JP2005054909A - Sealed anti-friction bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、密封形転がり軸受に関し、より詳細には、密封装置を備え、封入されたグリースの漏洩及び外部からのダスト、水、等の異物の侵入を防止する密封形転がり軸受に関する。 The present invention relates to a sealed rolling bearing, and more particularly to a sealed rolling bearing that includes a sealing device and prevents leakage of enclosed grease and entry of foreign matter such as dust, water, and the like from the outside.
自動車のエンジンルームには、オルタネータ、エアコン用コンプレッサ、等の補機類、該補機類を駆動するためのプーリ、等の回転部材が、転がり軸受に支持されて回転可能に配設されている。このような転がり軸受は、水、泥砂、泥水、等の異物が侵入し易い悪条件下で使用されており、転がり軸受内部に異物が侵入すると潤滑状態が悪化し、軸受性能を低下させる場合があった。 In an automobile engine room, auxiliary members such as an alternator and an air conditioner compressor, and pulleys for driving the auxiliary devices are rotatably supported by rolling bearings. . Such rolling bearings are used under bad conditions where foreign substances such as water, mud sand, and muddy water are likely to enter.If foreign substances enter the inside of the rolling bearing, the lubrication state deteriorates and the bearing performance may be deteriorated. there were.
また、封入されたグリースが外部に漏洩すると、転がり軸受の潤滑に支障をきたすばかりでなく、近傍の装置、部品、等に付着して、それらの機器の機能低下の要因となる問題があった。例えば、漏洩したグリースがベルト、プーリに付着すると、ベルトスリップが発生して異常摩耗、過熱、等の原因となる。また、電磁クラッチに付着すると、クラッチのスリップ等の不具合が懸念される。また、電磁クラッチやアイドルプーリに用いられる転がり軸受は、外輪回転型として使用されるのが一般的であり、エンジンの回転数によって高速回転し、且つ大きな回転数の変動を伴う過酷な条件で使用される。 In addition, if the enclosed grease leaks to the outside, it not only interferes with the lubrication of the rolling bearing, but also adheres to nearby devices, parts, etc., causing a problem of functional degradation of those devices. . For example, if leaked grease adheres to the belt or pulley, belt slip occurs, causing abnormal wear, overheating, and the like. Moreover, when attached to the electromagnetic clutch, there is a concern about problems such as clutch slipping. Rolling bearings used in electromagnetic clutches and idle pulleys are generally used as outer ring rotating types, and rotate at high speeds depending on the engine speed and are used under severe conditions with large speed fluctuations. Is done.
上述したような環境で使用される転がり軸受は、転がり軸受の両側面に密封装置を配置し、内部にグリース等の潤滑剤を封入して、外部からの異物の侵入を防止すると共に、内部からのグリースの漏洩を防止するようにした密封形転がり軸受が用いられる。従来の密封形転がり軸受としては、内側リップ、中間リップ及び外側リップの3個のリップが形成された密封板を転がり軸受の両側面に配設した密封形転がり軸受が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
図5は、特許文献1で開示されている従来の密封形転がり軸受の要部縦断面図である。
図5に示されるように、従来の密封形転がり軸受1に配設された密封板2は、その内周側に軸方向内側に伸びる内側リップ2a、半径方向に伸びる柔軟性の大きい中間リップ2b、及び中間リップ2bから分岐し軸方向外方に伸びる外側リップ2cとを備えている。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an essential part of a conventional sealed rolling bearing disclosed in
As shown in FIG. 5, the
そして、内側リップ2aは、シール溝3の周面3aと隙間t1を持って対向配置されており、内側リップ2aと周面3aとによってラビリンスパッキンを形成してグリースの漏洩を防止している。中間リップ2bはシール溝3の内側壁3bと接触して密封形転がり軸受1の内外を遮断する。また、外側リップ2cは、シール溝3の外周壁3cと隙間t2を持って対向配置され、中間リップ2bと連動し、外側リップ2cと外周壁3cとのラビリンスパッキンを形成するか、或いは、外周壁3cに接触して外部からの異物の侵入を防止するようになっている。
The
中間リップ2bと外側リップ2cは、中間リップ2bの根部の動きによって連動する構造となっており、例えば、外側リップ2cが外周壁3cに接触する形式の場合、中間リップ2bに摩耗や接触圧の減退が生じると、外側リップ2cと外周壁3cとの接触圧を増大させる。また、外側リップ2cがシール溝3の外周壁3cに非接触とされ、隙間t2が設けられている場合、中間リップ2bに摩耗や接触圧の減退が生じると、外側リップ2cは、隙間t2が減少する方向に移動して外側リップ2cの密封性能を向上させ、全体として密封性能の低下を防止するようになっている。
The
しかし、特許文献1で開示されている密封形転がり軸受1は、回転に伴う遠心力による影響について考慮されておらず、転がり軸受を高速回転させたとき、十分に満足すべき性能を発揮できない問題があった。特に、高速回転する外輪に密封板2の外径部が固定され、密封板2の内径部に形成されたリップ(内側リップ2a、中間リップ2b及び外側リップ2c)をシール溝3に所定の圧力(緊迫力)で接触させてシールするようにした密封形転がり軸受1においては、リップ2a,2b,2cに作用する遠心力によってリップ2a,2b,2cとシール溝3との接触状態が解除(緊迫力が低下)されて密封性能が低下し、封入されたグリースが漏洩したり、外部から異物が侵入して軸受寿命に悪影響を与えることが懸念される。
However, the sealed rolling bearing 1 disclosed in
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、密封形転がり軸受が高速回転しても、シール溝とリップとの接触状態が殆ど変化せずに良好な接触状態を維持し、封入されたグリースの漏洩や外部からの異物の侵入を確実に防止することができる密封形転がり軸受を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to achieve a good contact state with almost no change in the contact state between the seal groove and the lip even when the sealed-type rolling bearing rotates at a high speed. An object of the present invention is to provide a sealed type rolling bearing that can maintain and reliably prevent leakage of encapsulated grease and entry of foreign matter from the outside.
