JP2005163900A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 外部の高い油圧を有する油が軸受内部に浸入するのを確実に防止できて外部の油圧を所定値に確実に保持できると共に、シールリップの摩耗が起こりにくくてトルクを低減できる高速運転に適した転がり軸受を提供する。
【解決手段】 密封装置５の弾性部材８は、径方向内方の先端部に、芯金部材７の先端部２１を取り囲むように形成されると共に、軸方向の肉厚が厚いブロック部２５を有する。ブロック部２５には、軸方向に窪んで周方向に延びる第１の環状溝２７が形成され、ブロック部２５における、第１の環状溝２７の径方向の内方の一端には、主リップ３０が、第１の環状溝２７の径方向の外方の他端には、副リップ３１が夫々形成されている。また、ブロック部２５の径方向の外周における主リップ３０の軸方向の外方の隣接部には、周方向に延びる第２の環状溝２８が形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、転がり軸受に関し、特に、二輪車やバギー（ＡＴＶ）のトランスミッションやクランクに用いられれば好適な転がり軸受に関する。

従来、転がり軸受としては、外部の高い油圧を有する油が軸受内部に浸入するのを防止する耐圧シールを有するものがある（特開２００１−１８８６５１号公報（特許文献１）。）。

この転がり軸受の外輪の内面の軸方向の端部と、内輪の外面の軸方向の端部との間には、外部の油が軸受内部に浸入するのを防止する密封装置が配置されている。この密封装置は、環状の芯金部材と、この芯金部の周囲に配置された弾性部材とからなっている。

上記弾性部材の先端は、肉厚のブロック部となっている。このブロック部は、径方向に延びる上記芯金部材の先端部を覆っている。

上記転がり軸受は、上記肉厚のブロック部を形成することによって、上記弾性部材の剛性を高めて、密封装置の強度を大きくして、外部から大きな油圧がかかっても、密封装置が変形しないようにしている。また、上記ブロック部の端面を、内輪の環状段部の側壁に接触させて、この側壁を押圧するようにして、上記弾性部材における上記側壁に接触する部分の面積を大きくして、上記密封装置と上記内輪との間をシールしている。

また、密封装置を有する他の転がり軸受としては、特開平１０−２６１４３号公報（特許文献２）に記載されたものがある。

上記密封装置は、転がり軸受の外輪の内面の軸方向の端部と、内輪の外面の軸方向の端部との間に配置されている。上記密封装置は、環状の芯金部材とこの芯金部材の周囲に配置された弾性部材とから成る。

上記弾性部材は、上記芯金部材の先端から径方向の内方に向かって突出すると共に、上記芯金部材の軸方向の肉厚と略同等の肉厚を持った突出部を有している。この突出部の先端は、軸方向に屈曲したシールリップになっている。

上記転がり軸受は、上記軸方向の肉厚が上記芯金部材の軸方向の肉厚と同程度で薄いシールリップを、内輪の環状段部の側壁に押圧して、弾性部材と上記内輪との間に働く摩擦力が過大になりすぎないようにして、上記シールリップを上記内輪に対して摺動し易くして、上記シールリップの摩耗が起こりにくくしてトルクを低減している。

しかしながら、上記特許文献１の転がり軸受では、上記肉厚のブロック部の軸方向の端面を、内輪の環状段部の側壁に押圧して、上記密封装置と上記内輪との間をシールしているので、密封装置の強度を大きくして、密封装置の外圧による変形を防止できて、上記密封装置が大きな油圧に耐え得ることができる反面、上記密封装置と上記シールリップとの間に働く摩擦力が大きくなって、上記弾性部材が上記内輪から受ける反力が過度に大きくなって、上記弾性部材のシールリップの摩耗が激しくなり、高速回転での使用に適さないという問題がある。

