JP2012021613A - Sealed bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、密封軸受装置、特にグリース潤滑で使用される密封軸受装置に関する。 The present invention relates to a sealed bearing device, and more particularly to a sealed bearing device used in grease lubrication.
従来、鉄道車両車軸には、円すいころ軸受などを備えた密封軸受装置が用いられている。その一例として図6に示す密封軸受装置100では円すいころ軸受1が、2つの内輪2が背面同士を環状の間座15に当て付けた状態で嵌合されており、これら2つの内輪2にその外径側で対向する単体の外輪3がハウジング(図示しない)に嵌合されている。この場合、それぞれの内輪2の外周面には、間座15側から離間する方向に沿って拡径するように傾斜した内輪軌道面2sが形成されており、一方、外輪3の内周面には、各内輪2の内輪軌道面2sに対向して2つの外輪軌道面3sが形成されている。
Conventionally, a sealed bearing device having a tapered roller bearing or the like is used for a railway vehicle axle. As an example, in the sealed bearing
このような構成を成す2つの内輪2の両側には、それぞれ、内輪2のアキシャル方向の移動を規制する環状の油きり17、19(環状固定部材とも呼ぶ)が鉄道車両車軸13に嵌合されており、その一方側(図1中向って左側)の油きり17に対して押圧体21をアキシャル方向に当て付けてボルト23で締め付けることで、円すいころ軸受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、鉄道車両車軸13を回転させると、内外輪2、3が回転中心軸Q回りに相対回転する間(軸受回転中)に、当該内外輪 2、3の軌道面2s、3s間に保持器11と共に組み込まれた複数のころ5は、小鍔部7及び大鍔部9の各案内面7s、9sによって保持・案内されながら軌道面2s、3sに沿って転動する。
On both sides of the two
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2、3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24が設けられている。なお、内外輪 2、3の両側に設けられた密封機構24は、互いに同一の構成を成しているため、その軸方向一方側(図中向って右側)の密封機構24について、図を参照して説明する。以下、密封機構を備えた軸受を密封軸受装置と呼ぶ。
Further, in order to maintain a constant lubrication performance during rotation of the bearing, grease is sealed inside the bearing. In this case, in order to prevent leakage of grease to the outside of the bearing and to prevent foreign matter (for example, water, dust) from entering the inside of the bearing, the inside of the bearing is disposed on both sides of the inner and
図7に示すように、密封軸受装置100の密封機構24は、円筒状基部25eが外輪3の端部内周面3tに固定され、その先端部25tが油きり19に非接触状態に位置決めされた環状のシールケース25と、当該シールケース25と油きり19との間に介在されたシール部27とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 7, in the
かかる密封機構24において、シールケース25は、円筒状基部25eから軸受の径方向(回転中心軸Qに直交する方向)内側に屈曲しながら軸方向(回転中心軸Qに平行な方向)外側に延出し、先端部25tが油きり19との間でラビリンスシールを構成している。
In such a
また、シール部27は、シールケース25の内側面25s(油きり19に対向する側面)に固定され且つラジアル方向に延出した環状の固定スリンガ29と、固定スリンガ29の内側に固定され且つ油きり19方向に延出した環状の芯金31と、芯金31の延出端に取り付けられた環状の弾性体33とを備えている。弾性体33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弾性体33を油きり19に摺接させている。また、固定スリンガ29の延出端は、油きり19に対して非接触状態に位置決めされており、当該固定スリンガ29の延出端と油きり19との間には、ラビリンスシールが構成されている。
The
このような密封機構24によれば、軸受内部の密封性が高められ、軸受回転中における潤滑性能が一定に維持される。このとき、内外輪2、3間に保持器11と共に組み込まれた複数のころ5は、保持器11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11や軌道面2s、3sとの間の摩擦抵抗が低減されつつ軌道面2s、3sに沿って転動する。
According to such a
また、円すいころ軸受1に封入されたグリースは、軸受回転中(内外輪2、3の相対回転中)、回転に伴う遠心力とポンプ作用によって軸受内部からシールケース25側に排出された後、該シールケース25で覆われたシール空間部Sにおいて、固定スリンガ29の内側(軸受側)に付着する。
