JP2006010056A - 密封機能付き転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 耐泥水機能に優れ、かつ密封手段の取付けに起因する軸受軌道面への悪影響を防止できると共に、密封手段の単独の取り替えや、軸受の点検のための密封手段の着脱が可能な密封機能付き転がり軸受を提供する。
【解決手段】 この密封機能付き転がり軸受は、外輪１と内輪２との間に転動体３を介在させ、内外輪２，１間の環状空間の端部に密封手段８を設けたものである。この密封手段８は、内輪２および外輪１のうちのいずれか一方の部材に取付けられるシール摺接用の円環状のスリンガ９と、他方の部材に取付けられる芯金１１付きのシール１０とでなる。スリンガ９は、前記一方の部材に取付具１３により着脱自在に取付け、シール１０も前記他方の部材に取付具１４により着脱自在に取付ける。
【選択図】 図１

Description

この発明は、インホイールモータ用の軸受など、耐泥水性が要求される箇所で使用される深溝玉軸受やころ軸受等の密封機能付き転がり軸受に関する。

一般的な深溝玉軸受において、密封手段を設ける場合、図９に示すように、外輪５２の内周のシール溝に取付けたシール５５を、内輪５１の外周に摺接させるものが用いられている（特許文献１）。
車輪用軸受装置等の耐泥水性が要求される箇所には、図８に示すように、スリンガ６１と、ラジアルリップ６２ａおよびサイドリップ６２ｂを有する芯金付きシール６２とでなる組合せ型シール装置６０が用いたものがある（特許文献２）。
特開平８−２２６４４９号公報 特開２００３−８４８９７号公報

インホイールモータ等の耐泥水性が要求される箇所に使用するためには、図９に示されるような平面的な一般のシール５５では、シール性能が確保できない。
図８に示す組合せ型シール装置６０はシール機能としては優れる。しかし、その構成部品であるスリンガ６１および芯金付きシール６２を内外輪の端部に圧入固定する構造であるため、このシール装置６０が取付けられる軸受端部に少なからず弾性変形が生じ、軸受軌道面への悪影響が懸念される。特に、薄肉大径の玉軸受においては、スリンガ６１および芯金付きシール６２を圧入固定した場合、真円度などの軸受性能に悪影響を与える。
また、上記組合せ型のシール装置６０は圧入固定するタイプであるため、市場でシール装置６０のみを交換することは実質上不可能である。軸受の点検のためのシール装置６０の取り外しも困難である。

この発明の目的は、耐泥水機能に優れ、かつ密封手段の取付けに起因する軸受軌道面への悪影響を防止できると共に、密封手段の取り替えや点検のための着脱が可能な密封機能付き転がり軸受を提供することである。

この発明の密封機能付き転がり軸受は、内輪と外輪との間に転動体を介在させ、内外輪間の環状空間の端部に密封手段を設けた密封機能付き転がり軸受において、前記密封手段は、前記内輪または外輪であるいずれか一方の軌道輪に取付けられるシール摺接用の円環状のスリンガと、他方の軌道輪に取付けられる芯金付きのシールとでなり、前記スリンガを前記一方の軌道輪に取付具により着脱自在に取付け、前記シールを前記他方の軌道輪に他の取付具により着脱自在に取付けたことを特徴とする。
この構成によると、一方の軌道輪に取付けられるスリンガと他方の軌道輪に取付けられる芯金付きのシールとでなるため、シール性能に優れ、耐泥水が要求される用途にも使用することができる。スリンガおよびシールは、取付具で着脱自在に取付けるようにしたため、密封手段を圧入固定する場合のような密封手段の取付けに起因する軌道輪開口部の弾性変形が回避されて、軸受軌道面への悪影響が生じない。また、シール部材劣化時等の市場での密封手段の単独の取り替えが可能となり、軸受の点検のための密封手段の着脱も容易になる。

この発明において、前記スリンガを前記一方の軌道輪に前記取付具で取付ける箇所が前記一方の軌道輪の端面であり、前記シールの芯金を前記他方の軌道輪に取付ける箇所が前記他方の軌道輪の端面であり、前記各取付具がボルトであっても良い。
このようにボルトで端面に取付けるようにした場合、周面に取付ける場合と異なり、周辺に作業空間が得易く、密封手段の着脱や取り替えを容易に行うことができる。

