JP2009138835A - 軸受用密閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑油の軸受外への漏出を防止する機能を維持しつつ、軸受装置の回転トルクが従来より小さくなるよう改良された軸受用密閉装置を提供する。
【解決手段】シール部材６は水分が軸受内部に侵入することを防止する第１の防水リップ１１と同じ機能を有する第２の防水リップ１２とを有している。第１の防水リップ１１および第２の防水リップ１２は、それぞれ基端部１１ａ，１２ａから上記内輪１の回転軸２０方向において軸受の外方に向けて延設されるとともに、内輪１の径方向において上記内輪１の回転軸２０と反対向きに延設されてスリンガ８の円環部５に摺接している。また、潤滑油リップ１３は、第２の防水リップ１２に設けられた潤滑油リップ１３の基端部から、内輪１の回転軸２０方向において軸受の外方に向けて延設されるとともに、内輪１の径方向において内輪１の回転軸２０に向けて延設されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸受用密閉装置に関し、回転トルクの小さい軸受用密閉装置に関する。

一般に、軸受装置に使用される密封装置は、外部からの泥水等などの水分が軸受内部に侵入することを防止する機能、および軸受内部に封入された潤滑油の軸受外への漏出を防止する機能を有するとともに、軸受装着時の回転トルクが小さいことが要求される。

図４（ａ）に示す軸受装置において、軸受用密封装置１００は、回転部材である内輪１０１と、固定部材である外輪１０２との間に２組備えられている。また、２組の軸受用密封装置１００の間には転動体１０３が備えられるとともに、この転動体１０３と内輪１０１および外輪１０２との摺接部分を潤滑するための潤滑油（不図示）が封入されている。

図４（ｂ）に示すように、軸受用密封装置１００のスリンガ１０８は、上記内輪１０１に外嵌された略円筒状の円筒部１０４およびこの円筒部１０４から延設された円環状の円環部１０５からなる。一方、軸受用密封装置１００のシール部材１０６は芯金１０７を介して外輪１０２に固定されている。このシール部材１０６は水分が軸受内部に侵入することを防止する第１の防水リップ１１１と、同様の機能を有する第２の防水リップ１１２を有している。２つの防水リップはともに、基端部から上記内輪１０１の回転軸１２０方向において軸受の外方に向けて延設されるとともに、内輪１０１の径方向において上記内輪１０１の回転軸１２０と反対向きに延設されてスリンガ１０８の円環部１０５に摺接しているため、径方向において上記内輪１０１の回転軸１２０と反対向きから浸入しようとする泥水等の水分を効果的に防止することができる。このシール部材１０６はまた、楔状であるとともに楔状の頂点がスリンガ１０８の円環部１０５に摺接している潤滑油リップ１１３を有している。潤滑油リップ１１３は、潤滑油が軸受内部から外方へ潤滑油が漏れだすことを防止しているのであるが、潤滑油が転動体１０３側から外方へ移動する際には、図５（a）に示すように、潤滑油リップ１１３に潤滑油１３０から内圧Ｆ１０が加えられる。この内圧Ｆ１０は楔状である潤滑油リップ１１３の転動体１０３側の斜面に垂直に働くため、潤滑油リップ１１３は、径方向において反回転軸に向う分力Ｆ１１および軸方向において外方に分力Ｆ１２を受ける。この分力Ｆ１１に対しては潤滑油リップ１１３をスリンガ１０８の円筒部１０４に押し付けている押力ｆ１１で対抗する必要があるが、分力Ｆ１１が押力ｆ１１より大きくなると、図５（ｂ）に示すように、潤滑油リップ１１３が径方向において反回転軸側に押し上げられ、潤滑油１３０が外方に移動する。潤滑油１３０の漏れ防止機能を高めるため、押圧ｆ１１を大きくすると、潤滑油リップ１１３と円筒部１０４との摩擦も大きくなり、軸受の回転トルクも大きくなる。また、潤滑油リップ１１３は径方向に摺接しているため、潤滑油リップ１１３が回転軸１２０方向に接している場合に比べて軸受の回転トルクは一層大きくなる。

そこで、シール部材１０６のリップが径方向に接触しない構造をとることにより、回転トルクを小さくする技術が提示されている（例えば特許文献１）。図６に示すようにスリンガ１０８とシール部材１０６によってラビリンスシール１１４を形成し、このラビリンスシールを潤滑油用のシールとし、潤滑油リップ１１３を割愛する技術である。
特開２００７−１８７２１８号公報

しかし、ラビリンスシールであるから、当然に隙間を有しているため、潤滑油の軸受外への漏出を防止する機能が十分とはいえない。また、潤滑油リップを用いないため、ラビリンスシールから外方に移動した潤滑油は軸受外への漏出し問題となる。

