JP2011043200A - Sealing device and rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、密封装置に関する。本発明は、特に、軌道面を有する軌道部材が複数の筒部材のみからなる転がり軸受、車輪用転がり軸受、ウォータポンプ、または、転がり軸受を使用したモータに使用されれば好適な密封装置に関する。また、本発明は、転がり軸受および車輪用転がり軸受に関する。 The present invention relates to a sealing device. In particular, the present invention relates to a sealing device suitable for use in a rolling bearing, a rolling bearing for wheels, a water pump, or a motor using a rolling bearing, in which a raceway member having a raceway surface is composed of only a plurality of cylindrical members. The present invention also relates to a rolling bearing and a wheel rolling bearing.
従来、密封装置としては、特開２００４−１１７３２号公報（特許文献１）に記載されているものがある。 Conventionally, as a sealing device, there is one described in JP-A-2004-11732 (Patent Document 1).
この密封装置は、所謂パックシールであり、芯金部材と、芯金部材に固定された弾性部材と、断面Ｌ字状のスリンガとを備える。上記スリンガは、軸方向に延在する円筒部と、径方向に延在するフランジ部とからなる。 This sealing device is a so-called pack seal, and includes a metal core member, an elastic member fixed to the metal core member, and a slinger having an L-shaped cross section. The slinger is composed of a cylindrical portion extending in the axial direction and a flange portion extending in the radial direction.
上記弾性部材は、基部、アキシアルリップ、ラジアルリップ、および、グリースリップを有し、上記基部は、上記芯金部材に固着されている。上記アキシアルリップは、上記基部から延在して、上記フランジ部に摺動している。上記ラジアルリップは、上記基部から径方向の内方かつ軸方向のフランジ部側に延在して、スリンガの円筒部の円筒外周面に摺動している。また、上記グリースリップは、上記基部から径方向の内方かつ軸方向のフランジ部側とは反対側に延在して、スリンガの円筒部の円筒外周面に摺動している。 The elastic member has a base, an axial lip, a radial lip, and a grease lip, and the base is fixed to the core metal member. The axial lip extends from the base portion and slides on the flange portion. The radial lip extends radially inward and axially toward the flange portion from the base, and slides on the cylindrical outer peripheral surface of the cylindrical portion of the slinger. The grease lip extends from the base portion inward in the radial direction and opposite to the flange portion side in the axial direction, and slides on the cylindrical outer peripheral surface of the cylindrical portion of the slinger.
上記構成のパックシールにおいて、次に示す現象により、アキシアルリップに摩耗が発生することがある。 In the pack seal having the above configuration, the axial lip may be worn due to the following phenomenon.
詳しくは、この密封装置が備えられた車両等が運転されて、密封装置で密封された密封空間の温度が上昇すると、その密封空間内の空気が密封装置を通過して外に排出されることがある。この場合、その後、上記車両等が停止して密封空間内の温度が下がった際に、上記密封空間内の圧力が外部の大気圧に対して負圧になるから、この負圧に起因して、上記アキシアルリップが径方向の内方に押圧される。そして、このことによって、アキシアルリップがフランジ部に押し付けられ、アキシアルリップがフランジ部に長い時間に亘って吸着することがある。そして、このアキシアルリップのフランジ部への吸着に起因して、アキシアルリップの先端が異常に摩耗することがある。また、走行環境により泥水などが密封装置に到達し、アキシアルリップに泥がかみ込むことで、アキシアルリップの先端を摩耗させることがある。 Specifically, when a vehicle or the like equipped with this sealing device is operated and the temperature of the sealed space sealed by the sealing device rises, the air in the sealed space passes through the sealing device and is discharged outside. There is. In this case, after that, when the vehicle or the like stops and the temperature in the sealed space decreases, the pressure in the sealed space becomes negative with respect to the external atmospheric pressure. The axial lip is pressed inward in the radial direction. As a result, the axial lip is pressed against the flange portion, and the axial lip may be adsorbed to the flange portion for a long time. Then, the tip of the axial lip may be abnormally worn due to the adsorption of the axial lip to the flange portion. Further, depending on the traveling environment, muddy water or the like may reach the sealing device, and mud may bite into the axial lip, so that the tip of the axial lip may be worn.
そこで、本発明の課題は、アキシアルリップが摩耗したとしても、その密封性能が低下しにくい密封装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a sealing device in which even if the axial lip is worn, its sealing performance is unlikely to deteriorate.
また、本発明の課題は、そのような密封装置を備える転がり軸受を提供することにある。 Moreover, the subject of this invention is providing a rolling bearing provided with such a sealing device.
上記課題を解決するため、この発明の密封装置は、
円筒部と、この円筒部から上記円筒部の略径方向に延在する径方向延在部とを有する環状の芯金部材と、
上記芯金部材に固着された環状の弾性部材と
を備え、
上記弾性部材は、
上記径方向延在部に固着された基部と、
上記基部から延在して被摺動部に摺動する環状のリップ部と
を有し、
上記基部は、膨潤性を有する材料からなる一体かつ環状の膨潤部を有し、
上記膨潤部は、上記基部の上記リップ部との接合部よりも径方向の上記円筒部側に位置する部分から、上記接合部よりも径方向の上記円筒部側とは反対側に位置する部分まで径方向に延在すると共に、上記リップ部の密封側に上記基部の表面に露出する水浸入面を有し、
上記膨潤部の上記接合部に軸方向に重なる部分の軸方向の長さは、上記膨潤部の上記接合部に径方向に間隔をおいて位置する部分の軸方向の長さよりも長いことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the sealing device of the present invention is:
An annular cored bar member having a cylindrical portion and a radially extending portion extending from the cylindrical portion in a substantially radial direction of the cylindrical portion;
An annular elastic member fixed to the core member,
The elastic member is
A base secured to the radially extending portion;
An annular lip portion extending from the base portion and sliding on the sliding portion;
The base portion has an integral and annular swelling portion made of a material having swelling properties,
The swelling portion is a portion located on the opposite side of the cylindrical portion side in the radial direction from the joint portion from a portion located on the cylindrical portion side in the radial direction with respect to the joint portion with the lip portion of the base portion. Extending in the radial direction and having a water intrusion surface exposed on the surface of the base portion on the sealing side of the lip portion,
The axial length of the portion of the swollen portion that overlaps the joining portion in the axial direction is longer than the axial length of the portion of the swollen portion that is located at a radial interval from the joining portion. It is said.
