CN101932860B - 轴封及该轴封成形用金属模 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种密封性及成形性优异的轴封。在将外径部嵌合在形成于外圈40的内径面端部的密封槽41中的芯金1中，设有嵌合在密封槽41中的弯曲部2、从该弯曲部2的位于轴承内部的一端部朝向内方的外侧凸缘3、大径端与该外侧凸缘3的内径端连接而小径端位于比大径端靠近轴承外部的锥形筒部4、从该锥形筒部4的小径端朝向内方的内侧凸缘5。在固定于芯金1的与轴承内部相面对的内表面中的橡胶密封11中设有厚壁部12，在该厚壁部12的内径面设置半径方向的阶梯，在大径厚壁部12a的内径面中形成与内圈42的圆筒状外径面43弹性接触的3个唇13、14、15，从而提高密封性。利用小径厚壁部12b将内侧凸缘5的内径面覆盖，提高橡胶密封11的刚性，并且在该小径厚壁部12b的端部形成覆盖内侧凸缘5的外表面的外面覆盖部16，提高橡胶密封11对芯金1的固着力。利用由小径厚壁部12b在上模具51的脱模时与下模具50的环状部61卡合而防止松脱的下模具50和上模具51构成的二分金属模可以将橡胶密封11成形，从而实现成本的降低。

Description

轴封及该轴封成形用金属模

技术领域

本发明涉及将滚动轴承的轴承空间密闭的轴封和该轴封的成形用金属模。

背景技术

作为将滚动轴承的轴承空间密闭的轴封，目前为止已知有一种图4(I)所示的轴封。该轴封由芯金21、固定于该芯金21上的橡胶密封31构成。

芯金21由压入并嵌合到形成于外圈40的内径面端部的密封槽41中的弯曲部22、从该弯曲部22的位于轴承内部的一端部朝向内方的外侧凸缘23、大径端与该外侧凸缘23的内径端连接而小径端位于大径端的轴承外部的锥形筒部24、从该锥形筒部24的小径端朝向内方的内侧凸缘25构成，在上述锥形筒部24中形成折曲部24a，比该折曲部24a靠近外侧的大径锥形筒部24b的相对于轴心的锥角α₂，大于比折曲部24a靠近内侧的小径锥形筒部24c的锥角β₂。

橡胶密封31对芯金21的与轴承内部相面对的内表面加以硫化，从弯曲部22覆盖到内侧凸缘25的中途的范围，覆盖上述小径锥形筒部24c的内表面的部分被设为厚壁部32，在该厚壁部32的内径面，沿轴向拉开间隔地形成3个唇，即内部唇33、中间唇34及外部唇35。

在由上述的构成形成的轴封中，在将弯曲部22压入并嵌合到形成于外圈40的内径面端部的密封槽41中的安装状态下，形成橡胶密封31的3个唇33、34、35的头端部以朝向轴承外部的折曲状态与内圈42的圆筒状外径面43弹性接触的状态，因此具有极高的油脂密封性、防尘性及防水性，并且由于可以利用内侧凸缘25防止粒径大的沙尘等异物碰撞外部唇35，所以外部唇35发生损伤的情况很少，具有耐久性优异的特征。

但是，在上述以往的轴封中，内侧凸缘25的内表面的内周部未被橡胶密封31覆盖而露出，另外，内部唇33、中间唇34及外部唇35壁厚很薄，在成形后的脱模时容易破碎，因此如图4(II)所示，需要使用由下模具A、上模具B及芯子C构成的三分金属模来成形。

在如上所述的三分金属模中，由于无法像使用由下模具和上模具构成的二分金属模将密封成形的普通的密封成形那样，将成形后的轴封残留于下模具A中，因此存在作业效率极差、制造成本升高的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有与以往的轴封同等的密封性的成形性优异的轴封及该轴封成形用的金属模。

