JP2001165179A - 転がり軸受 - Google Patents

転がり軸受

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JP2001165179A JP35126199A JP35126199A JP2001165179A JP 2001165179 A JP2001165179 A JP 2001165179A JP 35126199 A JP35126199 A JP 35126199A JP 35126199 A JP35126199 A JP 35126199A JP 2001165179 A JP2001165179 A JP 2001165179A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐水性に優れてシール寿命が長く得られ、か
つボール径の小さな軸受にも適用できて、密封装置の取
付けも容易な転がり軸受を提供する。 【解決手段】 外輪幅面２ａを内輪幅面１ａよりも後退
させ、この後退部に密封装置５を配置する。密封装置５
は、シール板６と芯金付きの弾性シール７とでなる。シ
ール板６は断面Ｌ字状のものであり、内輪１の外径面に
嵌合する。弾性シール７は、外輪２の外径面に嵌合する
芯金８と弾性体９とでなる。弾性体９は、シール板６の
立板部６ｂに摺接する２枚のサイドリップ９ａ，９ｂ
と、円筒部６ａに摺接するラジアルリップ９ｃとを有す
る。また、弾性体９は、先端近傍の内周面にシール板６
の立板部６ａの先端が僅かな径方向隙間を介して対峙す
る円筒状の庇部９ｄを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車軸軸受やその
他の防水，防塵の必要な箇所に使われる転がり軸受に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、車
軸軸受に用いられる密封装置、いわゆるハブシールとし
て、図７（Ａ）に示すように、軸受内輪５１に取付けら
れるスリンガとなるシール板５６と、外輪５２に取付け
られる弾性シール５７とでなるものが用いられている。
弾性シール５７は、芯金５８にゴム等の弾性体５９を一
体固着したものであり、弾性体５９には１枚のサイドリ
ップ５９ａと、２枚のラジアルリップ５９ｂ′，５９ｃ
とが設けられている。同図の密封装置において、耐泥水
性はサイドリップ５９ａがその殆どの機能を受持つ。２
枚のラジアルリップ５９ｂ′，５９ｃのうち、軸方向外
側のリップ５９ｂは防塵用であり、内側のリップ５９
ｂ′は軸受内のグリース漏れ防止用である。しかし、１
枚のサイドリップ５９ａでは、耐泥水性をこれ以上向上
させることはできなかった。また、シール板５６と弾性
シール５７とを別々に内外輪間に組み立てようとする
と、外側の防塵用のリップ５９ｂ′が捲くれないように
組み込む必要がなり、組立性が悪い。
【０００３】この課題を解消するものとして、図７
（Ｂ）に示すように、サイドリップをリップ５９ａ，５
９ｂの２枚とし、ラジアルリップをリップ５９ｃの１枚
としたものが提案されている（例えば、特開平９−２９
２０３２号公報）。これによると耐泥水性が向上して軸
受寿命が向上する。しかし、図７（Ｂ）のように２枚の
サイドリップ５９ａ，５９ｂを設けると、弾性シール５
７の断面高さＨが高くなるため、ボール径の小さな軸受
では、内外輪間の間隔が小さいため、密封装置が収めら
れないという課題があった。
【０００４】この発明の目的は、耐水性に優れてシール
寿命が長く得られ、かつボール径の小さな軸受にも適用
できて、密封装置の取付けも容易な転がり軸受を提供す
ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の転がり軸受
は、外輪の幅面を内輪の幅面よりも後退させ、この外輪
幅面の後退箇所に密封装置を配置し、この密封装置は、
シール板と芯金付きの弾性シールとでなり、上記シール
板は、円筒部の一端に外径側に延びる立板部を有する断
面Ｌ字状のものであって、内向きとして上記円筒部で内
輪の外径面に嵌合させ、上記弾性シールは、外輪の外径
面に嵌合して外輪の幅面に沿って立ち下がる芯金と、こ
の芯金に固着された弾性体とでなり、この弾性体は、芯
金の外輪外径部に嵌合する部分から幅方向に延出して先