Further, the grease sealed in the tapered roller bearing 1 is discharged from the inside of the bearing to the
付着したグリースは、外部から強い振動が作用しない限り、再度軸受内部に戻ることはない。そのため、軸受の潤滑に使用されるグリースは封入されたグリースのごく一部のみであり、これらのグリースが消耗され軸受が寿命に至った場合においても、シール空間部Sに排出されたグリースは新品同様のまま固定スリンガ29の内側に付着して残る。したがって、軸受寿命の更なる延長のため、軸受回転中、シール空間部Sに排出されたグリースを再活用する必要がある。
The adhered grease does not return to the inside of the bearing again unless strong vibration is applied from the outside. For this reason, only a small portion of the grease is used for lubricating the bearing, and even when these greases are consumed and the bearing has reached the end of its life, the grease discharged into the seal space S is new. It remains attached to the inside of the
特許文献1の密封軸受装置200では、図8に示すように、内輪202と油きり219の間に環状スペーサ234が挟設され、該環状スペーサ234に設けられた折曲部234aとシールケース225の間にラビリンス隙間が形成される。これにより、環状スペーサ234が内輪202と共に回転し、軸受内部からラビリンス隙間を通り外部へ漏れ出ようとするグリースを軸受内部へと再循環させている。
In the sealed bearing
また、この密封軸受装置200では、内輪202の外側端面202aに軸方向外側に部分的に突出する凸部202bを設け、該凸部202bの外周面202cに環状スペーサ234の内径側端部を支持させる。また、油きり219に、外側端面202aとの対向面219aに凸部202bを収容する凹部219bを設け、内輪202と油きり219を互いに位置決めしている。
Further, in this sealed bearing
しかしながら、特許文献1に記載の密封軸受装置200では、上述したように組み付けのために内輪202及び油きり219に特別の加工を施すことが必要であり、生産コストが増大する可能性がある。また、加工した内輪202及び油きり219を環状スペーサ234を介して組み付ける必要があるため、組み立て作業が煩雑であり、組み付け精度を向上させることが困難であった。
However, in the sealed bearing
本発明は、かかる課題を鑑みてなされたものであり、生産コストの増大及び組み立て性の悪化を抑えつつ、グリースを攪拌し軸受内部にグリースを再供給可能な密封軸受装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and it is an object of the present invention to provide a sealed bearing device capable of stirring grease and re-supplying grease into the bearing while suppressing an increase in production cost and deterioration in assemblability. .
上記目的は以下の構成により達成される。
(1)回転輪と固定輪との間に転動自在に配設された転動体を備える軸受と、
前記回転輪の少なくとも軸方向一方側から前記回転輪の軸方向の移動を規制する環状固定部材と、
前記固定輪の前記少なくとも軸方向一方側に取り付けられるシールケースと、前記環状固定部材と前記シールケースとの間を密封するシール部と、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、
前記回転輪とともに回転してグリースを攪拌する攪拌部を有する回転スリンガが、前記回転輪と前記固定輪とが対向することで形成される軸受空間内で前記回転輪に固定されることを特徴とする密封軸受装置。
(2)前記回転スリンガは、円筒状固定部と、該円筒状固定部の前記少なくとも軸方向一方側の端部から外径側に延びる前記攪拌部と、を備え、
前記円筒状固定部が前記鍔部の外周面に嵌合することを特徴とする(1)に記載の密封軸受装置。
(3)前記シール部は、前記シールケース側に取り付けられる芯金と、該芯金に取り付けられ前記環状固定部材又は前記環状固定部材に対して固定した部分に摺接するシールリップを構成する弾性体と、前記シールケース側に取り付けられ前記シールリップより軸方向内側で前記環状固定部材又は前記環状固定部材に対して固定した部分とラビリンスシールを構成する固定スリンガと、を備えることを特徴とする(1)又は(2)に記載の密封軸受装置。
(4)前記攪拌部には、周方向に複数のスリットが設けられ、該複数のスリットが放射状に延びることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の密封軸受装置。
(5)前記攪拌部には、外周面が凹状に窪んだ凹溝が周方向に複数設けられたことを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の密封軸受装置。
The above object is achieved by the following configuration.
