(57)【要約】【課題】  潤滑油の利用の効率化による潤滑寿命の向上と、併せて、電食防止の課題を同時に解決する。【解決する手段】  エンドシールのころがり軸受への対向部にはグリース溜り凹部を設けると共に、外輪の内径部から凹部の最大径部への放電を防止する放電防止部材を外輪とエンドシールとの間に設けることによって課題の解決を図る。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、回転軸と、前記ハウジングに前記回転軸を回転自在に支持しているころがり軸受と、前記ハウジング側に設けられ前記ころがり軸受の軸方向両側に配置されたエンドシールとからなり、前記ころがり軸受の外輪を絶縁体を介して前記ハウジングに取り付けると共に、前記外輪の軸方向両端面がエンドシールによって挟持されており、前記ころがり軸受の内輪が前記回転軸に嵌合してなるころがり軸受装置であって、
前記エンドシールは前記ころがり軸受の内・外輪間の空間に対向する対向部を夫々有しており、該対向部にはグリース溜りとなる凹部が設けられ、該凹部の最大径部寸法は前記外輪の両端内径部寸法と略同一とし、かつ、前記外輪と前記エンドシールの間に放電防止部材を設けたことを特徴とするころがり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ころがり軸受装置に関し、特に、鉄道車両の主電動機用に好適な電食防止ころがり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
もれ電流によって軸受内部の電食が問題となるころがり軸受装置、特に、鉄道車両の電動機の回転軸を支持するころがり軸受の分野においては、外輪の表面に絶縁皮膜を設けてハウジングに取付け、電食防止対策とする提案がなされている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平１０−３７９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特に、鉄道車両用電動機の軸受装置では電食の対策に加えて、潤滑寿命の改善も重要な要素である。特許文献１は電食防止の課題に関連した対策を提案しているが、潤滑寿命の改善に関連しては、外輪つば内径寸法より大きい径寸法のグリース溜り凹部の開示はあるものの、その改善方法に関して具体的に触れていない。
【０００４】
潤滑寿命の改善の問題と、電食防止の問題との関連性を明確にするために、図５（ａ）、（ｂ）、図６（ａ）、（ｂ）によって、各々説明する。
【０００５】
図５（ａ）、（ｂ）は、グリース溜りの最大径部寸法が、外輪のつば内径寸法より大きい場合に関しての課題を説明する。
【０００６】
図５（ａ）はころがり軸受装置の右側半分の断面図を示している(中心線Y-Yに関して対称であるから左側半分は省略する)。同図においてハウジング７に取り付けられている外輪２の外周面２０１と両端面２０２を絶縁体５で覆い、外輪２の右側にエンドシール８を取り付けた状態を示している。
【０００７】
エンドシール８にはグリース溜りとなる凹部Ｓ１が軸受に対向して設けられている。
凹部Ｓ１の最大径部Ｓ１１の径方向寸法は、外輪２のつば内径部２０３の径方向寸法よりも大きくなっている。しかし、同図のＢ部拡大図である、図５（ｂ）に示すように凹部Ｓ１の最大径部Ｓ１１を外輪２のつば内周部２０３より大径側に設けると段差距離Ｆ３が大きく、最大径部Ｓ１１１に存在するグリースの基油Ｓ１ｂが軸受の転動体３の方向への流れが円滑にならない虞があり、潤滑油の有効利用の点から改善の余地がある。
【０００８】
図６（ａ）はころがり軸受装置の左側半分の断面図を示している(中心線Ｙ−Ｙに関して対称であるから右側半分は省略する)
