JP5420352B2 - Rolling bearing device - Google Patents
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Description
本発明は、転がり軸受装置に関し、特に外輪回転型の転がり軸受装置に関する。 The present invention relates to a rolling bearing device, and more particularly to an outer ring rotating type rolling bearing device.
従来、転がり軸受装置においては、軸受内部に封入したグリースなどの潤滑剤が漏れ出すのを防止し、また、外部から水や異物が進入するのを防止するため、接触式または非接触式のシール機構が設けられている。例えば、接触式のシール機構として、外輪の両端開口部にシールケースを取り付け、そのシールケースの内側にシール部材を装着して、そのシールリップを油切りや後蓋などに弾性的に接触させたものが知られている。 Conventionally, in a rolling bearing device, a contact type or non-contact type seal is used to prevent a lubricant such as grease enclosed in the bearing from leaking and to prevent water and foreign matter from entering from the outside. A mechanism is provided. For example, as a contact-type seal mechanism, a seal case is attached to the opening on both ends of the outer ring, a seal member is attached to the inside of the seal case, and the seal lip is elastically brought into contact with an oil drain or a rear lid. Things are known.
ところで、この種のシール機構は、外輪回転下で使用される転がり軸受装置、特に円すいころ軸受を備えた軸受装置にあっては所期の機能を十分に発揮できないとの問題を有する。すなわち、外輪回転下では、外輪回転に伴う遠心力で例えば軸受内部に充填された潤滑剤が軸受両端側に流動し易く、内輪回転の場合と比べて軸受内部の潤滑剤不足を招き易い。また、大量に流れ出た潤滑剤がシールリップと油切り等との摺接部に向けて押し寄せることで、潤滑剤が漏れ出す事態が懸念される。加えて、この種のシール機構は、通常、回転駆動する外輪に固定されるため、シールリップに遠心力が発生して内径側への押付け力が弱まる点もシール性を低下させる一因となっている。 By the way, this type of seal mechanism has a problem that a rolling bearing device used under rotation of the outer ring, particularly a bearing device provided with a tapered roller bearing, cannot sufficiently perform its intended function. That is, under the outer ring rotation, for example, the lubricant filled in the bearing easily flows to both ends of the bearing due to the centrifugal force accompanying the outer ring rotation, and the lubricant in the bearing is likely to be insufficient compared to the case of the inner ring rotation. Further, there is a concern that the lubricant may leak out due to the lubricant that has flowed out in a large amount pushed toward the sliding contact portion between the seal lip and the oil drainer. In addition, since this type of sealing mechanism is normally fixed to the outer ring that is rotationally driven, the point that centrifugal force is generated in the sealing lip and the pressing force on the inner diameter side is weakened also contributes to a decrease in sealing performance. ing.
上記不具合を改善するための対策として、例えば下記特許文献1には、外輪回転型の複列円すいころ軸受において、軸方向に隣接する円すいころ小径側端面の間にグリース保持リングを配設したものが開示されている。このように軸受中央にグリース保持部分を設けることにより、外輪回転に伴い生じる遠心力で当該保持部分から軌道面に向けて徐々にグリースが供給されるようにし、軌道面におけるグリース不足の解消を図っている。
As a measure for improving the above-mentioned problem, for example, in
しかし、上記特許文献1に開示の円すいころ軸受は、軸受外部側へ流れ出すグリース(潤滑剤)の量を抑えて軌道面上におけるグリース不足の解消を狙ったものであり、グリースの漏れ防止を目的としたものではない。また、上記の円すいころ軸受では、外径側へ流れ出すグリースの勢いこそ弱まるものの、結果的にシールされた空間の外径側に大量のグリースが流れ込むことには変わりない。そのため、密封性に優れた接触シールを用いた場合であっても、上記空間で保持し切れないグリースが一時にシールリップの摺接部に押し寄せてグリースの漏れを生じるおそれは依然として残る。
However, the tapered roller bearing disclosed in
以上の事情に鑑み、本明細書では、外輪回転型の転がり軸受装置において、軸受内部に充填される潤滑剤がシール外へ漏れ出すのを防止することを本発明により解決すべき技術的課題とする。 In view of the above circumstances, in the present specification, in the outer ring rotating type rolling bearing device, the technical problem to be solved by the present invention is to prevent the lubricant filled in the bearing from leaking out of the seal. To do.
