JP2006010056A - 密封機能付き転がり軸受 - Google Patents

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Abstract

【課題】 耐泥水機能に優れ、かつ密封手段の取付けに起因する軸受軌道面への悪影響を防止できると共に、密封手段の単独の取り替えや、軸受の点検のための密封手段の着脱が可能な密封機能付き転がり軸受を提供する。
【解決手段】 この密封機能付き転がり軸受は、外輪1と内輪2との間に転動体3を介在させ、内外輪2,1間の環状空間の端部に密封手段8を設けたものである。この密封手段8は、内輪2および外輪1のうちのいずれか一方の部材に取付けられるシール摺接用の円環状のスリンガ9と、他方の部材に取付けられる芯金11付きのシール10とでなる。スリンガ9は、前記一方の部材に取付具13により着脱自在に取付け、シール10も前記他方の部材に取付具14により着脱自在に取付ける。
【選択図】 図1

Description

この発明は、インホイールモータ用の軸受など、耐泥水性が要求される箇所で使用される深溝玉軸受やころ軸受等の密封機能付き転がり軸受に関する。
一般的な深溝玉軸受において、密封手段を設ける場合、図9に示すように、外輪52の内周のシール溝に取付けたシール55を、内輪51の外周に摺接させるものが用いられている(特許文献1)。
車輪用軸受装置等の耐泥水性が要求される箇所には、図8に示すように、スリンガ61と、ラジアルリップ62aおよびサイドリップ62bを有する芯金付きシール62とでなる組合せ型シール装置60が用いたものがある(特許文献2)。
特開平8−226449号公報 特開2003−84897号公報
インホイールモータ等の耐泥水性が要求される箇所に使用するためには、図9に示されるような平面的な一般のシール55では、シール性能が確保できない。
図8に示す組合せ型シール装置60はシール機能としては優れる。しかし、その構成部品であるスリンガ61および芯金付きシール62を内外輪の端部に圧入固定する構造であるため、このシール装置60が取付けられる軸受端部に少なからず弾性変形が生じ、軸受軌道面への悪影響が懸念される。特に、薄肉大径の玉軸受においては、スリンガ61および芯金付きシール62を圧入固定した場合、真円度などの軸受性能に悪影響を与える。
また、上記組合せ型のシール装置60は圧入固定するタイプであるため、市場でシール装置60のみを交換することは実質上不可能である。軸受の点検のためのシール装置60の取り外しも困難である。
この発明の目的は、耐泥水機能に優れ、かつ密封手段の取付けに起因する軸受軌道面への悪影響を防止できると共に、密封手段の取り替えや点検のための着脱が可能な密封機能付き転がり軸受を提供することである。
この発明の密封機能付き転がり軸受は、内輪と外輪との間に転動体を介在させ、内外輪間の環状空間の端部に密封手段を設けた密封機能付き転がり軸受において、前記密封手段は、前記内輪または外輪であるいずれか一方の軌道輪に取付けられるシール摺接用の円環状のスリンガと、他方の軌道輪に取付けられる芯金付きのシールとでなり、前記スリンガを前記一方の軌道輪に取付具により着脱自在に取付け、前記シールを前記他方の軌道輪に他の取付具により着脱自在に取付けたことを特徴とする。
この構成によると、一方の軌道輪に取付けられるスリンガと他方の軌道輪に取付けられる芯金付きのシールとでなるため、シール性能に優れ、耐泥水が要求される用途にも使用することができる。スリンガおよびシールは、取付具で着脱自在に取付けるようにしたため、密封手段を圧入固定する場合のような密封手段の取付けに起因する軌道輪開口部の弾性変形が回避されて、軸受軌道面への悪影響が生じない。また、シール部材劣化時等の市場での密封手段の単独の取り替えが可能となり、軸受の点検のための密封手段の着脱も容易になる。
