JP2007078115A - Rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、転がり軸受、特に、軌道輪に絶縁層を有する鉄道車両主電動機用軸受に関するものである。 The present invention relates to a rolling bearing, and more particularly to a railway vehicle main motor bearing having an insulating layer on a raceway.
従来、鉄道車両主電動機に用いられる軸受は、円筒ころ軸受や深溝玉軸受が用いられている。例えば、図8に示すような円筒ころ軸受1は、内輪2と、外輪3と、内輪2および外輪3の間に配置された転動体としての円筒ころ4と、円筒ころ4の間隔を保持する保持器5と、グリースを封入する密封シール6とを備える。
Conventionally, cylindrical roller bearings and deep groove ball bearings have been used as bearings used in railway vehicle main motors. For example, a cylindrical roller bearing 1 as shown in FIG. 8 maintains an interval between an
また、鉄道車両主電動機に使用される円筒ころ軸受1は、電食による軸受の損傷を防止するために、外輪3の外径面および両端面に絶縁被膜が形成されている。絶縁被膜は、セラミックス等を溶射することにより形成する。 Moreover, the cylindrical roller bearing 1 used for a railway vehicle main motor has insulating coatings formed on the outer diameter surface and both end surfaces of the outer ring 3 in order to prevent damage to the bearing due to electrolytic corrosion. The insulating coating is formed by spraying ceramics or the like.
さらに、鉄道車両主電動機は屋外で使用されるため、軸受周辺構造でグリースポケットを形成するオープンタイプの軸受では、塵埃の混入によるグリースの劣化が懸念される。そこで、円筒ころ軸受1は、塵埃の混入によるグリースの劣化を防止し、メンテナンス周期を延伸するために密封式軸受とされる。 Furthermore, since the railway vehicle main motor is used outdoors, there is a concern that grease may deteriorate due to dust contamination in an open type bearing in which a grease pocket is formed in the bearing peripheral structure. Therefore, the cylindrical roller bearing 1 is a sealed bearing in order to prevent deterioration of grease due to mixing of dust and extend a maintenance cycle.
上記構成の円筒ころ軸受1の場合、軸受内部の空間が小さいので、鉄道車両主電動機用軸受に必要な軸受寿命を確保するのに十分な量のグリースを封入することができないという問題がある。 In the case of the cylindrical roller bearing 1 configured as described above, since the space inside the bearing is small, there is a problem that a sufficient amount of grease cannot be sealed to ensure the bearing life required for the bearing for the railway vehicle main motor.
しかし、上記の問題を解決する手段として、内部空間容積に対するグリースの充填比率を引き上げることが考えられるが、この場合、軸受回転時、特に始動時においてグリースの攪拌抵抗が増大し、軸受の急激な温度上昇を招く恐れがあり、適切ではない。 However, as a means for solving the above problem, it is conceivable to increase the filling ratio of the grease with respect to the internal space volume. In this case, the agitation resistance of the grease increases at the time of rotation of the bearing, particularly at start-up, and the bearing suddenly increases. It may cause a temperature rise and is not appropriate.
そこで、密封式軸受において、軸受内部に十分な量のグリースを確保することができる円筒ころ軸受が、例えば、特開2003−13971号公報(特許文献1)や特開2004−346972号公報(特許文献2)に記載されている。 Therefore, in sealed bearings, cylindrical roller bearings capable of securing a sufficient amount of grease inside the bearing are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-13971 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-346972 (Patent). Document 2).
特開2003−13971号公報(特許文献1)に記載されている円筒ころ軸受11は、図9に示すように、軸方向幅が長い内輪12と、外輪13と、内輪12および外輪13の間に配置された円筒ころ14と、円筒ころ14の間隔を保持する保持器15と、グリースを軸受内部に封入する断面形状がL字型の密封シール16とを備える。密封シール16は、芯金16aを絶縁性樹脂16bで覆っている。また、外輪13の外径面および両端面に絶縁被膜が形成されている。
As shown in FIG. 9, the cylindrical roller bearing 11 described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-13971 (Patent Document 1) includes an
また、特開2004−346972号公報(特許文献)に記載されている円筒ころ軸受21は、図10に示すように、内輪22と、外輪23と、内輪22および外輪23の間に配置された円筒ころ24と、円筒ころ24の間隔を保持する保持器25と、内輪22および外輪23の両端面からコの字型に突出する密封シール26とを備え、外輪23の外径面および両端面は絶縁材料27で覆われている。
Moreover, the cylindrical roller bearing 21 described in JP 2004-346972 A (patent document) is disposed between the
上記の各公報に記載された円筒ころ軸受11,21は、軸受端面から突出した密封シール16,26がグリースポケットとして機能するので、軸受内部に封入可能なグリース量が増加する。
In the
しかし、上記構成の円筒ころ軸受において、軸受回転時の温度上昇によってグリースの粘度が低下すると、グリースポケット内のグリースが軸受下部に偏るという問題がある。このグリースが軸受内部に大量に流入すると、攪拌抵抗が増大し、急激な温度上昇を招く恐れがある。 However, in the cylindrical roller bearing configured as described above, there is a problem that when the viscosity of the grease decreases due to a temperature rise during rotation of the bearing, the grease in the grease pocket is biased toward the lower portion of the bearing. If a large amount of this grease flows into the bearing, the stirring resistance increases, which may cause a rapid temperature rise.
