(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部に形成した取付け嵌合部が外輪内周面の軸線方向両端部近傍に形成したシール嵌合溝内に嵌合されることによって、内外輪間を封止する環状のプラスチックシール部材を備えた転がり軸受であって、
前記取付け嵌合部が、前記シール嵌合溝の内側面に密着することによって前記外輪の内周端縁を封止する封止用環状突部と、前記シール嵌合溝の外側面に弾性変形した状態で当接することによって前記封止用環状突部を前記内側面に押圧付勢する弾性反発力を発生する弾性突片と、前記弾性突片が所定の弾性反発力を保持している間は前記シール嵌合溝の内面に接触しない高さをもって該取付け嵌合部の外周端面に突設された脱落防止突起とを備え、
前記脱落防止突起が、前記内外輪間からの抜け方向側に、前記取付け嵌合部の外周端面と１００°以下の角度で交差する垂直面を有していることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は転がり軸受に関し、特に、転がり軸受の内外輪間にグリース等の潤滑剤を封入する為のプラスチックシール部材の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示した単列深溝玉軸受（以下、玉軸受という）１は、内輪５と外輪６との間に転動体として複数の玉７を装備した構成である。これら玉７は、保持器８により、周方向に沿って等間隔に保持されている。
そして、前記玉軸受１の軸線方向両側端には、内外輪間にグリース等の潤滑剤を封入すると共に、水や粉塵等の侵入を防止するシール板３が取り付けられている。前記外輪６内周面の軸線方向両端部近傍には、前記シール板３の外周部３ａを嵌合保持する為のシール嵌合溝１１が設けられている。
【０００３】
前記シール嵌合溝１１は、底面１１ａと、該底面１１ａの軸受内方側の端縁から半径方向内方に延出した内側面１１ｂと、該内側面１１ｂに対向するように底面１１ａの軸受外方側の端縁から延出した外側面１１ｃとを備えている。この外側面１１ｃは、溝幅が底面１１ａに向かって徐々に狭まるように所定の角度で傾斜した傾斜面になっている。
【０００４】
前記シール板３は、実開平６−３５６６２号公報に開示された構造のもので、外輪６のシール嵌合溝１１に嵌合保持される外周部３ａと、内輪５外周面の軸線方向両端部近傍に近接又は接触する内周部３ｂと、内外輪間の軸受内空間９を覆う中間部３ｃとを、プラスチックやエラストマ等によって一体成形したプラスチックシール部材である。
前記プラスチックの種類としては、強度や耐熱性に優れたエンジニアリングプラスチック単体、もしくは、ガラス繊維や炭素繊維などの短繊維を配合して強化した複合材が用いられる。
【０００５】
前記シール板３の外周部３ａには、図７にも示すように、シール嵌合溝１１の内側面１１ｂに密着することによって前記外輪６の内周端縁を封止する封止用環状突部１３と、シール嵌合溝１１の外側面１１ｃに弾性変形した状態で当接することで封止用環状突部１３を前記内側面１１ｂに押圧付勢する弾性反発力を発生する弾性突片１５とを備えた取付け嵌合部が形成されている。
【０００６】
そこで、前記シール板３は、外周部３ａを半径方向内方に弾性変形させながらシール嵌合溝１１に嵌合させられ、該外周部３ａの半径方向の弾性変形がシール嵌合溝１１内で解除された時に、図８（ａ）に示すように、弾性突片１５の先端が弾性変形した状態でシール嵌合溝１１の外側面１１ｃに当接することで、該弾性突片１５の弾性反発力が封止用環状突部１３をシール嵌合溝１１の内側面１１ｂに押圧し、前記外輪６に嵌合保持される。
尚、前記シール板３の弾性突片１５は、先端が弾性変形し易いように、裾部から先端に向かって徐々に肉厚が薄くなり、先端が鋭角に尖った断面三角形状に成形された環状突起列である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記弾性突片１５の先端は、常に弾性変形した状態でシール嵌合溝１１の外側面１１ｃに接触しており、前述のように先端が尖った形態で薄肉の場合は、雰囲気温度や軸受の回転に伴う発熱が先端部に及ぼす負担が大きく、図８（ｂ）に示したように、弾性突片１５の先端がクリープ変形を起こし易い。
