(57)【要約】【課題】産業現場でのシールの取外しと再利用を可能にし、潤滑剤の交換などの内部メンテナンスを容易に実施可能なシール付き軸受。【解決手段】軸受１００は、外輪１０２と内輪１０４との間にシール１１０を備える。外輪１０２は、軌道面１２２の脇に外輪シール溝１１６を有する。シール１１０は、芯金１１２を弾性体１１４で覆った状態になっている。弾性体１１４は、外輪シール溝１１６に嵌められるはめあい部１１８と、内輪１０４の外周を摺動するリップ部１２０を含む。外輪シール溝１１６は、内肩部１１６ｂよりも外肩部１１６ａのほうが低い。はめあい部１１８は、外肩部１１６ａよりも高い位置で内肩部１１６ｂの壁面に接触する封止部１２４と、封止部１２４よりも外径側に突出して外肩部１１６ａの壁面に接触する突起部１２６を有する。突起部１２６と内肩部１１６ｂの壁面との間には、間隙Ｓ１が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と内輪との間にて転動体を側方から覆うシールを備えたシール付き軸受において、
前記外輪は、軌道面の脇に周方向に沿って形成された外輪シール溝を有し、
前記シールは、環状の芯金を弾性の有るゴムまたは樹脂を含む弾性体で覆った状態になっていて、
前記弾性体は、
前記外輪シール溝に嵌められるはめあい部と、
前記内輪の外周を摺動するリップ部と、を含み、
前記外輪シール溝は、前記軌道面側の肩である内肩部よりも他方側の肩である外肩部のほうが低く、
前記はめあい部は、
前記芯金の外径側の端部に沿って形成されていて前記外肩部よりも高い位置で前記内肩部の壁面に接触する封止部と、
前記封止部よりも外径側に突出して前記外肩部の壁面に接触する突起部と、を有し、
前記突起部と前記内肩部の壁面との間に、所定の間隙が形成されていることを特徴とするシール付き軸受。
【請求項２】
前記所定の間隙は、前記封止部が前記突起部よりも前記内肩部の壁面側に突出していることで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシール付き軸受。
【請求項３】
前記所定の間隙のアキシアル方向における幅は、内径側から外径側に向かって一定または幅広になっていることを特徴とする請求項１または２に記載のシール付き軸受。
【請求項４】
前記芯金は、環状の基部と、該基部の外周部分から前記転動体側に延びているリブと、を含み、
前記封止部は、前記リブの先端に沿って形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のシール付き軸受。
【請求項５】
前記芯金は、環状の基部と、該基部の外周部分から前記転動体側に一段下がったうえで外径側に延びている断面がクランク状のフランジ部と、を含み、
前記封止部は、前記フランジ部に沿って形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のシール付き軸受。
【請求項６】
前記リブは、円周方向に沿って断続的に形成された切欠きを有していることを特徴とする請求項４に記載のシール付き軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内輪と外輪との間にて転動体を側方から覆うシールを備えたシール付き軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの産業機械は、安定稼働を維持するために、現場にて定期的にメンテナンスが行われる。特に、回転軸の仕事量が大きい機械、例えば鉱山用ベルトコンベアなどでは、軸受のメンテナンスも重要な項目となっている。一般に、鉱山用ベルトコンベアでは、自動調心ころ軸受や深溝玉軸受などが多く採用されている。これら軸受のメンテナンスでは、転動体の周囲に充填された潤滑用のグリースの劣化状況（量や色の変化等）、および内部の残留すきまなどがチェックされる。
【０００３】
軸受は、転動体の側方がシールで封止されている場合がある。例えば特許文献１には、定期的なメンテナンスが行われることを想定した軸受として、着脱可能なオイルシールを備えた転がり軸受が開示されている。特許文献１の軸受１は、外輪１４にシールケース２１が設置され、オイルシール２２の芯金２５にシール取付け部材２３が設置されている。そして、シール取付け部材２３は、シールケース２１に対して、ボルト２９の締結によって着脱可能に取り付けられる構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−７４９５７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の軸受におけるボルトの締結箇所は、荷重が集中しやすいことから、例えば金属疲労を早期に招来するなど、その存在が外輪の疲労寿命に影響を与えるおそれがある。ボルト締結によらないシールとしては、従来からゴムシールが普及している。