(57)【要約】【課題】外輪とシールとの間の密封性を高めることで、高い密封性能を有する転がり軸受装置を提供する。【解決手段】外周部に内輪軌道３ａを有する内輪３と、内周部に外輪軌道２ａと肩部内周面２ｂを有する外輪２と、内輪軌道３ａと外輪軌道２ａの間に配置される複数の転動体４と、外輪２の肩部内周面２ｂに内嵌するシール取付け部材８と、シール取付け部材８の内周部に内嵌するシール７と、を備えた転がり軸受装置１であって、外輪２は肩部内周面２ｂの軸方向内方の端部から、径方向に縮径して延在する突当て面２ｃを有し、シール７は軸方向内方の先端部に径方向外方に拡径する突出部７ｃを有し、シール７の突出部７ｃは、外輪２の突当て面２ｃと、シール取付け部材８の軸方向内方の先端部８ｂとで圧縮されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部に内輪軌道を有する内輪と、内周部に外輪軌道と肩部内周面を有する外輪と、前記内輪軌道と前記外輪軌道の間に配置される複数の転動体と、前記外輪の前記肩部内周面に内嵌するシール取付け部材と、前記シール取付け部材の内周部に内嵌するシールと、を備えた転がり軸受装置であって、
前記外輪は前記肩部内周面の軸方向内方の端部から、径方向に縮径して延在する突当て面を有し、前記シールは軸方向内方の先端部に径方向外方に拡径する突出部を有し、前記シールの前記突出部は、前記外輪の前記突当て面と、前記シール取付け部材の軸方向内方の先端部とで圧縮されていることを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記突出部が弾性体であることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記突出部が前記シールの外径部に拡径して形成された傾斜部であることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受装置に係わり、より詳しくは、鉄道車両の車軸や圧延機等に使用される密封形の転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の車軸や圧延機等に使用される転がり軸受装置では、内部の潤滑剤の漏洩防止、外部からの水や異物の浸入防止、高い密封性が求められるため、定期的に転がり軸受装置の分解点検、シールの交換等のメインテナンスが行われる。しかし、従来のシールは軸受の外輪のシール取付け部へ直接圧入されているため、シールの取外し作業は非常に困難である。
【０００３】
作業性向上対策として、シールの交換を容易にするためシールをシールケースにボルトで固定する構造のシール装置が提案されている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−７４９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のボルトで固定する構造のシール装置において、シールとシールケースまたはシール取付け部材とシールケースの間はテーパー面で嵌合されているため、加工が複雑で、スペース的にも適用が限定される。また、通常のシールの加工精度であれば、シール取付け部材とシールの間にわずかの隙間が生じるおそれがあり、高い密封性が求められる用途への適用は困難である。
【０００６】
この発明の目的は、外輪とシールとの間の密封性を高めることで、高い密封性能を有する転がり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】
【０００７】
前記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、外周部に内輪軌道を有する内輪と、内周部に外輪軌道と肩部内周面を有する外輪と、前記内輪軌道と前記外輪軌道の間に配置される複数の転動体と、前記外輪の前記肩部内周面に内嵌するシール取付け部材と、前記シール取付け部材の内周部に内嵌するシールと、を備えた転がり軸受装置であって、前記外輪は前記肩部内周面の軸方向内方の端部から、径方向に縮径して延在する突当て面を有し、前記シールは軸方向内方の先端部に径方向外方に拡径する突出部を有し、前記シールの前記突出部は、前記外輪の前記突当て面と、前記シール取付け部材の軸方向内方の先端部とで圧縮されていることである。
【０００８】
本発明の構成によると、前記シール取付け部材を装着した状態で、前記シールの軸方向内方先端部の前記突出部と、前記外輪の前記突当て面との間にしめしろが形成され、前記突出部と前記外輪の前記突き当て面とは完全に密着している。このため、従来品にくらべ高い密封性能を有している。
【０００９】
前記の課題を解決するため、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記突出部が弾性体であることである。
【００１０】
本発明の構成によると、前記突出部の軸方向圧縮による大きな軸方向しめしろの形成が可能で、かつ、前記弾性体の弾性によって圧縮部分のシールおよび外輪の加工誤差が吸収され、前記シールと前記外輪の間の高い密封性能を有する。
