CN106030135A - 带密封件的球轴承 - Google Patents

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CN106030135A CN201480075295.7A CN201480075295A CN106030135A CN 106030135 A CN106030135 A CN 106030135A CN 201480075295 A CN201480075295 A CN 201480075295A CN 106030135 A CN106030135 A CN 106030135A
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Abstract

本发明的带密封件的球轴承包括：外圈，其在内周面形成有外圈滚道面；内圈，其在内圈外周面形成有内圈滚道面；滚珠，其配置在外圈滚道面与内圈滚道面之间；及密封部件，其固定于外圈的内周面。密封部件包括圆环形状的金属芯骨、及覆盖金属芯骨的圆环形状的弹性部，金属芯骨的内径φDc及弹性部的内径φDr满足1.0≦φDc/φDr≦1.1，金属芯骨的内径φDc及内圈30的外径φDB满足φDc/φDB＜1.0。

Description

带密封件的球轴承
技术领域
本发明涉及带密封件的球轴承。
背景技术
在电气吸尘器(以下，也称为清扫器)的马达中，近年来，强烈要求节能性，为了使吸入性能提高并使电力消耗减少而提出了各种技术方案(例如，参照专利文献1、2)。
在专利文献1中记载了：在清扫器的马达所使用的轴承中，通过设置将外圈和内圈的上下覆盖的2个封止板，从而隔断在轴承的内部通过的空气来提高吸入性能。该2个封止板的一者为与内圈接触的接触式的封止板，另一者为非接触式的封止板。
另外，在专利文献2中记载了：通过使密封板介在于轴承的轴向两端侧的内圈与外圈的滚道圈之间，从而使清扫器的效率提高。该密封板与滚道圈接触的方向在轴承的两端侧为相同的方向。在这些专利文献1、2中，通过利用封止板、密封板来减小轴承的机械性摩擦损耗，从而提高清扫器的吸入效率，由此能够减少消耗电流。
这样，以往，在清扫器的马达中是利用了具有封止板、密封板的带密封件的球轴承。关于以往的带密封件的球轴承的构成(现有例1～4)，参照图16～图19进一步进行说明。
图16所示的现有例1的带密封件的球轴承100在轴向的一端侧包括固定于外圈120的封闭板140，在轴向的另一端侧包括固定于外圈120的密封部件150。密封部件150具有金属芯骨151、和覆盖金属芯骨151的弹性部件153，利用弹性部件153形成了密封唇156。该密封唇156在内圈130的密封槽136内主要向轴承外侧滑动接触，从而隔断轴承内的空气的流动，确保密封性。但是，密封唇156与内圈130接触，从而在密封唇156与密封槽136之间产生摩擦力，成为使轴承的旋转力矩上升的主要原因。
图17所示的现有例2的带密封件的球轴承100A在轴向的一侧包括固定于外圈120的密封部件150A。密封部件150A具有金属芯骨151A、和形成密封唇156A的弹性部件153A。该密封唇156A在内圈130的密封槽136内主要向轴承内侧滑动接触，从而隔断轴承内的空气的流动，确保密封性。
图18所示的现有例3的带密封件的球轴承100B在轴向的一端侧包括固定于外圈120的封闭板140，在轴向的另一端侧包括固定于外圈120的密封部件150B。现有例3的密封部件150B具有金属芯骨151B、和形成密封唇156B的弹性部件153B。但是，与现有例1、2不同，密封唇156B为不与内圈130接触的非接触式的密封部件。
图19所示的现有例4的带密封件的球轴承100C在轴向的一侧包括固定于外圈120的密封部件150C。密封部件150C具有金属芯骨151C、和形成密封唇156C的弹性部件153C，密封唇156C为不与内圈130接触的非接触式的密封部件。另外，该密封部件150C的密封唇156C在内圈130的密封槽136内以非接触状态配置，因此，能够利用迷宫式构造来提高密封性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本国特许第3538006号公报
