气体释放塞、轴承装置及轴承的制作方法

专利名称：气体释放塞、轴承装置及轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在铁道车辆、产业机械等中使用的气体释放塞，轴承装置及轴承。
背景技术：
在铁道车辆所使用的车辆轴承中，随着轴箱的紧缩化或免维护化，密封型圆锥滚 柱轴承已逐渐成为主流。通过密封化，在长期且高速的运转时，有时会因轴承内内压的上升 而导致轴承内温度上升。另外，在某些条件下还可能会对轴承用油封造成不良影响引起油 封自身的发热。以防止像这样的轴承内温度上升及油封自身的发热为目的，为避免轴承内 内压上升而设有气体释放塞。关于气体释放塞及安转有该气体释放塞的轴承装置的结构， 至今已有数个发明被公开。例如日本专利特开平6-248908号公报(专利文献1)中说明了 一般的排气结构，另外，日本专利特开2003-294047号公报(专利文献2)中，在轴承自身上 设有排气孔。专利文献1 特开平6-248908号公报专利文献2 特开2003-294047号公报发明公开发明所要解决的技术问题以往的轴承中的气体释放塞如图13所示，气体释放塞111的外径、即覆盖于金属 环112上的橡胶113与设置在垫环等上的孔125嵌合，从而形成气体释放塞不脱落的结构， 该垫环固定在未图示的外圈或内圈上。至今为止，一直在增加覆盖上述金属环的橡胶的压 缩量(压紧余量)d或压缩率的方向上考虑生产性和加工成本方面的改善。也就是说，扩大 孔的加工尺寸的误差的允许范围以降低加工成本，另一方面，通过增加橡胶的压紧余量来 增大气体释放塞对孔内部的安装力从而防止脱离。然而，动作压使气体释放塞的排气部114的狭缝(不连续部)等打开以释放压力， 为了将该动作压无误差地控制在规定范围内，增加橡胶的压紧余量未必是件好事。因此，希 望开发一种即使增大橡胶的筒身部的厚度且孔径为下限、使得安装到孔中时的橡胶筒身部 的压紧余量增大时，也可得到规定范围内的动作压的气体释放塞及轴承装置。本发明的目的之一在于，提供一种即使在安装到孔中时的橡胶筒身部的压紧余量 增大时，也可将动作压的误差控制在规定范围内的轴承的气体释放塞、轴承装置及轴承。另外，以往的轴承中的气体释放塞在筒状的橡胶的内侧与金属环形成为一体。而 且，透气塞的外侧即覆盖金属环的橡胶与设置在垫环等上的孔嵌合，从而形成使安装着的 气体释放塞不脱落的结构，该垫环固定在外圈或内圈上。为确保嵌合面上的压紧余量，必须 对孔加工的允许差进行严格的管理。尤其是在轴承本体上安装空气排放(透气)塞时，考虑到因轴承本体的热处理而变形，故需要以严格的允许差进行管理。因此，会在生产性及加 工成本方面产生障碍。本发明的其它的目的在于，提供一种可减少对安装气体释放塞的孔进行加工所需 的人工数及成本的轴承的气体释放塞、轴承装置、及轴承。用于解决技术问题的技术方案本发明的一个局面的轴承的气体释放塞安装于通向轴承空间的孔状部内，该轴承 空间处于外圈与内圈间且内部具有滚动体，该气体释放塞包括金属环状体及弹性筒状体， 该弹性筒状体与金属环状体形成为一体，呈筒状且由弹性体构成，在该筒的一方的端面上 具有向筒的轴向外方突出的排气部。而且其特征在于，弹性筒状体的一方的端面上包围排 气部地设有圆周状的槽。利用上述结构，即使安装在孔状部内的弹性筒状体的压紧余量增大，也可利用上 述圆周状的槽来阻止弹性筒状体的弹性材料向排气部方向变形。因此，不会产生能引起对 排气部的狭缝(不连续部)施加使该狭缝闭合的作用的弹性体的移动，因此，即使压紧余量 增大也可利用规定范围内的动作压使不连续部开放。上述弹性筒状体由橡胶、弹性树脂等 中的任一种构成。另外，排气部的突出的顶部设有线状缝、点状缝等不连续部，随着轴承空 间的压力上升在规定的动作压下变为开放状态。本发明的其它局面的气体释放塞安装于通向轴承空间的孔状部内，该轴承空间处 于外圈与内圈间且内部具有滚动体，该气体释放塞包括金属环状体及弹性筒状体，该弹性 筒状体与金属环状体形成为一体，呈筒状且由弹性体构成，在该筒的一方的端面上具有向 筒的轴向外方突出的排气部。而且其特征在于，作为弹性筒状体的筒身部与一方的端面的 边界区域的肩部设有倒角部，该倒角部在肩部的厚度比筒身部的厚度薄。利用上述结构，即使压紧余量增大，也可在倒角处抑制来自于筒身部的弹性体的 移动，从而可抑制对设置于排气部的狭缝施加的开放阻止作用的增大。对于具有倒角的气体释放塞，还可使弹性筒状体的排气部周围的一方的端面的厚 度小于筒身部的厚度，且倒角部的厚度与该排气部周围的一方的端面的厚度相同。利用该 结构，在进行上述安装时能够更可靠地抑制因压紧余量增大而导致的向弹性筒状体的排气 部的移动的增大。本发明的别的其它局面的气体释放塞安装于通向轴承空间的孔状部内，该轴承空 间处于外圈与内圈间且内部具有滚动体，该气体释放塞包括金属环状体及弹性筒状体，该 弹性筒状体与金属环状体形成为一体，呈筒状且由弹性体构成，在该筒的一方的端面上具 有向筒的轴向外方突出的排气部。而且其特征在于，弹性筒状体在排气部周围的端面的厚 度为筒身部的厚度的1/2以下。利用上述结构，由于排气部周围的厚度较薄，因此在安装至上述孔状部内时因压 紧余量增大而造成的弹性体的流动增大不会影响到排气部的狭缝等不连续部。因此可抑制 闭合排气部的不连续部的作用的增大。上述气体释放塞中，金属环状体的端部具有向内径侧突出的内侧缘部，该内侧缘 部与弹性筒状体的配置有排气部的端面的内面接触。利用该结构，可更敏感地将轴承空间 的内压传递至排气部。另外，可使在筒身部产生的因压紧余量增大引起的弹性体的移动增 大难以影响到位于排气部顶部的狭缝等不连续部。
