(57)【要約】【課題】  高いシール性を有する芯金無しシールを提供する。【解決手段】  芯金無しシール１１は、弾性を有する環状部材１２のみから構成されている。芯金無しシール１１の外径面１３は、相対的に径の小さい小径部分１６と、この小径部分１６よりも径方向に膨出して相対的に径が大きくなっている大径部分１５とを有する。【選択図】      図１
2007064307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の漏れを防止する芯金無しシールであって、
前記芯金無しシールの外径面は、相対的に径の小さい小径部分と、この小径部分よりも径方向に膨出して相対的に径が大きくなっている大径部分とを有する、芯金無しシール。
【請求項２】
前記大径部分の半径と前記小径部分の半径との差が、前記芯金無しシールの締め代の寸法と同等である、請求項１に記載の芯金無しシール。
【請求項３】
前記締め代は、熱収縮量を加味した締め代である、請求項２に記載の芯金無しシール。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の芯金無しシールを有する、転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、芯金無しシールおよび転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転軸を、ハウジング等の外側部材の内径穴に取り付ける際に、回転軸の外径面とハウジングの内径面との間の流体の漏れを防止するため、シールを設ける。シールには、その構成材料に芯金を有する芯金付きシールと、芯金を有しない芯金無しシールとがある。芯金無しシールについては、特開２００４−２９３６１８号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
図７は、従来におけるフリーな状態の芯金無しシールの一部を示す断面図である。図７において、組み込み時に芯金無しシールの外径側に位置する外側部材（図示せず）の内径面を二点鎖線で、芯金無しシールの内径側に位置する回転軸（図示せず）の外径面を一点鎖線で示す。なお、この明細書中、フリーな状態とは、回転軸および外側部材に組み込まれていない状態をいう。図７を参照して、芯金無しシール１０１は、弾性を有する環状部材１０２のみから構成されている。したがって、コストが安く、また、ハウジングに組み込んだ後においても、取り外しが容易である。
【０００４】
芯金無しシール１０１は、外径面１０３をハウジングに設けられた内径穴の内径面にニップさせるため、組み込まれる外側部材の内径穴よりも、やや大きく構成されている。すなわち、芯金無しシール１０１の外径寸法Ｘは、内径穴の内径寸法Ｃよりも大きい。このような芯金無しシール１０１は、図７中の矢印Ｕで示す方向、すなわち、その径が小さくなる方向に押し縮められ、内径穴に組み込まれる。組み込まれた後に、押し縮められた芯金無しシール１０１は、元の径に戻ろうとして、内径穴の内径面に適度な圧力でニップし、芯金無しシール１０１と外側部材との間の漏れを防止することができる。
【０００５】
また、芯金無しシール１０１には、内径側に突出したリップ部１０４が設けられている。リップ部１０４の内径寸法Ｚは、回転軸の外径寸法Ｅよりも小さく構成されている。こうすることにより、回転軸に取り付けた際に、リップ部１０４が適度な圧力で回転軸の外径面にニップし、芯金無しシール１０１と回転軸との間の漏れを防止することができる。
【特許文献１】特開２００４−２９３６１８号公報（段落番号００１８〜００２６、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したように、外側部材に設けられた内径穴に組み込まれたときに、適度な圧力でニップすることができるよう、芯金無しシール１０１は、その外径寸法が、外側部材の内径穴の内径寸法よりも大きく構成されている。しかし、外側部材の内径寸法に対して、芯金無しシール１０１の外径寸法が大きすぎると、組み込み時に、内径側に収縮する量が多くなる。そうすると、内径側において、回転軸に対するリップ部１０４のニップ量が大きくなり、回転軸との食いつき量が多くなる。その結果、回転時に、回転軸と芯金無しシール１０１が一緒に回転することになり、シール性が損なわれるおそれがある。
【０００７】
特に、低温時等の熱収縮を考慮して、常温時における外径寸法を大きくする場合があるが、このような場合についても同様である。
【０００８】
この発明は、高いシール性を有する芯金無しシールおよび転がり軸受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】
【０００９】
この発明に係る芯金無しシールは、流体の漏れを防止する芯金無しシールである。ここで、芯金無しシールの外径面は、相対的に径の小さい小径部分と、この小径部分よりも径方向に膨出して相対的に径が大きくなっている大径部分とを有する。
【００１０】
このように構成することにより、ハウジング等に組み込む際に、小径部分の内径側への収縮量を低減することができるので、外径面全体として収縮する量を低減することができ、芯金無しシールと回転軸とのニップ量を適当にすることができる。そうすると、回転軸への食いつき量は多くならず、回転時に、芯金無しシールが回転軸とともに回転するおそれはなくなる。
