特開2016-223598(P2016-223598A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2016-223598(P2016-223598A)
(43)【公開日】2016年12月28日
(54)【発明の名称】転がり軸受
(51)【国際特許分類】
   F16C 33/80 20060101AFI20161205BHJP
   F16C 33/78 20060101ALI20161205BHJP
   F16C 19/06 20060101ALI20161205BHJP
   F16C 33/58 20060101ALI20161205BHJP
【FI】
   F16C33/80
   F16C33/78 Z
   F16C19/06
   F16C33/58
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2015-112812(P2015-112812)
(22)【出願日】2015年6月3日
(71)【出願人】
【識別番号】000001247
【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト
(74)【代理人】
【識別番号】110000280
【氏名又は名称】特許業務法人サンクレスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】石井 康彦
(72)【発明者】
【氏名】岩田 孝
【テーマコード(参考)】
3J016
3J701
【Fターム(参考)】
3J016AA02
3J016BB04
3J016BB17
3J016CA02
3J701AA02
3J701AA32
3J701AA42
3J701AA52
3J701AA62
3J701BA54
3J701BA56
3J701BA57
3J701BA73
3J701BA78
3J701CA11
3J701EA63
3J701FA32
3J701FA33
3J701GA24
3J701XB03
3J701XB12
3J701XB23
3J701XB26
(57)【要約】
【課題】内輪と外輪との間の環状空間においてグリースが軸方向一方側から他方側へ流れる作用が生じる転がり軸受において、軸方向他方側のシールによる密封性を高める。
【解決手段】転がり軸受は、内輪3、外輪2、複数の玉4、及び保持器5を備え、内輪3と外輪2との間の環状空間Sにおいてグリースが軸方向一方側から他方側へ流れる作用が生じる。第1シール6は、環状空間Sの軸方向一方側に設けられ内輪3との間に第1ラビリンス隙間45を形成してグリースの流出を防ぐ第1リップ部44を有する。第2シール7は、環状空間Sの軸方向他方側に設けられ内輪3との間に第2ラビリンス隙間55を形成してグリースの流出を防ぐ第2リップ部54を有する。第1リップ部44よりも第2リップ部54を大きくすることにより、第1ラビリンス隙間45の経路長よりも第2ラビリンス隙間55の経路長が長くなっている。
【選択図】 図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内輪、外輪、前記内輪と前記外輪との間に設けられている複数の転動体、及び前記転動体を保持する保持器を備え、前記内輪と前記外輪との間に形成されている環状空間においてグリースが軸方向一方側から他方側へ流れる作用が生じる転がり軸受であって、
前記環状空間の軸方向一方側に設けられ前記内輪との間に第1ラビリンス隙間を形成してグリースの流出を防ぐ第1リップ部を有する第1シールと、前記環状空間の軸方向他方側に設けられ前記内輪との間に第2ラビリンス隙間を形成してグリースの流出を防ぐ第2リップ部を有する第2シールと、を更に備え、
前記第1リップ部よりも前記第2リップ部を大きくすることにより、前記第1ラビリンス隙間の経路長よりも前記第2ラビリンス隙間の経路長が長くなっている、転がり軸受。
【請求項2】
前記第1リップ部の軸方向寸法よりも前記第2リップ部の軸方向寸法が大きい、請求項1に記載の転がり軸受。
【請求項3】
前記内輪は、軸方向他方側の肩部の外周面から径方向内側に向かって設けられている環状側面を有し、
前記第2リップ部は、前記環状側面と隙間を有して対向するリップ側面を有し、
前記環状側面と前記リップ側面との間に前記第2ラビリンス隙間の入口部が形成され、当該入口部は径方向に開口している、請求項1又は2に記載の転がり軸受。
【請求項4】
前記第2リップ部は、前記リップ側面の径方向外側の端部を始点として、軸方向他方側に向かうにしたがって径方向外側に延びるリップ傾斜面を有し、
前記肩部の外周面と前記環状側面との交点と、前記始点との径方向位置は同じである、請求項3に記載の転がり軸受。
【請求項5】
