(57)【要約】【課題】低温状態および高温状態のうちの少なくとも一方の状態において、軌道輪との接触圧が適切な値である転がり軸受用シール装置を提供すること。【解決手段】シール装置の芯金部１５を、第１部分２０と、第１部分２０の線膨張係数よりも大きな線膨張係数を有する第２部分２１とを貼り合わせて形成する。【選択図】図２
2008121820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が、転がり軸受の第１軌道輪に固定されると共に、他端が、上記転がり軸受の第２軌道輪に摺動する転がり軸受用シール装置において、
芯金部と、
上記第２軌道輪に摺動するシールリップを有すると共に、上記芯金部に固着された弾性部と
を備え、
上記芯金部は、第１部分と、第１部分の線膨張係数よりも大きな線膨張係数を有する第２部分とを有していることを特徴とする転がり軸受用シール装置。
【請求項２】
請求項１に記載の転がり軸受用シール装置において、
上記第１部分は、上記芯金部の上記第２軌道輪の軸方向の内側の部分であり、上記第２部分は、上記芯金部の上記軸方向の外側の部分であることを特徴とする転がり軸受用シール装置。
【請求項３】
請求項１に記載の転がり軸受用シール装置において、
上記第１部分は、上記芯金部の上記第２軌道輪の軸方向の外側の部分であり、上記第２部分は、上記芯金部の上記軸方向の内側の部分であることを特徴とする転がり軸受用シール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受用シール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、転がり軸受用シール装置としては、単一金属部材からなる芯金部に弾性材料からなる弾性部が固定され、弾性部のシールリップを軌道輪に形成された環状溝の側面に対して摺動させることにより、軌道輪の軌道面を外部に対して密封しているものがある（例えば、特開２００５−２３３３０９号公報（特許文献１））。
【０００３】
しかしながら、上記転がり軸受用シール装置では、低温使用時に、上記シールリップが硬くなって上記側面側に反ることに起因して、低温時にシールリップの上記側面に対する接触圧が過大になって、回転トルクが大きくなる場合があり、低温時に、この転がり軸受用シール装置を有する自動車等の燃費が悪くなる場合がある。
【０００４】
また、従来、転がり軸受用シール装置で、転がり軸受内に封入されている潤滑油が外部に流出することを防止している場合において、高温状況下になると、潤滑油の粘度が下がって、流動性が高くなって、その流動性が高くなった軸受内の潤滑油が、転がり軸受用シール装置を通過し易くなり軸受外に漏れ出し易くなる。
【特許文献１】特開２００５−２３３３０９号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の課題は、低温状態および高温状態のうちの少なくとも一方の状態において、軌道輪との接触圧が適切な値である転がり軸受用シール装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、この発明の転がり軸受用シール装置は、
一端が、転がり軸受の第１軌道輪に固定されると共に、他端が、上記転がり軸受の第２軌道輪に摺動する転がり軸受用シール装置において、
芯金部と、
上記第２軌道輪に摺動するシールリップを有すると共に、上記芯金部に固着された弾性部と
を備え、
上記芯金部は、第１部分と、第１部分の線膨張係数よりも大きな線膨張係数を有する第２部分とを有していることを特徴としている。
【０００７】
尚、「一端が、転がり軸受の第１軌道輪に固定される」という文言は、一端が、第１軌道輪に固定された部材に固定される場合も含むものとする。また、「他端が、転がり軸受の第２軌道輪に摺動する」という文言は、他端が、第２軌道輪に固定された部材に摺動する場合も含むものとする。
【０００８】
