(57)【要約】【課題】軸受内部の潤滑剤の偏在を抑制し、潤滑不良による軸受部の不具合を防止できる転がり軸受装置を提供する。【解決手段】内周に外輪軌道２ａが形成された外輪２と、外周に内輪軌道３ａが形成された内輪部材３と、前記外輪軌道２ａと前記内輪軌道３ａの間で転動する複数の転動体４と、前記複数の転動体４を保持する保持器５と、前記外輪２の軸方向端部の内周２ｄに嵌合され、前記内輪部材３と摺接して前記外輪２の内周と前記内輪部材３の外周との間の内部空間１０を密封する密封装置６と、を有し、前記内部空間１０に潤滑剤３０が封入された転がり軸受装置１でであって、前記内輪３に固定され、前記密封装置６に対し、前記転動体４側に配置されたシールド７を有し、前記シールド７の外周に前記転動体４側に延在する油受け部２ｄを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に外輪軌道が形成された外輪と、外周に内輪軌道が形成された内輪部材と、前記外輪軌道と前記内輪軌道の間で転動する複数の転動体と、前記複数の転動体を保持する保持器と、前記外輪の軸方向端部の内周に嵌合され、前記内輪部材と摺接して前記外輪の内周と前記内輪部材の外周との間の内部空間を密封する密封装置と、を有し、前記内部空間に潤滑剤が封入された転がり軸受装置であって、
前記内輪に固定され、前記密封装置に対し、前記転動体側に配置されたシールドを有し、前記シールドの外周に前記転動体側に延在する油受け部を有することを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記油受け部の前記転動体側の先端部は、前記密封装置の前記外輪との嵌入部分における前記転動体方側の端部より前記転動体側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記油受け部の先端部と前記外輪の内周部との間で密封用微少隙間が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の転がり軸受装置。
【請求項４】
前記油受け部の先端にリップを有し、前記リップは前記外輪の内周に摺接することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の転がり軸受装置。
【請求項５】
前記保持器は、軸方向前記密封装置側の端部が前記転動体の軸受外部側の端面より前記密封装置側に突出しており、前記シールドの径方向内方側かつ前記転動体側の端部は、前記保持器の前記密封装置側の端部より、径方向外方かつ前記転動体側に位置していることを特徴と請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項６】
前記シールドは、前記内輪に固定された部分から径方向外方に延在する円盤部を有し、前記油受け部は前記円盤部から前記転動体側に延在する円筒形に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の転がり軸受装置。
【請求項７】
前記転がり軸受装置は前記内輪部材は静止し、前記外輪が回転することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封装置を用いた転がり軸受装置に係り、より詳しくは、外輪回転で使用される転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、転がり軸受装置においては、軸受内部に封入したグリースなど潤滑剤の漏出の防止し、また、外部からの水や異物の進入防止のため、接触式または非接触式の密封装置が設けられている。例えば、接触式の密封装置として、外輪の両端開口部にシールケースを取り付け、そのシールケースの内側にシール部材を装着して、そのシールリップを内輪や軸などの軸部品に弾性的に接触させたものが知られている。
【０００３】
ところで、この種の密封装置は、外輪回転下で使用される転がり軸受装置、特に円すいころ軸受を備えた軸受装置にあっては所期の機能を十分に発揮できないとの問題を有する。すなわち、外輪回転下では、外輪回転に伴う遠心力で例えば軸受内部に充填された潤滑剤が軸受両端側に流動し易く、内輪回転の場合と比べて軸受内部の潤滑剤不足を招き易い。また、この種の密封装置は、通常、回転駆動する外輪に固定されるため、シールリップに遠心力が発生して内径側への押付け力が弱まる点もシール性を低下させる一因となっている。
【０００４】