この発明において、前記スリンガが、前記一方の軌道輪の軸受空間側の周面に嵌合する筒部を有し、前記芯金は前記他方の軌道輪の軸受空間側の周面に嵌合する筒部を有し、これらスリンガの筒部と前記一方の軌道輪の周面との嵌合面、および前記芯金の筒部と前記他方の軌道輪との嵌合面の両方またはいずれか一方に、弾性部材を介在させても良い。上記嵌合面における嵌合は、例えば止まり嵌め、または緩み嵌めとされる。
このように各軌道輪の周面に嵌合する筒部を設けた場合、スリンガおよび芯金の径方向の位置決めが行い易く、固定も堅固に行える。また、その筒部と各部材との嵌合面に弾性部材を介在させたため、スリンガと芯金間の芯ずれが吸収でき、芯ずれに起因するスリンガと芯金間の防水性の低下が防止される。また、スリンガや芯金の内輪や外輪との接触面における防水性も向上する。

上記のように弾性部材を介在させる場合に、前記弾性部材の前記外輪または内輪と接する面に凸部を設けても良い。凸部を設けると、長期の使用で弾性部材が外方部材や内方部材に密着して剥がれ難くなっていても、全体に密着せずに隙間が部分的に得られるため、スリンガや芯金を容易に取り外すことができる。また、凸部を設けたことによる柔軟な弾性により、スリンガと芯金間の芯ずれの防止効果が高められ、芯ずれに起因する防水性の低下をより一層確実に防止することができる。

この発明において、前記スリンガを前記一方の軌道輪に前記取付具で取付ける箇所が前記一方の軌道輪の端面であり、前記シールの芯金を前記他方の軌道輪に取付ける箇所が前記他方の部材の端面である場合に、前記スリンガとこのスリンガが取付けられる前記一方の軌道輪の端面との間、および前記シールの芯金とこの芯金が取付けられる他方の軌道輪の端面との間の少なくとも一方に弾性部材を介在させても良い。
端面に弾性部材を介在させると、内外の部材の端面における密封手段の取付部での防水性を高めることができる。上記のように周面に嵌合する筒部を設けて弾性部材を介在させる構成と併用した場合は、周面から端面にわたる浸入経路において端面と周面の両方で弾性部材を介在させることになるため、より一層防水性を高めることができる。

前記端面に介在させる弾性部材においても、その前記外輪や内輪の端面と接する面に凸部を設けても良い。弾性部材が外輪や内輪に密着して剥がれ難くなっていても、上記凸部があると剥がれ易くなり、スリンガや芯金を容易に取り外すことができる。

前記のように弾性部材に設けられる各部の前記凸部は、円周方向に連続的に伸びる凸状であっても良い。連続的に伸びる凸状であると、弾性部材による密封性を低下させずに、取り外しの容易性を得ることができる。

この発明の密封機能付き転がり軸受は、深溝玉軸受であっても良い。例えば、インホイールモータ等に用いられる深溝玉軸受であっても良い。上記深溝玉軸受は、単列であっても、また複列であっても良い。また、この密封機能付き転がり軸受は、ころ軸受であっても良い。

この発明の密封機能付き転がり軸受は、内輪と外輪との間に転動体を介在させ、内外輪間の環状空間の端部に密封手段を設けた転がり軸受において、前記密封手段が、前記内輪または外輪であるいずれか一方の軌道輪に取付けられるシール摺接用の円環状のスリンガと、他方の軌道輪に取付けられる芯金付きのシールとでなり、前記スリンガを前記一方の軌道輪に取付具により着脱自在に取付け、前記シールを前記他方の軌道輪に他の取付具により着脱自在に取付けたものであるため、耐泥水機能に優れ、かつ密封手段の取付けに起因する軸受軌道面への悪影響を防止できると共に、密封手段の取り替えや点検のための着脱が可能という効果が得られる。

この発明の一実施形態を図１ないし図７と共に説明する。この実施形態の密封機能付き転がり軸受は、複列の深溝玉軸受であり、外輪１と内輪２の対向する複列の軌道面１ａ，２ａ間に転動体３を介在させ、内外輪２，１間の環状空間の両端に密封手段８を設けたものである。外輪１は回転側、内輪２は固定側の部材となる。転動体３はボールからなり、各列毎に保持器６で保持されている。