又、プラスチックは金属より線膨張係数が大きいため、前記シール板３は温度が上がると拡径方向に膨張するので、前記弾性突片１５は常温状態より弾性変形量（締付け力）が大きくなり、よりクリープ変形を起こし易い。
【０００８】
雰囲気温度８０℃以上では殆どの場合、シール板３は短時間でクリープ変形を起こし、常温に戻したときは前記弾性突片１５の先端が、クリープ変形によって図８（ｂ）に示すようにカールし、外側面１１ｃに対する押さえ力が小さくなる。そこで、前記シール板３の外周部３ａには軸線方向へのガタ付きが発生し、外輪６とシール板３との間で滑りが発生するようになるので、シール板３はシール性能が低下すると共に小さな力で外輪６から抜け落ちてしまう。
【０００９】
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、高温の雰囲気温度においても使用可能であり、外輪のシール嵌合溝に嵌合されるプラスチックシール部材の取付け嵌合部にクリープ変形が発生しても、プラスチックシール部材がシール嵌合溝から脱落するのを防止でき、シール性能を維持することのできる良好な転がり軸受を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、外周部に形成した取付け嵌合部が外輪内周面の軸線方向両端部近傍に形成したシール嵌合溝内に嵌合されることによって、内外輪間を封止する環状のプラスチックシール部材を備えた転がり軸受であって、前記取付け嵌合部が、前記シール嵌合溝の内側面に密着することによって前記外輪の内周端縁を封止する封止用環状突部と、前記シール嵌合溝の外側面に弾性変形した状態で当接することによって前記封止用環状突部を前記内側面に押圧付勢する弾性反発力を発生する弾性突片と、前記弾性突片が所定の弾性反発力を保持している間は前記シール嵌合溝の内面に接触しない高さをもって該取付け嵌合部の外周端面に突設された脱落防止突起とを備え、前記脱落防止突起が、前記内外輪間からの抜け方向側に、前記取付け嵌合部の外周端面と１００°以下の角度で交差する垂直面を有していることを特徴とする転がり軸受により達成される。
【００１１】
上記構成によれば、プラスチックシール部材の取付け嵌合部における弾性突片が所定の弾性反発力を保持している間は、該取付け嵌合部の外周端面に突設された脱落防止突起がシール嵌合溝の内面に接触することはない。
そこで、シール嵌合溝への装着初期から弾性変形状態でシール嵌合溝の外側面に常時当接している前記弾性突片とは異なり、シール嵌合溝の内面に対して非接触状態に維持される前記脱落防止突起は、雰囲気温度や軸受の回転に伴う発熱により温度が上がった状態でも、シール嵌合溝の内面に接触しておらず弾性変形させられていないので、クリープ変形が発生しない。
【００１２】
従って、シール嵌合溝の外側面に当接させた前記弾性突片にクリープ変形が発生した場合でも、前記脱落防止突起は当初の突出高さを維持することができ、弾性突片のクリープ変形によってプラスチックシール部材の外周部がシール嵌合溝の外側面側に移動すると、前記脱落防止突起がシール嵌合溝の外側面に当接して、該プラスチックシール部材がシール嵌合溝から外れることを防止する。
【００１３】
【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転がり軸受を詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る転がり軸受の縦断面図、図２は図１に示した転がり軸受の要部拡大図である。
【００１４】
本実施形態における転がり軸受としての単列深溝玉軸受（以下、玉軸受という）２１は、図１に示したように、内輪２５と外輪２６との間に転動体として複数の玉２７を装備した構成である。これら玉２７は、保持器２８により、周方向に沿って等間隔に保持されている。
