JP5048427B2 - SEALING DEVICE FOR ROLLING BEARING AND ROLLING BEARING - Google Patents
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Description
この発明は、高圧の潤滑油通路を内部に有している回転軸を支持する転がり軸受において好適に使用される転がり軸受用密封装置およびこのような密封装置を備えた転がり軸受に関する。 The present invention relates to a rolling bearing sealing device suitably used in a rolling bearing that supports a rotating shaft having a high-pressure lubricating oil passage therein, and a rolling bearing provided with such a sealing device.
自動二輪車等においては、例えば、クランクシャフト、トランスミッションシャフトなどの内部に潤滑油通路を設けて、各部位に潤滑油を圧送するようになされているものがあり、このような回転軸を支持する転がり軸受は、大きな油圧に耐えることが必要であり、特許文献1には、このような転がり軸受で使用される密封装置として、環状の芯金およびこれに接着された弾性シールからなり、弾性シールの形状を工夫したものが提案されている。
上記用途で使用される密封装置については、その要求性能が厳しくなっており、耐圧性を向上させしかも高回転に耐え得るものが求められている。 About the sealing device used for the said use, the required performance has become severe, The thing which can endure high rotation while improving pressure | voltage resistance is calculated | required.
この発明の目的は、耐圧性および耐久性を向上させた転がり軸受用密封装置および転がり軸受を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a rolling bearing sealing device and a rolling bearing that have improved pressure resistance and durability.
この発明による転がり軸受用密封装置は、転がり軸受の内輪と外輪との間に配置される密封装置であって、環状の芯金と、芯金に接着された弾性シールと、芯金の軸方向内方側に設けられたバックアップリングとからなり、芯金は、弾性シールが接着された状態で、バックアップリングに取り付けられており、芯金とバックアップリングとの間に、芯金内径縁部の軸方向内方への動きを許容する間隙が形成されているとともに、弾性シールの一部が前記間隙の一部を埋めるように芯金内径縁部とバックアップリング内径縁部との間に介在されていることを特徴とするものである。 A rolling bearing sealing device according to the present invention is a sealing device disposed between an inner ring and an outer ring of a rolling bearing, and includes an annular cored bar, an elastic seal bonded to the cored bar, and an axial direction of the cored bar. It consists of a backup ring provided on the inner side, and the cored bar is attached to the backup ring with the elastic seal adhered, and the inner diameter edge of the cored bar is between the cored bar and the backup ring. A gap that allows axial inward movement is formed, and a part of the elastic seal is interposed between the inner diameter edge of the core metal and the inner diameter edge of the backup ring so as to fill a part of the gap. It is characterized by that.
密封装置は、環状の芯金および芯金に接着された弾性シールからなる従来のものに対し、芯金の軸方向内方側にバックアップリングが付加されたものとされ、これにより、転がり軸受外部から潤滑油の圧力が作用した際の芯金の軸方向内方への変位が抑えられる。バックアップリングは、芯金に全面で接触させられるのではなく、芯金とバックアップリングとの間に、芯金内径縁部の軸方向内方への動きを許容する間隙が形成される。これにより、瞬間的に油圧が上昇したときには、芯金がこの間隙分変位することにより、芯金自体の変形が抑えられる。 The sealing device has an annular cored bar and an elastic seal bonded to the cored bar, with a backup ring added to the inner side in the axial direction of the cored bar. Thus, the axial displacement of the cored bar when the pressure of the lubricating oil is applied is suppressed. The backup ring is not brought into contact with the core metal over the entire surface, but a gap is formed between the core metal and the backup ring that allows the inner edge of the inner diameter of the core metal to move inward in the axial direction. Thereby, when the hydraulic pressure rises instantaneously, the cored bar is displaced by this gap, so that the deformation of the cored bar itself is suppressed.
