(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】内輪２に摺動するシールリップ部１７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とで構成する。【選択図】図１
2007170626.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であって、
芯金部と、
上記芯金部に取り付けられると共に、上記第２軌道輪に摺動するシールリップ部と
を備え、
上記シールリップ部は、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、上記シールリップ部の上記第２軌道輪の軸方向の内側の部分であり、上記第２部分は、上記シールリップ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、上記シールリップ部の上記第２軌道輪の軸方向の外側の部分であり、上記第２部分は、上記シールリップ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、芯金部に単一弾性材料からなるシールリップ部が固定され、このシールリップ部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、上記シールリップ部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部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という問題があり、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という問題がある。
【０００４】
また、従来、転がり軸受用シール装置で、転がり軸受内に封印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、潤滑油の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という問題がある。
【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であって、
芯金部と、
上記芯金部に取り付けられると共に、上記第２軌道輪に摺動するシールリップ部と
を備え、
上記シールリップ部は、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、上記シールリップ部が、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、シールリップ部が上記第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、シールリップ部が上記第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、シールリップ部における第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、シールリップ部を自在に反らせることができて、如何なる形状のシールリップ部でも、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、シールリップ部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、上記シールリップ部の上記第２軌道輪の軸方向の内側の部分であり、上記第２部分は、上記シールリップ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、上記シールリップ部の上記軸方向の内側の部分であり、上記第２部分が、上記シールリップ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、シールリップ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、シールリップが軸方向の内方に反ることになる。したがって、シールリップ部が、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において、潤滑油の粘度が小さくて、シールリップ部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、シールリップ部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。また、逆に、高温状態において、シールリップ部と軌道輪との接触圧を大きくすることができるので、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。
【００１１】
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、上記シールリップ部の上記第２軌道輪の軸方向の外側の部分であり、上記第２部分は、上記シールリップ部の上記軸方向の内側の部分である。
【００１２】
上記実施形態によれば、上記第１部分が、上記シールリップ部の上記軸方向の外側の部分であり、上記第２部分が、上記シールリップ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、シールリップ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、シールリップ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、シールリップ部と軌道輪との接触圧を小さくすることができるので、シールリップ部の摩耗を抑制できて、シールリップ部の寿命を長くすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の転がり軸受用シールリップ部によれば、シールリップ部における第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、シールリップ部を自在に反らせることができて、如何なる形状のシールリップ部でも、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、シールリップ部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】
【００１４】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００１５】
図１は、この発明の第１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。
【００１６】
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。
【００１７】
上記外輪１は、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、内輪２は、外周面に軌道溝１３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、周方向に一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。
【００１８】
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。
【００１９】
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の表面を覆うように芯金部１５に取り付けられた弾性部１６とからなる。上記弾性部１６における径方向の内方の端部は、シールリップ部１７になっている。このシールリップ部１７は、取付部と、本体部とからなる。上記取付部は、芯金部１５の径方向の内方の端部に取り付けられると共に、略径方向の内方に延在している。また、上記本体部は、上記取付部に連なると共に、断面において、傾斜した舌状の形状を有して軸方向の内方に突き出ている。上記シールリップ部１７の上記本体部は、内輪２の外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ようになっており、シールの密封面を形成している。
【００２０】
上記シールリップ部１７は、軸方向の内側の表面を含む第１部分２０と、軸方向の外側の表面を含む第２部分２１とからなる。上記第１部分２０は、内輪２の上記端面上を摺動するようになっている。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、線膨張係数が０.１〜１［１０−５／℃］のフッ素ゴム材からなっており、第２部分２１は、線膨張係数が２.５〜４.０［１０−５／℃］のシリコンゴム材からなっている。上記第１部分２０は、接着剤によって芯金部１５に固着されている。一方、上記第２部分２１は、接着剤によって第１部分２０の軸方向の外方の表面、および、芯金部１５の軸方向の外方の表面に固着されている。尚、弾性部の形成方法としては、第１部分と第２部分のうちの一方を成型した後、第１部分と第２部分のうちの一方における第１部分と第２部分のうちの他方を固着する表面部分に接着材を塗って、第１部分と第２部分のうちの他方を成型する方法がある。
