(57)【要約】【課題】シールケースに堆積したグリースを再循環させ、高い潤滑性能を有する密封軸受装置を提供する。【解決手段】密封軸受装置には、内輪４の大鍔部４ａに固定される環状の攪拌部材４０を備える。攪拌部材４０には、グリースを掻き取る掻き取り部５５がシールケース１１の基端部１１ａの径方向内側に位置するように形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、該内外輪間に転動自在に配設された転動体と、を備える軸受と、
前記内輪の少なくとも軸方向一方側から前記内輪の軸方向位置を規制する環状部材と、
前記外輪の少なくとも軸方向一方側に基端部が前記外輪の内周面に嵌合するシールケースと、前記環状部材と前記シールケースとの間を密封するオイルシールと、を有する密封機構と、
を備え、軸受内部を密封してグリース潤滑で使用される密封軸受装置であって、
前記内輪の大鍔部に固定される環状の攪拌部材をさらに備え、
前記攪拌部材には、グリースを掻き取る掻き取り部が前記シールケースの基端部の径方向内側に位置するように形成されていることを特徴とする密封軸受装置。
【請求項２】
前記攪拌部材は、軸方向内側から外側に向かって内周面からの径方向距離が次第に大きくなるように形成されることで、前記転動体に対向する内側壁部が湾曲面又は傾斜面となる領域を含み、
前記掻き取り部は、前記内側壁部から軸方向内側に突出するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の密封軸受装置。
【請求項３】
前記掻き取り部は、前記内側壁部から突出する突出部に設けられ、
前記突出部は、周方向に所定の間隔で複数設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の密封軸受装置。
【請求項４】
前記突出部は、周方向長さが径方向外側に向かって長くなることを特徴とする請求項３に記載の密封軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封軸受装置、特にグリースで潤滑される密封軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鉄道車両車軸には、密封軸受装置が使用されている。例えば特許文献１には、図６及び図７に示すように、背面同士を環状の間座８に当て付けた状態で車軸に嵌合される２つの内輪４と、これら２つの内輪４の径方向外側に対向してハウジング（不図示）に嵌合される単体の外輪５と、内外輪４、５間に保持器７により転動可能な状態で保持された円錐ころ６と、からなる複列円錐ころ軸受１が設けられ、さらにこれら２つの内輪４の両側に内輪４の軸方向への移動を規制する環状部材２が設けられた密封軸受装置１０が記載されている。
【０００３】
この密封軸受装置１０では、軸受内部に充填したグリースの漏れを防止し、且つ、外部から水や異物の浸入を防止するため密封装置９が設けられる。密封装置９は、外輪５の両側に取り付けたシールケース１１と、シールケース１１の内側に取り付けたオイルシール１２と、を備え、シールリップ１３をスリンガ１４に弾性的に接触させてある。
【０００４】
さらに特許文献１では、高速回転域でもグリースが漏れでないように内輪４と環状部材２との間に環状スペーサ１５を設け、環状スペーサ１５とシールケース１１との間にラビリンスシールを形成して、グリースのオイルシール１２への流出を防止している。
【０００５】
また、特許文献２の密封軸受装置では、図８に示すように、環状部材２の外周面に径方向外側に突出した突出部１８を設け、円錐ころ６からオイルシール１２側に流動したグリースを遠心力によって円錐ころ６側に逆流させることで、グリースの漏洩を抑制することが開示されている。
【０００６】
また、特許文献１、２以外にも特許文献３〜７では、シールケースに固定される密封機構の一部を内輪側に傾斜させて外輪側から円錐ころへのグリースが流れるような工夫がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３２５８６７号公報
