(57)【要約】【課題】リップが密封側に変形しにくくて、リップが被摺動部材に対して吸着することが殆どなく、かつ、リップが密封側に反転することがない密封装置を提供すること。【解決手段】密封装置８の弾性部材４１に、基部５０から延在すると共に、内軸３の軸方向の端面５９に摺動する環状のアキシアルリップ５１,５２と、基部５０から延在すると共に、各アキシアルリップ５１,５２の密封側に位置し、かつ、内軸３に対して間隔をおいて位置する環状の補強リップ５４,５５とを形成する。各アキシアルリップ５１,５２において、外部側の気圧と、密封側の気圧との気圧差の大きさに基づいて、各アキシアルリップ５１,５２が、補強リップ５４,５５に対して間隔をおいて位置する第１状態か、または、各アキシアルリップ５１,５２が補強リップ５４,５５に接触する第２状態のいずれかをとるようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の固定部と、この固定部から上記固定部の略径方向に延在する径方向延在部とを有する芯金部材と、
上記芯金部材に固定された弾性部材と
を備え、
上記弾性部材は、
上記芯金部材の上記径方向延在部に固着された基部と、
上記基部から延在すると共に、被摺動部材に摺動する環状のリップと、
上記基部から延在すると共に、上記リップの密封側に位置し、かつ、上記被摺動部材に対して間隔をおいて位置する環状の補強リップと
を有し、
上記リップの上記密封側の気圧と、上記リップの上記密封側とは反対側である外部側の気圧との差に基づいて上記リップに作用する力の変動の範囲内において、上記リップが変形し、
上記リップが上記補強リップに対して間隔をおいて位置する第１状態と、上記リップが上記補強リップに接触する第２状態とをとることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
請求項１に記載の密封装置と、
上記芯金部材の上記固定部が固定されると共に、上記密封装置に対して密封側に位置する軌道面を有する第１軌道部材と、
上記被摺動部材と
を備え、
上記被摺動部材は、上記密封装置に対して密封側に位置する軌道面を有する第２軌道部材であり、
上記第１軌道部材の上記軌道面と、上記第２軌道部材の上記軌道面との間に配置された転動体を備えることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封装置に関する。本発明は、特に、軌道面を有する軌道部材が複数の筒部材のみからなる転がり軸受、軌道面を有する軌道部材に軸部材が含まれる転がり軸受（例えば、車輪用転がり軸受）、ウォータポンプ、または、転がり軸受を使用したモータに使用されれば好適な密封装置に関する。また、本発明は、密封装置を備える転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、密封装置としては、特開２００３−２２２１４５号公報（特許文献１）に記載されているものがある。
【０００３】
この密封装置は、ハブユニット（車輪用転がり軸受）において、外輪と、内軸との間を密封している。この密封装置は、芯金部材と、芯金部材に固着された弾性部材とを備える。上記芯金部材は、円筒状の固定部と、径方向延在部とを有し、上記固定部は、外輪の内周面に内嵌されて固定されている。また、上記径方向延在部は、上記固定部から上記固定部の略径方向に延在している。
【０００４】
一方、上記弾性部材は、基部、二つのアキシアルリップ、および、グリースリップを有し、上記基部は、上記径方向延在部に固着されている。上記各アキシアルリップは、上記基部から延在して、上記内軸の軸方向の端面に摺動している。また、上記グリースリップは、上記基部から径方向の内方かつ軸方向の上記内軸の上記端面側とは反対側に延在して、内軸の外周面に対して間隔をおいて位置している。上記グリースリップと、内輪の外周面とは、ラビリンスシールを構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２２２１４５号公報（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記構成の密封装置において、次に示す現象により、アキシアルリップに異常摩耗が発生したり、上記内軸の上記端面に対するアキシアルリップの面圧が大きくなって、この大きな面圧に起因してトルクが増大することがある。
【０００７】
