JP6262548B2 - Sealing device - Google Patents
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Description
本発明は、車輪用転がり軸受装置が備えている内軸と外輪との間の環状空間に装着され、この環状空間に泥水が浸入するのを防ぐ密封装置に関する。 The present invention relates to a sealing device that is mounted in an annular space between an inner shaft and an outer ring provided in a rolling bearing device for a wheel and prevents muddy water from entering the annular space.
自動車等の車両に搭載され、車輪を回転可能に支持する車輪用転がり軸受装置は、同心状に配置された内軸と外輪とを備えており、これら内軸と外輪との間に介在する転動体(玉やテーパローラ)によって、例えば、外輪に対して内軸が回転可能となる。内軸の軸方向車両外側の端部には、径外方向へ延びるフランジが設けられており、このフランジに車輪及びブレーキディスクが取り付けられる。
このような車輪用転がり軸受装置では、内軸と外輪との間に形成され、転動体が配設されている環状空間に泥水が浸入するのを防ぐために、この環状空間の軸方向両端部に密封装置が装着されている。
A rolling bearing device for a wheel mounted on a vehicle such as an automobile and rotatably supporting a wheel includes an inner shaft and an outer ring arranged concentrically, and a rolling intervening between the inner shaft and the outer ring. For example, the inner shaft can rotate with respect to the outer ring by the moving body (ball or taper roller). A flange extending radially outward is provided at an end of the inner shaft on the outer side in the axial direction vehicle, and a wheel and a brake disk are attached to the flange.
In such a rolling bearing device for a wheel, in order to prevent muddy water from entering the annular space formed between the inner shaft and the outer ring and in which the rolling elements are disposed, both axial ends of the annular space are provided. A sealing device is installed.
図3に示すように、環状空間109の軸方向車両外側の端部に装着されている密封装置110として、外輪102に嵌合している芯金111と、この芯金111に固定されているシール部材112とを備えたものがある。
図示例では、芯金111は、外輪102の端部内周面121に嵌合して当該外輪102に固定される円筒部116、及び当該円筒部116から径外方向へ直線的に延びて一部が外輪102の軸方向端面120に接触する外円環部117を有している。
また、シール部材112は、弾性部材からなり、外輪102、及び外円環部117に固定されている外固定部135よりも径方向外側において、当該外固定部135から軸方向に延びる円筒状のデフレクタ140を有している。
As shown in FIG. 3, as a
In the illustrated example, the
The
デフレクタ140は、軸方向においてフランジ108の側面128に近づく方向(車両外側方向)へ延びて当該側面128に所定間隔を隔てて対向する環状突部141を備えている。環状突部141は、当該環状突部141の軸方向端部141eの内周縁141fのみがフランジ108の角部129b付近において側面128と近接するように配設されている。また、環状突部141の内周縁141fとフランジ108の側面128との軸方向の隙間s1の寸法は通常1.0±0.5mmに設定されている。
The
上述の密封装置110によれば、軸方向端部141eの内周縁141fと側面128との軸方向の隙間s1の寸法が1.0±0.5mmに設定されていることで、高速回転(例えば1000rpm)時において、軸方向端部141eの内周縁141fと、フランジ108の側面128における前記内周縁141fに対向する部分との間に表面張力による泥水wの膜が形成される。密封装置110は、この泥水wの膜の形成により、泥水wが内リップ部131,132,133側へ浸入することを抑制している。これにより、泥水wが内リップ部131,132,133近傍で滞留して内軸103の内リップ部摺動部分が錆びることを防止できる。その結果、内リップ部131,132,133が錆びにより摩耗して不具合が発生することを回避できる。
According to the
しかし、前記密封装置110では、軸方向端部141eの内周縁141fとフランジ108の側面128との間に泥水wを十分量保持できないために、泥水wが内リップ部131,132,133側へ浸入する虞があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、外部から内リップ部側への泥水の浸入を防止して耐泥水性能を向上させた密封装置を提供することを目的とする。
However, in the
This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the sealing device which prevented the intrusion of the muddy water from the outside to the inner lip part side, and improved the muddy water resistance.
