(57)【要約】【課題】グリースを再循環させることで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、外輪５の外周面５ｂ又は側面５ｄから円錐ころ６と密封機構９Ａとの間の空間まで貫通する少なくとも１つの流体供給路４０が設けられており、外部から流体供給路４０を通して流体を軸受内部に供給可能である。【選択図】図１
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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、
前記外輪の外周面又は側面から前記転動体と前記密封機構との間の空間まで貫通する少なくとも１つの流体供給路が設けられており、
外部から前記流体供給路を通して流体を軸受内部に供給可能であることを特徴とする密封軸受装置。
【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４及び図５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の外径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６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起部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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３２５８６７号公報
【特許文献２】特開２００９−２５０３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような密封軸受装置１０において、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。
【０００８】
これら特許文献１、２は、軸受空間内に封入されたグリースの漏洩を抑制することを目的とするものであるが、潤滑性能を向上させるという点では改善の余地があった。即ち、特許文献１に記載の密封軸受装置１０では、グリースを積極的に円錐ころ６に供給しているわけではないので、環状スペーサ１５の遠心力で飛ばされたグリースがシールケース１１に堆積し潤滑に寄与しないという問題があった。
【０００９】
また、特許文献２に記載の密封軸受装置では、グリースは内輪側よりも外輪側に流動しやすいため、突起部１８へグリースが流動しないという問題があった。
【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、グリースを再循環させることで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。
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、
前記外輪の外周面又は側面から前記転動体と前記密封機構との間の空間まで貫通する少なくとも１つの流体供給路が設けられており、
外部から前記流体供給路を通して流体を軸受内部に供給可能であることを特徴とする密封軸受装置。
【００１２】
また、上記構成において、前記流体供給路には、逆流防止弁が設けられていることが好ましい。
また、上記構成において、前記外輪の内径側に堆積したグリースを前記転動体に向けて吹き飛ばすように前記流体供給路には空気又は潤滑油が圧送されることが好ましい。
また、上記構成において、前記外輪と前記シールケースの嵌合部には、外径側に窪むグリース溜りが設けられ、前記流体供給路は、前記グリース溜りの底面で開口することが好ましい。
また、上記構成において、前記流体供給路は、前記転動体に向けて傾斜していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に記載の密封軸受装置によれば、貫通孔を通して流体を軸受内部に供給することにより、時間の経過とともにシールケースに堆積したグリースを流体で吹き飛ばして、再度転動体に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る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１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】流体供給路の配置位置を説明する外輪の軸方向外側側面から見た図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る密封軸受装置の軸直交方向断面の部分拡大図である。
【図４】特許文献１に記載の従来の鉄道車両車軸の支持構造の部分断面図である。
【図５】図４に使用される密封軸受装置の部分断面図である。
【図６】特許文献２に記載の密封軸受装置の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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４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４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、後述する流体供給路４０を備える点で図４の密封軸受装置と相違する。
【００１６】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１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。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。
【００１７】
軸受１は、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の外径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。
【００１８】
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４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。
【００１９】
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。
【００２０】
図１に示すように、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。
【００２１】
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いる。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。
【００２２】
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た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は、仕切板部３１ｂがシールケース１１の外径側円板部１１ｂと略面一となるように、且つ、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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
ここで、外輪５には、外周面５ｂの軸方向外側の端部から嵌合溝５ａが形成された外輪５の内周面に向かって貫通する貫通孔５ｃが穿設されている。また、シールケース１１にも外輪５の貫通孔５ｃに連通する貫通孔１１ｆが穿設されている。これらの貫通孔５ｃ、１１ｆにより本発明の流体供給路４０が形成される。
【００２７】
流体供給路４０は、外輪５の外周面５ｂの軸方向外側端部から内径側に向かって直線状に且つ円錐ころ６と内輪２との摺接部である内輪軌道面４ｓに向かって傾斜している。また、流体供給路４０には、不図示のポンプ等が接続されるとともに不図示の逆流防止弁が設けられている。従って、軸受外部から流体供給路４０を通して流体を軸受内部に供給することで、シールケース１１の隅部１６に堆積したグリースを円錐ころ６に向かって供給することができ、反対にグリースが軸受内部から流体供給路４０を介して外部へ逆流することが逆流防止弁により規制される。
【００２８】
このように構成された密封軸受装置１０Ａでは、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、軸受外部から流体供給路４０を通して空気やグリースの基油を供給することで、シールケース１１の隅部１６に堆積したグリースが、再度円錐ころ６側に吹き飛ばされる。そして、吹き飛ばされたグリースは再度、円錐ころ６と軌道面４ｓ、５ｓ間に供給され潤滑に寄与することとなる。なお、軸受外部から流体供給路４０を通して供給される空気やグリースの基油は、圧送されることが好ましい。これにより、より確実に隅部１６に堆積したグリースを円錐ころ６と軌道面４ｓ、５ｓ間に供給することができる。
【００２９】
なお、流体供給路４０は、直線状に設けられる必要はなく、例えば外輪５の軸方向外側側面５ｄから軸方向に延びた後、径方向内側に屈曲するように構成してもよい。ただし、直線状に設けることで圧損を低減できる。また、流体供給路４０は少なくとも１つ設けられていればよいが、周方向に複数、好ましくは周方向に所定の間隔で複数設けることでより潤滑油を再供給することが可能となる。
【００３０】
また、流体供給路４０は、図２に示すように、重力方向下方にのみ配置してもよい。図２に示すように、重力が作用している際、重力によりグリースが重力方向下方に溜まる傾向があるため、外輪５の重力方向下方にのみ流体供給路４０を配置することで、潤滑油を効率的に再供給することが可能となる。
【００３１】
また、流体供給路４０は、外輪５の貫通孔５ｃとシールケース１１の貫通孔１１ｆから形成したが、これに限らず、外輪５の貫通孔５ｃからのみ形成し、シールケース１１には外輪５の貫通孔５ｃに対応する部分を切り欠いて、流体の流れを阻害しないように形成してもよい。
【００３２】
また、保持器７は、金属製でも樹脂製でもよく、その形状も適宜選択することが可能であるが、外径側のリム部が直線状に延びた流体供給路４０から供給される空気やグリースの基油の進路に重ならないように配置されることが好ましい。
【００３３】
＜第２実施形態＞
次に本発明の第２実施形態の密封軸受装置について図３を参照して説明する。
図３は、本発明の第２実施形態に係る密封軸受装置の軸直交方向断面の部分拡大図である。なお、第１実施形態と同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００３４】
本実施形態の密封軸受装置１０Ｂでは、外輪５の内周面に形成された嵌合溝５ａとシールケース１１の基端部１１ａに外径側に窪んだグリース溜り１７が設けられており、流体供給路４０がグリース溜り１７の底面で開口して、外部と軸受空間とが連通している。
【００３５】
このようにグリース溜り１７を設けることでグリース溜り１７にグリースを集めることができる。また、グリース溜り１７の底面に流体供給路４０を開口させ、軸受外部から流体供給路４０を通して空気やグリースの基油を軸受内部に供給又は圧送することで、グリース溜り１７に集まったグリースを再度円錐ころ６側に吹き飛ばすことができる。そして、吹き飛ばされたグリースは再度、円錐ころ６と軌道面４ｓ、５ｓ間に供給され潤滑に寄与することとなる。
【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
５      外輪
５ｂ    外輪の外周面
５ｄ    外輪の側面
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
１２    オイルシール
４０    流体供給路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2012172775.tif 000006
【図５】
2012172775.tif 000007
【図６】
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