JPS62266227A

JPS62266227A - 密封型ころがり軸受

Info

Publication number: JPS62266227A
Application number: JP61111507A
Authority: JP
Inventors: Keigo Yasui; 安井　啓剛; Mitsuo Yoshida; 光男吉田; Kenji Yamamoto; 賢二山元
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1986-05-14
Filing date: 1986-05-14
Publication date: 1987-11-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は高清浄度雰囲気あるいは真空中において使用
するスピンドル、撮送機等の軸受部に用いられるころが
り軸受に関するものである。

（従来の技術）例えば磁気ディスクやその他のコンピュータ関連機器の
使用雰囲気には高い清浄度が要求され、したがって、そ
の駆動スピンドルの軸受部に用いられるころがり軸受は
、潤滑剤による油の飛散や揮発油分の発生を極力抑えら
れる構造とすることが要求される。

近時、このような高清浄度雰囲気に通したころがり軸受
として、例えば第７図および第８図に示すように、磁性
流体シールを用いた構造の軸受が種々発明されている（
例えば特開昭５６−７６７２２号公報参照）。

該軸受は軸方向の両側に磁性流体シールａ、ａが設けら
れるとともに、軸受内部に潤滑剤が封入されてなり、磁
性流体シールａは、外輪すに固定されたシール体Ｃと、
該シール体Ｃおよび内輪ｄの間に存在する磁性流体とか
ら構成されている。

また、上記シール体Ｃは第８図に示すように、内側の側
面がＮ極で外側の側面がＳ極とされたすング状の永久磁
石ｅと、該永久磁石ｅの両側面に密着する一対のリング
状の鋼板ｆ、にと、これら永久磁石ｅおよび鋼板ｆ、ｇ
と一体にされたゴム製の弾性部材りとを備えた５層の積
層構造とされ、上記永久磁石ｅは一般に金属製である。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような構造では以下に述べるような
問題があった。

すなわち、シール体Ｃが５層からなる積層構造であるた
め、構造が複雑で製造工程が多くなるとともに、製造も
困難であり、製造コストさらには製品コストの上昇を招
いている。

また、軸受内部におけるシール体Ｃの設置スペースはか
なり限定された狭いものであり、特に小型の軸受におい
ては、シール体Ｃに微小な形状寸法が要求される。とこ
ろが、上記のように構造が複雑で、永久磁石ｅが金属製
とされたシール体Ｃでは、永久磁石ｅの加工の困難性等
により、微小寸法のものを製造することが難しく、しか
も、上記のように限られた設置スペースへのシール体Ｃ
の組み込みも困難であった。

（問題点を解決するための手段）本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、本発明のころがり軸受は、軸受軸方向の両側に磁
性流体シールが設けられるとともに、軸受内部に潤滑剤
が封入されてなる密封型のものであって、前記磁性流体
シールの環状シール体は芯金と弾性磁石とが一体に形成
された２層構造とされ、該シール体と軌道輪との間の磁
場に磁性流体が保持されていることを特徴とする。

（作用）磁性流体シールの環状シール体と軌道輪との間の磁場に
磁性流体が保持されており、これにより低トルクを保持
しつつ、軸受内部の密封性を確保する。

上記シール体は、芯金と弾性磁石とが一体に形成された
２層構造であり、構造が簡単で製造が容易となる。

弾性磁石としては、ゴム磁石もしくはプラスチック磁石
を使用して、製作の容易簡素化を図り、シール体の小形
化および軸受への組み込みの容易化を可能とする。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

実施例１本発明に係る密封型ころがり軸受を第１図に示し、該軸
受は、内輪１と外輪２との間に転動体（ボール）３・・
・が介装されるとともに、上記内外輪ｌ、２の軸方向両
側に磁性流体シール４．４がそれぞれ設けられた構造と
され、軸受内部には潤滑剤が封入されている。５は保持
器である。

内輪ｌ、外輪２および転動体３は強磁性材から形成され
、例えば５ＵＪ２等の軸受鋼が構成材料として使用され
る。

磁性流体シール４は、シール体６と、該シール体６およ
び内輪２の間の磁場に保持される磁性流体とから構成さ
れている。

シール体６は環状のもので、芯金７と弾性磁石８とが一
体に８層層形成された２層構造とされ、弾性磁石８が軸
方向外側もしくは内側に配置されている。上記芯金７は
鋼板等の強磁性材もしくは黄銅、プラスチック、セラミ
ック等の非磁性材からなり、また、上記弾性磁石８はゴ
ム磁石もしくはプラスチック磁石から形成されている。

