(57)【要約】【課題】  摺動トルクが小さく、且つ転がり軸受の外部に高圧が作用しても確実にシールすることができる密封装置を備えた転がり軸受を提供する。【解決手段】  転がり軸受１０の内輪１２は、その軸方向端部に設けられ、軸方向外方に面して形成されたフランジ面１２ｂと、フランジ面１２ｂから連続する円筒面１２ｃとからなる段差部１２ｄを有する。密封装置１４は、フランジ面１２ｂに近接対向して配置されるシール基部１６ｃと、シール基部１６ｃから半径方向中心に向かって延びて円筒面１２ｄに摺接するシールリップ１６ｄと、を備える。シールリップ１６ｄの円筒面１２ｃに対する締め代Ｂは、外輪１１と内輪１２の半径方向ガタをΔｒとすると、Δｒ／２以上に設定されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面の間に転動自在に配設された複数の転動体と、外周縁部が前記外輪の軸方向端部に固定されて前記外輪と前記内輪との間を密封する密封装置と、を備える転がり軸受であって、
前記内輪は、その軸方向端部に設けられ、軸方向外方に面して形成されたフランジ面と、フランジ面から連続する円筒面とからなる段差部を有し、
前記密封装置は、前記フランジ面に近接対向して配置されるシール基部と、前記シール基部から半径方向中心に向かって延びて前記円筒面に摺接するシールリップと、を備え、
前記シールリップの前記円筒面に対する締め代は、前記外輪と前記内輪の半径方向のガタをΔｒとしたとき、Δｒ／２以上であ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、転がり軸受に関し、より詳細には、例えば、自動車用エンジンのスロットルチャンバ等のように外部から圧力が作用する環境で用いるのに好適な転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外部からの異物が転がり軸受内に侵入するのを防止するため、転がり軸受には密封装置が配設されている。特に、転がり軸受の内外に圧力差がある環境で用いられる転がり軸受では、密封装置のシールリップが内輪の端部に形成された段差部のフランジ面と摺接するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図２に示すように、特許文献１に開示された転がり軸受１００は、密封装置であるシールリング１０１の外周縁部に形成した係止部１０２が、外輪１０３の端部内周面に形成した係止溝１０４に係止されて外輪１０３に固定されている。また、シールリング１０１の内周縁部に形成したシール突条部１０５が、内輪１０６の端部に形成したシール溝の側面１０７に摺接して転がり軸受１００をシールしている。これにより、転がり軸受１００の外部の圧力が高くなると、シール突条部１０５がシール溝の側面１０７に押し付けられてシール突条部１０５の好ましくない変形や側面１０７からの浮き上りを防止している。
【０００４】
また、シールリップが内輪の外周面に摺接する転がり軸受が、自動車用エンジンのスロットル装置に適用されたものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。図３に示すように、特許文献２に開示されたスロットル装置２００は、一対の転がり軸受２０１により回動自在に両端が支持された弁軸２０２がスロットルボディ２０３の内部に設けられたスロットルチャンバ２０４を横断して配設されている。弁軸２０２には、弁体２０５が固定されており、弁軸２０２を回動することによりエンジンの吸気通路を開閉するようになっている。
【０００５】
弁軸２０２を回動自在に支持する転がり軸受２０１は、図４に示すように、外輪２０６と、内輪２０７と、転動体である複数の玉２０８と、密封装置２０９と、を備えている。密封装置２０９は、金属製の取付けリング２１０と弾性材料により環状に形成されたリップシール２１１とからなり、取付けリング２１０が外輪２０６の内周面に固定されてリップシール２１１の内周縁部が内輪２０７の外周面２０７ａに摺接している。これにより、スロットルチャンバ２０４の高圧流体が嵌合隙間から矢印Ａ方向に漏れ出して転がり軸受２０１の外部圧力が高くなっても転がり軸受２０１をシールする。
【特許文献１】特開２００４−６０６７７号公報
【特許文献２】特開平１１−２００８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図２に示す特許文献１に開示されているシールリング１０１のシール突条部１０５は、内輪１０６のシール溝の側面１０７に摺接するように構成されている。このため、外部と連通するシール突条部１０５とシール溝との間にはラビリンスシールが構成され、このラビリンスシール構造によってポンピング作用が発生し、近接する流体が軸受内部へ流入する可能性がある。また、軸方向ガタにより外輪１０３と内輪１０６との相対位置が軸方向に移動すると、シール突条部１０５が側面１０７から離間する可能性がある。シール突条部１０５が側面１０７から離間しないようにシール突条部１０５の側面１０７に対する締め代ａは、軸方向ガタ量より大きく設定される。このため、摺動トルクが大きくなり、更にシール突条部１０５が摩耗し易くなってシールリング１０１の耐久性に問題があった。
