(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受の内輪と、
肩部から径方向外方側に伸びる平坦な軸直交面と、その軸直交面の外周端から端面側に鋭角を以て屈曲し、端面側ほど内径寸法が小さくなる向きに傾斜したテーパ面とを有する溝を備えた外輪と
の間に形成される環状空間の軸方向端部に装着される密封装置であって、
ガラス繊維強化樹脂からなり、径方向内端から上記テーパ面に当接する径方向外方端の外周円筒面まで形成されるとともに、軸方向外方面には軸方向内方側に窪む周方向一様な切り欠き部が形成された基体部材と、
上記外輪の溝の軸直交面に接触して当該接触部位を密封する密封部材とからなり、
その密封部材は、上記外輪の軸直交面に接触する軸直交面と、その軸直交面の内周側縁部に形成され、軸方向外方に窪むとともに周方向に一様な逃げ部と、その逃げ部の径方向内方側に形成され、軸方向内方側に突出する突出部とを有し、
上記密封部材の軸直交面が上記外輪の溝の軸直交面に接触した状態で、上記突出部の外周の円筒面が上記外輪の軸直交面から軸方向内方側に延在する内周面に密着し、かつ、
この密封部材は熱可塑性エラストマーによって形成され、上記基体部材に対して超音波溶着により一体化されていることを特徴とする転がり軸受用密封装置。
【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用の密封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
転がり軸受用の密封装置は、一般に、軸受端部に装着され、内外輪の間に形成される環状空間の軸方向端部の開口部分を密封し、当該空間内に封入されたグリースの漏れを防止すると同時に、当該空間内に外部からのダストが侵入することを防止する役割を担う。このようなことから、この種の密封装置においては、密封性、すなわち封入グリースの漏れ防止性能と、寸法安定性、つまり内輪もしくは外輪に対する初期隙間の維持性能とが要求される。
【０００３】
従来のこの種の密封装置としては、寸法安定性を得るための金属材料からなる芯金に、密封性を得るためのゴム等の軟質弾性材料を一体化したものや、あるいはガラス繊維強化樹脂材料を一体成形することによって寸法安定性および密封性を得ようとするものが用いられている。また、外輪および内輪に接触する部分を比較的軟らかいエラストマーを主体とし、その中間部分に比較的硬いプラスチックを配し、これらをインサート成形により相互に一体化したもの（特許第２６４０３２０号）や、芯部を主としてプラスチック材料とし、これをエラストマー材料を主とする軟質材料で被覆し、これら両材料を相溶化して硬さを連続的に変化させたもの（特開平９−１１２５６３号）、更には外輪に接する可撓性樹脂部と、それよもり剛性の高い硬質性樹脂部とを、熱溶着によって接合したもの（特開平１０−３１８２６８号）などが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上の従来の転がり軸受用密封装置のうち、芯金とゴム等の軟質弾性材料からなるものは、金属材料および軟質弾性材料の成形とこれらを接合一体化するための工程が必要であり、製造コストが高くなるという欠点がある。また、全体をガラス繊維強化樹脂材料により一体成形したものでは、密封性を確保するためにベースレジンを熱可塑性エラストマーとするとともに、寸法安定性を確保するためにガラス繊維で強化する構成を有するものであり、このような相反する性能を満足させるために中間的な材料となって、封入されるグリースの量や粘度、あるいは軸受回転条件によってはグリース漏れが生じるという問題がある。
【０００５】
更に、特許第２６４０３２０号に開示されている密封装置においては、内外周の軟らかい材料と中心部の硬い材料とをインサート成形により相互に一体化するために、両材料間の嵌合形状が制約される結果、密封装置全体としての形状・寸法における設計の自由度が低下するという問題がある。また、特開平９−１１２５６３号に開示されている密封装置では、硬質材料と軟質材料とを相溶化する必要があり、これら両材料の組み合わせに制約が生じ、異質な材料を組み合わせる場合には相溶化剤が必要となるとともに、成形機および金型に特殊なものを必要とする。特開平１０−３１８２６８号に開示されている密封装置においては、可撓性樹脂を金型内に射出して成形し、遅延時間をもって同じ金型内に硬質性樹脂を射出して両者を混濁させる必要があり、特殊な成形機が必要となる。
【０００６】
