JPH0599235A - 減摩軸受用シール組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ころ軸受用レースウェイを有するコーン及び
カップと、外部からの異物の侵入を阻止するよう障壁を
作る位置に潤滑剤の本体を保持するようその間に空間を
設けるようシールケースのそれぞれにシール素子を支持
するようコーン及びカップにより担持されるシールケー
スとからなる減摩軸受用シール組立体である。 【効果】 シールの１つは異物の侵入を排除するようシ
ールケースの１つで動作するリップ部を有するよう外側
に向けられて位置し、シールの他方はシール間の空洞に
潤滑剤が流れるのを可能にするよう軸受内部に向けら
れ、軸受組立体の内部への潤滑剤の存在を確実にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は潤滑剤保持シールに対し
て最小の空間を用い、シールを損うことなく所望の程度
の軸方向動作を与える減摩軸受に係る。

【０００２】

【従来の技術】減摩軸受は異物を排除している間潤滑剤
の保持の目的のため種々のシールを組込み、それにより
かかる軸受の有効な寿命が延長されうる。従来技術を考
えると、潤滑剤を保持する間異物を排除するため最も効
果的シールを収容する軸受方法を選択する大きい問題が
ある。これ迄、軸受は潤滑剤保持及び異物排除の必要性
を実行するシールを収容するのに最も良い寸法とされて
いた。軸受が小さいか小型化される必要があるある例で
は、軸受組立体の各端部に効果的シールを受容する空間
が必要であるため越えてはいけない制限がある。更に小
型化を与えない軸受シールの例は次の通りである：米国
特許第４，４３４，９８５号、第４，４９７，４９５
号、第４，５１６，７８３号及び第４，７７０，４２５
号。

【０００３】従来技術は１９８７年，１０月１９−２２
日付のジィシィエム ブラスによる乗用車車輪軸受用仕
様書及びシール開発のＳＡＥ テクニカルペーパシリー
ズ８７１９８２も含む。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は従来技
術で明らかである問題を克服することであり、かかる問
題はシールによる水ため込式があるが、回転部分にトル
クを増やすシールケースに係合した３つ又はそれ以上の
シールリップ部又は摩擦を増し、熱を生じる１つ又はそ
れ以上の面シールが存在する１つの問題として簡単に挙
げられる。加えて、シールリップが平坦半径方向フラン
ジなしに接触し、角のある面と接触して動作する時、加
熱及び摩耗問題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、軸方向動き自
由度を制限された介在テーパ付ころ素子を設けたカップ
及びコーンを有する減摩テーパ付ころ軸受に使用される
に適した環状構成を有し、両回転及び軸方向動作中、異
物の排除及び潤滑剤の保持に対して障壁を形成し、一つ
のケースが他のケースの半径方向に向いたフランジに関
し軸方向に離間した関係にある半径方向に向いたフラン
ジを有して半径方向に離間した関係にあり、軸受カップ
及びコーンに夫々係合する軸方向に向いた面を有する一
対の環状ケースと、各該半径方向に向いたケースフラン
ジにより担持され、夫々が同じ軸方向に向き、該環状ケ
ースの半径方向に対向するケースの軸方向に向いた面に
対して線接触で摺動自在に係合されたリップ部を有する
シール素子とからなり、該シール素子及び環状ケース
は、該シール素子が該空洞に互いに直接に向いた該一対
の環状ケース間の該シール組立体に単一空洞を画成し囲
むよう離間しているシール組立体を提供する。

【０００６】本発明は又、インナ部品及びアウタ部品を
有する減摩軸受組立体に供給された潤滑剤を該インナ及
びアウタ部品間のころ素子で保持する方法であって、該
インナ及びアウタ部品間にはその間に第１及び第２のシ
ールケースをその間の空洞に実質的にしっかりした制限
を与えるよう設け；潤滑剤の本体がそこの間に形成され
た空洞に保持されるよう該シールケースの夫々に比較的
たわみ易いシール素子を設け、ここで１つのシール素子
は潤滑剤を空洞に侵入する間異物の侵入に抵抗する位置
に軸受組立体の外部に向けられ、他のシール素子はその
内に潤滑剤の本体を補充するよう潤滑剤を空洞に通す間
ころ素子と連通する方向に空洞内の潤滑剤の本体からの
潤滑剤の通過に抵抗する位置に軸受組立体の内部に向け
られ；ころ素子に対して潤滑剤の存在を確実にするよう
軸受組立体に潤滑剤を保持するよう後者のシール素子を
支持するシール素子の他の１つに潤滑ポンプ手段を設け
ることからなる方法を提供する。

