(57)【要約】【課題】  組み付け時に密封性能が低下するのを抑制することができる密封装置およびこれを用いた転がり軸受を提供する。【解決手段】  第１のシール本体３の金属製の芯金６に径方向に延びる当接面６ａ１を形成し、金属製の挟持部材１７に径方向に延びる挟持面１７ａを形成する。そして、第１および第２シール本体３，４を、一対の挟持部材１６，１７により軸方向両側から挟み込んだ状態で固定する際に、当接面６ａ１と挟持面１７ａとを当接させ、第１のシール本体３と挟持部材１７とを金属接触させる。【選択図】  図１
2010190328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相対回転する外側部材と内側部材との間に構成される環状空間を密封する密封装置において、
前記外側部材および内側部材のうちのいずれか一方の部材に取り付けられ、径方向に延びる環状部を有するスリンガと、
前記外側部材および内側部材のうちの他方の部材に取り付けられる芯金と、当該芯金に固定され前記スリンガの環状部に軸方向から接触させた状態で摺接するリップとを有するシール本体と、
前記シール本体を、軸方向両側から挟み込んだ状態で前記他方の部材に固定するための一対の挟持部材と、を備え、
前記一対の挟持部材のうちの少なくとも一方の挟持部材は、軸線と直交する方向に延びる金属製の挟持面を有し、
前記シール本体の芯金は、軸線と直交する方向に延びるとともに前記両挟持部材により挟み込まれた状態で前記挟持面に当接する金属製の当接面を有する
ことを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記一対の挟持部材のうちの少なくとも一方の挟持部材は、前記挟持面より外周側で軸方向に延びるシール面を有し、
前記シール本体の外周部に、前記両挟持部材により挟み込まれた状態で前記シール面に当接するシール部を有する請求項１に記載の密封装置。
【請求項３】
前記両挟持部材が、複数のシール本体を軸方向に重ねた状態で軸方向両側から挟み込んでいる請求項１または２に記載の密封装置。
【請求項４】
内輪と、
前記内輪に対して同軸心状でかつ相対回転自在に設けられた外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に転動自在に介在する複数の転動体と、
前記内輪と前記外輪との間に構成される環状空間を密封する請求項１〜３に記載の密封装置と、
を備えていることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに相対回転する内側部材と外側部材との間の環状空間を密封するための密封装置およびこれを用いた転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば圧延機の圧延ロールを回転可能に支持する転がり軸受には、内外輪間に構成される環状空間を密封するための密封装置が備えられている（例えば、特許文献１）。特許文献１の密封装置は、外輪側の端面にボルト等により固定されるとともに、内輪側に軸方向から接触させる弾性体からなるシール部材（第１シール１０，第２シール２０）を有している。これにより、シール部材が内輪側に軸方向から接触した状態で摺接することによって、軸受内部に圧延ロールを冷却する冷却水等の異物が浸入するのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−６１５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記密封装置にあっては、その組み付け時に、弾性体であるシール部材を外輪側の端面にボルト等により締め付けて固定するようになっているため、その締め付け力によってシール部材が弾性変形する。この結果、シール部材の内輪側との摺接部が、外輪の軸線と直行する平面に対して傾いてしまう。このため、組み付け時に、シール部材と内輪側との接触面圧が周方向において不均一になり、密封性能が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、組み付け時に密封性能が低下するのを抑制することができる密封装置およびこれを用いた転がり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】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明は、互いに相対回転する外側部材と内側部材との間に構成される環状空間を密封する密封装置において、前記外側部材および内側部材のうちのいずれか一方の部材に取り付けられ、径方向に延びる環状部を有するスリンガと、前記外側部材および内側部材のうちの他方の部材に取り付けられる芯金と、当該芯金に固定され前記スリンガの環状部に軸方向から接触させた状態で摺接するリップとを有するシール本体と、前記シール本体を、軸方向両側から挟み込んだ状態で前記他方の部材に固定するための一対の挟持部材と、を備え、前記一対の挟持部材のうちの少なくとも一方の挟持部材は、軸線と直交する方向に延びる金属製の挟持面を有し、前記シール本体の芯金は、軸線と直交する方向に延びるとともに前記両挟持部材により挟み込まれた状態で前記挟持面に当接する金属製の当接面を有することを特徴としている。