前述した目的を達成するために、本発明に係る密封形転がり軸受は、内周面に外輪軌道面が形成されると共に側端部にシール固定溝が設けられた外輪と、外周面に内輪軌道面が形成されると共に側端部にシール溝が設けられた内輪と、前記外輪軌道面及び前記内輪軌道面に転動自在に配設された複数の転動体と、前記外輪の前記シール固定溝に固定され、シール状芯金と該シール状芯金に固着された円環状の弾性体とを有する密封装置と、を備えた密封形転がり軸受であって、
前記弾性体は、前記シール状芯金から内周方向に延設した首部と、前記首部から軸方向内側に向かって分岐され前記内輪の前記シール溝の側壁に摺接する第1リップと、前記首部から軸方向外側に向かって分岐され前記内輪の前記シール溝の口元部外周面と所定の隙間を持って対向配置或いは前記口元部外周面に摺接する第2リップと、前記首部の根元部から分岐され前記内輪の外周面と所定の隙間を持って対向配置される第3リップとを備え、
前記首部は前記転がり軸受の軸方向内側に向かって傾斜すると共にその半径方向長さは軸方向厚さより大きく、前記首部断面の中心線で分割された第1リップ側断面積は第2リップ側断面積より大きく、且つ、前記第1リップと前記首部との接合部の角度は前記首部根元部の軸方向内側角度より大きく設定されており、更に、前記第3リップは、前記第1リップ及び前記第2リップが軸方向に変位した際、前記内輪の外周面と接触しないことを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, a sealed rolling bearing according to the present invention includes an outer ring having an outer ring raceway surface formed on an inner peripheral surface and a seal fixing groove provided on a side end, and an inner ring raceway on an outer peripheral surface. An inner ring having a surface formed with a seal groove at a side end, a plurality of rolling elements arranged to roll on the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface, and the seal fixing groove of the outer ring A sealing-type rolling bearing comprising: a sealing device having a sealing core metal and an annular elastic body fixed to the sealing core metal;
The elastic body includes a neck portion extending in an inner circumferential direction from the seal-shaped cored bar, a first lip branched from the neck portion toward the inner side in the axial direction and slidably in contact with a side wall of the seal groove of the inner ring, and the neck portion A second lip that is branched outward from the axial direction with a predetermined clearance from the outer peripheral surface of the mouth portion of the seal groove of the inner ring or that is slidably in contact with the outer peripheral surface of the mouth portion, and a base portion of the neck portion. A third lip disposed opposite to the outer peripheral surface of the inner ring with a predetermined gap;
The neck portion is inclined inward in the axial direction of the rolling bearing and has a radial length larger than an axial thickness, and a first lip side cross-sectional area divided by a center line of the neck cross section is a second lip side section. And the angle of the joint between the first lip and the neck is set to be larger than the axially inner angle of the neck base, and the third lip includes the first lip and the neck When the second lip is displaced in the axial direction, the second lip is not in contact with the outer peripheral surface of the inner ring.
