JP4466139B2

JP4466139B2 - 転がり軸受の密封構造

Info

Publication number: JP4466139B2
Application number: JP2004070635A
Authority: JP
Inventors: 正昭松本
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2024-03-12
Also published as: JP2005256992A

Description

本発明は、転がり軸受の外輪の肩部内周に取り付けられるシールリングと内輪の肩部とで密封部を作る密封構造に関する。

転がり軸受では、その外輪の肩部にシールリングを取り付け、このシールリングの内周部分と、内輪の肩部に縮径して設けられる一段の段部との間に密封部を作っている。シールリングは、例えば芯金の内周に、内輪の肩部外周面に微小すきまを介して径方向から対向して非接触密封部を作る軸方向リップと、内輪の段部に入り込んで当該段部の径方向に沿う側面に軸方向から接触して接触密封部を作る第１内側リップとを被着し、第１内側リップの内側面に上記段部の径方向に沿う側面に微小すきまを介して軸方向から対向して非接触密封部を作る第２内側リップを設けたものがある。この密封構造の外側に、各リップを外部から覆い隠して密封性を高める側板を配置している（例えば特許文献１参照。）。この場合、二つの非接触密封部と一つの接触密封部とを設けることにより低トルク化を図ることができるとともに、側板を用いることによって高い密封性を確保することができる。しかし、側板を用いる分、コストが高くつくことが指摘される。
特開平１０−２６１４３号

本発明は、転がり軸受の密封構造において、従来例の側板を用いずに、低トルク化を図るとともに高い密封性を確保することを課題とする。

本発明は、転がり軸受の外輪の肩部に取り付けられるシールリングの内周部分と内輪の肩部との間に密封部を作る転がり軸受の密封構造であって、上記内輪の肩部に段階的に縮径する複数の段部を設け、上記シールリングを、芯金の内周に、上記内輪の肩部外周面に微小すきまを介して径方向から対向して非接触密封部を作る円筒部と、該円筒部よりもさらに径方向内向きに延びかつ上記複数の段部に入り込むとともに径方向途中で軸受外方に延在する部分を有する弾性環状片とを設けた構成とし、かつ、上記弾性環状片の内側面に、上記複数の段部それぞれの径方向に沿う側面との間でそれぞれ密封部を作る複数のシールリップを設け、上記複数のシールリップは、径方向外側から径方向内側に向かった順に第１のシールリップと、第２のシールリップと、第３のシールリップと、を有し、上記複数の段部は、側面と底面とを有する大径段部と、側面と底面とを有する小径段部と、を有し、上記大径段部の底面が軸受外方で上記小径段部の側面とつながるよう形成され、上記第１のシールリップは、上記弾性環状片の上記軸受外方に延在する部分よりも径方向の外方の部分の内側面から軸受内方に向けて延在して、上記大径段部の側面に軸方向から接触して接触密封部を形成し、上記第２のシールリップは、上記弾性環状片の上記軸受外方に延在する部分の軸受内方の内側面から軸受内方に向けて縮径するよう延在して、上記大径段部の側面に軸方向から接触し、上記第１のシールリップを上記大径段部の側面に接触させた状態で上記大径段部の側面と締め代を有して接触密封部を形成し、上記第３のシールリップは、上記弾性環状片の上記軸受外方に延在する部分よりも径方向の内方の部分の内側面から軸受内方に向けて延在して、上記小径段部の側面に軸方向から接触して接触密封部を形成し、上記第２のシールリップの付け根の厚さは、付け根よりも第２のシールリップの先端側の厚さが厚くなるよう形成され、上記軸受外方に延在する部分よりも径方向の外方の部分と上記軸受外方に延在する部分の厚さは、上記第２のシールリップの付け根の厚さよりも厚いことを特徴としている。

本発明によると、内輪の肩部に設けた複数の段部と、シールリングの円筒部および弾性環状片とによって軸受外部から内部に至る屈曲路を形成したうえで、この屈曲路を円筒部により作る非接触密封部と弾性環状片の複数のシールリップにより作る複数の密封部とで塞いでいるから、高い密封性を確保できる。しかも、複数のシールリップは、段部の径方向に沿う側面に軸方向から接触して接触密封部を作るものとする他、軸方向から微小すきまを介して対向して非接触密封部を作るものとすることができるが、いずれにしても、径方向から接触して接触密封部を作る場合に比べて摺動抵抗が軽減されるので、低トルク化を図るうえで有利となる。

また、シールリップを段部の径方向に沿う側面に軸方向から接触させた場合、非接触密封部とする場合に比べて密封性が向上するうえ、径方向から接触して接触密封部を作る場合に比べて摺動抵抗が軽減される。
好ましくは、上記大径段部の底面は軸受外方に向けて拡径するテーパ面であり、上記第２のシールリップと上記大径段部の底面とは非接触密封部を形成するものとしてもよい。