前記課題の解決は本発明の第1の側面に係る転がり軸受装置により達成される。すなわち、この軸受装置は、外輪を含む回転側部材、内輪を含む固定側部材、および内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に配置された複数の転動体を有する転がり軸受と、回転側部材に取付けられ、固定側部材と摺接して外輪の内周面と内輪の外周面との間の空間をシールするシールリップとを備えた転がり軸受装置において、シールリップでシールされる空間内に非接触シールをさらに設け、この非接触シールのシールすき間を、シールリップと固定側部材との摺接部よりも外径側に配置し、かつ回転側部材にすき間形成部材を取付け、このすき間形成部材と内輪に設けた鍔部の端面との間に前記シールすき間を形成した点をもって特徴付けられる。
また、前記課題の解決は本発明の第2の側面に係る転がり軸受装置によっても達成される。すなわち、この軸受装置は、外輪を含む回転側部材、内輪を含む固定側部材、および内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に配置された複数の転動体を有する転がり軸受と、回転側部材に取付けられ、固定側部材と摺接して外輪の内周面と内輪の外周面との間の空間をシールするシールリップとを備えた転がり軸受装置において、シールリップでシールされる空間内に非接触シールをさらに設け、この非接触シールのシールすき間を、シールリップと固定側部材との摺接部よりも外径側に配置し、回転側部材および固定側部材に円筒状のすき間形成部材をそれぞれ取付け、双方のすき間形成部材の円筒面間に前記シールすき間を形成した点をもって特徴付けられる。
The solution to the above problem is achieved by the rolling bearing device according to the first aspect of the present invention. That is, the bearing device includes a rotary side member including an outer ring, a fixed side member including an inner ring, a rolling bearing having a plurality of rolling elements disposed between a raceway surface of the inner ring and a raceway surface of the outer ring, and a rotary side In a rolling bearing device provided with a seal lip that is attached to a member and slidably contacts with a fixed side member and seals a space between an inner peripheral surface of the outer ring and an outer peripheral surface of the inner ring, in the space sealed by the seal lip A non-contact seal is further provided, the seal gap of the non-contact seal is arranged on the outer diameter side from the sliding contact portion between the seal lip and the fixed side member, and a gap forming member is attached to the rotation side member, and this gap is formed. It is characterized by the fact that the seal gap is formed between the member and the end face of the collar provided on the inner ring .
Moreover, the solution of the above-mentioned problem is also achieved by the rolling bearing device according to the second aspect of the present invention. That is, the bearing device includes a rotary side member including an outer ring, a fixed side member including an inner ring, a rolling bearing having a plurality of rolling elements disposed between a raceway surface of the inner ring and a raceway surface of the outer ring, and a rotary side In a rolling bearing device provided with a seal lip that is attached to a member and slidably contacts with a fixed side member and seals a space between an inner peripheral surface of the outer ring and an outer peripheral surface of the inner ring, in the space sealed by the seal lip A non-contact seal is further provided, and the seal gap of the non-contact seal is disposed on the outer diameter side of the sliding contact portion between the seal lip and the fixed side member, and the cylindrical gap forming member is formed on the rotating side member and the fixed side member. And the seal gap is formed between the cylindrical surfaces of both gap forming members.
この構成によれば、軸受側から見て、シールリップにより構成される接触シールのさらに手前に非接触シールが配置されることになるので、接触シール単独で使用する場合と比べて、潤滑剤の漏れ出しを防ぐ確率が高まる。また、非接触シールのシールすき間を、シールリップと固定側部材との摺接部よりも外径側に形成することで、潤滑剤が遠心力の影響をより大きく受けてシールすき間へ流れ込み難くなる。そのため、潤滑剤が一時に接触シールの摺接部に向けて押し寄せる事態を回避することができる。 According to this configuration, since the non-contact seal is disposed further in front of the contact seal constituted by the seal lip when viewed from the bearing side, the lubricant can be used as compared with the case where the contact seal is used alone. Probability of preventing leakage increases. Further, by forming the seal gap of the non-contact seal on the outer diameter side from the sliding contact portion between the seal lip and the fixed side member, the lubricant is more influenced by centrifugal force and hardly flows into the seal gap. . Therefore, it is possible to avoid a situation where the lubricant is pushed toward the sliding contact portion of the contact seal at a time.
この場合、シールすき間の外径側に潤滑剤溜りを設けるようにしてもよい。このようにすれば、潤滑剤溜りに溜まった潤滑剤が遠心力の影響を強く受けてシールすき間に入り込み難くなる。また、接触シールによりシールされた空間のうち外径側の空間は、油切り等の固定側部材に面する内径側の空間に比べて、その半径方向寸法が同じとした場合には相対的に空間容積が大きくなる。そのため、上記の位置に潤滑剤溜りを設けることで、例えばシールすき間の軸方向内側(転動体に近い側)に潤滑剤溜りを設ける場合と比べて多くの潤滑剤を保持することができる。 In this case, a lubricant reservoir may be provided on the outer diameter side of the seal gap. In this way, the lubricant accumulated in the lubricant reservoir is strongly influenced by the centrifugal force and is difficult to enter the seal gap. In addition, the space on the outer diameter side of the space sealed by the contact seal is relatively smaller when the radial dimension is the same as that on the inner diameter side facing the fixed side member such as oil drainer. The space volume increases. Therefore, by providing a lubricant reservoir at the above position, a larger amount of lubricant can be retained than when a lubricant reservoir is provided, for example, on the axially inner side (side closer to the rolling element) of the seal gap.
シールすき間は、回転側部材と固定側部材の一方に取付けたすき間形成部材で形成されていてもよい。すき間形成部材を回転側部材に取付け、このすき間形成部材と固定側部材との間にシールすき間を形成した場合には、すき間形成部材が外輪等の回転側部材と一体に回転することになるので、非接触シールを構成する板状部材の外周面に到達し、あるいは付着した潤滑剤が板状部材の回転に伴う遠心力で外径側に飛ばされる。そのため、潤滑剤を非接触シールのシールすき間に近寄せ難くして、潤滑剤の摺接部への侵入をより確実に防ぐことができる。 The seal gap may be formed by a gap forming member attached to one of the rotating side member and the fixed side member. When the gap forming member is attached to the rotation side member and a seal gap is formed between the gap forming member and the fixed side member, the gap forming member rotates integrally with the rotation side member such as the outer ring. Then, the lubricant that reaches the outer peripheral surface of the plate-like member constituting the non-contact seal or is adhered is blown to the outer diameter side by the centrifugal force accompanying the rotation of the plate-like member. Therefore, the lubricant can be made difficult to approach the seal gap of the non-contact seal, and the lubricant can be more reliably prevented from entering the sliding contact portion.
