JP2013194756A - 密封装置および転がり軸受装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 接触式のシール構成とし、しかも、製造や組立てが煩雑になることを抑えた密封装置およびこのような密封装置を備えた転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】 第１芯金11の円筒部21の軸方向中程位置に、これを径方向に貫通する複数の貫通孔24が周方向に所要間隔で設けられている。第１弾性シール12は、第２芯金13の円筒部31の外周面に摺接するリップ42,43と、第１芯金11の円筒部21の軸方向内側部分の内周面に密着している第１円筒部45と、第１芯金11の円筒部21の軸方向外側部分の外周面に密着している第２円筒部46と、第１芯金11の円筒部21の複数の貫通孔24に挿入されて第１円筒部45と第２円筒部46とを連結する複数の連結片47とを有している。第２弾性シール14は、第１芯金11の円筒部21の軸方向外側部分の内周面に摺接するリップ53を有している。
【選択図】 図２

Description

この発明は、密封装置および転がり軸受装置に関し、特に、自動車で使用されるホイール用軸受装置のように、外部から水が浸入しやすい条件下で使用される転がり軸受装置に好適な密封装置およびこのような密封装置を備えた転がり軸受装置に関する。
自動車用ハブユニットとして使用される転がり軸受装置では、パックシールと称された密封装置がよく使用されている。このような密封装置は、通常、外輪に嵌められる円筒部を有する断面略Ｌ字状の第１芯金と、第１芯金に取り付けられた弾性シールと、内輪に嵌められる円筒部を有する断面略Ｌ字状の第２芯金（スリンガ）とを備えており、弾性シールが第２芯金に摺接し、第１芯金の円筒部と第２芯金の外周縁部との間には、わずかな隙間（ラビリンスシール用隙間）が形成される。
すなわち、隙間がある（非接触式である）ことから、水が浸入しやすいという問題があり、特許文献１には、このような問題を解消するために、第１芯金の円筒部と第２芯金の外周縁部との間に弾性シールの一部およびこれに一体の摺動リングが介在させられている構成とした密封装置が提案されている。
特開２００５−２５７０１５号公報
上記特許文献１の密封装置では、隙間が無くなる（接触式となる）ことでシール性能が向上するものの、従来の密封装置で使用されていない摺動リングが使用されていることで、製造や組立てが煩雑になるいう問題があった。
この発明の目的は、接触式のシール構成とし、しかも、製造や組立てが煩雑になることを抑えた密封装置およびこのような密封装置を備えた転がり軸受装置を提供することにある。
この発明による密封装置は、外輪に嵌められる円筒部を有する断面略Ｌ字状の第１芯金と、第１芯金に取り付けられた第１弾性シールと、内輪に嵌められる円筒部を有する断面略Ｌ字状の第２芯金と、第２芯金に取り付けられた第２弾性シールとを備えている密封装置であって、第１芯金の円筒部の軸方向中程位置に、これを径方向に貫通する複数の貫通孔が周方向に所要間隔で設けられており、第１弾性シールは、第２芯金の円筒部の外周面に摺接するリップと、第１芯金の円筒部の軸方向内側部分の内周面に密着している第１円筒部と、第１芯金の円筒部の軸方向外側部分の外周面に密着している第２円筒部と、第１芯金の円筒部の複数の貫通孔に挿入されて第１円筒部と第２円筒部とを連結する複数の連結片とを有しており、第２弾性シールは、第１芯金の円筒部の軸方向外側部分の内周面に摺接するリップを有していることを特徴とするものである。
第１弾性シールは、第２芯金の円筒部の外周面に摺接するリップを有し、第２弾性シールは、第１芯金の円筒部の軸方向外側部分の内周面に摺接するリップを有しているので、隙間のない接触式シールが形成される。第１弾性シールは、第１芯金の円筒部の軸方向外側部分の外周面に密着している第２円筒部を有しているので、この円筒部が外輪と第１芯金の円筒部との間に密着し、密封装置外側からの水の浸入が防止される。第１弾性シールが摺接する第２芯金の円筒部の外周面および第２弾性シールが摺接する第１芯金の円筒部の軸方向外側部分の内周面は、いずれも金属面（弾性シールが設けられていない部分）とされ、これにより、弾性シール同士が接触することによる摩擦・摩耗の問題が回避される。摩擦・摩耗の問題を回避するために、第１弾性シールを第１芯金の円筒部の外周面だけに設けた場合には、第１弾性シールが第１芯金から外れやすいという問題が生じるのに対し、第１弾性シールの第１円筒部と第２円筒部とを複数の連結片で連結することで、この問題が回避される。こうして、接触式のシール構成とし、しかも、製造や組立てが煩雑になることを抑えた密封装置が得られる。
