JP2006046565A - Sealing device of rolling bearing, and hub unit - Google Patents

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Keisuke Yokoyama
景介 横山
Yasuo Murakami
保夫 村上
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00Articles relating to transporting
    • F16C2326/01Parts of vehicles in general
    • F16C2326/02Wheel hubs or castors

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  • Sealing Of Bearings (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealing device of a hub unit capable of improving its sealing performance, elongating the service life by stably supplying a lubricant, and improving the rigidity. <P>SOLUTION: The sealing devices 12a, 12b assembled in a rolling bearing wherein a plurality of rolling elements 10 are circumferentially rotatably mounted between an inner raceway ring 3 and an outer raceway ring 1, have sealing members 107, 217 for sealing an axial end part of a bearing space of the rolling bearing, and lubricant-containing plastic moldings 100A-100C, 100D-100G held on the sealing members 107, 217. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、転がり軸受の密封装置及びハブユニットに関し、より詳細には、外部からの塵埃、水、水蒸気、泥水等の軸受内部への侵入を防止するための転がり軸受の密封装置及び該密封装置が組み込まれたハブユニットに関する。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rolling bearing sealing device and a hub unit, and more specifically, a rolling bearing sealing device for preventing dust, water, water vapor, muddy water, and the like from entering the inside of the bearing, and the sealing device. Relates to a hub unit in which is incorporated.

例えば、自動車や鉄道車両の車輪を支持する転がり軸受は、通常、雨水や風雪、塵埃等に曝されながら屋外で使用される。極端な場合には、水中に浸漬した状態で使用されることもある。そこで、従来の転がり軸受では、密封装置が使用されている。   For example, rolling bearings that support the wheels of automobiles and railway vehicles are usually used outdoors while being exposed to rainwater, wind and snow, and dust. In extreme cases, it may be used while immersed in water. Therefore, a sealing device is used in the conventional rolling bearing.

図2は、自動車の車輪を回転自在に支持する従来のハブユニットの一例を示す。ハブユニットOは、固定輪である外輪相当部材(外側軌道輪)1と、回転輪である内輪相当部材(内側軌道輪)3と、複数の転動体10とを備えている。外輪相当部材1は、その軸方向中間部の外周面に形成した取付部2により、懸架装置(図示せず)に支持固定される。   FIG. 2 shows an example of a conventional hub unit that rotatably supports the wheels of an automobile. The hub unit O includes an outer ring equivalent member (outer raceway ring) 1 that is a fixed ring, an inner ring equivalent member (inner raceway ring) 3 that is a rotating wheel, and a plurality of rolling elements 10. The outer ring equivalent member 1 is supported and fixed to a suspension device (not shown) by a mounting portion 2 formed on the outer peripheral surface of the axial intermediate portion.

また、内側相当部材3はハブ4と内輪5とを有する。ハブ4の外周面のアウトボード側端部(自動車への組み付け時に幅方向外側の端部:図2の左端部)には取付フランジ7が設けられ、取付フランジ7には車輪を取り付けるためのスタッド7aが周方向に略等間隔で複数植設されている。ハブ4の内周面にはスプライン溝6が形成されており、車両への組み付け時、スプライン溝6には等速ジョイントを介して回転駆動される駆動軸が挿入される。内輪5は、ハブ4のインボード側端部(自動車への組み付け時に幅方向内側の端部:図2の右端部)の小径段部に嵌め込まれる。   The inner equivalent member 3 has a hub 4 and an inner ring 5. A mounting flange 7 is provided at an end portion on the outboard side of the outer peripheral surface of the hub 4 (an end portion on the outer side in the width direction when assembled to an automobile: the left end portion in FIG. 2), and the mounting flange 7 is a stud for mounting a wheel. A plurality of 7a are implanted at substantially equal intervals in the circumferential direction. A spline groove 6 is formed on the inner peripheral surface of the hub 4, and a drive shaft that is rotationally driven via a constant velocity joint is inserted into the spline groove 6 when assembled to the vehicle. The inner ring 5 is fitted into a small-diameter step portion at an inboard side end portion of the hub 4 (end portion on the inner side in the width direction when assembled to the automobile: right end portion in FIG. 2).

外輪相当部材1の内周面には複列の外輪軌道面8,8が、ハブ4の軸方向の中間部外周面と内輪5の外周面には内輪軌道面9,9が、それぞれ形成されている。そして、複列の外輪軌道面8,8と複列の内輪軌道面9,9との間には、それぞれ複数の転動体10,10が保持器11を介して周方向に転動可能に配設されている。尚、図示の例では、転動体10,10として玉を使用しているが、重量が嵩むハブユニットの場合には、転動体としてテーパころを使用する場合もある。   Double-row outer ring raceway surfaces 8, 8 are formed on the inner peripheral surface of the outer ring equivalent member 1, and inner ring raceway surfaces 9, 9 are formed on the outer peripheral surface of the intermediate portion in the axial direction of the hub 4 and the outer ring surface of the inner ring 5, respectively. ing. A plurality of rolling elements 10 and 10 are arranged between the double row outer ring raceway surfaces 8 and 8 and the double row inner ring raceway surfaces 9 and 9, respectively, via a cage 11 so as to be able to roll in the circumferential direction. It is installed. In the illustrated example, balls are used as the rolling elements 10, 10, but in the case of a hub unit that is heavy, tapered rollers may be used as the rolling elements.

さらに、外輪相当部材1のインボード側端部と内輪5との間、及び外輪相当部材1のアウトボード側端部とハブ4との間には、密封装置12a,12bが設けられ、ハブユニットOの軸受空間13の軸方向の両端部開口をシールするようにしている。   Further, between the inboard side end of the outer ring equivalent member 1 and the inner ring 5, and between the outboard side end of the outer ring equivalent member 1 and the hub 4, sealing devices 12a and 12b are provided, and a hub unit is provided. Both end openings in the axial direction of the O bearing space 13 are sealed.

