JP2006207685A - 車軸軸受装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 車軸軸受装置の軸受内輪端面と内輪間座端面の接触面との間に発生するフレッチング摩耗粉の発生が縮減し、グリース、油等の潤滑剤の劣化を防ぎ軸受寿命を延伸させる。
【解決手段】 車軸軸受装置２０は、基本的には一対の軸受内輪２４ａ，２４ｂ、外輪２５、テーパころ２６及びテーパころ２６を保持する保持器２７で構成されている。前記軸受内輪２４ａ，２４ｂの小径側の鍔部２８ａ，２８ｂ間には内輪間座２３が設けられている。軸受２４ａ，２４ｂの端面と接触する内輪間座２３の端面に環状溝４９を形成して弾性部材であるＯリング５０が装着されている。これにより軸受内輪２４ａと内輪間座２３と接触面及び軸受内輪２４ｂと内輪間座２３と接触面に発生するフレッチング摩耗粉の軸受内部への侵入を防止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は鉄道車両の車軸などに用いられる車軸軸受装置に関し、特に運転中に後蓋と軸受内輪との接触面に発生するフレッチング摩耗粉の発生を防止した車両軸受装置に関する。
例えば図３に示すように、鉄道車両用の車軸軸受装置１は、円筒状の内輪間座３を挟持する一対の複数の軸受内輪４ａ，４ｂと、前記軸受内輪４ａ，４ｂの外側の軌道輪を転動する複数のテーパころ６と、該テーパころ６が内側を転動するように形成された外輪５と、前記テーパころ６の位置を保持する保持器７とからなるテーパころ軸受１０を軸受付属部品である後蓋１１と油切り２とにより軸受内輪４ａ，４ｂの両外側の鍔部端面を挟持固定するようにしている。
かかる構造の車軸軸受装置１においては、車軸（図示しない）に作用する多大な曲げモーメントのため、軸受内輪４ａの鍔部端面８と後蓋１１との接触面１２、軸受内輪４ｂの鍔部端面９と油切り２との接触面１３に繰り返し応力が発生する。この繰り返し応力により鍔部端面８，９と接触面１２，１３とでフレッチング摩耗が発生する。このフレッチング摩耗によるフレッチング摩耗粉は軸受内部に侵入し、グリース、油の劣化、軸受寿命を低下させる。そして、車両の構造上曲げモーメントによるフレッチング摩耗の防止は難しい。
そこで、軸受内輪４ａ，４ｂの鍔部端面と後蓋３または油切り２との接触面に潤滑剤を介在させたり、あるいは、接触面に潤滑剤収容凹部や径方向の溝を設けて潤滑材を封入したり、もしくは、接触面を高周波焼き入れ等により表面硬化したものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−１２８４５１号公報
しかしながら、特許文献１に記載された車軸軸受装置は、潤滑剤の塗布が必要であり、潤滑剤の漏出や経年変化による潤滑性能の低下が問題であった。さらに、接触面を高周波焼き入れするものはコストがかかるという問題があった。
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、車軸軸受装置の軸受内輪端面と内輪間座端面の接触面との間に発生するフレッチング摩耗粉の発生が縮減し、グリース、油等の潤滑剤の劣化を防ぎ軸受寿命を延伸させることが可能な車軸軸受装置を提供することを目的とする。
請求項１記載の本発明は、車軸に嵌着された一対の軸受内輪と、
前記軸受内輪端面間に挟持固定された内輪間座と、
を備えた車軸軸受装置において、
前記内輪間座は、該内輪間座端面と前記軸受内輪端面の接触面の外方に対しラジアル方向の隙間が微少隙間を有し、前記接触面の外方に隣接して前記軸受内輪端面と前記内輪間座端面との間に弾性シール部材が装着されていることを特徴とする。
本発明によれば、フレッチング摩耗粉が軸受内部への侵入が防止できるようになり、軸受内部が良好な潤滑状態に維持されるので、軸受寿命の延伸ができる。
請求項２記載の発明によれば、前記弾性シール部材は、前記内輪間座に形成された溝に装着されているので、該溝の加工が容易になり好適である。
請求項３記載の発明によれば、前記軸受内輪と前記内輪間座との接触面にコーティングが施されているので、フレッチング摩耗を抑制することができ好適である。
本発明は、フレッチング摩耗粉が軸受内部への侵入が防止できるようになり、軸受内部が良好な潤滑状態に維持されるので、軸受寿命の延伸ができる。