図２に拡大して示すように、密封手段８は、内輪２に取付けられるシール摺接用の円環状のスリンガ９と、外輪１に取付けられる芯金付きのシール１０との組合せからなる組合せ型シール装置とされている。

スリンガ９は、円筒部分９ａａおよび内向フランジ９ａｂからなる断面Ｌ字状の取付部９ａと、この取付部９ａの内向フランジ９ａｂの内端から折り曲げられて同フランジ９ａｂに一部が重なった状態で外径側に延びる側板部９ｂとでなる。このスリンガ９は、その取付部９ａが内輪２の外周面から端面にわたって被さるように配置され、取付具であるボルト１３により内輪２に着脱自在に取付けられる。ボルト１３は内輪２の端面に設けられたねじ孔からなる取付孔３１にねじ込まれる。スリンガ９の前記取付部フランジ９ａｂと側板部９ｂの重なり部には、前記ボルト１３の挿通孔１５が円周方向に分配して複数形成されている。すなわち、スリンガ９は、前記ボルト挿通孔１５に挿通したボルト１３で、前記取付部フランジ９ａｂと側板部９ｂの重なり部を内輪２の端面に締結することにより内輪２に取付けられる。このスリンガ９の取付けにおいては、スリンガ取付部９ａと内輪２との間に弾性部材１７が介在させられる。

シール１０は、環状の芯金１１と、この芯金１１に加硫接着等で固着された弾性部材１２とからなる。芯金１１は、外向フランジ１１ａａと円筒部分１１ａｂからなる断面Ｌ字状の取付部１１ａと、この取付部１１ａの円筒部分１１ａｂの一端から内径側に延びる側板部１１ｂとでなる。弾性部材１２は、前記芯金１１の取付部円筒部分１１ａｂから側板部１１ｂにわたって固着される。この弾性部材１２には、前記スリンガ９の側板部９ｂに摺接するサイドリップ１２ａと取付部円筒部分９ａａに摺接するラジアルリップ１２ｂ，１２ｃが形成されている。

このシール１０は、その芯金取付部１１ａが外輪１の端部の内周面から端面にわたって被さり、かつ芯金側板部１１ｂがスリンガ９の側板部９ｂに対して軸受内側から軸方向に対向する配置で、取付具であるボルト１４により外輪１に着脱自在に取付けられる。ボルト１４は、外輪１の端面に形成されたねじ孔からなる取付孔３２にねじ込まれる。芯金１１の取付部フランジ１１ａａには、前記ボルト１４の挿通孔１６が円周方向に分配して複数形成されている。すなわち、シール１０は、前記ボルト挿通孔１６に挿通したボルト１４で、前記取付部フランジ１１ａａを外輪１の端面に締結することにより外輪１に取付けられる。シール１０の取付けにおいては、芯金取付部１１ａと外輪１との間に弾性部材１８が介在させられる。

スリンガ９と内輪２との間に介在させる弾性部材１７は、内輪２の外周面に接する円筒部１７ａと、内輪２の端面に接する内向フランジ１７ｂとからなる断面Ｌ字状の環状体とされる。図３に斜視図で示すように、前記円筒部１７ａおよび内向フランジ１７ｂの内輪２と接する面に凸部１９が設けられている。この場合、その凸部１９は円周方向に連続的に延びる凸状とされている。内向フランジ１７ｂには、スリンガ９のボルト挿通孔１５に整合するボルト挿通孔２５が設けられている。

また、シール１０の芯金１１と外輪１との間に介在させる弾性部材１８は、外輪１の内周面に接する円筒部１８ａと、外輪１の端面に接する外向フランジ１８ｂとからなる断面Ｌ字状の環状体とされる。図４に斜視図で示すように、前記円筒部１８ａおよび外向フランジ１８ｂの外輪１と接する面に凸部２０が設けられている。この凸部２０も円周方向に連続的に延びる凸状とされている。外向フランジ１８ｂには、シール１０の芯金１１のボルト挿通孔１６に整合するボルト挿通孔２６が設けられている。

