JP2012172777A - Rolling bearing unit for train car - Google Patents
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- F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
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- F16C19/386—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings in O-arrangement
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- F16C2326/00—Articles relating to transporting
- F16C2326/10—Railway vehicles
Abstract
Description
本発明は、本発明は、鉄道車両の車軸を回転自在に支持する鉄道車両用転がり軸受ユニットに関する。 The present invention relates to a rolling bearing unit for a railway vehicle that rotatably supports an axle of the railway vehicle.
鉄道車両の車軸の端部には鉄道車両用転がり軸受ユニットが取り付けられており、車軸を回転自在に支持するとともに車両の重量を支えている。図3は、従来の鉄道車両用転がり軸受ユニットを示す。 A rolling bearing unit for a railway vehicle is attached to an end portion of the axle of the railway vehicle, and rotatably supports the axle and supports the weight of the vehicle. FIG. 3 shows a conventional rolling bearing unit for railway vehicles.
この鉄道車両用転がり軸受ユニットは、鉄道車両に用いられる軸受の一例である複列円錐ころ軸受10(以降、軸受10と称す)を備えており、この軸受10に鉄道車両の車軸20が支持されている。軸受10は、一体型の外輪1と各列に個別に分割された内輪2,2とを備え、内輪2と外輪1との間には、保持器4に保持された複数のころ(転動体)3が転動自在に配置されている。そして、軸受10の軸方向両端側には、後蓋(又はバッキングリング)6及び前蓋7が内輪2,2の側面と当接するように配置されている。
The rolling bearing unit for a railway vehicle includes a double row tapered roller bearing 10 (hereinafter referred to as a bearing 10) that is an example of a bearing used in a railway vehicle, and the
後蓋6及び前蓋7の軸受寄りの外周側には、段付き円筒状のシールケース31が外輪1に嵌合されて配置されている。シールケース31の内周側には、環状のシール32が取り付けられている。即ち、シール32の外周側がシールケースの内周面に固着され、シールの内周側が後蓋6または前蓋7の外周面に摺接している。これにより、鉄道車両用転がり軸受ユニットが密封され、内部にごみ、水分、異物等が外部から侵入することを防ぐとともに、ユニット内のグリース等の潤滑剤が外部に漏出するのを防いでいる。
On the outer peripheral side of the
ほとんどの鉄道車両用転がり軸受ユニットは、車輪の外側に配置されているアウトボードタイプであるので、荷重を受けた際には車軸20がたわみ、車軸20の端部ほどたわみ量が大きくなる。このような状態で車軸20が回転すると、内輪2と後蓋6との接触面でフレッチング摩耗が起きており、損傷した後蓋6や内輪2を交換する問題や、摩耗粉が軸受内部へ侵入してグリースを劣化させる問題が発生している。
Most rolling bearing units for railway vehicles are of the outboard type arranged on the outside of the wheel. Therefore, the
特許文献1に記載の鉄道車両用軸受装置では、弾性シール部材のプレートを内輪と後蓋との間に挟みこむことで内輪と後蓋との摩耗を防ぎ、摩耗したプレートを適宜交換するようにしている。特許文献2に記載の鉄道車両用軸受装置では、後蓋の自由端側の端面にダイヤモンドライクカーボン膜を被覆して、フレッチング摩耗を防止している。特許文献3に記載の鉄道車両用軸受装置では、内輪と後蓋の端面同士を突き合わせた接触部の外周側に形成された凹溝に弾性密封部材を圧入し、摩耗粉を積極的に捕捉することで、摩耗粉が軸受内部に侵入し、拡散することを防止している。
In the railway vehicle bearing device described in
また、特許文献4に記載の鉄道車両用軸受装置では、内輪の軸方向内側の端面の内径側と後蓋の軸方向外側の端面の内径側とに当接が行われる当接部位を構成する一方、内輪の軸方向内側の端面の外径側と後蓋の軸方向外側の端面の外径側との間に隙間を介在して当接が行われない非当接部位を構成し、当接部位と非当接部位との間に環状の密封部位を設け、フレッチング摩耗による摩耗粉の軸受内部への侵入を防止している。さらに、特許文献5に記載の鉄道車両用軸受装置では、後蓋の小径端部の内周面が車軸と嵌合し、端面が内輪と接する一方、大径端部の端面が車軸の肩部と接しており、小径端部のはめあい面の外径側に凹部を設けて、車軸へのかじりを防止している。
Further, in the railway vehicle bearing device described in
ところで、図3に示すように、後蓋と車軸とは、接触部Aにて嵌合する場合が一般的であり、この接触部Aの接触力によって後蓋は半径方向に押し広げられる。すると、接触面圧が偏り、後蓋外径部の角部において接触面圧が局所的に高くなり(以降、「角当り」と称す。)、フレッチング摩耗を生じる可能性があった。 Incidentally, as shown in FIG. 3, the rear lid and the axle are generally fitted at the contact portion A, and the rear lid is pushed and spread in the radial direction by the contact force of the contact portion A. Then, the contact surface pressure is biased, the contact surface pressure locally increases at the corner of the outer diameter portion of the rear lid (hereinafter referred to as “per corner”), and fretting wear may occur.