本発明によれば、リップ部の摩耗によって、泥水等の異物が上記リップ部を通過した場合、密封側に移動した上記異物の水分が、上記水浸入面を介して上記膨潤部内に浸入することになる。そして、上記膨潤部が、軸方向に膨れることにより、上記リップ部が軸方向に移動することになって、リップ部の軸方向の圧力が大きくなる。 According to the present invention, when foreign matter such as muddy water passes through the lip portion due to wear of the lip portion, the moisture of the foreign matter moved to the sealing side enters the swelling portion through the water intrusion surface. become. And when the said swelling part swells to an axial direction, the said lip part will move to an axial direction, and the pressure of the axial direction of a lip part becomes large.
また、上記膨潤部の上記接合部に軸方向に重なる部分の軸方向の長さが、上記膨潤部の上記接合部に径方向に間隔をおいて位置する部分の軸方向の長さよりも長いから、上記膨潤部の上記接合部に軸方向に重なる部分の膨張の度合がとりわけ高くなって、このことにより、リップが、径方向の円筒部側とは反対側に傾斜することになる。 In addition, the axial length of the portion of the swelling portion that overlaps the joining portion in the axial direction is longer than the axial length of the portion of the swelling portion that is located at a radial interval from the joining portion. The degree of expansion of the portion of the swelling portion that overlaps the joining portion in the axial direction is particularly high, and this causes the lip to incline to the opposite side from the cylindrical portion side in the radial direction.
したがって、リップ部が被摺動部に接触する際の接触角を、リップ部の非摩耗状態での値に近づけることができる。したがって、たとえ、リップ部の摩耗が進行したとしても、リップ部の軸方向の押圧力と、リップ部の被摺動部への接触角とが、殆ど変化することがないから、密封性能が優れた状態を維持することができる。 Therefore, the contact angle when the lip portion comes into contact with the sliding portion can be made close to the value of the lip portion in the non-wearing state. Therefore, even if the wear of the lip part progresses, the axial pressing force of the lip part and the contact angle of the lip part to the sliding part hardly change, so the sealing performance is excellent. Can be maintained.
また、本発明の転がり軸受は、
本発明の密封装置と、
上記芯金部材の上記円筒部が固定されると共に、軌道面を有する第１軌道部材と、
上記被摺動部を含むかまたは上記被摺動部が固定されると共に、軌道面を有する第２軌道部材と、
上記第１軌道部材の上記軌道面と、上記第２軌道部材の上記軌道面との間に配置された転動体と
を備えることを特徴としている。
The rolling bearing of the present invention is
A sealing device of the present invention;
The cylindrical portion of the cored bar member is fixed, and a first raceway member having a raceway surface;
A second raceway member that includes or is fixed to the slidable portion and has a raceway surface;
A rolling element is provided between the raceway surface of the first raceway member and the raceway surface of the second raceway member.
本発明によれば、密封装置の密封性能の劣化を抑制できて、転がり軸受の密封性を高くできる。 According to the present invention, deterioration of the sealing performance of the sealing device can be suppressed, and the sealing performance of the rolling bearing can be improved.
本発明の密封装置によれば、リップ部が摩耗して、泥水等の異物がリップ部をすり抜けても、そのすり抜けた泥水等の異物の水分が、水浸入面を介して、膨潤部の内部に浸入することができて、上記膨潤部を膨張させることができる。 According to the sealing device of the present invention, even if foreign matter such as muddy water slips through the lip portion when the lip portion wears, the moisture of the foreign matter such as the muddy water slipped through the inside of the swelling portion through the water intrusion surface. The swelling portion can be expanded.
また、上記膨潤部の接合部に軸方向に重なる部分の軸方向の長さが、上記膨潤部の接合部に径方向に間隔をおいて位置する部分の軸方向の長さよりも長いから、膨潤部を、リップ部の摩耗によって失われた部分を補償するように、膨張させることができる。 In addition, since the axial length of the portion overlapping the joint portion of the swelling portion in the axial direction is longer than the axial length of the portion positioned in the radial direction at the joint portion of the swelling portion, the swelling portion The part can be inflated to compensate for the part lost due to wear of the lip.
したがって、時間の経過と共に、リップ部が摩耗したとしても、密封性能が低下することを抑制できる。 Therefore, even if the lip portion is worn with the passage of time, it is possible to suppress a decrease in sealing performance.
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明の第１実施形態である車輪用転がり軸受の軸方向の断面図である。 FIG. 1 is a sectional view in the axial direction of a wheel rolling bearing according to a first embodiment of the present invention.
