JP2015014303A - 密封装置 - Google Patents

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秀之 古山
善久 山口
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善久 山口
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Hisayoshi Watabe
寿喜 渡部
俊 庄内
Masaru Shonai
俊 庄内
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Abstract

【課題】軸受の外輪および内輪間の開口部に装着されて軸受外部の異物が軸受内部へ侵入するのを抑制する密封装置であって、外輪に取り付けられる取付環と取付環に保持されるとともに内輪に対して摺動可能に密接するシールリップとを有する密封装置において、昨今における低トルク化の要求に応えることができ、しかも優れたシール性を発揮することが可能な密封装置を提供する。【解決手段】シールリップは、リップ基端部から径方向内方であってかつ軸受内側へ向けて斜めに成形された第１斜面部と、第１斜面部の先端から径方向内方であってかつ軸受外側へ向けて斜めに成形された第２斜面部とを一体に有する。第２斜面部は内輪に対する摺動部とされる。摺動部には、この摺動部の表面粗さを大きくする梨地加工が施されている。【選択図】図１

Description

本発明は、シール技術に係る密封装置に関し、更に詳しくは、軸受の外輪および内輪間の開口部に装着されて軸受外部の異物が軸受内部へ侵入するのを抑制するための密封装置（ベアリングシール）に関する。本発明の密封装置は例えば、自動車等車両のトランスミッション用軸受部に用いられ、またはその他汎用機械の軸受部などに用いられる。
従来から図４に示すベアリングシール５１が知られており、このベアリングシール５１は、軸受６１の内輪６２に取り付けられるとともに外輪６３に対して摺動可能に密接する第１シールリング５２と、反対に外輪６３に取り付けられるとともに内輪６２に対して摺動可能に密接する第２シールリング５３との組み合わせにより構成されている。
上記図４のベアリングシール５１は、複数のシールリング５２，５３の組み合わせであることから優れたシール性を発揮することが期待されるが、複数のシールリング５２，５３によって複数の摺動部５４，５５が設定されるため、全体として摺動トルクが大きく、よって昨今における燃費の向上に関わる低トルク化の要求に応えられない問題がある。
尚、一般的に、トルクを低減させる手段として、リップ薄肉化の手法などがあるが、リップ薄肉化により緊迫力が低下すると、軸受外部の異物が軸受内部へ侵入し易くなる。
特開平９−１９６０７１号公報
本発明は以上の点に鑑みて、昨今における低トルク化の要求に応えることができ、しかも優れたシール性を発揮することが可能な密封装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の請求項１による密封装置は、軸受の外輪および内輪間の開口部に装着されて軸受外部の異物が軸受内部へ侵入するのを抑制する密封装置であって、前記外輪に取り付けられる取付環と前記取付環に保持されるとともに前記内輪に対して摺動可能に密接するシールリップとを有する密封装置において、前記シールリップは、リップ基端部から径方向内方であってかつ軸受内側へ向けて斜めに成形された第１斜面部と、前記第１斜面部の先端から径方向内方であってかつ軸受外側へ向けて斜めに成形された第２斜面部とを一体に有し、前記第２斜面部を前記内輪に対する摺動部とし、前記摺動部に前記摺動部の表面粗さを大きくする梨地加工が施されていることを特徴とする。
