(57)【要約】【課題】大量の被水や冠水の環境で使用しても耐水性を維持することができる転がり軸受用密封装置を提供する。【解決手段】転がり軸受のシール２０のスリンガ４０に面する側面には軸受の外方に向かって拡径するアキシアルリップ３２が形成されている。そして、スリンガ４０のシール２０に対向する平坦面４４には、スリンガ４０を軸方向に屈曲させ軸受内方に突出させた凸状部４６が形成され、アキシアルリップ３２の先端がスリンガ４０の凸状部４６よりも径方向外方でスリンガ４０の平坦面４４に接触している。そして、アキシアルリップ３２の径方向内方の内側面３４とスリンガ４９の凸状部４６の径方向外方に形成された外径側斜面４７がラビリンスを形成し、アキシアルリップ３２が形成された位置よりも径方向内方のシール２０の側面３０とスリンガ４０の凸状部４６の頂上部４７がラビリンスを形成することを特徴とする。【選択図】図２
2010025252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪に固定されたシールと、該シールの軸受外側に内輪と同軸に配設されたスリンガとを備え、該シールと該スリンガとの間に郭定される空隙がスリンガの外径側の端で軸受の外部に開口する構成とされた転がり軸受用密封装置であって、
前記シールの前記スリンガに面する側面には軸受の外方に向かって拡径するアキシアルリップが形成されており、
前記スリンガの前記シールに対向する面は平坦面とされており、該スリンガの平坦面には、該スリンガを軸方向に屈曲させ該平坦面に対して軸受内方に突出させた凸状部が形成されており、
前記アキシアルリップの先端が、前記スリンガの凸状部よりも径方向外方で、該スリンガの平坦面に接触状態または非接触の近接状態となる構成とされており、
前記アキシアルリップの径方向内方の内側面と前記スリンガの凸状部の径方向外方に形成された外径側斜面が非接触の近接状態とされてラビリンスを形成し、
前記アキシアルリップが形成された位置よりも径方向内方のシールの側面と前記スリンガの凸状部の頂上部が非接触の近接状態とされてラビリンスを形成することを特徴とする転がり軸受用密封装置。
【請求項２】
請求項１に記載の転がり軸受用密封装置であって、
前記アキシアルリップの先端よりも径方向外方のシールの側面には軸受の外方に向けて突起部が形成されており、該突起部と前記スリンガが非接触の近接状態とされてラビリンスを形成す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】
【技術分野】
【０００１】
この発明は転がり軸受用密封装置に関する。具体的には内輪と外輪の間をシールで覆い、シールの外側にスリンガを設ける構成とされた転がり軸受用密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用のエンジン周辺補機に使用されるアイドラ用軸受、例えばアイドラプーリに使用される軸受は、水や塵などの異物が軸受の内部に侵入することを抑止するために、円環状のシールで外輪と内輪の間を覆う密封装置を備えている。そして、この種の軸受は内輪と外輪の相対回転を許容する必要があるため、シールの外周を外輪に固定しシールの内周にシールリップを設けて内輪に摺接させる等の構成とされている。
【０００３】
そして、アイドラ用軸受は高速回転で使用されるので、シールの摺動部の発熱を防ぐために、シールリップは少量のしめしろを有する軽接触タイプとする必要がある。そのため、外輪と内輪の間をシールで覆うだけでは外部からの水や塵に対する密封性が十分とはいえず、水や塵がシールリップと内輪の間から軸受内部に進入するのを抑止することが困難である。
そこで、軸受の耐水性を高めるために、通常は、シールの外側にスリンガと呼ばれる遮蔽板を設けて、シールリップに直接水や塵がかからない構成とされている。
【０００４】
そして、さらに耐水性を向上させるために、シールから軸方向外方にアキシアルリップを延設形成し、アキシアルリップをスリンガに接触させる構成として、シールとスリンガの隙間を塞ぐ構成とされることがある。
例えば、特開２００４−１１７３２号公報（特許文献１）には、シールがアキシアルリップを有する構成の軸受の密封構造が記載されている。
図３に、特許文献１に記載されている軸受の密封構造とほぼ同様の構造のシール本体１１０とスリンガ１０５による密封構造を示す。シール本体１１０には、スリンガ１０５の内周側の軸に平行な部位に摺接するシールリップ１２０と、スリンガ１０５の軸に垂直な部位に摺接するアキシアルリップ１１２が形成されている。このアキシアルリップ１１２がスリンガ１０５に接触して、水や塵等の異物がシールリップ１２０の周囲に達する径路を塞ぐため、軸受の防水性、防塵性が高められ、軸受の密封性の向上が期待できる。
