(57)【要約】      （修正有）【課題】予期しない振動や衝撃が、転がり軸受に掛かった場合であっても、シールド部材が外れることなく、シールド部材を強固に固定できる転がり軸受及びシールド部材を提供することを目的とする。【解決手段】外輪３と、前記外輪３の半径方向内方に配置される内輪５と、前記内輪５及び前記外輪３の間に形成される環状空間内に配置される転動体７と、前記環状空間内に前記転動体７を回転可能に保持する保持器９と、前記外輪３の内周面又は前記内輪５の外周面に形成された周溝１１内に固定され、前記環状空間を閉じるシールド部材１３と、を備える転がり軸受１であって、前記シールド部材１３は、弾性部材１７を介して前記周溝１１内に固定されている転がり軸受。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、
前記外輪の半径方向内方に配置される内輪と、
前記内輪及び前記外輪の間に形成される環状空間内に配置される転動体と、
前記環状空間内に前記転動体を回転可能に保持する保持器と、
前記外輪の内周面又は前記内輪の外周面に形成された周溝内に固定され、前記環状空間を閉じるシールド部材と、を備える転がり軸受であって、
前記シールド部材は、弾性部材を介して前記周溝内に固定されている転がり軸受。
【請求項２】
前記弾性部材は、ゴム部材、Ｏリング、又はスプリングである請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
互いに相対回転可能な外輪及び内輪により形成される環状空間を閉じるために軸受に使用するシールド部材であって、
前記シールド部材の前記外輪又は内輪に当接する当接部には、弾性部材が装着されているシールド部材。
【請求項４】
前記弾性部材は、ゴム部材、Ｏリング、又はスプリングである請求項３に記載のシールド部材。
【請求項５】
互いに相対回転可能な外輪及び内輪により形成される環状空間を閉じるために軸受に使用するシールド部材であって、
前記シールド部材の前記外輪又は内輪に当接する当接部には、少なくとも一つの溝が設けられているシールド部材。
【請求項６】
前記少なくとも一つの溝は、円弧、三角形、または矩形の半径方向断面形状を有する請求項５に記載のシールド部材。
【請求項７】
前記少なくとも一つの溝は、円弧、三角形、または矩形の周方向断面形状を有する請求項５に記載のシールド部材。
【請求項８】
前記軸受は、前記外輪と、前記外輪の半径方向内方に配置される内輪と、前記環状空間内に配置される転動体と、前記環状空間内に前記転動体を回転可能に保持する保持器と、を備える転がり軸受であり、前記シールド部材の当接部は、前記外輪の内周面または前記内輪の外周面に形成された周溝に当接する請求項３又は５に記載のシールド部材。
【請求項９】
請求項３〜８の何れか一項に記載のシールド部材を備える転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械等の回転部を支持する転がり軸受用のシールド部材および当該シールド部材を備える転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高温や高振動の環境、ごみや塵の多い環境といった厳しい環境の下で使用される転がり軸受に、シールド部材を装着して、外部の異物等の転がり軸受内部への侵入、潤滑剤の漏れ等を防ぐことが行われている。
【０００３】
転がり軸受に用いられるシールド部材は、一般的に、内輪の外周面又は外輪の内周面に刻設され周方向に延在する溝に装着される。シールド部材を溝に装着する方法としては、シールド部材を溝内に加締める方法や、シールド部材を嵌め合わせる方法、止め輪で固定する方法等が知られている。シールド部材を止め輪で外輪に固定した転がり軸受の従来例について図面を参照しつつ説明する。
【０００４】
図８は、従来の転がり軸受の部分断面図である。従来の転がり軸受８０１は、外輪８０３と、外輪８０３と同心で、外輪８０３の半径方向内側に配置された内輪８０５と、外輪８０３と内輪８０５との間に形成される環状空間内に配置される転動体８０７と、転動体８０７を保持する保持器８０９と、を備える。さらに、外輪８０３の内周面には、周方向に延在する周溝８１１が設けられている。周溝８１１を構成する軸方向内方面８１１ａは、半径方向に延在する第１及び第２の面８１１ｂ、８１１ｃと、第１及び第２の面８１１ｂ、８１１ｃを連結する第３の面８１１ｄと、から構成される。
周溝８１１内において、シールド部材８１３は、第１の面８１１ｂ及び第３の面８１１ｄに位置決めされ、金属製の止め輪８１５を介在させて周溝８１１内に固定されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
