JP5285457B2

JP5285457B2 - 転がり軸受

Info

Publication number: JP5285457B2
Application number: JP2009018418A
Authority: JP
Inventors: 孝志増井; 潤一久保; 雅英砂川
Original assignee: JTEKT Corp; Koyo Sealing Techno Co Ltd
Current assignee: JTEKT Corp; Koyo Sealing Techno Co Ltd
Priority date: 2009-01-29
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2029-01-29
Also published as: EP2213895A3; US8246253B2; EP2213895B1; JP2010174979A; CN101893039A; EP2213895A2; US20100189387A1; CN101893039B

Description

この発明は、密封部材を有する転がり軸受に関する。

従来、転がり軸受の密封装置が特開２００６−１１８６２５号公報(特許文献１)に開示されている。

図４における参照符号１００は、車輪を回転自在に支持するための転がり軸受であって、外輪１０１および内輪１０２と、その間に配置され円周方向に並んだ多数の鋼球１０３からなる。

この転がり軸受の密封装置は、転がり軸受１００の内部へ、外部からの泥水や塵埃等が侵入するのを防止すると共に、鋼球１０３を潤滑するグリースが軸受外部へ流出するのを防止するものである。この密封装置は、内輪１０２の外周面に嵌着されるスリーブ１１１および軸方向一端から軸心と略垂直に展開したシールフランジ１１２からなるスリンガ１１３と、外輪１０１の内周面に嵌着される取付環１２０とを備える。また、この密封装置は、取付け環１２０に一体的に設けられ、スリンガ１１３のシールフランジ１１２に摺動可能に密接された互いに同心の外周側シールリップ１２１および内周側シールリップ１２２と、取付環１２０に一体的に設けられてスリンガ１１３のスリーブ１１１の外周面に非接触で対向されたラビリンスリップ１２３と、取付環１２０に一体的に設けられて外輪１０１の内周面に密接されるガスケット部１２４を備える。

上記スリンガ１１３は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作したものであって、転がり軸受１００の内輪１０２の外周面に圧入嵌着されるスリーブ１１１と、この軸受の端部から外周側へ軸心と直交する平面状に展開した円盤状のシールフランジ１１２とからなる。すなわち、スリンガ１１３は、軸心を通る平面で切断した形状が略Ｌ字形をなしている。

ところで、上記スリンガ１１３は、上記スリーブ１１１の内側部分(上記シールフランジ１１２と反対側の部分)を内輪１０２の外周面に圧入,嵌着すると、スリーブ１１１が弾性範囲内で径方向に拡張すると共に内輪１０２に応力を発生させる。さらに、スリーブ１１１の軸方向外側部(つまりシールフランジ１１２と隣接する部分)を内輪１０２の外周面に圧入,嵌着すると、シールフランジ１１２の径方向の剛性が影響して、内輪１０２には大きな応力が発生する。このため、内輪１０２は変形し、内径が収縮する結果、内輪１０２の内径が規格の径よりも小さくなり、内輪１０２の内径が規格を外れてしまうという問題がある。

また、上記スリーブ１１１の軸方向外側部(つまりシールフランジ１１２との隣接部分)を内輪１０２の外周に圧入,嵌着すると、シールフランジ１１２が変形して軸方向外側に傾いてシール性が損なわれるという問題がある。

特開２００６−１１８６２５号公報(図１)

そこで、この発明の課題は、軌道部材の周面への密封部材の圧入よる軌道部材および密封部材の変形を防ぐことができる転がり軸受を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の転がり軸受は、
内周面と外周面とを有すると共に上記内周面または外周面の一方の周面が第１軌道面を有する第１軌道部材と、
上記第１軌道面に径方向に対向する第２軌道面を有する第２軌道部材と、
上記第１軌道面と上記第２軌道面との間に転動可能に配設される複数の転動体と、
上記一方の周面に圧入される金属部材からなる密封部材とを備え、
上記密封部材は、
上記一方の周面に当接する第１筒部対向面を含む第１筒部と、
上記第１筒部に連なると共に上記一方の周面に対向する第２筒部対向面を含む第２筒部と、
上記第２筒部から径方向に離れるように延在する円環部と、
上記第２筒部と上記円環部とを連結する屈曲部とを有し、
上記密封部材を上記一方の周面に圧入する前の状態において、
上記第２筒部対向面の径方向の位置が、上記第１筒部対向面の径方向の位置よりも上記円環部に近く、
更に、上記第２軌道部材から上記一方の周面の方へ径方向に延在する環状芯金を備え、
また、上記環状芯金に被着されると共に、上記第１筒部および上記第２筒部の両方に対して径方向に間隔をおいて位置するシールリップのみを備え、
かつ、上記シールリップは、軸方向の断面において、上記環状芯金の上記一方の周面側の端部から軸方向の上記円環部側かつ径方向の上記第２軌道部材側に延在して、上記円環部上を摺動するようになっていることを特徴とする転がり軸受。

