JP2018119598A - Bearing sealing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、自動車等の車輪支持部の軸受装置に用いられる軸受密封装置に関し、さらに詳しくは、相対的に同軸回転可能な外径側部材と内径側部材との間の環状空間に装着されて当該環状空間を密封する軸受密封装置に関する。 The present invention relates to a bearing sealing device used for a bearing device of a wheel support portion of, for example, an automobile, and more specifically, is mounted in an annular space between an outer diameter side member and an inner diameter side member that can relatively rotate coaxially. The present invention relates to a bearing sealing device that seals the annular space.
前記のような密封装置としては、内径側部材の外周面に嵌合されるスリンガ(これと同等の部材も含む)と、外径側部材の内周面に嵌合される芯金及び該芯金に固着されて前記スリンガに接触するシールリップを有するシール部材とが組み合わさって構成される軸受密封装置が多く用いられている(例えば、特許文献1〜3参照)。このような軸受密封装置は、内径側部材又は外径側部材の軸回転に伴うシールリップのスリンガに対する相対摺接によって、外部からの環状空間(軸受空間)内への泥水等の浸入を阻止し、また、軸受空間内に充填されるグリース等の外部漏出を阻止するよう設計される。 The sealing device as described above includes a slinger (including a member equivalent thereto) fitted to the outer peripheral surface of the inner diameter side member, a core bar fitted to the inner peripheral surface of the outer diameter side member, and the core Many bearing sealing devices are used which are combined with a seal member having a seal lip that is fixed to gold and contacts the slinger (see, for example, Patent Documents 1 to 3). Such a bearing sealing device prevents intrusion of muddy water or the like from the outside into the annular space (bearing space) by the relative sliding contact of the seal lip with the slinger associated with the shaft rotation of the inner diameter side member or the outer diameter side member. Also, it is designed to prevent external leakage of grease or the like filled in the bearing space.
特許文献1に記載された密封装置は、スリーブの鍔部に弾性摺接するアキシャルリップと、スリーブの筒部に弾性摺接するラジアルリップと、内輪の外周面に弾性摺接するラジアルリップとを備えている。また、特許文献2に記載された密封装置は、スリンガ環状部に弾性摺接するアキシャルリップと、スリンガ円筒部に弾性摺接するラジアルリップと、内輪の外周面に弾性摺接するラジアルリップとを備えている。さらに、特許文献3に記載された密封装置は、摺動環(スリンガ)の円盤部に弾性摺接するアキシャルリップと、内輪に弾性摺接するラジアルリップとを備えている。
The sealing device described in Patent Document 1 includes an axial lip that is in elastic sliding contact with the collar portion of the sleeve, a radial lip that is elastically sliding in contact with the cylindrical portion of the sleeve, and a radial lip that is in elastic sliding contact with the outer peripheral surface of the inner ring. . The sealing device described in
前記のような軸受密封装置の場合、アキシャルリップが外部からの泥水等の浸入を阻止する主体とされる。しかし、過酷な条件下に晒される自動車用の軸受密封装置の場合、アキシャルリップとスリンガとの相対摺接部に泥水が至り、経時的にこの相対摺接部に泥水に含まれる塵埃等の異物が噛み込み、アキシャルリップの先端部が摩耗することがある。このような摩耗が進行すると、泥水がさらに密封装置内に浸入し、ラジアルリップとスリンガ或いは内輪との相対摺接部に至り、ラジアルリップの先端部も摩耗し、その結果、泥水が軸受空間内にまで浸入し、本来の密封機能が果たせなくなることにもなる。したがって、アキシャルリップの前記相対摺接部を泥水が通過したとしても、ラジアルリップの前記相対摺接部にできるだけ泥水が到達し難くなるような構造が望まれる。 In the case of the bearing sealing device as described above, the axial lip is mainly used to prevent intrusion of muddy water and the like from the outside. However, in the case of a bearing sealing device for an automobile that is exposed to harsh conditions, muddy water reaches the relative sliding contact portion between the axial lip and the slinger. May bite and the tip of the axial lip may wear. When such wear progresses, the muddy water further penetrates into the sealing device, reaches the relative sliding contact portion between the radial lip and the slinger or the inner ring, and the tip of the radial lip also wears. It will also penetrate to the point where the original sealing function cannot be performed. Therefore, even if muddy water passes through the relative sliding contact portion of the axial lip, a structure that makes it difficult for the muddy water to reach the relative sliding contact portion of the radial lip is desired.
特許文献1に記載された密封装置の場合、アキシャルリップの摺接部を通過した泥水が弾性リップ(ラジアルリップ)4とスリーブ(スリンガ)7との摺接部に到達することが予想される。弾性リップ4とスリーブ7との摺接部に泥水が到達すると、さらにこの摺接部を通過して弾性リップ5と内輪12との摺接部に至ることも起こり得る。また、特許文献2に記載された密封装置の場合も、アキシャルリップ16とスリンガ環状部12との摺接部を通過した泥水はメインリップ(ラジアルリップ)14とスリンガ円筒部11との摺接部に至ることは不可避である。そのため、この部分でのメインリップ14に摩耗が生じることが懸念される。さらに、特許文献3に記載された密封装置の場合、摺動環(スリンガ)3における内周嵌合部31の円錐形状部34が、メインリップ(アキシャルリップ)22と内周サブリップ(ラジアルリップ)23との間に位置し、且つ、円錐形状部34とシール本体2との間に内周ラビリンス隙間Lr1が形成されている。そのため、メインリップ23と円盤部32との摺接部を通過した泥水は、内周サブリップ23と摺動環3の内周嵌合部23との摺接部に到達し難いと考えられる。しかし、円錐形状部34が軸受空間側に向く円錐形状であることから、この部分に至った泥水はその先端部を乗り越え内周ラビリンス隙間Lr1を経て内周サブリップ23に至ることも起こり得る。そのため、ラジアルリップに泥水が到達し難くする構造としては、まだ充分とは言えないと考えられる。
In the case of the sealing device described in Patent Document 1, it is expected that the muddy water that has passed through the sliding contact portion of the axial lip reaches the sliding contact portion between the elastic lip (radial lip) 4 and the sleeve (slinger) 7. When muddy water reaches the sliding contact portion between the
本発明は、前記実情に鑑みなされたもので、簡単な構造でありながら、ラジアルリップへの泥水等の異物の到達を抑え、シール機能が長く維持される軸受密封装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and has an object to provide a bearing sealing device that has a simple structure but prevents the arrival of foreign matters such as muddy water to the radial lip and maintains a long sealing function. Yes.