一方、上記特許文献２の転がり軸受では、上記軸方向の肉厚が、上記芯金部材の軸方向の肉厚と同程度で薄いシールリップを内輪の環状段部の側壁に押圧して、上記密封装置と上記内輪との間をシールしているので、上記シールリップの摩耗が起こりにくくてトルクを低減できる反面、この転がり軸受を外圧が高い条件で使用した場合、シールリップの剛性が低いことにより、油の軸受内部への浸入が起こり易くなって、軸受外部の油の油圧を所定の値に保持することが難しく、特に、高速回転において、油の軸受内部への浸入が顕著に発生するという問題がある。
特開２００１−１８８６５１号公報（第２図） 特開平１０−２６１４３号公報（第１図）

そこで、本発明の課題は、外部の高い油圧を有する油が軸受内部に浸入するのを確実に防止できて外部の油圧を所定値に確実に保持できると共に、シールリップの摩耗が起こりにくくてトルクを低減できる高速運転に適した転がり軸受を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の転がり軸受は、
外輪と、内輪と、上記外輪の軌道面と上記内輪の軌道面との間に配置された転動体と、上記外輪の内面側の軸方向の端部または上記内輪の外面側の軸方向の端部に基部が固定されると共に、上記両端部の間をシールする密封装置とを備えた転がり軸受であって、
上記密封装置は、
先端部が軸方向に屈曲している環状の芯金部材と、
上記芯金部材の上記先端部を覆うブロック部を少なくとも有する弾性部材と
を有し、
かつ、上記ブロック部に、軸方向に窪んで周方向に延びる第１の環状溝と、この第１の環状溝の両側から突出する二つのシールリップとを形成したことを特徴としている。

上記発明の転がり軸受によれば、上記環状の芯金部材の先端部が、軸方向に屈曲しているので、上記芯金部材の先端部が軸方向に屈曲しなくて径方向に延びている場合と比較して、密封装置の軸受外部の油の油圧に対する強度を高くすることができて耐圧性能を向上させることができる。更に、上記弾性部材の先端が、ブロック部になっているので、上記弾性部材の剛性を高めることができて、密封装置の強度を大きくすることができる。したがって、密封装置の外圧による変形を防止できて、軸受外部からの油の浸入を防止できて、軸受外部の油の油圧を所定の値に保持することができる。

また、上記発明の転がり軸受によれば、上記ブロック部に、軸方向に窪んで周方向に延びる第１の環状溝と、この第１の環状溝の両側から突出する二つのシールリップとを形成したので、この第１の環状溝によりシールリップの剛性を抑制できて、上記シールリップと軌道輪（内輪または外輪）との摩擦力が過大になりすぎないように抑制できる。このことから、上記シールリップを上記軌道輪に対して摺動し易くすることができるので、シールリップの摩耗を抑制できると共に、トルクを低減できる。

このことから、上記密封装置の強度を所定以上の値に保持することができると共に、密封装置と上記軌道輪との摩擦力が過大になりすぎないようにすることができるので、上記発明の転がり軸受の使用回転速度の限界を大幅に増大させることができる。

また、一実施形態の転がり軸受は、上記ブロック部の径方向の外周に、周方向に延びる第２の環状溝を形成したことを特徴としている。

上記実施形態の転がり軸受によれば、上記ブロック部の径方向の外周に、周方向に延びる第２の環状溝を形成したので、第２の環状溝と軸方向に隣接するシールリップの可撓性を増大させることができる。したがって、このシールリップの摩耗を更に低減することができると共に、トルクを更に低減でき、かつ、転がり軸受の使用回転速度の限界を更に増大させることができる。

本発明の転がり軸受によれば、環状の芯金部材の先端部が、軸方向に屈曲すると共に、上記弾性部材の先端が、ブロック部になっているので、密封装置の強度を大きくすることができる。したがって、密封装置の外圧による変形を防止できて、軸受外部からの油の浸入を防止できて、軸受外部の油の油圧を所定の値に保持することができる。

