(57)【要約】【課題】シールとスリンガの間に侵入した水や塵等の異物を効果的に排出できる、より一層密封性が向上した転がり軸受用密封装置を提供し、転がり軸受の信頼性を更に向上させる。【解決手段】転がり軸受用密封装置は、外輪１４に固定され外輪１４と共に回転するシール２０と、シール２０の外側に配設されたスリンガ３０とを備えている。そして、シール２０の軸受の外側の側面は平坦面２８とされており、平坦面２８には放射状の突起２９が径方向に対して傾斜して形成されている。そして、突起２９はシール２０の内径側でシール２０の回転方向前方とされシール２０の外径側でシール２０の回転方向後方とされており、シール２０の回転により突起２９がシール２０とスリンガ３０の間に入り込んだ異物を排出することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪に固定され外輪と共に回転するシールと、該シールの外側に配設されたスリンガとを備え、該シールと該スリンガとの間に形成される隙間が前記スリンガの外径側で軸受の外部に開口されてラビリンスを構成する転がり軸受用密封装置であって、
前記シールの軸受の外側の側面は平坦面とされており、該平坦面には放射状の突起が径方向に対して傾斜して形成されており、
該突起の傾斜方向は該シールの回転に対してシールとスリンガの間に入り込んだ異物が軸受の径方向の外方へ排出される方向とされていることを特徴とする転がり軸受用密閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は転がり軸受用密封装置に関する。具体的には内輪と外輪の間をシールで覆い、シールの外側にスリンガを設けた転がり軸受用密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジン周辺補機、例えばプーリには、密封形のグリース封入玉軸受けが使用されている。この種の転がり軸受は、円環状のシールで外輪と内輪の間を覆う密封装置を備えている。そして、この種の転がり軸受に組み付けられるシールに必要な密封性能は、軸受内部のグリースの漏れ防止及び外部からの水や塵の軸受内部への侵入防止である。
ここで、軸受は内輪と外輪が相対回転するため、例えば、シールの外周を外輪に固定しシールの内周にシールリップを設けて内輪に摺接させて、内輪と外輪の相対的な回転を許容する必要がある。そして、この種の軸受は高速回転で使用されるので、シールの摺接部の発熱を防ぐために、シールリップは少量のしめしろを有する軽接触タイプとする必要がある。
そのため、シールだけでは外部からの水や塵に対する密封性が不足しており、水や塵がシールリップと内輪の間から軸受内部に進入することを防止することが困難である。
そこで、シールの外側にスリンガと呼ばれる遮蔽板を設けて水や塵がシールに直接当たらない構成とした密封装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特開平１１−２３０１７９号公報（特許文献１）には、従来技術のシールとスリンガを備えた転がり軸受が記載されている（特許文献１の図１参照）。図５に特許文献１の図１に第一実施形態として記載されたものとほぼ同一の転がり軸受を示す。特許文献１の第一実施形態に記載された転がり軸受１は、内輪２と外輪３の間にわたって装着されたシール５が、外輪の内径面に設けられたシール溝３ａに一方側が装着され、内輪２の外径面に設けられたシール溝２ａに他方側が接触する構造とされている。そして、シール５の軸方向外方にスリンガタイプのシールド板６が内輪２と止め輪９の間に挟持装着されている（特許文献１の段落０００７，段落０００８参照）。
そして、特許文献１には、転がり軸受１にはシール５を覆ったシールド板６が装着されているためシール５自体が直接水や異物等と衝突することがないこと、シール５とシールド板６の間にラビリンスが形成されて防水および防塵性が向上すること、シール５が外輪３と共に回転するためシール５の遠心力により軸受外部へ水と異物がとばされること、が記載されている（特許文献１の段落０００９参照）。
【特許文献１】特開平１１−２３０２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
確かに、従来技術による、シール、スリンガ、シールとスリンガのラビリンス構造はそれぞれに転がり軸受の密封構造として効果が期待できる。よって、これらの組み合わせの相乗効果により転がり軸受の密封性を向上させることができる。
しかしながら、転がり軸受は高い信頼性の要求される部品であり、更なる信頼性の向上のために、より一層の密封性の向上が求められている。
【０００５】
そして、従来技術の課題の１つとして、一度シールとスリンガの間に入り込んでしまった水や塵等の異物はこれを軸受の外部へ排除する適当な手段が無いことがあげられる。そして、シールとスリンガの間に入り込んだ異物がシールと内輪との摺接部に達すると、異物がシールと内輪の摺接部を通って軸受内部に侵入するおそれがある。