この車輪用転がり軸受は、第１軌道部材としての外輪２と、第２軌道部材としての内軸３および内輪４と、複数の第１の玉５と、複数の第２の玉６と、第１密封装置８と、本発明の第１実施形態の第２密封装置９とを備える。上記第１の玉５および第２の玉６は、転動体を構成する。
The wheel rolling bearing includes an
上記内軸３は、軸方向の一端部に、ブレーキディスク１１を取り付けるための径方向に広がる円板状のブレーキディスク取付用フランジ１０を有する。このブレーキディスク取付用フランジ１０の略中心を中心とする同心円上には、複数のボルト貫通穴が形成されている。上記ブレーキディスク取付用フランジ１０に、ブレーキディスク１１を当接させ、さらに、ブレーキディスク１１にホイール部材１３を当接させた状態で、ホイール部材１３のブレーキディスク１１側とは反対側の端面と、ブレーキディスク取付用フランジ１０との間を、複数のボルト１５で固定している。
The
上記内軸３の軸方向の他端部には、内輪４が外嵌されて固定されている。上記内軸３における、内輪４と、ブレーキディスク取付用フランジ１０との間には、軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝１６が形成されている。また、上記内輪４の外周面には、軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝１７が形成されている。
An
上記外輪２は、内軸３におけるブレーキディスク取付用フランジ１０よりも上記他端部側に、内軸３に径方向に対向するように、配置されている。上記外輪２は、軸方向の上記他端部側に、径方向に広がる車体側取付用フランジ１４を有する。この円板状の車体側取付用フランジ１４には、車体側取付用フランジ１４を車体側（ナックル）に取り付けるボルトを挿入するためのボルト貫通穴が複数形成されている。上記外輪２は、外輪２の内周面に軸方向に離間配置された第１軌道面としてのアンギュラ型の第１軌道溝２６および第２軌道面としてのアンギュラ型の第２軌道溝２７を有している。上記第１軌道溝２６は、第２軌道溝２７よりも上記一端部側に位置している。
The
上記複数の第１の玉５は、内軸３の軌道溝１６と外輪２の第１軌道溝２６との間に、保持器１８に保持された状態で、周方向に所定の間隔を隔てられて配置されている。また、上記複数の第２の玉６は、内輪４の軌道溝１７と外輪２の第２軌道溝２７との間に、保持器１９に保持された状態で、周方向に所定の間隔を隔てられて配置されている。
The plurality of
上記第１密封装置８は、内軸３と外輪２との間における、軸方向の上記一端部側（ブレーキディスク取付用フランジ１０側）の開口付近に配置されている。上記第１密封装置８は、内軸３と外輪２との間における上記一端部側の開口を密封している。
The
一方、上記第２密封装置９は、内輪４と外輪２との間における、軸方向の上記他端部側（車体取付用フランジ１４側）の開口付近に配置されている。上記第２密封装置９は、内輪４と外輪２との間における上記他端部側の開口を密封している。
On the other hand, the
図２は、上記リップ部が非摩耗状態である第２密封装置９の周辺の部分拡大断面図である。
FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of the periphery of the
図２に示すように、上記第２密封装置（以下、単に密封装置という）９は、環状の芯金部材５０と、環状の弾性部材５１と、環状のスリンガ５２とを備える。上記弾性部材５１は、芯金部材５０に固着されて、芯金部材５０と一体になっている。
As shown in FIG. 2, the second sealing device (hereinafter simply referred to as a sealing device) 9 includes an annular cored
上記芯金部材５０は、断面Ｌ字状の形状を有している。上記芯金部材５０は、円筒部６０と、環状の径方向延在部６１とからなる。上記円筒部６０は、外輪２（図１参照）の内周面に内嵌されて固定されている。上記円筒部６０は、略軸方向に延在している。一方、上記径方向延在部６１は、円筒部６０の軸方向の上記一端部側（図２の紙面における左側）から径方向の内方に延在している。
The
上記スリンガ５２は、断面Ｌ字状の形状を有している。上記スリンガ５２は、円筒部６５と、環状のフランジ部６６とを有する。上記スリンガ５２の円筒部６５は、内輪４（図１参照）の外周面に外嵌されて固定されている。上記スリンガ５２のフランジ部６６は、被摺動部を構成している。
The
上記スリンガ５２の円筒部６５は、略軸方向に延在する一方、フランジ部６６は、円筒部６５の外周面の軸方向の他端部側（図２の紙面における右側）から径方向の外方に延在している。上記フランジ部６６は、芯金部材５０の径方向延在部６１よりも軸方向の外方に位置している。上記フランジ部６６において径方向の内方の一部を除いた大部分は、上記芯金部材５０の径方向延在部６１に対して隙間を介して軸方向に対向している。
The
上記弾性部材５１は、基部５３と、リップ部の一例としてのアキシアルリップ５５と、第１ラジアルリップ５６と、第２ラジアルリップ５７とを有する。
The
上記基部５３は、一体かつ環状であって、芯金部材５０の円筒部６０の内周面全面と、円筒部６０の内周面につながる径方向延在部６１の軸方向の外方側の端面の全面とを覆うように、芯金部材５０に固着される外方部分と、一体かつ環状であって、径方向延在部６１の径方向の内方の端部とを覆うように、芯金部材５０に固着される内方部分と、さらに、一体かつ環状であって、弾性部材５１の外方部分と内方部分との間に配置され、芯金部材５０の径方向延在部６１の軸方向の内方側の端面の全面を覆うように、芯金部材５０に固着されるとともに、弾性部材５１の外方部分と内方部分とに一体に固着された膨潤部８０と、を備える。
The
上記アキシアルリップ５５は、基部５３の径方向延在部６１に固着している外方部分から軸方向の外方かつ径方向の外方に延在している。上記アキシアルリップ５５は、スリンガ５２のフランジ部６６に摺動している。
The
上記第１ラジアルリップ５６は、基部５３において径方向延在部６１の径方向の内方の端部に固着している内方部分から径方向の内方かつ軸方向のフランジ部６６側に延在している。上記第１ラジアルリップ５６は、スリンガ５２の円筒部６５の外周面に摺動するようになっている。
The first
また、上記第２ラジアルリップ５７は、基部５３において径方向延在部６１の径方向の内方の端部に固着している内方部分から径方向の内方かつ軸方向のフランジ部６６側とは反対側に延在している。上記第２ラジアルリップ５７は、スリンガ５２の円筒部６５の外周面に摺動するようになっている。
Further, the second
