外輪回転用軸受およびそれを用いたプーリ

【課題】特に高速で外輪回転する外輪回転用軸受のグリース漏れを防止して寿命を延長する。
【解決手段】外輪２内周面の環状溝７に嵌め込まれるシール６のゴム製取付部９を、外輪２の環状溝７の軸方向中央側の溝縁部１２よりも径方向内側に突出しないようにするとともに、外輪２の内径を従来レベルよりも小さくした。これにより、シール取付部９がグリースに軸方向外側へ押圧されないようになり、また、グリースに作用する遠心力が小さくなって、グリースがシール６を軸方向外側へ押圧する力が小さくなるので、シール取付部９と環状溝７との間からのグリース漏れを抑制することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速で外輪回転する外輪回転用軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
外輪回転用軸受は、通常、図７に示す玉軸受の例のように、内輪５１と外輪５２との間の環状空間５３の軸方向両側が外輪５２内周面の両端部に取り付けられた一対のシール５４で塞がれており、そのシール５４で密封された環状空間５３にグリース（図示省略）が封入され、内輪５１が固定されて外輪５２が回転可能な状態で使用される。そして、従来は、外輪５２の内径を大きくして環状空間５３の容積を増やし、グリースの封入量を増やすことによって寿命延長を図ってきた。例えば、図７のような玉軸受で呼び番号６２０３のものでは、そのボール５５の直径をｄ、内輪５１の外径をＤ１、外輪５２の内径をＤ２とするとき、Ｄ１＋１．２３×ｄ≦Ｄ２≦Ｄ１＋１．３４×ｄとなるようにすることが多い。
【０００３】
ところが、このような外輪回転用軸受では、外輪の内径を大きくしてグリースの封入量を増やすと、かえって短寿命となることがある。すなわち、図７の玉軸受の要部を拡大した図８に示すように、外輪５２の両端部に取り付けられるシール５４は、通常、ゴム製の環状の取付部５６が外輪５２の環状溝５７に嵌め込まれており、その取付部５６が外輪５２の内周面から突出している。このため、外輪５２の内径が大きいと、遠心力を受けたグリースが外輪５２内周面に沿ってシール取付部５６の突出部分を軸方向外側へ押圧する力が大きくなり、シール取付部５６の変形が大きくなって、シール取付部５６と環状溝５７との間からグリースが漏れてしまうことがある。
【０００４】
また、グリースの封入量を増やすと、グリースの撹拌抵抗も大きくなって軸受温度が高くなり、グリースの軟化が進むので、この点でもグリース漏れが生じやすくなる。
【０００５】
上記のようなグリース漏れに対しては、一般に、シール取付部を変形しにくいゴムで形成したり、発熱の少ないグリースを選定したりする対策がとられている。また、軸受の温度上昇を抑える方法も種々提案されており、例えば、特許文献１では、外輪に嵌め込まれる樹脂製のプーリ本体が外輪の両端面および外周面の両端部を覆わないようにすることにより、軸受の放熱性を高めるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１７４５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特に、エンジン用プーリ軸受等、軸受の限界回転数に近い高速条件で使用される外輪回転用軸受では、グリースに作用する遠心力が大きく、また、軸受温度が高くなりやすいために、上述したような従来の対策では十分に対応できず、グリース漏れによって短寿命となりやすい。
【０００８】
そこで、本発明は、特に高速で外輪回転する外輪回転用軸受のグリース漏れを防止して寿命を延長すること、および長寿命の外輪回転用軸受を用いたプーリを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は、内輪と外輪との間に配される複数の転動体と、前記内輪と外輪との間の環状空間の軸方向両側を塞ぐ一対のシールとを備え、前記各シールは弾性部材で形成された環状の取付部を有し、その取付部が前記外輪の内周面に設けられた環状溝に嵌め込まれており、前記シールで密封された環状空間に潤滑剤が封入され、前記内輪が固定されて外輪が回転可能な状態で使用される外輪回転用軸受において、前記外輪の環状溝に嵌め込まれたシールの取付部を、外輪の環状溝の軸方向中央側の溝縁部よりも径方向内側に突出しないようにした構成を採用した。
【００１０】
すなわち、弾性部材で形成されたシール取付部を、外輪の環状溝の軸方向中央側の溝縁部よりも径方向内側に突出しないようにすることにより、シール取付部がグリースに軸方向外側へ押圧されないようにして、シール取付部と環状溝との間からのグリース漏れを生じにくくしたのである。
