(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転可能に対向配置される内・外輪間に形成される環状空間の軸方向端部に装着される軸受の密封装置であって、
前記密封装置は金属製の環状板からなり、外輪の肩部に設けられる周溝に嵌入装着された状態で内輪との間にラビリンス間隙を形成するものであり、前記環状板は、周方向に分離部分が無く、周方向及び径方向に凹凸のない平板な円板状とするとともに、その外周数箇所に弾性的な径方向たわみを許容させるための径方向内向きに切欠かれた凹状の切欠部が設けられ、該切欠部の周方向長さ寸法が、隣り合う切欠部間での離間部分の周方向長さ寸法よりも大きく設定され、前記切欠部が設けられた部分を弾性的にたわませつつ、前記離間部分を径方向内向きに押えることにより、前記離間部分を前記周溝に嵌入させる、ことを特徴とする軸受の密封装置。
【請求項２】
相対回転可能に対向配置される内・外輪間に形成される環状空間の軸方向端部に装着される軸受の密封装置であって、
前記密封装置は外輪の肩部に設けられる周溝に嵌入装着された状態で内輪との間に密封部を形成する密封用の環状体と、前記環状体の外方側で同じく前記周溝に嵌入装着された状態で前記環状体を抜け止めしかつその外周数箇所に弾性的な径方向たわみを許容させるための径方向内向きに切欠かれた凹状の切欠部が設けられた金属製の環状板とを有し、
前記環状板は、周方向に分離部分が無く、周方向及び径方向に凹凸の無い平板な円板状とするとともに、前記切欠部の周方向長さ寸法が、隣り合う切欠部間での離間部分の周方向長さ寸法よりも大きく設定され、
前記切欠部が設けられた部分を弾性的にたわませつつ、前記離間部分を径方向内向きに押えることにより、前記離間部分を前記周溝に嵌入させる、ことを特徴とする軸受の密封装置。
【請求項３】
前記切欠部が、前記環状板の円周１８０度領域において少なくとも２カ所に設けられている、ことを特徴とする請求項１または２の軸受の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、軸受の密封装置に係り、特に大径薄肉タイプの転がり軸受に適した密封装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の密封装置、例えば旋回座用軸受に用いられる密封装置としては、例えば特許第１１９，１３５号明細書に示すようなゴムなどの弾性リングからなるものが主である。この弾性リングは、内輪の肩部外周面に設けられる周溝に嵌入されて、その外径側のリップが外輪の端面や内周面に対して接触させられるようになっている。
【０００３】
このような接触タイプの密封装置では、接触による抵抗を伴うために、軽トルクが要求される場合には不向きである。しかも、通常、リップの接触むらを無くすために接触圧を大きくするので、接触抵抗がより大きなものになる。
【０００４】
これに対して、金属製の非接触タイプの環状板からなる密封装置を用いることが考えられるけれども、これは薄肉、大径品であり、最適なしめしろの管理が難しく、圧入などの嵌合いによる装着は困難である。そのために、外輪の肩部に周溝ではなく段部を設けて、この段部の垂直壁面にねじ止めしたり、外輪の段部の一部をかしめたりするなどして固定しなければならず、余分な部品が必要になったり、組み付けが面倒になったりする。
【０００５】
また、本願出願人は、旋回座用ラジアル軸受に比べてはるかに小径の一般的なラジアル軸受用の密封装置として、例えば実公昭４６−２９０４３号公報に示すような非接触タイプのものを提案している。これは、環状板の円周上の１カ所を分離することにより帯状円環として、径方向たわみを許容できるようになっており、両分離端部が周方向でオーバーラップした状態で外輪の周溝に嵌入装着される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような帯状円環からなる密封装置は、径方向たわみを許容できるようになっているから、外輪へ容易にかつほぼ適正な状態で装着することができるものの、周方向で分離しているために、オーバーラップ部分での密封性が若干の不安を残していると言える。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、径方向にたわませて外輪へ容易にかつ適正な状態で装着できるような構造としながら、密封性においても優れた構造とすることを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、相対回転可能に対向配置される内・外輪間に形成される環状空間の軸方向端部に装着される軸受の密封装置において、次ののように構成する。
【０００９】