弾性シールは、芯金に接着され、弾性シールには、芯金の内周縁部から径方向内方に突出するようにリップが形成されるとともに、芯金の外周縁部を径方向外方から覆うカバー部が形成される。 The elastic seal is bonded to the metal core, and the elastic seal has a lip formed so as to protrude radially inward from the inner peripheral edge of the metal core, and the outer peripheral edge of the metal core from the radially outer side. A covering portion is formed.
芯金は、弾性シールが接着された状態で、バックアップリングに取り付けられ、芯金がバックアップリングに取り付けられた状態で、芯金の外周縁部が外輪に設けられた環状溝に嵌め合わせられる。 The cored bar is attached to the backup ring with the elastic seal bonded thereto, and the outer peripheral edge of the cored bar is fitted into an annular groove provided in the outer ring with the cored bar attached to the backup ring.
芯金は、例えば、円板部と、円板部の外周縁部において軸方向内方に直角に折り曲げられた外側折曲げ部と、円板部の内周縁部において軸方向内方に鈍角に折り曲げられさらにその中間部分において径方向内方に折り曲げられた内側折曲げ部とを有しているものとされる。 The metal core is, for example, a disc portion, an outer bent portion bent at a right angle inward in the axial direction at the outer peripheral edge portion of the disc portion, and an obtuse angle inward in the axial direction at the inner peripheral portion of the disc portion. An inner bent portion that is bent and further bent radially inward at an intermediate portion thereof is provided.
バックアップリングは、例えば、円板部と、円板部の外周縁部において軸方向内方に直角に折り曲げられてさらにその中間部分において径方向外方に折り曲げられた短円筒状部および外向きフランジ部からなる外側折曲げ部と、円板部の内周縁部において軸方向内方に鈍角に折り曲げられさらにその中間部分において径方向内方に折り曲げられた内側折曲げ部とを有しているものとされる。 The backup ring includes, for example, a disc portion, a short cylindrical portion and an outward flange that are bent at a right angle inward in the axial direction at the outer peripheral edge portion of the disc portion and further bent radially outward at an intermediate portion thereof. And an inner bent portion that is bent at an obtuse angle in the axially inward direction at the inner peripheral edge of the disc portion and further bent inward in the radial direction at an intermediate portion thereof. It is said.
バックアップリングの板厚は、芯金の板厚と同程度とされ、これにより、バックアップリングおよび芯金のそれぞれの加工が容易でかつ剛性向上形状を得ることができる。 The plate thickness of the backup ring is approximately the same as the plate thickness of the cored bar, so that each of the backup ring and the cored bar can be easily processed and a shape with improved rigidity can be obtained.
芯金は、その外側折曲げ部がバックアップリングの外側折曲げ部の短円筒状部の外周に嵌め合わせられることで、バックアップリングに取り付けられる。この際、芯金の円板部の軸方向内側面とバックアップリングの円板部の軸方向外側面とが接触するとともに、バックアップリングの内側折曲げ部の折曲げ量が芯金のそれよりも大きく取られることにより、芯金の内側折曲げ部(内径縁部)とバックアップリングの内側折曲げ部との間に、所定の間隙が形成される。 The core metal is attached to the backup ring by fitting the outer bent portion thereof to the outer periphery of the short cylindrical portion of the outer bent portion of the backup ring. At this time, the inner side surface in the axial direction of the disk part of the core metal and the outer side surface in the axial direction of the disk part of the backup ring come into contact with each other, and the bending amount of the inner bent part of the backup ring is larger than that of the core metal A large gap is formed between the inner bent portion (inner diameter edge portion) of the core metal and the inner bent portion of the backup ring.
