(57)【要約】【課題】シール部材の組み換えを可能にして、使用環境の圧力状態に対応したシェル形ころ軸受として、不具合なく使用できるようにする。【解決手段】シェル形ころ軸受１の外輪鍔部２ｃ，２ｄの内側に設けられる弾性変形可能なシール部材５からなる。シール部材５は、外径側の環状の胴体部５１と、この胴体部５１との間に軸方向の一方側に開いた凹溝５４を有するよう胴体部５１の内径側に連成された内径部５３とを有する。胴体部５１と内径部５３との連成部５５の外周には、外輪２の湾曲個所の内面との干渉を避ける環状の凹部５ｂが形成され、内径部５３の内周には、軸方向いずれの側に対しても所定の湾曲形状を有するリップ５２が形成され、内径部５３の内周で先端側と基端側とには、それぞれ内輪部材Ｓに対する案内面５ｃ，５ｄが形成されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェル形で円筒部の少なくとも軸方向一端に内径側に延出する鍔部を有する外輪と、この外輪の内径側に配置される複数のころとを備えたシェル形ころ軸受に組み込まれる密封装置であって、
前記鍔部の軸方向内側に設けられる弾性変形可能なシール部材を備え、
前記シール部材は、外径側の環状の胴体部と、この胴体部との間に軸方向の一方側に開いた環状の凹溝を有するよう前記胴体部の内径側に連成された内径部とを有し、
前記胴体部と前記内径部との連成部の外周には、前記外輪の円筒部から鍔部への湾曲個所の内面との干渉を避けるための環状の凹部が形成され、
前記内径部の内周には、軸方向いずれの側に対しても所定の曲率の湾曲形状を有するリップが形成され、
前記内径部の内周で前記リップより先端側と基端側とには、それぞれシール部材の内周に挿入される内輪部材に対する案内面が形成されている、
ことを特徴とするシェル形ころ軸受の密封装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシェル形ころ軸受の密封装置において、
前記シェル形ころ軸受は、円筒部の軸方向両端にそれぞれ内径側に延出する鍔部を有する外輪を備え、前記シール部材は２個一対で、互いに逆向きで前記外輪の両鍔部の軸方向内側にそれぞれ設けられているシェル形ころ軸受の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シェル形ころ軸受の密封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シェル形針状ころ軸受は、シェル形の外輪と、その内径側に配置される複数の針状ころとを備えるもので、保持器を用いない総ころ形と、保持器付きとの二つのタイプがある。
【０００３】
従来のシェル形針状ころ軸受には、外輪の少なくとも軸方向一端には、内径側に延出する鍔部が形成され、この鍔部の軸方向内側に、芯金付きのシール部材が設けられている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−８９５５０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のシェル形針状ころ軸受において、シール部材は通常、外部からの水や異物の浸入を防止しうるよう外向きに取り付けられているが、シェル形針状ころ軸受は、負圧雰囲気となる環境で使用される場合がある。負圧雰囲気中では、シール部材により、軸受内部から潤滑剤が流出することを防止する必要がある。
【０００６】
上記の場合、シール部材の向きを変えれば、そのシール部材により、潤滑剤の流出を防止しうるようになると考えられる。しかし、従来のシェル形針状ころ軸受に組み込まれているのは、芯金付きのシール部材である。この芯金付きのシール部材は、一旦、外輪の内側に組み込んでしまうと、組み換えは不可能である。そのため、負圧雰囲気中では、シール部材が負圧に対応する向きで予め組み込まれているシェル形針状ころ軸受を使用しなければならない。
【０００７】
本発明は、上記のような現状に対処したもので、シール部材の組み換えにより、通常もしくは加圧雰囲気中でも、負圧雰囲気中でも、不具合なく使用できるようにして、シェル形ころ軸受の汎用性を高めることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するためには、シール部材として、芯金を含まず弾性変形可能なシール部材を採用すれば、シール部材の取り外し、組み換えが可能となり、シール部材の向きを変更することができるようになると考えられる。しかし、本件発明者が検討したところ、単に、弾性変形可能なシール部材を採用しただけでは、シール部材が傾きやすい、また、シール部材が傾くことで、所期通りのシール効果が得られなくなる、内輪部材の挿入の際に引っ掛かりが生じてリップが反転する、等の種々の不具合が生じることが予想された。
