JP2019086077A - 深溝玉軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】シール部材がスリンガよりも先に軸方向内側に移動する現象が発生したとしても、シール部材の内径側リップがスリンガの円筒部から外れることがなく、内径側リップの反転を防止することができる深溝玉軸受を提供する。【解決手段】シール部材２０は、その内径部から軸方向外側に延び、スリンガ３０の円筒部３１の外周面に摺接する内径側リップ２３を有し、シール取付溝１１ｃは、軸方向外側から順に、小径円筒面１１ｄ、傾斜面１１ｅ、大径円筒面１１ｆ、及び肩部１２ｂの内周面に繋がる段差壁面１１ｇを有し、シール取付溝１１ｃの傾斜面１１ｅの軸方向寸法をＡとし、スリンガ３０の円筒部３１の軸方向内端から内径側リップ２３の先端までの軸方向距離をＢとしたとき、Ａ＜Ｂの関係である。【選択図】図２

Description

本発明は、シール装置を備える深溝玉軸受に関する。

従来の深溝玉軸受のシール装置として、外輪の内周面の軸方向端部のシール取付溝に取り付けられ、複数のリップを有するシール部材と、内輪の外周面の軸方向端部に取り付けられるスリンガと、を備える組合せシールが知られている（例えば、特許文献１参照）。

そして、上記した特許文献１に記載のシール装置では、シール部材を外輪に取り付けた後にスリンガを内輪に圧入により取り付けると、シール部材の内径側リップが軸方向内側に反転する可能性がある。

そこで、従来では、内径側リップの反転を防止するため、シール部材のリップにグリースを塗布し、リップ反転防止治具（例えば、特許文献２参照）を使用し、シール部材とスリンガを組み合わせた状態にして、その状態のシール部材とスリンガを軸受に同時に圧入している。

特開２０１５−１９４１７２号公報 実開昭６０−００００７８号公報

ところで、上記特許文献１に記載の外輪に形成されるシール取付溝は、軸方向外側から順に、小径円筒面、傾斜面、大径円筒面、及び段差壁面を有する形状である。このため、組み合わせた状態のシール部材とスリンガを軸受に圧入する際に、シール部材の外径部が傾斜面に達すると、小径円筒面を通過する際の変形が開放される力により、シール部材が自ら大径円筒面側に移動し、スリンガよりも先に軸方向内側に移動してしまう。従って、内径側リップがスリンガの円筒部から外れてしまった場合、スリンガの圧入の進行と共に、内径側リップが反転してしまうことがあった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、シール部材がスリンガよりも先に軸方向内側に移動する現象が発生したとしても、シール部材の内径側リップがスリンガの円筒部から外れることがなく、内径側リップの反転を防止することができる深溝玉軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内周面に外輪軌道溝が形成される外輪と、外周面に内輪軌道溝が形成される内輪と、外輪軌道溝と内輪軌道溝との間に転動可能に設けられる複数の玉と、外輪と内輪との間の軸受内部空間の軸方向両端部を密封する第１シール装置及び第２シール装置と、を備える深溝玉軸受であって、外輪の内周面の軸方向両端部の少なくとも一方に、シール取付溝が形成され、第１シール装置及び第２シール装置の少なくとも一方は、シール取付溝に取り付けられるシール部材と、内輪の外周面の軸方向端部に取り付けられるスリンガと、を備え、スリンガは、内輪の外周面に嵌合される円筒部と、円筒部の軸方向外端部から径方向外側に延びる円輪部と、を有し、シール部材は、その内径部から軸方向外側に延び、スリンガの円筒部の外周面に摺接する少なくとも１つの内径側リップを有し、シール取付溝は、軸方向外側から順に、小径円筒面、傾斜面、大径円筒面、及び外輪軌道溝に隣接する肩部の内周面に繋がる段差壁面を有し、シール取付溝の傾斜面の軸方向寸法をＡとし、スリンガの円筒部の軸方向内端から最も軸方向内側に位置する内径側リップの先端までの軸方向距離をＢとしたとき、Ａ＜Ｂの関係であることを特徴とする深溝玉軸受。
（２）シール部材には、スリンガの円輪部の径方向外端寄り部分と軸方向に重なり合う位置に、円輪部に向けて突出する突起が形成され、シール部材とスリンガを軸受の正規位置に取り付けた状態における突起と円輪部との間のすきまの軸方向寸法をＣとしたとき、Ｃ＜Ａの関係であることを特徴とする（１）に記載の深溝玉軸受。
（３）シール部材は、その内径部から軸方向内側に延び、スリンガの円筒部の外周面に摺接するグリースリップを有することを特徴とする（１）又は（２）に記載の深溝玉軸受。