また、特許文献4に記載の鉄道車両用軸受装置では、後蓋が、車軸のジャーナル部の外周面と、このジャーナル部の外径より大径の外周面との2箇所で接触することが示されているが、各接触部でのはめあい代について開示されておらず、角当りを十分に抑制することができなかった。
Further, in the railway vehicle bearing device described in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、後蓋と内輪との当接面におけるフレッチング摩耗を抑制することができる鉄道車両用転がり軸受ユニットを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a rolling bearing unit for a railway vehicle that can suppress fretting wear on a contact surface between a rear lid and an inner ring.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 内輪、外輪、及び、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に配置される複数の転動体を有し、鉄道車両の車軸を支持する転がり軸受と、
前記内輪の後端面側で前記車軸に外嵌される後蓋と、
を有する鉄道車両用転がり軸受ユニットにおいて、
前記後蓋の内周面には、前記車軸の外周面と接触する少なくとも2箇所の接触部が設けられており、
半径方向の剛性が高い前記接触部における前記車軸とのはめあい代は、半径方向の剛性が低い前記接触部における前記車軸とのはめあい代よりも大きいことを特徴とする鉄道車両用転がり軸受ユニット。
(2) 前記接触部には、クラウニングが施されていることを特徴とする(1)に記載の鉄道車両用転がり軸受ユニット。
(3) 前記車軸は、前記内輪が外嵌されるジャーナル部と、該ジャーナル部よりも車輪側で、前記ジャーナル部より大径の拡径部を有し、
前記後蓋の接触部は、前記拡径部の外周面と接触する第1の接触部と、軸方向において前記内輪と前記後蓋との当接面寄りで、前記ジャーナル部の外周面と接触する第2の接触部と、を備えることを特徴とする(1)または(2)に記載の鉄道車両用転がり軸受ユニット。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) an inner ring, an outer ring, and a rolling bearing that has a plurality of rolling elements that are arranged to freely roll between the inner ring and the outer ring, and that supports an axle of a railway vehicle;
A rear lid that is externally fitted to the axle on the rear end face side of the inner ring;
In rolling bearing units for railway vehicles having
The inner peripheral surface of the rear lid is provided with at least two contact portions that come into contact with the outer peripheral surface of the axle,
A rolling bearing unit for a railway vehicle, wherein a fitting allowance with the axle in the contact portion having high radial rigidity is larger than a fitting allowance with the axle in the contact portion having low radial rigidity.
(2) The rolling bearing unit for a railway vehicle according to (1), wherein the contact portion is crowned.
(3) The axle has a journal part on which the inner ring is fitted, and an enlarged diameter part larger in diameter than the journal part on the wheel side of the journal part,
The contact portion of the rear lid is in contact with the outer peripheral surface of the journal portion near the contact surface between the inner ring and the rear lid in the axial direction, and the first contact portion that contacts the outer peripheral surface of the enlarged diameter portion. A rolling bearing unit for a railway vehicle according to (1) or (2), comprising: a second contact portion that performs the above operation.