そこで、図10に示す円筒ころ軸受21は、グリースポケット内のグリースを均等に保持するために、密封シール26の内壁面から突出する堰28により、グリースポケットを複数の分割領域に区切っている。これにより、グリースが軸受下部に偏るのを防止することができる。
特開2003−13971号公報(特許文献1)に記載されている円筒ころ軸受11は、密封シール16に金属製の芯金16aを使用している。絶縁性樹脂16bで覆われているため、通常の使用状態では問題とはならないが、高い電圧が負荷された場合には、通電して円筒ころ軸受11が破損する恐れがある。また、特開2004−346972号公報(特許文献2)に記載されている円筒ころ軸受21は、密封シール26の材料には言及されていない。
The cylindrical roller bearing 11 described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-13971 (Patent Document 1) uses a
また、図10に示す円筒ころ軸受21に使用されている密封シール26は、複数の独立した分割領域を有するので、各分割領域毎にグリースの注入口29を設けてグリースを封入する必要があり、グリース封入に要する作業工数が大幅に増大すると共に、密封シール26の構造が複雑になるという問題がある。
Further, since the sealing
そこで、この発明の目的は、絶縁性能に優れた密封式軸受を提供することである。さらに、グリースポケットを有する密封シールの構造およびグリースの封入作業を簡素化した転がり軸受を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a sealed bearing having excellent insulation performance. It is another object of the present invention to provide a rolling bearing in which the structure of a hermetic seal having a grease pocket and the grease filling operation are simplified.
この発明に係る転がり軸受は、内輪と、外輪と、内輪および外輪の間に配置された複数の転動体と、軸受両端部を密封する密封部材とを備える。そして、内輪の内径面および端面、または外輪の外径面および端面には絶縁被膜が設けられ、密封部材は樹脂材料で形成され、内輪および外輪の両端面からコの字型の断面形状で突出する。 A rolling bearing according to the present invention includes an inner ring, an outer ring, a plurality of rolling elements disposed between the inner ring and the outer ring, and a sealing member that seals both ends of the bearing. The inner ring inner surface and end surface or the outer ring outer surface and end surface are provided with an insulating coating, the sealing member is formed of a resin material, and protrudes in a U-shaped cross-sectional shape from both end surfaces of the inner ring and the outer ring. To do.
上記構成の転がり軸受は、コの字型の密封部材がグリースポケットとして機能するので、軸受内部に十分な量のグリースを封入することができる。さらに、絶縁被膜を設けると共に絶縁性の高い樹脂を密封部材の材料として使用することにより、軸受全体としての絶縁性能が向上する。 In the rolling bearing configured as described above, since the U-shaped sealing member functions as a grease pocket, a sufficient amount of grease can be sealed inside the bearing. Furthermore, by providing an insulating coating and using a highly insulating resin as a material for the sealing member, the insulating performance of the entire bearing is improved.
好ましくは、密封部材は、内壁面から突出する堰によって円周方向に区切られた複数の分割領域を有する。これにより、各分割領域に封入したグリースが他の分割領域に流出するのを防止できるので、グリースの粘度が低下した場合でもグリースが軸受下部に偏るのを防止することができる。 Preferably, the sealing member has a plurality of divided regions divided in the circumferential direction by a weir protruding from the inner wall surface. As a result, the grease sealed in each divided region can be prevented from flowing out to the other divided regions, so that even when the viscosity of the grease is reduced, the grease can be prevented from being biased to the lower portion of the bearing.
好ましくは、密封部材は、隣接する分割領域間に連通する連続領域を有する。このように、隣接する分割領域を結ぶ連続領域を設けることにより、1つのグリース注入口から全分割領域にグリースを充填することができる。その結果、密封部材の構造およびグリース封入作業を簡素化することができる。 Preferably, the sealing member has a continuous region that communicates between adjacent divided regions. Thus, by providing the continuous area | region which connects an adjacent division area, grease can be filled to all the division areas from one grease injection port. As a result, the structure of the sealing member and the grease filling operation can be simplified.