密封装置は、軸方向の外方から内方に向かう高い油圧が作用する状態で使用され、芯金に作用する油圧を芯金自体とバックアップリングとによって受け持つことで、芯金の変位および変形が抑えられ、これにより、弾性シールのリップに作用する軸方向の力が抑えられ、リップのフリクションが小さくなり、リップの摩耗が減少するとともに、自動二輪車等の燃費を向上することができる。また、油圧の変動によって、瞬間的に過大な油圧が作用した際には、芯金に作用する油圧を芯金自体とバックアップリングとによって受け持つとともに、芯金の内径縁部が軸方向内方に変位することによって、芯金に作用する力が吸収され、このダンパー作用によって、芯金の負荷が軽減される。これにより、芯金の板厚を厚くすることなしに、芯金およびバックアップリングの強度を確保することができる。 The sealing device is used in a state where a high hydraulic pressure is applied from the outside in the axial direction to the inside, and the displacement and deformation of the core metal are handled by the hydraulic pressure acting on the core metal by the core metal itself and the backup ring. As a result, the axial force acting on the lip of the elastic seal is suppressed, the lip friction is reduced, the lip wear is reduced, and the fuel efficiency of a motorcycle or the like can be improved. In addition, when excessive hydraulic pressure is applied instantaneously due to fluctuations in hydraulic pressure, the hydraulic pressure acting on the metal core is handled by the metal core itself and the backup ring, and the inner diameter edge of the metal core is axially inward. By displacing, the force acting on the core metal is absorbed, and this damper action reduces the load on the core metal. Thereby, the intensity | strength of a metal core and a backup ring is securable, without making the plate | board thickness of a metal core thick.
この発明による転がり軸受は、内輪、外輪および複数の転動体を有し、潤滑油通路を内部に有している回転軸を支持する転がり軸受であって、いずれか一方の端部に、潤滑油の軸受内への浸入を防止する密封装置が設けられており、この密封装置が上記のものとされるとともに、弾性シールのリップが摺接する内輪の外周面には段差部が形成されていないことを特徴とするものである。 A rolling bearing according to the present invention is a rolling bearing that has an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements, and that supports a rotating shaft having a lubricating oil passage therein. A sealing device is provided to prevent intrusion into the bearing, and the sealing device is as described above, and no step portion is formed on the outer peripheral surface of the inner ring where the lip of the elastic seal is in sliding contact. It is characterized by.
従来の密封装置では、軸方向外方からの力を受け持つために、内輪に環状溝を設けて、弾性シールのリップを環状溝の側面(段差部)で受けるようになされている。すなわち、従来の密封装置のリップは、アキシアル方向のリップとされている。このため、従来の密封装置では、芯金が油圧で軸受内側に変形したとき、リップの反力が大きくなり、過大油圧時や高回転時にリップの摩耗が大きくなったり、十分なシール性が確保できなくなる可能性がある。 In the conventional sealing device, an annular groove is provided in the inner ring to receive a force from the outside in the axial direction, and the lip of the elastic seal is received by the side surface (stepped portion) of the annular groove. That is, the lip of the conventional sealing device is a lip in the axial direction. For this reason, in the conventional sealing device, when the core bar is deformed inside the bearing by hydraulic pressure, the reaction force of the lip increases, and wear of the lip increases at excessive hydraulic pressure or high rotation, and sufficient sealing performance is secured. It may not be possible.
これに対し、上記の密封装置を適用した転がり軸受によると、密封装置に作用する力を芯金自体とバックアップリングとによって受け持つので、リップ自体が軸方向の力を受け持つことが不要であり、内輪の外周面の段差部をなくすことで、リップの負担が軽減され、また、内輪の外周面は段差部に比べて粗さを抑えることが容易であるので、内輪への旋削加工も簡素化することができるとともに、リップのフリクションをより一層低減することができる。 On the other hand, according to the rolling bearing to which the above-described sealing device is applied, the force acting on the sealing device is handled by the core metal itself and the backup ring, so that it is not necessary for the lip itself to handle the axial force. Eliminating the step on the outer peripheral surface reduces the burden on the lip, and it is easier to reduce the roughness of the outer peripheral surface of the inner ring than the stepped portion, thus simplifying the turning to the inner ring. And lip friction can be further reduced.