一般に、ゴムシールは、芯金をゴムで覆った構造になっていて、外輪側のはめあい部を外輪のシール溝に嵌め込んで設置される。しかしながら、従来のゴムシールは、はめあい部に工具を挿し込んで取り外すことも可能ではあるものの、その際に芯金に塑性変形が生じるため、取り外したシールを再利用することが難しかった。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み、産業現場でのシールの取外しと再利用を可能にし、潤滑剤の交換などの内部メンテナンスを容易に実施可能なシール付き軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明にかかるシール付き軸受の代表的な構成は、外輪と内輪との間にて転動体を側方から覆うシールを備えたシール付き軸受において、外輪は、軌道面の脇に周方向に沿って形成された外輪シール溝を有し、シールは、環状の芯金を弾性の有るゴムまたは樹脂を含む弾性体で覆った状態になっていて、弾性体は、外輪シール溝に嵌められるはめあい部と、内輪の外周を摺動するリップ部と、を含み、外輪シール溝は、軌道面側の肩である内肩部よりも他方側の肩である外肩部のほうが低く、はめあい部は、芯金の外径側の端部に沿って形成されていて外肩部よりも高い位置で内肩部の壁面に接触する封止部と、封止部よりも外径側に突出して外肩部の壁面に接触する突起部と、を有し、突起部と内肩部の壁面との間に、所定の間隙が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
上記のシールは、外輪シール溝内にて封止部と突起部とが突っ張ることで外輪に嵌め込まれているところ、外輪の外肩部付近に工具を挿し込むことで突起部が間隙側に弾性変形し、これによって外輪から取り外すことが可能になっている。この構成であれば、突起部のみを弾性変形させるため、芯金に塑性変形を生じさせることがなく、シールを再び外輪に嵌め込むことも可能である。したがって、上記構成によれば、産業現場にてシールを容易に着脱することのできる、内部メンテナンスの容易なシール付き軸受を実現することが可能となる。
【０００９】
上記の所定の間隙は、封止部が突起部よりも内肩部の壁面側に突出していることで形成されていてもよい。この構成によって、上記間隙を好適に形成することが可能となる。
【００１０】
上記の所定の間隙のアキシアル方向における幅は、内径側から外径側に向かって一定または幅広になっているとよい。この間隙であれば、工具が挿し込みやすく、突起部をよりスムーズに弾性変形させることが可能になる。
【００１１】
上記の芯金は、環状の基部と、基部の外周部分から転動体側に延びているリブと、を含み、封止部は、リブの先端に沿って形成されていてもよい。
【００１２】
上記構成であれば、封止部を芯金のリブで支えてシールを外輪シール溝により十全に嵌め込むこと、およびリブによって芯金の剛性を高めてその塑性変形を防ぐことが可能になる。
【００１３】
上記の芯金は、環状の基部と、基部の外周部分から転動体側に一段下がったうえで外径側に延びている断面がクランク状のフランジ部と、を含み、封止部は、フランジ部に沿って形成されていてもよい。
【００１４】
上記構成においても、封止部をフランジ部で支えてシールを外輪シール溝により十全に嵌め込むこと、およびフランジ部によって芯金の剛性を高めてその塑性変形を防ぐことが可能になる。
【００１５】
上記のリブは、円周方向に沿って断続的に形成された切欠きを有していてもよい。切欠きの存在する箇所であれば、上記の突起部がたわみやすくなるため、工具を挿し込んでの取外し作業も行いやすくなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、産業現場でのシールの取り外しと再利用を可能にし、潤滑剤の交換などの内部メンテナンスを容易に実施可能なシール付き軸受を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態にかかるシール付き軸受の概要を示した図である。
【図２】シールを外輪から取り外す過程を示した図である。
【図３】第１変形例のシールを示した図である。
【図４】第２変形例のシールを示した図である。
【図５】第３変形例および第４変形例の各シールを示したである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示または説明を省略する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態にかかるシール付き軸受（以下、軸受１００）の概要を示した図である。図１（ａ）は、軸受１００の断面図である。当該軸受１００は、軌道輪である外輪１０２と内輪１０４との間に転動体として２列のころ１０６および保持器１０８を備え、外輪１０２に対して内輪１０４が傾くことのできる調心ころ軸受として具現化されている。
