JP2007010009A

JP2007010009A - 密封シールおよび密封ころがり軸受

Info

Publication number: JP2007010009A
Application number: JP2005190426A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Shimizuya; 雅由清水屋
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2007-01-18

Abstract

【課題】
シールリップであるアキシャルリップと相手部材とのシメシロを正確に管理するために、固定部材を外輪若しくは内輪の正確な取付け位置に嵌合固定し、密封性の向上する密封シールと該密封シールとを備えた密封ころがり軸受とを提供する事を課題としている
【解決手段】
アキシャルリップを備えた固定部材と前記アキシャルリップに当接するスリンガ部材とからなる密封シールであって、固定部材の端部を被覆している被覆部の端面を軸方向内方を頂点とする略円すい面とした密封シールを取付けることによって課題の解決を図る。
【選択図】図２

Description

本発明は、密封シールならびに密封ころがり軸受、特に、密封耐久性を向上した自動車の車輪用軸受に好適な密封シールならびに密封ころがり軸受に関する。

図４、図５、図６によって従来の密封ころがり軸受Ｈｕｚおよび該密封ころがり軸受Ｈｕｚに使用される密封シール４ｚを説明する。

密封シール４ｚは、金属製の芯金４１ｚにゴム材４２ｚを接着し、ゴム材４２ｚに軸受の軸方向外方に向けたアキシャルリップ４２１ｚおよび径方向内方に向けた２つのラジアルリップ４２２ｚ、４２３ｚを設けた固定部材４０ｚを外輪１ｚの端部の内周面１ｃｚに嵌合固定し、そして、これらの固定部材４０ｚに対向させて金属製のスリンガ部材４６ｚを内輪２ｚの内輪要素２ａ、２ｂに形成されている端部の外周面２ｃｚ、２ｄｚの所定位置に夫々嵌合固定し、アキシャルリップ４２１ｚおよびラジアルリップ４２２ｚ、４２３ｚをスリンガ部材４６ｚにそれぞれ摺接させることにより、密封シール４ｚを構成しているものが広く使用されている。

また、密封ころがり軸受Ｈｕｚは、特に、アキシャルリップ４１２ｚおよびラジアルリップ４２２ｚ、４２３ｚなどシールリップと相手部材であるスリンガ部材４６ｚとの摺接により密封することに加えて、外輪１ｚの端部の内周面１ｃｚと芯金４１ｚとの間の密封性も重要である。そのために、芯金４１ｚの端部に設けた絞り部４１３ｚの外周部４１５ｚにもゴム材４２ｚの被覆部４２５ｚを設けている。

被覆部４２５ｚの外周部４２６ｚには、外輪１ｚの内周面１ｃｚとの密封性を良好にするために、僅かに径方向外方へ出っ張った環状凸部４２７ｚを設けている。この場合、被覆部４２５ｚは加工上の都合から、絞り部４１３ｚの内周部４１４ｚと端面４１６ｚとを合せて被覆している。

絞り部４１３ｚをゴム材４２ｚで被覆された固定部材４０ｚを外輪１ｚの内周面１ｃｚに圧入すると、固定部材４０ｚと内周面１ｃｚとの間の密封性は向上する変わりに、前記環状凸部４２７ｚが圧入時に抵抗となって被覆部４２５ｚの外周部４２６ｚを軸方向外方へ押しやり、そのために、外周部４２６ｚが内周部４２８ｚよりも軸方向外方へ出っ張り、取付け後は、取付け前に軸方向に直角な平面であった被覆部４２５ｚの端面４２９ｚは軸方向に直角な平面を維持できずに、斜面となってしまう。軸方向軸受内方に頂点を有する円すい面の一部のような形状になる。

密封シール４ｚを軸受に組み込む場合、重要なことは、固定部材４０ｚの取付け位置を管理することである。スリンガ部材４６ｚは固定部材４０ｚを取付けた後に内輪２ｚの所定の位置へ圧入するので、この圧入の結果、スリンガ部材４６ｚと固定部材４０ｚに一体的に取付けられているアキシャルリップ４２１ｚとのシメシロＳがきまってくる。

それ故、ゴム材４２ｚが被覆されていないスリンガ部材４６ｚよりも、ゴム材４２ｚの被覆部４２５ｚが形成されている固定部材４０ｚの位置管理が難しく、また、重要になってくる。

取付け位置の確認は、外輪１ｚの端面１１ｚと固定部材４０ｚの被覆部４２５ｚの端面４２９ｚとの軸方向距離で行なうことになるが、この端面４２９ｚが、斜面になっていると確認の精度が問題になる。