詳しくは、このハブユニットが備えられた車両等が運転されて、密封装置で密封された密封空間の温度が上昇すると、その密封空間内の空気が密封装置を通過して外に排出される。その後、上記車両等が停止して密封空間内の温度が下がった際に、上記密封空間内の圧力が外部の大気圧に対して負圧になって、この負圧に起因して、アキシアルリップが上記内軸の上記端面に押し付けられ、アキシアルリップが上記内軸の上記端面に吸着することがある。そして、この内軸の上記端面に対するアキシアルリップの吸着に起因して、アキシアルリップの先端が異常に摩耗して、アキシアルリップの寿命が短くなったり、昇温したり、異音が発生することがある。また、上記内軸の上記端面に対するアキシアルリップの吸着に起因して、上記内軸の上記端面に対するアキシアルリップの接触面圧が高くなって、トルクが高くなることがある。
【０００８】
更には、上記アキシアルリップの外部側の気圧が、上記アキシアルリップの密封側の気圧よりも過度に大きい場合においては、上記アキシアルリップが密封側に反転することがある。そして、このアキシアルリップの反転が起こると、アキシアルリップの寿命が、急激に短くなると共に、トルクが過度に大きくなる。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、リップが密封側に変形しにくくて、リップが被摺動部材に対して吸着することが殆どなく、かつ、リップが密封側に反転することがない密封装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明は、そのような密封装置を備える転がり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の密封装置は、
筒状の固定部と、この固定部から上記固定部の略径方向に延在する径方向延在部とを有する芯金部材と、
上記芯金部材に固定された弾性部材と
を備え、
上記弾性部材は、
上記芯金部材の上記径方向延在部に固着された基部と、
上記基部から延在すると共に、被摺動部材に摺動する環状のリップと、
上記基部から延在すると共に、上記リップの密封側に位置し、かつ、上記被摺動部材に対して間隔をおいて位置する環状の補強リップと
を有し、
上記リップの上記密封側の気圧と、上記リップの上記密封側とは反対側である外部側の気圧との差に基づいて上記リップに作用する力の変動の範囲内において、上記リップが変形し、
上記リップが上記補強リップに対して間隔をおいて位置する第１状態と、上記リップが上記補強リップに接触する第２状態とをとることを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、例えば、この密封装置を備える車両等の機械の運転の後の停止によって、上記リップの外部側に対して上記リップの密封側の気圧が小さくなって、外部側から密封側への力によって、上記リップが密封側に大きく変形しようとしても、上記リップが上記補助リップに接触することによって、上記リップが上記補助リップから外部側へ力を受けて、上記リップが密封側へ過度に変形することがない。したがって、上記被摺動部材に対するリップの吸着が殆ど起こることがなく、上記リップが密封側に反転することがない。したがって、リップの摩耗を抑制できてリップの寿命を長くすることができる。
【００１３】
また、本発明によれば、上記被摺動部材に対するリップの吸着が殆ど起こることがなくて、上記リップが密封側に反転することがないから、被摺動部材に対するリップの接触面圧が過大になることがない。したがって、被摺動部材に対するリップの摩擦力に起因するトルクを低減できる。また、上記補助リップは、上記被摺動部材に接触することがないから、補助リップの形成に起因するトルクが略零（０）である。したがって、本発明によれば、トルクを低減することができる。
【００１４】
また、本発明の転がり軸受は、
本発明の密封装置と、
上記密封装置の上記芯金部材の上記固定部が固定されると共に、上記密封装置に対して密封側に位置する軌道面を有する第１軌道部材と、
上記被摺動部材と
を備え、
上記被摺動部材は、上記密封装置に対して密封側に位置する軌道面を有する第２軌道部材であり、
上記第１軌道部材の上記軌道面と、上記第２軌道部材の上記軌道面との間に配置された転動体を備えることを特徴としている。
【００１５】
本発明によれば、密封装置の寿命を長くすることができて、トルクを低減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の密封装置によれば、リップが被摺動部材に対して吸着することが殆どなく、かつ、リップが密封側に反転することがない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態である車輪用転がり軸受の軸方向の断面図である。
【図２】図１における第１密封装置周辺の部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１実施形態である車輪用転がり軸受の軸方向の断面図である。
