JP2020159456A - Sealing device and rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、密封装置および転がり軸受に関する。 The present invention relates to sealing devices and rolling bearings.
各種機械や各種装置の回転支持部に用いられる転がり軸受は、封入されるグリースの漏洩及び外部からのダストや水等の異物の軸受内部への浸入を防止するために、一対の軌道輪間の軸受空間を密封する密封装置が付設されている。 Rolling bearings used in the rotary support of various machines and devices are used between a pair of raceway wheels in order to prevent leakage of grease to be sealed and foreign matter such as dust and water from the outside entering the bearing. A sealing device that seals the bearing space is attached.
従来には、密封装置の構成要素であるスリンガ等に撥水処理膜が施されたもの(特許文献1、2)、密封装置の構成要素の表面に撥水性及び撥油性を付与する表面処理を施したもの(特許文献3)等がある。 Conventionally, a slinger or the like, which is a component of a sealing device, is provided with a water-repellent film (Patent Documents 1 and 2), and a surface treatment that imparts water repellency and oil repellency to the surface of the component of the sealing device is applied. There are those that have been applied (Patent Document 3) and the like.
すなわち、特許文献1では、スリンガには、軸受外部側に向かって傾斜する傾斜部が設けられ、しかもこの傾斜部においても撥水処理膜が形成されている。このため、この密封装置を介して軸受内部へ水等が浸入しようとしても、遠心力でこの傾斜部に沿って軸受外部側へ振り飛ばされ、軸受内部への水等の浸入を防止できる。 That is, in Patent Document 1, the slinger is provided with an inclined portion that inclines toward the outer side of the bearing, and a water-repellent treatment film is also formed in this inclined portion. Therefore, even if water or the like tries to enter the inside of the bearing through this sealing device, it is swung off to the outside of the bearing along the inclined portion by centrifugal force, and the intrusion of water or the like into the inside of the bearing can be prevented.
特許文献2では、スリンガの環状部の内輪の外周面に対する嵌合面および内輪の外周面のいずれかまたは双方と、芯金の環状部の外輪の内周面に対応する嵌合面及び外輪の内周面のいずれかまたは双方と、のうち少なくとも一方に、凹凸状の撥水性被膜を形成している。これによって、軸受内部への浸水防止性能を高めている。 In Patent Document 2, one or both of the fitting surface of the annular portion of the slinger with respect to the outer peripheral surface of the inner ring and the outer peripheral surface of the inner ring, and the fitting surface and the outer ring corresponding to the inner peripheral surface of the outer ring of the annular portion of the core metal. An uneven water-repellent coating is formed on either or both of the inner peripheral surfaces and at least one of them. This enhances the performance of preventing water from entering the bearing.
特許文献3では、密封装置の内端部と、これに対向する内輪の対向面と、密封装置が取り付けられる外輪の溝の内面と、この溝に嵌合する密封装置の外端部等が、撥水性及び撥油性が付与される表面処理が施されている。これによって、潤滑剤の漏出が生じにくく異物の浸入を生じにくくしている。
In
また、転がり軸受の密封装置に限定されていないが、基板上面に疎水性の強い疎水面を形成することにより生体液滴と基板面との接触面積を小さくし、2種類の疎水面を組合わせて疎水領域での表面張力勾配を構築し、これにより生体液的の輸送を可能とする微量液滴輸送デバイスを提供するものがある(特許文献4)。 Further, although not limited to the sealing device for rolling bearings, the contact area between the biofluid droplets and the substrate surface is reduced by forming a highly hydrophobic hydrophobic surface on the upper surface of the substrate, and two types of hydrophobic surfaces are combined. There is one that provides a microdroplet transport device that constructs a surface tension gradient in a hydrophobic region, thereby enabling biofluid transport (Patent Document 4).
特許文献1では、回転時に発生する遠心力にて、軸受外部側に振り飛ばされる傾斜部が設けられているが、回転停止時には、遠心力が発生(作用)しないので、軸受外方へ水等をガイド(振り飛ばず)機能を有しない。このため、回転停止時にこの密封装置に水等が掛かれば、密封装置内部に水等が浸入するおそれがあった。なお、傾斜部を有するので、回転停止時においては、潤滑油を軸受内部へ戻す機能を有する。 In Patent Document 1, an inclined portion is provided that is swung off to the outside of the bearing by the centrifugal force generated during rotation. However, since the centrifugal force is not generated (acted) when the rotation is stopped, water or the like is provided to the outside of the bearing. Does not have a guide (do not shake) function. Therefore, if water or the like is splashed on the sealing device when the rotation is stopped, there is a risk that water or the like may enter the inside of the sealing device. Since it has an inclined portion, it has a function of returning the lubricating oil to the inside of the bearing when the rotation is stopped.