【００１１】
前記の課題を解決するため、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記突出部が前記シールの外径部に拡径して形成された傾斜部であることである。
【００１２】
本発明の構成によると、前記シール取付け部材と一体の前記シールを前記傾斜部の軸方向内方の先端部が前記外輪の前記突当て面に接触するまで軸方向に挿入し、さらに軸方向に圧入すると、前記傾斜部の軸方向内方の先端部は径方向外方に拡径すると同時に、軸方向に圧縮され、前記傾斜部の軸方向内方の先端部と前記外輪の前記突当て面との間にしめしろが生じる。すなわち前記シールに別段の手段を追加することなく、前記シールと前記外輪の間の高い密封性能を確保できる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、外輪とシールとの間の密封性を高めることで、高い密封性能を有する転がり軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態の転がり軸受装置の断面図である。
【図２】図１の主要部の拡大断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の転がり軸受装置の作用を説明する説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の転がり軸受装置の主要部の拡大断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の転がり軸受装置の作用を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の第1の実施形態の転がり軸受装置の断面図である。図２は図１の主要部の拡大断面図である。
図１および図２において、転がり軸受装置１は、複列円すいころ軸受の組立品であり、外輪２と、２個の内輪３と、２列の複数の転動体４と、２個の保持器５と、間座６と、２個のシール７と、２個のシール取付け部材８と、２個の環状部品１０を有している。
【００１７】
外輪２は軸受鋼等の鋼材からなる円盤状で、軸方向中央の内周面に軸線と同心で、軸線に対して軸方向外方に拡径して傾斜した２列の外輪軌道２ａ、内周面軸方向両側の外方端部に肩部内周面２ｂを有している。両肩部内周面２ｂの軸方向内方端部から径方向に縮径して突当て面２ｃが２列の外輪軌道２ａの軸方向外方端部まで延在している。また、両肩部内周面２ｂの軸方向外方端部から、それぞれ径方向外方に拡刑して外輪端面２ｄが延在している。両側の外輪端面２ｄには軸方向に複数のボルト締結用のねじ穴２ｅを有する。
【００１８】
内輪３は軸受鋼等の鋼材からなる円盤状で、軸方向中央に軸線と同心で、軸線に対して傾斜した内輪軌道３ａが形成されている。２個の内輪は内輪軌道３ａを軸方向内方に対峙して配置されている。
転動体４は軸受鋼等の鋼材からなる円すい台形状で、円すい形状の外周面が転動面４ａとなっている。各列の複数の転動体４は２列の外輪軌道２ａと内輪軌道３ａの間に保持器５に保持されて転動自在に配置されている。
間座６は炭素鋼等の鋼材からなる環体で、軸方向に対峙する２個の内輪３の間に配置されている。
【００１９】
シール７は、芯金７ａと、リップ部７ｂと、突出部７ｃとを有している。
心金７ａは、例えばＳＰＣＣ等の鋼板をプレス加工することによって形成された環体の部材であり、軸方向内方から外方に向けて、第１円筒部７ａ１、径方向内方に縮径して第１円盤部７ａ２、軸方向に第２円筒部７ａ３、径方向内方に縮径して第２円盤部７ａ４が形成されている。第１円筒部７ａ１の外周部はシール取付け部材８のシール嵌合面８ａに嵌合する嵌合面７ａ５となっている。
【００２０】
リップ部７ｂは合成ゴム等の弾性材料からなり、芯金７ａの第２円盤部７ａ４の内周部端部に一体に成型されている。
突出部７ｃは合成ゴム等の弾性材料からなり、芯金７ａの第１円筒部７ａ１の軸方向内方端部に径方向外方に突出して一体に形成されている。
【００２１】
シール取付け部材８は炭素鋼等の鋼材からなる環体で、内周部にシール７を内嵌するシール嵌合面８ａ、軸方向内方端部に押付け端面８ｂ、外周部に外輪嵌合面８ｃ、外周部軸方向外方端部に外輪嵌合面８ｃから径方向外方に拡径して延在する取付け用フランジ８ｄが形成されている。取付け用フランジ８ｄは軸方向に外輪２の複数のボルト締結用のねじ穴２ｅに対峙する複数のボルト締結用の通し穴８ｆを有する。
【００２２】
シール取付け部材８のシール嵌合面８ａには、シール７が嵌合面７ａ５を嵌合面８ａに内嵌して、シール７の突出部７ｃの軸方向外方の側面７ｄをシール取付け部材８の押付け端面８ｂに接して取付けられている。シール取付け部材８を外輪２に装着する前の、シール取付け部材８にシール７に内嵌した状態における、シール７の突出部７ｃの軸方向長さはｌ７ｃである。（図３参照）
【００２３】