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而且，为了抑制相对于金属环状体的向排气部的错位，也可在弹性筒状体上设置 卡扣于金属环状体的端缘部的卡扣部。利用该结构，即使压紧余量增大也能可靠地进行安 装。另外，且有利于抑制弹性体的移动。而且，也可在配制有排气部的端面的内面侧设置从 内径侧卡扣于金属环状体的内侧缘部的卡扣凸缘。利用该卡扣凸缘，即便使压紧余量增大 也能更可靠地进行安装，并可抑制弹性体的移动。在排气部周围的端面上配置有圆周状的槽的结构中，圆周状的槽位于从轴向看与 内侧缘部重叠的位置。利用该结构，能更可靠地抑制因弹性筒状体的压紧余量增大而导致 的向排气部方向的变形的增大。本发明的一个局面的轴承装置包括利用固定部件固定于旋转轴的内圈；外圈； 位于内圈与外圈间的轴承空间内的滚动体；将轴承空间密封的密封部件；以及通向所述轴 承空间的孔状部，该孔状部设置在外圈、密封部件、内圈及固定部件中的任一部件内，或设 置在安装于外圈、密封部件、内圈及固定部件中的任一部件上的部件内。而且，该孔状部内 安装有上述列举的所有气体释放塞中的任一种。利用上述结构，由于上述轴承装置中配置有上述任一种的气体释放塞，因此在弹 性筒状体的筒身部的厚度增大使得压紧余量变大的情况下，使配置在上述孔状部内的气体 释放塞以期望的动作压进行动作，从而使轴承内的内压即使在长期连续运转或持续高速运 转时也不上升。因此，不仅可控制加工成本等，还可实现预期地防止内压的上升。本发明的一个局面的轴承包括外圈；内圈；以及安装于通向轴承空间的孔状部 内的气体释放塞，该轴承空间处于所述外圈与内圈间且内部具有滚动体。气体释放塞包括 金属环状体及弹性筒状体，该弹性筒状体与金属环状体形成为一体，呈筒状且由弹性体构 成，在该筒的一方的端面上具有向筒的轴向外方突出的排气部。而且，该轴承的特征在于， 在未将该弹性筒状体与金属环状体成一体地安装在孔状部内的状态下，该弹性筒状体的筒 身部的厚度为孔状部的直径与金属环状体的外径的厚度差的105%以上。另外，本发明的 其它的局面的轴承的特征在于，在未将上述弹性筒状体与金属环状体成一体地安装在所述 孔状部内的状态下，该弹性筒状体的筒身部的厚度为金属环状体的筒身部的厚度的95%以 上。上述结构中，在轴承自身设有孔状部，在该孔状部中安装有气体释放塞。另外，在 未将弹性筒状体与金属环状体成一体地安装在孔状部内的状态下，该弹性筒状体的筒身部 的厚度，既可为孔状部的直径与金属环状体的外径的厚度差的105%以上，也可为金属环状 体的筒身部的厚度的95%以上，因此在安装于孔状部内时可设定较大的压紧余量。因此，可 放宽设置于轴承的孔状部的直径的加工允许差，以降低加工成本。本发明的其它局面的轴承装置包括利用固定部件固定于旋转轴的内圈；外圈； 位于内圈与外圈间的轴承空间内的滚动体；将轴承空间密封的密封部件；通向所述轴承空 间的孔状部，该孔状部设置在外圈、密封部件、内圈及固定部件中的任一部件内，或设置在 安装于外圈、密封部件、内圈及固定部件中的任一部件上的部件内；以及安装在该孔状部内 的气体释放塞。该气体释放塞包括金属环状体及弹性筒状体，该弹性筒状体与金属环状 体形成为一体，呈筒状且由弹性体构成，在该筒的一方的端面上具有向筒的轴向外方突出 的排气部。而且其特征在于，在未将该弹性筒状体与金属环状体成一体地安装在孔状部内 的状态下，该弹性筒状体的筒身部的厚度为孔状部的直径与金属环状体的外径的厚度差的105%以上。另外，本发明的其它的局面的轴承装置的特征在于，在未将上述弹性筒状体与 金属环状体成一体地安装在所述孔状部内的状态下，该弹性筒状体的筒身部的厚度为金属 环状体的筒身部的厚度的95%以上。利用上述结构，在与轴承空间相通的轴承装置的上述部位设置孔状部，在该孔状 部内安装有气体释放塞。另外，在未将弹性筒状体与金属环状体成一体地安装在孔状部内 的状态下，该弹性筒状体的筒身部的厚度，既可为孔状部的直径与金属环状体的外径的厚 度差的105%以上，也可为金属环状体的筒身部的厚度的95%以上，因此在安装于孔状部 内时可设定较大的压紧余量。因此，可放宽设置于轴承装置的孔状部的直径的加工允许差， 以降低加工成本。