前記第2ラビリンス隙間の軸受内部側である入口部における半径は、当該第2ラビリンス隙間の軸受外部側である出口部における半径よりも大きい、請求項1〜4のいずれか一項に記載の転がり軸受。
【請求項6】
前記第1シールの径方向外側端部と前記第1リップ部との間に形成される第1の空間の径方向寸法よりも、前記第2シールの径方向外側端部と前記第2リップ部との間に形成される第2の空間の径方向寸法が大きい、請求項1〜5のいずれか一項に記載の転がり軸受。
【請求項7】
前記保持器は、前記転動体の軸方向他方側に環状部を有し、
当該環状部の内周面は、軸方向他方側に向かうにしたがって径方向外側に傾斜するテーパー面を有している、請求項1〜6のいずれか一項に記載の転がり軸受。
【請求項8】
前記内輪は、軸方向他方側の肩部の外周面から径方向内側に向かって設けられている環状側面を有し、
前記第2リップ部は、前記環状側面と隙間を有して対向するリップ側面と、当該リップ側面の径方向外側の端部を始点として軸方向他方側に向かうにしたがって径方向外側に延びるリップ傾斜面と、を有している、請求項7に記載の転がり軸受。
【請求項9】
前記環状部の軸方向他方側の面は、前記第2ラビリンス隙間の入口部よりも軸方向一方側に位置している、請求項7又は8に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、転がり軸受に関する。
【背景技術】
【0002】
各種機械装置の回転軸を支持する軸受として転がり軸受が知られており、転がり軸受では焼き付きが発生しない等の信頼性が必要である。そこで、高い潤滑性能を有するグリース潤滑を採用した転がり軸受が、高速回転用途の場合においても、増えつつある。このグリース潤滑では、軸受内部に予めグリースが充填される(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
図4は、従来の転がり軸受の一例を示す断面図である。この転がり軸受は、アンギュラ玉軸受90であり、内輪91及び外輪92に対して玉94が所定の角度(接触角)を有して接触している。このようなアンギュラ玉軸受90では、内輪91において、軸方向一方側(図4において左側)の肩径D1よりも軸方向他方側(図4において右側)の肩径D2の方が大きくなっている(D1<D2)。
【0004】
また、前記のように、軸受内部、つまり、内輪91と外輪92との間に形成される環状空間93にグリースを充填する軸受では、この環状空間93の軸方向両側にシール97,98が設けられている。図4に示すアンギュラ玉軸受90では、高速回転を実現するために、シール97,98をラビリンスシール(非接触シール)としている。つまり、シール97,98によって内輪91との間にラビリンス隙間97a,98aが形成されており、グリースの流出を防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2007−112920号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
アンギュラ玉軸受90の場合、内輪91が回転すると、遠心力によって環状空間93に存在しているグリースが軸方向一方側(図4において左側)から軸方向他方側(図4において右側)へ流れる作用が生じる。特に軸受が高速回転する場合、この作用は強まる。
すると、環状空間93のグリースが軸方向他方側の空間95に集まってグリースの偏りが発生し、やがてそのグリースがラビリンス隙間98aに侵入して軸受外部に漏れる場合がある。グリースの漏れが生じると、アンギュラ玉軸受90において潤滑不良が発生し、焼き付き、昇温、摩耗といった不具合が発生する可能性がある。
【0007】
なお、前記のようにグリースが軸方向一方側から他方側へ流れる作用は、内輪91の肩径が異なる転がり軸受以外のものでも起こり得る。例えば、内輪の肩径が軸方向一方側と他方側とで同じであっても、軸受の回転に伴う転動体(玉)のスピンに起因してグリースが軸方向一方側から他方側へ移動する場合がある。
【0008】
そこで、本発明の目的は、内輪と外輪との間に形成されている環状空間においてグリースが軸方向一方側から他方側へ流れる作用が生じる転がり軸受において、軸方向他方側のシールによる密封性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、内輪、外輪、前記内輪と前記外輪との間に設けられている複数の転動体、及び前記転動体を保持する保持器を備え、前記内輪と前記外輪との間に形成されている環状空間においてグリースが軸方向一方側から他方側へ流れる作用が生じる転がり軸受であって、前記環状空間の軸方向一方側に設けられ前記内輪との間に第1ラビリンス隙間を形成してグリースの流出を防ぐ第1リップ部を有する第1シールと、前記環状空間の軸方向他方側に設けられ前記内輪との間に第2ラビリンス隙間を形成してグリースの流出を防ぐ第2リップ部を有する第2シールと、を更に備え、前記第1リップ部よりも前記第2リップ部を大きくすることにより、前記第1ラビリンス隙間の経路長よりも前記第2ラビリンス隙間の経路長が長くなっている。