【特許文献１】特開２００４−１１７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、アキシアルリップをスリンガに接触させる構成では、アキシアルリップのスリンガに対する締め代が、耐水性能に大きく影響する。また、アキシアルリップとスリンガでラビリンスを形成する構成でも、ラビリンスの隙間の幅が耐水性能に影響を与える。そこで、スリンガの精度およびそれに影響を与えるスリンガの剛性を確保することが設計上重要となっていた。
また、アキシアルリップとスリンガの接触部または隙間を越えて、軸受の径方向内方に水が侵入した場合は、通常の用途では、シールリップにより耐水性を確保することができる。しかし、特殊な用途で使用される場合などにおいては、更なる耐水性の向上を検討することが必要となっていた。
【０００６】
そして、昨今は、自動車の使用条件が厳しくなり、大量の被水条件下における使用など、アキシアルリップによる耐水性以上の耐水性を必要とする条件下での使用が求められるようになってきた。そこで、大量の被水があった場合でも耐水性を維持できるように、スリンガの剛性を高めて、スリンガの振れやそりの発生を抑えて、アキシアルリップとスリンガの接触状態を安定させ、またはラビリンスの隙間の幅を安定させることが必要である。また、アキシアルリップとスリンガの接触部またはアキシアルリップとスリンガによって形成されるラビリンスから軸受の径方向内方に水等の異物が侵入した場合に備えて、アキシアルリップより径方向内方においてさらに耐水性を向上させることが必要である。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、大量の被水や冠水の環境で使用しても耐水性を維持することができる転がり軸受用密封装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明にかかる転がり軸受用密封装置は次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、外輪に固定されたシールと、該シールの軸受外側に内輪と同軸に配設されたスリンガとを備え、該シールと該スリンガとの間に郭定される空隙がスリンガの外径側の端で軸受の外部に開口する構成とされた転がり軸受用密封装置であって、
前記シールの前記スリンガに面する側面には軸受の外方に向かって拡径するアキシアルリップが形成されており、
前記スリンガの前記シールに対向する面は平坦面とされており、該スリンガの平坦面には、該スリンガを軸方向に屈曲させ該平坦面に対して軸受内方に突出させた凸状部が形成されており、
前記アキシアルリップの先端が、前記スリンガの凸状部よりも径方向外方で、該スリンガの平坦面に接触状態または非接触の近接状態となる構成とされており、
前記アキシアルリップの径方向内方の内側面と前記スリンガの凸状部の径方向外方に形成された外径側斜面が非接触の近接状態とされてラビリンスを形成し、
前記アキシアルリップが形成された位置よりも径方向内方のシールの側面と前記スリンガの凸状部の頂上部が非接触の近接状態とされてラビリンスを形成することを特徴とする。
【０００９】
この第１の発明によれば、スリンガの平坦面に凸状部を設けてスリンガを屈曲させることにより、スリンガの剛性が高まる。よって、スリンガの振れやそりの発生が抑えられるので、アキシアルリップがスリンガに接触する構成では、アキシアルリップがスリンガから離れることが抑制される。そして、アキシアルリップとスリンガが安定した接触状態を維持することができる。また、アキシアルリップがスリンガと非接触の近接状態とされる構成では、アキシアルリップとスリンガが形成するラビリンスの隙間の幅の変化が抑制される。よって、アキシアルリップを越えて水が軸受の内径側に侵入するのを抑制することができる。
また、アキシアルリップがスリンガに接触する位置よりも径方向内方において、アキシアルリップの径方向内側の内側面とスリンガの凸状部の径方向外方の外径側斜面がラビリンスを形成し、さらに、アキシアルリップの形成された位置よりも径方向内方のシールの側面とスリンガの凸状部の頂上部がラビリンスを形成する。よって、アキシアルリップを越えて水が軸受の径方向内方に侵入した場合でも、アキシアルリップの内径側に形成されるラビリンスによって、水が軸受の内輪付近へ侵入することを抑制することができ、軸受の耐水性を向上させることができる。
【００１０】
次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る転がり軸受用密封装置であって、
