(57)【要約】【課題】シールカバーと、シールリングとの軸心ズレが生じたとしても、シール部材のシール性能が低下しにくくて、かつ、部品精度も低下させることができて、生産性を向上できる軸受装置を提供する。【解決手段】軸受装置が、ハウジングの内周面に内嵌されると共に、法線方向が略軸方向となるシール摺動面を有する環状のシールカバー７と、風力発電機の主軸５０の外周面に螺合される環状の第１シールリング１１と、上記シール摺動面上を摺動するシールリップ７３を有すると共に、第１シールリング１１に固定される第１シール部材１６とを備えるようにする。【選択図】図２
2014109370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの内周面に内嵌されると共に、内周軌道面を有する外輪と、
軸部材の外周面に外嵌されると共に、外周軌道面を有する内輪と、
上記外輪の内周軌道面と、上記内輪の外周軌道面との間に配置されるころと、
上記ハウジングの内周面に内嵌されると共に、法線方向が略軸方向となるシール摺動面を有する環状のシールカバーと、
上記軸部材の外周面に固定される環状のシールリングと、
上記シール摺動面上を摺動するシールリップを有すると共に、上記シールリングに固定されるシール部材と
を備えることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の軸受装置において、
上記軸部材の外周面は、雄ねじ部を有し、
上記シールリングの内周面は、上記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有することを特徴とする軸受装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の軸受装置において、
上記シールリングは、
径方向に突出すると共に、シール取付面を有するフランジ部を有し、
上記シール部材は、
上記シールリングの周方向の一箇所に位置する切欠きと、
上記シール取付面に当接するフランジ当接面と
を有し、
上記シール取付面に上記フランジ当接面を締め付ける締結部材を備えることを特徴とする軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受を有する軸受装置に関し、例えば、風力発電機等の産業機械に使用すれば好適な軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軸受装置としては、韓国特許１０−２０１１−００７０６２３号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この軸受装置は、風力発電機に設置されている。この軸受装置は、円錐ころ軸受と、環状のシールリングと、環状のシールカバーと、シール部材とを備え、円錐ころ軸受は、外輪と、内輪と、複数の円錐ころとを有する。
【０００３】
上記シールリングの内周面には、雌ねじが存在している。また、上記内輪は、軸部材の外周面に外嵌されて固定されており、上記軸部材は、雄ねじを有している。上記シールリングの雌ねじを、軸部材の雄ねじに螺合させて、シールリングを、内輪の方に締め付けることにより、シールリングの軸方向の端面を、内輪の軸方向の端面に当接するようになっている。また、上記外輪およびシールカバーは、ハウジングの内周面に固定されている。
【０００４】
上記外輪の軸方向の端面は、シールカバーの軸方向の端面に当接している。また、上記シール部材は、シールカバーの内周面に内嵌されて固定されている。上記シール部材のシールリップを、シールリングの外周面にあるシール摺動面を摺動させることにより、円錐ころ軸受内の潤滑剤が外部に漏れないようにしている。
【０００５】
このような背景において、上記従来の軸受装置では、シールカバーと、シールリングとの軸心ズレが大きいと、シール摺動面に対するシールリップの面圧が周方向で大きく変動して、シールリップに面圧が低いかまたは０になる部分が生じ、シールリップの追随性が悪くなって、本体のシール性能を発揮できなくなる。
【０００６】