本发明的别的其它局面的气体释放塞安装于通向轴承空间的孔状部内，该轴承空 间处于轴承的外圈与内圈间且内部具有滚动体。该气体释放塞包括金属环状体及弹性筒 状体，该弹性筒状体与金属环状体形成为一体，呈筒状且由弹性体构成，在该筒的一方的端 面上具有向筒的轴向外方突出的排气部。而且其特征在于，在未将弹性筒状体与金属环状 体成一体地安装在所述孔状部内的状态下，该弹性筒状体的筒身部的厚度为金属环状体的 筒身部的厚度的95%以上。利用上述结构，在未将弹性筒状体与金属环状体成一体地安装在所述孔状部内的 状态下，该弹性筒状体的筒身部的厚度为金属环状体的筒身部的厚度的95%以上，因此在 安装至作为安装目的地的孔状部内时可设定较大的压紧余量。因此，可放宽设置于轴承或 轴承装置的孔状部的直径的加工允许差，以降低加工成本。发明效果若使用本发明的气体释放塞、轴承装置及轴承，即使压紧余量增大，也可使动作压 不发生变动，能以规定范围内的动作压对轴承空间进行排气。另外，可减少透气孔安装的孔 加工中所需的人工数及成本。


图1是表示本发明实施方式1的轴承装置的剖视图。图2是表示本发明实施方式1的其它轴承装置的剖视图。图3是表示本发明实施方式1的气体释放塞的剖视图。图4是表示本发明实施方式1的其它气体释放塞的剖视图。图5是表示本发明实施方式1的别的其它气体释放塞的剖视图。图6是本发明实施方式1的气体释放塞的原理的说明图。图7是将本发明实施方式2的气体释放塞安装至孔状部内前后的气体释放塞的外 径与孔径的关系图。图8是表示本发明实施方式2的气体释放塞的剖视图。图9是表示本发明实施例1的比较例1的试验体的说明图。图10是表示本发明实施例1的比较例2的试验体的说明图。图11是表示本发明实施例1的结果(各试验体的压紧余量与动作压的关系)的 图。图12是表示本发明实施例2的比较例B的气体释放塞的示例图。
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图13是表示以往的轴承的气体释放塞的剖视图。
(符号说明)
1内圈2圆锥滚柱(滚动体)
3外圈4保持器
5密封基部6、6a唇部
6b加固板9轴承空间
10轴承装置11、111气体释放塞
12金属环状体12e内侧缘部
13弹性筒状体14,114排气部
15筒身部16端面
17圆周状槽18倒角部
19密封部件21卡扣凸缘
22卡扣部25孔状部
31、31a、31b、32 固定部件
50旋转轴50a旋转轴肩部
112金属环113橡胶
125孔t、t2筒身部厚度
ti端面厚度tsl倒角部厚度
ts2金属环状体外径与孔状部直径的厚度差
tm金属环状体的筒身部厚度
d压紧余量
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具体实施例方式以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。(实施方式1)图1是表示本发明实施方式1的轴承装置的剖视图。参照图1，轴承装置10包括 位于旋转轴50周围并与其接触的内圈1 ；配置在其外侧的外圈3 ；在内圈1与外圈3间的 轴承空间9内利用保持器4予以保持的圆锥滚柱(滚动体)2 ；安转在外圈3上、将注入轴 承空间内的油进行密封的密封部件19 ；用以将该轴承装置10固定于旋转轴50的固定部件 31、32。在轴承空间9的压力上升时释放气体的气体释放塞11以嵌入结构不被拔出地收纳 于设置在外圈3上的孔状部25中。上述密封部件19包括安装在外圈3上的密封基部5和与该密封基部5形成为一 体的唇部6，该唇部6由弹性部件形成。唇部6可采用带有弹簧的橡胶、含有加固用金属板 的部件等符合JIS B 2402 (油封)规定的部件。唇部6在旋转轴50旋转时，在旋转的固定 部件31或32上滑动。将轴承装置10固定于旋转轴时，利用与旋转轴螺合的未图示的螺纹部件，向旋转 轴50的肩部50a的方向对固定部件32施加力P，将内圈1推压在固定部件31上，该固定部 件31与旋转轴的肩部50a相抵而无法移动，从而将轴承装置10固定于旋转轴。通过该固 定，可使内圈1、固定部件31、32随着旋转轴50的旋转而旋转。
上述图1中，作为轴承的部件的外圈上设有孔状部，以嵌入其中的结构将气体释 放塞嵌入，但在下述示例的图2的轴承装置中，采用将气体释放塞配置在与轴承分体的部 件、固定部件上的结构。参照图2，轴承装置10包括位于旋转轴50周围并与其接触的内圈1 ；配置在其 外侧的外圈3 ；在内圈1与外圈3间的轴承空间9内利用保持器4予以保持的圆锥滚柱2 ； 安转在外圈3上、将注入轴承空间内的油进行密封的密封部件19 ；以及用以将该轴承装置 10固定于旋转轴50上的固定部件31a、31b、32。在轴承空间9的压力上升时释放气体的气 体释放塞11以嵌入结构不被拔出地收纳于设置在固定部件31a上的孔状部25中气体释放