この発明において、前記スリンガを前記一方の軌道輪に前記取付具で取付ける箇所が前記一方の軌道輪の端面であり、前記シールの芯金を前記他方の軌道輪に取付ける箇所が前記他方の軌道輪の端面であり、前記各取付具がボルトであっても良い。
このようにボルトで端面に取付けるようにした場合、周面に取付ける場合と異なり、周辺に作業空間が得易く、密封手段の着脱や取り替えを容易に行うことができる。
この発明において、前記スリンガが、前記一方の軌道輪の軸受空間側の周面に嵌合する筒部を有し、前記芯金は前記他方の軌道輪の軸受空間側の周面に嵌合する筒部を有し、これらスリンガの筒部と前記一方の軌道輪の周面との嵌合面、および前記芯金の筒部と前記他方の軌道輪との嵌合面の両方またはいずれか一方に、弾性部材を介在させても良い。上記嵌合面における嵌合は、例えば止まり嵌め、または緩み嵌めとされる。
このように各軌道輪の周面に嵌合する筒部を設けた場合、スリンガおよび芯金の径方向の位置決めが行い易く、固定も堅固に行える。また、その筒部と各部材との嵌合面に弾性部材を介在させたため、スリンガと芯金間の芯ずれが吸収でき、芯ずれに起因するスリンガと芯金間の防水性の低下が防止される。また、スリンガや芯金の内輪や外輪との接触面における防水性も向上する。
上記のように弾性部材を介在させる場合に、前記弾性部材の前記外輪または内輪と接する面に凸部を設けても良い。凸部を設けると、長期の使用で弾性部材が外方部材や内方部材に密着して剥がれ難くなっていても、全体に密着せずに隙間が部分的に得られるため、スリンガや芯金を容易に取り外すことができる。また、凸部を設けたことによる柔軟な弾性により、スリンガと芯金間の芯ずれの防止効果が高められ、芯ずれに起因する防水性の低下をより一層確実に防止することができる。
この発明において、前記スリンガを前記一方の軌道輪に前記取付具で取付ける箇所が前記一方の軌道輪の端面であり、前記シールの芯金を前記他方の軌道輪に取付ける箇所が前記他方の部材の端面である場合に、前記スリンガとこのスリンガが取付けられる前記一方の軌道輪の端面との間、および前記シールの芯金とこの芯金が取付けられる他方の軌道輪の端面との間の少なくとも一方に弾性部材を介在させても良い。
端面に弾性部材を介在させると、内外の部材の端面における密封手段の取付部での防水性を高めることができる。上記のように周面に嵌合する筒部を設けて弾性部材を介在させる構成と併用した場合は、周面から端面にわたる浸入経路において端面と周面の両方で弾性部材を介在させることになるため、より一層防水性を高めることができる。
前記端面に介在させる弾性部材においても、その前記外輪や内輪の端面と接する面に凸部を設けても良い。弾性部材が外輪や内輪に密着して剥がれ難くなっていても、上記凸部があると剥がれ易くなり、スリンガや芯金を容易に取り外すことができる。
前記のように弾性部材に設けられる各部の前記凸部は、円周方向に連続的に伸びる凸状であっても良い。連続的に伸びる凸状であると、弾性部材による密封性を低下させずに、取り外しの容易性を得ることができる。
この発明の密封機能付き転がり軸受は、深溝玉軸受であっても良い。例えば、インホイールモータ等に用いられる深溝玉軸受であっても良い。上記深溝玉軸受は、単列であっても、また複列であっても良い。また、この密封機能付き転がり軸受は、ころ軸受であっても良い。
この発明の密封機能付き転がり軸受は、内輪と外輪との間に転動体を介在させ、内外輪間の環状空間の端部に密封手段を設けた転がり軸受において、前記密封手段が、前記内輪または外輪であるいずれか一方の軌道輪に取付けられるシール摺接用の円環状のスリンガと、他方の軌道輪に取付けられる芯金付きのシールとでなり、前記スリンガを前記一方の軌道輪に取付具により着脱自在に取付け、前記シールを前記他方の軌道輪に他の取付具により着脱自在に取付けたものであるため、耐泥水機能に優れ、かつ密封手段の取付けに起因する軸受軌道面への悪影響を防止できると共に、密封手段の取り替えや点検のための着脱が可能という効果が得られる。
