专利名称：无芯密封件及滚动轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无芯密封件及滚动轴承，尤其涉及一种在低温时使用 的无芯密封件及滚动轴承。10背景技术作为控制空气流入汽车引擎等的空气流入量的装置，具有节流阀装置。图6表示节流阀装置的一个例子的概要图。参照图6，节流阀装置91 具有在内部形成有吸气通路的节流阀体94、通过开闭调节吸气量的节流阀 叶片95、固定节流阀叶片95的节流阀旋转轴93、以及支承节流阀旋转轴 15 93自由旋转的冲压外圈滚子轴承92。在此，作为支承节流阀旋转轴93的 轴承使用冲压外圈滚子轴承92，这是因为通过与球轴承等相比轴承的外径 尺寸小，并且，可以在内部装入密封性高的密封件，从而具有防止空气泄 漏的性能。节流阀装置91是通过经齿轮利用金属丝或电动机(未图示)等使节 20流阀旋转轴93旋转，而使节流阀叶片95开闭，从而调整吸气量。冲压外 圈滚子轴承92被压入设置在节流阀体94上的内径孔内而被固定。在此，在支承上述节流阀旋转轴的冲压外圈滚子轴承上，为防止与节 流阀旋转轴间的空气的泄漏，具备有密封件。图7是表示在冲压外圈滚子轴承中装入的冲压外圈滚子轴承装入用有 25 芯密封件的、现有的自由状态的一部分的截面图。在图7中，用双点划线 表示节流阀旋转轴(未图示)的外径面，该节流阀旋转轴位于冲压外圈滚 子轴承装入用有芯密封件的内径侧。并且，在该说明书中，所谓自由的状 态是指没有安装在节流阀旋转轴及冲压外圈滚子轴承上的状态。参照图7， 冲压外圈滚子轴承装入用有芯密封件101具备具有弹性的环状部件102 30及由金属部件构成的金属芯103。冲压外圈滚子轴承装入用有芯密封件101由于具备金属芯103，可以确保刚性，并且，在低温时不会出现大幅度的 热收缩。冲压外圈滚子轴承装入用有芯密封件101的外径尺寸X是在被装入的冲压外圈的内径尺寸C上加上了过盈量2Y后的尺寸。通过设置过盈量Y， 5 在被压入内径孔时，冲压外圈滚子轴承装入用有芯密封件101的外径面 104可以以适度的压力与内径孔的内径面压紧(nip)接触，可以防止冲压 外圈滚子轴承装入用有芯密封件101与冲压外圈滚子轴承间的泄漏。另外， 在冲压外圈滚子轴承装入用有芯密封件101上设置有突出向内径侧的唇部 105。唇部105的内径尺寸Z构成为小于节流阀旋转轴的外径尺寸E。由io 此，在安装在节流阀旋转轴上时，唇部105可以以适当的压力与节流阀旋 转轴的外径面压紧，从而可以防止冲压外圈滚子轴承装入用有芯密封件 101与节流阀旋转轴间的泄漏。下面，对将上述冲压外圈滚子轴承装入用有芯密封件101装入冲压外 圈滚子轴承的情况进行说明。图8是表示包含冲压外圈滚子轴承装入用有15芯密封件101的冲压外圈滚子轴承111的截面图，用虚线表示装入前的自 由状态的冲压外圈滚子轴承装入用有芯密封件101。参照图8，冲压外圈 滚子轴承111具备冲压外圈112、多个滚子113、护圈114及冲压外圈滚 子轴承装入用有芯密封件101。冲压外圈滚子轴承装入用有芯密封件101 被装入在冲压外圈112和节流阀旋转轴之间。在此，因为冲压外圈112的20 内径面115与冲压外圈滚子轴承装入用有芯密封件101的外径面104及节 流阀旋转轴的外径面与唇部105以适当的压力压紧，所以在冲压外圈112 与节流阀旋转轴之间不会产生泄漏。但是，这种冲压外圈滚子轴承装入用有芯密封件101因为由多个部件 构成，所以成本变高。另外，因为冲压外圈滚子轴承装入用有芯密封件10125具有刚性，所以在装入到冲压外圈滚子轴承上后，很难拆下。针对这样的问题，在日本特开2004—29361S号公报中公开了装入在 冲压外圈滚子轴承上的，在其构成材料中没有金属芯的无芯密封件。根据 日本特开2004—29361S号公报，冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件因 为只由弹性部件构成，所以成本降低，并且，在装入冲压外圈滚子轴承上30后，也可以很容易地拆下。在此，对冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件进行说明。