专利名称：带密封装置的轴承的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及带有密封装置的轴承。
背景技术：
作为带有密封装置的轴承，具有代表性的有铁路车辆车轴用轴承。如图4所示，铁路车辆车轴用轴承由以下主要构成元件构成，即轴承外圈2、一对轴承内圈4、多列圆锥滚子6以及将各列圆锥滚子6在圆周方向保持规定间隔的保持器8。轴承外圈2是在内周面形成多列轨道，被组装在无图示的轴箱内。一方面，轴承内圈4与车轴10的轴端部嵌合、在外周面形成轨道。圆锥滚子6存在于轴承外圈2的轨道和轴承内圈4的轨道之间。在轴承外圈2的两端部安装有密封装置20。隔着一对轴承内圈4，在车轴的轴端侧设置挡油环12，在其相反侧设置后盖14。并且，密封装置20的密封件以规定的过盈量与挡油环12和后盖14滑接。
如图5所示，密封装置20由外壳16、金属环18、金属芯(芯金)22和密封件24构成。外壳16是由金属制成，形成具有阶梯圆筒形状，在大径端部被压入轴承外圈2的内周面，在中径部和小径端部上，在后盖14(或挡油环12)的阶梯部内径面和环状槽之间构成迷宫式密封件。金属环18是剖面为倒L形状，由圆筒部和圆板部构成，在圆筒部与外壳16的中径部的内径面嵌合。后盖14(或挡油环12)的阶梯部外径面和主密封件26a的轴方向端面构成简易的迷宫式密封件。剖面为倒L字状的密封金属芯22被嵌入该金属环18的内侧，成为外壳16、金属环18和金属芯22的三层构造。
密封件24由具有耐热性的橡胶材料制成，一体烧焊在向金属芯22的半径方向延伸的圆盘部22a上。密封件24由主唇部26a、防尘唇部26c和连接两唇部的圆筒部26b构成。符号28是指安装在主唇部26a部分的外围上的卡紧弹簧。
一般来说，在铁路车辆车轴用轴承中，轴承内部侧是主唇部26a，轴承外部侧是防尘唇部26c。主唇部26a是为了不使轴承内部的润滑剂(润滑脂)流出，用主唇部26a的配合力和卡紧弹簧28的减径力确保规定的卡紧力，主唇部26a的配合力由挡油环12或后盖14等的外径尺寸和唇部前端部的内径尺寸的差表示。一方面，防尘唇部26c只以防尘唇部26c的配合力施加规定的卡紧力，防止异物或水分从外部侵入，防尘唇部26c的配合力以挡油环12或后盖14等的外径尺寸和唇部前端部的内径尺寸的差表示。通常在主唇部26a和防尘唇部26c之间的环状空间上，涂有润滑脂作为密封件唇部润滑用。另外，图5表示的是防尘唇部26c为双层的例子，也有的是一层。
如上所述，在现有的密封装置中，形成了多数的迷宫式密封件和接触型密封件的复合型密封构造，作为追求提高密封件性能的结果，形成了外侧压力室PB、内侧压力室PC的压力室构造，外侧压力室PB由金属环18和金属芯22形成，内侧压力室PC由车轴外径面与主唇部26a或防尘唇部26c形成。PA指轴承内部空间。并且，PA、PB、PC除了分别表示轴承内部空间、外侧压力室和内侧压力室以外，也表示该空间或各室的压力。
在运转时轴承温度上升，停止运转时降温、恢复到常温。该温度变化是使上述两个压力差(PB～PC)成为正压状态或负压状态。轴承在该反复中被使用。即随着轴承运转，轴承温度上升，外侧压力室PB或内侧压力室PC的压力升高，成为正压状态。此时，内侧压力室PC的密封性由防尘唇部26c的配合卡紧力决定，并且，由于向外部空气排气，因此升压到某一定压力以上时，内压空气从该防尘唇部26c漏出，不继续升温。但是，外侧压力室PB向轴承内部空间排气，继续升压到一定的压力。其结果，外侧压力室PB的压力和内侧压力室PC的压力产生差，密封件的圆筒部26b被向挡油环12或后盖14等侧按压，使密封件的卡紧力增加。超过需要的卡紧力增加了密封件唇部或挡油环等的磨损。
