JP2006214571A - 密封装置付き軸受 - Google Patents

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Abstract

【課題】シールリップ20,22間のグリースGがダストリップ22から外側に漏れてもグリースシールの効果が損なわれないようにする。
【解決手段】密封装置10が、外輪4の開口端部と嵌合したシールケース12と、シールケース12の内部に保持されたオイルシール18とからなり、シールケース12が段付き円筒形状で、大径円筒部12aにて外輪4の開口端部と嵌合し、小径円筒部12dにて回転部材28の外周面との間にラビリンスＡを形成し、オイルシール18が軸受内部側に位置するメインリップ20と軸受外部側に位置するダストリップ22を有し、ダストリップ22とシールケース12の小径円筒部12dとの間にラビリンスＡに連続する空間（第二のラビリンス）Ｂを形成してある。
【選択図】 図１

Description

この発明は密封装置付き軸受に関し、たとえば鉄道車両車軸用や各種産業機械用に使用することができる。
密封装置を備えた軸受として代表的なものに鉄道車両車軸用軸受がある。鉄道車両車軸用軸受は、図３に示すように、一対の内輪２と、複列外輪４と、複列の転動体（ここでは円すいころ）６と、各列の転動体６を円周方向で所定間隔に保持する保持器８とを主要な構成要素として成り立っている。一対の内輪２を挟んで、車軸３０の軸端側には油切り２６が、その反対側には後ろ蓋２８が位置し、車軸３０の端部にボルト３２で前蓋２４を締結することによって、軸受が車軸３０に固定される。
外輪４の両端部に密封装置１０が取り付けてあり、油切り２６と後ろ蓋２８に、密封装置１０のオイルシールが所定のしめしろをもって摺接する構造となっている。図４に示すように、オイルシール１８はシールリップとしてメインリップ２０およびダストリップ２２を有する。通常、シールリップ（２０，２２）間の環状空間には、シールリップ潤滑用として、また、シール密封性向上のため、グリースが塗り込まれ、いわゆるグリースシールの作用を発揮させるようにしてある。
特開２００３−３３６６５１号公報
シールリップ（２０，２２）間にグリースＧを塗ることによってグリースシールの効果を果たしている。しかしながら、メインリップ２０の外周にガータスプリングを装着してあるのに比べ、ダストリップ２２の方は緊迫力が弱いため、軸受運転中にダストリップ２２側からシールリップ（２０，２２）間のグリースＧが漏れ出してしまうことがある。その結果、グリースシールの効果が損なわれるばかりでなく、とくにシールケース１２の先端にセンサを取り付けたセンサ付きの場合、ダストリップ２２からグリースＧが外部に漏れ出すとセンサの検出能力低下が懸念される。
この発明の主要な目的は、シールリップ間のグリースが漏れ出してもグリースシールの効果が損なわれないようにすることである。
この発明の密封装置付き軸受は、回転部材に固定される軸受内輪と、静止部材に固定される軸受外輪と、軸受内輪の軌道と軸受外輪の軌道との間に転動自在に介在する転動体と、転動体を円周方向で所定間隔に保持する保持器と、軸受外輪の開口端部に装着した密封装置とからなり、前記密封装置が、前記軸受外輪の開口端部と嵌合したシールケースと、前記シールケースの内部に保持されたオイルシールとからなり、前記シールケースが段付き円筒形状で、大径円筒部にて軸受外輪の開口端部と嵌合し、小径円筒部にて前記回転部材の外周面との間にラビリンスを形成し、前記オイルシールが軸受内部側に位置するメインリップと軸受外部側に位置するダストリップを有し、前記ダストリップと前記シールケースの小径円筒部との間に前記ラビリンスに連続するラビリンスを形成したことを特徴とするものである。ここで、鉄道車両車軸用軸受に適用した場合、静止部材にはたとえば軸箱が該当し、回転部材にはたとえば車軸が該当する。
