JP2008202729A - Sealing device for rolling bearing and rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車用ホイール等に用いられる転がり軸受用シール装置に関し、特に実使用条件化での泥水の侵入防止および、低摩擦トルクおよび低摩耗性の向上が図られた転がり軸受用シール装置および該シール装置が組込まれた転がり軸受に関する。 The present invention relates to a rolling bearing seal device used for automobile wheels and the like, and more particularly to a rolling bearing seal device in which muddy water is prevented from entering under actual use conditions and low friction torque and low wear are improved. The present invention relates to a rolling bearing in which the sealing device is incorporated.
自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を複列の転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。また、車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第1世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第2世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第3世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第4世代構造とに大別されている。 BACKGROUND ART A wheel bearing device that supports a wheel of an automobile or the like supports a hub wheel for mounting a wheel rotatably via a double row rolling bearing, and includes a driving wheel and a driven wheel. For structural reasons, an inner ring rotation method is generally used for driving wheels, and an inner ring rotation method and an outer ring rotation method are generally used for driven wheels. Further, the wheel bearing device has a structure called a first generation in which a wheel bearing composed of a double row angular ball bearing or the like is fitted between a knuckle and a hub wheel constituting a suspension device. Second generation structure in which body mounting flange or wheel mounting flange is formed directly on the outer periphery of the member, third generation structure in which one inner rolling surface is directly formed on the outer periphery of the hub wheel, or hub wheel, etc. It is roughly classified into a fourth generation structure in which the inner rolling surface is directly formed on the outer periphery of the outer joint member of the speed universal joint.
これらの軸受部には、軸受内部に封入されたグリースの漏れを防止するとともに、外部から雨水やダスト等の侵入を防止するためにシール装置が装着されている。近年、自動車のメンテナンスフリー化が進み、車輪用軸受装置においてもさらなる長寿命化が要求されるようになっているが、市場回収品の軸受損傷状況を検証すると、剥離等の本来の軸受寿命よりも、シール不具合による損傷が多くを占めている。したがってシール装置の密封性と耐久性を高めることにより、軸受寿命の向上を図ることができる A seal device is attached to these bearing portions in order to prevent leakage of grease sealed inside the bearing and to prevent intrusion of rainwater, dust and the like from the outside. In recent years, the maintenance of automobiles has become more maintenance-free, and even longer bearing life has been demanded for wheel bearing devices. However, the damage due to the sealing failure is a major factor. Therefore, the bearing life can be improved by improving the sealing performance and durability of the sealing device.
内封された潤滑材を封止する構成の転がり軸受に用いるシールの密封性や耐久性を向上させるために、外輪側(または内輪側)に固定されたシール部材に設けたシールリップ(特にサイドリップ)が、内輪側(または外輪側)に対向して摺接するスリンガ金属面表面に施される硬質クロムメッキや無電解ニッケルメッキ等のメッキ処理、硬質金属メッキ、焼入処理、窒化珪素等のセラミックコーティングおよび各種皮膜をPVD法又はCVD法により施す、等の硬化処理が知られている(特許文献1参照)。
また、シールの接触抵抗による軸受の回転トルクを減少させるため、ラジアルリップを無くして2重の第1および第2サイドリップで構成し、スリンガ金属面表面に摺接させた。このことで高い密封性を確保するとともに、シールの接触抵抗を小さくする例が知られている(特許文献2参照)。
A seal lip (especially a side lip) provided on a seal member fixed to the outer ring side (or inner ring side) in order to improve the sealing performance and durability of the seal used for the rolling bearing configured to seal the encapsulated lubricant. Lip) is applied to the surface of the slinger metal surface that is in sliding contact with the inner ring side (or outer ring side), such as hard chrome plating or electroless nickel plating, hard metal plating, quenching treatment, silicon nitride, etc. A hardening process such as applying a ceramic coating and various coatings by a PVD method or a CVD method is known (see Patent Document 1).
