JP2017150506A

JP2017150506A - 鉄道車両用軸受ユニット

Info

Publication number: JP2017150506A
Application number: JP2016031160A
Authority: JP
Inventors: 愛子鈴木; Aiko Suzuki
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2016-02-22
Filing date: 2016-02-22
Publication date: 2017-08-31

Abstract

【課題】回転停止時に高い密封性を維持することができると共に、高速回転時に密封性を維持したまま、シールリップの摩耗を抑制することができる鉄道車両用軸受ユニットを提供する。【解決手段】鉄道車両の車軸Ｓに外嵌され、車軸Ｓを回転自在に支持する転がり軸受２０と、車軸Ｓに外嵌され、軸受の内輪２２にそれぞれ当接する一対の蓋部材２６，２７と、軸受の外輪２１と一対の蓋部材２６，２７との間をそれぞれ密封するシール装置３０と、を備え、シール装置３０は、外輪２１に取り付けられる第１スリンガ３１と、蓋部材２６，２７に取り付けられる第２スリンガ３２と、第２スリンガ３２に取り付けられ、第１スリンガ３１の外周面に接触するシールリップ３３と、を備え、第１スリンガ３１と第２スリンガ３２との間にラビリンス隙間Ｇが形成され、車軸Ｓの回転によりシールリップ３３に遠心力が作用して、シールリップ３３が第１スリンガ３１の外周面から離れる方向に弾性変形する。【選択図】図２

Description

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軸受ユニットに関する。

鉄道車両用軸受ユニットでは、外輪と後蓋との間及び外輪と前蓋との間をシールにて嵌合することで、軸受内部に封入したグリースを密封化し、軸受ユニットをコンパクトに且つ組ばらしを容易にしている。特に、ラビリンス構造を有するシールは、外部からの水やゴミなどの浸入を防ぐことに関して効果的である。

ラビリンス構造を有するシールを備える軸受ユニットとして、シールリップ部の先端にメインリップとダストリップの２種類を設けることにより、密封性能を確保するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、外輪側に装着した第１シール部と内輪側に装着した第２シールでラビリンス構造を構成することで密封装置の着脱や再使用を容易にする軸受ユニットが知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００６−２１４５７１号公報特開２００６−３１６８８４号公報

ところで、上記特許文献１、２に記載の軸受ユニットでは、回転停止時のラビリンス構造や回転速度によるラビリンス構造の変化については考慮されておらず、特に、高速回転時において密封性能を維持しようとすると、シールリップの緊迫力が高くなり、シールリップの摩耗や発熱などが発生する可能性があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転停止時に高い密封性を維持することができると共に、高速回転時に密封性を維持したまま、シールリップの摩耗を抑制することができる鉄道車両用軸受ユニットを提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）鉄道車両の車軸に外嵌され、車軸を回転自在に支持する転がり軸受と、車軸に外嵌され、転がり軸受の内輪にそれぞれ当接する一対の蓋部材と、転がり軸受の外輪と一対の蓋部材との間をそれぞれ密封するシール装置と、を備え、内輪と一対の蓋部材が車軸と共に回転する鉄道車両用軸受ユニットであって、シール装置は、外輪に取り付けられる第１スリンガと、蓋部材に取り付けられる第２スリンガと、第２スリンガに取り付けられ、第１スリンガの外周面に接触するシールリップと、を備え、第１スリンガと第２スリンガとの間にラビリンス隙間が形成され、車軸の回転によりシールリップに遠心力が作用して、シールリップが第１スリンガの外周面から離れる方向に弾性変形する鉄道車両用軸受ユニット。
（２）第１スリンガは、外輪の内周面に取り付けられる外筒部と、外筒部の軸方向外端部から径方向内側に延びる円環部と、円環部の径方向内端部から軸方向内側に延びる内筒部と、を有し、シールリップは、第１スリンガの内筒部の外周面に接触する（１）に記載の鉄道車両用軸受ユニット。
（３）第２スリンガは、蓋部材に取り付けられる内筒部と、内筒部の軸方向内端部から径方向外側に延びる円環部と、円環部の径方向外端部から軸方向外側に延びる外筒部と、を有し、シールリップは、第２スリンガの外筒部に取り付けられる（２）に記載の鉄道車両用軸受ユニット。

本発明によれば、シール装置は、外輪に取り付けられる第１スリンガと、蓋部材に取り付けられる第２スリンガと、第２スリンガに取り付けられ、第１スリンガの外周面に接触するシールリップと、を備え、第１スリンガと第２スリンガとの間にラビリンス隙間が形成され、車軸の回転によりシールリップに遠心力が作用して、シールリップが第１スリンガの外周面から離れる方向に弾性変形するため、回転停止時に高い密封性を維持することができると共に、高速回転時に密封性を維持したまま、シールリップの摩耗を抑制することができる。