端近傍の内周面に上記シール板の立板部の先端が僅かな
径方向隙間を介して対峙する円筒状の庇部と、各々上記
シール板の立板部に摺接する２枚のサイドリップと、上
記シール板の円筒部に摺接するラジアルリップとを有す
る。この構成によると、外輪側の弾性シールに設けられ
た２枚のサイドリップが内輪側のシール板に接触し、か
つ弾性シールの庇部にシール板の立板部の先端が近接し
てラビリンスシールを構成することで、優れた耐水性、
耐泥水性、耐塵性が得られる。グリース漏れ防止は、ラ
ジアルリップがシール板に摺接することで得られる。こ
れらのためシール寿命の長い軸受となる。２枚のサイド
リップを設けるため、弾性シールの断面寸法が半径方向
に大きくなるが、外輪の幅面を内輪の幅面よりも後退さ
せ、この外輪幅面の後退箇所に密封装置を配置したた
め、転動体径が小さい場合など、内外輪間の半径方向の
間隔が小さくても、十分な断面寸法の弾性シールを配置
することができ、上記のシール性が確保される。また、
このように外輪幅面を後退させたが、弾性シールの芯金
を外輪の外径面に嵌合するものとしたため、弾性シール
の取付けを簡単に行える。弾性シールは、弾性体に庇部
を設けてシール板の立板部に対峙する部分としたため、
この対峙部分を芯金で形成する場合と異なり、芯金の形
状が簡素で生産性が良く、また芯金が露出しなくて錆の
発生防止に効果的である。
【０００６】上記２枚のサイドリップは、先端に向かう
程外径側に位置するように傾斜するものであることが望
ましい。上記ラジアルリップは、１枚とした場合、先端
に向かう程軸方向内方に位置するように傾斜するもので
あることが好ましい。上記のようにサイドリップの先端
を外径側へ傾斜させることで、泥水等の侵入防止効果が
優れたものとなる。また、ラジアルリップの先端を軸方
向内方に傾斜させることで、グリース漏れの防止効果が
良くなる。また、サイドリップを２枚設けたため、ラジ
アルリップは、内方に傾斜する１枚を設けるだけで耐塵
性が確保され、外方に傾斜するラジアルリップを設ける
必要がない。そのため、弾性シールとシール板を別体と
して内外輪間に組立ても、捲くれの生じるリップがな
い。そのため、信頼性の高い密封装置となる。
【０００７】上記２枚のサイドリップの締代は、内径側
のサイドリップの締代が外径側のサイドリップの締代よ
りも小さく設定されていても良い。サイドリップの締代
は、シール性の面からは大きいことが好ましいが、大き
いと摩擦トルクが増大し、発熱の問題も生じる。２枚の
サイドリップのうち、外径側のサイドリップは主に耐水
性、耐泥水性を得るものであるため、ある程度大きい締
代が必要であるが、内径側のサイドリップは、主に耐塵
性を得るものであるため、締代が小さくても済む。その
ため、上記のように２枚のサイドリップの締代を異なら
せることで、耐水性、耐塵性を確保しながら、低トル
ク、低発熱とすることができる。また、２枚のサイドリ
ップの締代が同じであると、両サイドリップ間の間隔が
十分に得られない場合に、内径側のサイドリップの先端
が外径側のサイドリップの内径側に干渉する問題が生じ
るが、締代を異ならせることで、このような干渉の問題
が回避されると同時に、低トルク化、低発熱化が達成さ
れ、かつ外径側のサイドリップが摩耗し、締代が減少し
て来ると、内径側のサイドリップの締代が増加し、耐水
性、耐泥水性を向上させることができる。
【０００８】この発明において、上記弾性シールの弾性
体の庇部は、外径側へ僅かに膨出する外径膨出部を有す
るものであっても良い。このように、弾性体の庇部に外
径膨出部を設けることで、外輪を嵌合したハウジングの
内径面に外径膨出部を密接させ、外輪の外径面への水
（塩水）の浸入を防止し、外輪やハウジング内径面の腐
食が防止される。特に、軸受設置箇所が内外輪間で電位
差を生じるような箇所である場合、また外輪を嵌合した
ハウジングがアルミニウム材であるような場合に、上記
の腐食防止が効果的である。すなわち、このような場
合、外輪外径面との電位差によるアノード腐食の問題発
生が懸念されるが、上記のように外輪外径面に水が浸入
することを外径膨出部で防止することで、アノード腐食
が防止できる。
【０００９】この発明において、上記シール板は、防錆
メッキが施された圧延鋼板、またはステンレス鋼板から
