JPH05141428A - 軸受組立体 - Google Patents

軸受組立体

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JPH05141428A
JPH05141428A JP3066693A JP6669391A JPH05141428A JP H05141428 A JPH05141428 A JP H05141428A JP 3066693 A JP3066693 A JP 3066693A JP 6669391 A JP6669391 A JP 6669391A JP H05141428 A JPH05141428 A JP H05141428A
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JP
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ring
journal
backing ring
bearing assembly
seal
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JP3066693A
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Samuel R Williams
アール ウイリアムズ サミユエル
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Timken Co
Original Assignee
Timken Co
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Publication date
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    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
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    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F16C33/7803—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members suited for particular types of rolling bearings
    • F16C33/7813—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members suited for particular types of rolling bearings for tapered roller bearings
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 軸受組立体は、２つの間接的に取付けられた
コーン３６を有する二列テーパ付ころ軸受２０と、コー
ン３６の回りの二重カップ３０と、コーン３６とカップ
３０のレースウェイ３２，３８間に二列に配置されたテ
ーパ付ころと４６を含み、更にコーン３６とカップ３０
の端部に嵌入されたシール２６とに対して位置するシー
ルリング２２，２４を有し、軸受２０の端部に障壁を擁
立するようシールリング２２，２４と協働する。外部シ
ールリング２２はエンドキャップ１０と外部コーン３６
との間に挟持され、一方内部シールリング２４は内部コ
ーン３６とバッキッグリング２８との間で挟持される。
わずかな隙間がジャーナル４のわずかなたわみによりそ
のシールリングＦにフレッチングを防ぐよう内部シール
リング２４とジャーナル４との間にある。フィレットリ
ングが軸に関して内部シールリング２４を同心に段持す
るよう、内部シールリング２４はフィレットリングの孔
に嵌入する。 【効果】 ジャーナルの面に沿って擦過の発生がなくな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軸ジャーナル用軸受組
立体に係り、特にジャーナルの面に沿って擦過（フレッ
チング）を生じにくい軸受組立体に係る。
【０００２】
【従来の技術】ティムケンカンパニーは、車軸及び他の
シャフトの端部に使用する内蔵予潤滑事前設定及び密封
された軸受組立体を商標ＡＰの名で製造、販売してい
る。この高多用性軸受組立体は気動車車軸の端部でジャ
ーナルに普及した用途を見つけた。それはこれらのジャ
ーナルに容易に嵌合し、トラック側フレームのハウジン
グと整合する。それは根本的に二列のテーパ付ころ軸受
と、軸受カップの端部の夫々に嵌合したシールと、シー