【００２０】
軸受１００は、軌道輪の両側に接触型のシール１１０を備えている。シール１１０は、内外の軌道輪の間にてころ１０６を側方から覆い、グリース等の潤滑剤の漏洩や異物の侵入防止などを行っている。シール１１０は、環状の芯金１１２を弾性の有る弾性体１１４で覆った状態になっていて、全体的に円環状になっている。弾性体１１４は、ゴムや樹脂などの弾性のある素材で形成することができる。この弾性体１１４には、外輪１０２の外輪シール溝１１６に嵌め込まれるはめあい部１１８と、内輪１０４の外周を摺動するリップ部１２０が形成されている。外輪シール溝１１６は、外輪１０２のうち、軌道面１２２の脇に周方向に沿って溝状に形成されている。
【００２１】
図１（ｂ）は、シール１１０の拡大図（図１（ａ）の破線で囲った範囲の拡大図）である。当該軸受１００は、産業現場でのシール１１０の取外しと再利用とを可能にするため、はめあい部１１８の外輪シール溝１１６への着脱を容易に行うことが可能になっている。そのために、まず、外輪シール溝１１６は、軌道面１２２側の肩である内肩部１１６ｂよりも、他方側すなわち外側の肩である外肩部１１６ａのほうが、高さＤ１ほど低い構成になっている。これは、後述する工具１３２の挿込みを可能にするためである。
【００２２】
はめあい部１１８は、上述したように弾性を有する弾性体１１４に形成されていて、封止部１２４と突起部１２６とを有している。封止部１２４は、外輪シール溝１１６のうち内肩部１１６ｂの壁面に接触し、軌道輪の内側を封止している。突起部１２６は、封止部１２４よりも外径側に突出していて、外輪シール溝１１６のうち外肩部１１６ａの壁面に接触する。このように、封止部１２４と突起部１２６とは、外輪シール溝１１６の内側で突っ張ることで、外輪シール溝１１６に嵌り込む構造になっている。
【００２３】
芯金１１２は、円環状の基部１２８の外周部分からリブ１３０が転動体側に延びた構成になっている。封止部１２４は、芯金のリブ１３０の先端に沿って形成されている。特に、封止部１２４は、外肩部１１６ａよりも高い位置にて、内肩部１１６ｂの壁面に接触するよう設けられている。加えて、封止部１２４は、突起部１２６よりも内肩部１１６ｂの壁面側に突出して、突起部１２６との間に段差を形成している。これによって、突起部１２６と内肩部１１６ｂの壁面との間には、間隙Ｓ１が形成されている。
【００２４】
間隙Ｓ１は、突起部１２６を内肩部１１６ｂ側、すなわち奥側にたわませることを許容するための空間である。本実施形態では、突起部１２６がスムーズにたわめるよう、間隙Ｓ１のアキシアル方向における幅が、内径側から外径側に向かって一定になるよう形成されている。
【００２５】
図２は、シール１１０を外輪１０２から取り外す過程を示した図である。図２（ａ）は、シール１１０に工具１３２を挿し込んだときの様子を示した図である。シール１１０の取外しは、マイナスドライバのような先の細い工具１３２を使用して行う。まず、工具１３２を、外輪１０２の外肩部１１６ａに沿ってシール１１０に挿し込む。上述したように、外肩部１１６ａは内肩部１１６ｂよりも低く、封止部１２４は外肩部１１６ａよりも高い位置で内肩部１１６ｂに接触するよう形成され、そこから突起部１２６が外肩部１１６ａ側に突出している。そのため、外肩部１１６ａに沿って挿し込んだ工具１３２は、突起部１２６に接触することになる。そして、突起部１２６の奥には間隙Ｓ１が形成されているため、工具１３２を押し込むことで突起部１２６は間隙側に弾性変形する。
【００２６】
図２（ｂ）は、工具１３２を押し上げたときの様子を示した図である。突起部１２６に挿し込んだ工具１３２は、外肩部１１６ａを支点にしてテコのように押し上げる。この動作によってシール１１０に内径側への力を加えると、シール１１０の内輪側のリップ部１２０（図１（ａ）参照）がたわみ、シール１１０の全体はラジアル方向に移動する。この移動によって、はめあい部１１８が外輪シール溝１１６から外れ、シール１１０は内外の軌道輪から取り外すことが可能になる。
【００２７】
上述したように、芯金１１２の外周部分には、リブ１３０が形成されている。リブ１３０は、工具１３２の先端からの内径側への力を受けやすくし、シール１１０の全体をラジアル方向にスムーズに移動させる。加えて、リブ１３０によって、芯金１１２の外周付近は剛性が高められているため、工具１３２の先端から力を受けたときの芯金１１２の塑性変形を防ぐことができる。さらには、弾性体１１４である封止部１２４を芯金１１２のリブ１３０で支えることで、軌道輪の内側を好適に封止し、かつシール１１０を外輪シール溝１１６により十全に嵌め込むことが可能になる。
【００２８】