【0010】
本発明によれば、内輪と外輪との間に形成されている環状空間においてグリースが軸方向一方側から他方側へ流れる作用が生じても、軸方向他方側における第2ラビリンス隙間の経路長が長くなっていることから、グリースの軸受外部への漏れを効果的に抑制することができる。つまり、軸方向他方側のシールによる密封性を高めることが可能となる。
【0011】
また、前記第1リップ部の軸方向寸法よりも前記第2リップ部の軸方向寸法が大きいのが好ましく、これにより、第1ラビリンス隙間の経路長よりも第2ラビリンス隙間の経路長を長くすることができる。
【0012】
また、前記内輪は、軸方向他方側の肩部の外周面から径方向内側に向かって設けられている環状側面を有し、前記第2リップ部は、前記環状側面と隙間を有して対向するリップ側面を有し、前記環状側面と前記リップ側面との間に前記第2ラビリンス隙間の入口部が形成され、当該入口部は径方向に開口しているのが好ましい。
この構成によれば、軸方向他方側の肩部の外周面に沿って流れるグリースは、第2ラビリンス隙間に入り難くなる。また、環状側面とリップ側面との間の空間が第2ラビリンス隙間に含まれ、第2ラビリンス隙間の経路長を長くすることができる。
【0013】
また、この転がり軸受において、前記第2リップ部は、前記リップ側面の径方向外側の端部を始点として、軸方向他方側に向かうにしたがって径方向外側に延びるリップ傾斜面を有し、前記肩部の外周面と前記環状側面との交点と、前記始点との径方向位置は同じであるのが好ましい。
この構成によれば、軸方向他方側の肩部の外周面に沿って流れたグリースは、リップ傾斜面に沿って流れやすくなり、このグリースがアンギュラ玉軸受の潤滑に用いられる。
【0014】
また、前記第2ラビリンス隙間の軸受内部側である入口部における半径は、当該第2ラビリンス隙間の軸受外部側である出口部における半径よりも大きいのが好ましい。
回転半径が大きい方が遠心力は大きくなる。そこで、前記構成によれば、軸方向他方側における第2ラビリンス隙間にグリースが存在している状態において、入口部側に存在するグリースの方が出口部側に存在するグリースよりも作用する遠心力が大きくなる。このため、第2ラビリンス隙間に存在しているグリースを軸受内部側に戻す作用が生まれる。
【0015】
また、前記第1シールの径方向外側端部と前記第1リップ部との間に形成される第1の空間の径方向寸法よりも、前記第2シールの径方向外側端部と前記第2リップ部との間に形成される第2の空間の径方向寸法が大きいのが好ましい。
この場合、環状空間のうち軸方向他方側の空間を広くすることができ、グリースの貯留量を高めることができる。これにより、軸受寿命を延ばすことが可能となる。
【0016】
また、前記保持器は、前記転動体の軸方向他方側に環状部を有し、当該環状部の内周面は、軸方向他方側に向かうにしたがって径方向外側に傾斜するテーパー面を有しているのが好ましい。
この場合、保持器の前記環状部と内輪の肩部との間の空間を、軸方向他方側に向かって拡大させることが可能となり、また、前記テーパー面により軸方向他方側に向かうグリースを径方向外側に誘導することができる。このため、グリースが軸方向他方側の第2ラビリンス隙間に入り難くすることが可能となる。
【0017】
また、この転がり軸受において、前記内輪は、軸方向他方側の肩部の外周面から径方向内側に向かって設けられている環状側面を有し、前記第2リップ部は、前記環状側面と隙間を有して対向するリップ側面と、当該リップ側面の径方向外側の端部を始点として軸方向他方側に向かうにしたがって径方向外側に延びるリップ傾斜面と、を有しているのが好ましい。
この場合、軸方向他方側の肩部の外周面に沿って流れたグリースが、リップ傾斜面に沿って流れやすくなり、このグリースがアンギュラ玉軸受の潤滑に用いられる。なお、第2リップ部がこのようにリップ傾斜面を有していると、第2リップ部と保持器の前記環状部との間の隙間が狭くなってグリースが第2ラビリンス隙間の入口部付近で滞留しやすくなるが、前記のとおり、当該環状部の内周面は前記テーパー面を有していることで、グリースが第2ラビリンス隙間の入口部付近で滞留するのを抑制することができ、グリースが第2ラビリンス隙間に入り難くすることが可能となる。
【0018】
また、この転がり軸受において、前記環状部の軸方向他方側の面は、前記第2ラビリンス隙間の入口部よりも軸方向一方側に位置しているのが好ましい。
この場合、軸受の回転に伴って、第2ラビリンス隙間の入口部に存在しているグリースが遠心力により径方向外側へ流れる場合に、その入口部の径方向外側に環状部が存在しないことから、前記入口部のグリースを径方向外側に流動させやすくなる。この結果、第2ラビリンス隙間の入口部のグリースが、この第2ラビリンス隙間を通過して軸受外部へ流出し難くなる。
