KR20160111959A - 시일이 형성된 구름 베어링 - Google Patents

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미노루 다하라
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닛본 세이고 가부시끼가이샤
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Abstract

베어링 회전에 수반되는 원심력에 영향을 받지 않고 시일 립을 항상 일정한 접촉압으로 슬링거에 슬라이딩 접촉시킬 수 있어, 방진성을 확보할 수 있는 시일이 형성된 구름 베어링을 제공한다.
회전륜인 외륜 (11) 의 내주면의 축 방향 단부에 고정되고 외륜 (11) 과 내륜 (12) 사이를 밀봉하는 원환상의 시일 부재 (15) 와, 고정륜인 내륜 (12) 의 외주면의 축 방향 단부에 고정되고 시일 부재 (15) 가 접촉하는 원환상의 슬링거 (16) 를 구비하고, 시일 부재 (15) 는, 슬링거 (16) 에 슬라이딩 접촉하는 시일 립 (24) 을 구비하고, 시일 립 (24) 은, 외륜 (11) 의 회전에 수반되는 원심력에 의해 직경 방향 외방으로 선회하도록 탄성 변형 가능하고, 슬링거 (16) 는, 원심력에 의해 탄성 변형하는 시일 립 (24) 의 선단부 (24a) 의 이동 궤적을 따라 만곡 형성되고, 시일 립 (24) 의 선단부 (24a) 가 항상 접촉하는 만곡 슬라이딩 접촉부 (16c) 를 갖는다.

Description

시일이 형성된 구름 베어링{ROLLING BEARING WITH SEAL}
본 발명은 시일이 형성된 구름 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 풀리를 지지하는 구름 베어링 등과 같이 외륜 회전에서 사용되는 시일이 형성된 구름 베어링에 관한 것이다.
오염수나 진애 등의 이물질에 노출되는 환경에서 사용되는 구름 베어링에는, 외륜과 내륜 사이를 밀봉하는 시일 부재에 더하여, 슬링거를 구비하는 시일이 형성된 구름 베어링이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조). 특허문헌 1 에 기재된 시일이 형성된 구름 베어링에서는, 시일 부재를 비접촉형으로 함과 함께, 시일 부재의 축 방향의 외측에, 시일 부재를 덮는 슬링거를 소정의 간극으로 대향 배치하여, 베어링 내부의 밀봉성을 유지하면서, 시일 토크를 저감시켜 베어링 토크의 증대를 회피하도록 하고 있다. 또, 특허문헌 2 에 기재된 베어링용 밀봉 장치에서는, 외륜의 회전에 수반되는 원심력에 의해 부 (副) 시일 립이 탄성 변형되어, 부시일 립의 슬링거와의 슬라이딩 접촉면의 레이디얼 방향 폭을 축소시키고, 회전 속도에 따라 베어링 밀폐성을 적절히 자기 조정하여, 저속 회전시에 있어서의 고밀폐성과, 고속 회전시의 저회전 토크화의 양립을 도모하고 있다.
일본 공개특허공보 2006-266451호 일본 공개특허공보 2009-216138호
그리고, 상기 특허문헌 1, 2 에서는, 회전에 수반되는 원심력에 의해 시일 립을 슬링거로부터 이간하는 방향으로 변형시킴으로써, 저회전 토크화를 도모하고 있는데, 회전 속도에 비례하여 시일 립이 슬링거로부터 이간하는 방향으로 변위하기 때문에, 고속 회전하면 시일 립과 슬링거 사이에 간극이 발생하여, 방진성이 저하되어 버릴 우려가 있었다.
본 발명은, 전술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 베어링 회전에 수반되는 원심력에 영향을 받지 않고 시일 립을 항상 일정한 접촉압으로 슬링거에 슬라이딩 접촉시킬 수 있어, 방진성을 확보할 수 있는 시일이 형성된 구름 베어링을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 상기 목적은, 하기 구성에 의해 달성된다.
