JP5181794B2 - 転がり軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両の車軸などを支持する転がり軸受装置に関する。

鉄道車両の車軸を回転自在に支持する軸受装置としては、例えば、車軸の端部に配置された複列の円錐ころ軸受と、この複列の円錐ころ軸受の軸方向両端外側に配置されたオイルシールとを備えた転がり軸受装置がある。
このような従来の転がり軸受装置のオイルシールは、外輪端部内周面に内嵌固定された筒状のシールケース内に設けられることで、シールケース内周面と内輪との間を密封している。その一方、シールケースと外輪との間は、シールケースを外輪端部内周面に内嵌固定することによって、外部からの水分の侵入や、軸受装置内部のグリースが外部に洩れるのを防止するように構成されている。

特開２００３−２６９４７１号公報（図１，図３）

しかし、上記従来例の転がり軸受装置において、シールケースと外輪との間は、外輪端部内周面と、この内周面に内嵌固定されたシールケース外周面との面接触によって密封しているため、例えば、互いの表面粗さや微妙な形状の相違等によって、両者の間に僅かな隙間が生じるおそれがあった。両者の間に僅かな隙間が生じた場合には、この両者の間から僅かではあるがグリースが外部へ漏洩することがあった。
ところで近年、環境保護や、製品の整備性又は美観の観点から、製品品質の要求が高まっており、転がり軸受装置においては、僅かなグリースをも外部に漏洩させない方策が求められていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、僅かなグリースの漏洩をも抑制することができる転がり軸受装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、内輪部材と、前記内輪部材と同軸に配置された外輪と、前記内輪部材及び外輪の間に転動自在に配置された転動体と、
一端部が前記外輪の端部内周面に内嵌固定された筒状のシールケースと、前記シールケース内部に設けられ、当該シールケースと前記内輪部材との間を密封する第一シール部材と、を備えた転がり軸受装置において、前記シールケースの一端部側の端面には、前記外輪の内周側に形成され当該端面に対向する環状の段差面との間に介在し、前記端面と前記段差面との間を密封している環状の第二シール部材が設けられており、前記第二シール部材は、前記シールケースの前記外輪への固定部の端面より軸方向に突出して設けられ、端面と段差面との間に介在している環状のシール部と、前記シール部の内周端部から前記固定部の内周面に沿って軸方向に延びる筒部とを有していることを特徴としている。

上記のように構成された転がり軸受装置によれば、シールケースに設けられた第二シール部材によって、シールケースの端面と、外輪の段差面との間を密封することができるので、互いに嵌合固定されているシールケースと外輪との間から当該転がり軸受装置内のグリースが漏洩するのを防止することができる。すなわち、本発明の転がり軸受装置では、シールケースと内輪部材との間を第一シール部材によって密封するとともに、シールケースと外輪との間を第二シール部材によって密封するので、僅かなグリースや、当該グリースからしみ出した油の洩れをも防止しうる高い密封性とすることができる。

また、前記第二シール部材は、先端が前記段差面に密接している環状のリップ部を複数有しており、これらリップ部は、互いに径方向に所定間隔を置いて同心環状に形成されていることが好ましい。
この場合、シール部材は、外輪に対して複数のリップ部によって、重畳的に密封することができるので、シールケースと外輪との間の密封性をより高めることができる。

本発明の転がり軸受装置によれば、僅かなグリースの漏洩をも防止することができる。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第一の実施形態に係る鉄道車両用の転がり軸受装置の構成を示す断面図である。この転がり軸受装置１は、鉄道車両の車軸Ｓを車体に対して回転自在に支持するものである。

図１において、転がり軸受装置１は、前記鉄道車両の車輪が一体回転可能に固定される車軸Ｓの端部に外嵌固定された複列の円錐ころ軸受１０と、この円錐ころ軸受１０の両端を密封する一対の密封装置２０と、を有している。
円錐ころ軸受１０は、車両側に固定される外輪１１と、車軸Ｓに一体回転可能に固定された一対の内輪１２，１３と、これら内外輪間に転動自在かつ複列に配置された転動体としての円錐ころ１４，１５と、円錐ころ１４，１５をそれぞれ保持する保持器１６，１７とを備えている。
外輪１１は、機械構造用合金鋼や、軸受鋼等を用いて円筒状に一体的に形成された部材であり、その内周面には、一対の外輪軌道１１ａ，１１ｂが設けられている。一対の内輪１２，１３は、機械構造用合金鋼や、軸受鋼等を用いて円筒状に形成された部材であり、車軸Ｓに外嵌固定されている。内輪１２，１３の外周面には、それぞれ、上記の外輪軌道１１ａ，１１ｂに対向する内輪軌道１２ａ，１３ａが設けられている。外輪軌道１１ａ，１１ｂと、内輪軌道１２ａ，１３ａとの間には、上述の円錐ころ１４，１５が転動自在に配置されており、外輪１１及び内輪１２，１３は、互いに相対回転自在である。また、これら一対の内輪１２，１３の相互間には、環状の間座１８が配置されている。