O上述密封部件19包括安装在外圈3上的密封基部5 ；安装在该密封基部5内的由 弹性部件形成的唇部6a，该唇部6a被加固板6b加固。唇部6a可采用如上所述的符合JIS B 2402规定的部件。唇部6a在旋转轴50旋转时，在旋转的固定部件31或32上滑动。密 封基部5的外侧覆盖密封基部5地配置有固定部件31a的一部分，该固定部件31a的一部 分与该密封基部5 —起形成迷宫式密封。也就是说，固定部件的一部分也作为形成非接触 的密封部的部件发挥作用。密封只要至少包含一种属于动态密封(垫片)的接触形(密封片)的密封，可采 用其他任意的密封。作为上述接触形的密封，如上所述，由于封入有作为润滑剂的油故主要 使用油封(JIS B 2402)，在使用润滑脂时使用润滑脂密封(JIS E 4704中提示)。另外， 也可不采用油或润滑脂而采用机械密封(JIS B2405)、成形垫片(JIS B 2401,2403,2406) 等。构成密封的滑动部分的材料根据使用温度范围、允许圆周速度的不同分别使用合成橡 胶(丁腈橡胶、丙烯酸橡胶、氟化橡胶等)或毛毡等。在图2的情况下，将轴承装置10固定于旋转轴时，也是利用与旋转轴螺合的未图 示的螺纹部件，向旋转轴50的肩部50a的方向对固定部件32施加力P，将内圈1压紧在因 旋转轴的肩部50a而无法移动的固定部件31a、31b上，从而将轴承装置10固定于旋转轴。 内圈1、固定部件31、32随着旋转轴50的旋转而旋转。图2所示的本实施方式的轴承装置10包括利用固定部件31 (31a、31b)、32及肩 部50a固定于旋转轴50的内圈1 ；外圈3 ；位于内圈1与外圈3间的轴承空间9内的圆锥滚 柱2 ；以及安转在外圈3上、对轴承空间9进行密封的密封部件19。安装有气体释放塞11 的孔状部25在图2所示例子中设置在固定部件31a内。上述孔状部25 —般设置在所述外 圈、内圈、密封部件及固定部件中的任一部件内，或设置在安装于这些部件中的任一个部件 上的部件内。上述孔状部与轴承空间连通，该孔状部内以嵌合的结构安装有气体释放塞。接下来，利用图3 图6对本实施方式的气体释放塞的结构进行说明。参照图3， 本实施方式的气体释放塞11包括金属环状体12及弹性筒状体13，该弹性筒状体13与金属 环状体12形成为一体，呈筒状且由弹性体构成，在该筒的一方的端面16上具有向筒的轴向 外方突出的排气部14。弹性筒状体的一方的端面16上包围所述排气部14地设有圆周状的 槽17。最好使圆周状的槽17的深度为排气部14周围的端面的厚度的20% 60%，且宽度 为端面16的厚度的30% 80%。另外，上述金属环状体12的端部具有向内径侧突出的内侧缘部12e，该内侧缘部 12e与配置有所述弹性筒状体13的排气部14的一方的端面16的内面接触，圆周状槽17位于从轴向看与内侧缘部12e重叠的位置。利用该结构，能更可靠地抑制因弹性筒状体的压 紧余量增大而导致的向排气部方向的变形的增大。另外，参照图4，本实施方式的其它气体释放塞11包括金属环状体12及弹性筒状 体13，该弹性筒状体13与金属环状体12形成为一体，呈筒状且由弹性体构成，在该筒的一 方的端面16上具有向筒的轴向外方突出的排气部14。作为弹性筒状体的筒身部15与一方 的端面16的边界部的肩部设有倒角部18，该倒角部18在肩部的厚度tsl小于筒身部的厚 度t2。倒角部的厚度tsl最好为Imm 1. 5mm。筒身部的厚度t2虽然随轴承装置所配置的 机械变化，但通常都超过1. 5mm。也可使上述弹性筒状体13的排气部14周围的一方的端面16的厚度、小于所述 筒身部的厚度t2，且倒角部的厚度tsl与排气部周围的一方的端面16的厚度、相同。参照图5，本实施方式的别的其它气体释放塞11包括金属环状体12及弹性筒状体 13，该弹性筒状体13与金属环状体12形成为一体，呈筒状且由弹性体构成，在该筒的一方 的端面16上具有向筒的轴向外方突出的排气部14。弹性筒状体13在排气部14周围的一 方的端面16的厚度、为筒身部的厚度t2的1/2以下。在不采用上述结构的一般情况下， 排气部周围的端面的厚度为Imm 1. 5mm，在采用上述结构的情况下，最好使上述端面的厚 度为一般情况下的30% 50% (0. 3謹 0. 75謹)。参照图3 图5，在上述任一气体释放塞中，都可使金属环状体12的端部具有向内 径侧突出的内侧缘部12e，该内侧缘部12e与配置有弹性筒状体13的排气部14的一方的端 面16的内面接触。另外，在具有内侧缘部12e时，也可在配置有排气部14的一方的端面16的内面侧 具有从内径侧与金属环状体的内侧缘部12e卡扣的卡扣凸缘21。另外，也可在金属环状体 的内侧缘部12e所处的端面16的相反侧的端部设置供弹性筒状体的另一方的端部卡扣的 卡扣部22。利用该结构，即使孔径的误差增大也能可靠地进行安装。另外，即使压紧余量增 大也有利于抑制弹性体的移动。本实施方式的轴承装置中，其孔状部内安装有如上述图3 图5所示的任一气体 释放塞。上述弹性筒状体的材料可采用各种橡胶、弹性树脂等。金属环状体可采用钢材、铝