ル内にあり、軸受コーンの端部に対するウェアリング
と、内部ウェアリングの端部のバッキングリングとから
なる。軸のジャーナルが、所定の直径に加工され、適切
な形状のフィレットを設けられると、軸受組立体は、単
にジャーナルを通り、ジャーナルの端部に螺合し、エン
ドキャップに対して締められるボルトでフィレットをエ
ンドキャップとの間で挟持される。米国特許第３，４９
４，６８２号は、車軸ジャーナルに嵌合され、エンドキ
ャップとボルトで適所に挟持された典型的ＡＰ軸受組立
体を示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】シールが軸受の端部を
閉めるよう取囲むウェアリングはジャーナルの回りにき
ちんと嵌合する。実際、締りばめは２つのウェアリング
とジャーナルとの間に存在し、結果的にそれらはジャー
ナル上に押圧されなければならない。使用中、小量の動
きが車軸又は軸のたわみによりきちんと嵌合したウェア
リングとジャーナルとの間に生じ、この動きは内部ウェ
アリングで最も著しい。動きは、ジャーナルと、リング
孔の拡大部に溝を与え、擦過を生じる。結果として、内
部ウェアリングは、緩く作用し、周囲シールに関して同
心のままにない。
【０００４】本発明の目的は上記問題点を解決すること
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】従って、本発明はインナ
レースが軸ジャーナルにしっかり嵌合するよう軸ジャー
ナルを受容する形状とされた孔と外方に向いたレースウ
ェイとを有するインナレースと、インナレースの回りに
位置し、内方に向いたレースウェイを有するアウタレー
スと、インナ及びアウタレースのレースウェイを有する
アウタレースと、インナ及びアウタレースのレースウェ
イ間に位置し、これに接触するころ素子とを含む減摩軸
受からなり、バッキングリングが軸受のインナレースに
関して半径方向に動けないようジャーナルの端部で肩部
に対して嵌合する形状とされたバッキングリングと；軸
受のインナレースとバッキングリングとの間に介在さ
れ、インナレースの孔より大きい円形断面の内面を有す
る円形リングとを有し、それにより円形リングはジャー
ナルから半径方向に外方に離間して、バッキングリング
により半径方向に保持されるジャーナル上に取付けられ
る軸受組立体を提供する。
【０００６】本発明は又肩部と肩部を越えて突出するよ
り小さい径のジャーナルとを有する軸と、軸と回転軸の
回りの他の構造との間の相対回転を許容するようジャー
ナルに嵌合された改良された軸受組立体との組合せを提
供する。該軸受組立体は、ジャーナルの回りに位置し、
外方に向いたレースウェイを有するインナレースと、内
方に向いたレースウェイを有するアウタレースと、イン
ナ及びアウタレースのレースウェイ間に位置し、これに
接触するころ素子とを含む減摩軸受と；ジャーナルに関
して半径方向に向いた動けないよう肩部に対してしっか
り位置したバッキングリングと；軸受のインナレースと
バッキングリングとの間に介在し、ジャーナルから半径
方向の外方に離間し、回転の軸に関して中心位置するよ
うバッキングリングにより半径方向に保持される円形リ
ングとからなる。
【０００７】
【実施例】図１を参照するに、車軸、ミルロール又は他
の軸Ａは本体２及び主本体の端部にジャーナル４とを有
する。実際、ジャーナル４は軸Ａの端部を形成する。本
体２の直径より小さい、所定の形状に加工されるフィレ
ット６で本体２に嵌入する所定の直径にある精度で加工
される。フィレット６は、ある意味で肩部であり、本体
２は短円筒形面８に沿ってその肩部又はフィレット６に
つながる。ジャーナル４の直径が実質的に一定である一
方、ジャーナル４はその外端にわずかなテーパを有す
る。軸受組立体Ｂは、軸Ａのジャーナル４に嵌合し、軸
受Ｂが嵌入するハウジング又はチョックに関して、最小
の摩擦抵抗で車軸Ｘの回りに軸Ａを回転させる。軸受組
立体Ｂは、軸Ａのフィレット６とジャーナル４の端面に
横断して軸方向に延在するエンドキャップ１０との間に
嵌合する予潤滑、プリセット及び密封装置として供給さ
れる。実際、軸受組立体Ｂは、ジャーナル４の端部に螺
合し、エンドキャップ１０に対してねじられるボルト１
２によりフィレット６とエンドキャップ１０との間で挟
持される。
【０００８】軸受Ｂは、ジャーナル４の回りに嵌合する
二列テーパ付ころ軸受２０と、軸受２０の一端の外部シ
ールリング２２と、軸受２０の他端の内部スリーブ又は
シールリング２４と、軸受２０の端部を囲うようシール
２２及び２４と協働するシール２６と、内部シールリン
グ２４を越えるバッキングリング２８とを含む。軸受２
０は外部シールリング２２の如く従来型である。
【０００９】２つのシール２６は米国特許第４，８１
