転がり軸受のシール構造

【課題】リップしゅう動部の大気側の油膜厚さを厚くすることにより軸の回転にともなうせん断力を低減させ、シールの摩擦トルクを低減させることができる転がり軸受のシール構造を提供する。
【解決手段】リップしゅう動部の両側に大気側斜面および密封流体側斜面を設けたシールリップを有する転がり軸受のシール構造において、シールリップの密封流体側から大気側へ貫通した貫通穴を備え、密封流体側から貫通穴を介して大気側に流出し大気側斜面に沿って流れる油が密封流体側へポンプ作用により吸い込まれる。ポンプ作用により吸い込まれる油の量は、密封流体側から貫通穴を介して大気側に流出し大気側斜面に沿って流れる油の量よりも少なくとも等しいか多い。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受のシール構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、転がり軸受の内部には、各転動体の転動面と、内輪および外輪の両軌道面とを潤滑するグリースが充填されており、このグリースが外部に漏洩することを防止するため及び外部からの水浸入等を防止するためにシール部材が設けられている。
【０００３】
かかるシール部材を備えた転がり軸受の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に示された軸受は、内輪回転・外輪固定の条件で使用されるもので、シール部材の一端は外輪に形成された周溝に嵌合固定され、他端は内輪に形成されたシール溝に当接している。
【０００４】
シール部材の他端側に設けられたシールリップは、シール溝との摺接面に少なくとも１つの突起を有し、回転初期において空気を大気側へ逃がし、時間経過に伴い突起を摩滅させて密封性を確保するものである。しかしながら、一旦突起が摩滅してしまうと、シールリップはシール溝との摺接面積が拡大するため、シール部材の摩擦トルクが増大するという問題があった。
【０００５】
ところで、シール部材の摩擦トルクは軸（内輪）の回転にともなうせん断が原因と考えられ、このせん断力は油膜厚さと反比例の関係にある。よって、シール部材の摩擦トルク低減には、油膜厚さを厚くすること、特に油膜厚さの薄い大気側の膜厚を厚くする必要がある。
【０００６】
最近の研究によって、リップしゅう動部において、流体の膜厚はしゅう動面全体で一様ではなく、密封流体側から大気側へ向かって薄くなること、及びポンピング状態では油膜厚さが密封時よりも厚く、しゅう動部においてほぼ均一になることがわかっている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３０８１１７号公報
【非特許文献１】オイルシールしゅう動面の油膜形成と摩擦特性に関する研究、トライボロジスト、４８巻、６号、２００３年、４９４〜５０２頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みて、リップしゅう動部の大気側の油膜厚さを厚くすることにより軸の回転にともなうせん断力を低減させ、シール部材の摩擦トルクを低減させることができる転がり軸受のシール構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１の発明は、リップしゅう動部の両側に大気側斜面および密封流体側斜面を設けたシールリップを有する転がり軸受のシール構造において、シールリップの密封流体側から大気側へ貫通した貫通穴を備え、密封流体側から貫通穴を介して大気側に流出し大気側斜面に沿って流れる油が密封流体側へポンプ作用により吸い込まれる転がり軸受のシール構造を特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項２の発明は、ポンプ作用により吸い込まれる量が、密封流体側から貫通穴を介して大気側に流出し大気側斜面に沿って流れる油の量よりも少なくとも等しいか多い転がり軸受のシール構造を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１に係る転がり軸受のシール構造によれば、貫通穴から漏れる油をポンプ作用により密封流体側へ吸い込むことにより、リップしゅう動部の油膜を密封時に比べて厚く、均一にすることができ、トルクの低減を達成することができる。
【００１２】
また、本発明の請求項２に係る転がり軸受のシール構造によれば、ポンプ作用により吸い込まれる量が、密封流体側から貫通穴を介して大気側に流出し大気側斜面に沿って流れる油の量よりも少なくとも等しいか多い量となっているため、密封流体側に封入されている油が減ることはない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一実施形態の転がり軸受のシール構造を示す断面図
