JP4960962B2 - 球面滑り軸受 - Google Patents

Description

本発明は、球面滑り軸受に関し、前記球面滑り軸受は、球状湾曲外面を有する内輪と前記内輪を受け且つ球状湾曲内面を有する外輪とから構成され、前記外輪の連続溝内にシールが配置され、前記シールは実質的に角のある（山形の）横断面を有する環状支持体と前記支持体に接続された封止体とを含み、前記封止体は前記内輪の球状湾曲外面に摩擦支持される。

付随の封止ユニットを有するこのような球面滑り軸受は、既にＤＥ２９９００９０７Ｕ１より知られている。図１、２および３と付随の記載から明らかなように、球面滑り軸受の外輪の溝内に封止ユニットが配置され、この封止ユニットは内輪の球状湾曲外面に摩擦支持されている。前記封止ユニットは角のある支持体からなり、この支持体は弾性封止体に接続され、さらに内輪の外面に摩擦支持されている。封止体はその外端で凸部により外輪の連続溝に受けられ、内輪の方向に向く単一の封止リップを備え、前記封止リップは２つの摩擦封止縁で内輪に支持されている。第３の摩擦封止縁は封止体に直接接続されているため、比較的強固である。３つの連続する封止縁はすべて内輪の球状湾曲外面に同時に摩擦支持され、プレストレスはほぼ同一である。従って、これらの封止縁は均一に磨耗するが、これは封止の観点からは有利ではない。

従って、本発明の目的は、確実な封止を提供し且つ磨耗に影響されない球面滑り軸受のための封止ユニットを提供することである。

本発明によれば、この目的は、請求項１の前文（前特徴部分）と共にその特徴部分により達成され、内輪の方向において、封止体は、反対の方向に向く２つの互いに対して離間された弾性封止リップを含み、軸受中心軸に直角に広がる平面に対して、前記第１の封止リップは外側に向き、前記第２の封止リップは内側に向き、両方の封止リップは少なくとも１つの摩擦封止縁を含み、第２の摩擦封止縁が前記第１の摩擦封止縁と内向きに離間された状態で隣り合い、前記第２の摩擦封止縁は嵌入時に、磨耗がまだ発生していない場合には隙間によって内輪の球状湾曲外面から離間される。

２つの互いに独立した封止リップは封止体に弾性接続されているために比較的小さな磨耗を保証し、封止の観点から長期に渡って、封止リップを点状に利用することにより高い表面圧力が得られる。ここでは外側に向いた封止リップがその摩擦封止縁と共に主要な封止機能を担うが、内側に向いた第２の封止リップがその封止縁と共に封止作用を補助する。第１の封止リップの第２の内向きに離間された封止縁の作用は時間的に相殺され、第１の摩擦封止縁が磨耗の影響を受けたときにのみその末使用の形状と係合する。従って、第１の摩擦封止縁をその作用が劣化した際に補助する第２の摩擦封止縁が設けられている。第１の摩擦封止縁の磨耗が大きくなると第２の摩擦封止縁の封止作用が増加するため、磨耗が進行してもあらゆる動作条件下において球面滑り軸受は確実に封止される。

本発明のさらなる有利な変形例は従属請求項２乃至７に記載されている。

従って、請求項２において、第１の封止リップの第１の摩擦封止縁は、嵌入時にプレストレスによって内輪の球状湾曲外面に支持される。このプレストレスによって封止リップが堅固に用いられるため、球面滑り軸受の外部から内部へ埃が入ることが防止される。

請求項３によれば、第２の封止リップの第３の摩擦封止縁は、嵌入時に第１の封止リップの第１の摩擦封止縁のプレストレスよりも実質的に小さな程度のプレストレスによって内輪の球状湾曲外面に支持されるようになっている。これは第２の封止リップの第３の摩擦封止縁が第１の封止リップを補助するようにのみ意図されているということを明示するためのもので、これは球面滑り軸受の封止作用において主要な役割を果たす。

請求項４による本発明のさらなる特徴によれば、角のある（山形の）支持体の第１の脚部は軸受中心軸に平行して封止体の方向に延び、第２の脚部は軸受中間点を貫通する平面に平行して延びるようにされており、前記第２の脚部は第１の摩擦封止縁の方向に向いている。