(1) 내주면에 외륜 궤도면을 갖는 회전륜인 외륜과, 외주면에 내륜 궤도면을 갖는 고정륜인 내륜과, 외륜 궤도면과 내륜 궤도면 사이에 자유롭게 전동 (轉動) 할 수 있도록 배치되는 복수의 전동체와, 외륜의 내주면의 축 방향 단부 (端部) 에 고정되고 외륜과 내륜 사이를 밀봉하는 원환상의 시일 부재와, 내륜의 외주면의 축 방향 단부에 고정되고 시일 부재가 접촉하는 원환상의 슬링거를 구비하고, 슬링거가 시일 부재보다 축 방향 외측에 배치되는 시일이 형성된 구름 베어링으로서, 시일 부재는, 슬링거에 슬라이딩 접촉하는 시일 립을 구비하고, 시일 립은, 외륜의 회전에 수반되는 원심력에 의해 직경 방향 외방으로 선회하도록 탄성 변형 가능하고, 슬링거는, 원심력에 의해 탄성 변형하는 시일 립의 선단부의 이동 궤적을 따라 만곡 형성되고, 시일 립의 선단부가 항상 접촉하는 만곡 슬라이딩 접촉부를 갖는 것을 특징으로 하는 시일이 형성된 구름 베어링.
(2) 시일 립의 선단부의 형상은 단면 원형상인 것을 특징으로 하는 (1) 에 기재된 시일이 형성된 구름 베어링.
(3) 시일 부재는, 복수의 시일 립을 구비하고, 슬링거는, 복수의 시일 립과 각각 슬라이딩 접촉하는 복수의 만곡 슬라이딩 접촉부를 구비하는 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2) 에 기재된 시일이 형성된 구름 베어링.
(4) 시일 부재는, 내륜에 슬라이딩 접촉하는 시일 립을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 (1) ∼ (3) 중 어느 하나에 기재된 시일이 형성된 구름 베어링.
본 발명에 의하면, 시일 부재는, 슬링거에 슬라이딩 접촉하는 시일 립을 구비하고, 시일 립은, 외륜의 회전에 수반되는 원심력에 의해 직경 방향 외방으로 선회하도록 탄성 변형 가능하고, 슬링거는, 원심력에 의해 탄성 변형하는 시일 립의 선단부의 이동 궤적을 따라 만곡 형성되고, 시일 립의 선단부가 항상 접촉하는 만곡 슬라이딩 접촉부를 갖기 때문에, 베어링 회전에 수반되는 원심력에 영향을 받지 않고, 시일 립을 항상 일정한 접촉압으로 슬링거의 만곡 슬라이딩 접촉부에 슬라이딩 접촉시킬 수 있고, 이로써, 안정적인 방진성을 확보할 수 있다.
도 1 은, 본 발명에 관련된 시일이 형성된 구름 베어링의 제 1 실시형태를 설명하는 주요부 단면도이다.
도 2 는, 본 발명에 관련된 시일이 형성된 구름 베어링의 제 1 실시형태의 변형예를 설명하는 주요부 단면도이다.
도 3 은, 본 발명에 관련된 시일이 형성된 구름 베어링의 제 2 실시형태를 설명하는 주요부 단면도이다.
도 4 는, 본 발명에 관련된 시일이 형성된 구름 베어링의 제 3 실시형태를 설명하는 주요부 단면도이다.
이하, 본 발명에 관련된 시일이 형성된 구름 베어링의 각 실시형태에 대해 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
(제 1 실시형태)
먼저, 도 1 을 참조하여 본 발명에 관련된 시일이 형성된 구름 베어링의 제 1 실시형태에 대해 설명한다.
본 실시형태의 시일이 형성된 구름 베어링 (10) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 내주면에 외륜 궤도면 (11a) 을 갖는 회전륜인 외륜 (11) 과, 외주면에 내륜 궤도면 (12a) 을 갖는 고정륜인 내륜 (12) 과, 외륜 궤도면 (11a) 과 내륜 궤도면 (12a) 사이에 자유롭게 전동할 수 있도록 배치되는 복수의 볼 (전동체) (13) 과, 복수의 볼 (13) 을 둘레 방향으로 대략 등간격으로 유지하는 유지기 (14) 와, 외륜 (11) 의 내주면의 축 방향 단부에 고정되고 외륜 (11) 과 내륜 (12) 사이를 밀봉하는 원환상의 시일 부재 (15) 와, 내륜 (12) 의 외주면의 축 방향 단부에 고정되고 시일 부재 (15) 가 접촉하는 원환상의 슬링거 (16) 를 구비한다.