上記目的を達成する本発明は、同心状に配置された内軸と外輪とを備え、当該外輪の軸方向端面に間隔を隔てて対向する側面を有したフランジが前記内軸の端部に設けられた車輪用転がり軸受装置に用いられ、前記内軸と前記外輪との間の環状空間に泥水が浸入するのを防ぐ密封装置であって、
前記外輪の端部内周面に嵌合して当該外輪に固定される円筒部、及び当該円筒部から径方向外方へ延びて前記外輪の軸方向端面に当接する外円環部を有する芯金と、
前記内軸に設けられているシール面に摺接する内リップ部、及び前記内リップ部の径方向外方で前記フランジの側面に近づく側に延びて当該側面に対向する環状突部を有するシール部材と、を備え、
前記環状突部の軸方向端部は、表面張力により泥水の膜が生じ得る隙間を隔てて前記フランジの側面と対向しており、且つ環状溝を有しており、
前記環状溝が、前記環状突部と前記フランジの側面とが対向している径方向の領域よりも径方向外側に位置していることを特徴とする。
The present invention that achieves the above object includes an inner shaft and an outer ring arranged concentrically, and a flange having a side surface facing the axial end surface of the outer ring with a gap is provided at an end of the inner shaft. A sealing device that is used in a rolling bearing device for a wheel that prevents muddy water from entering the annular space between the inner shaft and the outer ring,
A metal core having a cylindrical portion that is fitted to the inner peripheral surface of the end portion of the outer ring and is fixed to the outer ring, and an outer annular portion that extends radially outward from the cylindrical portion and contacts the axial end surface of the outer ring. When,
A seal member having an inner lip portion slidably in contact with a seal surface provided on the inner shaft, and an annular protrusion that extends radially outward of the inner lip portion toward the side of the flange and faces the side surface And comprising
The axial end of the annular protrusion is opposed to the side surface of the flange with a gap in which a muddy water film may be generated by surface tension, and has an annular groove .
The annular groove is located on a radially outer side than a radial region where the annular protrusion and the side surface of the flange face each other.
本発明の密封装置によれば、フランジの側面と環状突部の軸方向端部との間に表面張力による泥水の膜が生じ得る。また、本発明の密封装置は、シール部材の環状突部の軸方向端部に環状溝を有しており、この環状溝に泥水を表面張力によって付着させて保持させることができる。このため、本発明の密封装置は、環状溝を有しない従来のものよりも環状突部の軸方向端部とフランジの側面の間の泥水保持機能を向上させることができる。これにより、本発明の密封装置は、外部から内リップ部側への泥水の浸入を抑えて耐泥水性能を向上させることができる。 According to the sealing device of the present invention, a muddy water film can be generated between the side surface of the flange and the axial end of the annular protrusion due to surface tension. Further, the sealing device of the present invention has an annular groove at the axial end of the annular protrusion of the seal member, and mud can be attached to the annular groove by surface tension and held. For this reason, the sealing device of this invention can improve the muddy water holding | maintenance function between the axial direction edge part of an annular protrusion, and the side surface of a flange rather than the conventional thing which does not have an annular groove. Thereby, the sealing device of the present invention can improve the muddy water resistance performance by suppressing the intrusion of muddy water from the outside to the inner lip portion side.
