(57)【要約】【課題】スリンガーを圧入する際の圧入の締め代を圧入方向で変化させることにより、スリンガーの取付け精度の向上を図り、以て軸受装置の密封装置のシール性能の向上を図る。【解決手段】スリンガ−２４は断面Ｌ字形状で、垂直部位２４Ａが第３シールリップ３０ｃと摺接し、内方部位２４Ｂが内輪に圧入嵌合状態で取付けられる。そして、軸受装置の密封装置は、前記スリンガー２４の内方部位２４Ｂの圧入嵌合代は、前記垂直部位２４Ａとの接続箇所近傍位置の第１位置Ｘ１に比して該第１位置Ｘ１より離間した第２位置Ｘ２の方が大きく設定されている。また、第１位置Ｘ１と第２位置Ｘ２との間の中間位置Ｘ３は圧入嵌合面からへこんだ凹部形状とされている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受装置を構成する内輪側部材と、軸受装置を構成する外輪側部材と、前記内輪側部材と前記外輪側部材との間に配設されるシール部材と、断面Ｌ字形状であり、径方向に延びる一片部位と内輪側部材及び外輪側部材のいずれかに圧入嵌合状態で取り付けられる他片部位とで構成されるスリンガーと、を有する軸受装置の密封装置であって、
前記スリンガーの他片部位の圧入嵌合代は、前記一片部位との接続箇所近傍位置の第１位置に比して該第１位置より軸方向に離間した第２位置の方が大きく設定されている軸受装置の密封装置。
【請求項２】
請求項１に記載の軸受装置の密封装置であって、
前記スリンガーの他片部位の第１位置と第２位置との間の中間位置の形状は、圧入する面から離反する凹部が形成される形状とされている軸受装置の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受装置の密封装置に関する。断面Ｌ字形状のスリンガーを備えた軸受装置の密封装置に関する。
【０００２】
自動車のエンジンには、補機装置を駆動する場合に、軸受装置が用いられる。例えば、エンジン冷却用として使用されるエンジン補機ベルト駆動ウオータポンプ用軸受装置がある。ウオータポンプ用軸受装置は軸受内部への水の浸入を防ぐためにシール構造が備えられる。
【０００３】
軸受装置は、通常、径方向内方側に配設される内輪側部材と、径方向外方側に配設される外輪側部材と、該両部材間に配設される転動部材と、から構成される。シール構造は軸受装置の側部にシール部材が配置されて、軸受装置の内輪側部材と外輪側部材との間の内部への水の浸入を防止している。
【０００４】
上記シール構造の密封性を向上するために、多くの場合、シール構造の側部にスリンガーを設置して、このスリンガーに前述のシール部材のシールリップを摺接させる密封装置を用いている。
【０００５】
スリンガーは、通常、断面Ｌ字形状であり、その一片部位がシール部材のシールリップと摺接した配設とされており、他片部位が内輪側部材あるいは外輪側部材のいずれかに圧入嵌合により取付けられる。このスリンガーとシールリップの摺接構造によりシール機能の一層の密封を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１１５１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、スリンガーを圧入嵌合して取付ける構成においては、スリンガーの一片部位を圧入する行為により、圧入後のスリンガーの他片部位に振れや、反りが生じることがある。すなわち、シールリップが摺接するスリンガーの一片部位の取付け精度が悪く、シール性を損なうことがある。
【０００８】
その要因は、圧入嵌合したスリンガーを取り外して観察したところ、スリンガーが圧入される部位の他片部位に生じる圧入痕は、当該他片部位の一片部位とのＬ字形に屈曲した近傍側箇所にのみ生じていることから、発明者は、次のようであると考えた。
【０００９】
それは、スリンガーを圧入する他片部位の圧入面の径を、その長手方向（軸線方向）に、精度良く一定の径とするのが一般的であった。すなわち、圧入嵌合する際の締め代（圧入嵌合代）を一定としている。
【００１０】
一方、スリンガーの剛性は，Ｌ字形に屈曲した曲げ部付近の剛性が高い。
【００１１】
したがって、スリンガーの圧入嵌合の際の締め代として有効な範囲は、曲げ部付近の剛性の高い部位のみである。このためスリンガーのシールリップとの良好な接触状態を保つための精度確保が不十分であったことによると考えた。
【００１２】
