑剤含有ポリマ部材を径方向内側に押圧すべく前記潤滑剤含有ポリマ部材の外周部に嵌められた弾性部材とを備え、前記弾性部材は潤滑剤を滲み込ませた多孔質体からなることを特徴とする。
【０００８】
請求項１の軸受ユニットによれば、リング状の潤滑剤含有ポリマ部材を少なくとも１ヶ所で分割した上でその外周部に嵌められた弾性部材が潤滑剤含有ポリマ部材を径方向内側に押圧すると共に弾性部材が潤滑剤を滲み込ませた多孔質体からなるので、軸封シール装置のシール効果を向上させると共に向上させることができる。
【０００９】
前記軸受ユニットは、前記転がり軸受がその内部空間の一部に前記外輪の内周部に当接して潤滑剤含有ポリマ部材を有するタイプでもよく、また、前記転がり軸受内部両側面に接触型リップシールを配して、軸受の内部空間を含む前記軸受箱の中にグリースを充填密封したタイプでもよい。
【００１０】
以下、本発明の軸受ユニットにおける潤滑剤含有ポリマの組成について詳細に説明する。
【００１１】
本潤滑剤含有ポリマは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン等の基本的に同じ化学構造を有するポリオレフィン系樹脂の群から選定された合成樹脂に、潤滑剤としてポリα−オレフィン油のようなパラフィン系炭化水素油、ナフテン系炭化水素油、鉱油、ジアルキルジフェニルエーテル油のようなエーテル油、フタル酸エステルのようなエステル油等の何れか単独若しくは混合油の形で混ぜて調整した原料を、樹脂の融点以上で加熱して可塑化し、その後冷却することで固形状にしたものであり、潤滑剤の中に予め酸化防止剤、錆止め剤、磨耗防止剤、あわ消し剤、極圧剤等の各種添加剤を加えたものでもよい。
【００１２】
上記潤滑剤含有ポリマの組成比は、全重量に対してポリオレフィン系樹脂１０〜５０ｗｔ％、潤滑剤９０〜５０ｗｔ％である。ポリオレフィン系樹脂が１０ｗｔ％未満の場合は、あるレベル以上の硬さ及び強度が得られず、たとえば軸受内部に使用する軸受の回転等によって負荷がかかった時に初期の形状を維持するのが困難になり、軸受の内部空間から脱落する等の不具合が生じる可能性が高くなる。また、ポリオレフィン系樹脂が５０ｗｔ％を越える場合、すなわち潤滑剤が５０ｗｔ％未満の場合は、潤滑剤の供給が少なくなり、たとえば軸受の潤滑に使用した場合、軸受の寿命が短くなる。
【００１３】
上記合成樹脂の群は、基本構造は同じでその平均分子量が異なっており、７００〜５×１０6の範囲に及んでいる。平均分子量７００〜１×１０4というワックス、例えばポリエチレンワックスに分類されるものと、平均分子量１×１０4〜１×１０6という比較的低分子量のものと、平均分子量１×１０6〜５×１０6という超高分子量のものとを、単独若しくは必要に応じて混合して用いる。比較的低分子量のものと潤滑剤との組合せによって、ある程度の機械的強度、潤滑剤供給能力、保油性を持つ潤滑剤含有ポリマが得られる。この中の比較的低分子量のものの一部を、ワックスに分類されるものに置き換えると、ワックスに分類されるものと潤滑油との分子量の差が小さいために潤滑油との親和性が高くなり、結果として潤滑剤含有ポリマの保油性が向上し、長期間にわたっての潤滑剤の供給が可能になる。ただし、その反面機械的強度は低下する。ワックスとしては、ポリエチレンワックスのようなポリオレフィン系樹脂の他、融点が１００〜１３０℃以上の範囲にある炭化水素系のもの、例えばパラフィン系ワックスであれば使用できる。それに対して、超高分子量のものに置き換えると、超高分子量のものと潤滑油との分子量の差が大きいために潤滑油との親和性が低くなり、その結果保油性が低下し、潤滑剤含有ポリマからの潤滑剤の滲み出しが速くなって、潤滑剤含有ポリマから供給可能な潤滑剤量に達する時間が短くなり、軸受の寿命が短くなる。ただし、機械的強度が向上する。
【００１４】
成形性、機械的強度、保油性、潤滑剤供給量のバランスを考慮すると、潤滑剤含有ポリマの組成比は、ワックスに分類されるもの０〜５ｗｔ％、比較的低分子量のもの８〜４８ｗｔ％、超高分子量のもの２〜１０ｗｔ％、３つの樹脂分の合計１０〜５０ｗｔ％、残り潤滑剤９０〜５０ｗｔ％が好適である。