密封装置12aは、図3に拡大して示されるように、芯金105、スリンガ106及びシール部材107を備えている。このうちの芯金105は、低炭素鋼板等の金属板にプレス加工等の打ち抜き加工並びに塑性加工を施す事により一体成形されている。芯金105は、外輪相当部材1のインボード側端部の内周面に内嵌固定自在な外径側円筒部109と、この外径側円筒部109の軸方向内端緑(図3の左端縁)から直径方向内方に折れ曲がった内側円環部110とを有して断面略L字形状に形成されている。   The sealing device 12a includes a cored bar 105, a slinger 106, and a seal member 107 as shown in an enlarged view in FIG. Of these, the cored bar 105 is integrally formed by subjecting a metal plate such as a low carbon steel plate to punching processing such as press processing and plastic processing. The core metal 105 includes an outer diameter side cylindrical portion 109 that can be fitted and fixed to the inner peripheral surface of the end portion on the inboard side of the outer ring equivalent member 1, and an axial inner end green (see FIG. 3) of the outer diameter side cylindrical portion 109. The inner ring portion 110 is bent inward in the diameter direction from the left end edge) and is formed in a substantially L-shaped cross section.

スリンガ106は、ステンレス鋼板等の優れた耐食性を有する金属板に、プレス加工等の打ち抜き加工並びに塑性加工を施す事により一体成形されている。スリンガ106は、内輪5の外周面に外嵌固定自在な内径側円筒部112と、この内径側円筒部112の軸方向外端縁(図3の右端縁)から直径方向外方に折れ曲がった外側円環部113とを有して断面L字形状に形成されている。   The slinger 106 is integrally formed by subjecting a metal plate having excellent corrosion resistance, such as a stainless steel plate, to a punching process such as a press process and a plastic process. The slinger 106 has an inner cylindrical portion 112 that can be fitted and fixed to the outer peripheral surface of the inner ring 5, and an outer side that is bent outward in the diametrical direction from the axial outer end edge (the right end edge in FIG. 3) of the inner cylindrical portion 112. It has an annular portion 113 and is formed in an L-shaped cross section.

また、シール部材107はゴム等の弾性材料で形成されており、その基端部が芯金105に接着等により結合固定されており、外側、中間、内側の3本のシールリップ114、115、116を備えている。   Further, the seal member 107 is formed of an elastic material such as rubber, and the base end portion thereof is bonded and fixed to the cored bar 105 by adhesion or the like, and the three seal lips 114, 115 on the outer side, the middle side, and the inner side are provided. 116 is provided.

そして、最も外側に位置する外側シールリップ114の先端縁をスリンガ106の外側内環部113の内側面に摺接させ、残り2本のシールリップである中間シールリップ115及び内側シールリップ116の先端縁を、スリンガ106の内径側円筒部112の外周面に摺接させることにより、封入グリースの漏洩を防止するとともに、外部からの塵埃、水、泥水等の軸受空間13への侵入を防止する。   Then, the distal end edge of the outermost seal lip 114 located on the outermost side is brought into sliding contact with the inner side surface of the outer inner ring portion 113 of the slinger 106, and the distal ends of the intermediate seal lip 115 and the inner seal lip 116 which are the remaining two seal lips. By sliding the edge in contact with the outer peripheral surface of the inner diameter side cylindrical portion 112 of the slinger 106, leakage of the encapsulated grease is prevented, and entry of dust, water, muddy water, and the like from the outside into the bearing space 13 is prevented.

一方、密封装置12bは、図4に拡大して示されるように、それぞれが円環状に形成された芯金216とシール部材217とを備えている。芯金216は、低炭素鋼板等の金属板にプレス加工等の打ち抜き加工及び塑性加工を施す事により一体成形されている。芯金216は、外輪相当部材1のアウトボード側端部の内周面に内嵌固定自在な外径側円筒部222と、この外径側円筒部222の外端縁(図4の左端縁)から直径方向内方に折れ曲がった支持板部223とを備えている。   On the other hand, the sealing device 12b includes a cored bar 216 and a sealing member 217, each of which is formed in an annular shape, as shown in an enlarged view in FIG. The cored bar 216 is integrally formed by subjecting a metal plate such as a low carbon steel plate to punching processing such as press processing and plastic processing. The core metal 216 includes an outer diameter side cylindrical portion 222 that can be fitted and fixed to the inner peripheral surface of the outer end of the outer ring equivalent member 1 and an outer end edge of the outer diameter side cylindrical portion 222 (the left end edge in FIG. 4). ) And a support plate portion 223 bent inward in the diameter direction.

外径側円筒部222の内端寄り(図4の右端寄り)には大径部224が設けられており、この大径部224の自由状態における外径は外輪相当部材1のアウトボード側端部の内径よりも若干大きく設定されており、この大径部224は、外輪相当部材1のアウトボード側端部の内周面に締まり嵌めで内嵌固定自在とされている。   A large-diameter portion 224 is provided near the inner end of the outer-diameter side cylindrical portion 222 (near the right end in FIG. 4). The outer diameter of the large-diameter portion 224 in the free state is the outer-board-side end of the outer ring equivalent member 1. The large-diameter portion 224 can be fitted and fixed to the inner peripheral surface of the end portion on the outboard side of the outer ring equivalent member 1 by an interference fit.

また、支持板部223は略S字形の断面形状を有し、直径方向内方(図4の下方)に向かうにつれて軸受空間13内に設置した転動体10に近づく方向(図4の右方向)に傾斜している。   Further, the support plate portion 223 has a substantially S-shaped cross-sectional shape, and approaches the rolling element 10 installed in the bearing space 13 (rightward in FIG. 4) as it goes inward in the diameter direction (downward in FIG. 4). It is inclined to.

