(57)【要約】【課題】スリンガの開口部からの異物の侵入を抑止し、シールとスリンガの間に侵入した異物を軸受外部へ排出できる、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のスリンガ３０に面する側面２５には軸受外側に向かって拡径しスリンガ３０に接触する円錐状のアキシアルリップ２６が形成され、アキシアルリップ２６の付根部にはシール２０の側面２５との間に周方向に離間して複数の板状のひれ２８が形成されている。そして、シール２０の回転によるひれ２８の回転作用により、径方向外方のシール２０とスリンガ３０の間の気圧が外気よりも高くなり、軸受外部からの異物の侵入が抑止される。【選択図】図２
2009197970.tif 000002
【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、シールの外側に配設されたスリンガとを備え、スリンガの外径側で軸受の外部に開口した転がり軸受用密封装置であって、
前記シールの軸受外側の前記スリンガに面する側面には軸受の外側に向かって拡径してスリンガに接触する円錐状のアキシアルリップが形成され、該アキシアルリップのシールの側面に対する付根部にはシールの側面との間に周方向に離間して複数の板状のひれが形成されており、
前記シールの回転によるひれの回転作用によりシールとスリンガの間の空気が径方向外方へ送出され、径方向外方のシールとスリンガの間の気圧が外気よりも高くなり外気と圧力差を生じることにより、軸受外部からのシールとスリンガの間への異物の侵入が抑止されることを特徴とする転がり軸受用密封装置。
【請求項２】
請求項１に記載の転がり軸受用密封装置であって、
前記ひれは径方向に対して傾斜して形成されており、該ひれの傾斜方向は前記シールの回転に対して該シールの側面とアキシアルリップ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】
自動車用のエンジン周辺補機に使用されるアイドラ用軸受、例えばアイドラプーリに使用される軸受は、水や塵などの異物が軸受の内部に侵入することを防止するために、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。ここで、この種の軸受は内輪と外輪が相対回転するため、シールを外輪と内輪に完全に固定することはできない。そこで、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る等の構成として、内輪と外輪の相対的な回転を許容する必要がある。
【０００３】
そして、アイドラ用軸受は高速回転で使用されるので、シールの摺動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。よって、シールリップのみでは軸受の内部への水や塵の侵入を防ぐことは困難である。
さらに、アイドラ用軸受は外輪が高速回転するので外輪に固定されたシールも高速回転し、シールリップが回転の遠心力により変形してシールリップのしめしろが更に小さくなり、さらに密封性が低下する。そのため、外輪と内輪の間をシールで覆うだけでは外部からの水や塵に対する密封性が十分とはいえず、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。
【０００４】
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４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３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）。
【０００５】
特許文献１に記載された技術によれば、シールの外側にスリンガを設けることで水や塵がシールに直接当たることが無くなるため、軸受の密封性は向上する。しかし、スリンガと外輪およびシールとスリンガの間に隙間があるために密封性が万全であるとはいえず、大量の水が直接かかるような環境で使用される場合には、十分な密封性を確保することが困難である。
そこで、シールのスリンガ側の側面に円環状の突起を形成し、突起をスリンガに摺接させて軸受の密封性を向上させる方法が提案されている。例えば、特開２００５−３２５９２４号公報（特許文献２）には、シールリング２から延びるサイドリップ２２の先端近傍がスリンガ３のシールフランジ３２の内側面３２ａに摺動可能に密接された密封装置が記載されている（特許文献２の図１および段落００１８参照）。
【特許文献１】特開平１１−２３０２７９号公報
【特許文献２】特開２００５−３２５９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
確かに、シールのスリンガ側の側面に円環状の突起を形成し、突起をスリンガに摺接させることで軸受の密封性は向上する。しかし、シールは外輪と共に高速回転し内輪または軸に固定されたスリンガとは相対回転するので、摺接によるトルク損失を避けるために、シールの突起はスリンガと軽接触とする必要がある。よって、シールとスリンガの接触部から内径側へ異物が侵入することを抑止することは困難であり、密封性が十分とはいえない。特に大量の水が直接かかるような環境で使用される場合には、スリンガの外径側の隙間から水がシールとスリンガの隙間に入りやすい。そして、一度シールとスリンガの間に入り込んだ水や塵等の異物はシールとスリンガの間に滞留しやすく、異物がシールとスリンガの接触部から径方向内側へ侵入するのを抑止することが困難となる。そのため、シールとスリンガの隙間をシールの突起で塞いでも、十分な密封性を確保することは困難である。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、スリンガの開口部からシールとスリンガの間への水や塵等の異物の侵入を抑止し、シールとスリンガの間に侵入した水や塵等の異物がシールリップ部へ侵入することを抑止し、シールとスリンガの間に侵入した異物を効果的に軸受外部へ排出できる、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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明にかかる転がり軸受用密封装置は次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、外輪に固定され外輪と共に回転するシールと、シールの外側に配設されたスリンガとを備え、スリンガの外径側で軸受の外部に開口した転がり軸受用密封装置であって、