等任思金属、合金。接下来，对值得采用本实施方式的理由进行说明。图6是将气体释放塞11安装至 孔状部25内前后的气体释放塞的外径与孔径的关系图。在安装至孔状部25前，作为弹性 筒状体的橡胶筒状体的外径明显大于孔径。在安装后的状态下橡胶筒状体的筒身部15的 厚度被挤压而变薄。利用该反作用力可将气体释放塞11固定于孔状部25内。从上述安装 前的橡胶厚度变为安装后的橡胶厚度所减少的量被称为压紧余量(压缩量)。通过增大孔 状部25的直径的允许范围可降低加工成本等，且为了应对实际孔径到达允许范围的上限， 可增大橡胶的厚度从而可靠地进行安装。然而，在孔径到达允许范围的下限时，压紧余量会 变大。在不采用本实施方式的气体释放塞的如图3 图5所示的结构时，因压紧余量增 大而相应被压缩的部分的橡胶如图6所示，向位于一方的端面的排气部14的方向移动。该 橡胶的移动对设置于排气部14的顶部的狭缝等不连续部(未图示)向闭合方向作用。因此，无法以期望的动作压打开不连续部，造成轴承空间内的压力上升。也就是说，发明者们 发现了压紧余量增大引起的橡胶的移动增大是使得动作压发生偏差的原因。本实施方式中，通过在橡胶筒状体的排气部周围设有圆周状槽17(图3)、或在其 肩部设有倒角部18 (图4)、或使排气部14周围的端面16的厚度、为筒身部15的厚度t2 的1/2以下(图5)，从而可阻止上述弹性体(橡胶)的移动。(实施方式2)利用图7及图8对本发明实施方式2的气体释放塞的结构进行说明。本实施方式 的气体释放塞11用于图1或图2所示的轴承装置中，气体释放塞11包括金属环状体12及 弹性筒状体13，该弹性筒状体13与金属环状体12形成为一体，呈筒状且由弹性体构成，在 该筒的一方的端面16上具有向筒的轴向(图中上下方向)外方突出的排气部14。排气部 14设有狭缝等不连续部，该狭缝在规定压力以上时变为开放状态，不到规定压力时闭合。图 7表示了将气体释放塞11安装至孔状部25内前后的气体释放塞11的外径与孔径的关系。 参照图7，在安装至孔状部25前，作为弹性筒状体的橡胶筒状体的外径明显大于孔径。而 且，利用压紧余量的反作用力可将气体释放塞11固定于孔状部25内。从上述安装前的橡 胶厚度变为安装后的橡胶厚度所减少的量被称为压紧余量(压缩量)。在上述安装后的状 态下橡胶筒状体的筒身部的壁厚被挤压而变薄。图7中的压紧余量(压缩量)为d。筒身 部15的厚度t虽然随轴承装置所配置的机械变化，但通常都超过1. 5mm。通过增大孔状部25的直径的允许范围可降低加工成本等，且为了应对实际孔径 到达允许范围的上限，可增大橡胶的厚度从而可靠地进行安装。然而，在孔径到达允许范围 的下限时，压紧余量会变大。本实施方式的轴承或轴承装置中，在未将弹性筒状体13与金属环状体12嵌合地 安装在孔状部25内的状态下，弹性筒状体13的筒身部15的厚度t为孔状部25的直径与 金属环状体的外径的厚度差ts2的105%以上。通过这样增大厚度可提高安装力，从而能可 靠地防止脱落。择优设置为107%以上，且最好设置为109%以上。在此，在设孔状部25的 直径为D，金属环状体12的外径为Dm时，孔状部25的直径与金属环状体12的外径的厚度 差ts2为ts2= (D-Dm)/2。另一方面，该筒身部15的厚度t若超过上述厚度差ts2的125% 则不便安装，另外，可能会在安装时使弹性体(橡胶)产生向排气部的流动，导致排气孔动 作(开放)压的上升。因此，择优将厚度t设定在厚度差ts2的125%以下。且最好设定在 122%以下。另外，若设金属环状体12的筒身部的厚度为tm，则在未将弹性筒状体13与金属环 状体12成一体地安装在孔状部25内的状态下，弹性筒状体的筒身部15的厚度t为0. 95tm 以上，最好为tm以上。如上所述，通过增大弹性筒状体13的厚度，可在不改变排气功能的 情况下大幅放宽孔加工允许差，从而可实现生产性的提高及生产成本的降低。通过增加弹 性筒状体13的压紧余量，可增加排气动作压力(耐压)，因此可扩大使用范围。另外，上述弹性筒状体也可具有卡扣于金属环状体12的端缘部的卡扣部22。在图 7及图8中，在金属环状体12的内侧缘部12e所处的端部的相反侧的端部具有卡扣于弹性 筒状体13的另一端缘部的卡扣部22。该卡扣部22与金属环状体12的端面的整个厚度接 触并卡扣。另外，金属环状体12在弹性筒状体13的里侧端部具有向内径侧突出的内侧缘 部12e时，弹性筒状体13可在配置有排气部14的端面16的内面侧具有从金属环状体12的内侧缘部12e的内径侧卡扣的卡扣凸缘21。利用该结构，即使孔状部25的孔径的误差增 大也能可靠地进行安装。另外，即使压紧余量增大也可抑制弹性体的移动。上述弹性筒状体13的材料可采用各种橡胶、弹性树脂等。