【００２０】
この車輪用転がり軸受は、第１軌道部材としての外輪２、第２軌道部材としての内軸３、内輪４、複数の第１の玉５、複数の第２の玉６、第１実施形態の第１密封装置８および第２密封装置９を備える。上記第１の玉５および第２の玉６は、転動体を構成する。
【００２１】
上記内軸３は、軸方向の一端部に、ブレーキディスク１１を取り付けるための径方向に広がる円板状のブレーキディスク取付用フランジ１０を有する。このブレーキディスク取付用フランジ１０の略中心を中心とする同心円上には、複数のボルト貫通穴が形成されている。上記ブレーキディスク取付用フランジ１０に、ブレーキディスク１１を当接させ、さらに、ブレーキディスク１１にホイール部材１３を当接させた状態で、ホイール部材１３のブレーキディスク１１側とは反対側の端面と、ブレーキディスク取付用フランジ１０との間を、複数のボルト１５で固定している。
【００２２】
上記内軸３の軸方向の他端部には、内輪４が外嵌されて固定されている。上記内軸３における、内輪４と、ブレーキディスク取付用フランジ１０との間には、軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝１６が形成されている。また、上記内輪４の外周面には、軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝１７が形成されている。
【００２３】
上記外輪２は、内軸３におけるブレーキディスク取付用フランジ１０よりも上記他端部側に、内軸３に径方向に対向するように、配置されている。上記外輪２は、軸方向の上記他端部側に、径方向に広がる車体側取付用フランジ１４を有する。この円板状の車体側取付用フランジ１４には、車体側取付用フランジ１４を車体側（ナックル）に取り付けるボルトを挿入するためのボルト貫通穴が複数形成されている。上記外輪２は、外輪２の内周面に軸方向に離間配置された第１軌道面としてのアンギュラ型の第１軌道溝２６および第２軌道面としてのアンギュラ型の第２軌道溝２７を有している。上記第１軌道溝２６は、第２軌道溝２７よりも上記一端部側に位置している。
【００２４】
上記複数の第１の玉５は、内軸３の軌道溝１６と外輪２の第１軌道溝２６との間に、保持器１８に保持された状態で、周方向に所定の間隔を隔てられて配置されている。また、上記複数の第２の玉６は、内輪４の軌道溝１７と外輪２の第２軌道溝２７との間に、保持器１９に保持された状態で、周方向に所定の間隔を隔てられて配置されている。
【００２５】
上記第１密封装置８は、内軸３と外輪２との間における、軸方向の上記一端部側（ブレーキディスク取付用フランジ１０側）の開口付近に配置されている。上記第１密封装置８は、内軸３と外輪２との間における上記一端部側の開口を密封している。
【００２６】
一方、上記第２密封装置９は、内輪４と外輪２との間における、軸方向の上記他端部側（車体取付用フランジ１４側）の開口付近に配置されている。上記第２密封装置９は、内輪４と外輪２との間における上記他端部側の開口を密封している。
【００２７】
図２は、上記車輪用転がり軸受が第１状態をとっているときの、第１密封装置８周辺の部分拡大断面図である。また、図２は、上記車輪用転がり軸受が停止状態で、外部の大気圧と、玉配置空間の気圧とが、略等しい場合における、第１密封装置８周辺の部分拡大断面図である。
【００２８】
図２に示すように、上記第１密封装置（以下、単に密封装置という）８は、金属製の芯金部材４０と、ゴム製の弾性部材４１とを備え、芯金部材４０は、筒状の固定部６０と、径方向延在部６１とを有する。上記固定部６０は、外輪２の内周面のブレーキディスク取付用フランジ部１０側の端部に、内嵌されて固定されている。また、上記径方向延在部６１は、固定部６０から固定部６０の略径方向に延在している。
【００２９】
一方、上記弾性部材４１は、ブロック状の基部５０、環状の第１アキシアルリップ５１、環状の第２アキシアルリップ５２、環状のラジアルリップ５３、環状の第１補強リップ５４および環状の第２補強リップ５５を有し、基部５０は、径方向延在部６１に固着されている。
【００３０】
上記第１アキシアルリップ５１は、第２アキシアルリップ５２よりも径方向の外方に位置している。上記第１アキシアルリップ５１および第２アキシアルリップ５２の夫々は、基部５０から軸方向のブレーキディスク取付用フランジ１０側かつ径方向の外輪２側（径方向の外方側）に延在している。上記第１アキシアルリップ５１および第２アキシアルリップ５２の夫々は、ブレーキディスク取付用フランジ１０の軸方向の第１の玉５側の端面５９に摺動するようになっている。