【００１５】
本潤滑剤含有ポリマの機械的強度を向上させるため、上述のポリオレフィン系樹脂に、以下のような熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を添加したものでもよい。
【００１６】
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等の各樹脂を使用することができる。
【００１７】
熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、尿素樹脂、メラニン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の各樹脂を使用することができる。
【００１８】
これらの樹脂は、単独又は混合して用いてよい。
【００１９】
さらに、ポリオレフィン系樹脂とそれ以外の樹脂とを、より均一な状態で分散させるために、必要に応じて適当な相溶化剤を加えてもよい。
【００２０】
また、機械的強度を向上させるために充填材を添加してもよい。例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、チタン酸カリウムウィスカーやホウ酸アルミニウムウィスカー等の無機ウィスカー類、又はガラス繊維や金属繊維等の無機繊維類及びこれらを布状に編組したもの、また有機化合物では、カーボンブラック、黒鉛粉末、カーボン繊維、アラミド繊維やポリエステル繊維等を添加してもよい。
【００２１】
さらに、ポリオレフィン系樹脂の熱による劣化を防止する目的で、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｐ−フェニルジアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）等の老化防止剤、また光による劣化を防止する目的で、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−メチル−フェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール等の紫外線吸収剤を添加してもよい。
【００２２】
以上のすべて添加剤（ポリオレフィン系樹脂＋潤滑剤以外）の添加量としては、添加剤全体として、成形原料全量の２０ｗｔ％以下であることが、潤滑剤の供給能力を維持する上で好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る軸受ユニットの実施の形態について詳述する。
【００２４】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る軸受ユニットは図１に示される構成を有している。ここに、図１は本発明の第１の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す。本図は、固定軸端側の軸受ユニットの断面を示しており、自由軸端側の軸受ユニットも同様の構成である。このことは、以下の本発明の実施の形態における図面についても同様である。
【００２５】
第１の実施の形態に係る軸受ユニットはプランマブロックであり、図１において、軸１０はその端部が縮径されて縮径部１１，１１ａが形成されており、縮径部１１には自動調心転がり軸受１２が取付けられている。軸受１２は、軸受箱としてのハウジング１３に収容されており、縮径部１１に外嵌された内輪１４と、ハウジング１３の内周部に内嵌された外輪１５と、内輪１４の外周面上及び外輪１５の内周面上の各軌道溝を転動する２列のころ１６と、ころ１６の一体型保持器１７とから主として構成されている。
【００２６】
また、外輪１５の内周部に当接して上記各軌道溝の間にリング状の潤滑剤含有ポリマ部材２０が内嵌されている。潤滑剤含有ポリマ部材２０は各ころ１６の列の内側端面によってなる平面に端面が接するように軸受１２の内部空間に充填されている。