【特許文献２】特開２００９−２５０３９３号公報
【特許文献３】特開２００３−２９４０４７号公報
【特許文献４】実開平０４−１１７２１３号公報
【特許文献５】特開２００５−１７２２０１号公報
【特許文献６】特開平０９−１７７７７２号公報
【特許文献７】特開２００１−３０４４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、このような密封軸受装置１０において、高速回転時には円錐ころ６と軌道面間に十分な厚さの油膜が形成され、低速回転時には油膜が薄くなる関係が一般的に知られている。また、複列円錐ころ軸受１に封入されたグリースは、軸受回転中（内外輪４、５の相対回転中）、回転に伴う遠心力とポンプ作用によりシールケース１１側に排出された後、外輪５側のシールケース１１に堆積する傾向がある。
【０００９】
これら特許文献１〜７に記載の密封軸受装置は、いずれもシールケースに堆積したグリースを掻き取るようなものではないため、シールケースに堆積したグリースは堆積した状態のまま維持され、低速回転時には円錐ころ６と軌道面間に形成される油膜がさらに薄くなり、潤滑不足となるおそれがあった。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シールケースに堆積したグリースを再循環させ、高い潤滑性能を有する密封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】
【００１１】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
（１）内輪と、外輪と、該内外輪間に転動自在に配設された転動体と、を備える軸受と、
前記内輪の少なくとも軸方向一方側から前記内輪の軸方向位置を規制する環状部材と、
前記外輪の少なくとも軸方向一方側に基端部が前記外輪の内周面に嵌合するシールケースと、前記環状部材と前記シールケースとの間を密封するオイルシールと、を有する密封機構と、
を備え、軸受内部を密封してグリース潤滑で使用される密封軸受装置であって、
前記内輪の大鍔部に固定される環状の攪拌部材をさらに備え、
前記攪拌部材には、グリースを掻き取る掻き取り部が前記シールケースの基端部の径方向内側に位置するように形成されていることを特徴とする密封軸受装置。
（２）前記攪拌部材は、軸方向内側から外側に向かって内周面からの径方向距離が次第に大きくなるように形成されることで、前記転動体に対向する内側壁部が湾曲面又は傾斜面となる領域を含み、
前記掻き取り部は、前記内側壁部から軸方向内側に突出するように形成されることを特徴とする（１）に記載の密封軸受装置。
（３）前記掻き取り部は、前記内側壁部から突出する突出部に設けられ、
前記突出部は、周方向に所定の間隔で複数設けられていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の密封軸受装置。
（４）前記突出部は、周方向長さが径方向外側に向かって長くなることを特徴とする（３）に記載の密封軸受装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に記載の密封軸受装置によれば、シールケースの基端部の径方向内側に位置するように形成された攪拌部材の掻き取り部が内輪の回転に伴って回転し、シールケースに堆積したグリースを掻き取るので、再度転動体にグリースを供給することができる。これにより、軸受内部に封入したグリースによる安定的な潤滑を実現することができ、特に低速回転時における潤滑不足を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る密封軸受装置の軸方向断面の部分拡大図である。
【図２】（ａ）は攪拌部材の斜視図であり、（ｂ）は攪拌部材の正面図、（ｃ）は攪拌部材の側面図である。
【図３】掻き取り部によりグリースを掻き取り、掻き取ったグリースが円錐ころ側に再度供給される様子を時系列に示す説明図である。