そして、前記玉軸受２１の軸線方向両側端には、内外輪間にグリース等の潤滑剤を封入すると共に、水や粉塵等の侵入を防止するプラスチックシール部材であるシール板２３が取り付けられている。
【００１５】
前記外輪２６内周面の軸線方向両端部近傍には、前記シール板２３の外周部２３ａに形成した取付け嵌合部を嵌合保持する為のシール嵌合溝３１が設けられている。
また、前記内輪２５外周面の軸線方向両端部には、前記シール板２３の内周部２３ｂと摺接するシール摺接面３２が形成されている。
【００１６】
前記シール嵌合溝３１は、図２に示したように、底面３１ａと、該底面３１ａの軸受内方側の端縁から半径方向内方に延出した内側面３１ｂと、該内側面３１ｂに対向するように底面３１ａの軸受外方側の端縁から延出した外側面３１ｃとを備えている。この外側面３１ｃは、溝幅が底面３１ａに向かって徐々に狭まるように所定の角度で傾斜した傾斜面になっている。
更に、本実施形態の前記内側面３１ｂも、溝幅が底面３１ａに向かって徐々に狭まるように傾斜した傾斜面になっている。又、前記シール摺接面３２は、内輪外周面側に向かって、徐々に外側に向かう傾斜面に形成されている。
【００１７】
前記シール板２３は、外輪２６のシール嵌合溝３１に嵌合保持される外周部２３ａと、内輪２５のシール摺接面３２に摺接するリップ部である内周部２３ｂと、内外輪間の軸受内空間２９を覆う中間部２３ｃとを、プラスチックやエラストマ等によって一体成形したプラスチックシール部材である。
【００１８】
そして、前記シール板２３の外周部２３ａには、図２に示したように、前記シール嵌合溝３１の内側面３１ｂに密着することによって前記外輪２６の内周端縁を封止する封止用環状突部３３と、前記シール嵌合溝３１の外側面３１ｃに弾性変形した状態で当接することで封止用環状突部３３を前記内側面３１ｂに押圧付勢する弾性反発力を発生する弾性突片３５と、該弾性突片３５の外周端面に突設された脱落防止突起３８とを備えた取付け嵌合部が形成されている。
【００１９】
本実施形態の弾性突片３５及び脱落防止突起３８は、封止用環状突部３３と同様に、シール板２３の外周部２３ａの全周に渡って連続した環状に形成されている。
更に、前記弾性突片３５は、前記外側面３１ｃに当接した際に先端が弾性変形し易いように、裾部から先端に向かって徐々に肉厚が薄くなり、先端が鋭角に尖った断面三角形状に成形された環状突起列である。
【００２０】
前記脱落防止突起３８は、シール板２３の外径最大部分であり、前記弾性突片３５の先端が所定の弾性反発力を保持して前記外側面３１ｃに当接している間は前記シール嵌合溝３１の底面３１ａ及び外側面３１ｃに接触しない高さに設定されている。
そして、前記脱落防止突起３８は、シール板２３のシール挿入方向側に形成した挿入用テーパ面３６に連なる挿入用テーパ面と、抜け方向側に形成されて前記弾性突片３５の外周面に対して略直角な垂直面とを有しており、先端が鋭角に尖った断面三角形状に成形された環状突起列である。
【００２１】
そこで、シール挿入時には、シール板２３の弾性を利用して、外周部２３ａが外輪２６の外側からシール嵌合溝３１の最小内径部を乗り越えるようにして該シール嵌合溝３１の内部に導入されるが、前記脱落防止突起３８は前記挿入用テーパ面により無理なくシール嵌合溝３１内に挿入され、抜け方向には前記垂直面により大きな抵抗がかかるようになっている。尚、抜け方向に大きな抵抗がかかるようにする為、前記弾性突片３５の外周面と前記垂直面との交差角度は１００°以下が好ましい。
【００２２】
そして、前記シール嵌合溝３１の内部に導入された前記シール板２３の外周部２３ａは、前記封止用環状突部３３が内側面３１ｂに密着することによって前記外輪２６の内周端縁を封止すると共に、前記弾性突片３５が外側面３１ｃに弾性変形した状態で当接することで前記封止用環状突部３３を前記内側面３１ｂに押圧付勢する弾性反発力を発生し、シール嵌合溝３１との間で緊密な嵌合状態となる。
