JP2003004055A - 外輪回転用の芯金入りシールリングおよびそれを用いた密封型転がり軸受 - Google Patents

外輪回転用の芯金入りシールリングおよびそれを用いた密封型転がり軸受

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ring
seal ring
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lips
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Shigeharu Saegusa
重治 三枝
Jitsugen Wakabayashi
実弦 若林
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    • F16C33/78Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F16C33/7816Details of the sealing or parts thereof, e.g. geometry, material
    • F16C33/782Details of the sealing or parts thereof, e.g. geometry, material of the sealing region
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 接触リップとダストリップに働く遠心力のバ
ランスをよくし、外輪回転による遠心力の影響を防止
し、密封性の低下および軸受寿命の低下を防止するこ
と、およびシールリング本体の内周側端縁に、内方向に
突部を設けて副リップを形成し、副リップと内輪の溝の
段部の端縁との間に隙間を設けることを可能とするシー
ルリングおよび軸受けを提供する。 【解決手段】 芯金入り転がり軸受の、芯金12の内径
側縁部は弾性体のシールリング本体21に位置し、シー
ルリング20の外周縁部を外輪の溝に固定したときに、
接触リップ23とダストリップ24に生ずる遠心力をほ
ぼ等しくするように2つのリップのボリュームおよび径
方向の位置を設定し、かつ、シールリング本体21と2
つのリップとの間のリップ腰25の芯金側根元の断面2
6と芯金先端面27が接近し、かつ全面的または大部分
が対向する位置にする。

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、自動車、一般モ
ーター等の分野で使用される芯金入りシールリングおよ
びそれを備えた密封型転がり軸受(以下単に軸受とい
う)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の軸受1は、図3に示すように、外
周面に復列又は単列の内輪軌道2を有する内輪3と、内
周面に外輪軌道4を有する外輪5と、内輪軌道2と外輪
軌道4との間に転動自在に設けられた複数個の転動体6
とを備える。転動体6は保持器7により転動自在に保持
されて、円周方向に隣り合う転動体6の転動面同士が擦
れ合う事を防止している。
【0003】外輪5の両端部内周面に全周に渡って係止
溝8を、内輪3の外周面の端部寄りの全周に渡って係止
溝9とを設け、外輪5の係止溝8にはシールリング10
の外周縁部を係止し、シールリング10の内周縁部を内
輪3の係止溝9によって形成された段部11に摺接させ
ている。このシールリング10の係止溝8への係止およ
び段部11への摺接により、内輪3の外周面と外輪5の
内周面との間で転動体6を設置した空間の両端開口部を
塞ぎ、この空間に充填したグリースが外部に漏洩するの
を防止している。
【0004】シールリング10は、ゴム、エラストマー
等の弾性体の円環状のもので、軟鋼板等の金属薄板にプ
レス加工を施してなる芯金12で補強している。そし
て、シールリング10において、芯金12の外周縁より
も直径方向外方に弾性体が突出し、その突出端部が外輪
5の係止溝8に係止し、また、芯金12の内周縁よりも
直径方向内方に弾性体が突出し、その突出端部が内輪3
の係止溝9の段部11に摺接する。
【0005】そして上記シールリング10の内周縁側の
突出端部においては、直径方向に対して直角方向に2つ
のリップが相反する方向に形成されている。この2つの
リップのうち、軸受内部側のリップが段部11への接触
リップ13であり、反対側のリップは外部からの水やダ
ストの浸入を抑止するためのダストリップ14である。
【0006】シールリング10の2つのリップ13、1
4と芯金12の内方向の先端との間にくびれ部15を形
成する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】シールリング10は、
内輪回転の場合には高い密封性が得られるが、外輪回転
の軸受に使用すると、発生する遠心力で接触リップ13
およびダストリップ14が変位し、密封性に問題があ
る。上記2つのリップとシールリング10の外周端との
距離や、それぞれのリップの重量により遠心力が違って
くる。上記距離が同じ場合には、2つのリップの重い方
のリップの遠心力が大きく、2つのリップの重さが同じ
場合には、上記距離の長い方のリップの遠心力が大き
い。また、くびれ部15の付け根15aの厚みに対する
