JP4338116B2 - 改良された防フレッチング挙動を行う軸受ユニット、特に鉄道用車軸箱の軸受ユニット - Google Patents
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Description
本発明は、内輪手段および外輪手段を有する転がり軸受を含み、前記内輪手段は、二つの対向する取付面の間の車軸スタブに嵌合されており、前記取付面の少なくとも一つと内輪手段の間に、フレッチング腐蝕を防止するための手段が設けられている軸受ユニットに関する。
【0002】
この種の鉄道用車軸箱軸受ユニットは、JP-A-972344以来、既知である。前記ユニットは、肩部とバックアップ輪の間に介在層を有しており、これは、前記部品の材料より柔らかい。介在層の目的は、フレッチング腐蝕の低減であるが、これは、一般に、列車軸受ユニットの使用中に生ずる変動荷重が原因である。
【0003】
問題の層は、バックアップ輪に接着またはメッキしてよい。しかし、それには、特殊なバックアップ輪の製造が必要であり、したがって、このリングの使用の変通性は、限定される。
【0004】
本発明の目的は、汎用性がより高い軸受ユニットにフレッチング腐蝕防止手段を設けることである。この目的は、少なくとも一つの取付面と内輪手段が、非金属の支持輪、望ましくは、重合体支持輪により、互いに他に係合することにより、成し遂げられる。
【0005】
本発明による非金属の支持輪は、別個のエンジニアリングピースを構成しており、これは、問題の列車用軸受ユニットの標準部品、例えば、標準のバックアップ輪と併用可能である。
【0006】
非金属の支持輪は、いくつかのやり方で適用してよい。一般に、内輪手段は、スタブの肩部と前記スタブにボルト止めされるエンドブラケットの間に嵌合され、前記内輪手段は、バックアップ輪により、該肩部に係合する。本発明によれば、バックアップ輪は、非金属の支持輪により、内輪手段に係合する。
【0007】
さらに、内輪手段は、非金属の支持輪により、エンドブラケットに直接係合してよい。
【0008】
また、内輪手段は、圧力輪により、エンドブラケットに間接的に係合してよく、前記圧力輪は、非金属の支持輪により、内輪手段に係合してよい。
【0009】
軸受ユニット、特に、鉄道用車軸箱の軸受ユニットは、間隔輪を囲む二つの内輪を含む内輪手段を設けてよい。別の可能性によれば、前記リングは、非金属の支持輪により、内輪のうちの少なくとも一つに係合してよい。
【0010】
支持輪は、別個のピースであるため、追加の機能を果たしてよい。例えば、支持輪は、ラビリンスリング部品を含んで、外輪に接続された別のラビリンスシール部品とラビリンスシールを形成してよい。
【0011】
支持輪は、所要の封止機能を果たすよう、いかなる所望の形状を付与してもよい。また、軟質ゴム封止リップをラビリンスシールに成形して、内部軸受空間の気密度を完全にしてよい。
【0012】
さらに、支持輪は、軸受の回転を検知するためのセンサー手段を含んでよい。前記センサーは、例えば、問題の車軸の温度、振動、回転数等を監視するのに使用してよい。
【0013】
また、支持輪は、列車用軸受ユニットの長期潤滑を保証するため、グリース溜めとして使用してよい。
【0014】
支持輪は、いくつかのやり方で固定してよく、例えば、締め付けにより予め取り付けてよい。この場合、支持輪と内輪手段は、溝・リブ接続により、互いに他に係合する。
【0015】
さらに、支持輪は、バックアップ輪に、あるいは圧力輪に接続してよい。また、支持輪は、間隔輪に接続してよい。
【0016】
支持輪は、いくつかのやり方で接続してよい。望ましくは、支持輪は、軸方向の延長部を含み、これは、内輪のあるいはバックアップ輪のくぼみに係合する。
【0017】
くぼみは、アンダーカット溝を含んでよく、また、軸方向延長部は、アンダーカット溝にスナップ嵌めされる舌部を含んでよい。
【0018】
さらに、支持輪は、内輪手段のくぼみに嵌まる管状延長部を有してよい。
【0019】
本発明による軸受ユニットは、特に、鉄道用車軸箱の軸受ユニットに適している。この用途においては、鉄道用車輪と車輪箱の間の部域は、大きな荷重を受ける。使用中、曲げおよび半径方向の変位が生じ、その結果、内輪と鉄道用車輪の間に、対応する曲げおよび半径方向の運動が生じ、軌道運動が生じる。
【0020】
さらに、この部域に、フレッチング誘導の腐蝕が生じる場合がある。
【0021】
本発明によれば、これらの悪影響は、非金属の支持輪、特に、重合体の支持輪により、回避される。
【0022】
軸受は、複列円筒または複列円錐ころ軸受でよい。また、玉軸受を使用してよい。
【0023】
以下、図に示したいくつかの実施例を参照して、本発明をさらに説明する。
