(57)【要約】【課題】  密封シールのシールリップが砂などの異物をかみ込んで磨耗したり、長期の使用や高温に晒されて変形を起こしリップ圧力が低下しても、高密封性を維持する密封シールを備えた密封ころがり軸受及び密封シールを提供する。【解決手段】  外輪の端部内周面に固定される固定部を有し、かつ、該固定部からは、該固定部に一体的に形成され軸受の軸方向外方に向けて延在するアキシャルリップ形成されている弾性シール部材と、内輪に取付けられた前記アキシャルリップと当接するフランジ部材とを備えたことを特徴とする密封ころがり軸受によって課題の解決を図る。また、前記密封シールによって課題の解決を図る。【選択図】    図１
2005315293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、
内輪と、
前記外輪と前記内輪間に介装される転動体と
前記外輪と前記内輪との間に形成される軸受空間を密封するための密封シールとを有し、
前記密封シールが、外輪の内周面に嵌合固定される固定部材と、
内輪の外周面に固定されるスリンガ部材、
とからなり、
前記固定部材は、軸方向軸受内方に半径方向内向きに形成された内方環状部と、前記内方環状部と一体的に形成され、軸受の軸方向外方に向けて延在するアキシャルリップが形成されている弾性シール部材とを有し、
前記スリンガ部材は、半径方向外向きに環状に形成され、前記アキシャルリップと当接するフランジ部材を有している密封ころがり軸受において、
前記密封シールが、前記外輪と前記内輪との間で、前記フランジ部材の外周部に連設して半径方向寸法２ｍｍ以上５ｍｍ以下の環状開口部を有することを特徴とする密封ころがり軸受。
【請求項２】
外輪、内輪、外内輪間に介装された転動体からなるころがり軸受を密封するために、
外輪の内周面に嵌合固定される固定部材と、内輪の外周面に固定されるスリンガ部材とからなり、
前記固定部材は、軸方向内方に半径方向内向きに形成された内方環状部と、前記内方環状部と一体的に形成され、前記外輪に固定されたときに、軸受の軸方向外方に向けて延在するアキシャルリップが形成されている弾性シール部材とを有し、
前記スリンガ部材は、半径方向外向きに環状に形成され、前記アキシャルリップと当接するフランジ部材を有している密封シールにおいて、
前記密封シールが前記外輪と前記内輪との所定位置に取付けられたとき、
前記外輪と前記内輪との間で、前記フランジ部材の外周部に連設して半径方向寸法２ｍｍ以上５ｍｍ以下の軸方向外方に開く環状開口部が設定されることを特徴とする密封シール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、密封ころがり軸受、特に、密封耐久性を向上した自動車車輪用に好適な密封ころがり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輪用密封ころがり軸受の密封シールは、金属製の芯金にゴム材を接着し、該ゴム材に軸受の軸方向外方に向けたアキシャルリップおよび半径方向内方に向けた１つないし２つのラジアルリップとを設けた弾性シール部材を前記芯金を介して外輪の端部内周面に、そして、これらのシールリップに対向させて金属製のスリンガを内輪の端部外周面の所定位置に夫々嵌合固定し、これらのシールリップをスリンガにそれぞれ摺接させることにより、密封シールを構成しているものが広く使用されている。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００１-６５７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、砂などを含む泥水などの異物が密封シール内に浸入し、シールリップ面が異物を噛みこむと、シールリップが磨耗して密封性が低下する。
【０００４】
特許文献１の図１では、第１シール板「スリンガ」と第２シール板とは径方向にラビリンスシールを形成して砂などを含む異物の浸入を防止することが開示されている。しかし、泥水などの異物がラビリンスシールを通過して一旦浸入してしまうと、シールの外部への排出が難しく、シールリップと第１シール板との摺接面に泥水、砂などの噛みこむ機会が増加する。これらが、密封シールの密封耐久性に影響を及ぼす要因となって、密封耐久性の劣化につながってくる。泥水など異物が一旦密封シールに浸入しても、これらの異物は可及的すみやかに密封シールの外部へ排出されることが望ましい。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、密封シール内へ浸入した異物がシールリップ面に噛みこまれる前に、可及的にはやく、外部へ排出することができる密封シールを組み込んだ密封耐久性の高い密封ころがり軸受を提供することを目的とし、また、密封耐久性の高い密封シールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明は、