一方、スリンガ部材４６ｚは内輪要素２ｂｚの端面とスリンガ部材４６ｚとの軸方向距離で行なう。スリンガ部材４６ｚとアキシャルリップ４２１ｚのシメシロＳの管理を間接的にしている関係上、この精度が問題になることは、とりもなおさず、シメシロの管理が問題になってくることにつながって来る。固定部材４０ｚへの被覆に関して開示している文献がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１-６５７０４号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている事項は、円筒部２ｂの先端部２ｂａの円筒部覆い部分３ｄは、その外径面が円筒部２ｂの外径面よりも僅かに大径となる程度の外径としているものの、上記の問題には触れていない。（なお、上記特許文献１に関する説明で用いた符号は、特許文献１に記載の符号をそのまま用いた）。
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、シールリップであるアキシャルリップと相手部材とのシメシロを正確に管理するために、固定部材を外輪若しくは内輪の正確な取付け位置に嵌合固定し、密封性の向上する密封シールと該密封シールとを備えた密封ころがり軸受とを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、第１の発明は、
外輪、内輪、外内輪間に介装された転動体とからなるころがり軸受を密封するための密封シールであって、
前記密封シールは外輪の内周面若しくは内輪の外周面に嵌合固定される固定部材と、前記固定部材に形成されて相手部材と摺接するシールリップと、を有しており、前記固定部材には嵌合固定される周面を有する第１円筒部が設けられ、前記第１円筒部の軸方向軸受外方の端部が外周部、内周部、端面共に弾性部材の被覆部で被覆されている密封シールにおいて、
前記被覆部の内周面と外周面とのうち、嵌合固定される側の周面を他方の側の周面よりも軸方向軸受外方へ所定寸法だけ短く延在させて前記被覆部の端面を予め略斜面としたことを特徴とする密封シールを提供する。

また、第２発明は、
外輪と、
内輪と、
前記外輪と前記内輪間に介装される転動体と
前記外輪と前記内輪との間に形成される軸受空間を密封するための密封シールとを備えた密封ころがり軸受において、
第１の発明の密封シールを取付けたことを特徴とする密封ころがり軸受を提供する。

本発明によれば、シールリップであるアキシャルリップと相手部材とのシメシロを正確に管理するために、固定部材を外輪若しくは内輪の正確な取付け位置に嵌合固定し、密封性の向上する密封シールと該密封シールとを備えた密封ころがり軸受とを提供する事が出来る。

以下、本発明に係わる実施形態を図面を参照しつつ説明する。

（実施形態１）
図１、図２、図３を参照しながら本発明の実施形態１の密封シールならびに該密封シールを取付けた密封ころがり軸受を説明する。

図１は、回転中心線Ｘ−Ｘより上半分を示す密封ころがり軸受の断面図であり、図２はころがり軸受に取付ける前の密封シールの中心線ＣＬより上半分を示す断面図である。図３は、密封シールをころがり軸受に取付けた後の状態で図１のＡ部拡大図を示す。

本発明の実施形態である密封ころがり軸受Ｈｕは、複列の内周軌道１ａ_１、１ａ_２を有する外輪１と、複列の内周軌道１ａ_１、１ａ_２に対向する複列の外周軌道２ａ_１、２ｂ_１を有する内輪２と、外輪１と内輪２との間に複列に配置された複数のボール３と、ボール３を保持する保持器５と、密封ころがり軸受Ｈｕの両端部に取付けられた密封シール４とから構成されている。

外輪１は前述のように、複列の内周軌道１ａ_１、１ａ_２と、両端部に後述するように固定部材を取付ける内周面１ｃを有している。

内輪２は、一対の内輪要素２ａ、２ｂからなっている。内輪要素２ａ、２ｂはそれぞれ、外輪１の内周軌道１ａ_１、１ａ_２に対向する外周軌道２ａ_１、２ｂ_１と、密封ころがり軸受Ｈｕとして組み立てられたときに、その端部には外周面２ｃ、２ｄを有し、外周面２ｃ，２ｄには後述するスリンガを固定する．内輪要素２ａ、２ｂの中心部は小径部２ａ_２、２ｂ_２となっている。