本発明の鉄道車両用転がり軸受ユニットによれば、後蓋の内周面には、車軸の外周面と接触する少なくとも2箇所の接触部が設けられており、半径方向の剛性が高い接触部における車軸とのはめあい代は、半径方向の剛性が低い接触部における車軸とのはめあい代よりも大きい。これにより、車軸とのはめあい後の後蓋が半径方向に均等に広がるように変形でき、角当りを抑制することができ、後蓋と内輪との当接面におけるフレッチング摩耗を抑制することができる。 According to the rolling bearing unit for a railway vehicle of the present invention, the inner peripheral surface of the rear cover is provided with at least two contact portions that come into contact with the outer peripheral surface of the axle, and in the contact portion having high radial rigidity. The fitting allowance with the axle is larger than the fitting allowance with the axle at the contact portion having low rigidity in the radial direction. Accordingly, the rear lid after fitting with the axle can be deformed so as to spread evenly in the radial direction, corner contact can be suppressed, and fretting wear at the contact surface between the rear lid and the inner ring can be suppressed. .
以下、本発明に係る鉄道車両用転がり軸受ユニットの一実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記図3に記載の鉄道車両用軸受ユニットと同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。 Hereinafter, an embodiment of a rolling bearing unit for a railway vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, about the same or equivalent part as the railway vehicle bearing unit described in FIG. 3, the same reference numerals are attached to the drawings, and description thereof is omitted or simplified.
本実施形態の鉄道車両用転がり軸受ユニットでは、図1に示すように、車軸20は、内輪2が外嵌されるジャーナル部20aと、ジャーナル部20aよりも車輪側で、ジャーナル部20aより大径の拡径部20bを有する。
In the rolling bearing unit for railway vehicles according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
内輪2の後端面側で車軸20に外嵌される後蓋6の内周面には、拡径部20bの外周面と嵌合して接触する第1の接触部6aと、軸方向において内輪2と後蓋6との当接面寄りで、ジャーナル部20aの外周面と嵌合して接触する第2の接触部6bと、を備える。第2の接触部6bには、クラウニング加工が施されている。また、後蓋6の外周面には、内輪2との当接面6c寄りの部分に環状の切欠き6dが形成されている。
A
ここで、本実施形態では、半径方向の剛性が高い第2の接触部6bにおける車軸20とのはめあい代は、半径方向の剛性が低い第1の接触部6aにおける車軸20とのはめあい代よりも大きくなるように設定されている。第1及び第2の接触部6a,6bにおける各はめあい代は、30〜120μm、好ましくは、40〜80μmの範囲で、上記要件を満たすように適切に設定されている。
Here, in this embodiment, the fitting allowance with the
このように構成された鉄道車両用転がり軸受ユニットによれば、後蓋6の内周面に、車軸20の外周面と接触する第1及び第2の接触部6a,6bを設け、後蓋6と車軸20とを2箇所で接触させるので、内輪2と後蓋6との当接面での角当りを低減し、該当接面におけるフレッチング摩耗を抑制することができる。また、半径方向の剛性が高い第2の接触部6bにおける車軸20とのはめあい代は、半径方向の剛性が低い第1の接触部6aにおける車軸20とのはめあい代よりも大きく設定し、車軸20とのはめあい後における後蓋6の半径方向の変形量を同一にして、角当りを抑制することができる。従って、後蓋6と内輪2とのフレッチング摩耗を抑制することができる。
According to the rolling bearing unit for a railway vehicle configured as described above, the first and
また、第2の接触部6bには、クラウニングが施されているので、第2の接触部6bにおけるフレッチング摩耗をさらに抑制することができる。
Further, since the
図2は、本発明に係る鉄道車両用転がり軸受ユニットの変形例を示す。図2では、後蓋6の内周面に、車軸20の外周面と接触する3箇所の接触部、即ち、第1〜第3の接触部6a,6b´,6e´が設けられている。この場合、第2及び第3の接触部6b´,6e´は、軸方向において内輪2と後蓋6との当接面寄りの位置に設けられており、それぞれ同一の曲率でクラウニングが施されている。また、半径方向の剛性が高い第2及び第3の接触部6b´,6e´は、第1の接触部6aに比べてはめあい代が大きく設定されている。
FIG. 2 shows a modification of the rolling bearing unit for railway vehicles according to the present invention. In FIG. 2, three contact portions that are in contact with the outer peripheral surface of the