图9是表示 冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件的一部分的截面图。参照图9，冲压 外圈滚子轴承装入用无芯密封件106只由具有弹性的环状部件107构成。关于冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件106的尺寸，与上述冲压外圈滚5 子轴承装入用有芯密封件101 —样，外径尺寸x是在内径孔的内径尺寸c上加上过盈量2Y的和，唇部108的内径尺寸Z构成为小于节流阀旋转轴 的外径尺寸E。只由弹性部件构成的冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件106在常温 时，如上所述，与冲压外圈滚子轴承装入用有芯密封件一样，在被装入到io冲压外圈与节流阀旋转轴之间时，可以防止其间的泄漏。但是，在低温时， 因为冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件106不具有上述的尺寸关系，所 以不能防止其间的泄漏。结合图IO对此进行说明。图IO是表示在低温时将冲压外圈滚子轴承 装入用无芯密封件106装入冲压外圈滚子轴承lll的状态的截面图的一部15分。并且，由虚线表示常温下的冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件106。 参照图10，在低温时，因为冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件106沿箭 头W所示的方向收缩，所以其外径尺寸从X变为X'，变得小于冲压外 圈112的内径面115的内径尺寸C。这样，在装入冲压外圈滚子轴承111 时，冲压外圈112的内径面115和冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件10620的外径面109不压紧，在其间产生缝隙V。若存在这样的缝隙V，则会在冲压外圈滚子轴承111与节流阀旋转轴之间产生泄漏。另外，关于内径侧的唇部108，因为也向箭头W表示的方向收缩，所 以唇部108的内径尺寸从Z变为Z'，使唇部108的位置位于更靠内径侧。 这样，压紧量变大，与节流阔旋转轴的咬合量变大，在旋转时，节流阀旋 25转轴与冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件106 —起旋转，存在损害密封 性的问题。发明内容本发明的目的在于提供一种即使在低温时也可以具有高密封性的无30芯密封件及滚动轴承。关于本发明的无芯密封件是设置在旋转轴与外侧部件之间来防止流 体的泄漏的无芯密封件，所述外侧部件具备隔开间隔与旋转轴的外径面面 对的内径面。在此，无芯密封件的外径具有考虑了热收缩量的过盈量。通过这样构成，设置在隔开间隔的旋转轴和外侧部件间的无芯密封件 5即使在低温时热收缩，外径变小，也因为无芯密封件的外径尺寸大于外侧 部件的内径面的内径尺寸，所以在无芯密封件的外径面与外侧部件的内径 面间不会产生空隙。因此，即使在低温时，无芯密封件的外径面与外侧部 件的内径面也可以以适当的压力压紧，具有较高的密封性。优选的是，当设考虑了热收縮量的过盈量的径向尺寸为A，设在常温io的自由状态下的无芯密封件的外径尺寸为B时，关系式0.005B《A《 0.030B成立。若A在0.005B以上，则可以确保考虑了低温时的热收缩量 的最低限度的过盈量的尺寸。另外，若A在0.030B以下，则因为不会使 过盈量的尺寸大到必要以上，所以可以使向外侧部件的安装容易进行。 更优选的是设外径部件的内径尺寸为C时，关系式0.950B《C《150.985B成立。通过这样，在几乎不需要考虑热收缩的外侧部件的尺寸关系中，可以实现最合适的尺寸。更优选的是，当设在常温的自由状态下的无芯密封件的内径尺寸为D， 设旋转轴的外径尺寸为E时，关系式E〈D〈E+2A成立。通过这样，在常 温下安装时，可以使唇部的内径尺寸比旋转轴的外径尺寸小。