内輪要素２ａ、２ｂの小径部２ａ_２、２ｂ_２の端面を互いに付き合わせて、内輪２を形成している。

ボール３は内周軌道１ａ_１、１ａ_２と外周軌道２ａ_１、２ｂ_１との間に配置されて、保持器５，５によって保持されている。

密封シール４，４は、密封ころがり軸受Ｈｕの両端部に取付けられ、外輪１と内輪２とで形成する軸受空間を密封している。

両端部に取付けられている密封シール４，４は、取付け方向が逆であるが、構造は同じであるので、図２および図１の図中、右側に示すＡ部拡大図（図３）を参照して詳細に説明する。図２は密封シール４を密封ころがり軸受に取付ける前の、密封シール単体を示している。図３は密封シールを密封ころがり軸受に取付けた後の状態を示している。

密封シール４は、固定部材４０とスリンガ部材４６から構成されている。

固定部材４０は芯金４１と芯金４１に接着されているゴム材４２等の弾性部材から構成されている。

芯金４１は第１円筒部４１１と第１円筒部４１１の軸方向軸受内方の所定位置から径方向内方に直角に折り曲げられて内方環状部４１２を形成している。なお、軸方向内方および外方は、密封シールを軸受に組み付けた状態で示す方向である。以下の記述においても同様である。

第１円筒部４１１は外輪１の内周面１ｃへ嵌合固定される周面となる。

内方環状部４１２の軸受外方側および第１円筒部４１１の内周側にはゴム材４２が焼き付けられている。

内方環状部４１２の軸方向軸受外方の側面に焼き付けられているゴム材４２の径方向において中央部よりやや内径側の部位から軸方向外方に伸びるアキシャルリップ４２１が形成されている。内周部には軸方向軸受外方かつ径方向内方に延びる第１ラジアルリップ４２２と径方向内方に延びる第２ラジアルリップ４２３が形成されている。

アキシャルリップ４２１、第１ラジアルリップ４２２、第２ラジアルリップ４２３は後述するように相手部材となるスリンガと摺接するシールリップである。

第１円筒部４１１は、軸方向軸受外方側が径方向内方へ所定寸法だけ絞られ、絞り部４１３となっている。

絞り部４１３の内周部４１４、外周部４１５および端面４１６にはゴム材４２の被覆部４２５が形成されている。この場合、被覆部４２５の加工上の都合から、絞り部４１３の内周部４１４と端面４１６とを合せてゴム材４２で被覆している。

被覆部４２５の外周面４２６には、外輪１の内周部１ｃとの密封性を良好にするために、第１円筒部４１１の周面よりも僅かに径方向外方へ出っ張った環状凸部４２７を設けている。被覆部４２５の端面４２９の外周面４２６は内周面４２８よりも軸方向に短い延在長さ寸法に形成されている。その結果、被覆部４２５の端面４２９は、軸受の外方に頂点を有する円すい面の一部のような形状になる。本実施形態においては、外周面４２６が外輪１に嵌合固定される側の周面となり、内周面４２８が他方の側の周面になる。

絞り部４１３を被覆している被覆部４２５とアキシャルリップ４２１、第１ラジアルリップ４２２、第２ラジアルリップ４２３まで、一体に成形されたゴム材４２である。
スリンガ部材４６は第２円筒部４６１と第２円筒部４６１に連設されて軸方向軸受外方の所定位置から径方向外向きに環状のフランジ部４６２が形成されている。内輪要素２ｂの外周面２ｄに嵌合後、フランジ部４６２の軸受側の面４６３はアキシャルリップ４２１と所定のシメシロＳをもって摺接する。

第２円筒部４６１の内周面４６４は、内輪要素２ｂの外周面２ｄに嵌合固定される。第２円筒部４６１の外周面４６５は第２ラジアルリップ４２２および第３ラジアルリップ４２３との摺接面である。

本実施形態では、スリンガ部材４６が前述のようにシールリップと摺接する相手部材である。

密封シールを軸受に組み付ける場合について説明する。

まず、固定部材４０を外輪１の内周面１ｃに圧入する。この場合、固定部材４０を、治工具（図示、略）で被覆部４２５の端面４２９を押すことにより所定の位置まで圧入する。

次にスリンガ４６を内輪要素２ｂの外周面２ｄの所定位置に圧入する。

その結果、スリンガ４６のフランジ４６２の軸受側の面４６３とアキシャルリップ４２１はシメシロＳを有して、軸方向の密封シールを形成する。また、第２円筒部４６１の外周面４６５と第１ラジアルリップ４２２および第２ラジアルリップ４２３とは当接し、径方向に密封シールを形成する。