【００２７】
ハウジング１３の軸側端面部のシール溝には、当該軸側端面部と軸１０の間のシールを確保するためにオイルシール１８が軸１０に外嵌されるように設けられており、さらに、ハウジング１３の内側においてオイルシール１８に隣接してリング状の潤滑剤含有ポリマ部材４０が軸１０に外嵌するように設けられている。オイルシール１８はハウジング１３の外部から水や粉塵の侵入を防止し、潤滑剤含有ポリマ部材４０はオイルシール１８に潤滑剤を供給するものである。また、同様に、ハウジング１３の軸端側端面部のシール溝にも、当該軸端側端面部と縮径部１１ａのシールを確保するためのオイルシール１９と、ハウジング１３の内側においてオイルシール１９に隣接してリング状の潤滑剤含有ポリマ部材４１が縮径部１１ａに外嵌するように設けられている。
【００２８】
上記潤滑剤含有ポリマ部材２０の潤滑剤含有ポリマの組成は、超高分子量ポリエチレン（超高分子量に分類される）５ｗｔ％、高密度ポリエチレン（比較的低分子量に分類される）２０ｗｔ％、ポリエチレンワックス（ワックスに分類される）５ｗｔ％、及びパラフィン系鉱油７０ｗｔ％からなる。
【００２９】
上記潤滑剤含有ポリマ部材４０，４１の潤滑剤含有ポリマの組成は、超高分子量ポリエチレン（超高分子量に分類される）１０ｗｔ％、高密度ポリエチレン（比較的低分子量に分類される）２０ｗｔ％、及びパラフィン系鉱油７０ｗｔ％からなる。
【００３０】
上記第１の実施の形態において、オイルシール１８及び潤滑剤含有ポリマ４０と、オイルシール１９及び潤滑剤含有ポリマ４１とは軸封シール装置を構成する。
【００３１】
上記第１の実施の形態によれば、外輪１５の内周部に当接して軸受１２の内部空間の一部に設けられた潤滑剤含有ポリマ部材２０により軸受１２を潤滑することができる。加えて、オイルシール１８，１９の内側に隣接して設けられた潤滑剤含有ポリマ部材４０、４１からオイルシール１８，１９のリップ部に潤滑剤が供給されることによって、オイルシール１８、１９のためにグリースのような潤滑剤の補給を不要とすることができ、その結果、軸受ユニットからの余剰の潤滑剤の漏れのような問題がなくなり、軸受ユニットの周囲環境を漏れた潤滑剤で汚染するのを防止することができる。さらに、潤滑剤含有ポリマ部材４０，４１そのものがシールとして機能するので、オイルシール４０，４１に加えてより強固なシール効果を得ることができる。
【００３２】
上記第１の実施の形態において、軸受ユニットは、潤滑剤含有ポリマ部材２０に代えて、軸受内部両側面に接触リップシールを内蔵して軸受１２の内部空間にグリースを密封充填したものであってもよい。
【００３３】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る軸受ユニットは図２に示される構成を有している。ここに、図２は本発明の第２の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す。
【００３４】
第２の実施の形態に係る軸受ユニットは第１の実施の形態のものと同様のプランマブロックであり、ハウジング１３の両端面部にオイルシール１８，１９を設けていない点が第１の実施の形態に係る軸受ユニットと異なる。従って、第１の実施の形態に係る軸受ユニットの構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付してその説明を省略する。
【００３５】
図２において、ハウジング１３の軸側端面部のシール溝には、当該軸側端面部と軸１０の間のシールを確保するために、リング状の潤滑剤含有ポリマ部材４０が軸１０に外嵌するように設けられている。潤滑剤含有ポリマ部材４０は、ハウジング１３の外部から水や粉塵の侵入を防止するものである。また、同様に、ハウジング１３の軸端側端面部には、潤滑剤含有ポリマ部材４０と同様の構成を有するリング状の潤滑剤含有ポリマ部材４１が縮径部１１ａに外嵌するように設けられている。