本発明に係る密封形転がり軸受によれば、密封装置である円環状の弾性体の内周縁を内周方向に延設させて首部を設け、該首部から内輪の軸方向内側に向かって分岐させて第1リップを形成すると共に、首部から内輪の軸方向外側に向かって分岐させて第2リップを形成し、更に、首部の根元部から分岐させて第3リップを形成し、第1リップを内輪のシール溝の側壁に摺接させると共に、第2リップをシール溝の口元部外周面と所定の隙間を持って対向配置、或いは口元部外周面に摺接させ、更に第3リップを内輪の外周面と所定の隙間を持って対向配置させて、密封装置の外周縁を外輪のシール固定溝に固定して配設したので、密封装置によって密封形転がり軸受の内外を遮断して、封入されたグリースの漏洩、及び外部からの異物の侵入を確実に防止することができる。また、これによって、密封形転がり軸受の潤滑状況を長期間に亘って良好に維持し、軸受寿命の長期化を図ることができる。 According to the sealed rolling bearing according to the present invention, the inner peripheral edge of the annular elastic body as a sealing device is extended in the inner peripheral direction, the neck is provided, and the neck is branched from the neck toward the inner side in the axial direction. The first lip is formed, the second lip is formed by branching from the neck portion toward the outer side in the axial direction of the inner ring, and the third lip is formed by branching from the root portion of the neck portion. The second lip is placed in sliding contact with the outer peripheral surface of the mouth part of the seal groove with a predetermined clearance, or is slidably contacted with the outer peripheral surface of the mouth part, and the third lip is placed on the outer periphery of the inner ring. Since the outer peripheral edge of the sealing device is fixed to the seal fixing groove of the outer ring with a predetermined clearance from the surface, the inside and outside of the sealed rolling bearing is shut off by the sealing device and sealed. Leakage of grease and invasion of foreign matter from outside It is possible to reliably prevented. This also makes it possible to maintain the lubrication condition of the sealed rolling bearing well over a long period of time and to prolong the life of the bearing.
また、第1リップと首部との接合部の角度は、首部根元部の軸方向内側角度より大きく設定されているので、第1リップを内輪のシール溝の側壁に摺接させて密封装置を装着したとき、第1リップと首部との接合部に発生する応力より、首部根元部に発生する応力が大きくなり、首部を根元部、或いはその近傍から屈曲させることができる。更に首部の半径方向長さは、軸方向厚さより大きいので、首部を根元部、或いはその近傍から屈曲させて軸方向にしなり易くできる。従って、第1リップは相対回転する内輪のシール溝側壁に確実に追従しながら摺接し、封止性能を良好に維持することができる。 In addition, the angle of the joint between the first lip and the neck is set to be larger than the angle inside the neck at the base of the neck, so the sealing device is mounted by sliding the first lip against the side wall of the seal groove of the inner ring. In this case, the stress generated at the base of the neck is greater than the stress generated at the joint between the first lip and the neck, and the neck can be bent from the base or the vicinity thereof. Furthermore, since the length of the neck in the radial direction is larger than the thickness in the axial direction, the neck can be easily bent in the axial direction by bending the neck from the base or the vicinity thereof. Therefore, the first lip can slide in contact with the side wall of the seal groove of the inner ring that rotates relative to each other, and can maintain a good sealing performance.
更に、首部は密封形転がり軸受の軸方向内側に向かって傾斜すると共に、首部断面の中心線で分割された第1リップ側断面積は第2リップ側断面積より大きくなっているので、第1リップのシール溝側壁への緊迫力は、密封形転がり軸受が高速回転しても変化しないか、又は微増する程度に留めることができる。従って、第1リップによる密封性能を密封形転がり軸受の回転速度に無関係に良好に維持することができる。 Further, the neck portion is inclined toward the inner side in the axial direction of the sealed rolling bearing, and the first lip side sectional area divided by the center line of the neck section is larger than the second lip side sectional area. The urging force of the lip on the side wall of the seal groove does not change even when the sealed rolling bearing rotates at a high speed, or can be kept to a slight extent. Therefore, the sealing performance by the first lip can be favorably maintained regardless of the rotational speed of the sealed rolling bearing.
また、第1リップ及び第2リップは、首部から内輪の軸方向内側及び外側に向かって分岐させて形成したので、第2リップを第1リップの変位に連動させて逆方向に変位させることができ、第1リップの摩耗や緊迫力の低下が生じると、第2リップがシール溝の口元部外周面に接近する方向に変位する。これによって、全体として密封性能を長期間に亘って良好な状態に維持し、軸受の長寿命化を図ることができる。 Further, since the first lip and the second lip are formed by branching from the neck portion toward the inner side and the outer side in the axial direction of the inner ring, the second lip can be displaced in the reverse direction in conjunction with the displacement of the first lip. If the wear of the first lip or a decrease in the pressing force occurs, the second lip is displaced in a direction approaching the outer peripheral surface of the mouth portion of the seal groove. As a result, the sealing performance as a whole can be maintained in a good state for a long time, and the life of the bearing can be extended.
