(57)【要約】【課題】シールのグリースポケット内にすき間なくグリースを封入することができるグリース封入装置を提供する。【解決手段】グリース封入装置３１は、転がり軸受に備えられるシール１６ａの中にグリース１７を封入する。ここで、グリース封入装置３１は、一対の開口孔３２、３４と、シール１６ａのグリースポケット２２内にグリース１７を押し出す押出し手段としての押出し部３３と、シール１６ａのグリースポケット２２内の空気およびグリース１７を吸引する吸引手段としての吸引部３５とを備える。開口孔３４を通じて吸引部３５によってシール１６ａのグリースポケット２２内の空気およびグリース１７を吸引しながら、開口孔３２を通じて押出し部３３からシール１６ａのグリースポケット２２へグリース１７を押し出して、グリース１７を封入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受に備えられグリースポケットを有するシールの内部にグリースを封入するグリース封入装置であって、
前記シールのグリースポケット内へグリースを押し出す押出し手段と、
前記シールのグリースポケット内の空気およびグリースを吸引する吸引手段とを備える、グリース封入装置。
【請求項２】
前記グリース封入装置は、一対の開口孔を有し、
前記押出し手段は、前記一対の開口孔のうち、一方の開口孔を通じて前記シールのグリースポケット内へグリースを押し出し、
前記吸引手段は、他方の開口孔を通じて前記シールのグリースポケット内の空気およびグリースを吸引する、請求項１に記載のグリース封入装置。
【請求項３】
転がり軸受に備えられグリースポケットを有するシールの内部にグリースを封入するグリース封入方法であって、
前記シールのグリースポケット内へグリースを押し出しながら、前記グリースポケット内の空気およびグリースを吸引して前記グリースポケット内にグリースを封入する、グリース封入方法。
【請求項４】
外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配置される転動体と、前記転動体を保持する保持器と、グリースポケットを有するシールとを備える転がり軸受であって、
前記シールは、グリースポケット内に、グリースポケット内の空気およびグリースを吸引しながら充填したグリースを有する、転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、グリース封入装置、グリース封入方法および転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の主電動機に使用される転がり軸受は、外部からの異物の混入を防止するとともに、メンテナンスの周期を延ばし、長期間にわたって潤滑性を維持する必要がある。したがって、グリースの封入されたシールが備えられたシール付きの転がり軸受が使用される。特に、昨今は、長年の使用による劣化検査等の目的から、車両走行距離で４５万ｋｍ毎に行われていた検査周期が、走行車両数の増加、鉄道車両に関する技術レベルの向上により、６０万ｋｍ毎まで延長されることになり、ますます転がり軸受の寿命、すなわち、長期間にわたる潤滑性の維持が問題となる。
【０００３】
ここで、このような用途に使用されるシール付きの転がり軸受の構成の一例について簡単に説明すると、シール付き転がり軸受は、外輪と、内輪と、外輪と内輪との間に配置される転動体としての円筒ころと、円筒ころを保持する保持器と、円筒ころの軸方向の両側に位置し、グリースを封入した一対のシールとを備える。シールは、多量のグリースを封入するため、軸方向に深さをもつグリースポケットを有する。
【０００４】
なお、上記した構成と同様の構成を有する転がり軸受が、特開２００３−１３９７１号公報（特許文献１）、特開２００４−３４６９７２号公報（特許文献２）に開示されている。
【０００５】
グリースポケットを有するシールは、グリースが封入された後、転がり軸受に取り付けられる。グリースを封入する際には、グリースを流入する流入口およびグリースを排出する排出口を有するグリース封入装置を用いて、グリースをシールのグリースポケット内に流し込んで封入するスポット封入と呼ばれる方法で封入するのが、一般的である。
【０００６】
従来におけるグリースポケットへのグリースの封入方法について、簡単に説明する。まず、グリース封入装置の構造について説明する。図７は、従来におけるグリース封入装置の一部を示す断面図であり、図８は、図７に示すグリース封入装置を、図７中の矢印Ｚの方向からみた図である。図７および図８を参照して、グリース封入装置１０１は、外部１０５からグリース封入装置１０１内にグリースを流し込む１つのグリース流入口１０２と、グリース流入口１０２から流し込まれたグリースをグリース流出口１０４へ誘導する導通部１０３と、グリースポケット１０６内へグリースを排出する複数のグリース流出口１０４と、グリース封入装置１０１の下部側に位置し、複数のグリース流出口１０４が設けられているシール取付け面１１０とを備える。