一方、この問題を回避するために、シールリップの追随性を向上すべく、シールの軸方向の断面の断面積を大きくすると、コンパクトな軸受装置を構成できなくなる。したがって、上記従来の軸受装置では、コンパクトを軸受装置の実現のために、軸心のズレを小さくする必要があるから、シールリングの真円度や偏肉を抑制することが不可欠となる。したがって、軸受装置を高精度に製作しなければならないから、生産性が悪くなると共に、軸受装置が高コストとなるという問題がある。また、特に、シールリングが、軸部材に螺合している場合には、ねじの存在に起因する軸心ズレが生じるため、ねじ部を高精度に仕上げなければならず、更に生産性が悪化し、また、高コストとなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国特許１０−２０１１−００７０６２３号公報（第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の課題は、シールカバーと、シールリングとの軸心ズレが生じたとしても、シール部材のシール性能が低下しにくくて、かつ、部品精度も低下させることができて、生産性を向上できる軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、この発明の軸受装置は、
ハウジングの内周面に内嵌されると共に、内周軌道面を有する外輪と、
軸部材の外周面に外嵌されると共に、外周軌道面を有する内輪と、
上記外輪の内周軌道面と、上記内輪の外周軌道面との間に配置されるころと、
上記ハウジングの内周面に内嵌されると共に、法線方向が略軸方向となるシール摺動面を有する環状のシールカバーと、
上記軸部材の外周面に固定される環状のシールリングと、
上記シール摺動面上を摺動するシールリップを有すると共に、上記シールリングに固定されるシール部材と
を備えることを特徴としている。
【００１０】
尚、上記シールカバーは、一体部材であっても良く、複数の部材からなっていても良い。例えば、シールカバーは、ハウジングに内嵌される環状の本体部と、その本体部の内周面に内嵌されて固定される環状かつ円板状のシール摺動リングとを有し、上記シール摺動リングの軸方向の一方側の端面にシール摺動面が存在する構成であっても良い。
【００１１】
本発明によれば、シール装置のシールリップが、シールカバーの径方向に延在するシール摺動面上を摺動するようになっているから、シールカバーと、シールリングとに軸心ズレが生じたとしても、シールリップが、径方向に延在するシール摺動面上を径方向に移動するだけで、シール摺動面に対するシールリップの軸方向の面圧は、殆ど変化することがない。したがって、シールカバーと、シールリングとの軸心ズレが生じたとしても、シール部材のシール性能が殆ど低下することがない。
【００１２】
また、本発明によれば、シールカバーと、シールリングとの軸心ズレが生じたとしても、シール部材のシール性能が殆ど低下することがないから、各部品を、過度に高精度に製造しなくても、軸受装置に所望のシール性能を発揮させることができる。したがって、部品精度も低下させることができて、生産性を向上でき、かつ、製造コストも低減することができる。
【００１３】
また、一実施形態では、
上記軸部材の外周面は、雄ねじ部を有し、
上記シールリングの内周面は、上記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有する。
【００１４】
シールリングの雌ねじ部を、軸部材の雄ねじ部に螺合する構造の場合、各ねじ部の存在に起因する軸心ズレが生じるため、従来構造では、軸心ズレがいっそう大きくなって、シール性能がいっそう低下することになる。したがって、この問題回避すべく、各部品の精度をいっそう上げる必要がある。
【００１５】
これに対し、本実施形態では、シールリングの雌ねじ部を、軸部材の雄ねじ部に螺合する構造であっても、シール性能が殆ど低下することがない。したがって、シール部材のシール性能がより低下しにくくなって、部品精度をより低下させることができ、生産性をより向上させることができる。
【００１６】
また、一実施形態では、
上記シールリングは、
径方向に突出すると共に、シール取付面を有するフランジ部を有し、
上記シール部材は、