長さの比が大きいと遠心力の影響を受け易くなる。ま
た、くびれ部15の芯金12の直径内方向の先端面17
がくびれ部に対応する状態により遠心力が異なってく
る。
【0008】接触リップ13の遠心力の方がダストリッ
プ14の遠心力よりも大きい時には、接触リップ13が
溝8の段部11を強く押圧するので密封性は高いが、摺
動の繰り返しでその発熱により軸受温度が上昇し、主リ
ップ22全体に熱が伝わって材料の劣化を来たし、接触
リップ13の摩耗が促進されて密封性能が低下し、接触
リップ13を折損する。従って軸受寿命が低下する。
【0009】ダストリップ14の遠心力が接触リップ1
3の遠心力よりも大きいと、遠心力が接触リップ13を
段部11より離れる方向に働き、接触リップ13の段部
11への緊迫力が低下し、先ず、ダストリップ14と内
輪3との隙間が拡がってダストの浸入が容易になり、最
悪の場合には、接触リップ13が段部から離れて隙間が
生じ、グリスの漏洩、外部からのダスト、水等が浸入
し、軸受寿命が低下する。
【0010】この発明は、接触リップとダストリップに
働く遠心力のバランスを良くし、外輪回転による遠心力
の影響を防止し、リップ摩耗、昇温、隙間発生等による
密封性の低下、軸受寿命の低下を防止する事を目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】外輪回転用の芯金入りシ
ールリングで、弾性体を芯金で補強したシールリング本
体において、少なくとも芯金の内径側縁部が前記弾性体
内に位置し、前記シーリング本体の内径縁に前記弾性体
を延設して主リップを形成し、該主リップは、前記延設
部先端部に直径方向軸線に対して外方向と内方向とに突
出したリップを設け、前記シールリングの外周縁部を外
輪に固定したときに、前記2つのリップの内、軸受内方
向のリップを内輪の溝の段部への接触リップとし、軸受
外方向のリップをダストリップとし、前記外輪を回転し
たときに前記2つのリップに生ずる遠心力をほぼ等しく
なるように、ボリュウムおよび径方向位置を設定し、か
つ、前記シールリング本体と2つのリップとの間のリッ
プ腰の長さと厚みはほぼ等しくし、芯金の内径端面と、
リップ腰の芯金側根元の断面とが近接し、かつ、全面的
に、または大部分が対向する位置にあるようにする。
【0012】前記外輪回転用の芯金入りシールリング
と,前記シールリングの外周縁部を固定する外輪と,前
記外輪に固定した前記シールリングの接触リップを接触
させる段部を有する溝を設け、前記段部に対向する前記
溝の壁面端縁部と前記ダストリップとの間に隙間を設け
ることを可能とする内輪と,とで密封型転がり軸受を構
成する。
【0013】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面によ
り説明する。シールリング20のシール本体21は、シ
ールリング10と同様に弾性体のリングを芯金12で補
強している。少なくとも芯金12の内径端はシール本体
21内に位置し、シール本体21は芯金内径端よりも内
径方向に突出して主リップ22を形成し、その主リップ
22は、先端に軸方向の内側に接触リップ23、外側に
ダストリップ24と芯金12との間にくびれたリップ腰
25を形成している。
【0014】接触リップ23は、内輪3の段部11への
接触で、外輪5の回転による遠心力によるリップ位置変
動のバランスを考慮し、接触リップ23とダストリップ
24が外輪回転時に受ける遠心力がほぼ等しくなるよう
に、ボリュームおよび径方向位置を設定する。更に、シ
ールリング20において、リップ腰25の長さと厚みと
を調整して、接触リップ23が内輪3の溝の段部11を
押す力が回転時に変化するのを押さえるように設計す
る。この場合に、リップ腰25の長さWは腰の厚さEに
対し、W=Eの場合がバランスがよく、W=Eを目標と
し、W=Eに近づけるのが好ましい。 ただし、低トル
ク仕様の場合にはW>Eとする。
【0015】リップ腰25の芯金12側根元の仮想面2
6は、接触リップ23およびダストリップ24の重量バ
ランスを補足するために、芯金12の内径端面27(円
筒状)に、大部分、好ましくは全面的に正対(対向)す
るように設計する。芯金12の内径端面27(円筒状)
は、図においてはリップ腰軸線に対して直角、すなわ
ち、芯金12側の根元の仮想面26に対して平行である
が、直角(平行)でなくてもよい。また、仮想面26は
垂直でなく傾斜していてもよい。上記全面的に正対(対
向)とは、リップ腰25の軸線が、ほぼ芯金の内径端面
27の垂直幅の中央を通る状態、または、仮想面26を
芯金12の内径端面27に投影したときに重なる状態を
言う。
【0016】芯金12は回転にまったく影響を受けない
剛体であり、芯金12から各リップまでの距離が長くな
ればなるほど変形しやすいので、リップ腰25の仮想面
26と芯金12の内径端面27との間隔は、シール本体
21とリップ腰25との間のゴムの強度を維持する範囲
で狭い方がよい。この間隔が狭く、上記2つの面を近接
させることは、芯金12がシールリングの補強材であ
り、弾性体で形成されるリップが回転する際に生ずる変
位を密封性能に影響のない範囲に抑えるのに好ましいか
らである。また、遠心力においても、リップくびれ部の
リップ腰25のシールリング本体側の仮想面26が、芯
