JP2009085277A - 転がり軸受用密封装置及びグリース潤滑転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】ころ保持器と密封装置の芯金との摺動部分にグリースの供給が十分に行われるようにして、摺動部分の潤滑状態をより良好にし、軸受の耐久性を向上させることができる転がり軸受用密封装置を得ることを目的とする。
【解決手段】グリース潤滑転がり軸受の外輪１の端部に設けられ、外輪１と回転軸２との間を密封する転がり軸受用密封装置５１は、弾性部材で環状に形成され、外輪１の溝１３に固定される外周縁部５１ａと、外周縁部５１ａに連設して湾曲した円環部５１ｂと、円環部５１ｂに連設し、回転軸２の外周面に接触する内周縁部である摺接リップ５１ｃと、外周縁部５１ａ及び円環部５１ｂの内面側に設けられた芯金５１ｄと、円環部５１ｂから軸方向内方に延び、円環部５１ｂとで凹状のグリース溜りを形成するグリース保持リップ５１ｅとを有して構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のエンジン冷却水を循環させるための例えば水ポンプ用軸受等の転がり軸受用密封装置及びグリース潤滑転がり軸受に関するものである。

従来、水ポンプ軸受は、内方に複列の内周軌道を有する外輪と、外輪の前記内周軌道に対向する複列の外周軌道を有し、前記外輪の両端部より軸方向外方に突き出た先端側延長部と後端側延長部とを有する回転軸と、外輪の内周軌道と回転軸の外周軌道との間に介装される複列の転動体と、前記転動体を保持する保持器と、外輪と回転軸との空間を密封する密封装置とからなる構造である。
そして、外輪と回転軸との間に、複列の転動体を介装させ、先端側にころを、後端側に玉を配列している形式をころ＆玉形式という。ころはころ保持器により、玉は玉保持器により保持されている。
また、外輪の両端部には、外輪と回転軸の間を密封するために、先端側密封装置と後端側密封装置が取り付けられている。
このころ＆玉形式の転がり軸受では、通常回転中、ころ保持器はころを保持した状態で軸方向に移動することがあるので、この移動を防止するために、一方向には外輪にころと係止する段部を設けて止めているが、もう一方向は先端側密封装置によってころ保持器を止めるようにしている。
また、もう１つの従来の水ポンプ用軸受では、ころ保持器の軸方向の先端側への移動は、先端側密封装置に当接させて防止し、ころ保持器の軸方向の後端側への移動は玉に当接させて防止するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−３３６７３８号公報（第３頁、図３）

上記従来のころ＆玉形式の水ポンプ軸受においては、ころ保持器の軸方向の先端側への移動は先端側密封装置に当接させて防止するようにしているから、当然、樹脂製のころ保持器と先端側密封装置の芯金とが回転により摺動することになり、例えば鋼板で形成されている芯金やころ保持器が摩耗し、その摩耗が軸受の耐久性に影響する場合がある。また、外輪と回転軸ところ保持器と先端側密封装置とで囲まれる空間には軸受潤滑用グリース充填されており、ころ保持器と先端側密封装置の芯金との摺動部分にグリースが供給され油膜があれば摩耗を抑制できるが、グリースの供給がスムーズに行われなくなり、油膜が切れると芯金やころ保持器の摩耗が大きくなり、特に高温、高速条件等で軸受の耐久性が低下する場合があった。
そこで、本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、ころ保持器と先端側密封装置との摺動部分にグリースの供給が十分に行われるようにして、潤滑状態をより良好にし、軸受の耐久性を向上させることができる転がり軸受用密封装置及びグリース潤滑転がり軸受を得ることを目的とする。

本発明に係る転がり軸受用密封装置は、グリース潤滑転がり軸受の内外輪間を密封する転がり軸受用密封装置において、弾性部材で環状に形成され、一の軌道輪に固定される一の周縁部と、該周縁部の他の周縁部側に延設される円環部と、これに連設し、他の軌道輪の周面に接触する摺接リップと、前記円環部から軸方向内方に延び、該円環部とで凹状のグリース溜りを形成するグリース保持グリップとを有するものである。

本発明に係る転がり軸受用密封装置が転がり軸受の外輪の両端部に設けられ、外輪と回転軸との間を密封する場合、転がり軸受のころ保持器が軸方向で先端側に移動したときは、ころ保持器が密封装置に接触して移動が制限されるが、このときころ保持器により密封装置に設けたグリース保持リップが押され、円環部とグリース保持リップとで形成された凹状のグリース溜りより摺動部に向かってグリースが供給されると同時にころ付近にもグリースが供給されるので、密封装置ところ保持器との摺動部分近傍のグリース保持性が改善され、摺動部分の潤滑状態をより良好に保ち、摩耗寿命を向上させ、長寿命化を図ることができるという効果がある。