专利文献2:日本国日本特开2007－46767号公报
发明内容
本发明欲解决的技术问题
现有例1、2所示的密封部件由于与内圈接触，所以能够确保密封性。但是，由于密封唇与内圈的密封槽接触，从而在密封槽与密封唇之间产生摩擦阻力，会产生使轴承的旋转力矩上升的机械性损失。由此，有可能清扫器的吸入效率降低，电力消耗增加。
另一方面，关于现有例3所示的非接触式的密封部件，能够减少机械性损失。但是，有可能密封唇因通过轴承内部的空气压而变形，因此，轴承的密封性不稳定，清扫器的吸入效率的波动较大。另外，关于现有例4所示的非接触式的密封部件，有可能因承受通过轴承内部的空气压而变形的密封唇与密封槽接触，从而产生摩擦阻力，产生轴承的机械性损失而招致清扫器的吸入效率的降低。
另外，在带密封件的球轴承中也存在如下的类型：其根据轴承所承受的空气压的压力负荷方向，来安装密封唇与内圈的接触压达到最合适的密封部件。在该情况下，从密封唇与内圈的接触方向不同的2个种类的密封部件中选择某一种，并将该选择的密封部件安装到轴承。因此，不仅需要将密封部件选择性地安装到轴承的工序，还必须预先准备多种密封部件，轴承的制造工序变得烦杂。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其第1目的在于提供一种能够使轴承的密封性的确保、和密封部件与内圈之间的机械性损失的减少并存的带密封件的球轴承，进一步，其第2目的在于提供一种不会使轴承的制造工序烦杂的带密封件的球轴承。
用于解决问题的技术方案
本发明包括下述的构成。
(1)一种带密封件的球轴承，包括：外圈，其在内周面形成有外圈滚道面；内圈，其在外周面形成有内圈滚道面；多个滚珠，其沿周向配置、在所述外圈滚道面与所述内圈滚道面之间且滚动自如；及密封部件，其固定于所述外圈的内周面，所述带密封件的球轴承的特征在于，
所述密封部件包括圆环形状的金属芯骨、及覆盖所述金属芯骨的圆环形状的弹性部，
所述密封部件的所述金属芯骨的内径φDc及所述弹性部的内径φDr满足1.0≦φDc/φDr≦1.1，
所述密封部件的所述金属芯骨的内径φDc及所述内圈的外径φDB满足φDc/φDB＜1.0。
(2)如(1)记载的带密封件的球轴承，其特征在于，所述弹性部的内周侧缘部位于形成在所述内圈的所述外周面的密封槽内，
所述弹性部的所述内周侧缘部与所述密封槽之间的轴向的距离Δd为轴向游隙的尺寸的一半。
(3)如(1)记载的带密封件的球轴承，其特征在于，所述弹性部位于形成在所述内圈的所述外周面的密封槽内，
所述密封部件以始终与所述密封槽非接触状态固定于所述外圈。
(4)如(2)记载的带密封件的球轴承，其特征在于，所述密封部件与所述密封槽以可接触的方式固定于所述外圈。
(5)如(4)记载的带密封件的球轴承，其特征在于，与所述密封槽接触的所述弹性部的所述内周侧缘部的轴向截面中具有圆弧形截面。
(6)如(1)记载的带密封件的球轴承，其特征在于，所述弹性部具有轴承内侧的内侧唇和轴承外侧的外侧唇，所述内侧唇和所述外侧唇配置于形成在所述内圈的所述外周面的密封槽内且均在轴向截面中具有圆弧形截面。
(7)如(6)记载的带密封件的球轴承，其特征在于，所述内侧唇与所述密封槽的轴承内侧的内侧壁部之间的轴向距离、和所述外侧唇与所述密封槽的轴承外侧的外侧壁部之间的轴向距离之中的至少其中任意一者，在付与预紧前的状态下为轴向游隙的长度的一半。
(8)如(6)或(7)记载的带密封件的球轴承，其特征在于，所述密封槽的轴承内侧的内侧壁部和轴承外侧的外侧壁部各自与所述内圈的径向所呈的倾斜角相等。
发明效果
根据本发明，能够使轴承的密封性的确保、和密封部件与内圈之间的机械性损失的减少并存。另外，能够做出不会使轴承的制造工序烦杂的构成。
附图说明
图1是示出第1实施方式的带密封件的球轴承的剖视图。
图2是示出金属芯骨内径与密封唇内径之比和泄漏压力的关系的图表。
图3是示出第2实施方式的带密封件的球轴承的剖视图。
图4是示出第2实施方式的变形例的带密封件的球轴承的剖视图。
