带密封的滚动轴承

摘要

本发明提供一种带密封的滚动轴承，在密封唇的外侧作用有负压的情况下，该负压越高越能够将密封唇对内圈的密封压力提高得比通常高，即使密封唇的密封面产生磨损，密封面积也不会变化。在密封部件（34）的唇支承部（42）的内周面突出设置有密封唇（43），所述密封唇具有：圆筒状的密封面（43a），其与内圈（30）的外周面紧密接触；及外侧面（43c）和内侧面（43b），它们分别从密封面的外端和内端立起并到达唇支承部，外侧面形成为从密封面的外端向与内圈的外周面的母线正交的方向立起的垂直面，由如下部分构成内侧面：从密封面的内端与外侧面平行地立起的垂直面；从该垂直面的外周端以随着朝向半径方向外侧而靠近外侧面侧的方式倾斜的圆锥面。

权利要求

1.一种带密封的滚动轴承，

所述带密封的滚动轴承具备：

内圈（30）；

围绕内圈（30）的外圈（31）；

呈环状排列的多个滚动部件（32），所述多个滚动部件（32）夹装于所述内圈（30）与外圈（31）之间；以及环状的一对密封部件（34），所述一对密封部件（34）以覆盖所述滚动部件（32）的组的两侧的方式配设于所述内圈（30）与外圈（31）之间，在各密封部件（34）的外周形成有固定于所述外圈（31）的安装卷边（41），并且，在各密封部件（34）的内周形成有密封唇（43），所述密封唇（43）以能够旋转滑动的方式与所述内圈的外周面紧密接触，所述带密封的滚动轴承的特征在于，

在所述密封部件（34）的内周侧形成有壁厚比密封唇（43）厚的环状的唇支承部（42），在该唇支承部（42）的内周面突出设置有所述密封唇（43），所述密封唇（43）具有：圆筒状的密封面（43a），所述密封面（43a）与内圈（30）的外周面紧密接触；以及外侧面（43c）和内侧面（43b），所述外侧面（43c）和内侧面（43b）分别从该密封面（43a）的外端和内端立起并到达所述唇支承部（42），所述外侧面（43c）形成为这样的垂直面：从所述密封面（43a）的外端向与内圈（30）的外周面的母线正交的方向立起，另一方面，所述内侧面（43b）由如下部分构成：从所述密封面（43a）的内端以与所述外侧面（43c）平行的方式立起的垂直面（43b1）；以及从该垂直面的外周端以随着朝向半径方向外侧而靠近所述外侧面（43c）侧的方式倾斜并到达所述唇支承部（42）的圆锥面（43b2）。

2.根据权利要求1所述的带密封的滚动轴承，其特征在于，所述密封唇（43）的根部的轴向宽度（W）设定为比该密封唇（43）的半径方向高度（H）大。

3.根据权利要求1或2所述的带密封的滚动轴承，其特征在于，在所述唇支承部（42）的外侧面形成有环状的凹部（45），所述凹部（45）凹陷至所述密封唇（43）的紧上方。

说明书

带密封的滚动轴承

技术领域

[0001] 本发明涉及带密封的滚动轴承的改良，所述带密封的滚动轴承具备：内圈；围绕内圈的外圈；呈环状排列的多个滚动部件，它们夹装于所述内圈与外圈之间；以及环状的一对密封部件，它们以覆盖所述滚动部件组的两侧的方式配设于所述内圈与外圈之间，在各密封部件的外周形成有固定于所述外圈的安装卷边，另外在各密封部件的内周分别形成有密封唇，所述密封唇以能够旋转滑动的方式与所述内圈的外周面紧密接触。

背景技术

[0002] 如专利文献1所公开的，所述带密封的滚动轴承夹装于内部压力不同的两个腔室之间的分隔壁与贯通该分隔壁的旋转轴之间，因此既能够确保旋转轴顺畅地旋转又能够阻止上述两腔室间的压力的移动。

