JP4784200B2

JP4784200B2 - 非金属材巻き軸受

Info

Publication number: JP4784200B2
Application number: JP2005238927A
Authority: JP
Inventors: 明年前田; 護青木
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2005-08-19
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2025-08-19
Also published as: JP2007051747A

Description

本発明は、機器の搬送部や駆動部に用い、シール機能の強化あるいはコスト削減を図り、樹脂材又はゴム材を外輪に巻き付けた非金属材巻き軸受に関する。

図９は、従来例に係る樹脂巻き軸受の断面図である。内輪１と外輪２との間に、転動体としての玉３が介装してあり、保持器４が装着してあり、さらに、その両側には、シール部材５，５が設けてある。外輪２の外周には、樹脂材６が外嵌してある。

一般の樹脂巻き、ゴム巻き軸受は、軸受外周面に、樹脂やゴムを巻き付けた構造で、それらの巻物は、軸受に対するシール機能は考慮されおらず、鉄板製非接触シールド、非接触ゴムシール、接触ゴムシールタイプの軸受を使用してきた。

特許文献１では、外輪の外径面および端面を樹脂部材で被覆した樹脂巻き軸受において、樹脂部材が熱収縮性樹脂からなるチューブ状をなし、チューブの熱収縮により外輪外径面および端面を被覆してある。

特許文献２では、転がり軸受の外輪の外周に、互いに内外に重なる内側樹脂層および外側樹脂層を設ける。内側樹脂層は外側樹脂層よりも硬度が高い樹脂とし、かつ外側樹脂層は射出成形により内側樹脂層に一体に溶着する。内側樹脂層と外側樹脂層には、互いに嵌まり合う鍔、環状凹部等の凹凸部を設けている。

特許文献３では、転がり軸受の外輪の外周に加硫のための加熱処理が未処理のゴムリング内周層を設ける過程と、軸受が挿入された金型内でゴムリング内周層の外周に形成されたキャビティにゴムリング外周層となる溶融ゴムを注入する過程と、この後にゴムリングの内外両層の加熱処理を行う過程とを含み、金型はキャビティの外周面にゲートを有するものとしてある。
特開２００１−１０７９７４号公報特開平１１−５１０６３号公報特開平５−２３７９６０号公報

しかしながら、上記ユニット軸受は、シール付き軸受を採用するため、コストが高くなる。また、軸受シール機構のみのため、よりグリースの密封性や外部からの防塵性が要求される使用環境では向かない。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、コスト削減を図ると共に、シール機能を強化し、防塵性も強化して長寿命化を図ることができる、非金属材巻き軸受を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る非金属材巻き軸受は、軸受の外周に、非金属材を巻き付けた非金属材巻き軸受に於いて、前記非金属材は前記軸受の外周面に接合により巻き付けたものであり、前記非金属材から、前記軸受をシールするためのシール片が、径方向で前記軸受の内輪の外周面近傍まで延在してあり、前記非金属材は、軸方向で一端側のみに前記シール片を形成しており、前記一端側において前記軸受の外輪内周面は軸方向外端部に拡径内周部を形成しており、前記シール片は、前記拡径内周部に嵌合するように軸方向内側に向かって肉厚となっており、前記外輪の前記拡径内周部は、軸方向内側に向かって拡径する勾配を有しており、前記非金属材の軸方向他端側部に前記外輪の外周面に当接する爪状の突起が形成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る非金属材巻き軸受は、軸受の外周に、非金属材を巻き付けた非金属材巻き軸受に於いて、前記非金属材は前記軸受の外周面に接合により巻き付けたものであり、前記非金属材から、前記軸受をシールするためのシール片が、径方向で前記軸受の内輪の外周面近傍まで延在してあり、前記非金属材は、軸受外周に並置され、軸受軸方向両端にそれぞれ対応して配置された一対の半分体から成り、該半分体は、それぞれ軸受軸方向両端に対応する部分から前記シール片を形成しており、前記軸受の外輪内周面は軸方向で外端部に拡径内周部を形成しており、前記シール片は、前記拡径内周部に嵌合するように軸方向内側に向かって肉厚となっており、前記外輪の前記拡径内周部は、軸方向内側に向かって拡径する勾配を有していることを特徴とする。