また、回転側部材に円筒状のすき間形成部材を取付け、このすき間形成部材の外径側に潤滑剤溜りを設けると共に、すき間形成部材の内径側にシールリップを配置するようにしてもよい。このようにすることで、潤滑剤溜りと接触シール機構とが半径方向に並んで配置されることになるので、転がり軸受装置の軸方向寸法を拡張することなく潤滑剤の保持容積を確保できる。あるいは、軸方向寸法を縮小して、軸受装置全体の小型化を図ることができる。なお、円筒状の板状部材とすれば、遠心力による潤滑剤の吹き飛ばし効果が、外周面の全面にわたって均等に作用するので、板状部材の外周面の一部(例えば比較的内径側の部分)に潤滑剤が溜まるようなこともない。 Further, a cylindrical gap forming member may be attached to the rotation side member, a lubricant reservoir may be provided on the outer diameter side of the gap forming member, and a seal lip may be disposed on the inner diameter side of the gap forming member. By doing so, since the lubricant reservoir and the contact seal mechanism are arranged side by side in the radial direction, it is possible to secure a lubricant retention volume without expanding the axial dimension of the rolling bearing device. Alternatively, it is possible to reduce the size of the bearing device by reducing the axial dimension. If a cylindrical plate-shaped member is used, the effect of blowing off the lubricant by centrifugal force acts evenly over the entire outer peripheral surface, so a part of the outer peripheral surface of the plate-shaped member (for example, a portion on the relatively inner diameter side) ) Does not accumulate lubricant.
あるいは、回転側部材および固定側部材に円筒状のすき間形成部材をそれぞれ取付け、双方のすき間形成部材の円筒面間にシールすき間を形成してもよい。この構成によれば、板状部材と固定側部材(円当面)との間に形成されるシールすき間が軸方向に延長される。そのため、潤滑剤がシールすき間を通過し難くして、摺接部からの潤滑剤の漏れ出しをより一層確実に防止することができる。 Alternatively, a cylindrical gap forming member may be attached to the rotating side member and the fixed side member, respectively, and a seal gap may be formed between the cylindrical surfaces of both the gap forming members. According to this configuration, the seal gap formed between the plate-like member and the fixed side member (circle contact surface) is extended in the axial direction. Therefore, it is difficult for the lubricant to pass through the seal gap, and leakage of the lubricant from the sliding contact portion can be more reliably prevented.
さらには、回転側部材にすき間形成部材を取付け、すき間形成部材のシールすき間に近接する一端部に、内径側または外径側に突出するフランジ部を設けたものであってもよい。例えば内径側に突出するフランジ部を板状部材の一端部、例えばシールすき間に近接する側の一端部に設けることで、フランジ部がシールすき間と摺接部との間に配置されることになる。そのため、このフランジ部を潤滑剤の流れを止めるための壁として機能させることができ、あるいは、フランジ部と固定側部材との間にさらなるシールすき間を形成することができる。また、外径側に突出するフランジ部を設けた場合、このフランジ部が一種の堰として機能する。そのため、非接触シール(板状部材)を回転側部材に固定した場合には、板状部材のシールすき間側の一端部と固定側部材との間のシールすき間に潤滑剤が流れ込むのをフランジ部により防いで、非常に高い密封効果を得ることができる。 Furthermore, a gap forming member may be attached to the rotation side member, and a flange portion protruding toward the inner diameter side or the outer diameter side may be provided at one end portion close to the seal gap of the gap forming member. For example, by providing a flange portion protruding toward the inner diameter side at one end portion of the plate-like member, for example, one end portion on the side close to the seal gap, the flange portion is arranged between the seal gap and the sliding contact portion. . Therefore, this flange portion can function as a wall for stopping the flow of the lubricant, or a further seal gap can be formed between the flange portion and the fixed side member. Moreover, when the flange part which protrudes to an outer-diameter side is provided, this flange part functions as a kind of dam. Therefore, when the non-contact seal (plate member) is fixed to the rotation side member, the flange portion causes the lubricant to flow into the seal gap between the one end portion on the seal gap side of the plate member and the fixed side member. Therefore, a very high sealing effect can be obtained.
また、内輪に鍔部を設け、鍔部の外周面よりも内径側にシールすき間を形成してもよい。このように鍔部とシールすき間との位置関係を定めることで、シールすき間よりも外径側の空間、言い換えると潤滑剤の保持容積を大きく取ることができる。 Moreover, a collar part may be provided in an inner ring | wheel and a seal gap may be formed in an inner diameter side rather than the outer peripheral surface of a collar part. By determining the positional relationship between the flange and the seal gap in this way, it is possible to increase the space on the outer diameter side of the seal gap, in other words, the lubricant holding volume.