【０００７】
次に、グリース封入方法について図７および図８を参照して説明する。まず、グリースポケットを有するシールが、シール取付け面１１０の下部に取り付けられる。次に、外部１０５からグリース流入口１０２に、一定の粘度を有するグリース１０７を流し込む。そうすると、グリース封入装置１０１内に流し込まれたグリース１０７は、導通部１０３を通って図７中の矢印Ｘおよび矢印Ｙに示す方向に流れ、複数のグリース流出口１０４に到達する。その後、グリース１０７が、複数のグリース流出口１０４からグリース１０７が排出され、シールのグリースポケット１０６内に流れ込む。このようにして、グリースポケット１０６の内部に、グリース１０７が封入される。
【特許文献１】特開２００３−１３９７１号公報（段落番号００１４〜００２０、図１）
【特許文献２】特開２００４−３４６９７２号公報（段落番号００１９〜００３３、図２〜図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記したグリース封入方法においては、グリース１０７が、複数のグリース流出口１０４のすべてから同時に排出され、グリースポケット１０６の内部に流し込まれる。この状態を、図７、図８および図９を用いて説明する。図９は、従来のグリース封入装置１０１によって、グリース１０７が封入されたシールを示す図である。図７、図８および図９を参照して、一定の粘度を有するグリース１０７は、グリースポケット１０６に流れ込み、各グリース流出口１０４の直下付近に固まり状になって蓄積される。
【０００９】
ここで、複数のグリース流出口１０４のすべてにおいて、同時にグリース１０７が排出されるため、予めグリースポケット１０６内に存在していた空気が外に脱することができず、グリースポケット１０６内、具体的には、グリースポケット１０６の内壁面１０８側に閉じ込められることになる。そうすると、その部分において、すき間１０９が生じることになる。このすき間１０９を有したまま、グリース流出口１０４からグリース１０７が溢れ出て、封入が完了してしまう。
【００１０】
そうすると、このすき間１０９部分には、グリース１０７が充填されていないため、グリースポケット１０６の内部において、無駄なスペースが存在することになる。このような状態においては、長期間の潤滑性を維持するための十分なグリース１０７の量を封入することができない。
【００１１】
また、このすき間１０９部分においては、グリース１０７とグリースポケット１０６の内壁面１０８とが接触していないことになる。グリースポケット１０６の内壁面１０８に接触していないグリース１０７は、グリースポケット１０６内での保持力が低く、グリースポケット１０６から容易に脱落することになる。そうすると、大量のグリース１０７が一時的に転がり軸受の内部に流れ込み、攪拌抵抗の増大に伴う異常発熱を引き起こすおそれがある。
【００１２】
この発明は、シールのグリースポケット内にすき間なくグリースを封入することができるグリース封入装置、グリース封入方法および長期間の潤滑性を維持することができる転がり軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係るグリース封入装置は、転がり軸受に備えられグリースポケットを有するシールの内部にグリースを封入する。ここで、グリース封入装置は、シールのグリースポケット内へグリースを押し出す押出し手段と、シールのグリースポケット内の空気およびグリースを吸引する吸引手段とを備える。
【００１４】
このように構成することにより、シールのグリースポケット内にグリースを封入する際に、グリースを押し出す押出し手段、空気およびグリースを吸引する吸引手段によって、積極的にグリースポケット内の空気およびグリースを吸引しながら、グリースポケットの内部にグリースを押し出して、グリースを封入することができる。そうすると、シールのグリースポケット内において、すき間なくグリースを封入することができ、グリースポケット内に無駄なスペースを残すことはなくなる。したがって、長期間の潤滑性を維持するための十分なグリース量を封入することができる。また、グリースポケットの内壁面とグリースとの接触していない部分はなくなるため、グリースポケット内におけるグリースの保持力が高まり、大量のグリースの一時的な流れ込みによる攪拌抵抗の増大を阻止でき、異常発熱を引き起こすおそれはなくなる。
【００１５】
好ましくは、グリース封入装置は、一対の開口孔を有する。ここで、押出し手段は、一対の開口孔のうち、一方の開口孔を通じてシールのグリースポケット内へグリースを押し出し、吸引手段は、他方の開口孔を通じてシールのグリースポケット内の空気およびグリースを吸引する。こうすることにより、一対の開口孔のうち、一方の開口孔を通じてグリースポケット内に封入するグリースを押し出し、他方の開口孔を通じてグリースポケット内に存在する空気およびグリースを吸引することができる。そうすると、高い密封性を維持したまま、グリースの押出しや、空気およびグリースの吸引をすることができ、効率よく、グリースポケット内の隅々にグリースを封入することができる。
