JP2005325866A - 鉄道車両用軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】高速回転域でもグリースが漏れ出ない鉄道車両用車軸を提供する。
【解決手段】鉄道車両用車軸のオイルシール11を、外輪5の内径に基端部が嵌合し先端部がリング部材3側に延在する外側シールケース12と、外側シールケース12から半径方向内方に延在する芯金14と、芯金14の内側内輪寄りで外側シールケース12から半径方向内方に延在すると共にその延在端が内輪4とリング部材3の当接部位外周側にラビリンス隙間を残して近接する仕切板16と、リング部材3の当接部位外周側に隣接する外径部に嵌合され外側シールケース12の先端部を微小隙間を残して閉塞する内側シールケース13と、芯金14の先端に取り付けられ内側シールケース13との間でシール作用をなす弾性シール部材17で構成する。
【選択図】 図1
【解決手段】鉄道車両用車軸のオイルシール11を、外輪5の内径に基端部が嵌合し先端部がリング部材3側に延在する外側シールケース12と、外側シールケース12から半径方向内方に延在する芯金14と、芯金14の内側内輪寄りで外側シールケース12から半径方向内方に延在すると共にその延在端が内輪4とリング部材3の当接部位外周側にラビリンス隙間を残して近接する仕切板16と、リング部材3の当接部位外周側に隣接する外径部に嵌合され外側シールケース12の先端部を微小隙間を残して閉塞する内側シールケース13と、芯金14の先端に取り付けられ内側シールケース13との間でシール作用をなす弾性シール部材17で構成する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、弾性シール部材の発熱を抑制しつつ、密封性、耐水性および耐ダスト性を向上させた鉄道車両用軸受に関する。
鉄道車両では密封型車軸軸受(円錐ころ軸受または円筒ころ軸受)が使用される。円錐ころ軸受を使用した車軸軸受を図4に示す。軸受1の内輪4の両側に各々接して、油切り2および後ろ蓋3が設けられる。車軸には鉄道車両の荷重によって大きな曲げモーメントが作用し、内輪4と油切り2との接触面a、および、内輪4と後ろ蓋3との接触面bには、繰返し応力が発生する。とりわけ、後者の接触面bにはより大きな繰返し応力が発生する。油切り2および後ろ蓋3は、焼ならししただけの炭素鋼を使用することが多い。このため、接触面a,bは前記繰返し応力により短期間のうちに摩耗(フレッティング摩耗)しやすい。摩耗による軸受寿命短縮を避けるため接触面a,bに銅合金などの軟質金属を挟み込むこともあるが、磨耗粉自体の発生は避けられない。摩耗粉が軸受1内の潤滑剤に混入すると、潤滑剤の劣化の原因となる。
摩耗粉の軸受1内への侵入防止対策として、図5に示すように、内輪4と後ろ蓋3との接触面bの外径部に円環状の溝5を形成し、この溝5内に円環状の弾性体15を嵌め込んだものが提案されている(特許文献1参照)。なお、図示はしないが、内輪4と油切り2との接触面aにも同様に弾性体15を嵌め込む。この構成によると、接触面a,bで発生した摩耗粉が、外径方向に移動しようとしても弾性体15によって阻止される。そのため、軸受1内に摩耗粉が混入することが防止できる。弾性体15は、フレッティング摩耗を防止するリング状の異材プレートと一体にしたシール付きプレート20として装着する場合もある。
