JP2020070860A - Rolling bearing with pulley - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、プーリを回転自在に支持する転がり軸受の内部に、水、泥、塵埃などの異物の浸入を防止することができるプーリ付き転がり軸受に関する。 The present invention relates to a rolling bearing with a pulley that can prevent foreign matter such as water, mud, and dust from entering a rolling bearing that rotatably supports a pulley.
プーリ付き転がり軸受は、例えば、アイドラプーリやテンションプーリといった自動車用のエンジン周辺補機の駆動に使用されており、外部に露出する組付けであるため、プーリを回転自在に支持する転がり軸受の内部に、水、泥、塵埃などの異物の浸入を防止するために、円環状のシールで外輪と内輪の間を覆う密封装置を備えている。 Rolling bearings with pulleys are used, for example, to drive auxiliary machinery peripherals for automobiles, such as idler pulleys and tension pulleys, and because they are assembly exposed to the outside, the inside of rolling bearings that rotatably support the pulleys are In addition, in order to prevent foreign matter such as water, mud, and dust from entering, a sealing device that covers the outer ring and the inner ring with an annular seal is provided.
この種のプーリ付き転がり軸受では、内輪と外輪が相対回転するため、シールを外輪と内輪に完全に固定することはできない。 In this type of rolling bearing with pulley, since the inner ring and the outer ring rotate relative to each other, the seal cannot be completely fixed to the outer ring and the inner ring.
このため、シールの外周を外輪に固定し、シールの内周にシールリップを設け、このシールリップを内輪に摺接させることにより、内輪と外輪の相対的な回転を許容している。 Therefore, the outer periphery of the seal is fixed to the outer ring, the seal lip is provided on the inner periphery of the seal, and the seal lip is brought into sliding contact with the inner ring to allow relative rotation of the inner ring and the outer ring.
そして、アイドラ用のプーリ付き転がり軸受など高速回転で使用されるものは、シールの摺動部の発熱を防止するために、シールリップはしめしろの少ない軽接触タイプにする必要がある。また、高速回転する外輪に固定されたシールも高速回転するため、シールリップが回転の遠心力により変形して、シールリップのしめしろが更に小さくなり、密封性が低下する。 Further, in rolling bearings with a pulley for idlers, which are used at high speeds, it is necessary to use a light contact type seal lip with a small interference in order to prevent heat generation in the sliding portion of the seal. Further, since the seal fixed to the outer ring that rotates at high speed also rotates at high speed, the seal lip is deformed by the centrifugal force of rotation, and the interference of the seal lip is further reduced, and the sealing performance is deteriorated.
そのため、外輪と内輪の間をシールで覆うだけでは、外部からの水や塵に対する密封性が十分とはいえず、水や塵がシールリップと内輪の間から軸受内部に侵入するのを抑制することが困難なことから、シールの外側にスリンガと呼ばれる遮蔽板を配設して、シールリップに直接水や塵がかからないようにすると共に、シールとスリンガの間に入った水や塵を軸受の回転時の遠心力により、外部に飛ばすようにしている。 Therefore, it cannot be said that the sealing between the outer ring and the inner ring is sufficient to seal against water and dust from the outside, and water and dust are prevented from entering the inside of the bearing from between the seal lip and the inner ring. Therefore, it is difficult to install a shield plate called a slinger on the outside of the seal to prevent water and dust from directly contacting the seal lip and to prevent water and dust from entering between the seal and slinger of the bearing. It is made to fly to the outside by the centrifugal force during rotation.
また、防水性を高めるために、シールリップと内輪とのしめしろを大きくすると、トルクが大きくなるので、高速回転性能に支障がでる。 In addition, if the interference between the seal lip and the inner ring is increased in order to improve the waterproof property, the torque increases, which impairs the high-speed rotation performance.