【０００９】
本発明は、前記の検討結果を考慮してなされたもので、シェル形で円筒部の少なくとも軸方向一端に内径側に延出する鍔部を有する外輪と、この外輪の内径側に配置される複数のころとを備えたシェル形ころ軸受に組み込まれる密封装置として、次のような密封装置を構成している。
【００１０】
すなわち、本発明のシェル形ころ軸受の密封装置は、前記鍔部の軸方向内側に設けられる弾性変形可能なシール部材を備え、前記シール部材は、外径側の環状の胴体部と、この胴体部との間に軸方向の一方側に開いた環状の凹溝を有するよう前記胴体部の内径側に連成された内径部とを有し、前記胴体部と前記内径部との連成部の外周には、前記外輪の円筒部から鍔部への湾曲個所の内面との干渉を避けるための環状の凹部が形成され、前記内径部の内周には、軸方向いずれの側に対しても所定の曲率の湾曲形状を有するリップが形成され、前記内径部の内周で前記リップより先端側と基端側とには、それぞれシール部材の内周に挿入される内輪部材に対する案内面が形成されている構成を有している。
【００１１】
上記構成によれば、シール部材は弾性変形が可能であるから、これが外輪の内径側に取り付けられ、鍔部が後曲げ加工された後であっても、取り外して組み換えることができる。この組み換えにより、シール部材の向きを変えることで、使用環境の高圧や負圧の圧力状態に応じたシェル形ころ軸受として使用可能となる。
【００１２】
また、胴体部と内径部との連成部は、径方向に厚みがあって、他の部分より変形しにくく、この部分が、外輪の円筒部から鍔部への湾曲個所の内面と干渉すると、シール部材の全体が傾くおそれがあるが、本発明では、前記連成部の外周に凹部があるので、外輪の湾曲個所の内面との干渉が避けられ、シール部材が傾くことが防止される。また、シール部材は、外輪の湾曲個所の内面と干渉することがないので、これを鍔部の内面に密着した形で設けることができ、このようにシール部材を鍔部内面に密着させることにより、それより軸方向内方では、ころや保持器の占有幅を充分に広くとることができる。
【００１３】
しかも、シール部材が若干傾いた姿勢で取り付けられることになっても、リップの先端は丸みを有するから、内輪部材に対する接触状態にほとんど変化がなく、シール部材に傾きがない場合と同様のシール効果が得られる。
【００１４】
さらに、一般の弾性変形可能なシール部材では、その取り付け向きによっては、軸受内部に内輪部材を差し込む際に、リップ、もしくはリップを一体に有する部分が、内輪部材の先端に引っ掛かって逆方向に捲くれ、反転するおそれがあるが、本発明では、リップを有する内径部の先端側と基端側とにそれぞれ案内面があるので、内輪部材はこれに案内されることになり、内輪部材と内径部との引っ掛かりがなく、リップが反転することがない。また、リップ自体も丸みがあるので、これに内輪部材の先端が引っ掛かることがない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に基づいて説明すると、図１ないし図３は、本発明の一実施形態に示すもので、図１は、一実施形態に係る密封装置を備えたシェル形針状ころ軸受の軸方向に沿った半断面図で、負圧対応型とされた場合を示している。図２は、図１の密封装置を構成するシール部材の軸方向に沿った断面図、図３は、図１と同一の密封装置を備えたシェル形針状ころ軸受の軸方向に沿った半断面図で、加圧雰囲気対応型とされた場合を示している。
【００１６】
図１において、符号１はシェル形針状ころ軸受の全体を示し、ここでは、保持器付きで、両端開放型のシェル形針状ころ軸受を例示している。符号２はシェル形の外輪、３は針状ころ、４は保持器、５は、密封装置を構成するシール部材である。
【００１７】
外輪２は、一枚の金属板（薄鋼板）から曲げ加工を含む加工工程により製作されるもので、内周に軌道面２ａを有する円筒部２ｂと、この円筒部２ｂの軸方向両端にそれぞれ内径側に向けて延出形成された鍔部２ｃ，２ｄとを有する。両鍔部２ｃ，２ｄのうち、軸方向一端（図において、左端）のものが先曲げの鍔部２ｃであり、円筒部２ｂの軸方向他端にあるのが後曲げの鍔部２ｄである。針状ころ３は、保持器４の各ポケット内に保持された状態で、多数のものが外輪２の内径側に配置されている。
【００１８】
