JP2007170626A - Sealing device for rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転がり軸受用シール装置に関する。 The present invention relates to a rolling bearing sealing device.
従来、転がり軸受用シール装置としては、芯金部に単一弾性材料からなるシールリップ部が固定され、このシールリップ部を軌道輪に形成された環状溝の側面に対して摺動させることにより、軌道輪の軌道面を外部に対して密封しているものがある(例えば、特開2005−233309号公報(特許文献1))。 Conventionally, as a seal device for a rolling bearing, a seal lip portion made of a single elastic material is fixed to a core metal portion, and the seal lip portion is slid against a side surface of an annular groove formed in a race ring. In some cases, the raceway surface of the raceway is sealed from the outside (for example, Japanese Patent Laying-Open No. 2005-233309 (Patent Document 1)).
しかしながら、上記転がり軸受用シール装置では、低温使用時に、上記シールリップ部が硬くなって上記側面側に反ることに起因して、低温時にシールリップ部の上記側面に対する接触圧が過大になって、回転トルクが大きくなるという問題があり、低温時に、この転がり軸受用シール装置を有する自動車等の燃費が悪くなるという問題がある。 However, in the rolling bearing seal device, the contact pressure on the side surface of the seal lip portion becomes excessive at low temperatures due to the seal lip portion becoming hard and warping toward the side surface during low temperature use. There is a problem that the rotational torque becomes large, and there is a problem that the fuel consumption of an automobile or the like having this rolling bearing seal device is deteriorated at low temperatures.
また、従来、転がり軸受用シール装置で、転がり軸受内に封印されている潤滑油が外部に流出することを防止している場合において、高温状況下になると、潤滑油の粘度が下がって、潤滑油の流動性が高くなって、その流動性が高くなった軸受内の潤滑油が、転がり軸受用シール装置を通過し易くなり軸受外に漏れ出し易くなるという問題がある。
そこで、本発明の課題は、低温状態および高温状態のうちの少なくとも一方の状態において、軌道輪との接触圧が適切な値である転がり軸受用シール装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a rolling bearing seal device in which the contact pressure with the raceway is an appropriate value in at least one of a low temperature state and a high temperature state.
上記課題を解決するため、この発明の転がり軸受用シール装置は、
一端が、転がり軸受の第1軌道輪に固定されると共に、他端が、上記転がり軸受の第2軌道輪に摺動する転がり軸受用シール装置であって、
芯金部と、
上記芯金部に取り付けられると共に、上記第2軌道輪に摺動するシールリップ部と
を備え、
上記シールリップ部は、第1部分と、第1部分の線膨張係数よりも大きな線膨張係数を有する第2部分とを有していることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problem, a rolling bearing seal device of the present invention comprises:
A rolling bearing sealing device in which one end is fixed to the first bearing ring of the rolling bearing and the other end slides on the second bearing ring of the rolling bearing,
A cored bar,
A seal lip portion that is attached to the core metal portion and slides on the second raceway ring;
The seal lip portion has a first portion and a second portion having a linear expansion coefficient larger than that of the first portion.
尚、「一端が、転がり軸受の第1軌道輪に固定される」という文言は、一端が、第1軌道輪に固定された部材に固定される場合も含むものとする。また、「他端が、転がり軸受の第2軌道輪に摺動する」という文言は、他端が、第2軌道輪に固定された部材に摺動する場合も含むものとする。 Note that the phrase “one end is fixed to the first bearing ring of the rolling bearing” includes a case where one end is fixed to a member fixed to the first bearing ring. Further, the phrase “the other end slides on the second bearing ring of the rolling bearing” includes a case where the other end slides on a member fixed to the second bearing ring.