图5是示出第3实施方式的带密封件的球轴承的剖视图。
图6是密封唇的局部放大剖视图。
图7A是付与预紧前的状态的图5的主要部分放大剖视图。
图7B是付与预紧后的状态的图5的主要部分放大剖视图。
图7C是在付与预紧后负荷有空气压的状态的图5的主要部分放大剖视图。
图8是示出第4实施方式的带密封件的球轴承的剖视图。
图9是示出第5实施方式的带密封件的球轴承的剖视图。
图10是图9的主要部分放大图。
图11是密封唇的局部放大剖视图。
图12A是示出使图10所示的带密封件的球轴承负荷预紧和空气压的情况下的密封部件的状态的主要部分放大剖视图。
图12B是示出将图12A所示的带密封件的球轴承的密封部件设置于相反侧的轴承端部，并负荷预紧和空气压的情况下的密封部件的状态的主要部分放大剖视图。
图13是示出其他密封槽形状的图9的主要部分放大图。
图14是关于实施例1～4和现有例1～4示出负荷压力与马达消耗电流的关系、及负荷压力与泄漏空气压力的关系的图表。
图15是关于实施例5和现有例1～3示出负荷压力与马达消耗电流的关系、及负荷压力与泄漏空气压力的关系的图表。
图16是现有例1的带密封件的球轴承的剖视图。
图17是现有例2的带密封件的球轴承的剖视图。
图18是现有例3的带密封件的球轴承的剖视图。
图19是现有例4的带密封件的球轴承的剖视图。
附图标记说明
10、10A、10A1、10B、10C、10D 带密封件的球轴承
15 滚珠
20 外圈
22 外圈滚道面
30 内圈
31 内圈外周面
32 内圈滚道面
36 密封槽
50、50A、50A1、50B、50C、50D 密封部件
51 金属芯骨
56、56A、56A1、56B、56C、56D 密封唇
56a 内周侧缘部
56a1 内侧唇
56a2 外侧唇
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的带密封件的球轴承。
(第1实施方式)
图1示出第1实施方式的带密封件的球轴承10的剖视图。
本实施方式的带密封件的球轴承10包括：外圈20，其在内周面具有外圈滚道面22；内圈30，其在内圈外周面31具有内圈滚道面32；滚珠15，其沿周向设置有多个在外圈滚道面22与内圈滚道面32之间且滚动自如；封闭板40，其以将外圈20与内圈30之间封堵的方式配置在轴向一端侧；及密封部件50，其同样地配置在轴向的另一端侧。
封闭板40例如是将金属薄板形成为圆环状而成的，其外周部42被压入到设置在外圈20的内周面的轴向一端侧的槽24，被固定于槽24。封闭板40的内周部44沿着轴向向轴承内侧弯折，并与在内圈30的外周面的轴向的一端部设置的槽34接近到具有迷宫间隙的程度来配置。
密封部件50具有：金属芯骨51，其是将金属薄板形成为圆环状而成的；及弹性部53，其由覆盖金属芯骨51的合成树脂等弹性材料形成。密封部件50(弹性部53)的外周部52被压入、固定于在外圈20的内周面的轴向另一端侧设置的槽26。密封部件50(弹性部53)的成为内周侧缘部的密封唇56配置在密封槽36中，该密封槽36设置在内圈30的外周面的轴向的另一端侧。这样，密封部件50成为密封唇56不与内圈30(密封槽36)接触的非接触式的密封部件。
本构成的密封部件50以与密封槽36非接触状态固定于外圈20，在轴承旋转时也维持与密封槽36的非接触状态。即，密封部件50以与密封槽36始终非接触状态固定于外圈20。由此，在密封唇56与内圈30之间不会产生接触阻力，能够减少轴承旋转时的机械性损失。
此处，密封部件50的金属芯骨51的内径尺寸(金属芯骨51的内周侧缘部54的内径尺寸)φDc、与密封部件50的密封唇56的内径尺寸φDr的关系满足1.0≦φDc/φDr≦1.1。
图2是示出轴承所负荷的压力(空气压)为10kPa的情况下的、密封部件50的金属芯骨51的内径尺寸φDc与密封部件50的密封唇56的内径尺寸φDr之比(φDc/φDr)、和泄漏压力的关系的图表。φDc/φDr的比值小于1.0时，金属芯骨内径大于密封件内径，金属芯骨会露出。如果这样，则不能在内周侧设置密封唇。另外，φDc/φDr的比值大于1.1时，密封唇56的刚性会降低，在轴承承受空气压时，密封唇56会变形。在该情况下，空气的泄漏量会增加。