また、特許文献2および特許文献3には、特許文献1に記載の密封装置のような、軸受外方へ水等をガイド(振り飛ばず)機能を有する傾斜部が設けられていない。このため、特許文献2および特許文献3では、潤滑油を軸受内部側に戻す機能や水等を吹き飛ばす機能を有するものではない。
Further, Patent Document 2 and
特許文献4に記載のものでは、タンパク質などを含む生体液を一方向に搬送することを可能とするものであり、潤滑油を軸受内部側に戻す機能や水等を吹き飛ばす機能を有するものではない。 The one described in Patent Document 4 makes it possible to transport a biological fluid containing a protein or the like in one direction, and does not have a function of returning lubricating oil to the inside of the bearing or a function of blowing off water or the like. ..
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、軸受外部から浸入・付着した泥水等の異物を軸受外部へ排出し、軸受内部に封入されたグリースやグリースから離油した潤滑油を軸受内部へ戻すことが可能な密封装置及び転がり軸受を提供するものである。 Therefore, in view of the above problems, the present invention discharges foreign matter such as muddy water that has entered or adhered from the outside of the bearing to the outside of the bearing, and returns the grease sealed inside the bearing or the lubricating oil degreased from the grease to the inside of the bearing. It is intended to provide a sealing device and a rolling bearing capable of capable.
本発明の密封装置は、軌道輪のシール面と摺接する又は所定間隔をもって対向するシール部を有するシール部材を備え、一対の軌道輪間の軸受空間を密封する密封装置において、前記シール面における、シール部材のシール部よりも軸受内部側に撥水処理面を設けると共に、軸受内部側から軸受外部側に向けてこの撥水処理面が連続的に減少する表面処理面を形成したものである。 The sealing device of the present invention includes a sealing member having a sealing portion that is in sliding contact with or facing the sealing surface of the raceway ring at a predetermined interval, and seals the bearing space between the pair of raceway wheels. A water-repellent surface is provided on the inner side of the bearing with respect to the seal portion of the seal member, and a surface-treated surface is formed in which the water-repellent surface continuously decreases from the inner side of the bearing to the outer side of the bearing.
本発明の密封装置によれば、軸受内部側に撥水処理面を設け、かつこの撥水処理面の面積が軸受内部側から軸受外部側に向けて減少させているので、軸受内部側が撥水機能が高く、軸受内部側から軸受外部側に向けて、撥水機能が低くなる。このため、軸受内部側から軸受外部側に向けて水等が流れやすくなる。また、この表面処理面の軸受内部側の撥水面としては、撥水撥油面としたり、撥水親油面としたりできる。撥水撥油であれば、軸受内部側で潤滑油をはじいて軸受外部への潤滑油の流出を防止できる。また、撥水面が撥水親油であれば、軸受内部側で油になじむことになって、この軸受内部側から流出しようとした潤滑油がこの撥水親油面で溜まり、軸受外部への流出を防止できる。 According to the sealing device of the present invention, the water-repellent surface is provided on the inner side of the bearing, and the area of the water-repellent surface is reduced from the inner side of the bearing to the outer side of the bearing. The function is high, and the water-repellent function decreases from the inside of the bearing to the outside of the bearing. Therefore, water or the like easily flows from the inner side of the bearing to the outer side of the bearing. Further, the water-repellent surface on the inner side of the bearing of this surface-treated surface can be a water-repellent oil-repellent surface or a water-repellent oil-repellent surface. If it is water-repellent and oil-repellent, the lubricating oil can be repelled inside the bearing to prevent the lubricating oil from flowing out to the outside of the bearing. If the water-repellent surface is water-repellent oil-repellent oil, the lubricating oil that tries to flow out from the inside of the bearing collects on the water-repellent oil-repellent surface and goes to the outside of the bearing. The outflow can be prevented.
また、前記表面処理面は、軸受内部側の撥水親油処理面と、軸受外部側の親水撥油処理面と、これらの中間部位の撥水親油処理面と親水撥油処理面との混在面とで構成し、軸受内部側から軸受外部側に向かって撥水親油処理面の面積を減少させるのが好ましい。ここで、撥水親油とは水をはじいて油になじむ性質を示し、親水撥油とは水になじんで油をはじく性質を示すことである。 Further, the surface-treated surface includes a water-repellent oil-repellent treated surface on the inner side of the bearing, a hydrophilic oil-repellent treated surface on the outer side of the bearing, and a water-repellent oil-repellent treated surface and a hydrophilic oil-repellent treated surface at an intermediate portion thereof. It is preferable to form the surface with a mixed surface and reduce the area of the water-repellent oil-repellent oil-treated surface from the inside of the bearing to the outside of the bearing. Here, the water-repellent parent oil has the property of repelling water and adapting to oil, and the hydrophilic oil-repellent has the property of adapting to water and repelling oil.
このように構成することによって、軸受内部側が、水をはじいて油になじむことになり、軸受外部側が、水になじんで油をはじくことになる。このため、軸受内部側から軸受外部側に向けて水等が流れ、軸受外部側から軸受内部側に向けて油が流れることになる。 With this configuration, the inner side of the bearing repels water and becomes compatible with oil, and the outer side of the bearing repels water and repels oil. Therefore, water or the like flows from the inside of the bearing toward the outside of the bearing, and oil flows from the outside of the bearing toward the inside of the bearing.