９，９４９号の要旨を成すが、米国特許第３，４９４，
６８２号に記載されているシールのような他の従来のシ
ールが用いられてもよい。エンドキャップ１０は同様に
かかる新規性を有さない。新規性は、内部シールリング
２４及びバッキングリング２８と、勿論シールリング２
４とバッキングリング２８を具体化する軸受組立体Ｂ全
体に有する。
【００１０】軸受２０に戻ると、それはカップ３０の中
央に向って下方にテーパの付いた一対のレースウェイ３
２を有する二重又は一体カップ３０を含む。レースウェ
イ３２の大きい端は、カップ３０の端部に開口する円筒
形孔３４に開口する。これらの端部を越えて、軸受Ｂは
ハウジング、チョックまたは他の収納構造に閉じ込めら
れる。軸受２０は更に、ジャーナル４に嵌合する２つの
別々なコーン３６を含み、２つのコーン３６とジャーナ
ル４間に僅か締りばめされる。各コーン３６は、カップ
３０のレースウェイ３２の１つからすぐ内方にある外方
に向いたテーパ付レースウェイ３８を有する。各コーン
３６は更にそのレースウェイの大きい端にスラストリブ
４０を有し、そのスラストリブ４０の一端に背面４２を
有する。２つのコーン３６の背面２４は、軸受２０の内
部から軸方向に離れて面する。２つのコーン３６の間に
所定の間隔を維持するスペーサ４４があり、その間隔は
軸受の設定を決定する。実際、スペーサ４４は、軸受２
０がプリセットされるよう所望の設定を軸受２０に与え
るよう選択され、研削される。その意味で、端部遊び又
は予荷重の設定は軸Ａ上に軸受組立体Ｂを取付ける個人
により変えられない。二重カップ３０及び２つのコーン
３６に加えて、軸受２０はこれらのころ４６間に正確な
間隔を維持し、その夫々のコーン３６の回りにころ４６
を保持するよう各組のカップとコーンレースウェイ３２
及び３８との間の一列のテーパ付ころ４６及び各列のこ
ろ４６に対するケージ４８を含み、コーン３６はカップ
３０に対し引込められるべきである。
【００１１】外部シールリング２２は軸受２０の外部コ
ーン３６とエンドカップ１０との間に嵌合する。実際、
その一端はコーン３６の背面４２に衝合し、一方その他
端はエンドカップ１０に形成された浅いカウンタギア５
０に嵌入する。シールリング２２は、従来のシールウェ
アリングであり、コーン３６に隣るその部分だけがジャ
ーナル４の回りにきちんと嵌合するよう２つの間に僅か
締りばめがある。シールリング２２の残りは、ジャーナ
ル４の面からやや離間し、それによりジャーナル４の端
面とエンドカップ１０との間の空間に開口する環状通気
空洞を形成する。
【００１２】外部シール２６は、潤滑剤をその内部に保
持する一方、混入物を軸受２０の内部から排除するよう
カップ３０の外部端と外部シールリング２２との間に障
壁を擁立する。シール２６は、カップ３０の外部端に孔
３４に係合するシールケース５６と、シールリング２２
の回りにきちんと嵌合するシールド５８とを含み、２つ
の間には締りばめがある。従って、一つの静的障壁はケ
ース５６とカップ３０との間にあり、他はシールド５８
とシールリング２２との間にある。更に、シール２６は
接触し、又はシールド５８と動的又は実障壁をなす弾性
的シール素子６０を有する。自己通気性があるシール２
６は米国特許第４，８１９，９４９号により充分に記載
されている。米国特許第３，４９４，６８２号に記載さ
れているようなその他の従来のシールをシール２６と置
き換えてもよいが、更に他のシールは、軸受２０の内部
の圧力を大気圧と均等にする通気口が必要である。米国
特許第３，４９４，６８２号のシールはウェアリングと
接触する１次及び２次リップ部を有し、前者はガーター
スプリングによりリングに対し押圧される。
【００１３】従来の外部シール又はウェアリング２２と
違って、内部シールリング２４はジャーナル４の円筒形
面と接触しない。そして、それがジャーナル４に同心に
あるが、ジャーナル４から直接、代わりに、ジャーナル
４の端部にフィレット６の回りにこれに対して嵌合する
バッキングリング２８からその同心を得られない。内部
シールリング２４は、一定直径の円筒形外面６２（図
２）と、フィレット６と本体２に向いた肩部６６で遮ら
れる内面６４とを有する。僅かの隙間が、リング２４の
段付内面６４とジャーナル４の円筒形面との間にある。
リング２４は実際にどこもジャーナル４と接触しない。
【００１４】円部シール２６は外部シール２６と同一で
ある。それは、ケース５６に結合され、シールド５８に
沿って動的又は実障壁を擁立するようシールド５８と協
働する弾性的シール素子６０と同様に、カップ３０の内
部端で孔３４に係合するシールケース５６と、内部シー
ルリング２４の回りに嵌合するシールド５８とを有す
る。締りばめシールド５８と内部シールリング２４との
間にあり、従って、静的障壁はシールリング２４の外面
