JP2008249040A - 転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】密封装置の密封性をより高めることで、耐久性の低下を抑制することができる転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】本発明の転がり軸受装置１は、内輪１２，１３と、外輪１１と、外輪１１に固定されるシールケース２２を有する密封装置２０とを備えている。シールケース２２は、外輪１１に圧入される固定部２３と、固定部２３の軸方向外側に形成されるとともに内外輪を密封するシール部材を保持する保持部とを有する。固定部２３の外周面２３ａには径方向外方に突出する突起部２６を形成し、固定部２３には、当該固定部２３を径方向に貫通し、且つ、当該固定部２３の軸方向内端２３ｂから突起部２６を超えて軸方向外方へ延びる切欠部２９を形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、鉄道車両の車軸などを支持する転がり軸受装置に関する。

鉄道車両の車軸を回転自在に支持する軸受装置としては、例えば、車軸の端部に配置された複列の円錐ころ軸受と、この複列の円錐ころ軸受の軸方向両端外側に配置された密封装置とを備えた転がり軸受装置がある。
図４は、鉄道車両に用いられる、従来の転がり軸受装置の一例を示す一部断面図である。この転がり軸受装置１００は、車軸Ｓに外嵌された内輪１０１と、車両側に固定された外輪１０２と、内外輪１０１，１０２間に配置された円錐ころ１０３と、内外輪間を密封するための密封装置１０４とを有している。密封装置１０４は、外輪に固定されたシールケース１０５と、このシールケース１０５に保持され、車軸Ｓとの間を密封するシール部材１０６とを有している。シールケース１０５は、外輪１０２の端部に固定されており、外輪１０２の肩部１０２ａの内周側に圧入固定された筒状の固定部１０５ａと、この固定部１０５ａの軸方向外端部から径方向内方に延びる円環部１０５ｄと、この円環部１０５ｄの径方向内端から外輪１０２の外側方向に延びるとともにシール部材１０６を外輪１０２の端面よりも軸方向外側で保持する筒状の保持部１０５ｂとを有している。
また、固定部１０５ａの先端部には、径方向外方に突出する突起部１０５ｃが形成され、この突起部１０５ｃは、肩部１０２ａの内周面に形成されたシール溝１０２ｂ内に挿入されている。

実開平５−２２８５３号公報（図２，図３）

上記従来例の転がり軸受装置において、密封装置１０４は、シールケース１０５と車軸Ｓとの間をシール部材１０６によって密封するとともに、シールケース１０５と外輪１０２との間を、外輪１０２の肩部１０２ａの内周面と、この内周面に圧入された固定部１０５ａの外周面との面接触によって密封している。
また、突起部１０５ｃは、シール溝１０２ｂに係合することによって、シールケース１０５の軸方向外方への移動を規制し、外輪１０２からの密封装置１０４の離脱を防止している。したがって、突起部１０５ｃの径方向外方への突出量が大きいほど、密封装置１０４の離脱防止機能が向上する。
しかし、突起部１０５ｃの突出量が大きいと、固定部１０５ａを外輪１０２に圧入するときに、突起部１０５ｃを外輪１０２の内周側に入り込ませるために固定部１０５ａを径方向内方へ大きく変形させる必要があり、この変形が弾性範囲を超えると（すなわち、塑性変形すると）、外輪１０２の肩部内周面と固定部１０５ａの外周面との間に隙間が生じる。

このように、外輪１０２の肩部内周面と固定部１０５ａの外周面との間に隙間が生じると、転がり軸受装置の内部に塵埃等が侵入したり、軸受装置内部のグリースが外部に流出したりして、当該転がり軸受装置の耐久性を低下させてしまう。このため、外輪１０２とシールケース１０５との間の密封性を高め、密封装置としての密封性をより高める方策が嘱望されている。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、密封装置の密封性を高めることで、耐久性の低下を抑制することができる転がり軸受装置を提供することを目的とする。

本発明は、内輪と、肩部内周面に周方向に沿うシール溝が形成された外輪と、前記内外輪間に転動自在に配置された転動体と、前記内外輪間を密封する密封装置とを備え、
前記密封装置が、前記外輪の肩部内周面に圧入固定される筒状の固定部と、この固定部の軸方向外側に形成されるとともに前記内外輪間を密封するシール部材を保持する保持部と、前記固定部から径方向外方に突出し、前記シール溝内に挿入される突起部と、を有するシールケースを備えた転がり軸受装置において、
前記固定部に、当該固定部を径方向に貫通し、且つ、当該固定部の軸方向内端から前記突起部を超えて軸方向外方へ延びる切欠部が形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、固定部は、切欠部によって少なくとも突起部を形成した部分で径方向内方へ弾性変形し易くなる。したがって、突起部を外輪の内周側に入り込ませるときの固定部の塑性変形を防止することができ、固定部と外輪とを確実に密着させることができる。これにより、外輪とシールケースとの間の密封性を高め、密封装置全体としての密封性をより高めることができる。
また、切欠部によって固定部が弾性変形し易くなるので、突起部の突出量を可及的に大きくすることができ、外輪からの密封装置の離脱防止機能を高めることも可能となる。