この発明の転がり軸受によれば、上記密封部材は、円環部に連なる第２筒部の第２筒部対向面は、圧入前の状態において、径方向の位置が第１軌道部材の上記一方の周面に当接する第１筒部対向面よりも上記円環部に近い。これにより、上記密封部材の第１円筒部を第１軌道部材の一方の周面に圧入したときに、第２円筒部対向面が第１軌道部材の一方の周面を押圧する力が、第１筒部対向面が第１軌道部材の一方の周面を押圧する力よりも小さくなる。あるいは、上記圧入時に、第２円筒部対向面が第１軌道部材の一方の周面を押圧しなくなる。

これにより、この発明によれば、密封部材の圧入後の状態において、第１軌道部材が変形することを抑制できると共に、密封部材自体の変形も抑制できる。

また、一実施形態の転がり軸受では、上記第１筒部対向面と上記第２筒部対向面とは段差を介してつながっている。

この実施形態によれば、上記段差でもって、上記密封部材の第２筒部対向面を、確実に第１筒部対向面から円環部に近づけることができる。

また、一実施形態の転がり軸受では、上記密封部材を上記一方の周面に圧入した後の状態において、上記第２筒部対向面は、上記一方の周面に対して非接触である。

この実施形態によれば、圧入後の状態において、密封部材の第２筒部対向面は、第１軌道部材の一方の周面に接触しないので、第１軌道部材と密封部材の変形をより確実に防ぐことができる。
また、一実施形態の転がり軸受では、
上記第２軌道部材は、外輪であり、
上記外輪の内周面の軸方向外側に環状段部が形成され、
上記環状段部の内径面は、円筒面になっており、
上記環状段部の上記内径面には、環状の止め輪溝が形成されている。

この発明の転がり軸受によれば、密封部材の第１円筒部を第１軌道部材の一方の周面に圧入したときに、第２円筒部対向面が第１軌道部材の一方の周面を押圧する力が、第１筒部対向面が第１軌道部材の一方の周面を押圧する力よりも小さくなるから、密封部材の圧入後の状態において、第１軌道部材が変形することを抑制できると共に密封部材自体の変形も抑制できる。

この発明の転がり軸受の実施形態の断面図である。上記実施形態のシール部４０の拡大断面図である。上記実施形態のスリンガ４１の断面図である。上記実施形態のスリンガの変形例の断面図である。上記実施形態のスリンガ５１の断面図である。従来の転がり軸受の密封装置の断面図である。

以下、この発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、この発明の転がり軸受の実施形態の断面図である。また、図２は、この実施形態の転がり軸受の要部拡大断面図である。また、図３Ａは上記実施形態の転がり軸受が有する密封部材としてのスリンガ４１の断面図であり、図３Ｂは変形例のスリンガ７１の断面図である。

この実施形態の転がり軸受は、内周面１Ａ,１Ｂに２列の軌道面２,３を有する外輪１と、外周面１０Ａに外輪２の軌道面２と対向する軌道面１１を有す内輪１０と、外周面２０Ａに外輪２の軌道面３と対向する軌道面２１を有す内輪２０とを備える。内輪１０,２０が第１軌道部材をなし、外輪１が第２軌道部材をなす。また、上記内輪１０,２０の外周面１０Ａ,２０Ａが一方の周面をなす。また、この実施形態は、外輪１の軌道面２と内輪１０の軌道面１１との間に転動可能に配設される転動体である複数の円筒ころ３１と、外輪２の軌道面３と内輪２０の軌道面２１との間に転動可能に配設される転動体である複数の円筒ころ３２を備える。なお、第１軌道部材をなす内輪１０,２０は環状で、中空であると共に第２軌道部材をなす外輪１は環状で中空である。

また、この実施形態は、外輪１の内周面１Ａと内輪１０の外周面１０Ａとの間に配置されたシール部４０と、外輪１の内周面１Ｂと内輪２０の外周面２０Ａとの間に配置されたシール部５０とを備えている。また、この実施形態は、円筒ころ３１と円筒ころ３２とを一定間隔に保持する保持器３３を備えている。

