JP2007120695A - Bearing device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、鉄道車両の車軸などに用いられる軸受装置に関し、特に軸受内部への異物の侵入を防止するのに有効な密封構造を備えた車両用軸受装置の改良に関する。 The present invention relates to a bearing device used for, for example, an axle of a railway vehicle, and more particularly to an improvement of a vehicle bearing device provided with a sealing structure effective for preventing foreign matter from entering a bearing.
鉄道車両用の軸受装置は、例えば、図3(a),(b)に示すような構成をしており、車軸Sに外嵌されて当該車軸Sを軸支する軸受(複列の円すいころ軸受)Aと、軸受Aの回転輪(内輪)2(後述する)を軸方向に位置付けるための環状の後ろ蓋Fと、軸受A内に封入された潤滑剤が外部へ漏洩することを防止するための環状の油切りPとを備えている。 A bearing device for a railway vehicle has a structure as shown in FIGS. 3A and 3B, for example, and is a bearing (a double row tapered roller that is externally fitted to the axle S and supports the axle S). Bearing) A, an annular rear lid F for axially positioning a rotating wheel (inner ring) 2 (described later) of bearing A, and the lubricant enclosed in bearing A are prevented from leaking to the outside. And an annular oil drain P for the purpose.
かかる軸受Aは、車輪(図示しない)に接続されて車輪とともに回転する回転輪(内輪)2と、車両のハウジング(図示しない)に固定されて常時非回転状態に維持される静止輪(外輪)4と、回転輪(内輪)2と静止輪(外輪)4との間に複列(例えば、2列)で転動可能に組み込まれた複数の転動体(ころ)6a,6bと、転動体(ころ)6a,6bを1つずつ回転自在に保持する保持器12とを具備している。なお、図3(a)に示す構成では、内輪2は第1の内輪2aと第2の内輪2bとから構成されており、第1の内輪2aには第1の軌道面8aが形成され、第2の内輪2bには第2の軌道面8bがそれぞれ形成されている。また、第1の内輪2aと第2の内輪2bとの間には、環状を成す内輪間座14が介在されている。この場合、第1の内輪2aの端面2cと内輪間座14の端面14aとが当接し、第2の内輪2bの端面2dと内輪間座14の端面14bとが当接している。
The bearing A includes a rotating wheel (inner ring) 2 connected to a wheel (not shown) and rotating together with the wheel, and a stationary wheel (outer ring) fixed to a vehicle housing (not shown) and maintained in a non-rotating state at all times. 4, a plurality of rolling elements (rollers) 6 a and 6 b incorporated between a rotating wheel (inner ring) 2 and a stationary wheel (outer ring) 4 in a double row (for example, two rows). (Rollers) 6a and 6b, and a
また、後ろ蓋Fと油切りPは、それぞれ内部が中空の円筒状を成しており、車軸Sに外嵌されている。この場合、第1の内輪2aの端面2eと後ろ蓋Fの端面F1とが当接し、第2の内輪2bの端面2fと油切りPの端面P1とが当接している。このように、軸受Aは、内輪2(2a,2b)が内輪間座14、後ろ蓋F及び油切りPに当接し、外輪4が車両のハウジング(図示しない)に固定されることにより、軸方向に沿って位置決めされている。なお、内輪2(2a,2b)及び外輪4は、一例として軸受鋼で形成されており、後ろ蓋Fと油切りPは、一例として焼ならしを施した炭素鋼で形成されている。
Further, the rear lid F and the oil drainer P each have a hollow cylindrical shape, and are fitted onto the axle S. In this case, the
また、軸受Aには、第1の内輪2aと後ろ蓋Fとの当接部(端面2e,F1)、及び第2の内輪2bと油切りPとの当接部(端面2f,P1)を覆うようにして、断面視階段状(例えば、3段)の円筒を成すシールケース16が設けられている。この場合、当該シールケース16は、その一端側(大径側)が外輪4に内嵌されている。また、シールケース16と後ろ蓋Fとの間並びにシールケース16と油切りPとの間には、それぞれ軸受Aを密封するためのオイルシール18が介在されている。なお、オイルシール18としては、その外径部18aがシールケース16に内嵌され、その内径部18bが後ろ蓋F及び油切りPの外周面F2,P2に摺接する接触型のシール(例えば、ゴムや合成樹脂製のシールなど)が適用されている。このようにシールケース16及びオイルシール18を設けることで、軸受外部から軸受内部への異物(例えば、水や塵埃)の浸入や軸受内部から軸受外部への潤滑剤(例えば、潤滑油やグリース)の漏洩を防止することができる。
Further, the bearing A has contact portions (
ところで、鉄道車両の走行時には、車軸Sに対して大きな荷重が作用し、これにより車軸Sに曲げモーメントがかかり、当該車軸Sが撓む場合がある。通常、軸受Aの内輪2(2a,2b)、後ろ蓋F及び油切りPは、上述したような金属製であり、車軸Sが撓んだ状態で回転すると、内輪2a,2bと後ろ蓋F及び油切りPとがそれぞれ相互に擦れ合い、内輪2a,2bの端面2e,2fと後ろ蓋F及び油切りPの端面F1,P1とが摩耗し、金属粉が発生する場合がある(フレッチング)。