本発明の目的は、特殊な成形機等を用いることなく、また、形状・寸法等の制約を受けることなく、低コストでしかも密封性と寸法安定性を兼ね備えた転がり軸受用密封装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の転がり軸受用密封装置は、転がり軸受の内輪と、
肩部から径方向外方側に伸びる平坦な軸直交面と、その軸直交面の外周端から端面側に鋭角を以て屈曲し、端面側ほど内径寸法が小さくなる向きに傾斜したテーパ面とを有する溝を備えた外輪との間に形成される環状空間の軸方向端部に装着される密封装置であって、ガラス繊維強化樹脂からなり、径方向内端から上記テーパ面に当接する径方向外方端の外周円筒面まで形成されるとともに、軸方向外方面には軸方向内方側に窪む周方向一様な切り欠き部が形成された基体部材と、上記外輪の溝の軸直交面に接触して当該接触部位を密封する密封部材とからなり、その密封部材は、上記外輪の軸直交面に接触する軸直交面と、その軸直交面の内周側縁部に形成され、軸方向外方に窪むとともに周方向に一様な逃げ部と、その逃げ部の径方向内方側に形成され、軸方向内方側に突出する突出部とを有し、上記密封部材の軸直交面が上記外輪の溝の軸直交面に接触した状態で、上記突出部の外周の円筒面が上記外輪の軸直交面から軸方向内方側に延在する内周面に密着し、かつ、この密封部材は熱可塑性エラストマーによって形成され、上記基体部材に対して超音波溶着により一体化されていることによって特徴づけられる。
【０００８】
本発明においては、外輪に形成された溝に装着した状態で、密封性を必要とする部分のみ、具体的には少なくとも外輪の肩部から径方向外方側に伸びて溝の一部を形成する平坦な軸直交面に接触する面、および、その軸直交面から軸方向内方側に延在する内周面に接触する面を熱可塑性エラストマーとし、その好ましい表面硬さをショア押込硬度Ｄスケール６０程度以下とすることで、外輪に柔軟に密着させて封入グリースの漏れを防止するとともに、他の大部分を構成する基体部材はガラス繊維強化樹脂とすることによって、全体としての寸法安定性を確保することができる。そして、これら両材料を超音波溶着により一体化する構造の採用により、特殊な成形機や金型を必要とせず、また、両者をインサート成形により一体化する場合に比して、各部材の形状・寸法等に制約がなく、ひいては密封装置全体としての設計の自由度が向上する。
【０００９】
ここで、本発明における密封部材の材質としては、例えばエステル系、アミド系、あるいはウレタン系の熱可塑性エラストマーを好適に採用することができ、また、基体部材のベース樹脂としては、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリアリレート（ＰＡＲ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂等のエンジニアリングプラスチックを用いることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について述べる。図１は本発明の実施の形態である密封装置６を玉軸受に組み込んだ状態を示す軸平行断面図であり、図２はその密封装置６の拡大断面図である。
【００１１】
内輪１と外輪２の間に形成される環状空間３内に、複数の転動体（ボール）４と、その各転動体４を軸受周方向に一定のピッチのもとに保持する保持器５が配置されている。
【００１２】
環状空間３は、その軸方向両端部にそれぞれ設けられた密封装置６によって封止されており、その内部にはグリースが充填される。密封装置６は、その外周部が外輪２の両端部の内周面に形成された溝２１内に嵌まり込むことによって、外輪２に対して固定される。
【００１３】
すなわち、外輪の両端部内周面に形成された溝２１は、肩部２２から外周側に伸びる平坦な軸直交面２１ａと、その軸直交面２１ａの外周端から端面２３側に鋭角を以て屈曲し、端部ほど内径寸法が小さくなる向きに傾斜したテーパ面２１ｂによって構成されている。
【００１４】
一方、密封装置６は、全体として略リング状をなし、その外周面は円筒面６１となっており、その円筒面６１の一端側には、軸受に対する装着状態において内側ほど小径となるテーパ面６２が形成され、そのテーパ面６２の先端部は平坦な軸直交面６３に繋がっている。そして、その軸直交面６３の内周側縁部には周方向に一様な逃げ部６４が形成されており、その逃げ部６４の内側に周方向に一様な突出部６５が形成され、この突出部６５の外周面は円筒面６６によって形成されている。また、密封装置６の内周面は円筒内面６７によって形成されているとともに、外周の円筒面６１の内側には、以下に示す外輪２に対する装着時において当該円筒面６１の変形を助けるべく、周方向に一様な切り欠き部６８が形成されている。