６２に沿って存在する。別な静的障壁は、シールケース
５６がカップ３０に係合するカップ３０の内部端の孔３
４に存在する。再び更に従来のシールを内部シール２６
の代りに用いてもよい。
【００１５】内部シールリング２４の一端は内部コーン
３６の背面４２に衝合し、一方他端は、ジャーナル４に
同心のままで、これにより外方に離間するよう突出し、
バッキングリング２８により保持される。したがって、
僅かの隙間がシールリング２４とジャーナル４の円筒形
面との間にあり、その隙間は肩部６６を越えて最も大き
い。
【００１６】バッキングリング２８は、主にフィレット
６の回りにあり、実際フィレット６の形状に衝合し、整
合するが、ジャーナル４の円筒形面とのフィレット６の
統合部に内方に延在しないトロイダル形状の形状面６８
（図２）を含む。実際、形状面６８は、その小さい端
で、肩部７０を介して内部シールリング２４の端部を受
容する深い孔７２に開口する。締りばめは孔７２の面
と、シールリング２４の円筒形外面６２との間あり、そ
れにより、リング２４は浅い孔７２に押圧され、その端
面が浅い孔７２の端部で肩部７０と衝合するまで押圧さ
れる。その結果、バッキングリング２８は車軸Ｘに関し
て内部シールリング２４を芯出しし、これは、ジャーナ
ル４の面とシールリング２４の内面６４との間にわずか
な隙間があるにもかかわらず、それをジャーナル４の円
筒形面と同心に保つ。形状面６８の大きい端は、軸Ａの
本体２上の円筒形面８をきちんと受容する他の孔７４に
開口する。
【００１７】軸受組立体Ｂは、少なくとも取扱い目的の
為、２つのシール２６によりかなり一体化される。この
点で、シールケース５６はそのカップの孔３４で二重カ
ップ３０の端部とインターロックし、一方滑り摩擦ばめ
がシールド５８とその各シールリング２２及び２４との
間にある。更に、シールド５８はシールケース５６に結
合される弾性的シール素子６０を保持する。その結果、
２つのシールリング２２及び２４は、コーン３６の端部
にあり、コーン３６及びその各テーパ付ころ４６がカッ
プ３０から抜かれるのを防ぐ。勿論、スペーサ４４は２
つのコーン３６間に保持される。内部シールリング２４
上に押圧されるバッキングリング２８は、一体化された
軸受組立体Ｂの一部としてそのリングと留まる。
【００１８】軸Ａ上に軸受組立体Ｂを組付けるのに軸Ａ
の端部は、先ず適切な直径を有する短い円筒形面８と同
様に正確な直径と長さのジャーナル４と、適切な形状の
フィレット６とをそれに設けるよう加工される。勿論、
ジャーナル４の円筒形面と、フィレット６と面８は全て
軸心Ｘである共通中心を有する。そのように用意された
ジャーナル４と、フィレット６と、円筒形面８で、軸受
組立体Ｂはユニットとしてバッキングリング２８を先に
してジャーナル４上に押しつけられる。ジャーナル４よ
り大きいので、バッキングリング２８と内部シールリン
グ２４は容易にジャーナル４に嵌合する。しかし、ひと
たび内部コーン３６がジャーナル４に出会うと、軸方向
直接力が外部シールリング２２に印加され、この力は２
つのコーン３６とジャーナル４との間の干渉に打勝つの
に充分な大きさを有する。コーン３６がジャーナル４を
越えて動くので、バッキングリング２８はフィレット６
に接近する。実際、バッキングリング２８の端部の大き
い孔７４は、円筒形面８にきちんと嵌合し、軸方向の力
に対して外部シールリング２２と、ジャーナル４との間
の締りばめと同様に面８と孔７４との間の干渉に打勝つ
のに充分である。短距離の後バッキングリング２８の形
状面６８はフィレット６に着座し、軸受組立体Ｂの更な
る前進を防ぐ。この接合で、エンドキャップ１０は外部
シールリング２２の端部に置かれ、その浅いカウンタボ
ア５０はシールリング２２の端部を受容する。次に、ボ
ルト１２はキャップ８の端部を介して挿入され、ジャー
ナル４の端部に螺合される。ボルト１２がエンドキャッ
プ１０に対して内方に締められる時、それらはエンドキ
ャップ１０とフィレット６との間に軸受組立体Ｂをしっ
かり挟持する。
【００１９】動作中、軸Ａは軸Ｘの回りを軸受２０のカ
ップ３０に対して回転し、カップ３０はハウジング又は
チョックのような収容構造内に嵌合する。勿論、軸受２
０のコーン３６及びスペーサ４４は、シールリング２２
及び２４とバッキングリング２８がするようシャフト１
と共に回転する。軸Ａは、半径方向の荷重ばかりでな
く、モーメントも同様に担持し、このモーメントはジャ
ーナル４に循環たわみを与える。たわみは内部シールリ
ング２４内で最も大きい。従来の内部ウェアリングとジ
ャーナル４間に擦過が生じる一方、ジャーナル４から離
間したシールリング２４は、擦過を発生せず、従って、
溝はジャーナル４内のリング２４の下に展開しない。更
に、シールリング２４は、それを囲う内部シール２６が