By the way, when the railway vehicle travels, a large load is applied to the axle S, which causes a bending moment to be applied to the axle S, and the axle S may be bent. Normally, the inner ring 2 (2a, 2b), the back cover F, and the oil drain P of the bearing A are made of metal as described above. When the axle S is rotated in a bent state, the
この場合、フレッチングによる金属粉が、遠心力によって当接面間から径方向外側(内輪2から外輪4に向かう方向)に移動して軸受A内に入り込み、軸受A内に封入された潤滑剤に混入してしまう。この結果、例えば、潤滑剤の潤滑性能が劣化したり、あるいは当該金属粉が転動体(ころ)6a,6bと内外輪との間に入り込むことで、転動体(ころ)6a,6bの表面や軌道面8a,8b,10a,10bが損傷し、軸受寿命を低下させるなど、長期に亘って軸受Aを一定の性能で連続して使用することが困難になってしまう場合がある。
In this case, the metal powder caused by fretting moves radially between the contact surfaces due to centrifugal force (in the direction from the
このようなフレッチングの発生を抑制する方法としては、例えば、内輪2(第1の内輪2a)の端面2eと、後ろ蓋Fの端面F1との間に異材プレート(図示しない)を介在させる方法がある(特許文献1参照)。かかる方法では、内輪2(第1の内輪2a)の端面2eと後ろ蓋Fの端面F1との間に異材プレートを介在させ、両者が直接接しないようにすることで、金属接触することによる凝着を回避し、フレッチングの発生及びそれに伴う金属粉の発生を抑制している。なお、異材プレートは、内輪2(第1の内輪2a)や後ろ蓋Fなどとは異なる材料により、環状且つ平板状に形成された部品である。
As a method for suppressing the occurrence of such fretting, for example, there is a method in which a dissimilar material plate (not shown) is interposed between the
しかしながら、かかる異材プレートは、内輪2や後ろ蓋Fとは別体を成すように構成された別部品であるため、その分だけ部品点数が増すとともに、組立工数も増し、例えば後ろ蓋F(端面F1)への付け忘れなどの作業ミスを誘発する虞がある。また、異材プレートが内輪2(2a)及び後ろ蓋Fとは別部品であるため、軸受装置(内輪2(2a)、後ろ蓋F)を車軸Sに外嵌(例えば、圧入)する際、例えば後ろ蓋F(端面F1)から外れてしまう虞もある。この場合には、当該作業を再度行わなければならず、余計な作業コストが発生してしまう。
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、回転輪の耐摩耗性の向上を図るとともに、車軸への取付作業性に優れた低コストの車両用軸受装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to improve the wear resistance of a rotating wheel and to provide a low-cost vehicle bearing device that is excellent in workability on an axle. It is to provide.
このような目的を達成するために、本発明に係る車両用軸受装置は、各種車両の車軸を回転自在に軸支し、複数の転動体を介して相対回転可能に対向配置された静止輪及び回転輪を有する転がり軸受と、回転輪を軸方向に位置決めするための環状の位置決め部材とを具備している。このような構成において、位置決め部材は、その端面が対向する回転輪の端面に軸方向から当接し、且つ回転輪とともに回転可能に配置されているとともに、当該位置決め部材の端面及び当該端面に対向した回転輪の端面の少なくとも一方には、非金属材料を溶射して形成された潤滑層が一体を成して設けられている。なお、この場合、位置決め部材としては、後ろ蓋及び油切りが適用されている。 In order to achieve such an object, a vehicle bearing device according to the present invention includes a stationary wheel that rotatably supports axles of various vehicles and is opposed to each other so as to be relatively rotatable via a plurality of rolling elements. A rolling bearing having a rotating wheel and an annular positioning member for positioning the rotating wheel in the axial direction are provided. In such a configuration, the positioning member is in contact with the end surface of the rotating wheel opposed to the end surface in the axial direction and is rotatably arranged with the rotating wheel, and is opposed to the end surface of the positioning member and the end surface. A lubricating layer formed by spraying a nonmetallic material is integrally provided on at least one of the end faces of the rotating wheel. In this case, as the positioning member, a rear lid and an oil drainer are applied.