시일 부재 (15) 는, 강판 등의 금속판을 원환상으로 형성한 심금 (芯金) (21) 과, 고무나 엘라스토머 등의 탄성 재료로 이루어지고 심금 (21) 에 고착되는 탄성부 (22) 를 구비한다.
탄성부 (22) 는, 심금 (21) 의 외주 가장자리를 덮어 직경 방향 외방으로 약간 돌출되어 형성되는 외주 가장자리부 (22a) 와, 심금 (21) 의 내주 가장자리로부터 직경 방향 내측을 향해 연장 형성되는 시일부 (22b) 와, 심금 (21) 의 외측면에 고착되고, 외주 가장자리부 (22a) 와 시일부 (22b) 를 연결하는 측부 (22c) 를 갖는다. 그리고, 외주 가장자리부 (22a) 는, 외륜 (11) 의 단부에 형성되는 걸림 홈 (11b) 에 압입 등에 의해 고정되어 있다.
시일부 (22b) 는, 제 1 시일 립 (23a), 제 1 부시일 립 (23b), 및 제 2 부시일 립 (23c) 의 3 개의 시일 립을 갖는다. 제 1 시일 립 (23a) 및 제 1 부시일 립 (23b) 은, 베어링 (10) 의 축 방향 내측으로 돌출되어 형성되고, 제 2 부시일 립 (23c) 은, 베어링 (10) 의 축 방향 외측으로 돌출되어 형성되어 있다.
제 1 시일 립 (23a) 은, 내륜 (12) 의 단부에 형성되는 시일 홈 (12b) 의 측벽면 (12c) 에 슬라이딩 접촉한다. 제 1 부시일 립 (23b) 은, 시일 홈 (12b) 의 측벽면 (12c) 과의 사이에 래비린스 시일을 형성한다. 제 2 부시일 립 (23c) 은, 후술하는 슬링거 (16) 의 원통부 (16a) 의 외주면과의 사이에 래비린스 시일을 형성한다. 이로써, 시일 부재 (15) 는, 베어링 내부를 베어링 외부로부터 시일하여, 베어링 외부로의 윤활제 (예를 들어, 그리스, 기름) 의 누설을 방지함과 함께, 베어링 내부로의 이물질 (예를 들어, 물, 진애) 의 침입을 방지하고 있다.
또, 시일 부재 (15) 는, 제 1 시일 립 (23a) 보다 직경 방향 외측에 형성되고, 슬링거 (16) 에 슬라이딩 접촉하는 제 2 시일 립 (24) 을 구비한다. 이 제 2 시일 립 (24) 은, 심금 (21) 의 내경측 단부 근방에 있어서의 탄성부 (22) 의 측부 (22c) 의 외측면으로부터 축 방향 외측으로 연장하도록 형성되어 있다.
그리고, 제 2 시일 립 (24) 은, 외륜 (11) 의 회전에 수반되는 원심력에 의해, 탄성부 (22) 의 측부 (22c) 와 제 2 시일 립 (24) 의 접속 부분을 중심으로 하여 직경 방향 외방으로 선회하도록 탄성 변형 가능하게 형성되어 있다 (도 1 의 일점 쇄선 참조). 또, 제 2 시일 립 (24) 의 선단부 (24a) 는, 후술하는 슬링거 (16) 의 만곡 슬라이딩 접촉부 (16c) 에 대향 배치되어, 만곡 슬라이딩 접촉부 (16c) 의 내측면에 슬라이딩 접촉한다.
슬링거 (16) 는, 시일 부재 (15) 보다 축 방향 외측에 배치되고, 내륜 (12) 의 시일 홈 (12b) 에 외측 끼움 고정되는 원통부 (16a) 와, 원통부 (16a) 의 축 방향 외단부로부터 직경 방향 외방으로 연장되는 플랜지부 (16b) 를 갖고, 단면이 대략 L 자상으로 형성되어 있다. 또, 슬링거 (16) 는, 예를 들어, 내식성을 갖는 스테인리스제의 판재를 프레스 가공함으로써 형성된다.