这样，在密封部件50的金属芯骨51的内径尺寸φDc与密封部件50的密封唇56的内径尺寸φDr之比满足1.0以上1.1以下时，密封唇56的刚性增加，由此，能够减少空气的泄漏量，能够确保轴承的密封性。上述事项由图2可知。
另外，密封部件50的金属芯骨51的内径尺寸φDc、与内圈30的内圈外周面31的外径尺寸φDB的关系满足φDc/φDB＜1.0。金属芯骨内径与内圈外径之比(φDc/φDB)小于1.0时，由刚性较高的金属芯骨51来承受从密封部件50的相反侧通过轴承内部的空气的流动。因此，能够防止密封唇56的变形。
因此，根据本构成，由于能够防止密封唇56与密封槽36的接触，所以能够减少轴承旋转时的机械性损失。另外，通过防止密封唇56的变形，从而能够将密封唇56与密封槽36之间的间隙维持为适当的尺寸，能够使轴承的密封性稳定。另外，还能够防止封入在轴承内部的润滑脂等润滑剂向外部漏出。
这样，根据本实施方式的带密封件的球轴承10，能够使轴承的密封性的确保、和密封部件的密封唇与内圈之间的机械性损失的减少并存。由此，在将带密封件的球轴承10应用于清扫器的情况下，能够防止清扫器的吸入工作率的波动，能够确保节能性。
(第2实施方式)
接下来，使用图3说明第2实施方式的带密封件的球轴承10A。对于具有与第1实施方式同样的构成的部分标注同样的附图标记，省略其说明。
在本实施方式中，密封部件50A除了具有位于密封槽36内的内周侧缘部的密封唇56A之外，还具有沿着轴向向轴承内侧突出的内侧唇57。该密封部件50A与第1实施方式同样是非接触式的密封部件，在密封唇56A与内圈30之间不会产生接触阻力，因此，能够减少机械性损失。利用这样的形状的密封部件50A，也能够提高密封唇56A的刚性，能够确保轴承的密封性。
(第2实施方式的变形例)
使用图4说明第2实施方式的变形例的带密封件的球轴承10A1。对于具有与第2实施方式同样的构成的部分标注同样的附图标记，省略其说明。
在本变形例中，密封部件50A1的密封唇56A1在密封槽36内分支为两个。即，密封唇56A1具有：内侧唇56a1，其在沿着轴向的轴承内侧朝向轴承旋转轴延伸；及外侧唇56a2，其比内侧唇56a1靠近轴承外侧，与内侧唇56a1并列地朝向轴承旋转轴延伸。该密封部件50A1与第1实施方式同样是非接触式的密封部件，在密封唇56A1与内圈30之间不会产生接触阻力，因此，能够减少机械性损失。
另外，密封部件50A1例如在承受来自轴承内侧空气压的情况下，外侧唇56a2受到空气压的影响而变形。但是，内侧唇56a1所承受的空气压较低，因此不会变形，能够维持耐压性能。利用这样的形状的密封部件50A1，也能够提高密封唇56A1(内侧唇56a1及外侧唇56a2)的刚性，能够确保轴承的密封性。
(第3实施方式)
接下来，使用图5、图6、图7A～7C说明第3实施方式的带密封件的球轴承10B。对于具有与第1实施方式同样的构成的部分标注同样的附图标记，省略其说明。
在图5所示的本实施方式的带密封件的球轴承10B中，考虑轴承装配于马达时的接触压，来决定密封唇56B相对于密封槽36的接触压。另外，本构成的密封部件50B以如下的方式固定于外圈20，在公称状态下，密封唇56B位于形成在内圈30的外周面的密封槽36内，密封唇56B能够与密封槽36接触。
图6示出密封唇56B的局部放大剖视图。密封唇56B的内周侧缘部56a的内侧唇56a1在轴承的轴向截面中被形成为具有半径R1的圆弧形截面。
图7A是示出图5所示的带密封件的球轴承10B的付与预紧前的密封部件50A1的状态的主要部分放大剖视图，图7B是示出该带密封件的球轴承10B的付与预紧后的密封部件50A1的状态的主要部分放大剖视图，图7C是示出该带密封件的球轴承10B的在付与预紧后负荷了空气压的状态的主要部分放大剖视图。
如图7A所示，在向轴承付与预紧前，密封唇56B与密封槽36在轴向及径向分离。密封唇56B与密封槽36的轴承内侧的内侧壁部38之间的距离Δd为带密封件的球轴承10B的轴向游隙(公称值)的一半的尺寸。