前記シールの軸受外側の前記スリンガに面する側面には軸受の外側に向かって拡径してスリンガに接触する円錐状のアキシアルリップが形成され、該アキシアルリップのシールの側面に対する付根部にはシールの側面との間に周方向に離間して複数の板状のひれが形成されており、
前記シールの回転によるひれの回転作用によりシールとスリンガの間の空気が径方向外方へ送出され、径方向外方のシールとスリンガの間の気圧が外気よりも高くなり外気と圧力差を生じることにより、軸受外部からのシールとスリンガの間への異物の侵入が抑止されることを特徴とする。
【０００９】
この第１の発明によれば、シールのスリンガに面する側面に形成されたアキシアルリップがスリンガに接触して、シールとスリンガの隙間を塞いでいる。そのため、スリンガの外径側の開口部からシールとスリンガの間に入り込んだ水や塵等の異物が軸受の内径側のシールリップ近くに侵入することが抑止される。
ここで、アキシアルリップのシールの側面への付根部にはシールの側面との間に周方向に離間して複数の板状のひれ部が形成されている。そのため、シールの回転によるひれ部の回転作用により、シールとスリンガの間の空気が径方向外方へ送出される。そして、空気中の異物は回転による慣性力によって径方向外方へ送出され、軸受外部へ排出される。また空気が径方向外方に送出されるため、径方向外方のシールとスリンガの間の気圧が外気よりも高くなる。そのため、スリンガの外径側の開口部の内外で気圧差が生じ、軸受外部からのシールとスリンガの間への水や塵などの侵入が抑止される。よって、転がり軸受の密封性を向上させて、信頼性をさらに向上させることができる。
【００１０】
次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る転がり軸受用密封装置であって、
前記ひれは径方向に対して傾斜して形成されており、該ひれの傾斜方向は前記シールの回転に対して該シールの側面とアキシアルリップ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。
【００１１】
この第２の発明によれば、シールとスリンガの隙間に入り込んでシールの側面とアキシアルリップの間の溝に溜まった水や塵等の異物は、シールの回転作用による慣性力によりシールの回転方向と逆方向に移動してひれに当たる。ここで、ひれは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ので、異物はひれに沿って径方向の外方へ押し出されて、軸受外部へ排出される。よって、多量の水がかかるような環境で使用された場合に、水を効果的に軸受外部へ排出することができる。
【発明の効果】
【００１２】
上述の本発明の各発明によれば、次の効果が得られる。
まず、上述の第１の発明によれば、シールの回転によるひれの回転作用により、シールとスリンガの間の空気および空気中の異物が径方向外方へ送出されるため、異物を排出する効果がある。また空気が径方向外方へ送出されるので、径方向外方でシールとスリンガの間の気圧が外気よりも高くなり、軸受外部からのシールとスリンガの間への水や塵などの侵入が抑止される。よって、転がり軸受の密封性を向上させて、信頼性をさらに向上させることができる。
次に、上述の第２の発明によれば、シールとスリンガの隙間に入り込んでシールの側面とアキシアルリップの間の溝に溜まった水や塵等の異物は、シールの回転作用による慣性力によりひれに当たり、ひれに沿って径方向の外方へ押し出されて、軸受外部へ排出される。よって、多量の水がかかるような環境で使用された場合に、水を効果的に軸受外部へ排出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
まず、本発明の一実施例についてその構成を説明する。
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を使用するアイドラプーリ４０の部分断面図を示す。そして、図２に図１に示した転がり軸受１０の密封装置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はアイドラプーリ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。
【００１４】
シール２０は芯金２２をゴムシールで覆った円環状であって、シール２０の外周には固定部２３が形成されている。そして、固定部２３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２４が形成され、シールリップ２４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２４は内輪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２４は摺接部１３に対して軽接触とされている。
【００１５】
