シール軸受
【課題】内外のリップをもったシールで二重の接触シールを形成するシール軸受において、ミスアライメント発生時のシール性能低下を防止する。
【解決手段】内外両方の軌道輪１０、２０を正規に配置したとき、軌道輪２０に装着されたシール５０の内側リップ５１が、リップ前面５１ａ側で軌道輪１０の段差部に形成された内側密封面１３とアキシアル内部すきまの半分δ１、δ２より大きなアキシアル方向締め代δａをもって面接触し、かつミスアライメント発生に伴う内側密封面１３の変位に追随可能な軌道輪幅面１２側への反り変形を生じた状態になるようにした。
【解決手段】内外両方の軌道輪１０、２０を正規に配置したとき、軌道輪２０に装着されたシール５０の内側リップ５１が、リップ前面５１ａ側で軌道輪１０の段差部に形成された内側密封面１３とアキシアル内部すきまの半分δ１、δ２より大きなアキシアル方向締め代δａをもって面接触し、かつミスアライメント発生に伴う内側密封面１３の変位に追随可能な軌道輪幅面１２側への反り変形を生じた状態になるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受に接触シールが付いたシール軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車軸用等速ジョイントのサポート軸受に代表されるように、高い耐泥水性が求められるシール軸受においては、軸受内側にラジアル接触タイプの接触シールを設け、さらに、軸受外側に設けたスリンガ、又はラジアル接触タイプの接触シールを設けた２重構造により泥水浸入に対応している。さらに、前記サポート軸受のように内外輪間に大きなミスアライメントが生じ得るものでは、前記２重の接触シールを採用するとき、シールリップを外輪側と内輪側に別々に設けることにより対策したものもある。
【０００３】
前記スリンガを採用すると、ミスアライメント時にシール上で締め代の強弱が異なる箇所が発生するため、リップと密封面の接触円周上で耐泥水性の低い部分が生じてしまい、耐泥水性能が周辺構造に依存する。内外に２枚に接触シールを設ける場合、両シールがそれぞれ独立しており、両シールの機能を満足させるには、シール２枚分の密封面の確保が必要である。このため、軸受幅が大きく、コンパクト化の支障になる。近年、軸受幅のコンパクト化の要求が高まっている。
【０００４】
これらを改善する省スペース化、耐グリース漏洩性、及び耐ダスト性の向上を目的として、１つのシールのエラストマ部に含めた内側リップと、軌道輪の段差部とでシール機能が得られ、そのエラストマ部に含めた外側リップと、その軌道輪の段差部より軌道輪幅面側に形成された外側密封面とでシール機能を得るようにしたシール軸受が提案されている（特許文献１〜３）。
【０００５】
特許文献１等のシール軸受は、軌道輪幅面側を軌道側より低くする径寸変化の急な段差部に内側密封面を形成しているので、内側密封面の幅を短くすることができる。また、内側リップと外側リップと軌道輪とでグリース溜りを形成しているので、耐漏洩性を向上させることもできる。
【０００６】
中でも、特許文献２、３のシール軸受は、内側密封面と内側リップとが接触シールを形成するため、段差部と内側リップとの間にアキシアル方向のクリアランスが必要な特許文献１のものと比して、内側でのシール性能に優れ、シール設置スペースのコンパクト化にも有利である。また、一方の軌道輪中心軸が他方の軌道輪中心軸に対して傾いたミスアラインメントの場合、任意の同じ円周方向領域において、一方のリップと対応密封面との間の締め代が減少し、他方のリップと対応密封面との間の締め代が増す。このため、全周に亘って、少なくとも内外いずれかのリップと対応密封面との接触を確保することができる。特に、特許文献２のシール軸受は、円筒面状の外側密封面をもっているので、純アキシアル方向のミスアライメント発生時、外側リップと外側密封面との間の締め代変化が殆ど変化しない点で優れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２８１０７２号公報
【特許文献２】特開２００６−２９５００号公報
【特許文献３】特開２００６−５２７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２、３のシールは、内外輪を正規に配置したとき、内側リップのリップ先端が内側密封面に線接触し、アキシアル方向に僅かに圧縮する状態になることで所定の接触シール性能を奏するようになっている。このため、シールの装着時点で設定可能な正規の内側リップのアキシアル方向締め代が僅かである。車軸用等速ジョイントのサポート軸受のように、大きなアキシアル方向のミスアライメント量が発生し得る使用条件だと、内側リップと内側密封面との接触を全周に亘って維持できない恐れがある。
【０００９】
そこで、この発明が解決しようとする課題は、内外のリップをもったシールで二重の接触シールを形成するシール軸受において、ミスアライメント発生時のシール性能低下を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を達成するため、この発明は、内外一方の軌道輪が、段差部に形成された内側密封面と、前記内側密封面より軌道輪幅面に近いところに形成された外側密封面とを有し、内外両方の軌道輪を正規に配置したとき、前記内側密封面に内側リップが接触し、かつ前記外側密封面に外側リップが接触した状態となるように内外他方の軌道輪に装着されるシールを備えたシール軸受において、前記内外両方の軌道輪を正規に配置したとき、前記内側リップが、リップ前面側で前記内側密封面とアキシアル内部すきまの半分より大きなアキシアル方向締め代をもって面接触し、かつ前記内側密封面の変位に追随可能な前記軌道輪幅面側への反り変形を生じた状態になる構成を採用した。
【００１１】
この発明の構成によれば、アキシアル方向のミスアライメント発生により、内側密封面の変位で内側リップとの間のアキシアル方向締め代が減少しても、これに追随して内側リップの反り具合が弱まる弾性反発で内側リップと内側密封面の接触シールを維持することができる。軌道輪幅面側へ反り変形を生じて内側密封面とリップ前面側で面接触することが正規の内側リップなので、シール装着時点に設定可能な正規の内側リップのアキシアル方向締め代は、リップ先端部のみを接触させることが前提のものと比して、大きくすることができる。ここで、アキシアル方向の最大ミスアライメント量は軸受のアキシアル内部すきまで決まるので、その最大ミスアライメント発生によって内側密封面が内側リップから遠ざかるアキシアル方向の最大変位量は、アキシアル内部すきまの半分と考えることができる。したがって、内外両方の軌道輪を正規に配置したとき、アキシアル内部すきまの半分より大きなアキシアル方向締め代をもって内側リップのリップ前面側で面接触するシールにしておけば、内側リップと内側密封面との接触を全周に亘って維持することができる。なお、ミスアライメント発生時、アキシアル方向締め代が増大する方へ内側密封面の変位が生じた場合、内側リップの反り変形が強まるので、シール性能が低下する懸念はない。
【００１２】
前記内側密封面は、ラジアル方向に対して傾き角度０°〜１５°の円錐面状に形成されていることが好ましい。従来の傾き角度は２０°程度である。０°〜１５°にすると、よりラジアル方向に近い傾きの内側密封面に内側リップが接触するので、内側リップの反り変形の弾性反発力を接触圧力の向上に効率よく利用することができる。また、ラジアル方向のミスアライメン発生時に内側密封面の勾配によるアキシアル方向逃げ量を小さくすることもできる。さらに、内側密封面が一方の軌道輪に占める幅をより短くすることができるので、軌道輪幅のコンパクト化に有利である。
【００１３】