環状支持体と封止体との相互関係により、シールが一方では非常に安定した構造になり、他方では外輪の連続溝内で正確に固定される。

請求項５によれば、角のある支持体の第１の脚部をその外側で少なくとも部分的に封止体によって囲むこともできる。このようにして、角のある支持体と封止体とが密着し、シール全体の堅牢性がさらに増大する。

請求項６より明らかなように、角のある支持体は金属で構成され、封止体はエラストマで構成されるものとしている。

最後に、請求項７において、球面滑り軸受は手入れ不要の乾式滑り軸受の形態をとっており、外輪の球状湾曲内面と内輪の球状湾曲外面との間にオーバーレイが配置されている。この種の軸受はその耐用期間に渡って再注油の必要がないように設計されているため、その作用が特に広範囲に渡り且つ確実に動作するシールが必要とされる。

以下の例示的実施形態を参照して本発明をより詳細に説明する。

図１の断面図に示された従来技術の球面滑り軸受は内輪１を備えており、この内輪１は、その球状湾曲外面２を介して、向かい合う外輪３の球状湾曲内面４に受けられている。この球面滑り軸受はさらにシール１０を備え、このシール１０は外輪３の連続溝９内に締め付けられている。他端において、シール１０はその封止リップによって内輪１の球状湾曲外面２に摩擦支持され、これにより軸受輪１および３の２つの湾曲面２および４が外部から進入する埃から保護される。この図では本例において球面滑り軸受が再注油される場合があることをさらに示しており、この場合は内輪１および外輪３の両方に潤滑油通路５および６が設けられる。また明らかなように、外輪３がハウジング内に固定的に配置される時、内輪２はその軸受中心軸７を中心に回転運動する場合があり、軸受中間点８を中心に回動することも可能である。

図２および３から明らかなように、本発明によるシール１１は封止体１２および支持体１３から構成されており、支持体１３は加硫されて封止体１２内に入っている。エラストマで構成される封止体１２は外端に凸部１２．１を備え、この凸部１２により外輪３の連続溝９内に挿入されている。鉄材で構成される支持体１３は、軸方向内向きに延びる第１の脚部１３．１と、これと直角に配置され且つ平面１６に平行して延びる第２の脚部１３．２とを備えている。脚部１３．１、１３．２は両方ともその外側で少なくとも部分的に封止体１２に囲まれ、それにより安定したシール１１が形成されている。

内輪１の方向において、封止体１２は互いに対して離間された２つの封止リップ１２．２および１２．３に分離しており、第１の封止リップが１２．２で示され、第２の封止リップが１２．３で示されている。両方の封止リップ１２．２および１２．３は封止体１２に弾性接続され、第１の封止リップ１２．２は平面１６に対して所定の角度で外側に向かって延び、第２の封止リップ１２．３は所定の角度で内側に向かって延びている。平面１６はシール１１を貫通し、軸受中心軸７に直角に延びている。第１の封止リップ１２．２の傾斜角はαで示され、第２の封止リップ１２．３の傾斜角はβで示されている。これら２つの図面（図２は嵌入されていないシール１１を示し、図３は嵌入されたシール１１を示している）を比較することにより、第１の封止リップ１２．２ひいては第１の封止縁１２．４のプレストレスが第２の封止リップ１２．３ひいては封止縁１２．５のプレストレスよりも実質的に大きいことが分かる。これは、第１の封止リップ１２．２が嵌入時に外向きにたわむため、傾斜角βが事実上変化せず、傾斜角αが大きくなることに起因する。

シール１１が嵌入されたばかりでまだ磨耗の影響を受けていない状態の図３では、隙間１４が第２の封止縁１２．６と内輪１の球状湾曲外面２との間に形成されていることが分かる。第１の封止縁１２．４が磨耗されてくるに従って、隙間１４は徐々に減少し、その後最終的には完全に消滅し、第２の封止縁１２．６も内輪１の球状湾曲外面２に摩擦支持される。このように、本発明によれば、三重のシールが形成され、この三重のシールは最終的に磨耗の影響を受けることはなく、封止縁１２．４、１２．６および１２．５によって形成されるものである。これら３つの摩擦封止縁は外側から第１の封止縁１２．４、次に第２の封止縁１２．６、最後に第３の封止縁１２．５の順となり、外部から軸受内への埃および水分の侵入を極めて確実に不可能にしている。これは、例示的実施形態においては、確実に保護する必要のある高品質のオーバーレイ１５が本発明による球面滑り軸受に設けられているため、特に重要なことである。従って、オーバーレイ１５には、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）系の材料が適しており、性能の低い順ではＰＴＦＥ合成物、ＰＴＦＥ膜およびＰＴＦＥ繊維が挙げられる。

