JP6565234B2 - 密封装置付き転がり軸受及び転がり軸受用密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、密封装置付き転がり軸受及び転がり軸受用密封装置に関し、特に、エンジン補機用プーリや産業機械用プーリなどに用いられる密封装置付き転がり軸受及び転がり軸受用密封装置に関する。

従来の転がり軸受では、リップ部を有するシール部材に加えて、密封性向上のため、スリンガを設けるものが多く知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。また、特許文献１及び２に記載の転がり軸受では、軸受トルクへの影響を防ぐため、スリンガとシール部材とを非接触としたラビリンス構造を採用している。

特開２０１１−１５８０１７号公報 特許第４７４７４１８号公報

ところで、特許文献１及び２に記載の転がり軸受においては、スリンガを付加することで、シール部材の組立工程に加え、別途スリンガの組立工程が増加してしまうという課題が存在する。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、シール部材とスリンガの組付け性を向上することができる密封装置付き転がり軸受及び転がり軸受用密封装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 外輪と、
内輪と、
前記外輪と前記内輪との間に配置される複数の転動体と、
密封装置と、
を備え、
前記密封装置は、シール部材と、スリンガと、からなり、
前記シール部材は、環状の芯金と、内径側にシールリップ部を備える弾性部材とを有し、外輪の内周面に取り付けられ、
前記スリンガは、円筒部と、該円筒部の軸方向外側端部から径方向外側に延びる環状の第１フランジ部とを有し、内輪の外周面に前記円筒部を圧入固定して取り付けられる、
密封装置付き転がり軸受であって、
前記スリンガは、該円筒部の軸方向内側端部から径方向外側に延びる環状の第２フランジ部をさらに有し、
前記弾性部材の内周面は、前記第２フランジ部の外周面の軸方向幅よりも広い範囲において、前記第２フランジ部の外周面の直径より大径に形成された逃げ部を有すると共に、前記逃げ部の軸方向内側から径方向内側に延出し、前記シールリップ部が設けられるシール根元部と、前記逃げ部の軸方向外側から径方向内側に延出する環状の突出部と、を有し、
前記突出部の内周面の直径は、前記第２フランジ部の外周面の直径よりも小さく、
前記第２フランジ部は、前記シール根元部よりも軸方向外側に配置され、且つ、前記突出部よりも軸方向内側に配置され、
前記逃げ部と前記第２フランジ部の外周面との間、及び、前記第２フランジ部の軸方向外側面と前記環状の突出部との間には、ラビリンス隙間が形成され、
前記第２フランジ部の外周面の直径と前記突出部の内周面の直径との差は、前記逃げ部の直径と前記第２フランジ部の外周面の直径との差よりも大きく設計されていることを特徴とする（１）に記載の密封装置付き転がり軸受。
（２） シール部材と、スリンガと、からなり、
前記シール部材は、環状の芯金と、内径側にシールリップ部を備える弾性部材とを有し、
前記スリンガは、円筒部と、該円筒部の軸方向一方側端部から径方向外側に延びる環状の第１フランジ部と、該円筒部の軸方向他方側端部から径方向外側に延びる環状の第２フランジ部と、を有し、
前記弾性部材の内周面は、前記第２フランジ部の外周面の軸方向幅よりも広い範囲において、前記第２フランジ部の外周面の直径より大径に形成された逃げ部を有すると共に、前記逃げ部の軸方向他方側から径方向内側に延出し、前記シールリップ部が設けられるシール根元部と、前記逃げ部の軸方向一方側から径方向内側に延出する環状の突出部と、を有し、
前記突出部の内周面の直径は、前記第２フランジ部の外周面の直径よりも小さく、
前記第２フランジ部は、前記シール根元部よりも軸方向一方側に配置され、且つ、前記突出部よりも軸方向他方側に配置され、
前記第２フランジ部の外周面の直径と前記突出部の内周面の直径との差は、前記逃げ部の直径と前記第２フランジ部の外周面の直径との差よりも大きく設計されることにより、
前記シール部材と前記スリンガとが一体化されていることを特徴とする転がり軸受用密封装置。

