(57)【要約】【課題】取り付け及び取り外しが容易でありながら、取付保持力が大きく、シール性能を長期に亘って維持することができる密封装置及びこれを備える転がり軸受を提供する。【解決手段】金属環６と、弾性部材７とを備え、弾性部材７の外径側を外輪２の内周面２１に形成された環状溝２５に嵌合するとともに、内径側を回転軸３の外周面３１に摺接し、金属環６は、径方向の外径側に配置されて周方向の１箇所に環状を切り離す切離し部６３を有する第１の略環状部６１と、径方向の内径側に配置される第２の環状部６２と、第１の略環状部６１と第２の環状部６２とを連結する連結部６４と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属環と、この金属環に一体的に固定された環状の弾性部材とを備え、
前記弾性部材の内径側と外径側のうち一方側を第１の部材の第１の周面に形成された径方向に窪む環状溝に嵌合するとともに、他方側を第２の部材の第２の周面に接触又は非接触に対向させることで、前記第１の周面と前記第２の周面との軸方向一方側空間と軸方向他方側空間とを画定する密封装置であって、
前記金属環は、径方向の前記第１の周面側に配置されて周方向の１箇所以上に環状を切り離す切離し部を有する略環状の第１の略環状部と、径方向の前記第２の周面側に配置される環状の第２の環状部と、前記第１の略環状部が前記切離し部によって分割された１又は複数の分割片の全てと少なくとも１箇所で前記第２の環状部とをそれぞれ連結する連結部と、を備え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、前記第１の部材と、前記第２の部材と、前記第１の部材に形成された環状の第１の軌道と、前記第２の部材に形成された環状の第２の軌道と、前記第１の軌道と前記第２の軌道との間に転動可能に配置された複数の転動体と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、密封装置及びこれを備える転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、転がり軸受に取り付ける密封装置は、環状の軸受内部空間に充填されたグリースが外部へ漏洩することを防止するとともに、外部に存在する水や塵埃などの異物が軸受内部空間に侵入するのを防止している。この密封装置は、金属環に環状の弾性部材が一体的に固定され、固定輪である外輪の内周面に圧入嵌合されるとともに、回転輪である内輪の外周面に摺接している。
【０００３】
ところで、上記の転がり軸受は、内輪が回転し続けると、摩擦により発熱して昇温する。この昇温によって軸受内部空間の気圧が上昇するので、外輪に嵌合された密封装置は、内圧の上昇によって抜け外れしないように取付保持力を大きくする必要がある。また、転がり軸受が異物の影響を受けるような悪環境で使用される場合であっても、密封装置は、外輪との嵌合部から異物が軸受内部空間に侵入するのを防止するため、嵌合部の密封性を高める必要がある。
【０００４】
このような課題を解決する密封装置として、特許文献１に記載されたものがある。この密封装置は、周方向の１箇所で切り離した金属環、所謂Ｃリング形状のものに、環状の弾性部材が一体的に固定されて構成される。この密封装置の転がり軸受への取り付けは、外輪の内周面に形成された環状溝に、弾性変形により縮径させた密封装置を嵌め込んで行われる。転がり軸受に取り付けられた密封装置は、変形した状態から元の状態に戻るように拡径することにより、外周縁が環状溝に緊迫力を持って嵌合し、嵌合部の密封性を高めるとともに、取付保持力を大きくしている。また、この密封装置は、Ｃリング形状とすることで、取り付け及び取り外しを容易にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平４−１０７５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された密封装置では、金属環を切り離した部分において、外径側では緊迫力が低下し、内径側では弾性部材が局所変形して偏摩耗し、シール性能低下の懸念がある。そこで、密封装置は、取り付け及び取り外しが容易でありながら、取付保持力が大きく、シール性能を長期に亘って維持することが課題となっていた。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、取り付け及び取り外しが容易でありながら、取付保持力が大きく、シール性能を長期に亘って維持することができる密封装置及びこれを備える転がり軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る密封装置の構成上の特徴は、金属環と、この金属環に一体的に固定された環状の弾性部材とを備え、前記弾性部材の内径側と外径側のうち一方側を第１の部材の第１の周面に形成された径方向に窪む環状溝に嵌合するとともに、他方側を第２の部材の第２の周面に接触又は非接触に対向させることで、前記第１の周面と前記第２の周面との軸方向一方側空間と軸方向他方側空間とを画定する密封装置であって、前記金属環は、径方向の前記第１の周面側に配置されて周方向の１箇所以上に環状を切り離す切離し部を有する略環状の第１の略環状部と、径方向の前記第２の周面側に配置される環状の第２の環状部と、前記第１の略環状部の１又は複数に分割された分割片の全てと少なくとも１箇所で前記第２の環状部とをそれぞれ連結する連結部と、を備えることである。