Further, in order to reduce the rotational torque of the bearing due to the contact resistance of the seal, the radial lip was eliminated, and the first and second side lips were formed in duplicate, and were brought into sliding contact with the surface of the slinger metal surface. An example is known in which high sealing performance is ensured and the contact resistance of the seal is reduced (see Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1に示されるような転がり軸受用シールにおける、泥水環境での泥粒等による研磨作用により生じるスリンガがシールのサイドリップとの摺接部における摩耗問題を、例えば硬質クロムメッキや硬質金属メッキ等の表面硬化層の形成で対策したとしても、ラジアルリップ部の摺接によりトルクが大きくなるという不具合があった。
また、特許文献2においても2重の第1および第2サイドリップで構成し、スリンガ金属面表面に摺接させることで、やはり特に第1サイドリップ部での摩耗問題が生じた。また車両の低燃費化からも、さらなるシールの接触抵抗に起因する摩擦力を減少させる必要がある。
Also, in
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたもので、シールリップと摺接する金属表面の摩耗量を減少させることができ、泥水の侵入防止および、耐摩擦性および耐摩耗性の向上を図ることができる、簡易な構成で安価な転がり軸受用シール装置およびこれを用いた転がり軸受を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and can reduce the amount of wear on the metal surface that is in sliding contact with the seal lip, thereby preventing intrusion of muddy water and improving friction resistance and wear resistance. It is an object of the present invention to provide an inexpensive rolling bearing seal device with a simple configuration and a rolling bearing using the same.
本発明の転がり軸受用シール装置は、内周に外側転走面が形成された外方部材または外周に上記外側転走面に対向する内側転走面が形成された内方部材の一方に固定され、シールリップを一体に有するシール部材とこのシール部材を補強する芯金とからなる環状のシール板と、上記外方部材または上記内方部材の他方に設けられ上記シールリップに当接するスリンガと、を備えた転がり軸受用シール装置であって、上記シール装置は、上記スリンガと上記シール板とが断面が略L字状に形成されて互いに対向配置され、かつ上記スリンガは上記シールリップの摺接する面にエアロゾルデポジション法(以下、AD法と記す)により形成されたセラミックス被膜を有することを特徴とする。 The rolling bearing sealing device of the present invention is fixed to one of an outer member having an outer rolling surface formed on the inner periphery or an inner member having an inner rolling surface opposed to the outer rolling surface on the outer periphery. An annular seal plate comprising a seal member integrally having a seal lip and a core metal that reinforces the seal member, and a slinger provided on the other of the outer member and the inner member and contacting the seal lip , Wherein the slinger and the seal plate have a substantially L-shaped cross section and are arranged to face each other, and the slinger is slid on the seal lip. A ceramic film formed by an aerosol deposition method (hereinafter referred to as an AD method) is provided on a contact surface.
上記セラミックス被膜は、平均粒子径 0.01μm〜2μm のセラミックス微粒子をエアロゾル原料として使用した被膜であることを特徴とする。
また、上記セラミックス微粒子は、窒化珪素もしくは炭化珪素の微粒子であることを特徴とする。
The ceramic coating is a coating using ceramic fine particles having an average particle size of 0.01 μm to 2 μm as an aerosol raw material.
The ceramic fine particles are silicon nitride or silicon carbide fine particles.
本発明の転がり軸受は、内周に外側転走面が形成された外方部材と、外周に上記外側転走面に対向する内側転走面が形成された内方部材と、これら両転走面間に回転自在に収容された転動体と、上記外方部材と内方部材間に形成された環状空間に装着されたシール装置とを備えた転がり軸受であって、上記転がり軸受用シール装置を用いることを特徴とする。 The rolling bearing of the present invention includes an outer member having an outer rolling surface formed on the inner periphery, an inner member having an inner rolling surface opposed to the outer rolling surface on the outer periphery, and both of these rolling members. A rolling bearing comprising a rolling element rotatably accommodated between surfaces, and a seal device mounted in an annular space formed between the outer member and the inner member, the rolling bearing seal device It is characterized by using.
