WO2011125508A1 - 鉄道車両の車軸用軸受装置 - Google Patents

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axle
axial
seal
inner ring
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保彦 清水
清水　康宏
史宏 村上
片岡　雅彦
上野　正典
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    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
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Definitions

  • the present invention relates to a bearing device for an axle of a railway vehicle.
  • Fig. 26 shows a known axle bearing device for a railway vehicle.
  • the axle bearing device 200 shown in the figure includes a rolling bearing 210, a front lid 202 and a rear lid 203 which are provided on both sides in the axial direction of the rolling bearing 210 and sandwich an inner ring 211 of the rolling bearing 210 in the axial direction, and a rolling bearing. Sealing devices 220 and 220 disposed at one end and the other end opening of 210, respectively.
  • the rolling bearing 210 is a so-called double-row tapered roller bearing, and includes an inner ring 211 fixed to an axle 201 of a railway vehicle, an outer ring 212 fixed to an axle box (not shown) of the railway vehicle, an inner ring 211, and an outer ring 212.
  • the tapered rollers 213 as rolling elements arranged in a double row between the raceway surfaces, and the cage 214 that holds the tapered rollers 213 at predetermined intervals in the circumferential direction are provided.
  • the seal device 220 disposed on the base end side of the axle 201 includes an outer ring side seal member including a seal case 221 fixed to the inner diameter of the end of the outer ring 212 and a seal member 222 fixed to the inner periphery of the seal case 221. And a rear lid 203. Specifically, as shown in the enlarged view of FIG.
  • a contact seal configured by bringing seal lips 222a and 222b provided at the inner diameter end of the seal member 222 into contact with the outer diameter surface of the rear lid 203, and a seal case
  • the opening between the inner and outer rings 211 and 212 is sealed with a non-contact seal (labyrinth seal) configured by fitting the tip 221a of 221 into an annular groove 203a provided on the end face of the rear lid 203 via a gap.
  • the seal device 220 disposed on the front end side of the axle 201 has substantially the same configuration.
  • the sealing device having the contact seal structure as described above is suitable for improving the sealing performance of the rolling bearing.
  • the contact seal has a problem that it tends to cause an unreasonable increase in bearing temperature and an increase in bearing torque because of the seal structure with sliding contact with the counterpart member (in the example shown in FIG. 26, the lid member).
  • Such a problem becomes conspicuous as the rotational speed of the axle increases.
  • various railway companies have been considering increasing the operation speed, so that it is required to secure high sealing performance while solving problems such as an unreasonable rise in bearing temperature and an increase in bearing torque. .
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to ensure high sealing performance while reducing torque and heat generation in a bearing device for an axle of a railway vehicle.
  • the present invention provides an inner ring fixed to an axle of a railway vehicle, an outer ring fixed to an axle box of the railway vehicle, and a raceway surface of the inner ring and a raceway surface of the outer ring.
  • a bearing device for an axle of a railway vehicle having a double row rolling element arranged an opening between an inner ring and an outer ring is sealed with a labyrinth seal having at least one axial labyrinth and one radial labyrinth.
  • the axial labyrinth and the radial labyrinth constituting the labyrinth seal is formed between the outer ring side seal member attached to the outer ring and the inner ring side seal member attached to the inner ring or the inner ring.
  • the “axial labyrinth” means a gap extending in the axial direction
  • the “radial labyrinth” means a gap extending in the radial direction. The same applies to the first axial labyrinth and the first radial labyrinth described below.
  • the opening between the inner and outer rings is sealed with a labyrinth seal that is a non-contact seal
  • the labyrinth seal has an axial labyrinth and a radial labyrinth. It has at least one bent form. Therefore, it is possible to achieve low torque and low heat generation while ensuring high sealing performance compared to the conventional seal structure that seals the opening between the inner and outer rings by using a contact seal and a non-contact seal together. Can do.
  • the labyrinth seal sealing performance depends on the width accuracy of each labyrinth (gap) constituting the labyrinth seal. For example, all of the labyrinth constituting the labyrinth seal and the outer ring side seal member attached to the outer ring are rolled. When it is formed between a member (for example, a lid member) provided separately from the bearing, it is difficult to increase the labyrinth width accuracy.
  • the width precision of at least one part of a labyrinth seal can be raised easily. Thereby, high sealing performance can be secured.
  • the labyrinth seal has at least a first axial labyrinth, a first radial labyrinth, and a second axial labyrinth that are sequentially arranged from the bearing inner side toward the bearing outer side, and the second axial labyrinth.
  • the first axial labyrinth is formed between an outer ring side seal member attached to the outer ring and an axially extending extension provided integrally with the inner ring. can do.
  • the “bearing inner side” and the “bearing outer side” as used herein refer to a side relatively away from and an adjacent side to the atmospheric opening of the labyrinth seal.
  • the first axial labyrinth is formed between the outer ring side seal member attached to the outer ring and the extension provided integrally with the inner ring, at least the width accuracy of the first axial labyrinth is easy.
  • the axial dimension of the first axial labyrinth can be sufficiently secured. Accordingly, it is possible to stably ensure high sealing performance while achieving low torque and low heat generation of the axle bearing device.
  • the labyrinth seal may further have a second radial labyrinth extending from the end of the second axial labyrinth on the bearing outer side to the outer diameter side.
  • An annular protrusion that partially reduces the gap width of the first axial labyrinth may be provided on at least one of the two opposing surfaces that form the first axial labyrinth.
  • an annular protrusion for partially reducing the gap width of the second axial labyrinth may be provided on at least one of the two opposing surfaces forming the second axial labyrinth. In this way, the sealing performance of the labyrinth seal is further enhanced, and foreign matter intrusion into the bearing internal space is more effectively prevented.
  • a branch portion where the end on the bearing inner side is not in communication with the opening between the inner and outer rings can be provided on the path of the labyrinth seal.
  • at least a part of the foreign matter that has entered the labyrinth seal can be captured by the branch portion, which is effective in preventing foreign matter from entering the internal space of the bearing.
  • a second radial labyrinth extending from the outer end of the second axial labyrinth to the outer diameter side is provided, and branched in an annular space extending from the inner diameter end of the second radial labyrinth to the inner diameter side.
  • the axle bearing device further includes a lid member disposed on the axial end portion side of the inner ring, and a branch portion forming member that forms the above-described branch portion between the lid member and the lid member. can do.
  • the branch portion forming member includes an annular portion interposed between the end surface of the inner ring and the end surface of the lid member, and a cylindrical portion extending in the axial direction from the outer diameter end portion of the annular portion along the outer diameter surface of the lid member. It can have.
  • the lid member can be fastened to the axle by interposing an elastic portion made of an elastic material in a compressed state between the outer diameter surface of the lid member and the inner diameter surface of the cylindrical portion of the branch portion forming member. .
  • the elastic portion may be provided separately from the branch portion forming member and the lid member, or may be provided integrally with the branch portion forming member or the lid member.
  • a small-diameter cylindrical portion that extends in the axial direction from the inner diameter end of the annular portion may be provided on the branch portion forming member, and the small-diameter cylindrical portion may be fitted to the inner diameter surface of the inner ring.
  • the branch portion forming member may be fitted and fixed to the axle.
  • the labyrinth seal is further provided with a third radial labyrinth extending from the end on the bearing inner side of the first axial labyrinth to the outer diameter side, the effect of preventing external leakage of the lubricant filled in the internal space of the rolling bearing Is increased.
  • the third radial labyrinth can be formed between the outer ring side seal member and the inner ring, and in this way, the width accuracy of the third radial labyrinth can be easily increased, so that high sealing performance is achieved. Can be secured.
  • the labyrinth seal includes a third axial labyrinth extending in the axial direction from the outer diameter end of the third radial labyrinth, and a fourth extending from the end on the bearing inner side of the third axial labyrinth to the outer diameter side.
  • a radial labyrinth can be further provided, and in this way, the effect of preventing external leakage of the lubricant filled in the bearing internal space is further enhanced. If the third axial labyrinth and the fourth radial labyrinth are formed between the outer ring side seal member and the first inner ring side seal member attached to the inner ring, the widths of these third axial labyrinth and fourth radial labyrinth The accuracy can be easily increased.
  • the first axial labyrinth, the first radial labyrinth, and the second axial labyrinth can also be formed between the outer ring side seal member and the second inner ring side seal member attached to the extension of the inner ring.
  • the width accuracy of each labyrinth can be easily increased. Even in the case of adopting such a configuration, it is possible to provide a branch portion on the path of the labyrinth seal where the end portion on the bearing inner side is not in communication with the opening portion. It can form between the cover member arrange
  • the labyrinth seal is formed between the outer ring side seal member and the lid member, and extends in the axial direction from the outer diameter end of the second radial labyrinth. It may further include an axial labyrinth and a fifth radial labyrinth extending from the end of the fourth axial labyrinth on the bearing outer side to the outer diameter side.
  • the outer ring side seal member can be provided with a seal extension extending toward the end surface of the inner ring, and the labyrinth seal can be formed by this seal extension.
  • the bearing device manufacturer can manage the width accuracy of the labyrinth constituting the labyrinth seal, so that the sealing performance of the labyrinth seal can be improved.
  • the outer ring side seal member is provided with a seal extension extending toward the end surface of the inner ring, and the outer ring side seal member is formed with a portion that swells outside the bearing internal space. Therefore, the outer ring side seal member has a form similar to a conventional seal assembly including a seal member and a seal case, and can be replaced with a conventional seal assembly without changing the design around the bearing device. In addition, it can be easily attached to and detached from the outer ring.
  • At least an axial labyrinth of the axial labyrinth and the radial labyrinth constituting the labyrinth seal can be formed between the seal extension portion and the inner ring side seal member attached to the inner ring.
  • an uneven portion may be provided on at least one of the two surfaces of the seal extension portion and the inner ring side seal member facing each other.
  • a concave portion may be provided in the seal extension portion of the outer ring side seal member, and the tip of the inner ring side seal member may be accommodated in the concave portion.
  • the concave portion of the seal extension can be formed of an elastic material.
  • an elastic portion made of an elastic material is provided in the seal extension portion, and at least an axial labyrinth is formed between the elastic portion and the inner ring side seal member among the axial labyrinth and the radial labyrinth constituting the labyrinth seal.
  • the axial labyrinth can be formed between the elastic portion made of an elastic material provided on the inner ring side seal member and the elastic portion of the seal extension, and the lip provided on the elastic portion of the seal extension. It can also be formed between the inner ring side seal member.
  • a concave portion may be provided on the end surface of the inner ring, and the tip of the seal extension portion of the outer ring side seal may be accommodated in the concave portion.
  • At least a radial labyrinth can be formed between an axial labyrinth and a radial labyrinth constituting the labyrinth seal between the seal extension portion and the inner ring.
  • an uneven portion can be provided on at least one of the two surfaces of the seal extension portion and the inner ring facing each other.
  • a part or all of the portion that forms the labyrinth with the inner ring in the seal extension portion can be constituted by an elastic portion made of an elastic material.
  • At least an axial labyrinth is selected between the axial labyrinth and the radial labyrinth constituting the labyrinth seal between the seal extension and the other member attached to the axle on the shaft end side from the inner ring.
  • an uneven portion can be provided on at least one of the two surfaces of the seal extension portion and the other member facing each other.
  • a bearing device for an axle of a railway vehicle high sealing performance can be ensured while reducing torque and heat generation.
  • it can be set as the bearing structure which can contribute also to the increase in the operating speed of a rail vehicle.
  • axle bearing device which concerns on other embodiment of this invention. It is a principal part enlarged view of the axle bearing device which concerns on other embodiment of this invention. It is a principal part enlarged view of the axle bearing device which concerns on other embodiment of this invention. It is a principal part enlarged view of the axle bearing device which concerns on other embodiment of this invention. It is a principal part enlarged view of the axle bearing device which concerns on other embodiment of this invention. It is a principal part enlarged view of the axle bearing device which concerns on other embodiment of this invention. It is a principal part enlarged view which shows the modification of the axle shaft bearing apparatus which concerns on this invention. It is a principal part enlarged view which shows the modification of the axle shaft bearing apparatus which concerns on this invention. It is an axial sectional view of the axle bearing device concerning the embodiment of the present invention.
  • axle bearing device which concerns on other embodiment of this invention. It is a principal part expanded sectional view of the axle bearing device which concerns on other embodiment of this invention. It is a principal part expanded sectional view of the axle bearing device which concerns on other embodiment of this invention. It is a principal part expanded sectional view of the axle bearing device which concerns on other embodiment of this invention. It is a principal part expanded sectional view of the axle bearing device which concerns on other embodiment of this invention. It is a shaft-containing sectional view showing the entire structure of a conventional axle bearing device.
  • FIG. 1 is a shaft-containing cross-sectional view showing the overall structure of an axle bearing device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • An axle bearing device 1 shown in FIG. 1 rotatably supports an axle 2 of a railway vehicle, and includes a rolling bearing 3 attached to the outer periphery of the axle 2, a pair of seal devices 10 and 10, and rolling.
  • Lid members (front lid 8 and rear lid 9) disposed on both axial sides of the bearing 3 are provided as main components.