本発明に係る軸受密封装置は、相対的に同軸回転する内径側部材と外径側部材との間の環状空間を密封する軸受密封装置であって、前記内径側部材に嵌合される金属環と、前記外径側部材に嵌合されるシール部材とが組み合わさって構成され、前記金属環は、前記内径側部材の外周面に嵌合される第1嵌合円筒部と、該第1嵌合円筒部の軸方向外側端部から外径側に延びる第1円輪部と、前記第1嵌合円筒部の軸方向内側端部から外径側に屈曲された屈曲円輪部と、を備え、前記シール部材は、前記外径側部材の内周面に嵌合される第2嵌合円筒部及び該第2嵌合円筒部の軸方向内側端部から内径側に延びる第2円輪部を有する芯金と、前記内径側部材に接触するラジアルリップ及び前記第1円輪部に接触するアキシャルリップを有して前記芯金に固着された弾性部材と、を備え、前記屈曲円輪部は、前記ラジアルリップと前記アキシャルリップとの間に位置し、当該屈曲円輪部の前記第1嵌合円筒部からの外径方向高さが当該第1嵌合円筒部の厚さより大きいことを特徴とする。 A bearing sealing device according to the present invention is a bearing sealing device that seals an annular space between an inner diameter side member and an outer diameter side member that rotate relatively coaxially, and a metal ring that is fitted to the inner diameter side member. And a seal member fitted to the outer diameter side member, and the metal ring includes a first fitting cylindrical portion fitted to the outer peripheral surface of the inner diameter side member, and the first A first annular portion extending from the outer end in the axial direction of the fitting cylindrical portion to the outer diameter side, a bent annular portion bent from the inner end in the axial direction of the first fitting cylindrical portion to the outer diameter side, The seal member includes a second fitting cylindrical portion fitted to the inner peripheral surface of the outer diameter side member, and a second circle extending from the axially inner end of the second fitting cylindrical portion toward the inner diameter side. A metal core having a ring portion, a radial lip that contacts the inner diameter side member, and an axial lip that contacts the first circular ring portion; An elastic member fixed to gold, and the bent annular portion is located between the radial lip and the axial lip, and an outer diameter of the bent annular portion from the first fitting cylindrical portion The height in the direction is larger than the thickness of the first fitting cylindrical portion.
本発明の軸受密封装置によれば、内径側部材及び外径側部材のいずれか一方の軸回転に伴い、アキシャルリップが金属環の第1円輪部に相対摺接する。これによって、外部から当該軸受密封装置内への泥水等の異物(以下、泥水等と言う)の浸入が阻止される。しかし、前記軸回転中に、アキシャルリップの第1円輪部に対する接触度合が変化したり、或いは、アキシャルリップの先端部が経時的に摩耗したりすることがあり、そのため、泥水等がアキシャルリップの前記摺接部を通過することがある。このようにアキシャルリップの摺接部を通過した泥水等は、屈曲円輪部によって堰き止められて、屈曲円輪部、第1嵌合円筒部及び第1円輪部で形成される溝状空間に一時的に滞留する。この溝状空間は環状であるから、泥水等は一時的に滞留するも溝状空間内を下方に流れて前記アキシャルリップの摺接部を経て速やかに排出される。したがって、当該軸受密封装置内に泥水等が一時的に浸入しても、泥水等がラジアルリップと内径側部材との摺接部に到達することは少なく、泥水等の当該摺接部への噛み込みによるラジアルリップの先端部の摩耗が生じることが抑制される。しかも、屈曲円輪部の第1嵌合円筒部からの外径方向高さが第1嵌合円筒部の厚さより大きいから、屈曲円輪部の前記堰止め機能が効果的に発揮され、当該軸受密封装置のシール機能が長く維持され、長寿命化が図られる。因みに、屈曲円輪部の前記高さが第1嵌合円筒部の厚さより小さくなると、前記泥水等の堰止め機能が減退する傾向となる。 According to the bearing sealing device of the present invention, the axial lip comes into relative sliding contact with the first annular portion of the metal ring as the shaft of either the inner diameter side member or the outer diameter side member rotates. As a result, entry of foreign matter such as muddy water (hereinafter referred to as muddy water) into the bearing sealing device from the outside is prevented. However, the degree of contact of the axial lip with the first annular portion may change during the rotation of the shaft, or the tip of the axial lip may wear over time. May pass through the sliding contact portion. Thus, the muddy water or the like that has passed through the sliding contact portion of the axial lip is blocked by the bent annular portion, and is formed into a groove-like space formed by the bent annular portion, the first fitting cylindrical portion, and the first annular portion. Stays temporarily. Since this groove-shaped space is annular, mud water or the like temporarily stays but flows downward in the groove-shaped space and is quickly discharged through the sliding contact portion of the axial lip. Therefore, even if muddy water or the like temporarily enters the bearing sealing device, the muddy water or the like hardly reaches the sliding contact portion between the radial lip and the inner diameter side member, and the muddy water or the like is caught in the sliding contact portion. It is possible to suppress the wear of the distal end portion of the radial lip due to the insertion. Moreover, since the outer diameter direction height of the bent ring portion from the first fitting cylindrical portion is larger than the thickness of the first fitting cylindrical portion, the damming function of the bent ring portion is effectively exhibited, The seal function of the bearing sealing device is maintained for a long time, and the service life is extended. Incidentally, when the height of the bent ring portion is smaller than the thickness of the first fitting cylindrical portion, the function of blocking the muddy water or the like tends to decline.