本発明によれば、上記芯金部が、第１部分と、第１部分の線膨張係数よりも大きな線膨張係数を有する第２部分とを有しているので、上記第１部分と上記第２部分との線膨張係数の違いに起因して、低温状態において、芯金部が上記第１部分から上記第２部分へ向かう方向へ反ることになる一方、高温状態において、芯金部が上記第２部分から上記第１部分へ向かう方向へ反ることになる。したがって、芯金部における第１部分の配置領域と、第２部分の配置領域とを適宜調整するだけで、低温状態および高温状態のうちの少なくとも一方の状態において、芯金部を自在に反らせることができるから、低温状態および高温状態のうちの少なくとも一方の状態において、芯金部に固着された弾性部のシールリップを、芯金部の反りに起因して自在に反らせることができて、低温状態および高温状態のうちの少なくとも一方の状態において、シールリップの軌道輪に対する接触圧を適切なものにすることができる。
【０００９】
また、一実施形態の転がり軸受用シール装置は、上記第１部分が、上記芯金部の上記第２軌道輪の軸方向の内側の部分であり、上記第２部分が、上記芯金部の上記軸方向の外側の部分である。
【００１０】
上記実施形態によれば、上記第１部分が、上記芯金部の軸方向の内側の部分であり、上記第２部分が、芯金部の上記軸方向の外側の部分であるので、低温状態において、芯金部が軸方向の外方に反ることになる一方、高温状態において、芯金部が軸方向の内方に反ることになる。したがって、芯金部が、第２軌道輪の周面上を摺動する場合や、第２軌道輪の周面に形成された環状溝の軸方向の内方の端面上を摺動する場合であって、潤滑油の粘度が大きくて、芯金部に固着された弾性部のシールリップと軌道輪との大きな接触圧が必要ない低温状態において、芯金部に固着された弾性部のシールリップを、芯金部の反りに起因して軸方向の外方に反らせることができるから、シールリップと軌道輪との接触圧を小さくすることができて、接触圧に起因する回転トルクを小さくすることができる。したがって、低温状態において、この転がり軸受用シール装置を有する自動車等の燃費を良くすることができる。
【００１１】
また、逆に、高温状態において、芯金部に固着された弾性部のシールリップを、芯金部とともに軸方向の内方に反らせることができるから、シールリップと軌道輪との接触圧を大きくすることができる。したがって、潤滑油の温度が上昇することに起因して潤滑油の粘度が下がって潤滑油の流動性が大きくなっても、潤滑油が軸受外に漏れることを抑制できる。
【００１２】
また、一実施形態の転がり軸受用シール装置は、上記第１部分は、上記芯金部の上記第２軌道輪の軸方向の外側の部分であり、上記第２部分は、上記芯金部の上記軸方向の内側の部分である。
【００１３】
上記実施形態によれば、上記第１部分が、芯金部の上記軸方向の外側の部分であり、上記第２部分が、芯金部の上記軸方向の内側の部分であるので、低温状態において、芯金部が軸方向の内方に反ることになる一方、高温状態において、芯金部が軸方向の外方に反ることになる。したがって、高温時に軸受の回転速度が大きくなる場合に、高温時において、芯金部に固着されたシールリップを、芯金部とともに軸方向の外側に反らせることができるから、高温時において、芯金部に固着された弾性部のシールリップと、軌道輪との接触圧を小さくすることができて、シールリップの摩耗を抑制でき、シールリップの寿命を長くすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の転がり軸受用シール装置によれば、芯金部における第１部分の配置領域と第２部分の配置領域とを適宜調整するだけで、低温状態および高温状態のうちの少なくとも一方の状態において、芯金部を自在に反らせることができて、低温状態および高温状態のうちの少なくとも一方の状態において、芯金部に固着された弾性部のシールリップの軌道輪に対する接触圧を適切なものにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００１６】
図１は、この発明の一実施形態の転がり軸受用シール装置４を含む玉軸受の軸方向の断面図である。
【００１７】
この玉軸受は、第１軌道輪としての外輪１と、第２軌道輪としての内輪２と、玉３と、転がり軸受用シール装置（以下、シール装置という）４とを備える。
【００１８】
上記外輪１は、軸受用鋼等の鋼よりなり、内周面に軌道溝１１を有すると共に、内周面の軌道溝１１よりも軸方向の外方に環状のシール取付溝１２を有している。一方、上記内輪２は、軸受用鋼等の鋼よりなり、外周面に軌道溝１３を有すると共に、外周面の軌道溝１３よりも軸方向の外方に環状のシールリップ収容溝１４を有している。上記玉３は、外輪１の軌道溝１１と、内輪２の軌道溝１３との間に、保持器５で保持された状態で、周方向に所定の間隔を隔てられて複数配置されている。上記外輪１と内輪２との間には、潤滑剤としてのグリースが封入されている。