前記表面処理面の撥水処理面を、撥水親油処理面としたり、撥水撥油処理面としたりできる。ここで、撥水親油とは水をはじいて油になじむ性質を示し、撥水撥油とは水も油もはじく性質を示すことである。 The water-repellent treated surface of the surface-treated surface can be a water-repellent oil-repellent treated surface or a water-repellent oil-repellent treated surface. Here, the water-repellent base oil has the property of repelling water and adapting to oil, and the water-repellent oil-repellent has the property of repelling both water and oil.
前記表面処理面は、軸受内部側に第1の撥水処理面と、軸受外部側に第1の撥水処理面よりも接触角の小さい第2の撥水処理面と、これらの中間部位の第1の撥水処理面と第2の撥水処理面との混在面とで構成され、軸受内部側から軸受外部側に向かって第1の撥水処理面の面積を減少させるものであってもよい。固体表面が液体及び気体と接触しているとき、この3相の接触する境界線において液体面が固体面と成す角度を接触角といい、接触角が90°以下の状態をぬれると呼ぶ。また、接触角が小さい性質を親水性(水になじむ)、大きい性質を撥水性(油になじむ)という。特に撥水性、親水性が強い性質を超撥水、超親水という。 The surface-treated surface includes a first water-repellent surface on the inner side of the bearing, a second water-repellent surface on the outer side of the bearing, which has a smaller contact angle than the first water-repellent surface, and intermediate portions thereof. It is composed of a mixed surface of a first water-repellent treated surface and a second water-repellent treated surface, and reduces the area of the first water-repellent treated surface from the inner side of the bearing to the outer side of the bearing. May be good. When the solid surface is in contact with liquid and gas, the angle at which the liquid surface forms with the solid surface at the boundary line where the three phases are in contact is called the contact angle, and the state where the contact angle is 90 ° or less is called wet. The property of having a small contact angle is called hydrophilicity (adapting to water), and the property of having a large contact angle is called water repellency (adapting to oil). Particularly strong water repellency and hydrophilicity are called superhydrophobicity and superhydrophilicity.
従って、このように構成することによって、軸受内部側に比べて軸受外部側の撥水処理面のはじきが悪くなる。このため、軸受内部側から軸受外部側に向けて水等が流れやすくなる。 Therefore, with such a configuration, the repelling of the water-repellent surface on the outer side of the bearing is worse than that on the inner side of the bearing. Therefore, water or the like easily flows from the inner side of the bearing to the outer side of the bearing.
前記シール部材は複数のシール部を有し、前記表面処理面は最も軸受内部側のシール部よりもさらに軸受内部側から最も軸受外部側のシール部よりも軸受外部側までの範囲に設けられているものであってもよい。このように構成することによって、軸受内部側から軸受外部側に向けて水等がより流れ易くなる。 The sealing member has a plurality of sealing portions, and the surface-treated surface is provided in a range from the innermost side of the bearing to the outermost side of the bearing than the outermost sealing portion of the bearing. It may be the one that exists. With such a configuration, water or the like can more easily flow from the inside of the bearing to the outside of the bearing.
また、シール面は、回転面に平行な第1面と、回転軸の回転軸と直交する第2面又は回転軸の回転軸と直交する面と所定角度で傾斜する第3面を有し、前記第3面が軸受外部側に配設されて、前記第1面を前記表面処理面とし、前記第2面又は第3面を撥水処理面とするのが好ましい。 Further, the sealing surface has a first surface parallel to the rotation surface, a second surface orthogonal to the rotation axis of the rotation axis, or a third surface inclined at a predetermined angle with a surface orthogonal to the rotation axis of the rotation axis. It is preferable that the third surface is arranged on the outer side of the bearing, the first surface is the surface-treated surface, and the second or third surface is the water-repellent surface.
このように構成することによって、第1面の軸受内部側が撥水機能が高く、第1面の軸受内部側から軸受外部側に向けて、撥水機能が低くなる。このため、第1面において、軸受内部側から軸受外部側に向けて水等が流れやすくなる。また、第2面又は第3面を撥水処理面であるので、これらの面において水をはじく性質を示す。このため、軸受内部への水等の浸入を防止できる。 With such a configuration, the water-repellent function is high on the inner side of the bearing on the first surface, and the water-repellent function is lowered from the inner side of the bearing on the first surface toward the outer side of the bearing. Therefore, on the first surface, water or the like easily flows from the inside of the bearing to the outside of the bearing. Further, since the second surface or the third surface is a water-repellent treated surface, these surfaces exhibit the property of repelling water. Therefore, it is possible to prevent water or the like from entering the bearing.
本発明の転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に介在される転動体と、前記転動体を保持する保持器とを備えた転がり軸受であって、前記密封装置を備える。 The rolling bearing of the present invention is a rolling bearing including an inner ring, an outer ring, a rolling element interposed between the inner ring and the outer ring, and a cage for holding the rolling element, and is a sealing device. To be equipped with.