この発明の転がり軸受用密封装置および転がり軸受によると、密封装置に作用する力を芯金自体とバックアップリングとによって受け持つことで、リップの動きが小さく抑えられて、そのフリクションが小さくなり、また、芯金の内径縁部が軸方向内方に変位することによって、油圧の変動に伴う芯金に作用する力が吸収され、耐圧性が向上するとともに、耐久性も向上する。 According to the rolling bearing sealing device and the rolling bearing of the present invention, the force acting on the sealing device is handled by the cored bar itself and the backup ring, so that the movement of the lip is suppressed to be small and the friction is reduced. When the inner diameter edge of the core bar is displaced inward in the axial direction, the force acting on the core bar due to the change in hydraulic pressure is absorbed, and the pressure resistance is improved and the durability is also improved.
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、左右は、図1の左右をいうものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the left and right refer to the left and right in FIG.
図1および図2は、この発明による転がり軸受および密封装置を示している。 1 and 2 show a rolling bearing and a sealing device according to the present invention.
図1に示すように、転がり軸受(1)は、内輪(2)、外輪(3)、複数の玉(転動体)(4)、保持器(5)および密封装置(6)からなり、自動車のクランクシャフト、トランスミッションシャフトなどの回転軸(8)を支持するのに適している。この種の回転軸(8)では、内部に潤滑油通路(8a)が設けられており、この潤滑油通路(8a)にオイルポンプ(図示略)によって矢印で示す方向に強制的に潤滑油を供給し、各部位に潤滑油を送るようになっている。そのため、ハウジング(9)に支持された転がり軸受(1)の一方の端部(右端部)には、高圧の潤滑油が存在しており、密封装置(6)は、この高圧に耐えるものであることが要求される。 As shown in FIG. 1, the rolling bearing (1) is composed of an inner ring (2), an outer ring (3), a plurality of balls (rolling elements) (4), a cage (5) and a sealing device (6). Suitable for supporting rotating shafts (8) such as crankshafts and transmission shafts. In this type of rotating shaft (8), a lubricating oil passage (8a) is provided inside, and the lubricating oil passage (8a) is forcibly lubricated in the direction indicated by the arrow by an oil pump (not shown). Supply and send lubricating oil to each part. For this reason, high-pressure lubricating oil is present at one end (right end) of the rolling bearing (1) supported by the housing (9), and the sealing device (6) can withstand this high pressure. It is required to be.
転がり軸受(1)は、左右非対称とされており、内輪(2)および外輪(3)の軌道溝が軸方向の中央よりも左方に設けられて、右端部にだけ密封装置(6)が設けられている。外輪(3)の右端部には、密封装置(6)を取り付けるための環状溝(7)が設けられており、内輪(2)の右端部には、このような環状溝は設けられていない。外輪(3)の環状溝(7)には、一旦取り付けた密封装置(6)が容易に軸方向外側に抜け出ないようにする環状凸部(7a)が設けられている。外輪(3)に設けられる密封装置(6)を取り付けるための環状溝(7)は、従来と同様の旋削加工によって得ることができる。 The rolling bearing (1) is asymmetric in right and left, the raceway grooves of the inner ring (2) and outer ring (3) are provided on the left side of the center in the axial direction, and the sealing device (6) is provided only at the right end. Is provided. An annular groove (7) for mounting the sealing device (6) is provided at the right end of the outer ring (3), and such an annular groove is not provided at the right end of the inner ring (2). . The annular groove (7) of the outer ring (3) is provided with an annular protrusion (7a) that prevents the sealing device (6) once attached from easily slipping out in the axial direction. The annular groove (7) for attaching the sealing device (6) provided on the outer ring (3) can be obtained by the same turning process as in the prior art.
密封装置(6)は、図2に拡大して示すように、環状の芯金(11)と、芯金(11)に接着された弾性シール(12)と、芯金(11)の軸方向内方側に設けられたバックアップリング(13)とからなる。 As shown in the enlarged view of FIG. 2, the sealing device (6) includes an annular metal core (11), an elastic seal (12) bonded to the metal core (11), and the axial direction of the metal core (11). It consists of a backup ring (13) provided on the inner side.