【００１９】
上記シール装置４は、外輪１および内輪２の軌道溝１１,１３や、玉３を外部に対してシールし、グリースが軸受外に漏れることを防止している。上記シール装置４は、その径方向（正確には、外輪１の径方向）の外方の一端が、外輪１のシール取付溝１２に固定されると共に、上記径方向の内方の他端が、内輪２に摺動するようになっている。
【００２０】
上記シール装置４は、略径方向に延在する芯金部１５と、芯金部１５に固着された弾性部１６とからなる。上記弾性部１６の径方向の内方の端部は、シールリップ１７になっている。上記シールリップ１７は、内輪２のシールリップ収容溝１４の軸方向の内方の端面１９上を摺動するようになっている。
【００２１】
図２は、上記芯金部１５の軸方向の拡大断面図である。
【００２２】
尚、図２に矢印Ａで示す方向は、シール部材４が玉軸受に設定されている状態での内輪２の軸方向の内側を示している。
【００２３】
上記芯金部１５は、第１部分２０と、第２部分２１とからなる。図２に示すように、上記第１部分２０は、軸方向（正確には、シール部材４が玉軸受に設定されている状態での内輪２の軸方向）の内側の部分を構成する一方、第２部分２１は、上記軸方向（正確には、シール部材４が玉軸受に設定されている状態での内輪２の軸方向）の外側の部分を構成している。
【００２４】
上記第１部分２０と第２部分２１とは、接着剤や溶接によってはり合わされている。上記第１部分２０の線膨張係数は、第２部分２１の線膨張係数よりも小さくなっている。詳細には、上記第１部分２０は、ＳＰＣＣ鋼板（圧延鋼板）からなり、第２部分２１は、アルミニウムからなっている。
【００２５】
図３は、低温状態における、上記芯金部１５の反りを示す芯金部１５の軸方向の断面図であり、図４は、高温状態における、上記芯金部１５の反りを示す芯金部１５の軸方向の断面図である。尚、図３において、矢印Ｂは、シール部材４が玉軸受に設定されている状態での内輪２の軸方向の内側を示し、図４において、矢印Ｄは、シール部材４が玉軸受に設定されている状態での内輪２の軸方向の内側を示している。
【００２６】
上述のように、この実施形態のシール装置４では、芯金部１５の軸方向の内方の第１部分２０の線膨張係数が、芯金部１５の軸方向の外方の第２部分２１の線膨張係数よりも小さくなっている。このため、低温状態においては、第２部分２１の収縮の度合が、第１部分２０の収縮の度合よりも大きくなって、図３に示すように、芯金部１５が、矢印Ｃで示す方向、すなわち、軸方向（シール部材４が玉軸受に設定されている状態での内輪２の軸方向）の外方に反ることになる。したがって、常温状態と比較して、低温状態において、芯金部１５に固着された弾性部１６のシールリップ１７（図１参照）も、芯金部１５の反りに伴って芯金部１５と同じ方向、すなわち、上記軸方向の外方に反ることになるから、シールリップ１７の内輪２に対する接触圧が小さくなる。一方、高温状態においては、第２部分２１の伸長の度合が、第１部分２０の伸長の度合よりも大きくなって、図４に示すように、シールリップ１７が、矢印Ｄに示す方向、すなわち、軸方向の内方に反ることになる。したがって、常温状態と比較して、高温状態において、シールリップ１７の接触圧が大きくなる。
【００２７】
上記実施形態のシール装置４によれば、芯金部１５が、上記軸方向の内側の部分を構成する第１部分２０と、上記軸方向の外側の部分を構成する第２部分２１とからなるので、低温状態において、芯金部１５に固着された弾性部１６のシールリップ１７が軸方向の外方に反ることになる一方、高温状態において、シールリップ１７が軸方向の内方に反ることになる。したがって、潤滑剤の粘度が大きくて、シールリップ１７と内輪２との大きな接触圧が必要ない低温状態において、シールリップ１７と内輪２との接触圧を小さくすることができて、接触圧に起因する回転トルクを小さくすることができる。したがって、低温状態において、このシール装置４を有する自動車等の燃費を良くすることができる。また、逆に、高温状態において、シールリップ１７と内輪２との接触圧を大きくすることができるので、高温状態において、潤滑剤の温度が上昇することに起因して潤滑剤の粘度が下がって潤滑剤の流動性が大きくなっても、潤滑剤が軸受外に漏れることを抑制できる。
【００２８】