一方、シール部材217はゴム等の弾性材料で形成されており、芯金216に対してインサート成型するか、或いは接着等により芯金216に結合固定されている。また、シール部材217は芯金216の支持板部223の外側面(図4の左側面)全体を覆うと共に、その外周端部は外径側円筒部222から連続する傾斜部227の外周面と外輪相当部材1のアウトボード側端部の内周面との間で狭持されている。   On the other hand, the seal member 217 is formed of an elastic material such as rubber, and is insert-molded with respect to the core metal 216 or coupled and fixed to the core metal 216 by adhesion or the like. The seal member 217 covers the entire outer surface (left side surface in FIG. 4) of the support plate portion 223 of the core metal 216, and the outer peripheral end portion thereof is connected to the outer peripheral surface of the inclined portion 227 continuous from the outer diameter side cylindrical portion 222. The outer ring equivalent member 1 is sandwiched between the inner peripheral surface of the end portion on the outboard side.

シール部材217の外周端部で傾斜部227の外周面を覆っている部分の自由状態での外径は、外輪相当部材1のアウトボード側端部の内径よりも若干大きく設定されており、芯金216の大径部224を外輪相当部材1のアウトボード側端部の内周面に内嵌固定した状態では、シール部材217の外周端部で芯金216の傾斜部227の外周面を覆っている部分が、この傾斜部227の外周面と外輪相当部材1のアウトボード側端部の内周面との間で弾性的に押圧され、当該部分のシール性を確保する。   The outer diameter in the free state of the portion covering the outer peripheral surface of the inclined portion 227 at the outer peripheral end portion of the seal member 217 is set slightly larger than the inner diameter of the end portion on the outboard side of the outer ring equivalent member 1. In a state where the large-diameter portion 224 of the gold 216 is fitted and fixed to the inner peripheral surface of the end portion on the outboard side of the outer ring equivalent member 1, the outer peripheral end of the seal member 217 covers the outer peripheral surface of the inclined portion 227 of the core metal 216. The portion is elastically pressed between the outer peripheral surface of the inclined portion 227 and the inner peripheral surface of the end portion on the outboard side of the outer ring equivalent member 1 to ensure the sealing performance of the portion.

また、シール部材217は、外径側、内径側、2本のサイドシールリップ218,219と、1本のラジアルシールリップ220とを備えている。そして、2本のサイドシールリップ218,219を、先端縁(図4の左端縁)に向かう程直径方向外方(図4の上方)に傾斜させる事により、軸受空間13内へ外部からの塵埃、水、泥水等の異物の侵入を防止している。また、ラジアルシールリップ220を、先端縁(図4の右下縁)に向かう程、軸受空間13側(図4の右側)に傾斜させることにより、グリースの漏洩防止機能を確保している。   In addition, the seal member 217 includes an outer diameter side, an inner diameter side, two side seal lips 218 and 219, and one radial seal lip 220. Then, the two side seal lips 218 and 219 are inclined outward in the diametrical direction (upward in FIG. 4) toward the front end edge (left end edge in FIG. 4), thereby allowing dust from the outside to enter the bearing space 13. Intrusion of foreign substances such as water and muddy water is prevented. The radial seal lip 220 is inclined toward the bearing space 13 (right side in FIG. 4) toward the tip edge (lower right edge in FIG. 4), thereby ensuring a grease leakage prevention function.

図5は、密封性向上の対策としてシール部材のシールリップ形状を変更した密封装置であり、この密封装置12cは、外輪相当部材1のインボード側端部を内輪5の端面より後退させ、この後退部に配置されている(例えば特許文献2参照)。   FIG. 5 shows a sealing device in which the sealing lip shape of the sealing member is changed as a measure for improving the sealing performance. The sealing device 12c is configured to retract the inboard side end of the outer ring equivalent member 1 from the end surface of the inner ring 5, It arrange | positions at the retreat part (for example, refer patent document 2).

密封装置12cは、スリンガ316、芯金317及びシール部材318を備えており、スリンガ316の内径側円筒部320は内輪5の外径面に外嵌固定され、芯金317の外径側円筒部321は外輪相当部材1の外径面に外嵌固定されている。   The sealing device 12 c includes a slinger 316, a core metal 317, and a seal member 318, and the inner diameter side cylindrical portion 320 of the slinger 316 is externally fitted and fixed to the outer diameter surface of the inner ring 5, and the outer diameter side cylindrical portion of the core metal 317. 321 is fitted and fixed to the outer diameter surface of the outer ring equivalent member 1.

シール部材318は芯金317に接着等により一体に結合固定されており、直径方向の外側及び内側に配置されてスリンガ316の立板部319に摺接する2本のサイドシールリップ318a,318bと、スリンガ316の内径側円筒部320に摺接するラジアルシールリップ318cとを備えている。また、シール部材318には、先端近傍の内周面にスリンガ316の立板部319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318dが設けられている。   The seal member 318 is integrally bonded and fixed to the cored bar 317 by adhesion or the like, and is disposed on the outer side and the inner side in the diametrical direction, and has two side seal lips 318a and 318b that are in sliding contact with the standing plate portion 319 of the slinger 316, A radial seal lip 318c that is in sliding contact with the inner diameter side cylindrical portion 320 of the slinger 316 is provided. In addition, the seal member 318 is provided with a cylindrical flange 318d on the inner peripheral surface in the vicinity of the tip, where the tip of the standing plate portion 319 of the slinger 316 faces with a slight radial gap.

そして、シール部材318に設けられた2本のサイドシールリップ318a,318bが、スリンガ316の立板部319の内側面に摺接し、且つシール部材318の庇部318dにスリンガ316の立板部319の先端が近接してラビリンスシール部310を形成することで、耐水性、耐泥水性及び耐塵性が確保され、ラジアルシールリップ318cがスリンガ316の内径側円筒部320に摺接することで、グリース漏れ防止機能が確保されるとしている。
特開2001−165179号公報
The two side seal lips 318 a and 318 b provided on the seal member 318 are in sliding contact with the inner side surface of the standing plate portion 319 of the slinger 316, and the standing plate portion 319 of the slinger 316 is in contact with the flange portion 318 d of the seal member 318. By forming the labyrinth seal portion 310 in close proximity to each other, water resistance, mud water resistance and dust resistance are ensured, and the radial seal lip 318c is in sliding contact with the inner diameter side cylindrical portion 320 of the slinger 316, thereby causing grease leakage. The prevention function is said to be secured.
JP 2001-165179 A

