JP2005233341A

JP2005233341A - 複列円すいころ軸受装置

Info

Publication number: JP2005233341A
Application number: JP2004044934A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Inoue; 茂井上; Masaru Deguchi; 勝出口
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2004-02-20
Publication date: 2005-09-02

Abstract

【課題】内輪同士の分離防止を止め輪の代わりにシール装置を用いて部品点数の削減とコスト低減とを図り、当該シール装置を用いたことによるシール性能の低下を防止する。
【解決手段】複列円すいころ軸受装置１は、外輪４と、軸方向に並設した二つの内輪６と、両軌道間の複数の円すいころ１０と、シール装置１２とを備える。シール装置１２は、外側環状部材１３と、内側環状部材１５と、外側環状部材に固定されて先端部が内側環状部材に摺接する環状シールリップ部材１７とを備える。内側環状部材の内側端部１５ａ１から環状シールリップ部材１７の摺接部１７ａ１までの軸方向距離Ｙを、内輪６の外輪４に対する軸方向の移動距離Ｘ以上に設定した。
【選択図】図１

Description

本発明は、単一の外輪の内周側に軸方向二つの内輪を配置し、外輪の両端部と各内輪の外側端部との間にシール装置を配置した複列円すいころ軸受装置に関する。

上記した複列円すいころ軸受装置においては、両内輪の軸方向への分離防止の為、両内輪それぞれの内側端部側の内周面に環状の保持凹部を形成し、両環状保持凹部にまたがって断面コ字形とされた止め輪の折曲部を嵌合させて両内輪の分離防止を行っている（特許文献１参照。）。
特開２００２−３１０１７５号公報

このような止め輪等の内輪分離防止部材の使用は、複列円すいころ軸受装置の部品点数の増加を招いて部品コスト増を来たすうえ、その止め輪の装着作業という工数により製造コスト増となる。しかしながら、内輪分離防止の為には止め輪を省略することはできない一方で、それに対する有用で実用的な代替技術も開発されていなかった。

本発明による複列円すいころ軸受装置は、単一の外輪の内周側に軸方向二つの内輪を配置し、外輪の両端部と各内輪の外側端部との間にシール装置を配置した複列円すいころ軸受装置であって、シール装置は、外輪の両端部内周面に設けられた外側環状部材と、各内輪の端部外周面に設けられた内側環状部材と、外側環状部材に固定され先端部が内側環状部材に摺接する環状シールリップ部材とを備え、内側環状部材の内側端部から環状シールリップ部材の内側環状部材との摺接部までの軸方向距離を、内輪の外輪に対する軸方向の移動距離以上に設定したことを特徴とするものである。

本発明者らは、内輪分離防止をするのに止め輪を用いずに行い、これによって部品点数を削減して部品コスト低減、止め輪の装着作業省略による製造コスト低減を図ることのできる技術の開発に鋭意研究を重ねた。その結果、内輪分離防止の為に止め輪を用いず、それに対する有用で実用的な代替技術として上記本発明を完成できるに至ったのである。

すなわち、本発明者らは、内外輪の軸方向両端に装着されて外輪と両内輪の対向環状空間を密封するパックシール等のシール装置の内外輪に対する嵌合力を用いて両内輪の分離防止を図ることを可能として、両内輪の分離防止のための止め輪を不要なものとした。この場合、両内輪は止め輪ではなくシール装置の嵌合力により分離防止を図るものであるため、両内輪には軸方向外側へ分離しようとする力の作用により、シール装置の環状シールリップ部材の内側環状部材との摺接部が当該内側環状部材から外れてしまい、内輪が軸方向内側に戻ろうとするときに、環状シールリップ部材の摺接部が内側環状部材の内側端部に突き当たって反転されてしまうおそれがあった。環状シールリップ部材が反転すると、耐泥水浸入防止等のシール性能が損なわれてしまうことになる。