なるものであっても良い。このように、防錆メッキが施
された圧延鋼板、またはステンレス鋼板でシール板を構
成することで、シール板が防錆性に優れたものとなる。
そのため、車軸軸受のような泥水，塵埃の多い環境下で
使用されても、満足するシール寿命が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１ない
し図３と共に説明する。この転がり軸受は、内輪１と外
輪２の間に、保持器３に保持された転動体４を介在さ
せ、密封装置５を設けたものである。この転がり軸受
は、複列のアンギュラ玉軸受とされ、内輪１は、各列の
軌道面が各々形成された２つの内輪分割体１Ａ，１Ｂに
分割されている。なお、内輪１は一体型のものであって
も良い。転動体４は、鋼球またはセラミック球からな
る。外輪２は、一端において、幅面２ａを内輪１の幅面
１ａよりも後退させ、その後退幅Ｂ（図２）で密封装置
５の配置空間を確保している。
【００１１】密封装置５は、シール板６と芯金付き弾性
シール７とでなる。シール板６は、円筒部６ａの一端に
外径側に延びる立板部６ｂを有する断面Ｌ字状のもので
あり、内向きとして円筒部６ａで内輪１の外径面に圧入
嵌合させる。シール板６は、いわゆるスリンガとなる。
弾性シール７は、芯金８と、この芯金８に固着された弾
性体９とでなる。芯金８は、外輪２の外径面に圧入状態
に嵌合する円筒状部８ａと、その一端から外輪２の幅面
２ａに沿って立ち下がる側板部８ｂとでなる。弾性体９
は、ゴムまたは合成樹脂からなる。
【００１２】弾性体９は、芯金８の円筒状部８ａから幅
方向に延出した円筒状の庇部９ｄと、シール板６の立板
部６ｂに摺接する２枚のサイドリップ９ａ，９ｂと、シ
ール板６の円筒部６ａに摺接するラジアルリップ９ｃと
を有する。２枚のサイドリップ９ａ，９ｂは、互いに径
方向の内外に離れて設けられている。庇部９ｄは、その
先端近傍の内周面にシール板６の立板部６ｂの先端が僅
かな径方向隙間を介して対峙するように設けられ、上記
の径方向隙間でラビリンスシール１０が構成される。弾
性シール７の弾性体９は、芯金８の上記円筒状部８ａの
外径面および先端面を覆うように設けられている。外輪
２の外径面における上記幅面２ａに沿う部分は、円周に
わたる切欠溝２ｂが設けられ、他の箇所よりも小径とさ
れている。この切欠溝２ｂの外輪径方向の深さは、弾性
シール７が収まる深さとされている。
【００１３】図３に示すように、弾性シール７の２枚の
サイドリップ９ａ，９ｂの長さＬ１，Ｌ２は、Ｌ１＞Ｌ
２となるように形成され、これにより外径側のサイドリ
ップ９ａのシール板６に対する締代ａが、内径側のサイ
ドリップ９ｂの締代ｂよりも僅かに小さくなっている。
締代ａ，ｂは、例えば、ａ≧０．３mm、ｂ≧０．１mmと
されている。
【００１４】シール板６は、防錆メッキが施された圧延
鋼板、またはステンレス鋼板からなるものとすることが
好ましい。弾性シール７の芯金８も、防錆メッキが施さ
れた圧延鋼板、またはステンレス鋼板製とすることが好
ましい。シール板６および芯金８において、圧延鋼板と
する場合は、例えばＳｐｃｃ製とされ、防錆メッキとし
て亜鉛・ニッケルメッキ等が施される。シール板６およ
び芯金８において、ステンレス鋼板とする場合は、オー
ステナイト系のもの（例えばＳｕｓ４３０）と、フェラ
イト系のもの（Ｓｕｓ３０４）とのいずれでも良いが、
フェライト系のものは磁性材であって錆の発生の問題が
あるが、オーステナイト系のものは非磁性体であって錆
びないため、錆防止の観点からはオーステナイト系が好
ましい。
【００１５】この転がり軸受は、例えば車軸軸受とされ
る。この発明の転がり軸受は、独立した軸受であっても
良いが、他の機能を兼用した機器に内外輪が一体に設け
られたものであっても良い。図６は、この実施形態にか
かる転がり軸受を応用した車軸軸受装置の断面図であ
る。内輪１は、ハブ輪１１の一部として設けられ、外輪
２は、外周にフランジ２ｃを有していて、このフランジ
２ｃでナックル等からなるハウジング１２に取付けられ
る。密封装置５は、外輪２の両端のうち、ハブ輪１１の
車輪取付用フランジ１１ａと反対側の端部に設けられ
る。内外輪１，２間のハブ輪フランジ１１ａ側の端部
は、他のシール１３で密封されている。
【００１６】上記構成の作用を説明する。この転がり軸