しかしながら、図3〜図5に示した密封装置12a,12b,12cにおいては、シール部材の各シールリップ間の空間にグリースを封入して潤滑を行うため、外部から軸受空間13へ侵入する泥水や塵埃等を大幅に減少させることは難しい。このような密封装置12a,12b,12cは、水がかかることが少なく、また、塵埃も少ない比較的清浄な環境においては十分なシール性能を示すが、周知のように、ハブユニットは屋外で使用され、時には雨水や風雪、塵埃に曝され、極端な場合、水中(例えば海水中や泥水中)に浸漬した状況で使用されることがあるため、このような劣悪な使用環境では十分なシール性能が得られないことがある。   However, in the sealing devices 12a, 12b, and 12c shown in FIGS. 3 to 5, since the grease is sealed in the spaces between the seal lips of the seal member for lubrication, muddy water that enters the bearing space 13 from the outside or It is difficult to greatly reduce dust and the like. Such sealing devices 12a, 12b, and 12c exhibit sufficient sealing performance in a relatively clean environment with little water splashing and little dust, but as is well known, the hub unit is used outdoors. And sometimes exposed to rainwater, wind and snow, and dust, and in extreme cases, it may be used underwater (for example, in seawater or muddy water). May not be obtained.

一方で、自動車等の燃費向上のためにハブユニットには低トルク化が求められており、密封装置においてはシール部材が低緊迫力に設定されて使用されることが多い。そのため、上述の劣悪な使用環境下、特に泥水中に浸漬した状態では、水圧も付加されるため密封装置のシール性能を維持することができなくなり、水とともに塵埃等が軸受内部に侵入して潤滑不良を引き起こす虞れがある。   On the other hand, in order to improve the fuel efficiency of automobiles and the like, the hub unit is required to have a low torque, and in a sealing device, the seal member is often used with a low tension. For this reason, under the above-mentioned poor use environment, especially when immersed in muddy water, water pressure is also applied, so that the sealing performance of the sealing device cannot be maintained, and dust and the like enter the bearing and lubricate together with water. There is a risk of causing defects.

本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、シール性能の向上を図ることができると共に、潤滑剤を安定的に供給して長寿命とすることができ、更には剛性を高めることができる転がり軸受の密封装置及び該密封装置を組み込んだハブユニットを提供することにある。   The present invention has been made in order to eliminate such inconveniences, and the object thereof is to improve the sealing performance and to stably supply a lubricant to have a long life, Furthermore, it is providing the sealing device of a rolling bearing which can improve rigidity, and the hub unit incorporating this sealing device.

本発明の目的は、以下の構成によって達成される。
(1) 内側軌道輪と外側軌道輪との間に複数の転動体が周方向に転動可能に配設された転がり軸受に組み込まれる密封装置であって、
前記転がり軸受の軸受空間の軸方向の端部をシールするシール部材と、該シール部材に保持された潤滑剤含有プラスチック成形体とを有することを特徴とする転がり軸受の密封装置。
(2) 前記潤滑剤含有プラスチック成形体中のポリマーの割合は20〜90重量%であることを特徴とする(1)に記載の転がり軸受の密封装置。
(3) 内側軌道輪と外側軌道輪との間に複数の転動体が周方向に転動可能に配設され、前記内側軌道輪及び前記外側軌道輪のいずれか一方は車輪を結合固定するためのハブであり、(1)又は(2)に記載の密封装置が組み込まれたことを特徴とするハブユニット。
The object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1) A sealing device incorporated in a rolling bearing in which a plurality of rolling elements are arranged so as to be able to roll in the circumferential direction between an inner race and an outer race,
A rolling bearing sealing device comprising: a sealing member that seals an axial end of a bearing space of the rolling bearing; and a lubricant-containing plastic molded body held by the sealing member.
(2) The rolling bearing sealing device according to (1), wherein a ratio of the polymer in the lubricant-containing plastic molded body is 20 to 90% by weight.
(3) A plurality of rolling elements are disposed between the inner raceway and the outer raceway so as to be able to roll in the circumferential direction, and either the inner raceway or the outer raceway is coupled and fixed to the wheel. A hub unit comprising the sealing device according to (1) or (2).

本発明によれば、シール部材の所定の空間に固形物である潤滑剤含有プラスチック成形体が保持されるので、泥水中等での使用のように過酷な環境下で使用されても密封性能の向上を図ることができると共に、剛性を高めることができ、しかも潤滑剤含有プラスチック成形体から潤滑剤が安定的に供給されるため長寿命とすることができる。
また、潤滑剤含有プラスチック成形体中のポリマーの割合を20〜90重量%とすることで、潤滑剤含有プラスチック成形体に十分な強度を付与することができると共に、必要な潤滑剤含有量を確保することができる。
According to the present invention, since the lubricant-containing plastic molded body that is a solid material is held in a predetermined space of the seal member, the sealing performance is improved even when used in a harsh environment such as in muddy water. In addition, the rigidity can be increased, and the lubricant can be stably supplied from the lubricant-containing plastic molded article, so that the life can be extended.
In addition, by setting the polymer ratio in the lubricant-containing plastic molded body to 20 to 90% by weight, sufficient strength can be imparted to the lubricant-containing plastic molded body and the necessary lubricant content can be ensured. can do.

以下、本発明の一実施形態に係る転がり軸受の密封装置及びハブユニットを図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, a rolling bearing sealing device and a hub unit according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の一実施形態であるハブユニットの密封装置を説明するための要部断面図であり、(a)は外輪のインボード側端部と内輪との間に設けられた密封装置、(b)は外輪のアウトボード側端部とハブとの間に設けられた密封装置である。なお、この実施形態では、ハブユニット及び密封装置の基本的構造については、既に図2〜図4で説明したハブユニットO及び密封装置12a,12bを例に採り、同等部分については同一符号を付して、その説明を省略或いは簡略化する。   FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part for explaining a hub unit sealing device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a sealing device provided between an inboard side end of an outer ring and an inner ring. , (B) is a sealing device provided between the end portion of the outer ring on the outboard side and the hub. In this embodiment, the basic structure of the hub unit and the sealing device is taken as an example of the hub unit O and the sealing devices 12a and 12b already described with reference to FIGS. Therefore, the description is omitted or simplified.