本発明の実施の形態に係る車軸軸受装置について説明する。図１は本発明の車軸軸受装置２０の断面図、図２は図１の内輪鍔部端面と後蓋の接触面近傍の部分拡大断面図である。図１において、車軸軸受装置２０は、基本的には一対の軸受内輪２４ａ，２４ｂ、外輪２５、テーパころ２６及びテーパころ２６を保持する保持器２７で構成されている。前記軸受内輪２４ａ，２４ｂの小径側の鍔部２８ａ，２８ｂ間には内輪間座２３が設けられ、車軸軸受装置２０の組立時の隙間を調整する機能を有する。また、軸受内輪２４ａ，２４ｂの内径穴２１には鉄道車両用の車軸２９が嵌合され、外輪２５が車体等に設けられたハウジング（図示しない）に固定され、該車軸２９が回転可能に車体（図示しない）に取り付けられている。
軸受内輪２４ａ，２４ｂの大径側の鍔部３０ａ，３０ｂの端面３１，３２のそれぞれには、その外径が鍔部３０ａ，３０ｂの外径とほぼ同外径の油切り３３、同外径のインロー部３４を有する後蓋３５が同心に当接するように設けられ、車軸２９に嵌入されている。前記インロー部３４は車軸軸受装置２０を車軸２９に組み付ける時の心出し作業や後蓋３５がオイルシール４２のシールトルクにより回転しないよう嵌め合いを有する。
さらに、前記油切り３３に隣接して車軸２９の雄ねじ（図示しない）に螺合するナット３６、該ナット３６の回り止め機能を有する回り止め３７及び該回り止め３７に係着するカバー３８が設けられている。
この場合、後蓋３５、車軸軸受装置２０、油切り３３を圧入装置にて車軸２９に圧入後、前記ナット３６の内径側に設けられため雌ねじ３６ａが車軸２９の雄ねじに螺着させることにより、車軸２９の段部２９ａに後蓋３５を当接させることにより、軸受内輪２４ａ、内輪間座２３、軸受内輪２４ｂ及び油切り３３を挟持固定する。前記回り止め３７は鍔部３９を車軸２９の端部に形成された溝（図示しない）へ嵌合させ、ボルト４０によりナット３６に固定して該ナット３６の緩みを防止する。前記ボルト４０は座金４１の一部を変形させて抜け止めとしている。前記カバー３８は回り止め３７の鍔部３９に弾性変形により嵌合するよう機能する。
外輪２５の両端面側には、金属製の段付円筒状のシール外環部材４２が張設しており、その先端部は後蓋３５及びナット３６の外方に設けられた周溝４３，４４に臨入するようにされたラビリンスシール（図示しない）が形成されている。この場合、シール外環部材４２の中段部には弾性シール４５が設けられ、該弾性シール４５の先端が後蓋３５及び油切り３３外周面に接するように設けられている。また、弾性シール４５に隣接してシール仕切板４６（図２参照）が設けられており、その先端が後蓋３５及び油切り３３の外周面と微少隙間を形成するようにされている。よって、ラビリンスシール、弾性シール４５及びシール仕切板４６により、外部からの塵埃等の侵入及び軸受側からのグリースの流出を防止している。
図２に示すように、後蓋３５と軸受内輪２４ａの端面３１との接触面４７の外方には、シール部材であるＯリング４８が設けられ、軸受内輪２４ａと後蓋３５の接触面４７で発生したフレッチング摩耗粉がＯリング４８により軸受内部への侵入を阻止する機能を有する。
さらに、軸受内輪２４ａ，２４ｂの端面と接触する内輪間座２３の端面に環状溝４９を形成して弾性部材であるＯリング（弾性シール部材）５０を装着している。これにより軸受内輪２４ａと内輪間座２３と接触面及び軸受内輪２４ｂと内輪間座２３と接触面に発生するフレッチング摩耗粉の軸受内部への侵入を防止することができ、軸受内部の潤滑状態が良好になり軸受寿命のさらなる延伸が期待できる。
この場合、内輪間座２３の端面または全面にコーティング、例えばＤＬＣ処理を施すことによりフレッチング摩耗の発生を抑制することができる。
本発明の車軸軸受装置の断面図である。 図１の内輪鍔部端面と後蓋の接触面近傍の部分拡大断面図である。 従来の車軸軸受装置の断面図である。
符号の説明
２０ 車軸軸受装置
２３ 内輪間座
２４ａ，２４ｂ 軸受内輪
２５ 外輪
２６ 円筒ころ
２９ 車軸
３５ 後蓋
５０ 弾性シール部材（Ｏリング）

Claims (3)

  1. 車軸に嵌着された一対の軸受内輪と、
    前記軸受内輪端面間に挟持固定された内輪間座と、
    を備えた車軸軸受装置において、
    前記内輪間座は、該内輪間座の端面と前記軸受内輪端面の接触面の外方に対しラジアル方向の隙間が微少隙間を有し、前記接触面の外方に隣接して前記軸受内輪端面と前記内輪間座端面との間に弾性シール部材が装着されていることを特徴とする車軸軸受装置。
  2. 請求項１記載の車軸軸受装置において、
    前記弾性シール部材は、前記内輪間座に形成された溝に装着されていることを特徴とする車軸軸受装置。
  3. 請求項１または２記載の車軸軸受装置において、
    前記軸受内輪と前記内輪間座との接触面にコーティングが施されていることを特徴とする車軸軸受装置。
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