特開 2024-117596 軸受シール

(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】P2024117596

(43)【公開日】2024-08-29

(54)【発明の名称】軸受シール

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/78 20060101AFI20240822BHJP

   F16J 15/3204 20160101ALI20240822BHJP

   F16J 15/22 20060101ALI20240822BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20240822BHJP

【ＦＩ】

F16C33/78 Z

F16J15/3204 201

F16J15/22

F16C19/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023023772

(22)【出願日】2023-02-17

(71)【出願人】

【識別番号】000211695

【氏名又は名称】中西金属工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003823

【氏名又は名称】弁理士法人柳野国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】行岡 太郎

【テーマコード（参考）】

3J006

3J043

3J216

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J006AE12

3J006AE15

3J006AE30

3J006AE34

3J006AE42

3J006CA01

3J043AA15

3J043CA02

3J043CA12

3J043CB05

3J043CB06

3J043CB07

3J043CB13

3J043DA20

3J043HA01

3J216AA02

3J216AA12

3J216AB29

3J216BA18

3J216BA19

3J216CA04

3J216CB03

3J216CB13

3J216CB17

3J216CB19

3J216CC17

3J216CC33

3J216CC45

3J216DA01

3J216DA02

3J216DA05

3J216DA09

3J216DA11

3J216EA01

3J701AA02

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA62

3J701BA73

3J701EA01

3J701EA31

3J701EA47

3J701EA49

3J701EA72

3J701EA76

3J701FA11

3J701FA38

3J701GA24

(57)【要約】

【課題】転がり軸受の電食を防止する軸受シールにおいて、導電性を確保できるようにするとともに、製造に技術的困難性がなく製造コストが増大しないようにする。
【解決手段】円環状の第１金属板２Ａ及び第２金属板２Ｂと、第１金属板２Ａと第２金属板２Ｂにより挟持された導電材３とを備える。第１金属板２Ａ及び第２金属板２Ｂの一方又は両方が外輪に接触する。導電材３は導電性を有する円環状フェルト４である。円環状フェルト４は、第１金属板２Ａ及び第２金属板２Ｂの径方向Ｒの内方端５から径方向Ｒの内方ＲＩへ延出する延出部６を有する。円環状フェルト４の内周面４Ａが内輪１２に接触する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外輪、内輪及び転動体を含む転がり軸受に用いられる軸受シールであって、
円環状の第１金属板及び第２金属板と、
前記第１金属板と前記第２金属板により挟持された導電材と、
を備え、
前記第１金属板及び前記第２金属板の一方若しくは両方、又は、
前記第１金属板及び前記第２金属板の径方向の外方の部分を被って径方向の外方へ延出する導電ゴムが、
前記外輪に接触し、
前記導電材は導電性を有する円環状フェルトであり、
前記円環状フェルトは、前記第１金属板及び前記第２金属板の径方向の内方端から径方向の内方へ延出する延出部を有し、
前記円環状フェルトの内周面が前記内輪に接触する、
軸受シール。

【請求項2】

外輪、内輪及び転動体を含む転がり軸受に用いられる軸受シールであって、
円環状の第１金属板及び第２金属板と、
前記第１金属板と前記第２金属板により挟持された導電材と、
を備え、
前記第１金属板及び前記第２金属板の一方若しくは両方、又は、
前記第１金属板及び前記第２金属板の径方向の内方の部分を被って径方向の内方へ延出する導電ゴムが、
前記内輪に接触し、
前記導電材は導電性を有する円環状フェルトであり、
前記円環状フェルトは、前記第１金属板及び前記第２金属板の径方向の外方端から径方向の外方へ延出する延出部を有し、
前記円環状フェルトの外周面が前記外輪に接触する、
軸受シール。