上記ゴム磁石としては、ニトリルブタジェンゴム（ＮＢ
Ｒ）、アクリルゴム（ＡＲ）等のゴム材にフェライト、
マグネタイト等の強磁性粉を混合したものが使用される
。また、上記プラスチック磁石としては、ポリアミド等
のプラスチック材にフェライト、マグネタイト等の強磁
性粉を混合したものが使用される。

上記弾性磁石８は軸方向に磁化されて、軸方向外側面と
軸方向内側面とにそれぞれＳ極とＮ極が生じて、互いに
異極とされている。これにより、シール体６の軸方向外
側面がＳ極とされるとともに、軸方向内側面がＮ極とさ
れている。

上記シール体６は、外径側縁部６ａが軸方向内側へ折曲
されて取付フランジとされ、これが外輪２の内径面２ａ
に形成された嵌合溝９に嵌着されている。一方、シール
体６の内径側縁部６ｂは内輪重の外径面１ａに非接触状
態で近接して設けられるとともに、該内径側縁部６ｂの
内径面が上記外径面１ａに対向する円筒面に形成されて
いる。

これにより、上記内径側縁部６ｂと外径面１ａとの間に
強い磁場勾配が形成されるとともに、この磁場に上記磁
性流体が集中して保持され、この部位の密封性を保持す
る。

なお、磁性流体は従来周知のもので、例えばマグネタイ
ト等の固体強磁性微粉末が非磁性の油性媒体にコロイド
状に含有されてなる。また、軸受内に封入される？ｒＲ
滑剤としては、上記磁性流体と同一組成のものを用いて
もよく、あるいは上記磁性流体の溶媒と相溶性のない潤
滑油を用いてもよい。

しかして、以上のように構成されたころがり軸受におい
ては、軸方向両側の磁性流体シール４．４によって密封
性が確保され、軸受内部に封入された潤滑剤が必要個所
を有効に潤滑する。

また、上記磁性流体シール４．４のシール体６．６は内
輪１に対して非接触であり、低トルクが保持される。

実施例２本例は第２図に示し、磁性流体シール４の構造を改変し
たものであり、実施例１に比較してより高い密封性能が
得られる構造とされている。

すなわち、シール体１６の内径側縁部に第１シールリツ
プ１０および第２シールリツプ１）が設けられる一方、
内輪１の外径面１ａにシール溝１２が形成されてなり、
該シール溝１２に上記第１シールリツプ１０が非接触状
態で臨むようにされている。

第１および第２シールリツプ１０．１）は弾性磁石８の
一部から構成され、第１シールリツプＩＯが半径方向内
方へ延びるとともに、上記シール溝１２に対応した断面
くさび形状に形成されている。また、第２シールリツプ
１）は軸方向内方へ延びるとともに、その内径面が内輪
１の外径面１ａに対向状に近接して形成されている。そ
して、シール体１６の内径側縁部において、軸方向外側
面がＳ極とされる一方、第２シールリツプ１）がＮ極と
されている。これにより、該第２シールリツプ１）と内
輪１の外径面１ａとの間に強い磁場勾配が形成されて、
この磁場に磁性流体が集中して保持されるとともに、第
１シールリツプ１０と内輪１のシール溝１２との間にラ
ビリンスシールが形成される。

なお、上記シール体１６の第１および第２シールリツプ
１０．１）の形状、ならびにこれらシールリップ１０，
１）に対応するシール溝１２の形状は、第２図のものに
限定されず、例えば、第３図（ａｌ　（ｂ）　（ｃｌ　
（ｄｌにそれぞれ示すような、通常のラビリンス型非接
触シールの形状とすることが可能であ２る。

また、シール体１６の外径側縁部１６ａは弾性磁石８の
一部から構成され、これが外輪２の嵌合溝９に弾発的に
嵌着されるようになされている。

しかして、本例のころがり軸受においては、第１シール
リツプ１０とシール溝１２とによりラビリンスシールが
形成されて、軸受外部からの塵埃２の侵入を防止する（
防塵作用）とともに、第２シールリツプ１）と内輪１の
外径面１ａとの間の磁場に磁性流体が保持されて、この
部位の密封性を確保し、軸受内部の潤滑剤が外部へ飛散
するのを防止する。また、シール溝１２は磁性流体の軸
受外部への漏出を防止する作用もなす。

なお、本例のシール体１６の内輪１に対する有効シール
面積は、第４図の断面模式図に示すように、軸方向のシ
ール幅Ｈと半径方向のシール幅Ｒとの和で決定される。

これは、第５図の断面模式図に示すように、実施例１の
シール体６の内輪ｌに対する有効シール面積が、軸方向
のシール幅［Ｉのみによって決定されることを考慮した
場合、同一規格寸法のシール体では、本例のシール体１
６の方が実施例１のシール体６に比較して約２倍以上の
有効シール面積を確保することができることになり、こ
の点でもより高い密封性能と長寿命が得られる。