【００２３】
即ち、本実施形態の玉軸受２１におけるシール板２３では、外周部２３ａに形成した取付け嵌合部における弾性突片３５が所定の弾性反発力を保持して前記シール嵌合溝３１の外側面３１ｃに当接している間は、前記脱落防止突起３８がシール嵌合溝３１の内面に接触することはない。
そこで、シール嵌合溝３１への装着初期から弾性変形状態でシール嵌合溝３１の外側面３１ｃに常時当接している前記弾性突片３５とは異なり、シール嵌合溝３１の内面に対して非接触状態に維持される前記脱落防止突起３８は、雰囲気温度や軸受の回転に伴う発熱により温度が上がった状態でも、シール嵌合溝３１の内面に接触しておらず弾性変形させられていないので、クリープ変形が発生しない。
【００２４】
従って、シール嵌合溝３１の外側面３１ｃに当接させた前記弾性突片３５の先端に、雰囲気温度や軸受の回転に伴う発熱によってクリープ変形が発生した場合でも、前記脱落防止突起３８は当初の突出高さ寸法を維持することができ、前記弾性突片３５のクリープ変形によってシール板２３の外周部２３ａがシール嵌合溝３１の外側面３１ｃ側に倒れても、前記脱落防止突起３８がシール嵌合溝３１の外側面３１ｃに当接して、該シール板２３がシール嵌合溝３１から外れることを防止する。
【００２５】
更に、前記弾性突片３５の先端部分がクリープ変形を生じても、前記シール板２３はシール嵌合溝３１から外れることがない為、外側面３１ｃに当接する前記弾性突片３５の先端部分を弾性変形し易い薄肉とすることができる。
そこで、雰囲気温度や軸受の回転に伴う発熱によって温度が上がり、シール板２３が拡径方向に膨張しても、前記弾性突片３５の先端部分は変形し易く、シール板２３の他の部分に余分な力が加わらない為、シール板２３が内外輪側面から外又は内側方向へ突き出すこともない。
【００２６】
図３は本発明の第２実施形態に係る転がり軸受におけるプラスチックシール部材の正面図、図４は図３に示したプラスチックシール部材の要部拡大斜視図である。
本第２実施形態におけるプラスチックシール部材としてのシール板４３でも、上述した第１実施形態のシール板２３と同様に、シール嵌合溝３１の外側面３１ｃに弾性変形した状態で当接する弾性突片３５の外周端面に、脱落防止突起３９が突設されている。尚、前記脱落防止突起３９以外の構成は、上記第１実施形態のシール板２３と共通である。
【００２７】
但し、本第２実施形態の脱落防止突起３９は、シール板４３の外周部４３ａの全周に渡って連続した環状に形成された第１実施形態における脱落防止突起３８とは異なり、図３及び図４に示したように、外周方向に沿って３箇所にのみ、所定の長さをもって突設されている。
【００２８】
即ち、前記脱落防止突起３９は、前記弾性突片３５がクリープ変形してシール板４３の外周部４３ａがシール嵌合溝３１内でガタ付いた時に、外側面３１ｃに当接してシール板４３が外れることを防止するためのものであるから、必ずしも外周部４３ａの全周に渡って設けなくとも十分な効果はある。
そして、本第２実施形態の脱落防止突起３９は、上記第１実施形態における脱落防止突起３８と同様の作用効果に加えて、シール板４３をシール嵌合溝３１内に挿入する際の挿入力を軽減することができる。
【００２９】
尚、上述した如き脱落防止突起の突設位置は、上記各実施形態における脱落防止突起２８，２９のように、弾性突片３５の外周面部における裾部側に限定されるものではなく、前記弾性突片３５が外側面３１ｃに当接して所定の弾性反発力を保持している間に、前記シール嵌合溝３１の内面に接触しない位置であれば、取付け嵌合部の外周端面の任意の位置に突設することができる。
【００３０】
例えば、図５に示した脱落防止突起４０のように、弾性突片３５の外周面における先端側で、シール嵌合溝３１の外側面３１ｃ側に寄った位置に突設するようにしてもよい。
この場合、前記弾性突片３５がクリープ変形し、シール板４３に抜け方向の力が作用した際の該シール板４３の動き量をより小さく抑えることができる。
【００３１】
