JP5600555B2

JP5600555B2 - フィルタ付き転がり軸受

Info

Publication number: JP5600555B2
Application number: JP2010249920A
Authority: JP
Inventors: 直太山本; 克典曽根
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2010-11-08
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2030-11-08
Also published as: JP2012102767A

Description

この発明は、オイル潤滑される転がり軸受に係り、詳しくは、フィルタを通してオイル潤滑されるフィルタ付き転がり軸受に関する。

自動車のトランスミッションやディファレンシャルに組み込まれる転がり軸受は、ギヤ等の回転部材の回転により掻き上げられたオイルによってオイル潤滑される。

このとき、トランスミッションやディファレンシャルのケース内に収容されたオイルには、ギヤの摩耗粉等の異物が含まれており、その異物が転がり軸受の内部に侵入すると、その異物の噛み込みによって軌道面や転動面に剥離が生じて転がり軸受の耐久性を低下させることになる。

このため、オイルの掻き上げによってオイル潤滑される転がり軸受には、特許文献１あるいは特許文献２に記載されているようなフィルタ付きの転がり軸受が採用されている。

特許第２６２８５２６号公報特開２００２−２５０３５４公報

ところで、上記特許文献１および特許文献２に記載されたフィルタ付き転がり軸受においては、フィルタによって潤滑オイルに含まれる異物を捕捉して、軸受空間内に異物が侵入するのを阻止する機能しか有しておらず、上記フィルタの外表面により捕捉された異物は掻き上げられるオイルによりフィルタから除去されて貯留オイルに戻されることになり、貯留オイル中の異物量を減少させることができない。また、異物はギヤの摩耗粉が殆どであり、その摩耗粉は時間の経過により次第に増大するため、フィルタが目詰まりし易く、その目詰まりによって潤滑不良になり易いという問題がある。

この発明の課題は、貯留オイル中の異物量を減少させることができるようにしたフィルタ付き転がり軸受を提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明においては、外側軌道輪と内側軌道輪との間に転動体を組み込み、前記外側軌道輪と内側軌道輪間に形成された軸受空間の少なくとも一端の開口をシールリングで覆い、そのシールリングに形成された通油孔を覆うフィルタにより潤滑オイルに含まれる異物を捕捉するようにしたフィルタ付き転がり軸受において、
前記フィルタの軸受空間と対向する内面側にオイル案内筒を設け、そのオイル案内筒を、前記フィルタ側のオイル入口を大径開口端として軸受空間の中央部に至るに従って通路断面積が次第に小さくなるテーパ筒状とし、そのオイル案内筒をフィルタよりメッシュサイズの小さなメッシュ体からなる異物収集カバーで覆うようにした構成を採用したのである。

上記の構成からなるフィルタ付き転がり軸受において、その転がり軸受を潤滑するオイルがオイル案内筒から異物収集カバー内に流入すると、その異物収集カバーによって潤滑オイル中に含まれる異物が異物収集カバーで捕捉され、収集される。

その結果、貯留オイル中の異物量を減少させることができ、フィルタの目詰まり防止に効果を挙げることができる。

また、オイル案内筒を、フィルタ側のオイル入口が大径開口端とされるテーパ筒状とすると、異物収集カバーにより捕捉、収集された異物がオイル案内筒内に逆流して外部に逃げ出すというようなことが極めて少なくなり、異物を収集状態に確実に確保することができる。

ここで、フィルタによって覆われる通油孔を複数とすることにより、複数のフィルタのそれぞれ背部に設けられた異物収集カバーによって異物を捕捉、収集することができるため、異物の収集量を高めることができ、貯留オイル中の異物量を効果的に減少させることができる。

この発明に係るフィルタ付き転がり軸受において、オイル案内筒は、フィルタに一体に設けて、その大径側開口をフィルタの外表面で開口させるようにしてもよく、あるいは、異物収集カバーに一体に設けるようにして、その大径側開口をフィルタで覆うようにしてもよい。

上記のように、オイル案内筒をフィルタと一体としてその大径側開口端をフィルタの外表面で開口させることにより、フィルタのメッシュサイズより大きな異物でも捕捉することができ、一方、上記オイル案内筒を異物収集カバーと一体として、その大径側開口をフィルタで覆うことにより、異物収集カバーで捕捉、収集された異物の逃げ出しをより効果的に防止することができる。