本発明では、軸受外部から軸受内部へ水が浸入しようとしても、表面処理面にてその水の軸受内部への浸入を有効に防止できる。また、この表面処理面の軸受内部側の撥水面が、撥水撥油面であっても撥水親油面であっても、潤滑油の軸受外部への流出を防止できる。このため、密封装置のシール性の向上、潤滑油の漏れ出しを低減できることになって、軸受の寿命の低下を有効に防止できる。すなわち、長寿命で高品質の製品(軸受)を提供できる。 In the present invention, even if water tries to enter the inside of the bearing from the outside of the bearing, the infiltration of the water into the bearing can be effectively prevented on the surface treatment surface. Further, regardless of whether the water-repellent surface on the inner side of the bearing of the surface-treated surface is a water-repellent oil-repellent surface or a water-repellent oil-repellent surface, it is possible to prevent the lubricating oil from flowing out to the outside of the bearing. Therefore, the sealing property of the sealing device can be improved and the leakage of the lubricating oil can be reduced, so that the life of the bearing can be effectively prevented from being shortened. That is, it is possible to provide a long-life, high-quality product (bearing).
以下本発明の実施の形態を図1〜図12に基づいて説明する。図1と図2は、本発明に係る密封装置を用いた転がり軸受を示し、この転がり軸受は、外周面に軌道面1が形成された内輪2と、内周面に軌道面3が形成された外輪4と、前記内輪2と外輪4の軌道面1,3との間に組み込まれる複数の転動体5と、この複数の転動体5を周方向に間隔をおいて収容保持する保持器(図示省略)とを備える。この場合、転動体5としては、鋼球(ボール)が用いられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 12. 1 and 2 show a rolling bearing using the sealing device according to the present invention. In this rolling bearing, an inner ring 2 having a raceway surface 1 formed on an outer peripheral surface and a
そして、一対の軌道輪(内外輪2,4)間の軸受空間を密封装置Sにて密封している。この密封装置Sは、ゴムや合成樹脂で構成されるシール部材10と、このシール部材10に埋設状に付設される芯金11とで構成される。この実施形態では、シール部材10が外輪4側に固定され、シール部材10に後述するメインリップ12及びダストリップ13が内輪側に摺接する。
Then, the bearing space between the pair of raceway rings (inner and outer rings 2 and 4) is sealed by the sealing device S. The sealing device S is composed of a sealing
すなわち、外輪4の内周面の軸方向外方側に嵌合用周方向溝15が形成され、この周方向溝15に、シール部材10の外周縁部に設けられた膨出部10aが圧入されて固定されている。嵌合用周方向溝15の外方側には、軸方向外方側に開口する周方向切欠部16が形成されている。
That is, a fitting
また、内輪2の外周面の軸方向外方側には周方向溝17が設けられるとともに、この周方向溝の外方側に軸方向外方側に開口する周方向切欠部18が設けられている。そして、図2に示すように、シール部材10のシール部としてのメインリップ12が周方向溝17の軸受内部側の立ち上がり壁面17aに摺接し、シール部材10のシール部としてのダストリップ13が周方向切欠部18に摺接する。このため、この実施形態では、図2のクロスハッチングの範囲がシール面20を構成する。
Further, a
このシール面20に表面処理面Pが形成される。すなわち、シール部材10のシール部であるメインリップ12の摺接部よりも軸受内部側に撥水処理面21を設けると共に、軸受内部側から軸受外部側に向けてこの撥水処理面21が連続的に減少するように構成している。この実施形態では、図3に示すように、撥水処理面21を撥水親油処理面21Aとし、この撥水親油処理面21Aに、面積が軸受内部側から軸受外部側に向けて減少する楔形状撥水親油処理面21Aaを設けている。すなわち、軸受内部側から軸受外部側に向かって順次面積が小となる楔形状撥水親油処理面21Aaを周方向に沿って複数配設している。
A surface-treated surface P is formed on the sealing
また、軸受外部側には、シール部材10のダストリップ13の摺接部の軸方向外部側に
親水処理面22を設けている。この親水処理面22を親水撥油処理面22Aとし、この親水撥油処理面22Aに、面積が軸受外部側から軸受内部側に向けて減少する楔形状親水撥油処理面22Aaを設けている。すなわち、軸受外部側から軸受内部側に向かって順次面積が小となる楔形状親水撥油処理面22Aaを周方向に沿って複数配設している。
Further, on the outer side of the bearing, a hydrophilic treatment surface 22 is provided on the outer side in the axial direction of the sliding contact portion of the
このため、撥水処理面21と親水処理面22との間に、楔形状撥水親油処理面21Aaと楔形状親水撥油処理面22Aaとが交互に形成される混合面が形成される。各楔形状撥水親油処理面21Aa及び各楔形状親水撥油処理面22Aaの楔形状は、例えば、底辺が10μmから1mm程度とされ、長さが1mm〜30mm程度とされる。
Therefore, a mixed surface in which the wedge-shaped water-repellent oil-repellent surface 21Aa and the wedge-shaped hydrophilic oil-repellent surface 22Aa are alternately formed is formed between the water-
ところで、撥水親油とは、水をはじいて油になじむ性質であり、親水撥油とは、水になじんで油をはじく性質である。また、撥水撥油と親水親油とがある。撥水撥油とは、水も油もはじく性質であり、親水親油とは、水も油もなじむ性質である。親水撥油と撥水撥油と親水親油と撥水親油との関係を図4に示す。 By the way, the water-repellent parent oil has a property of repelling water and adapting to oil, and the hydrophilic oil-repellent property has a property of repelling oil by repelling water. In addition, there are water-repellent oil-repellent oil and hydrophilic lipophilic oil. Water and oil repellency has the property of repelling both water and oil, and hydrophilic lipophilic oil has the property of being compatible with both water and oil. The relationship between hydrophilic oil repellency, water repellency oil repellency, hydrophilic lipophilic oil, and water repellent oil repellency is shown in FIG.