密封装置２０は、外輪１１の軸方向両端に固定されており、外輪１１の端部に固定されているシールケース３０と、シールケース３０の内部に設けられた第一シール部材としてのオイルシール２１とを備えている。
シールケース３０は、例えば、ＳＰＣＣ等の冷延鋼板をプレス加工することによって形成された部材であり、一端部が外輪１１端部の内周面１１ｃに内嵌固定された筒状の固定部３１と、この固定部３１から外輪１１の外側方向に延びるとともにオイルシール２１を外輪１１の端面よりも軸方向外側で保持する筒状の保持部３２と、これら固定部３１及び保持部３２を繋ぐ円環部３３とを有している。

オイルシール２１は、保持部３２の内周面に保持固定されており、後述する車軸Ｓに外嵌固定された環状部材５０（５１）の外周面に摺接するシールリップ（図示せず）を有している。オイルシール２１は、前記シールリップによって、外輪１１に内嵌固定されたシールケース３０と、環状部材５０（５１）の外周面との間を密封しており、当該シールケース３０と、内輪１２，１３との間を密封している。密封装置２０は、このオイルシール２１によって、内外輪１１，１２，１３と、円錐ころ１４との間を潤滑するための潤滑剤であるグリースや当該グリースからしみ出した油が外部に漏洩するのを防止している。

内輪１２，１３それぞれの外端側には、車軸Ｓに一体回転可能に外嵌固定された上述の環状部材５０，５１が配置されている。これら環状部材５０，５１は、内輪１２，１３とともに、内輪部材を構成している。
車軸Ｓの基端部側に配置されている環状部材５１は、車軸Ｓに形成されている段部ｓ１に当接しており、軸方向基端側への移動が規制されている。さらに、車軸Ｓの先端部には、ボルト５２によって固定された蓋部材５３が配置されている。この蓋部材５３は、車軸Ｓの先端部側に配置された環状部材５０に当接して配置されており、転がり軸受装置１及びその両端に配置された環状部材５０，５１を車軸Ｓの段部ｓ１との間で挟持し、転がり軸受装置１の軸方向位置を保持している。
また、この環状部材５０，５１には、それぞれ、径外方向に突出した環状凸部５０ａ，５１ａが形成されている。この環状凸部５０ａ，５１ａには、それぞれ、シールケース３０の保持部３２の先端から軸方向に延ばされた筒部３４が挿入されている環状溝部５０ａ１，５１ａ１が形成されている。この環状溝部５０ａ１，５１ａ１と、これに挿入される筒部３４とは、ラビリンスシールを構成しており、シールケース３０と、環状部材５０，５１との間の密封性をより高めている。

図２は、図１中、車軸Ｓの基端部側に位置するシールケース３０の外輪１１側の端部を拡大して示す断面図である。図２中、外輪１１端部の内周面１１ｃには、上述のように、シールケース３０の固定部３１が内嵌固定されている。
外輪１１端部の内周側には、シールケース３０の一端部側の端面である固定部３１の端面３１ａに対向している環状の段差面１１ｄが形成されている。また、内周面１１ｃには、段差面１１ｄに沿うように径方向外側に凹む環状のシール溝１１ｅが形成されている。

シールケース３０の固定部３１は、その先端部に径方向外側に突出した環状突起３１ｂが形成されている。環状突起３１ｂはシール溝１１ｅに係合しており、これによって、シールケース３０の固定部３１の軸方向への移動を規制することで、シールケース３０が外輪１１から離脱するのを防止している。
また、シールケース３０の固定部３１の端面３１ａには、段差面１１ｄとの間に介在し密接している、第二シール部材としての環状のシール部材３５が設けられている。

シール部材３５は、ゴム等のエラストマ材料を用い、インサート成型によって固定部３１に対して一体的に形成固定されており、固定部３１の端面３１ａより軸方向に突出して設けられ端面３１ａと段差面１１ｄとの間に介在している環状のシール部３５ａと、シール部３５ａの内周端部から固定部３１の内周面に沿って軸方向に延びる筒部３５ｂとを有している。筒部３５ｂは、シール部材３５が径方向へ移動するのを阻止するとともに、固定部３１との接触面積を増やし、シール部材３５を固定部３１に対してより強固に固定している。
シール部３５ａは、断面矩形状で環状に形成されており、図のように、環状突起３１ｂがシール溝１１ｅに係合した状態で、段差面１１ｄと端面３１ａとの間で押圧されて圧縮変形しつつ、段差面１１ｄに密接している。これによって、シール部材３５は、固定部３１の端面３１ａと、外輪１１の段差面１１ｄの間を密封している。