【０００７】
図４に示す特許文献２に開示されているスロットル装置２００の密封装置２０９は、リップシール２１１の内周縁部が内輪２０７の外周面２０７ａに摺接しているので、軸方向ガタにより外輪２０６と内輪２０７が相対的に軸方向に移動してもリップシール２１１は影響を受けることはなく、確実にシールする。しかしながら、転がり軸受２０１の外部に高い圧力が作用すると、弾性材料によって形成されたリップシール２１１の先端部２１１ａが変形して軸受内部側に折れ曲がり、シール性能が低下する虞があった。
【０００８】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、摺動トルクが小さく、且つ転がり軸受の外部に高圧が作用しても確実にシールすることができる密封装置を備えた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】
【０００９】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面の間に転動自在に配設された複数の転動体と、外周縁部が前記外輪の軸方向端部に固定されて前記外輪と前記内輪との間を密封する密封装置と、を備える転がり軸受であって、
前記内輪は、その軸方向端部に設けられ、軸方向外方に面して形成されたフランジ面と、フランジ面から連続する円筒面とからなる段差部を有し、
前記密封装置は、前記フランジ面に近接対向して配置されるシール基部と、前記シール基部から半径方向中心に向かって延びて前記円筒面に摺接するシールリップと、を備え、
前記シールリップの前記円筒面に対する締め代は、前記外輪と前記内輪の半径方向のガタをΔｒとしたとき、Δｒ／２以上であることを特徴とする転がり軸受。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の転がり軸受によれば、密封装置は、フランジ面に近接対向して配置されるシール基部と、シール基部から半径方向中心に向かって延びて円筒面に摺接するシールリップと、を備えるので、通常回転時は、シールリップが円筒面に摺接するのみであるので摺動トルクを小さくすることができ、転がり軸受の外部に高い圧力が作用する場合には、シールリップが転がり軸受の内側に向かって変形し始めるが、シール基部とフランジ面が当接するので、それ以上の変形は防止される。これにより、円筒面に摺接するシールリップは、円筒面から離れることはなく密封性能が正常に維持される。また、シールリップは段差部の円筒面に摺接するので、密封装置と内輪間でのポンピング作用の発生を防止することができ、近接する流体が軸受内部へ流入することを防止できる。
【００１１】
また、シールリップの円筒面に対する締め代は、外輪と内輪の半径方向ガタをΔｒとしたとき、Δｒ／２以上であるので、外輪または内輪がガタ分だけ半径方向に相対移動してもシールリップは円筒面から離間することはなく、常に安定した密封性能が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る転がり軸受の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施形態である転がり軸受の要部縦断面図である。転がり軸受１０は、例えば、図３に示すようなスロットル装置２００の弁軸２０２を支持し、外部に高圧が作用するものであり、図１に示すように、外輪１１と、内輪１２と、転動体である複数の玉１３と、密封装置１４と、を備える。
【００１４】
外輪１１の内周面には玉１３の外輪軌道面１１ａが形成され、内輪１２の外周面には玉１３の内輪軌道面１２ａが形成されている。複数の玉１３は、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間で転動自在に配置され、保持器（図示せず）により円周方向に等間隔に保持される。外輪１１の内周面軸方向端部には、係止溝１１ｂが設けられている。また、内輪１２の外周面軸方向端部には、内輪１２の軸方向外方に面して形成されたフランジ面１２ｂおよびフランジ面１２ｂから連続する円筒面１２ｃからなる段差部１２ｄが形成されている。外輪１１および内輪１２間の玉１３の両側に配置された密封装置１４（図１は、一方のみ示す。）は、転がり軸受１０内に封入されたグリース（図示せず）が転がり軸受１０の外部へ漏れるのを防止すると共に、転がり軸受１０の外部の異物（例えば、混合ガス、水、泥水、塵埃等）が内部に侵入するのを防止する。
【００１５】
密封装置１４は、鋼板等の金属板を円環状に形成した芯金１５と、ゴム等の弾性材料からなり芯金１５に固着された弾性部材１６と、を有する。弾性部材１６は、芯金１５の外周縁を覆い半径方向外方に僅かに突出して形成された係止部１６ａと、芯金１５の内周縁１５ａから半径方向中心に向かって延びる円環状のシール部１６ｂと、を有する。係止部１６ａは、外輪１１の内周面軸方向端部に設けられた係止溝１１ｂに圧入等によって係止し、これにより密封装置１４が外輪１１に固定される。
【００１６】
