JP2005098417A

JP2005098417A - 軸受用密封装置

Info

Publication number: JP2005098417A
Application number: JP2003333823A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Umeno; 剛梅野
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2005-04-14

Abstract

【課題】外部から入り込む泥や砂利等の異物を外部へ排除し、密封装置の長寿命化を図る。
【解決手段】外輪２の端部内周面に固定される外輪側金属環６と、内輪３の端部外周面に固定される内輪側金属環７と、外輪側金属環６に固定され内輪側金属環７に摺接する環状シールリップ部８とを備え、内側金属環７は、環状シールリップ部８よりも外側の端部から径方向外側へ延びる内輪側環状部７ｂを有する。内側環状部７ｂの内側面には、内部空間の異物を外径側に送り出して排除する異物排除フィン１２が円周方向に沿って複数設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸受用密封装置に係り、より詳しくは、自動車等の車輪支持用転がり軸受装置に好適な軸受用密封装置に関する。

自動車等の車輪支持用転がり軸受装置は、一般に、外輪と内輪との空間を密封するため、外輪の端部内周面に外輪側金属環を固定し、内輪の端部外周面に内輪側金属環を固定し、環状シールリップ部を外輪側金属環に固定するとともに内輪側金属環に摺接させてなる密封装置を備える（特許文献１参照。）。
特開昭６２−２８３２６１号公報

上記密封装置では、車両の走行に伴い、泥水や砂利、小石等の異物が、外輪側金属環と内輪側金属環との対向隙間から内部空間に入り込み易く、一旦、浸入した異物は外部へと排除しにくく、内部空間に残留堆積した異物により密封装置の寿命が短くなるおそれがあるという課題がある。

本発明による軸受用密封装置は、外輪の端部内周面に固定される外輪側金属環と、内輪の端部外周面に固定される内輪側金属環と、外輪側金属環に固定され内輪側金属環に摺接する環状シールリップ部とを備えた軸受用密封装置であって、内輪側金属環は、径方向外側へ延びる環状部を備えるとともに、環状シールリップ部は、外輪側金属環から延びて環状部の内側面に摺接するリップを備え、環状部におけるリップが摺接する部位よりも径方向外側の内側面に、円周方向に対して傾斜した傾斜面を備えた異物排除フィンを円周方向複数設けたことを特徴とするものである。

本発明による異物排除フィンの作用を説明する。内輪が回転すると、外輪側金属環と内輪側金属環との隙間を通じて内部に浸入している泥や砂利等の異物は、回転遠心力の作用等により径方向外側に移動させられ、異物排除フィンの傾斜面に当たる。そうすると、この傾斜面は円周方向に対して傾斜しているため、当該異物排除フィンに当たった異物には、径方向外側方向への力が作用し、これによって異物は径方向外側の外部へと排除される。

異物排除フィンの円周方向両側に傾斜面を設けた場合、内輪の回転がいずれであっても、異物排除フィンに当たった異物を外部へと排除できて好ましい。

異物排除フィンは、内輪側金属環の環状部に一体に設けても、別体に設けてもよい。異物排除フィンを、ゴムのような弾性材もしくは樹脂材で構成する場合、この弾性材もしくは樹脂材が、環状部の外径側端部を全周にわたって覆うように設け、その一部を内側に突出させて設けることが好ましい。このように構成すると、環状部と、弾性材もしくは樹脂材との結合が強固となり、長く使用しても、異物排除フィンが環状部から分離したり脱落したりするおそれがない。

本発明によれば、密封装置の内部空間に異物が入り込んでも、これら異物を容易かつ迅速に排除できるから、密封装置のより長寿命化を達成でき、これを組み込んだ軸受の性能を長期にわたり維持できるようになる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態に係る軸受用密封装置を説明すると、図１は軸受用密封装置の断面図、図２は、図１の（２）−（２）線に沿って矢印方向に見た断面図である。

これらの図を参照して、転がり軸受１は、外輪２と、内輪３とを備えるとともに、外輪２と内輪３との間に複数の玉４が介装され、外輪２の端部内周面と内輪３の端部外周面との間に密封装置５が組み込まれている。内輪３は、回転軸９の外周面に嵌着されている。

密封装置５は、外輪側金属環６と、内輪側金属環７と、環状シールリップ部８とを備え、外輪側金属環６は、外輪２の内周面に内嵌される外輪側円筒部６ａと、外輪側円筒部６ａの内端部から径方向内側に延びる外輪側環状部６ｂとにより、断面Ｌ字形状に構成され、外輪２の内周面の段部２ａに当接する位置まで圧入されている。