【請求項3】

前記円環状フェルトの延出部に、径方向に延びるゴム片を添設し、
前記ゴム片は、周方向に離間して略等間隔に配置される、
請求項１又は２に記載の軸受シール。

【請求項4】

前記円環状フェルトの延出部に、前記露出部の表面の略全体を被うゴム膜を添設してなる、
請求項１又は２に記載の軸受シール。

【請求項5】

前記円環状フェルトの延出部の前記転がり軸受の幅方向の内方に、前記露出部から離反するように延びて前記内輪又は前記外輪に接触するシールリップを設けてなる、
請求項１又は２に記載の軸受シール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、転がり軸受の電食を防止する軸受シールに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、電気自動車のモータ及び減速機ユニット、並びに電気自動車以外のインバータ駆動のモータ等では、電流が漏れて回転軸に流れる場合がある。その場合、前記回転軸を支持する転がり軸受において、潤滑油膜を破って内輪と外輪との間に電流が流れ、転動体の転動面にアークによって損傷が生じることがある。

【0003】

このような転がり軸受の電食を防止する軸受シールとして、転がり軸受の外輪のシール溝に固定される環状の密封板と、前記密封板に取り付けられて転がり軸受の内輪の外周部に摺接する、導電性を有する円環状の摺動部材とからなるものがある（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

前記密封板は、２枚の金属板製の環状部材であり、それらが前記摺動部材を挟んで支持する。前記摺動部材は、導電性繊維と低摩擦性繊維とが織り込まれた平織の織物であるので導電性を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０－１０６９７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１のような構造の平織の摺動部材を使用した場合、前記摺動部材は導電性繊維と非導電性繊維の組合せであるため、導電性を示さない面が存在する。したがって、導電性が確保できない場合がある。

【0007】

特許文献１のように導電性繊維と低摩擦性繊維の２種類の繊維を組み合わせて所要の導電性及び低摩擦性を得るように平織の織物にすることには技術的困難性を伴う。したがって、製造コストが増大する。

【0008】

本発明は、転がり軸受の電食を防止する軸受シールにおいて、導電性を確保できるようにするとともに、製造に技術的困難性がなく製造コストが増大しないようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る軸受シールは、前記課題解決のために、外輪、内輪及び転動体を含む転がり軸受に用いられる軸受シールであって、円環状の第１金属板及び第２金属板と、前記第１金属板と前記第２金属板により挟持された導電材とを備える。前記第１金属板及び前記第２金属板の一方若しくは両方、又は、前記第１金属板及び前記第２金属板の径方向の外方の部分を被って径方向の外方へ延出する導電ゴムが、前記外輪に接触する。前記導電材は導電性を有する円環状フェルトである。前記円環状フェルトは、前記第１金属板及び前記第２金属板の径方向の内方端から径方向の内方へ延出する延出部を有し、前記円環状フェルトの内周面が前記内輪に接触する。

【0010】

本発明に係る軸受シールは、前記課題解決のために、外輪、内輪及び転動体を含む転がり軸受に用いられる軸受シールであって、円環状の第１金属板及び第２金属板と、前記第１金属板と前記第２金属板により挟持された導電材とを備える。前記第１金属板及び前記第２金属板の一方若しくは両方、又は、前記第１金属板及び前記第２金属板の径方向の内方の部分を被って径方向の内方へ延出する導電ゴムが、前記内輪に接触する。前記導電材は導電性を有する円環状フェルトである。前記円環状フェルトは、前記第１金属板及び前記第２金属板の径方向の外方端から径方向の外方へ延出する延出部を有し、前記円環状フェルトの外周面が前記外輪に接触する。

【0011】

これらのような軸受シールの構成によれば、第１金属板と第２金属板により挟持された導電材が導電性を有する円環状フェルトであり、前記円環状フェルトの内周面又は外周面が内輪又は外輪を摺動する。したがって、内輪又は外輪を摺動する摺動部材である前記円環状フェルトのどの位置が内輪又は外輪に接触しても導電性を有するので、導電性を確保できる。

【0012】

その上、導電材がフェルトであり、導電繊維自体を絡ませて成形したものである。したがって、製織が不要であり、製造に技術的困難性がなく製造しやすいので、製造コストが増大しない。

【0013】

その上、円環状フェルトの延出部の、転がり軸受の幅方向の外方の表面及び内方の表面が露出している場合、前記延出部は、通常のフェルトシールとしての性能も持っており、オイル中で軸受内部に異物が侵入するのを防ぐフィルター効果を有する。

