JP2007177814A - 密封装置、及びこれを用いた転がり軸受装置 - Google Patents

密封装置、及びこれを用いた転がり軸受装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 転がり軸受装置への取り付けを容易としつつ密封性能を長期に渡って維持することができる密封装置、及びこれを用いた転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】 本発明の転がり軸受用の密封装置２０は、外輪１１端部の外周面に外嵌される円筒部２３と、外輪１１端部の端面と当接しつつ円筒部２３から径内方向に延びる円輪部２４と、この円輪部２４の内径側端部からさらに径内方向に延び外輪１１の内周側に突出するとともにシールリップ２２ａ〜２２ｃが取り付けられた内縁部２６とを備えた芯金２１を有している。また、円輪部２４の外径側端部には、フランジ部１２ｃに向かって延びかつフランジ部１２ｃと外輪１１の端部との隙間Ｓを遮蔽する弾性体からなる遮蔽部２７が取り付けられている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、密封性を長期に渡って維持することができる転がり軸受装置用の密封装置、及びこれを用いた転がり軸受装置に関する。
従来より、自動車等の車輪を支持するための転がり軸受装置には、その内部に泥水や異物等が侵入するのを防止するために内外輪間を密封するための密封装置が用いられている。このような密封装置は、転がり軸受装置の内外輪間の両端に取り付けられる（例えば、特許文献１）。
図３は、自動車用の転がり軸受装置の一端部側に取り付けられた従来の密封装置を示す断面図である。図中、転がり軸受装置６０は、自動車の車輪を固定するためのフランジ部６１が形成された回転輪としての内輪６２と、固定輪としての外輪６３と、転動体としての円錐ころ６４とを備えている。転がり軸受装置６０に取り付けられた密封装置５０は、フランジ部６１に対向する外輪６３の端部に内嵌固定された芯金５１と、弾性体からなるとともに芯金５１に取り付けられて内輪６２の外周面及びフランジ部６１に摺接する複数のシールリップ５２〜５４とを備えている。これら複数のシールリップ５２〜５４は、芯金５１の外方側面を基端として内輪６２の外周面及びフランジ部６１へ延びるように形成されており、車両の走行に伴って回転する内輪６２の外周面及びフランジ部６１に摺接することで、内外輪の隙間を密封し、当該転がり軸受装置６０内部に泥水や異物等が侵入するのを防止している。
特開２００４−７６７８４号公報（図１〜図３）
上記密封装置５０が取り付けられた外輪６３の端面は、図３のようにフランジ部６１との間に径外方向に開口する隙間が形成されている。この隙間は径外方向に開口しているためその内部に泥水や異物が侵入すると、それらが内部に留まってしまい、シールリップ５２〜５４は過度に泥水や異物にさらされる場合がある。このため、他端部側に取り付けられる密封装置と比較してより過酷な状況にあり、車両の走行条件によっては、当該密封装置の耐久性能が低下してしまう恐れがあった。
また、密封装置５０を外輪６３に内嵌するとき、軸方向に押し込む際の押し込み量を調整することによって密封装置５０の外輪６３に対する位置決めが行われており、これによって、密封装置５０の外輪６３への取り付けを困難なものにしていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、転がり軸受装置への取り付けを容易としつつ密封性能を長期に渡って維持することができる密封装置、及びこれを用いた転がり軸受装置を提供することを目的とする。
本発明は、内輪の一端部に形成されたフランジ部との間で隙間を形成する外輪端部に固定される芯金と、弾性体からなるとともに、前記芯金に取り付けられて前記内輪の外周面に摺接するシールリップと、を備えた転がり軸受装置用の密封装置において、前記芯金は、前記外輪端部の外周面に外嵌される円筒部と、前記外輪端部の端面と当接しつつ前記円筒部から径内方向に延びる円輪部と、この円輪部の内径側端部からさらに径内方向に延び前記外輪の内周側に突出するとともに前記シールリップが取り付けられた内縁部とを備え、前記円輪部の外径側端部には、前記フランジ部に向かって延びかつ前記フランジ部と前記外輪の端部との隙間を遮蔽する弾性体からなる遮蔽部が取り付けられていることを特徴としている。