  • the rolling bearing 3 is a so-called double-row tapered roller bearing having double-row inner raceways 4a and 4a, an inner ring 4 fixed to the outer periphery of the axle 2, and double-row outer raceways 5a and 5a.
  • the inner ring 4 is configured by abutting a pair of split inner rings in the axial direction.
  • a spacer (spacer) interposed between the pair of split inner rings, or a single What was comprised with the member can also be used.
  • the front lid 8 is fixed to the axle 2 by a bolt member B fastened to the front end surface 2a of the axle 2, and the rear lid 9 is engaged with the shoulder 2 2 provided on the axle 2 in the axial direction so as to be engaged with the axle 2. It is fixed. Between the inner ring 4 and the front lid 8 and between the inner ring 4 and the rear lid 9, intermediate members 30 and 30 functioning as branching portion forming members are respectively disposed.
  • the intermediate member 30 disposed on the front end side (left side in FIG. 1) of the axle 2 is in close contact with the end surfaces of the inner ring 4 and the front lid 8 and there is no gap, and the base end side of the axle 2 (right side in FIG. 1).
  • the intermediate member 30 disposed on the inner ring 4 is in close contact with the end surfaces of the inner ring 4 and the rear lid 9 without a gap. From the above configuration, the axial relative position of the rolling bearing 3 (inner ring 4) relative to the axle 2 is determined, and the axial relative movement of the rolling bearing 3 relative to the axle 2 is restricted. The configuration and function of the intermediate member 30 will be described in detail later.
  • FIG. 2 shows an enlarged view of the vicinity of the sealing device 10 disposed on the base end side of the axle 2.
  • the main part of the sealing device 10 is composed of an outer ring side sealing member 11 attached to the outer ring 5, an inner ring 4, a rear lid 9 and an intermediate member 30 attached to the axle 2, and these members are formed by cooperation.
  • the one end opening of the rolling bearing 3 is sealed by the labyrinth seal Ls.
  • the labyrinth seal Ls has at least one axial labyrinth extending in the axial direction and one radial labyrinth extending in the radial direction.
  • the bearing inner side (the side away from the atmospheric opening of the labyrinth seal Ls)
  • the first axial labyrinth La1, the first radial labyrinth Lb1, and the second axial labyrinth La2 are provided.
  • the clearance gap width of each labyrinth which comprises the labyrinth seal Ls is exaggerated and drawn for easy understanding.
  • the sealing device 10 disposed on the distal end side of the axle 2 has substantially the same configuration as the sealing device 10 disposed on the proximal end side of the axle 2, detailed description thereof is omitted. .
  • the outer ring side seal member 11 has a stepped cylindrical shape integrally including a large diameter portion 12a, a medium diameter portion 12b, and a small diameter portion 12c, and the large diameter portion 12a is fixed to the inner diameter of the end portion of the outer ring 5.
  • the seal member 12 and the second outer ring side seal member 13 fixed to the inner periphery of the first outer ring side seal member 12 are configured.
  • the second outer ring side seal member 13 has a large diameter portion 13a fixed to the inner periphery of the medium diameter portion 12b of the first outer ring side seal member 12, and extends from the end of the large diameter portion 13a to the inner diameter side from the end of the reverse bearing side.
  • the first annular portion 13b, the small diameter portion 13c extending in the axial direction from the inner diameter end portion of the first annular portion 13b, and the second annular portion 13d extending from the end portion on the rolling bearing side of the small diameter portion 13c to the outer diameter side are integrated.
  • the first and second outer ring side seal members 12 and 13 are, for example, press-formed products of a metal material.
  • the medium diameter portion 12 b of the first outer ring side seal member 12 gradually increases in diameter toward the side away from the rolling bearing 3.
  • the medium diameter portion 12b formed in this manner can be used as a hook portion for a jig used when the outer ring side seal member 11 is removed from the outer ring 5. Therefore, removal of the outer ring side seal member 11 from the outer ring 5 is facilitated.
  • the inner ring 4 integrally has an extension 4b extending from the end surface of the outer ring 5 to the base end side of the axle 2.
  • the intermediate member 30 as a branching portion forming member is formed from an annular portion 30a interposed between an end surface of the inner ring 4 (extension portion 4b) facing each other and an end surface of the rear lid 9, and an outer diameter end portion of the annular portion 30a. It has an inverted L-shaped section integrally including a cylindrical portion 30b extending in the axial direction along the outer diameter surface of the lid 9, and is formed of a metal material such as brass, copper alloy, stainless steel, or the like.
  • An elastic portion 31 made of an elastic material such as a resin material or a rubber material is interposed in a compressed state between the inner diameter surface of the cylindrical portion 30b of the intermediate member 30 and the outer diameter surface of the rear lid 9 that face each other. Thereby, the attachment strength of the rear lid 9 to the axle 2 is increased.
  • the elastic part 31 may be a separate member from the intermediate member 30 and the rear lid 9, or the intermediate member 30 may be molded as an insert part.
  • the 1st axial labyrinth La1 is formed when the small diameter part 13c of the 2nd outer ring
  • the first annular portion 13b of the second outer ring side seal member 13 is disposed close to the annular portion 30a of the intermediate member 30, whereby the inner diameter end portion is connected to the end portion on the bearing outer side of the first axial labyrinth La1.
  • the first radial labyrinth Lb1 is formed.
  • the small-diameter portion 12c of the first outer ring side seal member 12 is disposed close to the outer-diameter surface of the annular portion 30b of the intermediate member 30, so that it extends in the axial direction from the outer-diameter end portion of the first radial labyrinth Lb1.
  • a second axial labyrinth La2 is formed.
  • the labyrinth seal Ls which is a non-contact seal
  • the contact seal and the non-contact seal are used in combination.
  • the labyrinth seal Ls has a bent form having at least one axial labyrinth and one radial labyrinth.
  • the first shaft is sequentially provided from the bearing inner side toward the bearing outer side.
  • the sealing performance of the labyrinth seal Ls depends on the width accuracy of each labyrinth constituting the labyrinth seal Ls.
  • all the labyrinths constituting the labyrinth seal Ls are rolled with the outer ring side seal member 11 attached to the outer ring 5.
  • the outer ring side seal member 11 attached to the outer ring 5.
  • At least one (here, the first axial labyrinth La1) of the axial labyrinth and radial labyrinth constituting the labyrinth seal Ls is integrated with the outer ring side seal member 11 and the inner ring 4.
  • the width of the first axial labyrinth La1 can be easily increased, and the axial dimension of the first axial labyrinth La1 can be sufficiently secured. Can do. Therefore, high sealing performance can be stably ensured while achieving low torque and low heat generation of this type of axle bearing device 1.
  • the labyrinth seal Ls of the present embodiment further includes a second radial labyrinth Lb2 extending from the end of the second axial labyrinth La2 on the bearing outer side to the outer diameter side.
  • the second radial labyrinth Lb ⁇ b> 2 is formed by disposing the small diameter portion 12 c of the first outer ring side seal member 12 close to the end surface of the lid member 8. If the second radial labyrinth Lb2 having such a configuration is provided, when the axle 2 rotates, foreign matter intrusion into the labyrinth seal Ls is effective due to the centrifugal force acting in the second radial labyrinth Lb2 as the axle 2 rotates. Is prevented. Further, even if foreign matter enters the labyrinth seal Ls (second radial direction labyrinth Lb2), the foreign matter is smoothly discharged outside the bearing by the centrifugal force.
  • the labyrinth seal Ls of the present embodiment further includes a third radial labyrinth Lb3 extending from the end on the bearing inner side of the first axial labyrinth La1 to the outer diameter side.
  • the third radial labyrinth Lb3 is formed by arranging the second annular portion 13d of the second outer ring side seal member 13 close to the shoulder surface 4c of the inner ring 4. In this way, the effect of preventing external leakage of the lubricant filled in the internal space of the rolling bearing 3 is enhanced. Since the third radial labyrinth Lb3 is formed between the outer ring side seal member 11 (second outer ring side seal member 13) and the inner ring 4, the width accuracy can be easily increased to ensure high sealing performance. Can do.
  • a branch portion 32 is provided that is not connected to the opening formed between the inner and outer rings 4 and 5 at the end on the bearing inner side.
  • the branch portion 32 of the present embodiment is configured by an annular space extending from the inner diameter end of the second radial labyrinth Lb2 to the inner diameter side, and this annular space is the end surface of the intermediate member 30 (the cylindrical portion 30b and the elastic portion 31). ) And the end surface of the rear lid 9 opposite to the end surface.
  • branch portion 32 Even if foreign matter enters the labyrinth seal Ls, at least a part of the foreign matter can be captured by the branch portion 32, so that the foreign matter enters the bearing internal space. It is effective in reducing the possibility.
  • the branching portion 32 is configured by an annular space extending from the inner diameter end of the second radial labyrinth Lb2 to the inner diameter side, the foreign matter captured by the branching portion 32 is reduced to the axle 2. Is smoothly discharged to the outside of the bearing through the second radial labyrinth Lb2 due to the centrifugal force acting with the rotation of the shaft and further due to its own weight.
  • axle bearing device 1 according to one embodiment of the present invention has been described above, but various changes can be made to the axle bearing device 1 described above.
  • the same reference number is attached
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of an axle bearing device 1 according to another embodiment of the present invention.
  • the main difference of the axle bearing device 1 shown in FIG. 2 from that shown in FIG. 2 is that the labyrinth seal Ls extends in the axial direction from the outer diameter end of the third radial labyrinth Lb3.
  • La3 and the fourth radial labyrinth Lb4 extending from the end on the bearing inner side of the third axial labyrinth La3 to the outer diameter side.
  • the third axial labyrinth La3 and the fourth radial labyrinth Lb4 include an inner ring side seal member (first inner ring side seal member 14) and an outer ring side seal member 11 (second outer ring side seal member) attached to the outer diameter surface of the inner ring 4. 13). Therefore, the width accuracy of both labyrinths La3 and Lb4 can be easily increased, and high sealing performance is ensured.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of an axle bearing device 1 according to another embodiment of the present invention.
  • a second inner ring side seal member 15 is attached and fixed to the outer diameter surface of the extension 4b of the inner ring 4, and this second inner ring side
  • a first axial labyrinth La1, a first radial labyrinth Lb1, and a second axial labyrinth La2 are formed between the seal member 15 and the outer ring side seal member 11.
  • the end of the second inner ring side seal member 15 on the side opposite to the inner ring is fitted to the outer diameter of the cylindrical portion 30b of the intermediate member 30, and the outer diameter surface of the intermediate member 30 is constrained.
  • the fixing force with respect to the axle 2 of the intermediate member 30 and by extension, the rear cover 9 increases. Accordingly, the bearing performance can be stabilized.
  • the first inner ring side seal member 14 can be configured by a holding portion 14 a and a seal portion 14 b that are detachably provided.
  • the holding portion 14a is fixed to the outer diameter surface of the inner ring 4
  • the seal portion 14b is fixed to the inner diameter of the holding portion 14a
  • the axle bearing device 1 shown in FIG. 4 corresponds to a configuration in which the first and second inner ring side seal members 14 and 15 are attached to the inner ring 4 of the axle bearing device 1 shown in FIG.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part of an axle bearing device 1 according to another embodiment of the present invention, which is a modification of the axle bearing device 1 shown in FIG.
  • the rear lid 9 is provided with a cylindrical portion located at the outer diameter of the small diameter portion 12c of the first outer ring side seal member 12, and the first outer ring side seal member 12 (small diameter portion 12c) with respect to this cylindrical portion.
  • FIG. 7A is an enlarged cross-sectional view of a main part of an axle bearing device 1 according to another embodiment of the present invention.
  • the axle bearing device 1 shown in the figure has a small-diameter portion 12c of the first outer ring side seal member 12 disposed close to the outer-diameter surface of the rear lid 9, so that the small-diameter portion 12c and the rear lid 9 are opposed to each other.
  • the structure differs from the axle bearing device 1 shown in FIG. 2 in that the second axial labyrinth La2 is formed. Accordingly, the branch portion 32 is formed in an inverted L-shaped cross section including a portion extending in the axial direction and a portion extending in the radial direction.
  • the rear lid 9 is extended from the end portion on the bearing outer side of the second axial labyrinth La2 to the outer diameter side between the rear lid 9 and the small diameter portion 12c of the first outer ring side seal member 12.
  • the second radial labyrinth Lb2 may be formed in a shape that can be formed.
  • the first radial labyrinth Lb1 constituting the labyrinth seal Ls may be formed in a bent shape as shown in FIG. Specifically, the inner diameter portion of the first annular portion 13b of the second outer ring side seal member 13 is bent toward the rolling bearing 3, and the outer diameter portion of the first annular portion 13b (the portion facing the end surface of the rear lid 9) and the first 2 A portion extending in the radial direction of the inner ring side seal member 15 is overlapped in the axial direction. That is, the shape or the like of each member is changed so that the dimension indicated by the symbol x3 in FIG. 8 satisfies the relational expression x3> 0.