この発明の一実施形態を図1ないし図7と共に説明する。この実施形態の密封機能付き転がり軸受は、複列の深溝玉軸受であり、外輪1と内輪2の対向する複列の軌道面1a,2a間に転動体3を介在させ、内外輪2,1間の環状空間の両端に密封手段8を設けたものである。外輪1は回転側、内輪2は固定側の部材となる。転動体3はボールからなり、各列毎に保持器6で保持されている。
図2に拡大して示すように、密封手段8は、内輪2に取付けられるシール摺接用の円環状のスリンガ9と、外輪1に取付けられる芯金付きのシール10との組合せからなる組合せ型シール装置とされている。
スリンガ9は、円筒部分9aaおよび内向フランジ9abからなる断面L字状の取付部9aと、この取付部9aの内向フランジ9abの内端から折り曲げられて同フランジ9abに一部が重なった状態で外径側に延びる側板部9bとでなる。このスリンガ9は、その取付部9aが内輪2の外周面から端面にわたって被さるように配置され、取付具であるボルト13により内輪2に着脱自在に取付けられる。ボルト13は内輪2の端面に設けられたねじ孔からなる取付孔31にねじ込まれる。スリンガ9の前記取付部フランジ9abと側板部9bの重なり部には、前記ボルト13の挿通孔15が円周方向に分配して複数形成されている。すなわち、スリンガ9は、前記ボルト挿通孔15に挿通したボルト13で、前記取付部フランジ9abと側板部9bの重なり部を内輪2の端面に締結することにより内輪2に取付けられる。このスリンガ9の取付けにおいては、スリンガ取付部9aと内輪2との間に弾性部材17が介在させられる。
シール10は、環状の芯金11と、この芯金11に加硫接着等で固着された弾性部材12とからなる。芯金11は、外向フランジ11aaと円筒部分11abからなる断面L字状の取付部11aと、この取付部11aの円筒部分11abの一端から内径側に延びる側板部11bとでなる。弾性部材12は、前記芯金11の取付部円筒部分11abから側板部11bにわたって固着される。この弾性部材12には、前記スリンガ9の側板部9bに摺接するサイドリップ12aと取付部円筒部分9aaに摺接するラジアルリップ12b,12cが形成されている。
このシール10は、その芯金取付部11aが外輪1の端部の内周面から端面にわたって被さり、かつ芯金側板部11bがスリンガ9の側板部9bに対して軸受内側から軸方向に対向する配置で、取付具であるボルト14により外輪1に着脱自在に取付けられる。ボルト14は、外輪1の端面に形成されたねじ孔からなる取付孔32にねじ込まれる。芯金11の取付部フランジ11aaには、前記ボルト14の挿通孔16が円周方向に分配して複数形成されている。すなわち、シール10は、前記ボルト挿通孔16に挿通したボルト14で、前記取付部フランジ11aaを外輪1の端面に締結することにより外輪1に取付けられる。シール10の取付けにおいては、芯金取付部11aと外輪1との間に弾性部材18が介在させられる。
スリンガ9と内輪2との間に介在させる弾性部材17は、内輪2の外周面に接する円筒部17aと、内輪2の端面に接する内向フランジ17bとからなる断面L字状の環状体とされる。図3に斜視図で示すように、前記円筒部17aおよび内向フランジ17bの内輪2と接する面に凸部19が設けられている。この場合、その凸部19は円周方向に連続的に延びる凸状とされている。内向フランジ17bには、スリンガ9のボルト挿通孔15に整合するボルト挿通孔25が設けられている。
また、シール10の芯金11と外輪1との間に介在させる弾性部材18は、外輪1の内周面に接する円筒部18aと、外輪1の端面に接する外向フランジ18bとからなる断面L字状の環状体とされる。図4に斜視図で示すように、前記円筒部18aおよび外向フランジ18bの外輪1と接する面に凸部20が設けられている。この凸部20も円周方向に連続的に延びる凸状とされている。外向フランジ18bには、シール10の芯金11のボルト挿通孔16に整合するボルト挿通孔26が設けられている。