上記基部５３は、膨潤部８０を有する。上記膨潤部８０は、水分が浸入すると膨張する性質を有している。上記膨潤部８０は、一体かつ環状の部材である。上記膨潤部８０は、基部５３とアキシアルリップ５５との接合部よりも径方向の芯金部材５０の円筒部６０側に位置する部分から、上記接合部よりも径方向のスリンガ５２の円筒部６５に位置する部分まで径方向に延在している。
The
上記膨潤部８０は、膨潤性を有する材料からなっている。例えば、上記膨潤部８０は、ニトリルゴムと、吸収性のポリマー（ポリウレタン）とを混合した材料からなっている。また、例えば、上記膨潤部８０の材料としては、ゴムまたは合成樹脂に高吸水性樹脂を混合したものや、高吸水性樹脂等を使用できる。高吸水性樹脂は、自重の約５００倍程度の水を吸水保持するものであり、吸水に伴って体積が大きく膨張する。
The swelling
高吸水性樹脂としては、例えば、デンプンにアクリルニトリル、アクリル酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸などをグラフト共重合したデンプン系高吸水性樹脂や、セルロース−アクリルニトリルグラフト共重合体、セルロース−スチレンスルホン酸グラフト共重合体、カルボキシメチルセルロースの架橋物などのセルロース系高吸水性樹脂がある。また、他の高吸水性樹脂としては、ポリビニルアルコールの架橋物、アクリル−酢酸ビニル共重合体ケン化物などのポリビニルアルコール系高吸水性樹脂や、ポリアクリル酸塩架橋物、ポリアクリルニトリル系重合体のケン化物、ポリエチレングリコールジアクリレート架橋物などのアクリル系高吸水性樹脂などがある。 Examples of the superabsorbent resin include starch-based superabsorbent resin obtained by graft copolymerization of acrylonitrile, acrylic acid, styrene sulfonic acid, vinyl sulfonic acid, etc. with starch, cellulose-acrylonitrile graft copolymer, cellulose-styrene. There are cellulosic superabsorbent resins such as sulfonic acid graft copolymers and crosslinked products of carboxymethylcellulose. In addition, as other highly water-absorbent resins, polyvinyl alcohol-based superabsorbent resins such as cross-linked polyvinyl alcohol, saponified acrylic-vinyl acetate copolymer, cross-linked polyacrylate, polyacrylonitrile-based polymer Acrylic superabsorbent resins such as saponified products and polyethylene glycol diacrylate cross-linked products.
尚、上記膨潤部８０の材料は、ゴム材料または合成樹脂に、上記高吸水性樹脂を混合したものが好ましい。混合により、成形性、形状保持性、機械的強度および弾力性が得られるからである。尚、上記膨潤部８０の材料として、上記高吸水性樹脂を単独で使用しても良い。
The swelling
上記膨潤部８０にゴム材を混合する場合、そのゴム材としては、例えば、天然ゴム、ＳＢＲなどの合成ゴム、ポリウレタン等を使用できる。また、上記膨潤部８０に合成樹脂を混合する場合、その合成樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル旧重合体等を使用できる。
When a rubber material is mixed in the swelling
上記弾性部材５１の膨潤部８０以外の部分の材料は、ゴム材からなる。ゴム材としては、例えば、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムが好適に用いられることができる。
The material of the
図２Ａに示すように、アキシアルリップ５５、基部５３、第１ラジアルリップ５６およびスリンガ５２は、密封室９０を画定している。上記膨潤部８０は、アキシアルリップ５５の密封側のみに、基部５３の表面に露出する水浸入面８８を有している。言い換えると、上記膨潤部８０は、密封室９０の内壁の一部を構成して、密封室９０に面する水浸入面８８を有している。
As shown in FIG. 2A, the
上記膨潤部８０において径方向延在部６１に軸方向に重なる部分の軸方向の厚みは、径方向延在部６１から弾性部材５１の表面までの厚みの７０〜９０％に設定されている。上記膨潤部８０において、基部５３とアキシアルリップ５５の接合部、すなわち、アキシアルリップ５５の根本に軸方向に重なる部分８３の軸方向の長さは、膨潤部８０の上記接合部に径方向に間隔をおいて位置する部分８５の軸方向の長さよりも長くなっている。
In the swelling
また、より詳しく、膨潤部８０においてアキシアルリップ５５の根本に軸方向に重なる部分８３について詳述すると、その部分８３の径方向の外方に位置する部分は、その部分８３の径方向の内方に位置する部分よりも、軸方向の寸法が大きくなっている。上記部分８３において径方向の外方に位置する部分の厚さは、径方向延在部６１から弾性部材５２の表面までの厚みの略９０％に設定されている。一方、上記部分８３において径方向の内方に位置する部分の厚さは、径方向延在部６１から弾性部材５２の表面までの厚みの略７０％に設定されている。
In more detail, the
上記アキシアルリップ５５と、第１ラジアルリップ５６と、スリンガ５２とで形成される空間や、第１ラジアルリップ５６と、第２ラジアルリップ５７と、スリンガ５２とで囲まれた空間には、潤滑剤としてのグリースが適量封入または塗布されている。そして、上記グリースによって、アキシアルリップ５５とスリンガ５２との摺動部、第１ラジアルリップ５６とスリンガ５２との摺動部、および、第２ラジアルリップ５７とスリンガ５２との摺動部が、潤滑されるようになっている。また、図２Ａにおいて、密封装置９より軸方向の内方側（図２Ａにおいて左側）に位置する玉１８、１９が配置される玉配置室には、潤滑剤としてのグリースが封入されている。
The space formed by the
図２Ｂは、アキシアルリップ５５が非摩耗状態である場合での、アキシアルリップ５５の先端と、スリンガ５２との外部側の接触角を示す模式図である。図２Ｂは、軸方向の模式拡大断面図である。尚、図２Ｂにおいて、参照番号７０は、スリンガ５２のフランジ部６６（図２Ａ参照）におけるアキシアルリップ５５側の縁を示している。