另外，在低 20温时，也可以抑制无芯密封件与旋转轴的咬合。更优选的是无芯密封件是冲压外圈滚子轴承装入用的无芯密封件。由 此，在向冲压外圈滚子轴承安装时，即使在低温时，无芯密封件的外径面 与冲压外圈的内径面也可以以适当的压力压紧，具有较高的密封性。在本发明的其他的方面，滚动轴承具有上述的任一个无芯密封件。由 25此，即使在低温时，也可以提供具有高密封性的滚动轴承。优选的是滚动轴承是具有冲压外圈的滚子轴承。这样的滚子轴承即使 在低温时也可以具有较高的密封性。根据本发明，在低温时，即使无芯密封件热收縮，外径变小，也因为 无芯密封件的外径尺寸比外侧部件的内径面的内径尺寸大，所以在无芯密 30 封件的外径面和外侧部件的内径面之间不会产生间隙。结果就是即使在低温下，无芯密封件的外径面和外侧部件的内径面也 可以以适当的压力压紧，具有较高的密封性。
5 图1是表示装入有本发明的一个实施方式的冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件的冲压外圈滚子轴承的一部分的截面图；图2是表示在常温时的自由状态下的冲压外圈滚子轴承装入用无芯 密封件的一部分的截面图；图3是在一方的凸缘部侧装入冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件 10的冲压外圈滚子轴承的截面图；图4是在两侧的凸缘部侧装入冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件 的冲压外圈滚子轴承的截面图；图5是在球轴承的外侧配置了无芯密封件的情况下的截面图； 图6是节流阀装置的概要图； 15 图7是表示现有的冲压外圈滚子轴承装入用有芯密封件的一部分的截面图；图8是表示在冲压外圈滚子轴承上装入现有的冲压外圈滚子轴承装 入用有芯密封件之后的状态下的一部分的截面图；图9是表示现有的冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件的一部分的 20 截面图；图10是表示在冲压外圈滚子轴承上装入了现有的在低温时的冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件的状态下的一部分的截面图。
具体实施方式
25 以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图2是表示将本发明的一个实施方式的无芯密封件作为冲压外圈滚子轴承装入用的无芯密封件的情况下的、在常温的自由状态下的一部分的截面图。参照图2，冲压 外圈滚子轴承装入用无芯密封件II只由具有弹性的环状部件12构成。冲 压外圈滚子轴承装入用无芯密封件11的外径尺寸B是在作为外侧部件的 30冲压外圈的内径尺寸C上加上过盈量2A之后的尺寸，其中过盈量2A中还考虑了热收缩量。另外，向内径侧突出的唇部14所处的冲压外圈滚子 轴承装入用无芯密封件11的内径尺寸D构成为，稍微大于由冲压外圈滚 子轴承支承的旋转轴(未图示)的外径尺寸E。在此，在上述的尺寸关系中，优选的是0.005B《A《0.030B。若A在 5 0.005B以上，则可以确保在低温时的最低限的过盈量。另外，若A在0.030B 以下，则因为过盈量的尺寸没有大到必要以上，所以容易安装。另外，也 可以是0.950B《C《0.985B。由此，在与几乎不必考虑热收缩的冲压外圈 的内径尺寸C的关系中，可以规定外径尺寸B。并且，也可以是E〈D〈 E+2A。若D比E大，则考虑在低温时的收縮，在装入时，可以使与旋转 io轴的咬合量适当。另外，若D比E+2A小，则唇部在装入时可以与旋转轴 . 咬合。下面，对将上述的冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件11装入在节 流阀装置中具备的冲压外圈滚子轴承的状态进行说明。图l是表示具备冲 压外圈滚子轴承装入用无芯密封件11的冲压外圈滚子轴承的一部分的截15 面图。