特に、前記シールの前面のうち、保持器の側方を前記一方の軌道輪側へ過ぎたところに、前記内側密封面に向って傾いた傾斜面が形成されており、前記傾斜面に連続する前記リップ前面が、前記傾斜面よりラジアル方向に近い傾きをもつように形成されていることがより好ましい。シールの前面を保持器の側方で遠くしても、保持器の側方を過ぎたところからシールの傾斜面が内側密封面に向って近付くので、保持器とシールとの干渉を避けつつ、内側密封面を軌道側に近付けることができ、軸受幅のコンパクト化に有利である。また、傾斜面に連続する内側リップのリップ前面は、内側密封面の側方で傾斜面よりラジアル方向に近い傾きに形成し、内側密封面との接触をより面接触に近づけることもできるので、シール性能の向上にも有利である。
【００１４】
前記外側密封面が円筒面状に形成されていると、アキシアル方向のミスアライメントによって外側リップと外側密封面との間のラジアル方向締め代が変化することを防止し、これらの接触を維持することができる。
【００１５】
さらに、前記円筒面状の外側密封面と、シールド装着用の嵌合面とが同一面を成すようにすれば、両面を共通の加工で形成することができる。
【００１６】
前記シールが前記内側リップ及び前記外側リップのみで前記一方の軌道輪側と接触するようにすれば、スリンガやシールドに接触させるためのリップをもたないため、シールの幅をコンパクトにすることができる。
【００１７】
前記内側リップと前記外側リップとは、天然ゴム又は合成樹脂で形成することができる。
【００１８】
前記シールは、芯金と、加硫成形されたエラストマ部とから構成することができる。金型を用いた天然ゴム又は合成樹脂の加硫成形でエラストマ部を一体に形成しつつ芯金に付着させることができ、シールとしての機械的強度を芯金で補うことができる。
【００１９】
前記芯金は、前記内側密封面に向かって傾いた円錐状の周縁部を有していることが好ましい。内側密封面に向って傾いた円錐状の周縁部により、内側リップの反り変形に抵抗する機械的強度を高めることができる。
【００２０】
前記内側密封面と、前記外側密封面とは、例えば、旋削加工又は研削加工で形成することができる。研削加工の方がリップの摩耗を比較的低減することができる。
【発明の効果】
【００２１】
上述のように、この発明は、内外のリップをもったシールで二重の接触シールを形成するシール軸受において、上記構成を採用することにより、アキシアル方向に大きなミスアライメントが発生しても、内側密封面の変位に追随する内側リップの反りの弾性回復によって、内側リップと内側密封面との接触が全周に亘って維持されるので、ミスアライメント発生時のシール性能低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）は実施形態に係るシール軸受の縦断正面図、（ｂ）は同（ａ）中の左方のシールの内側リップ付近の拡大図、（ｃ）は同（ａ）中の右方のシールの内側リップ付近の拡大図
【図２】（ａ）は図１（ａ）の状態からアキシアル方向の最大ミスアライメントを発生したときの縦断正面図、（ｂ）は同（ａ）のときの左方のシールの内側リップ付近の拡大図、（ｃ）は同（ａ）のときの右方のシールの内側リップ付近の拡大図
【図３】（ａ）は図１（ａ）の状態から軸心姿勢角の最大ミスアライメントを発生したときの左方のシールの内側リップ付近の拡大図、（ｂ）は同（ａ）のときの右方のシールの内側リップ付近の拡大図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
この発明の実施形態に係るシール軸受を添付図面に基づいて説明する。図１に示すように、このシール軸受は、内外両方の軌道輪１０、２０と、転動体３０と、転動体３０を保持する保持器４０と、内側リップ５１と外側リップ５２とに分岐したエラストマ部５３を有するシール５０と、シールド６０とを備えている。軸受形式は、シール５０、シールド６０が両側に付いた両シール軸受かつ両シールド軸受となっている。
【００２４】
一方の軌道輪１０は、転動体３０との転がり接触域からなる軌道１１と、軌道輪幅を定める側面とされた軌道輪幅面１２とをもった内輪からなる。軌道１１と軌道輪幅面１２との間に位置し、軌道輪幅面１２側を軌道１１側より低くする径寸変化領域からなる段差部に形成された内側密封面１３と、内側密封面１３より軌道輪幅面１２に近いところに形成された外側密封面１４と、シールド６０装着用の嵌合面１５とを有している。
【００２５】
内側密封面１３は、シール５０の内側リップ５１と接触シールを形成し得る軌道輪１０の表面部分からなる。内側密封面１３は、軸受中心軸（図示省略）と同軸であって、ラジアル方向に対して傾き角度θ１の円錐角をもった円錐面状に形成されている。ラジアル方向とは、軸受中心軸に垂直な方向をいう。傾き角度θ１は、０°〜１５°に設定することが好ましい。ラジアル方向に一致するθ１＝０°に近くする程、内側リップ５１の軌道輪幅面１２側への反り変形の弾性反発力を接触圧力の向上に効率よく利用することができ、ラジアル方向のミスアライメン発生時に内側密封面１３の勾配によるアキシアル方向逃げ量を小さくすることもでき、内側密封面１３が軌道輪１０に占める幅をより短くすることができる。また、内側リップ５１と外側リップ５２と軌道輪１０とで囲まれたグリース溜り側から潤滑油を遠心力でシール５０の前面側へ押し戻す漏洩防止効果を得易くなる。
【００２６】
外側密封面１４は、シール５０の外側リップ５２と接触シールを形成し得る軌道輪１０の表面部分からなる。外側密封面１４は、軸受中心軸と同軸の円筒面状に形成されている。外側密封面１４を軌道輪１０の段差部の最低箇所と同径で連ねることにより、外側密封面１４と内側密封面１３との間の高低差を大きくとり、内側リップ５１よりラジアル方向に突出した外側リップ５２として、前記グリース溜りの容量を大きく得ると共に、内側リップ５１に大きなアキシアル方向締め代を与えて軌道輪幅面１２側への反り変形を生じさせても、外側リップ５２が外側密封面１４から浮き上がることを防止している。
【００２７】
内側密封面１３と外側密封面１４とは、研削加工又は旋削加工で形成することができる。
【００２８】
嵌合面１５は、シールド６０が嵌合される軌道輪表面部分からなる。外側密封面１４と嵌合面１５とは、同一面を成しており、同一の研削加工により仕上げられている。
【００２９】
他方の軌道輪２０は、転動体３０との転がり接触域からなる軌道２１と、シール溝２２とをもった外輪からなる。
【００３０】
転動体３０は、玉からなる。内外両方の軌道輪１０、２０と、単列の転動体３０とで深溝玉軸受が構成されている。保持器４０は、波形保持器からなる。
【００３１】
この軸受に設定されたアキシアル内部すきまは、軸又はハウジングに取り付ける前の状態で、軸受中心軸と同軸に配置した内外両方の軌道輪１０、２０のうち、一方の軌道輪２０を固定し、他方の固定されていない軌道輪１０を、荷重を加えないでアキシアル方向一方（図中右方向）に極限まで移動させ得る量δ１と、同じくアキシアル方向他方（図中左方向）に極限まで移動させ得る量δ２の合計に相当する。アキシアル方向とは、軸受中心軸に平行な方向をいう。なお、図１では、内外両方の軌道輪１０、２０を正規に配置したとき、すなわち、δ１＝δ２となる位置に内外両方の軌道輪１０、２０を同軸に配置したときを実線で描き、前記極限の移動先を、基準側面となる軌道輪幅面１２の移動先として一点鎖線で描いた。
【００３２】
シール５０は、芯金５４と、加硫成形されたエラストマ部５３とからなる。
【００３３】
芯金５４は、ラジアル方向に沿った円環状板部５５と、円環状板部５５から内側密封面１３に向かって傾いた円錐状の周縁部５６とを有している。芯金５４の他の部分は、円環状板部５５からアキシアル方向に曲がったシール溝２２側の周縁部のみとなっている。芯金５４は、例えば、鋼板のプレス加工品からなる。ラジアル方向に沿った円環状板部５５のところでシール設置幅の増大を避け、保持器４０の最大幅部を軌道輪１０側へ過ぎたところに周縁部５６を形成することにより、シール５０と保持器４０との干渉を避けている。