本発明の密封装置付き転がり軸受によれば、スリンガは、該円筒部の軸方向内側端部から径方向外側に延びる環状の第２フランジ部をさらに有し、弾性部材の内周面は、第２フランジ部の外周面の軸方向幅よりも広い範囲において、第２フランジ部の外周面の直径より大径に形成された逃げ部を有し、弾性部材は、逃げ部の軸方向内側から径方向内側に延出し、シールリップ部が設けられるシール根元部と、逃げ部の軸方向外側から径方向内側に延出する環状の突出部と、を有し、突出部の内周面の直径は、第２フランジ部の外周面の直径よりも小さく、第２フランジ部は、シール根元部よりも軸方向外側に配置され、且つ、突出部よりも軸方向内側に配置され、逃げ部と第２フランジ部の外周面との間、及び、第２フランジ部の軸方向外側面と環状の突出部との間には、ラビリンス隙間が形成される。したがって、シール部材とスリンガとは、上述したラビリンス隙間を付加することができ、スリンガとシール部材との間のラビリンス構造を長くすることができ、密封性を向上することができる。また、シール部材とスリンガとは、転がり軸受への組付け前に一体的に取り扱うことができ、取り扱いやすく、また、転がり軸受への組付け性を向上することができる。

また、本発明の転がり軸受用密封装置によれば、スリンガは、円筒部の軸方向他方側端部から径方向外側に延びる環状の第２フランジ部を有し、弾性部材の内周面は、第２フランジ部の外周面の軸方向幅よりも広い範囲において、第２フランジ部の外周面の直径より大径に形成された逃げ部を有し、弾性部材は、逃げ部の軸方向他方側から径方向内側に延出し、シールリップ部が設けられるシール根元部と、逃げ部の軸方向一方側から径方向内側に延出する環状の突出部と、を有し、突出部の内周面の直径は、第２フランジ部の外周面の直径よりも小さく、第２フランジ部は、シール根元部よりも軸方向一方側に配置され、且つ、突出部よりも軸方向他方側に配置され、第２フランジ部の外周面の直径と突出部の内周面の直径との差は、逃げ部の直径と第２フランジ部の外周面の直径との差よりも大きく設計されることにより、シール部材とスリンガとが一体化されている。即ち、シール部材とスリンガとは、転がり軸受への組付け前に一体的に取り扱うことができ、転がり軸受への組付け性を向上することができる。

（ａ）は、本発明の一実施形態に係る密封装置付き転がり軸受の半断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩ部拡大図であり、（ｃ）は、シール部材とスリンガとが転がり軸受に固定される前、一体化された状態を示す、転がり軸受用密封装置の断面図である。 シール部材とスリンガとを転がり軸受に固定する過程を説明するための図である。 （ａ）は、第１変形例の転がり軸受用密封装置を示す断面図であり、（ｂ）は、第２変形例の転がり軸受用密封装置を示す断面図であり、（ｃ）は、第３変形例の転がり軸受用密封装置を示す断面図である。 （ａ）は、第４変形例の転がり軸受用密封装置を示す断面図であり、（ｂ）は、第５変形例の転がり軸受用密封装置を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る密封装置付き転がり軸受について、図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態の密封装置付き転がり軸受１０は、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪１１の外輪軌道面１１ａと内輪１２の内輪軌道面１２ａとの間に配置される複数の転動体としての玉１３と、複数の玉１３を円周方向に所定の間隔で保持する保持器１４と、を備える。

また、密封装置付き転がり軸受１０は、外輪１１の内周面に形成されたシール溝１１ｂに取り付けられるシール部材２０と、内輪１２の外周面に固定されるスリンガ３０と、をさらに備える。
なお、図１（ａ）は、密封装置付き転がり軸受１０の半断面図を示しており、軸方向一方側のみのシール部材２０及びスリンガ３０を示しているが、シール部材２０及びスリンガ３０は、軸方向両側に配置されてもよい。

シール部材２０は、環状の芯金２１、及び、芯金２１の内端部よりも内径側に第１及び第２シールリップ部２３ａ、２３ｂを備える弾性部材２２を有する。内輪１２の肩部１２ｂは、軸方向外側において段付き形状に形成されており、第１シールリップ部２３ａは、肩部１２ｂと近接対向する非接触リップを、第１シールリップ部２３ａよりも径方向内側の第２シールリップ部２３ｂは、肩部１２ｂの軸方向端面１２ｃと接触する接触リップを、をそれぞれ構成している。

また、スリンガ３０は、内輪１２の外周面に段付き形状により形成された小径外周面１２ｄに圧入固定される円筒部３１と、円筒部３１の軸方向外側端部（軸方向一方側端部）から径方向外側に延びる環状の第１フランジ部３２と、円筒部３１の軸方向内側端部（軸方向他方側端部）から径方向外側に延びる、第１フランジ部３２より短い環状の第２フランジ部３３と、を有する。スリンガ３０の第１フランジ部３２は、シール部材２０の芯金２１よりも軸方向外側に配置されており、シール部材２０とスリンガ３０とは、互いに軸方向に対向配置されている。