本発明よれば、シール取付溝の傾斜面の軸方向寸法をＡとし、スリンガの円筒部の軸方向内端から最も軸方向内側に位置する内径側リップの先端までの軸方向距離をＢとしたとき、Ａ＜Ｂの関係であるため、シール部材がスリンガよりも先に軸方向内側に移動する現象が発生したとしても、シール部材の内径側リップがスリンガの円筒部から外れることがなく、内径側リップの反転を防止することができる。

本発明に係る深溝玉軸受の第１実施形態を説明する断面図である。 図１の第１シール装置の周辺の拡大断面図である。 第１実施形態の第１シール装置の変形例を説明する拡大断面図である。 本発明に係る深溝玉軸受の第２実施形態を説明する断面図である。 図４の第１シール装置の周辺の拡大断面図である。

以下、本発明に係る深溝玉軸受の各実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、各実施形態の深溝玉軸受は、半浮動式後輪アクスル用深溝玉軸受に好適に使用可能である。

（第１実施形態）
まず、図１〜図３を参照して、本発明に係る深溝玉軸受の第１実施形態について説明する。

本実施形態の深溝玉軸受（以下、単に「玉軸受」とも言う。）１０は、図１に示すように、固定輪である外輪１１と、回転輪である内輪１２と、外輪１１の外輪軌道溝１１ａと内輪１２の内輪軌道溝１２ａとの間に転動可能に設けられる複数の玉１３と、複数の玉１３を周方向に略等間隔に保持する保持器１４と、外輪１１と内輪１２との間の軸受内部空間の軸方向両端部を密封する第１シール装置１５及び第２シール装置１６と、を備える。また、軸受内部空間には、潤滑剤（例えば、グリース）が封入されている。なお、深溝玉軸受１０を半浮動式後輪アクスルに使用する場合、図１の右側が車体外側方向であり、左側が車体内側方向である。

外輪１１は、図１に示すように、その内周面に外輪軌道溝１１ａが形成され、外輪軌道溝１１ａに隣接する一対の肩部１１ｂを有する。また、外輪１１の内周面の軸方向両端部には、後述する第１シール装置１５のシール部材２０と第２シール装置１６を取り付けるためのシール取付溝１１ｃがそれぞれ形成されている。なお、外輪１１は、外輪軌道溝１１ａを挟んで軸方向に対称構造である。

シール取付溝１１ｃは、図２に示すように、軸方向外側から順に、小径円筒面１１ｄ、傾斜面１１ｅ、大径円筒面１１ｆ、及び肩部１１ｂの内周面に繋がる段差壁面１１ｇを有する。傾斜面１１ｅは、軸方向内側に向かって拡径する傾斜面（部分円錐面形状）である。なお、シール取付溝１１ｃは、フォームバイトを用いた切削により送り目なく形成される。

内輪１２は、図１に示すように、その外周面に内輪軌道溝１２ａが形成され、内輪軌道溝１２ａに隣接する一対の肩部１２ｂを有する。なお、内輪１２は、内輪軌道溝１２ａから内輪１２の軸方向一端面（図１の右端面）までの軸方向寸法が、内輪軌道溝１２ａから内輪１２の軸方向他端面（図１の左端面）までの軸方向寸法よりも大きくなるように形成され、内輪軌道溝１２ａを挟んで軸方向に非対称構造である。

また、内輪１２の外周面の軸方向一端部（図１の右端部）には、肩部１２ｂの外周面よりも小径となるように、小径段部１２ｃが形成されており、この小径段部１２ｃの底面は、内輪軸方向と平行な円筒面に形成されている。また、小径段部１２ｃの底面には、後述する第１シール装置１５のスリンガ３０が嵌合される。また、円筒面である肩部１２ｂの外周面と小径段部１２ｃの底面とは、軸方向内側に向かって拡径する傾斜面により接続されている。なお、小径段部１２ｃは、研削加工により形成されている。また、小径段部１２ｃの研削加工は、内輪軌道溝１２ａと同時研削でもよいし、別々の研削でもよい。