【発明の効果】
【0019】
本発明の転がり軸受によれば、軸方向他方側のシールによる密封性を高めることが可能となり、軸受の長期信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1】本発明の転がり軸受の実施の一形態を示す断面図である。
図2】第1シール及び第1シール溝の拡大図である。
図3】第2シール及び第2シール溝の拡大図である。
図4】従来の転がり軸受の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の転がり軸受の実施形態を説明する。
〔アンギュラ玉軸受の全体構成について〕
図1は、本発明の転がり軸受の実施の一形態を示す断面図である。この転がり軸受は、アンギュラ玉軸受1であり、外輪2と、内輪3と、複数の玉(転動体)4と、環状の保持器5と、第1シール6と、第2シール7とを備えている。そして、外輪2と内輪3との間に形成される環状空間Sにグリースが充填されている。つまり、このアンギュラ玉軸受1では、グリース潤滑が採用されており、潤滑性能を確保している。また、本実施形態では、このアンギュラ玉軸受1は高速回転の条件で用いられる。
なお、以下の説明において、軸方向の位置に関して「軸方向一方側」及び「軸方向他方側」という用語を用いる。軸方向一方側は図1では左側であり、軸方向他方側は図1では右側である。
【0022】
外輪2の内周面には、玉4が転動する外輪軌道溝20が形成されている。この外輪軌道溝20に対して玉4が所定の接触角で接触する。外輪2は、外輪軌道溝20を挟んで軸方向両側に第1外肩部21及び第2外肩部22を有しており、本実施形態では、第1外肩部21の内径(肩径)よりも第2外肩部22の内径(肩径)が大きくなっている。また、第1外肩部21の軸方向一方側の端部には、シール6を固定するための第1溝24が形成されており、第2外肩部22の軸方向他方側の端部には、シール7を固定するための第2溝25が形成されている。
【0023】
内輪3の外周面には、玉4が転動する内輪軌道溝30が形成されている。この内輪軌道溝30に対して玉4が所定の接触角で接触する。内輪3は、内輪軌道溝30を挟んで軸方向両側に第1内肩部31及び第2内肩部32を有しており、本実施形態では、第1内肩部31の外径(肩径)よりも第2内肩部32の外径(肩径)が大きくなっている。また、第1内肩部31の軸方向一方側の端部には、第1シール溝34が形成されており、第2内肩部32の軸方向他方側の端部には、第2シール溝35が形成されている。このように、内輪3の外周面は、(シール溝34,35の形成領域を除いて)全体として軸方向一方側から他方側に向かって外径が徐々に大きくなる形状を有している。本実施形態のように軸方向一方側と他方側とで肩径が異なる形状を、以下において、アンギュラ形状と呼ぶ。
【0024】
複数の玉4は、外輪2と内輪3との間の環状空間Sに設けられており、アンギュラ玉軸受1が回転すると(本実施形態では内輪3が回転すると)、これら玉4は、保持器5によって保持された状態で、外輪軌道溝20及び内輪軌道溝30を転動する。
【0025】
保持器5は、複数の玉4を周方向に沿って所定間隔(等間隔)をあけて保持することができ、このために、保持器5には、玉4を収容するためのポケット10が周方向に沿って複数形成されている。本実施形態の保持器5は、玉4の軸方向一方側に設けられている第1円環部11と、この第1円環部11から軸方向他方側に延在している複数の柱部13と、玉4の軸方向他方側に設けられている第2円環部12とを有しており、各柱部13は、第1円環部11と第2円環部12とを連結している。そして、第1円環部11と第2円環部12との間であって、周方向で隣り合う一対の柱部13,13間が、ポケット10となる。本実施形態の保持器5は樹脂製であるが、金属製であってもよい。また、本実施形態の保持器5は、第1円環部11が外輪2の一部(第1外肩部21)の内周面に摺接することで、径方向についての位置決めがされる外輪案内の保持器である。
【0026】
第1シール6は、環状の芯金41と、この芯金41に固定されているシール本体42とを備えている。芯金41は金属製であり、シール本体42はゴム製であり、シール本体42は芯金41に固定されている。シール本体42は、第1溝24に取り付けられている径方向外側端部43と、シール溝34に隙間を有して対向するリップ部(第1リップ部)44とを有している。径方向外側端部43が第1溝24に嵌合して固定されることで、第1シール6は外輪2に取り付けられた状態となる。そして、第1リップ部44とシール溝34との間に僅かな隙間が形成されており、この隙間が第1ラビリンス隙間45となる。つまり、第1リップ部44とシール溝34とによりラビリンスシール(非接触シール)が構成されている。