また、上記発明の転がり軸受によれば、上記ブロック部に、軸方向に窪んで周方向に延びる第１の環状溝と、この第１の環状溝の両側から突出する二つのシールリップとを形成したので、この第１の環状溝によりシールリップの剛性が過度に高くなることを抑制できて、上記シールリップと軌道輪（内輪または外輪）との摩擦力が過度に大きくなりすぎることを抑制できる。このことから、上記シールリップが上記軌道輪に対して摺動し易くなるので、シールリップの摩耗を抑制できると共に、トルクを低減できる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の転がり軸受の一実施形態の玉軸受の軸方向の部分断面図である。

この玉軸受は、外輪１と、内輪２と、転動体の一例としての玉３と、密封装置５とを備えている。

上記玉３は、外輪１の軌道面１ａと内輪２の軌道面２ａとの間に、保持器４によって保持された状態で、周方向に一定の間隔を隔て複数個配置されている。

上記密封装置５は、環状の芯金部材７と、この芯金部材７の周囲に配置されたゴム製の弾性部材８とから成り、基部が外輪１の軸方向の端部の内面に設けられた環状溝に固定されている。上記密封装置５は、外輪１の内面の軸方向の端部と内輪２の外面の軸方向の端部との間に配置されて、玉軸受内部と玉軸受外部との間をシールしている。

図２は、上記密封装置５の拡大断面図である。

図２に示すように、上記芯金部材７は、密封装置５の径方向の中央部の軸方向の厚みの殆どを担っており、芯金部材７の板厚は、大きく設定されている。また、上記芯金部材７の先端部２１は、玉軸受の中心部の方へ軸方向に屈曲している。

また、上記弾性部材８は、径方向内方の先端部に、芯金部材７の先端部２１を取り囲むように形成されると共に、軸方向の肉厚が厚いブロック部２５を有している。

上記ブロック部２５には、軸方向に窪んで周方向に延びる第１の環状溝２７が形成され、第１の環状溝２７の径方向の内方の一端には、主リップ３０が、第１の環状溝２７の径方向の外方の他端には、副リップ３１が夫々形成されている。

上記主リップ３０は、根元が太くて先細りの形状になっており、その長さの寸法は、第１の環状溝２７の深さ程度の寸法になっている。上記主リップ３０は、初期状態において、図１に示すように、内輪２の外面の軸方向の端部に設けられた環状段部の側壁との間にシメシロを有し、この側壁との間に緊迫力を生じるようになっている。

一方、上記副リップ３１は、主リップ３０の摩耗が進行して密封性が低下した場合に、密封性を補うために形成されている。上記副リップ３１は、初期状態において、内輪２の上記側壁とのシメシロが零に設定されている。すなわち、上記副リップ３１は、主リップ３０が摩耗した場合に、内輪２の上記側壁との間にシメシロを有し、内輪２の上記側壁との間に緊迫力を生じるように設定されている。

また、図２に示すように、上記ブロック部２５における上記主リップ３０の軸方向外方の隣接部の径方向の外周には、周方向に延びる第２の環状溝２８が形成されている。

この実施形態では、シールリップを、第１の環状溝２７を挟んだ主リップ３０と副リップ３１の二重構造で構成すると共に、径方向の第２の環状溝２８を形成することによって、シールリップの可撓性を増大させ、緊迫力の抑制効果を増大させている。

本実施形態のように主リップ３０を形成すると、主リップ３０の強度を低下させずに、主リップ３０が内輪２の側壁から受ける反力を、従来の玉軸受と比較して９０％以下の値まで低減できることが、実験により確認されている。また、従来の玉軸受と比較して、軸受の使用回転速度の限界が、１.８倍程度まで増大することが、実験により確認されている（例えば、ＤｍＮが２５万以下の場合、ＤｍＮを４５万以下まで増大させることができる。）。ここで、ＤｍＮとは、Ｄｍ×Ｎであり、Ｄｍは、転動体のＰＣＤ（ピッチ円直径）を表わし、Ｎは、軸受の回転数を表わす。