FIG. 2B is a schematic view showing a contact angle on the outer side between the tip of the
図２Ｂに示すように、上記アキシアルリップ５５が非摩耗な状態な状態では、アキシアルリップ５５の先端と、スリンガ５２との外部側の接触角は、α［°］に設定されている。このα［°］は、密封性能を最も優れたものにできることが、事前に確かめられた角度である。一言で言うと、α［°］は、最適の接触角である。
As shown in FIG. 2B, when the
図２Ｃは、アキシアルリップ５５が非摩耗状態である場合において、軸方向の断面において、アキシアルリップ５５と、基部５３とが成す径方向の外方側の角度を示す模式図である。
FIG. 2C is a schematic diagram showing a radially outward angle formed by the
図２Ｃに示すように、アキシアルリップ５５が非摩耗状態である場合において、アキシアルリップ５５と、基部５３とは、径方向の外方側において、Ａ［°］の角度をなしている。
As shown in FIG. 2C, when the
図３Ａは、アキシアルリップ５５が摩耗した状態の一例であって、膨潤部８０に水分が浸入していない状態での、密封装置９の軸方向の模式断面図である。
FIG. 3A is an example of a state in which the
図３Ａに示す状態において、アキシアルリップ５５は、スリンガ５２のフランジ部６６に対して間隔をおいて位置している。尚、図３Ａは、密封装置９の摩耗状態を誇張した図であり、アキシアルリップ５５と、スリンガ５２のフランジ部６６との隙間は、誇張して描かれている。
In the state shown in FIG. 3A, the
図３Ｂは、図３Ａに示す状態での、アキシアルリップ５５の先端付近の拡大模式断面図である。
3B is an enlarged schematic cross-sectional view of the vicinity of the tip of the
図３Ｂに示すように、図３Ａに示す状態では、泥水や雨水等の水分を含んだ異物９９が、アキシアルリップ５５と、スリンガ５２のフランジ部６６との隙間から、矢印Ｘに示す方向にアキシアルリップ５５を通過して、上記密封室９０（図２Ａ参照）に浸入することになる。
As shown in FIG. 3B, in the state shown in FIG. 3A, the
図３Ｃは、図３Ａに示す状態での、アキシアルリップ５５と、基部５３とが成す径方向の外方側の角度を示す模式拡大断面図である。
FIG. 3C is a schematic enlarged cross-sectional view showing the radially outward angle formed by the
図３Ｃに示すように、図３Ａに示す状態では、アキシアルリップ５５と、基部５３とが成す径方向の外方側の角度が、Ｂ°になっている。この角度は、図２Ｃに示す角度Ａ°よりも小さくなっている。これは、泥水等の異物９９（図３Ｂ参照）によるアキシアルリップ５５の撓みに起因するものである。
As shown in FIG. 3C, in the state shown in FIG. 3A, the radially outward angle formed by the
図４Ａは、アキシアルリップ５５が摩耗状態であって、膨潤部８０に水分が浸入して、膨潤部８０が膨張している状態での、密封装置９の軸方向の模式断面図である。
FIG. 4A is a schematic cross-sectional view in the axial direction of the
また、図５Ａは、参考例の密封装置２０９の図４Ａに対応する断面図である。
5A is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4A of the
密封装置２０９は、上記実施形態の密封装置９との比較において、膨潤部２８０の軸方向の厚さが、径方向の位置によらず略一定である点のみが異なる。
The
上記実施形態の密封装置９は、図４Ａに示すように、膨潤部８０が膨張することによって、アキシアルリップ５５が、スリンガ５２のフランジ部６６に接触している。
In the
また、参考例の密封装置２０９も、図５Ａに示すように、膨潤部２８０が膨張することによって、アキシアルリップ２５５が、スリンガ２５２のフランジ部２６６に接触している。
Further, in the
図４Ｂは、図４Ａのアキシアルリップ５５の先端部付近の模式拡大断面図である。また、図５Ｂは、図５Ａのアキシアルリップ２５５の先端部付近の模式拡大断面図である。尚、図５Ｂにおいて、参照番号２７０は、軸方向の断面において、スリンガ２５２のフランジ部２６６（図５Ａ参照）のアキシアルリップ２５５側の縁を示している。
4B is a schematic enlarged cross-sectional view of the vicinity of the tip of the
図４Ｂに示すように、上記膨潤部８０が膨張した場合では、アキシアルリップ５５の先端と、スリンガ５２との外部側の接触角は、図２Ｂに示す場合と同様に、最適角であるα［°］になっている。
As shown in FIG. 4B, when the swelling
一方、図５Ｂに示すように、参考例の密封装置２０９の場合は、膨潤部２８０が膨張した場合であっても、アキシアルリップ２５５の先端と、スリンガ２５２との外部側の接触角は、β［°］（β＞α）となって、密封性能に優れる最適角αよりも大きくなっている。
On the other hand, as shown in FIG. 5B, in the case of the
図４Ｂに示すように、上記実施形態の密封装置９では、膨潤部８０の膨張によって、密封性能が優れた状態に回復している一方、参考例の密封装置２０９では、密封性能が大きく回復していない。
As shown in FIG. 4B, in the
図４Ｃは、図４Ａのアキシアルリップ５５の根本付近の模式拡大断面図である。また、図５Ｃは、図５Ａのアキシアルリップ２５５の先端部付近の模式拡大断面図である。尚、図４Ｃにおいて、矢印Ｙの大きさは、本実施形態の密封装置９において、膨潤部８０が膨張した後の各径方向の位置に対する軸方向の延びを示している。また、図５Ｃにおいて、矢印Ｚの大きさは、参考例の密封装置２０９において、膨潤部２８０が膨張した後の各径方向の位置に対する軸方向の延びを示している。
FIG. 4C is a schematic enlarged cross-sectional view of the vicinity of the root of the