根据上述构成，如图7B所示，当对轴承付与图中F1方向的预紧时，内圈30向轴承外侧偏移，密封唇56B与密封槽36接触而距离Δd成为0。在该状态下，如图7C所示，当在图中F2方向负荷空气压时，密封唇56B向轴承外侧挠曲，密封唇56B与密封槽36成为以较低的接触压力接触的轻接触状态。即，减小密封唇56B与密封槽36的接触压力，减小轴承旋转时的摩擦阻力。
因此，本实施方式的密封部件50B为密封唇56B与密封槽36的内侧壁部38成为轻接触状态的接触式的密封部件。其结果是，能够确保轴承的密封性。而且，在将带密封件的球轴承10B装配于马达的预紧负荷状态下，能够将密封唇56B与密封槽36的接触压维持为非常小的值，能够抑制轴承旋转时的机械性损失。
另外，与密封槽36接触的密封唇56B的内周侧缘部具有圆弧形截面，因此，即使是轻接触状态，密封唇56B与密封槽36也能够遍及全周地可靠地接触，得到稳定的密封性。
(第4实施方式)
接下来，使用图8说明第4实施方式的带密封件的球轴承10C。对于具有与第3实施方式同样的构成的部分标注同样的附图标记，省略其说明。
在本实施方式的情况下也同样，在向轴承付与预紧前，密封唇56C与密封槽36在轴向及径向分离。密封唇56C与密封槽36的轴承内侧的外侧壁部39之间的距离为带密封件的球轴承10C的轴向游隙(公称值)的一半的尺寸。
当在该状态下对轴承付与预紧时，内圈30向轴承外侧(图中F1方向)偏移，外侧壁部39与密封唇56C的接触压变低。并且，当从轴承外侧向内侧(图中F2方向)负荷空气压时，密封唇56C在F2方向挠曲，密封唇56C与密封槽36的外侧壁部39成为以更低的接触压力接触的轻接触状态。
根据本实施方式的带密封件的球轴承10C，密封唇56C与密封槽36的接触压因预紧与空气压的负荷的协同作用而被减小，因此，能够进一步抑制轴承旋转时的机械性损失。
(第5实施方式)
接下来，使用图9说明第5实施方式的带密封件的球轴承10D。对于具有与第1实施方式同样的构成的部分标注同样的附图标记，省略其说明。
本实施方式的带密封件的球轴承10D与第1实施方式同样包括外圈20、内圈30、滚珠15、封闭板40、及密封部件50D。
密封部件50D具有：金属芯骨51，其是将金属薄板形成为圆环形状而成的；及圆环形状的弹性部53，其由覆盖金属芯骨51的合成树脂等弹性材料形成。
密封唇56D在公称状态下，位于形成在内圈30的外周面的密封槽36内。另外，密封唇56D以如下的方式固定于外圈20：在公称状态下，密封唇56D不与内圈30(密封槽36)接触，但是，付与预紧后的轴承未旋转状态及承受空气压时的轴承旋转状态这两个状态下，能够因弹性变形而与密封槽36接触。
此处，密封部件50D的金属芯骨51的内径尺寸(金属芯骨51的内周侧缘部54的内径尺寸)φDc、与密封部件50D的密封唇56D的内径尺寸φDr的关系满足1.0≦φDc/φDr≦1.1。
在密封部件50D的金属芯骨51的内径尺寸φDc与密封部件50D的密封唇56D的内径尺寸φDr之比满足1.0以上1.1以下时，如上所述，密封唇56D的刚性增大，由此能够减少空气的泄漏量，能够确保轴承的密封性。
另外，密封部件50D的金属芯骨51的内径尺寸φDc、与内圈30的内圈外周面31的外径尺寸φDB的关系满足φDc/φDB＜1.0。当金属芯骨内径与内圈外径之比(φDc/φDB)小于1.0时，如上所述，由刚性较高的金属芯骨51承受从密封部件50D的相反侧通过轴承内部的空气的流动，因此，能够抑制密封唇56D的变形。另外，当φDc/φDB之比为1.0以上时，密封唇56D容易因密封部件50D所承受的空气压而变形，空气的泄漏量增大。
在本实施方式的密封部件50D中，也考虑轴承装配于马达时的接触压，来决定密封唇56D相对于密封槽36的接触压。
图10示出图9的主要部分放大图。密封部件50D的密封唇56D配置于形成在内圈30的内圈外周面31的密封槽36内，与密封槽36在轴向及径向分离。
图11示出密封唇56D的局部放大剖视图。密封唇56D具有：内侧唇56a1，其是内周侧缘部56a的轴承内侧(朝向轴承宽度的中心的方向)的端部；及外侧唇56a2，其是轴承外侧(沿着轴向朝向轴承外侧的方向)的端部。内侧唇56a1、外侧唇56a2的至少一者被形成为在轴承的轴向截面中具有圆弧形截面。在图示例中，将内侧唇56a1示出为半径R1的圆弧形截面，将外侧唇56a2示出为半径R2的圆弧形截面。