【0024】
図1は、本発明による列車用軸受ユニットを、列車用車輪および車軸の一部と共に示す。
【0025】
図2は、図1の拡大詳細図である。
【0026】
図3〜11は、列車用軸受ユニットの別の実施例を示す。
【0027】
図1に示した列車用軸受ユニットは、車軸3の車軸スタブ2に嵌合された複列円錐ころ軸受1を含む。車軸3は、鉄道用車輪4も保持している。車軸3の他端には、複列円錐ころ軸受を有する同様の車軸スタブ、および鉄道用車輪が、取り付けられている。
【0028】
複列円錐ころ軸受1は、車軸スタブ2にプレス嵌めされた内輪手段5、および鉄道用ボギー(図示せず)内の車軸箱の支持体に嵌合された外輪手段6を有している。
【0029】
車軸スタブは、肩部7を有し、これは、バックアップ輪8により、内輪手段5に係合する。他端では、内輪手段5は、圧力輪9に係合し、これは、今度は、エンドキャップ10およびボルト11により、車軸スタブ2上の適所に維持される。
【0030】
内輪手段5、バックアップ輪8および圧力輪9は、ボルト11により、所要の軸方向圧縮力下に保持可能である。
【0031】
図示の実施例における内輪手段5は、二つの内輪12、13から成り、これらは、間隔輪14により、相互に支持されている。内輪12、13のそれぞれは、テーパ付き軌道を含む。
【0032】
外輪手段6は、単一リングから成り、二つのテーパ付き軌道を有している。内輪12、13の軌道と外輪6の間には、2列の転動体15、16が、収容されている。これら列は、ケージ17、18により、離ればなれに保持されている。
【0033】
外輪手段6は、鉄道用ボギーの(図示しない)車軸支持体に回動不能に保持されており、一方、内輪手段5は、車軸3と共に回動する。
【0034】
車軸3は、車軸箱に対する鉄道車両上部構造の重量により、荷重を受ける。それにより、一方では、鉄道用車輪4に、また、他方では、車軸スタブ2に作用する力から生ずる垂直平面内の偶力が、発生し、内輪手段5、バックアップ輪8および圧力輪9が受ける圧縮力にバラツキが生じることになる。これらの変動の結果として、圧縮力および剪断応力のバラツキが生じ、通常、フレッチングが生ずるが、これは、列車用軸受ユニットの正常な機能にとって有害である。
【0035】
この点、最も脆弱な部域は、内輪手段5の内輪12とバックアップ輪8の接触面により構成される。したがって、本発明によれば、重合体支持輪19が、これら要素の間に配置される。前記重合体支持輪は、内輪12およびバックアップ輪8の対向面にフレッチング腐蝕が生ずるのを防ぐ。
【0036】
さらに、このような重合体輪50は、内輪13と圧力輪9の間にも取り付けてよい。この場合も、ラビリンスシール部52が設けられ、これは、隣接ラビリンスシール部21と共に、外輪手段6に接続されて、ラビリンスシール54を形成する。
【0037】
図2の拡大図においては、この重合体支持輪は、拡大尺度で示してある。
【0038】
さらに、本発明による重合体支持輪19は、追加の機能を果たしてよい。図2の実施例においては、重合体支持輪19は、ラビリンスシール部20を有し、これは、隣接ラビリンスシール部21と共に、外輪手段6に接続されて、ラビリンスシール22を形成する。
【0039】
図3の実施例は、シール23に対する別の実施例を示す。このシール23は、重合体支持輪24と一体化された第1のシール部25、および外輪手段6に接続された第2のシール部26を含む。シール部25、26は、S形の間隙を囲み、さらに、シール部26は、封止作用の向上のため、シール部25の平らな表面29に向かって伸長するリップ28を有している。
【0040】
バックアップ輪8も、ラビリンス部30を有し、これは、ラビリンス部31と共に、ラビリンスシールを形成する。
【0041】
図4の実施例は、シール36を示し、これは、重合体バックアップ輪32の脚37の表面35、外輪手段6に接続された封止輪33、および可撓シール34により構成されている。可撓シール34は、脚37の表面35に係合し、それにより、外輪手段6と内輪手段5の間の軸受空間の完全な封止が得られる。
【0042】
図5の実施例は、リブ39を有する重合体バックアップ輪38を含み、これは、内輪12の端面におけるスリット40に係合する。したがって、重合体支持輪は、内輪12に確実に締め付けられる。
【0043】
外輪6には、封止輪41が取り付けられており、該封止輪41は、外方に突出している***部43を含むフィンガー42を有しており、これは、外輪6の内部溝44に係合する。
それにより、封止輪41も、外輪手段6に確実に締め付けられる。
【0044】
封止輪41は、リブまたはフィンガー46を有する内部空間45に境界を設けるよう形成されている。この空間内では、ある量のグリースが存在してよい。
