JP4051528B2 - 転がり軸受の密封装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は転がり軸受の密封装置に関し、更に詳しくは、外部から加えられる圧力に対する耐圧性に優れた密封装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えばバギー等のエンジンクランクやトランスミッションに使用されている軸受には、コンロッドやギヤインナーに効率よく潤滑油を圧送するために、耐圧シール軸受と称される軸受が使用されている。
【0003】
すなわち、バギーのトランスミッションの例を示すと、図3にその要部断面図を例示するように、アクスルドライブ61の一端部を支持する転がり軸受62の片側の側面を通ってオイルポンプに連通する潤滑油の油路63が形成されており、この油路63を介して供給された高圧の潤滑油はアクスルドライブ61の中心を通る油路64を経て当該アクスルドライブ61側のギアインナへと導かれると同時に、アクスルドライブ61を貫通してアクスルメイン(図示せず)側に連通する油路65を介してアクスルメイン側のギアインナへと導かれる。転がり軸受62は、従って、その片側の側面に潤滑油の高圧力が作用するため、この高圧に耐えて潤滑油が転がり軸受62内に入り込まないように、その片側に耐圧性に富んだ密封装置62aが装着された軸受、つまり耐圧シール軸受が用いられる。
【0004】
耐圧シール軸受は、以上のように軸受外部の潤滑油等の流体の圧力に対する耐圧性に優れた軸受であり、シール(密封装置)とそのリップが摺動接触する内輪の形状等に種々の工夫がなされている。
【0005】
例えば実公平6−19859号には、図4に示すように、内輪71と外輪72の間に保持器73によって複数の転動体74を転動自在に配置した転がり軸受において、内輪71の肩部に段部711を設け、その段部711の軸受外方を向く側壁711aにリップ752の先端部が摺動接触するようにその外縁部を外輪72に装着する密封装置75を設け、その密封装置75の芯金751がリップ752の摺動接触相手である段部側壁711aに対向する位置にまで伸びてリップ752の段部側壁711aに対する摺動接触部位の後背部においてリップ752を外圧から保護するとともに、リップ752の断面形状を径方向中心側ほど軸方向への肉厚を厚くして軸受の内側に突出させた略三角形状として、段部側壁711aに対して線接触するように構成することによって、リップ752の先端部に充分な柔軟性を持たせ、かつ、内輪71に対する接触抵抗を少なくして、外圧が大きくなることによる摩擦抵抗の増大を抑制して摩耗を軽減させ、長期に渡り安定してシール効果を得られるようにした軸受の耐圧式密封装置が開示されている。
【0006】
そして、この種の耐圧シール軸受においては、リップ752の摩耗をより低減させるために、図5にリップ752の近傍を軸受の内側から見た要部正面図を示すように、リップ752の軸受の内側(内輪71と外輪72の間に形成される環状空間の内方)を向く面に、放射状に複数のリブ752aを形成する対策が採られている。このリブ752aの存在により、密封性が若干低下する反面、内輪71との接触面積が少なくなり、リブ752aが存在しない場合に比して、外圧が作用したときの摩耗量を少なくすることができる。すなわち、リブ752aが存在しない場合、外圧の作用時に内輪71との接触によるリップ752の摩耗量が大きくなり、外圧が低下した場合に内輪71とリップ752の間の隙間が大となり、結果的に油漏れ量(高圧側の油が密封装置を通過する量、以下同)が大となってしまう。リブ752aの形成により、リップ752の内輪71に対する摩擦抵抗を軽減させ、これによってリップ752の摩耗量を低減させ、ひいては油漏れ量を少なくすることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような放射状にリブ752aを設けた構造によると、外圧が高い場合にはリップ752の弾性変形により密封性がよくなるが、外圧が低い場合には、リップ752およびリブ752aの弾性変形量が小さくなって、内輪71とリップ752との間の隙間が大となり、油漏れ量が比較的大となるという問題がある。
【0008】