本発明の転がり軸受用シール装置は、シールリップを一体に有するシール部材とこのシール部材を補強する芯金とからなる環状のシール板と、シールリップに当接するスリンガとを備えた転がり軸受用シール装置であって、上記スリンガはシールリップの当接する面にAD法により形成された摩擦係数の低いセラミックス被膜を有するので、スリンガとシールリップとの摺接部において泥水環境で泥粒等が侵入しても、摩擦による回転トルクの増大や摩耗による摺接面の損傷等を防止することができ、密封性が向上する。
また、セラミックス被膜は窒化珪素の微粒子から形成されるので、摺接面でのトライボケミカル反応により酸化珪素が生成し、母材同士の固体接触を防ぎ、摩耗を減少させるとともに侵入した水と反応することで、潤滑材として作用して摩擦低減効果を付与することができる。
また、セラミックス被膜をAD法で形成することで、PVD法やCVD法で形成するセラミックス被膜に比べ成膜速度が格段に早くかつ高真空を必要としないため非常に安価に製造できる。
A seal device for a rolling bearing according to the present invention is provided with a seal for a rolling bearing provided with an annular seal plate made up of a seal member integrally having a seal lip, a core metal that reinforces the seal member, and a slinger that contacts the seal lip. Since the slinger has a ceramic film with a low coefficient of friction formed by the AD method on the surface where the seal lip contacts, mud particles or the like enter the muddy water environment at the sliding contact portion between the slinger and the seal lip. However, it is possible to prevent an increase in rotational torque due to friction, damage to the sliding contact surface due to wear, and the like, thereby improving the sealing performance.
Also, since the ceramic coating is formed from silicon nitride fine particles, silicon oxide is generated by a tribochemical reaction on the sliding contact surface, preventing solid contact between the base materials, reducing wear and reacting with invading water. By acting as a lubricant, it is possible to impart a friction reducing effect.
Further, by forming the ceramic film by the AD method, the film formation rate is much faster than that of the ceramic film formed by the PVD method or the CVD method, and a high vacuum is not required, so that it can be manufactured at a very low cost.
本発明の転がり軸受は上記シール装置を用いるので、シール装置における摺接面で、摩擦による回転トルクの増大や摩耗による摺接面の損傷等を防止することができ、長寿命化が図れる。 Since the rolling bearing of the present invention uses the sealing device, the sliding contact surface of the sealing device can prevent an increase in rotational torque due to friction, damage to the sliding contact surface due to wear, and the like, and can extend the life.
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
図1は、本発明の転がり軸受の実施形態を示す縦断面図である。この転がり軸受は、自動車の駆動輪を懸架装置に対して回転自在に支持する車輪用軸受に適用したものである。図2は図1のインナー側に設置される本発明のシール装置の一例を示す要部拡大図である。図3は図2のスリンガを示す斜視図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側(図面左側)、中央寄り側をインナー側(図面右側)という。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a rolling bearing of the present invention. This rolling bearing is applied to a wheel bearing for rotatably supporting a driving wheel of an automobile with respect to a suspension device. FIG. 2 is an enlarged view of an essential part showing an example of the sealing device of the present invention installed on the inner side of FIG. FIG. 3 is a perspective view showing the slinger of FIG. In the following description, the side closer to the outside of the vehicle in the state assembled to the vehicle is referred to as the outer side (left side in the drawing), and the side closer to the center is referred to as the inner side (right side in the drawing).