そこで、本発明においては、内側環状部材の内側端部から環状シールリップ部材の内側環状部材との摺接部までの軸方向距離を、内輪の外輪に対する軸方向の移動距離以上に設定したのである。この設定によると、両内輪が止め輪で分離防止されていないために、内輪が、がたついて軸方向外側や内側に移動しても、その内輪の移動の距離以上に内側環状部材の内側端部から環状シールリップ部材の内側環状部材との摺接部までの軸方向距離を設定したから、環状シールリップ部材の摺接部が内側環状部材の内側端部から外れるようなことがなくなる。したがって、シール装置の嵌合力により両内輪の分離を防止した場合、内輪ががたついて軸方向外側に移動して環状シールリップ部材の摺接部が内側環状部材の内側端部から外れてしまって内輪が軸方向内側に戻るに際して環状シールリップ部材が反転するようなことがなくなり、環状シールリップ部材のシール機能を維持できることになる。

本発明によれば、既存のシール装置の嵌合力をそのまま両内輪の分離防止に利用できるから、従来の両内輪の分離防止に止め輪等の内輪分離防止部材を用いる必要がなくなり、結果として、部品点数の削減による部品コスト減、ならびに止め輪等の装着工数削減による製造コスト減が可能となる。さらに、本発明では、シール装置を両内輪の分離防止に用いるに際して、両内輪の軸方向外側や内側への移動をするなど、がたついても環状シールリップ部材の摺接部が内側環状部材の内側端部で反転させられるようなことなくシール性能を維持できるものとなる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の複列円すいころ軸受装置の要部を示す断面図、図２は同軸受装置の拡大断面図、図３は、同軸受装置の内輪が移動した状態の拡大断面図、図４は、同軸受装置の一部を示す断面図である。

複列円すいころ軸受装置１は、例えば車体側に取付けられて車軸２を軸心Ｏ回りに回転自在に支持するもので、外輪４と、外輪４の内周側に配置されかつ互いの内側端部が軸方向でつきあわされた一対の内輪６，６と、これら内外輪間に配置されかつ保持器８，８により回転自在に保持された複数の円すいころ１０，１０とを備えている。また、複列円すいころ軸受装置１は、両内輪６，６と外輪４との間の両端部の内周面に配置されて円すいころ１０，１０を配置した空間１１を密封するパックシールタイプのシール装置１２，１２を備えている。

外輪４は、その内周面に二列のテーパー状の外輪軌道４ａ，４ａが設けられている。内輪６，６は、その外周面にテーパー状の内輪軌道６ａ，６ａを設けられており、これら内輪軌道６ａ，６ａの軸方向外側に径方向外向きの大鍔６ｂ，６ｂが、軸方向内側に径方向外向きの小鍔６ｃ，６ｃがそれぞれ形成されている。

円すいころ１０，１０は、外輪軌道４ａ，４ａと内輪軌道６ａ，６ａとの間に円周等配に設けられ、その全長Ｌ１は、大鍔６ｂ，６ｂと小鍔６ｃ，６ｃとの間隔Ｌ２よりも小さく設定されている。したがって、円すいころ１０，１０と、大鍔６ｂ，６ｂまたは小鍔６ｃ，６ｃとの間には、第一間隙５，５が設けられており、円すいころ１０，１０と内輪６，６とは、軸心Ｏに沿う方向（軸方向）に距離Ａだけ相対移動可能になっている。

保持器８，８は、金属板のプレス加工品等から軸方向に対して傾斜して形成され、円周方向の複数箇所には径方向内外に貫通するポケット９，９が設けられている。ポケット９，９の長さＬ３は、円すいころ１０，１０の全長Ｌ１よりも大きく設定され、ポケット９，９内に、円すいころ１０，１０が回転自在に収納されている。円すいころ１０，１０とポケット９，９の軸方向の周縁９ａ、９ｂとの間には、第二間隙７，７が設けられている。したがって、図４に示す如く円すいころ１０，１０に対して保持器８，８は、軸方向に距離Ｂだけ相対移動可能になっている。