【００３６】
上記潤滑剤含有ポリマ部材２０の潤滑剤含有ポリマの組成は、第１の実施の形態のものと同じである。
【００３７】
上記潤滑剤含有ポリマ部材４０，４１の潤滑剤含有ポリマの組成は、超高分子量ポリエチレン（超高分子量に分類される）１０ｗｔ％、高密度ポリエチレン（比較的低分子量に分類される）２０ｗｔ％、及びパラフィン系鉱油７０ｗｔ％からなる。
【００３８】
上記第２の実施の形態においては、潤滑剤含有ポリマ部材４０、４１が軸封シール装置を構成する。
【００３９】
上記第２の実施の形態によれば、潤滑剤含有ポリマ部材２０の作用効果に加えて、ハウジング１３の両端面部と軸１０の間のシールを潤滑剤含有ポリマ部材４０，４１により確保することができ、シールのためにグリースのような潤滑剤の補給を不要とすることができる。加えて軸受ユニットからの余剰の潤滑剤の漏れのような問題がなくなり、軸受ユニットの周囲環境を漏れた潤滑剤で汚染するのを防止することができる。
【００４０】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る軸受ユニットは図３に示される構成を有している。ここに、図３は本発明の第３の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す。
【００４１】
第３の実施の形態に係る軸受ユニットは第２の実施の形態のものと同様のプランマブロックであり、オイルシール１８，１９及び潤滑剤含有ポリマ部材４０、４１に代えて、潤滑剤含有ポリマ部材５０，５５等を設けている点が第２の実施の形態に係る軸受ユニットと異なる。従って、第２の実施の形態に係る軸受ユニットの構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付してその説明を省略する。
【００４２】
図３において、ハウジング１３の軸側端面部のシール溝には、当該軸側端面部と軸１０の間のシールを確保するために、リング状の潤滑剤含有ポリマ部材５０が軸１０に外嵌されている。潤滑剤含有ポリマ部材５０は、ハウジング１３の外部から水や粉塵の侵入を防止するものである。
【００４３】
図４は、潤滑剤含有ポリマ部材５０の構成を図３のＡ−Ａ線断面図として示すものである。図４において、潤滑剤含有ポリマ部材５０は、１ヶ所で切り割られたリング状をなすと共にその外周部には周方向に沿って深い溝が形成されており、この溝にはガータスプリング５２が嵌められている。潤滑剤含有ポリマ部材５２の切断部の対向部に円筒状の径方向孔が設けられ、その孔の中にポリエチレン製又はポリオキサイドメチレン製の管状補強部材５３が挿入されている。この補強部材５３には、ハウジング１３に適宜に設けられた貫通孔を介して回り止め５４が挿入される。これにより、潤滑剤含有ポリマ部材５０が軸１０の回転に連れて回るのを防止することができる。なお、潤滑剤含有ポリマ部材５０の分割部は１ヶ所以上であってもい。
【００４４】
また、ハウジング１３の軸端側端面部のシール溝には、潤滑剤含有ポリマ部材５０と同様の構成を有するリング状の潤滑剤含有ポリマ部材５５が縮径部１１ａに外嵌するように設けられている。
【００４５】
上記潤滑剤含有ポリマ部材２０の潤滑剤含有ポリマの組成は、第１の実施の形態のものと同じである。
【００４６】
上記潤滑剤含有ポリマ部材５０，５５の潤滑剤含有ポリマの組成は、超高分子量ポリエチレン（超高分子量に分類される）１０ｗｔ％、高密度ポリエチレン（比較的低分子量に分類される）２０ｗｔ％、及びパラフィン系鉱油７０ｗｔ％からなってもよく、又は超高分子量ポリエチレン１０ｗｔ％高密度ポリエチレン４０ｗｔ％、及びパラフィン系鉱油５０ｗｔ％からなり、前述の組成より構造部材としての強度を増すような組成としてもよい。
【００４７】
上記第３の実施の形態においては、潤滑剤含有ポリマ部材５２（５５）及びガータスプリング５３が軸封シール部材を構成する。
【００４８】