  • the foreign matter that has entered the first radial labyrinth Lb1 is more likely to face the branch portion 32 side. Accordingly, the effect of preventing the entry of foreign matter into the bearing internal space is enhanced compared to the configuration shown in FIGS. 7A and 7B.
  • FIGS. 9A and 9B show a case where one annular protrusion 40 is provided on the outer diameter surface of the extension 4b of the inner ring 4 in the embodiment shown in FIG. 2 and the like
  • FIG. 9B shows the first case in the embodiment shown in FIG. 2 shows a case where one annular protrusion 40 is provided on the outer diameter surface of the inner ring side seal member 15.
  • annular protrusion 40 it is desirable to provide the annular protrusion 40 so that a part thereof protrudes from the first radial labyrinth Lb1. That is, it is desirable to provide the annular protrusion 40 so that the dimension indicated by the symbol x4 in the drawing satisfies the relational expression x4> 0. It is because the foreign matter discharge effect by the centrifugal force which acts with rotation of the axle 2 can be enhanced.
  • the two opposing surfaces forming the second axial labyrinth La2 of the labyrinth seal Ls are further enhanced in order to further enhance the effect of preventing foreign matter from entering from the outside of the bearing.
  • One or a plurality of annular protrusions 41 that partially reduce the gap width of the second axial labyrinth La2 may be provided on at least one (see FIGS. 10A to 10C).
  • 10A shows a case where one annular protrusion 41 is provided on the outer diameter surface of the cylindrical portion 30b of the intermediate member 30 in the embodiment shown in FIG. 2 and the like
  • FIG. 10B shows the case shown in FIG.
  • FIG. 10C shows a case where two annular protrusions 41 are provided on the outer diameter surface of the rear lid 9 in the embodiment shown in FIGS. 7 and 8.
  • rubber is provided between the inner diameter surface of the outer ring 5 and the outer diameter surface of the first outer ring side seal member 12.
  • an elastic seal 42 formed of resin may be interposed.
  • the intermediate member 30 as a branching portion forming member interposed between the extension 4b of the inner ring 4 and the rear lid 9 is fixed to the outer diameter surface of the axle 2.
  • FIG. the intermediate member 30 is integrally provided with a small diameter portion 30c extending in the axial direction from the inner diameter end portion of the annular portion 30a, and the small diameter portion 30c is fitted to the inner diameter surface of the extension portion 4b of the inner ring 4. Also good. In this way, the axle bearing device 1 can be easily assembled and disassembled.
  • the volume of the annular space formed between the end of the rolling bearing 3 and the outer ring side seal member 11 is filled in the bearing internal space.
  • the total amount of lubricant (total volume of lubricant) is preferably at least 1/2 or more. This is to prevent the external leakage of the lubricant as much as possible while ensuring sufficient lubrication performance of the rolling bearing 3.
  • FIG. 13 shows an axle bearing device according to an embodiment of the present invention.
  • This axle bearing device is used for supporting an axle of a railway vehicle, and includes a rolling bearing 101 and a pair of seal devices 150 and 150 arranged on both sides in the axial direction of the rolling bearing 101.
  • the rolling bearing 101 is a so-called double row tapered roller bearing, and the outer ring 110, a pair of inner rings 120, 120, a tapered roller 130 as a rolling element arranged in a double row, and each row of tapered rollers 130 are arranged in the circumferential direction.
  • a pair of cages 140 and 140 that are held at predetermined intervals are provided as main components.
  • the outer ring 110 has a double-row conical outer raceway surface 112 on the inner peripheral surface.
  • the pair of inner rings 120, 120 are adjacent to each other in the axial direction via a spacer, and each inner ring 120 has a conical inner raceway surface 122 on the outer peripheral surface.
  • the tapered roller 130 is movably interposed between the outer raceway surface 112 of the outer ring 110 and the inner raceway surface 122 of the inner ring 120.
  • a space formed between the outer ring 110 and the inner ring 120 is filled with a lubricant such as grease, and the sealing device 150 seals this space at both ends in the axial direction.
  • a double-row tapered roller bearing is used as the rolling bearing 101.
  • the present invention is not particularly limited thereto, and other bearings such as a double-row cylindrical roller bearing may be used.
  • the outer ring 110 is fixed to the axle box (not shown) of the railway vehicle.
  • An oil drain 162 is disposed in contact with one end in the axial direction of the pair of inner rings 120, 120.
  • the lid member 164 is disposed in contact with the other axial end of the pair of inner rings 120.
  • the lid member 164 is fixed to the shaft end of the axle 102 with a bolt 166, and between the lid member 164 and the shoulder portion of the axle 102, an oil drain 162 fitted to the outer periphery of the axle 102, and a pair of inner rings 120, 120. And the spacer 123 are clamped and fixed in the axial direction.
  • the pair of sealing devices 150 and 150 are respectively disposed at both ends of the rolling bearing 101 in the axial direction, and both the sealing devices 150 and 150 have substantially the same configuration. Therefore, hereinafter, only the sealing device 150 on the shaft end side (left side in FIG. 13) of the axle 102 will be described from the viewpoint of simplifying the description, and the sealing device 150 on the base end side (right side in FIG. 13) of the axle 102 will be described. The description about is omitted.
  • the sealing device 150 includes an outer ring side seal member 151 attached to the outer ring 110 and an inner ring side seal member 152 attached to the inner ring 120, and these seal members 151 and 152, the inner ring 120. Further, the one end opening of the rolling bearing 101 is sealed by a labyrinth seal Ls formed by the cooperation of a lid member 164 as another member. Although the details will be described below, the labyrinth seal Ls has a bent shape having at least one axial labyrinth La extending in the axial direction and one radial labyrinth Lb extending in the radial direction.
  • the outer ring side seal member 151 extends from the outer ring 110 toward the end surface 124 of the inner ring 120, a cylindrical mounting portion 151 a that is mounted on the inner periphery of the opening of the outer ring 110 by, for example, press fitting, and a lid member 164 from the mounting portion 151 a.
  • the main body portion 151b includes an annular portion extending radially inward from the end portion of the mounting portion 151a, an annular portion extending radially outward from the end portion of the outer ring side seal portion 151c, It exhibits a bent shape including a cylindrical portion that connects both annular portions.
  • the outer ring side seal portion 151c functions as the seal extension 170 referred to in the present invention.
  • the inner ring side seal member 152 includes a cylindrical mounting portion 152a that is mounted on the outer periphery of the flange portion 120a of the inner ring 120 by, for example, press fitting, an annular main body portion 152b that extends radially inward from the mounting portion 152a, And a cylindrical inner ring side seal portion 152c extending from the main body portion 152b toward the non-inner ring 120 side.
  • the axial labyrinth La formed between the inner peripheral surface of the inner ring side seal portion 152c and the outer peripheral surface of the outer ring side seal portion 151c (seal extension 170) facing each other is opposed to each other.
  • the labyrinth seal Ls is formed by the formed axial labyrinth La.
  • Concave and convex portions are provided on the inner peripheral surface of the inner ring side seal portion 152c and the inner peripheral surface of the outer ring side seal portion 151c, respectively. More specifically, as shown in FIG. 15, a plurality of rows formed by the grooves 153 intermittently formed in the circumferential direction are arranged in the axial direction, and the non-groove portions 154 in the rows adjacent in the axial direction are different from each other in the circumferential direction. It comes to take a position.
  • the shape of the concavo-convex portion is not limited to this, and for example, the portion of the groove 153 may be a convex portion in FIG.
  • an axial direction is provided between the outer ring side seal member 151 and the inner ring side seal member 152 attached to the outer ring 110 and the inner ring 120 with high finishing accuracy, and between the outer ring side seal member 151 and the inner ring 120, respectively.
  • One labyrinth La and one radial labyrinth Lb were formed, and the opening of the rolling bearing 101 was sealed by a labyrinth seal Ls having the axial labyrinth La and the radial labyrinth Lb.
  • the bearing device manufacturer can improve the sealing performance of the labyrinth seal Ls as much as the width accuracy of the labyrinth La and Lb can be managed.
  • the outer ring side seal member 151 extends from the outer ring 110 toward the end surface 124 of the inner ring 120, the outer ring side seal member 151 is formed with a portion that swells outside the bearing internal space. Therefore, the outer ring side seal member 151 has a form similar to a conventional seal assembly including a seal member and a seal case, and can be replaced with a conventional seal assembly without changing the design around the bearing device. Further, the outer ring 110 can be easily attached and detached.
  • a tapered roller bearing (double-row tapered roller bearing) is employed as the rolling bearing 101 of the axle bearing device according to the present embodiment.
  • the internal space is caused by centrifugal force acting on each part of the bearing during operation.
  • a force directed toward both ends in the axial direction acts on the lubricant (grease) enclosed in.
  • the sealing device 150 having the above-described configuration is employed in the present embodiment, a desired sealing property can be ensured.
  • each part can be designed irrespective of the cover member 164. For this reason, it is possible to make the sealing device 150 the same size or smaller than the conventional one, and the conventional sealing device can be replaced with the sealing device 150 described above.
  • the axial labyrinth La and the radial labyrinth Lb are formed one by one regardless of the lid member 164, it is difficult for the labyrinth seal Ls to have a variation in sealability between individuals.
  • the axial labyrinth La is also formed between the outer ring side seal portion 151c as the seal extension portion 170 and the lid member 164, but when the effect of this axial labyrinth La is not important, A design that increases the radial distance between the sealing device 150 and the lid member 164 is possible.
  • the rolling bearing 101 and the lid member 164 are assembled to the axle 102, it is possible to suppress the interference between the seal device 150 and the lid member 164. For these reasons, the assembly workability of the rolling bearing 101 and the lid member 164 with respect to the axle 102 can be improved.
  • the inner peripheral surface of the inner ring side seal portion 152c which is one surface that forms the axial labyrinth La on the outer diameter side, and one nail that forms the axial labyrinth La on the inner diameter side. Since the concavo-convex portions are provided on the inner peripheral surface of the outer ring side seal portion 151c, wide and narrow repetitions are obtained in each axial labyrinth La. Thereby, the sealing performance in each axial labyrinth La can be improved.
  • FIG. 16 shows an enlarged cross-sectional view of a main part of an axle bearing device according to another embodiment of the present invention.
  • the outer ring side seal portion 151c is provided with a concave portion 151e, and the tip of the inner ring side seal member 152 is accommodated in the concave portion 151e.
  • an elastic portion 151d made of an elastic material such as rubber or resin is attached to the outer ring side seal portion 151c to form a seal extension portion 170.
  • the elastic portion 151d constituting the seal extension portion 170 is connected to the inner ring 120 side.
  • a concave portion 151e that opens toward the top is provided.
  • FIG. 17 shows an enlarged cross-sectional view of a main part of an axle bearing device according to another embodiment of the present invention.
  • the outer ring side seal member 151 is provided with a concave portion 151e, and the distal end of the inner ring side seal member 152 is accommodated in the concave portion 151e so that the axial labyrinth La and A radial labyrinth Lb is formed.
  • the axle bearing device of the present embodiment is different from that shown in FIG. 16 in that another member 155 is attached to the inner periphery of the outer ring side seal member 151 and the outer ring side seal portion 151c and another member 155 (the inner diameter side cylindrical portion thereof). ), And a concave portion 151e is defined by an outer ring side seal member 151 and another member 155 attached to the outer ring side seal member 151.
  • FIG. 18 shows an enlarged cross-sectional view of a main part of an axle bearing device according to another embodiment of the present invention.
  • a seal extension portion 170 is configured by attaching an elastic portion 151d made of an elastic material to the outer ring side seal portion 151c, and an elastic portion 152d made of an elastic material is provided on the inner ring side seal member 152.
  • An axial labyrinth La (inclined by a predetermined angle with respect to the axial direction in the illustrated example) constituting the labyrinth seal Ls is formed between the elastic portions 151d and 152d.
  • the entire inner ring side sealing member 152 is constituted by an elastic portion 152d.
  • FIG. 19 shows an enlarged cross-sectional view of a main part of an axle bearing device according to another embodiment of the present invention.
  • another member 156 having a substantially L-shaped cross section is attached to the inner periphery of the outer ring side seal member 151 that does not have the outer ring side seal portion 51c, and an elastic portion 151d made of an elastic material is attached to one end of the other member 156.
  • the axial extension labyrinth La constituting the labyrinth seal Ls and the inner ring side seal member 152 are formed between the lip 151d4 provided on the elastic part 151d constituting the seal extension 170 and the inner ring side seal member 152.
  • a narrow portion of the radial labyrinth Lb is formed.
  • FIG. 20 shows an enlarged cross-sectional view of a main part of an axle bearing device according to another embodiment of the present invention.
  • the elastic part 151d made of an elastic material is attached to the outer ring side seal part 151c of the outer ring side seal member 151 to form the seal extension part 170, and a plurality of lips provided on the elastic part 151d constituting the seal extension part 170
  • a narrow portion of the axial labyrinth La and the radial labyrinth Lb constituting the labyrinth seal Ls is formed between 151d4 and the inner ring side seal member 152.
  • FIG. 21 shows an enlarged cross-sectional view of a main part of an axle bearing device according to another embodiment of the present invention.
