(57)【要約】【課題】  月面上などの低温、真空もしくは複合環境下のように、軸受潤滑にグリース、また、シールにオイルシールが使用することができないような環境下において、軸受内部への粉塵の侵入防止機能を高め、内輪および外輪の軌道面もしくは転動体の表面が摩耗しても、潤滑剤が枯渇しないようにした密封軸受を提供する。【解決手段】  内外輪間の開口部に配置されて軸受内空間を密封するシール体１０を備える密封軸受１において、前記シール体１０を、外輪４に対してウェアリングシール７ａを構成する内輪間座７と、外輪４側に固定され、内輪間座７に対して摺動する繊維製シール１２と、外輪４側に固定されたシールド板１３とからなる多重シール構造とし、前記外輪４を潤滑性を有する樹脂材によって形成し、前記ウェアリングシール７ａを構成する内輪間座７をステンレスによって形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、上記内輪軌道と外輪軌道との間に設けた複数の転動体と、これら複数の転動体を周方向に均等に保持する保持器と、内外輪間の開口部に配置されて軸受内空間を密封するシール体とを備える密封軸受において、前記シール体を、外輪に対してウェアリングシールを構成する内輪間座と、外輪側に固定され、内輪間座に対して摺動する繊維製シールと、外輪側に固定されたシールド板とからなる多重シール構造とし、前記外輪を、潤滑性を有する樹脂材によって形成し、前記ウェアリングシールを構成する内輪間座をステンレスによって形成したことを特徴とする密封軸受。
【請求項２】
前記転動体のうち、半数が窒化ケイ素からなり、残りの半数が潤滑性を有する樹脂材からなる請求項１記載の密封軸受。
【請求項３】
前記転動体のうち、すべてが窒化ケイ素からなり、保持器が潤滑性を有する樹脂材からなる請求項１記載の密封軸受。
【請求項４】
前記内輪間座を構成するウェアリングシールの外輪に対するすきまが、−２０℃以下の温度で負のすきまとなる請求項１〜３のいずれかの項に記載の密封軸受。
【請求項５】
前記シールド板が、ステンレスによって形成されている請求項１〜４のいずれかの項に記載の密封軸受。
【請求項６】
前記内輪間座に対して摺動する繊維製シールが、メタ型全芳香族ポリアミドもしくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる請求項１〜５のいずれかの項に記載の密封軸受。
【請求項７】
前記内輪および内輪間座を形成するステンレスが、ＳＵＳ４４０Ｃ、ＸＤ１５ＮＷ、Ｃｒｏｎｉｄｕｒ３０のいずれかである請求項１〜６のいずれかの項に記載の密封軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、月面上などの低温、真空もしくは複合環境下のように、軸受潤滑にグリース、また、シールにオイルシールが使用することができないような環境下において、軸受内部への粉塵の侵入を防止し、潤滑性能も兼ね備えた密封軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、低温の粉塵環境下で使用される密封軸受２１として、図２に示すように、軌道輪である内輪２２および外輪２３と、内外輪間で保持器２５により保持された複数個の転動体２４と、内外輪間の開口部に配置されて軸受内空間を密封するシール体２６とを備え、このシール体２６を、メタ型全芳香族ポリアミド繊維によって構成し、該シール体２６の一端部を外輪２３に固定し、該シール体２６の他端部を内輪２２に対して所定の弾性変形量で弾性接触しつつ摺動させて、軸受内空間を密封するようにしたものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−８９６４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、上記従来の密封軸受２１は、メタ型全芳香族ポリアミド繊維から形成されたシール体２６のみで、軸受内部への粉塵の侵入を防止する構造であるため、軸受内空間に粉塵が侵入し易い。
【０００５】
また、上記従来の密封軸受２１は、内輪２２および外輪２３の軌道面、転動体２４および保持器２５に固体潤滑被膜を形成することにより、軸受潤滑機能を保持させているが、軸受内空間に粉塵が侵入し、内輪２２および外輪２３の軌道面もしくは転動体２４の表面が摩耗すると、固体潤滑膜が喪失し、潤滑機能が失われる。