【0027】
第2シール7は、環状の芯金51と、この芯金51に固定されているシール本体52とを備えている。芯金51は金属製であり、シール本体52はゴム製であり、シール本体52は芯金51に固定されている。シール本体52は、第2溝25に取り付けられている径方向外側端部53と、シール溝35に隙間を有して対向するリップ部(第2リップ部)54とを有している。径方向外側端部53が第2溝25に嵌合して固定されることで、第2シール7は外輪2に取り付けられた状態となる。そして、第2リップ部54とシール溝35との間に僅かな隙間が形成されており、この隙間が第2ラビリンス隙間55となる。つまり、第2リップ部54とシール溝35とによりラビリンスシール(非接触シール)が構成されている。このように非接触シールとすることで、高速回転に適した構成となる。
【0028】
以上より、図1に示すアンギュラ玉軸受1は、第1リップ部44を有する第1シール6と、第2リップ部54を有する第2シール7とを備えている。第1シール6は、環状空間Sの軸方向一方側に設けられており、内輪3との間に第1ラビリンス隙間45を形成してグリースの流出を防ぐ。そして、第2シール7は、環状空間Sの軸方向他方側に設けられており、内輪3との間に第2ラビリンス隙間55を形成してグリースの流出を防ぐ。シール6,7によって、環状空間Sに存在するグリースの外部への漏洩を防止している。
【0029】
さらに、図1に示すアンギュラ玉軸受1の場合、内輪3が回転すると、前記アンギュラ形状に起因して、環状空間Sにおいてグリースが軸方向一方側(図1では左側)から他方側(図1では右側)へ流れる作用(ポンプ作用)が生じる。特に内輪3の外周面に沿って軸方向一方側の内輪小端側(第1内肩部31側)から軸方向他方側の内輪大端側(第2内肩部32)へグリースが移動する作用が生じる。また、玉4のスピンによっても、このようなグリースの移動が生じる。特に軸受が高速回転する場合、この作用は強まる。
すると、環状空間Sのグリースが軸方向他方側の空間K2に集まってグリースの偏りが発生する。そこで、このようなグリースが軸受外部に漏れるのを前記第2シール7によって防いでいる。なお、前記空間K2は、グリースを溜めるための空間として機能する。
【0030】
〔第1シール6、第2シール7について〕
図2は、第1シール6及び第1シール溝34の拡大図である。第1シール6の第1リップ部44は、芯金41に一部が固定されている本体部44aと、この本体部44aの内周側から径方向内側に突出している突出部44bとを有している。そして、突出部44bのみが第1シール溝34に収容された状態となっている。
【0031】
第1リップ部44は、内輪3と対向する面として、軸受内部側(玉4側)から順に、リップ内円筒面61、リップ環状面62、リップ中円筒面63、リップ中斜面64、及びリップ外円筒面65を有している。これに対して、第1シール溝34は、軸受内部側(玉4側)から順に、環状側面34a、円筒面34b、及び隆起凸面34cを有している。
【0032】
そして、内円筒面61は、第1内肩部31の外周面31aの一部と対向している。リップ環状面62は環状側面34aと対向し、リップ中円筒面63は円筒面34bと対向し、リップ中斜面64及びリップ外円筒面65は隆起凸面34cと対向している。これら対向面間において第1ラビリンス隙間45が形成されている。また、リップ内円筒面61と第1内肩部31の外周面31aの一部との間が、第1ラビリンス隙間45の入口部45a側となり、外円筒面65と隆起凸面34cとの間が、第1ラビリンス隙間45の出口部45b側となる。
【0033】
図3は、第2シール7及び第2シール溝35の拡大図である。第2シール7の第2リップ部54は、芯金51に一部が固定されている本体部54aと、この本体部54aの内周側から径方向内側に突出している突出部54bとを有している。そして、本体部54a及び突出部54bの双方が、第2シール溝35に収容された状態となっている。
【0034】
第2リップ部54は、内輪3と対向する面として、軸受内部側(玉4側)から順に、リップ側面71、リップ内円筒面72、リップ環状面73、リップ中円筒面74、リップ中斜面75、及びリップ外円筒面76を有している。これに対して、第2シール溝35は、軸受内部側(玉4側)から順に、内環状側面35a、内円筒面35b、中環状側面35c、中円筒面35d、及び隆起凸面35eを有している。
【0035】
そして、リップ側面71は内環状側面35aと対向し、リップ内円筒面72は内円筒面35bと対向し、リップ環状面73は中環状側面35cと対向し、リップ中円筒面74は中円筒面35dと対向し、リップ中斜面75及びリップ外円筒面76は、隆起凸面35eと対向している。これら対向面間において第2ラビリンス隙間55が形成されている。また、リップ側面71と内環状側面35aとの間が、第2ラビリンス隙間55の入口部55a側となり、リップ外円筒面76と隆起凸面35eとの間が、第2ラビリンス隙間55の出口部55b側となる。