为了解决上述的问题，在本发明的轴封中，由将外径部嵌合到形成于外圈的内径面端部的密封槽中的芯金、硫化固定于该芯金的与轴承内部相面对的内表面的橡胶密封构成，上述芯金具备：嵌合在上述密封槽中的弯曲部、从该弯曲部的位于轴承内部的一端部朝向内方的外侧凸缘、大径端与该外侧凸缘的内径端连接而小径端位于比大径端靠近轴承外部的锥形筒部、从该锥形筒部的小径端朝向内方的内侧凸缘，上述橡胶密封将从芯金的弯曲部直到内侧凸缘的中途的范围覆盖，并将覆盖锥形筒部的内表面的部分设为厚壁部，在该厚壁部的内径面中，沿轴向拉开间隔地设有与内圈的外径面弹性接触的3个密封唇，在设为如上构成的轴封中，采用如下的构成，即，在形成于所述厚壁部的3个密封唇中的位于最外侧的外部唇的轴向外方连续地设有形成为比上述厚壁部小径且将内侧凸缘的内径面覆盖的圆筒状的小径厚壁部、在该小径厚壁部的端部连续地设有将内侧凸缘的外表面覆盖的薄壁的外面覆盖部。

另外，在将上述轴封成形的成形用的金属模中，采用如下的构成，即，由下模具和可开闭的上模具构成，上述下模具在接合面中具有凹部，在该凹部的底面上形成有将上述小径厚壁部的内径面成形的下部芯，上述上模具在与该下模具相对的接合面上，形成有将橡胶密封的厚壁部的内径面及各唇成形的上部芯，在上述凹部的内周上，设有以密合状态支承被将内侧凸缘朝下地插入的芯金的锥形筒部的外周面的锥形的安置面、与该安置面的大径端连接而支承外侧凸缘的支承面，并且，在下模具的接合面中设有芯金的弯曲部的另一个端部所被插入的插入槽，在安置在上述下模具中的上述芯金与被合模的上模具之间设有密封构件成 形用的空腔。

在使用由上述的构成形成的金属模将轴封成形之时，向下模具内安置芯金和未硫化橡胶材料，进行上模具的合模而将橡胶密封成形。

这里，在芯金的安置时，将内侧凸缘设为下而向下模具的凹部内插入芯金，并且将弯曲部的另一个端部向插入槽中插入，使锥形筒部的外周面与安置面密合，而且用支承面支承外侧凸缘。

如果在橡胶密封的成形后，将上模具开模时，就会从3个唇分别对橡胶密封施加拉伸力，然而由于覆盖内侧凸缘的内径面的小径厚壁部较厚，与该小径厚壁部连接地设置的外面覆盖部将内侧凸缘包入，因此不会有橡胶密封从芯金上剥离的情况，成形品残留于下模具中。该成形品由设于下模具中的顶出器向上方突出而从下模具中取出。

这里，如果在小径厚壁部的内径面中设置沿着外部唇的外面的环状槽，则可以将外部唇的径向长度设为与其他的剩余的2个唇大致相同的长度而实现对于内圈的接触压力的均匀化，从而可以防止仅外部唇因与内圈的接触而发生偏磨损。

另外，如果将内侧凸缘的内径与环状槽的内径的半径差设为0.1mm以上且1.0mm以下，或者将环状槽的内径与小径厚壁部的内径的半径差设为0.1mm以上且1.0mm以下，此外，使从小径厚壁部的外端面到环状槽的部分的轴向长度大于唇的厚度，可以提高橡胶密封的刚性，由于在上模具的脱模时小径厚壁部与下模具的环状部卡合而防止松脱，因此可以可靠地在下模具中残留成形品。

如上所述，在本发明的轴封中，通过将从上述橡胶密封的外部唇向轴向外方延伸而覆盖内侧凸缘的内径面的圆筒状的小径厚壁部、和覆盖内侧凸缘的外表面的薄壁的外面覆盖部连接地设置，就可以提高橡胶密封的刚性，并且可以提高与芯金的结合力，可以利用由上模具和下模具构成的二分金属模来进行轴封的成形，从而可以实现成本的降低。

另外，由于在轴封向轴承中的装入状态下，3个唇的头端部以朝向轴承外部的折曲状态与内圈的圆筒状外径面弹性接触，因此与以往的轴封相同，可以获得极高的油脂密封性、防尘性及防水性，而且由于可以 利用覆盖内侧凸缘的内径面的小径厚壁部来防止粒径大的沙尘等异物碰撞位于最外侧的唇，因此可以抑制唇的耐久性的降低。