第１芯金の円筒部の端部に、軸方向内方にのびる折り返し部が設けられており、第１弾性シールの第１円筒部は、第１芯金の円筒部と折り返し部との間に挟持された軸方向外側延在部を有していることがある。
また、第１芯金は、第１弾性シールの第１円筒部が内周面に密着しており外輪に嵌合される大径部と、第１弾性シールの第２円筒部が外周面に密着しており大径部よりも外径および内径が小さい小径部を有しており、第１芯金の円筒部の複数の貫通孔は、大径部と小径部との境界部分に設けられていることがある。
この発明による転がり軸受装置は、内輪、外輪、複数の転動体および両輪端部間に設けられた密封装置を備えている転がり軸受装置において、密封装置が上記いずれかに記載の密封装置とされるとともに、外輪に、第１弾性シールの第２円筒部の端部に軸方向外側から密着する環状凸部が設けられていることを特徴とするものである。
上記の接触式のシール構成である密封装置が使用されることで、転がり軸受装置のシール性能が向上し、さらに、外輪に、第１シールの第２円筒部の端部に軸方向外側から密着する環状凸部が設けられていることで、外輪と密封装置との密着性が高められる。
この発明の密封装置および転がり軸受装置によると、接触式のシール構成とされていることでシール性能が大幅に向上し、しかも、構成要素は、この種の密封装置でよく使用されている芯金と弾性シールとだけであり、製造や組立てが煩雑になることを抑えることができる。
図１は、この発明による転がり軸受装置の１実施形態を示す縦断面図である。 図２は、この発明による密封装置の第１実施形態を示す縦断面図である。 図３は、図２の一部を拡大して示す拡大縦断面図である。 図４は、この発明による密封装置の第２実施形態を示す縦断面図である。
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
図１は、この発明による密封装置の第１および第２実施形態に共通の転がり軸受装置の１実施形態を示している。
転がり軸受装置(1)は、自動車用のハブユニットなどに好適に使用されるもので、外輪(2)と、内輪(3)と、両輪(2)(3)間に２列に配された複数の玉（転動体）(4)と、複数の玉(4)を保持する保持器(5)と、両輪(2)(3)間のインボード側およびアウトボード側にそれ配された密封装置(6)(7)とを有している。
図２は、この発明による密封装置(7)の第１実施形態を示している。
密封装置(7)は、外輪(2)に取り付けられる断面略Ｌ字状の第１芯金(11)と、第１芯金(11)に取り付けられた第１弾性シール(12)と、内輪(3)に取り付けられる断面略Ｌ字状の第２芯金(13)と、第２芯金(13)に取り付けられた第２弾性シール(14)とを備えている。
第１芯金(11)は、外輪(2)に嵌められる円筒部(21)と、円筒部(21)の軸方向内側（インボード側）の端部から径方向内方にのびる円板部(22)と、円筒部(21)の軸方向外側（アウトボード側）の端部に連なって軸方向内方に折り返された折り返し部(23)とを有している。円筒部(21)の軸方向中程位置に、これを径方向に貫通する複数の貫通孔(24)が周方向に所要間隔で設けられている。折り返し部(23)は、円筒部(21)にほぼ平行とされて、折り返し部(23)と円筒部(21)との間には、第１弾性シール(12)の一部すなわち後述する軸方向外側延在部(48)が挿入されるようになされている。
第２芯金(13)は、内輪(3)に嵌められる円筒部(31)と、円筒部(31)の軸方向外側の端部から径方向外方にのびる円板部(32)とを有している。
第１弾性シール(12)は、第１芯金(11)の円板部(22)を両側および径方向内側から囲むように設けられたＵ字状基部(41)と、基部(41)の径方向内側縁部に設けられた２つのラジアルリップ(42)(43)と、基部(41)の軸方向外側部分の径方向中程に設けられた１つのアキシアルリップ(44)とを有している。２つのラジアルリップ(42)(43)は、バネ(15)によって径方向内方に付勢されて第２芯金(13)の円筒部(31)に強く押圧されているメインリップ(42)と、自身の弾性力によって第２芯金(13)の円筒部(31)に軽く押圧されているサブリップ(43)とからなる。基部(41)の軸方向内側部分の径方向外側縁部は、第１芯金(11)の角部（円筒部(21)と円板部(22)との境界部分）と外輪(2)内周面との両方に密着するようになされている。
