特開2017-207142(P2017-207142A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2017-207142(P2017-207142A)
(43)【公開日】2017年11月24日
(54)【発明の名称】転がり軸受装置
(51)【国際特許分類】
   F16C 33/78 20060101AFI20171027BHJP
   F16C 19/08 20060101ALI20171027BHJP
   F16J 15/3232 20160101ALI20171027BHJP
   F16J 15/3236 20160101ALI20171027BHJP
【FI】
   F16C33/78 Z
   F16C19/08
   F16J15/3232 201
   F16J15/3236
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】OL
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2016-100227(P2016-100227)
(22)【出願日】2016年5月19日
(71)【出願人】
【識別番号】000001247
【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト
(74)【代理人】
【識別番号】110000394
【氏名又は名称】特許業務法人岡田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山口 晋弘
【テーマコード(参考)】
3J006
3J016
3J701
【Fターム(参考)】
3J006AE23
3J006AE28
3J006AE34
3J016AA02
3J016BB03
3J016BB16
3J016CA02
3J701AA02
3J701AA32
3J701AA43
3J701AA54
3J701AA62
3J701BA73
3J701FA38
3J701GA22
(57)【要約】
【課題】転がり軸受装置の密封装置において、摺動抵抗を低減する。
【解決手段】密封装置60Aは、スリンガ70と、シール部材80と、を有する。スリンガは、内輪小径部24に嵌め込まれたスリンガ環状部72と、スリンガ環状部から径方向へ張り出したスリンガフランジ部74と、を有する。シール部材は、スリンガフランジ部に接触したスリンガ摺動リップ90bと、内輪段差面26に接触した軌道輪摺動リップ90cと、を有する。スリンガ摺動リップと軌道輪摺動リップとスリンガとにより、密封空間110が形成されている。内輪小径面の外周面72Tには、密封空間と転がり軸受装置1の外部空間Gとを連通する連通溝Mが形成されている。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内輪と、
前記内輪との間に環状空間を有して配置された外輪と、
軸方向における前記内輪と前記外輪との端部において前記環状空間を塞ぐ密封装置と、を有する転がり軸受装置であって、
前記密封装置は、スリンガと、前記スリンガに対して軸方向における当該転がり軸受装置の内方側に配置されたシール部材と、を有し、
前記スリンガは、前記内輪または前記外輪のうちの一方である一方輪に嵌め込まれたスリンガ環状部と、前記スリンガ環状部から径方向へ張り出したスリンガフランジ部と、を有し、
前記シール部材は、前記内輪または前記外輪のうちの他方である他方輪に取付けられ、かつ、前記スリンガフランジ部に接触したスリンガ摺動リップと、前記一方輪において前記スリンガフランジ部よりも軸方向の前記内方側に位置する部位に接触した軌道輪摺動リップと、を有し、
前記スリンガ摺動リップと前記軌道輪摺動リップと前記スリンガとにより、密封空間が形成され、
前記一方輪と前記スリンガ環状部との互いの嵌め合いの面における少なくとも一方には、前記密封空間と当該転がり軸受装置の外部空間とを連通する連通溝が形成されている、
転がり軸受装置。
【請求項2】
請求項1に記載された転がり軸受装置であって、
前記連通溝にはオリフィスが形成されている、
転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば車両のエンジンには、クランクシャフトの回転動力をオルタネータやウォーターポンプ等の複数の補機に伝達するための補機駆動ベルトがかけられている。補機駆動ベルトは比較的長いので、アイドラプーリによってテンションが調整されている。アイドラプーリは、転がり軸受装置で回転可能に支持されるのが一般的である。この種の転がり軸受装置においては、車両の走行時に飛散する雨水や泥水等の異物が当該軸受内へ浸入することを防止する構造が求められる。そこで、転がり軸受装置には、内輪と外輪との間をこれらの両端部から塞ぐ密封装置が組み込まれている(例えば特許文献1)。
【0003】