外輪と、
内輪と、
前記外輪と前記内輪間に介装される転動体と
前記外輪と前記内輪との間に形成される軸受空間を密封するための密封シールとを有し、
前記密封シールが、外輪の内周面に嵌合固定される固定部材と、
内輪の外周面に固定されるスリンガ部材、
とからなり、
前記固定部材は、軸方向軸受内方に半径方向内向きに形成された内方環状部と、前記内方環状部と一体的に形成され、軸受の軸方向外方に向けて延在するアキシャルリップが形成されている弾性シール部材とを有し、
前記スリンガ部材は、半径方向外向きに環状に形成され、前記アキシャルリップと当接するフランジ部材を有している密封ころがり軸受において、
前記密封シールが、前記外輪と前記内輪との間で、前記フランジ部材の外周部に連設して半径方向寸法２ｍｍ以上５ｍｍ以下の環状開口部を有することを特徴とする密封ころがり軸受を提供する。
【０００７】
また、本発明は、
外輪、内輪、外内輪間に介装された転動体からなるころがり軸受を密封するために、
外輪の内周面に嵌合固定される固定部材と、内輪の外周面に固定されるスリンガ部材とからなり、
前記固定部材は、軸方向内方に半径方向内向きに形成された内方環状部と、前記内方環状部と一体的に形成され、前記外輪に固定されたときに、軸受の軸方向外方に向けて延在するアキシャルリップが形成されている弾性シール部材とを有し、
前記スリンガ部材は、半径方向外向きに環状に形成され、前記アキシャルリップと当接するフランジ部材を有している密封シールにおいて、
前記密封シールが前記外輪と前記内輪との所定位置に取付けられたとき、
前記外輪と前記内輪との間で、前記フランジ部材の外周部に連設して半径方向寸法２ｍｍ以上５ｍｍ以下の軸方向外方に開く環状開口部が設定されることを特徴とする密封シールを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、密封耐久性の高い、密封ころがり軸受が得られる。また、密封耐久性の高い密封シールが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本願発明の実施形態に関わる密封ころがり軸受及び密封シールを図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
（実施形態１）
図１、図２を参照しながら本願発明の実施形態１の密封ころがり軸受を説明する。
【００１１】
図１は本実施形態の密封ころがり軸受のＸ-Ｘ中心線より上側半分を示している断面図である。図２は図１の破線部Ａの拡大図である。
【００１２】
図１において、密封ころがり軸受Ｈｕは複列の内周軌道１ａ１，１ａ２を有する外輪１と、内周軌道１ａ１，１ａ２に対向する外周軌道２ａ１，２ｂ１をそれぞれ有する一対の内輪要素２ａ，２ｂと、密封ころがり軸受Ｈｕの両端部で外輪１と内輪要素２ａ，２ｂとの間の空間を密封する密封シール４ａ，４ｂと外輪１、内輪要素２ａ，２ｂ間に介装されている２列のボール３ａ，３ｂと、２列のボール３ａ，３ｂを保持する保持器８ａ，８ｂとから構成されている。
【００１３】
外輪１は両端内周部に前記内周軌道１ａ１，１ａ２にそれぞれ連なる円筒面１ｃ，１ｃ
を備えている。
【００１４】
内輪要素２ａ，２ｂは、大径の端部には円筒状の外周部２ｄ，２ｄが設けられている。また、外周軌道２ａ１，２ｂ１に連設されている小径の終端部２ｃ１，２c２で互いに突
き当てられて、全体として一対の内輪要素２ａ，２ｂからなる複列の内輪２を形成している。
【００１５】
保持器８ａ，８ｂはそれぞれ冠型保持器といわれるタイプで樹脂製で図１中、ころがり軸受の中央部からボール３ａ，３ｂを抱くように組み込まれ、ボール３ａ，３ｂを保持している。
【００１６】
密封シール４ａ，４ｂは同一構造（軸受に組みつけた状態では左右対称になっている。）なので、左側の４ａについてのみ、図２を参照しながら説明する。
【００１７】
密封シール４ａは芯金４１と芯金４１に接着されているゴムなど弾性シール部材４５と、弾性シール部材４５と当接して相手部材となるスリンガ６０とによって構成されている。
【００１８】
密封シール４ａの芯金４１は円筒面４２と該円筒面４２に直角に半径方向内方に折り曲げられた内方環状部であるつば部４３を一体に有し、前記つば部４３の軸受外方側の内側面４４に、弾性シール部材４５が接着などにより一体的に被覆されている。弾性シール部材４５の半径方向略中央部分から軸受の外方に向かって延在するアキシャルリップ４５１と、アキシャルリップ４５１の半径方向下方に第１ラジアルリップ４５２と、第１ラジアルリップ４５２の軸方向軸受内方に第２ラジアルリップ４５３が形成されている。