【００１１】
好ましくは、大径部分の半径と小径部分の半径との差が、芯金無しシールの締め代の寸法と同等である。こうすることにより、小径部分より膨出した大径部分が、締め代の寸法と同等になるため、組み込み時における締め代による収縮量を低減することができ、シール性を高めることができる。なお、本明細書中、「同等」とは、厳密に寸法が同じであることを意味するのではなく、多少の寸法の相違も含める。
【００１２】
より好ましくは、締め代は、熱収縮量を考慮した締め代である。こうすることにより、低温時において、熱収縮により外側部材とのすき間が生じないよう大きな締め代としたときでも、高いシール性を有する。
【００１３】
この発明の他の局面においては、転がり軸受は、上記したいずれかの芯金無しシールを有する。こうすることにより、高いシール性を有する転がり軸受を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、ハウジング等に組み込む際に、小径部分の内径側への収縮量を低減することができるので、外径面全体として収縮する量を低減することができ、芯金無しシールと回転軸とのニップ量を適当にすることができる。そうすると、回転軸への食いつき量は多くならず、回転時に、芯金無しシールが回転軸とともに回転するおそれはなくなる。
【００１５】
その結果、高いシール性を有する芯金無しシールおよび転がり軸受を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図２は、フリーな状態での、この発明の一実施形態に係る芯金無しシール１１の一部を示す断面図である。図２を参照して、芯金無しシール１１は、弾性を有する環状部材１２のみから構成されている。また、内径側に突出したリップ部１４は、組み込まれた後に、内径側に位置する回転軸（図示せず）とニップして、シールする。芯金無しシール１１は、外径面１３を矢印Ｕの方向に押し縮められ、外側部材に組み込まれる。外径面１３は、相対的に径の小さい小径部分１６と、この小径部分１６よりも径方向に膨出して相対的に径が大きくなっている大径部分１５とを有するように、段差形状をもって形成されている。なお、このような構成とすることにより、芯金無しシール１１を径方向に押し縮める力も、低減することができる。
【００１７】
次に、上記した芯金無しシール１１を、外側部材に組み込んだ状態について説明する。図１は、外側部材としてシェル形ころ軸受のシェル形外輪を用いた場合の、シェル形ころ軸受の一部を示す断面図である。なお、図１中、組み込む前のフリーな状態の芯金無しシール１１の外径面１３を点線で示す。図１を参照して、シェル形ころ軸受２１は、その内径側に位置する回転軸（図示せず）を支持する。シェル形ころ軸受２１は、その内径面２５に軌道面を有するシェル形外輪２２と、複数のころ２３と、複数のころ２３を保持する保持器２４と、芯金無しシール１１とを有する。シェル形外輪２２は、その縁曲げ部が径方向内側に向かって延びている鍔部２６を有する。
【００１８】
シェル形ころ軸受２１の構成部材である芯金無しシール１１は、回転軸とシェル形外輪２２との間に配置され、組み込まれる。なお、芯金無しシール１１の軸方向における位置は、保持器２４と、鍔部２６との間である。
【００１９】
組み込み時においては、外径面１３を矢印Ｕの方向に押して、芯金無しシール１１を内径側に押し縮め、組み込む。ここで、外径側においてニップする面である外径面１３のうち、小径部分１６の内径側への収縮量は小さい。したがって、外径面１３の全面が内径側へ収縮するよりも、全体として収縮量は低減する。そうすると、組み込み時のリップ部１４の内径寸法Ｄは大幅に小さくならず、回転軸の外径寸法Ｅよりもやや小さい程度となる。したがって、リップ部１４の回転軸に対するニップ量は適当になり、回転時において、芯金無しシール１１と回転軸とが、ともに回転するおそれはない。
【００２０】
ここで、大径部分１５の半径と小径部分１６の半径との差は、芯金無しシール１１の有する締め代Ａと同等であってもよい。締め代Ａは、組み込まれるシェル形外輪２２の内径寸法Ｃに対して、ニップ量を考慮し、芯金無しシール１１の外径寸法Ｂを大きくして設けたものである。このように、小径部分１６より径方向に膨出した大径部分１５について、締め代Ａと同等とすることにより、締め代による内径側への収縮が過剰に大きくならず、適正な量とすることができる。したがって、組み込み時におけるリップ部１４の回転軸へのニップを、より最適にすることができる。
【００２１】
さらに、上記した締め代Ａは、熱収縮量を加味した締め代としてもよい。こうすることにより、低温時の熱収縮を加味して外径寸法を大きくしても、組み込み時における内径側への収縮を低減することができる。
【００２２】