本発明の軸受密封装置において、前記金属環は、第1円輪部の外径側端部から軸方向内方に延びる円筒部をさらに備えているものとしてもよい。
これによれば、外部からアキシャルリップの前記摺接部に至る泥水等の浸入経路が実質的に長くなり、ラジアルリップにおける前記摺接部への泥水等の到達がより生じ難くなる。
In the bearing sealing device of the present invention, the metal ring may further include a cylindrical portion extending inward in the axial direction from the outer diameter side end portion of the first annular portion.
According to this, the infiltration path of muddy water or the like from the outside to the sliding contact portion of the axial lip becomes substantially longer, and it becomes more difficult for the muddy water or the like to reach the sliding contact portion of the radial lip.
本発明の軸受密封装置において、前記金属環における前記屈曲円輪部の前記外径方向高さを0.6mm以上としてもよい。
これによれば、通常前記金属環は板厚が0.6mmの鋼板によって作製されることが多く、したがって、屈曲円輪部の前記外径方向高さを0.6mm以上としているので、自ずと第1嵌合円筒部の厚さより大とされ、前記泥水等の堰止め機能が的確に発揮される。
In the bearing sealing device of the present invention, the height in the outer diameter direction of the bent ring portion in the metal ring may be 0.6 mm or more.
According to this, the metal ring is usually made of a steel plate having a thickness of 0.6 mm. Therefore, the height of the bent ring portion in the outer diameter direction is set to 0.6 mm or more. The thickness is larger than the thickness of one fitting cylindrical portion, and the function of blocking the muddy water and the like is accurately exhibited.
本発明の軸受密封装置において、前記金属環における前記屈曲円輪部の厚さを前記第1嵌合円筒部の厚さより小さくしてもよい。
これによれば、屈曲円輪部は、第1嵌合円筒部の延長部分を板金加工することによって屈曲形成されるので、この板金加工がし易くなる。因みに、屈曲円輪部の厚さが前記第1嵌合円筒部の厚さより大きいと、前記板金加工がし難くなる。
In the bearing sealing device of the present invention, the thickness of the bent ring portion in the metal ring may be smaller than the thickness of the first fitting cylindrical portion.
According to this, the bent ring portion is bent and formed by subjecting the extended portion of the first fitting cylindrical portion to sheet metal processing, so that this sheet metal processing becomes easy. Incidentally, if the thickness of the bent ring portion is larger than the thickness of the first fitting cylindrical portion, the sheet metal processing becomes difficult.
本発明の軸受密封装置において、前記金属環における前記屈曲円輪部の前記第1嵌合円筒部に対する屈曲角度が80°以上且つ95°以下としてもよい。
これによれば、屈曲円輪部の泥水等の堰止め機能が効果的に発揮される。因みに、屈曲円輪部の前記第1嵌合円筒部に対する屈曲角度が、80°未満の場合前記泥水等の一時的な滞留時間が長くなる傾向となり、また、95°を超えると前記堰止め機能が減退する傾向となる。
In the bearing sealing device of the present invention, a bending angle of the bent ring portion of the metal ring with respect to the first fitting cylindrical portion may be 80 ° or more and 95 ° or less.
According to this, a damming function such as muddy water in the bent ring portion is effectively exhibited. Incidentally, when the bending angle of the bent ring portion with respect to the first fitting cylindrical portion is less than 80 °, the temporary residence time of the muddy water or the like tends to be long, and when it exceeds 95 °, the damming function is increased. Tend to decline.
本発明の軸受密封装置において、前記金属環における前記屈曲円輪部と前記弾性部材との最小隙間を0.4mm以上としてもよい。
これによれば、不可避的な軸受密封装置の設計公差や内径側部材および外径側部材の偏心等があっても、内径側部材と外径側部材との相対的軸回転の際に、屈曲円輪部と弾性部材とが接触する懸念がない。因みに、屈曲円輪部の外径側端部と弾性部材との隙間が0.4mm未満になると、前記接触が生じ易くなる傾向となる。
In the bearing sealing device of the present invention, a minimum gap between the bent ring portion and the elastic member in the metal ring may be 0.4 mm or more.
According to this, even if there is an unavoidable design tolerance of the bearing sealing device and eccentricity of the inner diameter side member and the outer diameter side member, the inner diameter side member and the outer diameter side member are bent during relative rotation. There is no concern that the annular portion and the elastic member come into contact with each other. Incidentally, when the clearance between the outer diameter side end of the bent ring portion and the elastic member is less than 0.4 mm, the contact tends to occur.