此处，如图10所示，设密封唇56D的内侧唇56a1、与密封槽36的轴承内侧的内侧壁部38之间的轴向距离为Δdin。另外，设密封唇56D的外侧唇56a2、与密封槽36的轴承外侧的外侧壁部39之间的轴向距离为Δdout。
在付与预紧前的状态即公称状态下，通过将密封部件50D安装到轴承的轴向两端之中的某一端，从而密封部件50D与密封槽36接触的一侧的轴向距离Δdin或Δdout、或者双方的轴向距离被设定为带密封件的球轴承10D的轴向游隙的一半的长度。
例如，在如图12A所示进行安装的情况下，Δdin被设定为轴向游隙的一半的长度。在如图12B所示进行安装的情况下，Δdout被设定为轴向游隙的一半的长度。
接下来，说明将上述构成的带密封件的球轴承10D装配于清扫器等的轴承装置的状态下的密封部件50D的作用。
图12A是示出使图10所示的带密封件的球轴承10D负荷预紧和空气压的情况下的密封部件50D的状态的主要部分放大剖视图，图12B是示出将图12A所示的带密封件的球轴承10D的密封部件50D设置在相反侧的轴承端部、并负荷预紧和空气压的情况下的密封部件50D的状态的主要部分放大剖视图。
如图12A所示，当向图中Fa方向(从图中的轴承左端朝向轴承外侧的方向)使轴承的内圈30负荷预紧时，内圈30在Fa方向变位。于是，密封部件50D从与密封槽36的非接触状态成为密封部件50D的内侧唇56a1以较低的压力接触密封槽36的内侧壁部38的轻接触状态。在该轻接触状态下，当使轴承在图中Fb方向负荷空气压时，密封部件50D承受空气压，一边维持接触状态，一边被朝向轴承外侧按压。由此，密封部件50D成为与密封槽36的接触压力被进一步减小的状态。
即，本构成的带密封件的球轴承10D在负荷预紧前的状态下，在图10所示的密封部件50D与密封槽36之间具有距离Δdin的间隙。因此，由于即使内圈30因预紧的负荷而变位，在内圈30的变位量达到距离Δdin之前，也不会与密封部件50D接触，所以，密封部件50D不会挠曲。因此，即使使内圈30负荷预紧，也不会将该预紧全部提供给密封部件50D使其变形。其结果是，预紧负荷后的密封部件50D在与密封槽36接触后，变形减轻至略微挠曲的程度，密封部件50D与密封槽36的接触压力变低。
而且，当使轴承负荷空气压时，密封部件50D被朝向轴承外侧按压，密封部件50D与密封槽36的接触压力减小。其结果是，协同地使密封部件50D与密封槽36的摩擦阻力减小，减少轴承的动摩擦损耗。
另外，如图12B所示，在将密封部件50D设置在轴承的相反侧的轴承端面的情况下，也与上述同样地减少轴承的动摩擦损耗。即，当使轴承的内圈30负荷Fa方向的预紧时，密封部件50D由于存在图10所示的轴向距离Δdout的间隙，从而外侧唇56a2与密封槽36以接触压力被减小的状态接触。当在该轻接触状态下在Fb方向负荷空气压时，密封部件50D被朝向轴承内侧按压，因此，协同地使密封部件50D与密封槽36的接触压力减小。
因此，根据本构成的带密封件的球轴承10D，密封部件50D安装于轴承的两端面之中的、任一侧的轴承端面，都能够利用预紧和空气压的负荷来减小密封部件50D与密封槽36的摩擦阻力，能够减少轴承的动摩擦损耗。
另外，与密封槽36接触的内侧唇56a1、外侧唇56a2在轴向截面中具有圆弧形截面。因此，密封部件50D与密封槽36以圆弧形状的末端的狭小的接触面积进行接触，因此，能够实现摩擦阻力的进一步减小，能够进一步减少轴承的动摩擦损耗。另外，即使在上述那样的轻接触状态下，密封唇56D与密封槽36也遍及全周地可靠地接触，得到稳定的密封性。其结果是，能够隔断轴承内外的空气的流动，能够可靠地防止封入在轴承内部的润滑脂等润滑剂向轴承外部漏出。
密封槽36不限于上述构成，也能够为其他的槽形状。图13示出在密封槽36的形状中使轴承内侧的内侧壁部38与轴承外侧的外侧壁部39具有相等的倾斜角的轴承的主要部分放大剖视图。
