(57)【要約】【課題】シールケース内の空間に保持できるグリースの量が多く、シールケース段部からグリースが溢れ出してシールケースの外側へと移動することを抑制可能で、潤滑性を損なうことなく長期間の使用に耐えることができる鉄道車両の車軸用円すいころ軸受を提供する。【解決手段】相対回転可能に対向配置された外輪２及び内輪１と、該外輪２及び内輪１間に組み込まれた円すいころ３と、円すいころ３を等間隔に保持するかご型の保持器４と、外輪大径側端部２ｂに固定された円環状のシールケース８とを備えた鉄道車両の車軸用円すいころ軸受において、シールケース８は、外輪大径側端部２ｂに固定された固定端部８ａから軸受の外方向に向けて、固定端部８ａの内径よりも小径の段部８ｂを有して延出されるとともに、段部８ｂには軸受内部を密封するシール７が内嵌され、該段部８ｂの内径寸法ｄ１は、かご型保持器４の大径側端部４ｂの内径寸法ｄ２よりも小さい。【選択図】図２
2008002520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転可能に対向配置された外輪及び内輪と、
該外輪及び内輪間に組み込まれた転動体と、
該転動体を等間隔に保持する保持器と、
外輪の端部に固定されたシールケースと、
該シールケースに内嵌され、軸受内部を密封するシールと、
を備えた軸受において、
シールケースは、
外輪の端部に固定され、軸受の軸心と同心に形成される円環状の固定端部と、
該固定端部から軸受の外方向に向けて同心かつ該固定端部の内径よりも小径に形成され、前記シールを内嵌した円環状の段部とを備え、
該段部の内径寸法は、保持器の端部の内径寸法よりも小さいことを特徴とする軸受。
【請求項２】
転動体は円すいころであり、
保持器はかご型であることを特徴とする請求項１に記載の軸受。
【請求項３】
軸受は鉄道車両の車軸を回転自在に軸支する鉄道車両の車軸用円すいころ軸受であることを特徴とする請求項２に記載の軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受の改良に関し、より詳述すれば、鉄道車両の車軸用に使用される円すいころ軸受の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、鉄道車両の車軸用に使用される軸受として両端面を密封した複列の円すいころ軸受が使用され、このような従来の円すいころ軸受として、特許文献１には、図３に示すような軸受が開示されている。
すなわち、一体型の外輪２と相対回転可能に対向配置された分割型の２つの内輪１，１との間には、それぞれ、軸受の周方向に複数の円すいころ３，３・・・が左右対称に２列に組み合わされ、その円すいころ３はかご型の保持器４を介して等間隔に保持され、内輪間座５により両内輪１，１の動きが規制されている。さらに、内輪１，１の両端には、それぞれ油切り６が付設されるとともに、外輪２の両端には、それぞれシール７を収容したシールケ−ス８が付設され、そのシールケース８に内嵌収容されたシール７が油切り６に摺接して軸受内部を密封した構成となっている。
【０００３】
また、複列の円すいころ３は、その大径側を軸受の外側に向け、間座５を中心に左右対称に組み合わされ、一方のころ３の自転軸に直交する作用線（図示しない）と、他方のころ３の自転軸に直交する作用線（図示しない）とが、外輪２の外側で交差した、いわゆる背面組合せ形（ＤＢ形）で、左右対称に所定の傾斜角を備えて配されている。
従って、円すいころ３を保持するかご型保持器４は、シールケース８に向けて大径になるように構成され、かご型保持器４の大径側端部４ｂがシールケース８と対向して配されている。
また、シールケース８は、外輪２の大径側端部２ｂに固定された固定端部８ａから軸受の外方向に向けて、該固定端部８ａの内径よりも小径の段部８ｂを有して延出されるとともに、該段部８ｂには前記シール７が内嵌収容され、シールケース８の段部８ｂの内径寸法ｄ１は、かご型保持器４の大径側端部４ｂの内径寸法ｄ２よりも大きくなるように構成されている。
【０００４】
なお、この軸受の潤滑はグリース（図示せず）によって行われており、通常、ちょう度２８０前後程度のグリースが、円すいころ３の頭部側（大径側）の空間Ａ、保持器４の内径側Ｂ及び内輪１，１の間の空間Ｃに封入される。
この軸受を回転させた場合には、図４に示すように、グリースＧは遠心力によって外輪軌道面２ａ（図中矢印Ｊ参照）や保持器柱４ｄの内径面４ａを伝って（図中矢印Ｈ参照）外側（シールケース８側）に排出されるが、この排出されたグリースＧがシールケース８内の空間に溜まることによって、軸受の潤滑を補助している。