本発明によれば、上記シールリップ部が、第1部分と、第1部分の線膨張係数よりも大きな線膨張係数を有する第2部分とを有しているので、上記第1部分と上記第2部分との線膨張係数の違いに起因して、低温状態において、シールリップ部が上記第1部分から上記第2部分へ向かう方向へ反ることになる一方、高温状態において、シールリップ部が上記第2部分から上記第1部分へ向かう方向へ反ることになる。したがって、シールリップ部における第1部分の配置領域と、第2部分の配置領域とを適宜調整するだけで、低温状態および高温状態のうちの少なくとも一方の状態において、シールリップ部を自在に反らせることができて、如何なる形状のシールリップ部でも、低温状態および高温状態のうちの少なくとも一方の状態において、シールリップ部の軌道輪に対する接触圧を適切なものにすることができる。 According to the present invention, the seal lip portion includes the first portion and the second portion having a linear expansion coefficient larger than that of the first portion. Due to the difference in coefficient of linear expansion between the two parts, the seal lip part warps in the direction from the first part toward the second part in the low temperature state, while the seal lip part is bent in the high temperature state. It will warp in the direction from the second part toward the first part. Therefore, the seal lip portion can be freely bent in at least one of the low temperature state and the high temperature state by appropriately adjusting the arrangement region of the first part and the arrangement region of the second part in the seal lip part. Therefore, in any shape of the seal lip portion, the contact pressure of the seal lip portion with respect to the raceway ring can be made appropriate in at least one of the low temperature state and the high temperature state.
また、一実施形態の転がり軸受用シール装置は、上記第1部分が、上記シールリップ部の上記第2軌道輪の軸方向の内側の部分であり、上記第2部分は、上記シールリップ部の上記軸方向の外側の部分である。 Further, in the rolling bearing seal device according to one embodiment, the first portion is a portion inside the axial direction of the second bearing ring of the seal lip portion, and the second portion is a portion of the seal lip portion. This is the outer portion in the axial direction.
上記実施形態によれば、上記第1部分が、上記シールリップ部の上記軸方向の内側の部分であり、上記第2部分が、上記シールリップ部の上記軸方向の外側の部分であるので、低温状態において、シールリップ部が軸方向の外方に反ることになる一方、高温状態において、シールリップが軸方向の内方に反ることになる。したがって、シールリップ部が、第2軌道輪の周面上を摺動する場合や、第2軌道輪の周面に形成された環状溝の軸方向の内方の端面上を摺動する場合において、潤滑油の粘度が小さくて、シールリップ部と軌道輪との大きな接触圧が必要ない低温状態において、シールリップ部と軌道輪との接触圧を小さくすることができて、接触圧に起因する回転トルクを小さくすることができる。したがって、低温状態において、この転がり軸受用シール装置を有する自動車等の燃費を良くすることができる。また、逆に、高温状態において、シールリップ部と軌道輪との接触圧を大きくすることができるので、潤滑油の温度が上昇することに起因して潤滑油の粘度が下がって潤滑油の流動性が大きくなっても、潤滑油が軸受外に漏れることを抑制できる。 According to the embodiment, the first portion is a portion inside the axial direction of the seal lip portion, and the second portion is a portion outside the axial direction of the seal lip portion. In a low temperature state, the seal lip portion warps outward in the axial direction, while in a high temperature state, the seal lip warps inward in the axial direction. Therefore, when the seal lip portion slides on the peripheral surface of the second race ring or when it slides on the inner end surface in the axial direction of the annular groove formed on the peripheral surface of the second race ring. The contact pressure between the seal lip and the bearing ring can be reduced in a low temperature state where the viscosity of the lubricating oil is small and a large contact pressure between the seal lip and the bearing ring is not required. The rotational torque can be reduced. Therefore, in a low temperature state, the fuel consumption of an automobile or the like having this rolling bearing seal device can be improved. Conversely, in a high temperature state, the contact pressure between the seal lip portion and the race can be increased, so the viscosity of the lubricating oil decreases due to an increase in the temperature of the lubricating oil, and the flow of the lubricating oil Even if the performance increases, it is possible to prevent the lubricating oil from leaking out of the bearing.