好適には、前記非金属材に、樹脂材あるいはゴム材を使用してある。

また、好適には、前記軸受に、導電性軸受を使用し、かつ、前記非金属材に、導電性樹脂材あるいは導電性ゴム材を使用してある。

さらに、好適には、前記軸受は、ＳＵＳ材あるいはＳＵＪ２材に防錆メッキ処理を施したものである。

さらに、好適には、前記ゴム材は、その硬度を８０°以下としてある。

本発明によれば、コスト削減を図ると共に、シール機能を強化し、防塵性も強化して長寿命化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態及び参考例に係る非金属材巻き軸受を図面を参照しつつ説明する。

（第１参考例）
図１（ａ）乃至（ｄ）は、それぞれ、本発明の第１参考例に係る樹脂巻き軸受の断面図である。

図１（ａ）の例では、内輪１と外輪２との間に、転動体としての玉３が介装してあり、保持器４が装着してあり、さらに、その片側には、シール部材５が設けてある（片側シール付きタイプ）。外輪２の外周には、樹脂材６が設けてある。

樹脂材６の片側から、軸受をシールするためのシール片１０が一体的に延在してある。このシール片１０は、軸受内径部まで延ばしてある。

樹脂材６は、例えば、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート等である。なお、軸受と巻物（樹脂材６）との接合は、接着、圧入、またはそれら組み合わせにて必要な接合力が得られれば良い。

以上により、片側シールなしの軸受を使用することができ、コストダウンが可能となる。

図１（ｂ）の例では、軸受の両側に、シール部材は設けていない（両側シールなしタイプ）。

樹脂材は、左右に分割してあり、一対の樹脂材６ａ，６ｂからなる。

樹脂材６ａ，６ｂから、夫々、軸受をシールするためのシール片１０ａ，１０ｂが一体的に延在してある。このシール片１０ａ，１０ｂは、軸受内径部まで延ばしてある。

これにより、両側シールなしの軸受を使用することができ、コストダウンが可能となる。

図１（ｃ）の例では、軸受の両側に、シール部材５，５が設けてある（両側シール付きタイプ）。

これにより、両側シール付き軸受との併用で、グリースの密封性を強化でき、外部環境を汚染しないユニット軸受を提供できる。また、外部からの防塵性も強化され長寿命化の効果がある。

図１（ｄ）の例では、軸受の両側に、シール部材５，５が設けてある（両側シール付きタイプ）。

（第２参考例）
図２（ａ）乃至（ｄ）は、それぞれ、本発明の第２参考例に係るゴム巻き軸受の断面図である。

図２（ａ）の例では、内輪１と外輪２との間に、転動体としての玉３が介装してあり、保持器４が装着してあり、さらに、その片側には、シール部材５が設けてある（片側シール付きタイプ）。外輪２の外周には、金属製の芯金８を介して、ゴム材７が設けてある。

芯金８の片側から、軸受をシールするためのシール片１１が一体的に延在してある。このシール片１１は、軸受内径部まで延ばしてある。

ゴム材７は、例えば、天然ゴム系、ＮＢＲ系、ＳＢＲ系、ＥＰＤＭ系、特殊合成ゴム系、ゴム樹脂複合体変性ポリオレフィン系、ＣＲ系、発泡ウレタン系等である。なお、軸受と巻物（ゴム材７）との接合は、接着、圧入、またはそれら組み合わせにて必要な接合力が得られれば良い。

図２（ｂ）の例では、軸受の両側に、シール部材は設けていない（両側シールなしタイプ）。

ゴム材及び芯金は、左右に分割してあり、一対のゴム材７ａ，７ｂと芯金８ａ，８ｂからなる。

芯金８ａ，８ｂから、夫々、軸受をシールするためのシール片１１ａ，１１ｂが一体的に延在してある。このシール片１１ａ，１１ｂは、軸受内径部まで延ばしてある。

図２（ｃ）の例では、軸受の両側に、シール部材５，５が設けてある（両側シール付きタイプ）。

図２（ｄ）の例では、軸受の両側に、シール部材５，５が設けてある（両側シール付きタイプ）。

（第３参考例）
図３（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ、本発明の第３参考例に係る非金属材巻き軸受の断面図である。

図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本発明の第３参考例に係る非金属材巻き軸受の断面図である。