【0036】
なお、本実施形態の第1リップ部44及び第2リップ部54が有する内輪3と対向する面に関して、「円筒面」という用語を含む面は、アンギュラ玉軸受1の中心線と一致する中心線を有する円筒形状の面であり、また、「環状面」という用語を含む面及び前記リップ側面71は、アンギュラ玉軸受1の中心線に直交する仮想面上の面である。
そして、本実施形態の第1シール溝34及び第2シール溝35が有する面に関して、「環状側面」という用語を含む面は、アンギュラ玉軸受1の中心線に直交する仮想面上の面であり、また、「円筒面」という用語を含む面は、アンギュラ玉軸受1の中心線と一致する中心線を有する円筒形状の面である。
【0037】
図2において、第1リップ部44の軸方向寸法L1は、リップ内円筒面61、リップ中円筒面63、リップ中斜面64、及びリップ外円筒面65それぞれの軸方向長さの和となる。
図3において、第2リップ部54の軸方向寸法L2は、リップ内円筒面72、リップ中円筒面74、リップ中斜面75、及びリップ外円筒面76それぞれの軸方向長さの和となる。
第2リップ部54(図3参照)のリップ中円筒面74、リップ中斜面75、及びリップ外円筒面76の軸方向長さは、それぞれ第1リップ部44(図2参照)のリップ中円筒面63、リップ中斜面64、及びリップ外円筒面65の軸方向長さと同じであるが、第2リップ部54(図3参照)のリップ内円筒面72は、第1リップ部44(図2参照)のリップ内円筒面61よりも長くなっている。このため、第1リップ部44の軸方向寸法L1よりも第2リップ部54の軸方向寸法L2が大きくなっており(L1<L2)、これにより、第1ラビリンス隙間45の経路長よりも第2ラビリンス隙間55の経路長が長い。
【0038】
さらに、第2ラビリンス隙間55(図3参照)には、この第2ラビリンス隙間55の入口部55a側において、軸方向について対向している内環状側面35aとリップ側面71との間の小空間も含まれる。これに対して、第1ラビリンス隙間45(図2参照)には、この第1ラビリンス隙間45の入口部45a側において、径方向について対向している面(リップ内円筒面61及び外周面31a)を有しているが、軸方向について対向している面は存在していない。
つまり、本実施形態では(図3参照)、内輪3は、第2内肩部32の外周面32aから径方向内側に向かって設けられている内環状側面35aを有しており、また、第2リップ部54は、この内環状側面35aと隙間を有して対向するリップ側面71を有している。そして、これら内環状側面35aとリップ側面71との間の隙間(小空間)も、第2ラビリンス隙間55に含まれていることから、この第2ラビリンス隙間55の経路長は、第1ラビリンス隙間45の経路長よりも長くなっている。
【0039】
以上のように、第1リップ部44よりも第2リップ部54の体積を大きくすることにより、第1ラビリンス隙間45の経路長よりも第2ラビリンス隙間55の経路長が長くなっている。このように、第2シール7の第2リップ部54が大きくなっていることにより、内輪3(第2シール溝35)との間に形成される第2ラビリンス隙間55の経路長を長くしていることから、環状空間Sにおいてグリースが軸方向一方側から他方側へ流れる作用が生じても、この第2シール7によって、グリースの軸受外部への漏れを効果的に抑制することができる。つまり、第2シール7による密封性を高めることが可能となり、軸受の長期信頼性を向上させることができる。
【0040】
また、本実施形態では(図3参照)、軸方向について対向している内環状側面35aとリップ側面71との間に、第2ラビリンス隙間55の入口部55aが形成されている。そして、この入口部55aは径方向外側に向かって開口している。これに対して、図4に示す従来例では、軸方向他方側のラビリンス隙間98aの入口部98bは、軸方向に向かって開口しており、この場合、軸方向一方側から他方側へ流れるグリースのうち、肩部91aの外周面91bに沿って流れるグリースは、このラビリンス隙間98aに比較的入りやすい。
これに対して、図3に示す本実施形態の場合、入口部55aは径方向外側に向かって開口していることから、環状空間Sにおいて軸方向一方側から他方側へ流れるグリースのうち、第2内肩部32の外周面32aに沿って流れるグリースは、第2ラビリンス隙間55に入り難くなる。
【0041】
更に、本実施形態では、保持器5が有している環状部12の軸方向他方側の面12aは、第2ラビリンス隙間55の入口部55aよりも軸方向一方側(図3では左側)に位置している。これにより、入口部55aの径方向外側に環状部12が存在しない構成となる。つまり、入口部55aが環状部12によって塞がれていない。したがって、軸受の回転に伴って、入口部55aに存在しているグリースが遠心力により径方向外側へ流れる場合に、このグリースを径方向外側に流動させやすくなる。この結果、入口部55aのグリースが、第2ラビリンス隙間55を通過して軸受外部へ流出し難くなる。
