JP2013108539A

JP2013108539A - 鉄道車両用の車軸蓋部材

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Publication number: JP2013108539A
Application number: JP2011252503A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sekimoto; 浩関本
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2013-06-06
Anticipated expiration: 2031-11-18
Also published as: JP5899855B2

Abstract

【課題】蓋内部空間が負圧発生時に、密封性の低下を抑制することができる鉄道車両用の車軸蓋部材を提供する。
【解決手段】車軸１の軸端に設けられる円筒部材２にその開口を覆うように装着され、有底筒状に形成されているとともに、円筒部材２の端部外周に形成される外周嵌合部２１に嵌合する内周嵌合部４１を備え、合成樹脂からなる鉄道車両用の車軸蓋部材４において、車軸蓋部材４の底面４４から、この底面４４に対向する車軸１の端面１５方向に突出して、端面１５との間に所定の隙間Ｓが形成される突出部４２を備え、端面１５と車軸蓋部材４との間の蓋内部空間５が負圧発生時に、車軸蓋部材４が弾性変形して、突出部４２が端面１５に当接する。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車両用の車軸蓋部材に関する。

鉄道車両の車軸は、車軸の軸端近傍に設けられる軸受により支持され、この軸受の軸方向の外方であって車軸の軸端に設けられる円筒部材の外周面に車軸蓋部材を嵌合して装着し、外部からの雨水などが軸受に浸入することを防止している。この車軸蓋部材は、車軸の検査をする際の脱着を容易にするために、合成樹脂からなり、円筒部材の外周面に弾性変形させて容易に嵌合できるようにしている。（特許文献１）

そして、鉄道車両運転時に、車軸が回転することにより車軸の温度が上昇すると、車軸蓋部材と車軸の軸端との間に形成される蓋内部空間の内圧が上昇する。内圧が上昇すると、車軸蓋部材の嵌合状態が不安定となり、密封性が低下して雨水などが軸受に浸入する場合がある。そこで、図４に示すように、車軸蓋部材８０に排気弁８１を設けることにより、蓋内部空間８２の内圧が上昇したときには、蓋内部空間８２から排気弁８１を介して外部空間に排気されて内圧を一定にしている。

特開平８−３５５２３号公報

ところで、鉄道車両の洗浄においては、車軸８３の軸端周りは湯洗浄が数回繰り返される。湯洗浄されることにより車軸８３の軸端周りの温度が上昇すると排気弁８１により蓋内部空間８２の圧力を一定に保つ。

そして、車軸８３の軸端周りが冷めて、短時間の間に車軸８３の軸端周りの温度が低下して蓋内部空間８２の圧力が低下し負圧になると、図４の破線で示すように車軸蓋部材８０の中央部８４がＸ方向に変形する。これにより、円筒部材８５の肩部と接する位置Ｐ１０が支点となって、車軸蓋部材８０の嵌合部８６がＹ方向に変形し、嵌合部８６と円筒部材８５との間の締め代が小さくなって密封性が低下する。

そして、車軸８３の軸端周りが再び湯洗浄されると、密封性が低下した嵌合部８６と円筒部材８５との間から洗浄水が蓋内部空間８２に浸入する場合がある。蓋内部空間８２に水が浸入して滞留すると、車軸８３の軸端が腐食し、さらに、軸受内部空間８７に水が浸入する場合がある。そこで、鉄道車両用の車軸蓋部材８０は、蓋内部空間８２が負圧発生時に、密封性の低下を抑制することが課題となっていた。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、蓋内部空間が負圧発生時に、密封性の低下を抑制することができる鉄道車両用の車軸蓋部材を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る鉄道車両用の車軸蓋部材の構成上の特徴は、
鉄道車両用の車軸の軸端に設けられる円筒部材にその開口を覆うように装着され、有底筒状に形成されているとともに、前記円筒部材の端部外周に形成される外周嵌合部に嵌合する内周嵌合部を備え、合成樹脂からなる鉄道車両用の車軸蓋部材において、
前記車軸蓋部材の底面から、この底面に対向する前記車軸の端面方向に突出して、前記車軸の端面との間に所定の隙間が形成される突出部を備え、
前記車軸の端面と前記車軸蓋部材との間の蓋内部空間が負圧発生時に、前記車軸蓋部材が弾性変形して、前記突出部が前記車軸の端面に当接することである。