上記シールリングの周方向の一箇所に位置する切欠きと、
上記シール取付面に当接するフランジ当接面と
を有し、
上記シール取付面に上記フランジ当接面を締め付ける締結部材を備える。
【００１７】
上記実施形態によれば、シール部材が、シールリングの周方向の一箇所に位置する切欠きを有するから、シール部材がより弾性変形し易くなって、シール部材の可撓性がより大きくなる。したがって、シール部材を、軸部材の外周面の径方向の外方側を軸方向に移動させ易くなって、シール部材をより容易に組み込みできる。
【００１８】
また、上記実施形態によれば、フランジ部のシール取付面にシール部材のフランジ当接面を締め付ける締結部材を備えるから、フランジ当接面が、シール取付面に対して相対移動することがない。したがって、シールリップの摺動によるシール部材の弾性変形を抑制できるから、切欠きが大きくなることを抑制できて、安定なシール性能を確保することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、シールカバーと、シールリングとの軸心ズレが生じたとしても、シール部材のシール性能が低下しにくくて、かつ、部品精度も低下させることができて、生産性を向上できる軸受装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の軸受装置の一実施形態である円錐ころ軸受装置の軸方向の模式断面図である。
【図２】図１における第１シールリングの周辺を示す軸方向の拡大模式断面図である。
【図３】上記第１シール部材の軸方向の一方側の端面を、軸方向の他方側から見たときの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の軸受装置の一実施形態である円錐ころ軸受装置の軸方向の模式断面図である。
【００２３】
図１に示すように、この円筒ころ軸受装置（以下、単に、軸受装置という）は、第１外輪１と、第２外輪２と、内輪３と、複数の第１円錐ころ４と、複数の第２円錐ころ５と、第１シールカバー７と、第２シールカバー８と、環状の間座９と、第１シールリング１１と、第２シールリング１２と、第１シール部材１６と、第２シール部材１７とを備える。
【００２４】
上記軸受装置は、風力発電機の主軸５０上に配置されている。上記主軸５０は、軸部材を構成している。上記第１外輪１、第２外輪２および間座９は、ハウジング２０に内嵌されて固定されている。上記間座９は、第１外輪１と、第２外輪２とで挟持されている。上記間座９は、給脂穴８９を有している。上記第１外輪１は、円錐軌道面３０を有し、その円錐軌道面３０の内径は、軸方向に間座９側に行くにしたがって大きくなっている。また、上記第２外輪２は、円錐軌道面３１を有し、その円錐軌道面３１の内径は、軸方向に間座９側に行くにしたがって大きくなっている。
【００２５】
上記内輪３は、風力発電機の主軸５０の外周面に外嵌されて固定されている。上記内輪３は、第１円錐軌道面５１と、第２円錐軌道面５２とを有している。上記第１円錐ころ４および第２円錐ころ５の夫々は、貫通穴を有している。上記複数の第１円錐ころ４は、第１外輪１の円錐軌道面３０と、内輪３の第１円錐軌道面５１との間に、ピンタイプ保持器５６に保持された状態で周方向に互いに間隔をおいて位置している。また、上記複数の第２円錐ころ５は、第２外輪２の円錐軌道面３１と、内輪３の第２円錐軌道面５２との間に、ピンタイプ保持器５７に保持された状態で周方向に互いに間隔をおいて位置している。
【００２６】
上記第１シールカバー７は、第１外輪１の軸方向の一方側に位置している。上記第１シールカバー７は、環状の本体部８０と、環状のシール摺動リング８１とを有する。上記本体部８０は、ハウジング２０の内周面に内嵌されて固定されている。上記本体部８０の軸方向の他方側の端面は、第１外輪１の軸方向の一方側の端面に当接している。また、上記シール摺動リング８１は、円板形状を有している。上記シール摺動リング８１は、本体部８０の内周面に圧入により内嵌されて固定されている。
【００２７】