【０００７】
上記のように構成された密封装置によれば、シール本体を挟持部材により固定する際に、金属製の当接面を軸線と直交する方向に延びる金属製の挟持面とを当接させるので、シール本体と挟持部材とを金属接触させることができる。このため、シール本体が、軸線と直行する平面に対して傾くのを防止することができる。これにより、シール本体のリップとスリンガとの接触面圧を、その周方向に亘って均一にすることができるので、密封装置の組み付け時に、その密封性能が低下するのを抑制することができる。
【０００８】
また、前記一対の挟持部材のうちの少なくとも一方の挟持部材は、前記挟持面より外周側で軸方向に延びるシール面を有し、前記シール本体の外周部に、前記両挟持部材により挟み込まれた状態で前記シール面に当接するシール部を有することが好ましい。この場合、シール本体の外周部の密封性能を高めることができる。
【０００９】
また、前記両挟持部材が、複数のシール本体を軸方向に重ねた状態で軸方向両側から挟み込んでいることが好ましい。この場合、複数のシール本体を、挟持部材により纏めて固定することができるので、密封装置の組み付け作業を容易に行うことができる。
【００１０】
また、本発明は、内輪と、前記内輪に対して同軸心状でかつ相対回転自在に設けられた外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に介在する複数の転動体と、前記内輪と前記外輪との間に構成される環状空間を密封する上記密封装置と、を備えている転がり軸受であることを特徴としている。
このように構成された転がり軸受によれば、上述のように密封装置の組み付け時に、その密封性能が低下するのを抑制することができるので、転がり軸受の耐久性が低下するのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の密封装置によれば、シール本体を外側部材に固定する際に、シール本体と挟持部材とを金属接触させて、シール本体が軸線と直行する平面に対して傾くのを防止することができる。これにより、シール本体のリップとスリンガとの接触面圧を、その周方向に亘って均一にすることができるので、密封装置の組み付け時に、その密封性能が低下するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る密封装置を備えた転がり軸受を示す断面図である。
【図２】（ａ）は、上記密封装置の第１のシール本体を示す断面図、（ｂ）は、上記密封装置の第２のシール本体を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る密封装置を備えた転がり軸受を示す断面図である。転がり軸受５０は、例えば圧延機の圧延ロールを支持するものであり、互いに同心的かつ相対回転自在に配置された外側部材としてのハウジング６１および外輪５１と内側部材としての内輪５２とを備えている。外輪５１は、その外周面がハウジング６１の内周面に嵌め入れられ、ハウジングの内周面と内輪５２の外周面との間の環状空間に、密封装置１が装着されている。この密封装置１は、内外輪５１，５２間に転動体としての円錐ころ５３が配置された転がり軸受５０の内部側Ａの潤滑剤が外部側Ｂへ漏れるのを防止し、また、外部側Ｂから圧延ロールを冷却するための冷却水等の異物が内部側Ａへ浸入するのを防止するものである。
【００１４】
密封装置１は、内輪５２に圧入された環状のスリンガ２と、軸方向に重ねられた環状の第１のシール本体３および環状の第２のシール本体４と、これらのシール本体３，４を外輪５１に固定している環状の固定手段５とを備えている。スリンガ２は、内輪５２に圧入された円筒部２ａと、この円筒部２ａの外部側Ｂ端部から径方向外向きに屈曲した環状部２ｂとを有する断面略Ｌ字状の環状部材である。
【００１５】
図２（ａ）は第１のシール本体３のみを示す断面図であり、図２（ｂ）は第２のシール本体４のみを示す断面図である。