【００１１】
上記の構成において、前記転動体がボールである玉軸受の場合は、そのボールの直径をｄ、前記内輪の外径をＤ１、前記外輪の内径をＤ２とするとき、Ｄ１＋ｄ≦Ｄ２≦Ｄ１＋１．２×ｄとなるようにすることが望ましい。すなわち、外輪の内径を前述した従来のレベルよりも小さくすることにより、グリースに作用する遠心力が小さくなって、グリースがシールを軸方向外側へ押圧する力が小さくなるので、グリース漏れが生じにくくなる。また、外輪の両端面の面積が増えることにより、軸受の放熱性が向上して、グリースの軟化を抑えられるので、この点でもグリース漏れを生じにくくすることができる。
【００１２】
さらに、前記外輪の内周面に、前記転動体に対向する段差面を設けて、グリースがシールを軸方向外側へ押圧する力を小さくしたり、前記外輪の環状溝の軸方向中央側の溝縁部を、前記シールの取付部の一部を覆うように張り出させて、グリースがシール取付部と環状溝との間に入り込みにくくしたりすることにより、グリース漏れをより確実に防止することができる。
【００１３】
また、前記外輪が樹脂製回転部材の内周に嵌め込まれた状態で使用される場合は、前記外輪の外周面に前記回転部材との滑りを防止する溝を設けたり、ローレット加工を施したりすることにより、樹脂製回転部材のクリープによる軸方向位置ずれを防止することが望ましい。
【００１４】
そして、本発明のプーリは、樹脂で形成されたプーリ本体の内周に上記構成の外輪回転用軸受を嵌め込んだり、プーリ本体を上記構成の外輪回転用軸受の外輪と一体に形成したりすることにより、長寿命のものとすることができる。また、その外輪回転用軸受の内輪を固定軸と一体に形成することもできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、上述したように、外輪回転用軸受の外輪に取り付けられるシールの取付部を、外輪の環状溝の軸方向中央側の溝縁部よりも径方向内側に突出しないようにして、シール取付部がグリースに軸方向外側へ押圧されないようにしたので、シール取付部と環状溝との間からのグリース漏れを防止して軸受寿命の延長を図ることができ、この構成の外輪回転用軸受を用いたプーリも長寿命のものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の外輪回転用軸受の要部の正面断面図
【図２】図１のシール取付部付近の拡大断面図
【図３】第２実施形態の外輪回転用軸受のシール取付部付近の拡大断面図
【図４】第３実施形態の外輪回転用軸受を用いたプーリの一部切欠き斜視図
【図５】第４実施形態の外輪回転用軸受を用いたプーリの一部切欠き斜視図
【図６】第５実施形態の外輪回転用軸受を用いたプーリの要部の正面断面図
【図７】従来の外輪回転用軸受の要部の正面断面図
【図８】図７のシール取付部付近の拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１および図２は第１実施形態の外輪回転用軸受を示す。この外輪回転用軸受は、図１に示すように、内輪１と外輪２との間に配される複数の転動体としてのボール３と、ボール３を転動自在に保持する保持器４と、内輪１と外輪２との間の環状空間５の軸方向両側を塞ぐ一対のシール６とを備え、両シール６で密封された環状空間５に潤滑剤としてのグリース（図示省略）が封入され、内輪１が固定されて外輪２が回転可能な状態で使用される呼び番号６２０３の玉軸受である。そのシール６は、外輪２内周面の両端部に設けられた環状溝７に取り付けられ、内輪１外周面の両端部に設けられたシール摺接面８に摺接している。
【００１８】
前記内外輪１、２およびボール３は、ボール３の直径をｄ、内輪１の外径をＤ１、外輪２の内径をＤ２とするとき、Ｄ１＋ｄ≦Ｄ２≦Ｄ１＋ｄ×１．２となるように形成されている。すなわち、図７に示した従来の軸受と比べて、ボール３の直径ｄおよび内輪１の外径Ｄ１を同じとすると、外輪２の内径Ｄ２が小さく設計されている。
【００１９】
前記各シール６は、外輪２の環状溝７に嵌め込まれる環状の取付部９と、内輪１のシール摺接面８に摺接する二股のリップ部１０とがゴム製部材（弾性部材）によって形成されており、そのゴム製部材が芯金１１で補強されている。
【００２０】
そして、図２に示すように、前記シール６の取付部９は、その内周面が外輪２の環状溝７の軸方向中央側の溝縁部１２よりも径方向外側に位置し、外輪２の溝縁部１２よりも径方向内側に突出しないようになっている。
【００２１】
この外輪回転用軸受は、上記の構成であり、シール６の取付部９が外輪２の環状溝７の軸方向中央側の溝縁部１２よりも径方向内側に突出せず、グリースに軸方向外側へ押圧されないようになっているので、外輪２が高速回転しても、シール取付部９と外輪２の環状溝７との間からグリースが漏れにくい。