ここで、特許文献１の段落０００９には、上述の通り、シール５が外輪３と共に回転するためシール５の遠心力により軸受外部へ水と異物がとばされることが記載されている。確かに、シール５に付着した水や異物はシール５の回転による遠心力によってシール５の外径側にとばすことができる。しかし、シール５は図５に示されるように平板的であると解されるため、シール５の回転によってはシール５とシールド板６の間の空気はほとんど撹拌されない。よって、シール５とシールド板６の間に入り込んでシール５に付着していない異物には、シール５の回転はほとんど影響が無く、シール５の回転により異物を軸受の外部へ飛ばす効果は限られたものであると考えられる。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、シールとスリンガの間に侵入した水や塵等の異物を効果的に排出できる、より一層密封性が向上した転がり軸受用密封装置を提供し、転がり軸受の信頼性を更に向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る転がり軸受用密封装置は、外輪に固定され外輪と共に回転するシールと、該シールの外側に配設されたスリンガとを備え、該シールと該スリンガとの間に形成される隙間が前記スリンガの外径側で軸受の外部に開口されてラビリンスを構成する転がり軸受用密封装置であって、
前記シールの軸受の外側の側面は平坦面とされており、該平坦面には放射状の突起が径方向に対して傾斜して形成され、該突起はシールの内径側でシールの回転方向前方とされシールの外径側でシールの回転方向後方とされており、
該シールの回転により該突起がシールとスリンガの間に入り込んだ異物を排出することを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、シールは外輪に固定され外輪と共に回転するので、シールの軸受外方の平坦面に形成された突起が回転する。そこで、突起がシールとスリンガの間に浮遊している水や塵等の異物に当たることで、突起に異物を付着させて異物を捕集することができる。また、突起の回転により空気が撹拌されるので、水や塵等の異物がシールの平坦面や突起に付着しやすくなり、異物の捕集が促進される。
そして、シールの平坦面に付着した水や塵等の異物は遠心力により平坦面上をシールの回転方向とは逆方向に外径側へと移動する。そして、異物は平坦面上に放射状に形成された突起に当たる。ここで、突起が異物の移動方向で平坦面の内径側から外径側に延びているため、異物は突起に沿って平坦面上で外径側への移動が確実となり、外径側への移動が促進される。また、突起に当たった異物は凝集し粒径が大きくなるので、遠心力による異物の平坦面の外径側への移動が促進される。
よって、シールとスリンガの間に侵入した水や塵等の異物を効果的に排出することができるため、転がり軸受の密封性を向上させることができ、転がり軸受の信頼性を更に向上させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、シールの軸受外方の平坦面に形成された突起の回転により、突起がシールとスリンガの間に浮遊している水や塵等の異物に当たり、また、突起の回転により空気が撹拌されることで、水や塵等の異物のシールの平坦面への付着が促進され、異物の捕集が促進される。
そして、シールの回転による遠心力と、突起の異物を凝集させて平坦面の外径側への移動を促進させる働きにより、平坦面に付着した異物を効果的に転がり軸受の外部へ排出することができる。よって、転がり軸受の密封性を向上させることができ、転がり軸受の信頼性を更に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１に本発明の一実施例における転がり軸受用密封装置を備えた転がり軸受１０を使用するプーリ４０の部分断面図を示す。そして、図２に図１における転がり軸受用密封装置に関する部分の拡大図を示す。
図１および図２に示すように、転がり軸受１０はプーリ４０に使用される外輪回転タイプの複列玉軸受であって、内輪１２、外輪１４、複列の球１６、球１６を保持する保持器１８、内輪１２と外輪１４の間を覆うシール２０、シール２０の軸受外側に設けられたスリンガ３０から構成されている。そして、これらの構成要素のうちで、内輪１２、外輪１４、シール２０およびスリンガ３０が転がり軸受１０を密封する密封装置を形成している。
【００１１】
シール２０は芯金２２をゴムシールで覆った円環状である。そして、シール２０の外周には固定部２４が形成され、固定部２４が外輪１４の内径面に設けられたシール溝１５に装着されて、シール２０が外輪１４の内径面に固定されている。そして、シール２０の内周にはシールリップ２６が形成され、シールリップ２６が内輪１２の外径側に設けられた摺接部１３に摺接している。そして、シール２０が外輪１４と共に高速回転すると、シールリップ２６が内輪１２の摺接部１３に摺接しながら高速回転する。そのため、シールリップ２６は摺接部１３に対して軽接触とされている。
【００１２】
スリンガ３０は円環状の金属板であって、内周の端が転がり軸受１０の内側向きに円筒状に曲げられて円筒部３２が形成されており、円筒部３２が内輪１２の外径側に圧入されて、スリンガ３０が内輪１２に固定されている。そして、スリンガ３０の外周の端の先端部３４はプーリ４０の鍔４２の端面との間に隙間を形成している。
【００１３】
