(57)【要約】【課題】必要な密封性能を確保すると同時に、摺動摩擦によるトルクロスを抑えることができる良好な密封型転がり軸受を提供する。【解決手段】密封型転がり軸受51は、内外輪21,22間に転動自在に配置された複数の玉24と、内外輪21,22間における軸受軸方向の両端開口部を覆う一対の円環状のシール板53,55とを備えている。シール板53,55の外周縁部に形成された取付け部61,62が、外輪22のシール係止溝36,37に係合保持されると共に、内周縁部のシールリップ64,65が内輪21のシール溝38,39に摺接させられる。それぞれのシールリップ64,65とシール溝38,39との接触圧が、当該密封型転がり軸受51を軸受装置に組み付けた使用状態における適正値となるように、各々のシールリップ64,65の軸受軸方向への突出高さb1,b2を相異させることにより、各シールリップ64,65と対応するシール溝38,39との接触圧が相異させられている。【選択図】        図１
2004204907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪及び外輪と、これら内外輪間に転動自在に配置された複数の転動体と、内外輪間における軸受軸方向の両端開口部を覆う一対の円環状のシール板とを備えており、
前記シール板のいずれか一方の周縁部に形成された取付け部が、内輪又は外輪の何れか一方の軌道輪に周設されたシール係止溝に保持されると共に、他方の周縁部に形成されたシールリップが、他方の軌道輪に形成されたシール溝に摺接させられる密封型転がり軸受であって、
それぞれのシール板のシールリップとシール溝との接触圧が、当該転がり軸受の使用状態におけるそれぞれのシール目的に相応した適正値となるように、各々のシール板相互の形状又は材質が、相異させられていることを特徴とする密封型転がり軸受。
【請求項２】
それぞれの前記シール板は、前記シールリップの軸受軸方向への突出高さを相異させることにより、前記シールリップと前記シール溝との接触圧が相異させられていることを特徴とする請求項１に記載の密封型転がり軸受。
【請求項３】
それぞれの前記シール板は、前記シールリップを構成する弾性材料の硬さを相異させることにより、前記シールリップと前記シール溝との接触圧が相異させられていることを特徴とする請求項１に記載の密封型転がり軸受。
【請求項４】
当該転がり軸受の使用状態において、アキシャル内部隙間が無くなる方向に前記内外輪が予圧によって軸受軸方向に相対変位させられ、前記それぞれのシール板のシールリップに対する締め代が使用状態に変動すると、それぞれのシール板におけるシールリップとシール溝との接触圧が同等になるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の密封型転がり軸受。
【請求項５】
前記シールリップと前記シール溝との接触圧を相異させたそれぞれのシール板を判別する為の識別手段が、少なくとも一方のシール板に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の密封型転がり軸受。
【請求項６】
前記識別手段が、シール板上に付された目視可能なマークであることを特徴とする請求項５に記載の密封型転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シール板によって軸受両端の開口部がシールされる密封型転がり軸受の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に示したような直流電動機１では、図示せぬ入力端子からブラシ３ａ，３ｂ及び整流子４を経由して電機子５に電流を供給することにより、ケース７の内周面に固着された永久磁石９によって形成されている磁界中に存在する電機子５に回転力が付与され、電機子５及び整流子４から構成される回転子１１を回転させる。
この回転子１１の軸１３は、両端が密封型転がり軸受１５，１５によって回転自在に支持されている。また、軸１３の一端はケース外部に延出していて、この軸１３を介して外部機器（図示せず）を駆動することができる。
【０００３】
前記密封型転がり軸受１５は、図５に示すように、内輪２１及び外輪２２と、これら内外輪２１，２２間に転動自在に配置された複数個の玉（転動体）２４と、各玉２４相互の間隔を保持する保持器（図示せず）と、内外輪２１，２２間における軸受軸方向の両端開口部を覆う一対のシール板２６，２７とを備えており、内輪２１が軸１３と一体に回転駆動される。