図１は本発明の実施の形態１の水ポンプ軸受の半断面図、図２は図１の要部拡大図、図３は図１の要部説明図である。
図において、実施の形態１の水ポンプ軸受は、内周面に複列の内周軌道１ａ、１ｂを有する外輪１と、外輪１の内周軌道１ａ、１ｂに対向する複列の外周軌道２ａ、２ｂを外周面に有し、外輪１の両端部１１、１２より先端側及び後端側に突き出た延長部２１、２２を有する回転軸２と、外輪１と回転軸２との間に介装されている転動体３１、３２と、転動体３１，３２を保持する保持器４１、４２と、外輪１の両端部において、外輪１と回転軸２との間を密封する密封装置５１、５２とから構成されている。
密封装置５１、５２と外輪１と回転軸２で囲まれる空間から転動体及び保持器を除いた部分は残余空間部であり、残余空間部にはグリースＧが充填されている。

外輪１は例えば軸受鋼やステンレス合金等からなる中空の円筒体で、内周面の中央から先端側（図中、左側）に段部１ｃを設けて円筒状内周軌道１ａが形成されており、内周面の中央から後端側（図中、右側）に円弧凹状内周軌道１ｂが形成されている。
また、外輪１の両端部内周面に密封装置５１、５２をそれぞれ固定する溝１３、１４が形成されている。
回転軸２は例えば軸受鋼やステンレス合金等からなり、外周面に外輪１の円筒状内周軌道１ａに対向する円筒状外周軌道２ａを先端側に有すると共に外輪１の円弧凹状内周軌道１ｂに対向して円弧凹状外周軌道２ｂを後端側に有している。

転動体３１、３２は例えば軸受鋼やセラミックスからなり、先端側は複数の円筒ころ３１を周方向に並べて配置したころ列を形成しており、後端側は複数の玉３２を周方向に並べて配置した玉列を形成している。
保持器４１，４２は、先端側が円筒ころ３１を保持するころ保持器４１で、後端側が玉３２を保持する玉保持器４２となっている。
ころ保持器４１は、略円筒形であり、先端側に側輪部４１ａを有し、後端側に側輪部４１ｂを有しており、両側輪部４１ａ、４１ｂ間には円筒ころ３１を収容するころポケット４１ｃを円周方向に所定数有している。

玉保持器４２は、樹脂成型された冠型保持器と称呼されている形式である。冠型保持器と称呼されている玉保持器４２は側輪部４２ａと側輪部４２ａから軸方向に延在している柱部４２ｂによって玉ポケット（図示省略）が円周方向に所定数形成され、玉３２を収容している。
密封装置５１、５２は、先端側が外輪１の先端側の溝１３に固定される先端側密封装置５１となっており、後端側が外輪１の後端側の溝１４に固定される後端側密封装置５２となっている。

先端側密封装置５１は弾性部材であるゴムで環状に形成され、外輪１の溝１３に固定される外周縁部５１ａと、外周縁部５１ａに連設して湾曲した円環部５１ｂと、円環部５１ｂから二叉に分岐し回転軸２の外周面に接触する内周縁部である摺接リップ５１ｃと、外周縁部５１ａと円環部５１ｂの内面側に設けられた冷間圧延鋼板の芯金５１ｄと、円環部５１ｂから軸方向内方に延び、円環部５１ｂとで凹状のグリース溜りを形成するグリース保持リップ５１ｅとで構成されている。
後端側密封シール５２は、弾性部材であるゴムで環状に形成され、外輪１の溝１４に固定される外周縁部５２ａと、外周縁部５２ａに連設して湾曲した円環部５２ｂと、円環部５２ｂから二叉に分岐し回転軸の外周面に接触する内周縁部である摺接リップ５２ｃと、外周縁部５２ａと円環部５２ｂの内面側に設けられた冷間圧延鋼板の芯金５２ｄとで構成されている。

水ポンプ軸受として組立られるとき、玉３２が外周軌道１ｂと内周軌道２ｂ間に組み込まれ、玉保持器４２は先端側より挿入されて、先に組み込まれている玉３２を収容・保持する。
続いて、ころ保持器４１がころポケット４１ｃに円筒ころ３１を収容・保持した状態で先端側より組み込まれ、グリースＧを封入後に、外輪１の両端部において、先端側及び後端側密封装置ル５１、５２が取り付けられる。この時、グリースＧは前記グリース溜りにも行き届き、ここに保持された状態にある。
外輪１の先端部に先端側密封装置５１が取り付けられたとき、先端側密封装置５１の外周縁５１ａの内面側に位置する芯金５１ｄの摺動面より摺接リップ５１ｃの先端は出ており、先にころ保持器４１と接触するようになっている。
以上で、水ポンプ軸受としての組立は完了であるが、この状態で、ころ保持器４１の後端側の側輪部４１ｂと玉保持器４２に保持された玉３２とは対向している。