【００３４】
エラストマ部５３は、芯金５４から軌道輪１０の段差部の側方まで突出した腰部５７をもつ。内側リップ５１、外側リップ５２は、腰部５７から分岐している。腰部５７は、アキシアル方向の外力及びラジアル方向の外力に対して、内側リップ５１及び外側リップ５２より高剛性の部分になっている。エラストマ部５３の他の部分は、芯金５４のシール溝２２側の周縁部を覆う圧入代部、この圧入代部から腰部５７まで円環状板部５５の軸受外側の側面を覆うカバー部のみとなっている。エラストマ部５３にシールド６０に接触するリップは存在しない。芯金５４の円環状板部５５のシール前面側のうち、少なくとも保持器４０の最大幅部とアキシアル方向に対向する箇所を除いて付けたエラストマ部５３にすることにより、シール５０と保持器４０との干渉を避けつつ、シール５０の位置を軌道１１、２１にアキシアル方向に接近させ、軌道輪１０、２０の軌道輪幅のコンパクト化を図ることができる。
【００３５】
エラストマ部５３は、天然ゴム又は合成樹脂のいずれで形成してもよい。合成樹脂として、ポリブタジエン系、ニトリル系といった合成ゴムを適宜に用いることができる。エラストマ部５３は、芯金５４を配置した金型へゴムないし合成樹脂を射出し、成形及び架橋構造の生成を行う加硫成形によって形成されている。
【００３６】
図１中にエラストマ部５３の成形形状（自然状態）を一点鎖線で描く。内側リップ５１は、リップ前面５１ａ及びリップ後面５１ｂを一側面にもつように突出している。リップ前面５１ａ、リップ後面５１ｂは、それぞれ軸受中心軸と同軸の円錘面状に形成されている。リップ前面５１ａとリップ後面５１ｂとが連続する縁は、アキシアル方向に最も突き出たリップ先端５１ｃになっている。内側リップ５１は、リップ先端５１ｃよりも軌道輪２０側の方へ離れたところで外側リップ５２と分岐させ、内側リップ５１のアキシアル方向肉厚を、外側リップ５２との二股状の最奥に位置した分岐始点からリップ先端５１ｃと同径のところまで、ラジアル方向に進むに連れて次第に減少させることにより、前記正規の配置からの内側密封面１３のアキシアル方向変位δ１、δ２に追随し得る可撓性をもつように形成されている。リップ後面５１ｂと反対側の内側リップ５１の側面を、リップ先端５１ｃの反対側のところからラジアル方向に進むに連れて次第にリップ後面５１ｂと同じ向きに近づき、やがてリップ後面５１ｂに沿う形状とすることにより、内側密封面１３とリップ後面５１ｂとの間のくさび空間を維持することが可能な剛性を確保している。
【００３７】
外側リップ５２も、リップ前面５２ａと、リップ後面５２ｂと、これらが連続するリップ先端５２ｃとをもっている。リップ前面５２ａとリップ後面５２ｂとは、ラジアル方向に向いたリップ先端５２ｃを成すように形成されている。リップ先端５２ｃは、内側リップ５１よりラジアル方向に突出している。前記正規の配置のときの内側リップ５１と内側密封面１３との間のアキシアル方向締め代δａからの増減は、可撓性をもった内側リップ５１の軌道輪幅面１２側への反り変形の強弱変化で殆どが吸収され、そのモーメントによる腰部５７の傾きが僅かとなるようにしている。これにより、前記腰部５７の傾きで外側リップ５２全体が傾いたとしても、外側リップ５２と外側密封面１４との間のラジアル方向締め代は、前記正規の配置時のδｒから殆ど増減しないようにしている。ラジアル方向に向いたリップ先端５２ｃが形成され、外側密封面１４が軸受中心軸と同軸の円筒面状に形成されているので、前記正規の配置から前記内側リップ５１の反り変形が強弱いずれの側に生じたとしても、前記腰部５７の傾きに伴って、外側リップ５２と外側密封面１４との間のラジアル方向締め代が増す方に作用する。
【００３８】
エラストマ部５３の前面には、保持器４０の側方を軌道輪１０側へ過ぎたところに、内側密封面１３に向って傾いた傾斜面５３ａが形成されている。保持器４０の最大幅部を軌道輪１０側へ過ぎたところに傾斜面５３ａを形成することにより、シール５０と保持器４０との干渉を避けている。傾斜面５３ａに連続するリップ前面５１ａは、傾斜面５３ａのラジアル方向に対する傾きθ２よりラジアル方向に近い傾きθ３をもつように形成されている。シール５０の前面を保持器４０の側方で遠くしても、保持器４０の側方を過ぎたところから傾斜面５３ａが内側密封面１３に向って近づくので、干渉を避けつつ、内側密封面１３を軌道１１側に近づけることができる。また、傾斜面５３ａに連続するリップ前面５１ａは、内側密封面１３の側方で傾斜面５３ａよりラジアル方向に近い傾きに形成されているので、内側密封面１３との接触をより面接触に近づけることもできる。
【００３９】
シール５０は、エラストマ部５３の圧入代をシール溝２２に対してアキシアル方向から圧入することによって軌道輪２０に装着される。シール溝２２、前記エラストマ部５３の圧入代を省略し、軌道輪２０の円筒面に前記芯金５４の周縁部を圧入するように変更することもできる。
【００４０】
内外両方の軌道輪１０、２０を正規に配置した状態でシール５０を装着したとき、この装着の途中から、一点鎖線で描いた内側リップ５１は、リップ先端５１ｃから内側密封面１３との接触を開始する。さらに圧入が進むに連れて、内側リップ５１は、次第に軌道輪幅面１２側への反り変形を強く生じていく。シール５０が軌道輪２０に対するアキシアル方向変位を規制された所定の装着箇所に至ったとき、シール５０は、図１（ｂ）、（ｃ）中に実線で描いた状態となる。このとき、内側リップ５１は、リップ前面５１ａ側で内側密封面１３とアキシアル方向締め代δａをもって面接触する。また、外側リップ５２は、ラジアル方向締め代δｒをもって外側密封面１４と接触している。アキシアル方向締め代δａは、アキシアル内部すきま（δ１＋δ２）の半分δ１、δ２より大きい。
【００４１】
装着されたシール５０は、内側リップ５１及び外側リップ５２のみで軌道輪１０側と接触する。軌道輪１０側とは、軸受運転中、軌道輪２０に対して軌道輪１０と一体に相対回転する部分のことをいい、図示例だと、軌道輪１０及び嵌合面１５に付けたシールド６０が軌道輪１０側を構成する。シール５０にシールド６０に接触させるためのリップをもたないため、シール５０の幅をコンパクトにすることができる。
【００４２】
図２（ａ）は、図１（ａ）の軌動輪２０を固定し、軌道輪１０が図中右方向に変位してアキシアル方向の最大ミスアライメントδ１を生じたときを実線で描き、前記正規の配置における軌道輪１０を一点鎖線で描いたものである。図２（ｂ）は、図２（ａ）中の左方のシール５０の内側リップ５１付近を拡大し、図２（ｃ）は、図２（ａ）中の右方のシール５０の内側リップ５１付近を拡大し、前記正規の配置におけるエラストマ部５３を一点鎖線で描いたものである。
【００４３】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、左方のシール５０の内側リップ５１と、左方の内側密封面１３との間のアキシアル方向締め代は、正規の配置を基準にしたアキシアル方向締め代（図１（ｃ）のδａ参照）から減少し、図２（ｂ）に示すように、内側リップ５１の反り変形が弱化し、リップ先端５１ｃと内側密封面１３とが線接触に近づく。δａ＞δ１に設定されているので、全周に亘ってリップ先端５１ｃと内側密封面１３との接触圧力が残り、接触シールが維持される。一方、図２（ａ）、（ｃ）に示すように、右方のシール５０の内側リップ５１と、右方の内側密封面１３との間のアキシアル方向締め代は、正規の配置を基準にしたアキシアル方向締め代（図１（ｃ）のδａ参照）から増大し、図２（ｃ）に示すように、内側リップ５１の反り変形が強まり、全周に亘ってリップ前面５１ａと内側密封面１３との接触面積が増す。このため、内側リップ５１と内側密封面１３とによるシール性能が低下する懸念はない。図１（ａ）中のアキシアル方向の最大ミスアライメントδ２が発生した場合も、左右の関係が逆転するのみで同様のことが成立する。なお、δａとδ１、δ２との差は、δ１、δ２のアキシアル方向のミスアライメント発生により、内側リップ５１と内側密封面１３とが線接触に近づいときでも接触圧力が残るように、軸受負荷や軸受使用温度等を考慮して適宜に設定すればよい。