【０００６】
そこで、この発明は、月面上などの低温、真空もしくは複合環境下のように、軸受潤滑にグリース、また、シールにオイルシールが使用することができないような環境下において、軸受内部への粉塵の侵入防止機能を高め、内輪および外輪の軌道面もしくは転動体の表面が摩耗しても、潤滑剤が枯渇しないようにした密封軸受を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するために、この発明は、外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、上記内輪軌道と外輪軌道との間に設けた複数の転動体と、これら複数の転動体を周方向に均等に保持する保持器と、内外輪間の開口部に配置されて軸受内空間を密封するシール体とを備える密封軸受において、前記シール体を、外輪に対してウェアリングシールを構成する内輪間座と、外輪側に固定され、内輪間座に対して摺動する繊維製シールと、外輪側に固定されたシールド板とからなる多重シール構造とし、前記外輪を潤滑性を有する樹脂材によって形成し、前記ウェアリングシールを構成する内輪間座をステンレスによって形成したことを特徴とする。
【０００８】
前記転動体は、半数が窒化ケイ素からなり、残りの半数を潤滑性を有する樹脂材からなるようにしてもよい。
【０００９】
また、前記転動体をすべて窒化ケイ素によって構成し、保持器を潤滑性を有する樹脂材によって構成するようにしてもよい。
【００１０】
前記ウェアリングシール構成する内輪間座の外輪に対する隙間は、−２０℃以下の温度で負の隙間となるように、外輪の樹脂材の線膨張係数と、ウェアリングシール構成する内輪間座のステンレスの線膨張係数を選択することが好ましい。
【００１１】
前記シールド板は、ステンレスによって形成されている。
【００１２】
また、前記内輪間座に対して摺動する繊維製シールは、メタ型全芳香族ポリアミドもしくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）によって構成することができる。
【００１３】
前記内輪および内輪間座を形成するステンレスは、ＳＵＳ４４０Ｃ、ＸＤ１５ＮＷ、Ｃｒｏｎｉｄｕｒ３０などを選択することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、この発明に係る密封軸受は、シールド板、繊維製シールおよびウェアリングシールの多重シール構造であるから、シールが一つだけの従来の密封軸受よりも軸受内部への粉塵の侵入防止効果が高い。
【００１５】
また、軸受内部への粉塵の侵入防止効果を高めるために、外輪を形成する材料と、ウェアリングシールを構成する内輪間座の材料の線膨張係数の差により、低温環境下ではウェアリングシールと外輪とのすきまがマイナスになるので、摺動によってウェアリングシールの最外径部間で微小すきまが形成され、粉塵の侵入防止効果が高い。
【００１６】
また、最表面にのみ潤滑剤を有する固体潤滑膜の場合は、粉塵が侵入して表面が摩耗し、固体潤滑膜が喪失すれば、潤滑剤が供給されなくなるが、この発明では、軸受の一部を潤滑性を有する樹脂で構成することにより、表面が摩耗してしまっても、潤滑剤が枯渇することがなく、潤滑剤の供給が途切れることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明に係る密封軸受の一例を示す軸方向断面図である。
【図２】従来の密封軸受の一例を示す軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明に係る密封軸受の一例を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１に示す実施形態の密封軸受は、月面上などの低温、真空もしくは複合環境下での使用に適したものである。
【００２０】
この密封軸受は、外周面に内輪軌道１ａを有し、ハウジング２の内側で高速回転する軸３を外嵌支持する内輪１と、内周面に外輪軌道４ａを有し、上記ハウジング２に内嵌支持する外輪４と、上記内輪軌道１ａと外輪軌道４ａとの間に設けた複数の転動体５と、この複数の転動体５を周方向に均等に保持する保持器６と、上記内輪１を挟むように設けられた、ウェアリングシール７ａを構成する内輪間座７と、この内輪間座７を挟むように設けられた内輪間座８と、上記外輪４を挟むように設けられた外輪間座９とを備える。
