(57)【要約】【課題】呼吸作用に伴うグリースの漏れを防止する。【解決手段】軸受箱１０に密封軸受２０を組み付けて軸受ユニット１が構成されている。外輪２１の外周面には周方向に一周する通気溝３１が形成され、外輪２１には内部空間と通気溝３１とを連通する複数の外輪通気穴３２が形成され、軸受箱１０には外部空間と通気溝３１とを連通する軸受箱通気穴３３が形成されている。これら通気溝３１、外輪通気穴３２、軸受箱通気穴３３により通気構造３０が構成される。呼吸作用による空気の出入りは通気構造３０により行われるため、オイルシール２４のリップ部などからグリースが漏洩することを防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受箱に形成されている軸受挿入空間に密封軸受を挿入した状態で組み付けた軸受ユニットにおいて、
前記密封軸受の外輪の外周面のうち前記軸受箱に接触する面、または、前記軸受箱のうち前記外輪の外周面に接触する軸受取付面に、周方向に沿い一周する溝である通気溝が形成され、
前記外輪には、周方向に亘る複数箇所に、前記外輪よりも内周側の空間と前記通気溝とを連通する外輪通気穴が形成され、
前記軸受箱には、前記軸受箱の外側の外部空間と前記通気溝とを連通する軸受箱通気穴が形成されていることを特徴とする軸受ユニット。
【請求項２】
請求項１において、
前記軸受箱通気穴は、前記通気溝に対して開口する内通気口と、前記外部空間に対して開口する外通気口を有し、前記内通気口は、周方向に沿い一周する前記通気溝のうち上側の半周の部分のいずれかの位置に配置され、前記外通気口は前記内通気口よりも上方の位置に配置されていることを特徴とする軸受ユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記軸受箱には、前記軸受箱の外側の外部空間と前記通気溝とを連通する軸受箱給油穴が形成されており、前記軸受穴給油穴は前記軸受箱通気穴よりも下方位置に配置されていることを特徴とする軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封軸受を用いた軸受ユニットに関し、呼吸作用に伴う潤滑油の漏洩を防止すると共に、密封軸受への潤滑油の補給を可能として、寿命を延ばすことができるように工夫したものである。
【背景技術】
【０００２】
電動機等の回転機器の回転軸は、軸受ユニットにより回転自在に支持されている。軸受ユニットは、軸受箱に軸受を組み込んで構成されている。
軸受ユニットを、軸受や軸受箱を分類基準として分類すると、密封軸受ユニットと開放軸受ユニットとに分類される。
【０００３】
密封軸受ユニットでは、軸受として密封軸受を用いている。密封軸受では、軸受の内部空間に潤滑油（グリース等）を封入しており、軸受の軸方向の両端に密封部材（オイルシール等）を配置してシールをしている。このようにして、軸受の内部空間に封入した潤滑油が外部に漏れ出るのを防いでいる。
【０００４】
一方、開放軸受ユニットでは、軸受自体にはシール機能が無い開放軸受を用いている。この開放軸受ユニットでは、軸受に供給した潤滑油（グリース等）が外部に漏れ出るのを防止するシール材を、軸受箱に配置している。更に、軸受箱には、給油穴や排油穴などからなる給排油構造を備えている。この給排油構造を通して、軸受に対して潤滑油を給排油することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−５９５２４号公報
【特許文献２】特開２０１３−５０１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
密封軸受ユニットは、寸法が小さく軽量でコストが安い利点がある。その反面、軸受寿命が、封入された潤滑油の寿命で限定されて短くなってしまう問題がある。
【０００７】
更に密封軸受ユニットでは、温度変化に伴う呼吸作用がある。呼吸作用とは、密封軸受の温度が低温から高温に変化すると、密封軸受の内部空間に存在する空気が熱膨張し、空気の一部が密封軸受の微小な隙間や、密封部材であるオイルシールのリップ部（先端部）を通して外部に漏れ、逆に、密封軸受の温度が高温から低温に変化すると、密封軸受の内部空間に存在する空気が熱収縮し、外部の空気が密封軸受の微小な隙間や、密封部材であるオイルシールのリップ部を通して密封軸受の内部空間に侵入する現象をいう。
このような呼吸作用、特に空気が密封軸受の内部から外部に漏れることに伴い、密封軸受内に封入した潤滑油（グリース等）が、微小ずつではあるが徐々に外部に漏れ出てしまうこともある。