【図４】本発明の変形例に係る攪拌部材を部分的に示す正面図と側面図である。
【図５】本発明の変形例に係る密封軸受装置の軸方向断面の部分拡大図である。
【図６】特許文献１に記載の密封軸受装置の断面図である。
【図７】図６に示す密封軸受装置の部分拡大図である。
【図８】特許文献２に記載の密封軸受装置の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の各実施形態の密封軸受装置について説明する。なお、本発明の密封軸受装置は、図６に示した従来の密封軸受装置と基本的構成を同一にするものであるため、図６も参照しながら本発明の密封軸受装置の特徴部分について説明する。なお、本発明は、環状スペーサ１５を備えておらず、後述する攪拌部材４０を備える点で図６の密封軸受装置と相違する。
【００１５】
＜第１実施形態＞
本実施形態に係る密封軸受装置１０Ａは、複列円錐ころ軸受１（以下、単に軸受１と呼ぶ。）と、環状部材２と、密封機構９Ａと、を備える。
【００１６】
軸受１は、図１及び図６に示すように、２つの内輪４が背面同士を環状の間座８に当て付けた状態で嵌合されており、これら２つの内輪４の径方向外側に対向して単体の外輪５がハウジング（図示しない）に嵌合されている。それぞれの内輪４の対向面には、間座８側から離間する方向に沿って末広がり状に傾斜した環状の内輪軌道面４ｓが形成されており、一方、外輪５の対向面には、各内輪４の内輪軌道面４ｓに沿って傾斜した２つの環状の外輪軌道面５ｓが形成されている。
【００１７】
このような構成を成す２つの内輪４の両側には、それぞれ、内輪４の軸方向の移動を規制する環状の環状部材２が不図示の車軸に嵌合されており、その一方側（図６中向って左側）の環状部材２に対して押圧体を当て付けてボルトで締め付けることで、軸受１に所定の予圧を付与することができる。この状態において、車軸を回転させると、内外輪４、５が回転中心軸回りに相対回転する間（軸受回転中）に、当該内外輪４、５の軌道面４ｓ、５ｓ間に保持器７と共に組み込まれた複数の円錐ころ６は軌道面４ｓ、５ｓに沿って転動する。
【００１８】
また、軸受回転中における潤滑性能を一定に維持するために、グリースが軸受内部に封入されている。この場合、グリースの軸受外部への漏洩防止を図ると共に、異物（例えば、水、塵埃）の軸受内部への浸入防止を図るために、内外輪４、５の両側には、軸受内部を軸受外部から密封するための密封機構９Ａが設けられている。なお、内外輪４、５の両側に設けられた密封機構９Ａは、互いに同一の構成を成しているため、その一方側の密封機構９Ａについて、図１を参照して説明する。
【００１９】
密封機構９Ａは、外輪５の軸方向外側の内周面に全周に亘って凹状に形成された嵌合溝５ａに基端部１１ａが固定された環状のシールケース１１と、当該シールケース１１と環状部材２との間に介在されたオイルシール１２と、を備えて構成されている。
【００２０】
シールケース１１は、円筒状の基端部１１ａから軸受の径方向内側に屈曲しながら軸方向外側に延出しており、具体的に説明すると、基端部１１ａの軸方向外側端部から径方向内側に外径側円板部１１ｂが延出しており、外径側円板部１１ｂの内径側端部から軸方向外側に中間円筒部１１ｃが延出しており、中間円筒部１１ｃの軸方向外側端部から径方向内側に内径側円板部１１ｄが延出しており、内径側円板部１１ｄの内径側端部から軸方向外側に円筒状の先端部１１ｅが環状部材２との間でラビリンスシールを構成するように延出している。
【００２１】
また、オイルシール１２は、円筒部３１ａがシールケース１１の中間円筒部１１ｃに固定され且つ円筒部３１ａの軸方向内側端部から仕切板部３１ｂが径方向内側に延出し環状部材２との間でラビリンスシールを構成するラビリンス形成部材３１と、環状部材２に固定されるスリンガ３２と、ラビリンス形成部材３１の円筒部３１ａに固定され且つ環状部材２方向に延出した環状の心金３３と、心金３３の延出端に取り付けられた環状のゴム製リップ３４とを備えている。リップ３４の一部には、環状の押えリング（不図示）が掛け渡されており、当該押えリングの弾性的な絞付力によってリップ３４をスリンガ３２に摺接させている。なお、ラビリンス形成部材３１の仕切板部３１ｂとシールケース１１の外径側円板部１１ｂとは、略面一となるように配置されている。このように構成された密封機構９Ａにより、軸受内部の密封性が高められる。