さらに、回転による遠心力によりシールリップが外径側に撓んで変形すると、シールリップと内輪との接触状態が変化し、防水性が低下するという問題がある。 Further, when the seal lip bends and deforms toward the outer diameter side due to the centrifugal force due to rotation, the contact state between the seal lip and the inner ring changes, and there is a problem that the waterproof property deteriorates.
従来、このような問題を解決するために、図7に示すように、スリンガ105の内周側の軸に平行な部位105aに摺接するシールリップ111を有するシール本体110のスリンガ105側の側面に、軸方向外方に向かって拡径する円環形状のアキシアルリップ112を形成し、このアキシアルリップ112をスリンガ105の軸に垂直な部位105bに摺接させて、水や塵等の異物がシールリップ111の周囲に達する径路を塞いで、軸受の防水性、防塵性を高め、軸受の密封性能を向上させる方法が提案されている(特許文献1)。
Conventionally, in order to solve such a problem, as shown in FIG. 7, a side surface on the
ところが、外輪が回転するプーリ付き転がり軸受では、外輪に固定されたシールは外輪と共に回転するため、回転による遠心力を受ける。そして、特許文献1に記載されたような、アキシアルリップ112が軸受外方に向けて外径側に拡径する構成では、軸受の高速回転時には、遠心力がアキシアルリップ112を外径側に引っ張るように働いて、アキシアルリップ112とスリンガ105の垂直な部位105bの間に隙間が生じることがあるため、水や塵等の異物がこの隙間から軸受の内部に侵入することが考えられる。
However, in a rolling bearing with a pulley in which an outer ring rotates, a seal fixed to the outer ring rotates together with the outer ring, and therefore receives a centrifugal force due to the rotation. In the configuration in which the
このような高速回転時におけるアキシアルリップ112とスリンガ105の垂直な部位105bの間に隙間が生じることによる密封性能の低下を防止する転がり軸受用密封装置が特許文献2に開示されている。
この特許文献2に開示された転がり軸受用密封装置は、図8に示すように、転がり軸受のシール120の側面121に、スリンガ130に向かってアキシアルリップ122を形成している。そして、アキシアルリップ122の先端に、軸受の外方に向かって拡径し、軸受の回転停止状態でスリンガ130に接触状態とされる円錐形状の第1摺接部123と、軸受外方に向かって縮径し、軸受の回転停止状態でスリンガ130に非接触とされる逆円錐形状の第2摺接部124とを形成しており、アキシアルリップ122の第2摺接部124が、軸受の高速回転状態では遠心力作用によりスリンガ130の凸状部131と接触状態となる構成にしている。なお、図8において、符号140は、転がり軸受の外輪、符号150は、転がり軸受の内輪を示している。
In the rolling bearing sealing device disclosed in
前記特許文献2に開示された転がり軸受用密封装置は、高速回転時に第1摺接部123に作用する遠心力によってシール性が低下して泥水が浸入しても、スリンガ130と第2摺接部124によってそれ以上内部への泥水の浸入を防止することができる。
The rolling bearing sealing device disclosed in
しかしながら、この特許文献2に開示された転がり軸受用密封装置においては、軸受の運転が停止すると第2摺接部124はスリンガと非接触となるため、高速回転時に第1摺接部123、第2摺接部124、スリンガ130で囲まれた空間に浸入した泥水が軸受内部に浸入し、錆、焼き付き等の軸受不具合の原因になる。
However, in the rolling bearing sealing device disclosed in
そこで、この発明は、プーリ付き転がり軸受のトルクの増大を防止しつつ、転がり軸受の内部への泥水等の浸入を防止することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to prevent the intrusion of muddy water or the like into the inside of the rolling bearing while preventing the torque of the rolling bearing with a pulley from increasing.