上記のように構成された密封装置は、フランジ部と外輪の端部との間の隙間を遮蔽する遮蔽部を有しているので、この隙間に泥水や異物が侵入するのを防止することができる。従って、シールリップの耐久性能が極度に低下するのを防止でき、当該密封装置の密封性能を長期に渡って維持することができる。
また、密封装置は、円輪部が外輪の端面に当接した状態で転がり軸受装置に取り付けられるので、密封装置を外輪に取り付けるべく軸方向に押し込んだ際にも、その押し込み量を調整することなく円輪部を外輪の端面に当接させることで確実に軸方向位置の位置決めができる。これにより、当該密封装置の取り付けを容易にできる。
また、前記遮蔽部は前記シールリップと一体的に形成されていることが好ましく、この場合、遮蔽部とシールリップとを一度に成形することができるので、当該密封装置の製造工程を簡略化でき、製造コストの増大化を防止できる。
さらに、前記遮蔽部は、その前記フランジ部側へ延びる先端部と前記フランジ部との間に僅かな隙間が空くように形成されていることが好ましく、この場合、先端部をフランジ部に摺接させずとも、ラビリンス効果によって遮蔽部の遮蔽効果を維持できる。従って、先端部の摺接による摩擦抵抗等によって転がり軸受装置の回転トルクを増加させることなく、密封装置２０の密封性能を維持することができる。
また、本発明は、一端部にフランジ部が形成された内輪と、この内輪の外方側に複数の転動体を介して配置されるとともにその一端部が前記フランジ部との間で隙間を形成する外輪と、前記内外輪間の両端側に取り付けられ内部を密封する密封装置と、を備えた転がり軸受装置において、前記内外輪間の一端部側に取り付けられる密封装置は、上述の転がり軸受装置用の密封装置であることを特徴としている。
上記のように構成された転がり軸受装置によれば、上述のように密封装置の密封性能を長期に渡って維持することができるので、泥水や異物が当該転がり軸受内部に侵入するのを長期に渡って防止できる。よって、当該転がり軸受装置の耐久性を向上させることができる。
本発明の密封装置によれば、転がり軸受装置への取り付けを容易としつつ密封性能を長期に渡って維持することができる。
また、本発明の転がり軸受装置によれば、上記密封装置によって泥水や異物が当該転がり軸受内部に侵入するのを長期に渡って防止できるので、その耐久性を向上させることができる。
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る密封装置が用いられている転がり軸受装置を示す断面図である。この転がり軸受装置１０は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するものである。
転がり軸受装置１０は、外輪１１と、内輪としての内軸１２と、外輪１１と内軸１２間に配置された転動体としての複数の円錐ころ１３と、これらの円錐ころ１３をそれぞれ保持する保持器１４と、を備えており、複列の円錐ころ軸受を構成している。
外輪１１は、自動車の懸架装置に固定される固定輪であり、その内周面に第一および第二の外輪軌道１１ａ，１１ｂが形成され、外周面には車体に取り付けるための取り付け部１１ｃが形成されている。
内軸１２は、回転輪であると同時に図示しない車輪が取り付けられる車軸を構成しており、外輪１１の内周側に同心に配置されている。内軸１２は、その外周面に第一および第二の外輪軌道１１ａ，１１ｂに対向する第一および第二の内輪軌道１２ａ，１２ｂが形成されている。また、内軸１２の一端部には、車輪を固定するためのフランジ部１２ｃが形成されている。このフランジ部１２ｃは、外輪１１の一端部に対して、径外方向に開口する所定の隙間Ｓをおいて対向するように形成されている。当該転がり軸受装置１０は、このフランジ部１２ｃが形成されている一端部側が車両外方側、他端部側が車両内方側となるように懸架装置に固定される。
上記第一および第二の外輪軌道１１ａ，１１ｂと第一および第二の内輪軌道１２ａ，１２ｂとの間にはそれぞれ複数の円錐ころ１３が転動自在に配置されている。複数の転動ころ１３は、保持器１４によって周方向に所定間隔を保つように保持されている。
また、内軸１２は、内軸本体１６と、リング部材１７とを組合わせて構成されている。内軸本体１６は、上述の第一の内輪軌道１２ａが外周面に形成されるとともに上述のフランジ部１２ｃを一端部に備えている。そして他端部には内輪軌道１２ａよりも小径に形成された小径部１６ａが形成されている。
リング部材１７は、円環状に成形されており、その外周面に第二の内輪軌道１２ｂが形成されている。このリング部材１７は、小径部１６ａに圧入されている。さらに、内軸本体１６の他端部に形成されたかしめ部１６ｂによってリング部材１７の外側端面１７ａを軸方向に対して固定することで、リング部材１７と内軸本体１６とを一体に固定している。