上記第３の実施の形態によれば、潤滑剤含有ポリマ部材２０の作用効果に加えて、ハウジング１３の両端面部と軸１０の間のシールを潤滑剤含有ポリマ部材５０，５５により確保することができ、シールのためにグリースのような潤滑剤の補給を不要とすることができる。加えて軸受ユニットからの余剰の潤滑剤の漏れのような問題がなくなり、軸受ユニットの周囲環境を漏れた潤滑剤で汚染するのを防止することができる。また、回り止め５４により潤滑剤含有ポリマ部材５０，５５が軸１０の回転に連れて回るのを防止することができる。
【００４９】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る軸受ユニットは図５に示される構成を有している。ここに、図５は本発明の第４の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す。
【００５０】
第４の実施の形態に係る軸受ユニットは第３の実施の形態のものと同様のプランマブロックであり、潤滑剤含有ポリマ部材５０，５５等に代えて、潤滑剤含有ポリマ部材６２，６５等を設けている点が第３の実施の形態に係る軸受ユニットと異なる。従って、第３の実施の形態に係る軸受ユニットの構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付してその説明を省略する。
【００５１】
図５において、ハウジング１３の軸側端面部のシール溝には、当該軸側端面部と軸１０の間のシールを確保するために、リング状の潤滑剤含有ポリマ部材６２が軸１０に外嵌されている。潤滑剤含有ポリマ部材６２は、ハウジング１３の外部から水や粉塵の侵入を防止するものである。
【００５２】
図６は、潤滑剤含有ポリマ部材６２の構成を図５のＢ−Ｂ線断面図等として示すものである。図６において、潤滑剤含有ポリマ部材６２は、１ヶ所で切り割られたリング状をなすと共に潤滑剤含有ポリマ部材６２の外周部には周方向に沿って溝が形成されており、この溝にはガータスプリング６３が嵌められている。また、潤滑剤含有ポリマ部材６２は、互いに等角度間隔、例えば１２０°間隔で配列され、軸１０の長手方向に延長する３本の弾性部材、例えばゴム等の回り止め６４によりハウジング１３の軸側端面部に固定されている。これにより、潤滑剤含有ポリマ部材６２が軸１０の回転に連れて回るのを防止することができる。なお、潤滑剤含有ポリマ部材６２の分割部は１ヶ所以上であってもよい。
【００５３】
また、ハウジング１３の軸端側端面部のシール溝には潤滑剤含有ポリマ部材６２と同様の構成を有するリング状の潤滑剤含有ポリマ部材６５が縮径部１１ａに外嵌するように設けられている。
【００５４】
上記潤滑剤含有ポリマ部材２０の潤滑剤含有ポリマの組成は、第１の実施の形態のものと同じである。
【００５５】
上記潤滑剤含有ポリマ部材６２，６５の潤滑剤含有ポリマの組成は、先の第２の実施の形態における潤滑剤含有部材４０，４１と同じである。
【００５６】
上記第４の実施の形態においては、潤滑剤含有ポリマ部材６２（６５）及びガータスプリング６３が軸封シール部材を構成する。
【００５７】
上記第４の実施の形態によれば、潤滑剤含有ポリマ部材２０の作用効果に加えて、ハウジング１３の両端面部と軸１０の間のシールを潤滑剤含有ポリマ部材６２，６５により確保することができ、シールのために潤滑剤の補給を不要とすることができる。加えて軸受ユニットからの余剰の潤滑剤の漏れのような問題がなくなり、軸受ユニットの周囲環境を漏れた潤滑剤で汚染するのを防止することができる。また、回り止め６４により潤滑剤含有ポリマ部材６２，６５が軸１０の回転に連れて回るのを防止することができる。
【００５８】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットは図７に示される構成を有している。ここに、図７は本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す。
【００５９】