前記の課題を解決するために、この発明は、内周面に外輪軌道面を有し、外周面にプーリを装着した外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の転動体と、前記外輪の内周面の両端部に装着されるシール部材と、前記シール部材の軸方向の外側に位置し、前記内輪の外周面の両端部に装着されるスリンガとを備え、前記シール部材に、前記内輪の外周面に摺接するシールリップと、前記シール部材と対面する前記スリンガの側面に摺接するアキシアルリップとを設けたプーリ付き転がり軸受において、前記アキシアルリップが、軸方向外側に向かって拡径する第1アキシアルリップと、軸方向外側に向かって縮径する第2アキシャルリップとからなり、前記第1アキシアルリップと第2アキシアルリップは、前記外輪の回転が停止している状態で前記スリンガに接触し、前記外輪の高速回転状態で、前記第1アキシアルリップが遠心力により径方向外側に変形して前記スリンガと非接触になることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention has an outer ring raceway surface on an inner peripheral surface, an outer ring having a pulley mounted on an outer peripheral surface, an inner ring having an inner ring raceway surface on an outer peripheral surface, and the outer ring raceway surface. A plurality of rolling elements that are rotatably arranged between the inner ring raceway surface, a seal member attached to both end portions of the inner peripheral surface of the outer ring, and located on the outer side in the axial direction of the seal member, A slinger attached to both ends of the outer peripheral surface of the inner ring, the seal member, a seal lip slidingly contacting the outer peripheral surface of the inner ring, and an axial lip slidingly contacting the side surface of the slinger facing the seal member. In the rolling bearing with a pulley, the axial lip includes a first axial lip that expands outward in the axial direction and a second axial lip that decreases outward in the axial direction. The lulip and the second axial lip come into contact with the slinger in a state where the rotation of the outer ring is stopped, and in the high-speed rotation state of the outer ring, the first axial lip is deformed radially outward by a centrifugal force and the aforesaid Characterized by being in non-contact with the slinger.
前記スリンガは、前記第2アキシアルリップとの接触位置よりも径方向外側部分が軸方向外側に広がるように傾斜し、この傾斜部分に前記第1アキシアルリップが前記外輪の回転が停止している状態で接触する構成にすることができる。 A state in which the slinger is inclined such that a radially outer portion thereof extends outward in the axial direction from a contact position with the second axial lip, and the first axial lip has a rotation of the outer ring stopped at this inclined portion. It can be configured to contact with each other.
前記第1アキシアルリップの厚みは、前記第2アキシアルリップの厚みの0.2〜1倍にすることで、第1アキシアルリップが遠心力により径方向外側に変形し易くなる。 By making the thickness of the first axial lip 0.2 to 1 times the thickness of the second axial lip, the first axial lip is easily deformed radially outward by centrifugal force.
また、前記第1アキシアルリップと前記シール部材との角度θは、10°〜80°の範囲に規定することが望ましい。 Further, it is desirable that the angle θ between the first axial lip and the seal member be defined in the range of 10 ° to 80 °.
以上のように、この発明によれば、第1アキシアルリップと第2アキシアルリップが外輪の回転が停止している状態でスリンガに接触しているので、シール部材とスリンガの間に水や塵などが入り難い。そして、第1アキシアルリップは、高速運転時に、遠心力により径方向外側に変形し、スリンガと非接触になるが、第1アキシアルリップとスリンガの間から泥水が浸入しても第2アキシアルリップとスリンガの接触によりそれ以上内部への泥水浸入が防止される。さらに、シール部材が高速回転しているため、シール部材に付着した泥水は遠心力により径方向外側へ飛ばされて軸受外部へ排出される。この際に、第2アキシアルリップが遠心力により変形して、スリンガへの押し付け力が増加しても、第1アキシアルリップがスリンガと非接触となるため、トルク増加は抑制される。 As described above, according to the present invention, since the first axial lip and the second axial lip are in contact with the slinger in a state where the rotation of the outer ring is stopped, water, dust, etc. may be present between the seal member and the slinger. Is hard to enter. Then, during high speed operation, the first axial lip is deformed radially outward due to centrifugal force and does not come into contact with the slinger. However, even if muddy water enters between the first axial lip and the slinger, it does not contact the second axial lip. The contact of the slinger prevents further infiltration of muddy water. Further, since the seal member is rotating at a high speed, the muddy water attached to the seal member is blown outward in the radial direction by the centrifugal force and discharged to the outside of the bearing. At this time, even if the second axial lip is deformed by the centrifugal force and the pressing force against the slinger increases, the first axial lip is not in contact with the slinger, so that the torque increase is suppressed.