【０００４】
前記シール板２６，２７は、合成ゴム等の弾性材料より成る弾性材３１，３２を芯金３４，３５で補強したもので、全体として円環状を呈している。
そして、これらシール板２６，２７は、それぞれ外周縁部が外輪２２の両端部内周面に形成されたシール係止溝３６，３７に係合保持されると共に、内周縁部のシールリップ４１，４２が内輪２１の両端部外周面に形成されたシール溝３８，３９に摺接しており、これら一対のシール板２６，２７によって内外輪２１，２２間の軸受内空間が密封されている。
【０００５】
上記密封型転がり軸受１５において、通常、シール係止溝３６とシール係止溝３７、シール溝３８とシール溝３９は、何れも軌道溝の中心線（軸受の中心線：ＣL）に対して線対称に形成されており、また、シール板２６とシール板２７とは同一品であり、互いに装着向きを逆にして取り付けただけである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
そこで、上述の如き密封型転がり軸受１５においては、内外輪２１，２２が軸受軸方向に動かない状態では、図５に示したように、各シール板２６，２７は、係止溝３６，３７にそれぞれ保持される取付け部４６からのシールリップ４１，４２の突出高さｂ２が同じであるので、各シールリップ４１，４２とシール溝３８，３９との接触圧は同じ大きさになる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２８９２５６号公報（図６）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、シール板２６，２７のシールリップ４１，４２とシール溝３８，３９との接触圧を高くすると、密封性能を向上させることはできるが、その反面、摺動摩擦によるトルクロスの増大を招く。
そこで、シールリップ４１，４２とシール溝３８，３９との接触圧は、密封性能とトルクロスとのバランスを考慮して設定される。
【０００９】
また、軸受両端に装着されるシール板のシール目的が相異し、それぞれのシール板でシール溝に対する必要接触圧が異なる場合も少なくない。
例えば、前述した直流電動機１では、ブラシ３ａ，３ｂが回転子１１との間で摩擦を生じる為、摩耗して微細なブラシかすを発生する。この微細なブラシかすが軸受内に侵入すると、軸受寿命の低下を招く。
【００１０】
そこで、ブラシ３ａ，３ｂ側に位置するシール板２７は、ブラシかすの侵入を防止するために、シール溝３９との接触圧を高く設定することが必要不可欠となるが、ブラシ３ａ，３ｂとは反対側に位置するシール板２６は、外部からの異物侵入の防止や軸受内潤滑剤の漏出防止を目的として、シール溝３８との接触圧を比較的小さく設定することが可能である。このように、双方のシール板２６，２７の接触圧を必要最小限に個別設定すれば、トルクロスを小さくすることができる。
【００１１】
しかしながら、上述したようにシール係止溝３６，３７や上記シール溝３８，３９が、内外輪の軌道溝の中心線に対して線対称に配置され、且つ、シール板２６，２７に同一品が使用される従来の密封型転がり軸受１５では、各シール板２６，２７毎にシール溝３８，３９との接触圧を変えることができない。
そのため、高い接触圧が要求される側に合わせてシール板の接触圧を設定すれば、他方の側では接触圧過剰となってトルクロスの増大を招き、逆に、低い接触圧が要求される側に合わせてシール板の接触圧を設定すれば、他方の側では接触圧不足となって、密封性能の低下を招くという問題が生じた。
【００１２】
また、モータ用軸受などでは、一般に、図６に示すように、内輪２１と外輪２２とに、互いに逆向きにアキシャル方向の予圧ＦA，ＦBを付与することで、アキシャル内部隙間を無くして、回転精度の向上を図る。
しかし、予圧ＦA，ＦBの付与によって内輪２１と外輪２２とが軸受軸方向に相対移動することで、図示のように、一方のシール板２７はシールリップ４２の締め代が過大になってトルクロスの増大を招き、他方のシール板２６はシールリップ４１の締め代が過小になったり、或いは、シールリップ４１とシール溝３８との接触位置が変動して、密封性能の低下を招く虞があった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、必要な密封性能を確保すると同時に、摺動摩擦によるトルクロスを抑えることができる良好な密封型転がり軸受を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、内輪及び外輪と、これら内外輪間に転動自在に配置された複数の転動体と、内外輪間における軸受軸方向の両端開口部を覆う一対の円環状のシール板とを備えており、