シール部１６ｂは、芯金１５の内周縁１５ａから転がり軸受１０の内側方向且つ半径方向中心に向かって延びる円環状のシール基部１６ｃと、シール基部１６ｃから連続し転がり軸受１０の外側方向且つ半径方向中心に向かって延びるシールリップ１６ｄと、を有する。シール基部１６ｃの内側面１６ｅは、内輪１２のフランジ面１２ｂと僅かな隙間Ｃを隔てて対向配置される。また、シールリップ１６ｄは、転がり軸受１０の半径方向ガタをΔｒとすると、Δｒ／２以上の締め代Ｂをもって内輪１２の円筒面１２ｃに摺接している。
【００１７】
次に、本実施形態の転がり軸受の作用について説明する。図３に示すように、転がり軸受１０は、スロットル装置２００の混合ガス等の流体が弁軸２０２の周囲隙間から侵入して転がり軸受１０の外部に高い圧力が作用すると、弾性材料からなるシール部１６ｂは芯金１５の内周縁１５ａ付近を中心として図において時計方向に回転するように変形する。しかし、シール部１６ｂが僅かに（隙間Ｃ分だけ）変形すると、シール基部１６ｃの内側面１６ｅがフランジ面１２ｂに当接してそれ以上の変形が阻止される。これにより、シールリップ１６ｄが転がり軸受１０の内側に折れ曲がる等の不具合は生じることがなく、シールリップ１６ｄと円筒面１２ｃの密封が維持される。
【００１８】
また、密封装置１４は、シールリップ１６ｄが円筒面１２ｃと接触する周方向接触シールであることから、従来の軸方向接触シールの場合のようなラビリンスシール構造が形成されることがなく、密封装置と内輪間でのポンピング作用の発生を防止することができ、近接する流体が軸受内部へ流入することを防止できる。
【００１９】
更に、シールリップ１６ｄの円筒面１２ｃに対する締め代Ｂは、転がり軸受１０の半径方向ガタΔｒのΔｒ／２以上に設定されているので、外輪１１または内輪１２が半径方向に相対移動してもシールリップ１６ｄと円筒面１２ｃは常に接触状態を維持する。また、シールリップ１６ｄは円筒面１２ｃと摺接しているので、軸方向ガタ分だけ外輪１１または内輪１２が軸方向に相対移動しても、シールリップ１６ｄに与える影響はなく、良好な密封性能が維持される。従って、スロットル装置２００等のように外部に高圧が作用する転がり軸受に適用しても、良好な密封性能が得られる。
【００２０】
従って、本実施形態の転がり軸受１０によれば、密封装置１４は、段差部１２ｄのフランジ面１２ｂに近接対向して配置されるシール基部１６ｃと、シール基部１６ｃから半径方向中心に向かって延びて段差部１２ｄの円筒面１２ｃに摺接するシールリップ１６ｄと、を備えたので、通常回転時は、シールリップが円筒面に摺接するのみであるので摺動トルクを小さくすることができ、また、転がり軸受１０の外部に高い圧力が作用する場合には、シールリップ１６ｄが転がり軸受１０の内側に向かって変形し始めるが、シール基部１６ｃとフランジ面１２ｂが当接するので、それ以上の変形は防止される。これにより、円筒面１２ｃに摺接するシールリップ１６ｄは、円筒面１２ｃから離れることはなく密封性能が正常に維持される。また、シールリップ１６ｄが段差部１２ｄの円筒面１２ｃと摺接することで、密封装置１４と内輪１２間でのポンピング作用の発生を防止することができ、近接する流体が軸受内部へ流入することを防止できる。
【００２１】
また、シールリップ１６ｄの円筒面１２ｃに対する締め代Ｂは、外輪１１と内輪１２の半径方向ガタをΔｒとしたとき、Δｒ／２以上であるので、外輪１１または内輪１２がガタ分だけ半径方向に相対移動してもシールリップは円筒面から離間することはなく、常に安定した密封性能が得られる。
【００２２】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
また、本実施形態において、転がり軸受は、スロットル装置の弁軸を回動自在に支持する転がり軸受を例に採って説明したが、これに限定されず、外部に圧力が作用する部位に設置される転がり軸受であれば、どのような部位にも設置することができ、同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態である転がり軸受の要部縦断面図である。
【図２】従来の転がり軸受の要部縦断面図である。
【図３】従来のスロットル装置の縦断面図である。
【図４】図３において円IＶで囲まれた部分の拡大図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０      転がり軸受
１１      外輪
１１ａ    外輪軌道面
１２      内輪
１２ａ    内輪軌道面
１２ｂ    フランジ面
１２ｃ    円筒面
１２ｄ    段差部
１３      玉（転動体）
１４      密封装置
１５      芯金
１６      弾性部材
１６ｃ    シール基部
１６ｄ    シールリップ
Ｂ        シールリップの締め代
Δｒ      外輪と内輪の半径方向ガタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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