【０００５】
しかしながら、前記従来のシールケース８の段部８ｂと、保持器４の大径側端部４ｂとの位置関係では、シールケース８の段部８ｂの高さ（シールケース８の固定端部８ａの内周面から段部８ｂまで距離）Ｓが低いことから、保持器４の大径側端部４ｂの外端面４ｃと、シールケース８の段部８ｂの該外端面４ｃと対向する対向面８ｃとの軸受径方向の重なり領域が狭いので、保持器４の外端面４ｃとシールケース８の対向面８ｃとで形成される空間Ｅが小さく、シールケース８内に保持できるグリースの量が少ない問題があった。
また、前記シールケース８内に留まったグリースＧは、空間Ｅに収容しきれなくなり、シールケース８の段部８ｂを乗り越えて溢れ出し、段部８ｂ上を移動してシール７に至り、シール７の摺接部から軸受の外側へと移動してしまうという問題がある。さらに、この溢れたグリースＧは再び軸受内に戻ることができず、軸受の潤滑にはほとんど寄与することができなくなってしまっていた。その結果、軸受は潤滑性が損なわれ、長期間の使用に耐えることができなくなるといった問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１３９０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、シールケース内の空間に保持できるグリースの量が多く、シールケース段部からグリースが溢れ出してシールケースの外側へと移動することを抑制可能で、潤滑性を損なうことなく長期間の使用に耐えることができる軸受、特に鉄道車両の車軸用円すいころ軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために、本発明による軸受は、相対回転可能に対向配置された外輪及び内輪と、該外輪及び内輪間に組み込まれた転動体と、該転動体を等間隔に保持する保持器と、外輪の端部に固定されたシールケースと、該シールケースに内嵌され、軸受内部を密封するシールとを備えた軸受において、シールケースは、外輪の端部に固定され、軸受の軸心と同心に形成される円環状の固定端部と、該固定端部から軸受の外方向に向けて同心に延設され、該固定端部の内径よりも小径に構成され、前記シールを内嵌した円環状の段部とを備え、該段部の内径寸法は、保持器の端部の内径寸法よりも小さいことを特徴とする。また、転動体として円すいころが適用される場合もあり、その場合の保持器としてかご型の保持器を適用しても良く、軸受は鉄道車両の車軸を回転自在に軸支する鉄道車両の車軸用円すいころ軸受であっても良い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、シールケースの段部の内径寸法を保持器端部の内径寸法よりも小さくしたことによって、シールケースの段部の側面と保持器の端部とで形成される空間が従来よりも大きくなり、シールケース内の空間に保持できるグリースの量が多くなった。
その結果、シールケースの段部からグリースが溢れ出してシールの外側へと移動することを抑制することが可能となった。さらに、シールケースに溜まったグリースは、保持器により攪拌されて循環することから、軸受の潤滑性を損なうことなく長期間の使用に耐え得る軸受を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態に係る軸受として、鉄道車両の車軸用円すいころ軸受を例示し、添付図面に基づいて説明する。なお、本発明において、鉄道車両の車軸用円すいころ軸受の全体構成は特に限定されず前記従来の一般的な軸受の構成で良く、その一例として、図１に示す複列の円すいころ軸受では、一体型の外輪２と分割型の２つの内輪１，１が相対回転可能に対向配置されるとともに、該内輪１，１は両内輪１，１の動きを規制する間座５を中心に左右対称に配されている。
外輪２は車両のハウジング（図示しない）に固定され、内輪１，１には車輪（図示しない）に接続された車軸とともに回転するように構成されている。
【００１１】
その外輪２と一方の内輪１との間及び外輪２と他方の内輪１との間には、それぞれ、軸受の周方向に複数の円すいころ３，３・・・が、間座５を中心に左右対称に２列に組み合わされ、その円すいころ３は、各列において、かご型の保持器４を介して等間隔に保持されている。
