(57)【要約】【課題】  密封装置の着脱および再使用が容易で、密封性の向上が図れ、軸受温度の上昇を抑制する。【解決手段】  車軸に固定される内輪１と、軸箱に固定される外輪２と、内輪１の軌道と外輪２の軌道との間に転動自在に介在した転動体３と、その転動体３を円周方向で所定間隔に保持する保持器４と、外輪２および内輪１間の軸方向開口端部に装着した密封装置９とを備え、密封装置９は、外径部が外輪２の開口端部内周面に装着され、その開口端部内周面に取り付けられた止め輪１３により軸方向に抜け止めされた第一のシール部材１０と、内径部が内輪１と分離可能な鍔輪５の開口端部外周面に圧入固定された第二のシール部材１１とからなり、第一のシール部材１０と第二のシール部材１１間にラビリンスｍを形成する。【選択図】    図１
2006316884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材に固定される軸受内輪と、静止部材に固定される軸受外輪と、前記軸受内輪の軌道と軸受外輪の軌道との間に転動自在に介在した転動体と、その転動体を円周方向で所定間隔に保持する保持器と、前記軸受外輪および軸受内輪間の軸方向開口端部に装着した密封装置とを備え、
前記密封装置は、外径部が前記軸受外輪の開口端部内周面に装着され、その開口端部内周面に取り付けられた固定部材により軸方向に抜け止めされた第一のシール部材と、内径部が前記軸受内輪と分離可能な内方部材の開口端部外周面に圧入固定された第二のシール部材とからなり、前記第一のシール部材と第二のシール部材間にラビリンスを形成したことを特徴とする密封装置付き軸受。
【請求項２】
前記第一のシール部材と第二のシール部材間のラビリンスにグリースを封入した請求項１に記載の密封装置付き軸受。
【請求項３】
前記第一のシール部材と第二のシール部材は、軸方向外側へ膨出した断面形状を有する請求項１又は２に記載の密封装置付き軸受。
【請求項４】
前記第二のシール部材は、第一のシール部材の軸方向外側に配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の密封装置付き軸受。
【請求項５】
前記回転部材が鉄道車両用車軸であり、かつ、前記静止部材が鉄道車両用軸箱である請求項１〜４のいずれか一項に記載の密封装置付き軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鉄道車両車軸用や各種産業機械用に使用され、軸受の軸方向開口端部に密封装置が設けられた密封装置付き軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
密封装置を備えた軸受として代表的なものに鉄道車両車軸用軸受がある。鉄道車両車軸用軸受は、図３および図４に示すように内輪２１，３１、外輪２２，３２、複列の転動体２３，３３、保持器２４，３４を主要な構成要素としている。この種の軸受には、転動体２３，３３として、円筒ころを使用したタイプ（図３参照）と円錐ころを使用したタイプ（図４参照）がある。前述の外輪２２，３２は鉄道車両の軸箱（図示せず）に固定され、内輪２１，３１は車軸２０，３０に固定され、それら内外輪の軌道間に転動体２３，３３を転動自在に介在させ、その転動体２３，３３を保持器２４，３４により円周方向で所定間隔に保持する。
【０００３】
図３に示す円筒ころタイプでは、内輪２１の車軸前端側に鍔輪２５を配設すると共にその車軸後端側に後蓋２６を配設し、車軸２０の軸端部にナット２７を介して前蓋２８をボルト締めした構造を具備する。また、図４に示す円錐ころタイプでは、内輪３１の車軸前端側に油切り３５を配設すると共にその車軸後端側に後蓋３６を配設し、車軸３０の軸端部に前蓋３７を介して小蓋３８をボルト締めした構造を具備する。
【０００４】
前述の外輪２２，３２の両端部に接触式密封装置２９，３９が取り付けてあり、外輪２２，３２の端部内周面に金属製の筒状シールケース２９ａ，３９ａを圧入し、そのシールケース２９ａ，３９ａの先端内周面に取り付けられたシールリップ２９ｂ，３９ｂを、内輪側の鍔輪２５あるいは油切り３５と後蓋２６，３６の外周面に摺接させるようにしている。通常、シール密封性の向上を図るため、グリースを内部に封入し、いわゆるグリースシールの作用を発揮させている。これにより、外部からの水、塵埃の侵入と内部グリースの漏れを防止するようにしている。
【０００５】