停止轴承运转后，温度降低，外侧压力室PB和内侧压力室PC都恢复到常温，压差逐渐消除。但是，压力空气被排气的结果是两压力室PB、PC都成为负压状态，在被吸附在挡油环12或后盖14上的状态下，保持着增加密封件的卡紧力的状态。即，密封件成为全面接触的吸附状态。
然后，重新开始运转轴承后，两压力室PB、PC都从负压恢复到正压状态，吸附被释放。此时，由于因轴承运转而产生的发热被优先传热到外侧压力室PB，因此内侧压力室PC在时间上延迟成为正压状态。在向正压的恢复被延迟的时间内，吸附不被释放，两压力室PB、PC保持压差状态，密封件在卡紧力增加的状态下被运转。
一面重复上述的变化，挡油环或密封件唇部的不断地磨损，唇部接触幅度加大，内侧压力室PC向正压恢复需要长时间。其结果，由于高卡紧力，轴承被长时间处于超出设想的温度上升，具有润滑剂(润滑脂)过早老化或轴承间隙减少、进而引起使轴承产生致命故障的危险。
图6表示这些压力变动的变化。该图是以纵轴表示压力、横轴表示时间，将轴承运转时、停止时、运转再次开始时的压力PA、PB、PC的变化曲线化。从各种试验结果来看，运转再次开始时的PC和PB的差大的情况下，具有容易产生唇部吸附的倾向。
发明内容
本发明提供带有密封装置的带密封装置轴承，该密封装置即使随着轴承的运转而温度上升，也可以长时间地发挥稳定的密封性能。
本发明是带有密封装置的轴承，其特征在于，上述密封装置具有橡胶制成的密封主体，上述密封主体具有圆盘部、主唇部、防尘唇部和圆筒部，圆盘部向半径方向延伸；主唇部从上述圆盘部的内径端部向轴方向延伸；防尘唇部从上述圆盘部的内径端部向与上述主唇部的相反侧延伸；圆筒部延伸在大致轴方向、连接上述主唇部和上述防尘唇部，在上述圆盘部上设置贯通轴方向的切口、在上述防尘唇部上设置凸缘。
通过设置贯通密封主体圆盘部的切口，可以使外侧压力室PB与外部空气连通，将外侧压力室PB维持在常压。本发明中的切口可以是如字面的意思用刀切开的豁口状，也可以是只允许向一个方向通气、不能向反方向通气的所谓的通气口(不允许外部空气侵入的单向排气阀)。
另外，在防尘唇部上设置突起部的凸缘，防尘唇部开始吸附时，换句话说，唇部前端将要向油环等的外径面倾倒、用轴方向的大幅度全面接触时，将一部分唇部前端抬起、与外部空气连通。
设置切口的位置最好是钟表12点的方向。将切口的位置设置在钟表12点的方向，是因为可以防止水的侵入。
最好将切口和凸缘设置在在直径方向上不相对的位置上。这样可以防止水从外部向密封件附近侵入。例如，将切口设置在钟表12点的位置上时，在避开钟表6点的位置上设置凸缘。另外，至少设置一个凸缘，如果设置两个，切口的圆周方向位置在两个凸缘的中间。
切口的圆周方向相位最好与凸缘的圆周方向相位一致。可以用眼睛确认切口的位置，但是不能确认从外部看不到的凸缘的位置。在此，通过使切口和凸缘的圆周方向的相位一致，可以通过切口的位置来把握凸缘的位置。
凸缘的包络内径尺寸最好大于防尘唇部的内径尺寸。由于通过这样的构成，在通常情况下凸缘不与挡油环或后盖的外径面接触，因此防尘唇部确实发挥密封性、防止水的侵入。
作为构成密封主体的材料，最好用氟类橡胶。通过使用更硬质的材料作为密封主体的材料，密封主体的圆筒部尤其不容易变形。因此，即使轴承内部的润滑剂(润滑脂)集中到切口附近、引起切口的连通障碍，位于密封主体圆筒部的外径侧的外侧压力室PB开始成为正压，由于密封主体的圆筒部不容易变形，因此不容易产生防尘唇部的吸附。
另外，本发明不仅限于铁路车辆车轴用轴承，在轴承的两端切口部带有密封装置的其他的机械装置也同样适用。另外，该轴承也可以是圆锥滚子轴承。防尘唇部不仅限于一层，双层的形式也是同样的。
根据本发明，可以提供带有密封装置的带密封装置轴承，该密封装置是，即使随着轴承的运转而温度上升，也可以长时间地发挥稳定的密封性能。
由于切口使外侧压力室(PB)与外部空气连通，因此，即使随着运转，轴承的温度上升、成为正压，对该压力空气进行排气，外侧压力室(PB)被维持在常压。因此密封件的卡紧力不会过大。