また、第3リップを首部の根元部から分岐させて形成し、内輪の外周面と所定の隙間を持って対向配置させたので、第1リップ及び第2リップが変位しても第3リップは、殆ど変位することはない。従って、第1リップ及び第2リップの変位に関係なく、第3リップと内輪の外周面との隙間を一定に維持することができ、回転数の増加に伴って密封形転がり軸受内部に封入されたグリースの流動が早くなっても、グリースの第1リップ方向への流動を阻止してグリースの漏洩を確実に防止することができる。また、これによって、軸受を長寿命とすることができる。 In addition, the third lip is formed by branching from the base of the neck, and is disposed opposite to the outer peripheral surface of the inner ring with a predetermined gap. Therefore, even if the first lip and the second lip are displaced, , Almost no displacement. Therefore, regardless of the displacement of the first lip and the second lip, the gap between the third lip and the outer peripheral surface of the inner ring can be maintained constant, and the sealed lip bearing is sealed inside as the rotational speed increases. Even if the grease flows faster, it is possible to prevent the grease from leaking by preventing the grease from flowing in the first lip direction. Moreover, this can extend the life of the bearing.
以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係る密封装置の縦断面図、図2は図1における密封装置を転がり軸受に重ねて描いた縦断面図、図3は図1における密封装置が転がり軸受に装着された状態を示す縦断面図、図4は外輪の回転数に対する第1リップの緊迫力の変化を密封装置の装着時の緊迫力を基準として無次元化して示すグラフである。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a longitudinal sectional view of a sealing device according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the sealing device in FIG. 1 overlaid on a rolling bearing, and FIG. 3 is a state in which the sealing device in FIG. 1 is mounted on the rolling bearing. FIG. 4 is a graph showing the change in the tightening force of the first lip with respect to the rotational speed of the outer ring in a dimensionless manner with reference to the tightening force when the sealing device is mounted.
図1に示されるように、密封装置20は、金属、合成樹脂、等の剛性の高い板状材料がリング状に形成されたリング状芯金21に、ゴム、合成樹脂、等の弾性を有する弾性体22が円環状に一体成形されて固着されており、弾性体22の機械的強度がリング状芯金21によって補強されている。密封装置20の外周縁には、リング状芯金21の外径部21aを弾性体22で包み込んで固定部22aが形成されている。
As shown in FIG. 1, the
また、リング状芯金21の内周側には、弾性体22が内周方向に延設されて円環状の首部22bが形成されており、該首部22bの内周端には、後述する密封形転がり軸受10に装着されたとき、密封形転がり軸受10の軸方向内側に向かって第1リップ22cが分岐し、また軸方向外側に向かって第2リップ22dが分岐して形成されている。首部22bの半径方向長さLは、軸方向厚さWよりも長くなっている。従って、首部22bは、容易に根元部から屈曲させることができ、首部22bが根元部から屈曲することによって、第1リップ22cと第2リップ22dとは連動して変位するようになっている。
An
更に、首部22bの根元部からは、密封形転がり軸受10の軸方向内側に向かって第3リップ22eが分岐して形成されている。第3リップ22eは、首部22bの根元部から分岐し独立して形成されているので、首部22bの屈曲に影響されることが少なく、第1リップ22c及び第2リップ22dが変位しても殆ど変位することはない。
Further, a
首部22bは、密封形転がり軸受10の軸方向内側に向かって傾斜するように形成されている。また、首部断面の中心線CLで分割された第1リップ側断面積S1は、第2リップ側断面積S2より大きくなっている。更に、第1リップ22cと首部22bとの接合部の角度θ1は、首部22bの根元部の軸方向内側角度θ2より大きく設定されている。
The
図2に示されるように、密封形転がり軸受10は、外輪11,内輪12、転動体である複数の玉13、複数の玉13を回動自在に保持する保持器14及び密封装置20とを備えた深溝玉軸受である。外輪11は、内周面11bに外輪軌道面11cが形成されると共に側端部にシール固定溝11aが設けられている。内輪12は、外周面12bに内輪軌道面12cが形成されると共に側端部にシール溝12aが設けられている。複数の玉13は、保持器14によって周方向に所定の間隔で整列させられ、回動自在に保持されて外輪軌道面11c及び内輪軌道面12cに転動自在に配設されている。
As shown in FIG. 2, the sealed rolling
図2に示されるように、密封装置20は、外輪11のシール固定溝11aに固定部22aが圧入、固定されて密封形転がり軸受10に装着されるが、弾性体22、特に首部22bが変形していない自由状態においては、第1リップ22cはシール溝12aの側壁12dと距離Xだけ干渉するようになっている。即ち、距離Xは、密封装置20が密封形転がり軸受10に装着されたとき、締め代Xとして作用する。また、第2リップ22dはシール溝12aの口元部外周面12eと距離Yだけ干渉するようになっている。