受は、外輪２側の弾性シール７に設けられた２枚のサイ
ドリップ９ａ，９ｂが、内輪１側のシール板６に接触
し、かつ弾性シール７の庇部９ｄにシール板６の立板部
６ｂの先端が近接してラビリンスシール１０を構成する
ことで、優れた耐水性、耐泥水性、耐塵性が得られる。
グリース漏れ防止は、ラジアルリップ９ｃがシール板６
の円筒部６ａに摺接することで得られる。これらのため
シール寿命の長い軸受となる。２枚のサイドリップ９
ａ，９ｂを設けるため、弾性シール７の半径方向の断面
寸法Ｈが大きくなるが、外輪２の幅面２ａを内輪１の幅
面１ａよりも後退させ、この外輪幅面の後退箇所（後退
幅Ｂ）に密封装置５を配置したため、転動体４の径が小
さい場合など、内外輪間の半径方向の間隔Ａが小さくて
も、十分な断面寸法の密封装置５を配置することがで
き、上記のシール性が確保される。また、このように外
輪幅面２ａを後退させたが、弾性シール７の芯金８を外
輪２の外径面に圧入するものとしたため、弾性シール７
の取付けが簡単に行える。弾性シール７は、弾性体９に
庇部９ｄを設けてシール板６の立板部６ｂに対峙する部
分としたため、この対峙部分を芯金８で形成する場合と
異なり、芯金８の形状が簡素で生産性が良く、また芯金
８が露出しなくて錆の発生防止に効果的である。芯金８
は、外輪２に圧入される円筒状部８ａの外径面も弾性体
９で覆ってあるため、芯金８の外径面も錆の発生の問題
がない。
【００１７】サイドリップ９ａ，９ｂの締代ａ，ｂ（図
３）は、シール性の面からは大きいことが好ましいが、
大きいと摩擦トルクが増大し、発熱の問題も生じる。２
枚のサイドリップ９ａ，９ｂのうち、外径側のサイドリ
ップ９ａは主に耐水性、耐泥水性を得るものであるた
め、ある程度大きい締代が必要であるが、内径側のサイ
ドリップ９ｂは、主に耐塵性を得るものであるため、締
代ｂが小さくても済む。そのため、上記のように２枚の
サイドリップ９ａ，９ｂの締代ａ，ｂを異ならせること
で、耐水性、耐塵性を確保しながら、低トルク、低発熱
とすることができる。このため、弾性シール７の弾性体
９に滑り性に優れた高級材料（例えばフッ素ゴム）を用
いなくても長寿命にできる。また、内径側のサイドリッ
プ９ｂの締代ｂが大きいと、弾性シール７の半径方向の
断面寸法Ｈを低断面とする場合に、両サイドリップ９
ａ，９ｂ間の間隔が十分に得られないことから、内径側
のサイドリップ９ｂの先端が外径側のサイドリップ９ａ
の内径側に干渉する問題が生じる。しかし、上記のよう
に締代ａ，ｂを異ならせることで、このような干渉の問
題が回避される。
【００１８】図４，図５は、この発明の他の実施形態を
示す。この例は、弾性シール７における弾性体９の庇部
９ｄに、外径側へ僅かに膨出する外径膨出部９ｄａを設
けたものである。外径膨出部９ｄａは、外輪２が嵌合す
るハウジング１２の内径面１２ａ（図５）に対して、締
代ｃを有するように設けられる。弾性シール７の芯金８
における外輪外周に圧入される円筒状部８ａは、弾性体
９に覆われずに露出していても良い。この実施形態にお
けるその他の構成は、図１の実施形態と同じである。
【００１９】このように、弾性体９の庇部９ｄに外径膨
出部９ｄａを設けた場合、外輪２を嵌合したハウジング
１２の内径面１２ａに外径膨出部９ｄａが押し付け状態
に密接させられる。そのため、外輪２の外径面への水，
塩水，泥水等の浸入が防止され、外輪２やハウジング内
径面１２ａの腐食が防止される。特に、図６に示した車
軸軸受装置等のように、外輪２を嵌合したハウジング
（図６の例ではナックル）１２がアルミニウム材である
ような場合に、上記腐食防止が効果的である。すなわ
ち、このような場合、ハウジング１２と外輪外径面との
電位差によるアノード腐食の問題発生が懸念されるが、
上記のように外輪外径面に水が浸入することを外径膨出
部９ｄａで防止することで、アノード腐食が防止でき
る。
【００２０】なお、前記実施形態は、アンギュラ玉軸受
に適用した場合につき説明したが、この発明は転がり軸
受一般に適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】この発明の転がり軸受は、外輪の幅面を
内輪の幅面よりも後退させ、この外輪幅面の後退箇所に
密封装置を配置し、この密封装置は、シール板と芯金付