本発明によれば、回転輪の耐摩耗性の向上を図るとともに、車軸への取付作業性に優れた低コストの車両用軸受装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while improving the abrasion resistance of a rotating wheel, the low-cost vehicle bearing apparatus excellent in the workability | operativity to the axle can be provided.
以下、本発明の一実施形態に係る車両用軸受装置について、添付図面を参照して説明する。なお、本発明の軸受装置は、例えば、鉄道や自動車など各種の車両に適用することができるが、ここでは、一例として鉄道車両用の軸受装置を想定して説明する。 Hereinafter, a vehicle bearing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the bearing device of the present invention can be applied to various vehicles such as railroads and automobiles, but here, a bearing device for railcars will be described as an example.
図1(a),(b)には、本発明の一実施形態に係る鉄道車両用軸受装置が示されている。
かかる軸受装置は、鉄道車両の車軸Sを回転自在に軸支し、複数の転動体(ころ)6a,6bを介して相対回転可能に対向配置された静止輪(外輪)4及び回転輪(内輪)2を有する転がり軸受Aと、内輪2を軸方向に位置決めするための環状の位置決め部材とを具備している。ここで、位置決め部材としては、転がり軸受Aの軸方向両側に設けられた後ろ蓋Fと油切りPが適用されており、後ろ蓋Fは、車軸Sの基端側(例えば、車両の懸架装置(図示しない)側(図1(a)の右側))において外周面段差部S1に外嵌され、油切りPは、車軸Sの先端側(例えば、車輪(図示しない)側(図1(a)の左側))において外周面小径部S3に外嵌されている。なお、車軸Sには、外周面段差部S1を境界にして図1(a)の右側に比較的大径の外周面大径部S2が形成され、同図の左側に比較的小径の外周面小径部S3が形成されている。この場合、軸受装置の軸受Aの内輪2、後ろ蓋F及び油切りPは、車軸Sの外周面段差部S1とナット20との間で挟み付けられた状態となるように、車軸Sの先端側から回り止めリング22を介してボルト24で固定(緩み止め)されている。
1A and 1B show a railway vehicle bearing device according to an embodiment of the present invention.
Such a bearing device rotatably supports an axle S of a railway vehicle, and a stationary wheel (outer ring) 4 and a rotating wheel (inner ring) that are arranged so as to be relatively rotatable via a plurality of rolling elements (rollers) 6a and 6b. ) 2 and a ring-shaped positioning member for positioning the
図1(a)に示す構成では、転がり軸受Aには、外輪一体型の複列(2列)タイプの円すいころ軸受が適用されている。この場合、軸受Aは、内輪2が車輪(図示しない)に接続された車軸Sとともに回転するのに対し、外輪4が車両のハウジング(図示しない)に固定されて常時非回転状態に維持されている。かかる軸受Aは、内輪2が第1の内輪2aと第2の内輪2bとから構成されており、第1の内輪2aには第1の軌道面8aが形成され、第2の内輪2bには第2の軌道面8bがそれぞれ形成され、外輪4には、当該第1及び第2の軌道面8a,8bに対向して複列(2列)の軌道面10a,10bが形成されている。また、内外輪の軌道面8a,10a間及び軌道面8b,10b間には、複数のころ6a,6bがそれぞれ転動自在に組み込まれており、各ころ6a,6bは、1つずつ回転自在に保持器12によって保持されている。
In the configuration shown in FIG. 1A, an outer ring integrated double row (two rows) type tapered roller bearing is applied to the rolling bearing A. In this case, in the bearing A, the
また、第1の内輪2aと第2の内輪2bとの間には、環状を成す内輪間座14が介在されている。この場合、第1の内輪2aの端面2cと内輪間座14の端面14aとが当接し、第2の内輪2bの端面2dと内輪間座14の端面14bとが当接している。なお、内輪間座14を設けずに、第1の内輪2aと第2の内輪2bとを対向する端面2c,2d同士が互いに直接当接するように配設してもよい。また、内輪2を第1の内輪2aと第2の内輪2bとの分割構成ではなく、これらを一体的に構成した一体型の内輪2としてもよい。また、外輪4を分割構成としてもよく、この場合には外輪間座(図示しない)を選択的に設けることができる。
An annular