図1(a)に示すように、外輪相当部材1のインボード側端部と内輪5との間に設けられた密封装置12aは、転がり軸受の軸受空間13の一端部をシールするシール部材107を備えると共に、シール部材107に保持された3つの円環状の潤滑剤含有プラスチック成形体100A,100B,100Cとを有する。潤滑剤含有プラスチック成形体100Aは、シール部材107の基端部と外側シールリップ114とスリンガ106の外側円環部113とによって囲まれる空間Aに保持され、潤滑剤含有プラスチック成形体100Bは、外側シールリップ114と中間シールリップ115とスリンガ106の外側円環部113とによって囲まれる空間Bに保持され、潤滑剤含有プラスチック成形体100Cは、内側シールリップ116と中間シールリップ115とスリンガ106の内径側円筒部112とによって囲まれる空間Cに保持される。   As shown in FIG. 1A, a sealing device 12a provided between an inboard side end of the outer ring equivalent member 1 and the inner ring 5 is a seal member 107 that seals one end of a bearing space 13 of the rolling bearing. And three annular lubricant-containing plastic molded bodies 100A, 100B, and 100C held by the seal member 107. The lubricant-containing plastic molded body 100A is held in a space A surrounded by the base end portion of the seal member 107, the outer seal lip 114, and the outer annular portion 113 of the slinger 106, and the lubricant-containing plastic molded body 100B is The lubricant-containing plastic molded body 100 </ b> C is held in a space B surrounded by the seal lip 114, the intermediate seal lip 115, and the outer ring portion 113 of the slinger 106, and the inner diameter of the inner seal lip 116, the intermediate seal lip 115, and the slinger 106 It is held in a space C surrounded by the side cylindrical portion 112.

また、図1(b)に示すように、外輪相当部材1のアウトボード側端部とハブ4との間に設けられた密封装置12bは、転がり軸受の軸受空間13の他端部をシールするシール部材217を備えると共に、シール部材217に保持された4つの円環状の潤滑剤含有プラスチック成形体100D,100E,100F,100Gを有する。潤滑剤含有プラスチック成形体100Dは、シール部材217の外側サイドシールリップ218と外輪相当部材1とハブ4とによって囲まれる空間Dに保持され、潤滑剤含有プラスチック成形体100Eは、外側サイドシールリップ218と内側サイドシールリップ219とハブ4とによって囲まれる空間Eに保持される。潤滑剤含有プラスチック成形体100Fは、内側サイドシールリップ219とラジアルシールリップ220とハブ4とによって囲まれる空間Fに保持され、潤滑剤含有プラスチック成形体100Gは、ラジアルシールリップ220の軸方向内方(図1(b)の右方)位置でのハブ4の外径側の空間Gに保持される。   Further, as shown in FIG. 1B, the sealing device 12b provided between the end portion on the outboard side of the outer ring equivalent member 1 and the hub 4 seals the other end portion of the bearing space 13 of the rolling bearing. A seal member 217 is provided, and four annular lubricant-containing plastic molded bodies 100D, 100E, 100F, and 100G are held by the seal member 217. The lubricant-containing plastic molded body 100D is held in a space D surrounded by the outer side seal lip 218, the outer ring equivalent member 1 and the hub 4 of the seal member 217. The lubricant-containing plastic molded body 100E is retained by the outer side seal lip 218. Are held in a space E surrounded by the inner side seal lip 219 and the hub 4. The lubricant-containing plastic molded body 100F is held in a space F surrounded by the inner side seal lip 219, the radial seal lip 220, and the hub 4. The lubricant-containing plastic molded body 100G is axially inward of the radial seal lip 220. It is held in the space G on the outer diameter side of the hub 4 at the position (right side of FIG. 1B).

なお、ここでは、説明の便宜上、空間A〜Gの全てに潤滑剤含有プラスチック成形体100A〜100Gを保持させているが、密封装置12aについては、空間A〜Cの内で任意の空間を少なくとも一箇所選定し、密封装置12bについては、空間D〜Gの内で任意の空間を少なくとも一箇所選定して、それぞれの選定空間に潤滑剤含有プラスチック成形体を保持させることができる。また、場所によって、例えば空間Gでは、環状のガータスプリングを用いて潤滑剤含有プラスチック成形体100Gを固定してもよい。   Here, for convenience of explanation, the lubricant-containing plastic molded bodies 100A to 100G are held in all of the spaces A to G, but the sealing device 12a has at least any space among the spaces A to C. With regard to the sealing device 12b selected at one place, at least one arbitrary space among the spaces D to G can be selected, and the lubricant-containing plastic molded body can be held in each selected space. Further, depending on the location, in the space G, for example, the lubricant-containing plastic molded body 100G may be fixed using an annular garter spring.

潤滑剤含有プラスチック成形体を配置しない空間には、従来どおりグリースを封入してもよく、潤滑剤含有プラスチック成形体とグリースを併用してもよい。また、各シールリップの先端にはグリース又は潤滑油を塗布することが好ましい。   In a space where the lubricant-containing plastic molded body is not disposed, grease may be sealed as usual, or the lubricant-containing plastic molded body and grease may be used in combination. Moreover, it is preferable to apply grease or lubricating oil to the tip of each seal lip.

