(57)【要約】【課題】良好なシール性能を安定して発揮できる転がり軸受を提供すること。【解決手段】内輪２０の外周面両端にスリンガ４１を外嵌固定し、外輪１０の内周面両端にシール３０の外周縁を係止し、シール３０の一部をなす弾性材３４によりシールリップ３６Ａ、３６Ｂを形成し、シールリップ３６Ａをスリンガ４１の円輪部４２の内側面４５に摺接させ、シールリップ３６Ｂを内輪２０の外周面両端の肩部２６に摺接させ、シール３０の一部をなす弾性材３４によりスリンガ４１の円輪部４２の外周縁４４に近接対向する段部３７を形成して転がり軸受１を構成する。【選択図】　図１
2004100917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられて保持器に保持された転動体と、外周縁を前記外輪の内周面端の全周に亙って係止した円輪状のシールと、円輪部及びこの円輪部の内周縁に形成された円筒部を有し、この円輪部を前記シールよりも軸方向外側に位置させた状態で前記円筒部を前記内輪に固定したスリンガとからなり、前記シールの軸方向外側面上に周方向に連続して突出する輪状の第１のシールリップを形成し、前記第１シールリップの先端縁を前記スリンガの円輪部の内側面に全周に亙って摺接させ、前記シールの内周縁を第２のシールリップとして前記スリンガの円筒部の外周面と前記内輪の内周面端とのうち少なくとも一方に、全周に亙って摺接させてなる転がり軸受において、前記シールの軸方向外側面上の前記第１のシールリップよりも外径側に、周方向に連続して突出する輪状の段部を設け、前記スリンガの円輪部の外周縁を前記段部の径方向内側に位置させ、前記スリンガの円輪部の外周縁と前記段部とを近接対向させたことを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オルタネータをはじめとする自動車用補機等の回転軸を支持する転がり軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のオルタネータ（交流発電機）の回転軸、自動車の変速機から駆動輪へ回転力を伝達するプロペラシャフト、等速ジョイント軸等の各種自動車用補機等の回転軸は、一般に転がり軸受によって支持されている。
ところで、自動車が道路等を走行すると、走行に伴って自動車の車輪が泥水等を跳ね上げ、跳ね上がった泥水等が前記転がり軸受にかかってしまう。転がり軸受にかかった泥水等が転がり軸受の内部に進入すると、錆が転がり軸受に発生する原因となったり、転がり軸受の回転不良が引き起こされたりする。かかる問題を解決するために、オルタネータ等をボディー内に収納することが行われているが、自動車の車種毎に様々なスペース上の制約等があるため、充分な解決策となっていない。
【０００３】
そこで、泥水等の異物の進入による不具合を防止するために、従来、各種自動車用補機等の回転軸を支持する転がり軸受には、図３に示すような密封型の転がり軸受１０１が広く使用されている（例えば、特許文献１を参照）。この転がり軸受１０１は、外輪１１０、内輪１２０、一対のシール１３０、保持器１７０及び転動体１８０とからなる。外輪１１０はその内周面に外輪軌道１１２を有し、内輪１２０はその外周面に内輪軌道１２２を有する。また、外輪軌道１１２と内輪軌道１２２との間に保持器１７０に転動自在に保持された転動体１８０を備えている。そして、転動体１８０の転動によって、外輪１１０と内輪１２０とは相対回転が自在になっている。
【０００４】
また、外輪１１０の内周面両端には係止溝１１４をなす溝を全周に亙って形成してあり、シール１３０は心金１３２と弾性材１３４とから形成されており、この弾性材１３４の外周縁を係止溝１１４に係止してシール１３０は外輪１１０に支持固定されている。そして、弾性材１３４の内周縁がシールリップ１３６をなし、シールリップ１３６の先端縁を内輪１２０の外周面両端に形成した凹溝１２４内に進入させると共に、凹溝１２４の一部表面に全周に亙って摺接させている。