また、内輪１２の外周面の軸方向他端部（図１の左端部）には、肩部１２ｂの外周面よりも小径となるように、小径段部１２ｄが形成されており、この小径段部１２ｄの底面は、軸方向外側に向かって縮径するテーパ面に形成されている。また、小径段部１２ｄの底面には、後述する第２シール装置１６の内径側リップ４３が摺接する。そして、小径段部１２ｄの底面がテーパ面に形成されることにより、外輪１１と内輪１２の相対傾き発生時における締め代の変化を少なくすることができる。また、円筒面である肩部１２ｂの外周面と小径段部１２ｄの底面とは、軸方向内側に向かって拡径する傾斜面により接続されている。なお、小径段部１２ｄは、フォームバイトを用いた切削により送り目なく形成される。

第１シール装置１５は、図１に示すように、外輪１１のシール取付溝１１ｃに取り付けられるシール部材２０と、内輪１２の小径段部１２ｃの底面に取り付けられるスリンガ３０と、を備える。つまり、第１シール装置１５は、シール部材２０とスリンガ３０の組合せシールである。

シール部材２０は、図２に示すように、円環板状の芯金２１と、この芯金２１に添着されるゴムやエラストマーからなるシール部２２と、を備え、軸方向一端側のシール取付溝１１ｃに圧入固定されている。

スリンガ３０は、内輪１２の小径段部１２ｃの底面に嵌合される円筒部３１と、円筒部３１の軸方向外端部から径方向外側に延びる円輪部３２と、を有し、断面Ｌ字形状に形成されている。

シール部２２は、スリンガ３０の円筒部３１の外周面に摺接する内径側リップ（最も軸方向内側に位置する内径側リップ）２３と、スリンガ３０の円輪部３２の内側面に摺接する一対のサイドリップ２４と、内径側リップ２３の基部近傍から肩部１２ｂに向かって斜めに形成される突出部２５と、を有する。内径側リップ２３は、シール部２２の内径部から軸方向外側に斜めに延びるリップである。なお、サイドリップ２４の設置数に制限はない。

また、シール部２２は、その外径側に、シール取付溝１１ｃに圧入されるシール取付部２６を有しており、このシール取付部２６の外側面には、シール取付溝１１ｃとシール取付部２６の合わせ面からの異物の侵入を防ぐために小径円筒面１１ｄと接触する外径側リップ２７が形成されている。また、シール取付部２６の外周面は、シール取付溝１１ｃの小径円筒面１１ｄよりも大きく、軸方向内側から軸方向外側に向かって拡径するテーパ面を有する。そして、シール取付部２６は、その軸方向内面をシール取付溝１１ｃの段差壁面１１ｇに当接させ、シール取付部２６の外周面の一部が傾斜面１１ｅによって弾性変形された状態でシール取付溝１１ｃに固定される。

また、第１シール装置１５は、半浮動式後輪アクスル用玉軸受に使用される場合、外部から軸受内への泥水などの浸入を防止するためのシールで、第２シール装置１６よりも高い密封性能が要求されるため、本実施形態では、内径側リップ２３と一対のサイドリップ２４を断面Ｌ字形状のスリンガ３０に摺接させて、泥水などの浸入を防止している。また、突出部２５により、ラビリンスシールを形成すると共にグリースの還流を促して、グリース流出を防止している。

第２シール装置１６は、図１に示すように、円環板状の芯金４１と、この芯金４１に添着されるゴムやエラストマーからなるシール部４２と、を備え、軸方向他端側のシール取付溝１１ｃに圧入固定されている。

シール部４２は、内輪１２の小径段部１２ｄの底面に摺接する内径側リップ４３と、内径側リップ４３の基部近傍から肩部１２ｂに向かって斜めに形成される突出部４５と、を有する。

また、シール部４２は、その外径側に、シール取付溝１１ｃに圧入されるシール取付部４６を有しており、このシール取付部４６の外側面には、シール取付溝１１ｃとシール取付部４６の合わせ面からの異物の侵入を防ぐために小径円筒面１１ｄと接触する外径側リップ４７が形成されている。