本発明の第１の密封装置は、前記密封装置は金属製の環状板からなり、外輪の肩部に設けられる周溝に嵌入装着された状態で内輪との間にラビリンス間隙を形成するものであり、前記環状板は、周方向に分離部分が無く、周方向及び径方向に凹凸のない平板な円板状とするとともに、その外周数箇所に弾性的な径方向たわみを許容させるための径方向内向きに切欠かれた凹状の切欠部が設けられ、該切欠部の周方向長さ寸法が、隣り合う切欠部間での離間部分の周方向長さ寸法よりも大きく設定され、前記切欠部が設けられた部分を弾性的にたわませつつ、前記離間部分を径方向内向きに押えることにより、前記離間部分を前記周溝に嵌入させる。
【００１０】
本発明の第２の密封装置は、前記密封装置は外輪の肩部に設けられる周溝に嵌入装着された状態で内輪との間に密封部を形成する密封用の環状体と、前記環状体の外方側で同じく前記周溝に嵌入装着された状態で前記環状体を抜け止めしかつその外周数箇所に弾性的な径方向たわみを許容させるための径方向内向きに切欠かれた凹状の切欠部が設けられた金属製の環状板とを有し、前記環状板は、周方向に分離部分が無く、周方向及び径方向に凹凸の無い平板な円板状とするとともに、前記切欠部の周方向長さ寸法が、隣り合う切欠部間での離間部分の周方向長さ寸法よりも大きく設定され、前記切欠部が設けられた部分を弾性的にたわませつつ、前記離間部分を径方向内向きに押えることにより、前記離間部分を前記周溝に嵌入させる。
【００１１】
なお、前述の切欠部は、環状板の円周１８０度領域において少なくとも２カ所に設けられる。また、前述の切欠部それぞれの最深部を結ぶ円の径が、外輪の周溝において軌道側内壁面の開口側周縁の径寸法よりも大きく設定されている。さらに、前述の外輪の周溝において外側内壁面の径方向寸法が、軌道側内壁面の径方向寸法よりも小さく、かつ、前記外側内壁面が周溝開口幅を広げるように傾斜されている。
【００１２】
【作用】
第１の密封装置では、金属製の環状板のみからなり、その外周数箇所に切欠部を設けることによって、環状板を径方向に弾性的にたわみうるようにしている。したがって、環状板を弾性的にたわませるだけで、何の道具も用いずに外輪の周溝へと容易に嵌入できるようになる。しかも外輪周溝へ環状板を嵌入した後は環状体のたわみが元の状態に復帰するから、装着状態が適正となる。また、環状板が周方向に分離部分が無いから、密封性において不安要素がない。
【００１３】
第２の密封装置では、密封用の環状体と、径方向に撓みうる金属製の環状板とを組み合わせたものからなり、金属製の環状板で密封用の環状体を抜け止めさせるから、密封用環状体については合成樹脂や合成ゴムなどとすることができ、この密封用の環状体による密封部として一般的なシールリップによる接触密封部とすることができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の詳細を図１ないし図１０に示す実施例に基づいて説明する。図１ないし図５は本発明の第１の密封装置の一実施例に係り、図１は、密封装置を装着した旋回座用ラジアル軸受の半分の縦断面図、図２は、同軸受の側面図、図３は、外輪と密封装置とを分離した状態の部分断面図、図４は、環体単体の平面図、図５は、環体の内・外輪に対する装着過程図である。
【００１５】
図中、１は密封装置としての金属製の環状板、２は旋回座用ラジアル軸受である。環状板１は、ＪＩＳ規格ＳＰＣＣやＳＵＳ３０４などの金属材料で形成されており、その外周において等間隔の６カ所には、径方向での弾性的なたわみを許容させるための凹状の切欠部１１が設けられている。ちなみに、切欠部１１を６つとする場合だと、切欠部１１が形成される角度範囲θ１は、例えば３５度〜４５度に設定されており、隣り合う切欠部１１の間で凸状となった凸状部１２の角度範囲θ２よりも大きく設定される。換言すれば、切欠部１１の周方向長さ寸法Ｌ１が、隣り合う切欠部１１間での離間部分の周方向長さ寸法Ｌ２よりも大きく設定される。
【００１６】
旋回座用ラジアル軸受２は、内輪２１と、外輪２２と、複数個の玉からなる転動体２３と、冠型保持器２４とを備えている。内・外輪２１、２２および玉２３は、高炭素クロム鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２など）、炭素鋼（ＪＩＳ規格Ｓ４８ＣやＳ５０Ｃなど）、クロムモリブデン鋼（ＪＩＳ規格ＳＣＭ４４０やＳＣＭ４４５など）、ステンレス鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＳ４４０Ｃなど）、高速度鋼（ＡＩＳＩ規格Ｍ−５０など）といった金属を適宜焼き入れ硬化や浸炭焼き入れなどを施して用いられる。または窒化けい素を主体としたセラミックスで形成される。冠型の保持器２４は合成樹脂で形成されている。保持器２４としては、冠型の他、もみ抜き型、波型など種々なタイプのものが用いられ、このようなタイプの場合には金属材料とすることもできる。また、内輪２１の軸方向両端の肩部外周面には、他の部位よりも一段小径となった段部２５が設けられており、また、外輪２２の軸方向両端の肩部内周面には、周溝２６が設けられている。この周溝２６において外側内壁面２７の径方向寸法ｈ１は、軌道側内壁面２８の径方向寸法ｈ２よりも小さく設定されており、さらに、外側内壁面２７が周溝２６の開口幅を広げるように所要角度θ３傾斜されている。