内輪4と外輪5との間には、内外輪の軌道面を潤滑するためにグリースが充填される。内外輪間の端部は、グリースが漏れ出ないように、また外部からのダストが内外輪間に侵入しないように、オイルシール9,11が配設される。このオイルシール9,11は、一方オイルシール11について図5に示すように、外輪5の内径に基端部が嵌合し先端部が前記リング部材(後ろ蓋3)側に延在した外側シールケース12と、リング部材(後ろ蓋3)の外径面に嵌合すると共に外側シールケース12の先端部を微小隙間を残して閉塞する内側シールケース13とを有する。外側シールケース12には、その内径面に、半径方向内方に延在した芯金14と、この芯金14の内側内輪寄りで同じく半径方向内方に延在した仕切板16が固着される。仕切板16の延在端は内側シールケース13の外径面にラビリンス隙間を残して近接する。芯金14の先端には弾性シール部材17が固着される。この弾性シール部材17は断面二股状をなし、内側シールケース13の外径面にそれぞれ軽接触する第1リップ部17aと第2リップ部17bを有する。これらがグリースが外部に漏れ出るのを防止する主リップを構成する。第1リップ部17aと第2リップ部17bを軽接触させるのは、摩擦による発熱の抑制およびリップ部17a,17bの損傷を防止するためである。弾性シール部材17には第1リップ部17aおよび第2リップ部17bから離間して、第3リップ部17cが形成される。この第3リップ部17cは内側シールケース13の屈曲部13a内面にラビリンス隙間を残して近接する。第3リップ部17cは外部からの異物の侵入を防止するダストリップを構成する。
特開平11−336774号公報
特開2003−49856号公報
従来のオイルシールは車軸が通常回転数の範囲内であれば安定したシール性能を発揮する。しかし、例えば2330rpm以上の高速回転では、軸受内のグリースが漏れ出す場合があり、密封信頼性の点では改善する余地があった。
本発明は、従来のオイルシールの構造を大幅に変えることなく、したがって部品点数も殆ど増大させることなく効果的なラビリンス隙間を追加することでオイルシールの密封性を向上させ、低発熱、耐水性、耐ダスト性を備えた鉄道車両用軸受を提供する。
本発明は、従来のオイルシールの構造を大幅に変えることなく、したがって部品点数も殆ど増大させることなく効果的なラビリンス隙間を追加することでオイルシールの密封性を向上させ、低発熱、耐水性、耐ダスト性を備えた鉄道車両用軸受を提供する。
本発明の鉄道車両用軸受は、車軸に装着される内輪と、前記内輪の外周に複数の転動体を挟んで配設される外輪と、前記車軸に装着されて車軸に対する前記内輪の軸方向位置を規制するリング部材と、前記内輪とリング部材の各幅面が相互に当接する部位の外周側であって前記内外輪間をシールするオイルシールとを有する鉄道車両用軸受において、前記オイルシールを、前記外輪の内径に基端部が嵌合し先端部が前記リング部材側に延在する外側シールケースと、前記外側シールケースから半径方向内方に延在する芯金と、前記芯金の内側内輪寄りで前記外側シールケースから半径方向内方に延在すると共に、その延在端が前記内輪とリング部材の当接部位外周側にラビリンス隙間を残して近接する仕切板と、前記リング部材の前記当接部位外周側に隣接する外径部に嵌合され、前記外側シールケースの先端部を微小隙間を残して閉塞する内側シールケースと、前記芯金の先端に取り付けられ、前記内側シールケースとの間でシール作用をなす弾性シール部材とで構成した。
従来の鉄道車両用車軸のオイルシールでも仕切板は存在するが、従来は仕切板の先端が内側シールケースの外径面にラビリンス隙間を残して近接するのみである。ラビリンス隙間はこの一カ所だけであり、しかもこのラビリンス隙間は転動体から直接見える位置で車軸方向に弾性シール部材へと直線的に連通する。このため、車軸の高速回転時に転動体から飛散したグリースの一部がラビリンス隙間を抜けて直接弾性シール部材に衝突し、そのリップ部を跳ね上げて外部に漏出する可能性がある。本発明は仕切板の先端の屈曲部を環状溝内に挿入しているので、この屈曲部の周囲に形成されるラビリンス隙間は屈曲しており、しかも転動体からは直接見えない位置にある。したがって、車軸高速回転時でのオイルシールの漏出抑制効果が高まる。
内側シールケースの先端部に、従来と同様、外側シールケースの先端部内径側と平行となる屈曲部を形成することができる。この屈曲部内周面に対して、弾性シール部材のリップ部をラビリンス隙間を残して近接させる。仕切板の先端周りのラビリンス隙間や弾性シール部材をグリースが乗り越えても、最後のリップ部で外部への漏出を阻止する。