【０００８】
エレベータの巻上機に組み込まれている電動機は、運転・停止の頻度が高く、また昼間では運転・停止頻度が高く夜間では運転・停止頻度が低くなるのが一般的である。このため、このようなエレベータ用の電動機の軸受ユニットとして、密封軸受ユニットを採用した場合には、運転時の発熱による温度上昇と停止による温度低下が頻繁に繰り返される結果、呼吸作用に伴う潤滑油（グリース等）の漏れ量が多くなる傾向にある。
なお、外気温の変動により、呼吸作用が発生することもある。
【０００９】
一方、開放軸受ユニットは、潤滑油を定期的に補給することで軸受寿命を大幅に長くすることができる利点がある。その反面、軸受箱に、潤滑油の漏れを防止するシールと、給排油構造を設ける必要があるため、寸法が大きくなり、重くて、製造コストが高い欠点がある。
【００１０】
現在では、軸受ユニットとしては、上記の密封軸受ユニットと開放軸受ユニットの二つしかない。このため、製品（例えば電動機）の軸受ユニットとして、密封軸受ユニットを採用しようとした場合において、少しでも寿命が不足することが予想される場合には、開放軸受ユニットを選択せざるを得ないことになる。
このような選択をした場合には、寸法・重量・コストが大幅に上がってしまう問題がある。また、開放軸受ユニットでは寸法や重量が大きいため、製品として成り立たなくなる等の問題が発生することがある。
【００１１】
したがって、密封軸受ユニットをベースとした、より寿命の長い軸受ユニットの出現が切望されているが、この寿命は密封軸受に封入された潤滑油の寿命で制限され、その潤滑油の寿命を左右するのは次の二つである。
・潤滑油の経年劣化による潤滑性能の低下
・使用に伴う漏れによる潤滑油の減少（不足）
【００１２】
このうち、潤滑油の経年劣化による寿命については、高性能グリースの選定や使用条件を考慮することで延ばす技術が確立している。
一方、潤滑油の減少（不足）については、長期間にわたり使用をすると潤滑油が減少して寿命に至る問題を回避することはできない。その理由は、密封軸受に封入されたグリース量が、軸受の内部容量の３０％程度と限られており、しかも、使用中において継続して発生するシール部分からの微量な漏れ（呼吸作用に伴う漏れ）を皆無にできないからである。
【００１３】
本発明は、上記従来技術に鑑み、呼吸作用に伴う潤滑油の漏れを防止でき、また、潤滑油の補給ができるようにした、密封軸受を用いた軸受ユニット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】
【００１４】
上記課題を解決する本発明の構成は、
軸受箱に形成されている軸受挿入空間に密封軸受を挿入した状態で組み付けた軸受ユニットにおいて、
前記密封軸受の外輪の外周面のうち前記軸受箱に接触する面、または、前記軸受箱のうち前記外輪の外周面に接触する軸受取付面に、周方向に沿い一周する溝である通気溝が形成され、
前記外輪には、周方向に亘る複数箇所に、前記外輪よりも内周側の空間と前記通気溝とを連通する外輪通気穴が形成され、
前記軸受箱には、前記軸受箱の外側の外部空間と前記通気溝とを連通する軸受箱通気穴が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
また本発明の構成は、
前記軸受箱通気穴は、前記通気溝に対して開口する内通気口と、前記外部空間に対して開口する外通気口を有し、前記内通気口は、周方向に沿い一周する前記通気溝のうち上側の半周の部分のいずれかの位置に配置され、前記外通気口は前記内通気口よりも上方の位置に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
また本発明の構成は、
前記軸受箱には、前記軸受箱の外側の外部空間と前記通気溝とを連通する軸受箱給油穴が形成されており、前記軸受穴給油穴は前記軸受箱通気穴よりも下方位置に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、通気溝、外輪通気穴、軸受箱通気穴により構成した通気構造を備えたため、呼吸作用による空気の出入りは通気構造を介して行われる結果、潤滑油が、密封軸受の微小隙間や封止部材の先端部などから漏れることを防止できる。これにより、軸受ユニットの寿命を延ばすことができる。
【００１８】