また、一実施形態の転がり軸受用シール装置は、上記第1部分は、上記シールリップ部の上記第2軌道輪の軸方向の外側の部分であり、上記第2部分は、上記シールリップ部の上記軸方向の内側の部分である。 Further, in the rolling bearing seal device according to one embodiment, the first portion is a portion of the seal lip portion outside in the axial direction of the second bearing ring, and the second portion is formed of the seal lip portion. This is the inner part in the axial direction.
上記実施形態によれば、上記第1部分が、上記シールリップ部の上記軸方向の外側の部分であり、上記第2部分が、上記シールリップ部の上記軸方向の内側の部分であるので、低温状態において、シールリップ部が軸方向の内方に反ることになる一方、高温状態において、シールリップが軸方向の外方に反ることになる。したがって、高温時に軸受の回転速度が大きくなる場合に、高温時において、シールリップ部と軌道輪との接触圧を小さくすることができるので、シールリップ部の摩耗を抑制できて、シールリップ部の寿命を長くすることができる。 According to the embodiment, the first portion is an outer portion of the seal lip portion in the axial direction, and the second portion is an inner portion of the seal lip portion in the axial direction. In a low temperature state, the seal lip portion warps inward in the axial direction, while in a high temperature state, the seal lip warps outward in the axial direction. Therefore, when the rotational speed of the bearing increases at high temperatures, the contact pressure between the seal lip portion and the bearing ring can be reduced at high temperatures, so that wear of the seal lip portion can be suppressed, and the seal lip portion The lifetime can be extended.
本発明の転がり軸受用シールリップ部によれば、シールリップ部における第1部分の配置領域と第2部分の配置領域とを適宜調整するだけで、低温状態および高温状態のうちの少なくとも一方の状態において、シールリップ部を自在に反らせることができて、如何なる形状のシールリップ部でも、低温状態および高温状態のうちの少なくとも一方の状態において、シールリップ部の軌道輪に対する接触圧を適切なものにすることができる。 According to the seal lip portion for a rolling bearing of the present invention, at least one of the low temperature state and the high temperature state can be obtained by appropriately adjusting the arrangement region of the first portion and the arrangement region of the second portion in the seal lip portion. In any of the above, the seal lip portion can be freely warped so that the contact pressure of the seal lip portion with respect to the raceway ring is appropriate in any shape of the seal lip portion in at least one of a low temperature state and a high temperature state. can do.
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、この発明の第1実施形態の転がり軸受用シール装置4を含む玉軸受の軸方向の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view in the axial direction of a ball bearing including a rolling
この玉軸受は、第1軌道輪としての外輪1と、第2軌道輪としての内輪2と、玉3と、転がり軸受用シール装置(以下、シール装置という)4とを備える。
The ball bearing includes an outer ring 1 as a first bearing ring, an