以上のように、シール１１０は、外輪シール溝１１６内にて封止部１２４と突起部１２６とが突っ張ることで外輪１０２に嵌め込まれているところ、外輪１０２の外肩部１１６ａ付近に工具１３２を挿し込むことで突起部１２６が間隙Ｓ１側に弾性変形し、これによって外輪１０２から取り外すことが可能になっている。この構成であれば、突起部１２６のみを弾性変形させるため、芯金１１２に塑性変形を生じさせることがなく、シール１１０をその場で再び外輪に嵌め込んで再利用することも可能である。したがって、当該軸受１００であれば、機械に組み込んだ後、産業現場にてシール１１０を容易に着脱することができ、軸受１００の残留すきまの測定やグリース劣化状況の確認など、内部メンテナンスも容易に行うことが可能である。
【００２９】
（シールの変形例）
図３は、第１変形例のシール２００を示した図である。シール２００は、はめあい部２０２の封止部２０４の構成について、図１（ｂ）のシール１１２と構成が異なっている。なお、以降の記載において、既に説明した構成要素については、同じ符号を付することによって、その説明を省略する。また、既に説明した構成要素と同じ名称の構成要素は、異なる符号が付されていても、特に説明が無い限り、同じ構成および機能を有するものとする。
【００３０】
封止部２０４は、図１（ｂ）のはめあい部１１８と異なり、突起部１２６となだらかな傾斜でつながった構成となっている。封止部２０４は、芯金１１２のリブ１３０に沿って形成されている。この封止部２０４によって、突起部１２６の内肩部１１６ｂ側に形成された間隙Ｓ２は、アキシアル方向における幅が内径側から外径側に向かって次第に広くなっている。この構成によっても、工具１３２（図２（ａ）参照）を挿し込むことで突起部１２６を間隙Ｓ２側に弾性変形させることができ、着脱の容易なシール２００を実現することができる。
【００３１】
図４は、第２変形例のシール２１０を示した図である。図４（ａ）は、図１（ｂ）に対応したシール２１０の断面図である。シール２１０は、芯金２１２のリブ２１４の先端に切欠き２１６を有している。切欠き２１６は、工具１３２（図２（ａ）参照）を挿し込んだときに、突起部１２６をよりたわみやすくさせるための部位である。
【００３２】
図４（ｂ）は、芯金２１２の概略的な全体図である。切欠き２１６は、リブ２１４の複数個所に、円周方向に沿って断続的に形成されている。切欠き２１６の存在する箇所であれば、上述したように突起部１２６がたわみやすくなるため、工具１３２を挿し込んでのシール２１０の取外し作業を行いやすくすることができる。
【００３３】
図５は、第３変形例および第４変形例の各シールを示したである。図５（ａ）は、第３変形例のシール２２０を示した図である。シール２２０の備える芯金２２２には、フランジ部２２４が形成されている。フランジ部２２４は、基部１２８の外周部分に形成された断面がクランク状の部位であり、基部１２８から転動体側に一段下がったうえで外径側に延びている。
【００３４】
封止部１２４は、フランジ部２２４に沿って形成されている。フランジ部２２４によって、芯金２２２の外周付近は剛性が高められているため、工具１３２（図２（ｂ）参照）の先端から力を受けたときの芯金２２２の塑性変形を防ぐことができる。さらには、弾性体１１４である封止部１２４を芯金２２２のフランジ部２２４で支えることで、軌道輪の内側を好適に封止し、かつシール２２０を外輪シール溝１１６により十全に嵌め込むことが可能になっている。
【００３５】
図５（ｂ）は、第４変形例のシール２３０を示した図である。シール２３０は、フランジ２２４を有する芯金２２２と、突起部１２６となだらかにつながった封止部２０４とを備えている。傾斜面である封止部２０４をフランジ部２２４に沿って設けることによっても、軌道輪の内側を好適に封止し、かつシール２３０を外輪シール溝１１６により十全に嵌め込むことが可能になる。
【００３６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、内輪と外輪との間にて転動体を側方から覆うシールを備えたシール付き軸受として利用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
Ｓ１…間隙、Ｓ２…変形例の間隙、１００…軸受、１０２…外輪、１０４…内輪、１０６…ころ、１０８…保持器、１１０…シール、１１２…芯金、１１４…弾性体、１１６…外輪シール溝、１１６ａ…外肩部、１１６ｂ…内肩部、１１８…はめあい部、１２０…リップ部、１２２…軌道面、１２４…封止部、１２６…突起部、１２８…基部、１３０…リブ、１３２…工具、２００…第１変形例のシール、２０２…はめあい部、２０４…封止部、２１０…第２変形例のシール、２１２…芯金、２１４…リブ、２１６…切欠き、２２０…第３変形例のシール、２２２…芯金、２２４…フランジ部、２３０…第４変形例のシール
【図１】
2020085081.tif 000003
【図２】
2020085081.tif 000004
【図３】
2020085081.tif 000005
【図４】
2020085081.tif 000006
【図５】
2020085081.tif 000007