【００３１】
上記ラジアルリップ５３は、基部５０から軸方向の第１の玉５側かつ径方向の内方側に延在している。上記ラジアルリップ５３は、内軸３の外周面に摺動するようになっている。
【００３２】
上記第１補強リップ５４は、基部５０から軸方向のブレーキディスク取付用フランジ１０側かつ径方向の外輪２側（径方向の外方側）に延在している。上記第１補強リップ５４は、第１アキシアルリップ５１と、第２アキシアルリップ５２との間に位置している。図２に示すように、密封装置８の内外の気圧差がない状態で、上記第１補強リップ５４は、第１アキシアルリップ５１に対して間隔をおいて位置し、また、第２アキシアルリップ５２に対して間隔をおいて位置している。また、上記第１補強リップ５４は、第１および第２アキシアルリップ５１,５２の摺動面であるブレーキディスク取付用フランジ１０の軸方向の端面５９に間隔をおいて位置している。
【００３３】
上記第１補強リップ５４の外部側の環状面７０は、第１アキシアルリップ５１の密封側の環状面７１に、僅かな間隔をおいて対向している。上記第１補強リップ５４の外部側の環状面７０は、第１アキシアルリップ５１の密封側の環状面７１に対応する形状をしている。上記第１補強リップ５４の外部側の環状面７０は、第１アキシアルリップ５１の密封側の環状面７１の延在方向に沿うように延在している。
【００３４】
上記第２補強リップ５５は、第２アキシアルリップ５２の密封側に位置している。上記第２補強リップ５５の外部側の環状面８０は、第２アキシアルリップ５２の密封側の環状面８１に僅かな間隔をおいて対向している。上記第２補強リップ５５の外部側の環状面８０は、第２アキシアルリップ５２の密封側の環状面８１に対応する形状をしている。上記第２補強リップ５５の外部側の環状面８０は、第２アキシアルリップ５２の密封側の環状面８１の延在方向に沿うように延在している。
【００３５】
上記構成において、この密封装置は、密封装置の内外の気圧差に基づいて、次のように動作する。
【００３６】
すなわち、上記密封装置８が、密封している密封室、すなわち、玉配置室９０の気圧が、外部の大気圧以上である場合、第１および第２アキシアルリップ５１,５２の夫々は、組み込み位置に静止するか、または、密封装置８の内外の気圧差に基づいて外部側に変形する。したがって、この場合、上記第１および第２アキシアルリップ５１,５２は、摺動面である内軸３の端面５９に吸着することがなく、かつ、密封側（玉配置室９０側）に反転することがない。
【００３７】
一方、上記車輪用転がり軸受が、運転した後、停止した場合等において、上記密封空間内の気圧が外部の大気圧に対して負圧であって、かつ、密封装置８の内外の気圧差が大きい場合、第１アキシアルリップ５１が、密封側である第１補強リップ５４側に移動して、第１補強リップ５４に接触するようになっている。また、上記第２アキシアルリップ５２が、密封側である第２補強リップ５５側に移動して、第２補強リップ５５に接触するようになっている。このようにして、上記車輪用転がり軸受が第２状態をとるようになっている。
【００３８】
この場合において、さらに詳しくは、上記第１補強リップ５４は、第１アキシアルリップ５１の腹部分、すなわち、軸方向の断面において、第１アキシアルリップ５１の密封側の表面において曲率が最も大きい部分に接触するようになっている。そして、上記腹部分をサポートし、上記腹部分の過度の変形を防止するようになっている。また、上記第２補強リップ５５も、第１補強リップ５４同様、第２アキシアルリップ５２の腹部分に接触して、この腹部分をサポートして、腹部分の過度の変形を防止するようになっている。
【００３９】
上記実施形態の密封装置８によれば、この密封装置８を備える車輪用転がり軸受の運転の後の停止によって、アキシアルリップ５１,５２の外部側に対するアキシアルリップ５１,５２の密封側の気圧が小さくなって、外部側から密封側への力によって、アキシアルリップ５１,５２が密封側に大きく変形しようとしても、アキシアルリップ５１,５２が補助リップ５４,５５に接触することによって、アキシアルリップ５１,５２が補助リップ５４,５５から外部側へ力を受ける。したがって、上記アキシアルリップ５１,５２が密封側へ過度に変形することがない。したがって、被摺動部材である内軸３の端面５９（図２参照）に対するアキシアルリップ５１,５２の吸着が殆ど起こることがなく、アキシアルリップ５１,５２が密封側に反転することがない。したがって、上記アキシアルリップ５１,５２の摩耗を抑制できてアキシアルリップ５１,５２の寿命を長くすることができる。
【００４０】