【００４４】
上述のように、この実施形態によれば、アキシアル方向に大きなミスアライメントが発生しても、内側密封面１３の変位に追随する内側リップ５１の反りの弾性回復によって、内側リップ５１と内側密封面１３との接触が全周に亘って維持されるので、ミスアライメント発生時のシール性能低下を防止することができる。
【００４５】
また、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、内側リップ５１と内側密封面１３との間の締め代変化は内側リップ５１の反り変形の強弱で殆ど吸収されるので、左右両方の外側リップ５２の姿勢は殆ど変化せず、外側リップ５２と外側密封面１４との接触シールが維持される。さらに、円筒面状の外側密封面１４を採用しているので、アキシアル方向のミスアライメントで内側リップ５１と内側密封面１３との間の締め代が増減しても、左右両方の外側リップ５２と外側密封面１４との間のラジアル方向締め代は、正規の配置を基準にしたラジアル方向締め代（図１（ｂ）のδｒ参照）から殆ど変化せず、変化したとしても僅かに増大するに過ぎない。
【００４６】
また、内側密封面１３に向って傾いた芯金５４の周縁部５６により、内側リップ５１の反り変形に抵抗するシール５０の機械的強度が高められるので、ラジアル方向締め代δｒの変化を防止するのに有効である。
【００４７】
図３（ａ）は、図１（ａ）の軌動輪２０を固定し、軌道輪１０が反時計回りの方へ傾くミスアライメント（軸受の角すきまに相当する軸心姿勢角）を最大に生じたときの左方のシール５０の内側リップ５１付近を実線で描き、前記正規の配置のときを一点鎖線で拡大図示したものである。図３（ｂ）は、図３（ａ）と同じく右方のシール５０の内側リップ５１付近を示したものである。
【００４８】
軌道輪１０、２０間の軸心姿勢角のミスアライメント発生時、軌道輪１０の半周域において、図３（ａ）に示すように、左方の内側密封面１３が内側リップ５１の方へ傾き、内側リップ５１と内側密封面１３とのアキシアル方向締め代は、正規の配置を基準にしたアキシアル方向締め代（図１（ｃ）のδａ参照）から増大する。このため、図３（ａ）に示すように、内側密封面１３がリップ前面５１ａに押し付けられ、内側リップ５１と内側密封面１３との接触面積が増し、内側リップ５１と内側密封面１３とによる接触シールが強化される。このとき、外側リップ５２のリップ先端５２ｃと外側密封面１４との間のラジアル方向締め代は、減少するが、前記内側リップ５１等でのシール強化により、二重シールとしての耐漏洩性等の低下が防止される。一方、図３（ｂ）に示すように、同半周域において、右方の内側密封面１３は、内側リップ５１のリップ前面５１ａから逃げるように傾くが、その逃げ量はアキシアル方向の最大ミスアライメント発生時より少ない。このため、内側リップ５１と内側密封面１３との間のアキシアル方向締め代は、正規の配置を基準にしたアキシアル方向締め代（図１（ｃ）のδａ参照）から減少するが、図３（ｂ）に示すように、これらの接触が維持される。このとき、外側リップ５２のリップ先端５２ｃと外側密封面１４との間のラジアル方向締め代は増し、これらによる接触シールが強化されるので、二重シールとしての耐漏洩性等の低下が防止される。残り半周域では、軌道輪１０の図中左方のシール５０で図３（ｂ）と同じ変化が生じ、同図中右方のシール５０で図３（ａ）と同じ変化が生じると考えることができる。
【００４９】
したがって、この実施形態によれば、軸心姿勢角が狂うミスアライメントが生じても、全周において、内側リップ５１又は外側リップ５２の一方で締め代が増し、他方で締め代が減少するので、過大なトルクの発生を防止することができる。
【００５０】
なお、図示を省略するが、ラジアル方向の最大ミスアライメンが発生したとしても、内側密封面１３の勾配によるアキシアル方向逃げ量がアキシアル内部すきまの半分δ１、δ２を超えることはないので、このときも、左右両方のシール５０の内側リップ５１と内側密封面１３との接触を維持することができる。
【００５１】
この発明の技術的範囲は、上述の各実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載に基く技術的思想の範囲内での全ての変更を含むものである。例えば、片シール軸受に変更したり、自動調心軸受に適用したり、シールドを省略したり、特許文献２の図のように、密封面と外側密封面の間に周溝を形成してグリース溜りの容量を増やしたりすることができる。また、この発明に係るシール軸受は、等速ジョイントのサポート軸受以外の用途にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０、２０ 軌道輪
１１、２１ 軌道
１２ 軌道輪幅面
１３ 内側密封面
１４ 外側密封面
１５ 嵌合面
２２ シール溝
３０ 転動体
４０ 保持器
５０ シール
５１ 内側リップ
５１ａ、５２ａ リップ前面
５１ｂ、５２ｂ リップ後面
５１ｃ、５２ｃ リップ先端
５２ 外側リップ
５３ エラストマ部
５３ａ 傾斜面
５４ 芯金
５５ 円環状板部
５６ 周縁部
５７ 腰部
６０ シールド
δ１、δ２ アキシアル内部すきまの半分
δａ アキシアル方向締め代
δｒ ラジアル方向締め代
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受に接触シールが付いたシール軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車軸用等速ジョイントのサポート軸受に代表されるように、高い耐泥水性が求められるシール軸受においては、軸受内側にラジアル接触タイプの接触シールを設け、さらに、軸受外側に設けたスリンガ、又はラジアル接触タイプの接触シールを設けた２重構造により泥水浸入に対応している。さらに、前記サポート軸受のように内外輪間に大きなミスアライメントが生じ得るものでは、前記２重の接触シールを採用するとき、シールリップを外輪側と内輪側に別々に設けることにより対策したものもある。
【０００３】
前記スリンガを採用すると、ミスアライメント時にシール上で締め代の強弱が異なる箇所が発生するため、リップと密封面の接触円周上で耐泥水性の低い部分が生じてしまい、耐泥水性能が周辺構造に依存する。内外に２枚に接触シールを設ける場合、両シールがそれぞれ独立しており、両シールの機能を満足させるには、シール２枚分の密封面の確保が必要である。このため、軸受幅が大きく、コンパクト化の支障になる。近年、軸受幅のコンパクト化の要求が高まっている。
【０００４】
これらを改善する省スペース化、耐グリース漏洩性、及び耐ダスト性の向上を目的として、１つのシールのエラストマ部に含めた内側リップと、軌道輪の段差部とでシール機能が得られ、そのエラストマ部に含めた外側リップと、その軌道輪の段差部より軌道輪幅面側に形成された外側密封面とでシール機能を得るようにしたシール軸受が提案されている（特許文献１〜３）。
【０００５】
特許文献１等のシール軸受は、軌道輪幅面側を軌道側より低くする径寸変化の急な段差部に内側密封面を形成しているので、内側密封面の幅を短くすることができる。また、内側リップと外側リップと軌道輪とでグリース溜りを形成しているので、耐漏洩性を向上させることもできる。
【０００６】