【００１６】
この発明の他の局面においては、転がり軸受に備えられグリースポケットを有するシールの内部にグリースを封入するグリース封入方法である。ここで、グリース封入方法は、シールのグリースポケット内へグリースを押し出しながら、グリースポケット内の空気およびグリースを吸引してグリースポケット内にグリースを封入する。
【００１７】
このようなグリース封入方法により、グリースポケット内にすき間を生じさせず、グリースを封入することができ、グリースポケット内に無駄なスペースを残すことはない。また、グリースポケットの内壁面とグリースとの接触していない部分をなくすことができるため、グリースポケット内におけるグリースの保持力も高めることができる。
【００１８】
この発明のさらに他の局面においては、転がり軸受は、外輪と、内輪と、外輪と内輪との間に配置される転動体と、転動体を保持する保持器と、グリースポケットを有するシールとを備える。ここで、上記したシールは、グリースポケット内に、グリースポケット内の空気およびグリースを吸引しながら充填したグリースを有する。
【００１９】
このような転がり軸受は、シールのグリースポケット内にすき間なくグリースが封入されているため、長期間の潤滑性を維持するだけの十分なグリース量が充填されている。そうすると、このようなシールを備える転がり軸受は、長期間の潤滑性を維持することができる。また、グリースは、グリースポケット内の内壁面に接触しているため、徐々に転がり軸受側にグリースを供給される。そうすると、一時的に大量のグリースが転がり軸受側に流れ込むことはなく、攪拌抵抗の増大による異常発熱を引き起こすおそれはない。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、シールのグリースポケット内にグリースを封入する際に、グリースポケット内のすき間をなくすことができるため、グリースポケット内に無駄なスペースを残すことはない。したがって、長期間の潤滑性を維持するための十分なグリース量を封入することができる。
【００２１】
また、グリースポケットの内壁面とグリースとの接触していない部分はなくなるため、グリースポケット内におけるグリースの保持力が高まり、大量のグリースの一時的な流れ込みによる攪拌抵抗の増大を阻止でき、異常発熱を引き起こすおそれはなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図２は、この発明の一実施形態に係る転がり軸受１１を示す断面図である。図３は、転がり軸受１１に備えられるシール１６ａの外形を示す図である。図４は、図３に示すシール１６ａの断面図である。図２、図３および図４を参照して、転がり軸受１１は、外輪１２と、内輪１３と、外輪１２と内輪１３との間に配置される円筒ころ１４と、円筒ころ１４を保持する保持器１５と、円筒ころ１４の軸方向の両側に配置される一対のシール１６ａ、１６ｂとを備える。
【００２３】
転がり軸受１１は、外輪１２の外側部分をハウジング（図示せず）に取り付けられ、固定される。また、内輪１３の内側には、鉄道車両用主電動機の主軸（図示せず）が配置され、主軸を支持している。なお、転がり軸受１１内には電気が流れるため、電食防止の観点から、その構成部品には、絶縁処理が施されている。
【００２４】
シール１６ａ、１６ｂは、環状であって、一方の断面がコの字状である。ここで、断面コの字状とは、正確に断面がコの字形状のもののみを指すのではなく、断面がＵ字状やＶ字状等、転がり軸受１１への取り付け時において、軸方向に深さを有する形状であればよい。
【００２５】
シール１６ａ、１６ｂには、コの字状に開口された外径側に、係合部１８ａ、１８ｂが設けられている。係合部１８ａ、１８ｂと、外輪１２の内径側に設けられた凹部１９ａ、１９ｂと係合させることにより、転がり軸受１１に取り付けられる。このように、軸方向に深さを有するシール１６ａ、１６ｂを備えることにより、長期間の潤滑性を維持するために必要なグリース１７の量を確保する空間を、シール１６ａ、１６ｂ内のグリースポケット２２に設けることができる。シール１６ａ、１６ｂは同様の構成であるため、以下、シール１６ｂについては、その説明を省略する。
【００２６】
シール１６ａは、複数の堰部２１を円周上等配に有し、各堰部２１間には、グリース１７が保持されるグリースポケット２２が設けられる。このように、シール１６ａ内に複数のグリースポケット２２を設けることにより、各グリースポケット２２内にグリース１７を充填することができるため、多くのグリース１７を封入することができる。なお、堰部２１は、シール１６ａ内において、完全に各グリースポケット２２間を仕切る訳ではなく、仕切られた各グリースポケット２２の間には、連続した空間部２３が設けられており、グリースポケット２２間において空気およびグリース１７の流出入が可能である。