この車輪用軸受は従道輪用で、内方部材1と外方部材10、および両部材1、10間に転動自在に収容された複列の転動体(ボール)7、7とを備え、第3世代と称される構成をなしている。内方部材1は、ハブ輪2と、このハブ輪2に所定の締め代を介して圧入された内輪3とからなる。
The wheel bearing is for a follower wheel, and includes an
ハブ輪2は一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ4を一体に有し、外周に一方(アウター側)の内側転走面2aと、この内側転走面2aから軸方向に延びる小径段部2bが形成されている。また、車輪取付フランジ4の周方向等配位置にはハブボルト4aが植設されている。内輪3は外周に他方(インナー側)の内側転走面3aが形成され、ハブ輪2の小径段部2bに所定の締め代を介して圧入されている。そして小径段部2bの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部5によって予圧が付与された状態で、ハブ輪2に対して軸方向に固定されている。
The
外方部材10は、外周に懸架装置を構成するナックル(図示せず)に取り付けられるための車体取付フランジ10bを一体に有し、内周に内方部材1の内側転走面2a、3aに対向する複列の外側転走面10a、10aが形成されている。これら両転走面10a、2aおよび10a、3a間には保持器6を介して複列の転動体7、7が転動自在に収容されている。この外方部材10はS53C等の炭素 0.40〜0.80 重量%を含む中炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面10a、10aが、高周波焼入れによって 58〜64 HRCの範囲に表面が硬化処理されている。
The
外方部材10の両端部にはシール装置8、9が装着され、外方部材10と内方部材1との間に形成される環状空間の開口部を密封している。少なくともシール装置9が本発明の転がり軸受用シール装置である。このシール装置8、9により、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。
Sealing devices 8 and 9 are attached to both ends of the
ハブ輪2はS53C等の炭素 0.40〜0.80 重量%を含む中炭素鋼で形成され、アウター側のシール装置8のシールランド部となる車輪取付フランジ4の基部から小径段部2bにわたって高周波焼入れによって 58〜64 HRC の範囲に表面が硬化処理されている。なお加締部5は鍛造後の生のままとされている。一方、内輪3は、SUJ2等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで 58〜64 HRC の範囲に硬化処理されている。
The
ここでインナー側の本発明のシール装置9は、図2に拡大して示すように、互いに対向配置されたスリンガ11と環状のシール板12とからなる。スリンガ11はオーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系等)、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑(JIS規格のSPCC系等)をプレス加工にて断面が略L字状に形成され、内輪3に圧入される円筒部11aと、この円筒部11aから径方向に延びる立板部11bとからなる。図2および図3に示すように、スリンガ11は、外側シールリップ14aの摺接する面である立板部11b、および、中側シールリップ14b、内側シールリップ14cの摺接する面である円筒部11aにAD法によりセラミックス被膜11cが形成されている。これら防錆処理およびセラミックス被膜11cにより、スリンガ11の摺接面での発錆および摩耗を防止することができるので、シール装置9の耐久性が向上し、低コスト化を図ることができる。なお、セラミックス被膜11cは、少なくとも各シールリップ先端が摺接する付近に形成すればよい。
Here, the sealing device 9 of the present invention on the inner side is composed of a
一方、シール板12は断面が略L字状に形成され、外方部材10に装着されている。このシール板12は芯金13と、この芯金13に加硫接着されたシール部材14とからなる。芯金13は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系等)、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑(JIS規格のSPCC系等)からプレス加工にて形成され、外方部材10の端部に内嵌された円筒部13aと、この円筒部13aから径方向内方に延びる立板部13bとからなる。
On the other hand, the
シール部材14はニトリルゴム等の弾性部材からなり、スリンガ11の立板部11bに摺接する外側シールリップ14a、円筒部11aに摺接する中側シールリップ14b、および内側シールリップ14cを有している。外側シールリップ14aは芯金13の立板部13bから外径側に傾斜して形成され、その先端がスリンガ11の立板部11bに所定の締め代をもって摺接している。中側シールリップ14b、内側シールリップ14cは芯金13の立板部13bから内径側に傾斜して形成され、それらの先端がスリンガ11の円筒部11aに所定の締め代をもって摺接している。
The
なお、ここでは転動体7にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受を例示したが、本発明はこれに限らず、転動体7に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受であってもよい。また、本発明に係る転がり軸受(装置)は、内輪回転方式であれば例示した第3世代構造以外にも、例えば、第1世代や第2世代あるいは第4世代構造にも適用することができる。また、第1世代および第2世代の場合、本発明に係る転がり軸受用シール装置は、インナー側だけでなくアウター側にも適用することができる。
In addition, although the double row angular contact ball bearing which used the ball for the rolling
図4は図1の本発明のシール装置の他の実施例を示す要部拡大図である。図5は図4のスリンガを示す斜視図である。この実施例は図2および図3にて説明したシール装置のシールリップとセラミックス被膜の設置形態を以下のように変更したものである。
図4および図5に示すようにスリンガ11はサイドリップ14e、14fの摺接する面である立板部11bにAD法によりセラミックス被膜11dが形成されている。これら防錆処理およびセラミックス被膜により、スリンガ11の摺接面での発錆および摩耗を防止することができるので、シール装置9の耐久性が向上し、低コスト化を図ることができる。なお、セラミックス被膜11dは、少なくとも各シールリップ先端が摺接する付近に形成すればよい。
FIG. 4 is an enlarged view of an essential part showing another embodiment of the sealing device of the present invention shown in FIG. FIG. 5 is a perspective view showing the slinger of FIG. In this embodiment, the installation form of the seal lip and the ceramic film of the seal device described with reference to FIGS. 2 and 3 is changed as follows.