上記外輪1は、内周面に軌道溝11を有すると共に、内周面の軌道溝11よりも軸方向の外方に環状のシール取付溝12を有している一方、内輪2は、外周面に軌道溝13を有している。上記玉3は、外輪1の軌道溝11と、内輪2の軌道溝13との間に、保持器5で保持された状態で、周方向に一定の間隔を隔てられて複数配置されている。上記外輪1と内輪2との間には、潤滑剤としてのグリースが封入されている。
The outer ring 1 has a
上記シール装置4は、外輪1および内輪2の軌道溝11,13や、玉3を外部に対してシールし、グリースが軸受外に漏れることを防止している。上記シール装置4は、その径方向(正確には、外輪1の径方向)の外方の一端が、外輪1のシール取付溝12に固定されると共に、上記径方向の内方の他端が、内輪2に摺動するようになっている。
The
上記シール装置4は、略径方向に延在する芯金部15と、芯金部15の表面を覆うように芯金部15に取り付けられた弾性部16とからなる。上記弾性部16における径方向の内方の端部は、シールリップ部17になっている。このシールリップ部17は、取付部と、本体部とからなる。上記取付部は、芯金部15の径方向の内方の端部に取り付けられると共に、略径方向の内方に延在している。また、上記本体部は、上記取付部に連なると共に、断面において、傾斜した舌状の形状を有して軸方向の内方に突き出ている。上記シールリップ部17の上記本体部は、内輪2の外周面に形成された環状溝の軸方向の内方の端面上を摺動するようになっており、シールの密封面を形成している。
The
上記シールリップ部17は、軸方向の内側の表面を含む第1部分20と、軸方向の外側の表面を含む第2部分21とからなる。上記第1部分20は、内輪2の上記端面上を摺動するようになっている。上記第1部分20の線膨張係数は、第2部分21の線膨張係数よりも小さくなっている。詳細には、上記第1部分20は、線膨張係数が0.1〜1[10−5/℃]のフッ素ゴム材からなっており、第2部分21は、線膨張係数が2.5〜4.0[10−5/℃]のシリコンゴム材からなっている。上記第1部分20は、接着剤によって芯金部15に固着されている。一方、上記第2部分21は、接着剤によって第1部分20の軸方向の外方の表面、および、芯金部15の軸方向の外方の表面に固着されている。尚、弾性部の形成方法としては、第1部分と第2部分のうちの一方を成型した後、第1部分と第2部分のうちの一方における第1部分と第2部分のうちの他方を固着する表面部分に接着材を塗って、第1部分と第2部分のうちの他方を成型する方法がある。
The
図2は、低温状態における、上記シール装置4の反りを示す軸方向(正確には、内輪2の軸方向)の部分断面図であり、図3は、高温状態における、上記シール装置4の反りを示す軸方向の部分断面図である。
2 is a partial cross-sectional view in the axial direction (more precisely, the axial direction of the inner ring 2) showing the warping of the
上述のように、第1実施形態のシール装置4では、シールリップ部17の軸方向の内方の第1部分20の線膨張係数が、シールリップ部17の軸方向の外方の第2部分21の線膨張係数よりも小さくなっている。このため、低温状態においては、第2部分21の収縮の度合が、第1部分20の収縮の度合よりも大きくなって、図2に示すように、シールリップ部17が、矢印aに示すように、軸方向の外方に反ることになる。したがって、常温状態と比較して、低温状態において、シールリップ部17の接触圧が小さくなる。一方、高温状態においては、第2部分21の伸長の度合が、第1部分20の伸長の度合よりも大きくなって、図3に示すように、シールリップ部17が、矢印bに示すように、軸方向の内方に反ることになる。したがって、常温状態と比較して、高温状態において、シールリップ部17の接触圧が大きくなる。
As described above, in the
上記第1実施形態のシール装置4によれば、シールリップ部17の軸方向の内側の表面を含む第1部分20と、シールリップ部17の軸方向の外側の表面を含む第2部分21とからなるので、低温状態において、シールリップ部17が軸方向の外方に反ることになる一方、高温状態において、シールリップ部17が軸方向の内方に反ることになる。したがって、潤滑剤の粘度が小さくて、シールリップ部17と内輪2との大きな接触圧が必要ない低温状態において、シールリップ部17と内輪2との接触圧を小さくすることができて、接触圧に起因する回転トルクを小さくすることができる。したがって、低温状態において、このシール装置4を有する自動車等の燃費を良くすることができる。また、逆に、高温状態において、シールリップ部17と内輪2との接触圧を大きくすることができるので、高温状態において、潤滑剤の温度が上昇することに起因して潤滑剤の粘度が下がって潤滑剤の流動性が大きくなっても、潤滑剤が軸受外に漏れることを抑制できる。
According to the
尚、上記第1実施形態のシール装置4では、シールリップ部17が内輪2の外周面に形成された環状溝の軸方向の内方の端面上を摺動するようになっていたが、この発明では、図4に示すように、軸方向の内方に位置すると共に、フッ素ゴム材からなる第1部分50と、軸方向の外方に位置すると共に、シリコンゴム材からなる第2部分51とからなるシールリップ部47が、内輪32の軌道溝43よりも軸方向の外方の外周面上を摺動するようになっていても良い。
In the