この場合、ころ6aの自転軸に直交する作用線(図示しない)と、ころ6bの自転軸に直交する作用線(図示しない)とは、外輪4の外側(例えば、車両のハウジング(図示しない)側)で交差する。これにより背面組合せ形(DB)軸受が構成される。このような構成において、例えば鉄道車両の車輪に作用する力は、車輪から軸受装置(軸受A)を通じて車体(例えば、車両のハウジング)に伝達されることになり、その際、軸受装置(軸受A)には、各種の荷重(ラジアル荷重、アキシアル荷重、モーメント荷重など)が作用する。しかし、軸受Aは、背面組合せ形(DB)軸受となっているため、各種の荷重(ラジアル荷重、アキシアル荷重、モーメント荷重など)に対して高い剛性を維持することができる。
In this case, an action line (not shown) orthogonal to the rotation axis of the
また、軸受Aには、第1の内輪2aの端面2eと後ろ蓋Fの端面F1とが互いに当接する部分、及び第2の内輪2bの端面2fと油切りPの端面P1とが互いに当接する部分を覆うようにして、断面視階段状(例えば、3段)の円筒を成すシールケース16が設けられている。この場合、シールケース16は、一例として、その一端側(大径側)が外輪4に内嵌され、その他端側(小径側)が後ろ蓋F及び油切りP方向に延出し、その延出端は後ろ蓋F及び油切りPとは非接触状態に位置決めされている。また、シールケース16と後ろ蓋Fとの間並びにシールケース16と油切りPとの間には、それぞれ軸受Aを密封するためのオイルシール18が介在されている。なお、オイルシール18としては、その外径部18aがシールケース16に内嵌され、その内径部18bが後ろ蓋F及び油切りPの外周面F2,P2に摺接する接触型のシール(例えば、ゴムや合成樹脂製のシールなど)が適用されている。
このようにシールケース16及びオイルシール18を設けることで、軸受外部から軸受内部への異物(例えば、水や塵埃)の浸入や軸受内部から軸受外部への潤滑剤(例えば、潤滑油やグリース)の漏洩を防止することができる。なお、シールケース16は、その一端側(大径側)が外輪4に外嵌されていてもよく、オイルシール18は、非接触型のシールやシールドであってもよい。
Further, in the bearing A, the
By providing the
本実施形態において、後ろ蓋Fと油切りPは、それぞれ内部が中空の円筒状を成しており、軸受Aの内輪2(2a,2b)とともに回転可能に車軸Sへ外嵌されている。図1(a)に示す構成では、後ろ蓋Fは、断面視階段状(2段)の円筒を成し、その大径側内周面F4が車軸Sの外周面大径部S2に当接し、当該大径側内周面F4と小径側内周面F5とを連結する内周中間部F6が車軸Sの外周面段差部S1に当接するとともに、その小径側内周面F5が車軸Sの外周面小径部S3と対向するように外嵌されている。この場合、後ろ蓋Fの内周中間部F6は、車軸Sの外周面段差部S1に沿って連続した凸曲面状に形成されている。この状態において、後ろ蓋Fは、その小径側外周面F2がオイルシール18の内径部(例えば、シールのリップ部(図示しない))18bと摺接するとともに、その大径側外周面F3がシールケース16の内周部16aと部分的に対向している。また、後ろ蓋Fは、一端側(例えば、車輪(図示しない)側(図1(a)の左側))の端面F1が、対向する内輪2(第1の内輪2a)の端面2eに軸方向(例えば、車両の懸架装置(図示しない)側(図1(a)の右側))から当接している。
In the present embodiment, the rear lid F and the oil drainer P each have a hollow cylindrical shape, and are externally fitted to the axle S so as to be rotatable together with the inner ring 2 (2a, 2b) of the bearing A. In the configuration shown in FIG. 1A, the rear lid F has a step-like (two-step) cylindrical shape, and its large-diameter side inner peripheral surface F4 abuts on the outer peripheral surface large-diameter portion S2 of the axle S. The inner peripheral intermediate portion F6 connecting the large-diameter side inner peripheral surface F4 and the small-diameter side inner peripheral surface F5 abuts on the outer peripheral surface stepped portion S1 of the axle S, and the small-diameter inner peripheral surface F5 is connected to the axle S. It is externally fitted so as to face the outer peripheral surface small-diameter portion S3. In this case, the inner peripheral intermediate portion F6 of the rear lid F is formed in a convex curved surface shape that is continuous along the outer peripheral surface step portion S1 of the axle S. In this state, the rear cover F has a small-diameter outer peripheral surface F2 that is in sliding contact with an inner diameter portion (for example, a lip portion (not shown)) 18b of the