本発明の軸受密封装置によれば、簡単な構造でありながら、ラジアルリップへの泥水等の異物の到達を抑え、シール機能が長く維持される。 According to the bearing sealing device of the present invention, while having a simple structure, the arrival of foreign matter such as muddy water to the radial lip is suppressed, and the sealing function is maintained for a long time.
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図1は、自動車の車輪(不図示)を軸回転可能に支持する軸受装置1を示す。この軸受装置1は、駆動輪用のハブベアリングであって、大略的に、外輪(外径側部材)2と、ハブ輪3と、ハブ輪3の車体側に嵌合一体とされる内輪部材4と、外輪2とハブ輪3及び内輪部材4との間に介装される2列の転動体(ボール)6…とを含んで構成される。この例では、ハブ輪3及び内輪部材4が内輪(内径側部材)5を構成し、外輪2は、自動車の車体(不図示)に固定される。また、ハブ輪3にはドライブシャフト7が同軸的にスプライン嵌合され、ドライブシャフト7は等速ジョイント8を介して不図示の駆動源(駆動伝達部)に連結される。ドライブシャフト7はナット9によって、ハブ輪3と一体化され、ハブ輪3のドライブシャフト7からの抜脱が防止されている。回転側である内輪5(ハブ輪3及び内輪部材4)は固定側である外輪2に対して、軸L回りに同軸回転可能とされ、外輪2と、内輪5との間に環状空間(軸受空間)Sが形成される。環状空間としての軸受空間S内には、2列の転動体6…が、リテーナ6aに保持された状態で、外輪2の軌道輪2a、ハブ輪3の軌道輪3a及び内輪部材4の軌道輪4aを転動可能に介装されている。ハブ輪3は、円筒形状のハブ輪本体30と、ハブ輪本体30より立上基部31を介して径方向外側に延出されたハブフランジ32とを有し、ハブフランジ32にボルト33及び不図示のナットによって車輪が取付固定される。本明細書において、軸L方向に沿って車輪に向く側(図1において左側を向く側)を車輪側、車体に向く側(同右側を向く側)を車体側と言う。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a bearing device 1 that supports a wheel (not shown) of an automobile so as to be axially rotatable. This bearing device 1 is a hub bearing for a drive wheel, and is roughly an outer ring (outer diameter side member) 2, a hub ring 3, and an inner ring member fitted and integrated with the hub wheel 3 on the vehicle body side. 4 and two rows of rolling elements (balls) 6... Interposed between the
軸受空間Sの軸L方向に沿った両端部であって、外輪2とハブ輪3との間、及び、外輪2と内輪部材4との間には、ベアリングシール10,11が装着され、軸受空間Sの軸L方向に沿った両端部が密封される。これによって、軸受空間S内への泥水等の浸入や軸受空間S内に充填される潤滑剤(グリース等)の外部への漏出が防止される。
Bearing seals 10 and 11 are mounted at both ends of the bearing space S along the axis L direction, between the
図2は、本発明に係る軸受密封装置の一実施形態を示し、本実施形態では、ベアリングシール10,11のうち、車体側のベアリングシール11に本発明に係る軸受密封装置が適用された例を示している。本実施形態のベアリングシール(軸受密封装置)11は、内輪(内径側部材)5に嵌合されるスリンガ(金属環)12と、外輪(外径側部材)2に嵌合されるシール部材13とが組み合わさって構成される。スリンガ12は、内径側部材としての内輪部材4(内輪5)の外周面4bに嵌合される第1嵌合円筒部121と、第1嵌合円筒部121の車体側端部(軸L方向外側端部)121aから外径側に延びる第1円輪部122と、第1嵌合円筒部121の車輪側端部(軸L方向内側端部)121bから外径側に屈曲された屈曲円輪部123とを備える。また、シール部材13は、外輪2の内周面2bに嵌合される第2嵌合円筒部141及び第2嵌合円筒部141の車輪側端部(軸L方向内側端部)141aから内径側に延びる第2円輪部142を有する芯金14と、内輪部材4の外周面4bに接触するラジアルリップ151及び第1円輪部122の車輪側面122aに接触するアキシャルリップ152を有して芯金14に固着された弾性部材15とを備える。そして、スリンガ12の屈曲円輪部123は、ラジアルリップ151とアキシャルリップ152との間に位置するように形成され、屈曲円輪部123の第1嵌合円筒部121からの外径方向高さhが第1嵌合円筒部121の厚さdより大とされている。加えて、本実施形態では、屈曲円輪部123が第2円輪部142より軸L方向の車体側に位置し、且つ、屈曲円輪部123の外径側部分が第2円輪部142の車体側面142cに軸L方向に重なる位置に及ぶように形成されている。そして、図例のラジアルリップ151及びアキシャルリップ152は、それぞれ内輪部材4の外周面4b及び第1円輪部122の車輪側面122aに、弾性変形を伴い(しめ代をもって)接触するよう形成されており、それぞれの2点鎖線は弾性変形前の原形を示している。
FIG. 2 shows an embodiment of a bearing sealing device according to the present invention. In this embodiment, the bearing sealing device according to the present invention is applied to the