尚、上記実施形態のシール装置４では、シールリップ１７が内輪２の外周面に形成されたシールリップ収容溝１４の軸方向の内方の端面上を摺動するようになっていたが、この発明では、シールリップが、内輪の軌道溝よりも軸方向の外方の外周面上を摺動するようになっていても良い。
【００２９】
上記実施形態のシール装置４では、第１部分２０がＳＰＣＣ鋼板からなると共に、第１部分２０よりも線膨張係数が大きい第２部分がアルミニウムからなっていたが、この発明では、芯金部の第１部分が炭素鋼からなると共に、第１部分よりも線膨張係数が大きい芯金部の第２部分がステンレス鋼やアルミ合金からなっていても良い。また、第１部分が、ステンレス鋼からなると共に、第２部分が、アルミ合金からなっていても良い。また、芯金部を、第１部分と第２部分を含むバイメタルで構成しても良い。
【００３０】
また、上記実施形態のシール装置４では、線膨張係数が小さい芯金部１５の第１部分２０を、芯金部１５の軸方向（内輪２の軸方向）の内方に配置すると共に、線膨張係数が大きい芯金部１５の第２部分２１を、芯金部１５の軸方向の外方に配置したが、高温状態に回転速度が大きい系や高温状態にトルクが大きい系においては、線膨張係数が小さい第１部分を、芯金部の軸方向（内輪の軸方向）の外方に配置すると共に、線膨張係数が大きい第２部分を、芯金部の軸方向（内輪の軸方向）の内方に配置すると好ましい。
【００３１】
このようにすると、低温状態において、シールリップを軸方向（内輪の軸方向）の内方に反らせることができる一方、高温状態において、シールリップを軸方向（内輪の軸方向）の外方に反らせることができるから、高温状態におけるシールリップの軌道輪に対する接触圧を小さくすることができる。したがって、高温状態において、シールリップの摩耗を抑制できると共に、トルクの値を低減できる。
【００３２】
また、上記実施形態のシール装置４では、第１軌道輪が外輪１であると共に、第２軌道輪が内輪２であったが、この発明では、第１軌道輪が内輪であると共に、第２軌道輪が外輪であっても良い。
【００３３】
また、上記実施形態のシール装置４は、玉軸受の外輪１と内輪２との間をシールするようになっていたが、この発明のシール装置は、ころ軸受（円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、ニードル軸受等）等の玉軸受以外の転がり軸受の外輪と内輪との間をシールするようになっていても良い。
【００３４】
本発明のように、芯金部が、第１部分と、第１部分の線膨張係数よりも大きな線膨張係数を有する第２部分とを有している場合、第１部分と第２部分との線膨張係数の違いに起因して、低温状態において、芯金部に固着された弾性部のシールリップが、第１部分から第２部分へ向かう方向へ反ることになる一方、高温状態において、シールリップが第２部分から第１部分へ向かう方向へ反ることになる。したがって、芯金部における第１部分の配置領域と第２部分の配置領域とを適宜調整するだけで、低温状態および高温状態のうちの少なくとも一方の状態において、芯金部の反りに伴って、芯金部に固着された弾性部のシールリップを自在に反らせることができる。したがって、本発明の転がり軸受用シール装置では、低温状態および高温状態のうちの少なくとも一方の状態において、シールリップが軌道輪を摺動するときの接触圧を適切なものにすることができる。
【００３５】
尚、芯金部を、線膨張係数が互いに異なる３つ以上の部分で構成しても良いことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態の転がり軸受用シール装置を含む玉軸受の軸方向の断面図である。
【図２】上記実施形態の転がり軸受用シール装置の芯金部の軸方向の拡大断面図である。
【図３】低温状態における、上記芯金部の反りを示す芯金部の軸方向の断面図である。
【図４】高温状態における、上記芯金部の反りを示す芯金部の軸方向の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  外輪
２  内輪
３  玉
４  シール装置
１５  芯金部
１６  弾性部
１７  シールリップ
２０  第１部分
２１  第２部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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