而して、本発明は、上述した問題の解決を図るために創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、スリンガーを圧入する際の圧入の締め代を圧入方向で変化させることにより、スリンガーの取付け精度の向上を図り、以て軸受装置の密封装置のシール性能の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明は次の手段をとる。
【００１４】
本発明に係る軸受装置の密封装置は、先ず、軸受装置を構成する内輪側部材と、軸受装置を構成する外輪側部材と、前記内輪側部材と前記外輪側部材との間に配設されるシール部材と、断面Ｌ字形状であり、径方向に延びる一片部位と内輪側部材及び外輪側部材のいずれかに圧入嵌合状態で取り付けられる他片部位とで構成されるスリンガーと、を有する。
【００１５】
そして、本発明の軸受装置の密封装置は、前記スリンガーの他片部位の圧入嵌合代は、前記一片部位との接続箇所近傍位置の第１位置に比して該第１位置より軸方向に離間した第２位置の方が大きく設定されている。
【００１６】
上記本発明によれば、スリンガーが圧入嵌合される他片部位の剛性が高い第１位置より第２位置の圧入嵌合代が大きくされている。これにより、剛性が低いスリンガーの他片部位における第２位置を圧入嵌合した際、その取付け剛性（接触面圧）を高くすることができる。すなわち、第１位置と第２位置との取付け剛性（接触面圧）を同程度とすることができ、スリンガーをバランスよく圧入嵌合することができ、その取付け精度を向上させることができる。その結果、密封装置によるシール性能が向上する。
【００１７】
なお、上記の本発明は次の態様とするのが好ましい。
【００１８】
例えば、前述の軸受装置の密封装置であって、前記スリンガーの他辺部位の第１位置と第２位置との間の中間位置の形状は、圧入する面から離反する凹部が形成される形状とされるのが好ましい。
【００１９】
上記のようにスリンガーの他辺部位の中間位置を凹部形状とすることにより、スリンガー圧入時の嵌め合い部の影響を減らすことができて、スリンガーの取付け精度の向上を図ることができる。その結果、圧入によるシール摺動面の精度悪化を防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
上述した手段の本発明によれば、スリンガーを圧入する際の圧入の締め代を圧入方向で変化させることにより、スリンガーの取付け精度の向上を図り、以て軸受装置の密封装置のシール性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態のウオータポンプ用軸受装置の密封装置を示す断面図である。
【図２】図１の密封装置箇所の拡大図を示し、スリンガーの第１配置形態を示す断面図である。
【図３】図１の密封装置箇所の拡大図を示し、スリンガーの第２配置形態を示す断面図である。
【図４】図２のスリンガーの変形例を示す断面図である。
【図５】図３のスリンガーの変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態の軸受装置の密封装置は、エンジン冷却用として使用されるエンジン補機ベルト駆動ウオータポンプ用軸受装置の密封装置の場合である。
【００２３】
図１はウオータポンプ用軸受装置の全体構成を示す。図１において、軸１２上に軸受装置１０が装着される。軸１２はプーリによりベルト駆動される回転軸であり、ウオータポンプを駆動する。図１において左側がベルト駆動されるプーリが配設される側であり、右側がウオータポンプのインペラが装着されるウオータジャケット側である。したがって、本実施形態の軸受装置１０におけるシール対策は、ウオータジャケット側の右側において、特に必要とされる。
【００２４】
軸受装置１０は、外輪１４と、内輪１６と、転動体１８とから構成される。外輪１６は軸受装置１０の径方向外方位置に配設されており、内輪１６は径方向内方位置に配設されている。転動体１８は、本実施形態ではボール（球体）であり、外輪１４と内輪１６との間に配設されて、転動する。ボール１８は外輪１４及び内輪１６に形成されたボール転動溝に嵌合して、転動する。本実施形態ではボール転動溝の配列は、二列配列となっている。なお、本実施形態においては、内輪１６は軸１２上に一体に形成されており、本発明の内輪部材に対応する。また、本実施形態の外輪１４が本発明の外輪部材に対応する。
【００２５】
軸受装置１０の外輪１４と内輪１６との間の両側位置には、密封装置２０のシール部材２２が配設されており、軸受装置１０内部のボール１８等への水等異物の浸入を防止している。右側に配設される密封装置２０のシール部材２２にはシール機能を高めるためにスリンガー２４が配設された構成とされている。