撥水親油処理面は、例えば、特開2017−008180号公報等に記載の撥水親油性樹脂を塗布することによって形成でき、親水撥油は、例えば、特開2017−193683号公報等に記載の親水撥油剤を塗布することによって形成できる。また、撥水撥油処理面は、フッ素系化合物、シリコーン系化合物等の撥水撥油を塗布することによって形成でき、親水親油処理面としては、ポリエステルアルキレングリコール共重合樹脂等の親水親油剤を塗布することによって形成できる。 The water-repellent lipophilic surface can be formed by applying, for example, the water-repellent lipophilic resin described in JP-A-2017-008180, and the hydrophilic oil-repellent surface can be described in, for example, JP-A-2017-193683. It can be formed by applying the above-mentioned hydrophilic oil repellent. The water- and oil-repellent treated surface can be formed by applying a water- and oil-repellent oil-repellent compound such as a fluorine-based compound or a silicone-based compound, and the hydrophilic lipophilic surface can be a hydrophilic lipophilic agent such as a polyester alkylene glycol copolymer resin. Can be formed by applying.
撥水面や撥油面は、表面に微小な凹凸構造を設けることによっても構成できる。凹凸構造は、表面にレーザを照射することによって形成でき、レーザとして、フェムト秒レーザ、ピコ秒レーザ、及びナノ秒レーザといったパルスレーザを使用することができる。 The water-repellent surface and the oil-repellent surface can also be formed by providing a minute uneven structure on the surface. The uneven structure can be formed by irradiating the surface with a laser, and as the laser, a pulse laser such as a femtosecond laser, a picosecond laser, or a nanosecond laser can be used.
このように、図3に示す表面処理面Pは、軸受内部側の撥水親油処理面21Aと、軸受外部側の親水撥油処理面22Aと、これらの中間部位の撥水親油処理面21Aaと親水撥油処理面22Aaとの混在面とで構成し、軸受内部側から軸受外部側に向かって撥水親油処理面21Aの面積を減少させたものである。
As described above, the surface-treated surface P shown in FIG. 3 is the water-repellent oil-
本密封装置では、軸受内部側に撥水処理面21を設け、かつこの撥水処理面21の面積が軸受内部側から軸受外部側に向けて減少させているので、軸受内部側が撥水機能が高く、軸受内部側から軸受外部側に向けて、撥水機能が低くなる。このため、軸受内部側から軸受外部側に向けて水等が流れやすくなる。また、この表面処理面21の軸受内部側の撥水面としては、撥水撥油面としたり、撥水親油面としたりできる。撥水撥油であれば、軸受内部側で潤滑油をはじいて軸受外部への潤滑油の流出を防止できる。また、撥水面が撥水親油であれば、軸受内部側で油になじむことになって、この軸受内部側から流出しようとした潤滑油がこの撥水親油面で溜まり、軸受外部への流出を防止できる。
In this sealing device, the water-
このように、本密封装置では、軸受外部から軸受内部へ水が浸入しようとしても、表面処理面Pにてその水の軸受内部への浸入を有効に防止できる。また、この表面処理面Pの軸受内部側の撥水面が、撥水撥油面であっても撥水親油面であっても、潤滑油の軸受外部への流出を防止できる。このため、密封装置のシール性の向上、潤滑油の漏れ出しを低減できることになって、軸受の寿命の低下を有効に防止できる。すなわち、長寿命で高品質の製品(軸受)を提供できる。 As described above, in this sealing device, even if water tries to enter the inside of the bearing from the outside of the bearing, the infiltration of the water into the bearing can be effectively prevented by the surface treatment surface P. Further, regardless of whether the water-repellent surface on the inner side of the bearing of the surface-treated surface P is a water-repellent oil-repellent surface or a water-repellent oil-repellent surface, it is possible to prevent the lubricating oil from flowing out to the outside of the bearing. Therefore, the sealing property of the sealing device can be improved and the leakage of the lubricating oil can be reduced, so that the life of the bearing can be effectively prevented from being shortened. That is, it is possible to provide a long-life, high-quality product (bearing).
図5は他の表面処理面Pを示し、この場合、軸受外部側の親水撥油処理面を省略している。この表面処理面Pに水滴が滴下した場合、矢印方向、すなわち、軸受内部側から軸受外部側へ流れる。 FIG. 5 shows another surface-treated surface P, and in this case, the hydrophilic oil-repellent treated surface on the outer side of the bearing is omitted. When water droplets are dropped on the surface-treated surface P, they flow in the direction of the arrow, that is, from the bearing inner side to the bearing outer side.