止め輪を介してシールド部材を固定した従来の転がり軸受では、衝撃や振動等の外力が転がり軸受に加わると、シールド部材が脱落する恐れがある。
そこで、より大きな衝撃や振動等の外力が、転がり軸受に掛かった場合であっても、シールド部材が外れることのない、シールド部材を強固に固定できる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】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の転がり軸受の第１の態様は、外輪と、前記外輪の半径方向内方に配置される内輪と、前記内輪及び前記外輪の間に形成される環状空間内に配置される転動体と、前記環状空間内に前記転動体を回転可能に保持する保持器と、前記外輪の内周面又は前記内輪の外周面に形成された周溝内に固定され、前記環状空間を閉じるシールド部材と、を備える転がり軸受であって、前記シールド部材は、弾性部材を介して前記周溝内に固定されている転がり軸受である。
【０００７】
本発明のシールド部材の第２の態様は、互いに相対回転可能な外輪及び内輪により形成される環状空間を閉じるために軸受に使用するシールド部材であって、前記シールド部材の前記外輪又は内輪に当接する当接部には、弾性部材が装着されているシールド部材である。
【０００８】
上記構成シールド部材によれば、弾性部材による反発力がシールド部材に掛かり、周溝内にシールド部材を固定できる。
本発明の転がり軸受もしくはシールド部材の第３の態様では、前記弾性部材が、ゴム部材、Ｏリング、又はスプリングである。
【０００９】
本発明のシールド部材の第４の態様は、互いに相対回転可能な外輪及び内輪により形成される環状空間を閉じるために軸受に使用するシールド部材であって、前記シールド部材の前記外輪又は内輪に当接する当接部には、少なくとも一つの溝が設けられているシールド部材である。
【００１０】
上記構成によれば、シールド部材に弾性範囲内の応力が掛かると、溝を設けることにより形成される凸部が潰れるが、元の形状に復元しようとする反発力が生じシールド部材に作用する。
【００１１】
本発明のシールド部材の第５の態様では、前記少なくとも一つの溝は、円弧、三角形、または矩形の半径方向断面形状を有する。
本発明のシールド部材の第６の態様では、前記少なくとも一つの溝は、円弧、三角形、または矩形の周方向断面形状を有する。
【００１２】
本発明のシールド部材の第７の態様では、前記軸受は、前記外輪と、前記外輪の半径方向内方に配置される内輪と、前記環状空間内に配置される転動体と、前記環状空間内に前記転動体を回転可能に保持する保持器と、を備える転がり軸受であり、前記シールド部材の当接部は、前記外輪の内周面または前記内輪の外周面に形成された周溝に当接する。
本発明の転がり軸受の第７の態様は、第３〜第７の態様のシールド部材を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、弾性部材を介在させて周溝内にシールド部材を固定することにより、止め輪によりシールド部材を固定する場合に比べ強固にシールド部材を固定できる。
また、シールド部材の、周溝に当接する当接面に凸部もしくは凹部を設け、凹凸部が潰れる際に生じる反発力を利用することで、外輪若しくは内輪に対してシールド部材を強固に固定することができる。
【００１４】
弾性部材を介在させシールド部材を装着したり、シールド部材に凹凸部を設けるという簡易な構成なので、転がり軸受を大型化及び複雑化することなくシールド部材をより強固に固定できる転がり軸受を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の転がり軸受の実施形態について図面を参照しつつ説明する。各図面中、同一要素は同一符号で示してある。
【００１６】
（実施形態１）
図１は、本発明の転がり軸受の実施形態１の部分断面図である。
転がり軸受１は、環状の外輪３と、外輪３の半径方向内方に配置された環状の内輪５と、外輪３と内輪５との間に形成される環状空間に配置される複数の転動体７と、外輪３と内輪５との間で複数の転動体７を転動可能に、周方向で等間隔に保持する環状の保持部材９と、を備える。
【００１７】
さらに、外輪３の内周面において軸方向端部側（図１中の右側）には、周方向に延在する周溝１１が刻設されている。周溝１１を構成する軸方向における内側面である軸方向内側面１１ａは、半径方向に延在する第１及び第２の面１１ｂ、１１ｃと、第１及び第２の面１１ｂ、１１ｃを連結する第３の面１１ｄと、から構成される。第１及び第２の面１１ｂ、１１ｃは、ほぼ同じ半径方向長さである。なお、実施形態では、外輪３の内周に連続する第１の面１１ｂと、第３の面１１ｄとは、環状溝１１ｅを介して連結されている。環状溝１１ｅは、第３の面１１ｄを加工する際に生じるもので、シールド部材１３の位置決めには寄与しない。