このようなシェル形ころ軸受に組み込まれる芯金無しシールに関しては、シェル形外輪の一方の鍔部側に組み込まれてもよいし、両方の鍔部側に組み込まれてもよい。図３は、一方の鍔部側に芯金無しシールを組み込んだ場合のシェル形ころ軸受の断面図である。図３を参照して、シェル形ころ軸受３１は、シェル形外輪３２の一方の鍔部３３側に、上記した大径部分と小径部分を有する芯金無しシール３４を組み込んでいる。こうすることにより、一方の鍔部３３側の漏れを、芯金無しシール３４で防止することができる。また、図４は、両方の鍔部側に芯金無しシールを組み込んだ場合のシェル形ころ軸受の断面図である。図４を参照して、シェル形ころ軸受３６は、シェル形外輪３７の両方の鍔部３８ａ、３８ｂ側に、上記した大径部分と小径部分を有する芯金無しシール３９ａ、３９ｂを組み込んでいる。こうすることにより、両方の鍔部３８ａ、３８ｂ側の漏れを、芯金無しシール３９ａ、３９ｂで防止することができる。
【００２３】
なお、上記の実施の形態においては、外側部材としてシェル形ころ軸受のシェル形外輪を用い、芯金無しシールをシェル形ころ軸受の構成要素の一つとしたが、これに限らず、外側部材としてシェル形ころ軸受以外の他の部材を用い、芯金無しシールをころ軸受の構成要素としなくてもよい。
【００２４】
図５は、芯金無しシールを回転軸と外側部材であるハウジングとの間に配置した状態を表す断面図である。図５を参照して、ハウジング４１に設けられた内径穴４２と回転軸（図示せず）との間には、玉軸受４３が配置され、その内径側にある回転軸を支持する。玉軸受４３は、転動体である玉４７と、内輪４８と、外輪４６とを有する。外輪４６の外径面５１と、内径穴４２の内径面４９とが当接しており、内輪４８の内径面５２が回転軸の外径面とが当接している。また、内径穴４２の開口端側には、外部からの異物等の混入を防止するために、玉軸受４３の軸方向外側に、キャップ部４５が設けられている。
【００２５】
ここで、上記した大径部分と小径部分とを有する外径面を含む芯金無しシール４４を、回転軸とハウジング４１との間に組み込む。軸方向の位置については、玉軸受４３とキャップ部４５の間とする。こうすることにより、芯金無しシール４４をハウジング４１に組み込んだ後において、芯金無しシール４４の内径側への収縮を低減し、回転軸との食いつき量を適当にすることができる。したがって、回転時において、回転軸と芯金無しシール４４とが、ともに回転するおそれがなくなり、高いシール性を有することになる。
【００２６】
なお、上記の実施の形態においては、外径面に含まれる大径部分と小径部分は、ともに対面する外側部材の内径面に沿う形状であったが、これに限らず、大径部分と小径部分は、他の形状であってもよい。たとえば、図６（Ａ）で示すように、芯金無しシール６１の大径部分６２が、対面する内径面に沿う形状を有さず、滑らかな凸状部を有していてもよい。また、図６（Ｂ）で示すように、芯金無しシール６３が、小径部分からテーパ６４で連なる形状であり、大径部分が、対面する内径面に沿う面をほとんどもたない形状であってもよい。さらに、大径部分および小径部分は、外径面のうち、軸方向に複数に分かれて設けられていてもよく、外径面に、大径部分または小径部分以外の部分を含んでいてもよい。
【００２７】
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。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
この発明に係る芯金無しシールおよびころ軸受は、高いシール性が要求される芯金無しシールおよびころ軸受に有効に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の一実施形態に係る芯金無しシールをシェル形ころ軸受に組み込んだ場合の断面図である。
【図２】フリーな状態での、この発明の一実施形態に係る芯金無しシールの一部を示す断面図である。
【図３】一方の鍔部側に芯金無しシールを組み込んだシェル形ころ軸受の断面図である。
【図４】両方の鍔部側に芯金無しシールを組み込んだシェル形ころ軸受の断面図である。
【図５】ハウジングの内径穴に芯金無しシールを組み込んだ場合の断面図である。
【図６】この発明の他の実施形態に係る芯金無しシールの一部を示す断面図であり、（Ａ）大径部分が凸状部である場合、（Ｂ）外径面がテーパを有する場合を示す。
【図７】従来における芯金無しシールの一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１，３４，３９ａ，３９ｂ，４４，６１，６３  芯金無しシール、１２  環状部材、１３，５１  外径面、１４  リップ部、１５，６２  大径部分、１６  小径部分、２１，３１，３６  シェル形ころ軸受、２２，３２，３７  シェル形外輪、２３  ころ、２４  保持器、２５，４９，５２  内径面、２６，３３，３８ａ，３８ｂ  鍔部、４１  ハウジング、４２  内径穴、４３  玉軸受、４５  キャップ部、４６  外輪、４７  玉、４８  内輪、６４  テーパ。
【図１】
2007064307.tif 000003
【図２】
2007064307.tif 000004
【図３】
2007064307.tif 000005
【図４】
2007064307.tif 000006
【図５】
2007064307.tif 000007
【図６】
2007064307.tif 000008
【図７】
2007064307.tif 000009