As shown in FIGS. 4 and 5, in the
一方シール部材14はニトリルゴム等の弾性部材からなり、スリンガ11の立板部11bに摺接する第1および第2のサイドリップ14e、14fを有している。これら第1および第2のサイドリップ14e、14fは、芯金13の立板部13bから外径側に傾斜して形成され、それらの先端がスリンガ11の立板部11bに所定の締め代をもって摺接している。
On the other hand, the
また、シール部材14は芯金13の円筒部13aの外表面に回りこんで固着され、気密性の向上を図るとともに、芯金13の立板部13bの内縁にまで回り込んで固着され、円筒状の内端部14dが形成されている。そして、この内端部14dとスリンガ11の円筒部11aとの間に環状のすきまを形成してラビリンスシール16が構成され、軸受内部に封入されたグリースが外部に漏洩するのを防止している。さらにスリンガ11における立板部11bの外縁と芯金13とを僅かなすきまを介して対峙させてラビリンスシール15が構成され、外部から雨水やダスト等が直接第1および第2のサイドリップ14e、14fに降りかかるのを防止している。
Further, the
このように本実施形態では、スリンガ11の立板部11bに所定の締め代をもって摺接する第1および第2のサイドリップ14e、14fを有し、スリンガ11における立板部11bの外縁と芯金13との間に構成されたラビリンスシール15に加え、シール部14の内端部14dとスリンガ11の円筒部11aとの間にラビリンスシール16が構成されているので、高い密封性を確保するとともに、軸受の低トルク化を図った転がり軸受用シール装置を提供することができる。
Thus, in this embodiment, it has the 1st and 2nd side lips 14e and 14f which slidably contact with the standing board part 11b of the
さらに、これら第1および第2のサイドリップ14e、14fにおいて、第1のサイドリップ14eの締め代が第2のサイドリップ14fの締め代よりも大きく設定されている。これにより第2のサイドリップ14fの摩耗を抑制するとともに、第1のサイドリップ14eが摩耗して締め代が減少しても第2のサイドリップ14fとの2つのサイドリップで長期間にわたって高い密封性を維持することができる。 Further, in these first and second side lips 14e, 14f, the tightening allowance of the first side lip 14e is set larger than the tightening allowance of the second side lip 14f. As a result, the wear of the second side lip 14f is suppressed, and even if the first side lip 14e is worn and the tightening margin is reduced, the two side lips with the second side lip 14f are highly sealed over a long period of time. Sex can be maintained.
本発明においてAD法によるセラミックス被膜の形成方法は、原料となるセラミックス微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを基材であるスリンガに向けてエアロゾル噴射ノズルより噴射し、エアロゾルをこの基材表面に高速で衝突させ、微粒子の構成材料からなる被膜を基材上に形成させる被膜形成方法である。 In the present invention, the method of forming a ceramic coating by the AD method is that an aerosol in which ceramic fine particles as a raw material are dispersed in a gas is sprayed from an aerosol spray nozzle toward a slinger as a base material, and the aerosol is rapidly applied to the surface of the base material. The film is formed by a method of forming a film made of a constituent material of fine particles on a substrate.