図３にシール２０の軸受外側の面の外観図を示す。前述の通りシール２０の外周には固定部２４が形成され、内周にはシールリップ２６が形成されている。そして、シール２０の径方向の中央部には軸受の外側に軸受の回転軸に垂直な円環状の平坦面２８が形成されている。そして、図３に示すように、平坦面２８には放射状の突起２９が放射方向に対して傾斜して形成されており、突起２９はシール２０の内径側でシール２０の回転方向前方とされシール２０の外径側でシール２０の回転方向後方とされている。なお、突起２９は外径側の端では放射方向にほぼ平行とされている。図４に図３のＡ−Ａ位置における断面図を示す。図４に示すように突起２９は回転方向前方の側の傾斜が回転方向後方の側の傾斜よりも急な山型とされている。なお、突起２９の平坦面２８からの高さは突起２９の長さ方向で一定とされている。
【００１４】
そして、図２に示すように、スリンガ３０の径方向の中央部には軸受の内側に軸受の回転軸に垂直な円環状の平坦部３６がシール２０の平坦面２８に近接して形成されている。そして、スリンガ３０の外径側で軸受の外部に開口されて、スリンガ３０の平坦部３６とシール２０の平坦面２８でラビリンスを構成している。
なお、シール２０の平坦面２８上の突起２９とスリンガ３０の平坦部３６は非接触とされている。
【００１５】
転がり軸受１０では、外輪１４が回転すると外輪１４に固定されたシール２０は外輪１４と共に回転する。すると、シール２０の回転に伴って平坦面２８に形成された突起２９が回転する。そこで、突起２９がシール２０の平坦面２８とスリンガ３０の平坦部３６の間に入り込んで浮遊している水や塵等の異物に当たることで突起２９により異物を捕集することができる。また、突起２９の回転により空気が撹拌されるので、水や塵等の異物のシール２０の平坦面２８への付着が促進される。
【００１６】
そして、シール２０の平坦面２８に付着した水や塵等の異物は遠心力により平坦面２８上をシール２０の回転方向とは逆方向に外径側へと移動する。そして、異物は平坦面２８上に放射状に形成された突起２９に当たる。ここで、突起２９が異物の移動方向で平坦面２８の内径側から外径側に延びているため、異物は突起２９に沿って平坦面２８上で外径側への移動が確実となり、外径側への移動が促進される。また、突起２９に当たった異物は凝集し粒径が大きくなるので、遠心力による異物の平坦面２８の外径側への移動が促進される。よって、シール２０とスリンガ３０の間に侵入した水や塵等の異物を効果的に排出することができる。
【００１７】
そして、シール２０の平坦面２８に突起２９を設けることにより、スリンガ３０の平坦部３６との隙間を絞ることができるため、この隙間から水や塵等の異物がシール２０のシールリップ２６側へ侵入することを防止する効果がある。また、隙間を絞ることにより、スリンガ３０の平坦部３６に付着した異物をシール２０の平坦面２８の突起２９で掻き取って排出することができる。
【００１８】
このように、転がり軸受１０では、シール２０とスリンガ３０の間に侵入した水や塵等の異物を効果的に排出することができ、転がり軸受１０の密封性を向上させることができる。そのため、グリースの乳化防止、軌道面及び球１６が錆びることによる異音の発生や軌道面及び球１６の剥離の防止が図られる。また、異物によるシールリップ２６の摩耗が防止され、内輪１２の摺接部１３での錆の発生が防止される。よって、転がり軸受１０の信頼性を更に向上させることができる。
【００１９】
上記の実施例では、スリンガ３０の先端部３４がプーリ４０の鍔４２との間で隙間を形成する構成としているが、外輪１４を内輪１２とほぼ等幅とし、スリンガ３０の先端部３４が外輪１４の内径面との間で隙間を形成する構成としても良い。
また、上記の実施例ではスリンガ３０を内輪１２に圧入して内輪１２に固定する構成としているが、スリンガ３０の内輪１２側の端を内輪１２の側面と軸に固定された止め輪で挟持する構成としても良い。
【００２０】
上記の実施例ではプーリに使用する外輪回転タイプの複列玉軸受の例を示したが、本発明に係る転がり軸受用密封装置の用途はプーリ用に限られない。また、転がり軸受は複列玉軸受に限られない。本発明に係る転がり軸受用密封装置は外輪回転タイプの転がり軸受一般に適用できるものである。
その他、本発明に係る転がり軸受用密封装置はその発明の思想の範囲で、各種の形態で実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一実施例における転がり軸受用密封装置を備えた軸受を使用したプーリの部分断面図である。
【図２】図１における転がり軸受用密封装置に関する部分の拡大図である。
【図３】一実施例におけるシールの軸受外側の面の外観図である。
【図４】図３のＡ−Ａ位置にける断面を示す図である。
【図５】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０   転がり軸受
１２   内輪
１３   摺接部
１４   外輪
１５   シール溝
１６   球
１８   保持器
２０   シール
２２   芯金
２４   固定部
２６   シールリップ
２８   平坦面
２９   突起
３０   スリンガ
３２   円筒部
３４   先端部
３６   平坦部
４０   プーリ
４２   鍔
【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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