シール部材５は、芯金を有しないタイプで、全体がゴムもしくは合成樹脂等の弾性材のみで構成されていて、弾性変形が可能である。このシール部材５は、本実施形態では２個一対で、互いに同構造で同寸法のものが前記両鍔部２ｃ，２ｄの軸方向内側に互いに内向き（後に説明する凹溝５４が軸方向内方に開く向き）で装着されており、両鍔部２ｃ，２ｄ内側への装着状態では、一対のシール部材５，５は互いに対称形状を呈している。
【００１９】
シール部材５の細部の構造は図２に拡大して示す通りで、シール部材５は、外径側の環状の胴体部５１と、この胴体部５１の内径側と軸方向一方側（図２で左側）において連成されて内周にリップ５２が形成された内径部５３と、この内径部５３と前記胴体部５１との間に軸方向他方側（図２で右側）に開いた形に形成された環状の凹溝５４とを有する。
【００２０】
シール部材５の胴体部５１は、内径部５３より肉厚に成形されており、詳しくは、胴体部５１の厚みは、内径部５３のリップ５２を除く部分の厚みより厚くなっている。また、胴体部５１の外周面は、この胴体部５１が内径部５３と連続する連成部５５の側から軸方向他端に向けて、漸次大径となるテーパ面５ａとなっていて、このテーパ面５ａの全体が外輪円筒部２ｂへのしめしろとして、外輪円筒部２ｂの内周面に圧接するようになっている。
【００２１】
胴体部５１と内径部５３との連成部５５の外周には、シール部材５の肉厚内に凹入した凹部５ｂが胴体部５１の全周にわたって環状に形成されている。この凹部５ｂは、シール部材５が図１に図示の状態で鍔部２ｃ，２ｄの軸方向内側に取り付けられた場合に、シール部材５の一部が、外輪２の円筒部２ｂから鍔部２ｃ，２ｄへと湾曲する個所の内面と干渉しないようにするためのものである。この凹部５ｂがあることで、シール部材５は外輪２の湾曲個所の内面に当たらず、シール部材５の各部分のうち、凹部５ｂに隣り合う部分の表面、すなわち、胴体部５１の外周面と連成部５５の外側面とが、それぞれ外輪円筒部２ｂの内周面と鍔部２ｃ，２ｄの内面とに隙間なく密接するようになっている。
【００２２】
凹溝５４は、断面でほぼＶ字形に開いた形状で、その深さは、シール部材５全体の軸方向幅の２分の１以上の値となっている。このように、凹溝５４が深く、かつ、この凹溝５４より内径側にある内径部５３の肉厚が胴体部５１の肉厚より薄いことから、内径部５３が胴体部５１より径方向に変形しやすく、シール部材５全体に径方向の圧縮力が作用した場合、胴体部５１はほとんど変形、変位せず、これに対して、内径部５３が凹溝５４を狭くする方向に変形するようになっている。
【００２３】
内径部５３の内周には、シール部材５の内部に挿入される内輪部材Ｓの外周面に接触するリップ５２が形成されているが、そのリップ５２は、軸方向いずれの側に対しても所定の曲率の湾曲形状を有している。これにより、シール部材５が若干傾いた姿勢で外輪２内部に取り付けられることになっても、リップ５２は内輪部材Ｓに同じような接触状態で接触するようになっている。
【００２４】
また、内径部５３の内周で前記リップ５２より先端側には、内径部５３の肉厚内に凹入状に湾曲する湾曲面により案内面５ｃが形成されている。この案内面５ｃは、軸受内部に矢印イの方向に挿入される内輪部材Ｓを、引っ掛かりなく軸受内部に案内するためのものである。内輪部材Ｓの先端がこの案内面５ｃに当たることで、内径部５３の全体が外径側に持ち上げられて、内輪部材Ｓの軸受内部への挿入を許容するようになっている。さらに、内径部５３の基端側の内周にも、膨出状の湾曲面により、挿入される内輪部材Ｓに対する案内面５ｄが形成されている。この案内面５ｄも、内径部５３の先端側の案内面５ｃと同様の作用をする。図示の場合、案内面５ｃ，５ｄは、凹の湾曲面もしくは凸の湾曲面で構成されているが、軸方向内方ほど小径となるテーパ面でもよく、挿入される内輪部材Ｓを引っ掛かりなく軸方向内方に案内しうる形状であればよい。
【００２５】
上記の構成において、外輪２の内部で各シール部材５は、内向きとなっているから、負圧雰囲気中において、軸受内部の潤滑剤の外部への流出を確実に防止することができ、このようなシール部材５を有するシェル形針状ころ軸受１は、負圧対応型として使用可能である。
【００２６】
しかも、シール部材５は弾性変形が可能であるから、外輪２内に取り付けられて、鍔部２ｄが後曲げ加工された後であっても、図３に示すように、取り外して組み換えることができる。シール部材５を組み換えてその向きを変えることで、使用環境の圧力状態に応じたシェル形ころ軸受として使用可能となる。
【００２７】