本実施形態において、弾性部材15は、ゴム等のエラストマーからなり、リップ基部150を介して、芯金14の所定部位に加硫成型によって一体に固着されている。具体的には、リップ基部150は、芯金14における第2円輪部142の車輪側面142aの一部から内径側端部142bを回り込み、第2円輪部142の車体側面142c及び第2嵌合円筒部141の内周面141bの全面を覆うように芯金14に一体に固着されている。さらに、リップ基部150は、第2嵌合円筒部141の車体側端部141cを回り込み、外輪2と第2嵌合円筒部141との嵌合部に至るように芯金14に一体に固着されている。前記ラジアルリップ151は、リップ基部150から軸受空間S側(内側)に縮径するように延びるテーパ形状に形成され、前記アキシャルリップ152は、リップ基部150から軸受空間Sとは反対側(外側)に拡径するように延びるテーパ形状に形成されている。リップ基部150における外輪2と第2嵌合円筒部141との嵌合部に至る部分には、外輪2の内周面2bと第2嵌合円筒部141の外周面141dとの間に圧縮状態で介在する環状突部153が形成されている。図例では、環状突部153の圧縮前の原形を2点鎖線で示している。また、リップ基部150における第2嵌合円筒部141の内周面141bを覆う部分と第1円輪部122の外径側端部122bとの間にラビリンスrが形成される。
In the present embodiment, the
スリンガ12における屈曲円輪部123の第1嵌合円筒部121からの外径方向高さhは0.6mm以上とされ、さらに、屈曲円輪部123の厚さd1は第1嵌合円筒部121の厚さdより小とされている。屈曲円輪部123の第1嵌合円筒部121に対する屈曲角度αは80°以上95°以下(図例では略90°)とされている。屈曲円輪部123と弾性部材15との最小隙間cは、0.4mm以上とされている。ここに最小隙間cとは、屈曲円輪部123と弾性部材15との隙間で最も小さい部分を指す。図例では、弾性部材15のリップ基部150と屈曲円輪部123の車輪側面123aとの隙間G1が最も小さいのでこの部分の隙間を最小隙間cとしている。しかし、設計上屈曲円輪部123の外径側端面123bとアキシャルリップ152の基部152aとの隙間G2が最も小さくなる場合は、この部分の隙間が最小隙間cとされる。
The height h of the
前記のように構成されるベアリングシール(軸受密封装置)11が装着された軸受装置1において、ドライブシャフト7が軸L回りに回転すると、内輪5(ハブ輪3及び内輪部材4)が軸L回りに一体に回転し、スリンガ12も一体に回転する。この回転に伴い、ラジアルリップ151の先端部が内輪部材4の外周面4bに弾性的に相対摺接し、また、アキシャルリップ152の先端部がスリンガ12における第1円輪部122の車輪側面122aに弾性的に相対摺接する。前記ラビリンスrの存在と、このラジアルリップ151、アキシャルリップ152の弾性的相対摺接とにより、ドライブシャフト7の稼働中における外部からの泥水等の軸受空間S内への浸入が阻止され、また、軸受空間S内に充填された潤滑剤の外部漏出が阻止される。
In the bearing device 1 equipped with the bearing seal (bearing sealing device) 11 configured as described above, when the drive shaft 7 rotates about the axis L, the inner ring 5 (the hub ring 3 and the inner ring member 4) rotates about the axis L. The
しかし、自動車用の軸受装置のように過酷な泥水環境下に晒される場合、前記ラビリンスrを経てベアリングシール11内に泥水等が浸入することがある。そして、浸入した泥水の一部がアキシャルリップ152の先端部と第2円輪部122の車輪側面122aとの相対摺接部に到達し、泥水等に含まれる異物が当該相対摺接部に噛み込んで、アキシャルリップ152の先端部が経時的に摩耗することがる。このような摩耗が生じると、泥水等がアキシャルリップ152の先端部と第2円輪部122の車輪側面122aとの相対摺接部を通過する。しかし、泥水等がアキシャルリップ152の先端部と第2円輪部122の車輪側面122aとの相対摺接部を通過したとしても、泥水等は屈曲円輪部123によって堰き止められて、屈曲円輪部123、第1嵌合円筒部121及び第1円輪部122で形成される溝状空間に一時的に滞留する。この溝状空間は環状であるから、泥水等は一時的に滞留するも溝状空間内を下方に流れてアキシャルリップ152の前記相対摺接部を経て速やかに排出される。したがって、当該ベアリングシール11内に泥水等が一時的に浸入しても、泥水等がラジアルリップ151と内輪部材4の外周面4bとの相対摺接部に到達することは少なく、泥水等の当該相対摺接部への噛み込みによるラジアルリップ151の先端部の摩耗が生じることが抑制される。しかも、屈曲円輪部123の第1嵌合円筒部121からの外径方向高さhが第1嵌合円筒部121の厚さdより大とされているから、屈曲円輪部123の前記堰止め機能が効果的に発揮され、当該ベアリングシール11のシール機能が長く維持されてその長寿命化が図られる。本実施形態では、屈曲円輪部123の前記径方向高さhが0.6mm以上とされているから、前記泥水等の堰止め機能がより効果的に発揮される。因みに、屈曲円輪部123の径方向高さhが0.6mm未満の場合は、屈曲円輪部123の堰止め機能が低下する傾向となり、ラジアルリップ151の先端部と内輪部材4の外周面4bとの相対摺接部に泥水等が到達する懸念が生じ易くなる。
However, when exposed to a severe muddy water environment such as a bearing device for automobiles, muddy water or the like may enter the
また、本実施形態では、屈曲円輪部123の厚さd1が第1嵌合円筒部121の厚さdより小とされているから、屈曲円輪部123の屈曲板金加工が容易になされる。通常、この種のスリンガ12は、厚さ0.6mmのステンレス鋼板を板金加工することにより作製され、屈曲円輪部123は第1嵌合円筒部121の車輪側延長部を屈曲加工することによって形成されるので、厚さd1が厚さdより小さいことによりこの屈曲加工がし易くなる。また、屈曲円輪部123と弾性部材15との最小隙間cは、0.4mm以上とされているから、不可避的なベアリングシール11の設計公差や内輪5および外輪2の偏心等があっても、内輪5と外輪2との相対的軸回転の際に、屈曲円輪部123と弾性部材15とが接触する懸念がない。なお、最小隙間cの上限値は、当該軸受装置1の仕様によるベアリングシール11が装着されるスペースの制約等を勘案して定められる。