【0014】

ここで、前記円環状フェルトの延出部に、径方向に延びるゴム片を添設し、前記ゴム片は、周方向に離間して略等間隔に配置されるのが好ましい実施態様である。

【0015】

このような軸受シールの構成によれば、導電性を有する円環状フェルトの延出部に添設したゴム片の弾性により摺動面に対する反力を高めているので、導電性を長期間にわたって確保できる。その上、周方向に隣り合うゴム片の間はフェルトが露出しているので、フェルトシールとしての性能も保持できる。

【0016】

また、前記円環状フェルトの延出部に、前記延出部の表面の略全体を被うゴム膜を添設してなるのも好ましい実施態様である。

【0017】

このような軸受シールの構成によれば、導電性を有する円環状フェルトの延出部の表面の略全体に添設したゴム膜の弾性により、摺動面に対して均一に反力をかけながら、摺動面に対する反力を一層高めている。したがって、導電性を長期間にわたってより安定的に確保できる。

【0018】

また、前記円環状フェルトの延出部の前記転がり軸受の幅方向の内方に、前記延出部から離反するように延びて前記内輪又は前記外輪に接触するシールリップを設けてなるのも好ましい実施態様である。

【0019】

このような軸受シールの構成によれば、内輪又は外輪に接触するシールリップを設けていることから、転がり軸受の密封性が向上する。したがって、転がり軸受がグリース封入タイプである場合の実施態様として好適である。

【発明の効果】

【0020】

以上のとおり、本発明の軸受シールによれば、導電性を有する円環状フェルトの内周面又は外周面が内輪又は外輪を摺動する。したがって、内輪又は外輪を摺動する摺動部材の内周面又は外周面どの位置が内輪又は外輪に接触しても導電性を有するので、導電性を安定かつ確実に確保できる。その上、導電材がフェルトであることから、製織が不要であり、製造に技術的困難性がなく製造しやすいので、製造コストが増大しない。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態に係る転がり軸受の部分断面斜視図であり、第１金属板が外輪に接触し、導電材である円環状フェルトの内周面が内輪に接触する例を示している。

【図2】図１の転がり軸受の要部拡大縦断面図である。

【図3】図１の転がり軸受を回転中心軸の方向から見た図である。

【図4】本発明の実施形態に係る転がり軸受の要部拡大縦断面図であり、導電材である円環状フェルトの内周面が接触する内輪が、幅方向の外周面である円筒面はなく、幅方向内方へ行くにしたがって径方向外方へ近づく傾斜面である場合の例を示している。

【図5】本発明の実施形態に係る転がり軸受の部分断面斜視図であり、第１金属板及び第２金属板の径方向の外方の部分を被って径方向の外方へ延出する導電ゴムが外輪に接触し、導電材である円環状フェルトの内周面が内輪に接触する例を示している。

【図6】図５の転がり軸受の要部拡大縦断面図である。

【図7】図５の転がり軸受を回転中心軸の方向から見た図である。

【図8】本発明の実施形態に係る転がり軸受の部分断面斜視図であり、図５の転がり軸受において、導電材である円環状フェルトの延出部に、径方向に延びるゴム片を添設した例を示している。

【図9】図８の転がり軸受の要部拡大縦断面図である。

【図10】図８の転がり軸受を回転中心軸の方向から見た図である。

【図11】本発明の実施形態に係る転がり軸受の部分断面斜視図であり、図５の転がり軸受において、導電材である円環状フェルトの延出部に、前記延出部の表面の略全体を被うゴム膜を添設した例を示している。

【図12】図１１の転がり軸受の要部拡大縦断面図である。

【図13】図１１の転がり軸受を回転中心軸の方向から見た図である。

【図14】本発明の実施形態に係る転がり軸受の部分断面斜視図であり、図５の転がり軸受において、導電材である円環状フェルトの延出部の転がり軸受の幅方向の内方に、前記延出部から離反するように延びて内輪に接触するシールリップを設けた例を示している。