  • a circumferential groove 124a as a concave portion is provided on the end surface 124 of the inner ring 120, and the tip of the outer ring side seal portion 151c that functions as the seal extension portion 170 is accommodated in the circumferential groove 124a.
  • a radial labyrinth Lb is formed between the front end surface of the outer ring side seal portion 151c and the groove bottom surface of the circumferential groove 124a.
  • the configuration of the axial labyrinth La is the same as that of the embodiment shown in FIG. 14 except that the groove 153 (uneven portion) is not provided.
  • FIG. 22 shows an enlarged cross-sectional view of a main part of an axle bearing device according to another embodiment of the present invention.
  • the elastic portion 151d is attached to the outer ring side seal portion 151c of the outer ring side seal member 151 to form the seal extension portion 170, and the concave and convex portions are formed on both surfaces of the seal extension portion 170 and the inner ring 120 facing each other. And the concave and convex portions are engaged with each other.
  • the axial direction labyrinth La and radial direction labyrinth Lb which comprise the labyrinth seal Ls are alternately connected between both the uneven
  • an axial labyrinth La constituting the labyrinth seal Ls is formed between the inner circumferential surface of the outer ring side seal portion 151 c constituting the seal extension 170 and the outer circumferential surface of the lid member 164.
  • FIG. 23 shows an enlarged cross-sectional view of a main part of an axle bearing device according to another embodiment of the present invention.
  • the elastic portion 151d is attached to the outer ring side seal portion 151c of the outer ring side seal member 151 to form the seal extension portion 170, and at least one of the opposing two surfaces of the seal extension portion 170 and the inner ring 120 (here, the seal portion is used).
  • An uneven portion is provided on the elastic portion 151 d) constituting the extension portion 170, and a radial labyrinth Lb constituting the labyrinth seal Ls is formed between the uneven portion and the end surface 124 of the inner ring 120.
  • An axial labyrinth La constituting the labyrinth seal Ls is formed between the inner circumferential surface of the outer ring side seal portion 151c and the elastic portion 151d constituting the seal extension 170 and the outer circumferential surface of the lid member 164.
  • the elastic portion 151d is provided with a concavo-convex portion, but the end surface of the elastic portion 151d is flattened, while the concavo-convex portion is provided on the end surface 124 of the inner ring 120 that is axially opposed to the elastic portion 151d. It may be provided.
  • FIG. 24 shows an enlarged cross-sectional view of a main part of an axle bearing device according to another embodiment of the present invention.
  • This embodiment is a modification of the embodiment shown in FIG. 23, and a cylindrical portion extending in the axial direction toward the bearing inner side is provided at the outer diameter end of the elastic portion 151d constituting the seal extension 170.
  • An axial labyrinth La constituting a labyrinth seal Ls is further formed between two opposing surfaces of the tubular portion and the inner ring 120 (the collar portion 120a).
  • FIG. 25 shows an enlarged cross-sectional view of a main part of an axle bearing device according to another embodiment of the present invention.
  • This embodiment is an example in which at least a radial labyrinth Lb is formed between an axial labyrinth La and a radial labyrinth Lb constituting the labyrinth seal Ls between the seal extension 170 and the inner ring 120.
  • a cylindrical elastic portion 151 d is attached to the inner diameter end of the main body portion 151 b of the outer ring side seal member 151 to form a seal extension portion 170, and the diameter between the end surface of the seal extension portion 170 and the end surface 124 of the inner ring 120 is set.
  • a direction labyrinth Lb is formed.
  • An axial labyrinth La is formed between the inner peripheral surface of the seal extension 170 and the outer peripheral surface of the lid member 164.
  • Circumferential grooves 151d7 are formed at predetermined intervals in the axial direction on the inner peripheral surface of the elastic portion 151d, and thereby an uneven portion is provided on the inner peripheral surface of the elastic portion 151d.
  • Such a concavo-convex part may be provided on the outer peripheral surface of the lid member 164 opposed via the axial labyrinth La.
  • the concavo-convex portion can be configured as shown in FIG. 15, for example, by providing convex portions and concave portions in the form of dots.

Abstract

　鉄道車両の車軸用軸受装置において、低トルク化および低発熱化を図りつつ、高いシール性能を確保する。　鉄道車両の車軸２に固定された内輪４と、鉄道車両の軸箱に固定された外輪５と、内輪４の軌道面４ａと外輪５の軌道面５ａとの間に配置された複列の円すいころ６とを備えた車軸用軸受装置１である。内輪４と外輪５との間の開口部は、軸方向に延びた軸方向ラビリンスと、径方向に延びた径方向ラビリンスとを少なくとも一つずつ有するラビリンスシールＬｓによりシールされる。ラビリンスシールＬｓを構成する軸方向ラビリンスと径方向ラビリンスのうち、少なくとも一つは、外輪５に取り付けた外輪側シール部材と、内輪４又は内輪４に取り付けた内輪側シール部材との間に形成される。

Description

鉄道車両の車軸用軸受装置
　本発明は、鉄道車両の車軸用軸受装置に関する。
　図２６に、公知の鉄道車両の車軸用軸受装置を示す。同図に示す車軸用軸受装置２００は、転がり軸受２１０と、転がり軸受２１０の軸方向両側に設けられ、転がり軸受２１０の内輪２１１を軸方向に挟持した前蓋２０２および後蓋２０３と、転がり軸受２１０の一端および他端開口部にそれぞれ配設されたシール装置２２０，２２０とを備える。転がり軸受２１０は、いわゆる複列円すいころ軸受であり、鉄道車両の車軸２０１に固定された内輪２１１と、鉄道車両の軸箱（図示せず）に固定された外輪２１２と、内輪２１１と外輪２１２の軌道面間に複列配置された転動体としての円すいころ２１３と、円すいころ２１３を円周方向所定間隔で保持する保持器２１４とを備える。
　車軸２０１の基端側に配設されたシール装置２２０は、外輪２１２の端部内径に固定されたシールケース２２１、およびシールケース２２１の内周に固定されたシール部材２２２からなる外輪側シール部材と、後蓋２０３とで構成される。詳しくは、図２６中の拡大図に示すように、シール部材２２２の内径端部に設けたシールリップ２２２ａ，２２２ｂを後蓋２０３の外径面に接触させることで構成した接触シールと、シールケース２２１の先端２２１ａを後蓋２０３の端面に設けた環状溝２０３ａに隙間を介して嵌合させることで構成した非接触シール（ラビリンスシール）とで内外輪２１１，２１２間の開口部がシールされる。車軸２０１の先端側に配設されたシール装置２２０も、実質的にこれと同様の構成である。これにより、転がり軸受２１０の内部空間（内輪２１１と外輪２１２との間に形成される環状空間）に充填したグリース等の潤滑剤の外部漏洩や、軸受内部空間への塵埃等の異物浸入が可及的に防止される（以上、例えば特許文献１,２を参照）。
特開２００３－３３６６５１号公報 特開２００７－２５５５９９号公報
　上記のような接触シール構造を有するシール装置は、転がり軸受の密封性を高めるうえで好適である。しかしながら、接触シールは、相手側部材（図２６に示す例では蓋部材）との摺接を伴うシール構造である関係上、軸受温度の不当上昇や軸受トルクの増大を招来し易いという問題があり、このような問題は、車軸の回転速度が高速化するにつれて顕著に現れる。近年、種々の鉄道会社において運行速度の高速化が検討されていることから、軸受温度の不当上昇や軸受トルクの増大といった問題を解消しつつも、高いシール性を確保することが求められている。