ここで、異物収集カバー内に収集された異物は比重が大きいため、その異物収集カバー内の底部で浮遊し、オイル案内筒の小径側の開口が異物収集カバーの底部に近接する配置であると、その開口からオイル案内筒内に逆流して外部に逃げ出す可能性がある。そこで、オイル案内筒を異物収集カバーの中心より上側に片寄せて設けることにより、異物収集カバーの異物を受ける底部からオイル案内筒の小径側開口まで距離を長くとることができるため、捕集異物の逃げ出し防止に効果を挙げることができる。

また、シールリングを合成樹脂の成形品とし、そのシールリングの成型時にフィルタをインサート成型することにより、コストの安いフィルタ付きシールリングを得ることができる。

この発明に係るフィルタ付き転がり軸受は、建設機械の足回り等で使用される外輪回転使用のものであり、円すいころ軸受であってもよく、深みぞ玉軸受であってもよい。また、円筒ころ軸受であってもよい。

この発明においては、上記のように、転がり軸受を潤滑する潤滑オイルがオイル案内筒から異物収集カバー内に流入すると、その潤滑オイルに含まれる異物が異物収集カバーで捕捉、収集され、その捕捉された異物はオイル案内筒内に逆流して外部に逃げ出すことがないため、貯留オイル中の異物量を減少させることができ、フィルタの目詰まり防止に効果を挙げることができる。

この発明に係るフィルタ付き転がり軸受の使用の一例を示す縦断面図フィルタ付き転がり軸受の断面図図２の一部を拡大して示す断面図図３の右側面図フィルタの他の例を示す側面図この発明に係るフィルタ付き転がり軸受の他の例を示す断面図転がり軸受の他の例を示す断面図転がり軸受のさらに他の例を示す断面図

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るフィルタ付き転がり軸受の使用の一例を示す。この例においては、軸１の外径面にフィルタ付き転がり軸受Ａを取付け、そのフィルタ付き転がり軸受Ａによりギヤ２を回転自在に支持しており、建設機械の足回りに組み込まれる外輪回転使用のものを示している。

ここで、ギヤ２の外周一部は貯留オイルＯに浸かり、その回転によってオイルを掻き上げるようになっており、転がり軸受Ａは、その掻き上げられたオイルによって潤滑されるようになっている。

図２に示すように、転がり軸受Ａは、外側軌道輪としての外輪１１の内側に内側軌道輪としての内輪１２を組込み、その外輪１１と内輪１２間に転動体としての円すいころ１３を組込み、その円すいころ１３を保持器１４で保持した円すいころ軸受からなっている。

内輪１２の大つば１５上にはシールリング１６が設けられている。シールリング１６は、合成樹脂の成形品からなる。このシールリングは、内周および外周に同一方向に延びる円筒部１７、１８を有し、その内側円筒部１７が内輪１２の大つば１５の外径面に嵌合されている。

図３に示すように、内側円筒部１７の内径面には周方向に延びる突出部１９が形成され、その突出部１９は大つば１５の外径面に形成された環状のシール溝２０に係脱自在に係合し、シールリング１６に軸方向外方に向く外力を付加することにより、シール溝２０に対する突出部１９の係合が解除して、シールリング１６の取り外しを可能としている。

外側円筒部１８の外径は、外輪１１の外径より小径とされ、その開口端は外輪１１の側面と対向し、その対向面間に微小な間隙２１が形成されて軸受内に異物が侵入するのを防止している。

図３および図４に示すように、シールリング１６には、円弧状長孔からなる複数の通油孔２２が周方向に間隔をおいて設けられ、その通油孔２２のそれぞれは、フィルタ２３により覆われている。

フィルタ２３として、ここでは、メッシュサイズが１ｍｍ〜３ｍｍ程度のものが採用されている。このフィルタ２３は、シールリング１６の成型時にインサート成型され、その外周部が通油孔２２の外周壁により保持されている。

複数のフィルタ２３のそれぞれには、軸受空間に向くオイル案内筒２４が一体に設けられている。ここで、図４では、一枚のフィルタ２３に対して複数のオイル案内筒２４を設けているが、図５に示すように、一枚のフィルタ２３に対して、一つのオイル案内筒２４を設けるようにしてもよい。

オイル案内筒２４は、テーパ筒状をなし、その大径側開口２５がフィルタ２３側に位置して、そのフィルタ２３の外表面で開口している。オイル案内筒２４は、異物収集カバー２６により覆われている。２７は、オイル案内筒２４の小径側開口を示す。