第１弾性シール(12)は、さらに、基部(41)の軸方向外側部分の径方向外側縁部に連なって軸方向外方にのびる第１円筒部(45)と、第１円筒部(45)と連結片(47)を介して連なる第２円筒部(46)とを有している。
第１円筒部(45)は、第１芯金(11)の円筒部(21)の軸方向内側部分の内周面に密着しており、これにより、密封装置(7)外側からの水の浸入が防止されている。第２円筒部(46)は、第１芯金(11)の円筒部(21)の軸方向外側部分の外周面に密着している。連結片(47)は、第１芯金(11)の円筒部(21)の複数の貫通孔(24)に挿入されている。第１円筒部(45)は、連結片(47)が設けられている部分よりもさらに軸方向外側にあって第１芯金(11)の円筒部(21)と折り返し部(23)との間に挟持された軸方向外側延在部(48)を有している。
第２弾性シール(14)は、第２芯金(13)の円板部(32)の軸方向外側面に密着している円板部(51)と、第２芯金(13)の円筒部(31)の径方向外側面に密着している円筒部(52)と、円筒部(52)の軸方向内側端部から第１芯金(11)の円筒部(21)の折り返し部(23)に向かって斜めにのびるラジアルリップ(53)とを有している。
第１弾性シール(12)のラジアルリップ(42)(43)が第２芯金(13)の円筒部(31)の外周面に摺接し、第２弾性シール(14)のラジアルリップ(53)が第１芯金(11)の円筒部(21)の折り返し部(23)の内周面に摺接することで、隙間のない接触式シールが形成されている。
第１弾性シール(12)が摺接する第２芯金(13)の円筒部(31)の外周面および第２弾性シール(14)が摺接する第１芯金(11)の円筒部(21)の軸方向外側部分の内周面は、いずれも金属面（弾性シール(12)(14)が設けられていない部分）とされており、これにより、弾性シール(12)(14)同士が接触することによる摩擦・摩耗の問題が回避される。摩擦・摩耗の問題を回避するために、第１弾性シール(12)を第１芯金(11)の円筒部(21)の外周面だけに設けた場合には、第１弾性シール(12)が第１芯金(11)から外れやすいという問題が生じるのに対し、第１弾性シール(12)の第１円筒部(45)と第２円筒部(46)とが複数の連結片(47)で連結されていることで、この問題が回避されている。
第１弾性シール(12)の連結片(47)は、第１弾性シール(12)を第１芯金(11)に加硫接着する際の加熱により、第１弾性シール(12)を形成するためのゴムが第１芯金(11)の円筒部(21)の複数の貫通孔(24)に流れ込むことで得ることができる。
図３に拡大して示すように、外輪(2)に、第１弾性シール(12)の第２円筒部(46)の端部に軸方向外側から密着する環状凸部(2a)が設けられている。これにより、密封装置(7)が外輪(2)から抜けにくいものとなり、外輪(2)と密封装置(7)との密着性が高められている。
こうして、この実施形態の密封装置(7)によると、接触式のシール構成とし、しかも、製造や組立てが煩雑になることを抑えた密封装置(7)が得られている。
図４は、この発明による密封装置(7)の第２実施形態を示している。
密封装置(7)は、外輪(2)に取り付けられる断面略Ｌ字状の第１芯金(16)と、第１芯金(16)に取り付けられた第１弾性シール(17)と、内輪(3)に取り付けられる断面略Ｌ字状の第２芯金(13)と、第２芯金(13)に取り付けられた第２弾性シール(14)とを備えている。
第２芯金(13)および第２弾性シール(14)は、第１実施形態のものと同じとされている。
第１芯金(16)は、外輪に嵌められる円筒部(61)と、円筒部(61)の軸方向内側の端部から径方向内方にのびる円板部(62)と有している。円筒部(61)は、軸方向内側の大径部(63)と、大径部(63)の軸方向外側端部に連なって軸方向外方にのびる小径部(64)とからなる。小径部(64)は、外径および内径ともに大径部(63)よりも小さいものとされている。大径部(63)と小径部(64)との境界部分に、これを貫通する複数の貫通孔(65)が周方向に所要間隔で設けられている。
