JP5139549B2 - 密封型転がり軸受 - Google Patents

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Description

本発明は、内輪と外輪の間の軸受空間を接触シールで密封した密封型転がり軸受に関する。
ダストや水等が飛散する環境で使用される転がり軸受には、これらが内輪と外輪の間の軸受空間へ侵入するのを防止するために、接触シールで軸受空間を密封した密封型転がり軸受が用いられている。接触シールは、ゴム等の弾性部材で形成されたシールリップを内輪や外輪のシール摺接面と接触させて、軸受空間を密封するものである。
この種の密封型転がり軸受には、軸受空間の両側に１つずつの接触シールを装着したものや（例えば、特許文献１参照）、これらの１つずつ装着した接触シールの外側に、さらに非接触のシールドを装着したものがある（例えば、特許文献２、３参照）。特許文献２に記載されたものでは、シールド（遮蔽板）を内輪に取り付けたものと外輪に取り付けたものとに分割し、これらの分割したシールド間にラビリンス隙間を形成している。また、特許文献３に記載されたものでは、シールド（カバー）と内側の接触シールの間にラビリンス隙間を形成している。
一方、自動車のプロペラシャフトのセンター軸支持部や、ドライブシャフトのジョイント軸支持部等に使用される転がり軸受は、車両の床下部位に配設されるので、泥水の飛散を受けるとともに、小石等の飛来も受ける。
実開平７−１０５５５号公報（第１図） 実公平８−３７１０号公報（第１、２図） 特開２００１−５０２８８号公報（第１、３〜１０図）
上述したような泥水の飛散を受ける部位に、特許文献１に記載されたような密封型転がり軸受を使用すると、飛散する泥水が接触シールのシールリップやシール摺接面に付着し、泥水中の泥によってシールリップやシール摺接面が摩耗し、シール性が著しく低下する問題がある。
特許文献２および特許文献３に記載された密封型転がり軸受は、シールドによって泥水が接触シールのシールリップやシール摺接面に直接付着するのは防止できるが、シールドは非接触の隙間部を有するので、泥水がこの隙間部からラビリンス隙間を通って、シールドと接触シールの間に侵入する。このようにシールドと接触シールの間に侵入した泥水は、水分の蒸発によって泥分の濃度が増大するので、この泥分の濃度が増大した泥水が接触シールのシールリップやシール摺接面に付着すると、これらの摩耗が促進される。このため、シール性の低下を十分に防止することはできない。
そこで、本発明の課題は、泥水が飛散する環境で使用しても、シール性を十分に確保できる密封型転がり軸受を提供することである。
上記の課題を解決するために、本発明は、泥水が飛散する環境で使用され、内輪と外輪の間の軸受空間を、弾性部材で形成したシールリップをシール摺接面に接触させる接触シールで密封した密封型転がり軸受において、前記軸受空間を内側と外側の２つの接触シールで密封し、これらの内側と外側の各接触シールにそれぞれ内外２枚のシールリップを設け、前記内側の接触シールの各シールリップの先端エッジ部を前記シール摺接面に線接触させ、前記外側の接触シールの各シールリップは、その側面部を前記外輪の内周面に軸方向内側から外側に向かって広がるように形成されたテーパ状のシール摺接面に面接触させることにより、前記外側の接触シールの各シールリップの面接触で泥水の泥分を遮断するとともに、前記面接触の界面から浸入する水分を前記内側の接触シールの各シールリップの線接触で遮断するようにした構成を採用した。
すなわち、軸受空間を内側と外側の２つの接触シールで密封し、これらの内側と外側の各接触シールにそれぞれ内外２枚のシールリップを設け、内側の接触シールの各シールリップをシール摺接面に線接触させ、外側の接触シールの各シールリップをシール摺接面に面接触させることにより、外側の接触シールの面接触する内外２枚のシールリップで泥水の泥分を完全に遮断して、内側の接触シールのシールリップやシール摺接面に泥水の泥分が付着しないようにするとともに、これらの面接触の界面から浸入する水分を、内側の接触シールの線接触する内外２枚のシールリップで遮断し、泥水が飛散する環境で使用しても、シール性を十分に確保できるようにした。
前記外側の接触シールの各シールリップを形成する弾性部材には、耐摩耗性の優れたニトリルゴムまたはフッ素ゴムが好適である。
前記外側の接触シールに芯金を設け、この芯金を前記内輪または外輪に嵌合して、前記外側の接触シールを強固に固定することにより、小石等の飛来を受けたときの外側の接触シールの損傷やずれによるシール性の低下を防止することができる。
本発明の密封型転がり軸受は、軸受空間を内側と外側の２つの接触シールで密封し、これらの内側と外側の各接触シールにそれぞれ内外２枚のシールリップを設け、内側の接触シールの各シールリップをシール摺接面に線接触させ、外側の接触シールの各シールリップをシール摺接面に面接触させることにより、外側の接触シールの面接触する内外２枚のシールリップで泥水の泥分を完全に遮断して、内側の接触シールのシールリップやシール摺接面に泥水の泥分が付着しないようにするとともに、外側の接触シールの各シールリップが面接触する界面から浸入する水分を、内側の接触シールの線接触する内外２枚のシールリップで遮断するようにしたので、泥水が飛散する環境で使用しても、シール性を十分に確保することができる。
