JP2014177954A - 密封装置及び密封装置を備える転がり軸受ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】密封性能を向上すると共にトルクの低減が可能な密封装置及び密封装置つき転がり軸受ユニットを提供する。
【解決手段】本発明の密封装置１６において、芯金２４の径方向寸法Ｇと、内輪１１及び外輪１２間の間隔Ｈと、は、０．３≦Ｇ／Ｈ≦０．５の関係を満たす。基幹部４１は、基幹部４１の残りの部分よりも弾性率が低く形成された第１低弾性部４１ｃを有し、外側シールリップ４８は、基幹部４１側に近い部分に、外側シールリップ４８の残りの部分よりも弾性率が低く形成された第２低弾性部４８ｃを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、密封装置及び密封装置を備える転がり軸受ユニットに関する。

車両の車輪支持部に用いられる転がり軸受には、外部からの異物進入と内部からの潤滑剤漏洩とを防止するため、内輪と外輪との間の開口端に密封装置が設けられる。このような密封装置としては、従来、回転部材及び静止部材のうち一方の部材に嵌合固定される金属製の環状部材と、当該環状部材に固着されて弾性体からなるシール部材と、を備える密封装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１の密封装置１１６は、具体的には、図２に示すように、内輪１１１の端部に締り嵌めにより外嵌固定されたスリンガ１２３と、外輪１１３の端部に締り嵌めにより内嵌固定された芯金１２４と、芯金１２４に固着されたシール部１２５と、を備える。スリンガ１２３は、スリンガ円筒部１３１とスリンガ円環部１３２とからなる断面Ｌ字形状の部材であり、芯金１２４も、芯金円筒部１３６と芯金円環部１３７とからなる断面Ｌ字形状の部材である。

シール部１２５は、弾性材により形成されると共に、芯金円環部１３７に固着された部分から分岐した３つのシールリップを有している。３個のシールリップは、スリンガ１２３のスリンガ円筒部１３１に摺接する内側シールリップ１４６及び中間シールリップ１４７と、スリンガ１２３のスリンガ円環部１３２に摺接する外側シールリップ１４８と、からなる。これら内側シールリップ１４６、中間シールリップ１４７及び外側シールリップ１４８によって、軸受空間が密封される。

ここで、外側シールリップ１４８の根元側には、最小肉厚部１４８ａが設けられている。この最小肉厚部１４８ａによって、外側シールリップ１４８の先端部をスリンガ円環部１３２に効率よく倣わせて摺動させることができる。また、外側シールリップ１４８の締め代が変化する場合でも、外側シールリップ１４８の先端部における接触荷重の変化を抑えることが可能である。

また、特許文献２の密封装置は、内輪又は外輪のいずれか一方に構成される摺接面に対し弾性力が付与されて摺接するシールリップを先端に有する弾性シール部材が取付けられている。弾性シール部材を構成する一領域及び他領域の材質は、互いに異なる線膨張係数を備えており、これにより、シールリップが摺動発熱より軟化して当初の設定のトルクとなるまでの間シールリップの摺動抵抗を低減させる。

特開２００５−１６６０３号公報 特開２０１１−１９６４６１号公報

しかしながら、特許文献１においては、内側シールリップ１４６と中間シールリップ１４７の締め代の変化や、接触荷重の変化に対する抑制手段については、何ら記載されていない。

また、特許文献２においては、摺動発熱より軟化する前の冷温時におけるトルク増加を抑えることができるが、通常運転時のトルクを低減することや密封性を向上することについては何ら記載されていない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、密封性能を向上すると共にトルクの低減が可能な密封装置及び密封装置つき転がり軸受ユニットを提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 同心上且つ互いに相対回転可能に配置される回転部材、及び静止部材間をシールする密封装置であって、
前記回転部材及び前記静止部材の一方に固定され、第１円筒部及び第１円環部を有する断面略Ｌ字形状のスリンガと、
前記回転部材及び前記静止部材の他方に固定され、第２円筒部及び第２円環部を有する断面略Ｌ字形状の芯金と、
前記芯金に固着されて前記第２円環部の端面から略径方向に延びる基幹部と、前記基幹部の先端から分岐して前記第１円筒部及び前記第１円環部へと向かって延びて前記第１円筒部及び前記第１円環部に全周にわたって摺接する複数のシールリップと、を有するシール部と、を備え、
前記芯金の径方向寸法Ｇと、前記回転部材及び前記静止部材間の間隔Ｈと、が、０．３≦Ｇ／Ｈ≦０．５の関係を満たし、
前記基幹部は、前記基幹部の残りの部分よりも弾性率が低く形成された第１低弾性部を有し、
前記第１円環部に摺接する前記シールリップは、前記基幹部側に近い部分に、前記第１円環部に摺接する前記シールリップの残りの部分よりも弾性率が低く形成された第２低弾性部を有することを特徴とする密封装置。
（２） （１）に記載の密封装置を備えることを特徴とする転がり軸受ユニット。