【０００９】
請求項１の密封装置によれば、金属環における第１の略環状部が、環状溝を形成した第１の周面側に配置され且つ切離し部を有するので、弾性変形により外径側を縮径又は内径側を拡径させた密封装置が環状溝に嵌合される。これにより、第１の周面を有する第１の部材に対する、取り付け及び取り外しが容易となる。また、この密封装置は、弾性部材の一方側が環状溝に緊迫力を持って嵌合されるので、取付保持力を大きくできる。また、この密封装置では、第１の略環状部が切離し部によって強度低下する部位を、連結部を介して環状に形成される第２の環状部が補強するので、環状溝に対する緊迫力の低下を抑制し、且つ弾性部材の局所変形を抑制するので、シール性能を長期に亘って維持することができる。
【００１０】
請求項２に係る転がり軸受の構成上の特徴は、請求項１に記載の密封装置と、前記第１の部材と、前記第２の部材と、前記第１の部材に形成された環状の第１の軌道と、前記第２の部材に形成された環状の第２の軌道と、前記第１の軌道と前記第２の軌道との間に転動可能に配置された複数の転動体とを備えることである。
【００１１】
請求項２の転がり軸受は、密封装置によるシール性能を長期に亘って維持することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、取り付け及び取り外しが容易でありながら、取付保持力が大きく、シール性能を長期に亘って維持することができる密封装置及びこれを備える転がり軸受を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態である転がり軸受の軸方向の部分断面図である。
【図２】図１に示す密封装置のＡ−Ａ断面図である。
【図３】変形例を説明する密封装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の密封装置及びこれを備える転がり軸受を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態である転がり軸受１の軸方向の部分断面図である。図１に示す転がり軸受１は、例えばエンジンの冷却水を循環させる水ポンプ用として回転軸（第２の部材）３を回転自在に支持している。具体的には、転がり軸受１は、回転軸３と、外輪（第１の部材）２と、玉４（転動体）と、密封装置５とを備えている。
【００１６】
回転軸３の外周面（第２の周面）３１には、玉４が転動する軌道（第２の軌道）３２が形成されている。
【００１７】
外輪２は、回転軸３と同軸で径方向の外方に配置されて図示しないハウジングに固定されている。外輪２の内周面（第１の周面）２１には、玉４が転動する軌道（第１の軌道）２２が形成されている。また、外輪２の軸方向一方側の端面２３は、内径側の角部２４を面取りしている。また、外輪２の軸方向一方側の端部には、内周面２１から径方向の外方に窪む環状溝２５が形成されている。環状溝２５は、角部２４の軸方向他方側の近傍に形成されている。
【００１８】
玉４は、回転軸３の軌道３２と外輪２の軌道２２との間の環状の軸受内部空間１１に複数配置されて転動する。
【００１９】
密封装置５は、断面がクランク状に形成された環状の金属環６と、金属環６に一体的に加硫接着され弾性体からなる環状の弾性部材７とを備える。金属環６の材料としては、例えば、防錆処理された冷延鋼板のＳＰＣＣが用いられる。
【００２０】
弾性部材７は、金属環６の外周縁を覆う嵌合部７１と、嵌合部７１から径方向の内方へ延びる基部７２と、基部７２から内方へ延びて回転軸３の外周面３１に軸方向の２箇所で摺接するリップ７３とを備える。弾性部材７の材料としては、例えば、ニトリルゴムが用いられる。このように構成される密封装置５は、軸方向一方側空間の軸受の外部空間と軸方向他方側空間の軸受内部空間１１とを画定し、軸受内部空間１１を密封している。
【００２１】
図２は、図１に示す密封装置５のＡ−Ａ断面図である。図２に示す金属環６は、外径側に配置される略環状の第１の略環状部６１と、内径側に配置される環状の第２の環状部６２とを備える。
【００２２】
第１の略環状部６１は、周方向の１箇所に環状を切り離す切離し部６３を設けている。切り離されて一つの分割片からなる第１の略環状部６１において、軸線に対し切離し部６３とは反対側の部位が、この部位に径方向で対向する第２の環状部６２の部位に連結する連結部６４を１箇所設けている。
【００２３】
次に、図１及び図２を参照しつつ密封装置５の転がり軸受１への取り付けについて説明する。密封装置５は、切離し部６３を利用して弾性変形により外径側を縮径させ、軸方向一方側から圧入する。そして、弾性部材７の嵌合部７１が角部２４に案内された後、環状溝２５に嵌合し、密封装置５が転がり軸受１に取り付けられる。