前記シール板のいずれか一方の周縁部に形成された取付け部が、内輪又は外輪の何れか一方の軌道輪に周設されたシール係止溝に保持されると共に、他方の周縁部に形成されたシールリップが、他方の軌道輪に形成されたシール溝に摺接させられる密封型転がり軸受であって、
それぞれのシール板のシールリップとシール溝との接触圧が、当該転がり軸受の使用状態におけるそれぞれのシール目的に相応した適正値となるように、各々のシール板相互の形状又は材質が、相異させられていることを特徴とする密封型転がり軸受により達成される。
【００１５】
上記構成によれば、内外輪間における軸方向の両端開口部を覆う一対の円環状のシール板が、それぞれの形状又は材質を相異させた別部品であるので、それぞれのシール目的に応じて、互いに独立にシールリップとシール溝との接触圧を必要最小限に設定することができる。
そこで、それぞれのシール板が、必要な密封性能を確保すると同時に、摺動摩擦によるトルクロスを最小に抑え、密封性能の向上とトルクロスの低減とを両立させることができる。
【００１６】
尚、好ましくはそれぞれの前記シール板は、前記シールリップの軸受軸方向への突出高さを相異させることにより、前記シールリップと前記シール溝との接触圧が相異させられる。
又、好ましくはそれぞれの前記シール板は、前記シールリップを構成する弾性材料の硬さを相異させることにより、前記シールリップと前記シール溝との接触圧が相異させられる。
【００１７】
このような場合、それぞれのシール板は、シール板の製造に使用する成形金型の一部改良、或いは成形材料の変更等で、比較的容易に対応することができ、内外輪側に形成されるシール溝やシール係止溝には一切変更が必要ない。
そこで、既存の密封型転がり軸受においても、シール板を本発明のものに交換するだけで、本発明の優れた作用効果を授受できるようになる。
【００１８】
更に、好ましくは当該転がり軸受の使用状態において、アキシャル内部隙間が無くなる方向に前記内外輪が予圧によって軸受軸方向に相対変位させられ、前記それぞれのシール板のシールリップに対する締め代が使用状態に変動すると、それぞれのシール板におけるシールリップとシール溝との接触圧が同等になるように構成されている。
【００１９】
この場合、前記密封型転がり軸受が、内外輪に予圧を付与した状態で使用されると共に、軸受両端のシール板のシール目的が、内部潤滑剤の漏洩防止等であり、軸受両端の各シール板に必要なシールリップの接触圧が互いに等しく、且つ、低い接触圧で済むように構成する場合に好適である。
【００２０】
又、好ましくは前記シールリップと前記シール溝との接触圧を相異させたそれぞれのシール板を判別する為の識別手段が、少なくとも一方のシール板に設けられる。
更に、前記識別手段が、シール板上に付された目視可能なマークである。
【００２１】
この場合、前記密封型転がり軸受を軸受装置に組み込む際には、各シール板の取り付け向きを誤ることがなく、誤組み付けによる作業性の低下を防止することができ、また、誤組み付けに起因する密封性能の低下やトルクロスの増大といった不都合の発生を防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係る密封型転がり軸受を詳細に説明する。尚、図５において説明した従来の密封型転がり軸受と同一の構成部材については、同符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２３】
図１に示した本第１実施形態の密封型転がり軸受５１は、直流電動機等に使用される内輪回転型の密封型転がり軸受であり、内輪２１及び外輪２２と、これら内外輪２１，２２間に転動自在に配置された複数個の玉（転動体）２４と、各玉２４相互の間隔を保持する保持器（図示せず）と、内外輪２１，２２間における軸受軸方向の両端開口部を覆う一対のシール板５３，５５とを備えている。
【００２４】
前記外輪２２の両端部内周面には、軌道溝の中心線（軸受の中心線：ＣL）に対して線対称に一対のシール係止溝３６，３７が形成されており、前記内輪２１の両端部外周面には、軌道溝の中心線に対して線対称に一対のシール溝３８，３９が形成されている。