外側シールケースの先端部は、半径方向内方に屈曲させて内側シールケースの屈曲部外径面にラビリンス隙間を残して近接させることができる。このラビリンス隙間により外部ダストの軸受内への侵入を阻止する。外側シールケースの屈曲部は、車軸からオイルシール(外側シールケース)を取り外す際の治具の係合部としても利用可能である。
本発明の鉄道車両用車軸は、従来型車軸のオイルシールの仕切板を変形するなど僅かな変更で効果的なラビリンス隙間を追加することができ、車軸高速回転時の車軸内グリースの漏出を効果的に阻止することができる。また、外側シールケースに形成した屈曲部は、車軸からオイルシールを取り外す際の治具の係合部として利用可能であるから、オイルシールを容易に分解でき、オイルシールの再利用を促進することができる。
本発明の一実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。図4は従来の鉄道車両用車軸を示すが、オイルシール以外は本発明と同じであるから必要部分を援用する。本発明は図4の鉄道車両の車軸に用いられるものであり、軸受1とその内輪4の両側に各々接して設けられたリング部材としての油切り2および後ろ蓋3を有する。軸受1は、ころ軸受、詳しくは複列の円すいころ軸受からなり、各列のころ6,6に対して設けた分割型の内輪4,4と、一体型の外輪5と、前記ころ6,6と、保持器7と、前記両内輪4,4間に設けられた内輪間座8とで構成される。軸受1の内外輪4,5は軸受鋼または浸炭鋼製であり、油切り2および後ろ蓋3は焼きならしを施した炭素鋼製である。軸受1は、円筒ころ軸受であっても良い。
油切り2は、車軸に取付けられて外周にオイルシール9を摺接させる。オイルシール9は外輪5に幅方向に突出して取付けられたリング状のシールケース10の内周に取付けられる。後ろ蓋3は、車軸に軸受1よりも中央側で取付けられて外周にオイルシール11を摺接させる。オイルシール11は外輪5に幅方向に突出して取付けられたリング状のシールケース12の内周に取付けられる。このシールケース12および前記油切り2側のシールケース10は、外輪5を取付けるハウジング(図示せず)に取付けられたものであっても良い。
シール付きプレート20は、リング状の異材プレート21の外径部全周に弾性体15を固着した部品である。異材プレート21は、内輪4、油切り2、および後ろ蓋3のいずれとも異なる材質、好ましくはこれらの部品2〜4よりも軟質のプレートであり、薄板リング状のものである。シール付きプレート20の径方向幅、つまり内径および外径間の幅は、このプレート20を介在させない場合に内輪4と油切り2,後ろ蓋3とが接触する範囲の全体にわたる幅とされている。
本発明の鉄道車両用軸受は、この前提構成の軸受において、図1に示すオイルシールを、内輪4(大鍔端面)と後ろ蓋3の各幅面の相互当接部位の外周側(および内輪4と油切り2の各幅面の相互当接部位の外周側)に配設する(後者のオイルシールは図示省略する)。オイルシール11は図1に示す断面構造を有し、この断面構造は軸受全周に連続する。オイルシール11は、外輪5の内径に基端部が嵌合し先端部が前記リング部材(後ろ蓋3)側に延在した外側シールケース12と、リング部材(後ろ蓋3)の外径面に嵌合すると共に外側シールケース12の先端部を微小隙間を残して閉塞する内側シールケース13を有する。外側シールケース12には、その内径面に、半径方向内方に延在した芯金14と、この芯金14の内側内輪4寄りで同じく半径方向内方に延在した仕切板16が溶接や圧嵌めなど任意の手段で固着される。芯金14は断面がクランク状に2カ所で屈曲した円環状金物で構成される。芯金14の中間部14aが外側シールケース12の内径面に固着される。この固着の際、芯金14の端部屈曲部14bが外側シールケース12の段部12aに当接して芯金14の軸方向の位置決めをする。