また、本発明の請求項２による密封装置は、上記した請求項１記載の密封装置において、前記第１斜面部および前記第２斜面部を一体に有する前記シールリップは、断面略く字状の形状とされていることを特徴とする。
また、本発明の請求項３による密封装置は、上記した請求項１または２記載の密封装置において、前記第２斜面部の先端は前記取付環の内周端部厚み面と同じ軸方向位置に配置されるとともに前記第２斜面部の残りの部位および前記第１斜面部は前記取付環の内周端部厚み面よりも軸受内側に配置され、前記第１斜面部はその基端から先端へかけて厚み寸法が徐々に縮小する形状とされるとともに前記第２斜面部はその基端から先端へかけて厚み寸法が略一定の形状とされていることを特徴とする。
また、本発明の請求項４による密封装置は、上記請求項１、２または３記載の密封装置において、前記取付環は、金属環であって、前記外輪の内周面に金属嵌合されることを特徴とする。
上記構成を備える本発明の密封装置は、取付環と組み合わされるシールリップとして、リップ基端部から径方向内方であってかつ軸受内側へ向けて斜めに成形された第１斜面部と、第１斜面部の先端から径方向内方であってかつ軸受外側へ向けて斜めに成形された第２斜面部とを一体に有し、第２斜面部を軸受の内輪に対する摺動部とするシールリップが備えられているため、このシールリップは、第１斜面部と第２斜面部が互いの交差角度を大小変化させるようにして径方向に弾性変形し易く、内輪に対するしめしろを小さく設定し易い。また第２斜面部よりなる摺動部に、この摺動部の表面粗さを大きくする梨地加工が施されているため、梨地は凹部に油（軸受外部のギヤ油や軸受内部のベアリンググリースなど）を貯留し易く、潤滑性が高い。したがって、径方向に弾性変形し易いリップ形状と油を貯留し易い摺動面形状との組み合わせにより摺動トルクの低減を実現することが可能とされる。
また、軸受の内輪に対して摺動可能に密接する第２斜面部として、第１斜面部の先端から径方向内方であってかつ軸受外側へ向けて斜めに成形された斜面部が備えられているため、この第２斜面部は、この第２斜面部に対して軸受外側から外圧が作用したときに軸受の内輪に押し付けられるように弾性変形する。したがって軸受外部のギヤ油などに紛れ込むかたちにて異物が軸受内部へ侵入しようとすると、第２斜面部が軸受の内輪に押し付けられるように弾性変形するため、ギヤ油などに含まれる異物を有効にシールすることが可能とされる。
上記構成の第１斜面部および第２斜面部を一体に有するシールリップは、断面略く字状の形状のシールリップとするのが好適であり、断面略くの字状のシールリップには、断面略コの字状のシールリップと比較して、内輪外周面に対する第２傾斜面部の傾斜角度が大きく設定されるため、第２斜面部が径方向に弾性変形し易い特徴がある。
また、シールリップの全体としては、第２斜面部の先端を取付環の内周端部厚み面と同じ軸方向位置に配置するとともに第２斜面部の残りの部位および第１斜面部を取付環の内周端部厚み面よりも軸受内側に配置し、また第１斜面部をその基端から先端へかけて厚み寸法が徐々に縮小する形状とするとともに第２斜面部をその基端から先端へかけて厚み寸法が略一定の形状とするのが好適であり、これらの構成によれば、比較的薄肉とされる第２斜面部の先端が取付環の内周端部厚み面の内周側であって取付環の内周端部厚み面と軸受の内輪の外周面との間に配置されるため、当該密封装置の取付方である軸受の外輪に対して摺動の相手方である内輪が偏心したときなどに、シールリップが第１斜面部と第２斜面部の交差角度を大小変化させるようにして蛇腹のごとく径方向に弾性変形する。したがってシールリップが偏心に対して追随し易い特徴がある。
本発明は、以下の効果を奏する。
