JP2007132495A - 転がり軸受および鉄道車両用主電動機の主軸支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス性が良好であり、かつ、製造時の信頼性を向上した転がり軸受を提供する。
【解決手段】転がり軸受１１は、外輪１２と、内輪１３と、外輪１２と内輪１３との間に配置される円筒ころ１４と、円筒ころ１４を保持する保持器１５と、一対の樹脂製のシール１６ａ、１６ｂとを備える。ここで、シール１６ａに設けられたグリースポケット２２ａの幅面２１ａには、内部状態を目視することができる透明部２０ａが設けられている。
【選択図】図１

Description

この発明は、転がり軸受および鉄道車両用主電動機の主軸支持構造に関する。

鉄道車両の主電動機に使用される転がり軸受は、外部からの異物の混入を防止するとともに、メンテナンスの周期を延ばし、長期間にわたって潤滑性を維持する必要がある。

ここで、このような用途に使用される転がり軸受の構成の一例について簡単に説明すると、転がり軸受は、外輪と、内輪と、外輪と内輪との間に配置される転動体としての円筒ころと、円筒ころを保持する保持器と、円筒ころの軸方向の両側に位置し、グリースを封入した一対のシールとを備える。シールは、グリースが封入された後、転がり軸受に取り付けられる。また、上記した用途に使用される場合、転がり軸受には電気が流れるため、各構成部品には、それぞれ絶縁処理が施されることが望ましい。

なお、上記した構成と同様の構成を有する転がり軸受が、特開２００３−１３９７１号公報（特許文献１）、特開２００４−３４６９７２号公報（特許文献２）に開示されている。
特開２００３−１３９７１号公報（段落番号００１４〜００２０、図１） 特開２００４−３４６９７２号公報（段落番号００１９〜００３３、図２〜図４）

上記した転がり軸受においては、長期間安定して潤滑性を維持するために、シール内に封入されたグリースの封入量や、封入されたグリースの劣化状態等を確認する必要がある。ここで、転がり軸受に備えられるシールは、一般的に金属製またはゴム製であり、外側からシール内部に封入されたグリースの状態を目視して、確認することはできない。したがって、シールの内部状態を確認するには、転がり軸受を分解し、シールを取り外す必要があり、手間であった。

特に、鉄道車両の主電動機に使用される場合、昨今は、走行車両数の増加、鉄道車両に関する技術レベルの向上により、検査周期が延長されることになり、ますます転がり軸受の寿命が問題となる。このような場合、定期的なメンテナンスを行う際に、その都度、転がり軸受の分解を伴えば、多大な労力を伴うこととなる。

また、製造時等において、グリースが封入されたシールを転がり軸受に取り付ける際にも、シール内にグリースが封入されているか否かを外部から目視で確認することができない。この場合、たとえば、シール全体の重量を測定することにより、グリース封入の有無を確認することが考えられるが、グリースの封入状態まで確認することができない。

この発明は、メンテナンス性が良好であり、かつ、製造時における信頼性が向上した転がり軸受および鉄道車両用主電動機の主軸支持構造を提供することを目的とする。

この発明に係る転がり軸受は、外輪と、内輪と、外輪と内輪との間に配置される転動体と、転動体を保持する保持器と、樹脂製のシールとを備える。ここで、シールの少なくとも一部は、透明である。

このように構成することにより、シール内に封入されたグリースを、シールの透明な部分を通して、外部から目視することができる。そうすると、メンテナンス時や製造時等において、転がり軸受を分解しなくても、グリースの封入量や劣化状態等を確認することができる。これにより、メンテナンス性が良好になるとともに、製造時における信頼性を向上することができる。ここで、透明とは、シール内に封入されたグリースの劣化状態を表す色の相違や、グリースの封入量等を、外側から把握することができる程度の透明性があればよく、いわゆる半透明であってもよいし、完全に無色でなくともよい。

好ましくは、シールは、その内部にグリースを封入するグリースポケットを含む。こうすることにより、シールに含まれるグリースポケットに多量のグリースを封入することができ、かつ、グリースの劣化状態等を容易に確認することができる。

より好ましくは、シールは、グリースポケットを複数含み、複数のグリースポケットのうち、一のグリースポケットの少なくとも一部は、透明である。こうすることにより、一のグリースポケットに設けられた透明な部分を通して、グリースポケット内に封入されたグリースの劣化状態等を確認することができ、また、全体のグリースの劣化状態等を推測して確認することができる。

さらに好ましくは、シールは、その内部にグリースを封入しないポケットを含み、ポケットの少なくとも一部は、透明である。このように構成すると、ポケット内には遮蔽物となるグリースは封入されていないため、転がり軸受を分解しなくても、ポケットの透明な部分を通して、転がり軸受の内部まで、容易に目視することができる。そうすると、転がり軸受を構成する円筒ころや保持器等、各構成部品の劣化状態や、転がり軸受の内部状態を確認することができる。

この発明の他の局面においては、上記したいずれかに記載された転がり軸受と、鉄道車両用主電動機の主軸とを備え、主軸は転がり軸受に支持される。このように構成することにより、メンテナンス性の良好な鉄道車両用主電動機の主軸支持構造を提供することができる。