[0003] 专利文献1：日本特开2004-263734号公报

[0004] 然而，在上述专利文献1所述的带密封的滚动轴承的密封部件中，与内圈的外周面紧密接触的密封唇，以随着朝向内圈的半径方向内侧而向内圈的外侧方延伸的方式形成为圆锥台状，因此，当在该密封唇所面对的腔室内产生大的负压时，该负压作用于密封唇的圆锥台状的外周面，使密封唇从内圈的外周面浮起，减弱密封唇对内圈的密封压力，从而产生轴承内部的润滑脂漏出的危险。

发明内容

[0005] 本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种结构简单的所述带密封的滚动轴承，其具备如下所述的密封部件：在对密封唇的外侧作用有负压的情况下，该负压越高，越能够将密封唇对内圈的密封压力提高得比通常高，而且即使在密封唇的与内圈紧密接触的密封面产生损耗，该密封面的密封面积也不会变化，从而能够始终发挥良好的密封功能。

[0006] 为达成上述目的，本发明的第一特征在于，所述带密封的滚动轴承具备：内圈；围绕内圈的外圈；呈环状排列的多个滚动部件，所述多个滚动部件夹装于所述内圈与外圈之间；以及环状的一对密封部件，所述一对密封部件以覆盖所述滚动部件的组的两侧的方式配设于所述内圈与外圈之间，在各密封部件的外周形成有固定于所述外圈的安装卷边，并且，在各密封部件的内周形成有密封唇，所述密封唇以能够旋转滑动的方式与所述内圈的外周面紧密接触，在所述带密封的滚动轴承中，在所述密封部件的内周侧形成有壁厚比密封唇厚且环状的唇支承部，在该唇支承部的内周面突出设置有所述密封唇，所述密封唇具有：圆筒状的密封面，所述密封面与内圈的外周面紧密接触；以及外侧面和内侧面，所述外侧面和内侧面分别从该密封面的外端和内端立起并达到所述唇支承部，所述外侧面形成为这样的垂直面：从所述密封面的外端向与内圈的外周面的母线正交的方向立起，另一方面，所述内侧面由如下部分构成：从所述密封面的内端以与所述外侧面平行的方式立起的垂直面；以及从该垂直面的外周端以随着朝向半径方向外侧而靠近所述外侧面侧的方式倾斜并到达所述唇支承部的圆锥面。另外，所述滚动部件与后述的本发明的实施方式中的滚珠32对应。

[0007] 另外，本发明的第二特征在于，在第一特征的基础上，所述密封唇的根部的轴向宽度设定为比该密封唇的半径方向高度大。

[0008] 此外，本发明的第三特征在于，在第一或第二特征的基础上，在所述唇支承部的外侧面形成有环状的凹部，所述凹部凹陷至所述密封唇的紧上方。

[0009] 根据本发明的第一特征，在密封部件的内周侧形成有壁厚比密封唇厚的环状的唇支承部，在该唇支承部的内周面突出设置有所述密封唇，所述密封唇具有：圆筒状的密封面，所述密封面与内圈的外周面紧密接触；以及外侧面和内侧面，所述外侧面和内侧面分别从该密封面的外端和内端立起并到达所述唇支承部，由此即使对密封部件的密封唇施加有由于密封部件的内外侧的压力差而产生的载荷，由于其密封唇具有与内圈的外周面紧密接触的圆筒状的宽阔的密封面，所以发挥较大的刚性，密封唇不会向轴向倾斜。

[0010] 而且，将密封唇的外侧面形成为垂直面，所述垂直面从密封面的外端向与内轮的外周面的母线垂直的方向立起，另一方面，由如下这样的垂直面和圆锥面构成密封唇的内侧面：所述垂直面从密封面的内端与所述外侧面平行地立起，所述圆锥面从该垂直面的外周端以随着朝向半径方向外侧而靠近所述外侧面侧的方式倾斜并到达所述唇支承部，由此，在对密封唇的外侧面作用有负压的情况下，由该负压与密封唇内侧的大气压的压力差产生的载荷垂直地按压密封唇的圆锥状的内侧面的圆锥面，因此该载荷的半径方向分力使密封唇按压于内圈的外周面。其结果为，上述负压越高，越能提高密封面对内圈的密封压力。并且即使密封唇的密封面由于与内圈的滑动摩擦而磨损，密封面的与内圈紧密接触的密封面积也不会产生变化，因此，能够使密封唇的密封功能稳定。这样，能够提供结构简单且耐久性高的带密封的滚动轴承，即使密封唇的外侧面受到大的正压和负压而且密封面产生磨损，也能够始终维持密封面对内圈的外周面的适当的密封状态，能够可靠地防止轴承内部的润滑脂的流出。