【００２２】
内輪４の大鍔部４ａの外周面には、略円環状に形成された攪拌部材４０が嵌合固定され、内輪４の回転に伴って回転する。この攪拌部材４０は、内輪４の大鍔部４ａの外周面に嵌合する内周面４１の軸方向外側端部から径方向外側に垂直に外側壁面４２が延びており、円錐ころ６の大径側端面６ａと対向する内側壁部４３は、軸方向内側から外側に向かって内周面４１からの径方向距離が次第に大きくなるように形成された湾曲領域４３ａと、湾曲領域４３ａの外径側端部から径方向外側に直線状に延びる直線領域４３ｂと、から構成される。
【００２３】
また、攪拌部材４０には、内側壁部４３から突出する複数の突出部５０が形成される。この突出部５０は、径方向内側且つ軸方向内側の端部に正面視で矩形状の内側端面５１が、外側壁面４２と略平行に形成され、内側端面５１の径方向外側端部から突出部内側壁部５２が、内側壁部４３と同様に、軸方向内側から外側に向かって湾曲した後、径方向外側に直線状に延びるように形成される。また、突出部５０は、周方向両側の周方向壁面５３間の距離（周方向長さ）が径方向外側に向かって長くなるように形成される。言い換えると、内側壁部４３の周方向両側に位置する２つの突出部５０の周方向壁面５３間の距離は、径方向外側に向かうに従って短くなっている。
【００２４】
突出部５０には、周方向壁面５３の外径側端部と突出部５０の外周面５４とで形成される角部により掻き取り部５５が形成される。即ち、突出部５０の周方向両側に掻き取り部５５が形成される。
【００２５】
このように構成された攪拌部材４０は、内周面４１が内輪４の大鍔部４ａの外周面に嵌合し、突出部５０の内側端面５１が円錐ころ６の大径側端面６ａに対向し、外側壁面４２がラビリンス形成部材３１の仕切板部３１ｂとシールケース１１の外径側円板部１１ｂとに対し僅かな隙間を介して対向し、掻き取り部５５が所定の隙間を介してシールケース１１の基端部１１ａの径方向内側に位置している。また、内側壁部４３が、内輪４の大鍔部４ａと円錐ころ６間に向けて反っている。
【００２６】
内外輪４、５間に保持器７と共に組み込まれた複数の円錐ころ６は、保持器７によりそれぞれ回転自在に保持されながら、グリースにより保持器７や軌道面４ｓ、５ｓとの間の摩擦抵抗が低減されつつ軌道面４ｓ、５ｓに沿って転動する。
【００２７】
また、円錐ころ軸受１に封入されたグリースは、軸受回転中（内外輪４、５の相対回転中）、回転に伴う遠心力とポンプ作用によりシールケース１１側に排出された後、外輪５側のシールケース１１上に堆積する傾向がある。
【００２８】
シールケース１１は、基端部１１ａが嵌合溝５ａに嵌合して、基端部１１ａの軸方向外側端部から外径側円板部１１ｂが径方向内側に屈曲することで隅部１６を形成する。このシールケース１１の隅部１６は、軸受内部に封入されたグリースが遠心力で飛ばされて堆積しやすい領域となる。
【００２９】
ここで、本発明では、攪拌部材４０が内輪４の回転に伴って回転する。そして、攪拌部材４０の掻き取り部５５が所定の隙間を介してシールケース１１の基端部１１ａの径方向内側、特に隅部１６に位置しているため、特に低速回転中にシールケース１１の隅部１６に堆積したグリースを掻き取ることができる。
【００３０】
図３を参照しながら、掻き取り部５５の作用と、掻き取ったグリースの円錐ころ６への再供給について説明する。
