CN109154326B - 轴承密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供轴承密封装置。在内圈与外圈间以双重的密封件进行密封的轴承密封装置中，实现高密封性、在外圈的内周实施的磨削加工的加工部位减少的兼顾。具备环(8)，环(8)具有在外圈(2)的内周固定的压入部(34)、和与外侧密封件(7)的密封唇(25、26)接触的密封接触面(30)。密封接触面(30)由金属环(32)构成。压入部(34)由橡胶(33)构成。金属环(32)由冷压成型品构成。在内圈(1)的外周形成圆筒面状的嵌合面(13)，并在此压入外侧密封件(7)。

Description

轴承密封装置

技术领域

本发明涉及对滚动轴承进行密封的轴承密封装置。

背景技术

一般的轴承密封装置在滚动轴承的各一侧仅具有一个密封件。在外圈的内周形成有密封槽，且在该密封槽固定有密封件的外周缘。另外，在内圈的外周形成有密封接触面，且密封件的密封唇与内圈的密封接触面接触。

在直接暴露于泥沙、泥浆的滚动轴承、例如农具所具备的滚动轴承中，为了防止异物侵入至轴承内，采用在固定于外圈的密封件的更靠轴承外部侧增加了密封件的轴承密封装置。该增加的密封件的内径部固定于内圈的外周。通过在外圈的内周固定第一个密封件的外径部、在内圈的外周固定第二个密封件的内径部，能够增长异物向轴承内部侵入时的路径并确保较高的密封性。

这样，作为以两个密封件进行双重密封的现有例，存在如下轴承密封装置：具备在外圈的密封槽固定的内侧密封件、和在内圈的密封槽固定的外侧密封件，内侧密封件的多个密封唇与在内圈的外周形成的圆筒面状的密封接触面接触，外侧密封件的多个密封唇与在外圈的内周形成的圆筒面状的密封接触面接触(下述专利文献1)。

专利文献1：美国专利申请公开第2011/0019952说明书

一般，为了确保密封性以及防止密封唇磨损，对形成在滚道圈的密封接触面进行磨削加工。在内圈的外周形成的圆筒面状的密封接触面由于能够进行无心磨削，所以大量生产较容易。然而，在多数情况下，对于在外圈的内周形成的圆筒面状的密封接触面而言，磨削与无心磨削相比难度较高。

即，外圈的生产中，在外圈的内周需要进行磨削的部分是供滚动体滚动的滚道面、和位于比滚道面靠轴承外部侧的密封接触面。在那些滚道面与密封接触面之间形成有密封槽。因此，同时对滚道面和密封接触面进行磨削加工需要特殊的成型砂轮，但存在砂轮成型所需要的成本、加工负担过高的问题。虽然能够通过分多次按部位进行磨削加工来解决加工负担的问题，但一般的生产线是以对滚道面以外的外圈的内周不进行磨削加工为前提构成的，所以留有加工工序增加引起的成本高的问题。

另外，在内圈的生产中，在内圈的外周形成密封槽也成为成本高的一个因素。

发明内容

鉴于上述的背景，本发明所要解决的课题是，在用双重的密封件对内圈与外圈间进行密封的轴承密封装置中，实现兼顾高密封性和在外圈的内周实施的磨削加工的加工部位减少。

为了实现上述的课题，本发明构成为如下轴承密封装置：具备：内圈，其在外周形成有滚道面；外圈，其在内周形成有滚道面以及密封槽；内侧密封件，其具有固定于上述密封槽的外径部；以及外侧密封件，其具有在上述内圈的外周固定的内径部，上述外侧密封件相比上述内侧密封件位于轴承外部侧，上述轴承密封装置的特征在于，具备环，所述环具有在上述外圈的内周固定的压入部、和与上述外侧密封件的密封唇接触的密封接触面。

根据上述结构，在内侧密封件的更靠轴承外部侧具备外侧密封件，因此能够增长异物向轴承内部侵入时的路径并确保较高的密封性。接触该外侧密封件的密封唇的密封接触面形成于独立于外圈的环，因而无需在外圈的内周形成外侧密封件用的密封接触面。另外，环被压入部固定于外圈的内周，因而无需在压入环的外圈部分以磨削加工进行精加工那样的高精度。这样，不在外圈的内周对密封接触面进行磨削加工，也不对环的固定用的嵌合面进行磨削加工，因而能够减少在外圈的内周实施的磨削加工的加工部位。