以上の構成により、転がり軸受装置１０は、図示しない車輪が固定される内軸１２を車両に対して回転自在に支持する。
また、外輪１１の両端部と、内軸１２との間には、それぞれ当該転がり軸受装置１０内部を密封するための密封装置２０，３０が取り付けられている。このうち、フランジ部１２ｃとの間で隙間Ｓを形成している外輪１１の一端部側に取り付けられている密封装置２０には、本発明の一実施形態である密封装置が用いられている。
図２は、図１中の密封装置２０の拡大図である。図において、密封装置２０は、内軸１２の一端部に形成されたフランジ部１２ｃに対向する外輪１１の一端部に外嵌固定された円環状の芯金２１と、この芯金２１に取り付けられたシール部材２２とを備えている。
芯金２１は、鋼板等をプレス加工することによって、断面ほぼＬ字状で環状に形成されており、外輪１１端部の外周面１１ｄに外嵌された円筒部２３と、この円筒部２３の一端部から径内方向に延びる円輪部２４と、を有している。円輪部２４は、その内側面２４ａが外輪１１の端面１１ｅに当接しており、その内径側端部には、さらに径内方向に延ばされて外輪１１の内周側に突出する内縁部２６が、折れ曲がり部２５により繋げられて形成されている。
シール部材２２は、ニトリルゴム等の弾性体を円環状に形成したもので、円輪部２４の外側面２４ｂ及び内縁部２６に加硫接着等によって固定されている。このシール部材２２は、内軸１２の外周面１２ｄに摺接するラジアルリップ２２ａ，２２ｂと、フランジ部１２ｃの端面１２ｃ１に摺接するアキシャルリップ２２ｃと、を有している。これらラジアルリップ２２ａ，２２ｂ及びアキシャルリップ２２ｃは、芯金２１の内縁部２６を基端としてそれぞれ外周面１２ｄ、端面１２ｃ１に延びるように形成されており、当該転がり軸受装置１０の内部に泥水等が進入しないように密封している。
また、シール部材２２は、フランジ部１２ｃに向かって延びる円筒状の遮蔽部２７を有している。この遮蔽部２７は、上記各リップ２２ａ，２２ｂ，２２ｃとともにシール部材２２として一体的に形成されている。遮蔽部２７は、円輪部２４の外径側端部を基端としてフランジ部１２ｃに向かって延びるように形成されており、フランジ部１２ｃと外輪１１の端部との隙間Ｓを遮蔽している。
なお、遮蔽部２７は、各リップ２２ａ，２２ｂ，２２ｃを含むシール部材２２とは別体として形成しても良いが、上記のように一体的に形成することで、遮蔽部２７と各リップ２２ａ，２２ｂ，２２ｃとを一度に形成することができる。よって、密封装置２０の製造工程を簡略化でき、製造コストの増大化を防止できる。
上記のように構成された本実施形態の密封装置２０は、フランジ部１２ｃと外輪１１の端部との間の隙間Ｓを遮蔽する遮蔽部２７を有しているので、この隙間Ｓに泥水や異物が侵入するのを防止することができる。従って、各シールリップの耐久性能が極度に低下するのを防止でき、密封装置２０の耐久性能を長期に渡って維持することができる。
また、本実施形態の密封装置２０は、円輪部２４が外輪１１の端面１１ｅに当接した状態で転がり軸受装置１０に取り付けられているので、密封装置２０を外輪１１に取り付けるべく軸方向に押し込んだ際にも、その押し込み量を調整することなく円輪部２４を外輪１１の端面１１ｅに当接させることで確実に軸方向位置の位置決めができる。これにより、当該密封装置２０の取り付けを容易にできる。
以上により、本実施形態の密封装置２０は、転がり軸受装置１０への取り付けを容易としつつ密封性能を長期に渡って維持することができる。
また、本実施形態のような遮蔽部２７を上記従来例のように外輪に内嵌固定される芯金を有する密封装置に設けようとすると、本実施形態のように外嵌固定する芯金とした場合と比較して芯金の外径寸法が小さくなり、遮蔽部を設けるためのスペースを確保することが困難になる場合がある。しかし、本実施形態の密封装置２０によれば、上記のように、芯金２１を外輪１１に外嵌固定するための円筒部２３と円輪部２４とを設けたことで、芯金２１の外側面２４ｂの面積を上記従来例の密封装置と比較して増加させることができ、これによって、遮蔽部２７を取り付けるためのスペースを確保することが容易となる。