第５の実施の形態に係る軸受ユニットは第２の実施の形態のものと同様のプランマブロックであり、潤滑剤含有ポリマ部材４０、４１に代えて、潤滑剤含有ポリマ部材７２，７５及び弾圧可能リング部材７３を設けている点が第２の実施の形態に係る軸受ユニットと異なる。従って、第２の実施の形態に係る軸受ユニットの構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付してその説明を省略する。
【００６０】
図７において、ハウジング１３の軸側端面部のシール溝には、当該軸側端面部と軸１０の間のシールを確保するために、リング状の潤滑剤含有ポリマ部材７２が軸１０に外嵌されている。潤滑剤含有ポリマ部材７２は、ハウジング１３の外部から水や粉塵の侵入を防止するものである。
【００６１】
図８は、潤滑剤含有ポリマ部材７２の構成を平面図として示すものである。図８において、潤滑剤含有ポリマ部材７２は、１ヶ所で切り割られたリング状をなしていると共に、その外周部には周方向に沿って深い溝が形成されており、この溝には弾圧可能リング部材７３が嵌められている。弾圧可能リング部材７３の弾性により弾圧可能リング部材７３と潤滑剤含有ポリマ部材７２に一体的に装着することができ、加えて、潤滑剤含有ポリマ部材７２の内周面が軸１０と密着し、シール性能を向上させることができる。なお、潤滑剤含有ポリマ部材７２の分割部は１ヶ所以上であってもよい。また、あるいは潤滑剤含有ポリマ部材７２は１ヶ所も分割されていない完全な閉じたリングであってもよい。この場合も、弾圧可能リング部材７３が潤滑剤含有ポリマ部材７２を外周から均一に圧縮するので潤滑剤含有ポリマ部材７２の内周面は軸１０に密着し、その結果良好なシール性能が得られる。
【００６２】
潤滑剤含有ポリマ７２の切り割り方法としては、軸方向に平行な切断面のみで切断されてもよいが、一部に軸方向に垂直な面を含む切断面で切断すれば潤滑剤含有ポリマ７２の切断面同士が軸方向に重なるようになるのでシール性能をさらに向上させることができる。
【００６３】
弾圧可能リング部材７３は、ゴム等の弾圧材でもよいが特にスポンジのような多孔質体、例えばポリウレタンフォーム等を用いると多孔質体に油等の潤滑剤を滲み込ませることが可能となり、潤滑剤含有ポリマ部材７２の潤滑剤のリザーバとして機能する。また、弾圧可能リング部材７３の外径は、潤滑剤含有ポリマ７２の外径及びハウジング１３の軸側端面部の溝径より大きく設定されており、これにより弾圧可能リング部材７３は、ハウジング１３の軸側端面部の溝底部により径方向内側に押圧され、その結果潤滑剤含有ポリマ部材７２の回り止めとしても機能する。
【００６４】
また、ハウジング１３の軸端側端面部には、潤滑剤含有ポリマ部材７２と同様の構成を有するリング状の潤滑剤含有ポリマ部材７５が縮径部１１ａに外嵌するように設けられている。
【００６５】
上記潤滑剤含有ポリマ部材２０の潤滑剤含有ポリマの組成は、第１の実施の形態のものと同じである。
【００６６】
上記潤滑剤含有ポリマ部材７２，７５の潤滑剤含有ポリマの組成は、超高分子量ポリエチレン（超高分子量に分類される）１０ｗｔ％、高密度ポリエチレン（比較的低分子量に分類される）２０ｗｔ％、及びパラフィン系鉱油７０ｗｔ％からなってもよく、又は超高分子量ポリエチレン１０ｗｔ％高密度ポリエチレン４０ｗｔ％、及びパラフィン系軸受鉱油５０ｗｔ％からなり、前述の組成より構造部材としての強度を増すような組成としてもよい。
【００６７】
上記第５の実施の形態においては、潤滑剤含有ポリマ部材７２（７５）及び弾圧可能リング部材７３が軸封シール装置を構成する。
【００６８】