上記実施形態の転がり軸受によれば、芯金部材７の先端部２１が、軸方向に屈曲しているので、芯金部材の先端部が軸方向に屈曲しなくて径方向に延びている場合と比較して、密封装置５の軸受外部の油の油圧に対する強度を大きくすることができて、耐圧性能を向上させることができる。更に、芯金部材７の板厚が厚く設定され、弾性部材８の先端が、肉厚のブロック部２５になっているので、弾性部材８の剛性を高めることができて、密封装置５の強度を大きくすることができる。このことから、密封装置５の外圧による変形を防止できて、軸受外部からの油の浸入を防止できて、軸受外部の油の油圧を所定の値に保持することができる。

また、上記実施形態の転がり軸受によれば、上記ブロック部２５に、軸方向に窪んで周方向に延びる第１の環状溝２７と、この第１の環状溝２７の両側から突出する主リップ３０および副リップ３１を形成したので、この第１の環状溝２７により主リップ３０の剛性が過度に高くなることがなくて、主リップ３０と内輪２との摩擦力が過度に大きくなることがない。このことから、上記主リップ３０を、内輪２に対して摺動させ易くすることができて、主リップ３０の摩耗を抑制できると共に、トルクを低減できる。

このことから、上記密封装置５の強度を所定以上の値に保持することができると共に、主リップ３０と内輪２との摩擦力が過度になりすぎないようにすることができて、上記実施形態の転がり軸受の使用回転速度の限界を大幅に増大させることができる。

また、上記実施形態の転がり軸受によれば、ブロック部２５の径方向の外周における主リップ３０の軸方向の外方の隣接部に、周方向に延びる第２の環状溝２８を形成したので、主リップ３０の可撓性を更に増大させることができる。したがって、主リップ３０の摩耗を更に低減することができると共に、トルクを更に低減できて、上記実施形態の転がり軸受の使用回転速度の限界を更に増大させることができる。

尚、上記実施形態の転がり軸受では、ブロック部２５の径方向の外周における主リップ３０の軸方向の外方の隣接部に、周方向に延びる第２の環状溝２８を形成したが、ブロック部の径方向の外周における主リップの軸方向の外方の隣接部に、周方向に延びる第２の環状溝を形成しなくても良い。

また、上記実施形態では、この発明の転がり軸受を、玉軸受に適用したが、この発明の転がり軸受を、ころ軸受に適用しても良い。

また、上記実施形態では、密封装置５の基部を、外輪１の内面側に固定すると共に、基部と反対側の端を内輪２と摺動させるようにしたが、この発明の転がり軸受では、密封装置の基部を、内輪の外面側に固定すると共に、基部と反対側の端を外輪と摺動させるようにしても良い。

また、この発明の転がり軸受は、第１の環状溝とこの第１の環状溝の両端の主リップおよび副リップとを有する密封装置を、転がり軸受の軸方向の片側のみに有しても良く、転がり軸受の軸方向の両側に有しても良いことは勿論である。

本発明の転がり軸受の一実施形態の軸方向の部分断面図である。 上記実施形態の転がり軸受が有する密封装置の拡大断面図である。

符号の説明

１ 外輪
２ 内輪
３ 玉
４ 保持器
５ 密封装置
７ 芯金部材
８ 弾性部材
２１ 先端部
２５ ブロック部
２７ 第１の環状溝
２８ 第２の環状溝
３０ 主リップ
３１ 副リップ

Claims (2)

1. 外輪と、内輪と、上記外輪の軌道面と上記内輪の軌道面との間に配置された転動体と、上記外輪の内面側の軸方向の端部または上記内輪の外面側の軸方向の端部に基部が固定されると共に、上記両端部の間をシールする密封装置とを備えた転がり軸受であって、
   上記密封装置は、
   先端部が軸方向に屈曲している環状の芯金部材と、
   上記芯金部材の上記先端部を覆うブロック部を少なくとも有する弾性部材と
   を有し、
   かつ、上記ブロック部に、軸方向に窪んで周方向に延びる第１の環状溝と、この第１の環状溝の両側から突出する二つのシールリップとを形成したことを特徴とする転がり軸受。
2. 請求項１に記載の転がり軸受において、
   上記ブロック部の径方向の外周に、周方向に延びる第２の環状溝を形成したことを特徴とする転がり軸受。
   

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