また、接触シールと非接触シールをそれぞれ構成するシールリップとすき間形成部材を共にシールケースに取付け、このシールケースを外輪に嵌合固定するようにしてもよい。すき間形成部材は回転側部材と固定側部材の何れにも取付けることができるが、例えば回転側部材に取付けるのであれば、このすき間形成部材を接触シールを構成するシールリップと共にシールケースに固定し、これを例えば外輪に嵌合固定することで、接触シールと非接触シールとを一体化した状態のシール装置を転がり軸受に組み込むことができる。 Further, both the seal lip and the gap forming member constituting the contact seal and the non-contact seal may be attached to the seal case, and the seal case may be fitted and fixed to the outer ring. The gap forming member can be attached to either the rotating side member or the fixed side member.For example, if the gap forming member is attached to the rotating side member, the gap forming member is fixed to the seal case together with the seal lip constituting the contact seal, By fitting and fixing this to, for example, the outer ring, a seal device in which the contact seal and the non-contact seal are integrated can be incorporated into the rolling bearing.
以上の説明に係る転がり軸受は、軸受内部に供給された潤滑剤のシール外への漏れ出しを防止でき、また、軌道面上に潤滑剤を安定して供給できることから、特に潤滑剤が遠心力の影響を受け易い円すいころ軸受として好適に使用できる。 The rolling bearing according to the above description can prevent the lubricant supplied inside the bearing from leaking out of the seal and can stably supply the lubricant on the raceway surface. It can be suitably used as a tapered roller bearing that is easily affected by the above.
上記のように、本発明によれば、外輪回転型の転がり軸受において、軸受内部に充填される潤滑剤がシール外へ漏れ出すのを防止することができる。 As described above, according to the present invention, in the outer ring rotating type rolling bearing, it is possible to prevent the lubricant filled in the bearing from leaking out of the seal.
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施形態に係る転がり軸受装置1の要部断面図を示す。この転がり軸受装置1は例えば鉄道車両の車軸を回転支持するために使用されるものであって、いわゆる外輪回転型の円すいころ軸受10と、円すいころ軸受10の軸方向両端に配設され軸受内部空間をシールするためのシール装置20,20と、円すいころ軸受10の内輪11における軸方向の位置決めを行うための前蓋30、および後蓋40とを主に備える。このうち、円すいころ軸受10は、軸2の外周に配設される内輪11と、外輪12と、内輪11の外周に設けられた円すい状の軌道面11aと、外輪12の外周に設けられた同じく円すい状の軌道面12aと、双方の軌道面11a,12a間に転動自在に配設された複数の円すいころ13と、複数の円すいころ13を円周方向に所定の間隔を隔てて保持する保持器14とを備える。この実施形態では、一対の内輪11,11が互いに軸方向に当接した状態で共に軸2の外周に配設されている。一対の内輪11,11間には間座15が配設されている。外輪12は内周に2列の軌道面12a,12aを有する複列外輪である。そして、軸端側の内輪11と前蓋30との間、および、後蓋40と軸基端側の内輪11との間に油切り31,41がそれぞれ配設されており、ボルトで前蓋30を締付けることで、油切り31,41および間座15を介して前蓋30と後蓋40との間に配設された一対の内輪11,11が位置決め固定されるようになっている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a rolling
また、内輪11の軌道面11aの小径側には、半径方向外側に突出する小鍔部11bが形成されると共に、軌道面11aの大径側に、同じく半径方向外側に突出する大鍔部11cが形成されている。ここで、円すいころ13と、内輪11の軌道面11aおよび外輪12の軌道面12aの各円すい角頂点は、図示は省略するが、転がり軸受装置1の中心線上の一点で一致し、円すいころ13が各軌道面11a,12aに沿って転動できるようになっている。また、円すいころ軸受10の内部空間には潤滑剤としてグリースが充填されており、例えば円すいころ13と内輪11の軌道面11aとの間や、円すいころ13と外輪12の軌道面12aとの間などにグリースが行き届くようになっている。以下、軸基端側のシール装置20を例にとりその構成および作用を詳述する。
Further, a
図2は、転がり軸受の軸方向一端(ここでは円すいころ軸受10の軸基端側)に配設されたシール装置20の断面図を示している。このシール装置20は、シールケース21と、シールケース21の内径端に一体に設けられ固定側部材との間に接触シールを構成するシールリップ22と、シールリップ22の外径側に配設され、シールリップ22を内径側に向けて弾性的に附勢する弾性リング23と、固定側部材との間にシールすき間24を形成するすき間形成部材25とを有する。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the sealing