また、外輪１は、内周面１Ａと１Ｂの中央部に凸部４を設けている。この凸部４は、円筒ころ３１,３２が軸方向の中央へ片寄ることを規制している。また、外輪１の内周面１Ａ,１Ｂの軸方向外側に環状段部５,１５が形成され、この環状段部５,１５の内径面５Ａ,１５Ａは円筒面になっている。この環状段部５,１５には、環状の止め輪溝６,１６が形成されている。

内輪１０と内輪２０は、それぞれの軸方向内方端面で当接している。図２に示すように、内輪１０は、外周面１０Ａの軌道面１１よりも軸方向外側において、軌道面１１よりも大径の大径部１２と、この大径部１２に隣接する周溝１３と、大径部１２よりも小径で、かつ周溝１３よりも大径の周面１４を有している。なお、上記内輪１０の周面１４の径は、大径部１２と同一の径でもよい。また、周溝１３はなくてもよい。

一方、内輪２０は、図１に示すように、外周面２０Ａの軌道面２１よりも軸方向外側において、軌道面２１よりも大径の大径部２２と、この大径部２２に隣接する周溝２３と、大径部２２よりも小径で、かつ周溝２３よりも大径の周面２４を形成している。なお、上記内輪２０の周面２４の径は、大径部２２と同一の径でもよく、周溝２３はなくてもよい。

上記シール部４０は、外部からの水や塵埃等が転がり軸受の内部へ侵入するのを防止すると共に、円筒ころ３１,３２を潤滑するグリースが軸受外部へ流出するのを防止するものである。このシール部４０は、内輪１０の外周面１０Ａの周面１４に圧入される密封部材としてのスリンガ４１と、外輪１の環状段部５の内径面５Ａよりも小径の外径を有して径方向に延在する環状芯金４６と、環状芯金４６に被着されていて先端がスリンガ４１に摺接するシールリップ４７とで構成されている。スリンガ４１は金属部材からなる。シール部４０は、外輪１の環状段部５の内径面５Ａの部分に内嵌され、外輪１の段面７と、外輪１の環状段部５の内径面５Ａの軸方向の途中に形成された環状の止め輪溝６に嵌め込まれた止め輪(例えばＣ形リング)４８とで、軸方向に挟持され、軸方向および径方向に位置決めされている。

図２および図３Ａに示すように、スリンガ４１は、第１筒部４２と、この第１筒部４２に軸方向に連なる第２筒部４３と、第２筒部４３から径方向に離れるように延在する円環部４５と、第２筒部４３と円環部４５とを連結する屈曲部４４とを有する。第１筒部４２は、内輪１０の外周面１０Ａの周面１４に当接する第１筒部対向周面４２Ａを有する。また、第２筒部４３は、第２筒部対向周面４３Ａを有する。この第２筒部対向周面４３Ａと第１筒部対向周面４２Ａとは、段差４９を介してつながっている。また、第２筒部対向周面４３Ａは、径方向位置において第１筒部対向周面４２Ａよりも円環部４５に近い面である。

この実施形態では、スリンガ４１の段差４９の段差寸法Ｄ１は、一例として、スリンガ４１を内輪１０に圧入したときの締め代量に近い寸法に形成してある。この締め代量に近い寸法とは、上記締め代量と等しいかそれ以上の寸法が望ましいが、上記締め代量よりも小さくてもよい。また、スリンガ４１の第１筒部４２は、軸方向内端で径方向内方へ突出した環状凸部４２Ｂを有している。環状凸部４２Ｂは、内輪１０の周溝１３に係合している。環状凸部４２Ｂの内径面は周溝１３の溝底(外周面)１３Ａに非接触に対向している。なお、環状凸部４２Ｂはなくてもよい。

また、図３Ａに示すスリンガ４１の段差４９は、第１筒部４２の第１筒部対向周面４２Ａから第２筒部４３の第２筒部対向周面４３Ａに向かって径方向に垂直に形成しているが、図３Ａに示すスリンガ４１に替えて、図３Ｂに示すスリンガ７１を備えてもよい。このスリンガ７１は金属部材からなり、第２筒部４３に替えて第２筒部７３を有する点だけがスリンガ４１と異なる。このスリンガ７１では、第２筒部７３が第２筒部対向周面７３Ａを有し、この第２筒部対向周面７３Ａは、軸方向内方端では径方向位置が第１筒部４２の第１筒部対向周面４２Ａと同レベルであり、この軸方向内方端から軸方向外方端にかけて径方向位置が円環部４５に近づく傾斜面をなしている。図３Ｂに示すスリンガ７１では、第２筒部対向面７３Ａは軸方向外方端と軸方向内端との径方向寸法差Ｄ２を、例えば、上記締め代量に近い寸法に設定すればよい。