【0045】
図6は、また別の実施例を示し、この場合は、重合体支持輪50は、内輪12と間隔輪14の間に取り付けられている。前記間隔輪の他方の側(図示せず)では、同様の支持輪を、同様に配置してよい。
【0046】
図7に示した実施例は、支持輪60を含み、これは、半径方向の延長部61を有し、その舌部64は、くぼみ62のアンダーカット溝部63にスナップ嵌めされる。前記支持輪は、このようにして、内輪12に接続される。
【0047】
図8の実施例における支持輪80は、バックアップ輪8に接続される。この目的で、支持輪80は、半径方向の延長部81を有し、これは、その舌部84により、くぼみ82のアンダーカット溝部83にスナップ嵌めされる。
【0048】
図9の実施例の支持輪80は、バックアップ輪8に、後者の内周において、接続される。これもまた、半径方向の延長部71の舌部74を、くぼみ72のアンダーカット溝部73にスナップ嵌めして、成し遂げられる。
【0049】
図10の実施例では、バックアップ輪8および内輪12は、支持輪90を介して相互に接続されており、これは、二つの対向する半径方向延長部71、91を有している。結果として、軸受は、バックアップ輪および支持輪と共に、一体として取り扱うことができ、これは、保存、取扱い、および設置に関わる利点を有する。
【0050】
図11に示したように、内輪の半分12と間隔輪14の間の支持輪100も、半径方向の延長部101により、接続可能である。
Claims (28)
- 内輪手段(5)および外輪手段(6)を有する転がり軸受(1)を含み、前記内輪手段(5)は、二つの対向する取付面の間の車軸スタブ(2)に嵌合されており、前記取付面の少なくとも一つと内輪手段(5)の間に、フレッチング腐蝕を防止するための手段が設けられている鉄道用車軸箱の軸受ユニットにおいて、前記少なくとも一つの取付面と内輪手段(5)は、別個のエンジニアリングピースを構成する非金属の重合体支持輪(19、24、32、38、50、51)を介して、互いに他に係合することを特徴とする鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 内輪手段(5)は、スタブ(2)の肩部(7)と前記スタブ(2)にボルト止めされるエンドブラケット(10)の間に嵌合され、前記内輪手段(5)は、バックアップ輪(8)により、該肩部(7)に係合し、前記バックアップ輪(8)は、非金属の重合体支持輪(19、24、32、38)を介して、内輪手段(3)に係合することとする請求項1に記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 内輪手段(5)は、非金属の重合体支持輪(51)を介して、エンドブラケット(10)に係合することとする請求項1または2に記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 内輪手段(5)は、圧力輪(10)により、エンドブラケット(10)に係合し、前記圧力輪(9)は、非金属の重合体支持輪(51)を介して、内輪手段(5)に係合することとする上記の請求項のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 内輪手段(5)は、間隔輪(14)を囲む二つの内輪(12、13)を含み、前記間隔輪(14)は、非金属の重合体支持輪(50)を介して、内輪のうちの少なくとも一つに係合することとする上記の請求項のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 非金属の支持輪(19、24、32、38)は、ラビリンスリング部品(20、23)を含んで、外輪手段(6)に接続された別のラビリンスシール部品(21、26)とラビリンスシール(22、23)を形成することとする上記の請求項のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 支持輪(19、24、32、38)は、軸受の回転を検知するためのセンサー手段を含むこととする上記の請求項のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 支持輪は、グリース溜め(45)の境界を定めることとする上記の請求項のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 支持輪(38、60、70、90)は、内輪手段(5)に接続されることとする上記の請求項のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 