【００１５】
密封装置６の外輪２に対する装着状態においては、外輪２の溝２１のテーパ面２１ｂに密封装置６の外周の円筒面６１が当接し、この円筒面６１がテーパ面２１ｂに沿って部分的に変形した状態となり、これにより、外輪２に対して密封装置６が固定された状態となるとともに、外輪２の溝２１の軸直交面２１ａに対して密封装置６の軸直交面６３が密着し、かつ、外輪２の肩部２２の近傍の内周面２４に対して密封装置６の突出部６５の外周の円筒面６６が密着した状態となる。また、密封装置６の内周の円筒内面６７は、内輪１の外周面１１に対して微小な隙間Δを介して接近した状態となる。
【００１６】
そして、この例における密封装置６の特徴は、ガラス繊維強化樹脂からなる基体部材６ａと、それに超音波溶着により一体化された熱可塑性エラストマーのみからなる密封部材６ｂによって構成されている点にある。
【００１７】
すなわち、この密封装置６においては、その略全体が例えばＰＡやＰＢＴをはじめとするエンジニアリングプラスチックをベース樹脂としてガラス繊維で強化したガラス繊維強化樹脂からなる基体部材６ａによって構成されているとともに、外輪２に対して密着する必要のある部位、つまり、図１に示した外輪２の溝２１の一部をなす軸直交面２１ａと、同じく外輪２の肩部２２の近傍の内周面２４に対してそれぞれ密着すべき軸直交面６３並びに突出部６５の外周の円筒面６６を含む一部領域については、エーテルエステル系、エステル系、あるいはポリアミド系などの熱可塑性エラストマーからなる密封部材６ｂが用いられ、この密封部材６ｂは基体部材６ａに対して超音波溶着によって一体化されている。そして、この密封部材６ｂの表面硬度はショア押込硬度Ｄ６０以下とされている。
【００１８】
以上の密封装置６を外輪２に装着した状態では、ガラス繊維強化樹脂からなる基体部材６ａの特性によって、全体としての密封装置６に良好な寸法安定性が得られ、長期にわたる使用によっても外輪２に対する装着状態や内周の円筒内面６７内輪１の外周面１１に対する隙間が変化せず、しかも、軸直交面６３並びに突出部６５の外周の円筒面６６が外輪２に対して柔軟に密着して、環状空間３内に封入されたグリースの漏れを確実に防止することができる。
【００１９】
以上の実施の形態における密封装置６において特に注目すべき点は、密封部材６ｂを基体部材６ａを個別に成形して両者を超音波溶着によって一体化している点であり、これにより、２種類の材料をインサート成形する場合のように両部材間の嵌合形状に起因する設計上の制約や、両部材を相溶化や熱溶着によって一体化する場合のような材料上の制約がなくなるとともに、特殊な金型や成形機も不要となる。
【００２０】
なお、本発明の密封装置の形状、並びにそれが装着される軸受の構造については、以上の実施の形態で示したものに限定されることなく、他の公知の形状並びに構造を採用してもよいことは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、軸受に対して密着して環状空間を密封する必要のある部位を熱可塑性エラストマーからなる密封部材として、これをガラス繊維強化樹脂からなる基体部材に対して超音波溶着によって一体化しているため、密封部材が軸受に対して柔軟に密着して良好な密封性が得られると同時に、基体部材の寸法安定性によって長期にわたる使用によっても軸受に対する装着状態や隙間が変化することがなく、しかも、従来の２種類の材料をインサート成形により一体化する場合に比して、嵌合形状の制約に起因する設計の自由度が低下することがなく、また、２種類の材料を相溶化したり熱溶着する場合のように、材料の選択に制約が生じたり特殊な金型や成形機を必要としないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の密封装置６を軸受に装着した状態で示す軸平行断面図である。
【図２】  図１の密封装置６の拡大断面図である。
【符号の説明】
１  内輪
１１  外周面
２  外輪
２１  溝
２１ａ  軸直交面
２１ｂ  テーパ面
２２  肩部
２３  端面
２４  内周面
３  環状空間
４  転動体
５  保持器
６  密封装置
６１  円筒面
６２  テーパ面
６３  軸直交面
６４  逃げ部
６５  突出部
６６  円筒面
６７  円筒内面
６８  切り欠き部
６ａ  基体部材
６ｂ  密封部材
【図１】
0004154551.tif 000002
【図２】
0004154551.tif 000003