前記切欠部は、周方向等間隔に複数形成されていることが好ましい。これによって、固定部を周方向に亘って略均一に弾性変形させることができ、固定部の塑性変形をより確実に防止することができる。

本発明の転がり軸受装置によれば、シールケースの固定部を塑性変形させることなく外輪に圧入することができ、その結果、密封装置の密封性を維持し、耐久性の低下を抑制することができる。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る鉄道車両用の転がり軸受装置の構成を示す断面図である。この転がり軸受装置１は、鉄道車両の車軸Ｓを車体に対して回転自在に支持するものである。

図１において、転がり軸受装置１は、前記鉄道車両の車輪が一体回転可能に固定される車軸Ｓの端部に外嵌固定された複列の円錐ころ軸受１０と、この円錐ころ軸受１０の両端を密封する一対の密封装置２０と、を有している。なお、本明細書においては、円錐ころ軸受１０の軸方向中央から軸方向両側に向かう方向を軸方向外方（軸方向外側）といい、円錐ころ軸受１０の軸方向両側から軸方向中央に向かう方向を軸方向内方（軸方向内側）という。

円錐ころ軸受１０は、車両側に固定される外輪１１と、車軸Ｓに一体回転可能に固定される一対の内輪１２，１３と、これら内外輪間に転動自在かつ複列に配置される転動体としての円錐ころ１４，１５と、円錐ころ１４，１５をそれぞれ保持する保持器１６，１７とを備えている。
外輪１１は、機械構造用合金鋼や、軸受鋼等を用いて円筒状に一体的に形成された部材であり、その内周面には、一対の外輪軌道１１ａ，１１ｂが設けられている。一対の内輪１２，１３は、機械構造用合金鋼や、軸受鋼等を用いて円筒状に形成された部材であり、車軸Ｓに外嵌固定されている。内輪１２，１３の外周面には、それぞれ、上記の外輪軌道１１ａ，１１ｂに対向する内輪軌道１２ａ，１３ａが設けられている。外輪軌道１１ａ，１１ｂと、内輪軌道１２ａ，１３ａとの間には、上述の円錐ころ１４，１５が転動自在に配置されており、外輪１１及び内輪１２，１３は、互いに相対回転自在である。また、これら一対の内輪１２，１３の相互間には、環状の間座１８が配置されている。

密封装置２０は、外輪１１の軸方向両端に固定されており、内外輪１１，１２，１３間を密封するためのシール部材２１と、このシール部材２１を外輪１１の軸方向外側で保持するシールケース２２とを備えている。
シールケース２２は、例えば、ＳＰＣＣ等の冷延鋼板をプレス加工により屈曲することによって形成された部材であり、外輪１１の肩部１１ｃの内周面１１ｄに圧入された筒状の固定部２３と、この固定部２３の軸方向外端部から径方向内方へ延びる円環部２５と、この円環部２５の径方向内端部から軸方向外方へ延びるとともにシール部材２１を外輪１１の端面よりも軸方向外側で保持する保持部２４とを有している。

シール部材２１は、保持部２４の内周面に固定保持されており、後述する車軸Ｓに外嵌固定された環状部材３０（３１）の外周面に摺接するシールリップ（図示せず）を有している。シール部材２１は、前記シールリップによって、外輪１１に挿入固定されたシールケース２２と、環状部材３０（３１）の外周面との間を密封し、内輪１２，１３と外輪１１との間の環状開口を密封している。

転がり軸受装置１の両端には、車軸Ｓに一体回転可能に外嵌固定された上述の環状部材３０，３１が配置されている。車軸Ｓの基端部側（図１の右側）に配置されている環状部材３１は、車軸Ｓに形成されている段部ｓ１に当接しており、軸方向基端側への移動が規制されている。さらに、車軸Ｓの先端部には、ボルト３２によって固定された蓋部材３３が配置されている。この蓋部材３３は、車軸Ｓの先端部側に配置された環状部材３０に当接して配置されており、転がり軸受装置１及びその両端に配置された環状部材３０，３１を車軸Ｓの段部ｓ１との間で挟持し、転がり軸受装置１の軸方向位置を保持している。

また、この環状部材３０，３１には、それぞれ、径外方向に突出した凸部３０ａ，３１ａが形成されている。この凸部３０ａ，３１ａには、それぞれ、シールケース２２の保持部２４の先端から軸方向に延ばされた筒部２２ｃが挿入される環状溝部３０ａ１，３１ａ１が形成されている。この環状溝部３０ａ１，３１ａ１と、これに挿入される筒部２２ｃとは、ラビリンスシールを構成しており、シールケース２２と、環状部材３０，３１との間の密封性をより高めている。

