(57)【要約】【課題】ラビリンス隙間を有する非接触シール付き転がり軸受において、ラビリンス隙間のわずかなリング状の開口部分から、微小な塵埃や液体などの微粒子が侵入しないものとし、これによってさらに密封度の改善された非接触シール付き転がり軸受を得ようとするものである。【解決手段】シール４は、回転する外輪１に外周縁４ａが固定され、かつ内周縁４ｂは非回転の内輪２の外周に形成された周溝２ａの内側に非接触に近接してラビリンス隙間６を形成する。リング状のシール４の外側面４ｃには転がり軸受のラビリンス隙間６の開口に沿って、軸受内部側に凹んだ段差面４ｄを形成し、この段差面４ｄから軸受外側に突出しラビリンス隙間６に向かって延びる送風用ブレード８を設ける。送風用ブレード８で周方向に送られる空気が、外径方向へ逃げずに効率よく内径側へ流れ、ラビリンス隙間６の開口に沿う空気流が生じ、その圧力によって開口付近の異物を充分に吹き飛ばすことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受の内部に潤滑グリースを保持すると共に対向する一対の軌道輪の隙間をリング状シールで密封した転がり軸受からなり、前記リング状シールは回転する軌道輪に一方の周縁部が固定され、かつ他方の周縁部は非回転の軌道輪に非接触に近接してラビリンス隙間を形成しているシールであり、このリング状シールの外側面のラビリンス隙間の開口に沿って軸受内部側に凹んだ段差面を形成すると共に、この段差面から軸受外側に突出してラビリンス隙間に向かって延びる送風用ブレードを設けてなる非接触シール付き転がり軸受。
【請求項２】
送風用ブレードが、２以上設けられている請求項１に記載の非接触シール付き転がり軸受。
【請求項３】
送風用ブレードが、回転軸の周囲に等角度間隔で設けられている請求項２に記載の非接触シール付き転がり軸受。
【請求項４】
送風用ブレードが、段差面に直立する方形状の翼面を有する送風用ブレードである請求項１〜３のいずれかに記載の非接触シール付き転がり軸受。
【請求項５】
送風用ブレードが、軌道輪の回転する方向に倒れるように屈曲または湾曲した翼面を有する送風用ブレードである請求項１〜３のいずれかに記載の非接触シール付き転がり軸受。
【請求項６】
送風用ブレードが、軌道輪の回転する方向と反対側に凹んでいる湾曲した翼面を有する送風用ブレードである請求項１〜３のいずれかに記載の非接触シール付き転がり軸受。
【請求項７】
送風用ブレードの対向する一対の翼面が、翼厚を二等分する平面について面対称に形成されている請求項４〜６のいずれかに記載の非接触シール付き転がり軸受。
【請求項８】
送風用ブレードが、外径側をシール本体と連続して設けた送風用ブレードである請求項１〜３のいずれかに記載の非接触シール付き転がり軸受。
【請求項９】
送風用ブレードが、外径側をシール本体から間隔を開けて設けた送風用ブレードである請求項１〜３のいずれかに記載の非接触シール付き転がり軸受。
【請求項１０】
リング状シールが、合成樹脂で成型されたリング状シールである請求項１〜３のいずれかに記載の非接触シール付き転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軸受空間を密封する非接触シール付き転がり軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、転がり軸受の内部に保持される潤滑グリースの漏れを少なくすると共に、グリース内部に塵埃や液体などの異物が入り込まないように、軸受空間を密封する非接触シールが装着されている。
【０００３】
図９に示すように、転がり軸受の非接触シール２０は、環状の芯金２１とこの芯金２１に一体に固着されるゴム状部材２０ａとが複合したリング状のものであり、外輪１の内周面に形成された周溝に外周部が嵌合されて固定されている。
【０００４】
内輪２にはリング状のシール２０の内径部が対向する位置に、周溝２ａからなるシール用溝が形成され、シール２０の内径側と内輪２の周溝２ａとの間にラビリンスシール隙間２３が形成されている。このラビリンスシール隙間２３には、隙間寸法の広狭があり、狭まり部が１以上形成されている。
このようなラビリンス隙間２３を介した非接触の状態で、潤滑グリースを保持した転がり軸受の軸受空間はある程度の密封状態が保たれている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３３７４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記した従来の非接触シール付き転がり軸受では、リング状のシールの内径側と内輪との間に、ラビリンス隙間のわずかなリング状の開口部分を有しており、微小な塵埃や液体などの微粒子がラビリンス隙間から軸受内部に侵入する可能性がある。