플랜지부 (16b) 의 직경 방향 외단부에는, 원심력에 의해 탄성 변형되는 제 2 시일 립 (24) 의 선단부 (24a) 의 이동 궤적을 따라 만곡 형성되고, 제 2 시일 립 (24) 의 선단부 (24a) 가 항상 접촉하는 만곡 슬라이딩 접촉부 (16c) 가 형성되어 있다. 이 때문에, 베어링 회전에 수반되는 원심력에 영향을 받지 않고, 제 2 시일 립 (24) 이 슬링거 (16) 의 만곡 슬라이딩 접촉부 (16c) 에 항상 일정한 접촉압으로 슬라이딩 접촉한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 시일이 형성된 구름 베어링 (10) 에 의하면, 시일 부재 (15) 는, 슬링거 (16) 에 슬라이딩 접촉하는 제 2 시일 립 (24) 을 구비하고, 제 2 시일 립 (24) 은, 외륜 (11) 의 회전에 수반되는 원심력에 의해 직경 방향 외방으로 선회하도록 탄성 변형 가능하고, 슬링거 (16) 는, 원심력에 의해 탄성 변형하는 제 2 시일 립 (24) 의 선단부 (24a) 의 이동 궤적을 따라 만곡 형성되고, 제 2 시일 립 (24) 의 선단부 (24a) 가 항상 접촉하는 만곡 슬라이딩 접촉부 (16c) 를 갖기 때문에, 베어링 회전에 수반되는 원심력에 영향을 받지 않고, 제 2 시일 립 (24) 의 선단부 (24a) 를 항상 일정한 접촉압으로 슬링거 (16) 의 만곡 슬라이딩 접촉부 (16c) 에 슬라이딩 접촉시킬 수 있고, 이로써, 안정적인 방진성을 확보할 수 있다.
또, 본 실시형태의 변형예로서, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 2 시일 립 (24) 의 선단부 (24a) 의 형상이 단면 원형상이어도 된다. 이 경우, 원심력에 의해 제 2 시일 립 (24) 이 직경 방향 외방으로 선회하였다고 해도, 제 2 시일 립 (24) 의 선단부 (24a) 와 슬링거 (16) 의 만곡 슬라이딩 접촉부 (16c) 의 접촉 면적을 항상 일정하게 할 수 있고, 이로써, 방진성을 보다 안정화시킬 수 있다. 또한, 제 2 시일 립 (24) 의 선단부 (24a) 의 형상은 단면 반원형상이어도 된다.
(제 2 실시형태)
다음으로, 도 3 을 참조하여 본 발명에 관련된 시일이 형성된 구름 베어링의 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 제 1 실시형태와 동일 또는 동등한 부분에 대해서는, 도면에 동일 혹은 동등한 부호를 붙여 그 설명을 생략 혹은 간략화한다.
본 실시형태의 시일이 형성된 구름 베어링 (10) 에서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 시일 부재 (15) 의 제 2 시일 립 (24) 이 시일 부재 (15) 의 직경 방향 중심보다 외측 위치에 형성되어 있다. 또, 슬링거 (16) 의 만곡 슬라이딩 접촉부 (16c) 는, 원심력에 의한 제 2 시일 립 (24) 의 선회 이동에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 또한, 제 2 시일 립 (24) 의 선단부 (24a) 의 형상은, 상기 제 1 실시형태의 변형예와 동일하게 단면 원형상이어도 된다.
그 밖의 구성 및 작용 효과에 대해서는, 상기 제 1 실시형태와 동일하다.
(제 3 실시형태)
다음으로, 도 4 를 참조하여 본 발명에 관련된 시일이 형성된 구름 베어링의 제 3 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 제 1 실시형태와 동일 또는 동등한 부분에 대해서는, 도면에 동일 혹은 동등한 부호를 붙여 그 설명을 생략 혹은 간략화한다.