図２（ａ）において、第１のシール本体３は、径方向に延びる環状の芯金６と、この芯金６に固定されているシール部材７とで構成されている。芯金６は、金属（例えば、ＳＰＣＣ）製の環状板で構成されており、その外側面６ａの外周側は、後述する挟持面１７ｂを当接させる平坦な当接面６ａ１として構成されている（図１参照）。当接面６ａ１は、軸線に直交する方向に延びた状態で形成されている。
シール部材７は、合成ゴム（例えば、フッ素ゴム）等の弾性体から主に構成されており、芯金６に加硫による接着等により固定される基部８と、スリンガ２の環状部２ｂに摺接するリップ９と、後述するシール面１６ｃに当接するシール部１０とを有している。基部８は、芯金６の内側面６ｂ、内周面６ｃおよび外側面６ａの一部を覆うように形成されている。シール部１０は、基部８の外周端に一体形成されており、芯金６の外周面６ｄに固定されている。
【００１６】
リップ９は、基部８の内周端から軸方向の外部側Ｂに延伸している円筒部９ａと、この円筒部９ａから径方向に屈曲して内部側Ａに傾きながら延伸している内側屈曲部９ｂと、この内側屈曲部９ｂから屈曲して外部側Ｂに傾きながら延伸している外側屈曲部９ｃと、この外側屈曲部９ｃから軸方向の外部側Ｂに延伸している摺接部９ｄとを有してる。摺接部９ｄは、スリンガ２の環状部２ｂの内側面２ｂ１の外周側に軸方向から接触して摺接するようになっており、外部側Ｂから冷却水等の異物が内部側Ａに浸入するのを防止している。また、リップ９は、複数の屈曲部９ｂ，９ｃを有しているため、シール本体３，４が軸方向に移動した際に、これに追従して各屈曲部９ｂ，９ｃの屈折角が変化することにより、スリンガ９ｄに対する摺接部９ｄの接触面圧が変化するのを抑制している。
【００１７】
図２（ｂ）において、第２のシール本体４は、径方向に延びる環状に形成された芯金１１と、この芯金１１に固定されているシール部材１２とで構成されている。芯金１１は、金属（例えば、ＳＰＣＣ）製の環状板で構成されており、その内径は第１のシール本体３の芯金６の内径よりも小さくなっている。また、芯金１１の外側面１１ａは、第１シール本体３の基部８の内側面８ａに当接している（図１参照）。
シール部材１２は、合成ゴム（例えば、フッ素ゴム）等の弾性体から主に構成されており、芯金１１に加硫による接着等により固定される基部１３と、スリンガ２の環状部２ｂに摺接するリップ１４と、後述するシール面１６ｃに当接するシール部１５とを有している（図１参照）。基部１３は、芯金１１の内側面１１ｂ、内周面１１ｃおよび外側面１１ａの一部を覆うように形成されている。また、基部１３の内側面１３ａは、後述する挟持面１６ｂに当接している（図１参照）。シール部１５は、基部１３の外周端に一体形成されており、芯金１１の外周面１１ｄに固定されている。
【００１８】
リップ１４は、基部１３の内周端から軸方向の外部側Ｂに延伸している円筒部１４ａと、この円筒部１４ａから径方向に屈曲して内部側Ａに傾きながら延伸している内側屈曲部１４ｂと、この内側屈曲部１４ｂから屈曲して外部側Ｂに傾きながら延伸している外側屈曲部１４ｃと、この外側屈曲部１４ｃから軸方向の外部側Ｂに延伸している摺接部１４ｄとを有してる。摺接部１４ｄは、スリンガ２の環状部２ｂの内側面２ｂ１の内周側に軸方向から接触して摺接するようになっており、上述の摺接部９ｄとともに外部側Ｂから冷却水等の異物が内部側Ａに浸入するのを防止している。また、リップ１４は、複数の屈曲部１４ｂ，１４ｃを有しているため、シール本体３，４が軸方向に移動した際に、これに追従して各屈曲部１４ｂ，１４ｃの屈折角が変化することにより、摺接部１４ｄのスリンガ１４ｄに対する接触面圧が変化するのを抑制している。
【００１９】
次に、上記固定手段５について図１を参照しながら詳しく説明する。固定手段５は、第１および第２のシール本体３，４を軸方向両側から挟持している一対の挟持部材１６，１７と、これら一対の挟持部材１６，１７を締結固定している締結部材としての締結ボルト１８と、を備えている。
挟持部材１６，１７は、いずれも金属（例えば、機械構造用炭素鋼）製の環状部材で構成されており、挟持部材１６の外部側Ｂに形成された係合部１６ａと、挟持部材１７の内部側Ａに形成された被係合部１７ａとが軸方向から係合されている。挟持部材１７の軸方向内方の外周面（被係合部１７ａの外周面）は、その軸方向外方の外周面より小径に形成され、挟持部材１６の端面とで凹溝１９を形成している。この凹溝１９にはＯリング６２が嵌入されており、外部側Ｂからハウジング６１の内周面とこの内周面に隙間嵌めされた外輪５１の外周面との間や、外輪５１と内輪５２との間に、冷却水等の異物が浸入することを抑制している。
【００２０】