【０００７】本発明は従来技術の他の問題を克服し、即
ちそれは今日の製造技術で製造されうる最も小さい性能
構造でそれを組込むよう単に２つの素子シール組立体で
作られ、それによりより広い室が軸受のころ素子に利用
されるよう作られ、従って、特別な軸受エンベロープに
対して最も大きい可能な軸受定格を生じる。

【０００８】本発明は軸受組立体のシールを支持する特
別な装置を除去し、製造コストが減少できるようシール
を別々に組立てる必要性を省いた。

【０００９】望ましい実施例ではグリースポンプ手段は
シール組立体のフリンジャと関連し、グリースの保持を
改善し、軸受組立体が軸受の小型化に適合する一方全体
の寸法を減少しころ素子に対してより広い空間を許容す
るようシールをころ素子により接近して位置させるのを
可能にする位置にフリンジャを配置する。

【００１０】本発明の一つの方法では、空洞はころ素子
と軸方向に整列した空洞を形成する一対のネストされた
シールケースにより軸受組立体内に画成され、シール素
子は、シール寿命が軸受シールの最近の寿命予期を越え
て延長するよう出来るだけ長くシール素子の柔軟さを保
つグリース又は潤滑剤の本体に対して保持器として役立
つようネストされたシールケースにより担持される。空
洞はシール組立体が作られる時に潤滑剤で充填される
が、潤滑剤の本体が空洞に入るよう１つのシール素子を
通るよう組立体を過充填することにより初めに用いられ
る時に充填されうる。

【００１１】一度空洞が充填されると、ポンプ手段によ
る背圧は余分な潤滑剤漏れを防ぐよう生成され、空洞の
潤滑剤本体は異物の侵入に対して有効な障壁を提供す
る。期間を越えると、トラップされた潤滑剤が硬化し、
異物の侵入に対してその抵抗を増す。

【００１２】更なる望ましい実施例では、シール組立体
の空洞は、外付シールリップが出来るだけ長く潤滑が保
たれ、リップ部の寿命が出来るだけ多く延長されるよう
稼働中グリースを保有する。空洞はシールが製造される
時にグリースで充填される。しかし、軸受が動作を始め
る時、グリースがスリンガを通って押しやられるよう、
軸受組立体を過潤滑することによりこの空洞を潤滑する
ことが可能である。軸受動作速度が遅く、スリンガが遅
い速度により非効果的である間、潤滑剤は内部軸受圧が
動作の熱により軸受組立体内に展開されるにつれ開くよ
うに向けられた半径方向シールリップ部を通って流れ
る。これは軸受組立体が初めて用いられる時軸受組立体
の最初の数回転で起こる。一度空洞がグリースで充填さ
れると、シールリップ部は潤滑を保たれる。

【００１３】グリースにより生じた背圧が空洞を満た
し、軸受組立体がグリースで更に過潤滑されなければ余
分なグリース漏れを防ぐ。グリースが充填された空洞は
異物侵入に対して有効な障壁を提供し、シールリップ部
を通り抜ける異物からシールリップ部を保護する。埃が
空洞に入るにつれ、延長した期間に亘って、空洞のグリ
ースのリングは組織を硬くし、更なる埃侵入への抵抗を
増す。空洞内のグリースへの埃の比が増すにつれ、更な
る埃侵入への抵抗が増し、シールリップ部を潤滑するグ
リースの能力は減少する。

【００１４】４車輪駆動トラックに車輪軸受が設けられ
るように非常に厳しい稼働環境ではついに、シールはシ
ールケースに対して弛くなるよう十分に磨耗する。これ
が生じる時、シールはシールとシールケースとの間のイ
ンタフェースから異物を遠くに押しやる角度であるシー
ルの形によりスリンガを排除する狭いクリアランスラビ
リンス及び汚染物として機能し続ける。

【００１５】締りばめがもはやシールケースに設けられ
ないようシールが摩耗した後水が空洞に入る場合、水は
シールとシールケースとの間のインタフェースが空洞内
の最も低い点にあるので静状態で空洞から流出する。ダ
イナミック状態下で、シールのスリンガ効果は水を空洞
から押出す。

【００１６】軸受組立体が停止及び始動するたびに、シ
ールはスリンガを通る潤滑剤により適用の寿命中潤滑さ
れ続ける。従って、異物侵入に対する最後の障壁は、シ
ールがシールケースに対して弛く磨耗するまで新しい状
態に逆に保たれる。