請求項１の鉄道車両用の車軸蓋部材によれば、車軸の端面と車軸蓋部材との間の蓋内部空間が負圧発生時に、車軸蓋部材が車軸の端面側に弾性変形して、車軸蓋部材の底面から突出する突出部が車軸の端面に当接する。そして、それ以降は弾性変形しないので、外周嵌合部と内周嵌合部との間の嵌合状態の変化はほとんどなく、密封性の低下を抑制することができる。

請求項２に係る鉄道車両用の車軸蓋部材の構成上の特徴は、前記突出部は、その径方向中心が前記車軸の軸心と略同一であることである。

請求項２の鉄道車両用の車軸蓋部材によれば、突出部は、その径方向中心が車軸の軸心と略同一であるので、車軸蓋部材が円周方向に均等に弾性変形して、外周嵌合部と内周嵌合部との間の嵌合状態が均等となるため、密封性の低下を抑制することができる。

本発明によれば、蓋内部空間が負圧発生時に、密封性の低下を抑制することができる鉄道車両用の車軸蓋部材を提供できる。

本発明の一実施形態である車軸蓋部材を装着した鉄道車両の車軸周りの一部縦断面図である。図１の突起部の変形例を説明する図である。図１の突起部の変形例を説明する図である。従来技術の車軸蓋部材を装着した鉄道車両の車軸周りの一部縦断面図である。

以下、本発明の鉄道車両用の車軸蓋部材を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態である車軸蓋部材を装着した鉄道車両の車軸周りの一部縦断面図である。図１を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、車両インナ側とは図１における右側を示し、車両アウタ側とは図１における左側を示すものとする。

鉄道車両の車軸１は、軸端近傍に外嵌装着される複列の円筒ころ３３からなる転がり軸受３により支持されている。また、車軸１は、転がり軸受３の内輪３２が車両アウタ側から軸ナット１１により押し付けられ、軸ナット１１が車軸１の外周に形成されるキー溝１２に嵌合して車両アウタ側に装着される止め輪１３を介してボルト１４により締め付けられて、車軸１に内輪３２が固定される。

円筒部材２は、転がり軸受３の外輪３１に取り付けられ、軸ナット１１及び内輪３２の間に所定の隙間を介して車軸１の軸端外周に配置されて、転がり軸受３を非接触に密封している。円筒部材２の外周端部には径方向内向きの周溝である外周嵌合部２１が形成されている。円筒部材２の材料としては、例えば、炭素鋼板のＳＰＣＣが用いられる。

車軸蓋部材４は、合成樹脂製の弾性体からなる有底円筒状に形成されており、その内周端部には径方向内向きに全周に亘って突出する内周嵌合部４１が円筒部材２の外周嵌合部２１に嵌合して、円筒部材２の開口を覆うように装着されて密封する。これにより、車軸１の端面１５と車軸蓋部材４との間に蓋内部空間５が形成される。また、車軸蓋部材４は、装着時に弾性的に拡径して装着後に弾性的に縮径して円筒部材２に装着され、離脱時には弾性的に拡径して離脱後に弾性的に縮径して円筒部材２から離脱される。

車軸蓋部材４は、車両アウタ側端面には、蓋内部空間５の圧力が上昇したときに、蓋内部空間５から外部空間に排気して蓋内部空間５の圧力を一定に保つ排気弁４３が設けられている。車軸１の回転により車軸１の温度が上昇して、蓋内部空間５の圧力が上昇したときには、蓋内部空間５から排気弁４３を介して外部空間に排気されて内圧を一定にしている。

車軸蓋部材４は、径方向に軸心Ｐ１と略同一、且つ、底面４４から、この底面４４に対向する車軸の端面１５の方向に円柱状に突出して、端面１５との間に所定の隙間Ｓが形成される突出部４２を備える。

鉄道車両の洗浄においては、車軸１の軸端周りは湯洗浄が数回繰り返される。車軸蓋部材４は、湯洗浄されることにより車軸１の軸端周りの温度が上昇すると蓋内部空間５の圧力が上昇して、蓋内部空間５から排気弁４２を介して外部空間に排気されて蓋内部空間５の圧力を一定に保つ。

そして、車軸蓋部材４は、車軸１の軸端周りが冷めて、短時間の間に車軸１の軸端周りの温度が低下して蓋内部空間５の圧力が低下して負圧になると、車軸蓋部材４の中央部が車軸の端面１５の方向に弾性変形し、円筒部材２の肩部と接する位置Ｐ２が支点となって、車軸蓋部材４の内周嵌合部４１がＡ方向に弾性変形する。