本発明によれば、ダストリップの外側に位置するラビリンス部を従来よりも長く確保することによって課題を解決したものである。すなわち、シールリップ間のグリースがダストリップから外部に流出した場合、従来はグリース漏れとして扱われていたが、この発明では、ダストリップとラビリンス部との間にもラビリンスを設けることによってラビリンスを実質的に延長したものである。したがって、ダストリップから流出したグリースはラビリンス内にとどまり、かつ、そのグリースがシールの役割を果たして密封性の向上が期待できる。
以下、図面に従って本発明の実施の形態を説明する。
図３に複列円すいころ軸受を用いた鉄道車両車軸用軸受の縦断面を示す。なお、図３に示す鉄道車両車軸用軸受は、従来の技術を示すものとして上で既に説明したが、密封装置の詳細を除き、鉄道車両車軸用軸受に適用した本発明の実施の形態にも共通する。この鉄道車両車軸用軸受は、軸方向に隣接した一対の内輪２と、複列外輪４と、複列の転動体（ここでは円すいころ）６と、保持器８を主要な構成要素として成り立っている。各内輪２は外周に軌道が形成してあり、回転部材としての車軸３０の端部に嵌合させてある。複列外輪４は内周に複列の軌道が形成してあり、静止部材としての軸箱（図示せず）に組み込まれる。内輪２の軌道と複列外輪４の軌道との間に転動体６が転動自在に介在させてある。保持器８は内・外輪２，４間に介在して各列の転動体６を円周方向で所定間隔に保持する。一対の内輪２を挟んで、車軸３０の軸端側には油切り２６が、その反対側には後ろ蓋２８が位置し、車軸３０の端部にボルト３２で前蓋２４を締結することによって、軸受が車軸３０に固定される。
外輪４の両端部に密封装置１０が取り付けてあり、油切り２６と後ろ蓋２８に、密封装置１０のオイルシールが所定のしめしろをもって摺接する構造となっている。この密封装置１０は、図１に示すように、シールケース１２と金属環１４と芯金１６とオイルシール１８とで構成されている。シールケース１２は金属製で、段付き円筒形状をしており、大径円筒部１２ａにて外輪４の開口端部内周面に圧入され、小径円筒部１２ｄにて後ろ蓋２８（または油切り２６）の外周面との間にラビリンスＡを形成する。金属環１４は断面逆Ｌ字形で円筒部と円板部からなり、円筒部にてシールケース１２の中径円筒部１２ｂと嵌合する。この金属環１４の内側に断面逆Ｌ字形の芯金１６がはめ込まれ、シールケース１２と金属環１４と芯金１６とが三層構造となっている。
オイルシール１８は耐熱性のあるゴム材料で作られ、芯金１６の半径方向に延びた円板部に一体的に焼き付けてある。オイルシール１８はシールリップすなわちメインリップ２０とダストリップ２２を有する。メインリップ２０部分の外周にはガータスプリング（符号なし）が装着してある。
一般に、鉄道車両車軸用軸受では軸受内部側がメインリップ２０となり、軸受外部側がダストリップ２２となる。メインリップ２０は、軸受内部の潤滑剤（グリース）が流出しないように、油切り２６や後ろ蓋２８などの外径寸法とリップ先端の内径寸法との差で表わされるメインリップ２０のはめあい力とガータスプリングの縮径力とで所定の緊迫力を確保している。一方、ダストリップ２２は、油切り２６や後ろ蓋２８などの外径寸法とリップ先端の内径寸法との差で表わされるダストリップ２２のはめあい力のみで所定の緊迫力を与え、外部からの異物や水分の侵入を防いでいる。通常、シールリップ（２０，２２）間の環状空間には、シールリップ潤滑用として、また、シール密封性向上のため、グリースが塗り込まれ、いわゆるグリースシールの作用を発揮させるようにしてある。なお、図１ではダストリップ２２が一重の例が示してあるが、二重の場合もある。
シールケース１２と油切り２６（図３参照）との間、および、シールケース１２と後蓋２８との間には、ラビリンスＡが形成されている。ラビリンスＡは、回転部と静止部との間に曲がった通路を作り、漏れを少なくするものと定義される（JIS B 0119）。
