JP2000018342A

JP2000018342A - 鉄道車両用歯車装置の軸受構造

Info

Publication number: JP2000018342A
Application number: JP10183960A
Authority: JP
Inventors: Riichi Inui; 利一乾; Yasuhiro Sato; 泰弘佐藤
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2000-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】従来と同等の大きさの軸受を使用し、かつ、
シムによる調整を行う必要のない鉄道車両用歯車装置の
軸受構造を提供する。【解決手段】鉄道車両用歯車装置１１において、小歯
車軸１３と、大歯車１４を取付けた車軸１５を、夫々円
筒ころ軸受１６と両鍔付円筒ころ軸受１７で回転自在に
支持する。【効果】製品の製作時や検査時の組立の際、軸受の外
輪、内輪と、ころの隙間調整が不要になり、作業を大幅
に軽減できる。また、低温時の耐焼付き性が向上すると
共に、高温時の振動、騒音が抑制でき、歯車装置の性能
の向上が期待できる。さらに、現在使用している歯車装
置を改造する場合でも、歯車箱などをそのまま流用する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両用歯車装
置における軸受構造の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄道車両は、図４に示すように、モータ
１の回転を軸継手２を介して歯車装置３の小歯車軸３ａ
に伝達し、小歯車軸３ａに形成した小歯車３ａａ、この
小歯車３ａａに噛合する大歯車３ｂを経て車軸３ｃに取
付けた車輪４に伝え、走行するようになっている。

【０００３】この歯車装置３の前記小歯車軸３ａや車軸
３ｃは、図５に示すように、軸受によって歯車箱３ｅに
回転が自在なように支持されており、これらの軸受とし
て、従来は図５に示したように、円錐ころ軸受３ｄが使
用されている。

【０００４】しかしながら、軸受として円錐ころ軸受３
ｄを使用した場合、歯車箱３ｅ、円錐ころ軸受３ｄの押
さえ蓋３ｆ、小歯車軸３ａや車軸３ｃの仕上がり寸法に
よって、円錐ころ軸受３ｄの外輪、内輪ところとの隙間
（以下、単に「隙間」という。）が変化してくる。従っ
て、駆動装置として要求される性能を維持するために
は、製品製作時や検査時の組立の際にシム５を介在させ
て隙間を調整する必要があり、調整に多くの手間と時間
がかかることになる。

【０００５】また、鉄道車両用の歯車装置は、長時間の
走行中は１００℃程度の高温になり、一方、冬季には−
１０〜−３０℃程度の極低温から起動することになる。
従って、１００℃以上の温度差が発生することになる。
このため、円錐ころ軸受を使用した歯車装置において、
円錐ころ軸受を保持している歯車箱などの部材で、材質
が異なる場合には、熱膨張率の相違により、下記の表１
に示したような隙間の変化が発生することになる。な
お、下記表１は円錐ころ軸受間距離が１２０ｍｍ、歯車
箱の材質をＡｌ、円錐ころ軸受の材質をＳＵＪ２として
算出した値である。

【０００６】

【表１】

【０００７】すなわち、上記表１に示したように、低温
時には隙間が小さくなって焼付きが発生し易くなる。一
方、高温時には隙間が大きくなって、振動や騒音が増大
する。すなわち、温度差による隙間の変化によって、歯
車装置の性能が低下するという問題があった。また、低
温に限らず常温でも、起動時には軸受転動面の発熱によ
り、軸受温度が急上昇するが、歯車箱などの部材まで熱
が伝達するには時間がかかり、軸受と他の部材には温度
差が生じる。円錐ころ軸受を使用する場合、その温度差
で軸受隙間が小さくなり、軸受が焼付くことがある。

【０００８】そこで、本出願人は、実開昭６４−３８３
５１号で、製品製作時や検査時の組立の際にシムの調整
を実施する必要のない軸受構造を開示した。本出願人が
実開昭６４−３８３５１号で開示した軸受構造は、図６
に示すように、小歯車軸３aと車軸３ｃを、四点接触玉
軸受３ｇと円筒ころ軸受３ｈで回転自在に支持したもの
である。

【０００９】四点接触玉軸受と円筒ころ軸受で、小歯車
軸や車軸を支持した場合には、軸受の外輪，内輪と玉或
いはころとの隙間は、軸受単体の仕上がり寸法で決まっ
てしまうので、組立時、シムで隙間を調整する必要がな
くなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、玉軸受
ところ軸受を比較した場合、ころ軸受の方が大きい荷重
に耐えることができるので、本出願人が実開昭６４−３
８３５１号で開示した軸受構造では、従来と同様の条件
で使用する場合、四点接触玉軸受は大きいものを使用し
なくてはならず、重量増を招来することになる。