また、上記シール部５０は、上記シール部４０と同様の構成であり、軸方向の中心で中心軸に対して直交する直交平面に関して、上記シール部４０と対称に配置されている。すなわち、このシール部５０は、内輪２０の外周面２０Ａの周面２４に圧入される密封部材としてのスリンガ５１と、外輪１の環状段部１５の内径面１５Ａより小径の外径を有して径方向に延在する環状芯金５６と、環状芯金５６に被着されていて先端がスリンガ５１に摺接するシールリップ５７とで構成されている。スリンガ５１は金属部材からなる。シール部５０は、外輪１の環状段部１５の内径面１５Ａの部分に内嵌され、外輪１の段面１７と、外輪１の環状段部１５の内径面１５Ａの軸方向の途中に形成された環状の止め輪溝１６に嵌め込まれた止め輪(例えばＣ形リング)８８とで、軸方向に挟持され、軸方向および径方向に位置決めされている。

上記スリンガ５１は、スリンガ４１と同様の構成であり、図３Ｃに示すように、第１筒部５２と、この第１筒部５２に軸方向に連なる第２筒部５３と、第２筒部５３から径方向に離れるように延在する円環部５５と、第２筒部５３と円環部５５とを連結する屈曲部５４とを有する。第１筒部５２は、内輪２０の外周面２０Ａの周面２４に当接する第１筒部対向周面５２Ａを有する。また、第２筒部５３は、第２筒部対向面５３Ａを含む。この第２筒部対向面５３Ａと第１筒部対向周面５２Ａとは、段差５９を介してつながっている。また、第２筒部対向面５３Ａは、径方向位置において第１筒部対向面５２Ａよりも円環部５５に近い面である。また、スリンガ５１の第１筒部５２は、軸方向内端で径方向内方へ突出した環状凸部５２Ｂを有している。環状凸部５２Ｂは、内輪２０の周溝２３に係合している。環状凸部５２Ｂの内径面は周溝２３の溝底(外周面)２３Ａに非接触に対向している。

図２に示すように、内輪１０の外周面１０Ａの周面１４にスリンガ４１を圧入した後の状態において、第２筒部４３の第２筒部対向面４３Ａは、周面１４に対して非接触である。この状態において、スリンガ４１は、環状凸部４２Ｂが内輪１０の周溝１３に係合するので、軸方向に抜け出すことはなく、また、第１筒部４２が内輪１０の周面１４に圧接しているので、連れ回りを生じない。

そして、上記圧入の際に、第１筒部４２は、締め代量だけ径方向外方へ拡径する。ここで、第２筒部４３のうちの円環部４５側の部分は屈曲部４４を介して円環部４５に拘束されているので、拡径しにくいが、第２筒部４３のうちの少なくとも第１筒部４２と隣接する部分は、第１筒部４２の拡径に伴って拡径する。これにより、第２筒部４３の第２筒部対向面４３Ａは、周面１４に対して非接触である。

つまり、スリンガ４１を第１筒部４２の周面１４へ圧入するに際して、スリンガ４１の円環部４５の径方向の大きい剛性の影響で内輪１０を変形させることがない。よって、スリンガ４１を内輪１０に圧入したときに内輪１０の内径が収縮するのを防いで、内輪１０の内径が規格から外れるといった不具合を回避できる。また、スリンガ４１の第２筒部４３が圧入による応力を吸収し、円環部４５に応力が発生しないようにして、円環部４５が傾くことを防止できる。

また、シール部４０について上述した説明は、シール部５０についても同様であり、内輪２０の外周面２０Ａの周面２４にスリンガ５１を圧入した後の状態において、第２筒部５３の第２筒部対向周面５３Ａは周面２４に対して非接触である。よって、スリンガ５１の第１筒部５２の周面２４への圧入に際して、スリンガ５１の円環部５５の径方向の大きい剛性の影響で内輪２０を変形させることがない。よって、スリンガ５１を内輪２０に圧入したときに内輪２０の内径が収縮するのを防いで、内輪２０の内径が規格から外れるといった不具合を回避できる。また、スリンガ５１の第２筒部５３が圧入による応力を吸収し、円環部５５に応力が発生しないようにして、円環部５５が傾くことを防止できる。