これに対し、油切りPは、内部が中空の筒状に形成された本体Pmと、当該本体Pmの一端側(例えば、車輪側(図1(a)の左側))の外周面P2に環状且つ一連に設けられたフランジ部Pfとで構成され、本体Pmの内周面P3が車軸Sの外周面小径部S3に当接するように外嵌されている。この状態において、油切りPは、その本体Pmの外周面P2がオイルシール18の内径部(例えば、シールのリップ部)18bと摺接するとともに、そのフランジ部Pfがシールケース16の内周部16aと部分的に対向している。また、油切りPは、一端側(例えば、車両の懸架装置側(図1(a)の右側))の端面P1が、対向する内輪2(第2の内輪2b)の端面2fに軸方向(例えば、車輪側(図1(a)の左側))から当接しているとともに、他端側(例えば、車輪側(図1(a)の左側))の端面P4がナット20と当接している。
On the other hand, the oil drain P is annularly formed on a main body Pm formed in a hollow cylindrical shape and an outer peripheral surface P2 on one end side of the main body Pm (for example, on the wheel side (left side in FIG. 1A)). In addition, the flange portion Pf is provided in a series, and the inner peripheral surface P3 of the main body Pm is externally fitted so as to contact the outer peripheral surface small diameter portion S3 of the axle shaft S. In this state, the oil drain P has an outer peripheral surface P2 of the main body Pm that is in sliding contact with an inner diameter portion (for example, a lip portion of the seal) 18b of the
本実施形態において、位置決め部材(後ろ蓋F及び油切りP)の端面F1,P1及び当該端面F1,P1に対向した内輪2(2a,2b)の端面2e,2fの少なくとも一方には、非金属材料を溶射して形成された潤滑層Jが一体を成して設けられている。図1(a),(b)に示す構成では、後ろ蓋Fの一端側(例えば、車輪側(図1(a),(b)の左側))の端面F1(内輪2(第1の内輪2a)の端面2eとの対向面)に、非金属材料(例えば、樹脂(ゴム)やプラスチック)を溶射して形成された潤滑層Jが当該後ろ蓋Fと一体を成して設けられている。この場合、後ろ蓋Fは、その端面F1に形成された潤滑層Jが、対向する内輪2(第1の内輪2a)の端面2eに軸方向(例えば、車両の懸架装置側(図1(a),(b)の右側))から当接している。
In this embodiment, at least one of the end faces F1, P1 of the positioning member (rear cover F and oil drainer P) and the end faces 2e, 2f of the inner ring 2 (2a, 2b) facing the end faces F1, P1 is non-metallic. A lubricating layer J formed by spraying the material is integrally formed. 1 (a) and 1 (b), the end face F1 (inner ring 2 (first inner ring) on one end side of the rear lid F (for example, the wheel side (left side of FIGS. 1 (a) and 1 (b))) is provided. A lubricating layer J formed by spraying a non-metallic material (for example, resin (rubber) or plastic) is provided integrally with the rear lid F on the
潤滑層Jは、後ろ蓋Fの端面F1を非金属材料(例えば、樹脂(ゴム)やプラスチック)でコーティング(被膜)することで、後ろ蓋Fと一体形成することができる。形成方法の一例として、当該被膜は、溶射、すなわち非金属のコーティング材料(例えば、樹脂(ゴム)やプラスチック)を加熱により溶融又は軟化させ、微粒子状にして加速し、後ろ蓋Fの端面F1に噴出・衝突させて、扁平に潰れた粒子を当該端面F1に凝固・堆積させることにより、形成することができる。なお、図1(a),(b)に示す構成では、潤滑層Jは、後ろ蓋Fの端面F1のみに形成しているが、これに加えて、例えば後ろ蓋Fの大径側内周面F4(車軸Sの外周面大径部S2との当接面)や内周中間部F6(車軸Sの外周面段差部S1との当接面)にそれぞれ形成してもよい。この場合、当該大径側内周面F4及び内周中間部F6にそれぞれ非金属材料(例えば、樹脂(ゴム)やプラスチック)の被膜(コーティング)を形成すればよい。さらに、潤滑層Jは、後ろ蓋Fの表面全体に形成してもよい。