このシールケース２９ａ，３９ａは、外輪２２，３２の端部内周面に圧入により固着することによって使用中の振動による脱落を防止しているが、外輪２２，３２の端部内周面が旋削状態であると共にシールケース２９ａ，３９ａの外径面がプレス成形状態であるため、これら外輪２２，３２とシールケース２９ａ，３９ａの両部材とも真円度が悪く、また、外輪２２，３２の外径部は変形の影響を避けるために外径より一段凹んだ逃げ部が設けられている。この外輪２２，３２の端部内周面とシールケース２９ａ，３９ａの外径面との密着度を上げるため、外輪２２，３２の端部内周面とシールケース２９ａ，３９ａの外径面の両者を研削することにより、真円度の向上を図るようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２６９４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、鉄道車両車軸用軸受の場合、電鉄では、例えば４年または６０万ｋｍあるいは８年の走行後、分解して内部の劣化程度を確認する検査を実施し、再使用の可否を判断するようにしている。一方、前述したように使用中の振動によるシールケース２９ａ，３９ａの脱落を防止するため、外輪２２，３２の端部内周面にシールケース２９ａ，３９ａを圧入するようにしているが、軸受の分解時にはそのシールケース２９ａ，３９ａを外輪２２，３２から引き抜くことになり、その分解作業でシールケース２９ａ，３９ａが変形することがあり、その場合、シールケース２９ａ，３９ａの再使用が困難になる。メンテナンスコスト低減のため、検査周期を延伸することが電鉄の課題となっているが、軸受の検査後には、新規なシールケース２９ａ，３９ａを組み付けることから、検査コストの低減を実現することが困難である。
【０００７】
また、接触式密封装置２９，３９では、密封性を向上させるためにシールリップ２９ｂ，３９ｂは、その緊迫力を上げて鍔輪２５あるいは油切り３５と後蓋２６，３６の外周面に押し付けるようにしていることから、その摺動部分での発熱から軸受の温度が上昇し、グリースの劣化を進行させることになり、その影響で車両の高速化を困難にする。さらに、接触式密封装置付き軸受では、回転による温度上昇によって内圧が上がりグリースが漏れ易く、なじみが出るまでは多少のグリース漏れが生じるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、密封装置の着脱および再使用が容易で、密封性の向上が図れ、軸受温度の上昇を抑制し得る密封装置付き軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、回転部材に固定される軸受内輪と、静止部材に固定される軸受外輪と、軸受内輪の軌道と軸受外輪の軌道との間に転動自在に介在した転動体と、その転動体を円周方向で所定間隔に保持する保持器と、軸受外輪および軸受内輪間の軸方向開口端部に装着した密封装置とを備え、密封装置は、外径部が軸受外輪の開口端部内周面に装着され、その開口端部内周面に取り付けられた固定部材により軸方向に抜け止めされた第一のシール部材と、内径部が軸受内輪の開口端部外周面に圧入固定された第二のシール部材とからなり、第一のシール部材と第二のシール部材間にラビリンスを形成したことを特徴とする。なお、第一のシール部材と第二のシール部材間のラビリンスにグリースを封入することにより、グリースシールの作用を発揮させることが可能となる。
【００１０】
本発明では、第一のシール部材を軸受外輪の開口端部内周面に固定部材により軸方向に抜け止めし、第二のシール部材を軸受内輪と分離可能な内方部材の開口端部外周面に圧入固定した構造であることから、軸受の分解時、第二のシール部材を内方部材に圧入した状態のままでその内方部材を軸受内輪から取り外し、第一のシール部材を固定部材を外すことにより軸受外輪から取り外すことができる。これにより、シール部材を変形させることなく、軸受を分解することができるので、シール部材の再使用が実現容易となる。なお、第二のシール部材を第一のシール部材の軸方向外側に配置すれば、軸受の分解が容易となる。
【００１１】
また、第一のシール部材と第二のシール部材間にラビリンスを形成したことにより、シール部材による二重構造でラビリンスシールを構成することになり、回転部材の回転により軸受温度は上昇するが、軸受内部の圧力が上昇することはないので、グリースの漏れを抑制することができる。さらに、そのラビリンスシールを非接触としたことにより、前述の温度上昇も低くなり、グリースの使用期間を延長することができて長寿命化が図れる。
【００１２】
前述した構成における第一のシール部材と第二のシール部材は、軸方向外側へ膨出した断面形状を有することが望ましい。このように第一のシール部材と第二のシール部材を軸方向へ膨出した断面形状とすれば、軸受内部のグリース封入空間を十分に確保することが可能となる。