【００１９】
アキシャルリップ４５１は半径方向上方に、第１ラジアルリップ４５２と第２ラジアルリップ４５３とは軸方向外方に向いている。後述するように、スリンガ６０の対応するそれぞれの位置に摺接した場合、摺接面の潤滑を良好にするため、軸受内部からは適度な潤滑油の漏洩は許容し、外部からの異物の侵入は防止しようとする設計思想である。この設計思想は、後述の変形例にも適用している。
【００２０】
芯金４１はその円筒面４２の外周が外輪１の端部内周の円筒面１cに嵌合固定されている固定部となる。嵌合はつば部４３をボール３ａ（図２右方）にくるように取付けられている。芯金４１の外部側端部４１１は外輪１の端部と面一になっている。
【００２１】
スリンガ６０は円筒面６１と該円筒面６１に直角に外方に環状に折り曲げられたつば部６２を有しているフランジ部材である。円筒面６１は内輪要素２ａの外周面２dに外嵌固定されている。
【００２２】
スリンガ６０のつば部６２の外側平面６２１は内輪要素２ａの端部と面一になっている。
【００２３】
スリンガ６０のつば部６２の内側面６３はアキシャルリップ４５１との摺接面であり、円筒部６１の外側面６４は第１ラジアルリップ４５２及び第２ラジアルリップ４５３との摺接面である。
【００２４】
弾性シール部材４５とスリンガ６０がそれぞれ外輪１、内輪２ａの所定の位置に取付けられたとき、スリンガ６０は、スリンガ６０の外周面６５と芯金４１の固定部内周面４４との間に環状開口部Ｆが半径方向に２ないし５ｍｍの寸法になるよう設定されている。２ｍｍ未満の場合は、背景技術の欄で説明したようにシール内空間Ｓ１に泥水など異物が浸入した場合、そこに残留して、リップ面への噛みこみの機会が増えてしまう。また、５ｍｍより大きい場合は、小石などの大径の異物が入り、シールを損傷してしまう問題が生じる。
【００２５】
アキシャルリップ４５１とスリンガ６０の摺接位置Ｂは出来るだけスリンガ６０の外周６５に可及的に近いのが望ましい。芯金の固定部内周面４４、弾性シール部材４５およびアキシャルリップ４５１で囲まれる空間Ｓ１は環状開口部Ｆから異物が浸入した場合、空間Ｓ１が環状開口部Ｆに近いため、その排除が容易になるからである。このような考えで、スリンガ６０の外周面６５より内方に向かって、０.２ｍｍないし１．０ｍｍに設定するのがよい。
【００２６】
軸受には、モーメント荷重が負荷されるが、その場合、内輪と外輪には相対傾きが生じ、相対傾きによって、前記摺接位置Ｂで、摺接位置の移動が、０.２ｍｍほど生じる。
【００２７】
そのために、摺接位置Ｂは外周面６５より０.２ｍｍ以上離れていないと、アキシャルリップ４５１とスリンガ６０の内側面６３の摺接が不完全になる。
【００２８】
このように芯金４１に接着されている密封シール部材４５とスリンガ６０は、密封シール部材４５に設けられているにアキシャルリップ４５１がスリンガ６０の内側面６３に所定の位置に、所定のリップ圧力で当接するように、芯金４１は外輪の円筒面１cおよびスリンガ６０は内輪端部外周面２ｄのそれぞれ端部に面一に固定されており、また、第１ラジアルリップ４５２と第２ラジアルリップ４５３もスリンガ６０の円筒面６１の外周面６４と所定のリップ圧力で当接するようになっている。芯金４１とスリンガ６０を外輪および内輪の端部と面一の位置に取付けることによって、スリンガ６０とアキシャルリップ４５１、第１ラジアルリップ４５２、第２ラジアルリップ４５３との摺接が確かな密封シール４ａを構成し、高耐久の密封効果を奏することができる。
【００２９】
この実施形態１によると、芯金４１と弾性シール部材４５で囲まれる空間Ｓ１が密封シール４ａの大径側に存在するように設けられているので、回転などによる異物の排除力が大きくできる。また、アキシャルリップ４５１とスリンガ６０とによる摺接部を水分など異物が通過した場合でも、この第１のラジアルリップ４５１および第２ラジアルリップ４５２とスリンガ６０との二段構えの摺接による密封シール効果によって、密封耐久性は格段に向上する。
【００３０】
ここで、アキシャルリップ４５１、第１ラジアルリップ４５２および第２ラジアルリップ４５３を形成している弾性シール部材４５は、ニトリルゴム、水素添加ニトリルゴム、フッ素ゴムなどから選択し、摺接面から発生するトルクを低減するのに含油性ゴムなどを使用できるし、また、リップ圧力を増強するには、図２に示すように高反発性を有するＶ形状にしたり、また、リップの肉厚を調整したりして、全体として、摺接トルクを小さく抑えながら、長期間の使用にも安定した高耐久密封性を得ることができる。