In the present embodiment, since the thickness d1 of the
前記のように構成されるベアリングシール11の性能試験を実施した。
<性能試験方法>
図2示すように構成されるベアリングシール11を内輪5と外輪2との間に装着した状態で、軸Lより下半部分を泥水浴中にディップし、この状態で内輪5を1100rpmの速度で回転させ、回転開始から軸受空間S側に泥水が漏出し始めるまでの経過時間を計測した。泥水の漏出はセンサーにて確認した。
試験サンプルとして、比較例(高さh=0mm)、実施例1(高さh=0.8mm)、実施例2(高さh=1.6mm)の、各2個ずつ準備し、これらの前記経過時間を計測した。
<性能試験結果>
図3に性能試験の結果を示す。図3において、目標の経過時間を100とし、各計測時間を目標の経過時間に対する百分率で示している。
この性能試験の結果から、比較例では、経過時間のばらつきが大きく、目標の経過時間を下回る場合もある。これは、外部からベアリングシール11内に浸入した泥水に含まれる異物が、アキシャルリップ152の先端部と第1円輪部122の車輪側面122aとの摺接部に噛み込み、経時的にアキシャルリップ152の先端部が摩耗して泥水が通過してラジアルリップ151側に到達し、そのまま、ラジアルリップ151の先端部と内輪部材4の外周面4bとの摺接部を通過することがあるためと考えられる。これに対して、実施例1及び実施例2では、確実に目標の経過時間を上回り、しかも、高さhが大きくなる程ばらつきが小さくなることが理解される。このことから、屈曲円輪部123が存在することにより、アキシャルリップ152の先端部と第1円輪部122の車輪側面122aとの摺接部を通過した泥水は、屈曲円輪部123によって一時的に堰き止められてラジアルリップ151側への到達が遅延されると考えられる。そして、屈曲円輪部123によって一時的に堰き止められた泥水は、内輪部材4の外周面4bを流下してアキシャルリップ152の先端部と第1円輪部122の車輪側面122aとの摺接部を再度通過してラビリンスrを経て外部に排出される。特に、屈曲円輪部123の高さhが0.6mm以上であるとこの現象が顕著であり、シール機能が長く維持される。
A performance test of the bearing
<Performance test method>
In a state where the bearing
As a test sample, a comparative example (height h = 0 mm), an example 1 (height h = 0.8 mm), and an example 2 (height h = 1.6 mm) were each prepared in two pieces. The elapsed time was measured.
<Results of performance test>
FIG. 3 shows the results of the performance test. In FIG. 3, the target elapsed time is set to 100, and each measurement time is shown as a percentage with respect to the target elapsed time.
From the results of this performance test, in the comparative example, the variation in the elapsed time is large and sometimes less than the target elapsed time. This is because foreign matter contained in the muddy water that has entered the
図4は、本発明に係る軸受密封装置の別の実施形態を示す。本実施形態のベアリングシール(軸受密封装置)11においては、屈曲円輪部123は、その外径側端面123bが、第2円輪部142の内径側端部142bに径方向に対向するように形成されている。そして、本実施形態では、屈曲円輪部123の外径側端面123bとリップ基部150における第2円輪部142の内径側端部142bを回り込む部分との間に、屈曲円輪部123と弾性部材15との隙間G3が最小隙間cとされている。この最小隙間cは、前記例と同様に0.4mm以上とされる。したがって、不可避的なベアリングシール11の設計公差や内輪5および外輪2の偏心等があっても、内輪5と外輪2との相対的軸回転の際に、屈曲円輪部123と弾性部材15とが接触する懸念がない。この場合も、屈曲円輪部123の第1嵌合円筒部121からの外径方向高さhは、図2に示す実施形態の外径方向高さhより小さいが、第1嵌合円筒部121の厚さdより大とされる。これにより、屈曲円輪部123の堰止め機能が前記と同様に効果的に発揮される。
なお、その他の寸法関係を含むその他の構成は、図2に示す実施形態と同様であるから、共通部分に同一の符号を付し、その構成及び作用効果の説明を割愛する。
FIG. 4 shows another embodiment of the bearing sealing device according to the present invention. In the bearing seal (bearing sealing device) 11 of the present embodiment, the bent
Since other configurations including other dimensional relationships are the same as those in the embodiment shown in FIG. 2, the same reference numerals are given to common portions, and descriptions of the configurations and functions and effects are omitted.