【００２４】
このように、密封装置５は、環状溝２５に嵌合する側である第１の略環状部６１に切離し部６３を設けているので、外径側を縮径させることができ、転がり軸受１への取り付けが容易となる。
【００２５】
また、転がり軸受１に取り付けられた密封装置５を取り外す場合も、取り付ける場合と同様、外径側を縮径させることができ、転がり軸受１からの取り外しが容易となる。
【００２６】
次に、図１及び図２を参照しつつ密封装置５が転がり軸受１に取り付けられた状態について説明する。密封装置５は、外径側が変形した状態から元の状態に戻るように拡径することにより、外周縁が環状溝２５に緊迫力を持って嵌合し、嵌合部７１の密封性を高めるとともに、取付保持力を大きくしている。
【００２７】
また、密封装置５によれば、第１の略環状部６１が切離し部６３によって強度低下する部位を、連結部６４を介して環状に形成される第２の環状部６２が補強している。そのため、密封装置５によれば、環状溝２５に対する緊迫力の低下を抑制し、且つ弾性部材７における嵌合部７１及びリップ７３側の局所変形を抑制するので、シール性能を長期に亘って維持することができる。
【００２８】
なお、本発明は本実施形態に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
本実施形態では、転動体が玉４からなるとしたが、それに限るものではなく、例えば、円筒ころや円錐ころなどの構成に適用してもよい。
【００２９】
また、本実施形態では、第１の略環状部６１と第２の環状部６２とを連結する連結部６４が１箇所に設けられるとしたが、それに限るものではなく、少なくとも１箇所に設けられればよい。
【００３０】
また、本実施形態では、切離し部６３が第１の略環状部６１の１箇所に設けられるとしたが、それに限るものではなく、例えば、２箇所以上に設けられた場合、それによって分割された全ての分割片と第２の環状部６２とを複数の連結部６４によりそれぞれ連結する構成に適用してもよい。
【００３１】
また、本実施形態では、密封装置５の弾性部材７が回転軸３の外周面３１に摺接する構成としたが、それに限るものではなく、例えば、弾性部材７が回転軸３の外周面３１に非接触とする構成に適用してもよい。
【００３２】
また、本実施形態では、密封装置５が外輪２の内周面２１に形成される環状溝２５に嵌合される構成としたが、それに限るものではなく、例えば、密封装置が内輪の外周面に嵌合される構成に適用してもよい。
図３は、この変形例を説明する密封装置５ａの断面図である。図３に示す密封装置５ａは、環状の金属環６ａと、金属環６ａに一体的に加硫接着され弾性体からなる環状の弾性部材７ａとを備える。弾性部材７ａは、金属環６ａの内周縁を覆う嵌合部７１ａと、嵌合部７１ａから径方向の外方へ延びる基部７２ａと、基部７２ａから外方へ延びて回転輪である外輪（図示せず）の内周面に摺接するリップ７３ａとを備える。金属環６ａは、内径側に配置される略環状の第１の略環状部６１ａと、外径側に配置される環状の第２の環状部６２ａとを備える。第１の略環状部６１ａは、周方向の１箇所に環状を切り離す切離し部６３ａを設けている。切り離されて一つの分割片からなる第１の略環状部６１ａにおいて、軸線に対し切離し部６３ａとは反対側の部位が、この部位に径方向で対向する第２の環状部６２ａの部位に連結する連結部６４ａを１箇所設けている。
【００３３】
このように構成される密封装置５ａは、切離し部６３ａを利用して弾性変形により内径側を拡径させ、固定輪である内輪（図示せず）の外周面に形成される環状溝（図示せず）に嵌合し、密封装置５が転がり軸受（図示せず）に取り付けられる。これにより、密封装置５ａは、転がり軸受への取り付け及び取り外しが容易となる。また、密封装置５ａは、密封装置５に同じく、取付保持力が大きく、シール性能を長期に亘って維持することができる
【００３４】
また、本実施形態では、転がり軸受１に密封装置５を取り付ける構成としたが、それに限るものではなく、例えば、転がり軸受以外の装置に密封装置を取り付ける構成に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１：転がり軸受、  ２：外輪（第１の部材）、  ３：回転軸（第２の部材）、  ４：玉（転動体）、  ５，５ａ：密封装置、  ６，６ａ：金属環、  ７，７ａ：弾性部材、  １１：軸受内部空間、  ２１：内周面（第１の周面）、  ２２：軌道（第１の軌道）、  ２３：端面、  ２４：角部、  ２５：環状溝、  ３１：外周面（第２の周面）、  ３２：軌道（第２の軌道）、  ６１，６１ａ：第１の略環状部、  ６２，６２ａ：第２の環状部、  ６３，６３ａ：切離し部、  ６４，６４ａ：連結部、  ７１，７１ａ：嵌合部、  ７２，７２ａ：基部、  ７３，７３ａ：リップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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