本発明の密封装置によれば、外部から内リップ部側への泥水の浸入を防止して耐泥水性能を向上させることができる。 According to the sealing device of the present invention, muddy water can be prevented from entering from the outside to the inner lip portion side, and the muddy water resistance can be improved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る密封装置10が用いられている車輪用転がり軸受装置1を示す断面説明図である。また、図2は、図1における密封装置10の断面説明図である。図2では、外輪2及び内軸3(フランジ8及び軸本体部6)を二点鎖線で示している。車輪用転がり軸受装置1(以下、単に「軸受装置」ともいう。)は、自動車の車体に設けられている懸架装置50に対して車輪を回転可能に支持するためのものであり、図1に示すように、外輪2と内軸3とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view showing a wheel rolling bearing
外輪2は円筒形状の部材であり、車体側の懸架装置50に固定される。
内軸3は、軸本体部6と、この軸本体部6の車両内側A1の端部に外嵌して固定されている環状の内輪部材7とを有している。外輪2と内軸3との間には2列で且つ各列に複数の玉4が介在している。外輪2と内軸3とは同心状に配置され、本実施形態では、外輪2に対して内軸3が回転自在となっている。また、この軸受装置1は、複数の玉4を保持する保持器5を備えている。
The
The
内軸3の車両外側A2の端部には、車輪及びブレーキディスク(図示せず)を取り付けるためのフランジ8が設けられている。このフランジ8が有する車両内側A1の側面28の一部は、外輪2の軸方向端面20と、間隔Sを隔てて対向している。
以上の構成により、軸受装置1は、複列のアンギュラ玉軸受を構成し、図示しない車輪及びブレーキディスクがフランジ8に固定された内軸3を、車両に対して回転可能に支持することができる。
A flange 8 for attaching a wheel and a brake disk (not shown) is provided at the end of the
With the above configuration, the
フランジ8の側面28は、図2に示すように、第1側面28aと第2側面28bと第3側面28cとを有している。第1側面28aは、軸本体部6の外周面6aと滑らかに連続している。第2側面28bは、第1側面28aの径外方向において第1側面28aよりも軸方向車両外側A2に設けられている。第3側面28cは、第2側面28bの径外方向において第2側面28bよりもさらに軸方向車両外側A2に設けられている。第1側面28aと第2側面28bとの間には鈍角の第1角部29aが形成されており、第2側面28bと第3側面28cとの間には略直角の第2角部29bが形成されている。第1側面28aは第1角部29aに至るまで滑らかに連続しており、第2側面28bは第1角部29aから第2角部29bに至るまで滑らかに連続している。また、フランジ8の側面28は第2側面28bと第3側面28cとの間に外周面28dを有しており、外周面28dと第3側面28cとは滑らかに連続している。
As shown in FIG. 2, the
図1に示すように、外輪2の軸方向両端部と内軸3との間には、密封装置10,60が取り付けられている。これら密封装置10,60は、外輪2の径方向外側から外輪2と内軸3との間に形成される環状空間9に泥水wが浸入するのを防ぐ役割を有する。そして、これら密封装置10,60のうち、車両外側A2の密封装置10が本発明の一実施形態に係る密封装置10である。
この密封装置10は、図2に示すように、外輪2の軸方向一端部に固定されている円環状の芯金11と、この芯金11に取り付けられたシール部材12とを備えている。
As shown in FIG. 1,
As shown in FIG. 2, the
芯金11は、SPCC等の鋼板をプレス加工することによって環状に形成されている。芯金11は、外輪2の端部内周面21に嵌合して外輪2に固定されている円筒部16と、この円筒部16の軸方向車両外側A2の端部から径外方向へ延びて外輪2の軸方向端面20に当接する外円環部17とを有している。また、芯金11は、円筒部16の軸方向車両内側A1の端部に連続する屈曲部18と、この屈曲部18から径内方向へ延びる内円環部19とを有している。
The
外円環部17は、その先端部17eに至るまで径外方向へ直線的に延びている。先端部17eは、外輪2の端部外周面22a及び後述するデフレクタ40の外リップ部45の基端部内周面49よりも径方向外側、且つ、デフレクタ40の内部に位置している。
外円環部17は、外輪2の軸方向端面20に当接することで、密封装置10全体を軸方向に関して位置決めする。また、外円環部17は、外輪2の軸方向端面20に当接した状態で、フランジ8の第2側面28bと、シール部材12の一部(後述の外固定部35)を挟んで対向するように配置されている。
The
The outer
外円環部17は、外輪2の軸方向端面20に接触している当接部17aと、この当接部17aが軸方向端面20に接触した状態で当該軸方向端面20に非接触となる非当接部17bとを有している。当接部17aは外円環部17の基端側(径方向内側)を構成し、非当接部17bは外円環部17の先端側(径方向外側)を構成している。非当接部17bは当接部17aに比べて厚さ(軸方向寸法)が薄くなっており、外円環部17のフランジ8側の面は平坦であるが外円環部17の外輪2側の面は段部を有している。
The