【０００７】
また、転がり軸受の外輪回転によって回転するリング状シールによって、粘性流れが生じてラビリンス隙間の周囲に気流の生じる場合があるが、そのような気流は、転がり軸受の側面における環境雰囲気中の漂流微粒子の運動に与える影響は少なく、前記微粒子の軸受内部への侵入を防止することはできない。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決して、ラビリンス隙間を有する非接触シール付き転がり軸受において、ラビリンス隙間のわずかなリング状の開口部分から、微小な塵埃や霧（ミスト）状の潤滑油や水などの液体その他の微粒子が侵入しないものとし、これによってさらに密封度の改善された非接触シール付き転がり軸受を得ようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明においては、転がり軸受の内部に潤滑グリースを保持すると共に対向する一対の軌道輪の隙間をリング状シールで密封した転がり軸受からなり、前記リング状シールは回転する軌道輪に一方の周縁部が固定され、かつ他方の周縁部は非回転の軌道輪に非接触に近接してラビリンス隙間を形成しているシールであり、このシールの外側面のラビリンス隙間の開口に沿って軸受内部側に凹んだ段差面を形成すると共に、この段差面から軸受外側に突出してラビリンス隙間に向かって延びる送風用ブレードを設けてなる非接触シール付き転がり軸受としたのである。
【００１０】
上記したように構成されるこの発明の非接触シール付き転がり軸受は、シールの段差面から軸受外側に突出してラビリンス隙間に向かって延びる送風用ブレードが、回転する外輪、すなわち外輪と一体に回転するシールの回転によって軸受外側の段差面上の空気をシールの翼面の面積だけ回転方向に押し流す。
その際に発生する空気流は、ラビリンス隙間の開口に沿って起こると共に、その圧力によって開口付近の異物を吹き飛ばすことができる。そのため、ラビリンス隙間のわずかなリング状の開口部分から、微小な塵埃や液体などの微粒子が侵入しない。
【００１１】
このような作用をより充分に奏させるには、少なくとも送風用ブレードが、２以上設けられている上記の非接触シール付き転がり軸受であることが好ましい。
【００１２】
また、送風用ブレードが、回転軸の周囲に等角度間隔で設けられているものであれば、シールの重心が、軸心に一致するため、回転時に生じる振動の少ない非接触シール付き転がり軸受になる。
【００１３】
送風用ブレードが、段差面に直立する方形状の翼面を有する送風用ブレードであれば、気流を発生させる翼面が広く採れ、しかも成形容易な形状で非接触シールを設けることができる。
【００１４】
また、軸受の回転によって発生する気流をできるだけ多く内径方向に、すなわちラビリンス隙間の開口に向けて発生させるためには、送風用ブレードが、外径側部分が軌道輪の回転する方向に倒れるように屈曲または湾曲した翼面を有する送風用ブレードであることが好ましい。
【００１５】
送風用ブレードが、軌道輪の回転する方向と反対側に凹んでいる翼面を有する送風用ブレードを採用することにより、上記同様に軸受の回転によって発生する気流をできるだけ多くラビリンス隙間の開口に向けて発生させることができる。
【００１６】
また、送風用ブレードの対向する一対の翼面が、翼厚を二等分する平面について面対称に形成されている非接触シール付き転がり軸受は、軸受の内輪の回転方向が正方向、逆方向のいずれであってもラビリンス隙間の開口に向け、所要圧力の空気流を発生させることができる。
【００１７】
送風用ブレードが、外径側をシール本体と連続して設けた送風用ブレードであるものは、シールの外側面のラビリンス隙間の開口に沿って軸受内部側に凹んだ段差面と、この段差面から軸受外側に突出するシール本体を周壁として、軸受の回転時に発生する気流を周辺に逃がさないようにしてラビリンス隙間の開口に向けて発生させることができるため、比較的気流の発生効率が良い。
【００１８】
また、送風用ブレードが、外径側をシール本体から間隔を開けて設けた送風用ブレードを設けた非接触シール付き転がり軸受は、特に外径側部分が軌道輪の回転する方向に倒れるように屈曲した翼面を有する送風用ブレードや、軌道輪の回転する方向と反対側に凹んでいる湾曲面からなる翼面を有する送風用ブレードについて、開放された翼面の外径側からも空気の供給が可能であり、ラビリンス隙間の開口に向けて効率よく所要圧力の空気流を発生させることができる。
【００１９】