本発明においてAD法によるセラミックス被膜を形成するための、エアロゾル原料となるセラミックス微粒子としては、例えば、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の酸化物、炭化珪素、窒化珪素等の微粒子が挙げられる。なお、セラミックス微粒子以外でも、シリコン、ゲルマニウムなどのへき開性の強い脆性材料の微粒子を使用することも可能である。
これらの中で特に好適なセラミックスは、窒化珪素、炭化珪素である。窒化珪素や炭化珪素による水中での摩擦摩耗低減機構について、摩擦面でのトライボケミカル反応により酸化珪素が生成し、その酸化珪素は母材と比べて柔らかく、摺接面において母材同士の固体接触を防ぎ、その塑性変形により応力集中を緩和して破壊にいたる摩耗を減少させる。さらに水と反応することで、より柔らかい水酸化物もしくは水和物になりこれが潤滑材として作用して摩擦低減効果を付与する。
シールリップ表面とセラミックス被膜が形成されたスリンガ表面との間の上記摩擦係数低減効果により摺接面での接触抵抗が減少し、軸受の回転トルクが減少する。
Examples of the ceramic fine particles used as an aerosol raw material for forming a ceramic coating by the AD method in the present invention include oxides such as alumina, zirconia and titania, and fine particles such as silicon carbide and silicon nitride. In addition to the ceramic fine particles, fine particles of a brittle material having a strong cleavage, such as silicon and germanium, can be used.
Among these, particularly preferable ceramics are silicon nitride and silicon carbide. Regarding the frictional wear reduction mechanism in water by silicon nitride and silicon carbide, silicon oxide is generated by tribochemical reaction on the friction surface, and the silicon oxide is softer than the base material, and the solid contact between the base materials on the sliding surface , And the plastic deformation reduces the stress concentration and reduces the wear leading to fracture. Furthermore, by reacting with water, it becomes a softer hydroxide or hydrate, which acts as a lubricant and imparts a friction reducing effect.
Due to the effect of reducing the friction coefficient between the seal lip surface and the slinger surface on which the ceramic film is formed, the contact resistance on the sliding surface is reduced, and the rotational torque of the bearing is reduced.
本発明において使用するセラミックス微粒子の平均粒子径は、0.01μm 〜2μm であることが好ましい。0.01μm 未満では凝集しやすくエアロゾル化は困難であり、2μm をこえると成膜には寄与しない微粒子の割合が増加し、成膜効率が低下してコストが高くなる。なお、本発明において平均粒子径は日機装株式会社製:レーザー式粒度分析計マイクロトラックMT3000によって測定した値である。
また、被膜形成を良好に行なうため、基材への衝突時に微粒子が容易に粉砕するように、ボールミル、ジェットミル等の粉砕機を用いて微粒子にクラックを予め形成しておくことが好ましい。
The average particle size of the ceramic fine particles used in the present invention is preferably 0.01 μm to 2 μm. If it is less than 0.01 μm, it tends to agglomerate and it is difficult to form an aerosol. If it exceeds 2 μm, the proportion of fine particles that do not contribute to film formation increases, and the film formation efficiency decreases and the cost increases. In the present invention, the average particle diameter is a value measured by Nikkiso Co., Ltd .: Laser type particle size analyzer Microtrac MT3000.
Further, in order to satisfactorily form a film, it is preferable to previously form cracks in the fine particles using a pulverizer such as a ball mill or a jet mill so that the fine particles are easily pulverized upon collision with the substrate.