中でも、特許文献２、３のシール軸受は、内側密封面と内側リップとが接触シールを形成するため、段差部と内側リップとの間にアキシアル方向のクリアランスが必要な特許文献１のものと比して、内側でのシール性能に優れ、シール設置スペースのコンパクト化にも有利である。また、一方の軌道輪中心軸が他方の軌道輪中心軸に対して傾いたミスアラインメントの場合、任意の同じ円周方向領域において、一方のリップと対応密封面との間の締め代が減少し、他方のリップと対応密封面との間の締め代が増す。このため、全周に亘って、少なくとも内外いずれかのリップと対応密封面との接触を確保することができる。特に、特許文献２のシール軸受は、円筒面状の外側密封面をもっているので、純アキシアル方向のミスアライメント発生時、外側リップと外側密封面との間の締め代変化が殆ど変化しない点で優れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２８１０７２号公報
【特許文献２】特開２００６−２９５００号公報
【特許文献３】特開２００６−５２７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２、３のシールは、内外輪を正規に配置したとき、内側リップのリップ先端が内側密封面に線接触し、アキシアル方向に僅かに圧縮する状態になることで所定の接触シール性能を奏するようになっている。このため、シールの装着時点で設定可能な正規の内側リップのアキシアル方向締め代が僅かである。車軸用等速ジョイントのサポート軸受のように、大きなアキシアル方向のミスアライメント量が発生し得る使用条件だと、内側リップと内側密封面との接触を全周に亘って維持できない恐れがある。
【０００９】
そこで、この発明が解決しようとする課題は、内外のリップをもったシールで二重の接触シールを形成するシール軸受において、ミスアライメント発生時のシール性能低下を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を達成するため、この発明は、内外一方の軌道輪が、段差部に形成された内側密封面と、前記内側密封面より軌道輪幅面に近いところに形成された外側密封面とを有し、内外両方の軌道輪を正規に配置したとき、前記内側密封面に内側リップが接触し、かつ前記外側密封面に外側リップが接触した状態となるように内外他方の軌道輪に装着されるシールを備えたシール軸受において、前記内外両方の軌道輪を正規に配置したとき、前記内側リップが、リップ前面側で前記内側密封面とアキシアル内部すきまの半分より大きなアキシアル方向締め代をもって面接触し、かつ前記内側密封面の変位に追随可能な前記軌道輪幅面側への反り変形を生じた状態になる構成を採用した。
【００１１】
この発明の構成によれば、アキシアル方向のミスアライメント発生により、内側密封面の変位で内側リップとの間のアキシアル方向締め代が減少しても、これに追随して内側リップの反り具合が弱まる弾性反発で内側リップと内側密封面の接触シールを維持することができる。軌道輪幅面側へ反り変形を生じて内側密封面とリップ前面側で面接触することが正規の内側リップなので、シール装着時点に設定可能な正規の内側リップのアキシアル方向締め代は、リップ先端部のみを接触させることが前提のものと比して、大きくすることができる。ここで、アキシアル方向の最大ミスアライメント量は軸受のアキシアル内部すきまで決まるので、その最大ミスアライメント発生によって内側密封面が内側リップから遠ざかるアキシアル方向の最大変位量は、アキシアル内部すきまの半分と考えることができる。したがって、内外両方の軌道輪を正規に配置したとき、アキシアル内部すきまの半分より大きなアキシアル方向締め代をもって内側リップのリップ前面側で面接触するシールにしておけば、内側リップと内側密封面との接触を全周に亘って維持することができる。なお、ミスアライメント発生時、アキシアル方向締め代が増大する方へ内側密封面の変位が生じた場合、内側リップの反り変形が強まるので、シール性能が低下する懸念はない。
【００１２】
前記内側密封面は、ラジアル方向に対して傾き角度０°〜１５°の円錐面状に形成されていることが好ましい。従来の傾き角度は２０°程度である。０°〜１５°にすると、よりラジアル方向に近い傾きの内側密封面に内側リップが接触するので、内側リップの反り変形の弾性反発力を接触圧力の向上に効率よく利用することができる。また、ラジアル方向のミスアライメン発生時に内側密封面の勾配によるアキシアル方向逃げ量を小さくすることもできる。さらに、内側密封面が一方の軌道輪に占める幅をより短くすることができるので、軌道輪幅のコンパクト化に有利である。
【００１３】
特に、前記シールの前面のうち、保持器の側方を前記一方の軌道輪側へ過ぎたところに、前記内側密封面に向って傾いた傾斜面が形成されており、前記傾斜面に連続する前記リップ前面が、前記傾斜面よりラジアル方向に近い傾きをもつように形成されていることがより好ましい。シールの前面を保持器の側方で遠くしても、保持器の側方を過ぎたところからシールの傾斜面が内側密封面に向って近付くので、保持器とシールとの干渉を避けつつ、内側密封面を軌道側に近付けることができ、軸受幅のコンパクト化に有利である。また、傾斜面に連続する内側リップのリップ前面は、内側密封面の側方で傾斜面よりラジアル方向に近い傾きに形成し、内側密封面との接触をより面接触に近づけることもできるので、シール性能の向上にも有利である。
【００１４】
前記外側密封面が円筒面状に形成されていると、アキシアル方向のミスアライメントによって外側リップと外側密封面との間のラジアル方向締め代が変化することを防止し、これらの接触を維持することができる。
【００１５】
さらに、前記円筒面状の外側密封面と、シールド装着用の嵌合面とが同一面を成すようにすれば、両面を共通の加工で形成することができる。
【００１６】
前記シールが前記内側リップ及び前記外側リップのみで前記一方の軌道輪側と接触するようにすれば、スリンガやシールドに接触させるためのリップをもたないため、シールの幅をコンパクトにすることができる。
【００１７】
前記内側リップと前記外側リップとは、天然ゴム又は合成樹脂で形成することができる。
【００１８】
前記シールは、芯金と、加硫成形されたエラストマ部とから構成することができる。金型を用いた天然ゴム又は合成樹脂の加硫成形でエラストマ部を一体に形成しつつ芯金に付着させることができ、シールとしての機械的強度を芯金で補うことができる。
【００１９】
前記芯金は、前記内側密封面に向かって傾いた円錐状の周縁部を有していることが好ましい。内側密封面に向って傾いた円錐状の周縁部により、内側リップの反り変形に抵抗する機械的強度を高めることができる。
【００２０】
前記内側密封面と、前記外側密封面とは、例えば、旋削加工又は研削加工で形成することができる。研削加工の方がリップの摩耗を比較的低減することができる。
【発明の効果】
【００２１】
上述のように、この発明は、内外のリップをもったシールで二重の接触シールを形成するシール軸受において、上記構成を採用することにより、アキシアル方向に大きなミスアライメントが発生しても、内側密封面の変位に追随する内側リップの反りの弾性回復によって、内側リップと内側密封面との接触が全周に亘って維持されるので、ミスアライメント発生時のシール性能低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）は実施形態に係るシール軸受の縦断正面図、（ｂ）は同（ａ）中の左方のシールの内側リップ付近の拡大図、（ｃ）は同（ａ）中の右方のシールの内側リップ付近の拡大図
【図２】（ａ）は図１（ａ）の状態からアキシアル方向の最大ミスアライメントを発生したときの縦断正面図、（ｂ）は同（ａ）のときの左方のシールの内側リップ付近の拡大図、（ｃ）は同（ａ）のときの右方のシールの内側リップ付近の拡大図