　本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、鉄道車両の車軸用軸受装置において、低トルク化および低発熱化を図りつつ、高いシール性能を確保することを目的とする。
　上記の目的を達成すべく創案された本発明は、鉄道車両の車軸に固定された内輪と、鉄道車両の軸箱に固定された外輪と、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に配置された複列の転動体とを備えた鉄道車両の車軸用軸受装置において、内輪と外輪との間の開口部を、軸方向ラビリンスと径方向ラビリンスとを少なくとも一つずつ有するラビリンスシールによりシールし、ラビリンスシールを構成する軸方向ラビリンスと径方向ラビリンスのうち、少なくとも一つを、外輪に取り付けた外輪側シール部材と、内輪又は内輪に取り付けた内輪側シール部材との間に形成したことを特徴とする。なお、本発明でいう「軸方向ラビリンス」とは軸方向に延びる隙間を意味し、「径方向ラビリンス」とは径方向に延びる隙間を意味する。以下に示す第１軸方向ラビリンスや第１径方向ラビリンスなども同様である。
　上記のように、本発明に係る鉄道車両の車軸用軸受装置では、内外輪間の開口部が非接触シールであるラビリンスシールでシールされ、このラビリンスシールは、軸方向ラビリンスと径方向ラビリンスとを少なくとも一つずつ有する屈曲形態をなす。そのため、接触シールと非接触シールとを併用することで内外輪間の開口部をシールする従来のシール構造に比べて、高いシール性能を確保しつつ、低トルク化および低発熱化を達成することができる。
　また、ラビリンスシールのシール性能は、ラビリンスシールを構成する各ラビリンス（隙間）の幅精度によって左右されるが、例えばラビリンスシールを構成するラビリンスの全てを、外輪に取り付けられる外輪側シール部材と、転がり軸受とは別に設けられる部材（例えば蓋部材）との間に形成した場合には、ラビリンスの幅精度を高めることが難しくなる。これに対して本発明では、ラビリンスシールを構成する軸方向ラビリンスと径方向ラビリンスのうち、少なくとも一つを、外輪に取り付けた外輪側シール部材と、内輪又は内輪に取り付けた内輪側シール部材との間に形成したことから、ラビリンスシールの少なくとも一部の幅精度を容易に高めることができる。これにより、高いシール性を確保することができる。
　上記構成において、ラビリンスシールは、軸受内部側から軸受外部側に向けて順に連設された第１軸方向ラビリンス、第１径方向ラビリンスおよび第２軸方向ラビリンスを少なくとも有し、第２軸方向ラビリンスを、第１軸方向ラビリンスの外径側に配置すると共に、第１軸方向ラビリンスを、外輪に取り付けた外輪側シール部材と内輪に一体的に設けた軸方向に延びる延長部との間に形成することができる。なお、ここでいう「軸受内部側」および「軸受外部側」とは、それぞれ、ラビリンスシールの大気開口部に対して相対的に離反する側および近接する側をいう。
　このような構成によれば、ラビリンスシール内に異物が浸入した場合であっても、浸入した異物は、車軸が回転するのに伴って第１径方向ラビリンス内に作用する遠心力により、軸受外部側の第２軸方向ラビリンスに押し戻される。そのため、軸受内部側に位置する第１軸方向ラビリンスには異物が到達し難く、従って軸受内部空間への異物浸入が可及的に防止される。また、第１軸方向ラビリンスが、外輪に取り付けた外輪側シール部材と、内輪に一体的に設けた延長部との間に形成されることから、少なくとも第１軸方向ラビリンスの幅精度は容易に高めることができ、しかも第１軸方向ラビリンスの軸方向寸法を十分に確保することができる。従って、車軸用軸受装置の低トルク化および低発熱化を達成しつつ、高いシール性能を安定的に確保することができる。
　ラビリンスシールは、第２軸方向ラビリンスの軸受外部側の端部から外径側に延びた第２径方向ラビリンスをさらに有するものとすることができる。このような構成によれば、車軸回転時には、車軸の回転に伴って第２径方向ラビリンスに作用する遠心力によってラビリンスシールへの異物浸入が効果的に防止される。また、ラビリンスシール（第２径方向ラビリンス）に異物が浸入しても、上記遠心力により異物が軸受外部側に押し戻される。従って、更なるシール性能の向上を図ることができる。
　第１軸方向ラビリンスを形成する対向二面の少なくとも一方に、第１軸方向ラビリンスの隙間幅を部分的に縮小させる環状突起を設けても良い。これに加え、若しくはこれに替えて、第２軸方向ラビリンスを形成する対向二面の少なくとも一方に、第２軸方向ラビリンスの隙間幅を部分的に縮小させる環状突起を設けても良い。このようにすれば、ラビリンスシールのシール性能が一層高まり、軸受内部空間への異物浸入が一層効果的に防止される。
　以上の構成において、ラビリンスシールの経路上に、軸受内部側の端部が内外輪間の開口部とは非連通の分岐部を設けることができる。係る構成によれば、ラビリンスシール内に浸入した異物の少なくとも一部を分岐部で捕捉することができるので、軸受内部空間への異物浸入防止を図るうえで有効となる。例えば、第２軸方向ラビリンスの軸受外部側の端部から外径側に延びた第２径方向ラビリンスを設けると共に、この第２径方向ラビリンスの内径端部から内径側に延びた環状空間で分岐部を構成することができる。このようにすれば、分岐部にて捕捉された異物が、車軸の回転に伴って作用する遠心力により、さらにはその自重により、第２径方向ラビリンスを介して軸受外部に円滑に排出される。
　本発明に係る車軸用軸受装置は、内輪の軸方向端部側に配設された蓋部材と、この蓋部材との間に上記の分岐部を形成する分岐部形成部材とをさらに備えるものとすることができる。分岐部形成部材は、内輪の端面と蓋部材の端面との間に介設された環状部と、環状部の外径端部から蓋部材の外径面に沿って軸方向に延びる筒状部とを有するものとすることができる。そして、蓋部材の外径面と分岐部形成部材の筒状部の内径面との間に、弾性材料からなる弾性部を圧縮状態で介在させることにより、蓋部材を車軸に締結することができる。このようにすれば、上記の機能を奏する分岐部を容易に形成しつつ、車軸に対する蓋部材の固定力を増すことができる。弾性部は、分岐部形成部材および蓋部材とは別体に設けても良いし、分岐部形成部材又は蓋部材と一体的に設けても良い。
　分岐部形成部材に、環状部の内径端部から軸方向に延びる小径筒状部を設け、この小径筒状部を内輪の内径面に嵌合するようにしても良い。なお、分岐部形成部材は、車軸に嵌合固定するようにしても良い。
　ラビリンスシールに、第１軸方向ラビリンスの軸受内部側の端部から外径側に延びた第３径方向ラビリンスをさらに設ければ、転がり軸受の内部空間に充填される潤滑剤の外部漏洩防止効果が高められる。第３径方向ラビリンスは、外輪側シール部材と内輪との間に形成することができ、このようにすれば、第３径方向ラビリンスの幅精度を容易に高めることができるので、高いシール性能を確保することができる。
　また、ラビリンスシールは、第３径方向ラビリンスの外径端部から軸方向に延びた第３軸方向ラビリンスと、第３軸方向ラビリンスの軸受内部側の端部から外径側に延びた第４径方向ラビリンスとをさらに有するものとすることもでき、このようにすれば、軸受内部空間に充填された潤滑剤の外部漏洩防止効果が一層高められる。第３軸方向ラビリンスおよび第４径方向ラビリンスを、外輪側シール部材と内輪に取り付けた第１内輪側シール部材との間に形成すれば、これら第３軸方向ラビリンスおよび第４径方向ラビリンスの幅精度を容易に高めることができる。
　第１軸方向ラビリンス、第１径方向ラビリンスおよび第２軸方向ラビリンスは、外輪側シール部材と、内輪の延長部に取り付けた第２内輪側シール部材との間に形成することもでき、この場合でも、各ラビリンスの幅精度を容易に高めることができる。かかる構成を採用する場合においても、ラビリンスシールの経路上に、軸受内部側の端部が開口部とは非連通の分岐部を設けることができ、このときには、分岐部を、内輪の軸方向端部側に配設された蓋部材と、第２内輪側シール部材により外径面が拘束された分岐部形成部材との間に形成することができる。
　車軸用軸受装置が蓋部材を備えるものである場合、ラビリンスシールは、外輪側シール部材と蓋部材との間に形成され、第２径方向ラビリンスの外径端部から軸方向に延びた第４軸方向ラビリンスと、該第４軸方向ラビリンスの軸受外部側の端部から外径側に延びた第５径方向ラビリンスとをさらに有するものとすることができる。
　また、本発明に係る鉄道車両の車軸用軸受装置においては、外輪側シール部材に、内輪の端面に向けて延びたシール延長部を設け、このシール延長部で上記ラビリンスシールを形成することができる。
　このようにすれば、軸受装置メーカでラビリンスシールを構成するラビリンスの幅精度等を管理することができるので、ラビリンスシールのシール性を向上することができる。また、外輪側シール部材に、内輪の端面に向けて延びたシール延長部を設けた関係で、外輪側シール部材には、軸受内部空間外に膨らむ部分が形成される。そのため、外輪側シール部材が、シール部材やシールケースからなる従来のシールアセンブリと近似した形態となり、軸受装置周辺の設計を変えることなく、従来のシールアセンブリと置き換えることが可能となる。また、外輪に対する着脱も容易なものとなる。
　上記構成において、シール延長部と、内輪に取り付けた内輪側シール部材との間に、上記ラビリンスシールを構成する軸方向ラビリンスと径方向ラビリンスのうち、少なくとも軸方向ラビリンスを形成することができる。この場合、シール延長部と内輪側シール部材の互いに対向する二面のうち、少なくとも一方に凹凸部を設けてもよい。また、外輪側シール部材のシール延長部に凹状部を設け、この凹状部内に内輪側シール部材の先端を収容してもよい。シール延長部の凹状部は、弾性材料で形成することができる。また、シール延長部に弾性材料からなる弾性部を設け、この弾性部と内輪側シール部材との間に、ラビリンスシールを構成する軸方向ラビリンスおよび径方向ラビリンスのうち、少なくとも軸方向ラビリンスを形成してもよい。この場合、軸方向ラビリンスは、内輪側シール部材に設けた弾性材料からなる弾性部とシール延長部の弾性部との間に形成することができる他、シール延長部の弾性部に設けたリップと内輪側シール部材との間に形成することもできる。また、内輪端面に凹状部を設け、該凹状部内に外輪側シールのシール延長部の先端を収容してもよい。
　また、上記構成において、シール延長部と内輪との間に、上記ラビリンスシールを構成する軸方向ラビリンスと径方向ラビリンスのうち、少なくとも径方向ラビリンスを形成することができる。この場合、シール延長部と内輪の互いに対向する二面のうち、少なくとも一方に凹凸部を設けることができる。あるいは、シール延長部と内輪の互いに対向する二面の双方に凹凸部を設け、両凹凸部を噛み合い状態にすることもできる。この場合、シール延長部のうち、内輪との間にラビリンスを形成する部分の一部又は全部は、弾性材料からなる弾性部で構成することができる。
　また、上記構成において、シール延長部と、内輪よりも軸端側で車軸に取り付けた他部材との間に、上記ラビリンスシールを構成する軸方向ラビリンスと径方向ラビリンスのうち、少なくとも軸方向ラビリンスを形成することができる。この場合、シール延長部と他部材の互いに対向する二面のうち、少なくとも一方に凹凸部を設けることができる。
　以上に示すように、本発明によれば、鉄道車両の車軸用軸受装置において、低トルク化および低発熱化を図りつつ、高いシール性能を確保することができる。これにより、鉄道車両の運行速度の高速化にも貢献し得る軸受構造とすることができる。
本発明の一実施形態に係る車軸用軸受装置の含軸断面図である。 図１の要部拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図である。 図４に示す車軸用軸受装置の変形例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図である。 図７Ａに示す車軸用軸受装置の変形例を示す図である。 図７Ａおよび図７Ｂに示す車軸用軸受装置の変形例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大図である。 本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大図である。 本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大図である。 本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大図である。 本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大図である。 本発明に係る車軸用軸受装置の変形例を示す要部拡大図である。 本発明に係る車軸用軸受装置の変形例を示す要部拡大図である。 本発明の実施形態に係る車軸用軸受装置の軸方向断面図である。 図１３のＸ部分の拡大図である。 図１４のＹ矢視図である。 本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図である。 従来の車軸用軸受装置の全体構造を示す含軸断面図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る車軸用軸受装置１の全体構造を示す含軸断面図である。同図に示す車軸用軸受装置１は、鉄道車両の車軸２を回転自在に支持するものであって、車軸２の外周に取り付けられた転がり軸受３と、一対のシール装置１０，１０と、転がり軸受３の軸方向両側に配設された蓋部材（前蓋８および後蓋９）とを主要な構成として備える。
　転がり軸受３は、いわゆる複列円すいころ軸受であり、複列の内側軌道面４ａ，４ａを有し、車軸２の外周に固定された内輪４と、複列の外側軌道面５ａ，５ａを有し、鉄道車両の軸箱（図示せず）に固定された外輪５と、内外輪４，５の軌道面４ａ，５ａ間に配置された転動体としての円すいころ６と、円すいころ６の各列を円周方向所定間隔で保持する一対の保持器７，７とを備える。図示例では、一対の分割内輪を軸方向に突き合わせることで内輪４を構成しているが、内輪４として、一対の分割内輪の間に間座（スペーサ）を介在させたものや、単一部材で構成されたものを用いることもできる。