なお、前記各弾性部材１７，１８の表面に設けた凸部１９，２０は、図３および図４に示すような凸状に限らず、図５および図６に示すように分散配置した例えば円すい台状の突起であっても良い。また、凸部１９，２０となる突起は、図７（Ａ）のような円すい台形状に限らず、図７（Ｂ）のような円柱状であっても、図７（Ｃ）のような半球状であっても良い。

上記構成の密封機能付き転がり軸受によると、密封手段８を、円環状のスリンガ９と、芯金１１付きのシール１０とでなる組合せ型シール装置としたので、封入グリースの漏洩防止、外部からの粉塵，泥水等の浸入に対して優れたシール性能が得られる。そのため、自動車のインホイールモータ用の軸受等に適用した場合にも十分なシール性能を確保することができる。
スリンガ９は内輪２にボルト１３で着脱自在に取付け、シール１０は外輪１にボルト１４で着脱自在に取付けているので、圧入嵌合させて取付けるものと異なり、密封手段８の取付けに起因する軸受軌道面１ａ，２ａへの変形等の悪影響が回避される。例えば、薄肉大径の玉軸受であっても、圧入嵌合の場合と異なり、真円度等の軸受性能に悪影響を及ぼすことがない。
また、市場での密封手段８の単独取り替えや、軸受点検のための密封手段８の着脱が容易となる。

この実施形態では、スリンガ９を内輪２にボルト１３で取付ける箇所が内輪２の端面であり、またシール１０の芯金１１を外輪１にボルト１４で取付ける箇所も外輪１の端面であるため、密封手段８の取付位置が軸受の端部でありながら、密封手段８の取り替えを容易に行うことができる。

また、この実施形態では、スリンガ９が、内輪２の外周面に嵌合する取付部円筒部分９ａａを有し、この取付部円筒部分９ａａと内輪２の外周面との嵌合面に、弾性部材１７の円筒部１７ａを介在させているので、この嵌合面での防水性を確実なものとすることができる。シール１０の芯金１１についても、外輪１の内周面に嵌合する取付部円筒部分１１ａｂを有し、この取付部円筒部分１１ａｂと外輪１の内周面との嵌合面に、弾性部材１８の円筒部１８ａを介在させているので、この嵌合面での防水性を確実なものとすることができる。また、上記弾性部材１７，１８の介在により、スリンガ９と芯金１１との芯ずれが吸収され、この芯ずれに起因するスリンガ９と各リップ１２ａ〜１２ｃとの接触不良による防水性の低下が防止され、密封手段８における防水性をより確実なものすることができる。上記弾性部材１７，１８は、必ずしも両方を設ける必要はなく、弾性部材１７，１８のいずれか片方が設けられていると、上記の芯ずれの防止効果が得られる。

スリンガ９の取付部フランジ９ａｂと側板部９ｂとの重なり部と、内輪２の端面との間には、弾性部材１７の内向フランジ１７ｂを介在させているので、内輪２の端面での防水封を確実なものとすることができる。また、シール１０の芯金１１の取付部フランジ１１ａａと外輪１の端面との間に、弾性部材１８の外向フランジ１８ｂを介在させているので、外輪１の端面での防水性を確実なものとすることができる。すなわち内外の部材２，１の端面における密封手段８の取付部での防水性を確実なものすることができる。

前記弾性部材１７，１８における円筒部１７ａ，１８ａの内外の部材２，１と接する面に凸部１９，２０を設けているので、長期の使用で弾性部材１７，１８が外輪１や内輪２に密着して剥がれ難くなっていても、全体に密着せずに隙間が部分的に得られるため、スリンガ９や芯金１１を容易に取り外すことができる。

前記弾性部材１７，１８は、内向フランジ１７ｂおよび外向フランジ１８ｂの内外の部材２，１の端面と接する面にも凸部１９，２０を設けているので、この部分においても、長期使用による密着に対して、容易に取り外しが行える。