即，在图13所示的轴承中，在设轴承内侧的内侧壁部38相对于内圈30的径向的倾斜角为φ1、并设轴承外侧的外侧壁部39相对于内圈30的径向的倾斜角为φ2时，倾斜角φ1与倾斜角φ2相等。
在该情况下，密封槽36相对于密封部件50D的对称性提高，能够简单且精确地将密封部件50D配置在轴向距离Δdin与Δdout相等的位置。并且，将密封部件50D安装于轴承的轴向两端的任一端，密封槽与密封唇56D之间的轴向距离都不会变化。因此，能够进一步使密封部件50D的互换性提高。另外，由此，更稳定地得到上述的轴承性能。
根据以上说明的各实施方式的带密封件的球轴承10、10A、10A1、10B、10C、10D，能够使轴承的密封性的确保、和密封部件的密封唇与内圈之间的机械性损失的减少并存。另外，不论密封部件的配置位置如何，都能够将密封部件与密封槽的接触压抑制得较低。并且，不需要根据压力负荷方向来选择性地将不同的密封部件安装于轴承，能够使轴承的制造工序简化，也能够有助于低成本化。
在将本带密封件的球轴承例如应用于清扫器等设备的情况下，由于轴承的机械性损失较小，所以马达的效率提高，另外，由于轴承内的密封性较高，所以清扫器的吸入效率提高。其结果是，能够防止清扫器的吸入工作率的波动，还能够确保节能性。
实施例
为了确认本发明的效果，使用试验装置进行了实验，该试验装置能够一边使装配有评价对象的轴承的马达旋转，一边对该评价对象的轴承施加空气压。此处，将图1、图3所示的第1实施方式、第2实施方式的带密封件的球轴承分别作为实施例1、2。另外，将图5、图8所示的第3实施方式、第4实施方式的带密封件的球轴承分别作为实施例3、4。另外，将图9所示的第5实施方式的带密封件的球轴承作为实施例5。
对于这些实施例1～5的带密封件的球轴承、和图16～图19所示的现有例1～3的带密封件的球轴承，评价了其密封性能、和马达的电力消耗即轴承的动摩擦损耗。图14、图15示出其结果。
图14所示的结果是对于实施例1～4及现有例1～3以5次的测量结果的平均值进行比较的图表。现有例1及2的密封部件是接触式的密封部件，因此，在负荷空气压(负荷压力)较低的状态下，因接触部分的摩擦损耗而马达消耗电流值较高。另外，因负荷空气压的上升而产生通过轴承内部的空气的流动，随之，密封唇相对于内圈的接触压力渐渐降低，摩擦损耗降低，马达消耗电流值降低。但是，与此同时，空气通过轴承内部并向空气压施加侧的相反侧漏出，轴承的密封性能降低。
现有例3的密封部件是非接触式，因此，轴承的动摩擦损耗稳定地较低，马达消耗电流值稳定。但是，负荷了空气压后立刻，空气通过轴承内部并向空气压施加侧的相反侧漏出，随着负荷空气压的上升，空气的泄漏量也增加。
与之相对，实施例1、2的密封部件是非接触式的密封部件，因此，将轴承的动摩擦损耗稳定地抑制得较低，马达消耗电流值稳定。并且，通过提高密封唇的刚性，从而增大了对抗通过轴承内部的空气的流动的力，抑制了负荷空气压的上升所导致的空气的泄漏量的增加。
这样，实施例1、2的带密封件的球轴承与现有例1、2的带密封件的球轴承相比，在负荷空气压较低的状态下，发生空气的泄漏，但是，伴随负荷空气压的上升的空气的泄漏量的增加缓慢。因此，实施例1、2的带密封件的球轴承在被用在清扫器的马达中的情况下，能够抑制相对于负荷空气压的变动的泄漏压力的变动，能够防止清扫器的吸入性能的波动。另外，在实施例1、2的带密封件的球轴承中，马达电力消耗不论负荷空气压如何都稳定地较低。因此，可知，根据本构成的带密封件的球轴承，能够实现轴承旋转时的机械性损失的减少和轴承的密封性的确保这两者。
另外，实施例3、4的密封部件是接触式，因此，在负荷空气压较低的状态下，与现有例3的非接触式的密封部件相比，表示轴承动摩擦损耗的马达消耗电流值稍微高。但是，可知，在实施例3、4中，通过使密封唇的接触压力为微小量，从而与现有例1、2的接触式的密封部件相比，能够减小动摩擦损耗。并且，可知，在实施例3、4中，密封唇的刚性提高，因此，对抗通过轴承内部的空气的流动的力增大，能够抑制负荷压力的上升所导致的空气的泄漏量的增加。
