(57)【要約】【課題】強固な流体膜を生成することにより、転がり軸受において、発熱、トルク大、摩耗大、等といった現象を生じさせることなくシール性を向上して長期に渡って安定した密封性能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。【解決手段】転がり軸受２０に用いられる転がり軸受用密封装置１０であって、円環形状に形成され、基端部が内輪２１または外輪２２に装着固定され、先端部に外輪２２または内輪２１に形成されたシール溝２８に摺接されて軸受空間を密封するリップ１６を有し、転動体２３の軸方向両側に配される転がり軸受用密封装置１０である。密封装置１０は、転がり軸受２０の運転中に不均一な厚さのグリースの流体膜を形成するための凸形状または凹形状をなす流体膜発生部１１を少なくともリップ１６の近傍に備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定軌道輪、回転軌道輪、および当該固定軌道輪と回転軌道輪との間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体を有する転がり軸受に用いられる円環形状の密封装置であって、
前記固定軌道輪に装着固定される基端部を有し、その先端部に、前記回転軌道輪に形成されたシール溝に締め代をもって摺接されて前記転がり軸受のグリースが封入された内部空間を密封するリップを備える密封装置において、
前記密封装置が、前記転がり軸受の運転中に不均一な厚さのグリースの流体膜を形成するための凸形状または凹形状をなす流体膜発生部を前記リップの近傍に備えていることを特徴とする転がり軸受用密封装置。
【請求項２】
前記流体膜発生部が、前記転がり軸受の内部空間に面する前記密封装置の内面または当該内面の反対側の外面に、周方向に複数配置されていることを特徴とする請求項１に記載した転がり軸受用密封装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車等の車両に搭載される転がり軸受に組み付けられて、当該転がり軸受内部への水、埃、等といった異物の進入（浸入）を防止する転がり軸受用密封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の転がり軸受用密封装置の一例として図８に示される転がり軸受用密封装置５０は、その密封板５１が円輪状の芯金５２で弾性材５３を補強したものからなり、全体が円輪状に形成されている。この様な密封板５１は、弾性材５３の外周縁が転がり軸受の外輪の係止溝（不図示）に係止されると共に、弾性材５３の内周縁が転がり軸受の内輪６０のシール溝５４に摺接される。シール溝５４は、円筒面状の底面５５と、開口部に向かうほど間隔が広くなる方向に傾斜した１対の側面５６，５７と、これら両側面５６，５７の端部と底面５５の端部とを連続させる曲面部５８，５９と、を備える。底面５５の断面形状は、その両端部を除き、内輪６０の中心軸と平行な直線である。また、各側面５６，５７の断面形状は、それぞれの両端部を除き直線である。そして、弾性材５３の内周端縁は、側面５６の直線面部に摺接している。このようにすることにより、高速運転時の様に厳しい条件の下でも、弾性材５３の内周端縁とシール溝５４の側面５６との当接圧を確保して、密封板５１によるシール性確保を図るようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２５０５４８号公報（第２−３頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、特に自動車等の用途においては、速度、温度、等に係る使用条件や、被水、埃、等に係る環境条件の過酷化が著しく、充分なシール性能が無いために軸受内部に水等の異物が浸入して、転がり軸受が早期破損に至る可能性がある。これに対し、上記特許文献１のように、シール性能を上げるために、リップの締め代や剛性を上げることによって、シール溝に対する接触力を大きくすることが提案されているが、前述の過酷な条件下では、却って、発熱、トルク大、摩耗大、等といった現象が生じ、軸受寿命を短くしてしまうという可能性がある。
【０００５】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、強固な流体膜を生成することにより、転がり軸受において、発熱、トルク大、摩耗大、等といった現象を生じさせることなくシール性を向上して長期に渡って安定した密封性能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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明に係る転がり軸受用密封装置は、請求項１に記載したように、
固定軌道輪、回転軌道輪、および当該固定軌道輪と回転軌道輪との間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体を有する転がり軸受に用いられる円環形状の密封装置であって、
前記固定軌道輪に装着固定される基端部を有し、その先端部に、前記回転軌道輪に形成されたシール溝に締め代をもって摺接されて前記転がり軸受のグリースが封入された内部空間を密封するリップを備える密封装置において、