芯金(11)は、円板部(21)と、円板部(21)の外周縁部において軸方向内方に直角折り曲げられた外側折曲げ部(22)と、円板部(21)の内周縁部において軸方向内方に鈍角に折り曲げられさらにその中間部分において径方向内方に折り曲げられた内側折曲げ部(23)とを有している。 The metal core (11) includes a disk part (21), an outer bent part (22) bent at right angles in the axial direction at the outer peripheral edge part of the disk part (21), and the disk part (21). And an inner bent portion (23) bent at an obtuse angle inward in the axial direction at the inner peripheral edge and further bent inward in the radial direction at an intermediate portion thereof.
円板部(21)は、外輪(3)の内径にほぼ等しい外径を有し、外輪(3)の内径と内輪(2)の外径との中間径よりも小さい内径を有している。外側折曲げ部(22)は、短円筒状をなし、その内径が外輪(3)の内径と等しくなされている。内側折曲げ部(23)は、その内径が内輪(2)の外径より大きくなされて、その内径縁部に後述するリップ(32)が設けられている。 The disc portion (21) has an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the outer ring (3), and has an inner diameter smaller than the intermediate diameter between the inner diameter of the outer ring (3) and the outer diameter of the inner ring (2). . The outer bent portion (22) has a short cylindrical shape, and its inner diameter is equal to the inner diameter of the outer ring (3). The inner bent portion (23) has an inner diameter larger than the outer diameter of the inner ring (2), and a lip (32) described later is provided on the inner edge portion.
弾性シール(12)は、芯金(11)の内側折曲げ部(23)の内径縁部に密着している断面U字状部(31)と、断面U字状部(31)の底面から軸方向外方に傾斜してのびるリップ(32)と、芯金(11)の外側折曲げ部(22)に密着しているカバー部(33)と、断面U字状部(31)の右面からカバー部(33)までのびて芯金(11)の円板部(21)に密着している連結部(34)とからなる。リップ(32)は、その内径が内輪(2)の外径よりも小さくなされることで、内輪(2)外周面に摺接するようになされており、カバー部(33)は、テーパ状外周面(33a)を有しかつその外径が外輪(3)の環状溝(7)の外径よりも大きくなされることで、弾性変形して環状溝(7)内に収まることが可能とされている。 The elastic seal (12) has a U-shaped section (31) in close contact with the inner edge of the inner bent section (23) of the core metal (11) and a bottom surface of the U-shaped section (31). A lip (32) extending obliquely outward in the axial direction, a cover part (33) in close contact with the outer bent part (22) of the metal core (11), and the right side of the U-shaped section (31) And a connecting portion (34) that extends from the cover portion (33) to the disc portion (21) of the cored bar (11). The inner diameter of the lip (32) is smaller than the outer diameter of the inner ring (2), so that the lip (32) is in sliding contact with the outer peripheral surface of the inner ring (2). (33a) and its outer diameter is made larger than the outer diameter of the annular groove (7) of the outer ring (3), so that it can be elastically deformed and fit in the annular groove (7). Yes.
バックアップリング(13)は、円板部(41)と、円板部(41)の外周縁部において軸方向内方に直角折り曲げられさらにその中間部分において径方向外方に折り曲げられた外側折曲げ部(42)と、円板部(41)の内周縁部において軸方向内方に鈍角に折り曲げられさらにその中間部分において径方向内方に折り曲げられた内側折曲げ部(43)とを有している。 The backup ring (13) is a disk part (41) and an outer bent part which is bent at a right angle inward in the axial direction at the outer peripheral edge part of the disk part (41) and is further bent outward in the radial direction at an intermediate part thereof. Part (42), and an inner bent part (43) bent at an obtuse angle in the axial direction inward at the inner peripheral edge of the disk part (41) and further bent inward in the radial direction at an intermediate part thereof. ing.