この発明によれば、シールの少なくとも一部を透明とすることにより、シール内に封入されたグリースを、シールの透明な部分を通して、外部から目視することができる。そうすると、メンテナンス時や製造時等において、転がり軸受を分解しなくても、グリースの封入量や劣化状態等を確認することができる。これにより、メンテナンス性が良好になり、かつ、製造時における信頼性を向上することができる。

また、このような転がり軸受と、鉄道車両用の主電動機に使用される主軸とを備える鉄道車両用主電動機の主軸支持構造は、転がり軸受を分解することなく、転がり軸受の内部状態を把握できるため、メンテナンス性が良好になり、かつ、製造時における信頼性を向上することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実施形態に係る転がり軸受１１を示す断面図である。図２は、転がり軸受１１に備えられるシール１６ａの外形を、図１中の矢印Ｂの方向からみた図である。図３は、図２において矢印Ｃ−Ｃで示す断面で切断した場合のシール１６ａの断面図である。なお、理解の容易の観点から、図２において、シール１６ａ内に封入されたグリースは図示していない。図１、図２および図３を参照して、転がり軸受１１は、外輪１２と、内輪１３と、外輪１２と内輪１３との間に配置される円筒ころ１４と、円筒ころ１４を保持する保持器１５と、円筒ころ１４の軸方向の両側に配置される一対のシール１６ａ、１６ｂとを備える。

転がり軸受１１は、外輪１２の外側部分をハウジング（図示せず）に取り付けられ、固定される。また、内輪１３の内側には、鉄道車両用主電動機の主軸（図示せず）が配置され、主軸を支持している。なお、電食防止の観点から、転がり軸受１１の構成部材である外輪１２等には、絶縁処理が施されていることが望ましい。

シール１６ａ、１６ｂは、環状であって、一方の断面がコの字状である。ここで、断面コの字状とは、正確に断面がコの字形状のもののみを指すのではなく、断面がＵ字状やＶ字状等、転がり軸受１１への取り付け時において、軸方向に深さを有する形状であればよい。シール１６ａ、１６ｂには、コの字状に開口された外径側に、係合部１８ａ、１８ｂが設けられている。係合部１８ａ、１８ｂと、外輪１２の内径側に設けられた凹部１９ａ、１９ｂと係合させることにより、転がり軸受１１に取り付けられる。

このように、軸方向に深さを有するシール１６ａ、１６ｂを備えることにより、多量のグリース１７を、シール１６ａ、１６ｂ内のグリースポケット２２ａ〜２２ｈ等内に封入することができる。シール１６ａ、１６ｂは同様の構成であるため、以下、シール１６ｂについては、その説明を省略する。

シール１６ａは、複数の堰部２３を円周上に有し、各堰部２３間には、グリース１７が保持されるグリースポケット２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈが設けられる。このように、シール１６ａ内に複数のグリースポケット２２ａ〜２２ｈを設けることにより、各グリースポケット２２ａ〜２２ｈ内にグリース１７を充填することができるため、多量のグリース１７を封入することができる。なお、堰部２３は、シール１６ａ内において、完全に各グリースポケット２２ａ〜２２ｈ間を仕切る訳ではなく、仕切られた各グリースポケット２２ａ〜２２ｈ間には、連続した空間部２４が設けられている。したがって、グリースポケット２２ａ〜２２ｈ間において空気およびグリース１７の流出入が可能であり、グリース１７の封入に際しては、この空間部２４を利用することができる。

ここで、シール１６ａについては、少なくとも一部は、透明である。ここでは、シール１６ａに設けられたグリースポケット２２ａのうち、取付け時に軸方向の側面となる幅面２１ａ側に、グリースポケット２２ａの内部状態が目視できる透明部２０ａが設けられている。こうすることにより、透明部２０ａを通して、グリースポケット２２ａ内に封入されたグリース１７を目視することができる。そうすると、シール１６ａを転がり軸受１１から取り外さなくても、グリースポケット２２ａに封入されているグリース１７の劣化状態や、グリース１７の封入量等を確認することができる。この場合、たとえば、透明部２０ａを、透明または半透明の樹脂製することにより、透明としている。

また、上記したように、シール１６ａは、あらかじめグリースポケット２２ａ〜２２ｈ内にグリース１７を封入してから転がり軸受１１に取り付けられるが、取り付けの際には、グリース１７を封入したか否かを確認する必要がある。この場合、透明部２０ａを通して、グリースポケット２２ａ内のグリース１７を目視することができるため、容易に、グリース１７の封入の有無を確認することができる。そうすると、製造時において、グリース１７が封入されていないシール１６ａを転がり軸受１１に取り付けることがなくなり、信頼性を向上することができる。

なお、実際のメンテナンスに関して、その一例を簡単に説明すると、透明部２０ａを有するグリースポケット２２ａを矢印Ａの方向から目視し、内部に封入されているグリース１７の色を確認する。グリース１７は、たとえば、転がり軸受１１の焼付きや長期間の使用等により劣化し、その色は、クリーム色から茶色、さらには黒色に変化していく。このようなグリース１７の色の変化を、透明部２０ａを通して目視し、把握することにより、グリース１７の劣化状態等を確認することができる。