(1) a bearing including a rolling element that is rotatably disposed between a rotating wheel and a fixed wheel;
An annular fixing member for restricting movement of the rotating wheel in the axial direction from at least one axial side of the rotating wheel;
A sealing mechanism having a seal case attached to at least one axial direction of the fixed ring, and a seal portion that seals between the annular fixing member and the seal case;
A sealed bearing device used for grease lubrication by sealing the inside of the bearing,
A rotating slinger having a stirring unit that rotates together with the rotating wheel and stirs grease is fixed to the rotating wheel in a bearing space formed by the rotating wheel and the fixed wheel facing each other. Sealed bearing device.
(2) The rotating slinger includes a cylindrical fixing portion, and the stirring portion extending from the end on the at least one axial direction side of the cylindrical fixing portion to the outer diameter side,
The sealed bearing device according to (1), wherein the cylindrical fixing portion is fitted to an outer peripheral surface of the flange portion.
(3) The seal portion includes a metal core attached to the seal case side, and an elastic body that constitutes a seal lip that is attached to the metal core and slidably contacts the annular fixing member or a portion fixed to the annular fixing member. And a fixed slinger constituting a labyrinth seal and a portion fixed to the annular fixing member or the annular fixing member on the inner side in the axial direction from the seal lip. The sealed bearing device according to 1) or (2).
(4) The sealed bearing device according to any one of (1) to (3), wherein the stirring unit includes a plurality of slits in a circumferential direction, and the plurality of slits extend radially.
(5) The sealed bearing device according to any one of (1) to (3), wherein the agitating portion is provided with a plurality of concave grooves having a concave outer peripheral surface in the circumferential direction.
本発明の密封軸受装置によれば、回転輪とともに回転する攪拌部を有することによって、軸受回転に伴ってシール空間部に排出されたグリースを攪拌し、シールケース内側にグリースが堆積することを防ぐことができる。これによって、軸受内部にグリースを再供給することが可能となり、軸受寿命を延長することができる。また、従来の内輪及び環状固定部材の構造を大幅に変える必要がないため、生産コストを抑制することができる。さらに、内輪と環状固定部材の間に介在する部材がなく、回転スリンガは軸受空間内で回転輪に固定されるので、組み付け精度を向上させることができる。 According to the sealed bearing device of the present invention, by having the agitating portion that rotates together with the rotating wheel, the grease discharged to the seal space as the bearing rotates is agitated to prevent the grease from accumulating inside the seal case. be able to. As a result, grease can be resupplied into the bearing, and the bearing life can be extended. Moreover, since it is not necessary to change the structure of the conventional inner ring and the annular fixing member significantly, the production cost can be suppressed. Further, there is no member interposed between the inner ring and the annular fixing member, and the rotating slinger is fixed to the rotating ring in the bearing space, so that the assembling accuracy can be improved.
以下、本発明の密封軸受装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態の密封軸受装置は、図6及び図7に示された密封軸受装置の改良であり、同図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。 Hereinafter, embodiments of a sealed bearing device of the present invention will be described with reference to the drawings. The sealed bearing device of the present embodiment is an improvement of the sealed bearing device shown in FIGS. 6 and 7, and the same or equivalent parts in FIG. Or omitted.