各シール装置１２，１２は、外側環状部材１３，１３と、内側環状部材１５，１５と、環状シールリップ部材１７，１７とを備える。

以下、図２および図３を参照して、図１で右側に示されるシール装置１２の構成を説明する。左側のシール装置１２も同様の構成を備える。

外側環状部材（金環）１３は、外輪４の端部内周面４ｂに内嵌される外側円筒部１３ａと、外側円筒部１３ａの内端部から径方向内側に延びる外側環状部１３ｂとにより断面Ｌ字形状に構成されている。

内側環状部材（金環）１５は、内輪６の端部外周面６ｄに外嵌される内側円筒部１５ａと、内側円筒部１５ａの外端部から径方向外側に延びる内側環状部１５ｂとにより断面逆Ｌ字形状に構成されている。

外側環状部１３ｂと内側環状部１５ｂは、軸方向に所定間隔１６を隔てて対向している。また、外側環状部１３ｂの内側面１３ｃと、保持器８の外側面８ａとの間に、軸方向の第三間隙２０が設けられている。

環状シールリップ部材１７は、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコンゴム等のゴム材料、もしくはその他の弾性材料からなり、外側円筒部１３ａの内周面から外側環状部１３ｂの内面にかけて固着されている。この環状シールリップ部材１７は、主リップ１７ａと、補助リップ１７ｂと、サイドリップ１７ｃとを備えている。

主リップ１７ａは、外側環状部１３ｂの内径端部から径方向内方でかつ軸方向外側に延びて、内側円筒部１５ａの外周面に径方向にシールすべく摺接している。補助リップ１７ｂは、主リップ１７ａよりも軸方向内側に位置し、径方向内方でかつ軸方向内側に延びて、内側円筒部１５ａの外周面に径方向にシールすべく摺接している。サイドリップ１７ｃは、径方向外方でかつ軸方向外側に延びて、内側環状部１５ｂの内面に径方向にシールすべく摺接している。

なお、図２に示す如く内側環状部材１５の内側円筒部１５ａの内側端部１５ａ１は、外側環状部材１３の外側環状部１３ｂの内側面１３ｃと略面一になっている。かかる場合には、シール装置１２をユニットで搬送したりする際に嵩張らないので、取り扱い上好ましい。

前記構成の軸受装置１は、車体側に取付ける以前の例えば搬送中に内輪６、円すいころ１０および保持器８の構成部品が軸方向に力を受けた場合、これら内輪６等が、外輪４に対して移動自在になっている。この内輪６の外輪４に対する軸方向の移動距離（内輪６の移動距離）Ｘとは、図１に示す両内輪６が互いに当接する取付位置から、図３および図４に示す軸方向外側に最も移動した位置までの距離をいう。

内輪６が軸方向外側に最も移動する位置は、図４に示す如く内輪６の小鍔６ｃの内面が、円すいころ１０の一端面１０ａに当接し、円すいころ１０の他端面１０ｂが保持器８のポケット９の一方内周面９ａに当接し、しかも、保持器８の外側面８ａが、外輪４に固定された外輪側金属環１３の外側環状部１３ｂの内側面１３ｃに当接する位置である。かかる位置で、内輪６の軸方向外側への移動が規制される。

ここで、保持器８が円すいころ１０に押されて外側環状部材１３の外側環状部１３ｂの内側面１３ｃに当接するまで移動する距離をＣとすると、内輪６の移動距離Ｘは、前記距離Ａ、ＢおよびＣにより決定される。距離Ｃは、保持器８の円すいころ１０に対する相対位置で決定される。例えば内輪６の移動前に、円すいころ１０の他端面１０ｂと保持器８のポケット９の一方内周面９ａが当接している場合（保持器８が軸方向内側に寄っている場合）、Ｃの値が最大（Ｃ（ｍａｘ））となり、このときの内輪６の移動距離Ｘは、Ｘ＝Ａ＋Ｃ（ｍａｘ）で表される。反対に、円すいころ１０の一端面１０ａと保持器８のポケット９の他方内周面９ｂが当接している場合（保持器８が軸方向外側に寄っている場合）、Ｃの値が最小（Ｃ（ｍｉｎ））となり、このときの内輪６の移動距離Ｘは、Ｘ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ（ｍｉｎ）で表される。なお、Ｃ（ｍａｘ）＝Ｂ＋Ｃ（ｍｉｎ）の関係にある。