図３に示すシェル形針状ころ軸受１１は加圧雰囲気対応型で、上記した構造のシール部材５が、外輪２の両鍔部２ｃ，２ｄの軸方向内側に互いに外向き、すなわち凹溝５４が軸方向外方に開く向きで組み込まれている。シール部材５の向きが外向きとなっている以外、各部の構成は、図１に図示の構成と変わりはなく、共通する部分には同一の符号を付している。
【００２８】
図３に図示のように、シール部材５が外向きとなっていると、外部からの水や異物の浸入を確実に防止することができる。このようにシール部材５が組み込まれているシェル形針状ころ軸受１１は、通常の雰囲気、もしくは加圧雰囲気中で、使用可能となる。
【００２９】
シール部材５において、胴体部５１と内径部５３との連成部５５は、径方向に厚みがあって、他の部分より変形しにくいが、図１に示すような状態にシール部材５を組み込んでも、連成部５５の外周に凹部５ｂがあるので、連成部５５の外周と外輪２の湾曲個所との干渉が避けられる。そのため、シール部材５が傾くおそれはない。また、シール部材５は、外輪２の湾曲個所の内面と干渉することがないので、これを鍔部２ｃ，２ｄの内面に密着した形で設けることができ、このようにシール部材５を鍔部２ｃ，２ｄ内面に密着させることにより、ころ３や保持器４の占有幅を充分に広くとることができる。
【００３０】
また、たとえシール部材５が若干傾いた姿勢で外輪２内部に取り付けられることになっても、リップ５２の先端は丸みを有するから、内輪部材Ｓに対する接触状態にほとんど変化がなく、シール部材５に傾きがない場合と同様のシール効果が得られる。
【００３１】
さらに、一般の弾性変形可能なシール部材では、その取り付け向きによっては、シール部材の内部に内輪部材Ｓを差し込む際に、リップ、もしくはリップを一体に有する部分が、内輪部材Ｓの先端に引っ掛かって逆方向に捲くれ、反転するおそれがあるが、本発明の上記構成では、リップ５２を有する内径部５３の先端側と基端側とにそれぞれ案内面５ｃ，５ｄがあり、しかも、リップ５２自体に丸みがあるので、内輪部材Ｓはこれに案内されることになり、内輪部材Ｓと内径部５３やリップ５２との引っ掛かりがなく、リップ５２が反転することがない。
【００３２】
なお、上記実施形態では、本発明の密封装置が設けられる軸受として、両端開放型、すなわち、円筒部２ｂの軸方向両端にそれぞれ内径側に延出する鍔部２ｃ，２ｄを有するシェル形針状ころ軸受１を示したが、本発明の密封装置は、円筒部の軸方向一端にのみ鍔部を有する、一端開密閉型のシェル形ころ軸受に設けてもよい。その場合、密封装置を構成するシール部材５が、外輪鍔部の軸方向内側に外向きもしくは内向きの任意の向きで取り付けることができ、しかも、外輪への組み込み後に、その向きを変更しうることは、言うまでもない。
【００３３】
また、本発明の密封装置が設けられる軸受は、保持器を有しない総ころ型のシェル形ころ軸受でもよく、円筒ころのように、針状ころ以外のころを有するシェル形ころ軸受でもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、シール部材が外輪内に取り付けられて、鍔部が後曲げ加工された後であっても、シール部材を組み換えて、その向きを変えることができる。そのため、本発明の密封装置を備えた同一のシェル形ころ軸受が、使用環境の圧力状態に応じて負圧対応型としても、加圧雰囲気対応型としても使用可能となり、シェル形ころ軸受の汎用性が増す。
【００３５】
また、弾性変形可能なシール部材を採用するにも拘わらず、このようなシール部材で発生するおそれがある不具合、すなわち、シール部材が傾きやすい、また、シール部材の傾きに伴い、所期通りのシール効果が得られない、内輪部材の挿入の際に引っ掛かりが生じてリップが反転する、といった不具合が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る密封装置を備えたシェル形針状ころ軸受の軸方向に沿った半断面図で、負圧対応型とされた場合を示している。
【図２】図１の密封装置を構成するシール部材の軸方向に沿った拡大断面図である。
【図３】図１と同一の密封装置を備えたシェル形針状ころ軸受の軸方向に沿った半断面図で、加圧雰囲気対応型とされた場合を示している。
【符号の説明】
１    シェル形針状ころ軸受
２    外輪
２ｂ  円筒部
２ｃ，２ｄ  鍔部
５    シール部材
５１  胴体部
５２  リップ
５３  内径部
５４  凹溝
５５  連成部
５ｂ  凹部
５ｃ，５ｄ  案内面
【図１】
2004293618.tif 000003
【図２】
2004293618.tif 000004
【図３】
2004293618.tif 000005