【０００５】
そして、転がり軸受１０１を使用するときは、シール１３０、外輪１１０の内周面及び内輪１２０の外周面に囲まれ、保持器１７０と転動体１８０が存在する空間１６０内に潤滑剤を充填し、外輪軌道１１２、内輪軌道１２２及び転動体１８０の転動面の間の潤滑を図っている。また、シール１３４が空間１６０を外部から遮断し、外部から空間１６０内へ泥水等が進入することを防止している。
【０００６】
しかし、かかる転がり軸受１０１を自動車用補機の回転軸支持部に組み込んだ場合、自動車の車輪が跳ね上げた泥水等がシールリップ１３６と凹溝１２４の表面との摺接部分に直接かかり、空間１６０内へ泥水等が進入する可能性がある。このため、シール１３０が空間１６０内へ泥水等の進入を防止する効果は限定されてしまう。
【０００７】
そこで、図４に示すように、泥水等の異物の進入防止効果を向上させた転がり軸受２０１がある（例えば、特許文献２を参照）。この転がり軸受２０１は、外輪２１０、内輪２２０、一対のシール２３０、一対のスリンガ２４０、保持器２７０及び転動体２８０とから構成されている。転がり軸受１０１と同様に、外輪２１０は外輪軌道２１２を有し、内輪２２０は内輪軌道２２１を有し、外輪軌道２１２と内輪軌道２２１との間に保持器２７０に保持された転動体２８０を備えている。
【０００８】
スリンガ２４０は耐食性を有する金属板を折り曲げることにより断面Ｌ字形で全体を円環状としており、円輪部２４２及びこの円輪部２４２の内周縁に形成された円筒部２４６を有し、この円輪部２４２をシール２３０よりも軸方向外側に位置させた状態で円筒部２４６を内輪２２０に固定してある。また、スリンガ２４０の円筒部２４６を内輪２２０に固定するために、内輪２２０の外周面両端には円筒面部２２２を形成してあり、円筒部２４６を円筒面部２２２に締り嵌めして固定している。
【０００９】
そして、シール２３０は心金２３２と弾性材２３４とから形成されており、この弾性材２３４の内周縁がシールリップ２３６Ｂを形成し、シールリップ２３６Ｂの先端縁をスリンガ２４０の円筒部２４６の外周面２４８に全周に亙って連続して摺接させている。さらに、シール２３０の外側面２３９上の径方向中間においても、弾性材２３４が周方向に連続して内輪２２０と同心に突出してなるシールリップ２３６Ａを設け、シールリップ２３６Ａの先端縁をスリンガ２４０の円輪部２４２の内側面２４５に全周に亙って摺接させている。そして、シールリップ２３６Ａが第１のシールリップをなし、シールリップ２３６Ｂが第２のシールリップをなす。また、スリンガ２４０の円輪部２４２の外周縁２４４とシール２３０との間は近接してラビリンス隙間２６２が形成されている。さらに、シール２３０、外輪２１０の内周面及び内輪２２０の外周面に囲まれて空間２６０が形成されている。
【００１０】
かかる構成の転がり軸受２０１にあっては、シールリップ２３６Ａとシールリップ２３６Ｂはスリンガ２４０によって覆われて軸受２０１の外部へは露出しておらず、自動車の車輪が跳ね上げた泥水等がシールリップ２３６Ａとシールリップ２３６Ｂの各摺接部分に直接かかることは防止されている。また、使用中の転がり軸受２０１においては、スリンガ２４０が内輪２２０とともに回転しており、スリンガ２４０にかかった泥水等は遠心力で振り飛ばされ、スリンガ２４０の内側まで進入することは防止されている。したがって、シールリップ２３６Ａの先端縁とスリンガ２４０の円輪部２４２の内側面２４５との摺接部分及びシールリップ２３６Ｂの先端とスリンガ２４０の円筒部２４６の外周面２４８との摺接部分に到達する泥水等の量は僅かに抑えられ、空間２６０へ泥水等の異物が進入することは長期間に亙り防止される。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−１８２６０号公報（第２頁、図４）