【００１７】

【実施例】本発明を図面と共に説明する。

【００１８】本シール組立体９の環境は典型的ころ軸受
１０の部分図が示される図１に示される。その組立体は
テーパ付レースウェイ１２を有するコーンであるインナ
部分１１と、テーパ付レースウェイ１４を有するカップ
であるアウタ部分１３とを含む。典型的テーパ付ころ素
子１５はレースウェイ１２と１４の間の動作位置で示さ
れる。通常、テーパ付ころ１５は１６の点線で部分的に
示されるケージ組立体で案内される。

【００１９】コーン部品１１とカップ部品１３がシール
素子間の空洞１９を覆う２つの部分のシール組立体９を
受容する軸方向に向いた面１７及び１８に外側に対向し
てあり、その組立体は、異物を排除する間隣る軸受空洞
２０内に潤滑剤を保持するよう適合される。

【００２０】図１ではコーン部品１１は、カップ部品１
３の軸方向に向いた面１８に担持された第２のシールケ
ース２７の内面に与えられて動くリップ部２６を設ける
よう、フランジ２４に結合される弾性シール素子２５を
担持するフランジ２４を形成された第１のシールケース
２３を支持する外側に軸方向に向いた面１７を有する。
図１は第２のシールケース２７が突出部２８を有し、そ
の内端が第１のシールケース２３の内面に係合したリッ
プ部３０を有する第２の弾性シール２９を支持すること
を示す。図１では、第１のシールケース２３は潤滑剤を
上向きに中心に向けるよう軸受空洞２０に突出するスリ
ンガ３１を形成され、これにより面レースウェイ１２及
び１４に沿ってころに対して適切な潤滑を提供するよう
テーパ付ころ１５に沿って移動できることが分かる。

【００２１】図１及び図２に示すシール装置は、異物の
排除を改善し、シールが小さい断面寸法で製造されるよ
うにするよう内部空洞１９を閉じる半径方向リップ部２
６及び３０を組込む２つのシール２５及び２９だけを用
いる単純な内蔵組立体である。これは、減摩軸受の所定
の量の空間に対してシールの断面領域が実質的に減少す
るので、ほとんどの空間が軸受ころに対して用いられう
ることを意味する。これは、減摩車輪軸受設計において
非常に重要であるより高い軸受定格をもたらす。より小
さい寸法の軸受部品により、小型化した軸受設計で出合
う荷重担持の必要性を提供することが可能であることが
指摘される。単に２つのシール２５及び２９を有する図
に示す軸受は最も小さい可能な空間を占める効果的シー
ルで潤滑保持容量と異物排除を最大にする。特別な利点
は図１の軸受組立体で実現され、それは潤滑剤を保持す
る間シールリップ２６及び３０が摺動できるので、互い
に関してはコーン１１又はカップ１３のいずれかの軸方
向の相対的運動がシールに影響しないことである。

【００２２】図２を見るに、内部シールケース本体２３
は外部シールケース本体２７の半径方向に内側に離間し
ており、これにより本体２３の突出部２４及び本体２７
の突出部２８は本体２７の内面及び本体２３の内面に夫
々支えられて動くリップ部２６及び３０によりシール素
子２５及び２９によって閉じられる空洞１９を部分的に
画成する。リップ部２６及び３０は摩擦抵抗を減少する
ようシールケース本体２７及び２３と線接触を形成す
る。

【００２３】図３を見るに、シール素子２９は延在部２
９Ａの付加により変形され、スリンガ３１Ａの角位置決
めはシールケース２７の突出部２８から更に離間してい
る。空間の増加は延在部２９Ａ及びグリースポンプベー
ンとしてノッチを構成する３２の別なノッチの形成を可
能にする。

【００２４】図４に示すシール組立体はコーン及びカッ
プの軸方向動作が図１−３の軸受シール組立体によるよ
り大きいことが期待される軸受シール用の更なる変形を
示す。シールケース３３はシールケース３８の半径方向
部分３７の位置に成形されるシール本体３６のシールリ
ップ部３５の線接触を収容するようより長い軸方向面３
４を提供する。第２のシール本体３９はシールケース３
３の部分４０に成形される。このシール本体３９は室４
４に位置したガーターばね４３によりシールケース面４
２に作動関係で保持されるリップ部シール４１を有す
る。シール本体３９はポンプベーンとして作用するスリ
ンガ素子４６内の空間に向いたノッチ４５を形成され
る。図３及び図４に示す構造は、軸受寿命を増すため軸
受に潤滑剤保持を確実にするポンプベーン３２及び４５
を有する。