シールケース21は例えば鋼板のプレス成形により得られるもので、ここでは、外輪12の大径側端部12bの内周に嵌合固定される第1外筒部21aと、第1外筒部21aと段差を介してつながる第1外筒部21aよりも小径の第2外筒部21bと、第2外筒部21bの軸方向端部から内径側に突出するフランジ部21cとからなる。そして、シールケース21の内径端となるフランジ部21cの内径端部(図2では少し軸受側に傾斜している)に弾性体としてのシールリップ22が一体に形成されている。シールリップ22は、その外径側に配置した弾性リング23による附勢力を受けて、このシールリップ22と半径方向に対向する後蓋40側の油切り41の内周面との間に摺接部を形成するようになっている。これにより、グリースが充填される転がり軸受の内部空間がシールされ、また、外部からの異物の侵入を防ぐようにもなっている。なお、この実施形態では、油切り41はその軸方向端面41aを内輪11の大径側端面11dに当接させた状態で軸2(図1を参照)に固定されている。
The
このようにして、シールリップ22(と油切り41との間に形成される接触シール)で転がり軸受の内部空間がシールされると共に、このシールされた内部空間のうち、シールリップ22と転がり軸受の内部空間との間には、内輪11との間にシールすき間24を形成するすき間形成部材25がさらに設けられている。この場合、シールすき間24は、シールリップ22と油切り41との摺接部よりも外径側に形成されている。この実施形態では、すき間形成部材25は、軸方向に伸びてシールケース21内の空間(詳しくは油切り41と、この油切り41と半径方向に対向するシールケース21の内面との間の空間)を半径方向に区画する円筒状のすき間形成部25aと、すき間形成部25aの軸方向端部から外径側に突出するフランジ部25bと、フランジ部25bの外径端からすき間形成部25aと同方向に伸びる同じく円筒状の嵌合部25cとで構成されている。そして、フランジ部25bの外側端面をシールケース21のフランジ部21cに当接させた状態で、最も外径側に位置する嵌合部25cをシールケース21の第2外筒部21bの内周に嵌合等で固定することで、すき間形成部材25が外輪12を含む回転側部材に固定される。この場合、すき間形成部25aは軸方向軸受側に伸びて、その先端の軸方向端面と内輪11の大径側端面11dとの間にシールすき間24を形成する。
In this way, the internal space of the rolling bearing is sealed by the seal lip 22 (contact seal formed between the oil drain 41), and the
上記構成の転がり軸受装置1において、外輪12の回転時、この回転に伴う遠心力の影響を受けて軸受内部に充填されたグリースが軸受大径側へ流動を開始する。この図示例でいえば、図2中破線矢印に示すように、円すいころ13の大径側から主としてグリースが軸受の外側(円すいころ13の大径側端面よりも外側)へ流れ出る。そして、流れ出たグリースの一部はシールケース21の外筒部21a,21bの内側に保持されると共に、他の部分はシールケース21の内周面、および、シールケース21の内周に固定された環状のすき間形成部材25の内面を伝って軸方向外側からさらに内径側へと流動する。この際、図2に示すように、シールリップ22の手前(軸受内部側)にさらにシールすき間24が配置されていることで、シールリップ22を単独で使用する場合と比べて、グリースの漏れ出しが高確率で防止される。また、すき間形成部材25のシールすき間24を、シールリップ22と油切り41との摺接部よりも外径側に形成することによっても、大量のグリースが一時に摺接部に向けて押し寄せる事態を回避することができる。
In the rolling
この実施形態では、シールリップ22よりも外径側に、すき間形成部材25を構成するすき間形成部25aが当該外径側空間を軸方向に横切る形で配設されているので、シールケース21内の外径側空間から内径側へと向かうグリースを遮断して、すき間形成部25aを境としたシールケース21の内径側空間へのグリースの侵入が抑制される。
In this embodiment, the
また、この実施形態では、すき間形成部材25を回転側部材に取付けているので、すき間形成部材25が外輪12と一体に回転し、すき間形成部材25のすき間形成部25aの外周面に到達しあるいは付着したグリースがすき間形成部材25の回転に伴う遠心力で外径側に飛ばされる。そのため、グリースがすき間形成部25aと内輪11の大径側端面11dとのシールすき間24を介してシールケース21の内径側空間へ侵入するのを確実に防止することができる。
Further, in this embodiment, since the
加えて、この実施形態では、すき間形成部材25と固定側部材とのシールすき間24が、内輪11の大径側端面11dとの間に形成されているので、例えば上述のように、シールケース21やすき間形成部材25の内面を伝って内径側へと流れ込もうとするグリースを確実に遮断でき、シール効果をさらに高めることができる。また、他所に比べて変形し易いシールリップ22の外径側にグリースが充満することで、シールリップ22が内側に押圧されて油切り41と摺接する部分が浮き上がるおそれもないので、密封効果を一層高めることができる。また、すき間形成部25aは平滑な外周面(円筒面)を有しているので、上述のように軸受外側から軸受側に向けてグリースがすき間形成部25aの外周面を滞りなく流動する。また、すき間形成部25aの外径も内輪11の大鍔部11cの外径とほぼ同一に形成されていることから、スムーズに内輪11側にグリースを戻すことができる。これにより、軌道面11a,12a等におけるグリース不足を解消して良好な摺動状態を長期にわたって実現することができる。
In addition, in this embodiment, the
もちろん、すき間形成部材25のシールすき間24をより内径側に配置することで、具体的には、すき間形成部25aの外径を内輪大鍔部11cの外径よりも小さくすることで、シール装置20(あるいはシールケース21)内に保持できるグリースの容積を増大させることも有効である。また、この際、シールケース21の内部空間のうち、すき間形成部材25(すき間形成部25a)によって区画されたシールケース21の外径側空間の容積が、転がり軸受内部の動空間容積と同じ、もしくはそれ以上となるように、シールケース21の寸法ないしすき間形成部材25の配設位置を設定することも有効である。シールリップ22によりシールされた転がり軸受内部の動空間に供給したグリースの全てをシールケース21内のグリース溜りで保持できるため、シールケース21内に保持しきれないグリースが押し出されてシール外に漏れ出す事態を確実に回避できる。なお、ここでいう「動空間体積」とは、軸受回転時に転動体(円すいころ13)および保持器14が通過する軌跡の体積から、円すいころ13および保持器14の体積を差し引いた容積(言い換えると、保持器14周辺にグリースを充填可能な空間容積)を意味するものとする。