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、プーリ付き転がり軸受は、転がり軸受1と、その転がり軸受1によって回転自在に支持されたプーリ2とを有する。
As shown in FIG. 1, the rolling bearing with a pulley has a rolling
転がり軸受1は、図1〜図3に示すように、内周面に外輪軌道面3aを有し、外周面にプーリ2が装着される外輪3と、外周面に内輪軌道面4aを有する内輪4と、前記外輪軌道面3aと前記内輪軌道面4aとの間に転動自在に配置される複数の転動体5と、この複数の転動体5を所定の間隔で保持する保持器6とからなる。図1〜図3に示す実施形態は、転動体5としてボールを使用した深溝玉軸受であるが、転動体5として円筒ころを使用した円筒ころ軸受であってもよい。なお、以下の説明では、転がり軸受1において、転がり軸受1の中心軸に沿った方向を「軸方向」、中心軸に直交する方向を「径方向」、中心軸を中心とする円弧に沿った方向を「周方向」と呼ぶ。
As shown in FIGS. 1 to 3, the rolling
前記外輪3と内輪4の対向部間に形成された軸受開口の両端開口は、外輪3の内周面の両端部に装着されるシール部材7と、前記シール部材7の軸方向の外側に位置し、前記内輪4の外周面の両端部に装着されるスリンガ8とによって密封されている。
Both end openings of the bearing opening formed between the facing portions of the
シール部材7は、図2〜図4に示すように、金属製の芯金9の軸受外側をゴム製の被覆部10で覆った円環状の部材であって、シール部材7の外周縁部にはシール部材7を外輪3に取付けるための固定部11が形成されている。そして、固定部11が外輪3の内径面に設けられたシール溝12に装着されて、シール部材7が外輪3の内径面に固定されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
前記シール部材7の内周縁部の軸受内側にはシールリップ13が形成されており、シールリップ13が内輪4の外径面の端部に形成されたシール溝14の内側壁14aに弾性接触している。シール部材7が外輪3と共に高速回転すると、シールリップ13はシール溝14の内側壁14aに摺接しながら高速回転する。そのため、シールリップ13は内側壁14aに対して軽接触とされている。
A
前記内輪4の外径面の端部に形成されたシール溝14の外側には、円筒形のランド部15が形成され、このランド部15にスリンガ8が装着されている。
A
このスリンガ8は円環状の金属板である。スリンガ8には、その内周側に内周の端を転がり軸受1の内側向きに円筒状に曲げた円筒部8aが形成されている。円筒部8aが内輪4の外径側のランド部15に圧入されることで、スリンガ8が内輪4に固定されている。
The
前記スリンガ8の円筒部8aの外側端は、外径側に折り曲げられ、シール部材7の側面と軸方向に対面するフランジ8bになっている。フランジ8bは、円筒部8aの外側端から径方向外側から保持器6の内径面よりやや径方向外側まで垂直に延びる垂直部8cと、当該垂直部8cの外側端から軸方向外側かつ径方向外側に向けて傾斜して延びる傾斜部8dとを含む。
The outer end of the
前記シール部材7の芯金9を覆う被覆部10は、前記スリンガ8のフランジ8bと対面する部分が平坦面に形成され、この平坦面の径方向のほぼ中央部分に、軸方向外側に向かって拡径する第1アキシアルリップ16aと、この第1アキシアルリップ16aの内径側に、軸方向外側に向かって縮径する第2アキシアルリップ16bとが形成されている。第1アキシアルリップ16aは、被覆部10の軸方向外側端面のうちボールPCDよりもやや内径側から軸方向外側かつ径方向外側に傾斜して延びている。軸受非回転時に、第1アキシアルリップ16aは傾斜部8dに接触している。第2アキシアルリップ16bは、被覆部10の軸方向外側端面のうち垂直部8cと傾斜部8dとの境界部分と軸方向に対向する部分から軸方向外側かつ径方向内側に傾斜して延びている。軸受非回転時に、第2アキシアルリップ16bは垂直部8cに接触している。
The covering
前記第1アキシアルリップ16aと第2アキシアルリップ16bは、前記外輪3の回転が停止している状態で前記スリンガ8のフランジ8bの傾斜部8dに接触し、前記外輪3の高速回転状態で、前記第1アキシアルリップ16aが遠心力により径方向外側に変形して前記スリンガ8のフランジ8bと非接触になるように形成されている。そして、前記第1アキシアルリップ16aは、外輪3の高速回転状態で、遠心力により径方向外側に変形して前記スリンガ8のフランジ8bと非接触になる。