また、上記実施形態の密封装置８によれば、内軸３の端面５９に対するアキシアルリップ５１,５２の吸着が殆ど起こることがなくて、アキシアルリップ５１,５２が密封側に反転することがないから、アキシアルリップ５１,５２の摩擦力に起因するトルクを低減できる。また、上記補助リップ５４,５５は、被摺動部材、すなわち、内軸３に接触することがないから、補助リップ５４,５５の形成に起因するトルクが略零（０）である。したがって、本発明によれば、トルクを低減することができる。
【００４１】
尚、上記実施形態の密封装置８では、補強リップ５４,５５が二つ存在し、この補強リップが接触によりサポートするリップ（第１、第２アキシアルリップ５１,５２）が二つ存在したが、この発明では、補強リップの数は、一または三以上であっても良く、補強リップが、接触によってサポートするリップは、一または三以上であっても良い。
【００４２】
また、上記実施形態の密封装置８では、ラジアルリップ５３を補強する補強リップが存在していなかったが、ラジアルリップを補強する補強リップを形成しても良い。このようにすると、内外の気圧差がある場合に限らず、密封装置の組み込み時に、ラジアルリップの反転等の問題がある場合においても、ラジアルリップの反転を防止できて好ましい。
【００４３】
また、上記実施形態の密封装置８では、全てのアキシアルリップ５１,５２において、各アキシアルリップ５１,５２をサポートする補強リップ５４,５５を設けたが、この発明では、補強リップによってサポートされないアキシアルリップが存在していても良い。
【００４４】
また、上記実施形態の密封装置８では、補強リップ５４,５５で補強されたリップ（アキシアルリップ５１,５２）が、内軸３の軸方向の端面５９（図２参照）に摺動する構成であったが、この発明では、補強リップで補強されたリップは、内軸の外周面、スリンガ（軸方向の半断面において断面略Ｌ字状の形状を有する部材）のフランジ部の軸方向の端面、スリンガの周面、内輪の軸方向の端面、内輪の外周面、外輪の軸方向の端面、または、外輪の内周面等に摺動する構成であっても良い。
【００４５】
また、上記実施形態の密封装置８は、二つのアキシアルリップ５１,５２と、一つのラジアルリップ５３とを有していたが、この発明では、密封装置は、一または三以上のアキシアルリップを有していても良く、また、アキシアルリップを有していなくても良い。また、この発明では、二以上のラジアルリップを有していても良く、また、ラジアルリップを有していてなくても良い。
【００４６】
また、上記実施形態の密封装置８は、ラビリンスシールを有していなかったが、この発明は、ラビリンスシールを有していても良い。
【００４７】
また、上記車輪用転がり軸受では、玉配置室９０の軸方向の一端側の開口の近傍に、本発明の密封装置８が配置されていたが、本発明の密封装置は、車輪用転がり軸受の転動体配置室（潤滑剤封入室）の軸方向の両側、又は、軸方向の他端側のみの開口の近傍のみに配置されても良い。
【００４８】
尚、リップが複数存在して、補強リップによってサポートされないリップが存在する場合、反転が起こりやすいリップを、補強リップで補強することが好ましいのは、言うまでもない。
【００４９】
また、上記実施形態では、転がり軸受が、内軸３を有する車輪用転がり軸受であったが、この発明の転がり軸受は、軌道面を有する部材が複数（２以上）の筒部材のみからなる構成であっても良い。また。この発明の転がり軸受は、ウォータポンプ、または、モータ等であっても良く、転動体および軌道面を有する如何なる転がり軸受であっても良い（尚、この明細書では、転がり軸受を、転動体と、この転動体が転動する軌道面とを有する装置として定義する）。また、この発明の転がり軸受は、転動体は、玉でなくて、ころであっても良い、また、玉ところの両方であっても良い。転動体が、ころであるとは、転動体が、円錐ころである場合、円筒ころである場合および凸面ころである場合を含むが、転動体がころである場合、転動体が円錐ころであると好ましい。また、この発明の転がり軸受は、第１軌道部材は、一体部材であっても、複数の部材からなっていても良く、第２軌道部材も、一体部材であっても、複数の部材からなっていても良い。また、この発明の転がり軸受は、転動体が、単列で配置されても良く、転動体が、２列以上に亘って配置されていても良い。
【符号の説明】
【００５０】
２  外輪
３  内軸
４  内輪
５  第１の玉
６  第２の玉
８  密封装置
４０  芯金部材
４１  弾性部材
５０  基部
５１  第１アキシアルリップ
５２  第２アキシアルリップ
５４  第１補強リップ
５５  第２補強リップ
５９  内軸の軸方向の端面
６０  固定部
６１  径方向延在部
９０  玉配置室
【図１】
2010230059.tif 000003
【図２】
2010230059.tif 000004