Of course, by arranging the
以上、本発明の第1実施形態を説明したが、本発明の範囲は当該実施形態に限定して解釈されるべきものではなく、シールリップ22でシールされた空間内にすき間形成部材25がさらに配設され、かつ、このすき間形成部材25と固定側部材との間に形成されるシールすき間24が、シールリップ22と固定側部材との摺接部よりも外径側に形成される構成を採るもの全てに及ぶことはもちろんである。
Although the first embodiment of the present invention has been described above, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiment, and the
図3は、本発明の第2実施形態に係る転がり軸受装置1の要部断面図を示している。同図における転がり軸受装置1は、回転側部材に取付けたすき間形成部材25に加えて、固定側部材に取付けたすき間形成部材26をさらに具備する点で、上記第1実施形態に係る転がり軸受装置1と相違する。すなわち、この実施形態において、すき間形成部材26は、すき間形成部材25のすき間形成部25aの先端を覆うように軸方向に伸び、すき間形成部25aとの間に半径方向のシールすき間27を形成する円筒状のすき間形成部26aと、このすき間形成部26aの軸受側端部から内径側に突出するフランジ部26bとを有している。また、このフランジ部26bを、軸方向に相対向する内輪11の大径側端面11dと油切り41の軸方向端面41aとで挟持固定することで、すき間形成部材26が固定側部材に一体的に取付けられている。もちろん、この図示例のように、フランジ部26bの内径端部にさらに軸方向外側(円すいころ13から離れる向き)に伸びる内筒部26cを設けると共に、この内筒部26cを油切り41の軸受側端部の外周に設けた小径面41bに嵌合することですき間形成部材26を固定してもよい。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of a main part of the rolling
このような構成とすることで、回転側部材に取付けたすき間形成部材25と内輪11とのすき間(シールすき間24であっても構わない)が、固定側部材に取付けたすき間形成部材26のすき間形成部26aによって覆われるので、例えばグリースが内輪11の大鍔部11cの外周面を伝ってシールケース21の内径側空間へ侵入するのを確実に防止することができる。また、この実施形態では、回転側のすき間形成部25aの外周面と、固定側のすき間形成部26aの内周面との間に、軸方向に伸びる円筒状のシールすき間27が形成されている。これにより、すき間形成部材25ないしすき間形成部材26によって区切られるシールケース21内の内径側空間へのグリースの侵入を防止して、シール外への漏れを確実に防止することができる。
With such a configuration, the gap between the
図4は、さらに他の実施形態(第3実施形態)を示すもので、この実施形態に係る転がり軸受装置1は、回転側のすき間形成部25aに、その軸受側端部を内径側に屈曲させた形状のフランジ部25dを一体に設けた点において、上記第2実施形態に係る転がり軸受装置1と相違する。なお、この実施形態においても、回転側のすき間形成部材25と固定側のすき間形成部材26との間には円筒状のシールすき間27が形成されている。上記構成によれば、仮にシールすき間27を通過してすき間形成部材25の内径側空間にグリースが侵入した場合であっても、グリースのシールリップ22と油切り41との摺接部への流れ込みがフランジ部25dにより遮断される。そのため、グリースのシール外への漏れ出しがより確実に防止される。
FIG. 4 shows still another embodiment (third embodiment). A rolling
あるいは、図5に示すように、回転側のすき間形成部25aに、その外径側に突出したフランジ部25eを一体に設けることも可能である。この実施形態(第4実施形態)に係る転がり軸受装置1は、回転側のすき間形成部材25に、軸方向に伸びるすき間形成部25aの軸受側端部を外径側に屈曲させたフランジ部25eを一体に設けた点において、上記第2および第3実施形態に係る転がり軸受装置1と相違する。上記構成によれば、すき間形成部25aとすき間形成部26aとの半径方向すき間がその奥側でさらに狭まった部分で半径方向のシールすき間27を形成するようになっているので、グリースの密封効果(シール効果)を一層高めることができる。もちろん、この例に限らず、シールすき間27は種々の形態を採ることが可能である。例えば、回転側のすき間形成部25aの外周面と固定側のすき間形成部26aの内周面の少なくとも一方に環状の油溝を1又は複数本設けて、半径方向のシールすき間27を油溝シールとして機能させることも可能である。あるいは、回転側のすき間形成部25aの外周面と固定側のすき間形成部26aの内周面とを互いに嵌り合う凹凸形状とし、これら凹凸面間に微小なすき間を設けることで、シールすき間27をラビリンスシールとして機能させることも可能である。
Alternatively, as shown in FIG. 5, it is also possible to integrally provide a
図6は、第5実施形態に係る転がり軸受装置1の要部断面図を示している。この転がり軸受装置1は、固定側のすき間形成部材26を、内輪11と油切り41との間で挟持固定するのではなく、内輪11の大鍔部11c外周に嵌合固定した点において、上記第2〜第4実施形態に係る転がり軸受装置1と相違する。具体的には、固定側のすき間形成部材26は、回転側のすき間形成部25aのさらに外径側に配置されるすき間形成部26aと、このすき間形成部26aの軸受側端部に一体に設けられ、内輪11の大鍔部11cの外周面に嵌合可能な嵌合部26dとを有している。なお、図6では、大鍔部11cとの嵌合径(大鍔部11cの外径)とすき間形成部26aの外径とは同一に設計されているが、すき間形成部材25,26の外径側におけるグリースの保持容積を増大する目的で、固定側のすき間形成部26aの外径を大鍔部11cの外径よりも小さくすることも可能である。この構成によれば、内輪11や油切り41に何らの寸法変更を行うことなく、固定側のすき間形成部材26をシールケース21の所定位置に配設することができる。
FIG. 6: has shown principal part sectional drawing of the rolling