上記不具合を改善するための対策として、シールリップでシールされる空間内に非接触シールをさらに設け、この非接触シールのシールすき間を、シールリップと軸部品との摺接部よりも外径側に配置した、外輪回転型の転がり軸受装置が提案されている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−５２７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の特許文献１の転がり軸受装置において、シールリップと軸部品との摺接部からの潤滑剤の漏出は低減できる。しかしながら、回転する非接触シールに接触した潤滑剤は遠心力によって径方向外方に飛散し、軸方向転動体側へ導入されることはない。また、径方向外方に飛散した多量の潤滑剤が、シールの外輪との嵌合部の内周に滞留することは避けられない。
【０００７】
前記の滞留した多量の潤滑剤は、遠心力によって、外輪のシール嵌合部とシール外周の間を経由して、外部に漏出する危険がある。このため、特許文献１の転がり軸受装置において、潤滑剤の軸受内部での偏在を防止する効果は小さく、潤滑性能が大きく向上することはない。
【０００８】
本発明は、軸受内部の潤滑剤の偏在を抑制し、潤滑不良による軸受部の不具合を防止できる転がり軸受装置を提供することを目的としている。
【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、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、内周に外輪軌道が形成された外輪と、外周に内輪軌道が形成された内輪部材と、前記外輪軌道と前記内輪軌道の間で転動する複数の転動体と、前記複数の転動体を保持する保持器と、前記外輪の軸方向端部の内周に嵌合され、前記内輪部材と摺接して前記外輪の内周と前記内輪部材の外周との間の内部空間を密封する密封装置と、を有し、前記内部空間に潤滑剤が封入された転がり軸受装置であって、前記内輪に固定され、前記密封装置に対し、前記転動体側に配置されたシールドを有し、前記シールドの外周に前記転動体側に延在する油受け部を有することである。
【００１０】
本発明の構成によれば、転動体および保持器の回転によって径方向外方に飛散した潤滑剤は、軸方向に延在する前記シールドの油受け部に保持され、前記密封装置としてのシールの、前記外輪との嵌合部の内周に滞留する潤滑剤の量を、油受け部を有しない構成に対して軽減することができる。この結果、前記外輪のシールとの嵌合部と、前記シールの外輪との嵌合部の間を経由して、外部に漏出する潤滑油の量を軽減できる。また、前記油受け部に保持された潤滑剤は前記油受け部に沿って、前記転動体側に循環し、前記外輪軌道と前記内輪軌道と複数の転動体とで構成される軸受内部へ導入される。
【００１１】
上記の課題を解決するため、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記油受け部の前記転動体側の先端部は、前記シールの前記外輪との嵌合部分における前記転動体側の端部より前記転動体側に位置していることである。
【００１２】
本発明の構成によれば、前記油受け部の転動体側の先端部が前記シールの外輪との嵌合部の前記転動体方側の端部より前記転動体側に位置し、前記油受け部は、前記シールの外輪との嵌合部の内周を完全に覆うため、前記シールの外輪との嵌合部の内周に滞留する潤滑剤の量をさらに軽減し、軸受内部に留めることができる。さらに、滞留した潤滑剤が、外輪のシール嵌合部とシール外周の間を経由して、外部に漏出する危険を回避することができる。
【００１３】
上記の課題を解決するため、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記油受け部の前記転動体側の先端部と前記外輪の内周部との間で密封用微少隙間が形成されていることである。
【００１４】
上記構成によれば、密封用微少隙間によって、前記油受け部の転動体側の先端部と前記外輪の内周部との間から流出する潤滑剤の量は大幅に減少する。この結果、前記シールの外輪との嵌合部の内周に滞留する潤滑剤の量がさらに軽減し、より多くの潤滑剤を軸受内部に留めることができる。
【００１５】
上記の課題を解決するため、請求項４に係る発明の構成上の特徴は、前記油受け部の転動体側の先端にリップを有し、前記リップは前記外輪の内周に摺接することである。
【００１６】
上記構成によれば、前記油受け部の転動体側の先端にリップと、前記外輪の内周との摺接によって、前記油受け部の転動体側の先端部と前記外輪の内周部との間からの潤滑油の流出を防止できる。前記シールの外輪との嵌合部の内周に滞留する潤滑剤の量をさらに軽減し、の潤滑剤を軸受内部に留めることができる。
【００１７】