上記第２シールカバー８は、第２外輪２の軸方向の他方側に位置している。上記第２シールカバー８は、環状の本体部９０と、環状のシール摺動リング９１とを有する。上記本体部９０は、ハウジング２０の内周面に内嵌されて固定されている。上記本体部９０の軸方向の一方側の端面は、第２外輪２の軸方向の他方側の端面に当接している。また、上記シール摺動リング９１は、円板形状を有している。上記シール摺動リング９１は、本体部９０の内周面に圧入により内嵌されて固定されている。
【００２８】
上記第１シールリング１１は、内輪３の軸方向の一方側に位置している。上記第１シールリング１１は、その内周面に雌ねじ部７０を有している。上記第１シールリング１１の雌ねじ部７０を、主軸５０の外周面に形成された雄ねじ部６０に螺合することにより、第１シールリング１１を、内輪３側に締め付けている。上記第１シールリング１１の軸方向の他方側の端面は、内輪３の軸方向の一方側の端面に当接している。
【００２９】
上記第２シールリング１２は、内輪３の軸方向の他方側に位置している。上記第２シールリング１２は、主軸５０に固定されている。上記第２シールリング１２の軸方向の一方側の端面は、内輪３の軸方向の他方側の端面に当接している。
【００３０】
図１に示すように、上記主軸５０は、小径外周面部と、大径外周面部とを段部２８で接続してなる構造をしている一方、第２シールリング１２は、小径内周面部と、大径内周面部とを段部２７で接続してなる構造を有している。本実施形態では、上述のように、上記雌ねじ部７０を、雄ねじ部６０に螺合して、第１シールリング１１を、内輪３側に締め付け、内輪３で第２シールリング１２を軸方向の他方側に押圧している。このようにして、第２シールリング１２の段部２７を、主軸５０の段部２８に軸方向の他方側に押圧して、第１および第２シールリング１１,１２および内輪３の位置決めをしている。
【００３１】
上記第１シール部材１６は、ゴム等の弾性材料からなっている。上記第１シール部材１６は、第１シールリング１１に固定されている。上記第１シール部材１６は、シールリップ７３を有し、そのシールリップ７３は、第１シールカバー７のシール摺動リング８１の軸方向の他方側の端面上を摺動するようになっている。また、上記第２シール部材１７は、ゴム等の弾性材料からなっている。上記第２シール部材１７は、シールリップ７５を有し、そのシールリップ７５は、第２シールカバー８のシール摺動リング９１の軸方向の一方側の端面上を摺動するようになっている。
【００３２】
図２は、図１における第１シールリング１１の周辺を示す軸方向の拡大模式断面図である。
【００３３】
図２に示すように、上記第１シールリング１１は、環状のフランジ部８４を有している。上記フランジ部８４の軸方向の一方側の端面５３は、略軸方向を法線方向とする平面で構成されている。また、上記第１シール部材１６は、本体部３３と、シールリップ７３とを有し、本体部３３は、内周円筒面５４と、軸方向の他方側の端面６９とを有する。上記本体部３３の内周円筒面５４の内径は、第１シールリング１１の円筒外周面部６５の外径と略等しくなっている。上記本体部３３の内周円筒面５４は、第１シールリング１１の円筒外周面部６５に外嵌されて固定されている。また、上記本体部３３の軸方向の他方側の端面６９は、略軸方向を法線方向とする平面で構成されている。上記本体部３３の軸方向の他方側の端面６９は、フランジ部８４の軸方向の一方側の端面５３に当接している。また、この軸受装置は、締結部材の一例としてのボルトを有している。本体部３３の軸方向の他方側の端面６９が、フランジ部８４の軸方向の一方側の端面５３に当接している状態で、ボルトを、本体部３３の軸方向の一方側から軸方向の他方側に締め込んで、第１シール部材１６を、フランジ部８４の軸方向の一方側の端面５３に固定している。上記本体部３３の軸方向の他方側の端面６９は、シール部材のフランジ当接面を構成し、フランジ部８４の軸方向の一方側の端面５３は、シール取付面を構成している。
【００３４】
上記第１シール部材１６のシールリップ７３は、本体部３３の軸方向の一方側の端部から軸方向の一方側かつ径方向の外方側に延在している。図２に示すように、上記シール摺動リング８１の軸方向の他方側の端面３９は、略軸方向を法線方向とする平面で構成されている。上記シールリップ７３は、シール摺動リング８１の軸方向の他方側の端面３９上を摺動するようになっている。上記シールリップ７３は、アキシアルリップとなっている。上記シール摺動リング８１の軸方向の他方側の端面３９は、シール摺動面を構成している。