図４Ｃに示すように、本実施形態の密封装置９では、図５Ｃとの比較において、アキシアルリップ５５の根本に軸方向に重なる径方向の位置における膨張の大きさが、根本に軸方向に重なる部分以外の部分の膨張の大きさよりもより大きくなっている。したがって、アキシアルリップ５５がアキシアルリップ２５５との比較において、より径方向の内方に傾くことになる。
As shown in FIG. 4C, in the
すなわち、基部５３とアキシアルリップ５５とが成す角Ａ［°］は、基部２５３とアキシアルリップ２５５とが成す角Ｂ［°］よりも大きくなる。このことにより、本実施形態の密封装置９は、参考例の密封装置２０９と異なって、最適な接触角α（図４Ｂ参照）を獲得できるのである。
That is, the angle A [°] formed by the
以上の説明を簡潔にまとめると次のようになる。すなわち、密封性能は、最適な接触角αで発揮される。しかし、泥水等の異物９９がアキシアルリップ５５を通過している状態では、アキシアルリップ５５の撓みにより、Ｂ＜Ａとなって、アキシアルリップ５５の根本角は低下する（図３Ｃ参照）。また、図５Ｃに示すように、膨潤部２８０が膨潤し、アキシアルリップ２５５の根本を押し上げた際、単純に垂直方向に持ち上げるだけでは、根本角が、角度Ｂのままであるから、図５Ｂに示すように、接触角は、初期の理想的な状態に戻らない。このため、本実施形態では、初期状態の接触角αに戻すために、リップ根本角が、角度Ｂから角度Ａに戻るように、膨潤部８０の軸方向の厚さを、径方向位置で変動させるようにしているのである。すなわち、膨潤部８０のアキシアルリップ５５の根本に軸方向に重なる部分の軸方向の厚さを、厚くしておくことにより、その部分の膨張したときの幅を大きくして、根本角および接触角を、初期状態であるＡおよびαに戻すようにしているのである。
The above explanation is summarized as follows. That is, the sealing performance is exhibited at the optimum contact angle α. However, in the state in which the
上記実施形態の密封装置９によれば、アキシアルリップ５５の摩耗によって、泥水等の異物９９がアキシアルリップ５５を通過した場合、密封側に移動した異物９９の水分が、水浸入面８８を介して膨潤部８０内に浸入することになる。そして、上記膨潤部８０が、軸方向に膨れることにより、アキシアルリップ５５が軸方向に移動することになって、アキシアルリップ５５の軸方向の圧力が大きくなる。
According to the
また、上記膨潤部８０においてアキシアルリップ５５の根本部（膨潤部８０とアキシアルリップ５５の接合部）に軸方向に重なる部分の軸方向の長さが、膨潤部８０の上記根本部に径方向に間隔をおいて位置する部分の軸方向の長さよりも長いから、膨潤部８０の上記根本部に軸方向に重なる部分の膨張の度合がとりわけ高くなって、アキシアルリップ５５が、径方向のスリンガ５２の円筒部６５側に傾斜することになる。
Further, the axial length of the portion overlapping the root portion of the axial lip 55 (joint portion between the swelling
したがって、アキシアルリップ５５がフランジ部６６に接触する際の接触角を、アキシアルリップ５５の非摩耗状態での値に近づけることができる。したがって、たとえ、アキシアルリップ５５の摩耗が進行したとしても、アキシアルリップ５５の軸方向の押圧力と、アキシアルリップ５５のフランジ部６６への接触角とが、殆ど変化することがないから、密封性能が優れた状態を維持することができるのである。
Therefore, the contact angle when the
尚、上記実施形態の密封装置９では、一つのアキシアルリップ５５を有し、その唯一のアキシアルリップ５５が膨潤部８０の膨張によって、軸方向の外方に移動すると共に、径方向の内方に傾斜するようになっていた。しかしながら、本発明ではＭ（Ｍは、２以上の自然数）個のアキシアルリップを有し、Ｎ（Ｎは、Ｎ≦Ｍを満たす自然数）個のアキシアルリップが、膨潤部の膨張によって、軸方向の外方に移動すると共に、径方向の内方に傾斜するようになっていても良い。尚、この場合において、膨潤部が、Ｎ個存在し、各膨潤部において、上記Ｎ個のアキシアルリップの根本に重なる部分の軸方向の寸法が、その他の部分の軸方向の寸法よりも大きいことが好ましいことは言うまでもないが、膨潤部は、Ｎより小さい数存在するかまたは一体の構造を有していても良い。尚、膨潤部が、複数個存在する場合は、各膨潤部が、水浸入面を有することは言うまでもない。
The
また、上記実施形態の密封装置９では、被摺動部がスリンガ５２のフランジ部６６であったが、この発明では、密封装置は、スリンガを有さなくても良く、使用時において、アキシアルリップが、外輪、内輪、中間輪または内軸の軸方向の端面に接触するようになっていても良い。尚、この場合、上記実施形態と異なり、被摺動部が、第２軌道部材に固定される構成でなくて、被摺動部が、第２軌道部材の一部であって、第２軌道部材に含まれる構成であることは、言うまでもない。
In the
また、上記実施形態の密封装置９では、芯金部材５０を、静止部材である外輪２に固定したが、この発明では、外側軌道部材が回転部材であって、芯金部材を、静止部材である内側軌道部材に固定する構成であっても良い。また、芯金部材を、回転部材側に固定しても良い。
Further, in the
また、上記実施形態の密封装置９では、芯金部材５０およびスリンガ５２の両方が、断面略Ｌ字状の形状を有していたが、この発明では、芯金部材およびスリンガのうちの少なくとも一方が、断面Ｌ字形状でなくても良い。
Moreover, in the
また、上記実施形態の密封装置９は、二つのラジアルリップ５６,５７を有していたが、この発明の密封装置は、一または三以上のラジアルリップ（グリースリップも、ラジアルリップに含む）を有していても良い。また、この発明の密封装置は、ラジアルリップを有していなくても良い。
Further, the
また、上記実施形態の密封装置９では、上記膨潤部８０が、アキシアルリップ５５の密封側のみに、基部５３の表面に露出する水浸入面８８を有していたが、この発明では、膨潤部は、アキシアルリップの密封側とは反対側である外部側に基部の表面に露出する水浸入面を有していても良い。
Further, in the
また、上記実施形態の車輪用転がり軸受では、第１実施形態の密封装置９を、転動体（玉）配置室（潤滑剤封入室）の軸方向の上記他端部側（車体取付用フランジ１４側）の開口付近のみに配置したが、この発明では、本発明の密封装置を、転動体配置室（潤滑剤封入室）の軸方向のブレーキディスク取付用フランジ側のみに配置しても良い。また、この発明では、本発明の密封装置を、転動体配置室（潤滑剤封入室）の軸方向の両側の開口の近傍に、配置しても良い。