这样，实施例3、4的带密封件的球轴承与现有例1、2的带密封件的球轴承相比，能够确认在负荷空气压较低的状态下，马达消耗电流、即马达电力消耗较低这种效果。另外，实施例3、4的密封部件与现有例3所示的非接触式的密封部件相比，能够确认轴承的密封性提高这种效果。因此，可知，根据各实施例的带密封件的球轴承，能够实现机械性损失的减少和轴承的密封性这两者。
图15所示的结果是对于实施例5及现有例1～3以5次的测量结果的平均值进行比较的图表。
与上述的现有例3相比，实施例5的密封部件是接触式的密封部件，但是，将轴承的动摩擦损耗稳定地抑制得较低，马达消耗电流值稳定。并且，通过提高密封唇的刚性，从而对抗通过轴承内部的空气的流动的力增大，抑制了负荷空气压的上升所导致的空气的泄漏量的增加。
这样，实施例5的带密封件的球轴承与现有例1、2的带密封件的球轴承相比，在负荷空气压较低的状态下，几乎不会发生空气的泄漏，负荷空气压的上升所伴随的空气的泄漏量的增加缓慢。因此，在带密封件的球轴承10被用在清扫器的马达中的情况下，能够抑制相对于负荷空气压的变动的泄漏压力的变动，因此，能够防止清扫器的吸入性能的波动。另外，在实施例5的带密封件的球轴承中，不论负荷空气压如何马达电力消耗都稳定地较低。因此，可知，根据本构成的带密封件的球轴承，能够实现轴承的旋转时的机械性损失的减少、和轴承的密封性这两者。
本发明不限定于上述的各实施方式，能够适当进行变更、改良等。例如，在上述的各实施方式的带密封件的球轴承中，利用金属薄板形成封闭板40，但是，封闭板40也可以以用橡胶、合成树脂等弹性材料覆盖金属制的芯材、整体成为圆环状的方式形成。另外，密封部件的弹性部也可以由橡胶等形成。并且，本发明的带密封件的球轴承不限定于角接触球轴承，也可以是圆柱滚子轴承等其他的滚动轴承。
工业上的实用性
本发明例如能够应用于清扫器的马达所使用的轴承等。
本申请基于2014年2月17日提出申请的日本国专利申请(日本特愿2014－27740)、及2014年3月24日提出申请的日本国专利申请(日本特愿2014－59995)，将其内容作为参照援引于此。

Claims (8)

1.一种带密封件的球轴承，包括：外圈，其在内周面形成有外圈滚道面；内圈，其在外周面形成有内圈滚道面；多个滚珠，其沿周向配置、在所述外圈滚道面与所述内圈滚道面之间且滚动自如；及密封部件，其固定于所述外圈的内周面，所述带密封件的球轴承的特征在于，
所述密封部件包括圆环形状的金属芯骨、及覆盖所述金属芯骨的圆环形状的弹性部，
所述密封部件的所述金属芯骨的内径φDc及所述弹性部的内径φDr满足1.0≦φDc/φDr≦1.1，
所述密封部件的所述金属芯骨的内径φDc及所述内圈的外径φDB满足φDc/φDB＜1.0。
2.如权利要求1所述的带密封件的球轴承，其特征在于，
所述弹性部的内周侧缘部位于形成在所述内圈的所述外周面的密封槽内，
所述弹性部的所述内周侧缘部与所述密封槽之间的轴向的距离Δd为轴向游隙的尺寸的一半。
3.如权利要求1所述的带密封件的球轴承，其特征在于，
所述弹性部位于形成在所述内圈的所述外周面的密封槽内，
所述密封部件以始终与所述密封槽非接触状态固定于所述外圈。
4.如权利要求2所述的带密封件的球轴承，其特征在于，
所述密封部件与所述密封槽以可接触的方式固定于所述外圈。
5.如权利要求4所述的带密封件的球轴承，其特征在于，
与所述密封槽接触的所述弹性部的所述内周侧缘部的轴向截面中具有圆弧形截面。
6.如权利要求1所述的带密封件的球轴承，其特征在于，
所述弹性部具有轴承内侧的内侧唇和轴承外侧的外侧唇，所述内侧唇和所述外侧唇配置于形成在所述内圈的所述外周面的密封槽内且均在轴向截面中具有圆弧形截面。
7.如权利要求6所述的带密封件的球轴承，其特征在于，
所述内侧唇与所述密封槽的轴承内侧的内侧壁部之间的轴向距离、和所述外侧唇与所述密封槽的轴承外侧的外侧壁部之间的轴向距离之中的至少其中任意一者，在付与预紧前的状态下为轴向游隙的长度的一半。
8.如权利要求6或权利要求7所述的带密封件的球轴承，其特征在于，
所述密封槽的轴承内侧的内侧壁部和轴承外侧的外侧壁部各自与所述内圈的径向所呈的倾斜角相等。
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