本発明の目的は、外圧が高い場合にリップと内輪との間の摩擦抵抗を軽減させてリップの摩耗を少なくすることができ、しかも外圧が低い場合においても油漏れ量を可及的に少なくすることのできる転がり軸受の密封装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の転がり軸受の密封装置は、転がり軸受の内・外輪間に形成される環状空間の軸方向端部に装着される密封装置であって、環状の芯金の少なくとも内縁部に弾性材料からなるリップが一体に形成されてなり、そのリップは、径方向中心側ほど軸方向への肉厚が厚く、その最大肉厚部である先端部が内輪の肩部に形成されている段部の環状空間外方に向く側壁に当接するよう、その外縁部が外輪に対して装着されるとともに、上記リップの環状空間内方に向く面には複数のリブが形成され、その各リブは、内輪の回転方向に対向して凹となる向きの曲線に沿って伸び、その各リブに沿う曲線が、軸受中心から放射状に伸びる線に対して、外周側が内輪の回転方向後方に倒れる向きに傾斜し、かつ、上記放射状の線に対し、上記各リブの外周側の端部が当該各リブの内周側の端部よりも内輪の回転方向後方になるように形成されていることによって特徴づけられる(請求項1)。
【0010】
本発明は、外圧が高圧の場合にリップの内輪に対する接触面積を少なくしてその摩擦抵抗を軽減させるためのリブの機能を活かし、そのリブの形状を工夫することによって、外圧が低圧の場合における油漏れを抑制する機能をも持たせようとするものである。
【0011】
すなわち、外圧が低圧の状態においては、リップと内輪の間から油が浸入するが、その油は内輪の回転方向に連れ回りする方向への流れを生じる。本発明においては、リップの内輪の段部側壁に対する接触部位である先端部の上方に位置する、軸受の環状空間内方に向く面に形成するリブを、内輪の回転方向に対向して凹となる向きの曲線に沿って伸ばすことにより、外圧が小さい場合に内輪の回転に連れ回りしながら軸受内部に浸入してくる油はリブに当たって軸受外に向けて押し戻される力を受ける。これにより、油は密封装置を通過しにくくなり、外圧が小さい状態での油漏れ量を低減させることができる。
【0012】
しかも、各リブを、軸受中心から放射状の伸びる線に対して、外周側が内輪回転方向後方に倒れる向きに傾斜した曲線に沿わせているので、内輪とリップの間を通過して内輪に連れ回りする油の押し戻し効果をより高くすることができ、油漏れ量の低減をより一層確実なものとすることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について述べる。図1は本発明の実施の形態の要部軸平行断面図であり、図2はそのリップ52aの先端近傍を軸受の内側から見て示す要部正面図である。
【0014】
転がり軸受本体は、内輪1と、外輪2、およびこれらの間に形成される環状空間G内に配置された複数のボール(転動体)3、およびその各ボール3を周方向に一定の間隔で保持する保持器4からなっている。
【0015】
密封装置5は、全体として環状をなし、環状の金属板材からなる芯金51とゴムなどの弾性材料52を一体に形成したものであって、芯金51の外周部には環状空間G側に折り曲げられた折り曲げ部51aが形成されている。弾性材料52は、芯金51の内周部においてリップ52aを形成し、また芯金51の外周部の折り曲げ部51aの外方に突出する突出部52bを形成している。そして、この突出部52bが、外輪2の端部内周に形成されたシール溝21に対して嵌め込まれることによって、転がり軸受に対して装着される。
【0016】
内輪1の肩部には段部11が形成されており、この段部11の底面(外周面)11aに対して近接するように芯金51の内周部が対向し、その内周部に形成されているリップ52aは、段部11の軸受外方を向く面11b(以下、段部側壁11bと称する)に摺動接触する。
【0017】
リップ52aは、径方向内周側ほど軸方向への肉厚が厚くなって、その断面形状は略三角形を呈しており、その最内周部の環状空間側の先端部Tが内輪1の段部側壁11bに対して主として摺動接触する。そして、このリップ52aの先端部Tの外周側の面、つまりリップ52aの環状空間Gに向く面521aには、複数のリブ522aが形成されている。各リブ522aは、図2において二点鎖線で示す、軸受中心から放射状に伸びる線Lに対して、外周側が内輪1の回転方向Rの後方側に倒れる向きに傾斜し、かつ、それぞれ内輪1の回転方向Rに対向して凹となる向きに湾曲した弧状の曲線に沿って伸びている。なお、リブ522aの断面形状は特に限定されず、例えば三角形、半円形、矩形などを採用することができる。
【0018】