本発明によれば、密封性能を向上すると共にトルクの低減が可能な密封装置及び密封装置つき転がり軸受ユニットを提供することが可能である。

本発明に係る密封装置の第１実施形態の拡大断面図である。 従来の密封装置の拡大断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る密封装置について、図１を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態の密封装置１６は、内輪１１の端部の外周面１１ａに圧入固定されるスリンガ２３と、外輪１３の端部の内周面１３ａに圧入固定される芯金２４と、芯金２４に固着され、後述する３個のシールリップを有するシール部２５と、を備える。

スリンガ２３は、金属板から形成された第１円筒部３１及び第１円環部３２からなる断面略Ｌ字形状の部材であり、第１円筒部３１が内輪１１の端部の外周面１１ａに圧入されることにより、内輪１１に固定される。

芯金２４は、金属板から形成された第２円筒部３６及び第２円環部３７からなる断面略Ｌ字形状の部材であり、第２円筒部３６が外輪１３の端部の内周面１３ａに圧入されることにより、外輪１３に固定される。スリンガ２３及び芯金２４は、その第１円環部３２と第２円環部３７とが軸方向に対向するように配置される。

シール部２５は、芯金２４の第２円環部３７の内周面及び第２円環部３７の側面に沿って、接着剤などによって芯金２４に固着され、第２円環部３７の端面３７ａから略径方向へと延びる基幹部４１を有する。基幹部４１は、第２円環部３７の端面３７ａに固着された端部４１ａから、略径方向に向かって、先端に位置する分岐部４１ｂまで略直線的に延びる。ここで、芯金２４の径方向寸法、すなわち芯金２４の第２円環部３７の径方向寸法Ｇは、内輪１１の端部の外周面１１ａおよび外輪１３の端部の内周面１３ａ間におけるシール幅をＨとしたとき、０．３≦Ｄ／Ｅ≦０．５の関係を満たすように設定される。

分岐部４１ｂには、内側シールリップ４６、中間シールリップ４７、及び外側シールリップ４８の３つのシールリップが一体的に接続されている。内側シールリップ４６は、分岐部４１ｂから径方向内側且つ軸方向内側へと延びて、スリンガ２３の第１円筒部３１に全周にわたって摺接する。また、中間シールリップ４７は、分岐部４１ｂから径方向内側且つ軸方向外側へと延びて、スリンガ２３の第１円筒部３１に全周にわたって摺接する。また、外側シールリップ４８は、分岐部４１ｂから径方向外側且つ軸方向外側へと延びて、スリンガ２３の第１円環部３２に全周にわたって摺接する。これにより、内輪１１と外輪１３との間がシールされ、外部からの異物進入と内部からの潤滑剤漏洩とが防止される。

シール部２５は、ゴムなどの弾性材料によって成形される。ここで、基幹部４１は、端部４１ａと分岐部４１ｂとの間に、弾性率が低く構成された第１低弾性部４１ｃを有している。また、外側シールリップ４８は、基幹部４１の分岐部４１ｂに接続された根元部近傍において、弾性率が低く構成された第２低弾性部４８ｃを有している。すなわち、第１低弾性部４１ｃおよび第２低弾性部４８ｃは、シール部２５の残りの部分よりも弾性率が低くなるように構成されている。このような第１低弾性部４１ｃおよび第２低弾性部４８ｃは、シール部２５が必要な耐熱性、耐摩擦性、耐油性、耐薬品性、電気絶縁性等を有することができる範囲で、シール部２５の残りの部分を形成する材料とは異なる材料から形成することができる。例えば、第１低弾性部４１ｃおよび第２低弾性部４８ｃは、アクリルゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム等から形成することができる。シール部２５は多色成型、異硬度成型によって製造することができる。