金属环状体12可采用 钢材、铝等任意金属、合金。(实施例1)以下，对本发明实施例1进行说明。使用的试验体如下所示。本发明例1 图3所示的结构(形成有圆周槽；筒身部厚度t2较厚)本发明例2:图3所示的结构(形成有圆周槽；筒身部厚度、较厚)本发明例3 图4所示的结构(形成有倒角；筒身部厚度t2较厚)本发明例4 图5所示的结构(排气部周围端面厚度、较薄；筒身部厚度t2较厚)另外，为了进行比较而制造了下述试验体。比较例1 图9所示的结构(筒厚度t2为中等程度)比较例2 图10所示的结构(筒厚度t2较厚)将上述6种试验体安装于孔状部(附着有润滑脂)，对动作压进行试验的结果如图 11所示。根据图11所示的结果，对于比较例2这样的筒厚度较大且没有采取其它措施的结 构，具有动作压随压紧余量增大而增大的倾向。也就是说，具有产生误差的倾向。另外，如 以往的比较例1所示，若采用中等程度的筒厚的试验体，则压紧余量不会超过0. 3mm，故不 会发生动作压的上升。因此可在孔径较大时确保安装力，且在孔径减小时也能使动作压不 发生变动。相比之下，本发明例1 4中，即使在压紧余量为0. 3mm以上时也可将动作压控制 在5气压以下。在动作压最低的本发明例4中，在压紧余量为0. 3mm时能可靠地确保动作 压在4kPa以下，使得动作压不发生变动。接下来，在本发明例1、2中得到动作压较低的结 果，此时动作压也不发生变动。在本发明例3中，也可控制动作压，使得动作压实质上不发 生变动。本发明例1 4的任一项中，都可在压紧余量处在高于比较例2的范围内时得 到与较低时相同等级的动作压，本发明的气体释放塞的上述结构可证明，随着孔状部的直 径的工作精度的放宽可能会导致压紧余量增大，但可使动作压对于压紧余量增大的变动较 小。因此，可判断为，即便使孔状部的直径的工作精度放宽也可稳定地确保轴承装置中的期 望的动作压范围。(实施例2)接下来，对本发明的实施例2进行说明。使用的试验体如下所示。另外，弹性筒状 体采用橡胶，金属环状体采用钢材。本发明例A^S所示的结构(筒身部厚度t为厚度差ts2的105%以上，且为金属 环状体12的筒身部厚度tm的95%以上)用于比较的比较例如下所示。本发明例B 图12所示的结构(筒身部厚度t未满厚度差ts2的105%，且小于金 属环状体12的筒身部厚度tm的95% )将上述2种试验体安装于使直径细微地逐级变化的孔状部25 (附着有润滑脂) 内，并调查安装状态。其调查结果如下。
14
本发明例A中，在不改变排气功能的情况下，可将孔允许差从范围1/100等级扩大 至1/10等级。因此无需耗费大量的人工数来进行高精度的孔加工，从而提高生产性及降低 制造成本。另外，通过增加橡胶压缩量(压紧余量)，可使筒身部15的橡胶向排气部14的 方向流动变形，因而对排气部14作用有压缩的力，使得排气压力增加。因此可扩大使用范 围。本发明所公开的实施方式及实施例全部是示例，并非用于限制本发明。本发明的 范围根据权利要求书来表述而不被上述说明所限制，应包含与权利要求书等效及在其范围 内进行的一切变更。产业上的利用可能性本发明中，即使构成安装于轴承装置的孔状部中的气体释放塞的外侧部的弹性筒 状体的压紧余量变大，也可将动作压的变动控制在一定范围内，因此可向铁道车辆及产业 机械等提供一种确保安全的廉价的轴承装置。即便使孔状部的加工允许差放宽也可通过将 气体释放塞的筒身部设定为规定厚度以上来可靠地进行安装，因此可向铁道车辆及产业机 械等提供一种廉价的轴承或轴承装置。
权利要求
一种轴承的气体释放塞(11)，安装于通向轴承空间(9)的孔状部(25)内，该轴承空间(9)处于外圈(3)与内圈(1)间且内部具有滚动体(2)，其特征在于，该气体释放塞(11)包括金属环状体(12)；以及弹性筒状体(13)，该弹性筒状体(13)与所述金属环状体形成为一体，呈筒状且由弹性体构成，在该筒的一方的端面上具有向筒的轴向外方突出的排气部(14)，作为所述弹性筒状体的筒身部(15)与所述一方的端面的边界区域的肩部设有倒角部(18)，该倒角部(18)在肩部的厚度(ts1)小于所述筒身部的厚度(t2)。
2.如权利要求1所述的轴承的气体释放塞(11)，其特征在于，所述弹性筒状体的排气 部周围的所述一方的端面(16)的厚度U1)小于所述筒身部的厚度，所述倒角部的厚度与 所述排气部周围的所述一方的端面的厚度U1)相同。
3.如权利要求1所述的轴承的气体释放塞，其特征在于，所述金属环状体(12)的端部 具有向内径侧突出的内侧缘部(12e)，该内侧缘部与所述弹性筒状体(13)的配置有排气部 (14)的端面的内面接触。
4.如权利要求3所述的轴承的气体释放塞，其特征在于，在配置有所述排气部(14)的 端面的内面侧具有从所述金属环状体(12)的内侧缘部(12e)的内径侧卡扣的卡扣凸缘 (21)。
5.如权利要求3所述的轴承的气体释放塞，其特征在于，在所述排气部(14)周围的 端面上配置有圆周状的槽(17)的结构中，所述圆周状的槽位于从轴向看与所述内侧缘部 (12e)重叠的位置。