密封装置の一例を図13に示す。転がり軸受装置300は、密封装置200を有する。この密封装置200は、スリンガ210と、スリンガ210に対して軸方向の内方側に配置されたシール部材220と、を有する。スリンガ210は、内輪290の小径部290bに嵌めこまれたスリンガ環状部212と、スリンガ環状部212から径方向外方に張り出したスリンガフランジ部214と、を有する。シール部材220は、外輪280に嵌めこまれた芯金230と、芯金230と一体に設けられたゴム製のシール体240と、を有する。シール体240は、スリンガフランジ部214に摺動接触するスリンガ摺動リップ240aと、内輪290の大径部290aと小径部290bとの段差面290cに摺動接触する軌道輪摺動リップ240bと、を有する。スリンガ摺動リップ240aと、軌道輪摺動リップ240bと、内輪290の段差面290c及び小径部290bと、スリンガ210と、で囲まれた空間は、密封空間250となっている。なお、転がり軸受装置300は、玉302(転動体)と保持器242とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2015−178881号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
図13に示す密封装置200では、密封空間250と、転がり軸受装置300の外部空間Gと、の間に気圧差が生じて、つぎに説明するように摺動抵抗が増大する虞がある。例えば、車両の運転中には、転がり軸受装置300の温度が上昇するため、密封空間250の温度も上昇し、密封空間250は高圧となる。この後、車両の運転を停止すると、高温化していた密封空間250の温度が下がり、密封空間250の気圧が下がる。この結果、密封空間250と、転がり軸受装置300の外部空間Gと、の間に気圧差(密封空間250が低圧となる)が生じ、スリンガ摺動リップ240aが外気によってスリンガフランジ部214に押付けられる。そして、スリンガ摺動リップ240aがスリンガフランジ部214に張り付いた状態となる(図13の仮想線参照)。この状態においては、スリンガ摺動リップ240aのスリンガフランジ部214に対する接触圧力が過度に大きいため、車両の運転を再開したときに、スリンガ摺動リップ240aの摺動抵抗が増大する虞がある。
【0006】
本発明の課題は、転がり軸受装置の密封装置において、摺動抵抗を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するため、本発明の転がり軸受装置は、つぎの手段をとる。
【0008】
本発明の第1の発明は、内輪と、内輪との間に環状空間を有して配置された外輪と、軸方向における内輪と外輪との端部において環状空間を塞ぐ密封装置と、を有する転がり軸受装置であって、密封装置は、スリンガと、スリンガに対して軸方向における当該転がり軸受装置の内方側に配置されたシール部材と、を有する。スリンガは、内輪または外輪のうちの一方である一方輪に嵌め込まれたスリンガ環状部と、スリンガ環状部から径方向へ張り出したスリンガフランジ部と、を有する。シール部材は、内輪または外輪のうちの他方である他方輪に取付けられ、かつ、スリンガフランジ部に接触したスリンガ摺動リップと、前記一方輪においてスリンガフランジ部よりも軸方向の内方側に位置する部位に接触した軌道輪摺動リップと、を有する。スリンガ摺動リップと軌道輪摺動リップとスリンガとにより、密封空間が形成されている。前記一方輪とスリンガ環状部との互いの嵌め合いの面における少なくとも一方には、密封空間と当該転がり軸受装置の外部空間とを連通する連通溝が形成されている。
【0009】
本発明の第2の発明は、第1発明に記載された転がり軸受装置であって、連通溝にはオリフィスが形成されている。
【発明の効果】
【0010】
第1発明においては、連通溝を通じて密封空間と外部空間とが通気されて、密封空間と外部空間との気圧差が解消されるか、または、小さくなる。したがって、例えば車両の運転(転がり軸受装置の回転)を停止した際に、密封空間の気圧が外気よりも下がってスリンガ摺動リップがスリンガフランジ部に張り付いた状態となることが防止ないし抑制される。そのため、車両の運転(転がり軸受装置の回転)を再開したときのスリンガ摺動リップの摺動抵抗が低減される。
【0011】
第2発明においては、連通溝にオリフィスが設けられていることから、連通溝を通じた密封空間と外部空間と通気が促進される。したがって、密封空間と外部空間との気圧差の解消が促進される。また、オリフィスにより、水等が密封空間に浸入することが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】転がり軸受装置を使用したアイドラプーリの断面図である。
図2図1のII領域の拡大図である。
図3】内輪及びスリンガを図1の矢印III方向から視た平面図である。
図4】内輪の端部の斜視図である。
図5】連通溝を図3の矢印V方向から視た平面図である。
図6】連通溝の変更例を表した図5に対応する平面図である。
図7】連通溝の変更例を表した図5に対応する平面図である。
図8】連通溝の変更例を表した図5に対応する平面図である。