并且，在图1中，用虚线表示在低温下处于自由状态的冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件11的外形，用点划线表示在常温下处于自由状 态的冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件11的外形。参照图1，冲压外圈滚子轴承21支承位于其内径侧的作为旋转轴的节流阀旋转轴(未图示)。 冲压外圈滚子轴承21具备在其内径面25具有轨道面的冲压外圈22、多 20 个滚子23、保持多个滚子23的护圈24、以及冲压外圈滚子轴承装入用无 芯密封件11。冲压外圈22具有其边缘弯曲部向径向内侧延伸的凸缘部26。 作为冲压外圈滚子轴承21的构成部件的冲压外圈滚子轴承装入用无 芯密封件ll，被配置装入在节流阀旋转轴与冲压外圈22之间。冲压外圈 滚子轴承装入用无芯密封件11在轴向上的位置是位于护圈24与凸缘部2625 之间。在此，首先，对常温时的装入状态迸行说明。冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件11的外径尺寸B是在冲压外圈22的内径面25的内径尺寸 C上加上过盈量2A之后的尺寸。因此，在外径侧，冲压外圈22的内径面 25和冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件ll的外径面13可以以适当的压 30力压紧。另外，在内径侧，在自由的状态下，唇部14的内径尺寸D构成为大于节流阀旋转轴的外径尺寸E。但是，在被装入冲压外圈22与节流 阀旋转轴之间时，冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件11收縮。因此，在装入节流阀旋转轴与冲压外圈22之间时的内径尺寸因为小于节流阀旋 转轴的外径尺寸E，所以在唇部14中，可以以适当的压力与节流阀旋转5 轴压紧。下面，对低温时的装入状态进行说明。在外径侧，因为环状部件12 沿图1中的箭头W的方向收缩，所以冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封 件11的外径尺寸从B减小到B'。但是，对外径尺寸B因为预先设置有 考虑了热收縮量的过盈量A，所以在收縮后，冲压外圈滚子轴承装入用无io芯密封件11的外径尺寸B'也具有过盈量A'。因此，即使在低温时， 也不会在冲压外圈22的内径面25和冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件 11的外径面13间产生空隙，可以以适当的压力压紧。另外，在内径侧， 唇部14的内径尺寸也从D减小到D'。但是，因为只比节流阀旋转轴的 外径尺寸E小一点，所以不会增加与节流阀旋转轴的咬合量，能够实现以15适当的压力与节流阀旋转轴的外径面27压紧。根据以上，即使在低温时，也能够以适当的压力与外径面及内径面压 紧，可以提供在冲压外圈滚子轴承与节流阀旋转轴间有较高密封性的冲压 外圈滚子轴承装入用无芯密封件。关于这种装入冲压外圈滚子轴承的冲压外圈滚子轴承装入用无芯密20封件，既可以装入冲压外圈的一方的凸缘部侧，也可以装入两方的凸缘部 侦'J。图3是在一方的凸缘部侧装入冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件的 情况下的冲压外圈滚子轴承的截面图。参照图3，冲压外圈滚子轴承31， 在冲压外圈32的一方的凸缘部33侧装入有冲压外圈滚子轴承装入用无芯 密封件34。由此，可以防止一方的凸缘部33侧的泄漏。另外，图4是在25两方的凸缘部侧装入冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件的情况下的冲 压外圈滚子轴承的截面图。参照图4，冲压外圈滚子轴承36在冲压外圈 37的两方的凸缘部38a、 38b侧装入有冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封 件39a、 39b。通过这样，可以防止两方的凸缘部38a、 38b侧的泄漏。 