【図３】（ａ）は図１（ａ）の状態から軸心姿勢角の最大ミスアライメントを発生したときの左方のシールの内側リップ付近の拡大図、（ｂ）は同（ａ）のときの右方のシールの内側リップ付近の拡大図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
この発明の実施形態に係るシール軸受を添付図面に基づいて説明する。図１に示すように、このシール軸受は、内外両方の軌道輪１０、２０と、転動体３０と、転動体３０を保持する保持器４０と、内側リップ５１と外側リップ５２とに分岐したエラストマ部５３を有するシール５０と、シールド６０とを備えている。軸受形式は、シール５０、シールド６０が両側に付いた両シール軸受かつ両シールド軸受となっている。
【００２４】
一方の軌道輪１０は、転動体３０との転がり接触域からなる軌道１１と、軌道輪幅を定める側面とされた軌道輪幅面１２とをもった内輪からなる。軌道１１と軌道輪幅面１２との間に位置し、軌道輪幅面１２側を軌道１１側より低くする径寸変化領域からなる段差部に形成された内側密封面１３と、内側密封面１３より軌道輪幅面１２に近いところに形成された外側密封面１４と、シールド６０装着用の嵌合面１５とを有している。
【００２５】
内側密封面１３は、シール５０の内側リップ５１と接触シールを形成し得る軌道輪１０の表面部分からなる。内側密封面１３は、軸受中心軸（図示省略）と同軸であって、ラジアル方向に対して傾き角度θ１の円錐角をもった円錐面状に形成されている。ラジアル方向とは、軸受中心軸に垂直な方向をいう。傾き角度θ１は、０°〜１５°に設定することが好ましい。ラジアル方向に一致するθ１＝０°に近くする程、内側リップ５１の軌道輪幅面１２側への反り変形の弾性反発力を接触圧力の向上に効率よく利用することができ、ラジアル方向のミスアライメン発生時に内側密封面１３の勾配によるアキシアル方向逃げ量を小さくすることもでき、内側密封面１３が軌道輪１０に占める幅をより短くすることができる。また、内側リップ５１と外側リップ５２と軌道輪１０とで囲まれたグリース溜り側から潤滑油を遠心力でシール５０の前面側へ押し戻す漏洩防止効果を得易くなる。
【００２６】
外側密封面１４は、シール５０の外側リップ５２と接触シールを形成し得る軌道輪１０の表面部分からなる。外側密封面１４は、軸受中心軸と同軸の円筒面状に形成されている。外側密封面１４を軌道輪１０の段差部の最低箇所と同径で連ねることにより、外側密封面１４と内側密封面１３との間の高低差を大きくとり、内側リップ５１よりラジアル方向に突出した外側リップ５２として、前記グリース溜りの容量を大きく得ると共に、内側リップ５１に大きなアキシアル方向締め代を与えて軌道輪幅面１２側への反り変形を生じさせても、外側リップ５２が外側密封面１４から浮き上がることを防止している。
【００２７】
内側密封面１３と外側密封面１４とは、研削加工又は旋削加工で形成することができる。
【００２８】
嵌合面１５は、シールド６０が嵌合される軌道輪表面部分からなる。外側密封面１４と嵌合面１５とは、同一面を成しており、同一の研削加工により仕上げられている。
【００２９】
他方の軌道輪２０は、転動体３０との転がり接触域からなる軌道２１と、シール溝２２とをもった外輪からなる。
【００３０】
転動体３０は、玉からなる。内外両方の軌道輪１０、２０と、単列の転動体３０とで深溝玉軸受が構成されている。保持器４０は、波形保持器からなる。
【００３１】
この軸受に設定されたアキシアル内部すきまは、軸又はハウジングに取り付ける前の状態で、軸受中心軸と同軸に配置した内外両方の軌道輪１０、２０のうち、一方の軌道輪２０を固定し、他方の固定されていない軌道輪１０を、荷重を加えないでアキシアル方向一方（図中右方向）に極限まで移動させ得る量δ１と、同じくアキシアル方向他方（図中左方向）に極限まで移動させ得る量δ２の合計に相当する。アキシアル方向とは、軸受中心軸に平行な方向をいう。なお、図１では、内外両方の軌道輪１０、２０を正規に配置したとき、すなわち、δ１＝δ２となる位置に内外両方の軌道輪１０、２０を同軸に配置したときを実線で描き、前記極限の移動先を、基準側面となる軌道輪幅面１２の移動先として一点鎖線で描いた。
【００３２】
シール５０は、芯金５４と、加硫成形されたエラストマ部５３とからなる。
【００３３】
芯金５４は、ラジアル方向に沿った円環状板部５５と、円環状板部５５から内側密封面１３に向かって傾いた円錐状の周縁部５６とを有している。芯金５４の他の部分は、円環状板部５５からアキシアル方向に曲がったシール溝２２側の周縁部のみとなっている。芯金５４は、例えば、鋼板のプレス加工品からなる。ラジアル方向に沿った円環状板部５５のところでシール設置幅の増大を避け、保持器４０の最大幅部を軌道輪１０側へ過ぎたところに周縁部５６を形成することにより、シール５０と保持器４０との干渉を避けている。
【００３４】
エラストマ部５３は、芯金５４から軌道輪１０の段差部の側方まで突出した腰部５７をもつ。内側リップ５１、外側リップ５２は、腰部５７から分岐している。腰部５７は、アキシアル方向の外力及びラジアル方向の外力に対して、内側リップ５１及び外側リップ５２より高剛性の部分になっている。エラストマ部５３の他の部分は、芯金５４のシール溝２２側の周縁部を覆う圧入代部、この圧入代部から腰部５７まで円環状板部５５の軸受外側の側面を覆うカバー部のみとなっている。エラストマ部５３にシールド６０に接触するリップは存在しない。芯金５４の円環状板部５５のシール前面側のうち、少なくとも保持器４０の最大幅部とアキシアル方向に対向する箇所を除いて付けたエラストマ部５３にすることにより、シール５０と保持器４０との干渉を避けつつ、シール５０の位置を軌道１１、２１にアキシアル方向に接近させ、軌道輪１０、２０の軌道輪幅のコンパクト化を図ることができる。
【００３５】
エラストマ部５３は、天然ゴム又は合成樹脂のいずれで形成してもよい。合成樹脂として、ポリブタジエン系、ニトリル系といった合成ゴムを適宜に用いることができる。エラストマ部５３は、芯金５４を配置した金型へゴムないし合成樹脂を射出し、成形及び架橋構造の生成を行う加硫成形によって形成されている。
【００３６】
図１中にエラストマ部５３の成形形状（自然状態）を一点鎖線で描く。内側リップ５１は、リップ前面５１ａ及びリップ後面５１ｂを一側面にもつように突出している。リップ前面５１ａ、リップ後面５１ｂは、それぞれ軸受中心軸と同軸の円錘面状に形成されている。リップ前面５１ａとリップ後面５１ｂとが連続する縁は、アキシアル方向に最も突き出たリップ先端５１ｃになっている。内側リップ５１は、リップ先端５１ｃよりも軌道輪２０側の方へ離れたところで外側リップ５２と分岐させ、内側リップ５１のアキシアル方向肉厚を、外側リップ５２との二股状の最奥に位置した分岐始点からリップ先端５１ｃと同径のところまで、ラジアル方向に進むに連れて次第に減少させることにより、前記正規の配置からの内側密封面１３のアキシアル方向変位δ１、δ２に追随し得る可撓性をもつように形成されている。リップ後面５１ｂと反対側の内側リップ５１の側面を、リップ先端５１ｃの反対側のところからラジアル方向に進むに連れて次第にリップ後面５１ｂと同じ向きに近づき、やがてリップ後面５１ｂに沿う形状とすることにより、内側密封面１３とリップ後面５１ｂとの間のくさび空間を維持することが可能な剛性を確保している。
【００３７】