【図15】図１４の転がり軸受の要部拡大縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。

【0023】

本明細書において、転がり軸受の回転中心軸（例えば、図１及び図３の符号Ｏ参照）の方向に平行な方向を「幅方向」（例えば、図１及び図２の矢印Ｂ参照）、前記回転中心軸の方向に直交する方向を「径方向」（例えば、図２及び図３の矢印Ｒ参照）という。前記回転中心軸の方向に対して「周方向」（例えば、図１及び図３の矢印Ｃ参照）を定義する。

【0024】

本明細書において、転がり軸受の幅方向の中央（例えば、図２の符号Ｄ）に近づく幅方向を「幅方向の内方」（例えば、図２の矢印ＢＩ参照）、前記幅方向の中央から遠ざかる幅方向を「幅方向の外方」（例えば、図２の矢印ＢＯ参照）、前記回転中心軸に近づく径方向を「径方向の内方」（例えば、図２の矢印ＲＩ参照）、前記回転中心軸から遠ざかる径方向を「径方向の外方」（例えば、図２の矢印ＲＯ参照）という。

【0025】

［転がり軸受］
図１ないし図１５に示す転がり軸受Ａは、外輪１１、内輪１２、転動体１３、及び保持器１４、並びに軸受シール１等を備える。転動体１３は、外輪１１の軌道面と内輪１２の軌道面間との間を転動する。保持器１４は、転動体１３を所定間隔に案内して回転自在に保持する。

【0026】

［軸受シール］
図１ないし図１５に示す軸受シール１は、円環状の第１金属板２Ａ及び第２金属板２Ｂと、第１金属板２Ａと第２金属板２Ｂにより挟持された導電材３とを備える。導電材３は導電性を有する円環状フェルト４である。円環状フェルト４は、第１金属板２Ａ及び第２金属板２Ｂの径方向Ｒの内方端５から径方向Ｒの内方ＲＩへ延出する延出部６を有し、円環状フェルト４の内周面４Ａが内輪１２に接触する。

【0027】

導電性を有する円環状フェルト４は、導電繊維自体を絡ませて成形したものである。導電繊維には、炭素繊維、又は金属を被覆させた化学繊維等を用いる。化学繊維を被覆する金属には、銅、銀及び／又はニッケル等を用いる。炭素繊維は、ポリエステル樹脂又はポリ塩化ビニル樹脂等を混ぜることで補強することもできる。

【0028】

図１ないし図４に示す軸受シール１は、第１金属板２Ａが外輪１１の係止溝１１Ａに入り、第１金属板２Ａが外輪１１に接触する。第１金属板２Ａ及び第２金属板２Ｂの一方又は両方を外輪１１に接触させればよい。図５ないし図１５に示す軸受シール１は、第１金属板２Ａ及び第２金属板２Ｂの径方向Ｒの外方ＲＯの部分を被って径方向Ｒの外方ＲＯへ延出する導電ゴム７が外輪１１の係止溝１１Ａに入り、導電ゴム７が外輪１１に接触する。

【0029】

導電ゴム７は、導電性を有する、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、シリコーンゴム（ＶＱＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等からなる。

【0030】

図８ないし図１０に示す軸受シール１は、円環状フェルト４の延出部６の、転がり軸受Ａの幅方向Ｂの外方ＢＯの表面に、径方向Ｒに延びるゴム片８を添設しており、ゴム片８は、周方向Ｃに離間して略等間隔に配置される。

【0031】

図８ないし図１０に示す軸受シール１の構成によれば、導電性を有する円環状フェルト４の延出部６に添設したゴム片８の弾性により摺動面に対する反力を高めているので、導電性を長期間にわたって確保できる。

【0032】

図１１ないし図１３に示す軸受シール１は、円環状フェルト４の延出部６の、転がり軸受Ａの幅方向Ｂの外方ＢＯの表面に、前記表面の略全体を被うゴム膜９を添設している。

【0033】

図１１ないし図１３に示す軸受シール１の構成によれば、導電性を有する円環状フェルト４の延出部６の表面の略全体に添設したゴム膜９の弾性により、摺動面に対して均一に反力をかけながら、摺動面に対する反力を一層高めている。したがって、導電性を長期間にわたってより安定的に確保できる。