前記密封装置が、前記転がり軸受の運転中に不均一な厚さのグリースの流体膜を形成するための凸形状または凹形状をなす流体膜発生部を前記リップの近傍に備えていることを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、凸形状または凹形状をなす部分が、密封装置のリップの近傍に設けられているので、リップ全体の剛性を大きく変えることなく、円周方向の剛性が変化（変動）することにより、リップのシール溝に対する接触力を変化（変動）させることができる。これにより、転がり軸受の運転中に密封装置とシール溝との間に生成される流体膜の厚さが変化し、流体膜の厚さが変化することにより、リップによるくさび効果や絞り効果が助長され、強固な流体膜が形成される。その結果、水、埃、等といった異物の軸受内部への進入（浸入）が、強固な流体膜によって遮断される一方、リップとシール溝との摩耗も、強固な流体膜によって減少される。このように、強固な流体膜を生成することにより、発熱、トルク大、摩耗大、等といった現象を生じさせることなくシール性を向上して長期に渡って安定した密封性能を維持することができる。
【０００８】
また、本発明に係る転がり軸受用密封装置は、請求項２に記載したように、前記流体膜発生部が、前記転がり軸受の内部空間に面する前記密封装置の内面または当該内面の反対側の外面に、周方向に複数配置されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、流体膜発生部が、転がり軸受の内部空間に面する密封装置の内面または当該内面の反対側の外面に、周方向に複数配置されているので、リップ全体の剛性を大きく変化（変動）させることなく、リップのシール溝に対する接触力を周方向で変化（変動）させることができる。これにより、転がり軸受の運転中に密封装置とシール溝との間に生成される流体膜の厚さが周方向に変化する。このように、流体膜の厚さが周方向に変化することにより、リップによるくさび効果や絞り効果が一層助長され、より強固な流体膜が形成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る複数の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。まず、図１〜図４を参照して、本発明に係る第１実施形態である転がり軸受用密封装置（以後、『転がり軸受用密封装置』または単に『密封装置』と記述する。）を説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１実施形態である転がり軸受用密封装置を用いた転がり軸受の断面図、図２は図１に示す転がり軸受用密封装置のリップ部分の拡大断面図、図３は図１に示す転がり軸受用密封装置を背面から見た一部破断外観斜視図、そして図４は図１に示す転がり軸受用密封装置による転がり軸受のシール溝に対する面圧分布説明図である。
【００１２】
図１に示される本発明の第１実施形態である転がり軸受用密封装置１０は、転がり軸受２０に用いられている。転がり軸受２０は、深溝玉軸受であり、回転軌道輪である内輪２１、固定軌道輪である外輪２２、および当該内外輪２１，２２間で周方向に転動自在に配設された複数の玉（即ち、転動体）２３を有している。この転がり軸受２０には、図１に示されるように、流体膜発生部１１，１１が形成された一対の密封装置１０，１０が設けられている。
【００１３】
内輪２１は、その内輪外周面の中央部に内輪軌道面２７が形成されており、そして内輪外周面の軸方向両端部には凹状にされたシール溝２８，２８が形成されている。
【００１４】
外輪２２は、その外輪内周面の中央部に外輪軌道面２９が形成されており、そして外輪内周面の軸方向両端部には凹状にされた密封装置固定部３０，３０が形成さている。
【００１５】
尚、転がり軸受２０は玉２３を周方向等間隔に保持する保持器２４を更に有している。この保持器２４は、例えばもみ抜き保持器であって、周方向に複数形成したポケット３１内に、内輪軌道面２７と外輪軌道面２９との間に配された玉２３を転動自在に保持している。
【００１６】
密封装置１０，１０は、円環形状に形成されており、玉２３に対して軸方向両側にそれぞれ配置されている。密封装置１０は、補強の役目を持つ金属製の芯金１２を、ゴム製、合成樹脂製、等の弾性部材１３で覆って形成されている。密封装置１０の外周端部（基端部）には、外輪２２の密封装置固定部３０に嵌着される固定部１４が形成されている。
【００１７】
また、密封装置１０の内周端部（先端部）には、内輪２１のシール溝２８に向けて延出した腕部１５の先端部においてシール溝２８内で転がり軸受２０の中央に向けてそれぞれ突出したリップ１６が形成されている。リップ１６は、シール溝２８の内側面に締め代を持って摺接する。
【００１８】
即ち、密封装置１０は、リップ１６を備えた弾性部材１３を芯金１２の周りに一体成形したものであり、半径方向内方に延びるリップ１６の先端部を内輪２１のシール溝２８の内側面に締め代を持って摺接させることで転がり軸受２０のシールを行なう所謂接触シール部材である。尚、密封装置１０，１０によって囲まれた転がり軸受２０の内部空間には、所定のグリースが封入される。
【００１９】
