(57)【要約】【課題】コストアップを招かずに、内輪や外輪の真円度の低下を回避する。【解決手段】内輪１と、外輪２と、転動体３と、内輪に対してラジアル方向の第１の隙間Ｓ１を確保した状態で、外輪に形成されたシール嵌合溝８に保持されたシール部材１０と、を備えるシール付き転がり軸受において、外輪２とシール部材１０にラジアル方向に対向するシール嵌合基準面６、１２をそれぞれ形成し、外輪側のシール嵌合基準面にシール嵌合溝８を形成すると共に、シール部材側のシール嵌合基準面にシール嵌合溝に嵌まる環状凸部１５を設ける。更に、外輪側のシール嵌合基準面６とシール部材側のシール嵌合基準面１２との間に、第１の隙間Ｓ１よりも小さいラジアル方向の第２の隙間Ｓ２を確保し、環状凸部の高さｈを第２の隙間Ｓ２より大きく設定し、環状凸部の頂部とシール嵌合溝の内底部との間に第２の隙間よりも大きいラジアル方向の第３の隙間Ｓ３を確保する。【選択図】図１
2010196803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪及び外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に配置された複数の転動体と、前記内輪及び外輪の何れ一方のリングと自身の径方向の一端との間にラジアル方向の第１の隙間を確保した状態で、前記内輪及び外輪の何れか他方のリングに形成されたシール嵌合溝に自身の径方向の他端が嵌め込まれて保持されることにより、前記内輪と外輪との間の空間を塞ぐシール部材と、を備えるシール付き転がり軸受において、
前記他方のリングと前記シール部材の径方向の他端との互いに対向する部分に、ラジアル方向に互いに対向するシール嵌合基準面をそれぞれ形成し、
リング側の前記シール嵌合基準面に前記シール嵌合溝を形成すると共に、シール部材側の前記シール嵌合基準面に前記シール嵌合溝に嵌まる環状凸部を設け、かつ、
前記リング側のシール嵌合基準面とシール部材側のシール嵌合基準面との間に、前記第１の隙間よりも小さいラジアル方向の第２の隙間を確保し、前記環状凸部の前記シール部材側のシール嵌合基準面からの高さを前記第２の隙間より大きく設定し、前記環状凸部の頂部と前記シール嵌合溝の内底部との間に前記第２の隙間よりも大きいラジアル方向の第３の隙間を確保したことを特徴とするシール付き転がり軸受。
【請求項２】
次式で定義される軸受断面比αが０．２以下の薄肉軸受であることを特徴とする請求項１に記載のシール付き転がり軸受。
α＝（Ｄ−ｄ）／（２×Ｄｐｗ）
〔但し、Ｄは軸受外径、ｄは軸受内径、Ｄｐｗは軸受の転動体の中心径〕
【請求項３】
前記他方のリングの材質が浸炭鋼であ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転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール付き転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
シール付き転がり軸受は、メンテナンスフリーである利便性や、軸受内部に充填した潤滑剤の飛散が防止されるという環境性の良さから、様々な箇所に利用されている。その代表例として、工作機械主軸用軸受がある。工作機械主軸用軸受は、その精度がそのまま工作機械の性能に反映されやすいため、特に高い精度が求められる。シール付き転がり軸受の従来例として、特許文献１に記載のものが知られている。
【０００３】
図２は従来のシール付き転がり軸受の構成を示し、（ａ）は部分断面図、（ｂ）はその要部拡大図である。このシール付き転がり軸受は、外周面（外径面）に内輪軌道面１ａを有する内輪１と、内周面（内径面）に外輪軌道面２ａを有する外輪２と、前記内輪軌道面１ａと前記外輪軌道面２ａとの間に転動自在に配置された複数の玉（転動体）３と、これら複数の玉３を円周方向に所定の間隔で保持する保持器４と、外輪２の内径面のうち外輪軌道面２ａの両外側に形成されたシール嵌合溝４８に自身の外周部３０ａが嵌め込まれることで外輪２に保持され、内輪１の外径面に自身の内周部３０ｂを微小の隙間Ｓ１を持って対向させることで、内輪１と外輪２の間の空間と外部との間をシールするシール部材３０と、内輪１と外輪２の間の空間に封入された潤滑剤（図示略）とを備えている。なお、シール部材３０は、環状の鋼板を芯金として樹脂や合成ゴムを成形したものである。
【０００４】