　前蓋８は、車軸２の先端面２ａに締結したボルト部材Ｂにより車軸２に固定され、後蓋９は、車軸２に設けた肩面２ｂと軸方向で係合するようにして車軸２に固定されている。内輪４と前蓋８との間、および内輪４と後蓋９との間には、分岐部形成部材として機能する中間部材３０，３０がそれぞれ配設されている。車軸２の先端側（図１中左側）に配設された中間部材３０は、内輪４および前蓋８の端面に対して隙間無く密着し、また、車軸２の基端側（図１中右側）に配設された中間部材３０は、内輪４および後蓋９の端面に対して隙間無く密着している。以上の構成から、車軸２に対する転がり軸受３（内輪４）の軸方向相対位置が決定付けられ、また、車軸２に対する転がり軸受３の軸方向相対移動が規制される。なお、中間部材３０の構成や機能については後に詳述する。
　図２に、車軸２の基端側に配設されたシール装置１０の近傍を拡大して示す。シール装置１０は、外輪５に取り付けられた外輪側シール部材１１と、車軸２に取り付けられた内輪４、後蓋９および中間部材３０とで主要部が構成され、これらの部材の協働で形成したラビリンスシールＬｓにより転がり軸受３の一端開口部をシールする。これにより、軸受内部空間（内輪４と外輪５との間に形成される環状空間）に充填されたグリース等の潤滑剤の外部漏洩や、軸受内部空間への異物浸入が可及的に防止される。ラビリンスシールＬｓは、軸方向に延びる軸方向ラビリンスと、径方向に延びる径方向ラビリンスとを少なくとも一つずつ有しており、ここでは、軸受内部側（ラビリンスシールＬｓの大気開口部から離反した側）から軸受外部側（ラビリンスシールＬｓの大気開口部に近接した側）に向けて順に連設された第１軸方向ラビリンスＬａ１、第１径方向ラビリンスＬｂ１および第２軸方向ラビリンスＬａ２を有する。なお、図１および図２を含めて本発明の実施形態を示す図面においては、理解の容易化のため、ラビリンスシールＬｓを構成する各ラビリンスの隙間幅を誇張して描いている。また、車軸２の先端側に配設されたシール装置１０は、車軸２の基端側に配設されたシール装置１０と実質的に同一の構成を具備することから、詳細な説明を省略する。
　外輪側シール部材１１は、大径部１２ａ、中径部１２ｂおよび小径部１２ｃを一体に有する段付き円筒状をなし、大径部１２ａが外輪５の端部内径に固定された第１外輪側シール部材１２と、第１外輪側シール部材１２の内周に固定された第２外輪側シール部材１３とで構成される。第２外輪側シール部材１３は、第１外輪側シール部材１２の中径部１２ｂ内周に固定された大径部１３ａ、大径部１３ａの反転がり軸受側の端部から内径側に延びた第１環状部１３ｂ、第１環状部１３ｂの内径端部から軸方向に延びた小径部１３ｃ、および小径部１３ｃの転がり軸受側の端部から外径側に延びた第２環状部１３ｄを一体に有する。第１および第２外輪側シール部材１２，１３は、例えば金属材料のプレス成形品とされる。
　なお、第１外輪側シール部材１２の中径部１２ｂは、転がり軸受３から離反する側に向かって徐々に拡径している。係る態様で形成された中径部１２ｂは、外輪側シール部材１１を外輪５から取り外す際に使用する治具の引掛け部として活用することができる。そのため、外輪５からの外輪側シール部材１１の取り外しが容易化される。
　内輪４は、外輪５の端面よりも車軸２の基端側に延びた延長部４ｂを一体に有する。これにより、外輪５に取り付けた外輪側シール部材１１と内輪４との間に形成される環状空間の容積が拡大し、潤滑剤の保持能力が向上する。
　分岐部形成部材としての中間部材３０は、互いに対向する内輪４（延長部４ｂ）の端面と後蓋９の端面との間に介在する環状部３０ａと、環状部３０ａの外径端部から後蓋９の外径面に沿って軸方向に延びた筒状部３０ｂとを一体に有する断面逆Ｌ字状をなし、例えば黄銅、銅合金、ステンレス鋼等の金属材料で形成される。互いに対向する中間部材３０の筒状部３０ｂの内径面と後蓋９の外径面との間には、樹脂材料やゴム材料等の弾性材料からなる弾性部３１が圧縮状態で介在しており、これにより、車軸２に対する後蓋９の取付け強度が増す。弾性部３１は、中間部材３０や後蓋９とは別部材としても良いし、中間部材３０をインサート部品として型成形しても良い。
　そして、第２外輪側シール部材１３の小径部１３ｃが、内輪４の延長部４ｂの外径面に近接配置されることにより第１軸方向ラビリンスＬａ１が形成される。また、第２外輪側シール部材１３の第１環状部１３ｂが中間部材３０の環状部３０ａに近接配置されることにより、内径端部が第１軸方向ラビリンスＬａ１の軸受外部側の端部に繋がった第１径方向ラビリンスＬｂ１が形成される。また、第１外輪側シール部材１２の小径部１２ｃが中間部材３０の環状部３０ｂの外径面に近接配置されることにより、第１径方向ラビリンスＬｂ１の外径端部から軸方向に延びた第２軸方向ラビリンスＬａ２が形成される。
　以上に示すように、本発明に係る車軸用軸受装置１では、内外輪４，５間の開口部が非接触シールであるラビリンスシールＬｓでシールされることから、接触シールと非接触シールを併用することで内外輪間の開口部をシールする図２６に示す従来のシール構造に比べて、転がり軸受３、ひいては車軸用軸受装置１の低トルク化および低発熱化を図ることができる。また、ラビリンスシールＬｓは、軸方向ラビリンスと径方向ラビリンスとを少なくとも一つずつ有する屈曲形態をなし、特に本実施形態では、軸受内部側から軸受外部側に向けて順に連設された第１軸方向ラビリンスＬａ１、第１径方向ラビリンスＬｂ１および第２軸方向ラビリンスＬａ２を有し、第２軸方向ラビリンスＬａ２は、第１軸方向ラビリンスＬａ１の外径側に配置される。そのため、ラビリンスシールＬｓに異物が浸入した場合であっても、浸入した異物は、車軸２が回転するのに伴って第１径方向ラビリンスＬｂ１に作用する遠心力により、軸受外部側の第２軸方向ラビリンスＬａ２に押し戻される。従って、軸受内部側に位置する第１軸方向ラビリンスＬａ１には異物が到達し難く、軸受内部空間への異物浸入が可及的に防止される。
　ラビリンスシールＬｓのシール性能は、ラビリンスシールＬｓを構成する各ラビリンスの幅精度によって左右されるが、例えばラビリンスシールＬｓを構成する全てのラビリンスを、外輪５に取り付けられる外輪側シール部材１１と、転がり軸受３とは別に設けられる部材（ここでは後蓋９や中間部材３０）との間に形成した場合には、各ラビリンスの幅精度を高めることが、ひいては所期のシール性能を確保することが難しくなる。これに対して本発明では、ラビリンスシールＬｓを構成する軸方向ラビリンスと径方向ラビリンスのうち、少なくとも一つ（ここでは第１軸方向ラビリンスＬａ１）を、外輪側シール部材１１と内輪４に一体的に設けた延長部４ｂとの間に形成したことから、少なくとも第１軸方向ラビリンスＬａ１の幅精度は容易に高めることができ、しかも第１軸方向ラビリンスＬａ１の軸方向寸法を十分に確保することができる。従って、この種の車軸用軸受装置１の低トルク化および低発熱化を達成しつつ、高いシール性能を安定的に確保することができる。
　本実施形態のラビリンスシールＬｓは、第２軸方向ラビリンスＬａ２の軸受外部側の端部から外径側に延びた第２径方向ラビリンスＬｂ２をさらに有する。第２径方向ラビリンスＬｂ２は、第１外輪側シール部材１２の小径部１２ｃを蓋部材８の端面に近接配置することで形成される。係る構成の第２径方向ラビリンスＬｂ２を設けておけば、車軸２の回転時には、車軸２の回転に伴って第２径方向ラビリンスＬｂ２内に作用する遠心力によってラビリンスシールＬｓへの異物浸入が効果的に防止される。また、ラビリンスシールＬｓ（第２径方向ラビリンスＬｂ２）に異物が浸入しても、上記の遠心力により異物が軸受外部に円滑に排出される。
　本実施形態のラビリンスシールＬｓは、第１軸方向ラビリンスＬａ１の軸受内部側の端部から外径側に延びた第３径方向ラビリンスＬｂ３をさらに有する。第３径方向ラビリンスＬｂ３は、第２外輪側シール部材１３の第２環状部１３ｄを内輪４の肩面４ｃに近接配置することで形成される。このようにすれば、転がり軸受３の内部空間に充填された潤滑剤の外部漏洩防止効果が高められる。この第３径方向ラビリンスＬｂ３は、外輪側シール部材１１（第２外輪側シール部材１３）と内輪４との間に形成されるから、その幅精度を容易に高めて高いシール性能を確保することができる。
　加えて、本実施形態のラビリンスシールＬｓの経路上には、軸受内部側の端部が内外輪４，５間に形成される開口部とは非連通の分岐部３２が設けられる。本実施形態の分岐部３２は、第２径方向ラビリンスＬｂ２の内径端部から内径側に延びた環状空間で構成され、この環状空間は、中間部材３０の端面（筒状部３０ｂおよび弾性部３１の端面）とこれに対向する後蓋９の端面とを近接配置することで形成されている。
　このような分岐部３２を設けておけば、ラビリンスシールＬｓ内に異物が浸入したとしても、この異物の少なくとも一部を分岐部３２で捕捉することができるので、軸受内部空間に異物が浸入する可能性を減じるうえで有効となる。特に、本実施形態のように、分岐部３２を、第２径方向ラビリンスＬｂ２の内径端部から内径側に延びた環状空間で構成すれば、分岐部３２にて捕捉された異物が、車軸２の回転に伴って作用する遠心力により、さらにはその自重により、第２径方向ラビリンスＬｂ２を介して軸受外部に円滑に排出される。
　以上、本発明の一実施形態に係る車軸用軸受装置１について説明を行ったが、上述した車軸用軸受装置１には種々の変更を施すことが可能である。以下、本発明の他の実施形態について説明を行うが、上記の実施形態と共通する部材・部位には共通の参照番号を付し、重複説明を省略する。
　図３は、本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置１の要部拡大断面図である。同図に示す車軸用軸受装置１が図２に示したものと異なる主な点は、ラビリンスシールＬｓが、第３径方向ラビリンスＬｂ３の外径端部から軸方向に延びた第３軸方向ラビリンスＬａ３と、第３軸方向ラビリンスＬａ３の軸受内部側の端部から外径側に延びた第４径方向ラビリンスＬｂ４とをさらに有する点にある。このようにすれば、軸受内部空間に充填された潤滑剤の外部漏洩防止効果が一層高められる。第３軸方向ラビリンスＬａ３および第４径方向ラビリンスＬｂ４は、内輪４の外径面に取り付けた内輪側シール部材（第１内輪側シール部材１４）と外輪側シール部材１１（第２外輪側シール部材１３）との間に形成される。そのため、両ラビリンスＬａ３，Ｌｂ４の幅精度を容易に高めることができ、高いシール性能が確保される。
　図４は、本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置１の要部拡大断面図である。同図に示す車軸用軸受装置１では、上述した第１内輪側シール部材１４に加え、第２内輪側シール部材１５を内輪４の延長部４ｂ外径面に取付け固定し、この第２内輪側シール部材１５と外輪側シール部材１１との間に第１軸方向ラビリンスＬａ１、第１径方向ラビリンスＬｂ１および第２軸方向ラビリンスＬａ２を形成している。このようにすれば、各ラビリンスＬａ１，Ｌｂ１，Ｌａ２の幅精度を容易に高めることができるので、シール性能が一層向上する。また、第２内輪側シール部材１５の反内輪側の端部を中間部材３０の筒状部３０ｂ外径に嵌合し、中間部材３０の外径面を拘束している。これにより、中間部材３０、ひいては後蓋９の車軸２に対する固定力が増す。従って、軸受性能の安定化が図られる。
　第１内輪側シール部材１４は、図５に示すように、分離可能に設けられた保持部１４ａおよびシール部１４ｂで構成することも可能である。保持部１４ａは内輪４の外径面に固定され、シール部１４ｂは保持部１４ａの内径に固定されて外輪側シール部材１１の第２外輪側シール部材１３との間にラビリンスＬｂ３，Ｌａ３，Ｌｂ４を形成している。この場合、シール部１４ｂと第２内輪側シール部材１５との間には、第３および第４径方向ラビリンスＬｂ３，Ｌｂ４の隙間幅よりも幅狭の軸方向隙間ｘ１を設けておくのが望ましい。仮に保持部１４ａとシール部１４ｂとが分離したとしても、径方向ラビリンスＬｂ３，Ｌｂ４の隙間幅を確保することができるからである。
　なお、図４に示す車軸用軸受装置１は、図２に示した車軸用軸受装置１の内輪４に、第１および第２内輪側シール部材１４，１５を取り付けた構成に相当するものであるが、第１内輪側シール部材１４を省略し、第２内輪側シール部材１５のみを内輪４に取り付けた構成を採用することも可能である（図示省略）。
　図６は、本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置１の要部拡大断面図であって、図４に示す車軸用軸受装置１の変形例である。この実施形態では、後蓋９に、第１外輪側シール部材１２の小径部１２ｃ外径に位置する筒状部を設け、この筒状部に対して第１外輪側シール部材１２（小径部１２ｃ、および、中径部１２ｂと小径部１２ｃとを繋ぐ環状部分）を近接配置することにより、第２径方向ラビリンスＬｂ２の外径端部から軸方向に延びた第４軸方向ラビリンスＬａ４と、この第４軸方向ラビリンスＬａ４の軸受外部側の端部から外径側に延びた第５径方向ラビリンスＬｂ５とを形成している。このような構成によれば、より一層のシール性能向上が図られる。なお、当該実施形態にて付加した構成を、図２および図３に示す車軸用軸受装置１に付加することも可能である。
　図７Ａは、本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置１の要部拡大断面図である。同図に示す車軸用軸受装置１は、第１外輪側シール部材１２の小径部１２ｃを後蓋９の外径面に近接配置することにより、小径部１２ｃと後蓋９の対向二面間に第２軸方向ラビリンスＬａ２を形成した点において、図２に示す車軸用軸受装置１と構成を異にしている。また、これに伴い、分岐部３２は、軸方向に延びる部分と、径方向に延びる部分とを具備した断面逆Ｌ字状に形成される。
　この場合、図７Ｂに示すように、後蓋９を、第１外輪側シール部材１２の小径部１２ｃとの間に、第２軸方向ラビリンスＬａ２の軸受外部側の端部から外径側に延びた第２径方向ラビリンスＬｂ２を形成し得るような形状とすることも可能である。