密封装置１０の流体膜発生部１１は、密封装置１０における背面側である軸方向内側にあって、腕部１５からリップ１６の基端部までの長さ、凸形状に形成されている。流体膜発生部１１は、リップ１６の近傍においてリップ１６の突出側の周方向に複数個、配されている。流体膜発生部１１は、リップ１６全体の剛性を大きく変化（変動）させることなく、リップ１６のシール溝２８に対する接触力を周方向で変化（変動）させる機能をもつ。流体膜発生部１１は、凸形状に形成される代わりに、腕部１５からリップ１６の基端部までの長さ、凹形状に形成されてもよい。
【００２０】
図２に示されるように、流体膜発生部１１は、腕部１５の厚さ寸法ｔ１の略半分の突出寸法ｔ２をもって略平行四辺形状をなす。また、図３に示されるように、流体膜発生部１１は、密封装置１０の背面側において、当該背面に交差する方向に高さを有するリブ状の突出部であり、周方向に等間隔で複数配されている。
【００２１】
更に、図４に示されるように、流体膜発生部１１は、腕部１５の厚さを、リップ１６の周方向の一部において異なるものとしているため、面圧分布は、周方向に一定ではなく、流体膜発生部１１のある部分の面圧ｐ１が、流体膜発生部１１のない部分の面圧ｐ２，ｐ３よりも大きく設定される。そのため、リップ１６を、シール溝２８に対して、周方向に接触力を変化（変動）させて摺接させることができる。
【００２２】
流体膜発生部１１は、リップ１６の全体の剛性を大きく変化（変動）させることなく、リップ１６のシール溝２８に対する接触力を周方向で変化（変動）させるため、転がり軸受２０が運転中に密封装置１０とシール溝２８との間に生成される流体膜の厚さを変化させ、流体膜の厚さが変化することにより、リップ１６によるくさび効果や絞り効果を助長し、強固な流体膜を形成することができる。尚、流体膜とは、密封装置１０，１０によって囲まれた転がり軸受２０の内部空間に封入されている所定のグリースからなる膜のことである。
【００２３】
転がり軸受用密封装置１０によれば、リップ１６の近傍に、転がり軸受２０の運転中に不均一な厚さの流体膜を形成するための凸形状をなす流体膜発生部１１が配され、流体膜発生部１１が、リップ１６の軸方向内側において周方向に複数配される。
【００２４】
従って、流体膜発生部１１により、リップ１６の全体の剛性を大きく変化させることなく、リップ１６のシール溝２８に対する接触力を周方向で変化（変動）させることができる。これにより、転がり軸受２０の運転中に密封装置１０とシール溝２８との間に生成される流体膜の厚さが変化する。流体膜の厚さが変化することにより、リップ１６によるくさび効果や絞り効果が助長され、強固な流体膜が形成される。
【００２５】
その結果、水、埃、等といった異物の転がり軸受２０内部への進入（浸入）が、強固な流体膜によって遮断される一方、リップ１６とシール溝２８との摩耗も、強固な流体膜によって減少される。このように、強固な流体膜を生成することにより、発熱、トルク大、摩耗大、等といった現象を生じさせることなくシール性を向上して長期に渡って安定した密封性能を維持することができる。
【００２６】
次に、図５〜図７を参照して本発明に係る第２実施形態を説明する。図５は本発明の第２実施形態である転がり軸受用密封装置を用いた転がり軸受の断面図、図６は図５に示す転がり軸受用密封装置のリップ部分の拡大断面図、そして図７は図５に示す転がり軸受用密封装置を正面から見た一部破断外観斜視図である。尚、第２実施形態において、既に第１実施形態で説明した部材等と同様な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号または相当符号を付することにより、説明を簡略化或いは省略する。
【００２７】
図５に示される本発明の第２実施形態である転がり軸受用密封装置４０は、流体膜発生部４１が、密封装置４０における正面側である軸方向外側にあって、腕部１５の正面側に設けられる、くびれ部４２上に凸形状に形成されている。流体膜発生部４１は、リップ１６の近傍においてリップ１６の反突出側の周方向に複数個、配置されている。尚、流体膜発生部４１は、凸形状に形成される代わりに、腕部１５の正面側のくびれ部４２に凹形状に形成されてもよい。
【００２８】
図６に示されるように、流体膜発生部４１は、腕部１５の厚さ寸法ｔ１の略半分の突出寸法ｔ２をもって、くびれ部４２に架橋されて形成されている。また、図７に示されるように、流体膜発生部４１は、密封装置１０の正面側において、当該正面に交差する方向に高さを有するリブ状の突出部であり、周方向に等間隔で複数配されている。
【００２９】
転がり軸受用密封装置４０によれば、リップ１６の近傍に、転がり軸受２０の運転中に不均一な厚さの流体膜を形成するための凸形状をなす流体膜発生部４１が配され、流体膜発生部４１が、リップ１６の軸方向外側において周方向に複数配される。
【００３０】
従って、流体膜発生部４１により、リップ１６の全体の剛性を大きく変化させることなく、リップ１６のシール溝２８に対する接触力を周方向で変化（変動）させることができる。これにより、転がり軸受２０の運転中に密封装置４０とシール溝２８との間に生成される流体膜の厚さが変化する。流体膜の厚さが変化することにより、リップ１６によるくさび効果や絞り効果が助長され、強固な流体膜が形成される。
【００３１】