さらに好ましくは、連続領域は密封部材の開口端側に位置する。これにより、過剰に充填されたグリースを除去するのが容易となるので、適正な量のグリースを封入することができる。 More preferably, the continuous region is located on the open end side of the sealing member. Accordingly, it becomes easy to remove the excessively filled grease, so that an appropriate amount of grease can be sealed.
この発明は、絶縁被膜を設けると共に絶縁性の高い樹脂を密封部材の材料として使用することにより、軸受の絶縁性能を向上することができる。さらに、コの字型のグリースポケットを有する密封部材に分割領域と連続領域とを設けることにより、密封部材の構造およびグリース充填作業を簡素化した転がり軸受を得ることができる。 According to the present invention, the insulating performance of the bearing can be improved by providing an insulating coating and using a highly insulating resin as a material for the sealing member. Further, by providing the sealing member having a U-shaped grease pocket with the divided region and the continuous region, a rolling bearing that simplifies the structure of the sealing member and the grease filling operation can be obtained.
図1を参照して、この発明の一実施形態に係る円筒ころ軸受31を説明する。 With reference to FIG. 1, the cylindrical roller bearing 31 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated.
円筒ころ軸受31は、内輪32と、内輪32と軸方向幅が同一であって、外径面および両端面に絶縁層が形成されている外輪33と、内輪32および外輪33の間に配置された転動体としての円筒ころ34と、円筒ころ34の間隔を保持する保持器35と、軸受両端部を密封する密封部材としての密封シール36とを備える。
The
絶縁層は、セラミックス等の絶縁物質を溶射することにより形成する。また、軸受内部空間には、グリースが充填されている。グリースとしては、例えば、リチウム系グリースやウレア系グリースが使用される。 The insulating layer is formed by spraying an insulating material such as ceramics. The bearing internal space is filled with grease. As the grease, for example, lithium grease or urea grease is used.
密封シール36は、内輪32および外輪33の両端面からコの字型の断面形状で突出する形状で、グリースポケットとしても機能する。また、内壁面から突出する堰37を有し、図2に示すように、堰37によって円周方向に区切られた複数の分割領域36aと、図3に示すように、密封シール36の開口端側に、隣接する分割領域36aの間に連通する連続領域36bと、密封シール36の壁面の少なくとも1箇所にグリース注入口(図示せず)とを有する。なお、このような密封シール36は、樹脂材料を射出成型して形成する。
The
上記構成のように、外輪33の外径面および両端面に絶縁層を形成すると共に、密封シール36に絶縁性の高い樹脂材料を使用することにより、円筒ころ軸受31全体としての絶縁性能を向上することができる。
As described above, an insulating layer is formed on the outer diameter surface and both end surfaces of the
また、グリースポケットを複数の分割領域36aに区切ることによって、軸受回転時にグリースの粘度が低下した場合でも、各分割領域36aに封入したグリースが他の分割領域36aに流出するのを防止できるので、均等にグリースを保持することができる。
Further, by dividing the grease pocket into a plurality of divided
上記の密封シール36にグリースを充填する場合、まず密封シール36の開口端をシール等で密封し、グリース注入口からグリースを注入する。密封シール36内に注入されたグリースは、まず1つの分割領域36aを満たした後、連続領域36bを経由して左右に隣接する分割領域36aに移動する。全ての分割領域36aがグリースで満たされたら、開口端のシールを外して連続領域36bの余分なグリースを除去する。
When filling the sealing
このように、隣接する分割領域36aの間に連通する連続領域36bを設けることにより、1箇所のグリース注入口から全ての分割領域36aにグリースを充填することができる。これにより、密封シール36の構造およびグリースの充填作業を簡素化することができる。さらに、連続領域36bを密封シール36の開口端側に設けることにより、過剰に充填されたグリースを容易に除去することができるので、適正な量のグリースを封入することができる。
Thus, by providing the
なお、図2に示す堰37は、密封シール36の円周上に均等に設けた例を示したが、これに限ることなく、グリースの偏りを効果的に防止できる位置に重点的に配置してよく、また、任意の数の堰37を設けることができる。
2 shows an example in which the
また、図3に示す密封シール36は、密封性能を高めるために内輪32側に位置する壁面を外輪33側に位置する壁面より長くした例を示したが、これに限ることなく、例えば図4に示すように両壁面を同じ長さとしてもよいし、図5に示すように外輪側の壁面を内輪側の壁面より長くしてもよい。なお、図4および図5の参照番号46,56は密封シールを、参照番号46b,56bは連続領域を、参照番号47,57は堰をそれぞれ示している。
3 shows an example in which the wall surface located on the
さらに、図3に示す密封シール36は、連続領域36bを開口端側に設けた例を示したが、これに限ることなく、例えば図6に示すように径方向外側に設けてもよいし、図7に示すように径方向内側に設けてもよい。さらには、上記の例を組み合わせて、複数箇所に設けることとしてもよい。なお、図6および図7の参照番号66,76は密封シールを、参照番号66b,76bは連続領域を、参照番号67,77は堰をそれぞれ示している。