【００３５】
図３は、上記第１シール部材１６の軸方向の一方側の端面８８を、軸方向の他方側から見たときの模式図である。
【００３６】
上記第１シール部材１６は、略環状の部材であって、周方向の一箇所に切欠き４１を有する。上記第１シール部材１６の軸方向の端面８８は、二つの凹部を有し、その二つの凹部は、切欠き４１を挟むように位置している。一方の凹部４２には、ボルト６７が締め込まれている。上記ボルト６７の頭部の座面は、凹部４２の底面に当接している。また、他方の凹部４３には、ボルト６８が締め込まれている。上記ボルト６８の頭部の座面は、凹部４３の底面に当接している。
【００３７】
この実施形態では、上記第１シール部材１６に切欠き４１を形成することにより、第１シール部材１６の第１シールリング１１への組み込み性を向上している。また、上記第１シール部材１６の切欠き４１を挟んだ両側の部分を、第１シールリング１１のフランジ部８４にボルト６７,６８で固定することにより、切欠き４１の隙間が大きくなることを確実に防止して、第１シール部材１６が所望のシール性能を発揮できるようにしている。
【００３８】
尚、本実施形態の軸受装置において、図１の紙面における右側の構造と、図１における左側の構造とは、右側の構造が、第１シールリング１１を、主軸５０に螺合する一方、左側の構造が、第２シールリング１２を、主軸５０に単に外嵌している点を、除いて同一な構造になっている。
【００３９】
図１における左側の構造、すなわち、第２シール部材１７を、第２シールリング１２に摺動させるための構造の説明は、図１における右側の構造、すなわち、上述の第１シール部材１６を第１シールリング１１に摺動させるための構造の説明をもって省略する。
【００４０】
上記実施形態によれば、第１シール部材１６が、第１シールカバー７の軸方向を略法線方向とするシール摺動リング８１の軸方向の端面３９上を摺動するようになっているから、第１シールカバー７と、第１シールリング１１とに軸心ズレが生じたとしても、第１シール部材１６のシールリップ７３が、径方向に延在する上記軸方向の端面３９上を径方向に移動するだけで、シール摺動面としての上記軸方向の端面３９に対するシールリップ７３の軸方向の面圧は、殆ど変化することがない。したがって、第１シールカバー７と、第１シールリング１１との軸心ズレが生じたとしても、第１シール部材１６のシール性能が殆ど低下することがない。
【００４１】
また、上記実施形態によれば、第１シールカバー７と、第１シールリング１１との軸心ズレが生じたとしても、第１シール部材１６のシール性能が殆ど低下することがないから、各部品を、過度に高精度に製造しなくても、軸受装置に所望のシール性能を発揮させることができる。したがって、部品精度も低下させることができて、生産性を向上でき、かつ、製造コストも低減することができる。
【００４２】
また、従来構造では、シールリングの雌ねじ部を、軸部材の雄ねじ部に螺合する場合、各ねじ部の存在に起因する軸心ズレが生じるため、軸心ズレがいっそう大きくなって、シール性能がいっそう低下することになる。したがって、従来構造では、この問題回避すべく、各部品の精度をいっそう上げる必要がある。
【００４３】
これに対し、上記実施形態では、第１シールリング１１の雌ねじ部７０を、主軸５０の雄ねじ部６０に螺合する構造であっても、シール性能が殆ど低下することがない。したがって、従来構造との比較において、生産性をより向上させることができる。
【００４４】
また、上記実施形態によれば、第１シール部材１６が、第１シールリング１１の周方向の一箇所に位置する切欠き４１を有するから、第１シール部材１６がより弾性変形し易くなって、第１シール部材１６の可撓性がより大きくなる。したがって、第１シール部材１６を、主軸５０の外周面上を軸方向に移動させ易くなって、第１シール部材１６をより容易に組み付けできる。
【００４５】