また、シール部材３５は、上記のように環状突起３１ｂがシール溝１１ｅに係合した状態で、圧縮変形しつつ段差面１１ｄに密接しているので、固定部３１を外輪１１の外側方向へ付勢している。環状突起３１ｂは、シール部材３５の付勢力によって、シール溝１１ｅの側面１１ｅ１に押圧されるので、環状突起３１ｂのシール溝１１ｅへの係合をより強固にしている。

上記のように構成された転がり軸受装置１によれば、シールケース３０の固定部３１に設けられたシール部材３５によって、固定部３１の端面３１ａと、外輪１１の段差面１１ｄとの間を密封することができるので、互いに嵌合固定されているシールケース３０と外輪１１との間から当該転がり軸受装置１内のグリースが漏洩するのを防止することができる。すなわち、本発明の転がり軸受装置１では、シールケース３０と内輪１２，１３との間をオイルシール２１によって密封するとともに、シールケース３０と外輪１１との間をシール部材３５によって密封するので、内外輪間における僅かなグリースや、当該グリースからしみ出した油の洩れをも防止しうる高い密封性とすることができる。

図３は、本発明の第二の実施形態に係る転がり軸受装置１のシールケース３０端部を拡大して示す断面図である。本実施形態と第一の実施形態との主な相違点は、シール部材３５が、段差面１１ｄに密接している二つのリップ部３５ｃを有している点である。その他の構成については、第一の実施形態と同様であるので説明を省略する。

二つのリップ部３５ｃは、共にシール部材３５のシール部３５ａに形成されている。これらリップ部３５ｃは、互いに異なる径寸法で同心環状に形成されており、互いに径方向に所定間隔を置いて設けられている。
これらリップ部３５ｃは、それぞれその先端が段差面１１ｄに密接しており、これによって、シール部材３５は、固定部３１の端面３１ａと、外輪１１の段差面１１ｄの間を密封している。

上記構成の転がり軸受装置１によれば、シール部材３５は、外輪１１に対して二つのリップ部３５ｃによって、重畳的に密封することができるので、シールケース３０と外輪１１との間の密封性をより高めることができる。
また、上記実施形態では、リップ部３５ｃを二つ設けた場合を例示したが、リップ部の数をより増やすこともできる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記第一の実施形態のシール部材３５のシール部３５ａの断面形状は、ほぼ矩形状としたが、固定部３１の端面３１ａと段差部１１ｄとの間を密封することができれば、これに限定されるものではなく、例えば、断面円状や、三角形状とすることもできるし、一つのリップ部を設けた態様とすることもできる。

本発明の第一の実施形態に係る鉄道車両用の転がり軸受装置の構成を示す断面図である。 図１中、車軸の基端部側に位置するシールケースの外輪側の端部を拡大して示す断面図である。 本発明の第二の実施形態に係る転がり軸受装置のシールケース端部を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１ 転がり軸受装置
１１ 外輪
１１ｃ 内周面
１１ｄ 段差面
１２，１３ 内輪
１４，１５ 円錐ころ（転動体）
２１ オイルシール（第一シール部材）
３０ シールケース
３１ａ 端面
３５ シール部材（第二シール部材）
３５ｃ リップ部

Claims (2)

1. 内輪部材と、
   前記内輪部材と同軸に配置された外輪と、
   前記内輪部材及び外輪の間に転動自在に配置された転動体と、
   一端部が前記外輪の端部内周面に内嵌固定された筒状のシールケースと、
   前記シールケース内部に設けられ、当該シールケースと前記内輪部材との間を密封する第一シール部材と、を備えた転がり軸受装置において、
   前記シールケースの一端部側の端面には、前記外輪の内周側に形成され当該端面に対向する環状の段差面との間に介在し、前記端面と前記段差面との間を密封している環状の第二シール部材が設けられており、
   前記第二シール部材は、前記シールケースの前記外輪への固定部の端面より軸方向に突出して設けられ、端面と段差面との間に介在している環状のシール部と、前記シール部の内周端部から前記固定部の内周面に沿って軸方向に延びる筒部とを有していることを特徴とする転がり軸受装置。
2. 前記第二シール部材は、先端が前記段差面に密接している環状のリップ部を複数有しており、
   これらリップ部は、互いに径方向に所定間隔を置いて同心環状に形成されている請求項１に記載の転がり軸受装置。

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