【００２５】
前記シール板５３，５５は、合成ゴム等の弾性材料より成る弾性材５６，５７を芯金５８，５９で補強したもので、全体として円環状を呈している。
そして、これらシール板５３，５５は、それぞれ外周縁部の取付け部６１，６２が外輪２２のシール係止溝３６，３７に係合保持されると共に、内周縁部のシールリップ６４，６５が内輪２１のシール溝３８，３９に摺接しており、これら一対のシール板５３，５５によって内外輪２１，２２間の軸受内空間を密封している。
【００２６】
更に、本第１実施形態に係るシール板５３，５５では、それぞれのシールリップ６４，６５とシール溝３８，３９との接触圧が、当該密封型転がり軸受５１を軸受装置に組み付けた使用状態におけるそれぞれのシール目的に相応した適正値となるように、各々のシールリップ６４，６５の軸受軸方向への突出高さｂ１，ｂ２を相異（本実施形態においては、ｂ１＜ｂ２）させることにより、各シールリップ６４，６５と対応するシール溝３８，３９との接触圧が相異させられている。
【００２７】
即ち、本第１実施形態の密封型転がり軸受５１によれば、内外輪２１，２２間における軸方向の両端開口部を覆う一対の円環状のシール板５３，５５が、それぞれのシールリップ６４，６５の軸受軸方向への突出高さｂ１，ｂ２を相異させた別部品であるので、それぞれのシール目的に応じて、互いに独立にシールリップ６４，６５と対応するシール溝３８，３９との接触圧を必要最小限に設定することができる。
【００２８】
例えば、図４に示したような直流電動機１の軸１３を一対の上記密封型転がり軸受５１，５１によって回転自在に支持する場合、ブラシ３ａ，３ｂ側にはシール板５３が位置し、ブラシ３ａ，３ｂと反対側にはシール板５５が位置するように各密封型転がり軸受５１を配置する。
【００２９】
すると、シールリップ６４の突出高さｂ２がシールリップ６５の突出高さｂ１よりも大きく、接触圧を高く設定されたシール板５３が、ブラシかすの侵入を防止する。又、シールリップ６５の突出高さｂ１がシールリップ６３の突出高さｂ２よりも小さく、接触圧を低く設定されたシール板５５が、外部からの異物侵入や軸受内潤滑剤の漏出を防止する。
そこで、それぞれのシール板５３，５５が、必要な密封性能を確保すると同時に、摺動摩擦によるトルクロスを最小に抑え、密封性能の向上とトルクロスの低減とを両立させることができる。
【００３０】
また、本第１実施形態の密封型転がり軸受５１のようなシール板５３，５５のシールリップ６４，６５の高さ寸法ｂ１，ｂ２のみの変更は、シール板５３，５５の製造に使用する成形金型の一部改良等で比較的容易に対応でき、内外輪２１，２２に形成されるシール溝３８，３９やシール係止溝３６，３７には一切変更が必要ない。
そこで、既存の密封型転がり軸受においても、シール板を本発明のシール板５３，５５に交換するだけで、本発明の優れた作用効果を授受できるようになる。
【００３１】
更に、本第１実施形態の密封型転がり軸受５１では、シール溝３８，３９との接触圧がそれぞれ相異する一対のシール板５３，５５を判別可能にする識別手段として、少なくとも一方のシール板５５の外表面に、目視可能なマーク（図示略）を付している。
そこで、前記密封型転がり軸受５１を直流電動機１の軸受装置に組み込む際には、シール板５５に装備したマークによって取り付け向きが判別できるため、各シール板５３，５５を備えた密封型転がり軸受５１の取り付け向きを誤ることがない。
従って、誤組み付けによる作業性の低下を防止することができると共に、誤組み付けに起因する密封性能の低下やトルクロスの増大といった不都合の発生を防止することができる。
【００３２】
尚、本発明の密封型転がり軸受において、それぞれのシール板のシールリップとシール溝との接触圧を相異させる為の手段は、上記第１実施形態の如くシールリップ６４，６５の高さ寸法ｂ１，ｂ２を変更する方法に限らない。
例えば、図２に示した本発明の第２実施形態の密封型転がり軸受７１のように、一対のシール板７３，７６相互で、シールリップ７４，７５の寸法や形状等は全く同一にし、その代わりにシール係止溝３６，３７に係合させられる取付け部７５，７８の形状及び軸方向寸法ａ１，ａ２を相異させることで、シール板７３，７６相互で接触圧を相異させるようにしてもよい。
【００３３】