[0011] 根据本发明的第二特征，将密封唇的根部的轴向宽度设定为比该密封唇的半径方向高度大，由此能够进一步增强密封唇的向轴向倾斜的倾斜刚性，可靠地防止密封唇倾斜。

[0012] 根据本发明的第三特征，在唇支承部的外侧面形成有环状的凹部，所述凹部凹陷至密封唇的紧上方，由此能够利用所述凹部的深度适度地缓和唇支承部件对密封唇的支承刚性，由此能够调节密封唇与内圈之间的摩擦转矩，能够应对内圈的容许旋转转矩的变化。

附图说明

[0013] 图1是本发明的第一实施方式的具备带密封的滚动轴承的发动机的进气控制装置的剖视图。

[0014] 图2是图1的2部放大图。

[0015] 图3是示出本发明的第二实施方式的与图2对应的图。

[0016] 标号说明

[0017] 5：带密封的滚动轴承；

[0018] 30：内圈；

[0019] 31：外圈；

[0020] 32：滚动部件（滚珠）；

[0021] 34：密封部件；

[0022] 41：安装卷边；

[0023] 42：唇支承部；

[0024] 43：密封唇；

[0025] 43a：密封面；

[0026] 43b：内侧面；

[0027] 43b1：垂直面；

[0028] 43b2：圆锥面；

[0029] 43c：外侧面；

[0030] 45：凹部。

具体实施方式

[0031] 下面，基于附图所示的本发明的优选的实施例，对本发明的实施方式进行说明。

[0032] 在图1中，构成机动两轮车、机动车等车辆用发动机的进气系统的一部分的节气门体1在其中心部具有进气通道2，所述进气通道2与发动机的进气口相连。开闭该进气通道2的蝶型节气门3的气门杆3a经由一对滚动轴承4、5以能够旋转自如的方式支承于节气门体1的左右两侧壁。此时，特别地，左侧的滚动轴承5形成为带密封的滚动轴承，对此在后面进行详述。

[0033] 在节气门体1的右侧壁嵌装有覆盖节气门3的右端部及滚动轴承4的盖6。另外，气门杆3a的左端部向节气门体1的左侧壁外侧突出，并且在该突出端部经由减速齿轮机构9连结有用于驱动节气门3开闭的电动机8。减速齿轮机构9由以下部件构成：初级驱动齿轮11，其固定安装于电动机8的输出轴10；初级从动齿轮12，其以能够旋转自如的方式支承于中间轴15并与初级驱动齿轮11啮合；次级驱动齿轮13，其一体地形成于该初级从动齿轮12的一侧；以及扇型的次级从动齿轮14，其固定安装于气门杆3a的左端部并与次级驱动齿轮13啮合，将电动机8的输出轴10的旋转经过两级减速而传递至气门杆3a，从而能够开闭节气门3，气门杆3a、输出轴10及中间轴15配置成：以它们的轴线与所述进气通道
2的轴线正交的方式相互平行地排列。

[0034] 在次级从动齿轮14连接有对次级从动齿轮14向节气门3的关闭方向施力的关闭弹簧17。另外，默认杆（default lever）20与次级从动齿轮14邻接并以能够旋转自如的方式支承于气门杆3a。在该默认杆20连接有对默认杆20向节气门3的打开方向施力的打开弹簧22，该打开弹簧22的弹簧力比关闭弹簧17的弹簧力大。默认杆20在因打开弹簧22的作用力而向节气门3的打开方向转动时，经由次级从动齿轮14向打开方向驱动节气门3，但此时，在节气门体1安装有默认止挡螺栓（未图示），所述默认止挡螺栓挡住默认杆20而使节气门3的自怠速开度的打开在预定的默认开度处停止。而且，当在发动机运转中不能对电动机8通电时，利用打开弹簧22的作用力将节气门3保持于默认开度。由此，能够向发动机供给能够供车辆微速行驶至修理厂的进气量。