【0042】
また、第2リップ部54は、リップ側面71の径方向外側の端部71aを始点として、軸方向他方側に向かうにしたがって径方向外側に延びるリップ傾斜面77を有している。そして、第2内肩部32の外周面32aと内環状側面35aとの交点37と、前記始点(端部71a)との径方向位置は同じである。この構成により、第2内肩部32の外周面32aに沿って流れて入口部55aを通過したグリースが、リップ傾斜面77に沿って流れやすくなる。そして、リップ傾斜面77に沿って流れたグリースは、グリースを溜めるための空間K2に保持され、アンギュラ玉軸受1の潤滑に用いられる。
【0043】
〔保持器の環状部12について〕
図3に示すように、保持器5は、玉4の軸方向他方側に環状部12を有している。そして、この環状部12の内周面15は、テーパー面16を有しており、このテーパー面16は、軸方向他方側に向かうにしたがって径方向外側に傾斜している。このテーパー面16によれば、環状部12と第2内肩部32との間の空間を、軸方向他方側に向かって拡大させることが可能となる。また、このテーパー面16により軸方向他方側に向かうグリースを径方向外側に誘導することができる。
【0044】
特に本実施形態では、前記のとおり、第2リップ部54は、第2シール溝35の内環状側面35aと隙間を有して対向するリップ側面71と、このリップ側面71の径方向外側の端部71aを始点とするリップ傾斜面77とを有している。このように、第2リップ部54がリップ傾斜面77を有していると、保持器5の環状部12との間の隙間が狭くなり、グリースが第2ラビリンス隙間55の入口部55a付近で滞留しやすくなるが、前記のとおり、環状部12の内周面15はテーパー面16を有していることで、グリースが入口部55a付近で滞留するのを抑制することができる。この結果、グリースが第2ラビリンス隙間55に入り難くすることが可能となる。
なお、図3に示す実施形態では、環状部12の内周面15の一部がテーパー面16であるが、内周面15の全体がテーパー面16であってもよい。
【0045】
そして、図1において、第1シール6側の第1の空間K1の径方向寸法よりも、第2シール7側の第2の空間K2の径方向寸法が大きくなっている。第1の空間K1は、第1シール6の径方向外側端部43と第1リップ部44との間に形成されている空間であり、また、第2の空間K2は第2シール7の径方向外側端部53と第2リップ部54との間に形成されている空間である。この構成を得るために、第1シール6の芯金41よりも第2シール7の芯金51の径方向寸法が長くなっている。第1シール6と第2シール7とは、芯金41,51及びシール本体42,52を有している点で同じであるが、形状が異なっている。
【0046】
この構成によれば、環状空間Sのうち軸方向他方側の第2の空間K2を広くすることができ、グリースの貯留量を高めることができる。前記のとおり、第2リップ部54のリップ傾斜面77に沿って流れるグリースは、この第2の空間K2に貯留され、その後、この空間K2のグリースが玉4側へ流れて、アンギュラ玉軸受1の潤滑に用いられる。したがって、この第2の空間K2を広くしてグリースの貯留量を高めることで、軸受寿命を延ばすことが可能となる。
【0047】
また、図3において、第2ラビリンス隙間55の軸受内部側である入口部55aにおける半径r1は、第2ラビリンス隙間55の軸受外部側である出口部55bにおける半径r2よりも大きい(r1>r2)。つまり、第2内肩部32の外周面32aと内環状側面35aとの交点37における半径は、第2シール溝35が有する隆起凸面35eにおける半径よりも大きくなっている。これは、回転半径が大きい方が遠心力は大きくなることから、この性質を利用して第2ラビリンス隙間55のグリースを、前記第2の空間K2に戻す作用を生じさせるためである。すなわち、仮に、第2ラビリンス隙間55の全長にわたってグリースが存在している場合、軸受が回転すると、入口部55a側に存在するグリース、及び出口部55b側に存在するグリースそれぞれに遠心力が作用する。そこで、前記のとおりr1>r2の関係を有するようにシール溝34の形状を設定することで、入口部55a側に存在するグリースの方が、出口部55b側に存在するグリースよりも作用する遠心力が大きくなる。このため、第2ラビリンス隙間55に存在しているグリースを軸受内部側に戻す作用が生まれ、グリースが第2ラビリンス隙間55を通じて軸受外部へ漏れ出るのを防ぐことが可能となる。
【0048】
