JP6981143B2

JP6981143B2 - シール付き玉軸受

Info

Publication number: JP6981143B2
Application number: JP2017186871A
Authority: JP
Inventors: 梓大谷; 浩太郎樋本; 宣行稲見
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2021-12-15
Anticipated expiration: 2037-09-27
Also published as: JP2019060441A

Description

本発明は、シール付き玉軸受に関する。

従来、接触型のシールを組み込んだ転がり軸受としては、予圧負荷時にのみシールを軽接触させることでシールの締め代を低減し、シールの摩擦抵抗による回転トルクの低減を図ったものが知られている（特許文献１参照）。また、特許文献２には、内輪とシールリップ部との間に隙間を有する非接触型のシールを備え、内輪とシールとの摩擦をなくすと共に、一定の防塵性能を確保した転がり軸受が記載されている。

特許第３９４８４７７号公報特許第５６３６８１９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の転がり軸受では、シールの締め代が低減するため、通常の接触型のシールに比べて、シール性が低いという課題がある。また、特許文献２に記載の転がり軸受においても、非接触型のシールであるため、シール性は低い。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、シールの低トルク化を図ると共に、シールの締め代を低減せずにシール性を確保することができるシール付き玉軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内周面に外輪軌道溝が形成された外輪と、外周面に内輪軌道溝が形成された内輪と、前記外輪軌道溝と前記内輪軌道溝の間に転動自在に配設された複数の玉と、前記複数の玉を転動自在に保持する保持器と、前記外輪と前記内輪との間の軸方向開口部を封止する少なくとも一つのシール部材と、を備えるシール付き玉軸受であって、
前記シール部材は、円環状の芯金と、前記芯金に固着された円環状の弾性体と、を備え、
前記弾性体は、前記芯金の内周縁から半径方向内側に向かって延び、内径側部分に前記内輪のシール溝に摺接するシールリップを有するリップ支持部を有し、
前記リップ支持部は、前記シールリップの先端と、前記芯金の内周縁との半径方向中間位置に対して前記芯金側に、軸方向肉厚が前記リップ支持部の他部分の肉厚より薄い薄肉部を有し、
前記芯金の内周縁の直径は、前記玉のピッチ円直径より大きいことを特徴とするシール付き玉軸受。

本発明のシール付き玉軸受によれば、シール部材は、円環状の芯金と、芯金に固着された円環状の弾性体と、を備え、弾性体は、芯金の内周縁から半径方向内側に向かって延び、内径側部分に内輪のシール溝に摺接するシールリップを有するリップ支持部を有し、リップ支持部は、シールリップの先端と、芯金の内周縁との半径方向中間位置に対して芯金側に、軸方向肉厚が前記リップ支持部の他部分の肉厚より薄い薄肉部を有し、芯金の内周縁の直径は、玉のピッチ円直径より大きい。これにより、リップ支持部が変形し易く、内輪のシール溝とシールリップとの締め代を確保してシール性を維持しつつ、シールリップの摩擦抵抗を低減することができる。

シール付き玉軸受の要部縦断面図である。図１に示すシール部材の拡大断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るシール付き玉軸受を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態のシール付き玉軸受１０は、外輪１１と、内輪１２と、転動体である複数の玉１３と、複数の玉１３を転動自在に保持する保持器１４と、一対のシール部材２０と、を備える。

外輪１１の内周面には外輪軌道溝１５が形成されると共に、軸方向両側にはシール部材２０を固定するためのシール係止溝１６が形成されている。内輪１２の外周面には内輪軌道溝１７が形成されると共に、軸方向両側にはシール溝１８が形成されている。

外輪軌道溝１５と内輪軌道溝１７との間には、保持器１４により円周方向に等間隔に配置されて回動自在に保持された複数の玉１３が配設される。外輪１１及び内輪１２間の軸方向両側には、シール溝１８と協働してシール付き玉軸受１０を外部から封止する一対のシール部材２０が配置されて、軸方向開口部を封止する。

シール部材２０は、シール付き玉軸受１０内に封入されたグリース（図示せず）が、外部へ漏れるのを防止すると共に、シール付き玉軸受１０の外部の異物（例えば、水、泥水、塵埃など）が内部に侵入するのを防止する。

図２も参照して、シール部材２０は、鋼板などの金属板により断面略Ｌ字形に形成された円環状の芯金２１と、ゴムなどの弾性材料からなり芯金２１に固着された円環状の弾性体２２と、を有する。

芯金２１は、円筒部２３と、円筒部２３の軸方向一端から半径方向内側に向けて屈曲形成された円板部２４とを有する。円板部２４の内周縁２４ａの直径Ｄは、シール付き玉軸受１０のピッチ円直径ＰＣＤより大きい。

弾性体２２は、芯金２１の円筒部２３の外周面を覆い半径方向外側に膨出して形成された外周縁部２６と、芯金２１の内周縁２４ａから半径方向内側に向かって延びる円環状のリップ支持部２７と、芯金２１の外側面２５に固着され、外周縁部２６とリップ支持部２７とを連結する側部２８と、を有する。

弾性体２２の外周縁部２６は、外輪１１の軸方向端部に形成されたシール係止溝１６に圧入などによって係止され、シール部材２０が外輪１１に固定される。

リップ支持部２７は、芯金２１の内周縁２４ａから半径方向内側に向かうにつれて軸方向内側に傾斜して延び、リップ支持部２７の内径側部分には、シールリップ２９が軸方向内側に突出して形成されている。

シールリップ２９は、内輪１２の軸方向端部に設けられたシール溝１８の軸方向外向きの側壁面１８ａに摺接する。リップ支持部２７のシールリップ２９より半径方向外側の内側面には、軸方向内側に突出するグリースリップ３０が形成されている。グリースリップ３０は、シール溝１８の側壁面１８ａに近接して対向配置されている。