ここで、潤滑剤含有プラスチック成形体は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系ポリマーから選定されたポリマーに、潤滑剤として、ポリα−オレフィン油のようなパラフィン系炭化水素油、ナフテン系炭化水素油、鉱油、ジアルキルジフェニルエーテルのようなエーテル油、トリメリット酸エステルのようなエステル油等のいずれかを混合して加熱溶融した後、所定の型に注入して加圧しながら冷却固化させて成形したものであり、例えば圧縮成形や射出成形により製造される。   Here, the lubricant-containing plastic molded article is a polymer selected from polyolefin-based polymers such as polyethylene, polypropylene, polybutylene, polymethylpentene, etc., as a lubricant, paraffin-based hydrocarbon oil such as poly-α-olefin oil, Mix and heat melt any of naphthenic hydrocarbon oil, mineral oil, ether oil such as dialkyldiphenyl ether, ester oil such as trimellitic acid ester, etc. For example, it is manufactured by compression molding or injection molding.

ポリマーの平均分子量は1×103 〜5×106 の範囲にあるが、潤滑剤含有プラスチック成形体用としては、その中で平均分子量1×103 〜1×105 の比較的低分子量のものと、1×106 〜5×106 という超高分子量のものとを単独で、または成形後の剛性と成形性とに応じてこれらを混合して使用する。 Although the average molecular weight of the polymer is in the range of 1 × 10 3 to 5 × 10 6 , it is a relatively low molecular weight of 1 × 10 3 to 1 × 10 5 in the lubricant-containing plastic molding. And those having an ultrahigh molecular weight of 1 × 10 6 to 5 × 10 6 are used alone or in combination according to the rigidity and moldability after molding.

また、潤滑剤含有プラスチック成形体は、機械的強度を向上させる目的で、上記ポリオレフィン系ポリマー以外に、次に示すような熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を一種類または二種類以上含むものであってもよい。含有可能な熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリスチレン、ABS樹脂等が挙げられる。   The lubricant-containing plastic molded body contains one or more of the following thermoplastic resins and thermosetting resins in addition to the polyolefin-based polymer for the purpose of improving mechanical strength. May be. Examples of the thermoplastic resin that can be contained include polyamide, polycarbonate, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyamideimide, polystyrene, and ABS resin.

含有可能な熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。なお、これらの樹脂をポリオレフィン系ポリマーに対してより均一な状態で分散させるために、必要に応じて相溶化剤を加えて成形を行ってもよい。また、潤滑剤含有プラスチック成形体は、これら以外にも、酸化防止剤、錆止め剤、摩耗防止剤、泡消し剤、極圧剤等の各種添加剤を含むものであってもよい。   Examples of thermosetting resins that can be contained include unsaturated polyester resins, urea resins, melamine resins, phenol resins, polyimide resins, and epoxy resins. In addition, in order to disperse these resins in a more uniform state with respect to the polyolefin-based polymer, molding may be performed by adding a compatibilizing agent as necessary. In addition to these, the lubricant-containing plastic molded article may contain various additives such as an antioxidant, a rust inhibitor, an antiwear agent, a defoaming agent, and an extreme pressure agent.

ポリマーと潤滑剤との存在比は、ポリマー:潤滑剤=20〜90重量%:80〜10重量%であることが好ましい。ポリマーの含有量が20重量%未満であると、成形体としての強度が得られ難くなる。また、ポリマーの含有量が90重量%を超える(潤滑剤の含有量が10重量%未満となる)と、潤滑剤の供給量が不足する虞れがある。   The abundance ratio of the polymer to the lubricant is preferably polymer: lubricant = 20 to 90% by weight: 80 to 10% by weight. When the polymer content is less than 20% by weight, it is difficult to obtain strength as a molded body. Further, when the polymer content exceeds 90% by weight (the lubricant content is less than 10% by weight), the supply amount of the lubricant may be insufficient.

また、車でのラジオノイズ防止のため導電性シールを用いることがある。その場合、よ
り導電性を高めるために、この潤滑剤含有プラスチック成形体に導電性フィラーを含有し
てもよい。この潤滑剤含有プラスチック成形体に含有可能な導電性フイラーとしては、銀、銅、アルミニウム等の金属、アルミニウムドープ酸化亜鉛、アンチモンドープ酸化スズ被覆硫酸バリウム、アンチモンドープ酸化スズ被覆ホウ酸アルミニウム、アンチモンドープ酸化スズ被覆酸化チタン、アンチモンドープ酸化スズ、窒素ドープ酸化チタン(チタンブラック)、アンチモンドープ酸化スズ被覆チタン酸カリウム、カーボン被覆チタン酸カリウム等の非金属酸化物、オイルファーネスブラック、アセチレンブラック、黒鉛、カーボン繊維等の炭素材料、導電性カーボンブラック等が挙げられ、その形態としては、ウィスカー状あるいは針状のアスペクト比が高いものが好適である。このような導電性フィラーの添加量は、潤滑剤含有プラスチック成形体の全重量に対して10〜40重量%が適当である。
In addition, a conductive seal may be used to prevent radio noise in a car. In this case, in order to further increase the conductivity, the lubricant-containing plastic molded body may contain a conductive filler. The conductive fillers that can be contained in this lubricant-containing plastic molding include metals such as silver, copper, and aluminum, aluminum-doped zinc oxide, antimony-doped tin oxide-coated barium sulfate, antimony-doped tin oxide-coated aluminum borate, and antimony-doped. Non-metal oxides such as tin oxide coated titanium oxide, antimony doped tin oxide, nitrogen doped titanium oxide (titanium black), antimony doped tin oxide coated potassium titanate, carbon coated potassium titanate, oil furnace black, acetylene black, graphite, Examples thereof include carbon materials such as carbon fibers, conductive carbon black, and the like, and those having a high whisker-like or needle-like aspect ratio are preferable. The amount of the conductive filler added is suitably 10 to 40% by weight based on the total weight of the lubricant-containing plastic molded body.

潤滑剤含有プラスチック成形体の硬さとしては、JIS K 6301に記載のスプリング硬さAスケールで85以下、より好ましくは80以下である。また、引張試験においてJIS1号ダンベル試験片での破断強度が9MPa以下が好ましい。スプリング硬さAスケールが85を超えるか、破断強度が9MPaを超えると、潤滑剤含有プラスチック成形体がハブユニットやシールリップの動きに追随することができなくなる場合がある。   The hardness of the lubricant-containing plastic molded body is 85 or less, more preferably 80 or less on the spring hardness A scale described in JIS K 6301. In the tensile test, the breaking strength of the JIS No. 1 dumbbell test piece is preferably 9 MPa or less. If the spring hardness A scale exceeds 85 or the breaking strength exceeds 9 MPa, the lubricant-containing plastic molded article may not be able to follow the movement of the hub unit or the seal lip.