As shown in FIG. 2, in the
図3に示されるように、密封装置20の固定部22aをシール固定溝11aに圧入して外輪11に固定すると、首部22bは、その根元部から軸方向外側に屈曲して第1リップ22cがシール溝12aの側壁12dに締め代Xの接触圧で接触する。また、第2リップ22dは、首部22bが根元部から軸方向外側に屈曲することにより、シール溝12aの口元部外周面12eとの間に僅かなクリアランスC1を形成して対向配置され、第2リップ22dとシール溝12aの口元部外周面12eとでラビリンスパッキンを構成して密封作用を行う。或いは、第2リップ22dは、口元部外周面12eに軽く接触するようにしてもよい。第3リップ22eは、内輪12の外周面12bとの間に僅かなクリアランスC2が形成されて対向配置され、ラビリンスパッキンを構成するようになっている。
As shown in FIG. 3, when the fixing
次に、本実施形態の作用について説明する。
本発明の密封形転がり軸受10は、図3に示されるように、両側端が密封装置20によって密封されており、内部空間にグリース(不図示)が封入されて玉13の潤滑を行う。第1リップ22cは、首部22bが根元部及びその近傍から首部断面の中心線CLとリング状芯金21の内周面との交点Aを中心として軸方向外側に曲がることによってシール溝12aの側壁12dに締め代Xで接触し、シールしている。
Next, the operation of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 3, the sealed rolling
第2リップ22dは、口元部外周面12eと僅かなクリアランスC1で対向配置され、ラビリンスパッキンとして作用して、主に密封形転がり軸受10の外部からの異物侵入を防止する。第2リップ22dは、首部22bが屈曲することによって第1リップ22cと連動して変位するようになっており、例えば、第1リップ22cが摩耗したり、シール溝12aの側壁12dへの緊迫力が低減すると、図3において、首部22bが交点Aを中心として時計方向に回動変位する。この回動変位は、首部22bの弾性力に基づく。これによって、第1リップ22cはシール溝12aの側壁12dに接触し、或いは緊迫力を維持し、また、第2リップ22dは口元部外周面12eに接近する方向に変位してクリアランスC1を狭め、封止機能が維持される。
The
また、第3リップ22eは、内輪12の外周面12bとクリアランスC2で対向配置され、ラビリンスパッキンとして作用し、主に、封入されたグリースが外部へ漏洩するのを防止する。第3リップ22eは、首部22bの根元部から分岐し、第1リップ22c及び第2リップ22dから独立して形成されているので、例えば、第1リップ22cが摩耗したり、シール溝12aの側壁12dへの緊迫力が低減して首部22bが根元部を中心として回動変位しても、その影響を殆ど受けることはない。即ち、第3リップ22eと内輪12の外周面12bとのクリアランスC2は図2におけるクリアランスC3と同等か若干小さくなる。従って、安定してグリースの外部への漏洩を防止する。
Further, the
尚、第3リップ22eを非接触としたので、回転トルクの増大を避けることができ、更に、封入されたグリースの基油を極少量、クリアランスC2を通過させて第1リップ22cとシール溝12aの側壁12dとの摺接面に供給し、潤滑させている。
Since the
密封装置20が外輪11と共に回転すると、これに伴って密封装置20に遠心力が作用し、弾性体22に影響を与える。特に、長く、曲がり易い形状の首部22bの先端から分岐して形成された第1リップ22c及び第2リップ22dは、首部22b、第1リップ22c及び第2リップ22dの重心Gに密封形転がり軸受10の回転軸に対して直角方向外方に遠心力Fが作用することにより大きな影響を受ける。
When the sealing
このとき、首部断面の中心線CLで分割された第1リップ側断面積S1が第2リップ側断面積S2より大きくなっており、密封装置装着時において首部22bは軸方向内側に向かって傾斜しているので、首部22b、第1リップ22c及び第2リップ22dの重心Gは、首部断面の中心線CLとリング状芯金21の内周面との交点Aから密封形転がり軸受10の回転軸に対して直角方向に引いた仮想直線PL上、又は仮想直線Lから僅かな距離rだけ軸方向内側に位置している。
At this time, the first lip side sectional area S1 divided by the center line CL of the neck section is larger than the second lip side sectional area S2, and the
首部22b、第1リップ22c及び第2リップ22dの重心Gが仮想直線PL上に位置している場合は、遠心力Fは、首部22bを圧縮するように働くだけであり、第1リップ22cの緊迫力及び第2リップ22dのクリアランスC1に変化は見られない。首部22b、第1リップ22c及び第2リップ22dの重心Gが、仮想直線PLから距離rだけ軸方向内側に位置している場合は、遠心力Fは曲げモーメントF×rとして働き、首部22bを交点Aを中心として図3において時計方向に曲げるように作用する。
When the center of gravity G of the
これによって、第1リップ22cはシール溝12aの側壁12dに押圧され、第1リップ22cの緊迫力が強まる。また同時に、第2リップ22dは、口元部外周面12eに接近してクリアランスC1が狭まる。しかし、距離rは僅かな距離なので曲げモーメントF×rも小さく、緊迫力の増加量、クリアランスC1の減少量は、極めてわずかであり、殆ど変化はない。従って、外輪11の回転速度に関係なく、常にほぼ一定の良好な封止性能を維持することができる。
As a result, the
尚、首部22b、第1リップ22c及び第2リップ22dの形状、重量、等を詳細に検討して、重心Gが仮想直線PL上に位置するようにするのが好ましい。これによって、外輪11の回転速度と無関係に、第1リップ22cの緊迫力及び第2リップ22dと口元部外周面12eとのクリアランスC1を一定に維持して安定した封止性能を得ることが可能となる。
Note that it is preferable that the center of gravity G is positioned on the virtual straight line PL by examining the shape, weight, and the like of the
また、首部断面の中心線CLで分割された第1リップ側断面積S1は第2リップ側断面積S2より大きく設定されているので、首部22b、第1リップ22c及び第2リップ22dの重心Gが、仮想直線PLから軸方向外側に位置することはない。 従って、遠心力Fにより第1リップ22cとシール溝12aの側壁12dとの接触が解除され、封止性能が低下することはない。