円板部(41)は、芯金(11)の円板部(21)の外径よりも小さい外径を有し、同内径よりも大きい内径を有している。外側折曲げ部(42)は、円板部(41)に連なる短円筒状部(42a)および短円筒状部(42a)の軸方向内方端に連なる外向きフランジ部(42b)からなる。短円筒状部(42a)の外径は、芯金(11)の外側折曲げ部(22)の内径よりわずかに小さくなされており、外向きフランジ部(42b)の外径は、外輪(3)の環状溝(7)よりも若干小さくなされている。内側折曲げ部(43)は、円板部(41)に連なる傾斜部(43a)、傾斜部(43a)の下端に連なる内向きフランジ部(43b)および内向きフランジ部(43b)の内径縁部に連なって軸方向内方に屈曲しリップ(32)に軸方向内方から当接させられている屈曲縁部(43c)からなる。 The disc part (41) has an outer diameter smaller than the outer diameter of the disc part (21) of the core metal (11), and has an inner diameter larger than the inner diameter. The outer bent portion (42) includes a short cylindrical portion (42a) continuous with the disc portion (41) and an outward flange portion (42b) continuous with the axially inner end of the short cylindrical portion (42a). The outer diameter of the short cylindrical part (42a) is slightly smaller than the inner diameter of the outer bent part (22) of the metal core (11), and the outer diameter of the outward flange part (42b) is the outer ring (3 ) Is slightly smaller than the annular groove (7). The inner bent portion (43) includes an inclined portion (43a) connected to the disc portion (41), an inward flange portion (43b) connected to a lower end of the inclined portion (43a), and an inner diameter edge of the inward flange portion (43b). And a bent edge portion (43c) which is bent inward in the axial direction and is in contact with the lip (32) from the inner side in the axial direction.
芯金(11)は、その外側折曲げ部(22)がバックアップリング(13)の外側折曲げ部(42)の短円筒状部(42a)の外周に嵌め合わせられることで、バックアップリング(13)に取り付けられている。この際、芯金(11)の円板部(21)の左面(軸方向内側面)とバックアップリング(13)の円板部(41)の右面(軸方向外側面)とが接触し、芯金(11)の内側折曲げ部(23)とバックアップリング(13)の内側折曲げ部(43)との間には、所定の間隙(G)が形成されている。所定の間隙(G)は、バックアップリング(13)の内側折曲げ部(43)の折曲げ量(円板部(41)に対して軸方向内方に張り出す量)が芯金(11)の内側折曲げ部(23)の折曲げ量(円板部(21)に対して軸方向内方に張り出す量)よりも大きく取られることで得られている。 The core metal (11) has its outer bent part (22) fitted to the outer periphery of the short cylindrical part (42a) of the outer bent part (42) of the backup ring (13), so that the backup ring (13 ). At this time, the left surface (axial inner surface) of the disk portion (21) of the core metal (11) and the right surface (axial outer surface) of the disk portion (41) of the backup ring (13) are in contact with each other. A predetermined gap (G) is formed between the inner bent portion (23) of the gold (11) and the inner bent portion (43) of the backup ring (13). The predetermined gap (G) is the amount of bending of the inner bent portion (43) of the backup ring (13) (the amount protruding inward in the axial direction with respect to the disc portion (41)) is the core metal (11) It is obtained by being taken larger than the amount of bending of the inner bent portion (23) (the amount projecting inward in the axial direction with respect to the disc portion (21)).