同図においては、単純に、流動性の改善のみをした場合に生じる背反的課題に関して説明するが、グリース溜りとなる凹部Ｓ２の最大径部寸法を外輪２のつば内径部２０３と略同一にすれば、軸受の方への基油の流動性は改善する。しかし、同図のＣ部拡大図である、図６（ｂ）に示すように、凹部Ｓ２の最大径部Ｓ２１をつば内径部２０３と略同一にした場合、最大径部Ｓ２１にある基油Ｓ２ｂは流動性は改善されるものの、最大径部Ｓ２１とつば内径部２０３との距離Ｆ４が接近して、絶縁体５の被覆があっても、放電がおきると虞がある。
【０００９】
以上説明したように、グリース溜りで対策をとって潤滑油の利用効率向上を図れば、放電の虞が生じると言う二律背反的な課題がある。
【００１０】
本発明は、潤滑油の利用効率の向上を図りながら、あわせ、電食防止と言う双方の課題を同時に解決するころがり軸受装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的を達成するために、
ハウジングと、回転軸と、前記ハウジングに前記回転軸を回転自在に支持しているころがり軸受と、前記ハウジング側に設けられ前記ころがり軸受の軸方向両側に配置されたエンドシールとからなり、前記ころがり軸受の外輪を絶縁体を介して前記ハウジングに取り付けると共に、前記外輪の軸方向両端面がエンドシールによって挟持されており、前記ころがり軸受の内輪が前記回転軸に嵌合してなるころがり軸受装置であって、
前記エンドシールは前記ころがり軸受の内・外輪間の空間に対向する対向部を夫々有しており、該対向部にはグリース溜りとなる凹部が設けられ、該凹部の最大径部寸法は前記外輪の両端内径部寸法と略同一とし、かつ、前記外輪と前記エンドシールの間に放電防止部材を設けたことを特徴とするころがり軸受装置によって課題の解決を図る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によって、潤滑寿命の向上と、電食の防止を同時に図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施形態１）
以下、図面を参照して、本発明の実施形態１について説明する。
【００１４】
ころがり軸受装置の全体を図１に示す。同図に示す該ころがり軸受装置は、ハウジング７と該ハウジングの軸方向両側にボルト９によって導電性の一対のエンドシール８が取り付けられている。ハウジング７及びエンドシール８の内方には、Ｘ１−Ｘ１に回転中心を有する回転軸１０があり、ハウジング７と一対のエンドシール８及び回転軸１０（例えば、鉄道車両の主電動機軸）によって軸受空間Ｅが形成され、該軸受空間Ｅにころがり軸受１が収容されている。該ころがり軸受１は内輪１１と外輪２１と該内輪と該外輪間の多数個のころ３１及び該ころ３１を保持する保持器４１によって構成され、ころがり軸受１の内側にある回転軸１０を回転自在に支持している。
【００１５】
内輪１１は、内径面１１１で回転軸１０（例えば、鉄道車両の主電動機軸）と嵌合している。内輪１１の外周面１１２はころ３１の軌道となる軌道面を形成している。さらに、該内輪１１の両側には側輪６が軸１０に嵌合され、内輪１１の軸１０への取付を両側から補強している。
【００１６】
外輪２１は、外周面２１３において絶縁体５が被覆され、ハウジング７の内周面７１に嵌合されている。外輪２１の内周面２１２はころ３１の軌道となる軌道面を形成し、該内周面２１２の両端には前記内周面２１２よりも小径のつば内径部２１１を有するつば部が両端内径部として設けられころ３１の軸方向の動きを規制している。
【００１７】
つば内径部２１１は当接する対象が無く、絶縁体を皮膜する必要は無いので、金属の加工面になっている。外輪２１の両端面２１４は外輪単体としては絶縁体の皮膜は無く、金属の加工面となっているが、後述するように、ハウジング７、回転軸１０、エンドシール８を組立て、ころがり軸受装置として、一対のエンドシール８に両側面から挟持されたのちは、放電防止部材５１が介在して金属面は被覆されたと同様な結果となる。
【００１８】