以下にシールド部材１３の構成について図２を参照して説明する。
【００１８】
図２（ａ）は、図１のシールド部材の部分拡大図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢印ＩＩＢ方向から見たシールド部材１３の正面図である。図２（ｃ）は、実施形態１の変形例である。
【００１９】
図２（ａ）、図２（ｂ）に示されるように、シールド部材１３は、断面が略Ｓ字形状の部材であり、外周縁部１３ａ、傾斜部１３ｂ、内周縁部１３ｃとから構成される。シールド部材１３の外周縁部１３ａの軸方向の一側面には、ゴム、合成樹脂等の弾性を有し、薄板状で環状の弾性部材１７が接着剤等により貼付されている。
【００２０】
シールド部材１３は、周溝１１内で、第１の面１１ｂおよび第３の面１１ｄにより位置決めされる。弾性部材１７が第１の面１１ｂに当接し、さらに、シールド部材１３の、弾性部材１７が貼付されている面に対向する面に、環状の止め輪１５を当接しシールド部材１３の軸方向の移動を規制し、周溝１１内にシールド部材１３を固定している。上記のように、シールド部材１３が周溝１１内に装着されると、弾性部材１７が押し付けられることによりシールド部材１３に対して反発力を生じる。よって、シールド部材１３が周溝１１内へ固定される。
【００２１】
上記固定された状態では、シールド部材１３の内周縁は、内輪５の外周面に近接するようにシールド部材１３を寸法付けしてあり、シールド部材１３は、内輪３と外輪５により形成される環状空間のシールとして機能する。
【００２２】
なお、本実施形態では、シールド部材１３の、弾性部材１７が貼付されている面に対向する面に、環状の止め輪１５を当接した状態で、周溝１１内にシールド部材１３を固定しているが、止め輪１５は本発明の必須要素ではない。すなわち、周溝１１の軸方向寸法をシールド部材１３の軸方向寸法とほぼ同じか、若干短くするような寸法関係とすれば、周溝１１内にシールド部材１３を装着すると、弾性部材１７が押圧され反発力が生じ、シールド部材１３が周溝１１内に固定される。同様に、後述する変形例や他の実施形態においても止め輪は本発明の必須要素ではない。
【００２３】
次に、実施形態１の変形例を説明する。図２（ｂ）のシールド部材１３は、シールド部材１３の周方向全域に亘り弾性部材１７が貼付されていたが、変形例では、シールド部材２３の外周縁部２３ａの一側面に、周方向で等間隔に弾性部材３７が複数貼付されている。実施形態１における弾性部材１７に比べ、弾性部材３７により生じる反発力は小さい。しかし、転がり軸受の使用環境に合わせ、弾性部材３７の数を変更し反発力を調整できるという効果がある。
【００２４】
また、実施形態１及びその変形例では、シールド部材の軸方向の一側面に弾性部材を貼付する構成としたが、シールド部材の外周面、すなわち第３の面１１ｄに当接する面にも弾性部材を貼付することも可能である。この構成により、シールド部材をより強固に固定することができる。
【００２５】
（実施形態２）
図３は、本発明の転がり軸受の実施形態２の部分断面図である。実施形態２による転がり軸受４１の構成も、実施形態１の構成とほぼ同じであり、外輪４３と、外輪４３と同心に配置された内輪４５と、外輪４３と内輪４５との間に形成される環状空間に複数配置される転動体４７と、転動体４７を回動自在に保持する保持部材４９と、を備える。外輪４３の内周面において軸方向端部側（図３中の右方向）には、周方向に延在する周溝５１が設けられている。周溝５１を構成する軸方向内方面５１ａは、半径方向に延在する２つの第１及び第２の面５１ｂ、５１ｃと、第１及び第２の面５１ｂ、５１ｃを連結する第３の面５１ｄと、から構成される。転がり軸受けのその他の構成は、特記しない限り実施形態１と同じであるので、説明は割愛する。
以下に図４を参照して、シールド部材５３について詳述する。
【００２６】
図４（ａ）は、図３のシールド部材の部分断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶＢ部分の拡大図であり、図４（ｃ）は、実施形態２の第１変形例である。
図４（ａ）に示されるように、シールド部材５３の軸方向の一側面には、半径方向断面が凹凸形状の当接部５３ａが設けられている。当接部５３ａは、周方向に延在している断面矩形状の周方向溝である矩形状凹部５３ｂと、２つの凹部５３ｂの間に形成される矩形状凸部５３ｃと、から構成されている。
【００２７】