第１弾性シール(17)は、第１芯金(16)の円板部(62)を両側および径方向内側から囲むように設けられたＵ字状基部(71)と、基部(71)の径方向内側縁部に設けられた２つのラジアルリップ(72)(73)と、基部(71)の軸方向外側部分の径方向中程に設けられた１つのアキシアルリップ(74)とを有している。２つのラジアルリップ(72)(73)は、バネ(15)によって径方向内方に付勢されて第２芯金(13)の円筒部(31)に強く押圧されているメインリップ(72)と、自身の弾性力によって第２芯金(13)の円筒部(31)に軽く押圧されているサブリップ(73)とからなる。
第１弾性シール(17)は、さらに、基部(71)の軸方向外側部分の径方向外側縁部に連なって径方向にのびる第１円筒部(75)と、第１円筒部(75)と連結片(77)を介して連なる第２円筒部(76)とを有している。
第１円筒部(75)は、第１芯金(16)の円筒部(61)の軸方向内側部分である大径部(63)の内周面に密着しており、第２円筒部(76)は、第１芯金(16)の円筒部(61)の軸方向外側部分である小径部(64)の外周面に密着している。連結片(77)は、第１芯金(16)の円筒部(61)の大径部(63)と小径部(64)との境界部分にある複数の貫通孔(65)に挿入されている。
第２実施形態の密封装置(7)は、第１実施形態の特徴を維持したまま、第１実施形態における第１芯金(11)の折り返し部(23)をなくすことができ、こうして、接触式のシール構成とし、しかも、さらに製造や組立てが煩雑になることを抑えた密封装置(7)が得られている。
なお、上記において、密封装置の符号を(7)としているが図２から図４までに示した密封装置(7)の構成は、図１におけるいずれか一方の密封装置(6)(7)に設けられてもよく、また、両方に設けられてもよい。
(1)：転がり軸受装置、(2)：外輪、(3)：内輪、(4)：玉（転動体）、(7)：密封装置、(11)(16)：第１芯金、(12)(17)：第１弾性シール、(13)：第２芯金、(14)：第２弾性シール、(21)(61)：円筒部、(23)：折り返し部、(24)(65)：貫通孔、(31)：円筒部、(42)(43)(72)(73)：ラジアルリップ（リップ）、(45)(75)：第１円筒部、(46)(76)：第２円筒部、(47)(77)：連結片、(48)：軸方向外側延在部、(53)：ラジアルリップ（リップ）、(63)：大径部、(64)：小径部

Claims (4)

  1. 外輪に嵌められる円筒部を有する断面略Ｌ字状の第１芯金と、第１芯金に取り付けられた第１弾性シールと、内輪に嵌められる円筒部を有する断面略Ｌ字状の第２芯金と、第２芯金に取り付けられた第２弾性シールとを備えている密封装置であって、
    第１芯金の円筒部の軸方向中程位置に、これを径方向に貫通する複数の貫通孔が周方向に所要間隔で設けられており、第１弾性シールは、第２芯金の円筒部の外周面に摺接するリップと、第１芯金の円筒部の軸方向内側部分の内周面に密着している第１円筒部と、第１芯金の円筒部の軸方向外側部分の外周面に密着している第２円筒部と、第１芯金の円筒部の複数の貫通孔に挿入されて第１円筒部と第２円筒部とを連結する複数の連結片とを有しており、第２弾性シールは、第１芯金の円筒部の軸方向外側部分の内周面に摺接するリップを有していることを特徴とする密封装置。
  2. 第１芯金の円筒部の端部に、軸方向内方にのびる折り返し部が設けられており、第１弾性シールの第１円筒部は、第１芯金の円筒部と折り返し部との間に挟持された軸方向外側延在部を有していることを特徴とする請求項１の密封装置。
  3. 第１芯金の円筒部は、第１弾性シールの第１円筒部が内周面に密着しており外輪に嵌合される大径部と、第１弾性シールの第２円筒部が外周面に密着しており大径部よりも外径および内径が小さい小径部を有しており、第１芯金の円筒部の複数の貫通孔は、大径部と小径部との境界部分に設けられていることを特徴とする請求項１の密封装置。
  4. 内輪、外輪、複数の転動体および両輪端部間に設けられた密封装置を備えている転がり軸受装置において、密封装置が請求項１から３までのいずれかに記載の密封装置とされるとともに、外輪に、第１弾性シールの第２円筒部の端部に軸方向外側から密着する環状凸部が設けられていることを特徴とする転がり軸受装置。
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