【００１１】加えて、四点接触玉軸受が大型になるの
で、歯車箱も大型に変更しなくてはならなくなり、現状
の歯車装置を改造しようとした場合、歯車箱はそのまま
流用することができなくなる。また、歯車装置を新しく
製作する場合でも、鉄道車両用台車では、歯車装置を収
納する空間が限られているので、収納できない場合があ
る。

【００１２】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、従来と同等の大きさの軸受を使用
し、かつ、シムによる調整を行う必要のない鉄道車両用
歯車装置の軸受構造を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る鉄道車両用歯車装置の軸受構造
は、小歯車軸と、大歯車を取付けた車軸を、夫々円筒こ
ろ軸受と両鍔付円筒ころ軸受、或いは、２個の片鍔付円
筒ころ軸受又は両鍔付円筒ころ軸受で回転自在に支持す
ることとしている。そして、このようにすることで、従
来と同等の大きさの軸受を使用でき、しかも、シムによ
る調整を行う必要もなくなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明に係る鉄道車両用歯車装置
の軸受構造は、鉄道車両用歯車装置において、小歯車軸
と、大歯車を取付けた車軸を、夫々円筒ころ軸受と両鍔
付円筒ころ軸受、或いは、２個の片鍔付円筒ころ軸受又
は両鍔付円筒ころ軸受で回転自在に支持したものであ
る。

【００１５】本発明に係る鉄道車両用歯車装置の軸受構
造では、小歯車軸と車軸を、円筒ころ軸受、両鍔付円筒
ころ軸受又は片鍔付円筒ころ軸受のいずれかで支持する
ので、円錐ころ軸受を使用した場合と基本性能は同等で
あり、同等の大きさの軸受で足りる。また、軸受単体の
仕上がり寸法で軸受の外輪，内輪ところとの隙間が決ま
ってしまうので、シムによる調整は不要である。

【００１６】ところで、鉄道車両用歯車装置の歯車で
は、はすば歯車が多く使用されている。はすば歯車が噛
合うと、スラスト方向の力が発生する。従って、歯車装
置において、小歯車軸と、大歯車を取付けた車軸を支持
する軸受は、ラジアル方向の荷重のみならず、スラスト
方向の力も支持する必要がある。しかし、本発明に係る
鉄道車両用歯車装置の軸受構造では、上記したスラスト
方向の力を、円筒ころ軸受の鍔部で受けるので、円錐こ
ろ軸受を使用した場合と基本性能は同等である。

【００１７】

【実施例】以下、本発明に係る鉄道車両用歯車装置の軸
受構造を図１〜図３に示す一実施例に基づいて説明す
る。図１は本発明に係る鉄道車両用歯車装置の軸受構造
を断面して示す図、図２は本発明に係る鉄道車両用歯車
装置の軸受構造の他の実施例を断面して示す図、図３は
本発明に係る鉄道車両用歯車装置の軸受構造に使用する
軸受の説明図である。

【００１８】図１及び図２において、１１は本発明に係
る軸受構造を採用した鉄道車両用歯車装置であり、歯車
箱１２に所定の間隔を存して小歯車１３ａを形成した小
歯車軸１３と、前記小歯車１３ａに噛合する大歯車１４
を取付けた車軸１５を、軸受受け座１８と軸受押さえ蓋
１９によって歯車箱１２に取付けられた軸受を介して回
転が自在なように取付けている。

【００１９】そして、図１に示す実施例では、小歯車軸
１３と車軸１５は共に、一方（紙面左側）は円筒ころ軸
受１６で、他方（紙面右側）は図３（ａ）に示したよう
な、両鍔付円筒ころ軸受１７で支持したものを示してい
る。なお、図３（ａ）における１７ａは内輪押さえであ
る。

【００２０】また、図２に示す実施例では、小歯車軸１
３と車軸１５は共に、図３（ｂ）に示したような、鍔２
０ａを小歯車側に配置した片鍔付円筒ころ軸受２０で支
持したものを示している。なお、図１及び図２中の２１
は油切り、２２は間座、また、図１中の２３は両鍔付円
筒ころ軸受１７の内輪押さえ１７ａを押さえる押さえ板
を示す。