図1は本発明の一実施形態に係る密封軸受装置100Aの部分断面図である。本実施形態の密封機構24Aは、シールケース25と、該シールケース25と環状固定部材19との間に介在されたシール部27とを備えて構成されている。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a sealed
シールケース25は、回転中心軸Qと同心状に軸方向に延び外輪3の端部内周面3tに嵌合した円筒状基部25eと、該円筒状基部25eの軸方向外側端部から軸受の内径側に延出した環状の第1ラジアル延出部25aと、該第1ラジアル延出部25aから折り返されて軸方向外側に延出した環状のアキシャル延出部25bと、該アキシャル延出部25bから折り返されて内径側に延出した環状の第2ラジアル延出部25cと、当該第2ラジアル延出部25cから折り返されて軸方向外側に延出した環状の先端部25tと、が連続して構成されている。
The
また、シール部27は、アキシャル延出部25bの内側面25s(環状固定部材19に対向する側面)に固定された外径側円筒部29aから内径側に遮断板部29bが延出して断面略L字形状をなす固定スリンガ29と、該固定スリンガ29の内周面に固定され且つ固定スリンガ29及びシールケース25の第2ラジアル延出部25cにより形成された空間内を環状固定部材19方向に延出した環状の芯金31と、芯金31の延出端に取り付けられた環状のゴム製の弾性体33と、を備えている。弾性体33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弾性体33の先端部を環状固定部材19の外周面に摺接させる。これにより、弾性体33の先端部はシールリップを構成している。また、固定スリンガ29の遮断板部29bの延出端は、シールリップより軸方向内側で環状固定部材19に対して非接触状態に位置決めされており、当該固定スリンガ29の遮断板部29bの延出端と環状固定部材19との間には、ラビリンスシール(狭いすきま)が形成されている。さらに、シールケース25の先端部25tと環状固定部材19との間にも、ラビリンスシールが形成されている。
In addition, the
これにより、軸受1の軸方向外側は、シールケース25とシール部27によって密封され、シール空間部Sが形成される。従って、軸受回転中、グリースがシール空間部Sに排出された場合であっても、グリースの軸受外部への漏洩防止が可能であると同時に、異物の軸受内部への侵入が防止される。
Thereby, the outer side in the axial direction of the
さらに、本実施形態の密封軸受装置100Aには密封機構24Aに加えて、内輪2に固定され、内輪2とともに回転する回転スリンガ35が設けられている。
Furthermore, in addition to the
回転スリンガ35は、図2に示すように、回転中心軸Qに沿って円筒状に延びる円筒状固定部35aと、円筒状固定部35aの軸方向外側端部から外径側に略垂直に延出した環状の攪拌部35bと、を備えて構成される。
As shown in FIG. 2, the
図1に戻って、内輪大鍔部9の外周面9tには、外輪3の端部内周面3tと対向して軸受空間Tを形成する位置に、環状凹部9bが凹設される。
Returning to FIG. 1, an
そして、外周面9tに形成された環状凹部9bに、回転スリンガ35の円筒状固定部35aが嵌合することで、回転スリンガ35が内輪大鍔部9に固定される。即ち、回転スリンガ35と内輪2との固定は、内輪大鍔部9の外周面と外輪3の端部内周面3tとが対向して形成される軸受空間T内でなされる。この状態で円筒状固定部35aは、軸方向外側端部が内輪大鍔部9の端面9aよりも軸方向外側に延出し、攪拌部35bが該軸方向外側端部から固定スリンガ29の遮断板部29bに対し略平行に延出する。また、攪拌部35bの先端部は、シールケース25のアキシャル延出部25bの内側面25sと対向し、且つ、非接触状態に位置決めされている。
Then, the
これによって、軸受回転中、攪拌部35bが内輪2と共に回転することより、グリースがシール空間部Sに排出された場合でも、シール空間部Sに排出されたグリースを攪拌することで固定スリンガ29の内側に付着することが抑制される。また、攪拌部35bがシール空間部Sに排出されたグリースを攪拌することにより軸受内部にグリースを再供給することができ、軸受寿命を延長することが可能である。
As a result, the agitating
また、環状凹部9bは内輪大鍔部9に切削加工を施す等によって比較的容易に形成することが可能であり、内輪2及び環状固定部材19の両方に組み付けのための特別な加工を施す場合に比べて、生産コストを抑制することができる。また、回転スリンガ35は円筒状固定部35aを内輪大鍔部9bの環状凹部9bに嵌合させるだけで内輪2に固定されるので、組み付け性がよい。さらに、内輪2と環状固定部材19の間に介在する部材がなく内輪2と環状固定部材19とは面接触させるだけでよいので、組み立て性の悪化を防いで組み付け精度を向上させることができる。
Further, the
以上、本発明の実施形態につき具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく、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、攪拌部35bは円筒状固定部35aの軸方向外側端部から外径側に固定スリンガ29の遮断板部29bに対し略平行に延出するように構成したが、回転スリンガ9が軸受空間T内で回転輪2に固定される限り、これに限定されるものではない。
The embodiment of the present invention has been specifically described above, but the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
For example, the stirring
また、攪拌部35bの外径側への延出長さは任意に設定することができる。例えば、シールケース25のアキシャル延出部25bの内側面25sとの間でラビリンスを形成するように近接配置してもよく、図3に示すように、シールケース25のアキシャル延出部25bの内側面25sとの径方向隙間よりも固定スリンガ29の遮断板部29bとの軸方向隙間が小さくなるように攪拌部35bの延出長さを短かくしてもよい。これにより、軸受内部に再供給されるグリースの量を制限し、軸受内部におけるグリース過多による軸受トルクの増大を防止することができる。