また、外部空間と通気溝とを連通する軸受箱給油穴を更に形成することにより、軸受箱給油穴、通気溝、外輪通気穴を介して、潤滑油の補給ができる。これにより、軸受ユニットの寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１に係る軸受ユニットを示し、図１（ａ）は図１（ｂ）において点Ａ，Ｏ，Ｂを通る一点鎖線で示す破断線に沿う断面図、図１（ｂ）は端面図である。
【図２】本発明の実施例１の第１変形例に係る軸受ユニットを示し、図２（ａ）は図２（ｂ）において点Ａ，Ｏ，Ｂを通る一点鎖線で示す破断線に沿う断面図、図２（ｂ）は端面図である。
【図３】本発明の実施例１の第２変形例に係る軸受ユニットを示し、図３（ａ）は図３（ｂ）において点Ａ，Ｏ，Ｂを通る一点鎖線で示す破断線に沿う断面図、図３（ｂ）は端面図である。
【図４】本発明の実施例２に係る軸受ユニットを示し、図４（ａ）は図４（ｂ）において点Ａ，Ｏ，Ｂを通る一点鎖線で示す破断線に沿う断面図、図４（ｂ）は端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る軸受ユニットを、実施例に基づき詳細に説明する。
【００２１】
〔実施例１〕
図１は本発明の実施例１に係る軸受ユニット１を示し、図１（ａ）は図１（ｂ）において点Ａ，Ｏ，Ｂを通る一点鎖線で示す破断線に沿う断面図、図１（ｂ）は端面図である。
この軸受ユニット１は、電動機の回転軸Ｓを回転自在に支持するものであり、軸受箱１０と、密封軸受２０と、通気構造３０を主要部材として構成されている。
軸受箱１０及び密封軸受２０は、従来からある密封軸受ユニットと同様な構成であり、本実施例では新たに通気構造３０を備えた構造になっている。
【００２２】
軸受箱１０には円筒状の軸受挿入空間１１が形成されている。密封軸受２０は、軸受挿入空間１１に挿入された状態で軸受箱１０に組み付けられている。ちょうど、軸受箱１０のうち軸受挿入空間１１を形成する円筒状の軸受取付面１２に、密封軸受２０の外輪２１の外周面が接触する状態で、密封軸受２０が軸受箱１０に組み付けられている。
【００２３】
密封軸受２０は、軸受箱１０の軸受取付面１２に固定された外輪２１と、回転軸Ｓの外周面に固定された内輪２２と、転動体（ころ）２３と、外輪２１及び内輪２２の軸方向の両端に配置された密封部材であるオイルシール２４，２４により構成されている。オイルシール２４，２４は外輪２１に固定されており、オイルシール２４，２４のリップ部（先端部）が内輪２２の外周面に摺接してシールをしている。
【００２４】
密封軸受２０の内部空間には潤滑油であるグリースが封入されている。一般的には、密封軸受２０の内部空間のうちの３０％程度の空間にグリースが封入されている。このグリースは、潤滑油としての機能を有することは勿論であるが、オイルシール２４，２４のリップ部や密封軸受２０の微小な隙間に付着し、これら微少な隙間等を塞ぐ封止剤としての機能も果たしている。
【００２５】
通気構造３０は、通気溝３１と、外輪通気穴３２と、軸受箱通気穴３３を主要部材として構成されている。
【００２６】
通気溝３１は、外輪２１の外周面のうち、軸受箱１０の軸受取付面１２に接触する面に形成された溝である。この通気溝３１は、周方向に沿い一周している。
【００２７】
外輪通気穴３２は、外輪２１の周方向に亘る複数箇所に形成されている。本例では、外輪２１を一周した状態で均等間隔に外輪通気穴３２が形成されている。各外輪通気穴３２は、外輪２１よりも内周側の空間と通気溝３１とを連通している。
【００２８】
軸受箱通気穴３３は、軸受箱１０に形成されており、軸受箱１０の外側の外部空間と通気溝３１とを連通している。軸受箱通気穴３３は、通気溝３１に対して開口する内通気口３３ａと、外部空間に開口する外通気口３３ｂを有している。
【００２９】
図１に示すように、軸受ユニット１の軸方向（回転軸Ｓの軸方向）を水平にした状態において、内通気口３３ａが、通気溝３１の上側の半周部分のいずれかの位置、本例では頂部に配置されるように、軸受箱通気穴３２が形成されている。このような位置・配置を採用したのは、密封軸受２０の内部空間に封入したグリースにより、内通気口３３ａが塞がれないようにするためである。
また、外通気口３３ｂが、内通気口３３ａよりも上方の位置に配置されるように、軸受箱通気穴３２が形成されている。このような位置・配置を採用したのは、密封軸受２０の内部空間に封入したグリースが、軸受箱通気穴３３を介して外部に流れ出ないようにするためである。
【００３０】
軸受箱通気穴３３の外通気口３３ｂには、空気は出入りできるが、塵埃の進入を防ぐブリーザ３４を取り付けている。