本発明においてスリンガに被膜を形成する方法を、図6に示す被膜形成装置17に基づいて説明する。
セラミックス微粒子をエアロゾル発生装置24に投入し、真空ポンプ26を起動して真空チャンバー19を介してエアロゾル発生装置24を減圧する。ガス供給設備23からエアロゾル発生装置24に搬送ガスを供給して、セラミックス微粒子と搬送ガスとからなるエアロゾルを形成する。エアロゾルは真空チャンバー19のエアロゾル噴射ノズル18に供給される。なお、使用可能な搬送ガスとしては、アルゴン、窒素、ヘリウム等の不活性ガスが挙げられる。また真空ポンプへの微粒子や異物の混入を防ぐためフィルター25が設けられている。
A method of forming a film on the slinger in the present invention will be described based on a
Ceramic fine particles are put into the
真空チャンバー19内において、エアロゾル噴射ノズル18から基材であるスリンガ22に向けてこのエアロゾルを噴射し、スリンガ22にセラミックス被膜を形成する。
スリンガ22は、位置決め用XYテーブル20に連設する対象物回転用モータ21に取り付け、対象物回転用モータ21により回転させられ(図中B)、位置決め用XYテーブル20により水平方向に移動させられる(図中A)。スリンガを回転・移動させつつ、該スリンガの立板部へのエアロゾル噴射を行ない被膜を形成する。被膜形成は、所定の膜厚となるまで行なう。
In the
The
実施例1
立板部(図3の11b)を有するスリンガ(SUS430製、円筒部:内径 61.5 mm×外径 63.1 mm×長さ 5.5 mm、立板部:5.8 mm×外径 75 mm×厚み 0.8 mm)を準備した。このスリンガを図6に示すAD法による被膜形成装置のXYテーブル20に連設する、対象物回転モータ21に取り付け、セラミックス材料として窒化珪素(宇部興産社製、SN−E10、平均粒子径 0.55μm )をエアロゾル発生装置24に投入し、真空ポンプ26を起動して、真空チャンバー19を 100 Pa 以下に減圧し、搬送ガスとして窒素ガスをガス供給設備23からエアロゾル発生装置24に供給し、エアロゾルを発生させた。このエアロゾルをエアロゾル噴射ノズル18(開口サイズ:10 mm×2.0 mm )から基材であるスリンガの立板部11bに噴射し、厚さ 5μm の窒化珪素被膜を形成した。
得られたスリンガをシール装置(シールリップ間に 0.3 g グリース塗布)に取り付け、以下に示す方法で評価した。結果を表1に示す。
Example 1
Slinger (made of SUS430, cylindrical part: inner diameter 61.5 mm x outer diameter 63.1 mm x length 5.5 mm, standing plate part: 5.8 mm x outer diameter 75 mm x thickness 0.8 mm) with a standing plate (11b in Fig. 3) Got ready. This slinger is attached to an
The obtained slinger was attached to a sealing device (0.3 g of grease applied between seal lips) and evaluated by the method shown below. The results are shown in Table 1.
<トルク試験>
作成したシール装置について、シール回転試験機を用いて以下の条件で 30 分後の安定した状態でのトルクを測定した。結果を表1に示す。
回転速度:1000 rpm
軸の偏心:0.05 mm T.I.R(Total Indication Reading)
取付け偏心:0.05 mm T.I.R
リップ締め代:シール設計形状の中央値
<Torque test>
For the created seal device, the torque in a stable state after 30 minutes was measured using a seal rotation tester under the following conditions. The results are shown in Table 1.
Rotation speed: 1000 rpm
Shaft eccentricity: 0.05 mm T.D. I. R (Total Indication Reading)
Mounting eccentricity: 0.05 mm I. R
Lip fastening allowance: Median seal design shape
実施例2
実施例1においてセラミックス原料として炭化珪素(昭和電工社製、DUA−1、平均粒子径 0.45μm )を用いたこと以外は実施例1と同様に処理して得られたシール装置を上記方法で評価した。結果を表1に併記する。
Example 2
The sealing device obtained by treating in the same manner as in Example 1 except that silicon carbide (made by Showa Denko KK, DUA-1, average particle size 0.45 μm) was used as the ceramic material in Example 1 was evaluated by the above method. did. The results are also shown in Table 1.