図２は、図１中、車軸Ｓの基端部側に位置する密封装置２０の要部を拡大して示す断面図である。また、図３は、図２のＡ矢視図である。図２において、外輪１１の肩部１１ｃの内周面１１ｄには、周方向に沿うシール溝４０が形成されている。シール溝４０は、肩部１１ｃの内周面１１ｄから径外方向に凹むように形成されている。

固定部２３の軸方向内端２３ｂの外周面２３ａには、径方向外方に突出する突起部２６が周方向に沿って設けられている。この突起部２６は、シール溝４０内に挿入されており、例えば、シールケース２２が外的な要因によって軸方向外方に移動しようとした場合に、シール溝４０に係合することによって当該移動を規制する。そのため、密封装置２０が、外輪１１から離脱するのを防止することができる。

図２及び図３に示すように、シールケース２２の固定部２３には切欠部（スリット）２９が形成されている。この切欠部２９は、固定部２３を径方向に貫通し、固定部２３の軸方向内端２３ｂから突起部２６を超えて軸方向外方に延びている。したがって、切欠部２９は、固定部２３の軸方向内端２３ｂで開口し、切欠部２９の軸方向長さは、突起部２６の軸方向幅よりも大きくなっている。また、図３に示すように、切欠部２９は４箇所に形成され（図３では４箇所のうちの３箇所を示す）、周方向等間隔（９０°間隔）に配置されている。突起部２６は、各切欠部２９によって周方向複数箇所で分断されている。

シールケース２２は、固定部２３を外輪１１の肩部内周面１１ｄに圧入することによって外輪１１に固定されている。密封装置２０は、シールケース２２と外輪１１との間を、外輪１１の肩部内周面１１ｄと固定部２３の外周面２３ａとの面接触によって密封している。
固定部２３の軸方向内端２３ｂには突起部２６が形成されているので、固定部２３を外輪１１の肩部内周面１１ｄに圧入するとき、固定部２３を縮径する方向（径方向内方）に変形させることによって、突起部２６を外輪１１の内周側に入り込ませる。
この際、固定部２３には切欠部２９が形成されているので、固定部２３は、少なくとも突起部２６を形成した部分で径方向内方に弾性変形し易くなり、固定部２３を塑性変形させることなく外輪１１の肩部内周面１１ｄに圧入することができる。そのため、固定部２３の外周面２３ａと外輪１１の肩部内周面１１ｄとを確実に密着させることができる。

したがって、本実施形態の転がり軸受装置１では、外輪１１とシールケース２２との間の密封性を高めることができ、この結果、密封装置２０全体としての密封性をより高めることができる。よって、当該転がり軸受装置１の耐久性の低下を抑制することができる。

また、切欠部２９によって固定部２３を容易に弾性変形させることができるので、突起部２６の突出量を大きくしても、固定部２３を塑性変形させることなく外輪１１の肩部内周面１１ｄに圧入することが可能となる。したがって、突起部２６の突出量を大きくして、外輪１１からのシールケース２２の離脱防止機能（位置規制機能）を高めることも可能となる。

本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。例えば、切欠部２９は、４箇所に限らず、３箇所以下（１箇所も含む）又は５箇所以上形成することができる。突起部２６は、固定部２３の軸方向内端２３ｂに形成されているが、これよりも軸方向外側に形成することもできる。この場合、切欠部２９は、突起部２６の位置に応じて軸方向の長さを適宜変更すればよい。

本発明の第１実施形態に係る鉄道車両用の転がり軸受装置の構成を示す断面図である。 図１中、車軸の基端部側に位置する密封装置の要部を拡大して示す断面図である。 図２のＡ矢視図である。 鉄道車両に用いられる、従来の転がり軸受装置の一例を示す一部断面図である。

符号の説明

１ 転がり軸受装置
１１ 外輪
１１ｄ 肩部内周面
１２，１３ 内輪
１４，１５ 円錐ころ（転動体）
２０ 密封装置
２１ シール部材
２２ シールケース
２３ 固定部
２６ 突起部
２９ 切欠部

Claims (2)

1. 内輪と、肩部内周面に周方向に沿うシール溝が形成された外輪と、前記内外輪間に転動自在に配置された転動体と、前記内外輪間を密封する密封装置とを備え、
   前記密封装置が、前記外輪の肩部内周面に圧入固定される筒状の固定部と、この固定部の軸方向外側に形成されるとともに前記内外輪間を密封するシール部材を保持する保持部と、前記固定部から径方向外方に突出し、前記シール溝内に挿入される突起部と、を有するシールケースを備えている転がり軸受装置において、
   前記固定部に、当該固定部を径方向に貫通し、且つ、当該固定部の軸方向内端から前記突起部を超えて軸方向外方へ延びる切欠部が形成されていることを特徴とする転がり軸受装置。
2. 前記切欠部が、周方向等間隔に複数形成されている請求項１記載の転がり軸受装置。

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