エンドシール８は、ボルト９によってハウジング７の両側に取り付けられ、ころがり軸受１の両側に配置されている。該エンドシール８は、ころがり軸受１を両側からシールをすると共に、外輪２１を該外輪の両端面２１４において軸方向に挟持している。本実施形態において、エンドシールの外輪対向面８２との間に放電防止部材５１が取り付けられ、該放電防止部材を介して外輪の両端面２１４を挟持している。また、エンドシール８は内周面８１において、側輪６の外周面６１との間でラビリンスシールＲ１を形成している。
【００１９】
エンドシール８は軸受１の内外輪間の空間Ｅ１に対向する対向部８４に、環状凹部８３が形成されており、該環状凹部８３は環状のグリース溜りＳ１（間隔の大きい斜線部分で、後述する実施形態２、及び３においても同様に扱う）を形成している。該グリース溜りＳ１にグリースＧが充填されている。該グリースは潤滑剤となる基油成分と該基油成分を保持している増ちょう剤から成るが、該基油は増ちょう剤から徐々に滲み出し軸受１内へ供給されて軸受１を潤滑する。グリース溜りＳ１において、軸中心Ｘ１−Ｘ１からの最大径部Ｓ１１は外輪２１のつば内径部２１１と略同一半径寸法（面一の関係）に設定されている。
【００２０】
図１の軸中心線Ｘ１−Ｘ１の下半分のＡ部拡大図である図２に示すように、最大径部Ｓ１１が外輪２１のつば内径部２１１と略同一半径寸法に設定されているので、グリース溜りＳ１の最大径部Ｓ１１の基油Ｓ１ｂが停留することなく、効率よくころがり軸受１の内部へ供給される。外輪２１の両側面２１４に対向するエンドシール８の対向面８２間に放電防止部材５１が設けられており、外輪の両端内径部となる外輪つば内径部２１１からエンドシール８のグリース溜りＳ１の最大径部Ｓ１１とつば内径部２１１までの距離Ｆ１を十分に大きく取れるので、前記つば内径部２１１と前記最大径部Ｓ１１との間の放電の虞がない。
【００２１】
（実施形態２）
図３を参照して、本発明の実施形態２を説明する。なお、実施形態１と重複する内容については説明を省略する。同図は図１に示す実施形態１の中心線Ｘ１−Ｘ１の下半部に相当する図である。同図において、外輪２２は、該外輪の外周面２２３及び両端面２２２が絶縁体５３で被覆され、外周面２２３においては、ハウジングの内周面７２１に嵌合し、両端面２２２においては、エンドシール８５の当接部８５１に当接し、エンドシール８５に両側より挟持されている。エンドシール８５は軸受１への対向部に、環状凹部８６が形成されており、該環状凹部８６はグリース溜りＳ２を形成している。該環状のグリース溜りＳ２の内周壁８５２には断面Ｌ字形の放電防止部材５４が取り付けられている。該Ｌ字形放電防止部材５４は軸方向には延長部５４４を有し、半径方向には該延長部５４４に連設されたフランジ部５４３を有している。エンドシール８５の当接部８５１には環状収容部８５３が形成され、該環状収容部８５３によりＬ字形の放電防止部材５４のフランジ部５４３を収容している。前記延長部５４４は、グリース溜りＳ２の内周壁８５２に沿って、反軸受側に向かって延びている。該Ｌ字形放電防止部材５４の内周面５４１は軸受側に向かって大径となるテーパ面５４２と成っている。すなわち、該Ｌ字形放電防止部材５４は半径方向には前記環状収容部８５３に収容されたフランジ部５４３が外輪の端面２２２と当接し、軸方向には前記フランジ部５４３に連設された軸方向への延長部５４４が、エンドシール８５のグリース溜りＳ２の奥に向かって延長され、全体として、グリース溜りの最大径部Ｓ４１の内周壁８５２を覆うように取り付けられている。
【００２２】
この実施形態２においては、放電防止部材５４をＬ字形リング状にして内周面５４１をテーパ面５４２としているので、基油分の軸受内への供給がさらに効率よく行なわれると同時にグリース溜りの最大径部Ｓ４１を放電防止部材５４で覆っているので外輪の両端のつば内径部２２１とエンドシ−ルの環状凹部８６との間の放電の虞も更に無い。