本発明は、かかる問題を解決するために成されたもので、潤滑油の軸受外への漏出を防止する機能を維持しつつ、軸受装置の回転トルクが従来より小さくなるよう改良された受用密閉装置を提供することを課題とする。

本発明にかかる軸受用密閉装置は、軸受の回転部材に備えられるとともに、該回転部材に固定される略円筒状の円筒部と略円環状の円環部とからなるスリンガと、前記軸受の固定部材に固定されるとともに、軸受の内部から軸受の外方への潤滑油の移動を防止する潤滑油リップを有するシール部材とを備えた軸受用密閉装置である。また、前記潤滑油リップの末端部が前記円環部に摺接することを特徴とする。

上記構成によると、軸受の内部から軸受の外方への潤滑油の移動を防止する潤滑油リップを有するシール部材とを備えるため、上記従来のラビリンス構造の潤滑油シールを有し、潤滑油リップを割愛した構造の密封装置に比べて、軸受の内部から軸受の外方への潤滑油の移動を抑制することができる。即ち、潤滑油の軸受外への漏出を防止する機能を維持している。また、潤滑油リップの末端部が円環部に摺接するため、潤滑油リップが円筒部に接触する場合に比べて摺接部分の摩擦が小さくすることが可能となる。従って、軸受の回転トルクの増加を抑制しつつ、軸受の内部から軸受の外方への潤滑油の移動、即ち潤滑油の外方への漏れ出しを抑制することができる。

前記潤滑油リップは、該潤滑油リップの基端部から前記回転部材の回転軸方向において軸受の外方に向けて延設されるとともに、前記回転部材の径方向において前記回転部材の回転軸に向けて延設されていることが好ましい。

上記構成によると、潤滑油リップは、潤滑油リップの基端部から回転部材の回転軸方向において軸受の外方に向けて延設されるとともに、回転部材の径方向において回転部材の回転軸に向けて延設されているため、上記従来の潤滑油リップに比べより小さな押力でスリンガに摺接させても従来同様の潤滑油のシール効果が得られる。従って潤滑油の漏れ出し防止機能を維持しつつ軸受の回転トルクを小さくすることが可能となる。

本発明にかかる軸受用密閉装置の前記シール部材は、前記円環部に摺接するとともに軸受の外方から軸受の内部に水分が移動することを防止する複数の防水リップを有することが好ましい。

上記構成によると、シール部材は、円環部に摺接するとともに軸受の外方から軸受の内部に水分が移動することを防止する複数の防水リップを有するため、泥水等が軸受の内部に浸入することを防止できる。

本発明によれば、潤滑油の軸受外への漏出を防止する機能を維持しつつ、軸受装置の回転トルクが従来より小さくなるよう改良された受用密閉装置を提供できる。

本発明を具体化した受用密閉装置を、図１〜図３を参照して、以下に説明する。

図１（ａ）に示す軸受装置において、軸受用密封装置１０は、車輪（不図示）に固定される回転部材である内輪１と、車体（不図示）に固定される固定部材である外輪２との間に２組備えられている。また、２組の軸受用密封装置１０の間には転動体１０３が備えられるとともに、この転動体３と内輪１および外輪２との摺接部分を潤滑するための潤滑油（不図示）が封入されている。

図１（ｂ）に示すように、２組の軸受用密封装置１０のうち外部側の軸受用密封装置１０のスリンガ８は、上記内輪１に外嵌される略円筒状の円筒部４およびこの円筒部４から延設された円環状の円環部５からなる。一方、軸受用密封装置１０のシール部材６は芯金７を介して外輪２に固定されている。このシール部材６は弾性を有するニトリルゴムで形成されている。また、このシール部材６は水分が軸受内部に侵入することを防止する第１の防水リップ１１と同じ機能を有する第２の防水リップ１２とを有している。第１の防水リップ１１および第２の防水リップ１２は、それぞれの基端部１１ａ，１２ａから上記内輪１の回転軸２０方向において軸受の外方に向けて延設されるとともに、内輪１の径方向において上記内輪１の回転軸２０と反対向きに延設されて、スリンガ８の円環部５に末端部１１ｂ，１２ｂにおいて摺接しているため、径方向において上記内輪１の回転軸２０と反対向きからの泥水等の水分の浸入を効果的に防止することができる。また、第２の防水リップ１２から潤滑油リップ１３が枝状に分岐している。より詳しくは、この潤滑油リップ１３は、第２の防水リップ１２に設けられた潤滑油リップ１３の基端部１３ａから、内輪１の回転軸２０方向において軸受の外方に向けて延設されるとともに、内輪１の径方向において内輪１の回転軸２０に向けて延設されて、スリンガ８の円環部５に末端部１３ｂにおいて摺接している。