図9】連通溝の変更例を表した図5に対応する平面図である。
図10】連通溝をスリンガに形成した場合の例を表した図2に対応する断面図である。
図11】連通溝をスリンガに形成した場合の例を表した図3に対応する平面図である。
図12】連通溝をスリンガに形成した場合の例を表したスリンガの一部の斜視図である。
図13】従来の密封装置を有する転がり軸受装置を表した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。図1に示す自動車用のアイドラプーリ1は、転がり軸受装置10によって回転可能に支持されている。転がり軸受装置10は、内輪20(一方輪)と、内輪20と同軸で配置された外輪30(他方輪)と、内輪20と外輪30との間に配置された複数の玉40(転動体)と、軸方向における内輪20と外輪30との両端部に配置された2つの密封装置60A,60Bと、を有する。本明細書において、軸方向、径方向、周方向は、それぞれ、転がり軸受装置10(内輪20、外輪30、スリンガ70、芯金100)の軸方向、径方向、周方向を指す。軸方向の内方、外方は、それぞれ、軸方向における転がり軸受装置10の内方、外方を指す。
【0014】
内輪20(図1参照)は固定輪である。内輪20の内周面は、静止部材である支持軸(図示省略)に嵌め込まれている。内輪20は、内輪主軸部22と、内輪主軸部22の両端部に設けられかつ内輪主軸部22よりも外周面の径が小さい内輪小径部24と、を有する。内輪主軸部22の外周面には、複列の内輪軌道溝22aが形成されている。
【0015】
外輪30(図1参照)は回転輪である。外輪30の外周面は、回転部材であるアイドラプーリ1に嵌め込まれている。外輪30は、外輪主軸部32と、外輪主軸部32の両端部に設けられかつ外輪主軸部32よりも内周面の径が大きい外輪大径部34と、を有する。外輪主軸部32の内周面は、内輪主軸部22の外周面と対向している。外輪主軸部32の内周面と、内輪主軸部22の外周面と、の間には環状空間50が形成されている。外輪主軸部32の内周面には、複列の外輪軌道溝32aが形成されている。両外輪大径部34は、両内輪小径部24とそれぞれ対向している。
【0016】
各玉40は、図1に示すように、複列で配置され、内輪軌道溝22aと外輪軌道溝32aとで転動可能に支持されている。各玉40は、保持器42によって周方向に等間隔に保持されている。
【0017】
両密封装置60A,60Bは、図1に示すように、軸方向における内輪20及び外輪30の端部において、環状空間50を塞いでいる。両密封装置60A,60Bの構成は軸方向に対称である。以下では、一方の密封装置60Aについて説明し、他方の密封装置60Bについては重複した説明を省略する。
【0018】
密封装置60Aは、図2に示すように、スリンガ70と、シール部材80と、を有する。スリンガ70は、筒状のスリンガ環状部72と、スリンガ環状部72の基端部(スリンガ環状部における軸方向の外方側の端部)から径方向外方へ張り出した円環状のスリンガフランジ部74と、を有する。スリンガ環状部72の内周面72T(嵌め合い面)は、内輪小径部24の外周面24T(嵌め合い面)に嵌め込まれている。スリンガ環状部72の先端部72a(スリンガ環状部72における軸方向の内方側の端部)は、内輪段差面26と対向している。内輪段差面26は、内輪主軸部22の外周面と内輪小径部24の外周面24Tとの間の段差面である。スリンガ環状部72の先端部72aは、内輪段差面26との間に間隔Kを有する。この間隔Kに対応して、内輪小径部24は、内輪段差面26とスリンガ環状部72の先端部72aとの間に、当該内輪小径部24が露出した小径露出部24aを有する。
【0019】
シール部材80は、図2に示すように、円環状の芯金100と、弾性体であるシール体90と、を有する。芯金100は、スリンガフランジ部74に対して軸方向の内方側に配置されている。芯金100は、スリンガフランジ部74と対向するように配置されている。芯金100は、外輪大径部34の内周面に嵌め込まれている。芯金100は、当該芯金100を覆うシール体90の本体90aとともに環状空間50を塞いでいる。
【0020】
シール体90は、図2に示すように、本体90aから突出したスリンガ摺動リップ90bと軌道輪摺動リップ90cとを有する。スリンガ摺動リップ90bは、芯金100の径方向の中央部から突出している。スリンガ摺動リップ90bの先端部は、スリンガフランジ部74における軸方向の内面に摺動可能に接触している。軌道輪摺動リップ90cは、芯金100の径方向の内方端部から突出している。軌道輪摺動リップ90cの先端部は、内輪段差面26に摺動可能に接触している。
【0021】
密封装置60Aには、図2に示すように、密封空間110が形成されている。密封空間110は、スリンガ摺動リップ90bと、軌道輪摺動リップ90cと、内輪段差面26と、小径露出部24aと、スリンガ環状部72と、スリンガフランジ部74と、で囲まれた領域である。
【0022】