支持輪(80)は、バックアップ輪(8)に接続されることとする上記の請求項のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 支持輪は、圧力輪(9)に接続されることとする上記の請求項のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 支持輪は、間隔輪(14)に接続されることとする上記の請求項のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 支持輪(38、60、90)は、軸方向の延長部(39、61、91)を含み、これは、内輪(12)のくぼみ(40、62、92)に係合することとする上記の請求項のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 支持輪(80)は、半径方向の延長部(81)を含み、これは、バックアップ輪(8)のくぼみ(82)に係合することとする上記の請求項のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 支持輪は、半径方向の延長部を含み、これは、圧力輪のくぼみに係合することとする上記の請求項のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- くぼみ(62、72、82、92)は、アンダーカット溝(63、73、83、93)を含み、また、軸方向延長部(61、71、81、91)は、アンダーカット溝(63、73、83、93)にスナップ嵌めされる舌部(64、74、84、94)を含むこととする請求項13、14または15に記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 支持輪(90)は、二つの対向する軸方向延長部(71、91)を有しており、それらのうち一方は、内輪(12)に係合し、また、それらのうち他方は、バックアップ輪(8)に係合することとする請求項13乃至16のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 支持輪は、二つの対向する軸方向延長部を有しており、それらのうち一方は、内輪に係合し、また、それらのうち他方は、圧力輪に係合することとする請求項13乃至17のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 少なくとも一つのくぼみ(62、82、92)は、内輪(12)、バックアップ輪(8)および圧力輪(9)上に有ることとする請求項13乃至18のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 少なくとも一つのくぼみ(72)は、内輪、バックアップ輪および圧力輪のうちの一つの外面上に有ることとする請求項13乃至19のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 少なくとも一つのくぼみ(40、62、72、82、92)は、内輪、バックアップ輪および圧力輪のうちの一つの全円周に亘って伸長していることとする請求項13乃至20のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 少なくとも一つの軸方向延長部(39、61、71、81、91)は、支持輪の円周方向に連続していることとする請求項21に記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 重合体の支持輪(38)は、繊維の補強材を含むこととする上記の請求項のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 補強材は、繊維材料の編成、製織あるいは不織層であることとする請求項23に記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 繊維は、ガラス繊維を含むこととする請求項23または24に記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 支持輪は、重合体の材料を含むこととする上記の請求項のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 支持輪は、樹脂材料を含むこととする上記の請求項のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
- 軸受は、複列円錐ころ軸受であることとする上記の請求項のうちのいずれか一つに記載の鉄道用車軸箱の軸受ユニット。
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