シールド部材５３は、周溝５１内で、第１の面５１ｂおよび第３の面５１ｄにより位置決めされ、上述の当接部５３ａが第１の面５１ｂに当接した状態で周溝５１内に固定される。上記のように、シールド部材５３が周溝５１内に装着され、弾性範囲の応力で当接部５３ａが押し付けられると、当接部５３ａの凸部５３ｃが潰れた状態から元の形状に復元しようとする反発力が生じる。よって、実施形態１と同様に、シールド部材１３の周溝１１内への固定が確実になされる。
【００２８】
次に、実施形態２の第１変形例について図４（ｃ）を参照して説明する。図４（ｂ）のシールド部材５３の当接部５３ａの半径方向断面は、矩形状の凹凸であったが、図４（ｃ）の第１変形例では、シールド部材６３の当接部６３ａの半径方向断面は、三角形状の凹凸ある。凹凸は、周方向に延在し断面三角形状の周方向溝である三角形状凹部６３ｂと、隣接する２つの凹部６３ｂの間に形成される三角形状凸部６３ｃと、により構成されている。
【００２９】
図４（ｂ）の当接部５３ａと同様に、当接部６３ａが押し付けられると、弾性範囲の応力が加わった状態では、当接部６３ａの凸部６３ｂが潰れた状態から元の形状に復元しようとする反発力が生じる。さらに、三角形状凸部６３ｂは、先細り形状であるため、シールド部材６３が、第１の面（図３の符号５１ｂ参照）に食い込む作用も働き、シールド部材をより強固に固定できる。
【００３０】
次に、実施形態２の第２変形例について説明する。図５（ａ）は、図４（ａ）と同様のシールド部材７３の拡大断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の矢印ＶＢ方向から見た図である。
【００３１】
シールド部材７３については、上述した第１変形例と異なる当接部７３ａについて説明する。その他の形状は図４（ｃ）の第１変形例と同じである。図５（ａ）、（ｂ）に示すように、シールド部材７３の軸方向の一側部に設けられた当接部７３ａは、交互に周方向に刻設された周方向断面が円弧状の径方向溝である凹部７３ｂと、隣接する２つの凹部７３ｂの間に形成される凸部７３ｃと、から構成されている。すなわち、凸部７３ｂ及び凹部７３ｃは放射状に形成されている。
【００３２】
上記構成のシールド部材７３の係合部７３ａは、図３に示される外輪４３の周溝５１の第１の面５１ｂに当接し、シールド部材７３の外周は、第３の面５１ｄに当接して、周溝５１内に固定される。当接部５３ａが第１の面５１ｂに弾性範囲の応力で押し付けられると、当接部７３ａの凸部７３ｂが潰れた状態から元の形状に復元しようとする反発力が生じる。よって、シールド部材７３の周溝１１内への固定が強化される。（川崎様：第２変形例について特有の効果があればお知らせ願います。）
【００３３】
なお、実施形態２において、当接部の半径方向断面を矩形状や三角形状の凹凸とし、当接部の周方向断面を円弧状の凹凸としたが、それぞれ、相互に変更可能であることは言うまでもない。例えば、半径方向断面を円弧状の凹凸とすることや、周方向断面を矩形状、や三角形状の凹凸にすることが可能である。
【００３４】
さらに、実施形態２では、当接部に複数の凸部と凹部を設ける構成としているが、少なくとも、一つの凸部（若しくは）凹部が設けられていれば、上記したように反発力の発生や食い込み作用を生じ、シールド部材を強固に固定できる。
さらに、実施形態１と同様に、シールド部材の外周面に凹凸を設けることにより、シールド部材をより強固に固定できる。
【００３５】
（実施形態３）
図６は、本発明の転がり軸受の実施形態３の部分断面図である。
転がり軸受８１は、外輪８３と、外輪８３の半径方向内方に配置された内輪８５と、外輪８３と内輪８５との間に形成される環状空間に配置される複数の転動体８７と、複数の転動体８７を転動可能に、周方向で等間隔に保持する環状の保持部材８９と、を備える。
【００３６】
さらに、外輪の内周面において軸方向端部側（図６中の右側）には、周方向に延在する周溝９１が設けられている。周溝９１を構成する軸方向内方面９１ａは、第１及び第２の面９１ｂ、９１ｃと、第３の面９１ｄから構成されている。半径方向下側の第１の面９１ｂには、軸方向に延在し、半径方向断面が矩形状の凹部１０３が周方向に延在している。転がり軸受けのその他の構成は、特記しない限り実施形態１及び２と同じであるので、説明は割愛する。
【００３７】
凹部１０３内には、従来から知られるＯリング１０５が配置されている。Ｏリング１０５の径は、凹部１０３の深さ（軸方向の長さ）より僅かに大きいものが使用されている。従って、Ｏリング１０５を凹部１０３内に収容した状態では、Ｏリング１０５の側面が凹部１０３から突出するように寸法付けされている。
【００３８】
なお、実施形態１、２と異なり、本実施形態のシールド部材９３は、第１の面９１ｂや第３の面９１ｄに当接する部分には、弾性部材や凹凸は備えていない。