The first
前記スリンガ8のフランジ8bは、その内径側が転がり軸受1の軸心に対して垂直な垂直面に形成され、この垂直面に第2アキシアルリップ16bが接触し、第2アキシアルリップ16bが接触する垂直面の径方向外側部分が軸方向外側に広がる傾斜面に形成され、この傾斜面に第1アキシアルリップ16aの外径端が接触するようになっている。
The
前記第1アキシアルリップ16aとシール部材7の被覆部10の平坦面との角度θは、10°〜80°、好ましくは、40°〜60°に規定している。40°よりも小さい角度であると、図5に示すように、前記第1アキシアルリップ16aと前記スリンガ8のフランジ8bの傾斜面との接触部分がフランジ8bの傾斜面の外径側になり、スリンガ8と外輪3とが干渉するおそれが生じる。また、60°よりも大きい角度にすると、図6に示すように、前記第1アキシアルリップ16aと前記スリンガ8のフランジ8bの傾斜面との接触部分がフランジ8bの傾斜面の内径側になり、前記スリンガ8のフランジ8bが軸方向外側に広がるように形成せざるを得なくなり、軸方向寸法が大型化する。
The angle θ between the first
以上のように、第1アキシアルリップ16aは、スリンガ8のフランジ8bのうち径方向外方に傾斜する傾斜面に接触しており、高速回転時に、第1アキシアルリップ16aが突っかからずスムーズにフランジ8bに対して非接触になるようにしている。即ち、高速運転時、第1アキシアルリップ16aは遠心力により径方向外側に変形し、スリンガ8のフランジ8bと非接触になる。そして、第2アキシアルリップ16bは遠心力によって、径方向外側に変形しても、スリンガ8のフランジ8bと非接触になることはない。そのため、第1アキシアルリップ16aとスリンガ8のフランジ8bの間から泥水が浸入しても第2アキシアルリップ16bとスリンガ8のフランジ8bの接触により、それ以上内部への泥水浸入が防止される。さらに、シール部材7が高速回転しているため、シール部材7に付着した泥水は遠心力により径方向外側へ飛ばされて軸受外部へ排出される。この際に、第2アキシアルリップ16bが遠心力により変形して、スリンガ8のフランジ8bへの押し付け力が増加しても、第1アキシアルリップ16aがスリンガ8のフランジ8bと非接触となるため、トルク増加は抑制される。
As described above, the first
高速回転時に、第1アキシアルリップ16aは遠心力により径方向外側に変形し易くするために、第1アキシアルリップ16aの厚みは、第2アキシアルリップ16bの厚みよりも薄く、第2アキシアルリップ16bの厚みの0.2〜1倍に形成することが望ましい。
At the time of high speed rotation, the thickness of the first
前記転がり軸受1の内輪4は、その内側に挿入されたボルト19をプーリ軸17の軸端面に形成されたねじ孔18にねじ込むことによって非回転の支持とされる。
The
ここで、図1に示すように、ボルト19は、ねじ軸19aの端部に大径軸部19bが設けられ、その大径軸部19bの端部にフランジ19cと、そのフランジ19cの端面に頭部19dが設けられた構成とされており、上記大径軸部19bが転がり軸受1の内輪4に嵌合され、プーリ軸17のねじ孔18にねじ軸19aをねじ込んで締め付けることによって、内輪4がフランジ19cとプーリ軸17の軸端面で両側から挟持して固定される。
Here, as shown in FIG. 1, the
プーリ2は、外周部にベルト案内輪22を有し、そのベルト案内輪22の内径面に環状フランジ23が形成され、その環状フランジ23の内径部にボス部24が設けられている。また、ボス部24の一方の端部には内向きフランジ25が設けられ、その内向きフランジ25の外側面はテーパ面26とされている。
The
なお、プーリ2は、樹脂製で、外輪3の外径面に一体にモールド成型されており、外輪3とプーリ2との相対回転を防止するために、外輪3の外径面にローレット加工を施している。また、プーリ2は、金属の成形品、あるいは金属の旋削加工品であってもよい。
The
この発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内の全ての変更を含む。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and it is needless to say that the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. And the equivalent meanings set forth in the claims, and all modifications within the scope.