例如，上述环具有形成为环状的金属环、和在该金属环的外周接合的橡胶，上述压入部由上述橡胶形成，上述密封接触面形成于上述金属环的内周即可。这样，利用形成密封接触面的环状的金属环支撑橡胶的内周，并利用橡胶制的压入部吸收外圈的内径部分的尺寸偏差，从而能够得到恒定的固定力。因此，能够容易通过对于尺寸偏差相比磨削面更大的车削面的压入来对环进行固定。

这里，上述金属环可以由冷压成型品构成。这样，环的密封接触面被冷压成型，因而不存在通常位于外圈的内周的车削加工的导引痕、由热处理导致的碳化物的附着，从而适于密封唇的接触。

上述环的内周中，轴承外部侧的端部成为在轴向上朝向轴承外部侧扩径的圆弧面状即可。这样，进行在固定于外圈的环与内圈的外周之间配置外侧密封件的组装时，密封唇被环的圆弧面状的端部引导至密封接触面，因此，能够不损伤密封唇地将外侧密封件固定在内圈的外周。

可以为，上述内圈具有形成于外周的圆筒面状的嵌合面，上述外侧密封件具有形成为环状的金属芯、和接合于该金属芯的橡胶，上述外侧密封件的上述密封唇由上述橡胶形成，上述外侧密封件的上述内径部成呈圆筒面状地形成在上述金属芯的内周且固定于上述内圈的上述嵌合面的压入部。这样，利用金属制的圆筒面彼此的嵌合来将外侧密封件固定在内圈的外周，从而能够简化内圈的外周形状、外侧密封件的固定工序。

可以在上述内侧密封件与上述外侧密封件之间封入有润滑油。这样，利用由润滑油产生的密封唇的润滑、润滑油本身的密封效果，能够实现密封性的提高和长期的性能维持。

可以为，上述外侧密封件具有多个密封唇，这些密封唇中位于最靠轴承外部侧的密封唇与上述外圈的内周之间成为迷宫式间隙，除位于最靠轴承外部侧的密封唇以外的密封唇与上述环的上述密封接触面接触。这样，轴承外部的泥水等由于迷宫式间隙的密封效果而难以到达至环的密封接触面。

本发明通过采用上述结构，能够在用双重的密封件密封内圈与外圈间的轴承密封装置中，实现兼顾高密封性和在外圈的内周实施的磨削加工的加工部位减少。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的轴承密封装置的剖视图

图2是表示即将将图1的外侧密封件压入至内圈之前的情形的局部剖视图

图3是表示即将将图1的环压入至外圈之前的情形的局部剖视图。

具体实施方式

基于附图对本发明的一实施方式所涉及的轴承密封装置进行说明。图1中示出在两侧具备实施方式所涉及的轴承密封装置的带密封件的轴承。如图示那样，实施方式所涉及的轴承密封装置具备：由环状体构成的内圈1、由环状体构成的外圈2、夹装在内圈1的滚道面3和外圈2的滚道面4之间的滚动体5、在外圈2的内周固定的内侧密封件6、在内圈1的外周固定的外侧密封件7、以及在外圈2的内周固定的环8。此外，图1中左侧的轴承密封装置只在与图1中右侧的轴承密封装置成为左右对称的形状这方面与图1中右侧的轴承密封装置不同，因此以下，以图1中右侧的轴承密封装置为例进行说明，针对图1中左侧的轴承密封装置，仅适当地标注与图1中右侧的对应要素共用的附图标记。

内圈1以及外圈2是分别由钢形成的滚道圈。内圈1以及外圈2同轴配置。利用内圈1的外周和外圈2的内周而形成环状的轴承内部空间9。

以下，将沿着同轴配置的内圈1、外圈2的中心轴线的方向称为“轴向”。将与该中心轴线呈直角的方向称为“径向”。将绕该中心轴线的圆周方向称为“周向”。

内圈1具有两个端面10，两个端面10成为规定内圈宽度的两端。外圈2具有两个端面11，两个端面11成为规定外圈宽度的两端。内圈宽度设定为大于外圈宽度。

滚动体5由球构成。规定数量的滚动体5保持于保持器12。

内圈1的滚道面3成为在内圈1的外周形成的滚道槽。滚道面3成为磨削面。内圈1具有在内圈1的外周形成为圆筒面状的嵌合面13、和在内圈1的外周形成为圆筒面状的密封接触面14。嵌合面13在与内圈1的端面10之间形成有倒角部。密封接触面14成为经磨削加工的表面。密封接触面14相对于内侧密封件6而相对地沿周向滑动。