また、上記実施形態によれば、第１シールリング１１のフランジ部８４の軸方向の一方側の端面５３に第１シール部材１６の本体部３３の軸方向の他方側の端面６９を締め付けるボルト６７,６８を備えるから、第１シール部材１６のフランジ当接面としての端面６９が、第１シールリング１１のシール取付面としての端面５３に対して相対移動することがない。したがって、シールリップ７３の摺動による第１シール部材１６の弾性変形を抑制できるから、切欠き４１が大きくなることを確実に防止できて、安定なシール性能を発揮することができる。
【００４６】
尚、上記実施形態では、第１シール部材１６が、切欠き４１を有していたが、この発明では、シール部材は、環状部材でも良く、切欠きを有さなくても良い。また、上記実施形態では、第１シール部材１６が、第１シールリング１１にボルト６７,６８で締結されていたが、この発明では、シール部材は、シールリングの外周面に圧入により固定されても良い。
【００４７】
また、上記実施形態では、第１シール部材１６が、内周面に雌ねじ部７０を有する第１シールリング１１に固定された。しかし、この発明では、シール部材は、雌ねじを有さないシールリングに固定されても良く、第２シール部材１７は、雌ねじを有さない第２シールリング１２に固定されている。
【００４８】
また、上記実施形態では、転動体が、円錐ころ４,５であったが、この発明では、転動体は、円筒ころであっても良く、凸面ころ（球面ころ）であっても良い。また、円錐ころ、円筒ころおよび凸面ころのうちの二以上の転動体を有しても良い。
【００４９】
また、上記実施形態では、外輪１,２が、二つ存在し、内輪３が、一つのみ存在した。しかし、この発明では、外輪は、一つまたは三つ以上存在しても良く、また、内輪は、二つ以上存在しても良い。また、その場合に、各外輪は、一以上のいずれの数の軌道面を有しても良く、また、各内輪も、一以上のいずれの数の軌道面を有しても良い。
【００５０】
また、上記実施形態では、第１シールカバー７が、本体部８０と、この本体部８０と別体のシール摺動リング８１とを有していたが、この発明では、シールカバーは、一体部材であっても良い。
【００５１】
また、上記実施形態では、円錐ころ４,５が中空のころで、保持器が、ピンタイプ保持器５６,５７であったが、この発明では、ころが中実のころで、保持器は、ピンを有さない保持器であっても良い。また、本発明の軸受装置は、保持器を有さない総ころ型の軸受装置であっても良い。
【００５２】
また、上記実施形態では、本発明で採用されるシール構造が、軸受装置のころ配置空間の軸方向の両側に存在していたが、本発明で採用されるシール構造は、軸受装置のころ配置空間の軸方向の片側のみに存在しても良い。
【００５３】
また、上記実施形態では、軸受装置が、風力発電機の主軸上に配置されたが、この発明では、軸受装置は、風力発電機の増速機の回転軸上に配置されても良い。また、この発明では、軸受装置は、連続鋳造機や、圧延機や、ターボ分子ポンプ等の風力発電機以外の如何なる産業機械の回転軸上に配置されても良く、産業機械以外の装置の回転軸上に配置されても良い。
【符号の説明】
【００５４】
１  第１外輪
２  第２外輪
３  内輪
４  第１円錐ころ
５  第２円錐ころ
７  第１シールカバー
８  第２シールカバー
１１  第１シールリング
１２  第２シールリング
１６  第１シール部材
１７  第２シール部材
２０  ハウジング
３０  第１外輪の円錐軌道面
３１  第２外輪の円錐軌道面
３９  シール摺動リングの軸方向の他方側の端面
４１  第１シール装置の切欠き
５０  風力発電機の主軸
５１  内輪の第１円錐軌道面
５２  内輪の第２円錐軌道面
５３  第１シールリングのフランジ部の軸方向の一方側の端面（シール取付面）
６０  主軸の雄ねじ部
６７,６８  ボルト
６９  第１シール部材の本体部の軸方向の他方側の端面（フランジ当接面）
７０  第１シールリングの雌ねじ部
７３  第１シール部材のシールリップ
８０  第１シールカバーの本体部
８１  第１シールカバーのシール摺動リング
８４  第１シールリングのフランジ部
９０  第２シールカバーの本体部
９１  第２シールカバーのシール摺動リング
【図１】
2014109370.tif 000003
【図２】
2014109370.tif 000004
【図３】
2014109370.tif 000005