尚、本発明の転がり軸受における外輪のシール嵌合溝や、プラスチックシール部材の封止用環状突部、弾性突片及び脱落防止突起等の構成は、上記各実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の形態を採りうることは言うまでもない。
【００３２】
例えば、上記実施形態における玉軸受２１のシール板２３は、リップ部が内輪に摺接する接触形のプラスチックシール部材であるが、リップ部が内輪に接触しない非接触形のプラスチックシール部材を備えた転がり軸受にも応用できる。
又、上記実施形態においては、単列深溝玉軸受について説明したが、本発明は転がり軸受の内外輪間にグリース等の潤滑剤を封入する為のプラスチックシール部材を備えた各種の転がり軸受に適用可能である。
【００３３】
【発明の効果】
上述した如き本発明の転がり軸受によれば、プラスチックシール部材の取付け嵌合部における弾性突片が所定の弾性反発力を保持している間は、該取付け嵌合部の外周端面に突設された脱落防止突起がシール嵌合溝の内面に接触することはない。
そこで、シール嵌合溝への装着初期から弾性変形状態でシール嵌合溝の外側面に常時当接している前記弾性突片とは異なり、シール嵌合溝の内面に対して非接触状態に維持される前記脱落防止突起は、雰囲気温度や軸受の回転に伴う発熱により温度が上がった状態でも、シール嵌合溝の内面に接触しておらず弾性変形させられていないので、クリープ変形が発生しない。
【００３４】
即ち、シール嵌合溝の外側面に当接させた前記弾性突片にクリープ変形が発生した場合でも、前記脱落防止突起は当初の突出高さを維持することができ、弾性突片のクリープ変形によってプラスチックシール部材の外周部がシール嵌合溝の外側面側に移動すると、前記脱落防止突起がシール嵌合溝の外側面に当接して、該プラスチックシール部材がシール嵌合溝から外れることを防止する。
【００３５】
従って、高温の雰囲気温度においても使用可能であり、外輪のシール嵌合溝に嵌合されるプラスチックシール部材の取付け嵌合部にクリープ変形が発生しても、プラスチックシール部材がシール嵌合溝から脱落するのを防止でき、シール性能を維持することのできる良好な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実施形態に係る転がり軸受の縦断面図である。
【図２】図１に示した転がり軸受の要部拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る転がり軸受におけるプラスチックシール部材の正面図である。
【図４】図３に示したプラスチックシール部材の要部拡大斜視図である。
【図５】図３に示したプラスチックシール部材の変形例を示す正面図である。
【図６】従来の転がり軸受の要部縦断面図である。
【図７】図６に示したプラスチックシール部材の要部拡大図である。
【図８】（ａ）は図６に示したプラスチックシール部材のクリープ変形前の状態を示す拡大図、（ｂ）は図６に示したプラスチックシール部材のクリープ変形後の状態を示す拡大図である。
【符号の説明】
２１    単列深溝玉軸受（転がり軸受）
２３    シール板（プラスチックシール部材）
２３ａ  外周部
２３ｂ  内周部
２３ｃ  中間部
２５    内輪
２６    外輪
２７    玉
３１    シール嵌合溝
３１ａ  底面
３１ｂ  内側面
３１ｃ  外側面
３３    封止用環状突部
３５    弾性突片
３８    脱落防止突起
【図１】
0003991190.tif 000002
【図２】
0003991190.tif 000003
【図３】
0003991190.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003991190.tif 000006
【図６】
0003991190.tif 000007
【図７】
0003991190.tif 000008
【図８】
0003991190.tif 000009