異物収集カバー２６は、メッシュ体からなり、そのメッシュサイズは０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度とされてフィルタ２３のメッシュサイズより小さくされている。また、異物収集カバー２６はフィルタ２３に対して一体化されており、オイル案内筒２４はその異物収集カバー２６の中心より上側に片寄った位置に設けられている。ここで、メッシュ体は、金属からなるものであってもよく、あるいは、樹脂からなるものであってもよい。

実施の形態で示すフィルタ付き転がり軸受は上記の構造からなり、図１に示すギヤ２の回転によって掻き上げられたオイルの一部は転がり軸受Ａの側面に向けて飛散する。

このとき、転がり軸受Ａの側面にはシールリング１６が装着され、そのシールリング１６に形成された通油孔２２はフィルタ２３で覆われているため、飛散するオイルはフィルタ２３に衝突し、あるいは、そのフィルタ２３の外表面で開口するオイル案内筒２４の大径側開口２５からオイル案内筒２４内に流入する。

フィルタ２３に衝突したオイルは、そのフィルタ２３を透過する際、オイルに含まれる異物のうち、フィルタ２３のメッシュサイズより大きい異物がフィルタ２３で捕捉され、フィルタ２３を透過したオイルは軸受空間内に流入して転がり軸受を潤滑する。

一方、オイル案内筒２４内に流入したオイルは、小径側開口２７に向けて流れて、その小径側開口２７から異物収集カバー２６内に流入し、その異物収集カバー２６によってオイル中に含まれる異物が捕捉される。

このとき、オイル案内筒２４は、フィルタ２３側のオイル入口が大径側開口２５とされ、オイル出口が小径側開口２７とされるテーパ筒状であるため、異物収集カバー２６により捕捉された異物がオイル案内筒２４内に逆流して外部に逃げ出すようなことはない。

また、異物収集カバー２６内に流入したオイル中の異物は、異物収集カバー２６内で浮遊することが考えられるが、その異物はギヤの摩耗粉を含んで比重が大きいため、異物収集カバー２６内に底部で浮遊することになる。このとき、オイル案内筒２４は、異物収集カバー２６の中心より上側に片寄った位置に設けられているため、異物が異物収集カバー２６内で浮遊したとしても、オイル案内筒２４内に逆流するようなことはない。

その結果、異物収集カバー２６で捕捉された異物は、異物収集カバー２６によって収集状態に保持されることになり、貯留オイルＯ中の異物量が減少し、フィルタ２３を早期に目詰まりさせるようなことはない。

なお、フィルタ２３が目詰まりし、あるいは、異物収集カバー２６内に収集された異物の量が多くなった場合には、そのシールリング１６を新しいシールリング１６と交換する。

このとき、シールリング１６は、内側円筒部１７の内径面に形成された突出部１９と大つば１５の外径面に形成されたシール溝２０の係合による取付けであり、上記シールリング１６に軸方向外方に向く軸力を付加することによって、突出部１９とシール溝２０の係合が解除するため、シールリング１６を簡単に取り外すことができ、シールリング１６を簡単に交換することができる。

図３に示す例においては、フィルタ２３にオイル案内筒２４を一体に形成したが、図６に示すように、異物収集カバー２６にオイル案内筒２４を一体に設けるようにしてもよい。この場合、異物収集カバー２６にフィルタ２３の内表面に重なり合う面板２６ａを設け、その面板２６ａにオイル案内筒２４を設けるようにして、オイル案内筒２４の大径側開口２５がフィルタ２３で覆われるようにする。

図６に示すように、オイル案内筒２４を異物収集カバー２６と一体として、その大径側開口２５をフィルタ２３で覆うことにより、異物収集カバー２６で捕捉、収集された異物の逃げ出しをより効果的に防止することができる。

また、図２に示す例においては、転がり軸受Ａとして、円すいころ軸受を示したが、転がり軸受Ａはこれに限定されない。例えば、図７に示すように、外側軌道輪としての外輪３１と内側軌道輪としての内輪３２間に転動体としてのボール３３を組込み、そのボール３３を保持器３４で保持した深みぞ玉軸受であってもよく、あるいは、図８に示すように、外側軌道輪としての外輪４１と内側軌道輪としての内輪４２間に転動体としての円筒ころ４３を組込み、その円筒ころ４３を保持器４４で保持した円筒ころ軸受であってもよい。