附图说明

图1是表示本发明的轴封的实施方式的剖面图。

图2是将图1所示的轴封装入滚动轴承的状态的剖面图。

图3是将轴封成形的金属模的剖面图。

图4(I)是表示以往的轴封的剖面图，(II)是表示该轴封的成形用金属模的剖面图。

附图标记说明：1芯金，2弯曲部，3外侧凸缘，4锥形筒部，5内侧凸缘，11橡胶密封，12厚壁部，12b 小径厚壁部，13内侧唇，14中间唇，15外侧唇，16外面覆盖部，17环状槽，40外圈，41密封槽。

具体实施方式

下面，将基于图1至图3对本发明的实施方式进行说明。如图1所示，本发明的轴封S由芯金1、固定于该芯金1中的橡胶密封11构成。

芯金1由薄钢板的冲压成形品制成。该芯金1具有：压入并嵌合到形成于图2所示的外圈40的内径面端部的密封槽41中的弯曲部2、从位于该弯曲部2的轴承内部的一端部朝向内方的外侧凸缘3、大径端与该外侧凸缘3的内径端连接而小径端位于大径端的轴承外部的锥形筒部4、从该锥形筒部4的小径端朝向内方的内侧凸缘5。

锥形筒部4由大径锥形筒部4a、与该大径锥形筒部4a的小径端连接的小径锥形筒部4b构成，上述大径锥形筒部4a相对于轴心的锥角α₁，大于小径锥形筒部4b的锥角β₁。

橡胶密封11对芯金1的与轴承内部相面对的内表面硫化，将从芯金1的弯曲部2直至内侧凸缘5的外表面的范围覆盖。

橡胶密封11的覆盖锥形筒部4的内表面的部分被设为厚壁部12， 在该厚壁部12的内径面中形成径向的阶梯，在覆盖小径锥形筒部4b的大径端部的大径厚壁部12a的内径面中，沿轴向拉开间隔地形成3个唇，即内侧唇13、中间唇14及外侧唇15。

在从上述厚壁部12的外侧唇15直至内侧凸缘5的内径面的小径厚壁部12b的端部，连接地设有覆盖内侧凸缘5的外表面的外面覆盖部16。

在小径厚壁部12b的内径面中，沿着外侧唇15的外侧面形成环状槽17。这里，在环状槽17的内径大于内侧凸缘5的内径的情况下，无法利用顶出器将成形品从下模具中取下。然而，如果在环状槽17与小径厚壁部12b之间不设置规定大小的阶梯，则无法将成形品残留于下模具中，如果该阶梯过大而在必需程度以上，则在将成形品利用顶出器从下模具中取下时，小径厚壁部的扩径量过大而难以取出，有可能产生龟裂等。

所以，将环状槽17的内径与小径厚壁部12b的内径的半径差a设为0.1mm以上且1.0mm以下。将环状槽17的内径与内侧凸缘5的内径的半径差也设为0.1mm以上且1.0mm以下。

另外，在从小径厚壁部12b的外端面直至环状槽17的轴向长度L比3个唇13、14、15的各自的厚度小的情况下，也无法将成形品残留于下模具中。所以，从小径厚壁部12b的外端面直至环状槽17的轴向长度L比3个唇13、14、15各自的厚度更大。

在由上述的构成形成的轴封S中，如图2所示，将弯曲部2压入并嵌合到形成于外圈40的内径面端部的密封槽41中，使橡胶密封11的3个唇13、14、15的头端部分别以朝向轴承外部的折曲状态与内圈42的圆筒状外径面43弹性接触而将轴承内部密封。

如上所述，由于轴封S是内侧唇13、中间唇14及外侧唇15的各自的头端部与内圈42的圆筒状外径面43弹性接触的组装，因此可以与以往的轴封同等地获得极高的油脂密封性、防尘性及防水性。

另外，可以利用覆盖内侧凸缘5的内径面的小径厚壁部12b来防止粒径大的沙尘等异物碰撞外侧唇15，不会有外侧唇15因异物的碰撞而 损伤的情况。

图3表示由上述的构成形成的轴封S的成形用金属模。该金属模由下模具50、配置于该下模具50的上部的上模具51构成，上模具51被设为相对于下模具50自由开闭。

下模具50在与上模具51的接合面中具有凹部52，在该凹部52的底面形成有将轴封S的小径厚壁部12b的内径面成形的下部芯53。

另外，在凹部52的内周形成锥形的安置面54，其以密合状态支承被将内侧凸缘5朝下地插入的芯金1的锥形筒部4的外周面，形成有与该安置面54的大径端连接而支承外侧凸缘3的支承面55、在该支承面55的周围插入芯金1的弯曲部2的外端部的插入槽56。