前記弾性部材１７，１８の凸部１９，２０を、図３および図４に示すように、円周方向に連続的に延びる凸状とした場合には、前記防水性を向上させることができる。

なお、上記各実施形態では、密封手段８のスリンガ９を内輪２に、シール１０を外輪１に取付けた例を示したが、これに限らず、スリンガ９を外輪１に、シール１０を内輪２に取付ける構成であっても、上記と同様の効果を得ることができる。
また、上記各実施形態は、複列の深溝玉軸受に適用した場合につき説明したが、この発明は単列の軸受においても適用でき、また玉軸受に限らず、ころ軸受にも適用することができる。

この発明の一実施形態にかかる密封機能付き転がり軸受の断面図である。 同軸受装置の部分拡大断面図である。 同軸受装置における外輪と密封手段との間に介在させる弾性部材の斜視図である。 同軸受装置における内輪と密封手段との間に介在させる弾性部材の斜視図である。 外輪と密封手段の間に介在させる弾性部材の他の例を示す部分斜視図である。 内輪と密封手段の間に介在させる弾性部材の他の例を示す部分斜視図である。 弾性部材の表面に形成する凸部の各例を示す斜視図である。 従来例の断面図である。 他の従来例の断面図である。

符号の説明

１…外輪
１ａ…軌道面
２…内輪
２ａ…軌道面
３…転動体
８…密封手段
９…スリンガ
９ａａ…円筒部分
９ａｂ…内向フランジ
９ａ…断面Ｌ字状取付部
９ｂ…側板部
１０…シール
１１…芯金
１１ａｂ…円筒部分
１１ａａ…外向フランジ
１１ａ…断面Ｌ字状取付部
１１ｂ…側板部
１２…弾性部材
１２ａ…サイドリップ
１２ｂ，１２ｃ…ラジアルリップ
１３，１４…ボルト（取付具）
１５，１６…ボルト挿通孔
１７，１８…弾性部材
１７ａ，１８ａ…円筒部
１７ｂ…内向フランジ
１８ｂ…外向フランジ
１９，２０…凸部
２５，２６…ボルト挿通孔
３１，３２…取付孔
５１…内輪
５２…外輪
５５…シール
６０…組合せ型シール装置
６１…スリンガ
６２…芯金付きシール
６２ａ…ラジアルリップ
６２ｂ…サイドリップ

Claims (8)

1. 内輪と外輪との間に転動体を介在させ、内外輪間の環状空間の端部に密封手段を設けた密封機能付き転がり軸受において、
   前記密封手段は、前記内輪または外輪であるいずれか一方の軌道輪に取付けられるシール摺接用の円環状のスリンガと、他方の軌道輪に取付けられる芯金付きのシールとでなり、前記スリンガを前記一方の軌道輪に取付具により着脱自在に取付け、前記シールを前記他方の軌道輪に他の取付具により着脱自在に取付けたことを特徴とする密封機能付き転がり軸受。
2. 請求項１において、前記スリンガを前記一方の軌道輪に前記取付具で取付ける箇所が前記一方の軌道輪の端面であり、前記シールの芯金を前記他方の軌道輪に取付ける箇所が前記他方の軌道輪の端面であり、前記各取付具がボルトである密封機能付き転がり軸受。
3. 請求項１または請求項２において、前記スリンガが、前記一方の軌道輪の軸受空間側の周面に嵌合する筒部を有し、前記芯金は前記他方の軌道輪の軸受空間側の周面に嵌合する筒部を有し、これらスリンガの筒部と前記一方の軌道輪の周面との嵌合面、および前記芯金の筒部と前記他方の軌道輪との嵌合面の両方またはいずれか一方に、弾性部材を介在させた密封機能付き転がり軸受。
4. 請求項３において、前記弾性部材の前記外輪または内輪と接する面に凸部を設けた密封機能付き転がり軸受。
5. 請求項２において、前記スリンガとこのスリンガが取付けられる前記一方の軌道輪の端面との間、および前記シールの芯金とこの芯金が取付けられる他方の軌道輪の端面との間の少なくとも一方に弾性部材を介在させた密封機能付き転がり軸受。
6. 請求項５において、前記弾性部材の前記内輪または外輪の端面と接する面に凸部を設けた車輪用軸受装置。
7. 請求項４または請求項６において、前記凸部が円周方向に連続的に伸びる凸状である密封機能付き転がり軸受。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、深溝玉軸受である密封機能付き転がり軸受。

Images