すなわち本発明の密封装置によれば以上説明したように、径方向に弾性変形し易いリップ形状と油を貯留し易い摺動面形状との組み合わせにより摺動トルクの低減を実現することが可能とされ、その一方で、ギヤ油などに含まれる異物を有効にシールすることが可能とされる。したがって本発明所期の目的どおり、昨今における低トルク化の要求に応えることができ、しかも優れたシール性を発揮することが可能な密封装置を提供することができる。また、シールリップを断面略く字状の形状としたり、シールリップの取付環に対する軸方向位置や厚み寸法を上記のとおりに特定したりすることによりシールリップが径方向に変形し易くなり偏心追随性に優れたものとなる。取付環は、これにゴム状弾性体を被着して外輪の内周面に対してゴム嵌合としても良いが、金属嵌合とすることにより嵌合力の増大やコストの低減を期待することができる。
本発明の実施例に係る密封装置の要部断面図 図１の要部拡大図 同密封装置の装着状態の一例を示す説明図 従来例に係る密封装置の要部断面図
本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）リップをモールドリップにし、リップ摺動部全体に梨地を追加し、リップ表面粗さを大きくする。梨地は、型に放電加工をすることにより与えられる。
（２）梨地を追加することにより、流体潤滑効果が良くなり、トルクが低減する。梨地による粗さにより、すぼまり隙間で油膜が厚くなり、拡がり隙間でエアレーションがおきやすい効果がある。
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
図１および図２は、本発明の実施例に係る密封装置１を示し、図３はその装着状態の一例を示している。図３に示すように当該実施例に係る密封装置１は、軸受３１の外輪３２および内輪３３間の開口部に装着されて軸受外部Ａの異物（図示せず）が軸受内部Ｂへ侵入するのを抑制する密封装置であって、外輪３２に取り付けられる取付環１１とこの取付環１１に保持されるとともに内輪３３に対して摺動可能に密接するシールリップ２１とを有する密封装置とされている。
当該密封装置１が自動車等車両のトランスミッション用軸受部に用いられる場合、軸受３１の横にはギヤ３５が配置され、ギヤ３５にはギヤ油（図示せず）が供給されるので、このギヤ油に紛れ込む（混入する）かたちにて金属粉などの異物（大きさ：５０μｍ以上）が存在し、この異物が軸受内部Ｂに侵入するようなことがあると、転動体３４が損傷するなどの不具合が発生する。したがって密封装置１を装着することにより、軸受外部Ａの異物が軸受内部Ｂへ侵入するのを抑制する。尚、密封装置１には副次的に、軸受内部Ｂのベアリンググリース（図示せず）が漏出しないようにこれをシールする機能もある。
図１に示すように、密封装置１は、軸受３１の外輪３２に取り付けられる取付環１１と、この取付環１１に保持されるとともに内輪３３に対して摺動可能に密接するシールリップ２１とを有している。
取付環１１は、金属環であって、軸受３１の外輪３２の内周面に嵌合される筒状部１２を有し、この筒状部１２の軸受外側Ａ（軸方向一方、図では左方）の端部から径方向内方へ向けてフランジ部１３が一体に成形されている。フランジ部１３の径方向中ほどには、このフランジ部１３を軸受内側Ｂ（軸方向他方、図では右方）へ屈曲させる段差状の屈曲部１４が設けられている。
シールリップ２１は、取付環１１に被着（加硫接着）されたゴム状弾性体よりなり、取付環１１の内周端部に被着されたリップ基端部２２を有し、このリップ基端部２２から径方向内方であってかつ軸受内側Ｂへ向けて斜めに第１斜面部２３が一体に成形され、この第１斜面部２３の先端から径方向内方であってかつ軸受外側Ａへ向けて斜めに第２斜面部２４が一体に成形されている。
第２斜面部２４は、軸受３１の内輪３３に対する摺動部２５を有し、この摺動部２５に、この摺動部２５の表面粗さを大きくする梨地加工（図示せず）が施されている。