前記外側の接触シールに芯金を設け、この芯金を内輪または外輪に嵌合して、外側の接触シールを強固に固定することにより、小石等の飛来を受けたときの外側の接触シールの損傷やずれによるシール性の低下を防止することができる。
密封型転がり軸受の実施形態を示す縦断面図 図１の要部を拡大して示す断面図
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この密封型転がり軸受は、図１に示すように、内輪１と外輪２の間でボール３が保持器４に保持された軸受空間を、内側と外側の２つの接触シール５、６で密封した玉軸受である。
図２に示すように、前記各接触シール５、６は、それぞれ芯金５ａ、６ａと弾性部材５ｂ、６ｂとから成る。内側の接触シール５は、外輪２の内周面に設けられた係止溝２ｂに弾性部材５ｂで固定され、内外２枚のシールリップ５ｃ、５ｄが設けられており、これらのシールリップ５ｃ、５ｄの先端エッジ部が、内輪１の外周面に設けられたシール摺接面１ａと線接触している。したがって、これらのシールリップ５ｃ、５ｄの線接触によって、後述する外側の接触シール６の各シールリップ６ｃ、６ｄの接触界面から浸入する水分が完全に遮断される。
前記外側の接触シール６は、内輪１の外周面に設けられた段差部１ｂに芯金６ａを嵌合して強固に固定され、ニトリルゴムまたはフッ素ゴムで形成された弾性部材６ｂに内外２枚のシールリップ６ｃ、６ｄが設けられており、これらのシールリップ６ｃ、６ｄの側面部が、外輪２の内周面に設けられたシール摺接面２ａと面接触している。したがって、周囲に飛散する泥水の泥分が内外２枚のシールリップ６ｃ、６ｄの面接触で完全に遮断され、内側の接触シール５の各シールリップ５ｃ、５ｄやシール摺接面１ａに泥水の泥分が付着することはない。
実施例として、図１に示した密封型転がり軸受と、比較例として、内側を接触シール、外側を非接触シールとした密封型転がり軸受（比較例１）、および、内側と外側のシールをそれぞれ１枚ずつのシールリップを有する接触シールとした密封型転がり軸受（比較例２）とを用意した。これらの実施例と各比較例の密封型転がり軸受について、泥水中で高速回転と低速回転を交互に行なう回転サイクルを繰り返す泥水浸入試験を行い、泥水の軸受空間への浸入量を調査した。実施例と各比較例のサンプル数ｎはそれぞれ４とし、泥水の軸受空間への浸入量は試験前後の軸受の質量増加量Ｗを測定することにより求めた。試験条件は以下の通りである。
・回転サイクル：１０００ｒｐｍ→０ｒｐｍ→３００ｒｐｍ→０ｒｐｍ
（３０分／サイクル）
・ 試験時間 ：１６０時間
・ 泥水 ：関東ローム粉ＪＩＳ８種（泥分濃度５質量％）
上記泥水浸入試験の結果を表１に示す。内側を接触シール、外側を非接触シールとした比較例１のものは、軸受の質量増加量Ｗが非常に多く、泥水の浸入防止効果があまりない。また、内側と外側のシールをそれぞれ１枚ずつのシールリップを有する接触シールとした比較例２のものは、軸受の質量増加量Ｗが比較例１の半分程度に減少しているが、泥水の浸入を十分に防止することができない。これに対して、内側と外側のシールを内外２枚ずつのシールリップを有する接触シールとし、内側シールの各シールリップを線接触、外側シールの各シールリップを面接触させた実施例のものは、軸受の質量増加量Ｗが顕著に認められず、泥水の浸入防止効果が非常に優れていることが分かる。
Figure 0005139549
上述した実施形態では、密封型転がり軸受を玉軸受としたが、本発明に係る密封型転がり軸受は、ころ軸受等の他の種類の転がり軸受にも採用することができる。
１ 内輪
１ａ シール摺接面
１ｂ 段差部
２ 外輪
２ａ シール摺接面
２ｂ 係止溝
３ ボール
４ 保持器
５、６ 接触シール
５ａ、６ａ 芯金
５ｂ、６ｂ 弾性部材
５ｃ、５ｄ、６ｃ、６ｄ シールリップ

Claims (1)

  1. 泥水が飛散する環境で使用され、内輪と外輪の間の軸受空間を、弾性部材で形成したシールリップをシール摺接面に接触させる接触シールで密封した密封型転がり軸受において、前記軸受空間を内側と外側の２つの接触シールで密封し、これらの内側と外側の各接触シールにそれぞれ内外２枚のシールリップを設け、前記内側の接触シールの各シールリップの先端エッジ部を前記シール摺接面に線接触させ、前記外側の接触シールの各シールリップは、その側面部を前記外輪の内周面に軸方向内側から外側に向かって広がるように形成されたテーパ状のシール摺接面に面接触させることにより、前記外側の接触シールの各シールリップの面接触で泥水の泥分を遮断するとともに、前記面接触の界面から浸入する水分を前記内側の接触シールの各シールリップの線接触で遮断するようにし、前記外側の接触シールの各シールリップを形成する弾性部材を、ニトリルゴムまたはフッ素ゴムとしたことを特徴とする密封型転がり軸受。
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