また、図6は別の表面処理面Pを示し、この場合、軸受内部側に撥水処理面23を設けている。この撥水処理面23は撥水撥油処理面23Aであり、この撥水撥油処理面23A撥水撥油処理面23Aに、面積が軸受内部側から軸受外部側に向けて減少する楔形状撥水撥油処理面23Aaを設けている。すなわち、軸受内部側から軸受外部側に向かって順次面積が小となる楔形状撥水撥油処理面23Aaを周方向に沿って複数配設している。軸受外部側の親水撥油処理面を省略している。
Further, FIG. 6 shows another surface-treated surface P, and in this case, a water-repellent treated
この表面処理面Pに水滴が滴下した場合、矢印方向、すなわち、軸受内部側から軸受外部側へ流れ、油滴が滴下した場合、矢印方向、すなわち、軸受内部側から軸受外部側へ流れる。 When water droplets are dropped on the surface treated surface P, they flow in the arrow direction, that is, from the bearing inner side to the bearing outer side, and when oil droplets are dropped, they flow in the arrow direction, that is, from the bearing inner side to the bearing outer side.
図7はさらに別の表面処理面Pを示し、この場合、軸受内部側に第1の撥水処理面21Aと、軸受外部側に第1の撥水処理面21Aよりも接触角の小さい第2の撥水処理面21Bと、これらの中間部位の第1の撥水処理面21Aと第2の撥水処理面21Bとの混在面とで構成される。軸受外部側から軸受内部側に向かって順次面積が小となる楔形状撥水処理面21Aaを周方向に沿って複数配設し,軸受内部側から軸受外部側に向かって順次面積が小となる楔形状撥水処理面21Baを周方向に沿って複数配設している。
FIG. 7 shows yet another surface-treated surface P. In this case, the first water-repellent treated
固体表面が液体及び気体と接触しているとき、この3相の接触する境界線において液体面が固体面と成す角度を接触角といい、図8に示すように、接触角θが90°以下の状態をぬれると呼ぶ。また、図9に示すように、接触角θが小さい性質を親水性(水になじむ)、大きい性質を撥水性(水をはじく)という。特に撥水性、親水性が強い性質を超撥水、超親水という。 When the solid surface is in contact with liquid and gas, the angle at which the liquid surface forms with the solid surface at the contact boundary line of these three phases is called the contact angle, and as shown in FIG. 8, the contact angle θ is 90 ° or less. The state of is called wet. Further, as shown in FIG. 9, the property of having a small contact angle θ is called hydrophilicity (adapting to water), and the property of having a large contact angle θ is called water repellency (repelling water). Particularly strong water repellency and hydrophilicity are called superhydrophobicity and superhydrophilicity.
このため、図7に示す表面処理面Pでは、軸受内部側が水のぬれ性が悪く、軸受外部が
ぬれ性がよい。従って、この図7に示す表面処理面Pでは、この表面処理面Pに水滴が滴下した場合、矢印方向、すなわち、軸受内部側から軸受外部側へ流れる。
Therefore, on the surface-treated surface P shown in FIG. 7, the inner side of the bearing has poor wettability and the outer side of the bearing has good wettability. Therefore, on the surface-treated surface P shown in FIG. 7, when water droplets are dropped on the surface-treated surface P, they flow in the arrow direction, that is, from the bearing inner side to the bearing outer side.
このように、図5〜図7に示す表面処理面Pでも、水が軸受内部側から軸受外部側へ流れる。なお、次の表1は、表面処理面Pについて分類したものであり、表1のAは図3の表面処理面Pを示し、Bは図5の表面処理面Pを示し、Cは図6の表面処理面Pを示し、Dは図7の表面処理面Pを示している。
次に図10は密封装置の他の実施形態を示し、この密封装置は、外輪の内周面に圧入される芯金30と、内輪の外周面に圧入されるスリンガ31と、芯金30に接合されるシール部材32とを備える。
Next, FIG. 10 shows another embodiment of the sealing device, which is press-fitted into the inner peripheral surface of the outer ring, the
芯金30は、短円筒形状の第1部30aと、この第1部30aの軸受内部側の端部から内径側に延びるリング形状の第2部30bとからなり、第1部30aが外輪の内周面に圧入されている。また、スリンガ31は短円筒形状の第1部31aと、第1部31aの軸受外部側の端部から外径方向に延びるリング形状の第2部31bとからなり、第1部31aが内輪の外周面に圧入される。
The
シール部材32は、ゴムや合成樹脂で構成され、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ32a、32bと、このサイドリップ32a,32bの内径側に径方向内方に傾斜して延びるグリースリップ32cとを有する。この場合、サイドリップ32b,32bがスリンガ31の第2部31bの内面に摺接し、グリースリップ32cがスリンガ31の外面に摺接する。このため、一対のサイドリップ32a、32b及びグリースリップ32cからなる各シール部がスリンガ31の密封装置の内部側の面がシール面20となる。