【００２１】
この密封軸受は、内輪１と外輪４の開口部に、軸受内空間を密封するシール体１０を備えている。
【００２２】
このシール体１０は、内輪１の両側に設けられた、外輪４に対してウェアリングシール７ａを構成する内輪間座７と、外輪４の内周面の両側に設けた固定溝１１に固定され、内輪間座７に対して摺動する繊維製シール１２と、固定溝１１に固定されたシールド板１３とからなる多重シール構造である。
【００２３】
このように、この発明の密封軸受は、シールド板１３、繊維製シール１２およびウェアリングシール７ａの多重シール構造であるから、シールが一つだけの従来の密封軸受よりも軸受内部への粉塵の侵入防止効果が高い。
【００２４】
さらに、この発明では、軸受内部への粉塵の侵入防止効果を高めるために、外輪４を形成する材料と、ウェアリングシール７ａを構成する内輪間座７の材料の線膨張係数の差により、低温環境下ではウェアリングシール７ａと外輪４とのすきまがマイナスになり、摺動によって形成された溝部と、ウェアリングシール７ａの最外径部間で微小すきまが形成されるようにして、粉塵の侵入を防止している。
【００２５】
すなわち、この発明では、外輪４を線膨張係数の高い樹脂材とし、ウェアリングシール７ａを構成する内輪間座７を樹脂材よりも線膨張係数の低いステンレスによって形成し、例えば、−２０℃以下において内輪間座を構成するウェアリングシールの外輪に対するすきまが負のすきまとなるようにする。
【００２６】
また、軸受の一部、例えば、外輪４および転動体５の一部を、潤滑性を有する樹脂で形成することにより、転動体５と内輪軌道１ａ、外輪軌道４ａの接触部に潤滑剤が供給される。窒化ケイ素からなる転動体５が外輪４、または潤滑性を有する樹脂で形成された転動体５と接触することで、それらの接触部で生じた、潤滑性を有する樹脂材の摩耗が窒化ケイ素からなる転動体５に移着し、ステンレスからなる内輪１と窒化ケイ素からなる転動体５の接触部に固体潤滑材としての摩耗粉を供給することができる。
【００２７】
最表面にのみ潤滑剤を有する固体潤滑膜の場合は、粉塵が侵入して表面が摩耗し、固体潤滑膜が喪失すれば、潤滑剤が供給されなくなるが、この発明では、軸受の一部を潤滑性を有する樹脂で構成することにより、表面が摩耗してしまっても、潤滑剤が枯渇することがなく、潤滑剤の供給が途切れることがない。
【００２８】
外輪４を形成する潤滑性を有する樹脂材としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を使用することができる。
【００２９】
また、転動体５は、半数を窒化ケイ素、残りの半数を潤滑性を有する樹脂材によって形成してもよいし、すべてを窒化ケイ素とし、保持器６を潤滑性を有する樹脂材によって形成するようにしてもよい。
【００３０】
内輪間座７に対して摺動する繊維製シール１２は、メタ型全芳香族ポリアミドなどの繊維からなる織布、不織布、または編み物を使用することができる。
【００３１】
また、内輪１と内輪間座７は、熱処理を施したマルテンサイト系ステンレス、例えば、ＳＵＳ４４０Ｃ、ＸＤ１５ＮＷ、Ｃｒｏｎｉｄｕｒ３０を使用することができる。
【００３２】
また、シールド板１３は、ステンレスによって形成することができる。
【００３３】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１    ：内輪
１ａ  ：内輪軌道
２    ：ハウジング
３    ：軸
４    ：外輪
４ａ  ：外輪軌道
５    ：転動体
６    ：保持器
７    ：内輪間座
７ａ  ：ウェアリングシール
８    ：内輪間座
９    ：外輪間座
１０  ：シール体
１１  ：固定溝
１２  ：繊維製シール
１３  ：シールド板
【図１】
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【図２】
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