【００２１】
図２は、低温状態における、上記シール装置４の反りを示す軸方向（正確には、内輪２の軸方向）の部分断面図であり、図３は、高温状態における、上記シール装置４の反りを示す軸方向の部分断面図である。
【００２２】
上述のように、第１実施形態のシール装置４では、シールリップ部１７の軸方向の内方の第１部分２０の線膨張係数が、シールリップ部１７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２に示すように、シールリップ部１７が、矢印ａに示すように、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、シールリップ部１７の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３に示すように、シールリップ部１７が、矢印ｂに示すように、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、シールリップ部１７の接触圧が大きくなる。
【００２３】
上記第１実施形態のシール装置４によれば、シールリップ部１７の軸方向の内側の表面を含む第１部分２０と、シールリップ部１７の軸方向の外側の表面を含む第２部分２１とからなるので、低温状態において、シールリップ部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、シールリップ部１７が軸方向の内方に反ることになる。したがって、潤滑剤の粘度が小さくて、シールリップ部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、シールリップ部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、シールリップ部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。
【００２４】
尚、上記第１実施形態のシール装置４では、シールリップ部１７が内輪２の外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ようになっていたが、この発明では、図４に示すように、軸方向の内方に位置すると共に、フッ素ゴム材からなる第１部分５０と、軸方向の外方に位置すると共に、シリコンゴム材からなる第２部分５１とからなるシールリップ部４７が、内輪３２の軌道溝４３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。
【００２５】
また、上記第１実施形態のシール装置４では、線膨張係数が小さい第１部分２０がフッ素ゴム材（線膨張係数０.１〜１［１０−５／℃］）であると共に、線膨張係数が大きい第２部分２１がシリコンゴム材（線膨張係数２.５〜４.０［１０−５／℃］）であったが、この発明では、線膨張係数が小さい第１部分がフッ素ゴム材であると共に、線膨張係数が大きい第２部分がニトリルゴム材（線膨張係数２.２〜２.４［１０−５／℃］）であっても良い。また、線膨張係数が小さい第１部分がニトリルゴム材であると共に、線膨張係数が大きい第２部分がシリコンゴム材であっても良い。
【００２６】
また、上記第１実施形態のシール装置４では、線膨張係数が小さい第１部分２０を、シールリップ部１７の軸方向の内方に配置すると共に、線膨張係数が大きい第２部分２１を、シールリップ部１７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においては、線膨張係数が小さい第１部分を、シールリップ部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、シールリップ部の軸方向の内方に配置しても良い。このようにすると、高温状態におけるシールリップ部の軌道輪に対する接触圧を小さくできるので、シールリップ部の摩耗を抑制できる。
【００２７】
また、上記第１実施形態のシール装置４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。
【００２８】
また、上記第１実施形態のシール装置４は、玉軸受の外輪と内輪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。
【００２９】
図５は、第２実施形態の転がり軸受用シール装置（以下、シール装置という）７４を示す軸方向の断面図である。
【００３０】
尚、図５において、７１は、転がり軸受（例えば、玉軸受やころ軸受）の外輪であり、７２は、転がり軸受の内輪である。第２実施形態のシール装置７４は、スリンガー７６と組み合わせられて所謂パックシールを構成している点が、第１実施形態のシール装置４と異なる。尚、第２実施形態のシール装置７４では、第１実施形態のシール装置４と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにする。
【００３１】
第２実施形態のシール装置７４は、芯金部７５と、弾性部７７とを有する。上記芯金部７５は、略断面L字形状（軸方向の半断面図において）を有しており、外輪７１の内周面に内嵌された取付部と、この取付部に連なると共に、略径方向の内方に延在する延在部とからなっている。また、上記スリンガー７６は、断面Ｌ字形状（軸方向の半断面図において）を有しており、内輪７２の外周面に外嵌された取付部と、この取付部に連なると共に、略径方向の外方に延在する延在部とからなっている。芯金部７５の取付部と、スリンガー７６の取付部は、略径方向に対向しており、芯金部７５の延在部と、スリンガー７６の延在部は、略軸方向に対向している。
【００３２】
上記弾性部７７は、芯金部７５の断面Ｌ字形状の径方向の内方側の表面に、接着剤で固着されている。上記弾性部７７は、内輪７２の外周面に固定されたスリンガー７６に対して摺動するシールリップ部になっている。上記弾性部７７は、径方向の内方に位置するフッ素ゴム材からなる第１部分８０と、径方向の外方に位置するニトリルゴム材からなる第２部分８１とからなっている。第１部分８０の線膨張係数は、第２部分８１の線膨張係数よりも小さくなっている。このことから、弾性部７７のスリンガー７６に対する接触圧を、常温時と比して、低温時に小さくできて、高温時に高くすることができる。
【００３３】
本発明のように、シールリップ部が、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、シールリップ部が第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、シールリップ部が第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、本発明の転がり軸受用シール装置では、例えば、上記第１実施形態において、線膨張係数が低い第１部分２０をシールリップ部１７の軸方向の内方に配置すると共に、線膨張係数が高い第２部分２１をシールリップ部１７の軸方向の外方に配置したように、また、第２実施形態において、線膨張係数が低い第１部分８０をシールリップ部の径方向の内方に配置すると共に、線膨張係数が高い第２部分８１をシールリップ部の径方向の外方に配置したように、シールリップ部における第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、シールリップ部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、シールリップ部が如何なる形状を有していても、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、シールリップ部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。
【００３４】
尚、シールリップ部を、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】
【００３５】
【図１】本発明の第１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】低温状態における、第１実施形態の転がり軸受用シール装置の反りを示す軸方向の部分断面図である。
【図３】高温状態における、第１実施形態の転がり軸受用シール装置の反りを示す軸方向の部分断面図である。
【図４】第１実施形態の変形例の転がり軸受用シール装置の部分断面図である。
【図５】第２実施形態の転がり軸受用シール装置を示す軸方向の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１,７１  外輪
２,３２,７２  内輪
３  玉
４,７４  シール装置
１５,７５  芯金部
１６,７７  弾性部
１７,４７  シールリップ部
２０,５０,８０  第１部分
２１,５１,８１  第２部分
【図１】
2007170626.tif 000003
【図２】
2007170626.tif 000004
【図３】
2007170626.tif 000005
【図４】
2007170626.tif 000006
【図５】
2007170626.tif 000007