【0034】

図１４及び図１５に示す軸受シール１は、円環状フェルト４の延出部６の転がり軸受Ａの幅方向Ｂの内方ＢＩに、延出部６から離反するように延びて内輪１２に接触するシールリップ１０を設けている。

【0035】

図１４及び図１５に示す軸受シール１の構成によれば、内輪１２に接触するシールリップ１０を設けていることから、転がり軸受Ａの密封性が向上する。したがって、転がり軸受Ａがグリース封入タイプである場合の実施態様として好適である。

【0036】

図１ないし図１５に示す実施形態において、図２、図６、図９、図１２及び図１５に示す例では、導電材３である円環状フェルト４の内周面４Ａは、内輪１２の幅方向Ｂの外周面である円筒面に接触している。本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、導電材３である円環状フェルト４の内周面４Ａを、幅方向内方ＢＩへ行くにしたがって径方向外方ＲＯへ近づく内輪１２の傾斜面に接触させてもよい。

【0037】

図１ないし図１５に示す軸受シール１は、円環状フェルト４の内周面４Ａが内輪１２の外周面を摺動する内輪摺動タイプである。本発明はこのような構成に限定されるものではなく、外輪摺動タイプであってもよい。

【0038】

外輪摺動タイプである場合、第１金属板２Ａ及び第２金属板の一方若しくは両方、又は、第１金属板２Ａ及び第２金属板２Ｂの径方向Ｒの内方ＲＩの部分を被って径方向Ｒの内方ＲＩへ延出する導電ゴムが内輪１２に接触する。そして、第１金属板２Ａと第２金属板２Ｂにより挟持された導電材３である円環状フェルト４が、第１金属板２Ａ及び第２金属板２Ｂの径方向Ｒの外方端から径方向Ｒの外方ＲＯへ延出する延出部を有し、円環状フェルト４の外周面が外輪１１に接触する。その場合において、図１４及び図１５のようなシールリップは、前記延出部から離反するように延びて外輪１１に接触する。

【0039】

［作用効果］
本発明の実施形態に係る軸受シール１の構成によれば、第１金属板２Ａと第２金属板２Ｂにより挟持された導電材３が導電性を有する円環状フェルト４であり、円環状フェルト４の内周面４Ａ又は外周面が内輪１２又は外輪１１を摺動する。したがって、内輪１２又は外輪１１を摺動する摺動部材である円環状フェルト４のどの位置が内輪１２又は外輪１１に接触しても導電性を有するので、導電性を確保できる。

【0040】

その上、導電材３がフェルトであり、導電繊維自体を絡ませて成形したものである。したがって、製織が不要であり、製造に技術的困難性がなく製造しやすいので、製造コストが増大しない。

【0041】

その上、円環状フェルト４の延出部６の、転がり軸受Ａの幅方向Ｂの外方ＢＯの表面及び内方ＢＩの表面が露出している場合、延出部６は、通常のフェルトシールとしての性能も持っており、オイル中で軸受内部に異物が侵入するのを防ぐフィルター効果を有する。

【0042】

以上の実施の形態の記載はすべて例示であり、これに制限されるものではない。本発明の範囲から逸脱することなく種々の改良及び変更を施すことができる。

【符号の説明】

【0043】

１ 軸受シール
２Ａ 第１金属板
２Ｂ 第２金属板
３ 導電材
４ 円環状フェルト
４Ａ 内周面
５ 径方向の内方端
６ 延出部
７ 導電ゴム
８ ゴム片
９ ゴム膜
１０ シールリップ
１１ 外輪
１１Ａ 係止溝
１２ 内輪
１３ 転動体
１４ 保持器
Ａ 転がり軸受
Ｂ 幅方向
ＢＩ 内方
ＢＯ 外方
Ｃ 周方向
Ｄ 幅方向中央
Ｒ 径方向
ＲＩ 内方
ＲＯ 外方

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】