Furthermore, although the sealing
上記構成の円筒ころ軸受31には、内輪32と外輪33とに標準品を使用することができる。これにより、製品のコストアップを抑制することが可能となる。さらに、密封式軸受とすることにより、周辺部材によるラビリンス構造を簡素化することができるので、モータの小型化および軽量化が可能になる。
Standard products can be used for the
なお、上記の各実施形態においては、外輪の外径面および両端面に絶縁層を有する円筒ころ軸受の例を示したが、これに限ることなく、内輪の内径面および両端面に絶縁層を形成することとしてもよい。内輪内径面は、外輪外径面と比較して溶射面積が小さいので、絶縁被膜を内輪内径面に溶射することによって、溶射コストを削減することが可能となる。また、絶縁層が密封シールと軌道輪との接合部に干渉しなので、密封シールの固定方法を簡素なものとすることができる。 In each of the above embodiments, an example of a cylindrical roller bearing having an insulating layer on the outer diameter surface and both end surfaces of the outer ring has been shown. However, the present invention is not limited thereto, and an insulating layer is provided on the inner diameter surface and both end surfaces of the inner ring. It is good also as forming. Since the inner ring inner surface has a smaller spray area than the outer ring outer surface, the thermal spraying cost can be reduced by spraying the insulating coating on the inner ring inner surface. Moreover, since the insulating layer interferes with the joint between the hermetic seal and the race, the method for fixing the hermetic seal can be simplified.
さらに、上記の実施形態においては、円筒ころ軸受31の例を示したが、これに限ることなく、円錐ころ軸受、自動調心ころ軸受、深溝玉軸受、4点接触玉軸受、アンギュラ玉軸受等、転動体がころであるか玉であるかを問わず、あらゆる転がり軸受に適用することができる。
Furthermore, in the above-described embodiment, the example of the
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。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.
この発明は、鉄道車両主電動機等に使用される転がり軸受に有利に利用される。 The present invention is advantageously used for rolling bearings used in railway vehicle main motors and the like.
1,21,31 円筒ころ軸受、2,12,22,32 内輪、3,13,23,33 外輪、4,14,24,34 円筒ころ、5,15,25,35 保持器、6,16,26,36,46,56,66,76 密封シール、16a 芯金、16b 絶縁性樹脂、27 絶縁材料、28,37,47,57,67,77 堰、29 グリース注入口、36a 分割領域、36b,46b,56b,66b,76b 連続領域。 1, 21, 31 Cylindrical roller bearing, 2, 12, 22, 32 Inner ring, 3, 13, 23, 33 Outer ring, 4, 14, 24, 34 Cylindrical roller, 5, 15, 25, 35 Cage, 6, 16 , 26, 36, 46, 56, 66, 76 Sealing seal, 16a cored bar, 16b insulating resin, 27 insulating material, 28, 37, 47, 57, 67, 77 weir, 29 grease inlet, 36a divided region, 36b, 46b, 56b, 66b, 76b Continuous region.
Claims (4)
外輪と、
前記内輪および前記外輪の間に配置された複数の転動体と、
軸受両端部を密封する密封部材とを備え、
前記内輪の内径面および端面、または前記外輪の外径面および端面には、絶縁層が設けられ、
前記密封部材は、樹脂材料で形成され、前記内輪および前記外輪の両端面からコの字型の断面形状で突出する、転がり軸受。 Inner ring,
Outer ring,
A plurality of rolling elements disposed between the inner ring and the outer ring;
A sealing member for sealing both ends of the bearing,
An insulating layer is provided on the inner diameter surface and the end surface of the inner ring, or on the outer diameter surface and the end surface of the outer ring,
The sealing member is a rolling bearing formed of a resin material and protruding in a U-shaped cross-sectional shape from both end faces of the inner ring and the outer ring.
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CN101263312B (en) | 2011-02-16 |
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