図5は、本発明に係る軸受密封装置のさらに別の実施形態を示す。本実施形態のベアリングシール(軸受密封装置)11は、スリンガ(金属環)12が、第1円輪部122の外径側端部122bから軸L方向内側(車輪側)に延びる円筒部124をさらに備えている点で図2に示す実施形態と異なる。加えて、弾性部材15は、スリンガ12における屈曲円輪部123の車輪側面123aに弾性的に接触する第2のアキシャルリップ154を有している。そして、円筒部124の外周面124aと、リップ基部150における第2嵌合円筒部141の内周面141bを覆う部分との間には前記実施形態より長いラビリンスr1が形成されている。本実施形態でも、屈曲円輪部123の第1嵌合円筒部121からの外径方向高さhが第1嵌合円筒部121の厚さdより大とされる。その他の寸法関係も、前記実施形態と同様に設定される。
FIG. 5 shows still another embodiment of the bearing sealing device according to the present invention. The bearing seal (bearing sealing device) 11 of this embodiment includes a
本実施形態のベアリングシール11においては、スリンガ12が円筒部124を有していることにより、前記実施形態のラビリンスrより長いラビリンスr1が形成される。これにより、泥水等のベアリングシール11内への浸入経路が長くなり、外部からのベアリングシール11内への泥水等の浸入がより生じ難くなる。仮に、ラビリンスr1を経てベアリングシール11内に泥水等が浸入しても、スリンガ12の回転に伴う円筒部124とアキシャルリップ152とで形成される空間部におけるポンピング作用によって泥水等がラビリンスr1を経て外部に速やかに排出される。したがって、アキシャルリップ152の先端部と第1円輪部122の車輪側面122aとの弾性的な相対摺接部に泥水等に含まれる異物が噛み込むことが少なく、アキシャルリップ152の先端部の摩耗促進が抑えられる。さらに、第2のアキシャルリップ154が屈曲円輪部123の車輪側面123aに弾性的に相対摺接するから、屈曲円輪部123の堰止め効果とアキシャルリップ154のシール機能とが相乗して、ラジアルリップ151と内輪部材4との弾性的な相対摺接部への泥水の到達がより効果的に遅延される。これによりベアリングシール11がより長寿命化される。
その他の構成は前記実施形態と同様であるから、共通部分に同一の符号を付し、その説明を割愛する。
In the
Since other configurations are the same as those of the above-described embodiment, common portions are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図6は、図5に示す例の変形例を示す。本例のベアリングシール(軸受密封装置)11においては、シール部材13の弾性部材15が、図5に示す例の第2のアキシャルリップ154に代え、アキシャルリップ152の外径側に、環状の鉤型突部155を一体に有している。この鉤型突部155は、断面形状が、前記と同様のリップ基部150における芯金14の車体側面142cを覆う部分からスリンガ(金属環)12の第1円輪部122側(車体側)に円筒状に延び、且つ、その先端部からスリンガ12の円筒部124側(外径側)に屈曲するよう延びる鉤型の形状とされている。また、屈曲円輪部123は、図2に示す実施形態と同様に、第2円輪部142より軸L方向の車体側に位置し、且つ、屈曲円輪部123の外径側部分が第2円輪部142の車体側面142cに軸L方向に重なる位置に及ぶように形成されている。そして、弾性部材15のリップ基部150と屈曲円輪部123の車輪側面123aとの隙間が最小隙間cとされている。しかし、前記と同様に、設計上屈曲円輪部123の外径側端面123bとアキシャルリップ152の基部152aとの隙間が最も小さくなる場合は、この部分の隙間が最小隙間cとされる。
FIG. 6 shows a modification of the example shown in FIG. In the bearing seal (bearing sealing device) 11 of the present example, the
本例のベアリングシール11においては、スリンガ12の円筒部124とアキシャルリップ152との間に鉤型突部155が存在するから、スリンガ12の回転に伴う円筒部124とアキシャルリップ152とで形成される空間部におけるポンピング作用がより活発化する。これによって、ラビリンスr1を経てベアリングシール11内に泥水等が浸入しても、泥水等がラビリンスr1を経て外部に速やかに排出される。また、鉤型突部155はリップ基部150とともに環状の溝形状をなすから、浸入した泥水等の一部は、鉤型突部155による溝形状部分を下方に流れてラビリンスr1を経て外部に排出される。したがって、アキシャルリップ152の先端部と第1円輪部122の車輪側面122aとの弾性的な相対摺接部に泥水等が到達し難く、泥水等に含まれる異物がこの相対摺接部に噛み込むことがより少なくなり、アキシャルリップ152の先端部の摩耗促進が抑えられる。この鉤型突部155の機能と、屈曲円輪部123の堰止め効果とが相乗して、回転トルクが増大することなく、ラジアルリップ151と内輪部材4との弾性的な相対摺接部への泥水の到達がより効果的に遅延される。これによりベアリングシール11がより長寿命化される。
なお、本例において、環状の鉤型突部155に代えて、リップ基部150からスリンガ12の円筒部124に向け車体側に拡径して延びるテーパ状突部を設けても良い。その他の構成は図5に示す例と同様であるから、共通部分に同一の符号を付し、その説明を割愛する。
In the
In this example, instead of the annular saddle-shaped
なお、各実施形態では、ラジアルリップ151およびアキシャルリップ152は、それぞれ内輪部材4の外周面4b及び第1円輪部122の車体側面122aに弾性的に接触しているが、これらはいずれも各対象面に対して単に接触しているものであってもよい。また、各実施形態では、外輪(外径側部材)2が固定側、内輪(内径側部材)5が回転側としたが、これに限らず、外輪2が回転側、内輪5が固定側であってもよい。さらに、本発明の軸受密封装置を図1の車体側のベアリングシール11に適用した例について述べたが、車輪側のベアリングシール10に適用することも可能である。また、適用される軸受装置をハブベアリングとしたが、その他のタイプの軸受装置であってもよい。加えて、本発明に係る軸受密封装置は、自動車用の軸受装置に適用される例について述べたが、これに限らず、相対的に同軸回転する外径側部材と内径側部材との間の環状空間に装着される軸受密封装置であれば、他の産業分野の軸受装置にも好ましく適用される。また、自動車用の軸受装置であっても、駆動輪用に限らず従動輪用の軸受装置であってよい。さらにまた、スリンガ12及びシール部材13の形状やシールリップの数等も要求される仕様等に応じて適宜変更が可能である。
In each embodiment, the
1 軸受装置
2 外輪(外径側部材)
2b 内周面
3 ハブ輪(内輪)
4 内輪部材(内輪)
4b 外周面
5 内輪(内径側部材)
10,11 ベアリングシール(軸受密封装置)
12 スリンガ(金属環)
121 第1嵌合円筒部
121a 車体側端部(軸方向外側端部)
122 第1円輪部
122a 外径側端部
123 屈曲円輪部
124 円筒部
13 シール部材
14 芯金
141 第2嵌合円筒部
141a 車輪側端部(軸方向内側端部)
142 第2円輪部
15 弾性部材
151 ラジアルリップ
152 アキシャルリップ
h 屈曲円輪部の第1嵌合円筒部からの外径方向高さ
d 第1嵌合円筒部の厚さ
d1 屈曲円輪部の厚さ
c 屈曲円輪部と弾性部材との最小隙間
α 屈曲円輪部の第1嵌合円筒部に対する角度
1
2b Inner peripheral surface 3 Hub wheel (inner ring)
4 Inner ring member (inner ring)
4b Outer
10,11 Bearing seal (bearing sealing device)
12 Slinger (metal ring)
121 1st fitting
122
142 Second
Claims (6)