また、本実施形態の保持器5では、軸方向一方側の環状部11と他方側の環状部12とは、図1に示す縦断面において左右対称形状となっている。特に、環状部12に形成されている前記テーパー面16と左右対称形状となるテーパー面17が環状部11に形成されている。このため、アンギュラ玉軸受1の組み立てにおいて、保持器5をどちらに向けて内輪3と外輪2との間に設置しても、グリースを軸方向他方側へ誘導する機能等を備えることができる。
【0049】
また、図3において、第2リップ部54のリップ内円筒面72は、リップ環状面73
との間に凹アール面72aを有している。このため、リップ環状面73と中環状側面35cとの間にグリースが存在している場合において、軸受回転に伴う遠心力で、このグリースが径方向外側へ移動するが、この際、凹アール面72aに沿って入口部55a側に向けて流れ易くなる。つまり、グリースを軸受内部側へ戻し易くしている。
【0050】
〔付記〕
また、外輪2と内輪3との間に形成されている環状空間Sにおいてグリースが軸方向一方側から他方側へ流れる作用が生じる転がり軸受に関して、軸方向他方側のシールによる密封性を高めるための別の発明(参考発明)を、図1を参考にして説明する。
この参考発明は、内輪3、外輪2、これら内輪3と外輪2との間に設けられている複数の転動体(玉4)、及びこれら転動体(玉4)を保持する保持器5を備え、内輪3と外輪2との間に形成されている環状空間Sにおいて軸方向一方側から他方側へグリースが流れる作用が生じる転がり軸受であって、
環状空間Sの軸方向一方側に設けられ内輪3との間に第1ラビリンス隙間45を形成してグリースの流出を防ぐ第1リップ部44を有する第1シール6と、環状空間Sの軸方向他方側に設けられ内輪3との間に第2ラビリンス隙間55を形成してグリースの流出を防ぐ第2リップ部54を有する第2シール7と、を更に備え、
保持器5は、転動体(玉4)の軸方向他方側に環状部12を有し、
この環状部12の内周面15は、軸方向他方側に向かうにしたがって径方向外側に傾斜するテーパー面16を有している。
【0051】
このような転がり軸受に係る参考発明によれば、保持器5の環状部12と内輪3の肩部(第2内肩部32)との間の空間を、軸方向他方側に向かって拡大させることが可能となり、また、テーパー面16により軸方向他方側に向かうグリースを径方向外側に誘導することができる。この結果、環状空間Sにおいてグリースが軸方向一方側から他方側へ流れる作用が生じても、グリースが軸方向他方側の第2ラビリンス隙間55に入り難くすることが可能となり、グリースが軸受外部へ漏れるのを抑制することができる。
【0052】
また、この参考発明において、内輪3は、軸方向他方側の肩部(第2内肩部32)の外周面32aから径方向内側に向かって設けられている内環状側面35aを有し、第2リップ部54は、前記内環状側面35aと隙間を有して対向するリップ側面71と、このリップ側面71の径方向外側の端部71aを始点として軸方向他方側に向かうにしたがって径方向外側に延びるリップ傾斜面77とを有している構成とすることができる。
また、この参考発明において、環状部12の軸方向他方側の面12aは、第2ラビリンス隙間55の入口部55aよりも軸方向一方側に位置している構成とすることができる。
なお、図1図3により説明した各構成について、この参考発明に適用することができる。
【0053】
以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明の転がり軸受は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、転動体を玉4としているが、ころであってもよい。
また、図1に示す形態では、外輪2において、第1外肩部21の内径(肩径)よりも第2外肩部22の内径(肩径)が大きくなっている場合について説明したが、これらの内径(肩径)は同じであってもよい。この場合、保持器5はその両側の環状部11,12において外輪2により回転が案内される。また、外輪2の肩径を同じとする場合、軸方向他方側においてグリースの貯留量を多くするために、第2外肩部22にグリースを溜めるための凹部を形成するのが好ましい。
なお、本発明の転がり軸受は、高速回転用途であってもよく、一般用途であってもよい。
【符号の説明】
【0054】
1:アンギュラ玉軸受(転がり軸受) 2:外輪 3:内輪
4:玉(転動体) 5:保持器 6:第1シール
7:第2シール 12:第2円環部(環状部)
12a:軸方向他方側の面 15:内周面 16:テーパー面
32:第2内肩部(軸方向他方側の肩部) 32a:外周面
35a:内環状側面(環状側面) 37:交点 43:径方向外側端部
44:第1リップ部 45:第1ラビリンス隙間
53:径方向外側端部 54:第2リップ部
55:第2ラビリンス隙間 55a:入口部
71:リップ側面 71a:端部 77:リップ傾斜面
K1:第1の空間 K2:第2の空間 L1:第1リップ部の軸方向寸法
L2:第2リップ部の軸方向寸法 r1:入口部の半径
r2:出口部の半径 S:環状空間
図1
図2
図3
図4