【００３１】
以下に説明する変形例１おいても同様に実施するものである。
【００３２】
図３において変形例１を説明する。
【００３３】
芯金４１に接着してあるゴムなど弾性部材の弾性シール部材４５から軸方向外方（図３左方）に向かって延びるアキシャルリップ４５１と、アキシャルリップ４５１の半径方向内方に第１ラジアルリップ４５２とさらに第１ラジアルリップの軸方向内方に第２ラジアルリップ４５３を有しているが、この構成までは図１、図２に示した実施形態１と同じであるから、説明は省略する。
【００３４】
変形例１においては、芯金４１は、外輪１の内周部１ｃに嵌合固定される円筒部４２の軸方向長さが、実施形態１に比べて短く外輪に固定したとき、寸法Ｃだけ外輪１の端面より内方になるようにしている。その寸法Ｃは少なくともスリンガ６０の板厚さ寸法以上が望ましいが、芯金の固定に必要な長さは当然必要である。その結果、スリンガ６０のつば部６２の外周部６５直径が大きく設定でき密封シールの空間Ｓ１が全体として大径側に寄るので、内輪２の回転などにより、異物の排除力も大きくなる。図２と同じように、環状開口部Ｆを半径方向に２ないし５ｍｍの寸法に設定すると、弾性シール部材４５、アキシャルリップ４５１及び外輪１の内周部１ｃとで囲まれた空間Ｓ１に溜まった異物の排除も容易になる。
【００３５】
空間Ｓ１が大径側によるので、その結果、アキシャルリップ４５１と第１ラジアルリップ４５２とフランジ６０とで囲まれる空間Ｓ２も広くなり、仮に、アキシャルリップ４５１を異物が通過しても、空間Ｓ２が広くなるので、ここで異物を留める効果が向上する。
【００３６】
次に、変形例２を図４を参照しながら説明する。
【００３７】
本変形例では、外周部が大径部４２１と小径部４２２を有する２段になっている芯金４１について示している。外輪の端部は芯金４１の２段の外周部に対応して、それぞれに大径内周部１ｃ１と小径内周部１ｃ２を有する２段の内周部が形成されている。芯金４１の大径部４２１は外輪の大径内周部１ｃ１へ、芯金４１の小径部４２２は外輪の小径内周部１ｃ２へそれぞれ嵌合固定されている。芯金４１の２段の外周部に対応する内周部は、外周部と同様に２段に形成されており、芯金４１の大径内周部４２５はスリンガ６０の外周部６５に対向している。小径内周部４２６には弾性シール部材４５が接着されていて、その弾性シール部材４５に、アキシャルリップ４５１、第１ラジアルリップ４５２、第２ラジアルリップ４５３が形成されているのは先述した実施形態１、変形例１と同じである。
【００３８】
この変形例では、芯金４１の大径部４２１の大径内周部１ｃ１とスリンガ６０との環状開口部Ｆが半径方向に２ないし５ｍｍに、また、フランジ外周部６５からアキシャルリップ４５１とフランジの内側面６３の当接位置Ｂまでの寸法を０．２から１.０ｍｍと設定しているのは、実施形態１、変形例１と同様である。空間Ｓ１は密封シールのさらに大径側に寄ることができるので、内輪の回転などにより異物の排除も容易となる。アキシャルリップ４５１と第１ラジアルリップ４５２で囲む空間Ｓ２もさらに広がり、該空間で異物を留める効果も増加するので、第１ラジアルリップ４５２を異物が通過する可能性はさらに低下する。芯金４１の大径内周部４２５の円筒面の長さは、少なくともスリンガの板厚さ以上は必要である。夫々のシールリップとスリンガ６０の相対関係は実施形態１および変形例１と同じであるので説明を省略してある。また、同一部位、同一符号についても説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本願発明の実施形態１を示す上半分の断面図を示す。
【図２】図１の破線部Ａの拡大図を示す。
【図３】実施形態１の変形例１を示す。
【図４】実施形態１の変形例２を示す。
【符号の説明】
【００４０】
Ｈｕ:密封ころがり軸受
１:外輪
１ａ１，１ａ２:内周軌道
１ｃ，１ｃ１，１ｃ２：外輪内周部
２:内輪
２ａ，２ｂ：内輪要素
２ａ１，２ｂ１：外周軌道
３ａ，３ｂ:ボール
４ａ，４ｂ:密封シール
４１:芯金
４２，４２１，４２１:芯金の円筒面
４３:芯金のつば部
４５，:弾性シール部材
４５１:アキシャルリップ
４５２:第１ラジアルリップ
４５３:第２ラジアルリップ
６０:スリンガ
６１:スリンガの円筒面
６２:スリンガのつば部
６３:内側面
６４:円筒部の外周面
６５:スリンガのフランジ外周面
８ａ，８ｂ：保持器
Ｆ:環状開口部
Ｂ：アキシャルリップ摺接位置
Ｓ１，Ｓ２：空間
【図１】
2005315293.tif 000003
【図２】
2005315293.tif 000004
【図３】
2005315293.tif 000005
【図４】
2005315293.tif 000006