【００２２】
また、外輪２の内径を従来レベルよりも小さくしたことにより、グリースに作用する遠心力が小さくなって、グリースがシール６を軸方向外側へ押圧する力が小さくなるうえ、外輪２の両端面の面積が増えて軸受の放熱性が向上し、グリースの軟化が抑えられるので、これらの点でもグリース漏れが生じにくくなっている。その放熱性向上の効果は、外輪２に樹脂製回転部材が嵌め込まれるような場合に大きくなる。
【００２３】
図３は第２実施形態の外輪回転用軸受を示す。この第２実施形態は、上述した第１実施形態をベースとし、外輪２の内周面にボール３に対向する段差面１３を設けるとともに、外輪２の環状溝７の軸方向中央側の溝縁部１２をシール取付部９の一部を覆うように張り出させたものである。これにより、グリースがシール６を軸方向外側へ押圧する力がさらに小さくなるとともに、グリースがシール取付部９と環状溝７との間に入り込みにくくなるので、第１実施形態よりも確実にグリース漏れを防止することができる。
【００２４】
図４および図５は、それぞれ第３および第４実施形態の外輪回転用軸受１４、１５を樹脂製のプーリ本体（樹脂製回転部材）１６の内周に嵌め込んだプーリを示す。各軸受１４、１５の基本的な構成は第１実施形態のものと同じであり、第３実施形態の軸受１４は外輪２の外周面に螺旋溝１７が設けられている点、第４実施形態の軸受１５は外輪２の外周面にローレット加工が施されている点のみが、第１実施形態と異なる。従って、各プーリは、軸受１４、１５のグリース漏れが生じにくいうえ、プーリ本体１６が軸受外輪２の外周面の螺旋溝１７またはローレット加工部１８に食い込んでクリープを生じにくいものとなっている。
【００２５】
図６は、第５実施形態の外輪回転用軸受を用いたプーリを示す。このプーリは、第１実施形態の軸受をベースとし、その外輪２をプーリ本体１９と一体に形成するとともに、内輪１を固定軸２０と一体に形成したものである。従って、軸受のグリース漏れが生じにくいうえ、プーリ本体や固定軸のクリープによる軸方向位置ずれの心配がない。
【符号の説明】
【００２６】
１内輪
２外輪
３ボール
５環状空間
６シール
７環状溝
９取付部
１２溝縁部
１３段差面
１４、１５外輪回転用軸受
１６プーリ本体
１７螺旋溝
１８ローレット加工部
１９プーリ本体
２０固定軸

【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪との間に配される複数の転動体と、前記内輪と外輪との間の環状空間の軸方向両側を塞ぐ一対のシールとを備え、前記各シールは弾性部材で形成された環状の取付部を有し、その取付部が前記外輪の内周面に設けられた環状溝に嵌め込まれており、前記シールで密封された環状空間に潤滑剤が封入され、前記内輪が固定されて外輪が回転可能な状態で使用される外輪回転用軸受において、前記外輪の環状溝に嵌め込まれたシールの取付部を、外輪の環状溝の軸方向中央側の溝縁部よりも径方向内側に突出しないようにしたことを特徴とする外輪回転用軸受。
【請求項２】
前記転動体がボールであり、そのボールの直径をｄ、前記内輪の外径をＤ１、前記外輪の内径をＤ２とするとき、Ｄ１＋ｄ≦Ｄ２≦Ｄ１＋１．２×ｄであることを特徴とする請求項１に記載の外輪回転用軸受。
【請求項３】
前記外輪の内周面に、前記転動体に対向する段差面を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の外輪回転用軸受。
【請求項４】
前記外輪の環状溝の軸方向中央側の溝縁部を、前記シールの取付部の一部を覆うように張り出させたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の外輪回転用軸受。
【請求項５】
前記外輪が樹脂製回転部材の内周に嵌め込まれた状態で使用され、前記外輪の外周面に前記回転部材との滑りを防止する溝を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の外輪回転用軸受。
【請求項６】
前記外輪が樹脂製回転部材の内周に嵌め込まれた状態で使用され、前記外輪の外周面にローレット加工を施したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の外輪回転用軸受。
【請求項７】
樹脂で形成されたプーリ本体の内周に請求項１乃至６のいずれかに記載の外輪回転用軸受を嵌め込んだプーリ。
【請求項８】
プーリ本体を請求項１乃至４のいずれかに記載の外輪回転用軸受の外輪と一体に形成したプーリ。
【請求項９】
前記外輪回転用軸受の内輪を固定軸と一体に形成したことを特徴とする請求項７または８に記載のプーリ。

【図１】