図２に示すように、通常時において、潤滑油リップ１３は、押圧ｆ２によりスリンガ８の円環部５に押し付けられている。潤滑油リップ１３に転動体３側から移動した潤滑油３０の内圧Ｆ１が加えられた場合、その径方向の分力によって潤滑油リップ１３の末端部は回転体の径方向回転軸側から径方向の反回転軸側に移動させられる。このとき潤滑油リップ１３にたわみが発生し、たわみが発生する前の押圧ｆ２より大きい押圧ｆ２’によって、スリンガ８の円環部５に押し付けられる。従って、潤滑油３０が軸受外への漏出することを防止する機能がより強化される。即ち、本実施形態の構成により潤滑油リップ１３はたわみが発生する前において押圧ｆ２でスリンガ８に押し付けられているが、この押圧ｆ２が上記従来の潤滑油リップ１１３がスリンガ１０８に押し付けられている押圧ｆ１１より小さい場合であっても、たわみが発生時の押圧ｆ２’が押圧ｆ１１より大きければ、上記従来以上に潤滑油が軸受外へ漏出することを防止することができる。また、潤滑油リップ１３は回転軸方向においてスリンガ８に摺接しているため、潤滑油リップ１３が径方向において接している場合に比べて軸受の回転トルクを小さくすることができる。

また、シール部材６の回転軸側の面はスリンガ８の円筒部４に近接しているため、シール部材６と円筒部４とがラビリンスシール１４を形成している。従って、潤滑油３０が軸方向において転動体側より外方へ移動することが一層抑制されている。

上記実施形態の受用密閉装置によれば、以下のような効果を得ることができる。

（１）上記実施形態にかかる軸受用密閉装置は、軸受の内部から軸受の外方への潤滑油の移動を防止する潤滑油リップ１３を有するシール部材６とを備えるため上記従来のラビリンス構造の潤滑油シールを有し潤滑油リップ１３を有さない構造に比べて軸受の内部から軸受の外方への潤滑油３０の移動を抑制することができる。即ち、潤滑油３０の軸受外への漏出を防止する機能を維持している。また、潤滑油リップ１３の末端部が円環部５に摺接するため、潤滑油リップ１３が円筒部４に接触する場合に比べて摺接部分の摩擦が小さくすることが可能となる。従って、軸受の回転トルクの増加を抑制しつつ、軸受の内部から軸受の外方への潤滑油の移動、即ち潤滑油の外方への漏れ出しを抑制することができる。

（２）上記実施形態にかかる軸受用密閉装置における潤滑油リップ１３は、潤滑油リップ１３の基端部１３ａから回転部材たる内輪１の回転軸２０方向において軸受の外方に向けて延設されるとともに、回転部材の径方向において回転部材の回転軸２０に向けて延設されているため、上記従来の潤滑油リップ１３に比べより小さな押圧ｆ２でスリンガ８に摺接させても従来同様の潤滑油のシール効果が得られる。従って潤滑油の漏れ出し防止機能を維持しつつ軸受の回転トルクを小さくすることが可能となる。

（３）上記実施形態にかかる軸受用密閉装置におけるシール部材６は、円環部５に摺接するとともに軸受の外方から軸受の内部に水分が移動することを防止する複数の防水リップ即ち、第１防水リップおよび第２防水リップを有するため、泥水等が軸受の内部に浸入することを防止できる。

（４）上記実施形態にかかる軸受用密閉装置の潤滑油リップ１３は複数の防水リップの少なくとも１つから分岐してなるため、密閉装置内の限られたスペースを有効活用することが可能となり、軸受のコンパクト化に資する。

（５）上記実施形態にかかる軸受用密閉装置は、シール部材６および円筒部４が、軸受の内部から軸受の外方への潤滑油の移動を防止するラビリンスシール１４を形成するため、潤滑油の外方への漏れ出しをより一層抑制することができる。また、ラビリンスシール１４は非接触構造であるため、軸受の回転トルクが増加することもない。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

・上記実施形態にかかる軸受用密閉装置においては、シール部材６はニトリルゴムにより形成されているが、天然ゴム、シリコンゴム、アクリルゴム、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム等で形成されていてもよい。即ち、弾性を有するとともに耐油性、耐水性を有する他の素材で形成されていてもよい。また、シール部材６は上記素材を組み合わせて形成されていても良い。例えば第１・第２の防水リップ１２が耐水性を有する素材で形成され、潤滑油リップ１３は耐油性を有する素材で形成されていても良い。

・上記実施形態にかかる軸受用密閉装置においては、第２の防水リップ１２から潤滑油リップ１３が枝状に分岐しているが、他の構成であっても良い。例えば、図３に示すようにシール部材６本体が潤滑油リップ１３基端部であっても良い。この場合は第２防水リップの影響を潤滑油リップ１３が受けることを防止できる。また、第１の防水リップから分岐していてもよい。