The
このため、シール面20は、回転面に平行な第1面35と、回転軸の回転軸と直交する第2面36を有し、第2面36が軸受外部側に配設されて、第1面35を表面処理面Pとし、第2面36を撥水処理面21としている。なお、スリンガ31に磁気エンコーダ33が付設されている。
Therefore, the
このように構成することによって、第1面35の軸受内部側が撥水機能が高く、第1面35の軸受内部側から軸受外部側に向けて、撥水機能が低くなる。このため、第1面35において、軸受内部側から軸受外部側に向けて水等が流れやすくなる。また、第2面36が撥水処理面であるので、これらの面において水をはじく性質を示す。このため、軸受内部への水等の浸入を防止できる。なお、撥水処理面21としては、撥水親油面21Aであっても、撥水撥油処理面23Aであってもよい。
With such a configuration, the water-repellent function is high on the inner side of the bearing of the
図11は、車輪用軸受装置を示し、外周に車体(図示せず)に取り付けられる車体取付フランジ42を一体に有し、内周に複列の外側転走面48a、48bが形成された外方部材41と、一端部に車輪(図示せず)が取り付けられる車輪取付フランジ47を一体に有するハブ輪44とを備える。ハブ輪44は、内周にトルク伝達用のセレーション46が形成された筒状の本体部44aと前記車輪取付フランジ47とを有し、本体部44aには、車輪取付フランジ47の反対側に軸方向に延びる円筒状の小径段部54が設けられ、この小径段部54に内輪45が圧入されている。そして、ハブ輪44の本体部44aの外径面に、一方の外側転走面48aに対向する内側転走面49aが形成され、内輪45の外径面に、他方の外側転走面48bに対向する内側転走面49bが形成されている。
FIG. 11 shows a wheel bearing device, which has a vehicle
複列の外側転走面48a、48bと、これらに対向する内側転走面49a、49b間には複列の転動体(ボール)50が保持器51によって転動自在に収容されている。また、ハブ輪44と内輪45とからなる内方部材43と、外方部材41との間に形成される環状空間には密封装置S、Sがそれぞれ装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内に浸入するのを防止している。
A double-row rolling element (ball) 50 is rotatably accommodated between the double-row outer rolling surfaces 48a and 48b and the inner rolling surfaces 49a and 49b facing them by a
一方の密封装置(アウタ側シール)Sは、図12に示すように、外方部材41の軸方向端部に装着される芯金60と、この芯金60に装着されるシール部材61とを備える。シール部材61はゴムや樹脂からなり、3つのシールリップ61a、61b、61cを有する。各シールリップ61a、61b、61cは、ハブ輪44の円筒状の本体部44aとフランジ47との間の断面円弧形状の繋ぎ部に摺接することになる。このため、この繋ぎ部がシール面20となって、このシール面20に前記した表面処理面Pのいずれかが形成される。
As shown in FIG. 12, one sealing device (outer side seal) S has a
また、図13に示すように、他方の密封装置(インナ側シール)Sは、前記10に示した密封装置と同様、外方部材41の内周面に圧入される芯金70と、内輪の外周面に圧入されるスリンガ71と、芯金70に接合されるシール部材72とを備える。
Further, as shown in FIG. 13, the other sealing device (inner side seal) S has the
この場合も、芯金70は、短円筒形状の第1部70aと、この第1部70aの軸受内部側の端部から内径側に延びるリング形状の第2部70bとからなり、第1部70aが外方部材の内周面に圧入されている。また、スリンガ71は短円筒形状の第1部71aと、第1部71aの軸受外部側の端部から外径方向に延びるリング形状の第2部71bとからなり、第1部71aが内輪の外周面に圧入される。
In this case as well, the
シール部材72は、ゴムや合成樹脂で構成され、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ72a、72bと、このサイドリップ72a,72aの内径側に径方向内方に傾斜して延びるグリースリップ72cとを有する。この場合、サイドリップ72a,72bがスリンガ71の第2部71bの内面に摺接し、グリースリップ72cがスリンガ71の外面に摺接する。このため、スリンガ71の密封装置の内部側の面がシール面20となる。
The
このため、シール面20は、回転面に平行な第1面35と、回転軸の回転軸と直交する第2面36を有し、第2面36が軸受外部側に配設されて、第1面35を表面処理面Pとし、第2面を撥水処理面としている。なお、スリンガ71にが磁気エンコーダ73が付設されている。
Therefore, the
次に図14に示す密封装置は、シール部材81のリップ81aが内輪4に対して非接触となっている。すなわち、この密封装置は、芯金80と芯金80に装着されるシール部材81とからなるシールリング82を備える。そして、シールリング82の外径部が、外輪の内周面に軸方向端部に設けられた嵌合溝83に嵌合される。
Next, in the sealing device shown in FIG. 14, the
また、内輪2の外径面の軸方向端部には凹溝84が形成されている。そして、この凹溝84にシール部材81のリップ81aが遊嵌状に嵌入している。このため、この凹溝84の内面がシール面20となる。そこで、このシール面20に前記表面処理面Pのいずれかが形成される。なお、図14において、88は転動体であるボール5を保持する保持器である。嵌合溝83の外方側には、内径側に膨出する膨出部85が設けられ、凹溝84の外方側に軸方向外方側に開口する周方向切欠部86が設けられている。
Further, a
次に、図15の密封装置は、外輪側にシール面20が形成されるものであり、シール部材10が内輪2側に固定される。この場合も、ゴムや合成樹脂で構成されるシール部材10と、このシール部材10に埋設状に付設される芯金11とで構成される。この実施形態では、シール部材10が外輪4側に固定され、シール部材10にメインリップ12及びダストリップ13が内輪側に摺接する。
Next, in the sealing device of FIG. 15, the sealing
すなわち、内輪の内周面の軸方向外方側に嵌合用周方向溝95が形成され、この周方向溝95に、シール部材10の内周縁部に設けられた膨出部10aが圧入固定されている。嵌合用周方向溝95の外方側には、軸方向外方側に開口する周方向切欠部96が形成されている。