比較例1
セラミックス被膜を形成せずに得られたシール装置を上記方法で評価した。結果を表1に併記する。
Comparative Example 1
The sealing device obtained without forming the ceramic coating was evaluated by the above method. The results are also shown in Table 1.
本発明の転がり軸受用シール装置は、シールリップの摺接する面にAD法により形成された摩擦係数の低いセラミックス被膜を有するスリンガを用いているので、スリンガとシールリップとの摺接部において泥水環境で泥粒等が侵入しても、摩擦による回転トルクの増大や摩耗による摺接面の損傷等を防止することができ、密封性が向上する。このため、この転がり軸受用シール装置を使用した転がり軸受は、泥水の浸入する環境で使用されても軸受寿命に優れ、自動車用ホイール等に用いられる車輪用軸受等として好適に利用できる。 The rolling bearing sealing device of the present invention uses a slinger having a ceramic coating with a low friction coefficient formed by the AD method on the sliding contact surface of the seal lip, so that a muddy water environment is formed at the sliding contact portion between the slinger and the seal lip. Even if mud or the like enters, it is possible to prevent an increase in rotational torque due to friction, damage to the sliding contact surface due to wear, and the like, and improve the sealing performance. For this reason, the rolling bearing using this rolling bearing seal device has excellent bearing life even when used in an environment where muddy water enters, and can be suitably used as a wheel bearing used for an automobile wheel or the like.
1 内方部材
2 ハブ輪
2a、3a 内側転走面
2b 小径段部
3 内輪
4 車体取付フランジ
4a ハブボルト
5 加締部
6 保持器
7 転動体
8 アウター側シール装置
9 インナー側シール装置
10 外方部材
10a 外側転走面
10b 車体取付フランジ
11 スリンガ
11a、13a 円筒部
11b、13b 立板部
11c セラミックス被膜
11d セラミックス被膜
12 シール板
13 芯金
14 シール部材
14a 外側シールリップ
14b 中側シールリップ
14c 内側シールリップ
14d 内端部
14e 第1のサイドリップ
14f 第2のサイドリップ
15 ラビリンスシール
16 ラビリンスシール
17 被膜形成装置
18 エアロゾル噴射ノズル
19 真空チャンバー
20 位置決め用XYテーブル
21 対象物回転用モータ
22 スリンガ(基材)
23 ガス供給設備
24 エアロゾル発生装置
25 フィルター
26 真空ポンプ
DESCRIPTION OF
23
Claims (4)
前記シール装置は、前記スリンガと前記シール板とが断面が略L字状に形成されて互いに対向配置され、かつ前記スリンガは前記シールリップの摺接する面にエアロゾルデポジション法により形成されたセラミックス被膜を有することを特徴とする転がり軸受用シール装置。 A sealing member that is fixed to one of an outer member having an outer rolling surface formed on the inner periphery or an inner member having an inner rolling surface opposite to the outer rolling surface formed on the outer periphery, and integrally having a seal lip. And a ring seal plate comprising a metal core that reinforces the seal member, and a slinger provided on the other of the outer member or the inner member and a slinger that contacts the seal lip. There,
In the sealing device, the slinger and the seal plate are formed in a substantially L-shaped cross section so as to be opposed to each other, and the slinger is formed by an aerosol deposition method on a surface in contact with the seal lip. A rolling bearing sealing device characterized by comprising:
前記シール装置は請求項1、請求項2または請求項3記載の転がり軸受用シール装置であることを特徴とする転がり軸受。 An outer member having an outer rolling surface formed on the inner periphery, an inner member having an inner rolling surface facing the outer rolling surface on the outer periphery, and rotatably accommodated between both the rolling surfaces. A rolling bearing comprising: a rolling element formed; and a sealing device mounted in an annular space formed between the outer member and the inner member;
The rolling bearing according to claim 1, 2 or 3, wherein the sealing device is a rolling bearing sealing device.
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2007
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