また、密封装置２０は、治具等によって当該密封装置２０の外方側端面を押圧して、軸方向に押し込まれて外輪１１に取り付けられる。このため、上記従来例のように外周径が比較的小さい芯金に遮蔽部を設けると、密封装置の外方側端面における前記治具等で押圧可能な部分が減少し、密封装置２０を外輪１１に取り付けることが困難になるといった問題が生じる恐れがある。しかし本実施形態では、上述のように、芯金２１に円輪部２４を設けたことで、芯金２１の外側面２４ｂの面積が増加できる。さらに、遮蔽部２７は、円輪部２４の外径側端部に設けられるとともに、各リップ２２ａ〜２２ｃは、円輪部２４よりもさらに内径側に延ばされた内縁部２６を基端部として設けたので、外側面２４ｂ付近にはシールリップ等の突起が無い部分を確保することができる。従って、密封装置２０は、この突起等の無い部分を治具等によって押圧することができ、その取り付けが困難となるのを防ぐことができる。
以上のように、本実施形態の密封装置２０では、外輪１１に外嵌固定すべく、円筒部２３と円輪部２４とを設けたことで、外輪１１への取り付けを容易にすると同時に遮蔽部２７を取り付けるためのスペースの確保を容易とすることができる。
また、遮蔽部２７は、その先端部２７ａと、フランジ部１２ｃとの間に僅かな隙間を空けて形成されている。この遮蔽部２７は、先端部２７ａをフランジ部１２ｃに摺接させた状態に形成しても良いが、上述のように、フランジ部１２ｃに摺接させず僅かな隙間を空けることで、この隙間によるラビリンス効果によって遮蔽部２７の遮蔽効果を維持できる。従って、先端部２７ａの摺接による摩擦抵抗等によって転がり軸受装置１０の回転トルクを増加させることなく、密封装置２０の密封性能を維持することができる。
また、上記の転がり軸受装置１０によれば、密封装置２０によって、泥水や異物が当該転がり軸受１０の内部に侵入するのを長期に渡って防止できるので、その耐久性を向上させることができる。
本発明は上記実施形態のみに限定されるものではない。本実施形態では、遮蔽部２７は筒状としたが、隙間Ｓを遮蔽する形状であれば、特に限定されるものではなく、例えば、周方向に分割された多数の遮蔽部を組み合わせることによって、隙間Ｓを遮蔽するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、複列の円錐ころ軸受を構成した転がり軸受装置に適用した場合を示したが、複列のアンギュラ玉軸受等、他の転がり軸受に対しても適用することができる。
本発明の一実施形態に係る密封装置が用いられている転がり軸受装置を示す断面図である。 図１中、本実施形態に係る密封装置の拡大図である。 従来の密封装置を示した断面図である。
符号の説明
１０ 転がり軸受装置
１１ 外輪
１１ｄ 外周面
１１ｅ 端面
１２ 内軸（内輪）
１２ｃ フランジ部
１２ｄ 外周面
１３ 円錐ころ（転動体）
２０ 密封装置
２１ 芯金
２２ａ，２２ｂ ラジアルリップ（シールリップ）
２２ｃ アキシャルリップ（シールリップ）
２３ 円筒部
２４ 円輪部
２６ 内縁部
２７ 遮蔽部
２７ａ 先端部
Ｓ 隙間

Claims (4)

  1. 内輪の一端部に形成されたフランジ部との間で隙間を形成する外輪端部に固定される芯金と、
    弾性体からなるとともに、前記芯金に取り付けられて前記内輪の外周面に摺接するシールリップと、を備えた転がり軸受装置用の密封装置において、
    前記芯金は、前記外輪端部の外周面に外嵌される円筒部と、前記外輪端部の端面と当接しつつ前記円筒部から径内方向に延びる円輪部と、この円輪部の内径側端部からさらに径内方向に延び前記外輪の内周側に突出するとともに前記シールリップが取り付けられた内縁部とを備え、
    前記円輪部の外径側端部には、前記フランジ部に向かって延びかつ前記フランジ部と前記外輪の端部との隙間を遮蔽する弾性体からなる遮蔽部が取り付けられていることを特徴とする転がり軸受装置用の密封装置。
  2. 前記遮蔽部が、前記シールリップと一体的に形成されている請求項１に記載の転がり軸受用の密封装置。
  3. 前記遮蔽部は、その前記フランジ部側へ延びる先端部と前記フランジ部との間に僅かな隙間が空くように形成されている請求項１又は２に記載の密封装置。
  4. 一端部にフランジ部が形成された内輪と、この内輪の外方側に複数の転動体を介して配置されるとともにその一端部が前記フランジ部との間で隙間を形成する外輪と、前記内外輪間の両端側に取り付けられ内部を密封する密封装置と、を備えた転がり軸受装置において、
    前記内外輪間の一端部側に取り付けられる密封装置は、請求項１記載の転がり軸受装置用の密封装置であることを特徴とする転がり軸受装置。
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