内輪側金属環７は、内輪３の端部外周面に外嵌される内輪側円筒部７ａと、内輪側円筒部７ａの外端部から径方向外側に延びる内輪側環状部７ｂとにより、断面逆Ｌ字形状に構成されている。外輪側金属環６の外輪側円筒部６ａの外端部と、内輪側金属環７の内輪側環状部７ｂの外径側端部とは、径方向に若干の隙間１０を隔てて対向している。

環状シールリップ部８は、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコンゴム等のゴム材料、もしくはその他の弾性材料からなり、外輪側円筒部６ａの内周面から外輪側環状部６ｂの内側面にかけて固着されており、外輪側環状部６ｂの内径端から内径側方向に延びる主リップ８ａと補助リップ８ｂとを備えるとともに、軸受外側方向に延びるサイドリップ８ｃを備えている。主リップ８ａと補助リップ８ｂは、内輪側円筒部７ａの外周面に、サイドリップ８ｃは、内輪側環状部７ｂの内側面にそれぞれ摺接している。環状シールリップ部８は、上記構造によって内輪側環状部７ｂの外径側部分との間に内部空間１１を有する。

以上の構成において、本発明は、内輪側環状部７ｂにおけるサイドリップ８ｃが摺接する部位よりも径方向外側の内側面に、異物排除フィン１２を円周方向に沿い複数設けたことに特徴を備える。

以下、その構造を説明する。異物排除フィン１２は、内部空間１１に浸入した異物を外径側に送り出して排除するもので、密封装置内側からの側面視で、円周方向のフィン幅が外径側ほど細くなって円周方向両側に、径方向の外側に向いた傾斜面１２ａ，１２ｂを有した形状となっている。異物排除フィン１２は、このような形状に限らず、外径側に向けて尖鋭な三角形や他の形状でもよく、フィン幅が外径側ほど細い形状であればよい。

異物排除フィン１２は、その円周方向両側に傾斜面１２ａ，１２ｂを備えているから、内輪３がいずれの方向に回転しても、異物を外部へ排除できるが、内輪３の回転方向に合わせてその傾斜面１２ａ，１２ｂのうちの一方を設けてもよい。

ここで、傾斜面１２ａ，１２ｂは円周方向対称であるので、一方の傾斜面１２ａの傾斜角度について説明すると、図２において異物排除フィン１２の傾斜面１２ａの一部を拡大した円Ａを示す。内輪３の回転方向と一致する円周方向線Ｌと傾斜面１２ａとの交点をＯとし、この交点Ｏにおいて、円周方向線Ｌと傾斜面１２ａとのなす角度θは理論的には０度より大きく、９０度より小さい範囲が傾斜面といえる。また、傾斜面１２ａの傾斜角度は、小さいほど異物を外径方向に排除する力が大きく作用するが、好ましい角度範囲は実験等により適宜に定めるとよい。なお、両傾斜面１２ａ，１２ｂの傾斜角度は同じであってもよく、あるいは異ならせてもよい。また、傾斜面１２ａ，１２ｂは、径方向外側へ直線なテーパ面形状でも凸曲面形状でも、あるいは凹曲面形状でもよい。凸曲面や凹曲面の場合は、上記交点Ｏにおける接線と円周方向線Ｌとがなす角度が９０度未満の実験等により適宜に定めた範囲であればよい。

異物排除フィン１２は、内輪側環状部７ｂの一部を密封装置内側に突出するよう塑性変形させることで、内輪側環状部７ｂと一体に形成されているが、内輪側環状部７ｂとは異なる材料で構成してもよい。異物排除フィン７ｂは、環状シールリップ部８のサイドリップ８ｃと干渉しないよう、サイドリップ８ｃの摺接領域（図２にその限界線を仮想線Ｓで示す）の外径側に設けられている。

上記構成の密封装置において、内輪側金属環７は、内輪３と一体に回転する。内輪側金属環７が、例えば図２での矢印イの方向に回転しているとすると、外輪側金属環６と内輪側金属環７との隙間１０を通じて内部空間１１に浸入して来た泥や砂利等の異物Ｔは、異物排除フィン１２の一方の傾斜面１２ａに当たり、その傾斜面１２ａに沿って外径側に（図２の矢印ロの方向に）飛ばされて、隙間１０から外部へと排除される。内輪側金属環７が、図２での矢印イとは反対の方向に回転した場合は、異物Ｔは、異物排除フィン１２の他方の傾斜面１２ｂに当たり、その傾斜面１２ｂに沿って隙間１０から外部へと排除される。

次に、図３および図４を参照して、本発明の他の実施形態を説明する。図３は、他の実施形態に係る軸受用密封装置の要部の断面図、図４は、内輪側金属環を径方向に断面して密封装置内側から見た断面図であり、図１および図２と対応する部分には同一の符号を付している。