【００２３】
なお、図３において、１２は内輪、６２は側輪、７２はハウジング、Ｒ２はラビリンスシールである。
【００２４】
（実施形態３）
図４を参照して本発明の実施形態３を説明する。なお、実施形態１及び実施形態２において説明している内容と重複している点は省略する。同図は図１に示す実施形態１の中心線Ｘ１−Ｘ１の下半分に相当する図である。同図において、この実施形態３は外輪外周部２３３と両端面部２３４に絶縁体５５を射出成形などにより外輪と一体的に成形することにより実施ができる。すなわち、外輪２３の外周部２３３及び両端面２３４を囲むように絶縁体５５が外輪に一体化され、特に、両端面２３４とエンドシール８７の間に配置される絶縁体の両側部を放電防止部材５６として形成している。エンドシール８７の外輪対向部８７２には環状の収容部８７４を設け、該収容部８７４に両側部の放電防止部材５６を収容している。
【００２５】
この実施形態３は絶縁体５５が外輪と一体的になっているので取り扱いが容易である。絶縁体５５に設けた放電防止部材５６により、外輪内径部であるつば内径部２３１とグリース溜りＳ５の最大径部Ｓ３２の距離Ｆ２が前記の実施形態１と同様に十分大きくとれ、つば内径部２３１と最大径部Ｓ３２との間の放電の虞もない。また、グリース溜りＳ５の最大径部Ｓ３２近傍の潤滑油もころ側に効率よく供給される。
【００２６】
なお、図４において、１３は内輪、６３は側輪、７３はハウジング、Ｒ３はラビリンスシールである。
【００２７】
実施形態１，２，３において、エンドシールの内周面と側輪の外周面とでラビリンスシールを構成しているが、このシール構造はラビリンスシールに限定せず、接触シールでも良い。
【００２８】
また、実施形態１，２，３のいずれにおいても、つば内径部を外輪の両端内径部としているが、当業者において周知のつばのない円筒ころ軸受においては、外輪の両端内径部としては軌道を示すことになる。
【００２９】
更に、実施形態１，２，３においてグリース溜りとなる凹部は環状凹部として説明をしているが、環状に限らず、不連続な凹部でも良い。
【００３０】
さらにまた、実施形態１，２，３において、エンドシールはハウジングと別体に設けてあるが、いずれか一方のエンドシールをハウジングと一体に設けることができる。
【００３１】
さらに、放電防止部材としては、合成樹脂、セラミックス、ゴム、繊維強化プラスチックス（ＦＲＰ）などを採用できるが、以上の材料に限定するものではなく、同様の機能を有する材料を適宜用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態１の全体組立図
【図２】図１のＡ部拡大図
【図３】本発明の実施形態２の要部組立図
【図４】本発明の実施形態３の要部組立図
【図５】（ａ）は課題の関連性説明図。
【００３３】
（ｂ）は（ａ）のＢ部拡大図。
【図６】（ａ）は課題の関連説明図。
【００３４】
（ｂ）は（ａ）のＣ部拡大図。
【符号の説明】
【００３５】
１：軸受
１１，１２，１３：内輪
２１，２２，２３：:外輪
２１１，２２１，２３１：外輪の両端内径部（つば内径部）
３１：ころ
４１：保持器  
５１，５４，５６：放電防止部材
６１．６２．６３：側輪
７１．７２．７３：ハウジング
８．８５．８７：エンドシール
８３，８６：環状凹部
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ５：グリース溜り
Ｓ１１，Ｓ３２，Ｓ４１：グリース溜りの最大径部
Ｅ１：内外輪間の空間
【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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【図６】
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