シール７を内嵌したシール取付け部材８は外輪２の肩部内周面２ｂに外輪嵌合面８ｃを内嵌し、取付け用フランジ８ｄのフランジ内方側面８ｅが、外輪端面２ｄに密着して、複数の通し穴８ｆを相通し、外輪端面２ｄの複数のねじ穴２ｅに螺合する複数のボルト１１によって固定されている。このとき、シール７の突出部７ｃは外輪２突当て面２ｃとシール取付け部材８の押付け端面８ｂに圧縮され、軸方向長さはｌ７ｃ’である。
【００２４】
すなわちシール７の突出部７ｃと、外輪２突当て面２ｃ、シール取付け部材８の押付け端面８ｂの間にｌ７ｃとｌ７ｃ’の差に等しいしめしろを有している。また、弾性体である突出部７ｃの弾性によって、圧縮部である、シール７の突出部７ｃの軸方向内方の側面７ｅおよび外輪２の突当て面２ｃの加工誤差が吸収され、シール７と外輪２の間に高い密封性能を有している。また、２個のシール７のリップ部７ｂの先端部は、内輪３の側面に密着して軸９に固定された２個の環状部品１０の外周面とそれぞれ接触し、シール７と２個の内輪３の間を密封している。
【００２５】
このように本発明の第1の実施形態の転がり軸受装置１は、外輪２と２個の内輪３の間の高い密封性能を有している。
【００２６】
図４は、本発明の第２実施形態の転がり軸受装置の主要部の軸方向断面図である。
第２の実施形態の転がり軸受装置２０はシール２７突出部２７ａの構成が第１の実施形態の転がり軸受装置１と異なる。第２の実施形態の転がり軸受装置２０では、第１の実施形態の転がり軸受装置１と共通の構成、作用効果については説明を省略することにし、第１の実施形態の転がり軸受装置１と異なる構成、作用効果についてのみ説明を行う。
【００２７】
図４において、転がり軸受装置２０は、複列円すいころ軸受の組立品であり、外輪２と、２個の内輪３と、２列の複数の転動体４と、２個の保持器５と、間座６と、２個のシール２７と、２個のシール取付け部材８と、２個の環状部品１０を有している。
【００２８】
シール２７は芯金２７ａと、リップ部２７ｂ有している。
心金２７ａは、例えばＳＰＣＣ等の鋼板をプレス加工することによって形成された環体の部材であり、軸方向内方から外方に向けて、突出部２７ｃ、第１円筒部７ａ１、径方向内方に縮径して第１円盤部２７ａ２、軸方向に第２円筒部２７ａ３、径方向内方に縮径して第２円盤部２７ａ４が形成されている。
【００２９】
突出部２７ｃは軸方向内方端部が最大径で、軸方向外方に傾斜して縮径し、第１円筒部２７ａ１に連なっている。第１円筒部２７ａ１の外周部はシール取付け部材８のシール嵌合面８ａに嵌合する嵌合面２７ａ５となっている。
リップ部２７ｂは合成ゴム等の弾性材料からなり、芯金２７ａの第２円盤部２７ａ４の内周部端部に一体に成型されている。
【００３０】
シール取付け部材８のシール嵌合面８ａには、シール２７が嵌合面２７ａ５を嵌合面８ａに内嵌して、シール２７の突出部２７ｃの軸方向外方端部をシール取付け部材８の押付け端面８ｂに接して取付けられている。シール取付け部材８を外輪２に装着する前の、シール取付け部材８にシール２７に内嵌した状態における、シール２７の突出部２７ｃの軸方向長さはｌ２７ｃである。（図５参照）
【００３１】
シール２７を内嵌したシール取付け部材８は外輪２の肩部内周面２ｂに外輪嵌合面８ｃを内嵌し、取付け用フランジ８ｄのフランジ内方側面８ｅが、外輪端面２ｄに密着して、複数の通し穴８ｆを相通し、外輪端面２ｄの複数のねじ穴２ｅに螺合する複数のボルト１１によって固定されている。このとき、シール２７の突出部２７ｃは外輪２突当て面２ｃとシール取付け部材８の押付け端面８ｂに圧縮され弾性変形し、軸方向長さはｌ２７ｃ’となっている。
【００３２】
すなわちシール２７の突出部２７ｃと、外輪２突当て面２ｃ、シール取付け部材８の押付け端面８ｂの間には、ｌ２７ｃとｌ２７ｃ’との差に等しいしめしろを有しており、シール７と外輪２の間の密封性能は非常に高い。また、２個のシール２７のリップ部２７ｂの先端部は内輪３の側面に密着して軸９に固定された２個の環状部品１０の外周面とそれぞれ接触し、シール２７と２個の内輪３の間を密封している。このように本発明の第２の実施形態の転がり軸受装置２０は、外輪２と２個の内輪３の間の高い密封性能を有している。
【００３３】
上述の実施形態の転がり軸受装置は、複列円すいころ軸受の組立品であるが、本発明においては、転がり軸受は円筒ころ軸受の組立品等、他の形式の転がり軸受装置であってもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１、２０          ‥転がり軸受装置
２                ‥外輪
２ａ              ‥外輪軌道
２ｂ              ‥肩部内周面
２ｃ              ‥突当て面
３                ‥内輪
３ａ              ‥内輪軌道
７、２７          ‥シール
７ｃ、２７ｃ      ‥突出部
８                ‥シール取付け部材
８ｃ              ‥押付け端面（端部） 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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