また、リップ支持部２７は、軸方向肉厚ｔがリップ支持部２７の他部分の肉厚より薄い薄肉部３１を備える。薄肉部３１は、シールリップ２９の径方向先端２９ａと、芯金２１の内周縁２４ａとの半径方向中間位置ＣＰよりも芯金２１側に設けられている。薄肉部３１は、内側面が軸方向外方に向かって凹む断面略円弧状に形成され、外側面が断面直線状に形成されることで、肉厚ｔが薄くなっている。

即ち、薄肉部３１は、シール部材２０がシール付き玉軸受１０に装着されたとき、シール部材２０の締め代によりリップ支持部２７が軸方向外側に変形して伸びが生じる側が断面略円弧状であり、その反対側が断面直線状となっている。薄肉部３１の内側面を断面略円弧状に形成することで、リップ支持部２７と保持器１４との干渉を確実に防止することができる。

このように、芯金２１の内径を大きくして、リップ支持部２７の径方向長さを長くすると共に、リップ支持部２７に薄肉部３１を設け、且つ薄肉部３１からシールリップ２９の径方向先端２９ａまでの距離を長く設定してリップ支持部２７を変形し易くすることにより、シール溝１８に対するシール締め代を低減させずに摩擦抵抗を小さくして低トルク化することができる。

なお、上記目的を効果的に達成し、且つ保持器１４との干渉を防止するためには、芯金２１の内周縁２４ａから薄肉部３１までの長さＬ１と、薄肉部３１からシールリップ２９の径方向先端２９ａまでの長さＬ２との比は、１：１より小さくすることが好ましく、１：３より大きくすることがより好ましく、１：２より大きくすることが更に好ましい。

また、リップ支持部２７、即ち、芯金２１の内周縁２４ａからシールリップ２９の径方向先端２９ａまでは、弾性材料だけで構成されるのがよい。これにより、摩擦抵抗が小さく低トルクであり、且つ通常の接触シールと同等のシール性能を確保できる。

また、リップ支持部２７が変形し易いので、シールリップ２９の締付力も弱くなる傾向があるが、シール性能を向上させるため、シールリップ２９の内輪軌道溝１７側の側面部２９ｂを内輪１２のシール溝１８の側壁面１８ａに摺接させることが好ましい。

また、グリースリップ３０は、封入されたグリースがシール溝１８に流出するのを抑制するが、摩擦抵抗低減のためには、内輪１２のシール溝１８と接触せず、すきまを有して配設されることが望ましい。

また、芯金２１は、製作コスト低減が可能な簡単な形状である断面Ｌ字形にすると共に、シール係止溝１６への装着性を考慮して外周縁部２６には芯金２１を含まないようにすることが望ましい。

以上説明したように、本実施形態のシール付き玉軸受１０によれば、シール部材２０は、円環状の芯金２１と、芯金２１に固着された円環状の弾性体２２と、を備え、弾性体２２は、芯金２１の内周縁２４ａから半径方向内側に向かって延び、内径側部分に内輪１２のシール溝１８に摺接するシールリップ２９を有するリップ支持部２７を有し、リップ支持部２７は、シールリップ２９の先端２９ａと、芯金２１の内周縁２４ａとの半径方向中間位置ＣＰに対して芯金２１側に、軸方向肉厚ｔがリップ支持部２７の他部分の肉厚より薄い薄肉部３１を有する。これにより、リップ支持部２７が変形し易く、内輪１２のシール溝１８とシールリップ２９との締め代を確保してシール性を維持しつつ、シールリップ２９とシール溝１８との摩擦抵抗を低減することができる。

また、芯金２１の内周縁２４ａの直径Ｄは、玉１３のピッチ円直径ＰＣＤより大きいので、リップ支持部２７の径方向長さを長く設定でき、シール緊迫力をより低減できる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

１０シール付き玉軸受
１１外輪
１２内輪
１３玉
１４保持器
１５外輪軌道溝
１７内輪軌道溝
１８シール溝
２０シール部材
２１芯金
２２弾性体
２４ａ芯金の内周縁
２７リップ支持部
２９シールリップ
２９ａシールリップの径方向先端
３１薄肉部
ＣＰ半径方向中間位置
Ｄ芯金の内周縁の直径
ＰＣＤピッチ円直径
ｔ軸方向肉厚

Claims

内周面に外輪軌道溝が形成された外輪と、外周面に内輪軌道溝が形成された内輪と、前記外輪軌道溝と前記内輪軌道溝の間に転動自在に配設された複数の玉と、前記複数の玉を転動自在に保持する保持器と、前記外輪と前記内輪との間の軸方向開口部を封止する少なくとも一つのシール部材と、を備えるシール付き玉軸受であって、
前記シール部材は、円環状の芯金と、前記芯金に固着された円環状の弾性体と、を備え、
前記弾性体は、前記芯金の内周縁から半径方向内側に向かって延び、内径側部分に前記内輪のシール溝に摺接するシールリップを有するリップ支持部を有し、
前記リップ支持部は、前記シールリップの先端と、前記芯金の内周縁との半径方向中間位置に対して前記芯金側に、軸方向肉厚が前記リップ支持部の他部分の肉厚より薄い薄肉部を有し、
前記芯金の内周縁の直径は、前記玉のピッチ円直径より大きいことを特徴とするシール付き玉軸受。
前記薄肉部は、内側面が軸方向外方に向かって凹む断面略円弧状に形成され、外側面が断面直線状に形成される、請求項１に記載のシール付き玉軸受。