また、第２シール装置１６は、半浮動式後輪アクスル用玉軸受に使用される場合、デフオイルによる軸受内グリースの洗い出しを防止するためのシールであるため、本実施形態では、内径側リップ４３を小径段部１２ｄのテーパ状の底面に摺接させると共に、突出部４５によりラビリンスシールを形成すると共にグリースの還流を促して、グリース流出を防止している。なお、デフオイルも潤滑油であることから、軸受内への若干のオイル侵入、或いは、軸受外への若干のグリース流出は許容される。

そして、本実施形態では、図２に示すように、第１シール装置１５を取り付けるためのシール取付溝１１ｃの傾斜面１１ｅの軸方向寸法をＡとし、スリンガ３０の円筒部３１の軸方向内端から最も軸方向内側に位置する内径側リップ２３の先端までの軸方向距離をＢとしたとき、Ａ＜Ｂの関係となるようにしている。これにより、シール部材２０がスリンガ３０よりも先に軸方向内側に移動する現象が発生したとしても、シール部材２０の内径側リップ２３がスリンガ３０の円筒部３１から外れないため、内径側リップ２３の反転が防止される。なお、本実施形態では、図１に一点鎖線で示す圧入治具Ｔにより組み合わせた状態のシール部材２０とスリンガ３０を玉軸受１０に圧入している。

以上説明したように、本実施形態の深溝玉軸受１０によれば、第１シール装置１５を取り付けるためのシール取付溝１１ｃの傾斜面１１ｅの軸方向寸法をＡとし、スリンガ３０の円筒部３１の軸方向内端から最も軸方向内側に位置する内径側リップ２３の先端までの軸方向距離をＢとしたとき、Ａ＜Ｂの関係であるため、シール部材２０がスリンガ３０よりも先に軸方向内側に移動する現象が発生したとしても、シール部材２０の内径側リップ２３がスリンガ３０の円筒部３１から外れることがなく、内径側リップ２３の反転を防止することができる。

次に、本実施形態の変形例として、図３に示すように、第１シール装置１５のシール部材２０には、スリンガ３０の円輪部３２の径方向外端寄り部分と軸方向に重なり合う位置に、円輪部３２に向けて突出する突起２８が形成されている。

そして、本変形例では、シール部材２０とスリンガ３０を軸受の正規位置に取り付けた状態における突起２８と円輪部３２との間のすきまの軸方向寸法をＣとしたとき、Ｃ＜Ａの関係となるようにしている。つまり、本変形例では、Ｃ＜Ａ＜Ｂの関係となっている。

本変形例によれば、図３に一点鎖線で示す圧入治具Ｔによりスリンガ３０の円輪部３２を押し込むだけで、組み合わせた状態のシール部材２０とスリンガ３０を玉軸受１０に圧入することができる。

（第２実施形態）
次に、図４及び図５を参照して、本発明に係る深溝玉軸受の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態では、図４に示すように、上記第１実施形態の軸方向一端側（図１の右側）の小径段部１２ｃが形成されておらず、肩部１２ｂの外周面に第１シール装置１５のスリンガ３０が嵌合されている。

なお、上記第１実施形態において、内輪軌道面とスリンガ嵌合面を研削するためには、軌道面研削と嵌合面研削の２工程で研削するか、ダイヤモンドドレッサを用いて成形した総型砥石を用いて研削する必要があるが、本実施形態のように、肩部の外周面がそのままスリンガ嵌合面となっている場合は、旋回ドレッサが軸方向にスライド可能な研削盤であれば、特別な準備をすることなく１工程で研削可能である。

また、本実施形態では、図５に示すように、第１シール装置１５のシール部材２０に、上記第１実施形態の突出部２５の代わりに、シール部２２の内径部から軸方向内側に斜めに延び、スリンガ３０の円筒部３１の外周面に摺接するグリースリップ２９が形成されている。これにより、グリース流出を防止すると共に、グリースの還流を促している。