仕切板16は断面がほぼL字状をなす円環状金物で構成される。仕切板16の延在端は、内輪4とリング部材(後ろ蓋3)の当接部位外周側にラビリンス隙間を残して近接する。詳しくは、内輪4とリング部材(後ろ蓋3)の当接部位外周側に、内輪側に形成された断面L字状段部4aによって環状溝23が形成される。この環状溝23は、内輪4と後ろ蓋3との接触面bの外径部に形成される円環状の溝5の外径側に連通する。仕切板16の延在端は後ろ蓋3側にほぼ直角に屈曲し、この屈曲部16aが環状溝23の底に近い位置まで挿入される。また、内側シールケース13の内端は半径方向内方に直角に屈曲し、この屈曲部13bが環状溝23の側壁に嵌合する。この内側シールケース13の内端屈曲部13bと、前記仕切板16の屈曲部内側面とが、ラビリンス隙間を残して環状溝23内で対向する。したがって、図1の拡大図に示すように、仕切板16の屈曲部16aの周囲に内側から順に、第1ラビリンス隙間L1、第2ラビリンス隙間L2、第3ラビリンス隙間L3、第4ラビリンス隙間L4、第5ラビリンス隙間L5が形成される。これら複数箇所で屈曲したラビリンス隙間L1〜L5により、軸受高速回転時における軸受内グリースの漏出が防止される。
芯金14の先端には弾性シール部材17が固着される。この弾性シール部材17は内径側が第1リップ部17aと第2リップ部17bを有する断面二股状をなし、第1リップ部17aと第2リップ部17bが内側シールケース13の外径面にそれぞれ軽接触する。内側の第1リップ部17aは主としてグリースが外部に漏れ出るのを防止する。外側の第2リップ部17bは主として外部からのダストが軸受内に侵入するのを防止する。第1リップ部17aと第2リップ部17bを軽接触させるのは、摩擦による発熱の抑制およびリップの損傷を防止するためである。すなわち、第1リップ部17aと第2リップ部17bの腹の部分がリング部材(後ろ蓋)ないし内側シールケース13に当接すると、異常発熱を引き起こすほか、第1リップ部17aと第2リップ部17bの摩擦抵抗を増加させ、第1リップ部17aと第2リップ部17bの劣化が促進されることによるオイルシール11の密閉性能低下が生じる。なお、第2リップ部17bには必要に応じて逆止弁を単数または複数箇所形成することができる。
弾性シール部材17には第1リップ部17aおよび第2リップ部17bから離間して、第3リップ部17cが形成される。この第3リップ部17cは弾性シール部材17の外側面から内側シールケース13の屈曲部13a内面にほぼ水平方向(車軸方向)に延在し、内側シールケース13の屈曲部13a内面にラビリンス隙間を残して近接する。
本発明の鉄道車両用車軸は以上のように構成され、この鉄道車両用車軸を分解する場合は、図2のように治具24を使用する。すなわち、治具24を外輪5にセットし、ボルト25を回すことにより軸受1から簡単にオイルシール11を取り外すことができる。このような作業の容易性はオイルシール11の再利用の可能性を増大させる。治具24は、詳しくは図2のように、外輪5外径面に嵌合する円板状の第1治具24aと、図3に示す円板状の第2治具24bと、第1および第2治具をそれぞれの中心で連結する第1ボルト25と、周方向等配位置で第2治具24bの周縁3カ所に複数の第2ボルト26で取り付けられ、外側シールケース12の屈曲段部12aに係合可能な扇部材24cで構成される。第1治具24aを外輪5に係合させると共に扇部材24cを外側シールケース12の屈曲段部12aに係合させ、この状態(図2の状態)で第1ボルト25を第1治具24aのばか孔27に挿入し、ボルト先端を第2治具24bのねじ孔27に螺合させ締め増し方向に回転させることにより、外側シールケース12を歪ませることなく軸受1から簡単に取り外すことができる。
1 軸受
2 油切り
3 リング部材
4 内輪
4a L字状段部
6 ころ
5 外輪
7 保持器
8 内輪間座
9,11 オイルシール
12 外側シールケース
12a 屈曲段部
13 内側シールケース
13a 屈曲部
13b 屈曲部
14 芯金
14a 中間部
14b 端部屈曲部
15 弾性体