なお、その他の構造および作用は実施例１と同様である
。

実施例３本例は第６図に示し、実施例２をさらに改変したもので
、内輪１の一部に磁石リング１３．１３が埋設された構
造とされている。

磁石リング１３はシール体１６との間にさらに強い磁場
勾配を形成するためのもので、内輪１の外径面１ａにお
けるシール体１６の第２シールリツプ１）に対向する位
置に、それぞれ埋設されている。該磁石リング１３の外
径面は内輪１の外径面１ａと面一な円筒面に形成されて
いる。また、磁石リング１３は、上記外径面が対向する
上記第２シールリ、プ１）と異極となるように、半径方
向に磁化されている。

しかして、本例のころがり軸受においては、第２シール
リツプ１）と磁石リング１３との間に実施例２の場合よ
りもさらに強い磁場勾配が形成され１、二の磁場に存在
する磁性流体の保持がより確実となり、高い密封性能が
確保される。

また、このような構造とすることにより、磁性流体を保
持するための磁束が内輪１内を通る必要がない。よって
、内輪１の材質は強磁性材に限られず、非磁性材でもよ
い。例えばセラミック等の軽量材料を用いれば軸受自体
の大幅な軽量化を図ることができる。

なお、その他の構造および作用は実施例２と同様である
。

また、本発明は上述の実施例１．２．３に限定されるも
のではなく、例えば玉軸受のほかころ軸受にも通用する
ことができる。

さらに、図示例においてはシール体６．１６が外輪２に
固定されているが、内輪１に固定するようにしても良い
。この場合、シール体６．１６と内外輪１．２との関係
構造は図示例と逆になる。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明によれば以下に列挙するよ
うな種々のすぐれた効果が得られる。

（１）軸受軸方向の両側に磁性流体シールが設けられる
とともに、軸受内部に潤滑剤が封入されているから、密
封性が高く、必要個所に十分な潤滑が行われて、軸受の
円滑な回転が確保される。しかも、軸受外部への潤滑剤
の飛散がないため、特に、高清浄度雰囲気および真空中
において使用するスピンドル、搬送機等の軸受部に用い
る場合に有利である。

（２）磁性流体シールの環状シール体は芯金と弾性磁石
とが一体に形成された２Ｎ構造とされているから、構造
が簡単で工程数の可及的減少が図れるとともに、製造も
容易であり、製造コストさらには製品コストの低減化が
図れる。

（３）弾性磁石としては加工が容易なゴム磁石もしくは
プラスチック磁石を使用することができるから、製作の
容易簡素化を図って、シール体の小形化および軸受への
組み込みの容易化が可能となる。

しかも、上記弾性磁石は通常のシール体のシールリップ
のような複雑な形状でも容易に一体成形することができ
るため、大寸法から微小寸法まで目的に応じて所望の形
状が得られ、汎用性に冨む。

例えばプラスチック磁石を用いれば、射出成形により容
易に所望の形状が得られ、従来の各種ラビリンス型非接
触シールを適用する軸受の構成部材をそのまま使用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明に係る実施例を示し、第１
図は実施例１のころがり軸受を示す縦断面図、第２図は
実施例２のころがり軸受を示す縦断面図、第３図は同こ
ろがり軸受のシール体とシール溝の変形例を示す断面図
、第４図および第５図はそれぞれシール体の内輪に対す
る有効シール面積について説明するための断面模式図で
あって、第４図は実施例２のもの、第５図は実施例１の
もの、第６図は実施例３のころがり軸受を示す縦断面図
、第７図は従来のころがり軸受を示す縦断面図、第８図
は同軸受の磁性流体シールを拡大して示す縦断面図であ
る。１・・・内輪、２・・・外輪、３・・・転動体、４・・
・磁性流体シール、６．１６・・・シール体、７・・・
芯金、８・・・弾性磁石第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）軸受軸方向の両側に磁性流体シールが設けられる
とともに、軸受内部に潤滑剤が封入されてなる密封型の
ものであって、前記磁性流体シールの環状シール体は芯
金と弾性磁石とが一体に形成された２層構造とされ、該
シール体と軌道輪との間の磁場に磁性流体が保持されて
いることを特徴とする密封型ころがり軸受。
（２）前記２層構造の環状シール体はその内周縁部がシ
ールリップ形状でなり、前記軸受の内輪外径面端部に形
成されたシール溝に非接触状態で臨むように構成された
特許請求の範囲第１項に記載の密封型ころがり軸受。