外圈2的滚道面4成为在外圈2的内周形成的滚道槽。滚道面4成为经磨削加工的表面。外圈2具有在外圈2的内周形成的密封槽15、和在外圈2的内周形成为圆筒面状的嵌合面16。嵌合面16成为与环8嵌合的嵌合部。嵌合面16在与外圈2的端面11之间形成有倒角部。外圈2的内周中位于滚道面4与端面11之间的嵌合面16等部分成为通过车削加工而形成的表面。

内侧密封件6由形成为环状的金属芯17、和接合于该金属芯17的橡胶18构成。内侧密封件6具有由橡胶18形成的多个密封唇19～21、和在外圈2的密封槽15固定的外径部22。

内侧密封件6的金属芯17以图示的剖面形状遍及周向整周地连续。金属芯17由使金属板塑性变形而成的冷压成型品构成。

内侧密封件6的橡胶18硫化接合于金属芯17。密封唇19～21分别呈舌状朝向内圈1侧突出。这些密封唇19～21分别与内圈1的密封接触面14在径向上接触。

内侧密封件6的外径部22由金属芯17的外周和橡胶18形成。外径部22通过使金属芯17以进入至密封槽15的方式进行塑性变形，从而成为保持于密封槽15的固定状态。

外侧密封件7由形成为环状的金属芯23、和接合于该金属芯的橡胶24构成。外侧密封件7具有由橡胶24形成的多个密封唇25～27、和在金属芯23的内周形成为圆筒面状的内径部28。

外侧密封件7的金属芯23以剖面L字状遍及周向整周地连续。金属芯23由使金属板塑性变形而成的冷压成型品构成。

外侧密封件7的橡胶24硫化接合于金属芯23。密封唇25～27分别呈舌状向外圈2侧突出。

这些密封唇25～27中位于最靠轴承外部侧的密封唇27露出在轴承外部。该密封唇27与外圈2的内周之间成为迷宫式间隙29。迷宫式间隙29由环8与密封唇27之间的轴向的间隙、和外圈2的端面11与密封唇27之间的径向的间隙形成。

另外，外侧密封件7的密封唇25～27中密封唇27以外的密封唇25、26分别与环8的密封接触面30接触。

在图2中示出即将将外侧密封件7固定在内圈1的外周之前的情形。如图示那样，在密封唇25、26与密封接触面30之间设定有径向的过盈量δ1。

如图1所示，外侧密封件7的内径部28成为在内圈1的嵌合面13固定的压入部。如图2所示，在内径部28与嵌合面13之间设定有径向的过盈量δ2。

如图1所示，外侧密封件7位于比内侧密封件6靠轴承外部侧。即，外侧密封件7在与内侧密封件6之间形成间隙31。在该间隙31封入有润滑油(图中以点图案示出。)。

环8由形成为环状的金属环32、和在该金属环32的外周接合的橡胶33构成。环8具有由橡胶33形成的压入部34、和在金属环32的内周形成的上述的密封接触面30。

环8的内周中，轴承外部侧的端部35成为在轴向上朝向轴承外部侧扩径的圆弧面状。

环8的金属环32以图示的剖面形状遍及周向整周地连续。金属环32由沿着轴向的平板部、和从平板部向外圈2侧弯曲的凸缘部构成。该弯曲的表面成为环8的端部35。

金属环32由冷压成型品构成。例如，通过从平板材料冲裁出圆环板、并将其内周侧弯曲的冷压加工而成型金属环32。

密封接触面30成为对金属环32的内径进行规定的表面。密封接触面30相对于外侧密封件7的密封唇25、26而相对地沿周向滑动。

环8的橡胶33硫化接合于金属环32的外周。压入部34固定于外圈2的嵌合面16。压入部34的直径比金属环32的外径大，并具有对环8的外径进行规定的表面。

在图3中示出即将将环8固定在外圈2的内周之前的情形。如图示那样，在压入部34与嵌合面16之间设定有径向的过盈量δ3。压入部34吸收过盈量δ3的尺寸误差。

在该轴承密封装置的组装中，以如下方式进行。该组装在形成了图1所示的规定数量的滚动体5介于上述滚动轴承在内圈1以及外圈2间的滚动轴承的状态下开始进行。内侧密封件6、外侧密封件7以及环8中需要最初进行固定的部件成为配置于最靠轴承内部侧的内侧密封件6。因此，首先，实施将内侧密封件6固定在外圈1的工序。即，使金属芯17以进入至外圈2的密封槽15的方式进行变形，从而将内侧密封件6的外径部22紧固于外圈2的密封槽15。由此，内侧密封件6固定于外圈2的密封槽15。