基幹部４１の第１低弾性部４１ｃは、基幹部４１の残りの部分よりも優先的に変形する。これにより、寸法誤差や組み付け誤差、及び振動や偏心等に起因して内側シールリップ４６及び中間シールリップ４７の締め代が変化した場合に、内側シールリップ４６と中間シールリップ４７の追従性を向上することができ、密封性を向上することができる。また、基幹部４１の第１低弾性部４１ｃが優先的に変形することにより、内側シールリップ４６及び中間シールリップ４７における接触荷重を抑制することができ、トルクを低減することができる。

また、外側シールリップ４８の第２低弾性部４８ｃは、外側シールリップ４８の残りの部分よりも優先的に変形する。これにより、寸法誤差や組み付け誤差、及び振動や偏心等に起因して外側シールリップ４８の締め代が変化した場合に、外側シールリップ４８の追従性を向上することができ、密封性を向上することができる。また、外側シールリップ４８の根元部（分岐部４１ｂ）近傍に設けられた第２低弾性部４８ｃが優先的に変形することにより、先端部４８ｂにおける過度の変形を防止することができる。これにより、密封性を確保できると共にトルクを低減することができ、先端部４８ｂと第１円環部３２との間の接触面積の変化を抑制して接触荷重の変化を十分に抑えることができる。

以上説明したように、本実施形態の密封装置１６によれば、内側シールリップ４６、中間シールリップ４７、及び外側シールリップ４８の追従性を確保できると共に、内側シールリップ４６、中間シールリップ４７、及び外側シールリップ４８とスリンガ２３との間の接触荷重の変化を十分に抑えることができるので、密封性を確保できると共に低トルクを実現することができる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更、改良等が可能である。例えば、前述した実施形態において、第１低弾性部４１ｃを形成する材料および第２低弾性部４８ｃを形成する材料は、シール部２５の残りの部分を形成する材料とは異なる材料として説明したが、シール部２５の残りの部分を形成する材料から加硫条件を変更することにより第１低弾性部４１ｃおよび第２低弾性部４８ｃの弾性率が低くなるように形成してもよい。また、第１低弾性部４１ｃを形成する材料と第２低弾性部４８ｃを形成する材料は同じものでもよいし、異なるものであってもよい。

１６ 密封装置
２３ スリンガ
２４ 芯金
２５ シール部
３１ 第１円筒部
３２ 第１円環部
３６ 第２円筒部
３７ 第２円環部
３７ａ 端面
４１ 基幹部
４１ａ 端部
４１ｂ 分岐部
４１ｃ 第１低弾性部
４８ 外側シールリップ
４８ｃ 第２低弾性部

Claims (2)

1. 同心上且つ互いに相対回転可能に配置される回転部材、及び静止部材間をシールする密封装置であって、
   前記回転部材及び前記静止部材の一方に固定され、第１円筒部及び第１円環部を有する断面略Ｌ字形状のスリンガと、
   前記回転部材及び前記静止部材の他方に固定され、第２円筒部及び第２円環部を有する断面略Ｌ字形状の芯金と、
   前記芯金に固着されて前記第２円環部の端面から略径方向に延びる基幹部と、前記基幹部の先端から分岐して前記第１円筒部及び前記第１円環部へと向かって延びて前記第１円筒部及び前記第１円環部に全周にわたって摺接する複数のシールリップと、を有するシール部と、を備え、
   前記芯金の径方向寸法Ｇと、前記回転部材及び前記静止部材間の間隔Ｈと、が、０．３≦Ｇ／Ｈ≦０．５の関係を満たし、
   前記基幹部は、前記基幹部の残りの部分よりも弾性率が低く形成された第１低弾性部を有し、
   前記第１円環部に摺接する前記シールリップは、前記基幹部側に近い部分に、前記第１円環部に摺接する前記シールリップの残りの部分よりも弾性率が低く形成された第２低弾性部を有することを特徴とする密封装置。
2. 請求項１に記載の密封装置を備えることを特徴とする転がり軸受ユニット。

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