前記内輪６の取付位置において内側環状部材１５の内側円筒部１５ａにおける内側端部１５ａ１から環状シールリップ部材１７の主リップ１７ａの接触位置（摺接部）１７ａ１までの軸方向の距離（シール摺接距離）をＹとすると、ＹはＸ以上に設定されている。ＹがＸ以上とは、ＹとＸが等しい場合（Ｙ＝Ｘ）と、ＹはＸよりも大きい場合（Ｙ＞Ｘ）をいう。

かかる構成の軸受装置１は、外輪４に対して内輪６、円すいころ１０および保持器８の構成部品を組み込むことで組立てられる。そして、例えば製品の搬送中に内輪６、円すいころ１０および保持器８の構成部品が軸方向に力を受けた場合、外輪４に対して内輪６は移動する。内側環状部材１５は、内輪６と共に移動するため、外輪４側に固定された環状シールリップ部材１７の主リップ１７ａと、内側環状部材１５の内側円筒部１５ａとは、軸方向に相対的に摺動することとなる。

しかし、内輪６の移動距離Ｘは、前記シール摺接距離Ｙと等しいか、それよりも小さいため、主リップ１７ａは、内側円筒部１５ａから離脱することはなく、内側円筒部１５ａ上を摺動する。従って、内輪６が最大移動したとしても、シール機能が常時維持される。

なお、仮に、補助リップ１７ｂが、内輪６の移動により、内側円筒部１５ａから離脱する場合があっても、補助リップ１７ｂは、径内方向でかつ軸方向内側に延びているため、内輪６を軸方向内側に移動させた際に、内側円筒部１５ａの内側端部１５ａ１と当接しても、補助リップ１７ｂは逃げる方向に弾性変形し、不用意に反転することはない。

本発明は、前記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、前記実施の形態では、内側環状部材１５の内側円筒部１５ａの内側端部１５ａ１を、外側環状部材１３の外側環状部１３ｂの内側面１３ｃと略面一としたが、内側円筒部１５ａの長さは、前記条件（Ｙ≧Ｘの関係）を満足する限り、任意に設定可能である。例えば、図５および図６に示す他の実施の形態の如く、内側円筒部１５ａの内側端部１５ａ１をさらに延設させることも可能である。かかる場合には、環状シールリップ部材１７の主リップ１７ａのみならず、補助リップ１７ｂも内輪６の移動位置に関係なく常時接触させておくことが可能である。

本発明の最良の形態を示す複列円すいころ軸受装置の一部を示す断面図図１の要部を示す拡大断面図図１の要部を示す拡大断面図図１の複列円すいころ軸受装置の一部を示す断面図本発明の他の形態を示す複列円すいころ軸受装置の要部の拡大断面図本発明の他の形態を示す複列円すいころ軸受装置の要部の拡大断面図

符号の説明

６内輪
１２シール装置
１３外側環状部材
１５内側環状部材
１７環状シールリップ部材
１７ａ１摺接部

Claims

単一の外輪の内周側に軸方向二つの内輪を配置し、外輪の両端部と各内輪の外側端部との間にシール装置を配置した複列円すいころ軸受装置であって、
シール装置は、外輪の両端部内周面に設けられた外側環状部材と、各内輪の外側端部外周面に設けられた内側環状部材と、外側環状部材に固定され先端部が内側環状部材に摺接する環状シールリップ部材とを備え、内側環状部材の内側端部から環状シールリップ部材の内側環状部材との摺接部までの軸方向距離を、内輪の外輪に対する軸方向の移動距離以上に設定したことを特徴とする複列円すいころ軸受装置。