上記第５の実施の形態によれば、潤滑剤含有ポリマ部材２０の作用効果に加えて、ハウジング１３の両端面部と軸１０の間のシールを潤滑剤含有ポリマ部材７２，７５により確保することができ、シールのためにグリース等の潤滑剤の補給を不要とすることができる。加えて軸受ユニットからの余剰の潤滑剤の漏れのような問題がなくなり、軸受ユニットの周囲環境を漏れた潤滑剤で汚染するのを防止することができる。また、弾圧可能リング部材７３は多孔質体からなるのでこの多孔質体にオイル等の潤滑剤を滲み込ませることが可能となり、潤滑剤含有ポリマ部材７２の潤滑剤のリザーバとして機能することができ、弾圧可能リング部材７３の外径は、潤滑剤含有ポリマ７２の外径及びハウジング１３の軸側端面部の溝径より大きく設定されており、これにより弾圧可能リング部材７３は、ハウジング１３の軸側端面部の溝底部により径方向内側に押圧され、その結果潤滑剤含有ポリマ部材７２の回り止めとしても機能することができ、潤滑剤含有ポリマ部材７２，７５が軸１０の回転に連れて回るのを防止することができる。
【００６９】
以下、上記本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットにおける軸封シール装置の変形例を説明する。
【００７０】
図９は、上記本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットにおける軸封シール装置の第１の変形例の構成を示す部分断面図である。
【００７１】
図９において、内周面に周溝を有する弾圧可能リング部材７３ａがハウジング１３の軸側端面部のシール溝内に弾圧的に納められており、軸１０に外嵌された潤滑剤含有ポリマ部材７２ａの外周部は前記弾圧可能リング部材７３ａの周溝に収容されている。潤滑剤含有ポリマ部材７２ａは少なくとも１ヶ所で切り割られたリング状をなしているか、又は完全な閉じたリング状をなしており、弾圧可能リング部材７３の弾性により潤滑剤含有ポリマ部材７２ａを軸１０に密着させてシール効果を向上させている。
【００７２】
潤滑剤含有ポリマ部材７２ａの切り割り方法は上記第５の実施の形態における潤滑剤含有ポリマ部材７２のものと同様である。また、潤滑剤含有ポリマ部材７２ａ及び弾圧可能リング部材７３ａの組成は、それぞれ上記第５の実施の形態における潤滑剤含有ポリマ部材７２及び弾圧可能リング部材７３のものと同様である。
【００７３】
図１０は、上記本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットにおける軸封シール装置の第２の変形例の構成を示す部分断面図である。
【００７４】
図１０において、潤滑剤含有ポリマ部材７２ｂは少なくとも１ヶ所で切り割られたリング状をなすか、あるいは完全に閉じたリング状をなし、且つ軸１０に外嵌されていると共にその外周部に断面Ｕ字状の突条部７４を有し、それらの突条部７４はハウジング１３の軸側端面部のシール溝内に収容されている。突条部７４はばねとして機能し、潤滑剤含有ポリマ部材７２ｂを軸１０に密着させてシール効果を向上させることができる。
【００７５】
図１１は、上記潤滑剤含有ポリマ７２ｂの変形例の構成を示す部分断面図である。図１１において、潤滑剤含有ポリマ部材７２ｃは少なくとも１ヶ所で切り割られたリング状をなすか、あるいは完全に閉じたリング状をなし、且つその外周部に長手軸に垂直な断面において断面アーチ状の突出部７７を等角度間隔で例えば６個有し、それらの突出部７７はハウジング１３の軸側端面部のシール溝内に収容されている。突出部７７は上記突条部７４と同様にばねとして機能し、潤滑剤含有部材７２ｂを軸に密着させてシール効果を向上させることができる。
【００７６】
潤滑剤含有ポリマ部材７２ｂ，７２ｃの組成は、それぞれ上記第５の実施の形態における潤滑剤含有ポリマ部材７２のものと同様である。
【００７７】
図１２は、上記本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットにおける軸封シール装置の第３の変形例の構成を示す部分断面図である。
【００７８】
図１２においてハウジング１３の軸側端面部のシール溝内にオイルシール７６が納められており、このオイルシール７６のリップは軸１０に摺接している。さらに、オイルシール７６には軸１０に外嵌された潤滑剤含有ポリマ部材７２ｄが弾圧的に内包されており、潤滑剤含有ポリマ部材７２ｄは少なくとも１ヶ所で切り割られたリング状をなしているか、あるいは完全に閉じたリング状をなしている。これにより、潤滑剤含有ポリマ部材７２ｄが軸１０と供回りするのを防止することができると共に、潤滑剤含有ポリマ部材７２ｄを軸１０に密着させてシール効果を向上させている。