そして、本実施形態でも、図５に示すように、シール取付溝１１ｃの傾斜面１１ｅの軸方向寸法をＡとし、スリンガ３０の円筒部３１の軸方向内端から最も軸方向内側に位置する内径側リップ２３の先端までの軸方向距離をＢとしたとき、Ａ＜Ｂの関係となるようにしている。これにより、シール部材２０がスリンガ３０よりも先に軸方向内側に移動する現象が発生したとしても、シール部材２０の内径側リップ２３がスリンガ３０の円筒部３１から外れないため、内径側リップ２３の反転が防止される。また、グリースリップ２９は、締め代がわずか又は若干のすきまがあると共に、軸方向内側に延びるリップであることから、スリンガ３０の円筒部３１から外れたとしても、グリースリップ２９が反転することはない。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、本発明を玉軸受に適用する場合を例示したが、これに限定されず、円筒ころ軸受や円すいころ軸受などの他のタイプの転がり軸受に本発明を適用してもよい。また、本発明を単列の転がり軸受に適用する場合を例示したが、これに限定されず、複列の転がり軸受に本発明を適用してもよい。
また、上記実施形態では、軸方向外側に延びる内径側リップは１つであるが、これに限定されず、軸方向外側に延びる内径側リップは２つ以上であってもよい。

１０ 深溝玉軸受（玉軸受）
１１ 外輪
１１ａ 外輪軌道溝
１１ｂ 肩部
１１ｃ シール取付溝
１１ｄ 小径円筒面
１１ｅ 傾斜面
１１ｆ 大径円筒面
１１ｇ 段差壁面
１２ 内輪
１２ａ 内輪軌道溝
１２ｂ 肩部
１２ｃ 小径段部
１２ｄ 小径段部
１３ 玉
１４ 保持器
１５ 第１シール装置
１６ 第２シール装置
２０ シール部材
２１ 芯金
２２ シール部
２３ 内径側リップ（最も軸方向内側に位置する内径側リップ）
２４ サイドリップ
２５ 突出部
２６ シール取付部
２７ 外径側リップ
２８ 突起
２９ グリースリップ
３０ スリンガ
３１ 円筒部
３２ 円輪部
４１ 芯金
４２ シール部
４３ 内径側リップ
４５ 突出部
４６ シール取付部
４７ 外径側リップ
Ａ 傾斜面の軸方向寸法
Ｂ スリンガの円筒部の軸方向内端から内径側リップの先端までの軸方向距離
Ｃ 突起と円輪部との間のすきまの軸方向寸法

Claims (3)

1. 内周面に外輪軌道溝が形成される外輪と、外周面に内輪軌道溝が形成される内輪と、前記外輪軌道溝と前記内輪軌道溝との間に転動可能に設けられる複数の玉と、前記外輪と前記内輪との間の軸受内部空間の軸方向両端部を密封する第１シール装置及び第２シール装置と、を備える深溝玉軸受であって、
   前記外輪の内周面の軸方向両端部の少なくとも一方に、シール取付溝が形成され、
   前記第１シール装置及び前記第２シール装置の少なくとも一方は、前記シール取付溝に取り付けられるシール部材と、前記内輪の外周面の軸方向端部に取り付けられるスリンガと、を備え、
   前記スリンガは、前記内輪の外周面に嵌合される円筒部と、前記円筒部の軸方向外端部から径方向外側に延びる円輪部と、を有し、
   前記シール部材は、その内径部から軸方向外側に延び、前記スリンガの前記円筒部の外周面に摺接する少なくとも１つの内径側リップを有し、
   前記シール取付溝は、軸方向外側から順に、小径円筒面、傾斜面、大径円筒面、及び前記外輪軌道溝に隣接する肩部の内周面に繋がる段差壁面を有し、
   前記シール取付溝の前記傾斜面の軸方向寸法をＡとし、前記スリンガの前記円筒部の軸方向内端から最も軸方向内側に位置する前記内径側リップの先端までの軸方向距離をＢとしたとき、Ａ＜Ｂの関係であることを特徴とする深溝玉軸受。
2. 前記シール部材には、前記スリンガの前記円輪部の径方向外端寄り部分と軸方向に重なり合う位置に、前記円輪部に向けて突出する突起が形成され、
   前記シール部材と前記スリンガを軸受の正規位置に取り付けた状態における前記突起と前記円輪部との間のすきまの軸方向寸法をＣとしたとき、Ｃ＜Ａの関係であることを特徴とする請求項１に記載の深溝玉軸受。
3. 前記シール部材は、その内径部から軸方向内側に延び、前記スリンガの前記円筒部の外周面に摺接するグリースリップを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の深溝玉軸受。

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