このようなリング状シールは、合成樹脂で成型されたリング状シールを採用することにより、軌道輪の回転時の遠心力にも充分に耐える剛性を有し、軽量で軸受に負担が少なく、効率よく気流を発生させるものになる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明は、接触シール付き転がり軸受におけるリング状シールの外側面のラビリンス隙間の開口に沿って、軸受内部側に凹んだ段差面を形成すると共に、この段差面から軸受外側に突出してラビリンス隙間に向かって延びる送風用ブレードを設けたので、発生する空気の流れが、ラビリンス隙間の開口に沿って起こり、空気流の圧力によって開口付近の異物を吹き飛ばし、除去するため、ラビリンス隙間のわずかなリング状の開口部分からも、微小な塵埃や液体などの微粒子が侵入しないものとなり、これによって密封度の改善された非接触シール付き転がり軸受となる利点がある。
【００２１】
また、送風用ブレードが、回転軸の周囲に等角度間隔で設けられているものであれば、シールの重心が、軸心に一致するため、回転時に生じる振動の少ない非接触シール付き転がり軸受になる。
【００２２】
外径側部分が軌道輪の回転する方向に倒れるように屈曲した翼面、または湾曲面からなる翼面を有する送風用ブレードを採用したものでは、ブレードの外径側が開放されていても上記同様に軸受の回転によって発生する気流をできるだけ多くラビリンス隙間の開口に向けて発生させることができる利点がある。
合成樹脂で成型されたリング状シールであるものを採用することにより、所要の剛性を有し、軽量で軸受に負担が少なく、効率よく気流を発生させるものとなる利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
この発明の実施形態を以下に添付図面に基づいて説明する。
図１〜４に示すように、第１実施形態は、転がり軸受の代表例として深溝玉軸受を示し、このものは回転する外輪１と固定されている内輪２の軌道面間にボールからなる転動体３を介在させ、これを回転自在に保持器５で保持している。そして、軸受の内部には潤滑グリース（図示せず。）を保持すると共に、外輪１と内輪２からなる対向する一対の軌道輪の隙間をリング状のシール４で密封し、シール４は、回転する外輪１に一方の周縁部（外周縁）４ａが固定され、かつ他方の周縁部（内周縁）４ｂは非回転の内輪２の外周に形成された周溝２ａに近接してラビリンス隙間６を形成しているシールである。
【００２４】
図１及び図２に示すように、シール４は、環状の鋼板製芯金７を支持材とし、その周囲を合成樹脂または合成ゴムで成型されたシール部材で覆われ、これらは一体化されている。
【００２５】
図２及び図３に示すように、リング状のシール４の外側面４ｃには転がり軸受のラビリンス隙間６の開口６ａに沿って、軸受内部側に凹んだ段差面４ｄを形成している。そして、この段差面４ｄから軸受外側に突出しラビリンス隙間６ａに向かって延びる送風用ブレード８を設けている。
【００２６】
送風用ブレード８は、回転軸の周囲、すなわちリング状のシール４の内周縁に等角度間隔で複数個（図中８箇所）設けているので、転がり軸受の回転によって、リング状のシール４の各部に遠心力が均等に作用し、振動が起こらない。
【００２７】
図２〜４に示す送風用ブレード８は、段差面に直立する方形状の翼面８ａを有するものであり、このような形状であれば成形やその後の加工も容易であり、かつ回転時に空気流を起こす作用面積も大きく効率が良いものになる。
【００２８】
図４に示すように、この送風用ブレード８は、外径側をシール４の本体部分と連続して設けている。このようにするとシール４の回転時に送風用ブレード８で周方向に送られる空気が、外径方向へ逃げずに効率よく内径側へ流れ、ラビリンス隙間６（図２参照）の開口６ａに沿う空気流が生じ、その圧力によって開口付近の異物を充分に吹き飛ばすことができる。
【００２９】
前記した段差面４ｄの位置、すなわちリング状シールの外側面からの段差は、転がり軸受の設計的事情に合せて適宜に変更することができるが、段差は大きい方が翼面８ａの面積の広い送風用ブレードを設けることができ、空気流の発生効率も向上させることができる。
【００３０】
また、図５〜８に示す送風用ブレード９、１０、１１、１２の他の形態に示すように、これらの送風用ブレードが、軌道輪の回転する方向に倒れるように屈曲した翼面を有する送風用ブレードであることは、軸受の回転によって発生する気流をできるだけ多く内径方向に、すなわちラビリンス隙間の開口に向けて発生させるために好ましい形態である。
【００３１】