円すいころ３は、前記従来の軸受と同様にその大径側を軸受の外側に向けた２列のいわゆる背面組合せ形（ＤＢ形）に組み合わされ、左右対称かつ軸受外側に向けて外輪２側に傾斜した所定の傾斜角を備えて配されている。
また、円すいころ３を保持するかご型保持器４は、小径の環状部４ｆと、大径の環状部（大径側端部）４ｂと、両環状部４ｂ，４ｆを連結する保持器柱４ｄとで構成され、該保持器柱４ｄ間の空間に前記円すいころ３をそれぞれ収容することにより、円すいころ３を等間隔に保持する。従って、円すいころ３を保持するかご型保持器４は、シールケース８に向けて大径になるように配される。なお、かご型保持器４は、例えばプレス加工で作った打ち抜き保持器やＳＰＢ２等の冷間圧延板、あるいは軸受用みがき帯鋼等をプレス成形される。
【００１２】
また、内輪１，１の両端には、それぞれ油切り６が付設されるとともに、外輪２の両端には、それぞれシール７を内嵌収容したシールケ−ス８が付設され、そのシールケース８に内嵌収容されたシール７が油切り６に摺接して軸受内部を密封した構成となっている。
そのシール７は、軸受内部とを仕切るように油切り６に向けて断面Ｌ字形状に立ち上げられたスリンガ７ａと、該スリンガ７ａに接着されて組み合わされ、弾性シール７ｃを有する芯金７ｂで構成され、いわゆるパッケージ型のパックシール７が採用されている。また、前記弾性シール７ｃには、その外径側に弾性リング７ｂが嵌め合わされ、弾性リング７ｂの弾性力によって弾性シール７ｃが油切り６の内周面に押し付けられて摺接している。
【００１３】
さらに、本発明の特徴的な構成として、図２に示すように、シールケ−ス８は、外輪２の大径側端部２ｂに内嵌固定され、軸受の軸心と同心に形成される円環状の固定端部８ａと、該固定端部８ａの軸受軸方向外側に軸心と同心かつ該固定端部８ａの内径よりも小径に形成された円環状の段部８ｂと、該段部８ｂと前記固定端部８ａとを径方向に連結する連結部８ｅと、前記段部８ｂの軸受軸方向外側に軸心と同心かつ該段部８ｂの内径よりも小径に形成されるとともに油切り６の外周面と僅かな隙間を残して近接して配される外端部８ｄとからなる。
この場合において、軸受内部を密封するシール７が前記段部８ｂの内周面に内嵌されて収容されるとともに、該シール７の外端側が前記段部８ｂと外端部８ｄとの段差面に当接している。
なお、このシールケース８は、例えば鋼板等から上記形状にプレス成形されたものが使用される。
また、図２には、図１中右側端部の下側の断面のみが示されているが、本実施形態による軸受は、左右対称の複列の円すいころ軸受であるので、図１中左側端部にも同様の構成が備えられている。
【００１４】
さらに、シールケース８の段部８ｂの内径寸法ｄ１は、かご型保持器４の大径側端部４ｂの内径寸法ｄ２よりも小さくなるように構成されている。このような構成によれば、シールケース８の段部８ｂの高さ（シールケース８の固定端部８ａの内周面から段部８ｂまでの距離）Ｓが、かご型保持器４の大径側端部４ｂの内周面よりも高く形成されるので、かご型保持器４の大径側端部４ｂの外端面４ｃの全ての領域が、シールケース８の連結部８ｅの対向面８ｃと対向することとなり、その結果、シールケース８の段部８ｂの対向面８ｃとで形成される空間Ｅが、従来の軸受と較べて大きな空間となる。
【００１５】
また、この軸受の潤滑は、前記従来の軸受と同様に、グリース（図示せず）によって行われており、ちょう度２８０前後程度のグリースが、円すいころ３の頭部側（大径側）の空間Ａ、保持器４の内径側Ｂ及び内輪１，１の間の空間Ｃに封入されているので、軸受の回転時には、グリースＧが遠心力によって外輪軌道面２ａ（図中矢印Ｊ参照）や保持器４の柱部分の内径面４ａを伝って（図中矢印Ｈ参照）外側（シールケース８側）に排出される。
その場合には、前記空間Ｅに大量のグリースＧを収容することができる。
【００１６】
従って、前記シールケース８内に留まったグリースＧは空間Ｅに収容され、シールケース８の段部８ｂを乗り越えて溢れ出すことを抑制でき、段部８ｂ上を移動してシール７にまで至ってシール７の摺接部から軸受の外側へと移動してしまうことも抑制されるようになった。また、グリースＧがシールケース８の段部８ｂにまで溢れ出さないことから、段部８ｂに溜まるグリースＧは保持器４に攪拌されて跳ね上げられた程度の少量であるので、段部８ｂに堆積することなく、軸受回転時の振動や重力によって前記空間Ｅへと移動してしまう。
さらに、グリースＧが軸受外に漏れ出すことを抑制できるので、軸受の潤滑性が保たれ、長期間の使用に耐えることができるようになった。
【００１７】