なお、コーティング材料を加熱する際の熱源としては、例えばガス式加熱機や電気式加熱機など任意の熱源を用いることができるため、ここでは特に限定しない。
The lubrication layer J can be integrally formed with the back cover F by coating (coating) the end face F1 of the back cover F with a non-metallic material (for example, resin (rubber) or plastic). As an example of the forming method, the coating is sprayed, that is, a non-metallic coating material (for example, resin (rubber) or plastic) is melted or softened by heating to be accelerated into fine particles, and is applied to the end face F1 of the back cover F. The particles can be formed by solidifying and depositing flattened particles on the end face F1 by jetting and colliding. In the configuration shown in FIGS. 1A and 1B, the lubricating layer J is formed only on the end face F1 of the rear lid F. In addition to this, for example, the inner circumference on the large diameter side of the rear lid F is provided. You may form in surface F4 (contact surface with the outer peripheral surface large diameter part S2 of the axle shaft S) and inner peripheral intermediate part F6 (contact surface with the outer peripheral surface level | step-difference part S1 of the axle shaft S), respectively. In this case, a coating (coating) of a non-metallic material (for example, resin (rubber) or plastic) may be formed on the large-diameter side inner peripheral surface F4 and the inner peripheral intermediate portion F6. Further, the lubricating layer J may be formed on the entire surface of the rear lid F.
In addition, as a heat source at the time of heating coating material, since arbitrary heat sources, such as a gas type heater and an electric heater, can be used, it does not specifically limit here.
このような構成によれば、後ろ蓋F(端面F1)は、内輪2(第1の内輪2aの端面2e)と潤滑層Jを介して当接する。この場合、後ろ蓋Fと内輪2(第1の内輪2a)とは、その当接部(端面F1,2e)が潤滑層Jにより擦れ合うことなく、滑らかに回転する。この結果、内輪2(第1の内輪2a)の端面2eにフレッチングは発生せず、それに伴う金属粉も発生しない。したがって、例えば、フレッチングによる金属粉が潤滑剤に混入して潤滑剤の潤滑性能が劣化したり、あるいは当該金属粉が転動体(ころ)6a,6bと内外輪との間に入り込むことで、転動体(ころ)6a,6bの表面や軌道面8a,8b,10a,10bが損傷して軸受寿命を低下させることはない。このように、潤滑層Jを設けることで、内輪2(第1の内輪2aの端面2e)の耐摩耗性を向上させることができる。
これにより、長期に亘って軸受装置(軸受A)を一定の性能で連続して使用することができる。
According to such a configuration, the rear lid F (end surface F1) is in contact with the inner ring 2 (end
Thereby, a bearing apparatus (bearing A) can be continuously used with a fixed performance over a long period of time.