另外，由于有凸缘，因此，即使防尘唇部开始吸附，换句话说，即使防尘唇部开始倾倒，唇部前端以轴方向的大的宽度与挡油环等外径面全面接触，也不使防尘唇部产生吸附。将唇部前端一部分地抬起，与外部空气连通。另外，由于该凸缘在唇部前端不倾倒的状态下不与挡油环接触、不将唇部前端抬起，因此，对密封件的性能没有不良影响。
图1是表示本发明实施方式的密封装置的纵剖面图。
图2是带密封装置轴承的主要部位剖面图。
图3是铁路车辆车轴用轴承的纵剖面图。
图4是为了说明现有技术的铁路车辆车轴用轴承的纵剖面图。
图5是图4的主要部位放大图。
图6是表示轴承压力变动的曲线图。
图7是为了说明凸缘包络内径尺寸的与图1类似的剖面图。
图8是为了说明凸缘作用的与图1类似的剖面图。
具体实施例方式
以下，根据图1～图3，以适用于铁路车辆车轴用轴承(图3)的情况为例，就本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明实施方式的密封装置的剖面图，相当于图2中的密封装置部分的放大图。图2是图3所示的铁路车辆车轴用轴承的主要部位放大图。与上述图4、图5中的元件实际上相同的元件用相同的符号。
如图1和图2所示，铁路车辆车轴用轴承如图4所示，由以下主要构成元件构成，即轴承外圈2、一对轴承内圈4、多列圆锥滚子6以及将各列圆锥滚子6在圆周方向上保持规定间隔的保持器8。轴承外圈2是在内周面形成多列轨道，被安装在无图示的轴箱内。一方面，轴承内圈4与车轴10的轴端部嵌合、在外周面形成轨道。圆锥滚子6存在与轴承外圈2的轨道和轴承内圈4的轨道之间。在轴承外圈2的两端部安装有密封装置30。在车轴的轴端侧设置挡油环12，在其相反侧设置后盖14夹住一对轴承内圈4。并且，密封装置30的唇部以规定的过盈量与挡油环12和后盖14滑接。
如图1所示，密封装置30由外壳16、金属环18、金属芯32和密封主体34构成。外壳16是由金属制成，具有阶梯圆筒形状，在大径端部被压入轴承外圈2的内周面，在中径部和小径端部上，在后盖14(或挡油环12)的阶梯部内径面和环状槽之间构成迷宫式密封件。金属环18是剖面为倒L字形状，由圆筒部和圆板部构成，在圆筒部与外壳16的中径部的内径面嵌合。后盖14(或挡油环12)的阶梯部外径面和主密封件38的轴方向端面上，构成简易的迷宫式密封件。剖面为倒L状的金属芯32被嵌入该金属环18的内侧，成为外壳16、金属环18和金属芯32的三层构造。
密封主体34被烧焊在向金属芯32的半径方向延伸的圆盘部33上。密封主体34由具有耐热性的橡胶材料制成，具有将大致U字横躺下的剖面形状。密封主体34由圆盘部36、主唇部38和防尘唇部40构成。圆盘部36被一体烧焊在金属芯32的圆盘部33上。主唇部38从密封件圆盘部36的内径端部向大致轴方向延伸。防尘唇部40从密封件圆盘部36的内径端部向着与主唇部38的相反方向的斜下方延伸。在此所示的是防尘唇部40是一层的状态，也可以是双层的(参照图5)。符号39是指连接主唇部38和防尘唇部40的圆筒部。如图2所示，圆筒部39在被组装在规定位置上的状态下，延伸在大致的轴方向，在其外径侧形成外侧压力室PB、在内径侧形成内侧压力室PC。密封件润滑用的润滑脂被涂在主唇部38和防尘唇部40之间的环状空间即内侧压力室PC上。用主唇部38的配合力和卡紧弹簧26的减径力确保规定的卡紧力，使轴承内部的润滑剂(润滑脂)不流出，主唇部38的配合力由挡油环12或后盖14等的外径尺寸和唇部前端的内径尺寸的差表示。一方面，轴承外部侧的防尘唇部40只以防尘唇部40的配合力施加规定的卡紧力，防止异物或水分从外部侵入，防尘唇部40的配合力用挡油环12或后盖14等的外径尺寸和唇部前端的内径尺寸的差表示。