本発明の実施の形態１の水ポンプ軸受において、円筒ころ３１に軸方向の分力（スキュー）が発生してころ保持器４１が円筒ころ３１を保持した状態で軸方向に移動する。
そして、ころ保持器４１が軸方向で先端側に移動したときは、ころ保持器４１の側輪部４１ａと先端側密封装置５０の芯金５１ｄが接触して移動を制限する。
また、ころ保持器４１が軸方向で後端側に移動したときは、ころ保持器４１の保持されている円筒ころ３１の端面が外輪１の段部１ｃに当接して移動を制限する。その結果、ころ保持器４１の軸方向の移動量が所定値に抑えられる。
このように、先端側密封装置５１のグリース保持リップ５１ｅがころ保持器４１の側輪部４１ａにより押された時、芯金５１ｄの湾曲部側とグリース保持リップ５１ｅとで形成された凹状のグリース溜りより芯金５１ｄところ保持器４１の側輪部の摺動部に向かってグリースＧが供給されると同時に円筒ころ３１付近にもグリースＧが供給される。
すなわち、ころ保持器４１が軸方向で先端側に移動してころ保持器４１の側輪部４１ａと先端側密封装置５１の芯金５１ｄが接触しようとするときには、芯金５１ｄの湾曲部側とグリース保持リップ５１ｅとで形成された凹状のグリース溜りより芯金５１ｄの摺動部に向かってグリースＧが供給されるので、先端側密封装置５１の芯金５１ｄところ保持器４１の側輪部４１ａとの摺動部分近傍のグリース保持性が改善され、摺動部分の潤滑状態を良好に保ち、摩耗寿命を向上させ、長寿命化を図ることができる。

この実施の形態１では外輪１に密封装置を固定して内輪に摺接させたが、内輪に密封装置を固定して外輪に摺接させるようにしてもよい。
また、この実施の形態１ではころ＆玉形式の水ポンプ軸受の先端側密封装置５１にグリース溜りを形成するためにグリース保持リップ５１ｅを設けているが、転がり軸受としてのラジアルころ軸受については、両端の密封装置にそれぞれグリース溜りを形成するためにグリース保持リップを設けるようにしてもよいことはいうまでもない。
また、前記密封装置は水ポンプ以外の各種機械用のグリース潤滑転がり軸受に適用可能である。

本発明の実施の形態１の水ポンプ軸受の半断面図。 図１の要部拡大図。 図１の要部説明図。

符号の説明

１ 外輪、１ａ 円筒状内周軌道、１ｂ 円弧凹状内周軌道、１ｃ 段部、２ 回転軸、２ａ 円筒状外周軌道、２ｂ 円弧凹状外周軌道、１３ 溝、１４ 溝、１５ 内周面、３１ 円筒ころ、３２ 玉、４１ ころ保持器、４１ａ 側輪部、４１ｂ 側輪部、４１ｃ ころポケット、４２ 玉保持器、４２ａ 側輪部、４２ｂ 柱部、５１ 先端側密封装置、５１ａ 外周縁部、５１ｂ 円環部、５１ｃ 摺接リップ（内周縁部）、５１ｄ 芯金、５１ｅ グリース保持リップ、５２ 後端側密封装置、５２ａ 外周縁部、５２ｂ 円環部、５２ｃ 摺接リップ（内周縁部）、５２ｄ 芯金、Ｇ グリース。

Claims (3)

1. グリース潤滑転がり軸受の内外輪間を密封する転がり軸受用密封装置において、
   弾性部材で環状に形成され、一の軌道輪に固定される一の周縁部と、該周縁部の他の周縁部側に延設される円環部と、これに連設し、他の軌道輪の周面に接触する摺接リップと、前記円環部から軸方向内方に延び、該円環部とで凹状のグリース溜りを形成するグリース保持グリップとを有することを特徴とする転がり軸受用密封装置。
2. 円筒形状内周軌道を有する外輪と、前記外輪の内周軌道に対向する円筒形状外周軌道を有する回転軸と、前記円筒形状内周軌道と前記円筒形状外周軌道との間に介装された複数のころと、前記ころを保持するころ保持器と、前記外輪の端部側に設けられ、前記外輪と前記回転軸との間を密封する密封装置とを有するグリース潤滑転がり軸受において、
   前記密封装置は、弾性部材で環状に形成され、前記外輪内周部に設けられた溝に固定される外周縁部と、該外周縁部の内周側に連設する円環部と、これに連設して前記回転軸の外周面に接触する摺接リップと、前記円環部の軸方向内方に延び、該円環部とで凹状のグリース溜りを形成するグリース保持リップとを有することを特徴とするグリース潤滑転がり軸受。
3. 先端側に円筒形状内周軌道を、後端側に円弧凹状内周軌道を有する外輪と、前記外輪の内周軌道に対向する円筒形状及び円弧凹状外周軌道をそれぞれ有する回転軸と、前記円筒形状内周軌道と前記円筒形状外周軌道との間に介装された複数のころと、前記円弧凹状内周軌道と前記円弧凹状外周軌道との間に介装された複数の玉と、前記ころを保持するころ保持器と、前記玉を保持する玉保持器と、前記外輪の端部側に設けられ、前記外輪と前記回転軸との間を密封する先端側密封装置及び後端側密封装置とを有するグリース潤滑転がり軸受において、
   前記密封装置は、弾性部材で環状に形成され、前記外輪内周部に設けられた溝に固定される外周縁部と、該外周縁部の内周側に連設する円環部と、これに連設して前記回転軸の外周面に接触する摺接リップと、前記円環部の軸方向内方に延び、該円環部とで凹状のグリース溜りを形成するグリース保持リップとを有することを特徴とするグリース潤滑転がり軸受。

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