図7は、第6実施形態に係る転がり軸受装置1の要部断面図を示している。この転がり軸受装置1は、回転側のすき間形成部25aの一部軸受側を外径側に傾斜させた形状とした(傾斜部25fを設けた)点において、上記第1〜第5実施形態に係る転がり軸受装置1と相違する。この構成は、外輪回転時、図7中破線矢印で示す向きにグリースが流動する場合を前提としたものである。すなわち、同図に示す転がり軸受装置1(円すいころ軸受)においては、グリースが外輪回転に伴う遠心力の影響を受けて、軸受内部に充填されたグリースが軸受外径側へと移動する。そして、遠心力を受けて外径側へ押し込まれた状態のグリースは、シールケース21の内周面やすき間形成部材25の内周面を伝って、シールケース21内の最も外側(この図ではすき間形成部材25のフランジ部25bの内側端面)に至り、さらにこの内側端面を伝ってすき間形成部25aの外周面に到達する。このようにグリースがシールケース21内を流動する場合にあって、すき間形成部25aの一部軸端側を外径側に傾斜させることにより、傾斜部25fの外周面は軸受側に向けてテーパ状に拡径した形状となる。よって、この傾斜部の外周面上を流れるグリースを軸受内部へと誘導して、シールケース21内と軸受内部との間でグリースを循環させることができる。なお、この実施形態では、すき間形成部25aの軸受側端部に設けられた外径側へ突出するフランジ部25eは、傾斜部の外周面を伝って流動するグリースに対する堰として機能する。
FIG. 7: has shown principal part sectional drawing of the rolling
もちろん、上記流動循環を促す構成は上記に限ったものではなく、例えばすき間形成部25aを全体にわたって傾斜させた形状するなど、少なくともすき間形成部25aの外周面を、内輪11の大径側端面11dに近づくにつれて連続的に又は段階的に拡径する形状とすることで、一定の循環作用を得ることができる。
Of course, the configuration for promoting the flow circulation is not limited to the above. For example, at least the outer peripheral surface of the
図8は、第7実施形態に係る転がり軸受装置1の要部断面図を示している。この転がり軸受装置1は、固定側のすき間形成部25aの内周に、すき間形成部25aとは別体のフランジ部材28を固定し、かつ、このフランジ部材28と、軸方向に対向する内輪11の大径側端面11dとの間に軸方向のシールすき間24を形成した点で、上記第1〜第6実施形態に係る転がり軸受装置1と相違する。具体的には、フランジ部材28を、筒部28aと、筒部28aの一端から内径側に突出するフランジ部28bとで構成すると共に、筒部28aをすき間形成部25aの内周に嵌合固定し、かつ、その軸方向位置を適当に調整しておくことで、フランジ部材28と内輪11との軸方向間隔が適正に設定され、両者間に半径方向に伸びる円盤状のシールすき間24が形成される。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of the rolling
もちろん、上記構成は、回転側に加えて固定側にすき間形成部材26を配設する場合にも採用できる。図9はその一例を示すもので、この実施形態に係る転がり軸受装置1は、内輪11と油切り41とで挟持固定される固定側のすき間形成部材26との間に軸方向に伸びるシールすき間24を形成している。この構成によれば、回転側のすき間形成部材25と固定側のすき間形成部材26との間で半径方向および軸方向に伸びる2重のシールすき間24,27を形成することができる。これにより、すき間形成部材25の内径側(シールすき間24とシールリップ22の摺接部との間の空間)へのグリースの侵入を一層確実に防止することができる。
Of course, the above configuration can also be employed when the
あるいは、図10に示す実施形態(第9実施形態)のように、すき間形成部材25のすき間形成部25aの内輪11側端部を折り曲げてフランジ部25dを形成し、このフランジ部25dと内輪11の大径側端面11dとの間にシールすき間24を形成しても構わない。これによっても、グリースの内径側への侵入を確実に防止することができる。
Alternatively, as in the embodiment shown in FIG. 10 (the ninth embodiment), the
また、以上の説明では、すき間形成部25aとして、円筒状をなし、シールケース21内を軸方向に区画するものを少なくとも備えたものを例示したが、特にこれに限られない。シールケース21内で、かつ、シールリップ22と油切り41との摺接部、好ましくはシールリップ22の外径側に配設されるものであって、内輪11との間にシールすき間24(軸方向と半径方向とを問わない)を形成し得る限りにおいてその形態は任意である。
Further, in the above description, the
また、以上の説明では、回転側にすき間形成部材25を取付けた場合、あるいは、回転側にすき間形成部材25を取付けると共に、固定側にすき間形成部材26を取付けた場合を例示したが、固定側にすき間形成部材26を取付けたのみの構成を採ることも可能である。この場合、固定側のすき間形成部材26としては、例えば図3において円筒状のすき間形成部26aを、軸受内部から離れる向きに伸びて、その軸方向端面とシールケース21のフランジ部21cとの間に軸方向のシールすき間24を形成するものが考えられる。
In the above description, the case where the
また、以上の説明では、金属製のシールケース21およびこのシールケース21の内径側端部に樹脂製の弾性体であるシールリップ22を一体的に形成し、このシールリップ22を軸方向に対向する油切り41の外周面に摺接させることで接触シールを形成した場合を例示したが、もちろん、これに限られることはない。例えば、樹脂等からなる断面Z状の弾性体からなるシールリップを油切り41に摺接させ、このシールリップを収容する空間内にグリース等を充填してなる、いわゆるZシールや、固定側とスラスト方向に摺接する弾性体からなるシールリップを備えた、いわゆるVリングなど、弾性的に対向部材と摺接することでシールを形成する接触式シールであれば本発明を適用することができる。
Further, in the above description, the
また、以上の説明では、潤滑剤として比較的粘度の高いグリースを例示したが、もちろん、これに限ることなく、例えば潤滑油など他の潤滑剤を使用する場合にも本発明を適用することが可能である。 In the above description, grease having a relatively high viscosity is exemplified as the lubricant. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to other lubricants such as lubricating oil. Is possible.