【図２】本発明の第二実施形態の転がり軸受のシール構造を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基き説明する。
【００１５】
［第一実施形態］
図１は、第一の実施形態の転がり軸受のシール構造を示す断面図である。図１に示すように、転がり軸受１は、外周面に内輪軌道面２ａを有する内輪２と、内周面に外輪軌道面３ａを有する外輪３と、内輪軌道面２ａと外輪軌道面３ａとの間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体４と、複数の転動体４を周方向に等間隔に保持する保持器５と、転動体４の側方に配置されて内輪２と外輪３との隙間を密封するシール部材６とを備えている。
【００１６】
シール部材６は、芯金７をゴム等の弾性部材８で被覆して略円盤状に構成されており、弾性部材８の内周側には内輪２の外周面に形成されたシール溝９に摺接するシールリップ１３を設けられた内周縁１０と、弾性部材８の外周側には外輪３の内周面に形成された周溝１１に係合して固定される外周縁１２とを備えている。そして、シール部材６は、転がり軸受１の内部に充填されて各転動体４の転動面と内輪軌道面２ａおよび外輪軌道面３ａとを潤滑するグリース（不図示）を転がり軸受１の内部に密封するようになっている。
【００１７】
シールリップ１３は、シール溝９の軸受外方に面する外側面９ａとリップしゅう動部１３ａにおいて摺接している。さらにシールリップ１３には、密封流体側１４の斜面１４ａから大気側１５の斜面１５ａ上または大気側斜面１５ａ近傍へ貫通穴１６が設けられている。貫通穴１６が設けられていることにより、この貫通穴１６より流出した油が大気側斜面１５ａをつたってリップしゅう動部１３ａに流れ、ポンプ作用によって密封流体側１４へ吸い込まれるようになっている。従い、常にポンプ状態とすることでリップしゅう動部１３ａにおける油膜厚さが厚くなり、また大気側の油膜厚さを密封流体側と同程度にできるので、トルク低減を図ることができる。
【００１８】
本実施形態の弾性部材の材料はアクリルゴムを採用しているが、同様の特性を有する材料であれば特に限定されるものではなく、ニトリルゴム、フッ素ゴムであっても良い。また，貫通穴の形状は特に限定されるものではなく，油が流れる形状となっていればよい．
【００１９】
［第二実施形態］
図２は、第二の実施形態の転がり軸受としての、自動車用ハブユニット軸受のシール構造を示す断面図である。
【００２０】
シール部材２６は、懸架装置に固定される外輪２２の内周部に圧入嵌合される芯金２７と、芯金２７に一体に固着される３個のシールリップを備える弾性部材２８とからなる。弾性部材２８は、外部からの水や異物の浸入を防止するための２個のアキシアルリップ２８ａ、２８ｂと、主に潤滑剤の漏洩を防止する為の１個のラジアルリップ２８ｃを有する。これらのシールリップのうち、ラジアルリップ２８ｃはガータスプリング２５により、ホイールを支持固定する不図示のフランジを有するハブ２６に押圧されている。
【００２１】
ラジアルリップ２８ｃには、密封流体側３４の斜面３４ａから大気側３５の斜面３５ａ上または大気側斜面３５ａ近傍へ貫通穴３６が設けられている。貫通穴３６が設けられていることにより、この貫通穴３６より流出した油が大気側斜面３５ａをつたってリップしゅう動部２８ｄに流れ，ポンプ作用によって密封流体側３４へ吸い込まれるようになっている。従い、常にポンプ状態とすることでリップしゅう動部２８ｄにおける油膜厚さが厚くなり、また大気側の油膜厚さを密封流体側と同程度にできるので、トルク低減を図ることができる。
【符号の説明】
【００２２】
１転がり軸受
２内輪
３、２３外輪
４転動体
５保持器
６、２６シール部材
７、２７芯金
８、２８弾性部材
９シール溝
１０内周縁
１１周溝
１３シールリップ
１３ａ、２８ｄリップしゅう動部
１４、３４密封流体側
１４ａ、３４ａ密封流体側斜面
１５，３５大気側
１５ａ、３５ａ大気側斜面
１６、３６貫通穴
２１ハブ
２５ガータスプリング
２８ａアキシアルリップ
２８ｂアキシアルリップ
２８ｃシールリップ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
リップしゅう動部の両側に大気側斜面および密封流体側斜面を設けたシールリップを有する転がり軸受のシール構造において、前記シールリップの密封流体側から大気側へ貫通した貫通穴を備え、密封流体側から該貫通穴を介して大気側に流出し大気側斜面に沿って流れる油が密封流体側へポンプ作用により吸い込まれることを特徴とする転がり軸受のシール構造。
【請求項２】
前記ポンプ作用により吸い込まれる量が、密封流体側から前記貫通穴を介して大気側に流出し大気側斜面に沿って流れる油の量よりも少なくとも等しいか多いことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受のシール構造。

【図１】