図３（ａ）乃至（ｃ）及び図４（ａ）及び（ｂ）の例では、非金属材の巻物の外径形状が、ローラ形状、段付きローラ形状、Ｖ溝付き形状、歯車形状等、多種製作可能である。非金属材の巻物の幅形状は、軸受中心から左右対称でも、非対象でも良い。

図３（ａ）の例では、軸受の片側に、シール部材５が設けてある（片側シール付きタイプ）。外輪２の外周には、樹脂材６が設けてある。

樹脂材６は、外径段付きローラ形状に形成してある。

図３（ｂ）の例では、軸受の両側に、シール部材は設けていない（両側シールなしタイプ）。

ゴム材７ａ，７ｂは、Ｖ溝付きローラ形状に形成してある。

図３（ｃ）の例では、軸受の両側に、シール部材は設けていない（両側シールなしタイプ）。

樹脂材６ａ，６ｂは、外径溝付きローラ形状に形成してある。

図４（ａ）の例では、軸受の両側に、シール部材５，５が設けてある（両側シール付きタイプ）。

外輪２の外周には、金属製の芯金８を介して、樹脂材６が設けてある。

樹脂材６は、歯車形状に形成してあり、ギア、スプロケット等である。

図４（ｂ）の例では、軸受の両側に、シール部材５，５が設けてある（両側シール付きタイプ）。外輪２の外周には、樹脂材６が設けてある。

樹脂材６の片側から、軸受をシールするためのシール片１０が一体的に延在してある。このシール片１０は、内輪内径部付近まで長くなるように延ばしてある。

（実施の形態）
図５（ａ）乃至（ｄ）は、それぞれ、本発明の実施の形態に係る非金属材巻き軸受の図であって、（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、樹脂材巻き軸受の断面図であり、（ｃ）及び（ｄ）は、（ａ）の符号ｃ，ｄにより丸で囲んだ部分の拡大断面図である。

図５（ａ）の例では、軸受の片側には、シール部材５が設けてある（片側シール付きタイプ）。外輪２の外周には、樹脂材６が設けてある。

さらに、シール片１０は、樹脂材６の近辺では、薄肉であるが、内輪１側に近付くにつれて、厚肉状に形成してある。

図５（ｃ）に示すように、樹脂材６の先端縁（α）は、少し「爪」状になっている。また、樹脂材６と外輪２とは、接着でもよい。図５（ｄ）に示すように、板溝の角度（β）は、１０〜３０°である。また、樹脂材６（シール片１０）の抜き勾配は、０．５〜５°である。

図５（ｂ）の例では、軸受の両側に、シール部材は設けていない（両側シールなしタイプ）。

樹脂材は、左右に分割してあり、一対の樹脂材６ａ，６ｂからなる。両者は、接着により接合してあってもよい。

さらに、シール片１０ａ，１０ｂは、樹脂材６ａ，６ｂの近辺では、薄肉であるが、内輪１側に近付くにつれて、厚肉状に形成してある。

（第４参考例）
図６は、本発明の第４参考例に係る樹脂材巻き軸受の断面図である。

本参考例では、２個の転がり軸受が離間して配置してあり、これら２個の軸受の外周には、繋がった１個の樹脂材６が設けてある。樹脂材６の中間部に、厚肉状のシール部１２が形成してあり、２個の軸受をシールするように形成してある。

（第５参考例）
図７（ａ）乃至（ｄ）は、それぞれ、本発明の第５参考例に係るゴム巻き軸受の断面図である。

図７（ａ）の例では、軸受の片側には、シール部材５が設けてある（片側シール付きタイプ）。外輪２の外周には、金属製の芯金８を介して、ゴム材７が設けてある。

ゴム材７は、第２参考例に比べて、薄肉に形成してある。また、好適には、ゴム材７は芯金８に接着してあってもよく、芯金８は外輪２に圧入又は接着してあってもよい。

図７（ｂ）の例では、軸受の両側に、シール部材は設けていない（両側シールなしタイプ）。

ゴム材７ａ，７ｂは、第２参考例に比べて、薄肉に形成してある。また、好適には、ゴム材７ａ，７ｂは芯金８ａ，８ｂに接着してあってもよく、芯金８ａ，８ｂは外輪２に圧入又は接着してあってもよい。