図３（Ａ）は、内輪４の低速回転中にシールケース１１の隅部１６に堆積したグリースＧが所定量を超えて掻き取り部５５の回転軌跡より径方向内側にはみ出した様子を示している。このように掻き取り部５５の回転軌跡より径方向内側にはみ出したグリースＧは、図３（Ｂ）に示すように、内輪４の回転に伴って回転する攪拌部材４０の掻き取り部５５に掻き取られる。そして、掻き取り部５５に掻き取られたグリースＧは、図３（Ｃ）に示すように、周方向壁面５３に沿って内側壁部４３の直線領域４３ｂを伝って径方向内側に流れ、図３（Ｄ）に示すように、内側壁部４３の湾曲領域４３ａを伝って、さらに、図３（Ｅ）に示すように、攪拌部材４０から円錐ころ６側に排出される。そして、最終的には、攪拌部材４０から排出されたグリースＧは、円錐ころ６と大鍔部４ａとの隙間を通って円錐ころ６と軌道面４ｓ、５ｓ間に供給される。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態の密封軸受装置１０Ａによれば、長時間の稼動で時間の経過とともにシールケース１１の隅部１６にグリースが堆積することになるが、攪拌部材４０が内輪４の回転に伴って回転することで、シールケース１１の基端部１１ａの径方向内側に位置する掻き取り部５５がシールケース１１の隅部１６に堆積したグリースを掻き取り、掻き取ったグリースが湾曲した内側壁部４３を伝って、円錐ころ６と軌道面４ｓ、５ｓ間に供給される。これにより、グリースを循環させることができ、特に低速回転時における潤滑不足を解消することができる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、攪拌部材４０の内側壁部４３は、軸方向内側から外側に向かって内周面４１からの径方向距離が次第に大きくなる湾曲領域４３ａを含み、掻き取り部５５は内側壁部４３から軸方向内側に突出するように形成されるので、掻き取り部５５で掻き取られたグリースを円滑に円錐ころ６と軌道面４ｓ、５ｓ間に供給することができる。なお、内側壁部４３は、湾曲面である湾曲領域４３ａの代わりに内側壁部４３が傾斜面となる傾斜領域を含むように構成されていてもよく、直線領域４３ｂを備えずに湾曲領域４３ａ又は傾斜領域のみで構成されていてもよい。
【００３３】
また、本実施形態によれば、掻き取り部５５は、内側壁部４３から突出する突出部５０に設けられ、突出部５０は周方向に所定の間隔で複数設けられているので、周方向で重量のバランスが保たれるとともに、再度円錐ころ６と軌道面４ｓ、５ｓ間に供給されるグリース量を増やすことができる。
【００３４】
また、図４に示すように、攪拌部材４０の周方向壁面５３に、内側端面５１に開口する凹状の案内溝５３ａを形成してもよい。これにより、掻き取り部５５で掻き取ったグリースが周方向壁面５３の案内溝５３ａに沿って流れることで、攪拌部材４０から円錐ころ６側に排出されやすくなる。
【００３５】
また、図５に示すように、攪拌部材４０の内周面４１の軸方向外側端部に、内径側に突出する段部４４が形成されていてもよい。これにより、攪拌部材４０を内輪４の大鍔部４ａに嵌合させる際に軸方向の位置決めを容易に行なうことができる。
【００３６】
以上、本発明の実施形態について具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、密封機構９Ａの構成は、これに限らず、公知の密封機構を採用することができる。
また、本発明の密封軸受装置は、鉄道車両車軸に限らず種々の機構に適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１      複列円錐ころ軸受（軸受）
２      環状部材
４      内輪
４ａ    大鍔部
５      外輪
６      円錐ころ（転動体）
９Ａ    密封機構
１０Ａ  密封軸受装置
１１    シールケース
１１ａ  基端部
１２    オイルシール
４０    攪拌部材
４３    内側壁部
５０    突出部
５５    掻き取り部
【図１】
2012172776.tif 000003
【図２】
2012172776.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2012172776.tif 000008
【図７】
2012172776.tif 000009
【図８】
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