上記の課題を解決するため、請求項５に係る発明の構成上の特徴は、前記保持器は、軸方向前記密封装置側の端部が前記転動体の軸受外部側の端面より密封装置側に突出しており、前記シールドの前記転動体側の端部は、前記保持器の径方向外方側かつ密封装置側の端部より、径方向外方かつ転動体側に位置していることである。
【００１８】
転動体および保持器に付着した潤滑剤は、転動体および保持器の回転によって、保持器の径方向内側の面に沿って、シールド側に移動し、軸方向密封装置側の端部から保持器の径方向外方に飛散する。上記構成によれば、飛散した潤滑剤は、保持器の軸方向密封装置側の端部より軸方向転動体側に延在する前記前記シールドの油受け部に確実に保持される。
【００１９】
この結果、シールの外周部にあって外輪に嵌入される外輪嵌入部の内周に滞留する潤滑剤の量を大幅に軽減することができ、外輪のシール嵌合部とシール外周の間を経由して、外部に漏出する潤滑油の量をさらに軽減できる。また、前記油受け部に保持されたより多くの潤滑剤は前記油受け部に沿って、転動体側に循環し、軸受内部へ導入される。
【００２０】
上記の課題を解決するため、請求項６に係る発明の構成上の特徴は、前記シールドは、前記内輪に固定された部分から径方向外方に延在する円盤部を有し、前記円盤部から転動体側に形成された油受け部は、内周部の軸方向転動体側端部の直径が内周部の軸方向中央の直径より小さい形状に形成されていることである。
【００２１】
上記構成によれば、前記油受け部の内周は径方向が外方に凹形状となり、より多くの潤滑剤がより確実に、前記油受け部に保持される。
【００２２】
上記の課題を解決するため、請求項７に係る発明の構成上の特徴は、前記転がり軸受装置は前記内輪部材は静止し、前記外輪が回転することである。
【００２３】
上記構成によれば、前記シールドは、静止した内輪に固定されているため、回転するこがなく、前記油受け部に保持された潤滑剤は遠心力で径方向外方に飛散することが無く、前記シールの外輪との嵌合部の内周に滞留する潤滑剤の量はさらに軽減する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、軸受内部の潤滑剤の偏在を抑制し、潤滑不良による軸受部の不具合を防止できる転がり軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態の転がり軸受装置の断面図である。
【図２】図１の主要部の拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の転がり軸受装置の作用を説明する説明図である。
【図４】本発明の他の実施形態の転がり軸受装置の主要部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明の第１の実施形態の転がり軸受装置の断面図である。
図２は図１の主要部の拡大図である。第１の実施形態の転がり軸受装置は軸方向に対称形状であるため、図２は一方の主要部のみを示している。
【００２８】
図１および図２において、転がり軸受装置１は、内周部に２列の外輪軌道２ａが形成された外輪２と、外周部に内輪軌道３ａが形成された２個の内輪部材としての内輪３と、前記２列の外輪軌道２ａと前記２個の内輪３の内輪軌道３ａの間に転動自在に配置された２列の複数の転動体としての円すいころ４と、複数の円すいころ４を保持する２個の保持器５と、２個の密封装置としてのシール６と、２個のシールド７と、潤滑剤としてのグリース３０を有する。
【００２９】
外輪２は軸受鋼等の鋼材からなる環体で、内周の軸方向中央部には２列の円すい形状の外輪軌道２ａが軸方向外方を大径として形成されている。２列の外輪軌道２ａの大径側端部から径方向外方にそれぞれ軌道端面２ｃが形成され、両側の軌道端面２ｃの径方向外方縁部から軸方向外方にそれぞれ外輪側面２ｂまで、２列の円筒形状のシール嵌合面２ｄが延在する。
【００３０】
２個の内輪３は軸受鋼等の鋼材からなる環体で、外周軸方向中央部に円すい形の内輪軌道３ａ、内輪軌道３ａの大径側端部から一方側端部に拡径して大鍔３ｃ、内輪軌道３ａの小径側端部から他方側端部に小鍔３ｆが形成されている。大鍔３ｃにおいて、内輪軌道３ａの大径側端部から内輪軌道３ａ方向に傾斜する大鍔面３ｄが径方向外方の大鍔外周面３ｅまで延在する。大鍔外周面３ｅは円筒形状で、大鍔面３ｄと反対側の端部は径方向内方に延在する大鍔側面３ｂに連なっている。
【００３１】
保持器５は炭素鋼板等の鋼材からなり、プレス加工によって環体に形成されている。軸方向一方の端部に大円環部５ａ、他方の端部に小円環部５ｂ、大円環部５ａと小円環部５ｂを軸方向に連結する複数の柱部５ｃを有する。大円環部５ａと小円環部５ｂと２個の柱部５ｃとで複数の円すいころ４を保持する複数のポケット５ｄが円周上等配に区画形成されている。