従って、該変形例においても、後蓋6の内周面に、車軸20の外周面と接触する第1〜第3の接触部6a,6b´,6e´を設け、後蓋6と車軸20とを3箇所で接触させるので、内輪2と後蓋6との当接面での角当りを低減し、該当接面におけるフレッチング摩耗を抑制することができる。また、半径方向の剛性が高い第2及び第3の接触部6b´,6e´における車軸20とのはめあい代は、半径方向の剛性が低い第1の接触部6aにおける車軸20とのはめあい代よりも大きく設定しているので、車軸20とのはめあい後における後蓋6の半径方向の変形量を同一にして、角当りを抑制することができる。
Therefore, also in this modification, the 1st-
また、第2及び第3の接触部6b´,6e´は、クラウニングを同一の曲率としているので、各接触部6b´,6e´での接触面圧を低減することができ、内輪2と後蓋6との当接面でのフレッチング摩耗を抑制することができる。
Further, since the second and
なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良等が可能である。 In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
本発明の車軸20の外周面と接触する後蓋6の接触部は、少なくとも2箇所設けられればよく、接触部の数は任意である。
The contact part of the
また、本実施形態では、第2や第3の接触部6b,6b´,6e´にクラウニング加工が施されているが、各接触部におけるクラウニング加工は任意であり、いずれかの接触部にクラウニング加工が施されてもよく、全ての接触部にクラウニング加工が施されてもよい。
In the present embodiment, the second and
なお、本実施形態では、第2の接触部6bにおけるはめあい代を第1の接触部6aにおけるはめあい代よりも大きくしているが、半径方向の剛性が高い接触部のはめあい代を半径方向の剛性が低い接触部のはめあい代より大きく設定すればよい。例えば、剛性の度合いに応じて、第1の接触部のはめあい代が第2の接触部のはめあい代よりも大きく設定されてもよい。
In this embodiment, the fitting allowance in the
1 外輪
2 内輪
3 ころ(転動体)
6 後蓋
6a 第1の接触部
6b 第2の接触部
10 複列円錐ころ軸受(転がり軸受)
20 車軸
1
6
20 axles
Claims (3)
前記内輪の後端面側で前記車軸に外嵌される後蓋と、
を有する鉄道車両用転がり軸受ユニットにおいて、
前記後蓋の内周面には、前記車軸の外周面と接触する少なくとも2箇所の接触部が設けられており、
半径方向の剛性が高い前記接触部における前記車軸とのはめあい代は、半径方向の剛性が低い前記接触部における前記車軸とのはめあい代よりも大きいことを特徴とする鉄道車両用転がり軸受ユニット。 An inner ring, an outer ring, and a rolling bearing that has a plurality of rolling elements that are freely rollable between the inner ring and the outer ring, and that supports an axle of a railway vehicle;
A rear lid that is externally fitted to the axle on the rear end face side of the inner ring;
In rolling bearing units for railway vehicles having
The inner peripheral surface of the rear lid is provided with at least two contact portions that come into contact with the outer peripheral surface of the axle,
A rolling bearing unit for a railway vehicle, wherein a fitting allowance with the axle in the contact portion having high radial rigidity is larger than a fitting allowance with the axle in the contact portion having low radial rigidity.
前記後蓋の接触部は、前記拡径部の外周面と接触する第1の接触部と、軸方向において前記内輪と前記後蓋との当接面寄りで、前記ジャーナル部の外周面と接触する第2の接触部と、を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の鉄道車両用転がり軸受ユニット。
The axle has a journal part on which the inner ring is fitted, and a wheel diameter side of the journal part, and an enlarged diameter part having a larger diameter than the journal part,
The contact portion of the rear lid is in contact with the outer peripheral surface of the journal portion near the contact surface between the inner ring and the rear lid in the axial direction, and the first contact portion that contacts the outer peripheral surface of the enlarged diameter portion. The rolling bearing unit for a railway vehicle according to claim 1, further comprising: a second contact portion that performs the above operation.
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