【００２５】上記の説明は又潤滑剤を軸受組立体に保持
し、ころ及びころレースウェイの摩耗を加速しうる外部
から内部への異物の通路又は伝搬への障壁としての潤滑
剤を用いる方法に関する。そのような方法は一対のシー
ル素子を設けることを具体化し、夫々はシール素子間に
空洞を形成するよう異なるシールケースにより担持さ
れ、一つのシール素子を通って押し、外部からの軸受へ
の異物の伝搬を遮断するよう空洞に障壁を形成するよう
シール素子間の空洞を十分な量実質的に満たすような量
の潤滑剤を初めに供給する段階を具体化する。ポンプベ
ーン３２又は４５はころ素子を潤滑するようカップとコ
ーンとの間の空間に入る潤滑剤の保持を確実にする。

【００２６】構造及び動作の上記詳細は、２つのシール
成分が潤滑保持及び異物排除を犠牲にしないで減摩軸受
の非常に限定された空間に組込まれうる望ましい実施例
を示す。図示の組立体では、潤滑剤の分布はシール組立
体で具体化されたスリンガ要素により容易に制御されう
る。現２つのシール軸受組立体の特徴は図示の望ましい
特徴を犠牲にしないで図３又は図４に示される方法で変
形されてもよい。

【００２７】例えば、シールの一方は外部から内部への
異物の通過に抵抗する位置でシールケースに線接触作動
するリップ部を有する。シールの他方は軸受組立体の内
部からシール間の空間に潤滑剤の通過を可能にし、軸受
の内部に戻る潤滑剤の逆通過に抵抗する位置にシールケ
ースに線接触作動するリップ部を有する。シールケース
２３及び２７は夫々ケース２３のシール２５及びケース
２７のシール２９のようなシールを担持する。シールリ
ップ部２６及び３０の位置決めは、夫々が一方向で部材
の通過に抵抗し、逆方向で部材の通過を生じる効果的角
度位置を有するようにされる。

【００２８】例えば、シール２９は、シールケース２３
に対して角度的に傾斜しており、潤滑剤が空洞１９に流
れ込むのを可能にするよう高くできるが、逆動作はシー
ルリップ部３０をシールケースに対して押す傾向にあ
る。同じ反作用は、リップ部２６の角傾斜が空洞１９か
ら外部に逃がすよう潤滑剤の圧力下でシールケース２７
を持ち上げるのを可能にしうるよう、シール２５に対し
て明らかである。異物の逆動作はシールリップ部２６を
シールケース２７に対して押す傾向にある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を具体化するころ軸受組立体の部
分的断面図である。

【図２】図１の環境に適合された典型的シール組立体の
拡大断面図である。

【図３】図１の環境で用いられた変形特性のシール及び
シールケースの断面図である。

【図４】容積グリースシール及びグリースポンプ手段を
有する変形シール組立体の他の断面図である。

【符号の説明】

９ シール組立体 １０ ころ軸受 １１ インナ部品 １２，１４ テーパ付レースウェイ １３ アウタ部品 １５ ころ素子 １６ ケージ組立体 １７，１８，３４ 面 １９，２０ 空洞 ２３，２７，３３，３８ シールケース ２４ フランジ ２５，２９ シール素子 ２６，３０，３５ リップ部 ２８ 突出部 ３１ スリンガ ３２，４５ ノッチ ３６，３９ シール本体 ３７，４０ 部分 ４１ リップ部シール ４２ シールケース面 ４３ ガーターばね ４４ 室 ４６ スリンガ素子