また、図３に示した第３実施形態の密封型転がり軸受８１のように、一対のシール板８３，８６相互で、シールリップ８４，８７の根元部８４ａ，８７ａの形状及び軸方向寸法ｄ１，ｄ２を相異させることで、シール板８３，８６相互で接触圧を相異させるようにしてもよい。
【００３４】
更に、一対のシール板の形状や寸法は変えずに、該シール板を構成している弾性材料の硬さを相異させることにより、各シール板のシールリップと前記シール溝３８，３９との接触圧を相異させるようにしてもよい。
尚、弾性材料の硬さ変更は、例えば、各シール板で合成ゴム材料への加硫剤の添加量を相異させたり、加硫条件を変えたり、或いは合成ゴム材料の各種成分の混合比を変更することで可能である。
そこで、弾性材料の硬さの変更によって各シールリップの接触圧を相異させる場合は、シール板の製造に使用する成形用金型等は共通のものを使用することができ、成形金型の変更によるコストアップを回避することができる。
【００３５】
尚、上記各実施形態に係る密封型転がり軸受では、各軸受を軸受装置に組み込んだ使用状態においても、当初の接触圧差を維持するように構成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、軸受装置の軸受部に組み付けた使用状態では、アキシャル内部隙間が無くなる方向に、一対の軌道輪相互が予圧によって軸方向に相対変位し、それに応じてそれぞれのシール板のシールリップに対する締め代が使用状態に変動すると、それぞれのシール板におけるシールリップとシール溝との接触圧が同等になるように、各シール板を構成しても良い。
【００３６】
このようにすると、予圧を与えた状態で使用される密封型転がり軸受において、軸受両端のシール板のシール目的が内部潤滑油の漏洩防止等であり、軸受両端のシール板に必要な接触圧が互いに等しく、各接触圧が低くて済むような場合にも対応することができる。
【００３７】
また、各シール溝との接触圧が相異するそれぞれのシール板を判別可能にする識別手段は、上記実施形態で説明したマークに限らない。マークの代わりに、視認が容易な外観形状に差異を与えたり、或いは、取付け向きを指定する粘着シールを貼付するようにしても良い。
また、本発明の密封型転がり軸受は、上述した如き直流電動機用に限らず、密封性が要求される各種の機器や装置において使用することが可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の密封型転がり軸受によれば、内外輪間における軸方向の両端開口部を覆う一対の円環状のシール板が、それぞれの形状又は材質を相異させた別部品であるので、それぞれのシール目的に応じて、互いに独立にシールリップとシール溝との接触圧を必要最小限に設定することができる。
そこで、それぞれのシール板が、必要な密封性能を確保すると同時に、摺動摩擦によるトルクロスを最小に抑え、密封性能の向上とトルクロスの低減とを両立させることができる。
従って、必要な密封性能を確保すると同時に、摺動摩擦によるトルクロスを抑えることができる良好な密封型転がり軸受を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る密封型転がり軸受の要部断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る密封型転がり軸受の要部断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る密封型転がり軸受の要部断面図である。
【図４】従来の密封型転がり軸受を使用した直流電動機の縦断面図である。
【図５】図４に示した密封型転がり軸受の要部断面図である。
【図６】図５に示した密封型転がり軸受に予圧を与えた状態の説明図である。
【符号の説明】
２１  内輪（軌道輪）
２２  外輪（軌道輪）
２４  玉（転動体）
３６，３７  シール係止溝
３８，３９  シール溝
５１  密封型転がり軸受
５３，５５  シール板
５６，５７  弾性材
５８，５９  芯金
６４，６５  シールリップ
６１，６２  取付け部
【図１】
2004204907.tif 000003
【図２】
2004204907.tif 000004
【図３】
2004204907.tif 000005
【図４】
2004204907.tif 000006
【図５】
2004204907.tif 000007
【図６】
2004204907.tif 000008