6.如权利要求1所述的轴承的气体释放塞，其特征在于，所述弹性筒状体(13)具有卡 扣于所述金属环状体(12)的端缘部的卡扣部(22)。
7.一种轴承装置(10)，其特征在于，包括利用固定部件(31、31a、31b、32)固定于旋转 轴的内圈⑴；外圈⑶；位于所述内圈与外圈间的轴承空间(9)内的滚动体(2)；将所述轴 承空间密封的密封部件(19)；通向所述轴承空间的孔状部(25)，该孔状部(25)设置在所述 外圈、密封部件、内圈及固定部件中的任一部件内，或设置在安装于所述外圈、密封部件、内 圈及固定部件中的任一部件上的部件内；以及该孔状部内的权利要求7所述的轴承的气体 释放塞(11)。
8.一种轴承的气体释放塞(11)，安装于通向轴承空间(9)的孔状部(25)内，该轴承空 间(9)处于外圈(3)与内圈⑴间且内部具有滚动体(2)，其特征在于，该气体释放塞(11) 包括金属环状体(12)；以及弹性筒状体(13)，该弹性筒状体(13)与所述金属环状体形成为一体，呈筒状且由弹性 体构成，在该筒的一方的端面(16)上具有向筒的轴向外方突出的排气部(14)，所述弹性筒状体在排气部周围的所述一方的端面的厚度U1)为筒身部(15)的厚度 (t2)的1/2以下。
9.如权利要求8所述的轴承的气体释放塞(11)，其特征在于，所述金属环状体(12)的 端部具有向内径侧突出的内侧缘部(12e)，该内侧缘部与所述弹性筒状体(13)的配置有排 气部(14)的端面的内面接触。
10.如权利要求9所述的轴承的气体释放塞(11)，其特征在于，在配置有所述排气部 (14)的端面的内面侧具有从所述金属环状体(12)的内侧缘部(12e)的内径侧卡扣的卡扣 凸缘(21)。
11.如权利要求9所述的轴承的气体释放塞(11)，其特征在于，在所述排气部(14)周 围的端面上配置有圆周状的槽(17)的结构中，所述圆周状的槽位于从轴向看与所述内侧 缘部(12e)重叠的位置。
12.如权利要求8所述的轴承的气体释放塞，其特征在于，所述弹性筒状体(13)具有卡 扣于所述金属环状体(12)的端缘部的卡扣部(22)。
13.—种轴承装置(10)，其特征在于，包括利用固定部件(31、31a、31b、32)固定于旋 转轴的内圈⑴；外圈⑶；位于所述内圈与外圈间的轴承空间(9)内的滚动体⑵；将所述 轴承空间密封的密封部件(19)；通向所述轴承空间(9)的孔状部(25)，该孔状部(25)设置 在所述外圈、密封部件、内圈及固定部件中的任一部件内，或设置在安装于所述外圈、密封 部件、内圈及固定部件中的任一部件上的部件内；以及该孔状部内的权利要求14所述的轴 承的气体释放塞(11)。
14.一种轴承(10)，包括外圈(3)；内圈⑴；以及安装于通向轴承空间(9)的孔状部 (25)内的气体释放塞(11)，该轴承空间(9)处于所述外圈与所述内圈间且内部具有滚动体 (2)，其特征在于，所述气体释放塞(11)包括金属环状体(12)；以及弹性筒状体(13)，该弹性筒状体(13)与所述金属环状体形成为一体，呈筒状且由弹性 体构成，在该筒的一方的端面上具有向筒的轴向外方突出的排气部(14)，在未将所述弹性筒状体与所述金属环状体成一体地安装在所述孔状部内的状态下，所 述弹性筒状体的筒身部的厚度(t)为所述孔状部的直径与所述金属环状体的外径的厚度 差(ts2)的105%以上。
15.如权利要求14所述的轴承(10)，其特征在于，所述弹性筒状体(13)具有卡扣于所 述金属环状体(12)的端缘部的卡扣部(22)。
16.如权利要求14所述的轴承，其特征在于，所述金属环状体(12)在所述弹性筒状 体(13)的里侧端部具有向内径侧突出的内侧缘部(12e)，所述弹性筒状体在配置有所述 排气部(14)的端面的内面侧具有从所述金属环状体的内侧缘部的内径侧卡扣的卡扣凸缘 (21)。
17.一种轴承(10)，包括外圈(3)；内圈⑴；以及安装于通向轴承空间(9)的孔状部 (25)内的气体释放塞(11)，该轴承空间(9)处于所述外圈与所述内圈间且内部具有滚动体 (2)，其特征在于，所述气体释放塞(11)包括金属环状体(12)；以及弹性筒状体(13)，该弹性筒状体(13)与所述金属环状体形成为一体，呈筒状且由弹性 体构成，在该筒的一方的端面(16)上具有向筒的轴向外方突出的排气部(14)，在未将所述弹性筒状体与所述金属环状体成一体地安装在所述孔状部内的状态下，所 述弹性筒状体的筒身部的厚度(t)为所述金属环状体的筒身部的厚度(tm)的95%以上。
18.如权利要求17所述的轴承，其特征在于，所述弹性筒状体(13)具有卡扣于所述金 属环状体(12)的端缘部的卡扣部(22)。
19.如权利要求17所述的轴承，其特征在于，所述金属环状体(12)在所述弹性筒状 体(13)的里侧端部具有向内径侧突出的内侧缘部(12e)，所述弹性筒状体在配置有所述 排气部(14)的端面的内面侧具有从所述金属环状体的内侧缘部的内径侧卡扣的卡扣凸缘 (21)。