【００３１】
上記構成となっている軸受ユニット１では、電動機の起動・停止や外気温度の変動により呼吸作用が発生しても、呼吸作用に伴う空気の出入りは、通気構造３０（外輪通気穴３２、通気溝３１及び軸受箱通気穴３３）を介して行われる。
これは、通気構造３０（外輪通気穴３２、通気溝３１及び軸受箱通気穴３３）の通気抵抗が、密封軸受２０の微小な隙間やオイルシール２４，２４のリップ部に比べて、極めて小さいからである。
【００３２】
このため呼吸作用が発生しても、空気の出入りは、密封軸受２０の微小な隙間やオイルシール２４，２４のリップ部を通じて行われることがなくなる。この結果、グリースが、密封軸受２０の微小な隙間やオイルシール２４，２４のリップ部を通して外部に漏れ出ることを防止することができる。
よって、密封軸受２０内に封入したグリースの減少を防止して、軸受ユニット１の寿命を延ばすことができる。
【００３３】
［実施例１の応用例］
図１に示す軸受ユニット１において、密封軸受２０内に封入したグリースが長年の使用により減少してきた場合に、グリースを補給することができるようにした例を、実施例１の応用例として説明する。
【００３４】
グリースを補給することができるようにする場合には、軸受箱通気穴３３の外通気口３３ｂの部分に、ブリーザ３４のみならず、グリースニップルも取り付けられる構造にしておく。
【００３５】
グリースを補給することが必要になったときには、ブリーザ３４を取り外し、外通気口３３ｂの部分にグリースニップルを取り付ける。そして、グリースガンをグリースニップルに差し込んで、グリースを軸受箱通気穴３３に向けて圧入する。
そうすると、圧入されたグリースは、軸受箱通気穴３３→通気溝３１→外輪通気穴３２を通って、密封軸受２０の内部空間に供給される。
これにより、グリースの補給が可能となり、軸受ユニット１の寿命を延ばすことができる。
【００３６】
もちろん、このようにしてグリースを補給した後、密封軸受２０内に封入したグリースが長年の使用により再び減少してきた場合に、同様にして、グリースニップルを介してグリースを密封軸受２０の内部空間に補給することができる。
【００３７】
なお、グリースガンによりグリースを圧入する際には、グリースを入れた分だけ密封軸受２０の内圧が上がり、内部空間の空気が、密封軸受２０の微小な隙間やオイルシール２４，２４のリップ部を通して外部に漏れ出てしまい、これに伴い僅かながらグリースも外部に漏れ出てしまう。しかし、リップ部等を通じて外部に漏れ出る量は、補給するグリースの量に比べて僅かであるので、この漏れ量は許容できる程度のものである。
【００３８】
［実施例１の第１変形例］
次に実施例１の第１変形例である軸受ユニット１ａを、図２を参照して説明する。
実施例１の第１変形例では、通気溝３１ａは、軸受箱１０の軸受挿入面１２のうち、外輪２１の外周面に接触する面に形成されている。つまり図１に示す軸受ユニット１では、通気溝３１を外輪２１の外周面に形成しているが、図２に示す軸受ユニット１ａでは、通気溝３１ａを軸受箱１０の軸受挿入面１２に形成している。
【００３９】
外輪通気穴３２は、外輪１２よりも内周側の空間と通気溝３１ａとを連通しており、軸受箱通気穴３３は、軸受箱１０の外側の外部空間と通気溝３１ａとを連通している。
【００４０】
他の部分は、図１に示すものと同一になっているため、同一部分には同一符号を付し、重複する部分の説明は省略する。
【００４１】
実施例１の第１変形例である軸受ユニット１ａによっても、密封軸受２０内に封入したグリースの減少を防止して、軸受ユニット１の寿命を延ばすことができる。
【００４２】
［実施例１の第２変形例］
次に実施例１の第２変形例である軸受ユニット１ｂを、図３を参照して説明する。
図１に示す実施例１の密封軸受２０では、転動体２３がころであり、封止部材はオイルシール２４，２４であるが、図３に示す実施例１の第２変形例の密封軸受２０ｂでは、転動体２３ａが玉であり、封止部材はシールド２４ａ，２４ａとなっている。
なお、２１ａは外輪、２２ａは内輪である。
【００４３】
通気構造３０を含めて、他の部分は、図１に示すものと同一になっているため、同一部分には同一符号を付し、重複する部分の説明は省略する。
【００４４】
実施例１の第２変形例である軸受ユニット１ｂによっても、密封軸受２０ａ内に封入したグリースの減少を防止して、軸受ユニット１の寿命を延ばすことができる。
【００４５】
〔実施例２〕