なお、本発明に係る密封装置付き軸受は、鉄道車両車軸用軸受として適用可能であり、その場合、回転部材を鉄道車両用車軸とし、かつ、静止部材を鉄道車両用軸箱とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第一のシール部材を軸受外輪の開口端部内周面に固定部材により軸方向に抜け止めし、第二のシール部材を軸受内輪と分離可能な内方部材の開口端部外周面に圧入固定した構造であることから、軸受の分解時、第二のシール部材を内方部材に圧入した状態のままでその内方部材を軸受内輪から取り外し、第一のシール部材を固定部材を外すことにより軸受外輪から取り外すことができる。これにより、シール部材を変形させることなく、軸受を分解することができるので、シール部材の再使用が実現容易となり、その結果、軸受検査のコスト低減が図れる。
【００１４】
また、第一のシール部材と第二のシール部材間にラビリンスを形成したことにより、シール部材による二重構造でラビリンスシールを構成することになり、回転部材の回転により軸受温度は上昇するが、軸受内部の圧力が上昇することはないので、グリースの漏れを抑制することができる。さらに、そのラビリンスシールを非接触としたことにより、前述の温度上昇も低くなり、グリースの使用期間を延長することができて長寿命化が図れ、高性能で信頼性の高い軸受を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図２は本発明に係る密封装置付き軸受の実施形態で、複列の円筒ころを用いたタイプ（図３参照）に適用した鉄道車両車軸用軸受を示す。図２は、その複列円筒ころ軸受の全体構成を示し、図１はその軸受の両端に設けられた密封装置の構成を示す。なお、本発明は、複列の円錐ころを用いたタイプ（図４参照）にも適用可能である。
【００１６】
この密封装置付き軸受は、内輪１、外輪２、複列の転動体３（円筒ころ）、保持器４を主要な構成要素としている。内輪１の外周面には軌道が形成されており、回転部材としての車軸１５の端部に嵌合されている。内輪１の車軸後端側に鍔部１ａを一体的に形成する一方、車軸前端側に内方部材として内輪１と別体の鍔輪５を配設する。外輪２は、その内周面に複列の軌道が形成され、静止部材としての軸箱（図示せず）に組み込まれる。前述の内輪１の軌道と外輪２の軌道間に転動体３を転動自在に介在させている。保持器４は、内輪１と外輪２の間に介在して各列の転動体３を円周方向で所定間隔に保持する。内輪１と鍔輪５を車軸１５に嵌合させ、その車軸１５の軸端部にナット７を介して前蓋８をボルト締めすることによって、軸受を車軸１５に固定した構造としている。
【００１７】
前述した構成からなる軸受の両端部、すなわち、内輪１と外輪２の軸方向開口端部に、外部からの水、塵埃の侵入と内部グリースの漏れを防止するための密封装置９を設けている。この密封装置９は、第一のシール部材１０と第二のシール部材１１からなる二重の非接触式ラビリンスシールで、外輪２の両端部に第一のシール部材１０を取り付け、鍔輪５と内輪１の鍔部１ａに第二のシール部材１１を取り付けた構造を具備する。
【００１８】
第一のシール部材１０は、外輪２の端部内周面に形成されたシール溝１２に嵌合させることにより装着され、固定部材としての止め輪１３によって抜け止めされている。この第一のシール部材１０は、外輪２のシール溝１２に嵌合された円筒状の基端部１０ａと、その基端部１０ａを径方向内側に向けて延在させた屈曲部１０ｂと、その屈曲部１０ｂの先端を軸方向外側へ向けて延在させた傾斜部１０ｃと、その傾斜部１０ｃの先端を径方向内側に向けて延在させた周壁部１０ｄと、その周壁部１０ｄの先端を軸方向内側へ屈曲させた円筒状の先端部１０ｅとからなる。
【００１９】
この第一のシール部材１０では、円筒状の基端部１０ａが外輪２のシール溝１２に嵌合されているが、その基端部１０ａと隣接する屈曲部１０ｂを止め輪１３により抜け止めすることから、前述の基端部１０ａの嵌合状態は、第一のシール部材１０を変形させることなく抜脱することが可能な程度に設定されている。前述したように屈曲部１０ｂは、外輪２の内周面に装着された止め輪１３に圧接することにより抜け止めの機能を呈する。この屈曲部１０ｂから先端側に位置する傾斜部１０ｃ、周壁部１０ｄおよび先端部１０ｅを、軸方向外側に膨出する断面略コ字状の形状とすることにより、グリースの十分な封入空間を確保するようにしている。さらに、鍔輪５および内輪１の鍔部１ａと平行な円筒状の先端部１０ｅを設けたことにより、鍔輪５および内輪１の鍔部１ａ、具体的には第二のシール部材１１の基端部１１ａとの間にラビリンスｍを形成するようにしている。