　また、特に図７Ａおよび図７Ｂに示す車軸用軸受装置１においては、図８に示すように、ラビリンスシールＬｓを構成する第１径方向ラビリンスＬｂ１を屈曲した形態に形成しても良い。詳しくは、第２外輪側シール部材１３の第１環状部１３ｂの内径部を転がり軸受３側に屈曲させ、第１環状部１３ｂの外径部（後蓋９の端面と対向する部分）と第２内輪側シール部材１５の径方向に延びる部分とを軸方向でオーバーラップさせる。すなわち、図８中の符号ｘ３で示される寸法が、ｘ３＞０の関係式を満たすように、各部材の形状等を変更する。このようにすれば、図７Ａおよび図７Ｂに示す構成に比べ、第１径方向ラビリンスＬｂ１に浸入してきた異物が分岐部３２の側に向かい易くなる。従って、軸受内部空間への異物浸入防止効果が図７Ａおよび図７Ｂに示す構成に比べて高まる。
　以上で説明した何れの実施形態に係る車軸用軸受装置１においても、軸受外部からの異物浸入防止効果を一層高めるべく、ラビリンスシールＬｓの第１軸方向ラビリンスＬａ１を形成する対向二面の少なくとも一方に、第１軸方向ラビリンスＬａ１の隙間幅を部分的に縮小させる環状突起４０を一又は複数設けても良い（図９Ａおよび図９Ｂ参照）。図９Ａは、図２等に示す実施形態において内輪４の延長部４ｂ外径面に一の環状突起４０を設けた場合を示すものであり、図９Ｂは、図４等に示す実施形態において第２内輪側シール部材１５の外径面に一の環状突起４０を設けた場合を示すものである。
　なお、上記の環状突起４０は、その一部が、第１径方向ラビリンスＬｂ１にはみ出るように設けるのが望ましい。すなわち、同図中の符号ｘ４で示される寸法が、ｘ４＞０の関係式を満たすように、環状突起４０を設けるのが望ましい。車軸２の回転に伴って作用する遠心力による異物排出効果を高め得るからである。
　また、以上で説明した何れの実施形態に係る車軸用軸受装置１においても、軸受外部からの異物浸入防止効果を一層高めるべく、ラビリンスシールＬｓの第２軸方向ラビリンスＬａ２を形成する対向二面の少なくとも一方に、第２軸方向ラビリンスＬａ２の隙間幅を部分的に縮小させる環状突起４１を一又は複数設けても良い（図１０Ａ～図１０Ｃ参照）。なお、図１０Ａは、図２等に示す実施形態において中間部材３０の筒状部３０ｂ外径面に一の環状突起４１を設けた場合を示すものであり、図１０Ｂは、図４等に示す実施形態において、内輪４に取り付けた第２内輪側シール部材１５の外径面に一の環状突起４１を設けた場合を示すものである。また、図１０Ｃは、図７および図８に示す実施形態において、後蓋９の外径面に二つの環状突起４１を設けた場合を示すものである。
　また、以上で説明した何れの実施形態に係る車軸用軸受装置１においても、図１１に示すように、外輪５の内径面と第１外輪側シール部材１２の外径面との間に、ゴムや樹脂で形成された弾性シール４２を介在させても良い。これにより、外輪５と第１外輪側シール部材１２との間の密封性を高め、両者間に形成される隙間を介しての異物浸入や潤滑剤漏れを防止することができる。
　以上で説明した実施形態においては、内輪４の延長部４ｂと後蓋９との間に介在する分岐部形成部材としての中間部材３０を車軸２の外径面に固定しているが、図１２に示すように、中間部材３０に、環状部３０ａの内径端部から軸方向に延びる小径部３０ｃを一体に設け、この小径部３０ｃを内輪４の延長部４ｂ内径面に嵌合するようにしても良い。このようにすれば、当該車軸用軸受装置１の組み立ておよび分解を容易に行うことができる。
　また、以上で説明した何れの実施形態に係る車軸用軸受装置１においても、転がり軸受３の端部と外輪側シール部材１１との間に形成される環状空間の容積は、軸受内部空間に充填された潤滑剤総量（潤滑剤の総体積）の少なくとも１／２以上とするのが望ましい。転がり軸受３の潤滑性能を十分に確保しつつ、潤滑剤の外部漏洩を可及的に防止するためである。
　以上では、転がり軸受３として複列円すいころ軸受を用いた車軸用軸受装置１に本発明を適用した場合について説明を行ったが、転がり軸受３としてその他の軸受、例えば複列円筒ころ軸受を用いた車軸用軸受装置１に、上記した本発明を適用することももちろん可能である。
　以下、本発明の実施の形態について図面に基づき説明する。
　図１３に、本発明の実施形態に係る車軸用軸受装置を示す。この車軸用軸受装置は、鉄道車両の車軸支持用として使用されるものであり、転がり軸受１０１と、転がり軸受１０１の軸方向両側に配置された一対のシール装置１５０，１５０とを具備する。
　転がり軸受１０１は、いわゆる複列円すいころ軸受であり、外輪１１０と、一対の内輪１２０，１２０と、複列配置された転動体としての円すいころ１３０と、円すいころ１３０の各列を円周方向所定間隔で保持する一対の保持器１４０，１４０とを主要な構成要素として備える。外輪１１０は、内周面に複列の円すい状の外側軌道面１１２を有する。一対の内輪１２０，１２０は、間座を介して軸方向に隣接しており、各内輪１２０は、外周面に円すい状の内側軌道面１２２を有する。円すいころ１３０は、外輪１１０の外側軌道面１１２と内輪１２０の内側軌道面１２２との間に転動自在に介在している。外輪１１０と内輪１２０との間に形成される空間（転がり軸受１０１の内部空間）にはグリース等の潤滑剤が封入され、この空間を軸方向両端部においてシール装置１５０はシールしている。なお、本実施形態では、転がり軸受１０１として複列円すいころ軸受を採用しているが、特にこれに限定されず、その他の軸受、例えば複列円筒ころ軸受等を採用してもよい。
　外輪１１０は、外周面が鉄道車両の軸箱（図示省略）に固定される。一対の内輪１２０，１２０の軸方向一端には、油切り１６２が当接した状態で配される。一対の内輪１２０の軸方向他端には、蓋部材１６４が当接した状態で配される。蓋部材１６４は、ボルト１６６で車軸１０２の軸端に固定され、この蓋部材１６４と車軸１０２の肩部との間で、車軸１０２の外周に嵌合した油切り１６２、一対の内輪１２０，１２０、および間座１２３が軸方向に挟持固定される。
　一対のシール装置１５０，１５０は、転がり軸受１０１の軸方向の両端にそれぞれ配設されており、両シール装置１５０，１５０は実質的に同一の構成を具備する。従って、以下では、説明を簡略化する観点から、車軸１０２の軸端側（図１３で左側）のシール装置１５０についてのみ説明し、車軸１０２の基端側（図１３で右側）のシール装置１５０についての説明は省略する。
　図１４に拡大して示すように、シール装置１５０は、外輪１１０に取り付けた外輪側シール部材１５１と、内輪１２０に取り付けた内輪側シール部材１５２とを備え、これらシール部材１５１，１５２、内輪１２０、さらには他部材としての蓋部材１６４の協働で形成したラビリンスシールＬｓにより転がり軸受１０１の一端開口部をシールする。詳細は以下に述べるが、ラビリンスシールＬｓは、軸方向に延びた軸方向ラビリンスＬａと径方向に延びた径方向ラビリンスＬｂとを少なくとも一つずつ有する屈曲形態をなしている。
　外輪側シール部材１５１は、外輪１１０から内輪１２０の端面１２４に向けて延びており、外輪１１０の開口部内周に例えば圧入により装着される筒状の装着部１５１ａと、装着部１５１ａから蓋部材１６４の外径面に近接する本体部１５１ｂと、本体部１５１ｂから内輪１２０の端面１２４に向けて軸方向に延びた筒状の外輪側シール部１５１ｃとを備える。本実施形態において、本体部１５１ｂは、装着部１５１ａの端部から径方向内方に延在した環状部と、外輪側シール部１５１ｃの端部から径方向外方に延在した環状部と、両環状部を接続する筒状部とを備えた屈曲形状を呈する。また、この実施形態では、外輪側シール部１５１ｃが、本発明でいうシール延長部１７０として機能する。
　一方、内輪側シール部材１５２は、内輪１２０のつば部１２０ａ外周に例えば圧入により装着される筒状の装着部１５２ａと、装着部１５２ａから径方向内方に延在する環状の本体部１５２ｂと、本体部１５２ｂから反内輪１２０側に延在した筒状をなす内輪側シール部１５２ｃとを備える。
　そして、本実施形態では、互いに対向する内輪側シール部１５２ｃの内周面と外輪側シール部１５１ｃ（シール延長部１７０）の外周面との間に形成される軸方向ラビリンスＬａと、互いに対向する外輪側シール部１５１ｃの先端面と内輪１２０の端面１２４との間に形成される径方向ラビリンスＬｂと、互いに対向する外輪側シール部１５１ｃの内周面と蓋部材１６４の外周面との間に形成される軸方向ラビリンスＬａとで、ラビリンスシールＬｓが構成される。
　内輪側シール部１５２ｃの内周面と、外輪側シール部１５１ｃの内周面には、凹凸部がそれぞれ設けられている。詳述すれば、図１５に示すように、周方向に断続的に形成された溝部１５３が成す列が軸方向に複数配列され、軸方向で隣接する列における非溝部１５４が相互に異なる周方向位置をとるようになっている。凹凸部の形状は、これに限定されるものではなく、例えば、図１５で、溝部１５３の部位を凸部としてもよい。また、内周面に、例えば凹部や凸部を散点状に設けてもよい。また、凹凸部を、軸方向ラビリンスＬａを介して対向する外輪側シール部１５１ｃの外周面や蓋部材１６４の外周面に設けてもよい。
　以上の構成により、以下の効果が得られる。
　車軸用軸受装置において、仕上がり精度の高い外輪１１０と内輪１２０にそれぞれ取り付けた外輪側シール部材１５１と内輪側シール部材１５２との間、および外輪側シール部材１５１と内輪１２０との間に、軸方向ラビリンスＬａおよび径方向ラビリンスＬｂを一つずつ形成し、これら軸方向ラビリンスＬａおよび径方向ラビリンスＬｂを有するラビリンスシールＬｓにより転がり軸受１０１の開口部をシールした。軸受装置メーカでは、少なくともこれらラビリンスＬａ，Ｌｂの幅精度を管理することができる分、ラビリンスシールＬｓのシール性を向上させることができる。また、外輪側シール部材１５１が外輪１１０から内輪１２０の端面１２４に向けて延びている関係で、外輪側シール部材１５１には、軸受内部空間外に膨らむ部分が形成される。そのため、外輪側シール部材１５１が、シール部材やシールケースからなる従来のシールアセンブリと近似した形態となり、軸受装置周辺の設計を変えることなく、従来のシールアセンブリと置き換えることが可能となる。また、外輪１１０に対する着脱も容易なものとなる。
　本実施形態に係る車軸用軸受装置の転がり軸受１０１として円すいころ軸受（複列円すいころ軸受）を採用しているが、円すいころ軸受では、運転中に軸受各部に作用する遠心力により、内部空間に封入された潤滑剤（グリース）に対して軸方向両端側に向かう力が作用する。このため、円すいころ軸受に対して、非接触シールのシール性の向上は特に重要である。この点、本実施形態では上記構成のシール装置１５０を採用したことから、所望のシール性を確保することができる。
　また、外輪側シール部材１５１のシール延長部１７０と内輪側シール部材１５２との間、および外輪側シール部材１５１のシール延長部１７０と内輪１２０との間にそれぞれ形成した軸方向ラビリンスＬａおよび径方向ラビリンスＬｂについては、蓋部材１６４とは関係なく、その各部を設計することができる。このため、シール装置１５０を従来のものと同等以下のサイズにすることも可能であり、従来のシール装置を、以上で説明したシール装置１５０に置き換えることが可能となる。また、蓋部材１６４とは無関係に軸方向ラビリンスＬａおよび径方向ラビリンスＬｂを一つずつ形成するので、ラビリンスシールＬｓのシール性が個体間でばらつくような事態が生じ難くなる。
　また、図２６に示す従来構成のように、転がり軸受の軸方向外側に配置した部材（図２６の例では前蓋２０２および後蓋２０３）との間に接触シールを構成すると、車軸に転がり軸受をはじめとした装置構成部材を組付ける際に格別の配慮を払う必要がある。これに対し、本実施形態に係る車軸用軸受装置のように、蓋部材１６４との間に接触シールを採用しなければ、車軸１０２に対する転がり軸受１０１と蓋部材１６４の組付けを容易に実行することができる。本実施形態では、シール延長部１７０としての外輪側シール部１５１ｃと蓋部材１６４との間にも軸方向ラビリンスＬａを形成しているが、この軸方向ラビリンスＬａの効果を重要視しない場合は、シール装置１５０と蓋部材１６４との間の径方向距離を大きくとる設計が可能である。この場合には、車軸１０２に転がり軸受１０１と蓋部材１６４とを組付ける際に、シール装置１５０と蓋部材１６４とが干渉することを抑制可能である。これらの理由により、車軸１０２に対する転がり軸受１０１と蓋部材１６４の組み付け作業性を向上させることができる。
　また、相対的に外径側の軸方向ラビリンスＬａを形成する一方の面である内輪側シール部１５２ｃの内周面と、相対的に内径側の軸方向ラビリンスＬａを形成する一方のめんである外輪側シール部１５１ｃの内周面とに凹凸部をそれぞれ設けたので、各軸方向ラビリンスＬａにおいて広狭の繰り返しが得られる。これにより、各軸方向ラビリンスＬａにおけるシール性能を向上させることができる。
　以下に、本発明の他の実施形態を説明するが、図１３～図１５を参照しながら説明した実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複説明を省略する。
　図１６に、本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図を示す。この実施形態では、外輪側シール部１５１ｃに凹状部１５１ｅが設けられ、この凹状部１５１ｅ内に内輪側シール部材１５２の先端が収容される。詳述すれば、外輪側シール部１５１ｃに、例えばゴム、樹脂等の弾性材料からなる弾性部１５１ｄを取り付けてシール延長部１７０が形成され、シール延長部１７０を構成する弾性部１５１ｄに内輪１２０側に向けて開口する凹状部１５１ｅが設けられている。そして、弾性部１５１ｄの凹状部１５１ｅと、これに収容された内輪側シール部１５２ｃの先端部との間に、２つの軸方向ラビリンスＬａ，Ｌａと、これら軸方向ラビリンスＬａ，Ｌａを接続する径方向ラビリンスＬｂとが形成されると共に、弾性部１５１ｄの開口端面（相対的に内側の開口端面）と内輪１２０の端面１２４との間、および弾性部１５１ｄの開口端面（相対的に外側の開口端面）と内輪側シール部材１５２の本体部１５２ｂとの間に径方向ラビリンスＬｂがそれぞれ形成される。また、互いに対向する弾性部１５１ｄ（シール延長部１７０）の内周面と蓋部材１６４の外周面との間に軸方向ラビリンスＬａが形成される。