【特許文献２】
特開２０００−１８２６０号公報（第３〜４頁、図２）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来からの泥水等の異物の進入防止効果を向上させた転がり軸受２０１にあっても、転がり軸受２０１を有する自動車が停車しているとき、洗車等で水滴が外輪２１０やシール２３０の外側面に付着し、この水滴が外輪２１０の表面やシール２３０の外側面２３９を伝ってラビリンス隙間２６２に達し、さらに、スリンガ２４０の円輪部２４２の内側面２４５とシール２３０の外側面２３９との間の空間２６４まで進入する可能性があり、必ずしも充分なシール性を発揮できない可能性がある。特に、自動車のエンジンルームに設置されたオルタネータはボディーに覆われてはいるものの、エンジンルームを高圧水噴射により洗浄する際に、洗浄水がオルタネータにまで達することがあり、このオルタネータが有する転がり軸受２０１内に水が進入し、転がり軸受２０１に回転不具合や錆を発生させる可能性がある。
【００１３】
また、スリンガ２４０の円輪部２４２の径方向の幅が大きいため、この円輪部２４２の外周縁２４４近辺の剛性や位置決め精度の確保が難しい。これらの剛性や位置決め精度が不足すると、円輪部２４２の外周縁２４４がシール２３０を構成する弾性材２３４と擦れ合う可能性があり、弾性材２３４の早期破損の原因となる。
【００１４】
このようなスリンガ２４０の円輪部２４２の外周縁２４４とシール２３０の弾性材２３４との擦れ合いを防止する方法として、円輪部２４２の外周縁２４４とシール２３０の外側面２３９との距離を大きく取ることが考えられる。この距離を大きくすることで、円輪部２４２の外周縁２４４がシール２３０の外側面２３９側へ多少ずれたりしても、円輪部２４２の外周縁２４４とシール２３０の外側面２３９とが接触することは防がれ、弾性材２３４の損傷を防止できる。
【００１５】
しかし、円輪部２４２の外周縁２４４とシール２３０の外側面２３９との距離を大きくすることはラビリンス隙間２６２を大きくすることであり、ラビリンス隙間２６２に異物が進入しやすくなってしまい、転がり軸受２０１のシール性の確保が充分ではなくなってしまう。
本発明は、上記した従来の技術の問題点を除くためになされたものであり、その目的とするところは、外輪、内輪及びシールに囲まれて転動体が存在する空間内へ泥水等の異物が進入することを防止すると共に、ラビリンス隙間を充分に狭くでき、良好なシール性能を安定して発揮できる転がり軸受を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられて保持器に保持された転動体と、外周縁を前記外輪の内周面端の全周に亙って係止した円輪状のシールと、円輪部及びこの円輪部の内周縁に形成された円筒部を有し、この円輪部を前記シールよりも軸方向外側に位置させた状態で前記円筒部を前記内輪に固定したスリンガとからなり、前記シールの軸方向外側面上に周方向に連続して突出する輪状の第１のシールリップを形成し、前記第１シールリップの先端縁を前記スリンガの円輪部の内側面に全周に亙って摺接させ、前記シールの内周縁を第２のシールリップとして前記スリンガの円筒部の外周面と前記内輪の内周面端とのうち少なくとも一方に、全周に亙って摺接させてなる転がり軸受において、前記シールの軸方向外側面上の前記第１のシールリップよりも外径側に、周方向に連続して突出する輪状の段部を設け、前記スリンガの円輪部の外周縁を前記段部の径方向内側に位置させ、前記スリンガの円輪部の外周縁と前記段部とを近接対向させた転がり軸受である。
【００１７】