在上模具51的与下模具50的接合面中，形成有将橡胶密封11的厚壁部12的内径面及各唇13、14、15成形的上部芯57。通过将该上模具51合模，而在下模具50与上模具51之间形成密封构件成形用的空腔58。

在使用由上述的构成形成的金属模将轴封成形时，在下模具50内安置芯金1和未硫化橡胶材料，将上模具51合模而将橡胶密封11成形。

这里，在芯金1的安置之时，将内侧凸缘5向下地将芯金1插入下模具50的凹部52内，并且将弯曲部2的外端部向插入槽56中插入，使锥形筒部4的外周面与安置面54密合，而且外侧凸缘3由支承面55支承。

如果在橡胶密封11的成形后，将上模具51开模，就会从3个唇13、14、15分别对橡胶密封11施加拉伸力，然而由于覆盖内侧凸缘5的内径面的小径厚壁部12b较厚，与该小径厚壁部12b连接地设置的外面覆盖部16将内侧凸缘5包入，因此不会有橡胶密封11从芯金1上剥离的情况，由于在上模具51的脱模时小径厚壁部12b与下模具50的环状部61卡合而防止松脱，因此成形品就会残留于下模具50中。该成形品因图3中以虚线表示的顶出器60的轴向的移动而向上方突出，从下模具50中取出。

这样，由于轴封S可以利用由下模具50和上模具51构成的二分金属模成形，因此可以实现成本的降低。

Claims (4)

1.一种轴封，由将外径部嵌合到形成于外圈的内径面端部的密封槽中的芯金、硫化固定于该芯金的与轴承内部相面对的内表面的橡胶密封构成，所述芯金具备：嵌合在所述密封槽中的弯曲部、从该弯曲部的位于轴承内部的一端部朝向内方的外侧凸缘、大径端与该外侧凸缘的内径端连接而小径端位于比大径端靠近轴承外部的锥形筒部、从该锥形筒部的小径端朝向内方的内侧凸缘，所述橡胶密封将从芯金的弯曲部直到内侧凸缘的中途的范围覆盖，并将覆盖锥形筒部的内表面的部分设为厚壁部，在该厚壁部的内径面中，沿轴向拉开间隔地设有与内圈的外径面弹性接触的3个密封唇，其特征在于，

在形成于所述厚壁部的3个密封唇中的位于最外侧的外部唇的轴向外方连续地设有形成为比所述厚壁部小径且将内侧凸缘的内径面覆盖的圆筒状的小径厚壁部、在该小径厚壁部的端部连续地设有将内侧凸缘的外表面覆盖的薄壁的外面覆盖部，

在所述小径厚壁部的内径面中，设有沿着所述外部唇的外面的环状槽，

使从所述小径厚壁部的外端面到环状槽的部分的轴向长度大于唇的厚度。

2.根据权利要求1所述的轴封，其特征在于，

将所述内侧凸缘的内径与环状槽的内径的半径差设为0.1mm以上且1.0mm以下。

3.根据权利要求1或2所述的轴封，其特征在于，

将所述环状槽的内径与所述小径厚壁部的内径的半径差设为0.1mm以上且1.0mm以下。

4.一种轴封成形用的金属模，是权利要求1至3中任意一项所述的轴封的成形用金属模，其特征在于，

由下模具和可开闭的上模具构成，

所述下模具在接合面中具有凹部，在该凹部的底面上形成有将所述小径厚壁部的内径面成形的下部芯，所述上模具在与该下模具相对的接合面上，形成有将橡胶密封的厚壁部的内径面及各唇成形的上部芯，

在所述凹部的内周上，设有以密合状态支承将内侧凸缘向下地插入的芯金的锥形筒部的外周面的锥形的安置面、与该安置面的大径端连接并支承外侧凸缘的支承面，并且在下模具的接合面中设有芯金的弯曲部的另一个端部所被插入的插入槽，在安置于所述下模具中的所述芯金与被合模的上模具之间设有密封构件成形用的空腔。