前記アキシアルリップの先端よりも径方向外方のシールの側面には軸受の外方に向けて突起部が形成されており、該突起部と前記スリンガが非接触の近接状態とされてラビリンスを形成することを特徴とする。
この第２の発明によれば、アキシアルリップの先端よりも径方向外方のシールの側面の突起部とスリンガがラビリンスを形成する。よって、スリンガの外径側の端からアキシアルリップの外径側のシールとスリンガの隙間への水や塵等の異物の侵入が抑制される。
【発明の効果】
【００１１】
上述の本発明の各発明によれば、次の効果が得られる。
まず、上述の第１の発明によれば、スリンガの剛性が高まるため、アキシアルリップとスリンガが接触状態では、接触状態が維持され、アキシアルリップとスリンガが非接触状態では、ラビリンスの隙間の幅がほぼ一定に保たれて、アキシアルリップによる耐水性が向上する。また、アキシアルリップを越えて水が軸受内部に侵入した場合でも、アキシアルリップの内径側に形成されるラビリンスによって、水が軸受の内輪付近へ侵入することを抑制することができ、軸受の耐水性を向上させることができる。
次に上述の第２の発明によれば、スリンガの外径側の端からアキシアルリップの外径側のシールとスリンガの隙間への水や塵等の異物の侵入が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について実施例にしたがって説明する。
図１に本発明の一実施例における転がり軸受用密封装置を備えた転がり軸受１０を使用するアイドラプーリ５０の部分断面図を示す。そして、図２には図１に示した転がり軸受１０の密封装置部分の拡大図を示す。
図１および図２に示すように、転がり軸受１０はアイドラプーリ５０に使用される外輪回転タイプの複列玉軸受であって、内輪１２、外輪１４、複列の球１６、球１６を保持する保持器１８，内輪１２と外輪１４の間を覆うシール２０、シール２０の軸受外側に設けられたスリンガ４０から構成されている。そして、これらの構成要素のうちで、内輪１２、外輪１４、シール２０およびスリンガ４０が転がり軸受１０を密封する密封装置を形成している。
【００１３】
シール２０は金属製の芯金２２の軸受外側をゴム製の被覆部２４で覆った円環状の部材であって、シール２０の外周縁部にはシール２０を外輪１４に取付けるための固定部２６が形成されている。そして、固定部２６が外輪１４の内径面に設けられたシール溝１５に装着されて、シール２０が外輪１４に固定されている。そして、シール２０の内周縁部の軸受内側にはシールリップ２８が形成されており、シールリップ２８は内輪１２の外径側に軸方向に垂直に形成された摺接面１３に摺接している。そして、シール２０が外輪１４と共に高速回転すると、シールリップ２８は内輪１２の摺接面１３に摺接しながら高速回転する。そのため、シールリップ２８の摩耗を低減させるためシールリップ２８は摺接面１３に対して軽接触とされている。
【００１４】
そして、図２に示すように、シール２０の固定部２６とシールリップ２８の間の軸方向外方は平坦な側面３０とされており、側面３０の径方向の中央部よりもやや内径側よりに、軸受の外方に向けて拡径する円錐形状のアキシアルリップ３２が延設形成されている。また、シール２０の側面３０の外径側の端でアキシアルリップ３２の先端よりも径方向外方となる位置に、軸受外方に向けて突起部３６が形成されている。
【００１５】
スリンガ４０は円環状の金属板であって、図２に示すように、内径側に内周の縁を転がり軸受１０の内側向きに円筒状に曲げた円筒部４２が形成されており、円筒部４２が内輪１２の外径側に圧入されて、スリンガ４０が内輪１２に固定されている。なお、スリンガ４０を軸に直接固定する構成としてもよい。
そして、スリンガ４０がシール２０の側面３０に対向する部分はシール２０の側面３０とほぼ平行な平坦面４４とされており、スリンガ４０の外径側の端は、シール２０、外輪１４の内径面及びアイドラプーリ５０の鍔５２との間に空隙を有しており、軸受の外部に対して開口している。
そして、スリンガ４０の平坦面４４の径方向中央部からやや内径側よりに、スリンガ４０を全周にわたって軸方向に屈曲させ、平坦面４４に対して軸受内方に突出させた、円環状の凸状部４６が形成されている。そして、凸状部４６の径方向中央には表面が軸方向に垂直な頂上部４８が形成され、頂上部４８の径方向外方には表面の軸方向に対する傾斜が一定の外径側斜面４７が形成されている。
【００１６】
そして、図２に示すとおり、アキシアルリップ３２の先端が、スリンガ４０の凸状部４６よりも径方向外方で、スリンガ４０の平坦面４４に接触状態とされている。