なお、前記各弾性部材17,18の表面に設けた凸部19,20は、図3および図4に示すような凸状に限らず、図5および図6に示すように分散配置した例えば円すい台状の突起であっても良い。また、凸部19,20となる突起は、図7(A)のような円すい台形状に限らず、図7(B)のような円柱状であっても、図7(C)のような半球状であっても良い。
上記構成の密封機能付き転がり軸受によると、密封手段8を、円環状のスリンガ9と、芯金11付きのシール10とでなる組合せ型シール装置としたので、封入グリースの漏洩防止、外部からの粉塵,泥水等の浸入に対して優れたシール性能が得られる。そのため、自動車のインホイールモータ用の軸受等に適用した場合にも十分なシール性能を確保することができる。
スリンガ9は内輪2にボルト13で着脱自在に取付け、シール10は外輪1にボルト14で着脱自在に取付けているので、圧入嵌合させて取付けるものと異なり、密封手段8の取付けに起因する軸受軌道面1a,2aへの変形等の悪影響が回避される。例えば、薄肉大径の玉軸受であっても、圧入嵌合の場合と異なり、真円度等の軸受性能に悪影響を及ぼすことがない。
また、市場での密封手段8の単独取り替えや、軸受点検のための密封手段8の着脱が容易となる。
この実施形態では、スリンガ9を内輪2にボルト13で取付ける箇所が内輪2の端面であり、またシール10の芯金11を外輪1にボルト14で取付ける箇所も外輪1の端面であるため、密封手段8の取付位置が軸受の端部でありながら、密封手段8の取り替えを容易に行うことができる。
また、この実施形態では、スリンガ9が、内輪2の外周面に嵌合する取付部円筒部分9aaを有し、この取付部円筒部分9aaと内輪2の外周面との嵌合面に、弾性部材17の円筒部17aを介在させているので、この嵌合面での防水性を確実なものとすることができる。シール10の芯金11についても、外輪1の内周面に嵌合する取付部円筒部分11abを有し、この取付部円筒部分11abと外輪1の内周面との嵌合面に、弾性部材18の円筒部18aを介在させているので、この嵌合面での防水性を確実なものとすることができる。また、上記弾性部材17,18の介在により、スリンガ9と芯金11との芯ずれが吸収され、この芯ずれに起因するスリンガ9と各リップ12a〜12cとの接触不良による防水性の低下が防止され、密封手段8における防水性をより確実なものすることができる。上記弾性部材17,18は、必ずしも両方を設ける必要はなく、弾性部材17,18のいずれか片方が設けられていると、上記の芯ずれの防止効果が得られる。
スリンガ9の取付部フランジ9abと側板部9bとの重なり部と、内輪2の端面との間には、弾性部材17の内向フランジ17bを介在させているので、内輪2の端面での防水封を確実なものとすることができる。また、シール10の芯金11の取付部フランジ11aaと外輪1の端面との間に、弾性部材18の外向フランジ18bを介在させているので、外輪1の端面での防水性を確実なものとすることができる。すなわち内外の部材2,1の端面における密封手段8の取付部での防水性を確実なものすることができる。
前記弾性部材17,18における円筒部17a,18aの内外の部材2,1と接する面に凸部19,20を設けているので、長期の使用で弾性部材17,18が外輪1や内輪2に密着して剥がれ難くなっていても、全体に密着せずに隙間が部分的に得られるため、スリンガ9や芯金11を容易に取り外すことができる。
前記弾性部材17,18は、内向フランジ17bおよび外向フランジ18bの内外の部材2,1の端面と接する面にも凸部19,20を設けているので、この部分においても、長期使用による密着に対して、容易に取り外しが行える。
前記弾性部材17,18の凸部19,20を、図3および図4に示すように、円周方向に連続的に延びる凸状とした場合には、前記防水性を向上させることができる。