図４は本発明の実施例２に係る軸受ユニット１ｃを示し、図４（ａ）は図４（ｂ）において点Ａ，Ｏ，Ｂを通る一点鎖線で示す破断線に沿う断面図、図４（ｂ）は端面図である。
この軸受ユニット１ｃは、図１に示す実施例１の軸受ユニット１に、更に給油構造４０を追加したものである。
なお、図１に示すものと同一部分には同一符号を付し、重複した部分の説明は省略する。
【００４６】
給油構造４０となる軸受箱給油穴４１は、軸受箱１０に形成されており、軸受箱１０の外側の外部空間と通気溝３１とを連通している。軸受箱給油穴４１は、通気溝３１に対して開口する内給油口４１ａと、外部空間に開口する外給油口４１ｂを有している。
【００４７】
図４に示すように、軸受ユニット１の軸方向（回転軸Ｓの軸方向）を水平にした状態において、軸受箱給油穴４１は軸受箱通気穴３３よりも下方に位置しており、内給油口４１ａは内通気穴３３ａよりも下方に位置し、外給油口４１ｂは外通気穴３３ｂよりも下方に位置している。
このような位置・配置にしたのは、後述するように、軸受箱給油穴４１を通して密封軸受２０にグリースを補給した際に、このグリースにより軸受箱通気穴３３などの通気経路を塞がないように考慮したためである。
【００４８】
軸受箱給油穴４１の外給油口４１ｂにはグリースニップル４２が取り付けられている。
他の部分は、図１に示す実施例１の軸受ユニット１と同様である。
【００４９】
この軸受ユニット１ｃでは、電動機の起動・停止や外気温度の変動により呼吸作用が発生しても、呼吸作用に伴う空気の出入りは、通気構造３０（外輪通気穴３２、通気溝３１及び軸受箱通気穴３３）を介して行われる。このため呼吸作用が発生しても、空気の出入りは、密封軸受２０の微小な隙間やオイルシール２４，２４のリップ部を通じて行われることがなくなる。この結果、グリースが、密封軸受２０の微小な隙間やオイルシール２４，２４のリップ部を通して外部に漏れ出ることを防止することができる。
【００５０】
密封軸受２０内に封入したグリースが長年の使用により減少したため、グリースを補給することが必要になったときには、グリースガンをグリースニップル４２に差し込んで、グリースを軸受箱給油穴４１に向けて圧入する。
そうすると、圧入されたグリースは、軸受箱給油穴４１→通気溝３１→外輪通気穴３２のうち内給油口４１ａに近いもの、を通って、密封軸受２０の内部空間に供給される。
これにより、グリースの補給が可能となり、軸受ユニット１の寿命を延ばすことができる。
【００５１】
このようにしてグリースを補給したときには、密封軸受２０の内部空間にグリースが入った分だけ、密封軸受２０の内部空間にあった空気は、内給油口４１ａから離れた（内給油口４１ａよりも上方に位置している）外輪通気穴３２→通気溝３１→軸受箱通気穴３３を通って外部に排出される。
したがって、グリースを補給しても、密封軸受２０の内部空間の圧力は上昇することはなく、グリースが、密封軸受２０の微小な隙間やオイルシール２４，２４のリップ部を通して外部に漏れ出ることはない。
【００５２】
もちろん、このようにしてグリースを補給した後、密封軸受２０内に封入したグリースが長年の使用により再び減少してきた場合には、同様にして、グリースニップル４２を介してグリースを密封軸受２０の内部空間に補給することができ、更に寿命を長くすることができる。
【００５３】
なお図２，図３に示す軸受ユニット１ａ，１ｂに、図４に示す給油構造４０を追加しても、図４に示す軸受ユニット１ｃと同様な効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は電動機やその他の回転機器の回転軸を回転自在に支持する軸受ユニットに適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ  軸受ユニット
１０  軸受箱
１１  軸受挿入空間
１２  軸受取付面
２０，２０ａ  密封軸受
２１，２１ａ  外輪
２２，２２ａ  内輪
２３，２３ａ  転動体
２４  オイルシール
２４ａ  シールド
３０  通気構造
３１，３１ａ  通気溝
３２  外輪通気穴
３３  軸受箱通気穴
３３ａ  内通気口
３３ｂ  外通気口
３４  ブリーザ
４０  給油構造
４１  軸受箱給油穴
４１ａ  内給油口
４１ｂ  外給油口
４２  グリースニップル
【図１】
2015096737.tif 000003
【図２】
2015096737.tif 000004
【図３】
2015096737.tif 000005
【図４】
2015096737.tif 000006