個別に説明すると、図５に示す第２実施形態では、送風用ブレード９の長手方向の外径側の半分に、軌道輪の回転する方向に倒れるように屈曲した翼面９ａを形成しており、内径側の半分は軌道輪の回転する方向にとは反対方向に倒れるように屈曲した翼面９ｂを形成し、全体として「く」の字型に屈曲した翼面形状に形成している。これによってリング状のシール１３の回転時に送風用ブレード９で周方向に送られる空気が、翼面９ａ中央部分に集められて外径方向へ逃げ難く、外径側をシール１３の本体と連続して設けていることからも、より効率よく空気流を内径側へ流すことができ、ラビリンス隙間の開口に対する所期した微粒子侵入防止作用を奏することができる。
【００３２】
また、第２実施形態では、送風用ブレード９の対向する翼面（９ａ、９ｂ）と翼面（９ｃ、９ｄ）が、翼厚を二等分する平面Ａ（図中、鎖線で示す。）について面対称に形成されているため、軸受の内輪の回転方向が正逆いずれの方向であっても、ラビリンス隙間の開口に向け、所要圧力の空気流を発生させることができる。
【００３３】
図６に示す第３実施形態は、送風用ブレード１０の全体に軌道輪の回転する方向に倒れるように湾曲した翼面１０ａを形成した非接触シールであり、また送風用ブレード１０の対向する一対の翼面１０ａ、１０ｂが、翼厚を二等分する平面について面対称に形成されており、軸受の回転方向に関わらず作用する。さらにこの実施形態では、送風用ブレードの外径側をシール１４の本体から間隔を開けて設けている。このものでは、開放された翼面１０ｃの外径側からも空気の供給が可能であり、ラビリンス隙間の開口に向けて効率よく所要圧力の空気流を発生させることができる。
【００３４】
図７に示す第４実施形態は、送風用ブレード１１が、外径側をシール１５の本体から間隔を開けて不連続に設けていると共に、軌道輪の正逆双方に回転する方向に倒れるように湾曲した翼面を有する送風用ブレードである。このようにすると、軌道輪の回転する方向に拘わらず、開放された翼面１１ａの外径側からも空気の供給が可能であり、効率よく空気流を内径側へ流すことができる。
【００３５】
図８に示す第５実施形態は、段差面１６ｄに直立する方形状の翼面１２ａ、１２ｂを有する送風用ブレードであり、径方向に沿って延びる翼面１２ａと周方向に沿って延びる翼面１２ｂを直交させて設け、全体的には軌道輪の回転する正逆両方向に倒れるように屈曲した翼面を有する送風用ブレードである。このような形態であっても前記した実施形態と同様に、外径側からも空気の供給が可能であり、回転方向にかかわらず、効率よくラビリンス隙間の開口に対する所期した微粒子侵入防止作用を奏することができる。
【００３６】
なお、上述した実施形態は、一対の軌道輪となる部材としてラジアル型軸受の外輪および内輪について説明したが、一対の軌道輪となる部材はこれに限定されるものではなく、たとえばスラスト型軸受の軌道盤であってもよい。また、実施形態は、転動体として玉以外のころなどであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１実施形態の断面図
【図２】送風用ブレードを示す図１の拡大断面図
【図３】第１実施形態に用いたリング状シールの平面図
【図４】第１実施形態に用いるリング状シールの要部を示す拡大斜視図
【図５】第２実施形態に用いるリング状シールの要部を示す拡大斜視図
【図６】第３実施形態に用いるリング状シールの要部を示す拡大斜視図
【図７】第４実施形態に用いるリング状シールの要部を示す拡大斜視図
【図８】第５実施形態に用いるリング状シールの要部を示す拡大斜視図
【図９】従来例の断面図
【符号の説明】
【００３８】
１  外輪
２  内輪
２ａ  周溝
３  転動体
４  シール
４ａ  外周縁
４ｂ  内周縁
４ｃ  外側面
４ｄ、１４ｄ  段差面
５  保持器
６  ラビリンス隙間
７  芯金
８、９、１０、１１、１２  送風用ブレード
８ａ、９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１２ａ、１２ｂ  翼面
１３、１４、１５、１６  シール
【図１】
2010091052.tif 000003
【図２】
2010091052.tif 000004
【図３】
2010091052.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2010091052.tif 000008
【図７】
2010091052.tif 000009
【図８】
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【図９】
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