【００１７】
そして、環状板１は、旋回座用ラジアル軸受２の外輪２２の周溝２６に嵌入装着された状態において、内輪２１の段部２５の垂直面２５ａおよび円筒面２５ｂとの間にラビリンス間隙２９を形成するように非接触に対向配置されている。
【００１８】
この装着状態において、環状板１の外径寸法Ｄ１は、周溝２６の溝底の内径寸法Ｄ２とほぼ等しく設定され、かつ、周溝２６の外側内壁面２７の開口側周縁の円径寸法Ｄ３よりも大きく設定されている。環状板１の切欠部１１それぞれの最深部を結ぶ円の径Ｒ１は、外輪２２の周溝２６において軌道側内壁面２８の開口側周縁の径寸法Ｒ２よりも大きく設定され、また外側内壁面２７の径方向寸法Ｄ３よりも小さく設定されている。環状板１の肉厚ｗ１は、外輪２２の周溝２６の溝底幅ｗ２とほぼ同じに設定されている。環状板１の径方向寸法ｄ１は、内輪２１の段部２５の円筒面２５ｂから外輪２２の周溝２６の外側内壁面２７の開口側周縁までの間隔寸法ｄ２よりも小さく設定されている。環状板１の切欠部１１の深さｈ３は、環状板１の弾性的な径方向たわみを適正とするように環状板１の外径寸法Ｄ１との相対的な考慮して設定されるとともに、周溝２６の外側内壁面２７の径方向寸法ｈ１よりも大きくなるように設定される。
【００１９】
このような条件によれば、図２に示すように、切欠部１１の最深部が外輪２２の端面内縁から露出して見えるものの、周溝２６の軌道側内壁面２８によって閉塞されるようになる。したがって、切欠部１１によって軸受内外が連通されることはなく、環状板１のラビリンス間隙２９に依存する密封性が確保されるようになる。
【００２０】
次に、環状板１の装着手順としては、図５（ａ）に示すように、▲１▼環状板１を斜め姿勢としてその半分（図４の左側半分に相当）の外周縁を外輪２２の周溝２６へ斜め方向から係入させる。この後で、図５（ｂ）に示すように、環状板１の残り半分を内・外輪２１、２２側へ寄せておいてから、▲２▼環状板１の残り半分（図４の右側半分に相当）に存在する３つの凸状部１２をひとつずつ順番に径方向内向きへ押さえてたわませることにより、▲３▼徐々に周溝２６へ嵌入させる。この嵌入直後に、環状板１のたわみが解消されて元の状態に復帰する。このように何の道具も用いずに済む。しかも、外輪２２の周溝２６への環状板１の装着により、環状板１の所期の寸法設計に基づいて、内輪１の段部２５との間に適正なラビリンス間隙２９が形成されるようになる。
【００２１】
なお、本発明は上記実施例のみに限定されない。環状板１の切欠部１１の形状は、凹状の他、参考例として、図６および図７に示すものがある。この切欠部１１の数は、３〜１２個に設定することができる。また、環状板１の半分には切欠部１１をひとつも設けずに、残りの半分に少なくとも２個以上の切欠部１１を設けるようにしてもよい。この他、内輪２１はその段部２５の円筒面２５ｂの部分を除去したものであってもよい。別の参考例を図８に示す。図８に示すように、環状板１に切欠部１１を設けずに、外輪２２の肩部に周溝２６ではなく段部２６Ａを設けるとともに、この段部２６Ａの円筒面の円周４カ所に係止爪２６Bを設けて、環状板１を外輪２２の段部２６Ａの円筒面に内嵌して係止爪２６Bで抜け止めさせる。
【００２２】
図９および図１０は、本発明の第２の密封装置の一実施例にかかり、図９は密封装置を装着したラジアルタイプの深溝玉軸受の縦断面図とこの深溝玉軸受に設けられる密封装置を示す斜視図、図１０は軸受と密封装置との相対的な寸法関係を説明するための部分拡大図である。図中、符号３は深溝玉軸受、４は密封装置である。
【００２３】
深溝玉軸受３は、内輪３１と、外輪３２と、複数個の玉からなる転動体３３と、冠型保持器３４とを備えている。内輪３１の軸方向両端の肩部外周面には、他の部位よりも一段小径となった段部３５が設けられており、また、外輪３２の軸方向両端の肩部内周面には、周溝３６が設けられている。この周溝３６は、上記実施例の周溝２６よりも溝幅が広くなっているが、他はほぼ同様である。一方、内輪３１の段部３５は、傾斜面３５ａおよび円筒面３５ｂとからなる。
【００２４】