ここで、図７では、シールリング１６の内周に形成された内側円筒部１７を内輪３２の端部外径面に嵌合し、その内径面に形成された突出部１９を内輪３２の端部外径面に形成されたシール溝３６に係合させ、シールリング１６の外周部に形成された外側円筒部１８の外径面と外輪３１の内径面間に微小な間隙３５を設けるようにしているが、外側円筒部１８を外輪３１の内径面に嵌合させて、シール溝と突出部の係合により装着状態に保持するようにして、内側円筒部１７の内径面と内輪３２の外径面間に微小な間隙を設けるようにしてもよい。

また、図８では、シールリング１６の外周に形成された外側円筒部１８を外輪４１の端部内径面に嵌合し、その外径面に形成された突出部１９を外輪４１の端部内径面に形成されたシール溝４５に係合させ、シールリング１６の内周部に形成された内側円筒部１７の内径面と内輪４２の外径面間に微小な間隙４６を設けるようにしているが、内側円筒部１７を内輪４２の外径面に嵌合させて、シール溝と突出部の係合により装着状態に保持するようにして、外側円筒部１８の外径面と外輪４１の内径面間に微小な間隙を設けるようにしてもよい。

図２、図７および図８に示す例においては、軸受空間の片側の開口をシールリング１６で覆うようにしたが、両側の開口をシールリングで覆うようにしてもよい。

１１外輪 (外側軌道輪)
１２内輪(内側軌道輪)
１３円すいころ(転動体)
１５大つば
１６シールリング
１７内側円筒部
１８外側円筒部
１９突出部
２０シール溝
２２通油孔
２３フィルタ
２４オイル案内筒
２５大径側開口
２６異物収集カバー
２７小径側開口
３１外輪 (外側軌道輪)
３２内輪(内側軌道輪)
３３ボール (転動体)
３６シール溝
４１外輪 (外側軌道輪)
４２内輪(内側軌道輪)
４３円筒ころ (転動体)
４５シール溝

Claims

外側軌道輪と内側軌道輪との間に転動体を組み込み、前記外側軌道輪と内側軌道輪間に形成された軸受空間の少なくとも一端の開口をシールリングで覆い、そのシールリングに形成された通油孔を覆うフィルタにより潤滑オイルに含まれる異物を捕捉するようにしたフィルタ付き転がり軸受において、
前記フィルタの軸受空間と対向する内面側にオイル案内筒を設け、そのオイル案内筒を、前記フィルタ側のオイル入口を大径開口端として軸受空間の中央部に至るに従って通路断面積が次第に小さくなるテーパ筒状とし、そのオイル案内筒をフィルタよりメッシュサイズの小さなメッシュ体からなる異物収集カバーで覆うようにしたことを特徴とするフィルタ付き転がり軸受。
前記通油孔が、複数とされ、その複数の通油孔が周方向に間隔をおいて形成された請求項１に記載のフィルタ付き転がり軸受。
前記オイル案内筒の大径側開口を前記フィルタの外表面で開口させた請求項１又は２に記載のフィルタ付き転がり軸受。
前記オイル案内筒が、前記異物収集カバーに設けられ、その大径側開口が前記フィルタで覆われた請求項１又は２に記載のフィルタ付き転がり軸受。
前記オイル案内筒が、異物収集カバーの中心より上側に片寄せて設けられた請求項１乃至４のいずれかの項に記載のフィルタ付き転がり軸受。
前記シールリングが、合成樹脂の成形品からなり、そのシールリングの成型時に前記フィルタをインサート成型した請求項１乃至５のいずれかの項に記載のフィルタ付き転がり軸受。
前記転がり軸受が、円すいころ軸受からなり、前記シールリングが、その円すいころ軸受における内側軌道輪の大つば外径面に嵌合される内側円筒部を内周に有し、円すいころ軸受における外側軌道輪の側面に微小間隙をおいて対向する外側円筒部が外周に形成され、前記内側円筒部に突出部が設けられ、その突出部が内側軌道輪の大つば外径面に形成された環状のシール溝に係脱自在に係合された請求項１乃至６のいずれかの項に記載のフィルタ付き転がり軸受。
前記転がり軸受が、深みぞ玉軸受と円筒ころ軸受の一種からなり、前記シールリングが、その転がり軸受の内側軌道輪の端部外径面または外側軌道輪の端部内径面に嵌合される円筒部を有し、その円筒部と軌道輪の嵌合面の円筒部側の嵌合面に突出部が設けられ、その突出部が軌道輪側の嵌合面に形成されたシール溝に係脱自在に係合された請求項１乃至６のいずれかの項に記載のフィルタ付き転がり軸受。