また、潤滑層Jは、後ろ蓋Fと一体を成して形成されているため、上述した従来の異材プレートを内輪2(第1の内輪2a)の端面2eと後ろ蓋Fの端面F1との間に介在させる場合のように、部品点数が増すことはなく、組立工数が増えることもない。このため、軸受装置(内輪2(2a)、後ろ蓋F)を車軸Sに外嵌(例えば、圧入)する際、その作業が容易となり、取付作業性(作業効率)を格段に向上させることができる。また、部品点数を現状のまま維持できるとともに、取付作業性(作業効率)が格段に向上することで、軸受装置を低コストで製造することができる。
Further, since the lubricating layer J is formed integrally with the back cover F, the above-described conventional dissimilar material plate is made up of the
ここで、本実施形態に係る軸受装置(軸受Aの内輪2)の耐磨耗性について試験を行い、検証した。当該試験内容及び試験結果について、以下、説明する。
当該試験においては、軸受装置(軸受A(内輪2)、後ろ蓋F及び油切りP)を車軸Sに外嵌した状態で、当該軸受装置に対して、ラジアル荷重(Fr)及びアキシアル荷重(Fa)をそれぞれ作用させたまま、車軸S及び軸受装置(軸受A(内輪2)、後ろ蓋F及び油切りP)を所定速度(N)で所定時間回転させ、試験終了後の内輪2(第1の内輪2aの端面2e)及び後ろ蓋F(端面F1)の状態を試験前の状態と比較することで、軸受装置(軸受Aの内輪2)の耐磨耗性について検証した。
Here, the wear resistance of the bearing device (the
In this test, a radial load (Fr) and an axial load (Fa) are applied to the bearing device (bearing A (inner ring 2), rear lid F and oil drain P) on the axle S in a state where the bearing device is externally fitted. ), The axle S and the bearing device (bearing A (inner ring 2), rear lid F and oil drainer P) are rotated at a predetermined speed (N) for a predetermined time, and the inner ring 2 (first The wear resistance of the bearing device (the
具体的には、図2(a),(b)に示すように、本実施形態に係る軸受装置に対し、ラジアル荷重(Fr)として5820(kgf)、アキシアル荷重(Fa)として1746(kgf)の負荷をそれぞれ加えた状態で、車軸S及び軸受装置を1分間に954回転する速度(N=954(rpm)、時速140キロメートル(140km/h)相当)で、約400時間運転させた。この場合、車軸S及び軸受装置の運転パターンの基本を正転、逆転、停止の3つとし、試験開始状態(停止状態)から正転(加速回転1分、定常回転(N=954(rpm))3時間、減速回転1分)させ、停止状態を30分間維持し、逆転(加速回転1分、定常回転(N=954(rpm))3時間、減速回転1分)させる。試験開始からここまでで、約6.5時間(パターン1)となる。パターン1の運転終了後、停止状態を30分間維持し、再度、パターン1の運転を行い、停止状態を6時間維持する。試験開始からここまでで、約20時間(パターン2(パターン1、停止、パターン1、停止))となる。そして、パターン2の運転を1サイクルとして、これを20サイクル繰り返した(図2(a)参照)。
Specifically, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the bearing device according to the present embodiment has a radial load (Fr) of 5820 (kgf) and an axial load (Fa) of 1746 (kgf). The axle S and the bearing device were operated at a speed of 954 revolutions per minute (corresponding to N = 954 (rpm) and 140 km / h (140 km / h)) for about 400 hours. In this case, the basic operation pattern of the axle shaft S and the bearing device is assumed to be normal rotation, reverse rotation, and stop, and the test is started (stopped) from normal rotation (
また、軸受装置に対するアキシアル荷重の作用パターンの基本を、軸方向に対して一方向きへの荷重(正荷重)、その逆向きへの荷重(逆荷重)、荷重を加えない状態(無荷重状態)の3つとし、試験開始状態(無荷重状態)から正荷重(Fa=1746(kgf))を5秒間作用させ、無荷重状態を25秒間維持し、逆荷重(Fa=1746(kgf))を5秒間作用させた後、再度、無荷重状態を25秒間維持する。これを1サイクルとし、試験中、当該サイクルを繰り返した(図2(b)参照)。
なお、試験中は、軸受装置に対して秒速7メートル(7m/sec)の風を当てて、軸受装置を冷却(風冷)した。また、後ろ蓋Fは、その端面F1にPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)樹脂を溶射することにより、樹脂コーティングを施した(潤滑層Jを形成した)。
In addition, the basic pattern of the axial load applied to the bearing device is based on a load in one direction with respect to the axial direction (positive load), a load in the opposite direction (reverse load), and a state in which no load is applied (no load state). From the test start state (no load state), a positive load (Fa = 1746 (kgf)) is applied for 5 seconds, the no load state is maintained for 25 seconds, and the reverse load (Fa = 1746 (kgf)) is applied. After acting for 5 seconds, the no-load state is again maintained for 25 seconds. This was defined as one cycle, and the cycle was repeated during the test (see FIG. 2B).
During the test, the bearing device was cooled (air-cooled) by applying a wind of 7 meters / second (7 m / sec) to the bearing device. In addition, the rear lid F was resin-coated by spraying PEEK (polyetheretherketone) resin on the end face F1 (the lubricating layer J was formed).