【００３２】
円すいころ４は軸受鋼等の鋼材からなり、円すい形状の転動面４ａ、大端面４ｂ、小端面４ｃを有する。２列の複数の円すいころ４は２個の保持器５の複数のポケット５ｄ内にそれぞれ保持され、大端面４ｂを内輪３の大鍔面３ｄに接し、転動面４ａを外輪軌道２ａと内輪軌道３ａに接して、転動自在に配置され、外輪軌道２ａと内輪軌道３ａとともに軸受部２０を構成している。また、保持器５の大円環部５ａは円すいころ４の大端面４ｂより軸受外方側に突出している。
【００３３】
シール６は、炭素鋼板等の鋼材をプレス加工により円環状に形成された芯金６ａと、合成ゴム等の弾性体からなるシールリップ６ｂとで構成されている。芯金６ａは円盤部６ｃと円盤部６ｃの外周から軸方向に延在する円筒部６ｄからなり、円盤部６ｃの内周部にシールリップ６ｂが先端を軸方向円筒部側に向けて加硫接着されている。２個のシール６はそれぞれ円筒部６ｄが外輪２のシール嵌合面２ｄに嵌入固定され、シールリップ６ｂの先端が内輪３の大鍔側面３ｂに摺接して、外輪２の内周と２個の内輪３の外周との間の内部空間１０を密封している。また、内部空間１０には潤滑剤としてのグリース３０が封入されている。
【００３４】
シールド７は炭素鋼板等の鋼材からなり、プレス加工によって、断面形状がコの字型の円環状に形成されている。シールド７は円盤状の側板部７ｂの外周一方側に油受け部としての円筒形の第１円筒部７ａが形成され、側板部７ｂの内周には軸方向第１円筒部７ａと同一方向に第２円筒部７ｃが形成されている。第１円筒部７ａの側板部７ｂと反対側の端部には径方向内方に外輪軌道２と略同じ傾斜角で傾斜した傾斜部７ｆを有している。
【００３５】
第１円筒部７ａの外径寸法、および第１円筒部７ａの側板部７ｂから傾斜部７ｆの先端までの軸方向の長さは、シールド７を大鍔外周面３ｅの所定の位置に嵌入した時、傾斜部７ｆの外周と外輪軌道２ａとの間に密封用微少隙間Δが形成できる寸法となっている。
【００３６】
２個のシールド７は、それぞれ、側板部７ｂを内輪３の大鍔側面３ｂ側に向け、第２円筒部７ｃを２個の内輪３の大鍔外周面３ｅの所定の位置に嵌入され、２個の内輪３に固定されている。この時、シールド７の傾斜部７ｆの外周と外輪軌道２ａとの間に前述の密封用微少隙間Δが形成されている。また、シールド７の傾斜部７ｆを含む第１円筒部７ａの内周面は保持器５の大円環部部５ｃの径方向外方に位置し、油受け面７ｅとなっている。
【００３７】
シールド７の第１円筒部７ａの内周面と保持器５の大円環部部５ｃの径方向外方の端部の間、シールド７の側板部７ｂと保持器５の大円環部部５ｃの軸方向シールド７側の端部の間、および、シールド７の側板部７ｂとシール６の円盤部６ｃの間にはそれぞれ隙間を有している。
【００３８】
以下、転がり軸受装置１の組立工程の例を説明する。２列の複数の円すいころ４と、複数の円すいころ４を保持する２個の保持器５が組み込まれた２個の内輪３が外輪２に軸方向両側から組み込まれる。この状態で軸方向両側の開放部から外輪２の内周と２個の内輪３の外周との間の軸受部２０を含む内部空間１０にグリース３０が注入さる。
【００３９】
次に軸方向両側の開放部から、２個のシールド７が、側板部７ｂを軸受外方に向け。第２円筒部７ｃが２個の内輪３の大鍔外周面３ｅに外嵌して、所定の位置に嵌入される。この後、２個のシール６はそれぞれシールリップ６ｂの先端が内輪３の大鍔側面３ｂに摺接して、円筒部６ｄが外輪２のシール嵌合面２ｄに嵌入固定され、組立は完了する。
【００４０】
図３は本発明の第１の実施形態の転がり軸受装置の作用を説明する説明図である。
第１の実施形態の転がり軸受装置１は前述の組立完了の時点で、グリース３０が２個のシールド７によって軸受部２０に押し込まれ、軸受部２０の潤滑条件はシールド７を有しない場合にくらべ大きく改善されている。
【００４１】
以下、図３によって第１の実施形態の転がり軸受装置１の作用を説明する。以下の説明において、転がり軸受装置１は、内輪３が静止し、外輪２が回転するものとする。白抜き矢印はグリース３０の流れを模式的に示している。
外輪２の回転によって、複数のころ４は自転とともに公転し、複数のころ４を保持する保持器５も回転する。複数のころ４の公転、保持器５の回転によって軸受部２０に封入されたグリース３０も回転し、グリース３０の自重によってグリース３０に遠心力が作用する。
【００４２】
軸受部２０において、保持器５の径方向内方に位置するグリース３０は前記遠心力によって保持器５の大円環部５ａ及び柱部５ｃの内周面に押付けられ、前記内周面の傾斜に沿って大円環部５ａのシールド７側の端部側に移動し、前記端部から径方向外方に飛散する。飛散したグリース３０はシールド７の油受け面７ｅに受け止められ、油受け面７ｅに滞留する。シールド７は静止しているため、油受け面７ｅに滞留したグリース３０はその自重で重力方向に移動し、鍔外周面３ｅを経由して軸受部２０に戻される。