【００２６】
スリンガー２４が配設された密封装置２０の配置構成を図２及び図３に示す。先ず、図２に示すスリンガー２４の第１配置形態の場合について説明する。密封装置２０は、シール部材２２が外輪１４と内輪１６との間に装着されて構成されている。シール部材２２は、芯金２６にシール本体２８が加硫接着等により一体的に形成されている。シール本体２８にはシールリップ３０を備える。シールリップ３０は第１シールリップ３０ａ、第２シールリップ３０ｂ、第３シールリップ３０ｃの３個備える。
【００２７】
シール部材２８は、芯金２６の剛性により、外輪１４の端面に形成された内周面の嵌合部３２に一体的に取り付けられている。したがって、シールリップ３０の第１のシールリップ３０ａと第２のシールリップ３０ｂは、内輪１６の外周面１６Ａに摺接した状態として配設される。この第１のシールリップ３０ａと第２のシールリップ３０ｂのシール機能によりシールが行われる。
【００２８】
スリンガー２４はシールリップ３０の第３シールリップ３０ｃに摺接した形態として配設され、内輪１６の外周面１６Ａに圧入嵌合により取り付けられる。スリンガー２４は、断面形状で見て、垂直部位２４Ａと、内方部位２４Ｂと、外方部位２４Ｃとからなっている。スリンガー２４の第１配置形態の場合には、図２で見て、内方部位２４Ｂは垂直部位２４Ａの下方端から右方向（軸受装置１０から離れる方向）に屈曲したＬ字形に配設されており、内輪１６の外周面１６Ａに圧入嵌合する。外方部位２４Ｃは垂直部位２４Ａの上方端から左方向に屈曲したＬ字形に配設されている。そして、第３シールリップ３０ｃは垂直部位２４Ａに摺接する。したがって、本実施形態の垂直部位２４Ａが本発明のスリンガーの一片部位に対応し、内方部位２４Ｂが本発明のスリンガーの他片部位に対応する。
【００２９】
スリンガー２４は、内輪１６周りに配設される円環状部材として形成される。その内方部位２４Ｂは内輪１６の外周面１６Ａに圧入嵌合により取り付けられるため、自由状態では圧入嵌合代をもった形状として形成されている。その内方部位２４Ｂの状態図が図２に実線で示されている。したがって、内方部位２４Ｂの圧入嵌合状態では、内方部位２４Ｂは弾性変形して内輪１６の外周面１６Ａ上の位置にある（仮想線で示した状態）。なお、スリンガー２４の材質は、圧入嵌合する内輪１６（本実施形態の場合は軸１２）よりも弾性変形しやすい材質とするのが好ましい。
【００３０】
スリンガー２４の内方部位２４Ｂの圧入嵌合代（締め代）は、垂直部位２４Ａから屈曲した近傍側位置を第１位置Ｘ１とし、該屈曲位置を基点として第１位置Ｘ１より離間した方向の位置を第２位置Ｘ２とした場合に、第１位置Ｘ１より第２位置Ｘ２の方が大きくなるように形成する。図２の実施形態では、内方部位２４Ｂの径は、右方向に漸次小径となるように傾斜した径として形成されている。したがって、この第１配置形態では、内方部位２４Ｂの左端が第１位置Ｘ１であり、右端が第２位置Ｘ２となっている。
【００３１】
なお、外方部位２４Ｃは、第３シールリップ３０ｃ方向への水等の異物が浸入するのを抑制するために配設されるものである。また、垂直部位２４Ａは外方部位２４Ｃの径方向外方端から屈曲して形成されていることから、垂直部位２４Ａの径方向外方部の剛性の向上も図られている。これによりスリンガ−２４の振れや、反りの抑制にも寄与する。
【００３２】
次に、図３に示すスリンガー２４の第２配置形態の場合について説明する。前述した第１配置形態と異なる構成について説明し、その他の構成説明は省略する。なお、対応する構成箇所には同じ符号を付した。この第２配置形態では、内方部位２４Ｂは垂直部位２４Ａの下方端から左方向（軸受装置１０の内部方向）に屈曲したＬ字形に配設されている。このため、シールリップ３０の第１シールリップ３０ａと第２シールリップ３０ｂは、内方部位２４Ｂの外周面上に摺接する構成となっている。
【００３３】
上述した図２及び図３に示すように、スリンガー２４の内方部材２４Ｂを内輪１６に圧入嵌合する圧入嵌合代を、第１位置Ｘ１より第２位置Ｘ２の方を大きくすることにより、スリンガー２４を精度よく取付けることができる。第１位置Ｘ１の屈曲部近傍位置は、Ｌ字形状の構成上から剛性が高い。このため圧入嵌合した際の当該部位箇所の接触面圧Ｐも大きい。屈曲位置（第１位置Ｘ１）から離れた第２位置Ｘ２は第１位置Ｘ１より剛性は低いが、圧入嵌合代を第１位置Ｘ１より大きくしたことにより、圧入嵌合した際の当該部位箇所の接触面圧Ｐは大きくなり、第１位置Ｘ１と同レベルの接触面圧Ｐとすることができる。
【００３４】