　図１７に、本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図を示す。この実施形態でも、図１６に示す実施形態と同様に、外輪側シール部材１５１に凹状部１５１ｅが設けられ、この凹状部１５１ｅ内に内輪側シール部材１５２の先端が収容されて軸方向ラビリンスＬａおよび径方向ラビリンスＬｂを形成している。本実施形態の車軸用軸受装置が図１６に示すものと異なるのは、外輪側シール部材１５１の内周に別部材１５５を取り付けて外輪側シール部１５１ｃと別部材１５５（の内径側筒状部）とでシール延長部１７０を形成し、凹状部１５１ｅを、外輪側シール部材１５１と、この外輪側シール部材１５１に取り付けた別部材１５５とで画成している点である。
　図１８に、本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図を示す。この実施形態では、外輪側シール部１５１ｃに弾性材料からなる弾性部１５１ｄを取り付けることでシール延長部１７０が構成されると共に、内輪側シール部材１５２に弾性材料からなる弾性部１５２ｄが設けられ、両弾性部１５１ｄ，１５２ｄ間に、ラビリンスシールＬｓを構成する軸方向ラビリンスＬａ（図示例では軸方向に対して所定角度傾斜している）が形成されている。なお、本実施形態では、内輪側シール部材１５２の全体が弾性部１５２ｄで構成されている。また、互いに対向するシール延長部１７０（弾性部１５２ｄ）の端面と内輪１２０の端面１２４との間、および、互いに対向するシール延長部１７０の内周面と蓋部材１６４の外周面との間に、ラビリンスシールＬｓを構成する径方向ラビリンスＬｂおよび軸方向ラビリンスＬａがそれぞれ形成されている。
　図１９に、本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図を示す。本実施形態では、外輪側シール部５１ｃを有さない外輪側シール部材１５１の内周に断面略Ｌ字状の別部材１５６を取り付けると共に、この別部材１５６の一端に弾性材料からなる弾性部１５１ｄを取り付けることでシール延長部１７０を形成し、シール延長部１７０を構成する弾性部１５１ｄに複数設けたリップ１５１ｄ４と内輪側シール部材１５２との間に、ラビリンスシールＬｓを構成する軸方向ラビリンスＬａおよび径方向ラビリンスＬｂの狭部を形成している。
　図２０に、本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図を示す。この実施形態では、外輪側シール部材１５１の外輪側シール部１５１ｃに弾性材料からなる弾性部１５１ｄを取り付けてシール延長部１７０を形成し、シール延長部１７０を構成する弾性部１５１ｄに複数設けたリップ１５１ｄ４と内輪側シール部材１５２との間に、ラビリンスシールＬｓを構成する軸方向ラビリンスＬａおよび径方向ラビリンスＬｂの幅狭部を形成している。
　図２１に、本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図を示す。この実施形態では、内輪１２０の端面１２４に凹状部としての円周溝１２４ａが設けられ、この円周溝１２４ａ内に、シール延長部１７０として機能する外輪側シール部１５１ｃの先端が収容されている。外輪側シール部１５１ｃの先端面と円周溝１２４ａの溝底面との間に径方向ラビリンスＬｂが形成される。軸方向ラビリンスＬａの構成は、溝部１５３（凹凸部）が設けられていない点以外は、図１４に示す実施形態と同様である。
　図２２に、本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図を示す。この実施形態では、外輪側シール部材１５１の外輪側シール部１５１ｃに弾性部１５１ｄを取り付けてシール延長部１７０を形成すると共に、シール延長部１７０と内輪１２０の互いに対向する二面の双方に凹凸部を設け、かつ両凹凸部を噛み合い状態にしている。そして、噛み合い状態となった両凹凸部間に、ラビリンスシールＬｓを構成する軸方向ラビリンスＬａと径方向ラビリンスＬｂとを交互に連設している。また、シール延長部１７０を構成する外輪側シール部１５１ｃの内周面と蓋部材１６４の外周面との間に、ラビリンスシールＬｓを構成する軸方向ラビリンスＬａが形成される。
　図２３に、本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図を示す。この実施形態では、外輪側シール部材１５１の外輪側シール部１５１ｃに弾性部１５１ｄを取り付けてシール延長部１７０を形成すると共に、シール延長部１７０と内輪１２０の対向二面の少なくとも一方（ここではシール延長部１７０を構成する弾性部１５１ｄ）に凹凸部を設け、この凹凸部と内輪１２０の端面１２４との間に、ラビリンスシールＬｓを構成する径方向ラビリンスＬｂを形成している。シール延長部１７０を構成する外輪側シール部１５１ｃおよび弾性部１５１ｄの内周面と、蓋部材１６４の外周面との間に、ラビリンスシールＬｓを構成する軸方向ラビリンスＬａが形成されている。
　図２３では、弾性部１５１ｄに凹凸部を設けているが、弾性部１５１ｄの端面を平坦にする一方、これと径方向ラビリンスＬｂを介して軸方向に対向する内輪１２０の端面１２４に凹凸部を設けてもよい。
　図２４に、本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図を示す。この実施形態は、図２３に示す実施形態の変形例であり、シール延長部１７０を構成する弾性部１５１ｄの外径端に、軸受内部側に向かって軸方向に延びる筒状部を設け、この筒状部と内輪１２０（つば部１２０ａ）の対向二面間にラビリンスシールＬｓを構成する軸方向ラビリンスＬａをさらに形成している。
　図２５に、本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の要部拡大断面図を示す。この実施形態は、シール延長部１７０と内輪１２０との間に、ラビリンスシールＬｓを構成する軸方向ラビリンスＬａと径方向ラビリンスＬｂのうち、少なくとも径方向ラビリンスＬｂを形成したものの一例である。ここでは、外輪側シール部材１５１の本体部１５１ｂ内径端に筒状の弾性部１５１ｄを取り付けてシール延長部１７０を形成し、このシール延長部１７０の端面と内輪１２０の端面１２４との間に径方向ラビリンスＬｂを形成している。また、シール延長部１７０の内周面と蓋部材１６４の外周面との間に、軸方向ラビリンスＬａを形成している。弾性部１５１ｄの内周面には、軸方向所定間隔で円周溝１５１ｄ７が形成されており、これにより、弾性部１５１ｄの内周面には、凹凸部が設けられる。このような凹凸部は、軸方向ラビリンスＬａを介して対向する蓋部材１６４の外周面に設けられてもよい。凹凸部は、図１５に示すようなもので構成することもできるし、例えば凸部や凹部を散点状に設けることで構成することもできる。
　本発明は以上で説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内であれば、様々な変形が可能である。
１　　　車軸用軸受装置
２　　　車軸
３　　　転がり軸受
４　　　内輪
４ｂ　　延長部
５　　　外輪
６　　　円すいころ（転動体）
８　　　前蓋
９　　　後蓋
１０　　シール装置
１１　　外輪側シール部材
１２　　第１外輪側シール部材
１３　　第２外輪側シール部材
１４　　第１内輪側シール部材
１５　　第２内輪側シール部材
３０　　中間部材（分岐部形成部材）
３１　　弾性部
３２　　分岐部
４０、４１　環状突起
Ｌｓ　　ラビリンスシール
Ｌａ１　第１軸方向ラビリンス
Ｌａ２　第２軸方向ラビリンス
Ｌａ３　第３軸方向ラビリンス
Ｌａ４　第４軸方向ラビリンス
Ｌｂ１　第１径方向ラビリンス
Ｌｂ２　第２径方向ラビリンス
Ｌｂ３　第３径方向ラビリンス
Ｌｂ４　第４径方向ラビリンス
Ｌｂ５　第５径方向ラビリンス
１０１　転がり軸受
１０２　車軸
１１０　外輪
１２０　内輪
１２４　端面
１３０　転動体
１５０　シール装置
１５１　外輪側シール部材
１５１ｄ　弾性部
１５２　内輪側シール部材
１５２ｄ　弾性部
１６４　蓋部材（他部材）
１７０　シール延長部
Ｌａ　　軸方向ラビリンス
Ｌｂ　　径方向ラビリンス
Ｌｓ　　ラビリンスシール

Claims (19)

  1. 　鉄道車両の車軸に固定された内輪と、鉄道車両の軸箱に固定された外輪と、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に配置された複列の転動体とを備えた鉄道車両の車軸用軸受装置において、
    　内輪と外輪との間の開口部を、軸方向ラビリンスと径方向ラビリンスとを少なくとも一つずつ有するラビリンスシールによりシールし、
    　前記ラビリンスシールを構成する軸方向ラビリンスと径方向ラビリンスのうち、少なくとも一つを、外輪に取り付けた外輪側シール部材と、内輪又は内輪に取り付けた内輪側シール部材との間に形成したことを特徴とする鉄道車両の車軸用軸受装置。
  2. 　前記ラビリンスシールは、軸受内部側から軸受外部側に向けて順に連設された第１軸方向ラビリンス、第１径方向ラビリンスおよび第２軸方向ラビリンスを少なくとも有し、
    　第２軸方向ラビリンスを、第１軸方向ラビリンスの外径側に配置すると共に、第１軸方向ラビリンスを、外輪側シール部材と、内輪に一体的に設けた軸方向に延びる延長部との間に形成した請求項１に記載の鉄道車両の車軸用軸受装置。
  3. 　前記ラビリンスシールは、第２軸方向ラビリンスの軸受外部側の端部から外径側に延びた第２径方向ラビリンスをさらに有する請求項２に記載の鉄道車両の車軸用軸受装置。
  4. 　第１軸方向ラビリンスを形成する対向二面の少なくとも一方に、第１軸方向ラビリンスの隙間幅を部分的に縮小させる環状突起を設けた請求項２に記載の鉄道車両の車軸用軸受装置。
  5. 　第２軸方向ラビリンスを形成する対向二面の少なくとも一方に、第２軸方向ラビリンスの隙間幅を部分的に縮小させる環状突起を設けた請求項２に記載の鉄道車両の車軸用軸受装置。
  6. 　前記ラビリンスシールの経路上に、軸受内部側の端部が前記開口部とは非連通の分岐部を設けた請求項２に記載の鉄道車両の車軸用軸受装置。
  7. 　前記ラビリンスシールは、第２軸方向ラビリンスの軸受外部側の端部から外径側に延びた第２径方向ラビリンスをさらに有し、分岐部を、第２径方向ラビリンスの内径端部から内径側に延びた環状空間で構成した請求項６に記載の鉄道車両の車軸用軸受装置。
  8. 　内輪の軸方向端部側に配設された蓋部材と、蓋部材との間に前記分岐部を形成する分岐部形成部材とをさらに備える請求項６に記載の鉄道車両の車軸用軸受装置。
  9. 　分岐部形成部材が、内輪の端面と蓋部材の端面との間に介設された環状部と、環状部の外径端部から蓋部材の外径面に沿って軸方向に延びる筒状部とを有し、
    　蓋部材の外径面と前記筒状部の内径面との間に、弾性材料からなる弾性部を圧縮状態で介在させることにより、蓋部材を車軸に締結した請求項８に記載の鉄道車両の車軸用軸受装置。
  10. 　分岐部形成部材に、前記環状部の内径端部から軸方向に延びる小径筒状部を設け、この小径筒状部を内輪の内径面に嵌合させた請求項９に記載の鉄道車両の車軸用軸受装置。
  11. 　前記ラビリンスシールは、第１軸方向ラビリンスの軸受内部側の端部から外径側に延びた第３径方向ラビリンスをさらに有し、この第３径方向ラビリンスを、前記外輪側シール部材と内輪との間に形成した請求項２に記載の鉄道車両の車軸用軸受装置。
  12. 　前記ラビリンスシールは、第３径方向ラビリンスの外径端部から軸方向に延びた第３軸方向ラビリンスと、該第３軸方向ラビリンスの軸受内部側の端部から外径側に延びた第４径方向ラビリンスとをさらに有し、
    　第３軸方向ラビリンスおよび第４径方向ラビリンスを、前記外輪側シール部材と、内輪に取り付けた第１内輪側シール部材との間に形成した請求項１１に記載の鉄道車両の車軸用軸受装置。
  13. 　第１軸方向ラビリンス、第１径方向ラビリンスおよび第２軸方向ラビリンスを、前記外輪側シール部材と内輪の延長部に取り付けた第２内輪側シール部材との間に形成した請求項２に記載の鉄道車両の車軸用軸受装置。
  14. 　前記ラビリンスシールの経路上に、軸受内部側の端部が前記開口部とは非連通の分岐部が設けられ、分岐部を、内輪の軸方向端部側に配設された蓋部材と、第２内輪側シール部材により外径面が拘束された分岐部形成部材との間に形成した請求項１３に記載の鉄道車両の車軸用軸受装置。
  15. 　前記ラビリンスシールは、第２軸方向ラビリンスの軸受外部側の端部から外径側に延びた第２径方向ラビリンスと、前記外輪側シール部材と蓋部材との間に形成され、第２径方向ラビリンスの外径端部から軸方向に延びた第４軸方向ラビリンスと、第４軸方向ラビリンスの軸受外部側の端部から外径側に延びた第５径方向ラビリンスとをさらに有する請求項８又は１４に記載の鉄道車両の車軸用軸受装置。
  16. 　外輪側シール部材に、内輪の端面に向けて延びたシール延長部を設け、このシール延長部で前記ラビリンスシールを形成した請求項１に記載の鉄道車両の車軸用軸受装置。
  17. 　前記シール延長部と、内輪に取り付けた内輪側シール部材との間に、前記ラビリンスシールを構成する軸方向ラビリンスと径方向ラビリンスのうち、少なくとも軸方向ラビリンスを形成した請求項１６に記載の鉄道車両の車軸用軸受装置。
  18. 　前記シール延長部と内輪との間に、前記ラビリンスシールを構成する軸方向ラビリンスと径方向ラビリンスのうち、少なくとも径方向ラビリンスを形成した請求項１６に記載の鉄道車両の車軸用軸受装置。
  19. 　前記シール延長部と、内輪よりも軸端側で車軸に取り付けた他部材との間に、前記ラビリンスシールを構成する軸方向ラビリンスと径方向ラビリンスのうち、少なくとも軸方向ラビリンスを形成した請求項１６に記載の鉄道車両の車軸用軸受装置。
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