Moreover, the extension length to the outer-diameter side of the
また、図4(a)に示すように、攪拌部35bに周方向に所定の間隔で放射状に延びるスリット60を設けてもよく、図4(b)に示すように、周方向に所定の間隔で外周面が凹状に窪んだ凹溝61を設けてもよい。これによっても、軸受内部に再供給されるグリースの量を調整することができ、軸受内部におけるグリース過多による軸受トルクの増大を防止することができる。
Moreover, as shown to Fig.4 (a), you may provide the
また、図5に示すように、回転スリンガ35に、攪拌部35bの先端部から軸方向内側に折り返し部35cを設けてもよい。折り返し部35cの外周面35sと内側面25sとの間にラビリンス隙間を形成することで、グリースが固定スリンガ29の内側に付着することをより効果的に抑制することができる。さらに、該折り返し部35cに、周方向に所定の間隔でスリット(不図示)や凹溝(不図示)を設けてもよい。
In addition, as shown in FIG. 5, the
さらに、本実施形態の密封型軸受装置100A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。また、本実施形態の密封型軸受装置100Aは、軸受として円すいころ軸受を例示したが、これに限定されず円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受にも適用可能である。さらに、弾性体33は、環状固定部材19の外周面に直接接触せず、環状固定部材19の外周面に固定された他の部材に接触するようにしてもよい。
Furthermore, the sealed
1 円すいころ軸受
2 内輪(回転輪)
2s 内輪軌道面
9 内輪大鍔部
9t 外周面
9b 環状凹部
3 外輪(固定輪)
3s 外輪軌道面
3t 端部内周面
5 ころ
11 保持器
17、19 油きり(環状固定部材)
24A 密封機構
25 シールケース
27 シール部
29 固定スリンガ
31 芯金
33 弾性体
35 回転スリンガ
35a 円筒状固定部
35b 攪拌部
100A 密封軸受装置
S シール空間部
Q 回転中心軸
T 軸受空間
1
2s Inner
3s Outer
Claims (5)
前記回転輪の少なくとも軸方向一方側から前記回転輪の軸方向の移動を規制する環状固定部材と、
前記固定輪の前記少なくとも軸方向一方側に取り付けられるシールケースと、前記環状固定部材と前記シールケースとの間を密封するシール部と、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、
前記回転輪とともに回転してグリースを攪拌する攪拌部を有する回転スリンガが、前記回転輪と前記固定輪とが対向することで形成される軸受空間内で前記回転輪に固定されることを特徴とする密封軸受装置。 A bearing including a rolling element that is rotatably arranged between the rotating wheel and the fixed wheel;
An annular fixing member for restricting movement of the rotating wheel in the axial direction from at least one axial side of the rotating wheel;
A sealing mechanism having a seal case attached to at least one axial direction of the fixed ring, and a seal portion that seals between the annular fixing member and the seal case;
A sealed bearing device used for grease lubrication by sealing the inside of the bearing,
A rotating slinger having a stirring unit that rotates together with the rotating wheel and stirs grease is fixed to the rotating wheel in a bearing space formed by the rotating wheel and the fixed wheel facing each other. Sealed bearing device.
前記円筒状固定部が前記鍔部の外周面に嵌合することを特徴とする請求項1に記載の密封軸受装置。 The rotating slinger includes a cylindrical fixing portion, and the stirring portion that extends from the end on the at least one axial direction side of the cylindrical fixing portion to the outer diameter side,
The sealed bearing device according to claim 1, wherein the cylindrical fixing portion is fitted to an outer peripheral surface of the flange portion.
The sealed bearing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the agitating portion is provided with a plurality of concave grooves having a concave outer peripheral surface in the circumferential direction.
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