以上の本発明の実施の形態は、前記した図3に示すように、密封装置5の装着側の側面がオイルポンプの吐出口等に連通して高圧の潤滑油等が流れる油路等に面するように組み込まれる。その油路等の圧力が高い場合には、リブ522aの存在により、従来と同様にリップ52aの段部側壁11bに対する接触面積が小さくなっているが故に、これら両者間の摩擦抵抗が少なくなりってリップ52aの摩耗量を少なくすることができ、長期に渡り安定した密封機能を発揮することができる。
【0019】
一方、油路等における圧力が低い場合には、リブ522aを含めたリップ52aの弾性変形量が少なくなり、内輪1の段部側壁11aとリップ52aの先端部Tとの間から環状空間G内に潤滑油等が浸入しようとするが、その潤滑油等は内輪1の回転に連れ回りしてこれと同方向への流れを生じ、その流れは各リブ522aの側面に当たる。各リブ522aは、内輪1の回転方向に対向して凹となる曲線に沿って伸びているので、図2に矢印fで示すように、潤滑油等の流れは各リブ522aに当たって内輪1の段部底面11a側、つまり環状空間Gの外方へと向かう。その結果、潤滑油等がリップ52aと段部側壁11bとの間を通過する量を少なくすることができ、油漏れ量を低減させることができる。
【0020】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、芯金の内周部に設けられる弾性材料からなるリップを、径方向中心側ほど軸方向への肉厚を厚くし、その最大肉厚部である先端部が内輪の肩部に形成されている段部の環状空間外方に向く側壁に当接するように転がり軸受の外輪に装着することによって、軸受外部の潤滑油等の流体の圧力に対する耐圧性を向上させた転がり軸受の密封装置において、リップの環状空間内方に向く面に、内輪の回転方向に対向して凹となる向きの曲線に沿って湾曲させた複数のリブを形成しているので、外圧が高い場合にはリブの存在によってリップの内輪に対する摩擦抵抗を少なくしてリップの摩耗を防止することができるとともに、外圧が低い場合には、リップと内輪の段部側壁との間を通過した潤滑油等の流体の内輪に連れ回る方向への流れが、各リブに当たって環状空間の外側に向かう流れに変換される結果、その流体が軸受内に流入することを抑制することができる。
【0021】
そして、各リブを軸受中心から放射状の伸びる線に対して、外周側が内輪回転方向後方に倒れる向きに傾斜した曲線に沿わせているので、内輪とリップの間を通過して内輪に連れ回りする油の押し戻し効果をより高くすることができ、油漏れ量の低減をより一層確実なものとすることができる。
【0022】
よって本発明によれば、リップの軸受内方を向く面に放射状のリブを設けた従来の密封装置に比して、外圧が高い場合の効果は同等であり、外圧が低い場合における油漏れ量を大幅に少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態の要部軸平行断面である。
【図2】 図1におけるそのリップの先端近傍を軸受の内側から見て示す要部正面図である。
【図3】 耐圧シール軸受の使用例の説明図で、バギー等のトランスミッションの要部断面図である。
【図4】 従来の耐圧シール軸受の構成例を示す要部軸平行断面図である。
【図5】 図4のリップ732の近傍を軸受の内側から見て示す要部正面図である。
【符号の説明】
1 内輪
11 段部
11a 段部底面
11b 段部側壁
2 外輪
21 シール溝
3 ボール
4 保持器
5 密封装置
51 芯金
52 弾性材料
52a リップ
521a リップの環状空間Gを向く面
522a リブ
Claims (1)
- 転がり軸受の内・外輪間に形成される環状空間の軸方向端部に装着される密封装置であって、環状の芯金の少なくとも内縁部に弾性材料からなるリップが一体に形成されてなり、そのリップは、径方向中心側ほど軸方向への肉厚が厚く、その最大肉厚部である先端部が内輪の肩部に形成されている段部の環状空間外方に向く側壁に当接するよう、その外縁部が外輪に対して装着されるとともに、上記リップの環状空間内方に向く面には複数のリブが形成され、その各リブは、内輪の回転方向に対向して凹となる向きの曲線に沿って伸び、その各リブに沿う曲線が、軸受中心から放射状に伸びる線に対して、外周側が内輪の回転方向後方に倒れる向きに傾斜し、かつ、上記放射状の線に対し、上記各リブの外周側の端部が当該各リブの内周側の端部よりも内輪の回転方向後方になるように形成されていることを特徴とする転がり軸受の密封装置。
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