[0035] 在节气门体1的左侧壁一体地形成有用于收纳上述电动机8及减速齿轮机构9等的控制外壳24，在该控制外壳24的左端面利用螺栓26接合有封闭控制外壳24的开口部的合成树脂制的外壳罩25。在该外壳罩25附设有节气门传感器27，该节气门传感器27检测出气门杆3a的旋转角度作为节气门3的开度。另外，在外壳罩25设有通气孔（未图示），该通气孔用于控制壳体24内部的换气以防止控制外壳24内的结露，因此控制外壳24内始终为大气压。

[0036] 然后，参照图2，对控制外壳24侧的支承气门杆3a的带密封的滚动轴承5进行说明。

[0037] 带密封的滚动轴承5由如下部件构成：内圈30；围绕内圈30的外圈31；呈环状排列的多个滚珠32、32…，它们夹装于所述内圈30与外圈31之间；保持件33，其用于保持所述滚珠32、32…的组；以及环状的一对密封部件34、34，它们以从两侧覆盖滚珠32、32…的组的方式配设于内圈30与外圈31之间，在滚珠32、32…的组周围涂覆有润滑用的润滑脂（未图示）。

[0038] 另一方面，在节气门体1的控制外壳24侧的侧壁1a形成有轴孔35和轴承壳37，所述轴孔35供气门杆3a贯通，所述轴承壳37经由朝向控制外壳24侧的阶梯部36而与该轴孔35同轴状地相连，在上述阶梯部36设有环状的避让凹部38。

[0039] 带密封的滚动轴承5的外圈31通过压入被装配于上述轴承壳37，内圈30通过压入被装配于气门杆3a的外周。此时，由于所述避让凹部38，避免了内圈30与侧壁1a的接触。

[0040] 所述环状的密封部件34是橡胶或弹性体制成的，并且由如下部分构成：板状壁40；环状的安装卷边41，其从该板状壁40的外周部向滚珠32、32…组侧鼓出；环状且厚壁的唇支承部42，其从板状壁40的内周部向滚珠32、32…组侧鼓出；以及密封唇43，其突出设置于该唇支承部42的内周面，自唇支承部42到安装卷边41埋设有钢板制的加强环44。

[0041] 所述安装卷边41嵌合并固定于在外圈31的内周面设置的环状的安装槽39。

[0042] 另外，所述密封唇43具有：圆筒状的密封面43a，其具有一定的过盈量并与内圈30的外周面紧密接触；以及外侧面43c及内侧面43b，它们分别从该密封面43a的外端和内端立起。该外侧面43c由垂直面构成，所述垂直面从密封面43a的外端沿与内圈30的外周面的母线正交的方向立起并到达唇支承部42的内周面，另外内侧面43b由垂直面43b1和圆锥面43b2构成，所述垂直面43b1从密封面43a的内端与上述外侧面43c平行地立起，所述圆锥面43b2从该垂直面43b1的外周端以随着朝向半径方向外侧而靠近外侧面43c侧的方式倾斜并到达唇支承部42的内周面。此时，密封唇43的根部、即与唇支承部42连结的连结部的轴向宽度W设定为比密封唇43的半径方向高度H大。而且，所谓上述外侧面43c沿与内圈30的外周面的母线正交的方向立起，也可以说是外侧面43c沿与内圈30的中心轴线X正交的方向立起。

[0043] 该密封唇43的外侧面43c形成为与板状壁40的外侧面40a处于同一个面或位于外侧面40a的附近，内侧面43b位于唇支承部42的轴向中间部。因此，密封唇43比唇支承部42的轴向中央部向内圈30的外侧方偏移，所述加强环44的内周端从密封唇43向密封部件34的内侧方偏移以不损害该密封唇43的弹性。

[0044] 这样配设于内圈30和外圈31之间的左右一对的密封部件34、34具有对称的结构，在将带密封的滚动轴承5安装于轴承壳37及气门杆3a时，不限制其安装方向即可完成。