本実施形態によれば、上記のようにしてスリンガー２４の取付け精度を良くすることができる。これにより、垂直部位２４Ａの振れや反りを改善することができて、垂直部位２４Ａに摺接する第３シールリップ３０ｃとのシール機能が向上する。その結果、３個のシールリップ３０ａ，３０ｂ，３０ｃによる密封装置２０全体としてのシール機能も向上する。
【００３５】
次に、図４及び図５に示す変形例について説明する。
【００３６】
先ず。図４に示す変形例について説明する。図４は図２に示す実施形態の変形例である。そのため図２と異なる構成について説明し、その他の構成説明は省略する。なお、対応する構成箇所には同じ符号を付した。この変形例では、内方部位２４Ｂは、垂直部位２４Ａから屈曲した起点から順に第１位置Ｘ１、中間位置Ｘ３、第２位置Ｘ２として設定されて形成されている。そして、第１位置Ｘ１と第２位置Ｘ２の圧入嵌合の際の圧入嵌合代（締め代）は、第１位置Ｘ１より第２位置Ｘ２の方が大きくされている。すなわち、内方部位２４Ｂの自由状態における第１位置Ｘ１の内径Ｒ１と第２位置Ｘ２の内径Ｒ２の関係は、Ｒ１＞Ｒ２とされている。
【００３７】
中間位置Ｘ３は、第１位置Ｘ１と第２位置Ｘ２との間にあって両位置Ｘ１、Ｘ２をつなぐ部位となっている。この中間位置Ｘ３の形状は、圧入する面、本実施形態では内輪１６の外周面１６Ａから離間する方向にへこんだ凹部形状として形成されている。このため、スリンガー２４の圧入嵌合の際には、この中間位置は内輪１６の外周面１６Ａとは接触しない。
【００３８】
次に、図５に示す変形例について説明する。図５は図３に示す実施形態の変形例である。そのため図３に対応する構成箇所には同じ符号を付すと共に、上記図４に示す変形例に対応する構成箇所には同じ符号を付すことにより、詳細説明は省略する。
【００３９】
図４及び図５に示す変形例においても、図２及び図３の場合と同様に、第１位置Ｘ１より第２位置Ｘ２の圧入嵌合代が大きくされている。このため、内方部位２４Ｂの接触面圧Ｐの均等化を図ることができて、スリンガー２４の取付け精度の向上を図ることができる。その結果、シール機能の向上を図ることができる。
【００４０】
なお、上記変形例では、スリンガー２４の圧入時、内輪１６の外周面に接地する嵌め合い面の面積を少なくすることができる。これにより，嵌め合い面で発生する圧入中の摩擦力のバラツキを抑え、圧入嵌合完了後のスリンガー２４の取付け精度の悪化を抑えることができる。これは、前述したようにＲ１＞Ｒ２の条件とすることにより内方部位２４Ｂの接触面圧が均等となり、圧入嵌合後のスリンガーの取付け精度が安定することによる。
【００４１】
以上、本発明を特定の実施形態について説明したが、本発明はその他各種の形態でも実施可能なものである。
【００４２】
例えば、上述した実施形態では、ウオータポンプ用軸受装置の場合であるが、エンジン補機ベルト駆動のアイドラ軸受装置や、自動車のホイールハブ用軸受装置など、シール性能確保のためにスリンガーが配設される軸受装置には適用することができる。
【００４３】
また、上述した実施形態では、スリンガー２４を内輪１６に圧入嵌合して取付ける場合であったが、外輪１４に取付ける構成とすることもできる。
【００４４】
また、上述した実施形態では、軸受装置１０の転動体（ボール）１８の配列形態は２列であるが、列数には特に限定されない。また、軸受装置１０の形態も特に限定されなく、スリンガー２４が配設される軸受装置の密封装置には適用可能である。
【００４５】
また、上述した実施形態では、第３シールリップ３０ｃは垂直部位２４Ａに摺接する構成であるが、摺接することなくラビリンス形状等により密封を図る構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０    軸受装置
１２    軸
１４    外輪（外輪部材）
１６    内輪（内輪部材）
１８    転動体（ボール）
２０    密封装置
２２    シール部材
２４    スリンガー
２４Ａ  垂直部位（一片部位）
２４Ｂ  内方部位（他片部位）
２４Ｃ  外方部位
２６    芯金
２８    シール本体
３０    シールリップ
３０ａ  第１シールリップ
３０ｂ  第２シールリップ
３０ｃ  第３シールリップ
３２    嵌合部
Ｘ１    第１位置
Ｘ２    第２位置
Ｘ３    中間位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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