并且，在上述实施方式中，虽然使用节流阀旋转轴作为旋转轴，使用30冲压外圈滚子轴承的冲压外圈作为外侧部件，但是不仅限于此，也可以使用其他的部件作为外侧部件。图5是表示将无芯密封件配置在外侧部件即壳体与旋转轴之间的状态 的截面图。参照图5，在设置在壳体41上的内径孔42与旋转轴(未图示)之间配置有球轴承43,支承位于其内径侧的旋转轴。球轴承43具备滚动 5 体即滚珠47、内圈48、外圈46。外圈46的外径面51与内径孔42的内径 面49抵接，内圈48的内径面52与旋转轴的外径面抵接。另外，在内径 孔42的开口端侧，为防止从外部混入异物等，在球轴承43的轴向外侧设 置有端盖45。在此，将无芯密封件44配置在旋转轴与壳体41之间。在轴向的位置 io 上为处于球轴承43与端盖45之间。在此，即使在低温下，无芯密封件44 因为有考虑了热收缩量的过盈量，所以内径孔42的内径面49和无芯密封 件44的外径面50也可以以适当的压力压紧。另外，关于旋转轴的外径面 与无芯密封件44的唇部，也没有与旋转轴的咬合。通过这样，可以防止 隔开间隔的旋转轴和壳体间的泄漏。 15 并且，在上述实施方式中，冲压外圈滚子轴承虽然含有护圈，但是不仅限于此，也可以是不含有护圈，即也可以是所谓的全滚子(folltype roller)的冲压外圈滚子轴承。以上，虽然结合附图对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明不 仅限于图示的实施方式。相对于图示的实施方式，在与本发明相同的范围 20内，或者在均等的范围内，可以进行种种修正和变形。工业实用性本发明的无芯密封件及滚动轴承，因为即使在低温时也具有较高的密 封性，所以可在低温环境下使用，可有效利用于要求较高的空气防漏性能 的节流阀装置等中具备的冲压外圈滚子轴承。2权利要求
1.一种无芯密封件，设置在旋转轴与外侧部件之间来防止流体的泄漏，所述外侧部件具备隔开间隔与所述旋转轴的外径面面对的内径面，其中，所述无芯密封件的外径具有考虑了热收缩量的过盈量。
2. 如权利要求1所述的无芯密封件，其中，当设所述考虑了热收縮量的过盈量的径向尺寸为A，设在常温的自由 io状态下的所述无芯密封件的外径尺寸为B时，关系式0.005B《A《0.030B成立。
3. 如权利要求1所述的无芯密封件，其中，当设常温的自由状态下的所述无芯密封件的外径尺寸为B，设所述外 侧部件的内径尺寸为C时，关系式0.950B《C《0.985B成立。
4.如权利要求1所述的无芯密封件，其中，当设考虑了所述热收縮量的过盈量的径向尺寸为A，设在常温的自由 状态下的所述无芯密封件的内径尺寸为D，设所述旋转轴的外径尺寸为E 时，关系式E〈D〈E+2A成立。
5. 如权利要求1所述的无芯密封件，其中，20 所述无芯密封件是冲压外圈滚子轴承装入用的无芯密封件。
6. —种滚动轴承，其具有如权利要求1所述的无芯密封件。
7. 如权利要求6所述的滚动轴承，其中， 所述滚动轴承是具有冲压外圈的滚子轴承。
全文摘要
本发明提供一种冲压外圈滚子轴承中具备的冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件(11)，其由具有弹性的环状部件(12)构成。冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件(11)的外径尺寸B是冲压外圈的内径尺寸C与考虑了热收缩量的过盈量2A的尺寸之和。即使在低温时，因为环状部件(12)沿箭头W方向收缩，所以冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件(11)的外径尺寸从B减小到B′。但是，因为外径尺寸B预先设置有考虑了热收缩量的过盈量A，所以即使收缩后，冲压外圈滚子轴承装入用无芯密封件(11)在其外径尺寸B′中也含有过盈量A′。
文档编号F16C33/78GK101258348SQ20068003245
公开日2008年9月3日 申请日期2006年8月31日 优先权日2005年9月7日
发明者中川健司, 赤松英树 申请人:Ntn株式会社;内山工业株式会社