また、このシール付き転がり軸受では、シール部材３０の外周に設けたゴム製の環状凸部３１をシール嵌合溝４８に嵌め込み、環状凸部３１の外周端に突設したリップ部３２を、ゴムの弾力を利用して、シール嵌合溝４８の内側部の傾斜壁４８ａに当てることで、シール部材３０をラジアル・アキシャル両方向に固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２９６２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の構造のシール付き転がり軸受では、シール部材３０から外輪２に作用する力Ｆが、アキシャル方向（分力Ｆａ）にもラジアル方向（分力Ｆｂ）にも作用するため、シール嵌合溝４８の真円度が低い場合には、ラジアル方向にシール部材３０から外輪２に作用する分力Ｆｂが、円周方向で不均一となり、この不均一なラジアル方向の分力Ｆｂにより、外輪２の剛性が低い場合、外輪２の外径の真円度が低下してしまうことがあった。外輪２の外径の真円度が低下すると、軸受回転精度が低下し、ひいては、軸受が組み込まれた機械の精度を低下させる問題がある。特に薄肉軸受であったり、変形しやすい材質を使用している軸受の場合は、そのような問題が大きくなりがちであった。
【０００７】
これを防止するには、熱処理後に高度な研磨加工などを施して、シール嵌合溝の真円度を上げることが考えられる。しかし、そうすると、工程数の増加によるコストアップなどの別の問題が発生する。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な変更を加えるだけで、コストアップを招かずに、内輪や外輪の真円度の低下を回避することのできるシール付き転がり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するために、本発明に係るシール付き転がり軸受は、下記（１）〜（３）を特徴としている。
（１）内輪及び外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に配置された複数の転動体と、前記内輪及び外輪の何れ一方のリングと自身の径方向の一端との間にラジアル方向の第１の隙間を確保した状態で、前記内輪及び外輪の何れか他方のリングに形成されたシール嵌合溝に自身の径方向の他端が嵌め込まれて保持されることにより、前記内輪と外輪との間の空間を塞ぐシール部材と、を備えるシール付き転がり軸受において、
前記他方のリングと前記シール部材の径方向の他端との互いに対向する部分に、ラジアル方向に互いに対向するシール嵌合基準面をそれぞれ形成し、
リング側の前記シール嵌合基準面に前記シール嵌合溝を形成すると共に、シール部材側の前記シール嵌合基準面に前記シール嵌合溝に嵌まる環状凸部を設け、かつ、
前記リング側のシール嵌合基準面とシール部材側のシール嵌合基準面との間に、前記第１の隙間よりも小さいラジアル方向の第２の隙間を確保し、前記環状凸部の前記シール部材側のシール嵌合基準面からの高さを前記第２の隙間より大きく設定し、前記環状凸部の頂部と前記シール嵌合溝の内底部との間に前記第２の隙間よりも大きいラジアル方向の第３の隙間を確保したこと。
（２）上記（１）の構成のシール付き転がり軸受において、次式で定義される軸受断面比αが０．２以下の薄肉軸受であること。
α＝（Ｄ−ｄ）／（２×Ｄｐｗ）
〔但し、Ｄは軸受外径、ｄは軸受内径、Ｄｐｗは軸受の転動体の中心径〕
（３）上記（１）または（２）の構成のシール付き転がり軸受において、前記他方のリングの材質が浸炭鋼であること。
【発明の効果】
【００１０】
上記（１）の構成のシール付き転がり軸受によれば、シール嵌合溝に環状凸部が嵌っていることにより、シール部材をアキシャル方向に移動しないように拘束することができ、それにより、シール部材の外れを防止することができると共に、シール部材と保持器の干渉を防止することができる。また、シール部材側のシール嵌合基準面とリング側のシール嵌合基準面との間にラジアル方向の第２の隙間が確保されていること、及び、環状凸部の頂部とシール嵌合溝の内底部との間に第２の隙間よりも大きいラジアル方向の第３の隙間が確保されていることにより、シール嵌合溝を有する他方のリングが、シール部材からラジアル方向の圧力を受けないようにすることができる。従って、シール嵌合溝の真円度が低い場合であっても、シール部材からのラジアル方向の力が他方のリングに及ばなくなり、それにより、肉厚や材質によらず、他方のリングの真円度が、シール部材から受ける力の影響で低下するようなことがなくなる。そのため、リングの真円度が低下することによって起こる軸受回転精度の低下、ひいては、軸受が組み込まれた機械の精度低下を防ぐことができる。また、シール嵌合溝の真円度向上を目的とした研磨加工等の余分な工程が不要になるので、低コストでリングの真円度の高い高精度なシール付き転がり軸受を提供できるようになる。また、第２の隙間が第１の隙間より小さくなっているので、シール部材がラジアル方向に動いた場合にも、シール部材の径方向の一端が一方のリングに干渉することはない。