しかしながら、車軸蓋部材４は、車軸蓋部材４の中央部が変形し始めると、直ぐに突出部４２が車軸１の端面１５に当接するので、内周嵌合部４１はほとんど変形することはない。そのため、外周嵌合部２１と内周嵌合部４１との間の嵌合状態の変化（悪化）はほとんどなく、密封性の低下を抑制することができる。

以上のように、本実施の形態に係る鉄道車両用の車軸蓋部材４によれば、車軸１の端面１５と車軸蓋部材４との間の蓋内部空間５が負圧発生時に、車軸蓋部材４の中央が車軸１の端面１５側に弾性変形して、車軸蓋部材４の底面４４から突出する突出部が車軸１の端面１５に当接する。そして、それ以降は弾性変形しないので、外周嵌合部２１と内周嵌合部４１との間の嵌合状態の変化（悪化）はほとんどなく、密封性の低下を抑制することができる。

なお、上記実施形態では、図１に示すように突出部４２が、１個、且つ、円柱状に形成されるとしたが、それに限るものではなく、例えば、突出部が複数の場合や内部が空洞の筒状に形成される構成に適用してもよい。

図２（ａ）は、図１の突起部４２の変形例を説明する図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の車軸蓋部材４のＢ矢視図である。図２（ａ），（ｂ）に示すように、突出部４２ａは内部が空洞の筒状に形成されている。この車軸蓋部材４によれば、円柱状の突出部４２に対して、軽量化や低コストのために同じ体積とした場合には、内部が空洞の筒状の突出部４２ａは車軸１の端面１５に当接する位置が径方向に大きいので、車軸蓋部材４が円周方向により均等に弾性変形して、図１に示す外周嵌合部２１と内周嵌合部４１との間の嵌合状態がより均等となるため、外周嵌合部２１と内周嵌合部４１との間の嵌合状態の変化（悪化）はほとんどなく、密封性の低下を確実に抑制することができる。

図３（ａ）は、図１の突起部４２の変形例を説明する図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の車軸蓋部材４のＣ矢視図である。図３（ａ），（ｂ）に示すように、突出部４２ｂが円周上の６箇所に均等配置されて突出群４２ｂ１を形成している。この車軸蓋部材４によれば、突出群４２ｂ１は、この径方向中心Ｐ３が車軸１の軸心Ｐ１と略同一であるので、車軸蓋部材４が円周方向に均等に弾性変形して、図１に示す外周嵌合部２１と内周嵌合部４１との間の嵌合状態が均等となるため、密封性の低下を抑制することができる。

また、上記実施形態では、転がり軸受３が、複列の円筒ころ３３からなる構成としたが、それに限るものではなく、例えば、複列の円錐ころからなる構成に適用してもよく、また、単列の円筒ころからなる構成に適用してもよい。

また、上記実施形態では、円筒部材２の外周嵌合部２１と車軸蓋部材４の内周嵌合部４１との嵌合は、外周嵌合部２１が凹み、内周嵌合部４１が突出するとしたが、それに限るものではなく、例えば、外周嵌合部２１が突出し、内周嵌合部４１が凹む構成に適用してもよい。

１：車軸、２：円筒部材、３：転がり軸受、４：車軸蓋部材、５：蓋内部空間、１１：軸ナット、１２：キー溝、１３：止め輪、１４：ボルト、１５：車軸の端面、２１：外周嵌合部、３１：外輪、３２：内輪、３３：円筒ころ、４１：内周嵌合部、４２，４２ａ，４２ｂ：突出部、４２ｂ１：突出群、４３：排気弁、４４：底面、Ｐ１：軸心、Ｓ：隙間、Ｐ３：突出群の径方向中心

Claims

鉄道車両用の車軸の軸端に設けられる円筒部材にその開口を覆うように装着され、有底筒状に形成されているとともに、前記円筒部材の端部外周に形成される外周嵌合部に嵌合する内周嵌合部を備え、合成樹脂からなる鉄道車両用の車軸蓋部材において、
前記車軸蓋部材の底面から、この底面に対向する前記車軸の端面方向に突出して、前記車軸の端面との間に所定の隙間が形成される突出部を備え、
前記車軸の端面と前記車軸蓋部材との間の蓋内部空間が負圧発生時に、前記車軸蓋部材が弾性変形して、前記突出部が前記車軸の端面に当接することを特徴とする鉄道車両用の車軸蓋部材。
前記突出部は、その径方向中心が前記車軸の軸心と略同一であることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用の車軸蓋部材。