・上記実施形態にかかる軸受用密閉装置においては、シール部材６と円筒部４が、軸受の内部から軸受の外方への潤滑油の移動を防止するラビリンスシールを形成しているが他の構成であっても良い。例えば、軸受外へ漏出することを防止する機能が潤滑油リップ１３によって十分に得られるのであれば、ラビリンスシールを割愛することによって、シール部材６と円筒部４との隙間の管理が容易となりコストダウンに資する。

・上記実施形態にかかる軸受用密閉装置は、第１の防水リップ１１および第２の防水リップ１２を有しているが、他の構成であっても良い。例えば、第１の防水リップ１１のみにおいて水分の浸入を防止できれば第２の防水リップ１２は割愛しても良く、水分の浸入の恐れがない軸受装置に使用するのであれば、第１の防水リップ１１および第２の防水リップ１２をともに割愛しても良い。かかる構成とすることで、回転トルクを一層小さくすることができるとともに、コストダウンに資する。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。

（ａ）前記シール部材と前記円筒部が、軸受の内部から軸受の外方への潤滑油の移動を防止するラビリンスシールを形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の軸受用密閉装置。

この（ａ）に記載の発明によれば、シール部材および前記円筒部が、軸受の内部から軸受の外方への潤滑油の移動を防止するラビリンスシールを形成するため、潤滑油の外方への漏れ出しをより一層抑制することができる。また、ラビリンスシールは非接触構造であるため、軸受の回転トルクが増加することもない。

本発明は、軸受用密閉装置に関し、特に、回転トルクの小さい軸受用密閉装置に広く適用できる。

本発明にかかる軸受用密閉装置の一実施形態について説明する図面であり、（ａ）は軸受用密閉装置が車両用軸受に適用された状態を示す回転軸方向断面図であり、（ｂ）は軸受用密閉装置の構造を示す要部拡大図である。 本発明にかかる軸受用密閉装置の一実施形態について説明する図面であり、潤滑油リップに潤滑油による内圧が加わったときの状態を示す要部拡大断面図である。 本発明にかかる軸受用密閉装置の変形例について説明する図面であり、軸受用密閉装置の構造を示す要部拡大図である。 従来における軸受用密閉装置について説明する図面であり、（ａ）は軸受用密閉装置が車両用軸受に適用された状態を示す回転軸方向断面図であり、（ｂ）は軸受用密閉装置の構造を示す要部拡大図である。 従来における軸受用密閉装置について説明する図面であり、（ａ）は潤滑油リップに潤滑油が接し、内圧が加わったときの状態を示す要部拡大断面図であり、（ｂ）は潤滑油の内圧により潤滑油リップのシール性が破れたときの状態を示す要部拡大断面図である。 従来における他の軸受用密閉装置について説明する図面であり、（ａ）は軸受用密閉装置が車両用軸受に適用された状態を示す回転軸方向断面図であり、（ｂ）は軸受用密閉装置の構造を示す要部拡大図である。

符号の説明

１…内輪（回転部材）、２…外輪（固定部材）、３…転動体、４…円筒部、５…円環部、６…シール部材、７…芯金、８…スリンガ、１０…軸受用密封装置、１１…第１の防水リップ、１１ａ…基端部、１１ｂ…末端部、１２…第２の防水リップ、１２ａ…基端部、１２ｂ…末端部、１３…潤滑油リップ、１３ａ…基端部、１３ｂ…末端部、１４…ラビリンスシール、２０…回転軸、３０…潤滑油。

Claims (4)

1. 軸受の回転部材に備えられるとともに、該回転部材に固定される略円筒状の円筒部と略円環状の円環部とからなるスリンガと、
   前記軸受の固定部材に固定されるとともに、軸受の内部から軸受の外方への潤滑油の移動を防止する潤滑油リップを有するシール部材とを備えた軸受用密閉装置において、
   前記潤滑油リップの末端部が前記円環部に摺接することを特徴とする軸受用密閉装置。
2. 前記潤滑油リップは、該潤滑油リップの基端部から前記回転部材の回転軸方向において軸受の外方に向けて延設されるとともに、前記回転部材の径方向において前記回転部材の回転軸に向けて延設されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受用密閉装置。
3. 前記シール部材は、前記円環部に摺接するとともに軸受の外方から軸受の内部に水分が移動することを防止する複数の防水リップを有することを特徴とする請求項１または２に記載の軸受用密閉装置。
4. 前記潤滑油リップは前記複数の防水リップの少なくとも１つから分岐してなることを特徴とする請求項３に記載の軸受用密閉装置。

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