挟持部材１６の内側面１６ｅは、外輪５１の外側面５１ａに当接させた状態で固定されている。挟持部材１６の外部側Ｂの内周側には、上記基部１３の内側面１３ａの外周側に当接する平坦な挟持面１６ｂが軸線と直交する方向に延びた状態で一体形成されている。この挟持面１６ａの外周端には軸方向の外部側Ｂに延びるシール面１６ｃが一体形成されており、このシール面１６ｃに、第１および第２シール本体３，４の各シール部１０， １５が径方向から当接している。挟持部材１７の内部側Ａの内周側には、上記芯金６の当接面６ａ１の周方向全体に環状に当接する平坦な挟持面１７ｂが、軸線に直交する方向に延びた状態で一体形成されている。
【００２１】
締結ボルト１８は、一方の挟持部材１６の係合部１６ａと他方の挟持部材１７の被係合部１７ａとを係合させた状態で、挟持部材１７に軸方向へ貫通形成された貫通孔１７ｃを貫通するとともに、挟持部材１６に形成されたねじ穴１６ｄに螺合されている。
これにより、軸方向に重なる第１および第２シール本体３，４は、その外周側が一対の挟持部材１６，１７の挟持面１６ａ，１７ａにより軸方向両側から挟み込まれた状態で、ハウジング６１に固定されている。
【００２２】
上記のように構成された本実施形態の密封装置１によれば、シール本体３の金属製の芯金６に形成された径方向に延びる当接面６ａ１と、金属製の挟持部材１７に形成された径方向に延びる挟持面１７ａとを当接させているため、シール本体３と挟持部材１７とを金属接触させることができる。このため、第１および第２シール本体３，４を、一対の挟持部材１６，１７により軸方向両側から挟み込んだ状態で固定する際に、シール本体３，４の芯金６，１１の内周端が、外部側Ｂに傾くのを抑制することができる。これにより、各シール本体３，４のリップ９，１４がスリンガ２の環状部２ｂに軸方向から接触する接触面圧を、その周方向に亘って均一にすることができるので、密封装置１の組み付け時に、その密封性能が低下するのを抑制することができる。
しかも、本実施形態では、スリンガ２の環状部２ｂの外周側に接触する第１シール本体３、すなわち、外部側Ｂから異物が浸入しやすいシール本体３の挟持部分を金属接触させるようにしたので、密封装置１の密封性能が低下するのを効果的に抑制することができる。
【００２３】
また、第１および第２シール本体３，４の外周端に形成されたシール部１０，１５を、それぞれ挟持部材１６の軸方向に延びるシール面１６ｃに当接させるようにしたので、第１および第２シール本体３，４の外周部の密封性能を高めることができる。したがって、外部側Ａの異物が、上記当接面６ａ１と挟持面１７ａとの金属接触部から内部側Ｂに浸入するのを防止することができる。
さらに、一対の挟持部材１６，１７は、第１および第２シール本体３，４を、軸方向に重ねた状態で、軸方向両側から挟み込んでいるため、複数のシール本体３，４を纏めて固定することができ、密封装置１の組み付け作業を容易に行うことができる。
また、上記密封装置１を備えた転がり軸受５０は、上述のように密封装置１の組み付け時に、その密封性能が低下するのを抑制することができるので、転がり軸受５０の耐久性が低下するのを抑制することができる。
【００２４】
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではない。例えば、内部側Ａに配置される挟持部材１６は、ハウジング６１に固定されているが、外輪５１に固定もしくは一体形成されていてもよい。
また、金属製の当接面６ａ１は、芯金６（第１のシール本体３）の外側面６ａに形成されているが、芯金１１（第２のシール本体４）の内側面１１ｂに形成されていてもよい。この場合、第２のシール本体４の基部１３の外周部を切除し、芯金１１に形成した当接面を挟持部材１６の挟持面１６ｂに直接当接させるようにすればよい。ただし、上述のように、外部側Ｂから異物の浸入を効果的に抑制するという観点では、第１のシール本体３の芯金６に当接面が形成されていることが好ましい。
さらに、シール面１６ｃは、内部側Ａの挟持部材１６に形成されているが、外部側Ｂの挟持部材１７に形成されていてもよい。
また、一対の挟持部材１６，１７は、２つのシール本体３，４を挟み込んでいるが、１つのシール本体、または３つ以上のシール本体を挟み込むようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２５】
１      密封装置
２      スリンガ
２ｂ    環状部
３      第１のシール本体
４      第２のシール本体
６，１１  芯金
６ａ１  当接面
９，１４  リップ
１０，１５  シール部
１６，１７  挟持部材
１６ｂ，１７ｂ  挟持面
１６ｃ  シール面
５０    転がり軸受
５１    外輪（外側部材）
５２    内輪（内側部材）
【図１】
2010190328.tif 000003
【図２】
2010190328.tif 000004