また、図１（ｂ）にも示すように、シール部材２０の弾性部材２２の内周面は、スリンガ３０の第２フランジ部３３の外周面の軸方向幅ｔよりも広い範囲Ｌ１において、第２フランジ部３３の外周面の直径Ｄｂより大径の直径Ｄｃに形成された逃げ部２４を有する。

また、弾性部材２２は、逃げ部２４の軸方向内側（軸方向他方側）から径方向内側に延出し、先端部に第２シールリップ部２３ｂが設けられるシール根元部２６と、逃げ部２４の軸方向外側（軸方向一方側）から径方向内側に延出する環状の突出部２７と、を有する。突出部２７の内周面の直径Ｄａは、第２フランジ部３３の外周面の直径Ｄｂよりも小さく設計されている。突出部２７の軸方向外側面は、芯金２１の軸方向外側を覆う弾性部材２２の軸方向外側部分２８の表面と面一に形成されている。
したがって、逃げ部２４は、シール根元部２６の軸方向外側面と突出部２７の軸方向内側面との間の弾性部材２２の内周面によって形成されている。

また、第２フランジ部３３は、シール根元部２６よりも軸方向外側（軸方向一方側）に配置され、且つ、突出部２７よりも軸方向内側（軸方向他方側）に配置される。そして、逃げ部２４と第２フランジ部３３の外周面３３ａとの間には、距離ｈ１（＝（Ｄｃ−Ｄｂ）／２）のラビリンス隙間が、第２フランジ部３３の軸方向外側面３３ｂと環状の突出部２７との間には、Ｌ２のラビリンス隙間がそれぞれ形成される。したがって、シール部材２０とスリンガ３０とは、外輪１１及び内輪１２にそれぞれ装着された状態で、スリンガ３０の第１フランジ部３２の外周面と外輪１１の内周面との間のラビリンス隙間、弾性部材２２の軸方向外側部分２８と、スリンガ３０の第１フランジ部３２の軸方向内側面との間のラビリンス隙間に加えて、上述した距離ｈ１、Ｌ２のラビリンス隙間を付加することができ、スリンガ３０とシール部材２０との間のラビリンス構造を長くすることができ、密封性を向上することができる。

また、シール部材２０とスリンガ３０とは、図１（ｃ）に示すように、転がり軸受１０への組付け前には、第２フランジ部３３の外径側端部が逃げ部２４に嵌まり込むことにより、一体化された密封装置４０を構成している。

特に、図１（ｂ）に示すように、第２フランジ部３３の外周面の直径Ｄｂと突出部２７の内周面の直径Ｄａとの差は、逃げ部２４の直径Ｄｃと第２フランジ部３３の外周面３３ａの直径Ｄｂとの差よりも大きく設計されている。即ち、半径方向距離ｈ２（＝（Ｄｂ−Ｄａ）／２）は、半径方向距離ｈ１（＝（Ｄｃ−Ｄｂ）／２）よりも大きく設計される。したがって、密封装置４０は、転がり軸受１０に組付けられる前の状態において、シール部材２０とスリンガ３０とが半径方向に相対的にずれたとしても、互いに分離するのを防止することができる。
なお、シール部材２０とスリンガ３０とを意識的に分離したい場合には、突出部２７を弾性変形させて、第２フランジ部３３の外径側端部を逃げ部２４から解放すればよい。

また、密封装置４０の転がり軸受１０への組み付けは、図２に示すように、組立治具５０を用いて一つの組立工程の中で行われる。組立治具５０は、外輪１１のシール溝１１ｂに嵌まり込む弾性部材２２の径方向外側部分を押圧する第１円筒部５１と、スリンガ３０の軸方向外側面を押圧する第２円筒部５２と、を備える。そして、シール部材２０とスリンガ３０とを支持した組立治具５０が、外輪１１及び内輪１２の軸方向端部に向けて軸方向に移動される。これにより、第１円筒部５１に支持されたシール部材２０と第２円筒部５２に支持されたスリンガ３０とが、軸方向における所定のラビリンス隙間を確保しつつ、外輪１１及び内輪１２にそれぞれ取り付けられる。