【００１１】
上記（２）の構成のシール付き転がり軸受は、軸受断面比が０．２以下の薄肉軸受であるが、このような薄肉軸受の場合、リングの剛性が小さい上に、熱処理による変形が起こりやすいために、シール部材からのラジアル方向の力によるリングの真円度の低下の度合いが大きくなりやすい。しかし、本発明を適用することにより、この真円度の低下を有効に防ぐことができる。
【００１２】
上記（３）の構成のシール付き転がり軸受は、シール嵌合溝を有する他方のリングを浸炭鋼で構成して高硬度を付与しているが、このような浸炭処理には熱処理が必要なため真円度が低下しやすく、シール部材からラジアル方向の力を受けることによる真円度の低下の度合いが大きい。しかし、本発明を適用することにより、この真円度の低下を有効に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態のシール付き転がり軸受の構成図で、（ａ）は部分断面図、（ｂ）はその要部拡大断面図である。
【図２】従来のシール付き転がり軸受の構成図で、（ａ）は部分断面図、（ｂ）はその要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態のシール付き転がり軸受の構成図で、（ａ）は部分断面図、（ｂ）はその要部拡大断面図である。
【００１５】
このシール付き転がり軸受は、外周面（外径面）に内輪軌道面１ａを有する内輪（一方のリング）１と、内周面（内径面）に外輪軌道面２ａを有する外輪（他方のリング）２と、前記内輪軌道面１ａと前記外輪軌道面２ａとの間に転動自在に配置された複数の玉（転動体）３と、これら複数の玉３を円周方向に所定の間隔で保持する保持器４と、内輪１の外径面と自身の内周部１０ｂ（径方向の一端）との間にラジアル方向の第１の隙間Ｓ１を確保した状態で、外輪２の内径面のうち外輪軌道面２ａの両外側に形成された凹状段部５に自身の外周部１０ａ（径方向の他端）が嵌め込まれて保持されることにより、内輪１と外輪２の間の空間と外部との間をシールするシール部材１０と、内輪１と外輪２の間の空間に封入された潤滑剤（図示略）とを備えている。なお、シール部材１０は、環状の鋼板を芯金１１として樹脂や合成ゴムを成形したものである。
【００１６】
外輪２の凹状段部５には、軸受の軸線方向に平行なシール嵌合基準面６と、軸受の径方向に沿った側壁面７とが設けられている。シール嵌合基準面６と側壁面７は互いに略垂直な壁面であり、シール嵌合基準面６は、側壁面７より外輪２の幅方向外側にある。この外輪２側のシール嵌合基準面６には、シール部材１０の外周部１０ａに形成されたシール嵌合基準面１２がラジアル方向に対向している。そして、外輪２側のシール嵌合基準面６に環状のシール嵌合溝８が形成され、そのシール嵌合溝８に、シール部材１０側のシール嵌合基準面１２に形成された環状凸部１５が嵌まっている。
【００１７】
この場合、外輪２側のシール嵌合基準面６とシール部材１０側のシール嵌合基準面１２との間には、前記第１の隙間Ｓ１よりも小さいラジアル方向の第２の隙間Ｓ２が確保されている。また、環状凸部１５のシール部材１０側のシール嵌合基準面１２からの高さｈが第２の隙間Ｓ２より大きく設定されている。さらに、環状凸部１５の頂部とシール嵌合溝８の内底部との間に、第２の隙間Ｓ２よりも大きいラジアル方向の第３の隙間Ｓ３が確保されており、これにより、シール部材１０がラジアル方向に多少の遊びを持って固定されている。
【００１８】
また、凹状段部５にシール部材１０の外周部１０ａが嵌った状態で、シール部材１０の外周部１０ａの内側面１３が凹状段部５の側壁面７に弾性的に当接し、環状凸部１５の外側面１５ａが、シール嵌合溝８の幅方向外側の内側壁８ａに弾性的に当接しており、これにより、シール部材１０がアキシャル方向に固定されている。
【００１９】