シール部材12は、ニトリルゴム等のゴムを円環状に形成したものであり、芯金11に加硫接着している。シール部材12のゴムの硬度は、JIS−K6253に基づきデュロメータタイプAにより23℃の環境下で測定したデュロメータA硬さで、例えば70〜80度のものが用いられている。シール部材12は、第1シール部13と第2シール部14とで構成されている。第1シール部13は、芯金11の円筒部16、屈曲部18及び内円環部19に固定されている部分であり、第2シール部14は、芯金11の外円環部17に固定されている部分及びその径方向外側の部分である。なお、本実施形態では、第1シール部13と第2シール部14とは一体形成されている。
The
第1シール部13は、芯金11の円筒部16、屈曲部18及び内円環部19に固定されている内固定部30と、この内固定部30から内軸3へ向かって延びている内リップ部31,32,33とを有している。そして、内リップ部31,32,33は、内軸3に設けられているシール面に摺接する。
The
本実施形態では、第1の内リップ部31が摺接するシール面は、フランジ8の側面28(第1側面28a)であり、第2の内リップ部32及び第3の内リップ部33が摺接するシール面は、軸本体部6の外周面6aである。これら内リップ部31,32,33は、外輪2の径外方向(つまり、外部)の泥水、砂、小石等の異物が浸入するのを防止する機能、及び環状空間9に設けられている玉4用の潤滑剤が外部へ漏れるのを防止する機能を有している。
In the present embodiment, the seal surface with which the first
第2シール部14は、芯金11の外円環部17に固定されている外固定部35と、この外固定部35と一体であるデフレクタ40とを有している。
外固定部35は、外円環部17(当接部17a及び非当接部17b)よりもフランジ8側の本体部35a、及び非当接部17bと軸方向端面20の間の第1密封部35bを有している。第1密封部35bは、芯金11の当接部17aよりも軸方向において外輪2側に突出した環状の凸部35b−1と、当接部17aの当接面よりも軸方向においてフランジ8側に凹んでいる環状の凹部35b−2,35b−3とを有している。凹部35b−2,35b−3は、凸部35b−1の径方向外側及び内側にそれぞれ配設されている。
芯金11の当接部17aが軸方向端面20に当接した状態で、凸部35b−1は、押圧されて軸方向端面20と密着する。凹部35b−2,35b−3は、凸部35b−1の押圧による非圧縮変形を妨げない機能を有する。
The
The outer fixing
In a state where the
デフレクタ40は、外固定部35の径方向外側の端部からフランジ8の側面28に近づく側へ軸方向に沿って延びる環状突部41と、外固定部35の径方向外側の端部からフランジ8の側面28と離れる側へ軸方向に沿って延びる外リップ部45とで構成されている。デフレクタ40は、1.0mm程度の厚さを有する円筒状に形成されている。
The
環状突部41の軸方向端部41eは、フランジ8の側面28と隙間s1を隔てて対向している。軸方向端部41eの内周縁41fは、図2に示すように、フランジ8の側面28の第2角部29bよりもやや径方向内側に位置しており、軸方向端部41eの内周縁41fのみが当該第2側面28bと軸方向において対向している。
The
また、環状突部41は、密封装置10を外輪2に装着した状態で、軸方向端部41eの内周縁41fと側面28の第2角部29bとの軸方向の隙間s1が、例えば1.0mm程度(0.5〜1.5mm)となるように形成されている。この程度の隙間を生じさせることで、高速回転(例えば1000rpm)時において、軸方向端部41eの内周縁41fと、フランジ8の第2側部28bにおける前記内周縁41fと軸方向において対向する部分との間に表面張力により泥水wの膜が形成される。
Further, the
環状突部41は、軸方向端部41eの径方向中央部分に環状突部41の周方向に沿った1本の環状溝41hを有している。環状溝41hは、断面U字状ないは断面半円形状に形成されている。また、環状溝41hは、溝幅に比べて溝深さが浅い構成であり、溝幅は例えば0.4mm、溝深さは例えば0.2±0.1mmとすることができる。環状溝41hの深さ方向は軸方向となっている。
The
外リップ部45は、円筒状に形成されており、外輪2の端部外周面22aに当接している。外リップ部45の軸方向端部45eの内周側には、径内方向へ突出した環状の第2密封部48が形成されている。この第2密封部48は、外輪2に対して密封装置10を装着する際に、外リップ部45の軸方向端部45eが径外方向へ拡径するように変形することで生じる外リップ部45の弾性力により、外輪2の端部外周面22aに当接している。また、この第2密封部48よりも外リップ部45の基端側の部分は、端部外周面22aとの間に隙間が形成されている。これにより、第2密封部48を端部外周面22aに全周にわたって線接触させて密封性能を高めている。
The
上述の本発明の実施形態に係る密封装置10によれば、環状突部41の軸方向端部41eの内周縁41fと、フランジ8の第2側面28bにおける前記内周縁41fと軸方向に対向する部分との間に表面張力による泥水wの膜が生じ得る。また、密封装置10は、環状突部41の軸方向端部41eに環状溝41hを有しており、この環状溝41hに泥水wを表面張力によって付着させて保持させることができる。このため、密封装置10は、環状溝41hを有さない従来のものよりも環状突部41の軸方向端部41eとフランジ8の第2側面28bの間の泥水保持機能を向上させることができる(図2及び図3参照)。したがって、密封装置10は、外部から内リップ部31,32,33側への泥水wの浸入を抑えて耐泥水性能を向上させることができる。
According to the sealing
[変形例]