본 실시형태의 시일이 형성된 구름 베어링 (10) 에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 시일 부재 (15) 의 제 2 시일 립 (24) 이 상기 제 1 실시형태와 동일한 심금 (21) 의 내경측 단부 근방 위치, 및 상기 제 2 실시형태와 동일한 시일 부재 (15) 의 직경 방향 중심보다 외측 위치의 양방에 형성되어 있다. 또, 슬링거 (16) 의 만곡 슬라이딩 접촉부 (16c) 도, 상기 제 1 실시형태 및 상기 제 2 실시형태와 동일한 위치에 각각 형성되어 있다. 또한, 제 2 시일 립 (24) 의 선단부 (24a) 의 형상은, 상기 제 1 실시형태의 변형예와 동일하게 단면 원형상이어도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 시일이 형성된 구름 베어링 (10) 에 의하면, 시일 부재 (15) 가 2 개의 제 2 시일 립 (24) 을 구비하고, 슬링거 (16) 가 2 개의 제 2 시일 립 (24) 과 각각 슬라이딩 접촉하는 2 개의 만곡 슬라이딩 접촉부 (16c) 를 구비하기 때문에, 시일 부재 (15) 의 방진성을 높일 수 있다. 또, 제 2 시일 립 (24) 을 2 개 구비하기 때문에, 만에 하나 일방의 제 2 시일 립 (24) 에 문제가 발생했다고 해도, 타방의 제 2 시일 립 (24) 으로 방진성을 확보할 수 있기 때문에, 베어링 (10) 의 신뢰성을 높일 수 있다.
그 밖의 구성 및 작용 효과에 대해서는, 상기 제 1 실시형태와 동일하다.
또한, 본 발명은 상기 각 실시형태에 예시한 것에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 적절히 변경 가능하다.
이상, 본 발명을 상세하게 또 특정한 실시양태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 여러 가지 변경이나 수정을 가할 수 있음은 당업자에게 있어서 분명하다. 본 출원은, 2014년 2월 27일 출원된 일본 특허 출원 (일본 특허출원 2014-037086) 에 기초하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다.
10 : 시일이 형성된 구름 베어링
11 : 외륜
11a : 외륜 궤도면
12 : 내륜
12a : 내륜 궤도면
13 : 볼 (전동체)
15 : 시일 부재
16 : 슬링거
16a : 원통부
16b : 플랜지부
16c : 만곡 슬라이딩 접촉부
21 : 심금
22 : 탄성부
22a : 외주 가장자리부
22b : 시일부
22c : 측부
23a : 제 1 시일 립
23b : 제 1 부시일 립
23c : 제 2 부시일 립
24 : 제 2 시일 립
24a : 선단부

Claims (4)

  1. 내주면에 외륜 궤도면을 갖는 회전륜인 외륜과,
    외주면에 내륜 궤도면을 갖는 고정륜인 내륜과,
    상기 외륜 궤도면과 상기 내륜 궤도면 사이에 자유롭게 전동할 수 있도록 배치되는 복수의 전동체와,
    상기 외륜의 내주면의 축 방향 단부에 고정되고 상기 외륜과 상기 내륜 사이를 밀봉하는 원환상의 시일 부재와,
    상기 내륜의 외주면의 축 방향 단부에 고정되고 상기 시일 부재가 접촉하는 원환상의 슬링거를 구비하고,
    상기 슬링거가 상기 시일 부재보다 축 방향 외측에 배치되는 시일이 형성된 구름 베어링으로서,
    상기 시일 부재는, 상기 슬링거에 슬라이딩 접촉하는 시일 립을 구비하고,
    상기 시일 립은, 상기 외륜의 회전에 수반되는 원심력에 의해 직경 방향 외방으로 선회하도록 탄성 변형 가능하고,
    상기 슬링거는, 상기 원심력에 의해 탄성 변형하는 상기 시일 립의 선단부의 이동 궤적을 따라 만곡 형성되고, 상기 시일 립의 선단부가 항상 접촉하는 만곡 슬라이딩 접촉부를 갖는 것을 특징으로 하는 시일이 형성된 구름 베어링.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시일 립의 선단부의 형상은 단면 원형상인 것을 특징으로 하는 시일이 형성된 구름 베어링.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 시일 부재는, 복수의 상기 시일 립을 구비하고,
    상기 슬링거는, 상기 복수의 시일 립과 각각 슬라이딩 접촉하는 복수의 상기 만곡 슬라이딩 접촉부를 구비하는 것을 특징으로 하는 시일이 형성된 구름 베어링.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시일 부재는, 상기 내륜에 슬라이딩 접촉하는 시일 립을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 시일이 형성된 구름 베어링.
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