また、シールケース１２は段付きで、ここでは大径円筒部１２ａと中径円筒部１２ｂと小径円筒部１２ｄを有する三段円筒形状である。大径円筒部１２ａは外輪４の開口端部内周面に嵌合する取付部となる。小径円筒部１２ｄは油切り２６または後ろ蓋２８との間にラビリンスＡを形成する。中径円筒部１２ｂは既述のとおりオイルシール１８の芯金１６と嵌合するための部分である。中径円筒部１２ｂと小径円筒部１２ｄとの間の段差部分すなわち肩部１２ｃは、芯金１６を当ててオイルシール１８の軸方向の位置決めをする役割を果たす。
この実施の形態では、シールケース１２の形状を変更してダストリップ２２の外側に空間Ｂを設けてある。より具体的に述べるならば、シールケース１２の肩部１２ｃを円すい台形状に変更することによって、ラビリンスＡを形成している小径円筒部１２ｄをオイルシール１８から離間する方向に移動させる。さらに、シールケース１２の肩部１２ｃの内面と芯金１６およびオイルシール１８との間に当て金３４を介在させることにより、半径方向寸法がラビリンスＡとほぼ同等の空間Ｂすなわち第二のラビリンスを創出する。これにより、ラビリンスＡの軸方向長さを実質的に延長したことになる。その結果、シールリップ（２０，２２）間のグリースがダストリップ２２から漏れ出ても、そのグリースは空間Ｂ、あるいは精々ラビリンスＡ内にとどまり、外部に流出することはない。したがって、グリースシールの効果が損なわれず維持される。
上記の実施の形態はセンサ付きの場合にとりわけ有利である。図２に示す実施の形態の場合、シールケース１２の先端部にセンサ３６を取り付け、後ろ蓋２８に信号検出部３８が設けてある。密封装置１０のダストリップ２２からグリースが漏れ出て信号検出部３８に至ると検出能力の低下が懸念されるところ、この実施の形態では、上述のとおり、第二のラビリンスと言うべき空間Ｂを設けることによりラビリンスＡを延長して長く確保してあるため、万一グリースＧがダストリップ２２の外側に漏れても空間Ｂあるいは精々ラビリンスＡにとどまり、信号検出部３８にまで至るのを防止することができる。
この発明の実施の形態を示す鉄道車両車軸用軸受の縦断面図である。 センサ付きの実施の形態を示す鉄道車両車軸用軸受の縦断面図である。 従来の鉄道車両車軸用軸受の縦断面図である。 図３のIV部分の拡大図である。
符号の説明
２ 内輪
４ 外輪
６ 転動体
８ 保持器
１０ 密封装置
１２ シールケース
１２ａ 大径円筒部
１２ｂ 中径円筒部
１２ｃ 肩部
１２ｄ 小径円筒部
１４ 金属環
１６ 芯金
１８ オイルシール
２０ メインリップ
２２ ダストリップ
２４ 前蓋
２６ 油切り
２８ 後ろ蓋
３０ 主軸
３２ ボルト
３４ 当て金
３６ センサ
３８ 信号検出部
Ａ ラビリンス
Ｂ 空間（第二のラビリンス）

Claims (1)

  1. 回転部材に固定される軸受内輪と、静止部材に固定される軸受外輪と、軸受内輪の軌道と軸受外輪の軌道との間に転動自在に介在する転動体と、転動体を円周方向で所定間隔に保持する保持器と、軸受外輪の開口端部に装着した密封装置とからなり、
    前記密封装置が、前記軸受外輪の開口端部と嵌合したシールケースと、前記シールケースの内部に保持されたオイルシールとからなり、前記シールケースが段付き円筒形状で、大径円筒部にて軸受外輪の開口端部と嵌合し、小径円筒部にて前記回転部材の外周面との間にラビリンスを形成し、前記オイルシールが軸受内部側に位置するメインリップと軸受外部側に位置するダストリップを有し、前記ダストリップと前記シールケースの小径円筒部との間に前記ラビリンスに連続するラビリンスを形成したことを特徴とする密封装置付き軸受。
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