芯金(11)は、弾性シール(12)が接着された状態で、バックアップリング(13)に取り付けられ、芯金(11)がバックアップリング(13)に取り付けられた状態で、芯金(11)の外側折曲げ部(外周縁部)(22)が外輪(3)に設けられた環状溝(7)に嵌め合わせられる。この際、バックアップリング(13)の外向きフランジ部(42b)が環状溝(7)の側面(段差部)に当接することで、密封装置(6)が位置決めされ、弾性シール(12)のカバー部(33)が弾性変形して環状溝(7)内に強制的に収められることおよび環状凸部(7a)によって、密封装置(6)の抜け止めが果たされる。 The metal core (11) is attached to the backup ring (13) with the elastic seal (12) adhered, and the metal core (11) is attached to the backup ring (13). ) Outer bent portion (outer peripheral edge portion) (22) is fitted into an annular groove (7) provided in the outer ring (3). At this time, the outward flange portion (42b) of the backup ring (13) contacts the side surface (step portion) of the annular groove (7), so that the sealing device (6) is positioned and the cover of the elastic seal (12) The sealing device (6) is prevented from coming off by the elastic deformation of the portion (33) and being forcedly accommodated in the annular groove (7) and the annular convex portion (7a).
この密封装置(6)によると、図1に示したような油圧作用下で使用した場合、芯金(11)に作用する油圧は、芯金(11)とこれに接触しているバックアップリング(13)とによって受け持つことができ、芯金(11)の変位および変形が抑えられる。これにより、弾性シール(12)が保持器(5)に接触するような変形が起こることはなく、リップ(32)に作用する軸方向の力が小さく抑えられ、リップ(32)のフリクションが小さくなり、リップ(32)の摩耗が減少するとともに、シール性が維持される。また、油圧の変動によって、瞬間的に過大な油圧が作用した際には、芯金(11)に作用する油圧は、芯金(11)とこれに接触しているバックアップリング(13)とによって受け持つことができることに加えて、芯金(11)の内側折曲げ部(23)とバックアップリング(13)の内側折曲げ部(43)との間に間隙(G)が形成されていることによって、芯金(11)の内側折曲げ部(23)が軸方向内方に変位することができる。この内側折曲げ部(23)の軸方向内方への変位により、芯金(11)に作用する力が吸収され、このダンパー作用によって、芯金(11)の負荷が軽減される。これにより、芯金(11)の板厚を厚くすることなしに、芯金(11)およびバックアップリング(13)の強度を確保することができる。 According to this sealing device (6), when used under a hydraulic action as shown in FIG. 1, the hydraulic pressure acting on the core metal (11) is the same as the core metal (11) and the backup ring in contact with the core metal (11). 13) and the displacement and deformation of the cored bar (11) can be suppressed. As a result, the elastic seal (12) does not deform so as to come into contact with the cage (5), the axial force acting on the lip (32) is kept small, and the lip (32) friction is reduced. Thus, the wear of the lip (32) is reduced and the sealing performance is maintained. When excessive hydraulic pressure is instantaneously applied due to fluctuations in hydraulic pressure, the hydraulic pressure acting on the core metal (11) is caused by the core metal (11) and the backup ring (13) in contact with the core metal (11). In addition to being able to handle it, a gap (G) is formed between the inner bent portion (23) of the core metal (11) and the inner bent portion (43) of the backup ring (13). The inner bent portion (23) of the core metal (11) can be displaced inward in the axial direction. The axially inward displacement of the inner bent portion (23) absorbs the force acting on the core metal (11), and the damper action reduces the load on the core metal (11). Thereby, the strength of the core metal (11) and the backup ring (13) can be ensured without increasing the plate thickness of the core metal (11).
本発明の密封装置(6)(以下「発明品」という)と従来の密封装置(以下「従来品」という)とを比較した結果を図3から図5までに示す。 The results of comparing the sealing device (6) of the present invention (hereinafter referred to as “invention product”) and a conventional sealing device (hereinafter referred to as “conventional product”) are shown in FIGS.