図７（ｃ）の例では、軸受の両側に、シール部材５，５が設けてある（両側シール付きタイプ）。

図７（ｄ）の例では、軸受の両側に、シール部材５，５が設けてある（両側シール付きタイプ）。

また、上記複数の参考例及び実施の形態に於いて、特に図示しないが、好適には、軸受に、導電性軸受を使用し、かつ、非金属材に、導電性樹脂材あるいは導電性ゴム材を使用してもよい。さらに、好適には、軸受は、ＳＵＳ材あるいはＳＵＪ２材に防錆メッキ処理を施したものであってもよい。さらに、好適には、ゴム材７は、その硬度を８０°以下としてあってもよい。さらに、内輪平面に接触しないよう外輪平面部に段差を設け、シール構造を内輪内径近くまで延長したものでも良い。

第１参考例の図１（ａ）乃至（ｄ）に係る仕様のグリース密封性の結果を、表１と図８に示す。
図１（ａ）乃至（ｄ）は、それぞれ、実施例１乃至４に対応している。

実施例１，２（図１（ａ）（ｂ））は、コストダウン仕様であり、従来例より、密封性は若干劣るが、実使用上問題ない範囲である。実施例３，４（図１（ｃ）（ｄ））は、従来例より、密封性が向上している。第２参考例の図２（ａ）乃至（ｄ）に係る仕様でも同様の特性を示す。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。

（ａ）乃至（ｄ）は、それぞれ、本発明の第１参考例に係る樹脂巻き軸受の断面図である。（ａ）乃至（ｄ）は、それぞれ、本発明の第２参考例に係るゴム巻き軸受の断面図である。（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ、本発明の第３参考例に係る非金属材巻き軸受の断面図である。（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本発明の第３参考例に係る非金属材巻き軸受の断面図である。（ａ）乃至（ｄ）は、それぞれ、本発明の実施の形態に係る非金属材巻き軸受の図であって、（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、樹脂材巻き軸受の断面図であり、（ｃ）及び（ｄ）は、（ａ）の符号ｃ，ｄにより丸で囲んだ部分の拡大断面図である。本発明の第４参考例に係る樹脂材巻き軸受の断面図である。（ａ）乃至（ｄ）は、それぞれ、本発明の第５参考例に係るゴム巻き軸受の断面図である。表１の実施例に係るグラフである。従来例に係る樹脂巻き軸受の断面図である。

符号の説明

１内輪
２外輪
３玉
４保持器
５シール部材
６，６ａ，６ｂ樹脂材
７，７ａ，７ｂゴム材
８，８ａ，８ｂ芯金
１０，１０ａ，１０ｂシール片
１１，１１ａ，１１ｂシール片
１２シール部

Claims

軸受の外周に、非金属材を巻き付けた非金属材巻き軸受に於いて、
前記非金属材は前記軸受の外周面に接合により巻き付けたものであり、
前記非金属材から、前記軸受をシールするためのシール片が、径方向で前記軸受の内輪の外周面近傍まで延在してあり、
前記非金属材は、軸方向で一端側のみに前記シール片を形成しており、
前記一端側において前記軸受の外輪内周面は軸方向外端部に拡径内周部を形成しており、
前記シール片は、前記拡径内周部に嵌合するように軸方向内側に向かって肉厚となっており、
前記外輪の前記拡径内周部は、軸方向内側に向かって拡径する勾配を有しており、
前記非金属材の軸方向他端側部に前記外輪の外周面に当接する爪状の突起が形成されていることを特徴とする非金属材巻き軸受。
軸受の外周に、非金属材を巻き付けた非金属材巻き軸受に於いて、
前記非金属材は前記軸受の外周面に接合により巻き付けたものであり、
前記非金属材から、前記軸受をシールするためのシール片が、径方向で前記軸受の内輪の外周面近傍まで延在してあり、
前記非金属材は、軸受外周に並置され、軸受軸方向両端にそれぞれ対応して配置された一対の半分体から成り、
該半分体は、それぞれ軸受軸方向両端に対応する部分から前記シール片を形成しており、
前記軸受の外輪内周面は軸方向で外端部に拡径内周部を形成しており、
前記シール片は、前記拡径内周部に嵌合するように軸方向内側に向かって肉厚となっており、
前記外輪の前記拡径内周部は、軸方向内側に向かって拡径する勾配を有していることを特徴とする非金属材巻き軸受。