請求項１の発明によると、転がり軸受のシールの外側面上に段部が形成してあり、スリンガの円輪部の外周縁を段部の径方向内側に位置させるとともに、スリンガの円輪部の外周縁と段部とを近接対向させているので、外輪の表面やシールの外側面を流下する水滴や泥水等はこの段部にあたり、スリンガの円輪部とシールとの間のラビリンス隙間に進入することが防止されている。さらに、ラビリンス隙間に水滴等が直接かかっても、第１のシールリップとスリンガの円輪部との摺接部分、第２のシールリップとスリンガの円筒部若しくは内輪との摺接部分が、水滴等の進入を防止している。すなわち、段部、第１のシールリップ及び第２のシールリップがそれぞれ形成されていることにより、転がり軸受のシール性能が良好なものとなっている。
【００１８】
また、段部によってシール性能が向上しているので、スリンガの円輪部の径方向の幅を小さくすることが可能であり、スリンガの円輪部の外周縁近辺の剛性や位置決め精度の確保が容易になる。したがって、円輪部の外周縁とシールとが擦れ合うことは容易に防止され、転がり軸受のシール性能が向上する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１を参照して本実施の形態の構成を説明する。
図１に示すように、外輪１０、内輪２０、一対のシール３０、一対のスリンガ４１、保持器７０及び転動体８０とから構成されている転がり軸受１がある。外輪１０は内周面に外輪軌道１２を有し、内輪２０は外周面に内輪軌道２２を有し、外輪軌道１２と内輪軌道２２との間で転動体８０が保持器７０に転動自在に保持されている。また、外輪１０の内周面両端には係止溝１４をなす溝が形成されている。さらに、内輪２０の外周面両側には周方向に連続する円筒面部２４が形成され、内輪２０の外周面と円筒面部２４との間にはやはり周方向に連続する面である肩部２６が形成されている。
【００２０】
また、シール３０は金属製の心金３２とゴムのごときエラストマー等の弾性材３４とから形成されて円輪状をなしている。心金３２は円輪状をなし、この心金３２の軸方向外側の面を弾性材３４が覆っている。そして、外輪１０の係止溝１４に、シール３０の弾性材３４の外周縁を全周に亙って弾性的に係止してあり、シール３０は外輪１０の内周面に支持されている。
【００２１】
さらに、シール３０の外側面３９上であって径方向中間に、軸方向外側に突出しておよそ四角形の断面が周方向に連続する輪状の段部３７を弾性材３４により１条形成してある。そして、この段部３７の内周面３８は円筒面をなし、径方向内側に面している。
また、シール３０の外側面３９上の径方向中間であって、段部３７よりも径方向内側寄りの位置に、軸方向外側に突出しておよそ三角形の断面が周方向に連続する輪状の１条の凸条を、弾性材３４によりシールリップ３６Ａとして形成してある。このシールリップ３６Ａが第１のシールリップをなす。そして、シールリップ３６Ａの先端が、後述するスリンガ４１の円輪部４２の内側面４５に周方向に連続して押し付けられて摺接している。
【００２２】
また、シール３０の弾性材３４の内周縁はシールリップ３６Ｂとして全周に亙って内輪２０の外周面端にある肩部２６に押し付けられて摺接している。このシールリップ３６Ｂが第２のシールリップをなす。
また、スリンガ４１はステンレス鋼板や亜鉛メッキ鋼板等の耐食性を有する金属板を折り曲げることにより断面Ｌ字形で全体を円環状としており、円輪部４２及びこの円輪部４２の内周縁から突出して形成された円筒部４６を有する。そして、この円輪部４２をシール３０よりも軸方向外側に位置させた状態で、円筒部４６の先端を軸方向内側に向け、円筒部４６を内輪２０の円筒面部２４に圧入し締り嵌めして固定してある。
【００２３】
また、スリンガ４１の円輪部４２の外周縁４４は、段部３７の内周面３８の径方向内側に位置しており、外周縁４４と内周面３８とは近接対向し、外周縁４４と内周面３８との間にラビリンス隙間６２が形成されている。
また、シール３０、外輪１０の内周面及び内輪２０の外周面に囲まれた空間６０には潤滑材であるグリースが充填されている。
【００２４】