このように構成されたシール付き転がり軸受では、外輪２に形成されたシール嵌合溝８にシール部材１０に形成された環状凸部１５が嵌っていることにより、シール部材１０をアキシャル方向に移動しないように拘束することができ、それにより、シール部材１０の外れを防止することができると共に、シール部材１０と保持器４の干渉を防止することができる。
【００２０】
また、シール部材１０側のシール嵌合基準面１２と外輪２側のシール嵌合基準面６との間にラジアル方向の第２の隙間Ｓ２が確保されていること、及び、環状凸部１５の頂部とシール嵌合溝８の内底部との間に第２の隙間Ｓ２よりも大きいラジアル方向の第３の隙間Ｓ３が確保されていることにより、シール嵌合溝８を有する外輪２が、シール部材１０からラジアル方向の圧力を受けないようにすることができる。従って、シール嵌合溝８の真円度が低い場合であっても、シール部材１０からのラジアル方向の力が外輪２に及ばなくなり、それにより、肉厚や材質によらず、外輪２の真円度が、シール部材１０から受ける力の影響で低下するようなことがなくなる。そのため、外輪２の真円度が低下することによって起こる軸受回転精度の低下、ひいては、軸受が組み込まれた機械の精度低下を防ぐことができる。
【００２１】
また、シール嵌合溝８の真円度向上を目的とした研磨加工等の余分な工程が不要になるので、低コストでリングの真円度の高い高精度なシール付き転がり軸受を提供できるようになる。
【００２２】
なお、第２の隙間Ｓ２が第１の隙間Ｓ１より小さくなっているので、シール部材１０がラジアル方向に動いた場合にも、シール部材１０の径方向の内周部１０ｂが内輪１に干渉することはない。
【００２３】
このシール付き転がり軸受は、次式で定義される軸受断面比αが０．２以下の薄肉軸受に適用された場合に特に有効性を発揮することができる。
α＝（Ｄ−ｄ）／（２×Ｄｐｗ）
〔但し、Ｄは軸受外径、ｄは軸受内径、Ｄｐｗは軸受の転動体の中心径〕
【００２４】
即ち、軸受断面比が０．２以下の薄肉軸受の場合、内輪１や外輪２の剛性が小さい上に、熱処理による変形が起こりやすいために、シール部材１０からラジアル方向の力を受けることによる、外輪２の真円度の低下の度合いが大きい。そのため、本発明をそのような薄肉軸受に適用した場合に、外輪２の真円度の低下を有効に防止することができる。
【００２５】
また、シール嵌合溝８が形成された外輪２の材質が浸炭鋼である場合に、特に有効性を発揮することができる。
【００２６】
即ち、外輪２を浸炭鋼で構成することにより高硬度が付与されるが、その一方で浸炭処理の際の熱処理による変形が大きいために、シール部材１０からラジアル方向の力を受けることによる、外輪２の真円度の低下の度合いが大きい。そのため、本発明をそのような浸炭鋼で外輪２を構成した軸受に適用した場合に、外輪２の真円度の低下を有効に防止することができる。
【００２７】
なお、シール部材１０の環状凸部１５の作製は、シール部材１０の製作時に、樹脂やゴムの射出成形金型に対して本発明の条件を満たすような形状を与えておくだけで簡単に済ませることができる。また、シール嵌合溝８についても、従来と同様に切削する時に寸法的な変更を加えておくだけで簡単に済ませることができる。従って、工程数の増加が実質的に無く、しかも精度向上を目的とする研磨加工等の工程を増やす必要もないことから、低コストで真円度の高い高精度なシール付き転がり軸受の提供が可能になる。
【００２８】
また、本発明は、上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。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００２９】
例えば、上記実施形態では、シール嵌合部（凹状段部５やシール嵌合溝８及び環状凸部１５）を外輪２側に設けているが、それらを内輪１側に設けてもよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、シール嵌合溝８と嵌合凸部１５を１組だけ設けた場合を示したが、複数組設けてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  内輪（一方のリング）
２  外輪（他方のリング）
３  玉（転動体）
６  シール嵌合基準面
８  シール嵌合溝
１０  シール部材
１０ａ  外周部（径方向の他端）
１０ｂ  内周部（径方向の一端）
１２  シール嵌合基準面
１５  環状凸部
Ｓ１  第１の隙間
Ｓ２  第２の隙間
Ｓ３  第３の隙間
ｈ  環状凸部の高さ
【図１】
2010196803.tif 000003
【図２】
2010196803.tif 000004