以上説明したように、本実施形態の密封装置付き転がり軸受１０によれば、スリンガ３０は、該円筒部３１の軸方向内側端部から径方向外側に延びる環状の第２フランジ部３３をさらに有し、弾性部材２２の内周面は、第２フランジ部３３の外周面の軸方向幅ｔよりも広い範囲において、第２フランジ部３３の外周面の直径Ｄｂより大径に形成された逃げ部２４を有する。弾性部材２２は、逃げ部２４の軸方向内側から径方向内側に延出し、第２シールリップ部２３ｂが設けられるシール根元部２６と、逃げ部２４の軸方向外側から径方向内側に延出する環状の突出部２７と、を有し、突出部２７の内周面の直径Ｄａは、第２フランジ部３３の外周面の直径Ｄｂよりも小さく、第２フランジ部３３は、シール根元部２６よりも軸方向外側に配置され、且つ、突出部２７よりも軸方向内側に配置される。そして、逃げ部２４と第２フランジ部３３の外周面３３ａとの間、及び、第２フランジ部３３の軸方向外側面３３ｂと環状の突出部２７との間には、ラビリンス隙間が形成される。したがって、スリンガ３０とシール部材２０との間のラビリンス構造を長く確保することができ、密封性を向上することができる。また、シール部材２０とスリンガ３０とは、転がり軸受１０への組付け前には、第２フランジ部３３の外径側端部が逃げ部２４に嵌まり込むことにより、一体化された密封装置４０を構成しているので、取り扱いやすく、また、転がり軸受１０への組付け性を向上することができる。

さらに、第２フランジ部３３の外周面の直径Ｄｂと突出部２７の内周面の直径Ｄａとの差は、逃げ部２４の直径Ｄｃと第２フランジ部３３の外周面の直径Ｄｂとの差よりも大きく設計されている。これにより、密封装置４０は、シール部材２０とスリンガ３０とが半径方向に相対的にずれたとしても、互いに分離するのを防止することができる。

また、本実施形態の転がり軸受用密封装置４０によれば、スリンガ３０は、円筒部３１の軸方向他方側端部から径方向外側に延びる環状の第２フランジ部３３を有し、弾性部材２２の内周面は、第２フランジ部３３の外周面の軸方向幅ｔよりも広い範囲において、第２フランジ部３３の外周面の直径Ｄｂより大径に形成された逃げ部２４を有する。弾性部材２２は、逃げ部２４の軸方向他方側から径方向内側に延出し、第２シールリップ部２３ｂが設けられるシール根元部２６と、逃げ部２４の軸方向一方側から径方向内側に延出する環状の突出部２７と、を有し、突出部２７の内周面の直径Ｄａは、第２フランジ部３３の外周面の直径Ｄｂよりも小さく、第２フランジ部３３は、シール根元部２６よりも軸方向一方側に配置され、且つ、突出部２７よりも軸方向他方側に配置される。第２フランジ部３３の外周面の直径Ｄｂと突出部２７の内周面の直径Ｄａとの差は、逃げ部２４の直径Ｄｃと第２フランジ部３３の外周面の直径Ｄｂとの差よりも大きく設計されることにより、シール部材２０とスリンガ３０とが一体化されている。即ち、シール部材２０とスリンガ３０とは、転がり軸受１０への組付け前に一体的に取り扱うことができ、転がり軸受１０への組付け性を向上することができる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、図３（ａ）に示す第１変形例の転がり軸受用密封装置４０のように、弾性部材２２は、軸方向外側部分２８から軸方向外側に延出して、スリンガ３０の第１フランジ部３２と接触する接触リップ部３５を有してもよい。
また、図３（ｂ）に示す第２変形例の転がり軸受用密封装置４０のように、弾性部材２２は、軸方向外側部分２８から軸方向外側に延出して、スリンガ３０の第１フランジ部３２と対向する非接触リップ部３６を有してもよい。
さらに、図３（ｃ）に示す第３変形例の転がり軸受用密封装置４０のように、弾性部材２２は、接触リップ部３５と非接触リップ部３６の両方を有する構成であってもよい。

上記第１〜第３変形例の転がり軸受用密封装置４０のように、弾性部材２２が接触リップ部３５又は非接触リップ部３６を有することで、シール部材２９とスリンガ３０とが更なるラビリンス効果を発揮することができ、且つ、スリンガ３０が弾性部材２２の軸方向外側部分２８に張り付いてしまうのを防止することができる。