個々に密封シールを形成した結果、全体としての密封シール４が形成されることになる。

固定部材４０を外輪１に圧入するときに、被覆部４２５の外周面に形成されている環状凸部４２７は、外輪１の内周面１ｃとの抵抗が大きく、そのために、軸方向軸受外方へ押しやられて、被覆部４２５の外周面４２６は内周面４２８に較べて軸方向外方へ延ばされる。被覆部４２５の外周面４２６は前述のように予め内周面４２８に較べて軸方向への延在長さ寸法が短く形成されているので、圧入によって生じる軸方向外方への延びによって、少ない分が補正されて、圧入後、端面４２９は軸方向に直角な平面となる。（図３を参照）

絞り部４１３の端面４１６を被覆している被覆部４２５の端面４２９は軸方向に直角な平面となるので、固定部材４０の位置決めが確実になされる。

固定部材の圧入位置の確認は、たとえば、外輪１の端面１１から被覆部４２５の端面４２９との距離Ｌ_１で行なわれる。

一方、スリンガ４６の圧入位置の確認は、例えば、内輪要素２ｂの端面２ｂ_３からフランジ４６２までの距離Ｌ_２で行なわれる。

前述した構成の密封シール４を組み込んで密封ころがり軸受Ｈｕとすることにより、固定部材４０とスリンガ部材４６の相対的取付け位置を正確に決めることができ、この圧入の結果、スリンガ部材４６と固定部材４０に一体的に取付けられているアキシャルリップ４２２とのシメシロＳが正確に設定されるし、管理も容易になる。

以上説明した本実施形態では、固定部材を外輪に、相手部材であるスリンガ部材を内輪に嵌合固定しているが、逆に、固定部材を内輪に、相手部材であるスリンガ部材を外輪に嵌合固定しても実施するものである。

なお、本実施形態の密封ころがり軸受は転動体としてボールを用いた複列軸受について説明したが、これらに限定することなく、単列軸受でも、また、転動体として円すいころ、ころを用いても実施することができる。

また、内輪要素２ａに設けられている外周軌道２ａ_１は、内輪要素２ａの代わりに、内輪要素と一体に形成されている軸体に直接設けられてもよい。

本発明の実施形態１を示す断面図である。本発明の密封シールを示す拡大した断面図である。本発明の密封シールを軸受に取付けた後の破線部拡大図である。従来の密封ころがり軸受を示す断面図である。従来の密封シールを示す。従来の密封シールを軸受に取付けた後の破線部拡大図である。

符号の説明

Ｈｕ：密封ころがり軸受
１：外輪
１ａ_１、１ａ_２：内周軌道
１ｃ：内周面
２：内輪
２ａ、２ｂ：内輪要素
２ａ_１、２ｂ_１：外周軌道
２ａ_２、２ｂ_２：小径部
２ｃ、２ｄ：外周面
３：ボール
４：密封シール
４０：固定部材
４１：芯金
４１１：第１円筒部
４１２：内方環状部
４１３：絞り部
４１４：絞り部の内周部
４１５：絞り部の外周部
４１６：絞り部の端面
４２：ゴム材
４２１：アキシャルリップ
４２２：第１ラジアルリップ
４２３：第２ラジアルリップ
４２５：被覆部
４２６：被覆部の外周面
４２７：環状凸部
４２８：被覆部の内周面
４２９：被覆部の端面
４６：スリンガ部材
４６１：第２円筒部
４６２：フランジ部
Ｓ：シメシロ
５：保持器

Claims

外輪、内輪、外内輪間に介装された転動体とからなるころがり軸受を密封するための密封シールであって、
前記密封シールは外輪の内周面若しくは内輪の外周面に嵌合固定される固定部材と、前記固定部材に形成されて相手部材と摺接するシールリップと、を有しており、前記固定部材には嵌合固定される周面を有する第１円筒部が設けられ、前記第１円筒部の軸方向軸受外方の端部が外周部、内周部、端面共に弾性部材の被覆部で被覆されている密封シールにおいて、
前記被覆部の内周面と外周面とのうち、嵌合固定される側の周面を他方の側の周面よりも軸方向軸受外方へ所定寸法だけ短く延在させて前記被覆部の端面を予め略斜面としたことを特徴とする密封シール。
外輪と、
内輪と、
前記外輪と前記内輪間に介装される転動体と
前記外輪と前記内輪との間に形成される軸受空間を密封するための密封シールとを備えた密封ころがり軸受において、
請求項１に記載の密封シールを取付けたことを特徴とする密封ころがり軸受。