なお、外輪１０、内輪２０、転動体８０、保持器７０、シール３０及びスリンガ４１がそれぞれ組み付けられた状態で、段部３７の先端がスリンガ４１の円輪部４２に対して軸方向外側へ突出する量δを０．０５〜２ｍｍ程度とすることが好ましい。
本実施の形態は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
【００２５】
転がり軸受１が図示しない自動車の自動車用補機等の回転軸を支持しているとき、この回転軸の回転すると、転動体８０が転動して、内輪２０とスリンガ４１は回転軸とともに回転する。前記自動車が走行中に車輪が跳ね上げる泥水等の異物が転がり軸受１のスリンガ４１にかかっても、回転するスリンガ４１の遠心力によって、スリンガ４１に付着した泥水等の異物は転がり軸受１から振り飛ばされてしまう。同様にして、内輪２０にかかった泥水等の異物も転がり軸受１から振り飛ばされてしまう。また、外輪１０の表面や外部に露出しているシール３０の外側面３９の部分に泥水等の異物がかかっても、この泥水等の異物は段部３７によって遮られてラビリンス隙間６２まで達することは防止されている。
【００２６】
また、前記自動車が停車しており、転がり軸受１に支持される自動車用補機等の回転軸が回転していないときは、転がり軸受１の内輪２０とスリンガ４１も回転していない。かかる状態で、この自動車を洗浄する高圧水が転がり軸受１にかかることがある。この場合、外部に露出しているシール３０の外側面３９の部分に降りかかった水は段部３７によって遮られ、ラビリンス隙間６２まで達することは防止されている。また、内輪２０とスリンガ４１に降りかかった水の大半はそのまま流れ落ち、僅かな水がラビリンス隙間６２に達する。しかし、シールリップ３６Ａは円輪部４２の内側面４５と摺接しており、シールリップ３６Ｂは内輪２０の肩部２６と摺接しているので、ラビリンス隙間６２に達した水がこれらの摺接部分を越えて空間６０へ進入することは防止されている。
【００２７】
したがって、転がり軸受１はその空間６０へ泥水等の異物が進入することを段部３７、シールリップ３６Ａと円輪部４２の内側面４５との摺接部分、シールリップ３６Ｂと内輪２０の肩部２６との摺接部分によって防止しており、高度のシール性が確保されている。
また、段部３７の内周面３８の直径を小さくすることによって、スリンガ４１の円輪部４２の径方向の幅を小さくすることが可能である。円輪部４２の径方向の幅を小さくしても、転がり軸受１の高度のシール性は、段部３７、シールリップ３６Ａと円輪部４２の内側面４５との摺接部分、シールリップ３６Ｂと内輪２０の肩部２６との摺接部分によって確保されている。円輪部４２の径方向の幅を小さくすることによって、円輪部４２の外周縁４４近辺の剛性を確保することが容易となるとともに、円輪部４２の外周縁４４の位置決め精度を確保することができる。すなわち、円輪部４２の外周縁４４とシール３０の外側面３９とが接触しないようにし、弾性材３４の損傷を防止でき、転がり軸受１の高度のシール性を確保できる。
【００２８】
したがって、転がり軸受１により各種自動車用補機等の回転軸を支持することで、自動車の車種や各種自動車用補機等の設置場所の制約等に関係なく転がり軸受１に泥水等の異物が進入することを防止できる。
なお、本実施の形態において、シール３０は第１のシールリップとして１条のシールリップ３６Ａを備えることとしたが、図２の変形例に示すように、シールリップ３６Ａと段部３７との間にさらにシールリップ３６Ｃを形成し、シールリップ３６Ａとシールリップ３６Ｃとによって第１のシールリップを形成することも可能である。
【００２９】
すなわち、シールリップ３６Ａよりも径方向内側のシール３０の外側面３９上に、軸方向外側に突出しておよそ三角形の断面が周方向に連続する輪状の１条の凸条を弾性材３４によって形成し、これをシールリップ３６Ｃとする。そして、シールリップ３６Ａと同様に、シールリップ３６Ｃの先端がスリンガ４１の円輪部４２の内側面４５に周方向に連続して押し付けられて摺接している。シールリップ３６Ａ、シールリップ３６Ｂ及びシールリップ３６Ｃを設けることにより、転がり軸受１のシール性能をより高めることが可能となる。