通过设置圆形的凹部37，在密封主体34的圆盘部36上形成薄壁部42。为此，在金属芯32的圆盘部33上设置贯通孔。并且，在该薄壁部42上设竖一字形的切口44。该切口44的作用是，通过使外侧压力室PB与外部空气连通，从而在轴承运转时或停止时将外侧压力室PB的正压空气或负压空气向外部空气中放出，一直保持常压。
这种轴承被以以下方式组装在机械装置内，即以表面上记载有生产厂家和型号的密封件表面的凹凸压痕为基准，使上下方向一致。在此，组装时将薄壁部42对应这些凹凸压痕设置，使薄壁部42位于钟表12点的位置上。通过将薄壁部设置在钟表12点的位置上，即使在水将要滴下或水滴下的气氛中使用的情况下，也不用担心水从切口44侵入。
在防尘唇部40的内径侧倾斜面46上设置突起状的凸缘48。图1中所示的例是将两个为一组的凸缘48在圆周方向以相等的距离设置三组。当防尘唇部40的前端50发生吸附、开始向挡油环12或后盖14的外径面倾倒时，凸缘48开始与其表面接触(图8)。如图7所示，设置凸缘48的部分的防尘唇部40的包络内径尺寸大于防尘唇部40的前端50的内径，形成与挡油环12或后盖14的外径尺寸大致相同的内径尺寸。相反，内侧压力室PC的负压状态被释放，防尘唇部40的前端50恢复正常姿势时，不妨碍防尘唇部40本来的接触状态。其结果，防尘唇部40的前端50只有以轴方向的大幅度开始紧密接触时，如图8所示，才将防尘唇部40前端在周方向部分地抬起、与外部空气连通。
关于凸缘48在圆周方向的位置，选择成在直径方向上与切口44不相对的位置。这是为了即使将要倾倒的防尘唇部40的前端50恢复正常姿势，也要防止滴下的水的侵入。最好将凸缘48设置在与切口44大致相同的圆周方向相位的位置上。
担心有以下与外部空气连通障碍的情况下，即轴承内部的润滑剂(润滑脂)聚集在切口44附近，切口被密封，外侧压力室PB的内压升高，则最好采用象氟类橡胶那样的更硬质地的材料作为密封主体的橡胶材料。这样，外侧压力室PB成为正压、内侧压力室PC成为负压的情况下，密封主体34的圆筒部39不容易向挡油环12或后盖14侧变形。
另外，本发明的带密封装置的轴承不仅限于上述的实施方式，在不超出本发明宗旨的范围内，当然可以进行各种变化。
权利要求
1.一种带有密封装置的轴承，是备有密封装置的轴承，其特征在于，上述密封装置具有橡胶制成的密封主体，上述密封主体具有向半径方向延伸的圆盘部、从上述圆盘部的内径端部向轴方向延伸的主唇部、从上述圆盘部的内径端部向与上述主唇部的相反侧延伸的防尘唇部和在大致轴方向延伸、连接上述主唇部和上述防尘唇部的圆筒部；在上述圆盘部上设置在轴方向贯通的切口，在上述防尘唇部上设置凸缘。
2.如权利要求1所述的带密封装置的轴承，其特征在于，将上述切口设置在钟表方向12点的位置。
3.如权利要求1所述的带密封装置的轴承，其特征在于，将上述切口和上述凸缘设置于在直径方向上不相对的位置上。
4.如权利要求1所述的带密封装置的轴承，其特征在于，上述切口的圆周方向相位与上述凸缘的圆周方向相位一致。
5.如权利要求1所述的带密封装置的轴承，其特征在于，上述凸缘的包络内径尺寸大于上述防尘唇部的前端的内径尺寸。
6.如权利要求1所述的带密封装置的轴承，其特征在于，上述密封件由氟类橡胶构成。
全文摘要
密封装置(30)具有橡胶制成的密封主体(34)，该密封主体(34)具有圆盘部(36)、主唇部(38)和防尘唇部(40)，圆盘部(36)向半径方向延伸；主唇部(38)从圆盘部(36)的内径端部向轴方向延伸；防尘唇部(40)从圆盘部(36)的内径端部向与主唇部(38)的相反侧延伸，在圆盘部(36)上设置在轴方向贯通的切口(44)、在防尘唇部(40)上设置凸缘(48)。
文档编号F16C33/78GK1611805SQ20041009017
公开日2005年5月4日 申请日期2004年10月29日 优先权日2003年10月31日
发明者冈龙太郎, 石川司郎 申请人:Ntn株式会社