20.一种轴承装置(10)，包括利用固定部件(31、31a、31b、32)固定在轴上的内圈 ⑴；外圈⑶；位于所述内圈与所述外圈间的轴承空间(9)内的滚动体(2)；将所述轴承空 间密封的密封部件(19)；通向所述轴承空间的孔状部(25)，该孔状部(25)设置在所述外 圈、所述密封部件、所述内圈及所述固定部件中的任一部件内，或设置在安装于所述外圈、 所述密封部件、所述内圈及所述固定部件中的任一部件上的部件内；以及安装在该孔状部 内的气体释放塞(11)，其特征在于，所述气体释放塞包括金属环状体(12)；以及弹性筒状体(13)，该弹性筒状体(13)与所述金属环状体形成为一体，呈筒状且由弹性 体构成，在该筒的一方的端面(16)上具有向筒的轴向外方突出的排气部(14)，在未将所述弹性筒状体与所述金属环状体成一体地安装在所述孔状部内的状态下，所 述弹性筒状体的筒身部的厚度(t)为所述孔状部的直径与所述金属环状体的外径的厚度 差(ts2)的105%以上。
21.如权利要求20所述的轴承装置(10)，其特征在于，所述弹性筒状体(13)具有卡扣 于所述金属环状体的端缘部的卡扣部(22)。
22.如权利要求20所述的轴承装置(10)，其特征在于，所述金属环状体(12)在所述弹 性筒状体(13)的里侧端部具有向内径侧突出的内侧缘部(12e)，所述弹性筒状体在配置有 所述排气部(14)的端面的内面侧具有从所述金属环状体的内侧缘部的内径侧卡扣的卡扣 凸缘(21)。
23.—种轴承装置(10)，包括利用固定部件(31、31^3113、32)固定在轴上的内圈 ⑴；外圈⑶；位于所述内圈与所述外圈间的轴承空间(9)内的滚动体(2)；将所述轴承空 间密封的密封部件(19)；通向所述轴承空间的孔状部(25)，该孔状部(25)设置在所述外 圈、所述密封部件、所述内圈及所述固定部件中的任一部件内，或设置在安装于所述外圈、 所述密封部件、所述内圈及所述固定部件中的任一部件上的部件内；以及安装在该孔状部 内的气体释放塞(11)，其特征在于，具有金属环状体(12)；以及弹性筒状体(13)，该弹性筒状体(13)与所述金属环状体形成为一体，呈筒状且由弹性 体构成，在该筒的一方的端面上具有向筒的轴向外方突出的排气部(14)，在未将所述弹性 筒状体与所述金属环状体成一体地安装在所述孔状部内的状态下，所述弹性筒状体的筒身 部的厚度(t)为所述金属环状体的筒身部的厚度(tm)的95%以上。
24.如权利要求23所述的轴承装置(10)，其特征在于，所述弹性筒状体(13)具有卡扣 于所述金属环状体的端缘部的卡扣部(22)。
25.如权利要求23所述的轴承装置(10)，其特征在于，所述金属环状体(12)在所述弹性筒状体(13)的里侧端部具有向内径侧突出的内侧缘部(12e)，所述弹性筒状体在配置有 所述排气部(14)的端面的内面侧具有从所述金属环状体的内侧缘部的内径侧卡扣的卡扣 凸缘(21)。
26.一种气体释放塞(11)，安装于通向轴承空间(9)的孔状部(25)内，该轴承空间(9) 处于轴承的外圈(3)与内圈(1)间且内部具有滚动体(2)，其特征在于，该气体释放塞包 括金属环状体(12)；以及弹性筒状体(13)，该弹性筒状体(13)与所述金属环状体形成为一体，呈筒状且由弹性 体构成，在该筒的一方的端面(16)上具有向筒的轴向外方突出的排气部(14)，在未将所述弹性筒状体与所述金属环状体成一体地安装在所述孔状部内的状态下，所 述弹性筒状体的筒身部的厚度(t)为所述金属环状体的筒身部的厚度(tm)的95%以上。
27.如权利要求26所述的气体释放塞(11)，其特征在于，所述弹性筒状体(13)具有卡 扣于所述金属环状体(12)的端缘部的卡扣部(22)。
28.如权利要求26所述的气体释放塞(11)，其特征在于，所述金属环状体(12)在所述 弹性筒状体(13)的里侧端部具有向内径侧突出的内侧缘部(12e)，所述弹性筒状体在配置 有所述排气部(14)的端面的内面侧具有从所述金属环状体的内侧缘部的内径侧卡扣的卡 扣凸缘(21)。
全文摘要
气体释放塞(11)安装于通向轴承空间的孔状部内，包括金属环状体(12)及弹性筒状体(13)，该弹性筒状体(13)与金属环状体形成为一体，呈筒状且由弹性体构成，在该筒的一方的端面(16)上具有向筒的轴向外方突出的排气部(14)。弹性筒状体(13)的一方的端面(16)上包围排气部(14)地设有圆周状的槽(17)。由此，在将气体释放塞安装到孔状部时即使压紧余量变大，动作压也不会发生变动。
文档编号F16C19/38GK101975298SQ201010522289
公开日2011年2月16日 申请日期2006年1月10日 优先权日2005年2月21日
发明者吉田博文, 清水保彦, 竹田幸浩 申请人:Ntn株式会社