【００４３】
保持器５の径方向外方に位置するグリース３０のうち大部分は前記遠心力によって外輪軌道２ａに押付けられ、外輪軌道２ａの傾斜に沿って外輪軌道２ａの大径側に移動する。大径側に移動したグリース３０は、シールド７の傾斜部７ｆに達するが、外輪軌道２ａとシールド７の傾斜部７ｆの外周と外輪軌道２ａとの間には密封用微少隙間Δが形成されており、多くのグリース３０が密封用微少隙間Δを経由してシール６の円筒部６ｄに達することは無い。
【００４４】
大部分のシールド７の傾斜部７ｆに達したグリース３０はシールド７の傾斜部７ｆを経由して油受け面７ｅに滞留する。また、保持器５の径方向外方に位置するグリース３０のうち一部分は前記遠心力によって、直接シールド７の油受け面７ｅに受け止められ、油受け面７ｅに滞留する。油受け面７ｅに滞留したグリース３０はその自重で重力方向に移動し、鍔外周面３ｅを経由して軸受部２０に戻される。
【００４５】
このように、シール６の円筒部６ｄ内周に滞留するグリース３０の量を、シールド７の油受け面７ｅを有しない構成に対して大幅軽減することができ、外輪２のシール嵌合部２ｄと、シール６の円筒部６ｄの外周との間を経由して、外部に漏出するグリースの量を軽減できる。また、油受け面７ｅに保持されたグリース３０はシールド７に沿って循環し、軸受内部１０へ導入される。
【００４６】
外輪が固定され、内輪が回転する場合は、シールド７の回転により、油受け面７ｅに滞留したグリース３０が回転中に鍔外周面３ｅを経由して軸受部２０に戻される効果は認められないが、停止期間においては、油受け面７ｅに滞留したグリース３０が鍔外周面３ｅを経由して軸受部２０に戻される。また、外輪が回転する場合と同様、外輪軌道２ａの大径側に移動したグリース３０が密封用微少隙間Δを経由してシール６の円筒部６ｄに達することは無い。
【００４７】
このように、第１の実施形態の転がり軸受装置１はシール６の円筒部６ｄの内周に滞留するグリース３０の量を軽減し、外部に漏出するグリース３０の量を軽減できる。また、油受け面７ｅに保持されたグリース３０は軸受内部へ導入され、内部空間１０のグリースの偏在を抑制し、潤滑不良による転がり軸受装置の不具合を防止できる。
【００４８】
上述の第１の実施形態の転がり軸受装置１では、第１円筒部７ａの先端と外輪軌道２ａとの間で微少隙間Δが形成されているが、この発明では、図４に示す様に、油受け部としての第１円筒部１７ａの先端に外輪軌道２ａに摺接するリップ１７ｇを有する構成の転がり軸受装置１１であっても良い。
【００４９】
上述の実施形態では、油受け部としての第１円筒部７ａは円筒形であるが、この発明では、油受け部は球状等他の形状であっても良い。
【００５０】
上述の実施形態では、シールド７の油受け部としての第１円筒部７ａの軸方向転動体側の端部の位置は外輪軌道２ａの径方向内方であるが、この発明では、第１円筒部７ａの軸方向転動体側の端部の位置は、軸受の形式等により、可能な限り転動体に近い位置であればよい。
【００５１】
上述の実施形態では、潤滑剤はグリースであるが、この発明では、潤滑剤は高粘度潤滑油等グリース以外の液状潤滑剤であっても良い。
【００５２】
上述の実施形態では、転動体は２列の複数の円すいころであるが、この発明では、転動体は単列の複数の円筒ころ等、他の列数や形式の転動体であっても良い。
【符号の説明】
【００５３】
１、１１    ‥  転がり軸受装置
２          ‥  外輪
２ａ        ‥  外輪軌道
３          ‥  内輪（内輪部材）
３ａ        ‥  内輪軌道
４          ‥  円すいころ（転動体）
５          ‥  保持器
６          ‥  シール（密封装置）
７、１７    ‥  シールド
７ａ、１７ａ‥  第１円筒部（油受け部）
７ｂ、１７ｂ‥  円盤部
７ｅ、１７ｅ‥  油受け面
１７ｇ      ‥  リップ
１０        ‥  内部空間
２０        ‥  軸受部
３０        ‥  グリース（潤滑剤）
Δ          ‥  密封用微少隙間  
【図１】
2014088891.tif 000003
【図２】
2014088891.tif 000004
【図３】
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【図４】
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