また、図４（ａ）に示す第４変形例の転がり軸受用密封装置４０のように、弾性部材２２は、外径側の軸方向外側部分２８から軸方向外側に延出して、スリンガ３０の第１フランジ部３２の外周面と半径方向に対向する軸方向延出部３７を有してもよい。これにより、軸方向延出部３７の内周面と第１フランジ部３２の外周面との間に軸方向に向くラビリンス隙間が形成されるので、更なるラビリンス効果を発揮することができる。

また、図４（ｂ）に示す第５変形例の転がり軸受用密封装置４０のように、弾性部材２２は、第４変形例の軸方向延出部３７に加えて、第１変形例の接触リップ部３５を有する構成であってもよい。

上記実施形態では、玉軸受について説明したが、本発明の転がり軸受はこれに限定されず、任意の転がり軸受に適用可能である。
また、本発明のシール部材は、リップ部の形状も任意に構成することができる。

１０ 密封装置付き転がり軸受
１１ 外輪
１１ａ 外輪軌道面
１２ 内輪
１２ａ 内輪軌道面
１３ 玉（転動体）
２０ シール部材
２１ 芯金
２２ 弾性部材
２３ａ、２３ｂ リップ部
２４ 逃げ部
２６ シール根元部
２７ 突出部
２８ 軸方向外側部分
３０ スリンガ
３１ 円筒部
３２ 第１フランジ部
３３ 第２フランジ部
４０ 転がり軸受用密封装置

Claims (2)

1. 外輪と、
   内輪と、
   前記外輪と前記内輪との間に配置される複数の転動体と、
   密封装置と、
   を備え、
   前記密封装置は、シール部材と、スリンガと、からなり、
   前記シール部材は、環状の芯金と、内径側にシールリップ部を備える弾性部材とを有し、外輪の内周面に取り付けられ、
   前記スリンガは、円筒部と、該円筒部の軸方向外側端部から径方向外側に延びる環状の第１フランジ部とを有し、内輪の外周面に前記円筒部を圧入固定して取り付けられる、
   密封装置付き転がり軸受であって、
   前記スリンガは、該円筒部の軸方向内側端部から径方向外側に延びる環状の第２フランジ部をさらに有し、
   前記弾性部材の内周面は、前記第２フランジ部の外周面の軸方向幅よりも広い範囲において、前記第２フランジ部の外周面の直径より大径に形成された逃げ部を有すると共に、前記逃げ部の軸方向内側から径方向内側に延出し、前記シールリップ部が設けられるシール根元部と、前記逃げ部の軸方向外側から径方向内側に延出する環状の突出部と、を有し、
   前記突出部の内周面の直径は、前記第２フランジ部の外周面の直径よりも小さく、
   前記第２フランジ部は、前記シール根元部よりも軸方向外側に配置され、且つ、前記突出部よりも軸方向内側に配置され、
   前記逃げ部と前記第２フランジ部の外周面との間、及び、前記第２フランジ部の軸方向外側面と前記環状の突出部との間には、ラビリンス隙間が形成され、
   前記第２フランジ部の外周面の直径と前記突出部の内周面の直径との差は、前記逃げ部の直径と前記第２フランジ部の外周面の直径との差よりも大きく設計されていることを特徴とする密封装置付き転がり軸受。
2. シール部材と、スリンガと、からなり、
   前記シール部材は、環状の芯金と、内径側にシールリップ部を備える弾性部材とを有し、
   前記スリンガは、円筒部と、該円筒部の軸方向一方側端部から径方向外側に延びる環状の第１フランジ部と、該円筒部の軸方向他方側端部から径方向外側に延びる環状の第２フランジ部と、を有し、
   前記弾性部材の内周面は、前記第２フランジ部の外周面の軸方向幅よりも広い範囲において、前記第２フランジ部の外周面の直径より大径に形成された逃げ部を有すると共に、前記逃げ部の軸方向他方側から径方向内側に延出し、前記シールリップ部が設けられるシール根元部と、前記逃げ部の軸方向一方側から径方向内側に延出する環状の突出部と、を有し、
   前記突出部の内周面の直径は、前記第２フランジ部の外周面の直径よりも小さく、
   前記第２フランジ部は、前記シール根元部よりも軸方向一方側に配置され、且つ、前記突出部よりも軸方向他方側に配置され、
   前記第２フランジ部の外周面の直径と前記突出部の内周面の直径との差は、前記逃げ部の直径と前記第２フランジ部の外周面の直径との差よりも大きく設計されることにより、
   前記シール部材と前記スリンガとが一体化されていることを特徴とする転がり軸受用密封装置。

Images