【００２７】
上記したシール１６ａには、図１および図５に示すグリース封入装置によって、グリースが封入される。図１は、この発明の一実施形態に係るグリース封入装置の一部を示す断面図である。図５は、グリース封入装置を、図１中の矢印Ｃの方向からみた図である。図１および図５を参照して、グリース封入装置３１には、一対の開口孔３２、３４と、外部側からシール１６ａのグリースポケット２２内へグリース１７を押し出す押出し部３３と、シール１６ａのグリースポケット２２内の空気およびグリース１７を吸引する吸引部３５とを備える。
【００２８】
シール１６ａは、グリース封入装置３１の下部に位置するシール取付け面３６側に取り付けられる。一対の開口孔３２、３４のうち、一方の開口孔３２は、押出し部３３とシール１６ａとを連結し、他方の開口孔３４は、吸引部３５とシール１６ａとを連結する。押出し部３３は、開口孔３２を通じて、シール１６ａのグリースポケット２２内へグリース１７を押し出すことができる。吸引部３５は、開口孔３４を通じて、シール１６ａのグリースポケット２２内の空気およびグリース１７を吸引することができる。なお、グリース封入装置３１とシール１６ａとは、密着して取り付けられており、その間において、空気やグリース１７は漏れることはない。特に、上記した構成においては、一対の開口孔３２、３４のみしか設けられていないため、他の開口孔等から空気等が漏れるおそれはなく、高い密封性を有し、効率よく、グリースポケット２２の隅々にグリース１７を封入することができる。
【００２９】
次に、上記したグリース封入装置３１を用いて、シール１６ａ内にグリースを封入する方法について説明する。上記したように、まず、グリース封入装置３１のシール取付け面３６側に、コの字状の開口側がシール取付け面３６と対面するように、シール１６ａを取り付ける。次に、押出し部３３によって外部側からグリース１７を押し出し、グリース封入装置３１内に流し込む。そうすると、グリース１７は開口孔３２を通って図１中の矢印Ａの方向に流れ、シール１６ａのグリースポケット２２内へ押し出されていく。この場合、押出し部３３は、たとえば、グリース１７を押し出す押出しポンプで、押出すようにする。ここで、押出し部３３は、グリース１７を押し出すための押出し手段として作動する。
【００３０】
ここでは、押出し手段によってグリース１７を押し出しながら、シール１６ａのグリースポケット２２内の空気を、吸引部３５によって吸引する。吸引されたシール１６ａのグリースポケット２２内の空気は、開口孔３４を通って図１中の矢印Ｂの方向に引っ張られて取り除かれ、シール１６ａ内が減圧される。そうすると、押出し部３３によって押し出されたグリース１７が、積極的にシール１６ａ内へ押し出されることになる。
【００３１】
この場合、粘性を有するグリース１７であっても、シール１６ａのグリースポケット２２内は減圧されているため、開口孔３２の直下付近のみでなく、グリースポケット２２内の隅々まで充填される。そうすると、グリースポケット２２の内壁面３７と押し出されたグリース１７との間に、すき間が生じることはなく、グリース１７とグリースポケット２２の内壁面３７は、接触して封入される。この場合、吸引部３５は、たとえば、空気を吸引する吸引ポンプで、吸引するようにする。ここで、吸引部３５は、吸引手段として作動する。
【００３２】
また、上記したように、各グリースポケット２２は複数の堰部２１によって仕切られているが、グリース１７の封入に際しては、図４における空間部２３を利用して、空気およびグリース１７がグリースポケット２２間を移動できるため、一つのグリースポケット２２が充填された後は、その横に位置するグリースポケット２２にグリース１７が充填されていく。このようにして、シール１６ａのすべてのグリースポケット２２内に、すき間なくグリースが封入される。
【００３３】
なお、最後のグリースポケット２２、すなわち、開口孔３４の直下に位置するグリースポケット２２に封入している場合においては、グリース１７の充填量が多くなるに従い、吸引部３５は空気のみならず、既に押し出され、グリースポケット２２内に封入されたグリース１７を吸引することになる。したがって、この場合においては、上記した吸引手段は、空気およびグリース１７を吸引する。
【００３４】
グリース封入装置３１によってグリース１７が封入されたシール１６ａを、図６に示す。図６を参照して、シール１６ａは、すべてのグリースポケット２２内に、グリースポケット２２内の空気およびグリース１７を吸引しながら充填したグリース１７を有する。すなわち、シール１６ａのグリースポケット２２内には、すき間なくグリース１７が封入されており、グリースポケット２２の内壁面３７とグリース１７とが接触していない部分はない。このようなシール１６ａは、長期間の潤滑性を維持するためのグリース量が十分に封入されているとともに、シール１６ａのグリースポケット２２内におけるグリース１７の保持力は高い。そうすると、このようなシール１６ａを備えた転がり軸受において、グリース１７が一時的に大量に転がり軸受側に供給されることはなく、攪拌抵抗の増大に伴う異常発熱を引き起こすおそれもなくなる。