[0045] 接着，对该第一实施方式的作用进行说明。

[0046] 在发动机运转过程中，节气门3经由减速齿轮机构9被电动机8驱动，开闭进气通道2，从而控制发动机的进气量。此时，节气门3的气门杆3a支承于左右一对的滚动轴承4、5，因此能够顺畅地进行气门杆3a的旋转、即节气门3的开闭动作。而且，特别地，控制外壳24侧的滚动轴承5具备覆盖滚珠32、32…组的两侧的一对密封部件34、34，因此，借助这些密封部件34、34，能够阻止进气通道2与控制外壳24内之间的压力的移动，并且能够防止带密封的滚动轴承5内部的润滑脂的流出。

[0047] 然而，在发动机运转中，由于其进气脉动而在进气通道2内交替地产生正压和负压，该脉动压力经轴孔35及避让凹部38而作用于带密封的滚动轴承5中的靠进气通道2侧的密封部件34的外侧面。这里，控制外壳24内始终为大气压，因此，在带密封的滚动轴承5内的靠进气通道2侧的密封部件34，随着上述脉动压力（正压及负压）与大气压的压差而交替地施加有朝外的轴向载荷及朝内的轴向载荷，从而使密封部件34中最柔软的密封唇43向轴向倾斜，但由于该密封唇43具有与内圈30的外周面紧密接触的圆筒状的宽阔的密封面43a，所以发挥了较大的刚性，密封唇43不会向轴向倾斜。而且在密封唇43中，将根部的轴向宽度W设定为比半径方向的高度H大，因此能够进一步增强密封唇43的向轴向倾斜的倾斜刚性（抗弯刚性），可靠地防止密封唇43倾斜。

[0048] 另外特别地，在对密封唇43的外侧面43c作用有负压的情况下，由该负压与控制外壳24内的大气压的压力差产生的载荷F垂直地按压密封唇43的内侧面43b的圆锥面43b2，因此该载荷F的半径方向分力F1使密封唇43按压于内圈30的外周面。其结果为，上述负压越高，越能提高密封面43a对内圈30的密封压力。而且，上述载荷F的轴向分力F2成为使密封唇43向外侧倾斜的所述朝外的轴向载荷。

[0049] 而且，密封唇43的内侧面43b的从密封面43a的内端立起的部分成为沿与内圈30的中心轴线X正交的方向配置的、与外侧面43c平行的垂直面43b1，因此，即使密封面43a由于与内圈30的滑动摩擦而磨损，密封面43a的与内圈30紧密接触的密封面积也不会产生变化，因此能够使密封唇43的密封功能稳定。

[0050] 这样，即使密封唇43受到进气通道2的脉动压力而且密封面43a产生损耗，也能够始终维持密封面43a对内圈30的外周面的适当的密封状态，能够可靠地防止轴承5内部的润滑脂的流出，能够得到结构简单且耐久性高的带密封的滚动轴承5。

[0051] 接着，对图3所示的本发明的第二实施方式进行说明。

[0052] 在该第二实施方式中，在密封部件34中的唇支承部42的外侧面形成有环状的凹部45，所述凹部45凹陷至所述密封唇43的紧上方。其他的结构与前一实施方式同样，因此，在图3中，对与前一实施方式对应的部分标以相同的参照标号，并省略重复的说明。

[0053] 根据该第二实施方式，能够利用所述凹部45的深度适度地缓和唇支承部件42对密封唇43的支承刚性，由此能够调节密封唇43与内圈30之间的摩擦转矩，在节气门体1等的规格变更时，能够应对气门杆3a的容许旋转转矩、即压入接合于气门杆3a的内圈30的容许旋转转矩的变化。

[0054] 本发明不限定于上述实施例，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。例如，密封唇43的外侧面43c也能够形成为与内侧面43b对称的圆锥状。另外，在发动机的进气控制装置以外的各种设备中，本发明的带密封的滚动轴承5能够用作支承贯通内部压力不同的两个腔室之间的分隔壁的旋转轴。另外本发明也能够应用于滚动部件为滚柱的滚柱轴承。