【００２０】
第二のシール部材１１は、鍔輪５と内輪１の鍔部１ａに形成されたシール溝１４に圧入嵌合させることにより装着されている。この第二のシール部材１１は、鍔輪５と内輪１の鍔部１ａのシール溝１４に圧入嵌合された円筒状の基端部１１ａと、その基端部１１ａを径方向外側に向けて延在させた周壁部１１ｂと、その周壁部１１ｂの先端を軸方向内側へ向けて延在させた先端部１１ｃとからなる。
【００２１】
この第二のシール部材１１は、前述した第一のシール部材１０の軸方向外側に配置され、基端部１１ａ、周壁部１１ｂおよび先端部１１ｃを、第一のシール部材１０と同様、軸方向外側に膨出する断面略コ字状の形状とすることにより、第一のシール部材１０と第二のシール部材１１との間で対向する部位間、つまり、第一のシール部材１０の先端部１０ｅと第二のシール部材１１の基端部１１ａ間、第一のシール部材１０の周壁部１０ｄと第二のシール部材１１の周壁部１１ｂ間、第一のシール部材１０の傾斜部１０ｃと第二のシール部材１１の先端部１１ｃ間にラビリンスｍを形成するようにしている。この第一のシール部材１０と第二のシール部材１１間のラビリンスｍにグリースを封入することにより、グリースシールの作用を発揮させる。
【００２２】
この実施形態の密封装置付き軸受では、第一のシール部材１０を外輪２の内周面に止め輪１３により軸方向に抜け止めし、第二のシール部材１１を内輪１と分離可能な鍔輪５の周面に圧入固定した構造であることから、軸受の分解時、第二のシール部材１１を鍔輪５に圧入した状態のままでその鍔輪５を内輪１から取り外し、その後、第一のシール部材１０を止め輪１３を外すことにより外輪２から取り外すことができる。
【００２３】
これにより、第一のシール部材１０を変形させることなく、外輪２のシール溝１２から取り外すことができる。この状態で、保持器付き状態の転動体３および外輪２を分解することができるので、グリース洗浄後に各部の点検が可能となる。このように軸受の分解時、第一、第二のシール部材１０，１１を変形させることなく取り外すことができるので、シール部材１０，１１の再使用が可能である。なお、軸受の再組み立て時には、保持器付き状態の転動体３および外輪２の軌道にグリースを封入後、第一のシール部材１０を組み立てると共に、第二のシール部材１１が圧入された鍔輪５と内輪１を組み付けるようにすればよい。
【００２４】
この軸受では、回転中の外部からの水、塵埃を第二のシール部材１１で振り切り軸受内部への侵入を防止する。また、第一のシール部材１０と第二のシール部材１１間にラビリンスｍを形成したことにより、シール部材１０，１１による二重構造でラビリンスシールを構成することになり、車軸１５の回転により軸受温度は上昇するが、軸受内部の圧力が上昇することはないので、グリースの漏れを抑制することができる。さらに、そのラビリンスシールを非接触としたことにより、前述の温度上昇も低くなり、グリースの使用期間を延長することができて長寿命化が図れる。
【００２５】
なお、前述した実施形態では、第二のシール部材１１を第一のシール部材１０の軸方向外側に配置した場合を例示したが、本発明はこれに限定されることなく、第一のシール部材１０を第二のシール部材１１の軸方向外側に配置するようにしてもよい。その場合、軸受の分解時、第一のシール部材１０を止め輪１３を外すことにより外輪２から取り外し、その後、第二のシール部材１１を鍔輪５に圧入した状態のままでその鍔輪５を内輪１から取り外すようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る密封装置付き軸受の実施形態で、複列円筒ころ軸受を示す要部拡大断面図である。
【図２】図１の複列円筒ころ軸受を用いた鉄道車両軸受用軸受の全体構成を示す断面図である。
【図３】密封装置付き軸受の従来例で、複列円筒ころを用いたタイプを示す断面図である。
【図４】密封装置付き軸受の他の従来例で、複列円錐ころを用いたタイプを示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  軸受内輪
２  軸受外輪
３  転動体（円筒ころ）
４  保持器
５  内方部材（鍔輪）
９  密封装置
１０  第一のシール部材
１１  第二のシール部材
１３  固定部材（止め輪）
１５  回転部材（車軸）
【図１】
2006316884.tif 000003
【図２】
2006316884.tif 000004
【図３】
2006316884.tif 000005
【図４】
2006316884.tif 000006