接下来，实施将环8固定在外圈2的环固定工序。即，如图3所示，将相对于外圈2同轴配置的环8的压入部34压入至外圈2的嵌合面16。在进行该压入时，环8的压入位置能够以外圈2的端面11基准来决定。另外，在进行该压入时，优选利用收缩盘(图示省略)将环8的外径缩径并压入至嵌合面16。通过该环固定工序，如图2所示，环8固定于外圈2的嵌合面16。

接下来，实施润滑油涂敷工序。即，在图2示出的状态下，以使规定量的润滑油(图中以点图案示出。)附着于内侧密封件6的方式进行涂敷。润滑油的涂敷目标为形成图1示出的间隙31的表面即可。在图示的情况下，以金属芯17的轴承外部侧的表面为涂敷目标。该润滑油涂敷工序能够省略。

最后，实施将外侧密封件7固定在内圈1的外侧密封件固定工序。即，从图2所示的状态开始，将外侧密封件7的内径部28压入至内圈1的嵌合面13。在进行该压入时，将内圈1的端面10与外侧密封件7的金属芯23的端面在相同的轴向位置对齐，由此能够决定外侧密封件7的压入位置。通过该外侧密封件固定工序，如图1所示，外侧密封件7固定于内圈1的嵌合面13。另外，轴承密封装置的组装结束。

这里，在外侧密封件固定工序的中途，如图中单点划线描绘的那样，外侧密封件7的密封唇25、26与环8的内周的轴承外部侧的端部35相接。该端部35成为在轴向上朝向轴承外部侧扩径的圆弧面状，因此，密封唇25、26沿环8的端部35边滑行边挠曲、并到达至密封接触面30。

实施方式所涉及的轴承密封装置是上述那样的装置，因为在内侧密封件6的更靠轴承外部侧具备外侧密封件7，所以能够增长异物向轴承内部侵入时的路径并确保较高的密封性。另外，外侧密封件7用的密封接触面30形成于独立于外圈2的环8，因而无需在外圈2的内周形成外侧密封件7用的密封接触面。另外，环8被压入部34固定于外圈2的内周，因而无需在外圈2的嵌合面16以磨削加工进行精加工那样的高精度。因此，该轴承密封装置不在外圈2的内周对密封接触面进行磨削加工，也不对环8固定用的嵌合面16进行磨削加工，因而能够减少在外圈2的内周实施的磨削加工的加工部位。这样，该轴承密封装置能够实现兼顾用内外双重的密封件6、7密封内圈1与外圈2间的高密封性、和在外圈2的内周实施的磨削加工的加工部位减少。

另外，该轴承密封装置利用形成密封接触面30的环状的金属环32对橡胶33的内周进行支撑，并采用橡胶33制的压入部34，因而能够利用压入部34来吸收批量产品间不可避免地产生的外圈2的嵌合面16的尺寸偏差。因此，该轴承密封装置能够在批量产品间得到恒定的固定力。另外，对于该尺寸偏差而言，一般与由磨削加工形成的表面相比，由车削加工形成的表面的尺寸偏差更大。该轴承密封装置能够利用金属环32来决定密封接触面30的径向位置，并且利用具有壁厚的橡胶33制的压入部34来吸收尺寸偏差，由此，能够容易通过对于由车削加工形成的嵌合面16的压入来固定环8。

另外，该轴承密封装置的金属环32由冷压成型品构成，因此环8的密封接触面30成为被冷压成型的表面。因此，在密封接触面30不存在通常位于外圈2的内周的车削加工的导引痕，也不存在由于热处理产生的碳化物的附着。即，密封接触面30的相对于橡胶制的密封唇25、26的攻击性较少，成为适于与密封唇25、26接触的表面。因此，该轴承密封装置尽管不以磨削加工进行精加工，也能够得到可放心使用的密封接触面30。

另外，对于该轴承密封装置而言，在进行图2所示的状态下实施的外侧密封件固定工序时，密封唇25、26被环8的圆弧面状的端部35顺畅地引导至密封接触面30，因而能够不损伤密封唇25、26地将外侧密封件7固定在内圈1的外周。