また、上記第1実施形態のシール装置4では、線膨張係数が小さい第1部分20がフッ素ゴム材(線膨張係数0.1〜1[10−5/℃])であると共に、線膨張係数が大きい第2部分21がシリコンゴム材(線膨張係数2.5〜4.0[10−5/℃])であったが、この発明では、線膨張係数が小さい第1部分がフッ素ゴム材であると共に、線膨張係数が大きい第2部分がニトリルゴム材(線膨張係数2.2〜2.4[10−5/℃])であっても良い。また、線膨張係数が小さい第1部分がニトリルゴム材であると共に、線膨張係数が大きい第2部分がシリコンゴム材であっても良い。
Moreover, in the
また、上記第1実施形態のシール装置4では、線膨張係数が小さい第1部分20を、シールリップ部17の軸方向の内方に配置すると共に、線膨張係数が大きい第2部分21を、シールリップ部17の軸方向の外方に配置したが、高温状態に回転速度が大きい系においては、線膨張係数が小さい第1部分を、シールリップ部の軸方向の外方に配置すると共に、線膨張係数が大きい第2部分を、シールリップ部の軸方向の内方に配置しても良い。このようにすると、高温状態におけるシールリップ部の軌道輪に対する接触圧を小さくできるので、シールリップ部の摩耗を抑制できる。
Further, in the
また、上記第1実施形態のシール装置4は、第1軌道輪が外輪1であると共に、第2軌道輪が内輪2であったが、この発明では、第1軌道輪が内輪であると共に、第2軌道輪が外輪であっても良い。
In the
また、上記第1実施形態のシール装置4は、玉軸受の外輪と内輪との間をシールするようになっていたが、この発明のシール装置は、ころ軸受(円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、ニードル軸受等)等の玉軸受以外の転がり軸受の外輪と内輪との間をシールするようになっていても良い。
Further, the
図5は、第2実施形態の転がり軸受用シール装置(以下、シール装置という)74を示す軸方向の断面図である。 FIG. 5 is an axial cross-sectional view showing a rolling bearing sealing device (hereinafter referred to as a sealing device) 74 according to the second embodiment.
尚、図5において、71は、転がり軸受(例えば、玉軸受やころ軸受)の外輪であり、72は、転がり軸受の内輪である。第2実施形態のシール装置74は、スリンガー76と組み合わせられて所謂パックシールを構成している点が、第1実施形態のシール装置4と異なる。尚、第2実施形態のシール装置74では、第1実施形態のシール装置4と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにする。
In FIG. 5, 71 is an outer ring of a rolling bearing (for example, a ball bearing or a roller bearing), and 72 is an inner ring of the rolling bearing. The sealing
第2実施形態のシール装置74は、芯金部75と、弾性部77とを有する。上記芯金部75は、略断面L字形状(軸方向の半断面図において)を有しており、外輪71の内周面に内嵌された取付部と、この取付部に連なると共に、略径方向の内方に延在する延在部とからなっている。また、上記スリンガー76は、断面L字形状(軸方向の半断面図において)を有しており、内輪72の外周面に外嵌された取付部と、この取付部に連なると共に、略径方向の外方に延在する延在部とからなっている。芯金部75の取付部と、スリンガー76の取付部は、略径方向に対向しており、芯金部75の延在部と、スリンガー76の延在部は、略軸方向に対向している。
The sealing
上記弾性部77は、芯金部75の断面L字形状の径方向の内方側の表面に、接着剤で固着されている。上記弾性部77は、内輪72の外周面に固定されたスリンガー76に対して摺動するシールリップ部になっている。上記弾性部77は、径方向の内方に位置するフッ素ゴム材からなる第1部分80と、径方向の外方に位置するニトリルゴム材からなる第2部分81とからなっている。第1部分80の線膨張係数は、第2部分81の線膨張係数よりも小さくなっている。このことから、弾性部77のスリンガー76に対する接触圧を、常温時と比して、低温時に小さくできて、高温時に高くすることができる。
The
本発明のように、シールリップ部が、第1部分と、第1部分の線膨張係数よりも大きな線膨張係数を有する第2部分とを有している場合、第1部分と第2部分との線膨張係数の違いに起因して、低温状態において、シールリップ部が第1部分から第2部分へ向かう方向へ反ることになる一方、高温状態において、シールリップ部が第2部分から第1部分へ向かう方向へ反ることになる。したがって、本発明の転がり軸受用シール装置では、例えば、上記第1実施形態において、線膨張係数が低い第1部分20をシールリップ部17の軸方向の内方に配置すると共に、線膨張係数が高い第2部分21をシールリップ部17の軸方向の外方に配置したように、また、第2実施形態において、線膨張係数が低い第1部分80をシールリップ部の径方向の内方に配置すると共に、線膨張係数が高い第2部分81をシールリップ部の径方向の外方に配置したように、シールリップ部における第1部分の配置領域と第2部分の配置領域とを適宜調整するだけで、低温状態および高温状態のうちの少なくとも一方の状態において、シールリップ部を自在に反らせることができる。したがって、本発明の転がり軸受用シール装置では、シールリップ部が如何なる形状を有していても、低温状態および高温状態のうちの少なくとも一方の状態において、シールリップ部が軌道輪を摺動するときの接触圧を適切なものにすることができる。