外側リップ５２も、リップ前面５２ａと、リップ後面５２ｂと、これらが連続するリップ先端５２ｃとをもっている。リップ前面５２ａとリップ後面５２ｂとは、ラジアル方向に向いたリップ先端５２ｃを成すように形成されている。リップ先端５２ｃは、内側リップ５１よりラジアル方向に突出している。前記正規の配置のときの内側リップ５１と内側密封面１３との間のアキシアル方向締め代δａからの増減は、可撓性をもった内側リップ５１の軌道輪幅面１２側への反り変形の強弱変化で殆どが吸収され、そのモーメントによる腰部５７の傾きが僅かとなるようにしている。これにより、前記腰部５７の傾きで外側リップ５２全体が傾いたとしても、外側リップ５２と外側密封面１４との間のラジアル方向締め代は、前記正規の配置時のδｒから殆ど増減しないようにしている。ラジアル方向に向いたリップ先端５２ｃが形成され、外側密封面１４が軸受中心軸と同軸の円筒面状に形成されているので、前記正規の配置から前記内側リップ５１の反り変形が強弱いずれの側に生じたとしても、前記腰部５７の傾きに伴って、外側リップ５２と外側密封面１４との間のラジアル方向締め代が増す方に作用する。
【００３８】
エラストマ部５３の前面には、保持器４０の側方を軌道輪１０側へ過ぎたところに、内側密封面１３に向って傾いた傾斜面５３ａが形成されている。保持器４０の最大幅部を軌道輪１０側へ過ぎたところに傾斜面５３ａを形成することにより、シール５０と保持器４０との干渉を避けている。傾斜面５３ａに連続するリップ前面５１ａは、傾斜面５３ａのラジアル方向に対する傾きθ２よりラジアル方向に近い傾きθ３をもつように形成されている。シール５０の前面を保持器４０の側方で遠くしても、保持器４０の側方を過ぎたところから傾斜面５３ａが内側密封面１３に向って近づくので、干渉を避けつつ、内側密封面１３を軌道１１側に近づけることができる。また、傾斜面５３ａに連続するリップ前面５１ａは、内側密封面１３の側方で傾斜面５３ａよりラジアル方向に近い傾きに形成されているので、内側密封面１３との接触をより面接触に近づけることもできる。
【００３９】
シール５０は、エラストマ部５３の圧入代をシール溝２２に対してアキシアル方向から圧入することによって軌道輪２０に装着される。シール溝２２、前記エラストマ部５３の圧入代を省略し、軌道輪２０の円筒面に前記芯金５４の周縁部を圧入するように変更することもできる。
【００４０】
内外両方の軌道輪１０、２０を正規に配置した状態でシール５０を装着したとき、この装着の途中から、一点鎖線で描いた内側リップ５１は、リップ先端５１ｃから内側密封面１３との接触を開始する。さらに圧入が進むに連れて、内側リップ５１は、次第に軌道輪幅面１２側への反り変形を強く生じていく。シール５０が軌道輪２０に対するアキシアル方向変位を規制された所定の装着箇所に至ったとき、シール５０は、図１（ｂ）、（ｃ）中に実線で描いた状態となる。このとき、内側リップ５１は、リップ前面５１ａ側で内側密封面１３とアキシアル方向締め代δａをもって面接触する。また、外側リップ５２は、ラジアル方向締め代δｒをもって外側密封面１４と接触している。アキシアル方向締め代δａは、アキシアル内部すきま（δ１＋δ２）の半分δ１、δ２より大きい。
【００４１】
装着されたシール５０は、内側リップ５１及び外側リップ５２のみで軌道輪１０側と接触する。軌道輪１０側とは、軸受運転中、軌道輪２０に対して軌道輪１０と一体に相対回転する部分のことをいい、図示例だと、軌道輪１０及び嵌合面１５に付けたシールド６０が軌道輪１０側を構成する。シール５０にシールド６０に接触させるためのリップをもたないため、シール５０の幅をコンパクトにすることができる。
【００４２】
図２（ａ）は、図１（ａ）の軌動輪２０を固定し、軌道輪１０が図中右方向に変位してアキシアル方向の最大ミスアライメントδ１を生じたときを実線で描き、前記正規の配置における軌道輪１０を一点鎖線で描いたものである。図２（ｂ）は、図２（ａ）中の左方のシール５０の内側リップ５１付近を拡大し、図２（ｃ）は、図２（ａ）中の右方のシール５０の内側リップ５１付近を拡大し、前記正規の配置におけるエラストマ部５３を一点鎖線で描いたものである。
【００４３】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、左方のシール５０の内側リップ５１と、左方の内側密封面１３との間のアキシアル方向締め代は、正規の配置を基準にしたアキシアル方向締め代（図１（ｃ）のδａ参照）から減少し、図２（ｂ）に示すように、内側リップ５１の反り変形が弱化し、リップ先端５１ｃと内側密封面１３とが線接触に近づく。δａ＞δ１に設定されているので、全周に亘ってリップ先端５１ｃと内側密封面１３との接触圧力が残り、接触シールが維持される。一方、図２（ａ）、（ｃ）に示すように、右方のシール５０の内側リップ５１と、右方の内側密封面１３との間のアキシアル方向締め代は、正規の配置を基準にしたアキシアル方向締め代（図１（ｃ）のδａ参照）から増大し、図２（ｃ）に示すように、内側リップ５１の反り変形が強まり、全周に亘ってリップ前面５１ａと内側密封面１３との接触面積が増す。このため、内側リップ５１と内側密封面１３とによるシール性能が低下する懸念はない。図１（ａ）中のアキシアル方向の最大ミスアライメントδ２が発生した場合も、左右の関係が逆転するのみで同様のことが成立する。なお、δａとδ１、δ２との差は、δ１、δ２のアキシアル方向のミスアライメント発生により、内側リップ５１と内側密封面１３とが線接触に近づいときでも接触圧力が残るように、軸受負荷や軸受使用温度等を考慮して適宜に設定すればよい。
【００４４】
上述のように、この実施形態によれば、アキシアル方向に大きなミスアライメントが発生しても、内側密封面１３の変位に追随する内側リップ５１の反りの弾性回復によって、内側リップ５１と内側密封面１３との接触が全周に亘って維持されるので、ミスアライメント発生時のシール性能低下を防止することができる。
【００４５】
また、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、内側リップ５１と内側密封面１３との間の締め代変化は内側リップ５１の反り変形の強弱で殆ど吸収されるので、左右両方の外側リップ５２の姿勢は殆ど変化せず、外側リップ５２と外側密封面１４との接触シールが維持される。さらに、円筒面状の外側密封面１４を採用しているので、アキシアル方向のミスアライメントで内側リップ５１と内側密封面１３との間の締め代が増減しても、左右両方の外側リップ５２と外側密封面１４との間のラジアル方向締め代は、正規の配置を基準にしたラジアル方向締め代（図１（ｂ）のδｒ参照）から殆ど変化せず、変化したとしても僅かに増大するに過ぎない。
【００４６】
また、内側密封面１３に向って傾いた芯金５４の周縁部５６により、内側リップ５１の反り変形に抵抗するシール５０の機械的強度が高められるので、ラジアル方向締め代δｒの変化を防止するのに有効である。
【００４７】
図３（ａ）は、図１（ａ）の軌動輪２０を固定し、軌道輪１０が反時計回りの方へ傾くミスアライメント（軸受の角すきまに相当する軸心姿勢角）を最大に生じたときの左方のシール５０の内側リップ５１付近を実線で描き、前記正規の配置のときを一点鎖線で拡大図示したものである。図３（ｂ）は、図３（ａ）と同じく右方のシール５０の内側リップ５１付近を示したものである。
【００４８】