另外，对于该轴承密封装置而言，在外侧密封件7的金属芯23形成的圆筒面状的内径部28成为相对于内圈1的嵌合面13的压入部，因而能够利用金属制的圆筒面(28、13)彼此的嵌合将外侧密封件7固定在内圈1的外周。因此，该轴承密封装置不在内圈1的外周形成密封槽，从而能够简化内圈1的外周形状。结果是，在外侧密封件固定工序中，仅仅通过将外侧密封件7沿轴向压入的简单的压入动作便可实现固定，从而简化外侧密封件7的固定工序。

另外，该轴承密封装置在内侧密封件6与外侧密封件7之间的间隙31封入有润滑油，因此，利用由该润滑油产生的密封唇25、26的润滑、润滑油本身的密封效果，能够实现密封性的提高和长期的性能维持。

另外，对于该轴承密封装置而言，外侧密封件7所具有的多个密封唇25～27中位于最靠轴承外部侧的密封唇27与外圈2的内周之间成为迷宫式间隙29，因此，由于迷宫式间隙29的密封效果，轴承外部的泥水等难以到达至除密封唇27以外的密封唇25、26所接触的环8的密封接触面30。

这样，该轴承密封装置与专利文献1的现有例相比，能够利用双重配置的内侧密封件6和外侧密封件7、润滑油的密封效果、以及迷宫式间隙29的密封效果，实现同等以上的密封性和长期的性能维持，并且能够取消外圈2的内周的密封接触面的磨削加工，取消内圈1的外周的密封槽，将外侧密封件的金属芯形状简化为压入式，将外侧密封件固定工序简化为压入式从而实现低成本化。

应该认为本次公开的实施方式以及实施例的全部内容仅为例示而并非用于限制。因此，本发明的范围并非上述说明而是由权利要求书示出，应该包括在与权利要求书均等的意义和范围内的全部改变。

附图标记说明：

1…内圈；2…外圈；3…滚道面；4…滚道面；6…内侧密封件；7…外侧密封件；8…环；13…嵌合面；15…密封槽；16…嵌合面；22…外径部；23…金属芯；24…橡胶；25～27…密封唇；28…内径部；29…迷宫式间隙；30…密封接触面；31…间隙；32…金属环；33…橡胶；34…压入部；35…端部。

Claims (5)

1.一种轴承密封装置，具备：

内圈，其在外周形成有滚道面；

外圈，其在内周形成有滚道面以及密封槽；

内侧密封件，其具有固定于所述密封槽的外径部；以及

外侧密封件，其具有固定于所述内圈的外周的内径部，

所述外侧密封件相比所述内侧密封件位于轴承外部侧，

所述轴承密封装置的特征在于，

具备环，所述环具有固定于所述外圈的内周的压入部、和与所述外侧密封件的密封唇接触的密封接触面，

所述外侧密封件具有多个密封唇，这些密封唇中位于最靠轴承外部侧的密封唇与所述外圈的内周之间成为迷宫式间隙，除位于最靠轴承外部侧的密封唇以外的密封唇与所述环的所述密封接触面接触，

所述轴承密封装置被组装成如下状态：所述迷宫式间隙由所述环与所述最靠轴承外部侧的密封唇之间的轴向的间隙、和所述外圈的端面与所述最靠轴承外部侧的密封唇之间的径向的间隙形成，

所述环具有形成为环状的金属环、和接合在该金属环的外周的橡胶，

所述压入部由所述橡胶形成，

所述密封接触面形成于所述金属环的内周。

2.根据权利要求1所述的轴承密封装置，其特征在于，

所述金属环由冷压成型品构成。

3.根据权利要求1或2所述的轴承密封装置，其特征在于，

所述环的内周中的轴承外部侧的端部成为在轴向上朝向轴承外部侧扩径的圆弧面状。

4.根据权利要求1或2所述的轴承密封装置，其特征在于，

所述内圈具有形成于外周的圆筒面状的嵌合面，

所述外侧密封件具有形成为环状的金属芯、和接合于该金属芯的橡胶，所述外侧密封件的所述密封唇由所述橡胶形成，所述外侧密封件的所述内径部成为呈圆筒面状地形成在所述金属芯的内周且固定于所述内圈的所述嵌合面的压入部。

5.根据权利要求1或2所述的轴承密封装置，其特征在于，

在所述内侧密封件与所述外侧密封件之间封入有润滑油。

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