When the seal lip portion has the first portion and the second portion having a linear expansion coefficient larger than the linear expansion coefficient of the first portion as in the present invention, the first portion and the second portion In the low temperature state, the seal lip portion warps in the direction from the first portion toward the second portion, while in the high temperature state, the seal lip portion changes from the second portion to the second portion. It will warp in the direction toward one part. Therefore, in the rolling bearing seal device of the present invention, for example, in the first embodiment, the
尚、シールリップ部を、線膨張係数が互いに異なる3つ以上の部分で構成しても良いことは勿論である。 Needless to say, the seal lip portion may be composed of three or more portions having different linear expansion coefficients.
1,71 外輪
2,32,72 内輪
3 玉
4,74 シール装置
15,75 芯金部
16,77 弾性部
17,47 シールリップ部
20,50,80 第1部分
21,51,81 第2部分
1,71
Claims (3)
芯金部と、
上記芯金部に取り付けられると共に、上記第2軌道輪に摺動するシールリップ部と
を備え、
上記シールリップ部は、第1部分と、第1部分の線膨張係数よりも大きな線膨張係数を有する第2部分とを有していることを特徴とする転がり軸受用シール装置。 A rolling bearing sealing device in which one end is fixed to the first bearing ring of the rolling bearing and the other end slides on the second bearing ring of the rolling bearing,
A cored bar,
A seal lip portion that is attached to the core metal portion and slides on the second raceway ring;
The seal lip portion has a first portion and a second portion having a linear expansion coefficient larger than the linear expansion coefficient of the first portion.
上記第1部分は、上記シールリップ部の上記第2軌道輪の軸方向の内側の部分であり、上記第2部分は、上記シールリップ部の上記軸方向の外側の部分であることを特徴とする転がり軸受用シール装置。 The rolling bearing sealing device according to claim 1,
The first part is an inner part of the seal lip part in the axial direction of the second bearing ring, and the second part is an outer part of the seal lip part in the axial direction. A rolling bearing seal device.
上記第1部分は、上記シールリップ部の上記第2軌道輪の軸方向の外側の部分であり、上記第2部分は、上記シールリップ部の上記軸方向の内側の部分であることを特徴とする転がり軸受用シール装置。 The rolling bearing sealing device according to claim 1,
The first portion is a portion of the seal lip portion outside in the axial direction of the second race, and the second portion is a portion of the seal lip portion inside in the axial direction. A rolling bearing seal device.
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