【００３５】
以上より、上記したグリース封入装置３１、グリース封入方法により、シール１６ａ内にすき間なくグリース１７を封入することができる。また、このようなグリース封入装置３１、グリース封入方法でグリース１７が封入されたシール１６ａを備える転がり軸受は、長期間の潤滑性を維持することができ、一時的に大量のグリースが流れ込むことによる攪拌抵抗の増大に伴う異常発熱をするおそれもない。
【００３６】
なお、上記の実施の形態においては、グリース封入装置３１は、一対の開口孔３２、３４を有し、一方の開口孔３２を通じてグリースポケット２２内にグリース１７を押し出しながら、他方の開口孔３４を通じてグリースポケット２２内の空気およびグリース１７を吸引する機構を有する装置であったが、これに限らず、グリース封入装置に複数の開口孔を設け、複数の開口孔を通じてグリースポケット２２内へグリース１７を押し出しながら、複数の開口孔を通じてグリースポケット２２内の空気およびグリース１７を吸引することにしてもよい。
【００３７】
また、上記の実施の形態においては、シール１６ａ内に設けられる複数の堰部２１は、円周上等配に設けることにしたが、これに限らず、複数の堰部２１は、円周上に等配に設けなくともよい。
【００３８】
また、上記の実施の形態においては、転がり軸受１１に備えられる転動体として円筒ころ１４を用いたが、これに限らず、針状ころや棒状ころ等、他の転動体を用いてもよい。
【００３９】
なお、上記の実施の形態においては、転がり軸受１１は、軸方向に深さをもつグリースポケットを有する一対のシール１６ａ、１６ｂを備えることにしたが、これに限らず、グリースポケットを有するシール１６ａ、またはシール１６ｂのいずれかのみであってもよい。
【００４０】
また、上記の実施の形態においては、鉄道車両用主電動機に使用される転がり軸受１１としたが、これに限らず、他の用途に使用され、また、構成部品において絶縁処理が施されていない転がり軸受についても、適用される。
【００４１】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
この発明に係るグリース封入装置、グリース封入方法は、すき間なくグリースをシールに封入することができ、また、このようなグリース封入装置、グリース封入方法により封入されたシールを備える転がり軸受は、長期間の潤滑性を維持することができるため、メンテナンス期間の長期化が要求される鉄道車両用の主電動機に用いられる転がり軸受に、有効に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の一実施形態に係るグリース封入装置の一部を示す断面図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る転がり軸受を示す断面図である。
【図３】転がり軸受に備えられるシールの外形を示す図である。
【図４】図３に示すシールの断面図である。
【図５】図１に示すグリース封入装置を、図１における矢印Ｃの方向からみた図である。
【図６】この発明の一実施形態に係るグリース封入装置を使用してグリースを封入したシールを示す図である。
【図７】従来におけるグリース封入装置の一部を示す断面図である。
【図８】図７に示すグリース封入装置を、図７における矢印Ｚの方向からみた図である。
【図９】従来のグリース封入装置を使用してグリースを封入したシールを示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１１  転がり軸受、１２  外輪、１３  内輪、１４  円筒ころ、１５  保持器、１６ａ，１６ｂ  シール、１７  グリース、１８ａ，１８ｂ  係合部、１９ａ，１９ｂ  凹部、２１  堰部、２２  グリースポケット、２３  空間部、３１  グリース封入装置、３２，３４  開口孔、３３  押出し部、３５  吸引部、３６  シール取付け面、３７  内壁面。
【図１】
2007120639.tif 000003
【図２】
2007120639.tif 000004
【図３】
2007120639.tif 000005
【図４】
2007120639.tif 000006
【図５】
2007120639.tif 000007
【図６】
2007120639.tif 000008
【図７】
2007120639.tif 000009
【図８】
2007120639.tif 000010
【図９】
2007120639.tif 000011