上記構成により、シールド部材９３を止め輪９５と共に周溝９１内に配置すると、Ｏリング１０５が潰されることにより生じる反発力がシールド部材９３に掛かり、シールド部材を周溝９１内に強固に固定できる。
【００３９】
次に実施形態３の変形例について説明する。図７は、転がり軸受の実施形態３の変形例の部分断面図である。
転がり軸受２０１は、外輪２０３と、外輪２０３の半径方向内方に配置された内輪２０５と、外輪２０３と内輪２０５との間に形成される環状空間内に配置される複数の転動体２０７と、転動体２０７を転動可能に、周方向で等間隔に保持する環状の保持部材２０９と、を備える。
【００４０】
さらに、外輪２０３の内周面において軸方向端部側（図７中の右側）には、周方向に延在する周溝２１１が設けられている。周溝２１１を構成する軸方向内方面２１１ａは、第１及び第２の面２１１ｂ、２１１ｃと、第３の面２１１ｄから構成されている。半径方向下側の第１の面２１１ｂには、軸方向に延在する弾性部材収容溝２２３が設けられ、従来から知られるコイルスプリング２１７が収容されている。なお、弾性部材収容溝２２３は、少なくとも一つ設けることとし、転がり軸受の使用環境で想定される振動や衝撃の大きさに応じてその数を変更する。すなわち、振動や衝撃が比較的大きい場合には、コイルスプリングの数を増やすために、弾性部材収容溝２２３の数を増やす。この場合には、収容溝２２３の位置は、周方向において等間隔で設けることが望ましい。シールド部材に掛かるコイルスプリング２１７の反発力が偏ると、シールド部材が捻じれ軸受性能を低下させる恐れがあるからである。
【００４１】
上記構成において、シールド部材２１３を、第１の面２１１ｂと第３の面２１１ｄにより位置決めし、止め輪２１５を介して周溝２１１内に固定する。よって、シールド部材２１３には、スプリング２１７の縮みによる反発力が掛かり、止め輪２１５方向への力を受け周溝２１１内に固定される。
【００４２】
なお、実施形態３の変形例によれば、コイルスプリング２１７を利用したが、板ばね等の他の弾性部材を使用することも可能である。
また、実施形態１〜３及びその変形例では、軸方向の一方の側に一つのシールド部材を設ける転がり軸受としたが、２つのシールド部材を設ける構成、すなわち転動体の軸方向両側に配置する構成としてもよいことは言うまでもない。
【００４３】
実施形態１〜３及びその変形例では、一部品からなるシールド部材としたが、芯金及びゴム製のシール等の複数部品から構成されるシールド部材にも適用できることは言うまでもない。
【００４４】
この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の転がり軸受の実施形態１の部分断面図である。
【図２】（ａ）は、図１のシールド部材の部分拡大図であり、（ｂ）は、（ａ）の矢印ＩＩＢ方向から見たシールド部材の正面図であり、（ｃ）は、実施形態１の変形例である。
【図３】本発明の転がり軸受の実施形態２の部分断面図である。
【図４】（ａ）は図３のシールド部材の部分断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＶＢ部分の拡大図であり、（ｃ）は、実施形態２の第１変形例である。
【図５】（ａ）は、実施形態２の第１変形例の部分断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の矢印ＶＢ方向から見た図である。
【図６】本発明の転がり軸受の実施形態３の部分断面図である。
【図７】実施形態３の変形例の部分断面図である。
【図８】従来の転がり軸受の部分断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１、４１、８１、２０１                      転がり軸受け
３、４３、８３                              外輪
５、４５、８５                              内輪
７、４７、８７                              転動体
９、４９、８９                              保持器
１１、５１、９１                            周溝
１３、２３、５３、６３、７３、１０３        シールド部材
１７、１０５、２１７                        弾性部材
５３ａ、６３ａ、７３ａ                      当接部
【図１】
2007239774.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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