1 :転がり軸受
2 :プーリ
3 :外輪
3a :外輪軌道面
4 :内輪
4a :内輪軌道面
5 :転動体
6 :保持器
7 :シール部材
8 :スリンガ
13 :シールリップ
16a :第1アキシアルリップ
16b :第2アキシアルリップ
17 :プーリ軸
1: Rolling bearing 2: Pulley 3:
Claims (4)
前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の転動体と、
前記外輪の内周面の両端部に装着されるシール部材と、
前記シール部材の軸方向の外側に位置し、前記内輪の外周面の両端部に装着されるスリンガと、を備え、
前記シール部材に、前記内輪の外周面に摺接するシールリップと、前記シール部材と対面する前記スリンガの側面に摺接するアキシアルリップとを設けたプーリ付き転がり軸受において、
前記アキシアルリップが、軸方向外側に向かって拡径する第1アキシアルリップと、軸方向外側に向かって縮径する第2アキシアルリップとからなり、
前記第1アキシアルリップと第2アキシアルリップは、前記外輪の回転が停止している状態で前記スリンガに接触し、前記外輪の高速回転状態で、前記第1アキシアルリップが遠心力により径方向外側に変形して前記スリンガと非接触になることを特徴とするプーリ付き転がり軸受。 An outer ring having an outer ring raceway surface on the inner peripheral surface and a pulley attached to the outer peripheral surface, and an inner ring having an inner ring raceway surface on the outer peripheral surface,
A plurality of rolling elements that are rollably arranged between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface,
Sealing members attached to both ends of the inner peripheral surface of the outer ring,
A slinger that is located on the outer side in the axial direction of the seal member and that is attached to both ends of the outer peripheral surface of the inner ring,
In the rolling bearing with a pulley, wherein the seal member is provided with a seal lip slidably contacting an outer peripheral surface of the inner ring, and an axial lip slidably contacting a side surface of the slinger facing the seal member,
The axial lip includes a first axial lip whose diameter increases outward in the axial direction and a second axial lip whose diameter decreases outward in the axial direction,
The first axial lip and the second axial lip come into contact with the slinger in a state where the rotation of the outer ring is stopped, and when the outer ring is rotating at a high speed, the first axial lip is radially outward by a centrifugal force. A rolling bearing with a pulley, which is deformed to be out of contact with the slinger.
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