Further, since the first lip side sectional area S1 divided by the center line CL of the neck section is set larger than the second lip side sectional area S2, the center of gravity G of the
また、図1に示されるように、第1リップ22cと首部22bとの接合部の角度θ1は、首部根元部の軸方向内側角度θ2より大きくており、第1リップ22cがシール溝12aの側壁12dに対して締め代X分軸方向外側に後退した場合には、第1リップ22cと首部22bとの接合部に発生する応力より、首部根元部に発生する応力が大きくなり、首部22bは交点Aを中心として根元部、或いはその近傍から容易に屈曲する。従って、第1リップ22cは、相対的に高速で回転する内輪12のシール溝12aの側壁12dに確実に追従して摺接し、封止性能を良好に維持することができる。
Further, as shown in FIG. 1, the angle θ1 of the joint portion between the
図3に示される密封形転がり軸受10を用い、外輪11を高速で回転させたとき、第1リップ22cとシール溝12aの側壁12dとの接触圧(緊迫力)の変化を数値解析した結果を図4に示す。緊迫力は、外輪11が停止しているときの緊迫力を基準として無次元化した緊迫力比で示した。
When the
数値解析に用いた条件を下記する。
転がり軸受のサイズ及び種類:内径35mm、外径52mm、幅20mm。複列アンギュラ玉軸受
第1リップの締め代 :150μm
ラジアル荷重 :200N
回転数 :0〜12000rpm
The conditions used for the numerical analysis are as follows.
Rolling bearing size and type: inner diameter 35 mm, outer diameter 52 mm,
Radial load: 200N
Rotational speed: 0 to 12000 rpm
尚、図2に示される密封装置20が自由状態のときの第3リップ22eと外周面12bとのクリアランスC3と、図3に示される首部22bを屈曲させて密封装置20が装着されたときの第3リップ22eと外周面12bとのクリアランスC2との変化率は、16%であった。これは、第1リップ22c及び第2リップ22dを締め代分150μmだけ軸方向外側に変位させて密封装置20を装着しても、第3リップ22eの変位への影響は少ないことを意味している。
Note that the clearance C3 between the
図4に示されるように、緊迫力比は、外輪11の回転速度の上昇に伴って次第に微増し、回転数12000rpmにおいて略1.17となっている。これは、遠心力Fの影響により首部22bが交点Aを中心として変位し、第1リップ22cがシール溝12aの側壁12dに、より強く押圧されることを意味している。従って、外輪11が高速回転しても、密封性能は低下することはなく、むしろ強化されて良好に維持されることが分かる。
As shown in FIG. 4, the tension force ratio gradually increases slightly as the rotational speed of the
確認のため、上記仕様の密封形転がり軸受10を製作して回転試験を行った結果、高速回転時にも第1リップ22cとシール溝12aの側壁12dとの接触が解除されることはなかった。また、第3リップ22eが外周面12bと接触した形跡も認められず、グリースの漏洩や外部からの異物侵入もなく、良好であった。
For confirmation, the sealed rolling
本発明に係る密封形転がり軸受によれば、密封装置である円環状の弾性体の内周縁を内周方向に延設させて首部を設け、該首部から軸方向内側に向かって分岐させて第1リップを形成すると共に、首部から軸方向外側に向かって分岐させて第2リップを形成し、更に、首部の根元部から分岐させて第3リップを形成し、第1リップを内輪のシール溝の側壁に摺接させると共に、第2リップをシール溝の口元部外周面と所定の隙間を持って対向配置或いは口元部外周面に摺接させ、更に第3リップを内輪の外周面と所定の隙間を持って対向配置させて、密封装置の外周縁を外輪のシール固定溝に固定して配設したので、密封装置によって密封形転がり軸受の内外を遮断して、封入されたグリースの漏洩、及び外部からの異物の侵入を確実に防止することができる。また、これによって、密封形転がり軸受の潤滑状況を長期間に亘って良好に維持し、軸受寿命の長期化を図ることができる。 According to the sealed rolling bearing according to the present invention, the inner peripheral edge of the annular elastic body as a sealing device is extended in the inner peripheral direction, the neck is provided, and the neck is branched from the neck toward the inner side in the axial direction. A first lip is formed, and a second lip is formed by branching from the neck portion toward the axially outer side. Further, a third lip is formed by branching from the base portion of the neck portion, and the first lip is formed in the seal groove of the inner ring. The second lip is slidably contacted with the outer peripheral surface of the mouth part of the seal groove with a predetermined gap or is slidably contacted with the outer peripheral surface of the mouth part, and the third lip is further in contact with the outer peripheral surface of the inner ring. Since the outer peripheral edge of the sealing device is fixed in the seal fixing groove of the outer ring, the inside and outside of the sealed rolling bearing is blocked by the sealing device, and the sealed grease leaks, and Reliably prevent foreign material from entering Rukoto can. This also makes it possible to maintain the lubrication condition of the sealed rolling bearing well over a long period of time and to prolong the life of the bearing.