16 仕切板
16a 屈曲部
17 弾性シール部材
17a リップ部
17b リップ部
17c リップ部
20 プレート
21 異材プレート
23 環状溝
24 治具
24a 第1治具
24b 第2治具
24c 扇部材
25 第1ボルト
26 第2ボルト
27 ばか孔
28 ねじ孔
L1-L5 ラビリンス隙間
2 油切り
3 リング部材
4 内輪
4a L字状段部
6 ころ
5 外輪
7 保持器
8 内輪間座
9,11 オイルシール
12 外側シールケース
12a 屈曲段部
13 内側シールケース
13a 屈曲部
13b 屈曲部
14 芯金
14a 中間部
14b 端部屈曲部
15 弾性体
16 仕切板
16a 屈曲部
17 弾性シール部材
17a リップ部
17b リップ部
17c リップ部
20 プレート
21 異材プレート
23 環状溝
24 治具
24a 第1治具
24b 第2治具
24c 扇部材
25 第1ボルト
26 第2ボルト
27 ばか孔
28 ねじ孔
L1-L5 ラビリンス隙間
Claims (3)
- 車軸に装着される内輪と、前記内輪の外周に複数の転動体を挟んで配設される外輪と、前記車軸に装着されて車軸に対する前記内輪の軸方向位置を規制するリング部材と、前記内輪とリング部材の各幅面が相互に当接する部位の外周側であって前記内外輪間をシールするオイルシールとを有する鉄道車両用軸受において、前記オイルシールを、
前記外輪の内径に基端部が嵌合し先端部が前記リング部材側に延在する外側シールケースと、
前記外側シールケースから半径方向内方に延在する芯金と、
前記芯金の内側内輪寄りで前記外側シールケースから半径方向内方に延在すると共に、その延在端が前記内輪とリング部材の当接部位外周側にラビリンス隙間を残して近接する仕切板と、
前記リング部材の前記当接部位外周側に隣接する外径部に嵌合され、前記外側シールケースの先端部を微小隙間を残して閉塞する内側シールケースと、
前記芯金の先端に取り付けられ、前記内側シールケースとの間でシール作用をなす弾性シール部材とで構成したことを特徴とする鉄道車両用軸受。 - 前記内側シールケースの先端部に、前記外側シールケースの先端部内径側と平行となる屈曲部を形成すると共に、前記屈曲部内周面に対して前記弾性シール部材のリップ部をラビリンス隙間を残して近接させたことを特徴とする請求項1記載の鉄道車両用軸受。
- 前記外側シールケースの先端部を半径方向内方に屈曲させて前記内側シールケースの屈曲部外径面にラビリンス隙間を残して近接させたことを特徴とする
請求項2記載の鉄道車両用軸受。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004142548A JP2005325866A (ja) | 2004-05-12 | 2004-05-12 | 鉄道車両用軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004142548A JP2005325866A (ja) | 2004-05-12 | 2004-05-12 | 鉄道車両用軸受 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005325866A true JP2005325866A (ja) | 2005-11-24 |
Family
ID=35472383
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004142548A Withdrawn JP2005325866A (ja) | 2004-05-12 | 2004-05-12 | 鉄道車両用軸受 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005325866A (ja) |
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