図１は、従来技術による球面滑り軸受の縦断面を示している。 図２は、嵌入前の本発明によって封止された球面滑り軸受の一部の拡大図を示している。 図３は、嵌入後の同部分を示している。

符号の説明

１ 内輪
２ 球状外面
３ 外輪
４ 球状内面
５ 潤滑油通路
６ 潤滑油通路
７ 軸受中心軸
８ 軸受中間点
９ 連続溝
１０ シール
１１ シール
１２ 封止体
１２．１ 凸部
１２．２ 第１の封止リップ
１２．３ 第２の封止リップ
１２．４ 第１の封止縁
１２．５ 第３の封止縁
１２．６ 第２の封止縁
１３ 支持体
１３．１ 脚部
１３．２ 脚部
１４ 隙間
１５ オーバーレイ
１６ 平面
α 傾斜角
β 傾斜角

Claims (5)

1. 球状湾曲外面（２）を有する内輪（１）と、前記内輪を受け且つ球状湾曲内面（４）を有する外輪（３）と、前記外輪（３）の連続溝（９）内に配置されたシールとを備える球面滑り軸受であって、
   前記シールは実質的に山形の断面を有する環状支持体（１３）と、前記支持体（１３）に接続された封止体（１２）とを有し、
   前記封止体は前記内輪（１）の前記球状湾曲外面（２）に摩擦支持され、
   前記内輪（１）の方向において、前記封止体（１２）は、反対方向を向いて互いに離間する２つの弾性封止リップ（１２．２、１２．３）を有し、
   軸受中心軸（７）に垂直に広がる平面（１６）に対して、前記封止リップのうちの第１の封止リップ（１２．２）が外側に向き、前記封止リップのうちの第２の封止リップ（１２．３）が内側に向き、
   前記第１の封止リップ（１２．２）は第１及び第２の摩擦封止縁（１２．４、１２．６）を有し、前記第２の封止リップ（１２．３）は第３の摩擦封止縁（１２．５）を有し、
   第２の摩擦封止縁（１２．６）は前記第１の摩擦封止縁（１２．４）と内向きに離間した状態で隣り合い、
   前記第２の摩擦封止縁は、前記シールが前記溝に嵌入されたとき、前記第１の摩擦封止縁の磨耗がまだ発生していない場合には隙間（１４）によって前記内輪（１）の前記球状湾曲外面（２）から離間し、
   前記環状支持体（１３）の第１の脚部（１３．１）が前記軸受中心軸（７）に平行に延び、前記環状支持体（１３）の第２の脚部（１３．２）が前記平面（１６）に平行に且つ前記第１の摩擦封止縁（１２．４）の方向に延び、
   前記シールが前記溝に嵌入されたとき、前記第２の封止リップ（１２．３）の前記第３の摩擦封止縁（１２．５）は、前記第１の封止リップ（１２．２）の前記第１の摩擦封止縁（１２．４）のプレストレスよりも実質的に小さいプレストレスによって前記内輪（１）の前記球状湾曲外面（２）に支持される、球面滑り軸受。
2. 前記シールが前記溝に嵌入されたとき、前記第１の封止リップ（１２．２）の前記第１の摩擦封止縁（１２．４）は、プレストレスによって前記内輪（１）の前記球状湾曲外面（２）に支持される、請求項１に記載の球面滑り軸受。
3. 前記環状支持体（１３）の第１の脚部（１３．１）がその外側を少なくとも部分的に前記封止体（１２）によって囲まれる、請求項１に記載の球面滑り軸受。
4. 前記環状支持体（１３）は金属で構成され、前記封止体（１２）はエラストマで構成される、請求項１に記載の球面滑り軸受。
5. 前記球面滑り軸受は手入れ不要の乾式滑り軸受の形態をとり、前記外輪（３）の前記球状湾曲内面（４）と前記内輪（１）の前記球状湾曲外面（２）との間にオーバーレイ（１５）が配置される、請求項１に記載の球面滑り軸受。

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