そして、図２に示すように、シール２０の軸受外側でスリンガ３０に面する側面２５の径方向中央部に、軸受の外側に向かって拡径する円錐状のアキシアルリップ２６が形成されている。そして、アキシアルリップ２６の先端の摺動面２７がスリンガ３０の軸受内側の平坦部３６に接触している。ここで、アキシアルリップ２６の摺動面２７とスリンガ３０の平坦部３６はシール２０とスリンガ３０の相対回転を許容するために軽接触とされている。そして、アキシアルリップ２６のシール２０の側面２５に対する付根部にはシール２０の側面２５との間に周方向に離間して等間隔に８枚の三角形の板状のひれ２８が形成されている。なお、ひれ２８の間隔および数は適宜変更することができる。
図３に図２におけるＡ矢視図を示す。図３に示すとおり、ひれ２８は、放射方向に対して傾斜して形成されており、内径側の付根部２８ａがシール２０の回転方向の前方とされ、外径側の先端部分２８ｂがシール２０の回転方向後方とされている。
【００１６】
図２に示すように、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はアイドラプーリ４０の鍔４２の端面との間に隙間を有し、軸受の外部に対して開口部３８を形成している。そして、前述の通り、スリンガ３０の軸受内側の平坦部３６にはシール２０のアキシアルリップ２６の摺動面２７が接触して、シール２０とスリンガ３０の隙間を塞いでいる。
【００１７】
次に一実施例における転がり軸受用密封装置の機能について説明する。
転がり軸受１０では、シール２０のスリンガ３０に面する側面２５に形成されたアキシアルリップ２６の先端部の摺動面２７がスリンガ３０の軸受内側の平坦部３６に接触して、シール２０とスリンガ３０の隙間を塞いでいる。そのため、スリンガ３０の外径側の開口部３８からシール２０とスリンガ３０の間に入り込んだ水や塵等の異物が軸受の内径側のシールリップ２６近くに侵入することが抑止される。
ここで、シール２０は外輪１４に固定され外輪１４と共に回転する。そして、アキシアルリップ２６のシール２０の側面２５への付根部にはシール２０の側面２５との間には周方向に離間して板状のひれ２８が形成されている。そのため、シール２０の回転によるひれ２８の回転作用により、シール２０とスリンガ３０の間の空気が径方向外方へ送出される。そして、空気中の異物は回転による慣性力により径方向外方へ送出され、軸受外部へ排出される。また空気が径方向外方に送出されるため、径方向外方のシール２０とスリンガ３０の間の気圧が外気よりも高くなり、スリンガ３０の先端部３４に形成された開口部３８の内外で気圧差が生じる。そのため、軸受外部からのシール２０とスリンガ３０の間への水や塵などの侵入が抑止される。
【００１８】
しかし、大量の水が転がり軸受１０にかかるような環境ではスリンガ３０の外径側の開口部３８からシール２０とスリンガ３０の隙間に水が入り込む場合がある。かかる場合にシール２０とスリンガ３０の隙間に入り込んでシール２０の側面２５とアキシアルリップ２６の間の溝に溜まった水や塵等の異物は、シール２０の回転作用による慣性力によりシール２０の回転方向と逆方向に移動してひれ２８に当たる。ここで、ひれ２８はシール２０の回転方向後方が径方向外方となるように放射方向に対して傾斜して形成されているので、異物は慣性力によりひれ２８に沿って回転方向後方で径方向の外方へと押し出されて、軸受外部へ排出される。よって、多量の水がかかるような環境で転がり軸受１０が使用された場合に、水を効果的に軸受外部へ排出することができる。
【００１９】
このように、転がり軸受１０の密封装置では、スリンガ２０の開口部３８の内外で気圧差を生じさせて異物のシール２０とスリンガ３０の間への侵入を抑止する。そして、シール２０とスリンガ３０の間に侵入した水や塵等の異物がシールリップ２４近くへ侵入することを抑止し、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できる。よって、転がり軸受の密封性を向上させて、信頼性をさらに向上させることができる。
【００２０】
上記の実施例ではアキシアルリップ２６をシール２０の側面２５の径方向中央部に形成しているが、アキシアルリップ２６の形成位置はシール２０の側面２５の径方向中央部には限られない。また、アキシアルリップ２６の形状は円錐状に限られず、側面２５への付根近くが円筒状で先端に向かって拡径する形状としても良い。
上記の実施例ではひれ２８を径方向に対して傾斜させているが、ひれ２８の向きを径方向に対してまっすぐな放射方向としても良い。ひれ２８を放射方向とすれば負角部分が減少するので、シール２０の成形が容易となる。
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。
【００２１】
上記の実施例ではアイドラ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アイドラ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】
【００２２】
【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アイドラ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】図２におけるＡ矢視図である。
【図４】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
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
２３   固定部
２４   シールリップ
２５   側面
２６   アキシアルリップ
２７   摺動面
２８   ひれ
２８ａ 付根部
２８ｂ 先端部分
３０   スリンガ
３２   円筒部
３４   先端部
３６   平坦部
３８   開口部
４０   アイドラプーリ
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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