この実施形態では、ゴムのような弾性材１３が、内輪側環状部７ｂの外径側端部を断面コ字形もしくはＵ字形に覆うように全周にわたって設けられており、内輪側環状部７ｂの内側面には、弾性材１３が延長されて、その延長部により内輪側環状部７ｂの内側面に添う薄肉部１３ａが形成されている。そして、この薄肉部１３ａに、異物を排除するための異物排除フィン１２が一体に形成されている。弾性材１３の薄肉部１３ａと異物排除フィン１２とは、サイドリップ８ｃの摺接領域Ｓの外径側に設けられる。弾性材１３に替えて、樹脂材を用いてもよい。

この実施形態では、内輪側環状部７ｂと、弾性材１３もしくは樹脂材との結合が強固で、長く使用しても、異物排除フィン１２が内輪側環状部７ｂから分離したり、脱落することがない。

図５を参照して、本発明のさらに他の実施形態を説明する。図５は、さらに他の実施形態に係る軸受用密封装置の断面図であり、図１ないし図４と対応する部分には同一の符号を付している。

この実施形態では、内輪側金属環７が、回転センサ１４に対応する多極磁石ロータの支持環として利用されており、内輪側金属環７の内輪側環状部７ｂの外側面には、全周にわたって着磁ゴム１５が添設されている。

着磁ゴム１５は、内輪側環状部７ｂの外径側端部を断面コ字形もしくはＵ字形に覆うように全周にわたって内輪側環状部７ｂの内側面側へ延長されており、内輪側環状部７ｂの内側面には、着磁ゴム１５の延長部からなる薄肉部１５ａが添設されている。そして、着磁ゴム１５の薄肉部１５ａの一部に、異物を排除するための異物排除フィン１２が一体に形成されている。薄肉部１５ａと異物排除フィン１２とが、サイドリップ８ｃの摺接領域Ｓの外径側に設けられる点は、図３および図４の実施形態と同じで、薄肉部１５ａと異物排除フィン１２とを密封装置内側から見た形状は、前記した図４と同じである。

また、この実施形態では、環状シールリップ部８の外輪側金属環７への固定部８ｄに、内部空間１１の異物を回転遠心力で外部へ排除する環状斜面８ｅを備えた膨出部８ｆが形成されている。

この実施形態では、内部空間１１に浸入して来た泥等の異物は、異物排除フィン１２の傾斜面１２ａ，１２ｂに当たることで、ほとんどが外径側に飛ばされて、隙間１０から外部へと排除される。残余の異物は、環状シールリップ部８の膨出部８ｆの環状斜面８ｅに受け止められ、環状斜面８ｅに沿って外径側に移動して、外部に排除される。このほか、内輪側金属環７とその内輪側環状部７ｂの外側面に接合された着磁ゴムと１５は、回転センサ１４に対して、被検出部として機能する。

この実施形態においても、内輪側環状部７ｂと着磁ゴム１４との結合が強固で、長く使用しても、異物排除フィン１２が内輪側環状部７ｂから分離したり、脱落することがない点は、図３および図４の実施形態の場合と同じである。

なお、上記密封装置５が組み込まれる転がり軸受としては、転がり軸受単独に限定されず、自動車等の車両においてその車輪を支持する各世代の転がり軸受装置に組み込んでも好適である。

本発明は、各種の転がり軸受に組み込まれる密封装置として利用可能である。

本発明の最良の実施形態に係る軸受用密封装置の断面図。図１の（２）−（２）線に沿って断面して密封装置内側から見た断面図。本発明の他の実施形態に係る軸受用密封装置の要部の断面図。図３に示す内輪側金属環を径方向に断面して密封装置内側から見た断面図。本発明のさらに他の実施形態に係る軸受用密封装置の断面図。

符号の説明

２外輪
３内輪
５密封装置
６外輪側金属環
７内輪側金属環
７ａ内輪側円筒部
７ｂ内輪側環状部
８環状シールリップ部
１２異物排除フィン

Claims

外輪の端部内周面に固定される外輪側金属環と、内輪の端部外周面に固定される内輪側金属環と、外輪側金属環に固定され内輪側金属環に摺接する環状シールリップ部とを備えた軸受用密封装置であって、
内輪側金属環は、径方向外側へ延びる環状部を備えるとともに、環状シールリップ部は、外輪側金属環から延びて環状部の内側面に摺接するリップを備え、
環状部におけるリップが摺接する部位よりも径方向外側の内側面に、円周方向に対して傾斜した傾斜面を備えた異物排除フィンを円周方向複数設けたことを特徴とする軸受用密封装置。
異物排除フィンは、円周方向両側に傾斜面を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の軸受用密封装置。