好ましくは、上記弾性環状片の内周縁を、上記最小径の段部の底面外周に非接触密封部を作るよう微小すきまを介して径方向から対向させてもよい。このように、さらに非接触密封部を作った場合、さらに密封性が向上する。

好ましくは、上記弾性環状片の外側面の付け根側に、軸受内方へ凹む環状窪みを設けてもよい。このように、環状窪みを設けた場合、弾性環状片を比較的柔軟にすることができるから、シールリップを段部に軽く接触させることに役立つ。

本発明によれば、従来例の側板を用いずに、低トルク化を図るとともに高い密封性を確保できる。

本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、転がり軸受の密封構造を示す断面図、図２は、図１のシールリングの内周部分を拡大して示す図である。

図に示す転がり軸受１は、深溝玉軸受とされ、外輪２と内輪３との間に保持器５で保持した複数個の玉４を介装した構成である。但し、転がり軸受１の軸受形式は各種の玉軸受やころ軸受等、特に限定されない。

この転がり軸受１は、例えば自動車エンジンに付設されるオルタネータのロータ軸を支持することに用いられ、数万ｒｐｍから数十万ｒｐｍもの高速回転域で使用されるが、その他にも、例えば工作機械等の各種装置の回転軸を支持する場合にも用いることができる。

転がり軸受１の軸方向一方に、シールリング６が装着されている。このシールリング６は転がり軸受１の軸方向両端に装着してもよい。

このシールリング６は、芯金７の内周に、軸受内方に突出する円筒部８と、円筒部８よりもさらに径方向内向きに延びる弾性環状片９とを設けた構成である。なお、芯金７の外周から外側面にいたる範囲にはゴムや樹脂等の弾性材料１０が被着されており、円筒部８および弾性環状片９は弾性材料１０と同一材料で形成されている。このシールリング６は、その芯金７の外周部分が弾性材料１０を介して外輪２の一方肩部２１の拡径段部２２に圧入により嵌合されることで取り付けられており、内輪３の肩部３１側で密封部を作る。

円筒部８は、内輪３の肩部３１の外周面に微小すきまを介して径方向から対向して非接触密封部を作るラビリンスシールリップとなる。この円筒部８の外周面は、軸受内方へ向けて縮径するテーパ面とされている。

弾性環状片９の内側面には、その付け根側から内周縁へ向けて独立した三つのシールリップ１１〜１３が設けられている。この弾性環状片９は、内輪３の肩部３１に段階的に縮径して設けられる複数（二つ）の段部３２，３３に入り込んでいる。三つのシールリップ１１〜１３は、大径段部３２および小径段部３３との間で密封部を作るものである。これら三つのシールリップ１１〜１３と内輪３の各段部３２，３３とで作る密封部は、非接触密封部でも接触密封部でもよいが、例えば０．２ｍｍ以下の微小すきまを持つ非接触状態から、０．３ｍｍ以下の締め代を持つ接触状態までの範囲で適宜に設定することができる。

具体的に、第１〜第３のシールリップ１１〜１３は、いずれも、軸受内方に向けて突出するように形成されており、第１、第２のシールリップ１１，１２は、内輪３の大径段部３２の径方向に沿う側面３２ａに軸方向から接触して接触密封部を作り、第３のシールリップ１３は、内輪３の小径段部３３の径方向に沿う側面３３ａに軸方向から接触して接触密封部を作る。第２のシールリップ１２は、大径段部３２の底面３２ｂに微小すきまを介して径方向から対向して非接触密封部を作っている。この大径段部３２の底面３２ｂは、軸受外方へ向けて拡径するテーパ面とされている。

このように、この実施形態では、三つのシールリップ１１〜１３を段部３２，３３に軸方向から接触させるタイプにしている。但し、三つのシールリップ１１〜１３のいずれか一つ、あるいは一つ以上を、段部３２，３３に微小すきまを介して軸方向から対向して非接触密封部を作るラビリンスシールリップにしてもよい。

なお、弾性環状片９の内周縁１４は、内輪３の小径段部３３の底面３３ｂに非接触密封部を作るように微小すきまを介して径方向から対向されている。なお、弾性環状片９の内周縁１４は、内輪３の小径段部３３の底面３３ｂに接触密封部を作るように径方向から接触させてもよい。