なお、上記各実施形態では、密封手段8のスリンガ9を内輪2に、シール10を外輪1に取付けた例を示したが、これに限らず、スリンガ9を外輪1に、シール10を内輪2に取付ける構成であっても、上記と同様の効果を得ることができる。
また、上記各実施形態は、複列の深溝玉軸受に適用した場合につき説明したが、この発明は単列の軸受においても適用でき、また玉軸受に限らず、ころ軸受にも適用することができる。
この発明の一実施形態にかかる密封機能付き転がり軸受の断面図である。 同軸受装置の部分拡大断面図である。 同軸受装置における外輪と密封手段との間に介在させる弾性部材の斜視図である。 同軸受装置における内輪と密封手段との間に介在させる弾性部材の斜視図である。 外輪と密封手段の間に介在させる弾性部材の他の例を示す部分斜視図である。 内輪と密封手段の間に介在させる弾性部材の他の例を示す部分斜視図である。 弾性部材の表面に形成する凸部の各例を示す斜視図である。 従来例の断面図である。 他の従来例の断面図である。
符号の説明
1…外輪
1a…軌道面
2…内輪
2a…軌道面
3…転動体
8…密封手段
9…スリンガ
9aa…円筒部分
9ab…内向フランジ
9a…断面L字状取付部
9b…側板部
10…シール
11…芯金
11ab…円筒部分
11aa…外向フランジ
11a…断面L字状取付部
11b…側板部
12…弾性部材
12a…サイドリップ
12b,12c…ラジアルリップ
13,14…ボルト(取付具)
15,16…ボルト挿通孔
17,18…弾性部材
17a,18a…円筒部
17b…内向フランジ
18b…外向フランジ
19,20…凸部
25,26…ボルト挿通孔
31,32…取付孔
51…内輪
52…外輪
55…シール
60…組合せ型シール装置
61…スリンガ
62…芯金付きシール
62a…ラジアルリップ
62b…サイドリップ

Claims (8)

  1. 内輪と外輪との間に転動体を介在させ、内外輪間の環状空間の端部に密封手段を設けた密封機能付き転がり軸受において、
    前記密封手段は、前記内輪または外輪であるいずれか一方の軌道輪に取付けられるシール摺接用の円環状のスリンガと、他方の軌道輪に取付けられる芯金付きのシールとでなり、前記スリンガを前記一方の軌道輪に取付具により着脱自在に取付け、前記シールを前記他方の軌道輪に他の取付具により着脱自在に取付けたことを特徴とする密封機能付き転がり軸受。
  2. 請求項1において、前記スリンガを前記一方の軌道輪に前記取付具で取付ける箇所が前記一方の軌道輪の端面であり、前記シールの芯金を前記他方の軌道輪に取付ける箇所が前記他方の軌道輪の端面であり、前記各取付具がボルトである密封機能付き転がり軸受。
  3. 請求項1または請求項2において、前記スリンガが、前記一方の軌道輪の軸受空間側の周面に嵌合する筒部を有し、前記芯金は前記他方の軌道輪の軸受空間側の周面に嵌合する筒部を有し、これらスリンガの筒部と前記一方の軌道輪の周面との嵌合面、および前記芯金の筒部と前記他方の軌道輪との嵌合面の両方またはいずれか一方に、弾性部材を介在させた密封機能付き転がり軸受。
  4. 請求項3において、前記弾性部材の前記外輪または内輪と接する面に凸部を設けた密封機能付き転がり軸受。
  5. 請求項2において、前記スリンガとこのスリンガが取付けられる前記一方の軌道輪の端面との間、および前記シールの芯金とこの芯金が取付けられる他方の軌道輪の端面との間の少なくとも一方に弾性部材を介在させた密封機能付き転がり軸受。
  6. 請求項5において、前記弾性部材の前記内輪または外輪の端面と接する面に凸部を設けた車輪用軸受装置。
  7. 請求項4または請求項6において、前記凸部が円周方向に連続的に伸びる凸状である密封機能付き転がり軸受。
  8. 請求項1ないし請求項7のいずれか1項において、深溝玉軸受である密封機能付き転がり軸受。
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