また、この場合、グリース１７の色は、徐々に変化していくため、その変化の度合いを的確に把握することが困難な場合もある。こういった場合に備え、たとえば、透明部２０ａの近隣に色見本のシール等を貼付し、色を比較することにより、容易に劣化状態を把握することができるようにしてもよい。こうすることにより、より容易にメンテナンスを行うことができる。

ここで、上記の実施の形態においては、一つのグリースポケット２２ａ内のグリース１７の状態を確認するのみであったが、その他のグリースポケット２２ｂ〜２２ｈに封入されているグリース１７についても、使用環境がほぼ同じであるため、透明部２０ａが設けられていないグリースポケット２２ｂ〜２２ｈ内のグリース１７についても、同様の劣化状態であると推測することができる。もちろん、シール１６ａの幅面２１ａ全体を透明として、すべてのグリースポケット２２ａ〜２２ｈ内のグリース１７の劣化状態を確認してもよい。さらには、シール１６ａの幅面２１ａのみではなく、取付け時に外径側に位置する外径面２５や、内径側に位置する内径面２６に透明部を設け、その部分を通して内部状態を目視することができるようにしてもよい。

また、シール１６ａに、グリース１７を封入しない、単なるポケットを設け、このポケットを通して、転がり軸受１１の内部状態を目視することにしてもよい。図４は、この場合の転がり軸受を示す断面図である。図４を参照して、転がり軸受３１は、シール３２ａを含み、シール３２ａは、グリース１７を封入したグリースポケットと、グリース１７を封入していないポケット３５ａとを含む。ポケット３５ａの幅面３４ａには、透明部３３ａが設けられている。

ポケット３５ａには、転がり軸受３１の内部状態を目視する際に、遮蔽物となるグリース１７が封入されていないため、透明部３３ａを通して転がり軸受３１の内部状態、具体的には、図４中の矢印Ｄの方向から、転がり軸受３１を構成する円筒ころ３６や保持器３７等、各構成部材の劣化状態等を目視し、確認することができる。したがって、転がり軸受３１をメンテナンスする際に、転がり軸受３１を分解することなく、転がり軸受３１の内部状態を確認することができる。

また、このような転がり軸受１１、３１と鉄道車両用主電動機の主軸とを備え、主軸が上記した転がり軸受１１、３１に支持される鉄道車両用主電動機の主軸支持構造は、グリース１７や転がり軸受１１、３１の各構成部材の劣化状態等を容易に確認することができるため、メンテナンス性が良好になり、かつ、製造時における信頼性を向上することができる。

なお、転がり軸受１１は、シール１６ａ、またはシール１６ｂのいずれかのみを備える構成であってもよい。さらに、シール１６ａ、１６ｂの各グリースポケット２２ａ〜２２ｈ等は、複数の堰部２３によって仕切られていたが、これに限らず、堰部２３を設けず、シール１６ａ、１６ｂに一つのグリースポケットを有することにしてもよい。

また、転がり軸受１１に備えられる転動体として、上記の実施の形態においては円筒ころを使用したが、針状ころや棒状ころ等、他の転動体を用いてもよい。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明に係る転がり軸受は、メンテナンス性が良好であるため、長期間の安定した潤滑性が要求される鉄道車両用主電動機の主軸支持構造等に、有効に利用される。

この発明の一実施形態に係る転がり軸受を示す断面図である。 転がり軸受に備えられるシールの外形を示す図である。 図２に示すシールの断面図である。 グリースが封入されていないポケットを有するシールを備えた転がり軸受を示す断面図である。

符号の説明

１１，３１ 転がり軸受、１２ 外輪、１３ 内輪、１４，３６ 円筒ころ、１５，３７ 保持器、１６ａ，１６ｂ，３２ａ シール、１７ グリース、１８ａ，１８ｂ 係合部、１９ａ，１９ｂ 凹部、２０ａ，３３ａ 透明部、２１ａ，３４ａ 幅面、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈ グリースポケット、２３ 堰部、２４ 空間部、２５ 外径面、２６ 内径面、３５ａ ポケット。

Claims (5)

1. 外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配置される転動体と、前記転動体を保持する保持器と、樹脂製のシールとを備える転がり軸受であって、
   前記シールの少なくとも一部は、透明である、転がり軸受。
2. 前記シールは、その内部にグリースを封入するグリースポケットを含む、請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記シールは、前記グリースポケットを複数含み、
   複数の前記グリースポケットのうち、一のグリースポケットの少なくとも一部は、透明である、請求項２に記載の転がり軸受。
4. 前記シールは、その内部にグリースを封入しないポケットを含み、
   前記ポケットの少なくとも一部は、透明である、請求項１に記載の転がり軸受。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載された転がり軸受と、
   鉄道車両用主電動機の主軸とを備え、
   前記主軸は前記転がり軸受に支持される、鉄道車両用主電動機の主軸支持構造。

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