正しくなるようジャーナル４に関して同心にあり、回転
の軸は車軸Ｘになる。更に、内部シールリング２４は内
部コーン３６とバッキングリング２８との間にしっかり
挟持される。
【００２０】内部シールリング２４の内面６４に沿った
肩部６６は、道具がシールリング２４をバッキングリン
グ２８から取り除くよう位置しうる面を提供する。代わ
りに、肩部６６は、バッキングリング２８、面取りの形
をとってもよいシールリング２４の極く端部にずっと移
動されてもよい。
【００２１】バッキングリング２８はその形状面６８の
大きい端で終りまで変更され、そう変更される場合、そ
れは大きい孔７４を有さない。その様に構成されると、
バッキングリング２８はその同心性をフィレット６から
だけ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により構成された軸受組立体を嵌合され
る軸ジャーナルの断面図である。
【図２】その内側シールリングとバッキングリングの領
域の軸受組立体の部分的拡大断面図である。
【符号の説明】
２ 本体 ４ ジャーナル ６ フィレット ８ 面 １０ エンドキャップ １２ ボルト ２０ 軸受 ２２，２４ シールリング ２６ 外側シール ２８ バッキングリング ３０ カップ ３２，３８ レースウェイ ３４，７２，７４ 孔 ３６ コーン ４０ スラストリブ ４２ 背面 ４４ スペーサ ４６ ころ ４８ ケージ ５０ カウンタボア ５６ ケース ５８ シールド ６０ シール素子 ６２ 外面 ６４ 内面 ６６，７０ 肩部 ６８ 形状面

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インナレースが軸ジャーナルにしっかり
    嵌合するよう軸ジャーナルを受容する形状とされた孔と
    外方に向いたレースウェイとを有するインナレースと、
    インナレースの回りに位置し、内方に向いたレースウェ
    イを有するアウタレースと、インナ及びアウタレースの
    レースウェイを有するアウタレースと、インナ及びアウ
    タレースのレースウェイ間に位置し、これに接触するこ
    ろ素子とを含む減摩軸受からなり、バッキングリングが
    軸受のインナレースに関して半径方向に動けないようジ
    ャーナルの端部で肩部に対して嵌合する形状とされたバ
    ッキングリングと；軸受のインナレースとバッキングリ
    ングとの間に介在され、インナレースの孔より大きい円
    形断面の内面を有する円形リングとを有し、それにより
    円形リングはジャーナルから半径方向に外方に離間し
    て、バッキングリングにより半径方向に保持されること
    を特徴とする軸ジャーナル上に取付けられる軸受組立
    体。
  2. 【請求項２】 軸受の端部に障壁を形成するよう軸受の
    アウタレースと円形リングとの間に介在された環状シー
    ルを有することを特徴とする請求項１の軸受組立体。
  3. 【請求項３】 シールは、アウタレースと静的障壁を形
    成するアウタレースに接続される硬性シールケースと、
    実障壁を円形リングの回りに確立する可撓性シール素子
    とを含むことを特徴とする請求項２の軸受組立体。
  4. 【請求項４】 シールは、円形リングの回りをきちんと
    嵌合し、リングと静的障壁を確立するシールドを更に含
    み、可撓性シール素子はシールドと実シール障壁を確立
    することを特徴とする請求項３の軸受組立体。
  5. 【請求項５】 ジャーナルが突出する肩部がフィレット
    の形で曲線形状の場合、バッキングリングは、フィレッ
    トの形状に整合し、フィレットに対して嵌合する形状面
    を有する請求項１乃至４のいずれか一項記載の軸受組立
    体。
  6. 【請求項６】 バッキングリングは、その形状面の小さ
    い端部に内部肩部と、肩部から延在し、バッキングリン
    グに開口する小孔を有し、円形リングはその一端でバッ
    キングリングの小孔にきっちり締りばめ嵌合することを
    特徴とする請求項５の軸受組立体。
  7. 【請求項７】 円形リングは、バッキングリングに向い
    た面を有し、円形リングをバッキングリングから取り外
    すよう円形リングに力を加えるよう道具がそれに対して
    位置するようにされることを特徴とする請求項６の軸受
    組立体。
  8. 【請求項８】 その形状面の大きい端にバッキングリン
    グはフィレットを越える軸の回りに嵌合するよう適合す
    る大孔を有することを特徴とする請求項６の軸受組立
    体。
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