きの弾性シールとでなり、上記シール板は、円筒部の一
端に外径側に延びる立板部を有する断面Ｌ字状のもので
あって、内向きとして上記円筒部で内輪の外径面に嵌合
し、上記弾性シールは、外輪の外径面に嵌合して外輪の
幅面に沿って立ち下がる芯金と、この芯金に固着された
弾性体とでなり、この弾性体は、芯金の外輪外径部に嵌
合する部分から幅方向に延出して先端近傍の内周面に上
記シール板の立板部の先端が僅かな径方向隙間を介して
対峙する円筒状の庇部と、各々上記シール板の立板部に
摺接する２枚のサイドリップと、上記シール板の円筒部
に摺接するラジアルリップとを有するものとしたため、
耐水性に優れて軸受寿命が長く得られ、かつボール径の
小さな軸受にも適用できて、密封装置の取付けも容易と
いう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる転がり軸受の断
面図である。
【図２】同転がり軸受の密封装置部分の拡大断面図であ
る。
【図３】その弾性シールの自然状態を示す断面図であ
る。
【図４】この発明の他の実施形態にかかる転がり軸受の
部分断面図である。
【図５】その弾性シールの自然状態を示す部分断面図で
ある。
【図６】この転がり軸受を応用した車軸軸受装置の断面
図である。
【図７】（Ａ）は従来例の断面図、（Ｂ）は他の従来例
の断面図である。
【符号の説明】
１…内輪 ２…外輪 ４…転動体 ５…密封装置 ６…シール板 ６ａ…円筒部 ６ｂ…立板部 ７…弾性シール ８…芯金 ８ａ，８ｂ…サイドリップ ８ｃ…ラジアルリップ ８ｄ…庇部 ８ｄａ…膨出部 ａ，ｂ…締代
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｃ 33/78 Ｆ１６Ｃ 33/78 Ｄ Ｅ Ｆ１６Ｊ 15/32 ３１１ Ｆ１６Ｊ 15/32 ３１１Ｋ Ｆターム(参考） 3J006 AE16 AE23 3J016 AA01 BB02 BB03 BB16 BB17 CA02 CA03 CA06 3J101 AA02 AA32 AA43 AA54 AA62 BA10 BA54 BA56 BA73 EA02 EA06 EA41 EA78 FA31 FA46 FA60 GA03

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外輪の幅面を内輪の幅面よりも後退さ
    せ、この外輪幅面の後退箇所に密封装置を配置し、この
    密封装置は、シール板と芯金付きの弾性シールとでな
    り、上記シール板は、円筒部の一端に外径側に延びる立
    板部を有する断面Ｌ字状のものであって、内向きとして
    上記円筒部で内輪の外径面に嵌合し、上記弾性シール
    は、外輪の外径面に嵌合して外輪の幅面に沿って立ち下
    がる芯金と、この芯金に固着された弾性体とでなり、こ
    の弾性体は、芯金の外輪外径部に嵌合する部分から幅方
    向に延出して先端近傍の内周面に上記シール板の立板部
    の先端が僅かな径方向隙間を介して対峙する円筒状の庇
    部と、各々上記シール板の立板部に摺接する２枚のサイ
    ドリップと、上記シール板の円筒部に摺接するラジアル
    リップとを有することを特徴とする転がり軸受。
  2. 【請求項２】 上記２枚のサイドリップは、先端に向か
    う程外径側に位置するように傾斜するものであり、上記
    ラジアルリップは１枚であって、先端に向かう程軸方向
    内方に位置するように傾斜する請求項１に記載の転がり
    軸受。
  3. 【請求項３】 上記２枚のサイドリップの締代は、内径
    側のサイドリップの締代が外径側のサイドリップの締代
    よりも小さく設定されている請求項１または請求項２に
    記載の密封装置。
  4. 【請求項４】 上記弾性シールの弾性体の庇部は、外径
    側へ僅かに膨出する外径膨出部を有する請求項１ないし
    請求項３のいずれかに記載の密封装置。
  5. 【請求項５】 上記シール板が、防錆メッキが施された
    圧延鋼板、またはステンレス鋼板からなる請求項１ない
    し請求項４のいずれかに記載の転がり軸受。
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