また、密封装置の組立方法については、潤滑剤含有プラスチック成形体を選定空間の断面形状と略同一の断面形状を有する円筒形に成形した後、選定空間に挿入して保持させる。この場合、潤滑剤含有プラスチック成形体は円筒形に限らず、周方向に2つ以上に分割されたものを用いて、選定空間に保持させるようにしてもよい。このようにすると、潤滑剤含有プラスチック成形体のシール部材の選定空間への組込作業を容易にすることができる。   As for the assembly method of the sealing device, the lubricant-containing plastic molded body is formed into a cylindrical shape having a cross-sectional shape substantially the same as the cross-sectional shape of the selected space, and is then inserted and held in the selected space. In this case, the lubricant-containing plastic molded body is not limited to the cylindrical shape, and may be held in the selected space by using one that is divided into two or more in the circumferential direction. In this way, it is possible to facilitate the work of assembling the lubricant-containing plastic molded body into the selected space of the seal member.

さらに、潤滑剤含有プラスチック成形体については、スリンガ106やハブ4と接触してもそれ自身から潤滑剤がでるので問題は生じない。むしろ、潤滑剤含有プラスチック成形体がスリンガ106やハブ4と接触している場合、外部からの水や異物等がそれ以上軸受空間13内に侵入することがないため密封性が向上する。また、シール部材のシールリップ部近傍では、例えば図1(a)を参照して、外側シールリップ114のリップ先端とスリンガ106の外側円環部113とが摺動してリップ114が動くことが考えられるため、リップ114と潤滑剤含有プラスチック成形体100Bとの間にはすき間を設けておくことが好ましい。   Further, the lubricant-containing plastic molded body does not cause a problem even if it comes into contact with the slinger 106 or the hub 4 because the lubricant comes out from itself. Rather, when the lubricant-containing plastic molded body is in contact with the slinger 106 or the hub 4, water or foreign matter from the outside does not enter the bearing space 13 any more, and the sealing performance is improved. Further, in the vicinity of the seal lip portion of the seal member, for example, referring to FIG. 1A, the lip tip of the outer seal lip 114 and the outer annular portion 113 of the slinger 106 slide to move the lip 114. Therefore, it is preferable to provide a gap between the lip 114 and the lubricant-containing plastic molded body 100B.

このように、本実施形態の転がり軸受の密封装置及びハブユニットによれば、シール部材107、217の任意の選定空間A〜Gに固形物である潤滑剤含有プラスチック成形体100A〜100Gが保持されることで、泥水中等での使用のように過酷な環境下で使用されても密封性能の向上を図ることができると共に、剛性を高めることができ、しかも潤滑剤含有プラスチック成形体から潤滑剤が安定的に供給されるため長寿命とすることができる。   Thus, according to the rolling bearing sealing device and the hub unit of the present embodiment, the lubricant-containing plastic molded bodies 100A to 100G, which are solid substances, are held in the arbitrary selected spaces A to G of the seal members 107 and 217. As a result, even when used in harsh environments such as in muddy water, the sealing performance can be improved and the rigidity can be increased. Since it is supplied stably, it can have a long life.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is further demonstrated, this invention is not restrict | limited at all by this.

図1における密封装置12aの空間B,C及び密封装置12bの空間E,Fに潤滑剤含有プラスチック成形体を保持させたものを実施例とし、密封装置12aの空間B,C及び密封装置12bの空間E,Fに空間体積の30%のグリースを封入したもの比較例として、それぞれハブユニットに組み込んだ状態でシール性能の比較試験を行った。なお、本実施例に用いた潤滑剤含有プラスチック成形体は、以下の条件で作製される。   In FIG. 1, spaces B and C of the sealing device 12a and spaces E and F of the sealing device 12b in which the lubricant-containing plastic molding is held are used as examples, and the spaces B and C of the sealing device 12a and the sealing device 12b As a comparative example in which grease of 30% of the space volume was sealed in the spaces E and F, a comparative test of sealing performance was performed in a state of being incorporated in the hub unit. In addition, the lubricant containing plastic molding used for the present Example is produced on condition of the following.

[使用材料]
(ポリオレフィン系ポリマー)
三井石油化学工業(株)製、超高分子量ポリエチレン、ミペロン(登録商標)XM220:9重量%
三菱油化(株)製、低分子量ポリエチレン PZ50U:21重量%
(潤滑剤)
日本石油(株)製、パラフィン系鉱油 FBKオイル「RO100」:50重量%
[成形条件]
成形方法:射出成形(インラインスクリュー式)
金型温度: 70°C
樹脂温度:170°C
成形圧力:400kg/cm(39.2MPa)
[Materials used]
(Polyolefin polymer)
Made by Mitsui Petrochemical Co., Ltd., ultra high molecular weight polyethylene, Mipperon (registered trademark) XM220: 9% by weight
Low molecular weight polyethylene PZ50U manufactured by Mitsubishi Oil Chemical Co., Ltd. 21% by weight
(lubricant)
Made by Nippon Oil Co., Ltd., paraffinic mineral oil FBK oil “RO100”: 50% by weight
[Molding condition]
Molding method: injection molding (in-line screw type)
Mold temperature: 70 ° C
Resin temperature: 170 ° C
Molding pressure: 400 kg / cm 2 (39.2 MPa)

本発明の実施例及び比較例について、日本精工株式会社製回転試験機を用い、泥水中に浸漬された場合を想定して密封性の試験を実施した。   About the Example and comparative example of this invention, the test of sealing performance was implemented supposing the case where it was immersed in muddy water using the rotation testing machine by NSK Ltd.