その結果、水、埃、等といった異物の転がり軸受２０内部への進入（浸入）が、強固な流体膜によって遮断される一方、リップ１６とシール溝２８との摩耗も、強固な流体膜によって減少される。このように、強固な流体膜を生成することにより、発熱、トルク大、摩耗大、等といった現象を生じさせることなくシール性を向上して長期に渡って安定した密封性能を維持することができる。
【００３２】
尚、本発明は、前述した各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。その他、前述した各実施形態における各構成要素の材質，形状，寸法，形態，数，配置個所，等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００３３】
例えば、転がり軸受用密封装置の流体膜発生部の周方向での断面形状については、図示した四角形状に限らず、台形、半円形状、等としてもよい。
【００３４】
また、転がり軸受用密封装置は、その芯金を樹脂製としてもよく、或いは、芯金を用いずに弾性部材のみにより成形したものでもよい。
【００３５】
また、転がり軸受用密封装置が用いられる転がり軸受は、前述した深溝玉軸受に限らず、その他、例えば、アンギュラ玉軸受、各種ころ軸受、等、本発明に係る転がり軸受用密封装置を要する若しくは適用できる転がり軸受であれば、どんな転がり軸受であってもよい。
【００３６】
また、保持器は、前述したもみ抜き保持器に限らず、例えば、打ち抜き保持器、冠形保持器、等といった種々の保持器を転がり軸受に応じて用いればよい。
【００３７】
また、外輪を回転軌道輪として当該外輪にシール溝を設け、そして内輪を固定軌道輪として当該内輪に密封装置固定部を設けて、密封装置の固定部を内輪の密封装置固定部に嵌着し、そしてリップを外輪のシール溝に摺接させるようにしてもよく、その場合にも、上述した実施形態と同様にして本発明を実施することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、転がり軸受の運転中に不均一な厚さのグリースの流体膜を形成するための凸形状または凹形状をなす流体膜発生部が、密封装置のリップの近傍に設けられているので、当該流体膜発生部により、リップ全体の剛性を大きく変化（変動）させることなく、リップのシール溝に対する円周方向の接触力を変化（変動）させることができる。これにより、転がり軸受の運転中に密封装置とシール溝との間に生成される流体膜の厚さが変化し、流体膜の厚さが変化することにより、リップによるくさび効果や絞り効果が助長され、強固な流体膜が形成される。その結果、水、埃、等といった異物の軸受内部への進入（浸入）が、強固な流体膜によって遮断される一方、リップとシール溝との摩耗も、強固な流体膜によって減少される。このように、強固な流体膜を生成することにより、発熱、トルク大、摩耗大、等といった現象を生じさせることなくシール性を向上して長期に渡って安定した密封性能を維持することができる。
【００３９】
また、本発明によれば、流体膜発生部が、転がり軸受の内部空間に面する密封装置の内面または当該内面の反対側の外面に、周方向に複数配置されているので、リップ全体の剛性を大きく変化（変動）させることなく、リップのシール溝に対する接触力を周方向で変化（変動）させることができる。これにより、転がり軸受の運転中に密封装置とシール溝との間に生成される流体膜の厚さが周方向に変化する。このように、流体膜の厚さが周方向に変化することにより、リップによるくさび効果や絞り効果が一層助長され、より強固な流体膜が形成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である転がり軸受用密封装置を用いた転がり軸受の断面図である。
【図２】図１に示される転がり軸受用密封装置のリップ部分の拡大断面図である。
【図３】図１に示される転がり軸受用密封装置を背面から見た一部破断外観斜視図である。
【図４】図１に示される転がり軸受用密封装置による転がり軸受のシール溝に対する面圧分布説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態である転がり軸受用密封装置を用いた転がり軸受の断面図である。
【図６】図５に示される転がり軸受用密封装置のリップ部分の拡大断面図である。
【図７】図５に示される転がり軸受用密封装置を正面から見た一部破断外観斜視図である。
【図８】従来の転がり軸受用密封装置の断面図である。
【符号の説明】
１０，４０  転がり軸受用密封装置
１１，４１  流体膜発生部
１６        リップ
２０        転がり軸受
２１        内輪（回転軌道輪）
２２        外輪（固定軌道輪）
２３        玉（転動体）
２４        保持器
２８        シール溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004257421.tif 000005
【図４】
2004257421.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2004257421.tif 000009
【図８】
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