また、弾性環状片９の外側面の付け根側には、軸受内方へ凹む環状窪み１５が設けられている。この環状窪み１５を設けていれば、弾性環状片９を比較的柔軟にすることができるから、三つのシールリップ１１〜１３を段部３２，３３に軽く接触させることに役立つ。この環状窪み１５を形成する外径側周面１５ａは、外側へ向けて漸次拡径するテーパ形状に形成されている。この外径側周面１５ａをテーパ形状にすれば、環状窪み１５内に水分や粉塵等の異物が入ったときにそれらを環状窪み１５内から回転遠心力により外部へ効率よく排出することができるから、環状窪み１５内への異物残留を防止または抑制することに役立つ。

以上説明した転がり軸受１の密封構造によると、軸受外方から内方へ向けて、弾性環状片９の内周縁１４と小径段部３３の底面３３ｂとで作る非接触密封部と、三つのシールリップ１１〜１３と二つの段部３２，３３の各側面３２ａ，３３ａとで作る三つの接触密封部と、円筒部８と肩部３１とで作る非接触密封部とを設けているから、高い密封性を確保でき、しかも、三つのシールリップ１１〜１３をアキシアルコンタクトタイプにしているから、ラジアルコンタクトタイプにする場合に比べて摺動抵抗が格段に小さくなって、低トルク化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る転がり軸受の密封構造を示す断面図図１のシールリングの内周部分を拡大して示す図

符号の説明

１…転がり軸受
２…外輪
３…内輪
６…シールリング
８…円筒部（ラビリンスシールリップ）
９…弾性環状片
１１…第１のシールリップ
１２…第２のシールリップ
１３…第３のシールリップ
３１…内輪の肩部
３２…内輪の大径段部
３２ａ…大径段部の側面
３２ｂ…大径段部の底面
３３…内輪の小径段部
３３ａ…小径段部の側面
３３ｂ…小径段部の底面
９１…軸受外方に延在する部分
９２…第２のシールリップの付け根の厚さ
９３…軸受外方に延在する部分よりも径方向の外方の部分の厚さ
９４…軸受外方に延在する部分の厚さ

Claims

転がり軸受の外輪の肩部に取り付けられるシールリングの内周部分と内輪の肩部との間に密封部を作る転がり軸受の密封構造であって、
上記内輪の肩部に段階的に縮径する複数の段部を設け、
上記シールリングを、芯金の内周に、上記内輪の肩部外周面に微小すきまを介して径方向から対向して非接触密封部を作る円筒部と、該円筒部よりもさらに径方向内向きに延びかつ上記複数の段部に入り込むとともに径方向途中で軸受外方に延在する部分を有する弾性環状片とを設けた構成とし、かつ、上記弾性環状片の内側面に、上記複数の段部それぞれの径方向に沿う側面との間でそれぞれ密封部を作る複数のシールリップを設け、
上記複数のシールリップは、径方向外側から径方向内側に向かった順に第１のシールリップと、第２のシールリップと、第３のシールリップと、を有し、
上記複数の段部は、側面と底面とを有する大径段部と、側面と底面とを有する小径段部と、を有し、上記大径段部の底面が軸受外方で上記小径段部の側面とつながるよう形成され、
上記第１のシールリップは、上記弾性環状片の上記軸受外方に延在する部分よりも径方向の外方の部分の内側面から軸受内方に向けて延在して、上記大径段部の側面に軸方向から接触して接触密封部を形成し、
上記第２のシールリップは、上記弾性環状片の上記軸受外方に延在する部分の軸受内方の内側面から軸受内方に向けて縮径するよう延在して、上記大径段部の側面に軸方向から接触し、上記第１のシールリップを上記大径段部の側面に接触させた状態で上記大径段部の側面と締め代を有して接触密封部を形成し、
上記第３のシールリップは、上記弾性環状片の上記軸受外方に延在する部分よりも径方向の内方の部分の内側面から軸受内方に向けて延在して、上記小径段部の側面に軸方向から接触して接触密封部を形成し、
上記第２のシールリップの付け根の厚さは、付け根よりも第２のシールリップの先端側の厚さが厚くなるよう形成され、
上記軸受外方に延在する部分よりも径方向の外方の部分と上記軸受外方に延在する部分の厚さは、上記第２のシールリップの付け根の厚さよりも厚いことを特徴とする転がり軸受の密封構造。
上記大径段部の底面は軸受外方に向けて拡径するテーパ面であり、
上記第２のシールリップと上記大径段部の底面とは非接触密封部を形成することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受の密封構造。
上記弾性環状片の内周縁を、上記最小径の段部の底面外周に非接触密封部を作るよう微小すきまを介して径方向から対向させたことを特徴とする請求項１または２に記載の転がり軸受の密封構造。
上記弾性環状片の外側面の付け根側に、軸受内方へ凹む環状窪みを設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の転がり軸受の密封構造。