図２に拡大して示すように、第１斜面部２３は、軸受外側Ａから軸受内側Ｂへかけて径寸法が徐々に縮小する外周面２３ａ、および同じく軸受外側Ａから軸受内側Ｂへかけて径寸法が徐々に縮小する内周面２３ｂを有している。
第２斜面部２４は、軸受内側Ｂから軸受外側Ａへかけて径寸法が徐々に縮小する外周面２４ａ、および同じく軸受内側Ｂから軸受外側Ａへかけて径寸法が徐々に縮小する内周面２４ｂを有している。また、第２斜面部２４は先端面２４ｃを有し、この先端面２４ｃは、内周面２４ｂからリップ端２４ｄを経由して連続するとともに軸受内側Ｂから軸受外側Ａへかけて径寸法が徐々に拡大する傾斜面２４ｅと、この傾斜面２４ｅから連続する径寸法略一定の円筒状の筒状面２４ｆと、この筒状面２４ｆから外周面２４ａへかけて連続する軸直角平面状の平端面２４ｇとの組み合わせとされている。
上記したように第２斜面部２４の摺動部２５には、摺動部２５の表面粗さを大きくする梨地加工が施されているが、上記の区割りで云うと、第２斜面部２４の内周面２４ｂから先端面２４ｃに至る部位、一層詳細には第２斜面部２４の内周面２４ｂからリップ端２４ｄを経由して傾斜面２４ｅに至る部位に梨地加工が施されている。
第１斜面部２３および第２斜面部２４を一体に有するシールリップ２１は、その全体として、断面略く字状の形状とされている。
また、第２斜面部２４の先端（先端面２４ｃ）は、取付環１１の内周端部厚み面１５と同じ軸方向位置に配置されるとともに、第２斜面部２４の残りの部位および第１斜面部２３は取付環１１の内周端部厚み面１５よりも軸受内側Ｂに配置され、第１斜面部２３はその基端から先端へかけて厚み寸法が徐々に縮小する形状とされるとともに、第２斜面部２４はその基端から先端へかけて厚み寸法が略一定の形状とされている。
上記構成の密封装置１は、上記したように自動車等車両のトランスミッション用軸受部などに装着され、軸受外部Ａの異物が軸受内部Ｂへ侵入するのを抑制するものであって、上記構成により以下の作用効果を発揮する点に特徴を有している。
すなわち上記構成を備える密封装置１においては、取付環１１と組み合わされるシールリップ２１として、リップ基端部２２から径方向内方であってかつ軸受内側Ｂへ向けて斜めに成形された第１斜面部２３と、第１斜面部２３の先端から径方向内方であってかつ軸受外側Ａへ向けて斜めに成形された第２斜面部２４とを一体に有し、第２斜面部２４を軸受３１の内輪３３に対する摺動部２５とするシールリップが備えられているため、このシールリップ２１は、第１斜面部２３と第２斜面部２４が互いの交差角度を大小変化させるようにして径方向に弾性変形し易く、内輪３３に対するしめしろを小さく設定し易い。また第２斜面部２４よりなる摺動部２５に、この摺動部２５の表面粗さを大きくする梨地加工が施されているため、梨地は凹部に油（軸受外部Ａのギヤ油や軸受内部Ｂのベアリンググリースなど）を貯留し易く、潤滑性が高い。したがって、径方向に弾性変形し易いリップ形状と油を貯留し易い摺動面形状との組み合わせにより摺動トルクの低減を実現することが可能とされている。
また、軸受３１の内輪３３に対して摺動可能に密接する第２斜面部２４として、第１斜面部２３の先端から径方向内方であってかつ軸受外側Ａへ向けて斜めに成形された斜面部が備えられているため、この第２斜面部２４は、この第２斜面部２４に対して軸受外側Ａから外圧が作用したときに軸受３１の内輪３３に押し付けられるように弾性変形する。したがって軸受外部Ａのギヤ油などに紛れ込むかたちにて異物が軸受内部Ｂへ侵入しようとするとき、第２斜面部２４が軸受３１の内輪３３に押し付けられるように弾性変形するため、ギヤ油などに含まれる異物を有効にシールすることが可能とされている。
したがって以上のことからして、昨今における低トルク化の要求に応えることができ、しかも優れたシール性を発揮することが可能な密封装置１を提供することができる。