また、第1リップと首部との接合部の角度は、首部根元部の軸方向内側角度より大きく設定されているので、第1リップを内輪のシール溝の側壁に摺接させて密封装置を装着したとき、第1リップと首部との接合部に発生する応力より、首部根元部に発生する応力が大きくなり、首部を根元部、或いはその近傍から屈曲させることができる。更に首部の半径方向長さは、軸方向厚さより大きいので、首部が根元部、或いはその近傍から屈曲して軸方向にしなり易くできる。従って、第1リップは相対回転する内輪のシール溝側壁に確実に追従して摺接し、封止性能を良好に維持することができる。 In addition, the angle of the joint between the first lip and the neck is set to be larger than the angle inside the neck at the base of the neck, so the sealing device is mounted by sliding the first lip against the side wall of the seal groove of the inner ring. In this case, the stress generated at the base of the neck is greater than the stress generated at the joint between the first lip and the neck, and the neck can be bent from the base or the vicinity thereof. Furthermore, since the length in the radial direction of the neck is larger than the thickness in the axial direction, the neck can be easily bent in the axial direction by bending from the root or the vicinity thereof. Therefore, the first lip can reliably follow the seal groove side wall of the inner ring that rotates relative to the first ring, and maintain good sealing performance.
更に、首部は密封形転がり軸受の軸方向内側に向かって傾斜すると共に、首部断面の中心線で分割された第1リップ側断面積は第2リップ側断面積より大きくなっているので、第1リップのシール溝側壁への緊迫力は、密封形転がり軸受が高速回転しても変化しないか、又は微増する程度に留めることができる。従って、第1リップによる密封性能を密封形転がり軸受の回転速度に無関係に良好に維持することができる。 Further, the neck portion is inclined toward the inner side in the axial direction of the sealed rolling bearing, and the first lip side sectional area divided by the center line of the neck section is larger than the second lip side sectional area. The urging force of the lip on the side wall of the seal groove does not change even when the sealed rolling bearing rotates at a high speed, or can be kept to a slight extent. Therefore, the sealing performance by the first lip can be favorably maintained regardless of the rotational speed of the sealed rolling bearing.
また、第1リップ及び第2リップは、首部から内輪の軸方向内側及び外側に向かって分岐させて形成したので、第2リップを第1リップの変位に連動させて逆方向に変位させることができ、第1リップの摩耗や緊迫力が低下すると、第2リップがシール溝の口元部外周面に接近する方向に変位する。これによって、全体として密封性能を長期間に亘って良好な状態に維持し、軸受の長寿命化を図ることができる。 Further, since the first lip and the second lip are formed by branching from the neck portion toward the inner side and the outer side in the axial direction of the inner ring, the second lip can be displaced in the reverse direction in conjunction with the displacement of the first lip. If the wear and tightening force of the first lip are reduced, the second lip is displaced in a direction approaching the outer peripheral surface of the mouth portion of the seal groove. As a result, the sealing performance as a whole can be maintained in a good state for a long time, and the life of the bearing can be extended.