In the wheel rolling bearing of the above embodiment, the
また、車輪用転がり軸受において、転動体は、玉でなくて、ころであっても良い、また、玉ところの両方であっても良い。転動体が、ころであるとは、転動体が、円錐ころである場合と、円筒ころである場合と、凸面ころである場合とを含むが、転動体がころである場合、転動体が円錐ころであると好ましい。 Further, in the wheel rolling bearing, the rolling elements are not balls, but may be rollers or both balls. The rolling element is a roller includes a case where the rolling element is a tapered roller, a case where it is a cylindrical roller, and a case where it is a convex roller. However, when the rolling element is a roller, the rolling element is a cone. It is preferable that it is a roller.
尚、本発明の一実施形態の密封装置９は、内輪４と外輪２との間における軸方向の上記他端部側の開口付近に配設され、ブレーキディスク取付け用フランジ１０がない側に配設されているから、内輪４にスリンガ５２を、外輪２に芯金部材５０を容易に取り付けることができる。
The
図６は、第２実施形態のウォータポンプの密封装置１９９の周辺の拡大断面図である。
FIG. 6 is an enlarged sectional view of the periphery of the water
このウォータポンプは、ポンプ軸１００と、メカニカルシール１０１と、ポンプハウジング１０２と、外輪１０５と、本発明の一実施形態の密封装置１９９とを有している。上記ポンプハウジング１０２は、ポンプハウジング１０２を貫通する水抜き穴を有している。また、外輪１０５は、ポンプハウジング１０２の内周面に内嵌されて固定されている。
The water pump includes a
上記ポンプ軸１００、外輪１０５、および、密封装置１９９は、ウォータポンプのウォータポンプ軸受の一部をなしている。すなわち、図示しないが、外輪１０５の内周面の図３に矢印ａで示す側には、軸方向に間隔をおいて、密封装置１９９に近い方から、深溝型の軌道溝と、円筒軌道面が形成されている一方、ポンプ軸１００の外周面の図３に矢印ａで示す側には、軸方向に間隔をおいて、密封装置１９９に近い方から、深溝型の軌道溝と、円筒軌道面が形成されている。
The
外輪１０５の上記軌道溝と、ポンプ軸１００の上記軌道溝との間には、保持器に保持された状態の玉が、周方向に所定の間隔を隔てられて複数配置されている。また、外輪１０５の上記円筒軌道面と、ポンプ軸１００の上記円筒軌道面との間には、保持器に保持された状態の円筒ころが、周方向に所定の間隔を隔てられて複数配置されている。
Between the raceway groove of the
上記密封装置１９９の芯金部材１５０は、第１軌道部材としての外輪１０５の内周面に内嵌されて固定されている一方、密封装置１９９のスリンガ１５２は、第２軌道部材としてのポンプ軸１００の外周面に外嵌されて固定されている。また、上記密封装置１９９の弾性部材１５１は、芯金部材１５０に固着されている。上記スリンガ１５２のフランジ部１６６は、被摺動部を構成している。上記密封装置１９９は、外輪１０５と、ポンプ軸１００との間における、メカニカルシール１０１側の開口を密封している。このようにして、メカニカルシール１０１から矢印ｂで示す方向に漏れだしたポンプ室の冷却水が、ウォータポンプ軸受の内部に入ることを防止している。
The
上記漏れだしたポンプ室の冷却水は、ポンプハウジング１０２に形成された水抜き穴を介して矢印ｃに示す方向に外部に確実に排出されるようになっている。尚、図３において、１１１は、メカニカルシール１０１のゴムスリーブを示し、１１０は、メカニカルシール１０１のコイルバネを示している。
The leaked cooling water in the pump chamber is surely discharged to the outside in the direction indicated by the arrow c through the drain hole formed in the
図６に示すウォータポンプのように、本発明の密封装置１９９を、ウォータポンプに設置すると、上記漏れだしたポンプ室の冷却水が、密封装置１９９内に浸入することを大きく抑制でき、ウォータポンプ軸受の寿命を長くすることができる。
When the
尚、上記実施形態では、本発明の密封装置を、車輪用転がり軸受や、ウォータポンプに設定した。しかしながら、本発明の密封装置を、軌道面を有する軌道部材が外輪および内輪である転がり軸受において、上記外輪と上記内輪との間の少なくとも一方の開口を密封するように配置しても良い。また、本発明の密封装置を、モータにおける、ロータ部材とステータ部材との間に配設する転がり軸受に設置しても良い（尚、この明細書では、転がり軸受を、密封装置と、転動体と、その転動体が転動する軌道面とを有する装置として定義する）。 In the above embodiment, the sealing device of the present invention is set to a wheel rolling bearing or a water pump. However, the sealing device of the present invention may be arranged so as to seal at least one opening between the outer ring and the inner ring in a rolling bearing in which the race member having the raceway surface is an outer ring and an inner ring. In addition, the sealing device of the present invention may be installed in a rolling bearing disposed between the rotor member and the stator member in the motor. (In this specification, the rolling bearing includes the sealing device, the rolling element, and the like. And a track surface on which the rolling element rolls).