そして、アキシアルリップ３２の径方向内側の内側面３４とスリンガ４０の凸状部４６の外径側斜面４７はほぼ平行で非接触の近接状態とされラビリンスを形成している。また、アキシアルリップ３２が形成された位置よりも径方向内方のシール２０の側面３０とスリンガ４０の凸状部４６の頂上部４８はほぼ平行で非接触の近接状態とされラビリンスを形成している。
【００１７】
また、シール２０の側面３０の突起部３６は、アキシアルリップ３２の先端がスリンガ４０の平坦面４４に接触する位置よりも径方向外方で、スリンガ４０の平坦面４４と非接触の近接状態とされてラビリンスを形成している。
なお、シール２０の側面３０の突起部３６をスリンガ４０の外径側の先端の径方向外方位置にスリンガ４０に対して非接触の近接状態で張り出させて、突起部３６がスリンガ４０の先端とラビリンスを形成する構成とすることもできる。
【００１８】
上述の実施例によれば、スリンガ４０の平坦面４４に凸状部４６を設けてスリンガ４０を屈曲させることにより、スリンガ４０の剛性が高まる。よって、軸受に圧入後のスリンガ４０の精度変化を防ぐことができ、スリンガ４０の振れやそりの発生が抑えられるので、アキシアルリップ３２がスリンガ４０から離れることが抑制される。そして、アキシアルリップ３２とスリンガ４０が安定した接触状態を維持することができる。よって、アキシアルリップ３２を越えて水等の異物が軸受の内径側に侵入するのを抑止することができる。
【００１９】
また、上述の実施例によれば、アキシアルリップ３２がスリンガ４０の平坦面４４に接触する位置よりも径方向内方において、アキシアルリップ３２の径方向内側の内側面３４とスリンガ４０の凸状部４６の外径側斜面４７がラビリンスを形成する。そして、アキシアルリップ３２の形成された位置よりも径方向内方では、シール２０の側面３０とスリンガ４０の凸状部４６の頂上部４８がラビリンスを形成する。よって、アキシアルリップ３２を越えて水が軸受の径方向内方へ侵入した場合でも、アキシアルリップ３２の内径側に形成されるラビリンスによって、水等の異物が軸受の内輪付近へ侵入することを抑制することができ、軸受の耐水性を向上させることができる。
【００２０】
また、上記の実施例によれば、アキシアルリップ３２の先端よりも径方向外方で、シール２０の側面３０の突起部３６とスリンガ４０の平坦面４４がラビリンスを形成する。よって、スリンガ４０の外径側の先端からアキシアルリップ３２の外径側のシール２０とスリンガ４０の隙間への水等の異物の侵入が抑止され、軸受の耐水性を向上させることができる。
【００２１】
上記の実施例では、アキシアルリップ３２の先端とスリンガ４０の平坦面４４が接触する構成としたが、アキシアルリップ３２の先端とスリンガ４０の平坦面４４が非接触の近接状態とされた構成とすることもできる。この場合は、スリンガ４０を屈曲させて剛性を高めたことにより、アキシアルリップ３２とスリンガ４０が形成するラビリンスの隙間の幅の変化を抑制できる。よって、ラビリンスが有効に働き、アキシアルリップ３２を越えて水等の異物が軸受の内径側に侵入するのを抑制することができる。
【００２２】
上記の実施例では、アイドラプーリに使用する外輪回転タイプの複列玉軸受の例を示したが、本発明に係る転がり軸受用密封装置の用途はアイドラプーリ用の複列玉軸受に限られない。本発明に係る転がり軸受用密封装置は複列、単列、外輪回転、内輪回転を問わず、転がり軸受一般に適用できるものである。
その他、本発明に係る転がり軸受用密封装置はその発明の思想の範囲で、各種の形態で実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】一実施例における転がり軸受用密封装置を備えた軸受を使用したアイドラプーリの部分断面図である。
【図２】図１における転がり軸受用密封装置に関する部分の拡大図である。
【図３】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０   転がり軸受
１２   内輪
１３   摺接面
１４   外輪
１５   シール溝
１６   球
１８   保持器
２０   シール
２２   芯金
２４   被覆部
２６   固定部
２８   シールリップ
３０   側面
３２   アキシアルリップ
３４   内側面
３６   突起部
４０   スリンガ
４２   円筒部
４４   平坦面
４６   凸状部
４７   外径側斜面
４８   頂上部
５０   アイドラプーリ
５２   鍔
【図１】
2010025252.tif 000003
【図２】
2010025252.tif 000004
【図３】
2010025252.tif 000005