That is, a fitting
また、外輪4の外周面の軸方向外方側には周方向溝97が設けられるとともに、この周方向溝97の外方側に軸方向外方側に開口する周方向切欠部98が設けられている。そして、シール部材10のメインリップ12が周方向溝97の軸受内部側の立ち上がり壁面97aに摺接し、シール部材10のダストリップ13が周方向切欠部98に摺接する。このため、この実施形態では、周方向溝97の内面乃至周方向切欠部98の範囲がシール面20を構成する。そこで、このシール面20に前記表面処理面Pのいずれかが形成される。
Further, a
このように、表面処理面Pを形成することによって、各実施形態の密封装置(図10、図12、図13、図14、及び図15に示す密封装置)も、軸受外部から軸受内部へ水が浸入しようとしても、表面処理面Pにてその水の軸受内部への浸入を有効に防止できる。また、潤滑油の軸受外部への流出を防止できる。 By forming the surface-treated surface P in this way, the sealing device (sealing device shown in FIGS. 10, 12, 13, 14, and 15) of each embodiment also has water from the outside of the bearing to the inside of the bearing. Even if water is about to infiltrate, the surface treated surface P can effectively prevent the water from invading the inside of the bearing. In addition, it is possible to prevent the lubricating oil from flowing out to the outside of the bearing.
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、軸受として、円筒ころや円すいころ等を用いたものであってもよい。また、ラジアル玉軸受の場合、アンギュラ玉軸受や深溝玉軸受であってもよい。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be deformed in various ways, even if a cylindrical roller, a tapered roller, or the like is used as the bearing. Good. Further, in the case of radial ball bearings, angular contact ball bearings or deep groove ball bearings may be used.
ところで、図10等に示す密封装置において、第1面36が回転軸の回転面と直交する第2面を有するものであったが、回転軸の回転面と直交する面と所定角度で傾斜する第3面(図示省略)を有するものであってもよい。この所定角度としても任意に設定できる。すなわち、直交する面に対して、軸受内部側へ傾斜するものであって、軸受外部側へ傾斜するものであってもよい。
By the way, in the sealing device shown in FIG. 10 and the like, the
1,3 軌道面
2 内輪
4 外輪
5 転動体
10 シール部材
12 シール部(メインリップ)
13 シール部(ダストリップ)
20 シール面
21,21A、21B 撥水処理面
21Aa 撥水親油処理面
22Aa 親水撥油処理面
23Aa 撥水撥油処理面
30 芯金
32 シール部材
32a、32b シール部(サイドリップ)
32c シール部(グリースリップ)
35 第1面
36 第2面
61 シール部材
61a シール部(シールリップ)
72 シール部材
72a、72b シール部(サイドリップ)
72c シール部(グリースリップ)
81 シール部材
81a シール部(リップ)
P 表面処理面
S 密封装置
θ 接触角
1,3 Track surface 2 Inner ring 4
13 Seal part (dust strip)
20
32c Seal (grease lip)
35
72
72c Seal (grease lip)
81
P Surface treated surface S Sealing device θ Contact angle
Claims (8)
前記シール面における、シール部材のシール部よりも軸受内部側に撥水処理面を設けると共に、軸受内部側から軸受外部側に向けてこの撥水処理面が連続的に減少する表面処理面を形成したことを特徴とする密封装置。 In a sealing device provided with a sealing member having a sealing portion that is in sliding contact with or facing the sealing surface of the raceway ring at a predetermined interval and seals the bearing space between the pair of raceway wheels.
A water-repellent surface is provided on the inner side of the bearing with respect to the seal portion of the seal member on the seal surface, and a surface-treated surface is formed in which the water-repellent surface continuously decreases from the inner side of the bearing to the outer side of the bearing. A sealing device characterized by being bearing.
前記請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の密封装置を備えたことを特徴とする転がり軸受。 A rolling bearing including an inner ring, an outer ring, a rolling element interposed between the inner ring and the outer ring, and a cage for holding the rolling element.
A rolling bearing provided with the sealing device according to any one of claims 1 to 7.
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