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、環状溝41hの断面は、V字状や断面矩形状であってもよい。また、環状溝41hは、環状突部41の軸方向端部41eに複数本形成されていてもよい。さらに、環状溝41hを含む軸方向端部41eの全面がRa=5〜8程度の粗面に形成されていてもよい。この粗面は、シール部材12を成型する加硫金型の内面の軸方向端部41eに対応する部分を放電加工によってRa=5〜8程度の粗面にすることで、加硫成形時に形成することができる。この場合、軸方向端部41eは環状溝41hを備え且つ粗面加工されているので、環状溝41hを備えているが粗面加工されていない場合よりも更に泥水保持機能を向上させることができる。
[Modification]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims. For example, the
1:車輪用転がり軸受装置、2:外輪、3:内軸、6a:シール面、8:フランジ、9:環状空間、10:密封装置、11:芯金、12:シール部材、16:円筒部、17:外円環部、20:外輪の軸方向端面、21:外輪の端部内周面、28:側面、28a:シール面、31,32,33:内リップ部、41:環状突部、41e:環状突部の軸方向端部、41h:環状溝、s1:隙間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Rolling bearing apparatus for wheels, 2: Outer ring, 3: Inner shaft, 6a: Seal surface, 8: Flange, 9: Annular space, 10: Sealing device, 11: Metal core, 12: Seal member, 16: Cylindrical part , 17: outer ring portion, 20: axial end surface of the outer ring, 21: inner peripheral surface of the end portion of the outer ring, 28: side surface, 28a: seal surface, 31, 32, 33: inner lip portion, 41: annular protrusion, 41e: axial end of the annular protrusion, 41h: annular groove, s1: gap
Claims (1)
前記外輪の端部内周面に嵌合して当該外輪に固定される円筒部、及び当該円筒部から径方向外方へ延びて前記外輪の軸方向端面に当接する外円環部を有する芯金と、
前記内軸に設けられているシール面に摺接する内リップ部、及び前記内リップ部の径方向外方で前記フランジの側面に近づく側に延びて当該側面に対向する環状突部を有するシール部材と、を備え、
前記環状突部の軸方向端部は、表面張力により泥水の膜が生じ得る隙間を隔てて前記フランジの側面と対向しており、且つ環状溝を有しており、
前記環状溝が、前記環状突部と前記フランジの側面とが対向している径方向の領域よりも径方向外側に位置していることを特徴とする密封装置。 Used in a rolling bearing device for a wheel provided with a flange having an inner shaft and an outer ring arranged concentrically and having a side face facing the axial end face of the outer ring with a space therebetween. A sealing device for preventing muddy water from entering the annular space between the inner shaft and the outer ring,
A metal core having a cylindrical portion that is fitted to the inner peripheral surface of the end portion of the outer ring and is fixed to the outer ring, and an outer annular portion that extends radially outward from the cylindrical portion and contacts the axial end surface of the outer ring. When,
A seal member having an inner lip portion slidably in contact with a seal surface provided on the inner shaft, and an annular protrusion that extends radially outward of the inner lip portion toward the side of the flange and faces the side surface And comprising
The axial end of the annular protrusion is opposed to the side surface of the flange with a gap in which a muddy water film may be generated by surface tension, and has an annular groove .
The sealing device, wherein the annular groove is located on a radially outer side than a radial region where the annular protrusion and a side surface of the flange face each other.
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