また、上記構成の密封装置１においては、第１斜面部２３および第２斜面部２４を一体に有するシールリップ２１が断面略く字状の形状とされているため、この断面略くの字状のシールリップ２１には、断面略コの字状のシールリップと比較して、内輪３３外周面に対する第２傾斜面部２４の傾斜角度が大きく設定される特徴がある。したがって第２斜面部２４延いてはシールリップ２１が全体として径方向に弾性変形し易いものとされている。また、断面略くの字状のシールリップ２１には、断面略コの字状のシールリップと比較して、リップ形状がコンパクトで省スペースであると云う特徴もある。
また、シールリップ２１の全体として、第２斜面部２４の先端（先端面２４ｃ）が取付環１１の内周端部厚み面１５と同じ軸方向位置に配置されるとともに第２斜面部２４の残りの部位および第１斜面部２３が取付環１１の内周端部厚み面１５よりも軸受内側Ｂに配置され、第１斜面部２３がその基端から先端へかけて厚み寸法が徐々に縮小する形状とされるとともに第２斜面部２４がその基端から先端へかけて厚み寸法が略一定の形状とされているため、これらの構成によれば、比較的薄肉とされる第２斜面部２４の先端が取付環１１の内周端部厚み面１５の内周側であって取付環１１の内周端部厚み面１５と軸受３１の内輪３３の外周面との間に配置される。したがって当該密封装置１の取付方である軸受３３の外輪３２に対して摺動の相手方である内輪３３が偏心したときに、シールリップ２１が第１斜面部２３と第２斜面部２４の交差角度を大小変化させるようにして蛇腹のごとく径方向に弾性変形するため、シールリップ２１が偏心に対して追随し易い特徴がある。
１ 密封装置
１１ 取付環
１２ 筒状部
１３ フランジ部
１４ 屈曲部
１５ 内周端部厚み面
２１ シールリップ
２２ リップ基端部
２３ 第１斜面部
２３ａ，２４ａ 外周面
２３ｂ，２４ｂ 内周面
２４ 第２斜面部
２４ｃ 先端面
２４ｄ リップ端
２４ｅ 傾斜面
２４ｆ 筒状面
２４ｇ 平坦面
２５ 摺動部
３１ 軸受
３２ 外輪
３３ 内輪
３４ 転動体
３５ ギヤ
Ａ 軸受外部
Ｂ 軸受内部

Claims (4)

  1. 軸受の外輪および内輪間の開口部に装着されて軸受外部の異物が軸受内部へ侵入するのを抑制する密封装置であって、前記外輪に取り付けられる取付環と前記取付環に保持されるとともに前記内輪に対して摺動可能に密接するシールリップとを有する密封装置において、
    前記シールリップは、リップ基端部から径方向内方であってかつ軸受内側へ向けて斜めに成形された第１斜面部と、前記第１斜面部の先端から径方向内方であってかつ軸受外側へ向けて斜めに成形された第２斜面部とを一体に有し、
    前記第２斜面部を前記内輪に対する摺動部とし、
    前記摺動部に前記摺動部の表面粗さを大きくする梨地加工が施されていることを特徴とする密封装置。
  2. 請求項１記載の密封装置において、
    前記第１斜面部および前記第２斜面部を一体に有する前記シールリップは、断面略く字状の形状とされていることを特徴とする密封装置。
  3. 請求項１または２記載の密封装置において、
    前記第２斜面部の先端は前記取付環の内周端部厚み面と同じ軸方向位置に配置されるとともに前記第２斜面部の残りの部位および前記第１斜面部は前記取付環の内周端部厚み面よりも軸受内側に配置され、
    前記第１斜面部はその基端から先端へかけて厚み寸法が徐々に縮小する形状とされるとともに前記第２斜面部はその基端から先端へかけて厚み寸法が略一定の形状とされていることを特徴とする密封装置。
  4. 請求項１、２または３記載の密封装置において、
    前記取付環は、金属環であって、前記外輪の内周面に金属嵌合されることを特徴とする密封装置。
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