前記内径側部材に嵌合される金属環と、前記外径側部材に嵌合されるシール部材とが組み合わさって構成され、
前記金属環は、前記内径側部材の外周面に嵌合される第1嵌合円筒部と、該第1嵌合円筒部の軸方向外側端部から外径側に延びる第1円輪部と、前記第1嵌合円筒部の軸方向内側端部から外径側に屈曲された屈曲円輪部と、を備え、
前記シール部材は、前記外径側部材の内周面に嵌合される第2嵌合円筒部及び該第2嵌合円筒部の軸方向内側端部から内径側に延びる第2円輪部を有する芯金と、前記内径側部材に接触するラジアルリップ及び前記第1円輪部に接触するアキシャルリップを有して前記芯金に固着された弾性部材と、を備え、
前記屈曲円輪部は、前記ラジアルリップと前記アキシャルリップとの間に位置し、当該屈曲円輪部の前記第1嵌合円筒部からの外径方向高さが当該第1嵌合円筒部の厚さより大きいことを特徴とする軸受密封装置。 A bearing sealing device for sealing an annular space between an inner diameter side member and an outer diameter side member that rotate relatively coaxially,
A metal ring fitted to the inner diameter side member and a seal member fitted to the outer diameter side member are combined,
The metal ring includes a first fitting cylindrical portion that is fitted to the outer peripheral surface of the inner diameter side member, and a first annular portion that extends outward from the axially outer end portion of the first fitting cylindrical portion. A bent ring part bent from the axially inner end of the first fitting cylindrical part to the outer diameter side, and
The seal member includes a second fitting cylindrical portion fitted to the inner peripheral surface of the outer diameter side member, and a second annular portion extending from the axially inner end of the second fitting cylindrical portion toward the inner diameter side. A core metal having a radial lip that contacts the inner diameter side member and an axial lip that contacts the first circular ring portion, and an elastic member fixed to the core metal;
The bent annular portion is located between the radial lip and the axial lip, and the height of the bent annular portion from the first fitting cylindrical portion in the outer diameter direction is the first fitting cylindrical portion. A bearing sealing device characterized by being larger than the thickness.
前記金属環は、第1円輪部の外径側端部から軸方向内方に延びる円筒部をさらに備えていることを特徴とする軸受密封装置。 The bearing sealing device according to claim 1,
The metal ring further includes a cylindrical portion extending inward in the axial direction from an outer diameter side end portion of the first annular portion.
前記金属環における前記屈曲円輪部の前記外径方向高さが0.6mm以上であることを特徴とする軸受密封装置。 The bearing sealing device according to claim 1 or 2,
The bearing sealing device according to claim 1, wherein the height of the bent ring portion in the metal ring is 0.6 mm or more.
前記金属環における前記屈曲円輪部の厚さが前記第1嵌合円筒部の厚さより小さいことを特徴とする軸受密封装置。 In the bearing sealing device according to any one of claims 1 to 3,
The bearing sealing device according to claim 1, wherein a thickness of the bent ring portion in the metal ring is smaller than a thickness of the first fitting cylindrical portion.
前記金属環における前記屈曲円輪部の前記第1嵌合円筒部に対する屈曲角度が80°以上且つ95°以下であることを特徴とする軸受密封装置。 In the bearing sealing device according to any one of claims 1 to 4,
The bearing sealing device, wherein a bending angle of the bent ring portion of the metal ring with respect to the first fitting cylindrical portion is 80 ° or more and 95 ° or less.
前記金属環における前記屈曲円輪部と前記弾性部材との最小隙間が0.4mm以上であることを特徴とする軸受密封装置。
In the bearing sealing device according to any one of claims 1 to 5,
A bearing sealing device, wherein a minimum gap between the bent ring portion and the elastic member in the metal ring is 0.4 mm or more.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017011005A JP2018119598A (en) | 2017-01-25 | 2017-01-25 | Bearing sealing device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023022043A1 (en) * | 2021-08-20 | 2023-02-23 | Ntn株式会社 | Vehicle wheel bearing device |
-
2017
- 2017-01-25 JP JP2017011005A patent/JP2018119598A/en active Pending
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WO2023022043A1 (en) * | 2021-08-20 | 2023-02-23 | Ntn株式会社 | Vehicle wheel bearing device |
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