なお、本実施形態による円すいころ軸受は、シールケース８の段部８ｂの内径寸法と、かご型保持器４の大径側端部４ｂの内径寸法ｄ２の本発明の特徴的な構成を備えている限りにおいて、上記に詳細に説明した構成に限られず他の構成であっても良い。例えば、円すいころ軸受は左右対称の構成であれば、前記一体型の外輪２は分割型であっても良く、または、両内輪１，１の動きが規制される限りにおいて間座５を備えない場合もある。さらに、シール７は、油切り６の外周面に摺接して軸受内部を密封するパックシールであれば特に限定さない。また、円すいころ軸受が複列に構成されず、単列に構成されている場合であっても、上記本発明の特徴的な構成を備えていれば本発明を適用することが可能であり、さらには、単列若しくは複列のアンギュラ玉軸受及び円筒ころ軸受であっても、外輪２と保持器大径側４ｂとシールケース８が本発明の特徴を備えていれば、本発明を適用することができる。
【００１８】
また、かご型保持器４の大径側端部４ｂの外周面とシールケース８の固定端部８ａの内周面との距離ｄ３及び、かご型保持器４の大径側端部４ｂの外端面４ｃとシールケース８の対向面８ｃとの距離ｄ４は、小さく形成されていることが好ましい。
これにより、空間Ｅに収容されたグリースＧは、かご型保持器４によって攪拌された場合に、シールケース８の固定端部８ａの内周面やシールケース８の対向面８ｃに付着したまま滞留するグリースＧの量を少なく抑えることができ、グリースＧをかご型保持器４に効率よく乗り移らせて軸受内部を循環させることができる。
但し、前記距離ｄ３及び距離ｄ４を小さく形成した場合には、かご型保持器４とシールケース８及び外輪２が接触して摩耗粉が発生することを考慮して、プラスティック等の樹脂により形成したかご型保持器４を採用することが好適である。
【００１９】
さらに、本実施形態では、シールケース８の段部８ｂの内径寸法ｄ１が、かご型保持器４の大径側端部４ｂの内径寸法ｄ２よりも小さくなるように構成することで、保持器４の外端面４ｃとシールケース８の対向面８ｃとで形成される空間Ｅを大きくしているが、その変形例として、シールケース８の段部８ｂに厚みのある円環状のリングを内嵌してもよい。その場合には、円環状のリングの幅は、段部８ｂのシール７から対向面８ｃの縁までを覆う幅であることが好ましい。
このような円環状のリングを段部８ｂに内嵌することによって、軸受に、段部８ｂの高さＳが低い従来のシールケース８が採用されている場合でも、段部８ｂの見かけ上の高さＳを高くすることができるので、上述した本実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
なお、前記円環状のリングは、シール７のスリンガ７ａと一体に形成されていても良い。
【００２０】
さらに、他の変形例として、上記変形例のリングに替えて、シールケース８の段部８ｂに対向面８ｃと略同一の垂直面が油切り６に向けて断面Ｌ字形状に立ち上げられたスリンガを内嵌しても良い。この場合にも、段部８ｂの見かけ上の高さＳを高くすることができるので、上述した本実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
なお、当該スリンガのシール側に飛散したグリースＧを段部８ｂに堆積させることなく前記空間Ｅへと移動させるためには、当該スリンガの垂直面の段部８ｂ側周辺にグリースＧを通過させるための孔を設けておけば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による鉄道車両の車軸用円すいころ軸受の概略断面図。
【図２】図１の一部拡大断面図。
【図３】従来の鉄道車両の車軸用円すいころ軸受の概略断面図。
【図４】図３の一部拡大断面図。
【符号の説明】
【００２２】
１  内輪
２  外輪
２ｂ  外輪大径側端部
３  円すいころ
４  かご型保持器
７  シール
８  シールケース
８ａ  固定端部
８ｂ  段部
８ｃ  対向面
８ｄ  外端部
８ｅ  連結部
ｄ１  段部の内径寸法
ｄ２  かご型保持器の大径側端部の内径寸法
ｄ３  かご型保持器の大径側端部の外周面とシールケースの固定端部の内周面との距離
ｄ４  かご型保持器の大径側端部の外端面とシールケースの対向面との距離
【図１】
2008002520.tif 000003
【図２】
2008002520.tif 000004
【図３】
2008002520.tif 000005
【図４】
2008002520.tif 000006