また、以上の説明では、円すいころ軸受を備えた転がり軸受装置1に本発明を適用した場合を説明したが、円すいころ軸受の形態は特に問わない。すなわち、例示した複列(2列、4列)に限らず、単列の円すいころ軸受に対しても本発明を適用することができる。もちろん、円すいころ軸受に限らず、円筒ころ軸受や調心ころ軸受など他の種類のころ軸受にも適用することができる。さらには、玉を転動体とする玉軸受など転がり軸受全般に対して本発明を適用することができる。加えて、上記各種の転がり軸受に対応した用途(一般産業機械用途、鉄道車両用途)に本発明に係る転がり軸受を適用できることはもちろんである。
Moreover, although the above description demonstrated the case where this invention was applied to the rolling
1 転がり軸受装置
2 軸
10 円すいころ軸受
11 内輪
11b 大径側端面
11c 大鍔部
12 外輪
12b 大径側端部
13 円すいころ
14 保持器
20 シール装置
21 シールケース
22 シールリップ
23 弾性リング
31,41 油切り
24,27 シールすき間
25,26 すき間形成部材
25a,26a すき間形成部
25b,26b フランジ部
25c 嵌合部
25d,5e フランジ部
28 フランジ部材
DESCRIPTION OF
Claims (8)
シールリップでシールされる空間内に非接触シールをさらに設け、この非接触シールのシールすき間を、シールリップと固定側部材との摺接部よりも外径側に配置し、かつ回転側部材にすき間形成部材を取付け、このすき間形成部材と内輪に設けた鍔部の端面との間に前記シールすき間を形成したことを特徴とする転がり軸受装置。 A rotating side member including an outer ring, a fixed side member including an inner ring, a rolling bearing having a plurality of rolling elements disposed between a raceway surface of the inner ring and a raceway surface of the outer ring, and a fixed side attached to the rotary side member In a rolling bearing device comprising a seal lip that is in sliding contact with a member and seals a space between the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the inner ring,
A non-contact seal is further provided in the space sealed by the seal lip, and the seal gap of the non-contact seal is disposed on the outer diameter side of the sliding contact portion between the seal lip and the fixed side member , and the rotary side member is provided. A rolling bearing device in which a gap forming member is attached, and the seal gap is formed between the gap forming member and an end face of a flange provided on the inner ring .
シールリップでシールされる空間内に非接触シールをさらに設け、この非接触シールのシールすき間を、シールリップと固定側部材との摺接部よりも外径側に配置し、
回転側部材および固定側部材に円筒状のすき間形成部材をそれぞれ取付け、双方のすき間形成部材の円筒面間に前記シールすき間を形成したことを特徴とする転がり軸受装置。 A rotating side member including an outer ring, a fixed side member including an inner ring, a rolling bearing having a plurality of rolling elements disposed between a raceway surface of the inner ring and a raceway surface of the outer ring, and a fixed side attached to the rotary side member In a rolling bearing device comprising a seal lip that is in sliding contact with a member and seals a space between the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the inner ring,
A non-contact seal is further provided in the space sealed by the seal lip, and the seal gap of the non-contact seal is disposed on the outer diameter side of the sliding contact portion between the seal lip and the fixed side member,
A rolling bearing device, wherein a cylindrical gap forming member is attached to each of the rotating side member and the fixed side member, and the seal gap is formed between the cylindrical surfaces of both of the gap forming members.
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