また、第3リップを首部の根元部から分岐させて形成し、内輪の外周面と所定の隙間を持って対向配置させたので、第1リップ及び第2リップが変位しても第3リップは、殆ど変位することはない。従って、第1リップ及び第2リップの変位に関係なく、第3リップと内輪の外周面との隙間を一定に維持することができ、回転数の増加に伴って密封形転がり軸受内部に封入されたグリースの流動が早くなっても、グリースの第1リップ方向への流動を阻止してグリースの漏洩を確実に防止することができる。また、これによって、軸受を長寿命とすることができる。 In addition, the third lip is formed by branching from the base of the neck, and is disposed opposite to the outer peripheral surface of the inner ring with a predetermined gap. Therefore, even if the first lip and the second lip are displaced, , Almost no displacement. Therefore, regardless of the displacement of the first lip and the second lip, the gap between the third lip and the outer peripheral surface of the inner ring can be maintained constant, and the sealed lip bearing is sealed inside as the rotational speed increases. Even if the grease flows faster, it is possible to prevent the grease from leaking by preventing the grease from flowing in the first lip direction. Moreover, this can extend the life of the bearing.
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、前述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably. In addition, the material, shape, dimension, numerical value, form, number, arrangement location, and the like of each component in the above-described embodiment are arbitrary and are not limited as long as the present invention can be achieved.
また、本発明においては、密封装置が用いられる転がり軸受は深溝玉軸受として説明したが、これに限定されるものではなく、アンギュラ玉軸受、各種ころ軸受、等の他の形式の転がり軸受においても適用することができ、同様の効果を得ることができる。 In the present invention, the rolling bearing using the sealing device has been described as a deep groove ball bearing. However, the present invention is not limited to this, and other types of rolling bearings such as angular ball bearings and various roller bearings are also used. The same effect can be obtained.
10 密封形転がり軸受
11 外輪
11a シール固定溝
11b 内周面
11c 外輪軌道面
12 内輪
12a シール溝
12b 外周面
12c 内輪軌道面
12d シール溝の側壁
12e シール溝の口元部外周面
13 玉(転動体)
20 密封装置
21 リング状芯金
22 弾性体
22a 外周縁
22b 首部
22c 第1リップ
22d 第2リップ
22e 第3リップ
DESCRIPTION OF
20
Claims (1)
前記弾性体は、前記シール状芯金から内周方向に延設した首部と、前記首部から軸方向内側に向かって分岐され前記内輪の前記シール溝の側壁に摺接する第1リップと、前記首部から軸方向外側に向かって分岐され前記内輪の前記シール溝の口元部外周面と所定の隙間を持って対向配置或いは前記口元部外周面に摺接する第2リップと、前記首部の根元部から分岐され前記内輪の外周面と所定の隙間を持って対向配置される第3リップとを備え、
前記首部は前記転がり軸受の軸方向内側に向かって傾斜すると共にその半径方向長さは軸方向厚さより大きく、前記首部断面の中心線で分割された第1リップ側断面積は第2リップ側断面積より大きく、且つ、前記第1リップと前記首部との接合部の角度は前記首部根元部の軸方向内側角度より大きく設定されており、更に、前記第3リップは、前記第1リップ及び前記第2リップが軸方向に変位した際、前記内輪の外周面と接触しないことを特徴とする密封形転がり軸受。 An outer ring in which an outer ring raceway surface is formed on the inner peripheral surface and a seal fixing groove is provided on a side end; an inner ring in which an inner ring raceway surface is formed on the outer peripheral surface and a seal groove is provided on a side end; A plurality of rolling elements arranged on the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface so as to be freely rollable, a circle fixed to the seal-fixing groove of the outer ring and fixed to the seal-type metal core A sealed rolling bearing provided with a sealing device having an annular elastic body,
The elastic body includes a neck portion extending in an inner circumferential direction from the seal-shaped cored bar, a first lip branched from the neck portion toward the inner side in the axial direction and slidably in contact with a side wall of the seal groove of the inner ring, and the neck portion A second lip that is branched outward from the axial direction with a predetermined clearance from the outer peripheral surface of the mouth portion of the seal groove of the inner ring or that is slidably in contact with the outer peripheral surface of the mouth portion, and a base portion of the neck portion. A third lip disposed opposite to the outer peripheral surface of the inner ring with a predetermined gap;
The neck portion is inclined inward in the axial direction of the rolling bearing and has a radial length larger than an axial thickness, and a first lip side cross-sectional area divided by a center line of the neck cross section is a second lip side section. And the angle of the joint between the first lip and the neck is set to be larger than the axially inner angle of the neck base, and the third lip includes the first lip and the neck A sealed rolling bearing, wherein the second lip is not in contact with the outer peripheral surface of the inner ring when displaced in the axial direction.
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