【００３０】
また、本実施の形態において、第２のシールリップであるシールリップ３６Ｂは、内輪２０の肩部２６と摺接しているとしたが、転がり軸受２０１の第２のシールリップであるシールリップ２３６Ｂと同様に、シールリップ３６Ｂの先端がスリンガ４１の円筒部４６の外周面４８と全周に亙って摺接する構成とすることも可能である。
【００３１】
さらに、本実施の形態において、シール３０は周方向に連続する１条の段部３７を備えることとしたが、２条又はそれ以上の数の段部３７をシール３０の外側面３９上に径方向に同心に並べて弾性材３４により形成することも可能である。径方向外側から転がり軸受１に降りかかる泥水等の異物は、複数の段部３７によって遮られてラビリンス隙間６２へ達しにくくなる。
【００３２】
また、本実施の形態において、円筒部４６を円筒面部２４に圧入し締り嵌めして固定しているとしたが、円筒面部２４にローレット加工を施して締り嵌めの強度を確保することが可能である。さらに、円筒部４６を円筒面部２４に固定する構造は締り嵌めに限定されるものではなく、接着、溶接、ねじ止め等の他の構造を採用することが可能であることは勿論である。
【００３３】
また、シール３０の心金３２の材質は金属製に限定されるものではなく、弾性材３４の材質はゴムのごときエラストマーに限定されるものではなく、スリンガ４１の材質はステンレス鋼板や亜鉛メッキ鋼板等の耐食性を有する金属板に限定されるものではないことは勿論である。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、上記のような転がり軸受であるので、外輪、内輪及びシールに囲まれて転動体が存在する空間内へ泥水等の異物が進入することを防止すると共に、ラビリンス隙間を充分に狭くでき、良好なシール性能を安定して発揮できる転がり軸受を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の本実施の形態に係る転がり軸受の軸方向の部分断面図である。
【図２】本発明の本実施の形態の変形例に係る転がり軸受の軸方向の部分断面図である。
【図３】従来ある転がり軸受の軸方向の部分断面図である。
【図４】従来あるシール性能を向上させた転がり軸受の軸方向の部分断面図である。
【符号の説明】
１、１０１、２０１　転がり軸受
１０、１１０、２１０　外輪
１２、１１２、２１２　外輪軌道
１４、１１４　係止溝
２０、１２０、２２０　内輪
２２、１２２、２２１　内輪軌道
１２４　凹溝
２４、２２２　円筒面部
２６　肩部
３０、１３０、２３０　シール
３２、１３２、２３２　心金
３４、１３４、２３４　弾性材
３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ、１３６、２３６Ａ、２３６Ｂ　シールリップ
３７　段部
３８　段部内周面
３９、２３９　シール外側面
４１、２４０　スリンガ
４２、２４２　円輪部
４４、２４４　円輪部外周縁
４５、２４５　円輪部内側面
４６、２４６　円筒部
４８、２４８　円筒部外周面
６０、１６０、２６０　シール、外輪内周面及び内輪外周面に囲まれた空間
６２、２６２　ラビリンス隙間
７０、１７０、２７０　保持器
８０、１８０、２８０　転動体
２６４　スリンガの円輪部の内側面とシールの外側面との間の空間
δ　段部先端がスリンガの円輪部に対して軸方向外側へ突出する量
【図１】
2004100917.tif 000003
【図２】
2004100917.tif 000004
【図３】
2004100917.tif 000005
【図４】
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