軌道輪１０、２０間の軸心姿勢角のミスアライメント発生時、軌道輪１０の半周域において、図３（ａ）に示すように、左方の内側密封面１３が内側リップ５１の方へ傾き、内側リップ５１と内側密封面１３とのアキシアル方向締め代は、正規の配置を基準にしたアキシアル方向締め代（図１（ｃ）のδａ参照）から増大する。このため、図３（ａ）に示すように、内側密封面１３がリップ前面５１ａに押し付けられ、内側リップ５１と内側密封面１３との接触面積が増し、内側リップ５１と内側密封面１３とによる接触シールが強化される。このとき、外側リップ５２のリップ先端５２ｃと外側密封面１４との間のラジアル方向締め代は、減少するが、前記内側リップ５１等でのシール強化により、二重シールとしての耐漏洩性等の低下が防止される。一方、図３（ｂ）に示すように、同半周域において、右方の内側密封面１３は、内側リップ５１のリップ前面５１ａから逃げるように傾くが、その逃げ量はアキシアル方向の最大ミスアライメント発生時より少ない。このため、内側リップ５１と内側密封面１３との間のアキシアル方向締め代は、正規の配置を基準にしたアキシアル方向締め代（図１（ｃ）のδａ参照）から減少するが、図３（ｂ）に示すように、これらの接触が維持される。このとき、外側リップ５２のリップ先端５２ｃと外側密封面１４との間のラジアル方向締め代は増し、これらによる接触シールが強化されるので、二重シールとしての耐漏洩性等の低下が防止される。残り半周域では、軌道輪１０の図中左方のシール５０で図３（ｂ）と同じ変化が生じ、同図中右方のシール５０で図３（ａ）と同じ変化が生じると考えることができる。
【００４９】
したがって、この実施形態によれば、軸心姿勢角が狂うミスアライメントが生じても、全周において、内側リップ５１又は外側リップ５２の一方で締め代が増し、他方で締め代が減少するので、過大なトルクの発生を防止することができる。
【００５０】
なお、図示を省略するが、ラジアル方向の最大ミスアライメンが発生したとしても、内側密封面１３の勾配によるアキシアル方向逃げ量がアキシアル内部すきまの半分δ１、δ２を超えることはないので、このときも、左右両方のシール５０の内側リップ５１と内側密封面１３との接触を維持することができる。
【００５１】
この発明の技術的範囲は、上述の各実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載に基く技術的思想の範囲内での全ての変更を含むものである。例えば、片シール軸受に変更したり、自動調心軸受に適用したり、シールドを省略したり、特許文献２の図のように、密封面と外側密封面の間に周溝を形成してグリース溜りの容量を増やしたりすることができる。また、この発明に係るシール軸受は、等速ジョイントのサポート軸受以外の用途にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０、２０ 軌道輪
１１、２１ 軌道
１２ 軌道輪幅面
１３ 内側密封面
１４ 外側密封面
１５ 嵌合面
２２ シール溝
３０ 転動体
４０ 保持器
５０ シール
５１ 内側リップ
５１ａ、５２ａ リップ前面
５１ｂ、５２ｂ リップ後面
５１ｃ、５２ｃ リップ先端
５２ 外側リップ
５３ エラストマ部
５３ａ 傾斜面
５４ 芯金
５５ 円環状板部
５６ 周縁部
５７ 腰部
６０ シールド
δ１、δ２ アキシアル内部すきまの半分
δａ アキシアル方向締め代
δｒ ラジアル方向締め代
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内外一方の軌道輪（１０）が、段差部に形成された内側密封面（１３）と、前記内側密封面（１３）より軌道輪幅面（１２）に近いところに形成された外側密封面（１４）とを有し、
内外両方の軌道輪（１０、２０）を正規に配置したとき、前記内側密封面（１３）に内側リップ（５１）が接触し、かつ前記外側密封面（１４）に外側リップ（５２）が接触した状態となるように内外他方の軌道輪（２０）に装着されるシール（５０）を備えたシール軸受において、
前記内外両方の軌道輪（１０、２０）を正規に配置したとき、前記内側リップ（５１）が、リップ前面（５１ａ）側で前記内側密封面（１３）とアキシアル内部すきまの半分（δ１）より大きなアキシアル方向締め代（δａ）をもって面接触し、かつ前記内側密封面（１３）の変位に追随可能な前記軌道輪幅面（１２）側への反り変形を生じた状態になることを特徴とするシール軸受。
【請求項２】
前記内側密封面（１３）が、ラジアル方向に対して傾き角度（θ１）０°〜１５°の円錐面状に形成されている請求項１に記載のシール軸受。
【請求項３】
前記シール（５０）の前面のうち、保持器（４０）の側方を前記一方の軌道輪（１０）側へ過ぎたところに、前記内側密封面（１３）に向って傾いた傾斜面（５３ａ）が形成されており、前記傾斜面（５３ａ）に連続する前記リップ前面（５１ａ）が、前記傾斜面（５３ａ）よりラジアル方向に近い傾きをもつように形成されている請求項２に記載のシール軸受。
【請求項４】
前記外側密封面（１４）が円筒面状に形成されている請求項１から３のいずれか１項に記載のシール軸受。
【請求項５】
前記外側密封面（１４）と、シールド装着用の嵌合面（１５）とが同一面を成している請求項４に記載のシール軸受。
【請求項６】
前記シール（５０）が、前記内側リップ（５１）及び前記外側リップ（５２）のみで前記一方の軌道輪（１０）側と接触する請求項１から５のいずれか１項に記載のシール軸受。
【請求項７】
前記シール（５０）が、芯金（５４）と、加硫成形されたエラストマ部（５３）とからなる請求項１から６のいずれか１項に記載のシール軸受。
【請求項８】
前記芯金（５４）が、前記内側密封面（１３）に向って傾いた円錐状の周縁部（５６）を有している請求項７に記載のシール軸受。
【請求項１】
内外一方の軌道輪（１０）が、段差部に形成された内側密封面（１３）と、前記内側密封面（１３）より軌道輪幅面（１２）に近いところに形成された外側密封面（１４）とを有し、
内外両方の軌道輪（１０、２０）を正規に配置したとき、前記内側密封面（１３）に内側リップ（５１）が接触し、かつ前記外側密封面（１４）に外側リップ（５２）が接触した状態となるように内外他方の軌道輪（２０）に装着されるシール（５０）を備えたシール軸受において、
前記内外両方の軌道輪（１０、２０）を正規に配置したとき、前記内側リップ（５１）が、リップ前面（５１ａ）側で前記内側密封面（１３）とアキシアル内部すきまの半分（δ１）より大きなアキシアル方向締め代（δａ）をもって面接触し、かつ前記内側密封面（１３）の変位に追随可能な前記軌道輪幅面（１２）側への反り変形を生じた状態になることを特徴とするシール軸受。
【請求項２】
前記内側密封面（１３）が、ラジアル方向に対して傾き角度（θ１）０°〜１５°の円錐面状に形成されている請求項１に記載のシール軸受。
【請求項３】
前記シール（５０）の前面のうち、保持器（４０）の側方を前記一方の軌道輪（１０）側へ過ぎたところに、前記内側密封面（１３）に向って傾いた傾斜面（５３ａ）が形成されており、前記傾斜面（５３ａ）に連続する前記リップ前面（５１ａ）が、前記傾斜面（５３ａ）よりラジアル方向に近い傾きをもつように形成されている請求項２に記載のシール軸受。
【請求項４】
前記外側密封面（１４）が円筒面状に形成されている請求項１から３のいずれか１項に記載のシール軸受。
【請求項５】
前記外側密封面（１４）と、シールド装着用の嵌合面（１５）とが同一面を成している請求項４に記載のシール軸受。
【請求項６】
前記シール（５０）が、前記内側リップ（５１）及び前記外側リップ（５２）のみで前記一方の軌道輪（１０）側と接触する請求項１から５のいずれか１項に記載のシール軸受。
【請求項７】
前記シール（５０）が、芯金（５４）と、加硫成形されたエラストマ部（５３）とからなる請求項１から６のいずれか１項に記載のシール軸受。
【請求項８】
前記芯金（５４）が、前記内側密封面（１３）に向って傾いた円錐状の周縁部（５６）を有している請求項７に記載のシール軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−９６４３３（Ｐ２０１３−９６４３３Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３６９９６（Ｐ２０１１−２３６９９６）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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