【００７９】
潤滑剤含有ポリマ部材７２ｄの組成は、それぞれ上記第５の実施の形態における潤滑剤含有ポリマ部材７２ものと同様である。
【００８０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１の軸受ユニットによれば、リング状の潤滑剤含有ポリマ部材を少なくとも１ヶ所で分割した上でその外周部に嵌められた弾性部材が潤滑剤含有ポリマ部材を径方向内側に押圧すると共に弾性部材が潤滑剤を滲み込ませた多孔質体からなるので、軸封シール装置の封止性能を安定させると共に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す断面図である。
【図６】（ａ）は図５のＢ−Ｂ線端面図であり、（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線端面図であり、（ｃ）は図６（ｂ）の部分拡大図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す断面図である。
【図８】図７の軸受ユニットにおける潤滑剤含有ポリマ部材７２の平面図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットにおける軸封シール装置の第１の変形例の構成を示す部分断面図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットにおける軸封シール装置の第２の変形例の構成を示す部分断面図である。
【図１１】図１０における潤滑剤含有ポリマ７２ｂの変形例の構成を示す部分断面図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に係る軸受ユニットにおける軸封シール装置の第３の変形例の構成を説明する部分断面図である。
【図１３】従来の軸受ユニットの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 軸
１１ 縮径部
１２ 転がり軸受
１３ ハウジング
１４ 内輪
１５ 外輪
１６ ころ
１７ 保持器
１８，１９ オイルシール
２０ 潤滑剤含有ポリマ部材
４０，４１ 潤滑剤含有ポリマ部材
５０，５５ 潤滑剤含有ポリマ部材
６２，６５ 潤滑剤含有ポリマ部材
７２，７２ａ、７２ｂ，７２ｃ，７５ 潤滑剤含有ポリマ部材
７３，７３ａ 弾圧可能リング部材
Claims (4)
- 内輪と外輪を有し前記内輪が軸に外嵌された転がり軸受と、前記転がり軸受を収容する軸受箱と、前記軸が前記軸受箱を貫通する部位の少なくとも一方に軸封シール装置とを備える軸受ユニットにおいて、
前記軸封シール装置は、前記軸を外嵌されると共に少なくとも１ヶ所で分割されたリング状の潤滑剤含有ポリマ部材と、前記潤滑剤含有ポリマ部材を径方向内側に押圧すべく前記潤滑剤含有ポリマ部材の外周部に嵌められた弾性部材とを備え、前記弾性部材は潤滑剤を滲み込ませた多孔質体からなることを特徴とする軸受ユニット。 - 前記潤滑剤含有ポリマ部材は、全重量に対してポリオレフィン系樹脂１０〜５０ｗｔ％、潤滑剤９０〜５０ｗｔ％を含むことを特徴とする請求項１に記載の軸受ユニット。
- 前記ポリオレフィン系樹脂は、ワックスに分類されるもの０〜５ｗｔ％、低分子量のもの８〜４８ｗｔ％、超高分子量のもの２〜１０ｗｔ％を含むことを特徴とする請求項２に記載の軸受ユニット。
- 前記潤滑油含有ポリマ部材が前記軸の回転に連れて回るのを防止する回り止めを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の軸受ユニット。
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