金12に近接することで、リップの変動を抑制し、芯金
内径端面27に全面的に、または大部分が正対すること
で、バランスの変動を更に小さく保つことができる。
【0017】図1に於ける点線で表した主リップ22お
よび内輪3は、主リップ22を内輪3の係止溝9へ装着
する前の状態を表すもので、実線で示したものは係止溝
9へ装着した時の状態を示すものである。
【0018】主リップ22のダストリップ24は、シー
ルリング20を軸受に装置した時に、図1に示すよう
に、内輪のシール入口径面と係止溝9との境界3aとダ
ストリップ24との間に隙間28を設け、係止溝9内へ
ダストや水当が浸入しがたくし、もし浸入したとして
も、浸入した水やダストを外部へ導くようにする。
【0019】軸受内部のグリースは外径側へ流動しよう
とする。また、接触リップ23の段部11への接触部へ
潤滑油を供給する必要がある。シール本体21で、芯金
先端部で内方向へ副リップ29を設け、副リップ29と
段部11の先端縁すなわち外輪方向端縁との間に隙間3
0を設けて副リップ29の回転でグリースを外径側に流
し、ラビリンス効果によりグリースが接触リップ23方
向へ流れにくくするのが好ましい。
【0020】接触リップ23の段部11への接触角(図
中α)は、外輪に対する内輪の軸受ラジアル方向(径方
向)のガタ、シール偏心(偏肉)によるシメシロの変動
を極力抑えるために、小さく設定する必要がある。
【0021】
【発明の効果】この発明に係るシールリングは、接触リ
ップとダストリップに働く遠心力のバランスを良くし、
外輪回転による遠心力の影響を防止し、リップ摩耗、昇
温、隙間発生等による密封性の低下、軸受寿命の低下を
防止する。この発明に係る軸受は、上記シールリングを
用いているので、上記シールリングの効果を発揮し、性
能がよく、寿命が長い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の軸受の要部断面図である。
【図2】本発明の他の実施の形態の軸受の要部断面図で
ある。
【図3】従来の軸受の要部説明図である。
【符号の説明】
1 軸受 2 内輪軌道 3 内輪 3a 境界 4 外輪軌道 5 外輪 6 転動体 7 保持器 8 係止溝 9 係止溝 10 シールリング 11 段部 12 芯金 13 接触リップ 14 ダストリップ 15 クビレ部 16 先端面 20 シールリング 21 シール本体 22 主リップ 23 接触リップ 24 ダストリップ 25 リップ腰 26 根元の仮想面 27 内径端面 28 隙間 29 副リップ 30 隙間

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 弾性体を芯金で補強したシールリング本
    体において、少なくとも芯金の内径側縁部が前記弾性体
    内に位置し、前記シーリング本体の内径縁に前記弾性体
    を延設して主リップを形成し、該主リップは、前記延設
    部先端部に直径方向軸線に対して外方向と内方向とに突
    出したリップを設け、前記シールリングの外周縁部を外
    輪に固定したときに、前記2つのリップの内、軸受内方
    向のリップを内輪の溝の段部への接触リップとし、軸受
    外方向のリップをダストリップとし、前記外輪を回転し
    たときに前記2つのリップに生ずる遠心力をほぼ等しく
    なるように、ボリュウムおよび径方向位置を設定し、か
    つ、前記シールリング本体と2つのリップとの間のリッ
    プ腰の長さと厚みはほぼ等しくし、芯金の内径端面と、
    リップ腰の芯金側根元の断面とが近接し、かつ、全面的
    に、または大部分が対向する位置にあることを特徴とす
    る外輪回転用の芯金入りシールリング。
  2. 【請求項2】 弾性体を芯金で補強したシールリング本
    体において、少なくとも芯金の内径側縁部が前記弾性体
    内に位置し、前記シーリング本体の内径縁に前記弾性体
    を延設して主リップを形成し、該主リップは、前記延設
    部先端部に直径方向軸線に対して外方向と内方向とに突
    出したリップを設け、前記シールリングの外周縁部を外
    輪に固定したときに、前記2つのリップの内、軸受内方
    向のリップを内輪の溝の段部への接触リップとし、軸受
    外方向のリップをダストリップとし、前記外輪を回転し
    たときに前記2つのリップに生ずる遠心力をほぼ等しく
    なるように、ボリュウムおよび径方向位置を設定し、か
    つ、前記シールリング本体と2つのリップとの間のリッ
    プ腰の長さと厚みはほぼ等しくし、芯金の内径端面と、
    リップ腰の芯金側根元の断面とが近接し、かつ、全面的
    に、または大部分が対向する位置にあることを特徴とす
    る外輪回転用の芯金入りシールリングと,前記シールリ
    ングの外周縁部を固定する外輪と,前記外輪に固定した
    前記シールリングの接触リップを接触させる段部を有す
    る溝を設けた内輪であって、その内輪のシール入口径面
    と前記溝との境界と前記ダストリップとの間に隙間を設
    けることを可能とする内輪と,を備えてなる密封型転が
    り軸受。
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