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向動き自由度を制限された介在テー
   パ付ころ素子を設けたカップ及びコーンを有する減摩テ
   ーパ付ころ軸受に使用されるに適した環状構成を有し、
   両回転及び軸方向動作中、異物の排除及び潤滑剤の保持
   に対して障壁を形成し、一つのケース（２３，３８）が
   他のケース（２７，３３）の半径方向に向いたフランジ
   （２８，４０）に関し軸方向に離間した関係にある半径
   方向に向いたフランジ（２４，３７）を有して半径方向
   に離間した関係にあり、軸受カップ及びコーンに夫々係
   合する軸方向に向いた面を有する一対の環状ケース（２
   ３，２７，３８，３３）と、各該半径方向に向いたケー
   スフランジにより担持され、夫々が同じ軸方向に向き、
   該環状ケースの半径方向に対向するケースの軸方向に向
   いた面に対して線接触で摺動自在に係合されたリップ部
   （２６，３０，３５，４１）を有するシール素子（２
   ５，２９，３６，３９）とからなり、該シール素子及び
   環状ケースは、該シール素子が該空洞に互いに直接に向
   いた該一対の環状ケース間の該シール組立体に単一空洞
   （１９，４４）を画成し囲むよう離間しているシール組
   立体。
2. 【請求項２】 該シール素子（２５，３６）の１つは外
   部異物に対する１つのシール素子の線接触位置を示すよ
   う該一対の環状ケース間の位置にそのリップ部（２６，
   ３５）を有する請求項１のシール組立体。
3. 【請求項３】 該１つのシール素子（２５，３６）は異
   物を排除し、該単一密閉空洞（１９，４４）の容積を削
   減するよう該シールケースの動きで潤滑剤の逃がしを可
   能にするのに効果がある角度に位置する請求項２のシー
   ル組立体。
4. 【請求項４】 該シール素子（２９，３９）の１つは該
   シール組立体の該密閉した単一空洞（１９，４４）の空
   間に向けられるべき該一対の環状ケース間の位置にその
   リップ部（３０，４１）を有する請求項１，２及び３の
   うちいずれか一項に記載のシール組立体。
5. 【請求項５】 該半径方向に向いたケースフランジ（２
   ８，４０）の１つにより担持された該シール素子（２
   ９，３９）の１つはテーパ付ころ素子と連通する潤滑剤
   の保持を確実にするようそこの位置に角を成して向いた
   面を有する潤滑ポンプ素子（３２，４５）で形成される
   請求項１乃至４のうちいずれか一項記載のシール組立
   体。
6. 【請求項６】 該半径方向上外向きに離間した該一対の
   環状ケース（２７，３３）の１つは該対の環状ケース
   （２３，３８）の該他方の内方にその該半径方向に向い
   たフランジ（２８，４０）を位置し、該半径方向に内方
   に向いたフランジにより担持されたシール素子（２９，
   ３９）は半径方向に外方に離間した対向ケース（２３，
   ３８）の該軸方向に向いた面と線接触するそのリップ部
   を有する請求項１乃至５のうちいずれか一項記載のシー
   ル組立体。
7. 【請求項７】 ガーターばね手段（４３）は該線接触で
   そこに該リップ部を保持するよう該シール素子（３９）
   に係合する請求項６のシール組立体。
8. 【請求項８】 軸受への異物の侵入の排除に対する障壁
   を形成し実質的に異物のない潤滑剤の保持をなすよう減
   摩ころ素子軸受での使用に適合した環状構成を有し、半
   径方向に離間した関係で、夫々が軸方向に離間し、重畳
   して離間した関係で対向して向いた半径方向に向きのあ
   るフランジ部分（２４，２８，３７，４０）と、重畳し
   て半径方向に離間した関係で軸方向に向いた動作とを有
   し、その間に空洞（１９，４４）の所定の制限を画成す
   る一対のシールケース（２３，２７，３８，３３）と；
   該シールケースの該半径方向に向いたフランジ部分のそ
   れぞれに担持され、夫々が同じ方位に半径方向に、重畳
   して対向シールケースの該軸方向に向いた部分に実質的
   に線接触シール係合で位置したリップ部（２６，３０，
   ３５，４１）を有し、該シールケースと組合わされ、該
   シール組立体内の該空洞を効果的に密封し、夫々が該空
   洞への異物、該軸受組立体のころ素子の内方への潤滑剤
   の動きを抵抗するよう該シールケースの該軸方向に向い
   た部分に関して角関係をとる方向に延在する部分を有す
   る一対のシール素子（２５，２９，３６，３９）とから
   なるシール組立体。
9. 【請求項９】 インナ部品及びアウタ部品を有する減摩
   軸受組立体に供給された潤滑剤を該インナ及びアウタ部
   品間のころ素子で保持する方法であって、該インナ及び
   アウタ部品間にはその間に第１及び第２のシールケース
   をその間の空洞に実質的にしっかりした制限を与えるよ
   う設け；潤滑剤の本体がそこの間に形成された空洞に保
   持されるよう該シールケースの夫々に比較的たわみ易い
   シール素子を設け、ここで１つのシール素子は潤滑剤を
   空洞に通す間異物の侵入に抵抗する位置に軸受組立体の
   外部に向けられ、他のシール素子はその内に潤滑剤の本
   体を補充するよう潤滑剤を空洞に通す間ころ素子と連通
   する方向に空洞内の潤滑剤の本体からの潤滑剤の通過に
   抵抗する位置に軸受組立体の内部に向けられ；ころ素子
   に対して潤滑剤の存在を確実にするよう軸受組立体に潤
   滑剤を保持するよう後者のシール素子を支持するシール
   素子の他の１つに潤滑ポンプ手段を設けることからなる
   方法。