密封装置４は、比較的軟質な合成樹脂または合成ゴムなどからなる密封用の環状体４１と、環状体４１の内方側に設けられる金属または比較的硬質な合成樹脂からなる当て板４２と、環状体４１の外方側に設けられる金属製の環状板４３とを組み合わせた構成になっている。環状体４１は、密封作用を発揮するためのものであり、当て板４２は、環状体４１の内周部以外の部分を垂直姿勢に維持するためのものであり、環状板４３は、環状体４１が周溝３６から抜け出すのを阻止するためのものである。具体的に、環状体４１は、内・外周が円形に形成されており、その外周部が外輪３２の肩部に設けられる周溝３６に嵌入装着された状態で、内周部が内輪３１の段部３５の傾斜面３５ａに対して接触して接触密封部を形成するような寸法関係に設定されている。当て板４２は、内・外周が円形に形成されており、外径寸法Ｄ４が外輪３２の周溝３６の開口縁の円径寸法Ｄ３よりもわずかに小さく設定され、内径寸法Ｒ４が内輪３１の軌道部の外径寸法Ｄ５よりもかなり大きく設定されている。環状板４３は、内周が円形で外周が波形に形成されている。つまり、環状板４３の内径寸法Ｒ５は当て板４２とほぼ同様に設定されているが、外周の等間隔の６カ所には径方向での弾性的なたわみを許容させるための凹状の切欠部４４が設けられていて、上記実施例の環状板１とほぼ同様に設定されている。
【００２５】
このような密封装置４では、三つの構成要素（環状体４１、当て板４２、環状板４３）にそれぞれ機能分担させているから、それぞれの寸法精度をあまり高精度に管理する必要がなくなり、その分、製作が容易となって低コストで製作できるようになる。また、軟質な素材からなる密封用の環状体４１で内輪３１との間に接触密封部を形成するから、密封性についても優れる。
【００２６】
なお、この密封装置４は、当て板４２を省いて、環状体４１および環状板４３の二つだけで構成することもできる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の第１の密封装置では、周方向に連続していて分離部分の無い金属製の環状板を弾性的に径方向にたわみうるように工夫しているから、環状板を外輪の周溝へ嵌入装着する際に、環状板を弾性的にたわませるだけで、何の道具も用いずに外輪の周溝へと容易に嵌入できるようになり、しかも外輪周溝へ環状板を嵌入した後は環状板のたわみが元の状態に復帰して装着状態が適正となる。このように、軸受に対して容易にしかも適正な状態で装着できるようになる他、環状板を周方向に分離部分が無い円板状として密封性における不安要素を無くしているので、環状板と内輪との間に形成するラビリンス間隙に依存した密封性を確保できるようになる。
【００２８】
本発明の第２の密封装置では、金属製の環状板で密封用の環状体を抜け止めさせるようにしているから、密封用環状体については合成樹脂や合成ゴムなどの軟質な素材で形成することができる。したがって、この密封用の環状体による密封部として一般的なシールリップによる接触密封部とすることができるので、高い密封性を発揮できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の密封装置の一実施例に係り、密封装置を装着した旋回座用ラジアル軸受の半分の銃断面図。
【図２】  図１の旋回座用ラジアル軸受の側面図。
【図３】  図１において外輪と密封装置とを分離した状態の部分拡大図
【図４】  同実施例において環状板単体の正面図
【図５】  同実施例において環状板の内・外輪に対する装着過程図。
【図６】  本発明の参考例に係り、環状板の半分を示す正面図。
【図７】  本発明の他の参考例に係り、環状板の半分を示す正面図。
【図８】  本発明のさらに他の参考例で環状板と外輪とを分離した状態の正面図。
【図９】  本発明の第２の密封装置の一実施例に係り、密封装置を装着したラジアルタイプの深溝玉軸受の縦断面図とこの深溝玉軸受に設けられる密封装置を示す斜視図。
【図１０】  軸受と密封装置との相対的な寸法関係を説明するための部分拡大図。
【符号の説明】
１    環状板
１１    環状板の切欠部
２    旋回座用ラジアル軸受
２１    内輪
２２    外輪
２５    内輪の段部
２６    外輪の周溝
【図１】
0003905138.tif 000002
【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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【図９】
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【図１０】
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