【００２１】本発明に係る鉄道車両用歯車装置の軸受構
造は上記したような構成であり、小歯車軸１３と車軸１
５を、図１に示した実施例では、円筒ころ軸受１６と両
鍔付円筒ころ軸受１７で、また、図２に示した実施例で
は、２個の片鍔付円筒ころ軸受２０で支持することにな
る。

【００２２】従って、本発明に係る鉄道車両用歯車装置
の軸受構造では、従来の円錐ころ軸受を使用した場合と
基本性能は同等であり、同等の大きさの軸受で足りるこ
とになる。また、現在使用している歯車装置を改造する
場合でも、軸受受け座１８や軸受押さえ蓋１９を変更す
る程度で良いので、歯車箱１２などはそのまま流用でき
ることになる。

【００２３】また、本発明に係る鉄道車両用歯車装置の
軸受構造では、円筒ころ軸受１６、両鍔付円筒ころ軸受
１７、片鍔付円筒ころ軸受２０のいずれかを使用するの
で、軸受の外輪，内輪ところとの隙間は、軸受単体の仕
上がり寸法で決まってしまう。従って、従来の円錐ころ
軸受を使用した場合のようにシムによる調整は不要であ
る。また、軸受周辺部材との熱膨張差による隙間の変化
がないので、低温時の耐焼付き性が向上すると共に、高
温時の振動、騒音が抑制でき、歯車装置の性能の向上が
期待できる。さらに、製品の製作時や検査時の組立の
際、従来の円錐ころ軸受を使用した場合に実施していた
シムによる調整は不要となり、組立作業が大幅に軽減さ
れる。

【００２４】さらに、本発明に係る鉄道車両用歯車装置
の軸受構造では、小歯車１３ａと大歯車１４（共にはす
ば歯車）が噛合うことによって発生するスラスト方向の
力は、図１に示した実施例では、両鍔付円筒ころ軸受１
７の鍔で、また、図２に示した実施例では、片鍔付円筒
ころ軸受２０の鍔２０ａで受けることになる。従って、
従来の円錐ころ軸受を使用した場合と基本性能は同等で
ある。

【００２５】本発明に係る鉄道車両用歯車装置の軸受構
造は、上記した実施例に限らず、小歯車軸１３、車軸１
５のどちらか一方を、図１に示したように、円筒ころ軸
受１６と両鍔付円筒ころ軸受１７で、また、他方を、２
個の片鍔付円筒ころ軸受２０で支持したものでも良い。
また、２個の両鍔付円筒ころ軸受１７で支持したもので
も、両鍔付円筒ころ軸受１７と片鍔付円筒ころ軸受２０
で支持したものでも良い。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る鉄道
車両用歯車装置の軸受構造によれば、製品の製作時や検
査時の組立の際、軸受の外輪、内輪ところの隙間調整が
不要になり、作業を大幅に軽減できる。また、軸受周辺
部材との熱膨張差による隙間の変化がないので、低温
時、起動時の耐焼付き性が向上すると共に、高温時の振
動、騒音が抑制でき、歯車装置の性能の向上が期待でき
る。さらに、現在使用している歯車装置を改造する場合
でも、軸受受け座や軸受押さえ蓋を変更する程度で良い
ので、歯車箱などをそのまま流用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鉄道車両用歯車装置の軸受構造を
断面して示す図である。

【図２】本発明に係る鉄道車両用歯車装置の軸受構造の
他の実施例を断面して示す図である。

【図３】本発明に係る鉄道車両用歯車装置の軸受構造に
使用する軸受の説明図で、（ａ）は両鍔付円筒ころ軸
受、（ｂ）は片鍔付円筒ころ軸受である。

【図４】鉄道車両における駆動装置の説明図である。

【図５】従来の鉄道車両用歯車装置の軸受構造を断面し
て示す図である。

【図６】本出願人が開示した鉄道車両用歯車装置の軸受
構造を断面して示す図である。

【符号の説明】

１１歯車装置１２歯車箱１３小歯車軸１４大歯車１５車軸１６円筒ころ軸受１７両鍔付円筒ころ軸受２０片鍔付円筒ころ軸受

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3J009 DA13 EA04 EA12 EA21 EB23 EC05 FA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄道車両用歯車装置において、小歯車軸
と、大歯車を取付けた車軸を、夫々円筒ころ軸受と両鍔
付円筒ころ軸受、或いは、２個の片鍔付円筒ころ軸受又
は両鍔付円筒ころ軸受で回転自在に支持したことを特徴
とする鉄道車両用歯車装置の軸受構造。