従来品の密封装置(50)は、図6に示すように、環状の芯金(51)と、芯金(51)に接着された弾性シール(52)とからなり、内輪(2)には、環状溝(60)が形成され、弾性シール(52)のリップ(53)は、環状溝(60)の側面(段差部)(60a)に軸方向外方から摺接させられている(アキシアルリップとされている)。 As shown in FIG. 6, the conventional sealing device (50) includes an annular cored bar (51) and an elastic seal (52) bonded to the cored bar (51). The annular groove (60) is formed, and the lip (53) of the elastic seal (52) is brought into sliding contact with the side surface (stepped portion) (60a) of the annular groove (60) from the outside in the axial direction (Axial Lip).
図3は、油圧とリップ反力との関係についてのFEM解析結果を示すもので、これによると、発明品のリップ(32)の反力は、従来品のリップ(53)の反力の約30%に抑えられている。また、FEM解析によると、発明品の芯金(11)の軸方向変位量は、従来品の芯金(51)の軸方向変位量の約40%に抑えられている。これらの結果より、発明品とすることで、リップ摩耗やリップ変形、フリクションを低減できることが分かる。 FIG. 3 shows the FEM analysis result on the relationship between the hydraulic pressure and the lip reaction force. According to this, the reaction force of the lip (32) of the invention is about the reaction force of the lip (53) of the conventional product. It is suppressed to 30%. Further, according to the FEM analysis, the axial displacement of the inventive metal core (11) is suppressed to about 40% of the axial displacement of the conventional metal core (51). From these results, it can be seen that lip wear, lip deformation, and friction can be reduced by using the invention.
図4は、油圧と起動トルクの関係を実測値とFEM解析結果から導いた計算値とについて比較したもので、発明品は、従来品に比べて、起動トルクが約1/3に低減されており、フリクション低減効果が大きいことが分かる。また、図4において、FEM解析結果から導いた計算値と実測値とがほぼ一致しているため、FEM解析によってリップ反力・芯金変形を求めることにより、シール性能を予測することが可能であることも分かる。 Fig. 4 compares the relationship between the hydraulic pressure and the starting torque with the actual measurement value and the calculated value derived from the FEM analysis result. The inventive product has a starting torque reduced to about 1/3 compared to the conventional product. It can be seen that the effect of reducing friction is great. Moreover, in FIG. 4, since the calculated value derived from the FEM analysis result and the actual measurement value almost coincide, it is possible to predict the sealing performance by obtaining the lip reaction force and the core metal deformation by the FEM analysis. I understand that there is.
図5は、耐久試験(オイル洩れテスト)結果を示す。試験条件は、油圧:0.7MPa、回転速度:7000r/min、時間100hr、油温140℃とした。これによると、発明品については、オイル洩れ量およびリップの摩耗量は、いずれも判定基準内であり、100時間経過後でも十分な性能を有していることが分かる。
FIG. 5 shows the results of the durability test (oil leakage test). The test conditions were: oil pressure: 0.7 MPa, rotation speed: 7000 r / min,
こうして、上記の密封装置(6)および転がり軸受(1)によると、従来のものでは、耐圧性が0.49MPa以下であったのに対し、これを0.7MPa以上(試験時間100時間)に高めることができ、密封性については、オイル洩れを0.1cm3/min以下とすることができ、また、高回転に対する耐久性についても、弾性シール(12)の周速にして20m/sまで高めることができ、フリクションを従来品の30%にまで低減することができる。
Thus, according to the sealing device (6) and the rolling bearing (1) described above, the pressure resistance of the conventional device is 0.49 MPa or less, whereas this is 0.7 MPa or more (
(1) 転がり軸受
(2) 内輪
(3) 外輪
(4) 玉(転動体)
(6) 密封装置
(11) 芯金
(12) 弾性シール
(13) バックアップリング
(23) 内側折曲げ部(内径縁部)
(32) リップ
(G) 間隙
(1) Rolling bearing
(2) Inner ring
(3) Outer ring
(4) Ball (rolling element)
(6) Sealing device
(11) Core
(12) Elastic seal
(13) Backup ring
(23) Inside bent part (inner diameter edge)
(32) Lip
(G) Gap
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