試験は、以下の試験条件で100時間連続して回転させた後に、密封性を評価した。
回転速度:1000min-1
回転時間:100時間
軸偏心:0.5mmTIR
泥水組成:JIS 8種ダスト20%(軸中心まで浸漬)
グリース:ウレア石鹸、鉱油
In the test, the sealability was evaluated after rotating continuously for 100 hours under the following test conditions.
Rotational speed: 1000min -1
Rotation time: 100 hours Shaft eccentricity: 0.5mm TIR
Mud composition: JIS 8 class dust 20% (immersion to shaft center)
Grease: Urea soap, mineral oil

この結果、潤滑剤含有プラスチックを用いた実施例では、ハブユニットに塗布したグリース中に含まれる水分量は1%以下と、良好な密封性能が得られた。一方、グリースを封入した比較例では、グリース中に含まれる水分量が5%を超えてしまい、十分な密封性能が得られなかった。   As a result, in the example using the lubricant-containing plastic, the moisture content contained in the grease applied to the hub unit was 1% or less, and good sealing performance was obtained. On the other hand, in the comparative example in which the grease was enclosed, the amount of water contained in the grease exceeded 5%, and sufficient sealing performance was not obtained.

以上より、本発明の実施例は比較例より良好な密封性能を示した。つまり、密封装置のシール部材の選定空間に潤滑剤含有プラスチック成形体を保持させることで、優れた密封性能を有することが確認できた。   As mentioned above, the Example of this invention showed the sealing performance better than the comparative example. That is, it has been confirmed that the lubricant-containing plastic molded body is held in the selected space of the sealing member of the sealing device to have excellent sealing performance.

なお、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜、変形、改良等の変更が可能である。
本実施形態ではハブユニットについて説明したが、本発明の転がり軸受の密封装置は、鉄道車両の車輪を支持する軸受装置にも適用可能である。また、転がり軸受の構造や密封装置の構造は、本実施形態に限定されるものでない。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment and Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, a change, a modification, improvement, etc. are possible suitably.
Although the hub unit has been described in the present embodiment, the rolling bearing sealing device of the present invention can also be applied to a bearing device that supports wheels of a railway vehicle. Moreover, the structure of a rolling bearing and the structure of a sealing device are not limited to this embodiment.

また、本実施形態では、潤滑剤含有プラスチック成形体の断面形状をシール部材の選定空間の断面形状と略同一としているが、必ずしもこのようにする必要はなく、シール部材の選定空間に保持可能とされ、且つ本発明の作用効果を得ることができる範囲において、任意の断面形状の潤滑剤含有プラスチック成形体を用いてもよい。   Further, in this embodiment, the cross-sectional shape of the lubricant-containing plastic molded body is substantially the same as the cross-sectional shape of the seal member selection space, but this is not necessarily required and can be held in the seal member selection space. In addition, a lubricant-containing plastic molded article having an arbitrary cross-sectional shape may be used as long as the effects of the present invention can be obtained.

本発明の一実施形態であるハブユニットの密封装置の要部断面図であり、(a)は外輪のインボード側端部と内輪との間に設けられた密封装置、(b)は外輪のアウトボード側端部とハブとの間に設けられた密封装置である。It is principal part sectional drawing of the sealing device of the hub unit which is one Embodiment of this invention, (a) is the sealing device provided between the inboard side edge part of an outer ring | wheel, and an inner ring | wheel, (b) is an outer ring | wheel. This is a sealing device provided between the outboard side end and the hub. 従来のハブユニットの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the conventional hub unit. 外輪のインボード側端部と内輪との間に設けられた従来の密封装置を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the conventional sealing device provided between the inboard side edge part and outer ring | wheel of an outer ring | wheel. 外輪のアウトボード側端部とハブとの間に設けられた従来の密封装置を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the conventional sealing device provided between the outboard side edge part of the outer ring | wheel, and the hub. 従来の他の密封装置を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the other conventional sealing device.

符号の説明Explanation of symbols

O ハブユニット
1 外輪相当部材(外側軌道輪)
3 内輪相当部材(内側軌道輪)
4 ハブ
5 内輪
10 転動体
12a,12b 密封装置
100A〜100G 潤滑剤含有プラスチック成形体
107,217 シール部材
O Hub unit 1 Outer ring equivalent member (outer raceway ring)
3 Inner ring equivalent member (inner race)
4 Hub 5 Inner ring 10 Rolling elements 12a and 12b Sealing devices 100A to 100G Lubricant-containing plastic molded bodies 107 and 217 Seal members

Claims (3)

内側軌道輪と外側軌道輪との間に複数の転動体が周方向に転動可能に配設された転がり軸受に組み込まれる密封装置であって、
前記転がり軸受の軸受空間の軸方向の端部をシールするシール部材と、該シール部材に保持された潤滑剤含有プラスチック成形体とを有することを特徴とする転がり軸受の密封装置。
A sealing device incorporated in a rolling bearing in which a plurality of rolling elements are arranged so as to be able to roll in a circumferential direction between an inner race and an outer race,
A rolling bearing sealing device comprising: a sealing member that seals an axial end of a bearing space of the rolling bearing; and a lubricant-containing plastic molded body held by the sealing member.
前記潤滑剤含有プラスチック成形体中のポリマーの割合は20〜90重量%であることを特徴とする請求項1に記載の転がり軸受の密封装置。   The rolling bearing sealing device according to claim 1, wherein a ratio of the polymer in the lubricant-containing plastic molded body is 20 to 90% by weight. 内側軌道輪と外側軌道輪との間に複数の転動体が周方向に転動可能に配設され、前記内側軌道輪及び前記外側軌道輪のいずれか一方は車輪を結合固定するためのハブであり、請求項1又は2に記載の密封装置が組み込まれたことを特徴とするハブユニット。   A plurality of rolling elements are disposed between the inner raceway and the outer raceway so as to roll in the circumferential direction, and either the inner raceway or the outer raceway is a hub for coupling and fixing the wheels. A hub unit, wherein the sealing device according to claim 1 or 2 is incorporated.
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