なお、上記実施形態では、図３Ａに示すスリンガ４１の段差４９の段差寸法Ｄ１を、スリンガ４１を内輪１０に圧入したときの締め代量よりも大きくして、図２に示すように、圧入後の状態において、第２筒部４３の第２筒部対向面４３Ａを周面１４に対して非接触としたが、スリンガ４１の段差４９の段差寸法Ｄ１を上記締め代量以下にして、圧入後の状態において、第２筒部対向面４３Ａが周面１４を変形させないように周面１４に軽く接するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、転がり軸受が円筒ころ軸受である場合を説明したが、玉軸受や円錐ころ軸受でも本発明を適用できる。また、上記実施形態では、密封部材としてのスリンガ４１を内輪に圧入する場合を説明したが、密封部材を外輪に圧入する場合であっても本発明を適用できる。また、上記実施形態では、密封部材としてのスリンガ４１を内輪に圧入する場合を説明したが、密封部材としてのシール部を内輪または外輪に圧入する場合であっても本発明を適用できる。この場合、内輪または外輪に圧入するシール部の部分を金属部材で形成し、本発明の第１筒部と第２筒部と円環部と屈曲部とを形成することで、圧入される内輪または外輪の変形や、シール部の変形を抑制できる。また、上記実施形態では、２列の転動体を備える場合について説明したが、転動体は単列でも３列以上でもよい。

１外輪
１Ａ,１Ｂ内周面
２、３軌道面
５、１５環状段部
６、１６環状溝
１０、２０内輪
１０Ａ、２０Ａ外周面
１１、２１軌道面
１２、２２大径部
１３、２３周溝
１４、２４周面
３１、３２円筒ころ
４０、５０シール部
４１、５１、７１スリンガ
４２、５２第１筒部
４２Ａ、５２Ａ第１筒部対向周面
４３、５３、７３第２筒部
４３Ａ、５３Ａ、７３Ａ第２筒部対向周面
４４、５４屈曲部
４５、５５円環部
４９、５９段差

Claims

内周面と外周面とを有すると共に上記内周面または外周面の一方の周面が第１軌道面を有する第１軌道部材と、
上記第１軌道面に径方向に対向する第２軌道面を有する第２軌道部材と、
上記第１軌道面と上記第２軌道面との間に転動可能に配設される複数の転動体と、
上記一方の周面に圧入される金属部材からなる密封部材とを備え、
上記密封部材は、
上記一方の周面に当接する第１筒部対向面を含む第１筒部と、
上記第１筒部に連なると共に上記一方の周面に対向する第２筒部対向面を含む第２筒部と、
上記第２筒部から径方向に離れるように延在する円環部と、
上記第２筒部と上記円環部とを連結する屈曲部とを有し、
上記密封部材を上記一方の周面に圧入する前の状態において、
上記第２筒部対向面の径方向の位置が、上記第１筒部対向面の径方向の位置よりも上記円環部に近く、
更に、上記第２軌道部材から上記一方の周面の方へ径方向に延在する環状芯金を備え、
また、上記環状芯金に被着されると共に、上記第１筒部および上記第２筒部の両方に対して径方向に間隔をおいて位置するシールリップのみを備え、
かつ、上記シールリップは、軸方向の断面において、上記環状芯金の上記一方の周面側の端部から軸方向の上記円環部側かつ径方向の上記第２軌道部材側に延在して、上記円環部上を摺動するようになっていることを特徴とする転がり軸受。
請求項１に記載の転がり軸受において、
上記第１筒部対向面と上記第２筒部対向面とは段差を介してつながっていることを特徴とする転がり軸受。
請求項１または２に記載の転がり軸受において、
上記密封部材を上記一方の周面に圧入した後の状態において、上記第２筒部対向面は、上記一方の周面に対して非接触であることを特徴とする転がり軸受。
請求項１乃至３のいずれか一つ記載の転がり軸受において、
上記第２軌道部材は、外輪であり、
上記外輪の内周面の軸方向外側に環状段部が形成され、
上記環状段部の内径面は、円筒面になっており、
上記環状段部の上記内径面には、環状の止め輪溝が形成されていることを特徴とする転がり軸受。