内輪小径部24の外周面24Tには、図2に示すように、密封空間110と、転がり軸受装置10の外部空間Gと、を連通する連通溝Mが設けられている。連通溝Mは、内輪小径部24の先端部(内輪小径部における軸方向の外方側の端部)から基端部(内輪小径部における内輪段差面側の端部)に亘って例えば直線的に連続している(図2,4,5参照)。連通溝Mは、周方向の一箇所に設けられている(図3参照)。連通溝Mは、断面形状が例えば半円状である。この連通溝Mを通じて、密封空間110と外部空間Gとが通気される。この通気によって、密封空間110と外部空間Gとの気圧差が解消されるか、または、小さくなる。したがって、例えば車両の運転(転がり軸受装置10の回転)を停止したときに、密封空間110の気圧が外気よりも下がってスリンガ摺動リップ90bがスリンガフランジ74に張り付いた状態となることが防止ないし抑制される。そのため、車両の運転(転がり軸受装置10の回転)を再開した際のスリンガ摺動リップ90bの摺動抵抗が低減される。
【0023】
連通溝Mには、図4,5に示すように、オリフィスFが形成されている。オリフィスFは、連通溝Mにおいて、外部空間Gとの連通端部Maの側に形成されている。オリフィスFは、連通溝Mの断面積が連通端部Maの側に向けて徐々に狭められている。オリフィスFは、密封空間110と外部空間Gとの通気を促進する。したがって、密封空間110と外部空間Gとの気圧差の解消が促進される。またオリフィスFは、水等が密封空間110に浸入することを抑制する。
【0024】
密封空間110と外部空間Gとを連通させる手段として、内輪やスリンガに例えば貫通孔を設ける場合に比べ、連通溝Mは内輪小径部24の外周面24Tに溝を設けるだけであるため、作製が容易である。
【0025】
以上は本発明を実施するための形態を図面に関連して説明したが、本発明は他の実施の形態でも実施可能である。連通溝Mは、内輪小径部24の先端部から基端部まで連続している必要はなく、内輪小径部24の先端部から、少なくとも小径露出部24aまで連続していればよい。連通溝Mは、例えば途中で湾曲したり屈曲していてもよい。連通溝Mは、内輪小径部24の外周面24Tにおいて、周方向のいずれの箇所に設けてもよい。連通溝Mは、周方向に複数箇所設けてもよい。連通溝Mの断面形状は、半円状に限定されるものではなく、例えばU字状やV字状、また、多角形状でもよい。
【0026】
オリフィスFは、連通溝Mの幅と深さの両方を小さくすることで形成してもよく、連通溝Mの幅と深さのいずれか一方のみを小さくすることで形成してもよい。オリフィスFは、連通溝Mにおいて、外部空間Gとの連通端部Maと、密封空間110との連通端部Mbとの間のいずれの箇所に形成してもよい。図6においては、オリフィスFが、密封空間110との連通端部Mbの側に形成されている。オリフィスF(図6参照)は、連通端部Mbへ向けて、連通溝Mの断面積が徐々に狭められている。オリフィスFは、図7に示すように、両連通端部Ma,Mbの中間域に向けて、連通溝Mの断面積が徐々に狭まる形状でもよい。オリフィスFは、図8に示すように、両連通端部Ma,Mbに亘って連続的に連通溝Mの断面積が狭まるように形成してもよい。図8に示すオリフィスFは、連通端部Mbから連通端部Maに向けて、連通溝Mの断面積が徐々に狭められている。オリフィスFは、図9に示すように、連通溝Mの断面積を一定幅で狭めた形状でもよい。オリフィスFは、両連通端部Ma,Mbの間に複数箇所形成してもよい。
【0027】
連通溝Mを内輪小径部24の外周面24Tに設ける構成(図2〜5参照)に代えて、連通溝M1をスリンガ環状部72の内周面72Tに設けてもよい(10〜12参照)。連通溝M1は、連通溝Mと同様に構成されており、既に説明したオリフィスFを有する。連通溝M1は、スリンガ環状部72の基端部から先端部に亘って連続している。なお、内輪小径部24の外周面24Tとスリンガ環状部72の内周面72Tとのそれぞれに連通溝M,M1を設けてもよい。
【0028】
スリンガ70を外輪30(一方輪)に嵌め込み、シール部材80を内輪20(他方輪)に嵌め込んで密封装置を構成する場合、外輪30とスリンガ70との互いの嵌め合いの面におけるいずれか一方または両方に連通溝を設ける構成としてもよい。
【0029】
転がり軸受装置10が回転支持する対象物は、アイドラプーリ1に限定されるものではない。転がり軸受装置10を、例えばホイールハブ用の転がり軸受装置やウォーターポンプ用の転がり軸受装置として適用してもよい。
【0030】
本発明の転がり軸受装置は、玉を転動体とした玉軸受に限定されるものではなく、例えば円錐ころや円柱ころを転動体としたころ軸受でもよい。
【符号の説明】
【0031】
10 転がり軸受装置
20 内輪
30 外輪
50 環状空間
60A,60B 密封装置
70 スリンガ
72 スリンガ環状部
74 スリンガフランジ部
80 シール部材
90b スリンガ摺動リップ
90c 軌道輪摺動リップ
100 芯金
110 密封空間
F オリフィス
G 外部空間
M,M1 連通溝
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13