この結果、試験後の内輪2(第1の内輪2a)の端面2eにフレッチングの発生は認められなかった。また、内輪2(第1の内輪2a)の端面2eの母線形状、及び後ろ蓋Fの端面F1(潤滑層J)の母線形状をそれぞれ拡大して観察したところ、試験前の両端面2e,F1の母線形状とほとんど変化がないことが確認された。
以上、本実施形態に係る軸受装置によれば、優れた耐磨耗性(例えば、軸受Aの内輪2の耐磨耗性)を発揮できることが上述の試験により、検証された。
As a result, no fretting was observed on the
As described above, according to the bearing device according to the present embodiment, it was verified by the above-described test that excellent wear resistance (for example, wear resistance of the
なお、上述した実施形態において、潤滑層Jは、後ろ蓋Fの端面F1(内輪2(第1の内輪2a)の端面2eとの対向面)に形成したが、内輪2(第1の内輪2a)の端面2e(後ろ蓋Fの端面F1との対向面)に形成してもよく、当該両端面F1,2eにそれぞれ形成してもよい。また、潤滑層Jは、油切りPの端面P1(内輪2(第2の内輪2b)の端面2fとの対向面)又は内輪2(第2の内輪2b)の端面2f(油切りPの端面P1との対向面)に形成してもよく、当該両端面P1,2fにそれぞれ形成してもよい。さらに、これら全ての端面F1,P1,2e,2fにそれぞれ形成してもよい。また、潤滑層Jは、油切りPの表面全体、内輪2(第1の内輪2a及び第2の内輪2b)の表面全体にそれぞれ形成してもよい。さらにまた、潤滑層Jは、内輪間座14の端面14a,14b、若しくは内輪間座14の表面全体に形成してもよい。
この場合、潤滑層Jは、上述した実施形態と同様の方法で、油切りP、内輪2及び内輪間座14の表面を非金属材料(例えば、樹脂(ゴム)やプラスチック)でコーティング(被膜)することによって形成すればよい。
In the above-described embodiment, the lubricating layer J is formed on the end surface F1 of the rear lid F (the surface facing the
In this case, the lubricating layer J is coated (coated) with a nonmetallic material (for example, resin (rubber) or plastic) on the surfaces of the oil drain P, the
また、上述した実施形態において、内輪2(2a,2b)、外輪4、後ろ蓋F及び油切りPの各材料については、特に言及しなかったが、任意の材料を用いてそれぞれ形成することができる。例えば、内輪2(2a,2b)及び外輪4は、軸受鋼で形成し、後ろ蓋Fと油切りPは、焼ならしを施した炭素鋼で形成すればよい。また、上述した実施形態においては、軸受Aの転動体としてころ6a,6bを適用した場合を想定して説明したが、転動体は玉であってもよい。
In the embodiment described above, the materials of the inner ring 2 (2a, 2b), the
2(2a,2b) 回転輪(内輪)
2e,2f 内輪端面
4 静止輪(外輪)
6a,6b 転動体(ころ)
A 転がり軸受
F 位置決め部材(後ろ蓋)
F1 後ろ蓋端面
J 潤滑層
P 位置決め部材(油切り)
P1 油切り端面
S 車軸
2 (2a, 2b) Rotating wheel (inner ring)
2e, 2f Inner
6a, 6b Rolling elements (rollers)
A Rolling bearing F Positioning member (rear cover)
F1 Rear cover end face J Lubrication layer P Positioning member (oil drain)
P1 Oil drain end face S Axle
Claims (2)
複数の転動体を介して相対回転可能に対向配置された静止輪及び回転輪を有する転がり軸受と、回転輪を軸方向に位置決めするための環状の位置決め部材とを具備し、
位置決め部材は、その端面が対向する回転輪の端面に軸方向から当接し、且つ回転輪とともに回転可能に配置されているとともに、当該位置決め部材の端面及び当該端面に対向した回転輪の端面の少なくとも一方には、非金属材料を溶射して形成された潤滑層が一体を成して設けられていることを特徴とする車両用軸受装置。 A bearing device for a vehicle that rotatably supports an axle of various vehicles,
A rolling bearing having a stationary wheel and a rotating wheel which are opposed to each other via a plurality of rolling elements, and an annular positioning member for positioning the rotating wheel in an axial direction;
The positioning member abuts the end surface of the rotating wheel facing the end surface in the axial direction and is rotatably disposed with the rotating wheel, and at least of the end surface of the positioning member and the end surface of the rotating wheel facing the end surface. On one side, a vehicle bearing device is characterized in that a lubricating layer formed by spraying a nonmetallic material is integrally formed.
The vehicle bearing device according to claim 1, wherein the positioning member is a rear lid and an oil drainer.
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- 2005-10-31 JP JP2005316056A patent/JP2007120695A/en active Pending
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