また、本発明の転がり軸受は、第１軌道部材は、一体部材であっても、複数の部材からなっていても良く、第２軌道部材も、一体部材であっても、複数の部材からなっていても良い。また、この発明の転がり軸受は、転動体が、単列で配置されても良く、転動体が、２列以上に亘って配置されていても良い。 In the rolling bearing of the present invention, the first race member may be an integral member or a plurality of members, and the second race member may be an integral member or a plurality of members. May be. In the rolling bearing of the present invention, the rolling elements may be arranged in a single row, or the rolling elements may be arranged in two or more rows.
２ 外輪
４ 内輪
５ 第１の玉
６ 第２の玉
９ 密封装置
５０,１５０ 芯金部材
５１,１５１ 弾性部材
５２,１５２ スリンガ
５３ 弾性部材の基部
５５ アキシアルリップ
６０ 芯金部材の円筒部
６１ 芯金部材の径方向延在部
６５ スリンガの円筒部
６６,１６６ スリンガのフランジ部
８０ 膨潤部
８８ 水浸入面
１９９ 密封装置
2
Claims (2)
上記芯金部材に固着された環状の弾性部材と
を備え、
上記弾性部材は、
上記径方向延在部に固着された基部と、
上記基部から延在して被摺動部に摺動する環状のリップ部と
を有し、
上記基部は、膨潤性を有する材料からなる一体かつ環状の膨潤部を有し、
上記膨潤部は、上記基部の上記リップ部との接合部よりも径方向の上記円筒部側に位置する部分から、上記接合部よりも径方向の上記円筒部側とは反対側に位置する部分まで径方向に延在すると共に、上記リップ部の密封側に上記基部の表面に露出する水浸入面を有し、
上記膨潤部の上記接合部に軸方向に重なる部分の軸方向の長さは、上記膨潤部の上記接合部に径方向に間隔をおいて位置する部分の軸方向の長さよりも長いことを特徴とする密封装置。 An annular cored bar member having a cylindrical portion and a radially extending portion extending from the cylindrical portion in a substantially radial direction of the cylindrical portion;
An annular elastic member fixed to the core member,
The elastic member is
A base secured to the radially extending portion;
An annular lip portion extending from the base portion and sliding on the sliding portion;
The base portion has an integral and annular swelling portion made of a material having swelling properties,
The swelling portion is a portion located on the opposite side of the cylindrical portion side in the radial direction from the joint portion from a portion located on the cylindrical portion side in the radial direction with respect to the joint portion with the lip portion of the base portion. Extending in the radial direction and having a water intrusion surface exposed on the surface of the base portion on the sealing side of the lip portion,
The axial length of the portion of the swollen portion that overlaps the joining portion in the axial direction is longer than the axial length of the portion of the swollen portion that is located at a radial interval from the joining portion. Sealing device.
上記芯金部材の上記円筒部が固定されると共に、軌道面を有する第１軌道部材と、
上記被摺動部を含むかまたは上記被摺動部が固定されると共に、軌道面を有する第２軌道部材と、
上記第１軌道部材の上記軌道面と、上記第２軌道部材の上記軌道面との間に配置された転動体と
を備えることを特徴とする転がり軸受。 A sealing device according to claim 1;
The cylindrical portion of the cored bar member is fixed, and a first raceway member having a raceway surface;
A second raceway member that includes or is fixed to the slidable portion and has a raceway surface;
A rolling bearing comprising: a rolling element disposed between the raceway surface of the first raceway member and the raceway surface of the second raceway member.
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