本発明に係る鉄道車両用軸受ユニットの一実施形態を説明するための断面図である。図１に示す後蓋側のシール装置の周辺の拡大断面図である。

以下、本発明に係る鉄道車両用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。

本実施形態の鉄道車両用軸受ユニット１０は、図１に示すように、鉄道車両の車軸Ｓを回転自在に支持する複列円すいころ軸受（転がり軸受）２０を備える。そして、車軸Ｓの外端部（図１の右端部）には、鉄道車両の不図示の車輪が取り付けられている。

複列円すいころ軸受２０は、車両側に固定される一体型の外輪２１と、各列に個別に分割された一対の内輪２２と、外輪２１と一対の内輪２２との間に転動自在に配置される複数の円すいころ（転動体）２３と、複数の円すいころ２３を周方向に等間隔に保持する一対の保持器２４と、一対の内輪２２間に配置される間座２５と、を備え、車軸Ｓに外嵌されている。

車軸Ｓは、一対の内輪２２が外嵌される車軸ジャーナル部Ｓ１と、車軸ジャーナル部Ｓ１よりも大径であり、車軸ジャーナル部Ｓ１より車輪側（軸方向外側）に位置する車軸大径部Ｓ２と、を有する。

また、鉄道車両用軸受ユニット１０は、車軸Ｓの車軸ジャーナル部Ｓ１に外嵌され、車輪から離間する側の内輪２２の軸方向外端面と当接する円筒形状の前蓋（蓋部材）２６と、車軸Ｓの車軸大径部Ｓ２に外嵌され、車輪側の内輪２２の軸方向外端面と当接する円筒形状の後蓋（蓋部材）２７と、外輪２１と前蓋２６との間及び外輪２１と後蓋２７との間をそれぞれ密封するシール装置３０と、を備える。そして、この鉄道車両用軸受ユニット１０では、内輪２２、前蓋２６、及び後蓋２７が車軸Ｓと共に回転する。

シール装置３０は、図２に示すように、外輪２１の内周面の軸方向外端部に取り付けられる第１スリンガ３１と、後蓋２７の外周面の内輪側端部に取り付けられる第２スリンガ３２と、第２スリンガ３２に取り付けられ、第１スリンガ３１に接触するシールリップ３３と、を備える。なお、本説明では、図２を参照にして後蓋２７側のシール装置３０について説明するが、前蓋２６側のシール装置３０も同様の構成である。

第１スリンガ３１は、外輪２１の内周面の軸方向外端部に内嵌される外筒部３１ａと、外筒部３１ａの軸方向外端部から径方向内側に延びる円環部３１ｂと、円環部３１ｂの径方向内端部から軸方向内側に延びる内筒部３１ｃと、を有する。そして、シールリップ３３は、第１スリンガ３１の内筒部３１ｃの外周面に接触している。また、第１スリンガ３１は、金属製の薄板をプレス加工することにより成形されている。なお、外筒部３１ａの軸方向外側部分は、縮径する段付き形状に形成されている。

第２スリンガ３２は、後蓋２７の外周面の内輪側端部に外嵌される内筒部３２ａと、内筒部３２ａの軸方向内端部から径方向外側に延びる円環部３２ｂと、円環部３２ｂの径方向外端部から軸方向外側に延びる外筒部３２ｃと、を有する。また、第２スリンガ３２は、金属製の薄板をプレス加工することにより成形されている。

第１スリンガ３１の内筒部３１ｃは、第２スリンガ３２の内筒部３２ａの外周面に接近する位置に配置されており、第１スリンガ３１の内筒部３１ｃの内周面と第２スリンガ３２の内筒部３２ａの外周面との間にラビリンス隙間Ｇが形成されている。

また、第２スリンガ３２の外筒部３２ｃは、第１スリンガ３１の内筒部３１ｃよりも軸方向内側且つ径方向外側に配置されている。そして、シールリップ３３は、第２スリンガ３２の外筒部３２ｃの先端部から軸方向外側且つ径方向内側に向かって斜めに形成され、第１スリンガ３１の内筒部３１ｃの外周面に接触している。また、シールリップ３３は、ゴムやエラストマーなどの弾性材料から成形されている。

このように構成された鉄道車両用軸受ユニット１０では、車軸Ｓの回転停止時又は車軸Ｓが低速回転している場合、シールリップ３３が第１スリンガ３１の内筒部３１ｃの外周面に高面圧で接触するため、高い密封性が維持される。

また、車軸Ｓが高速回転する場合、シールリップ３３に作用する遠心力によりシールリップ３３が第１スリンガ３１の内筒部３１ｃの外周面から離れる方向に弾性変形して、内筒部３１ｃの外周面に低面圧で接触するため、密封性を維持したまま、シールリップ３３の摩耗が抑制される。

以上説明したように、本実施形態の鉄道車両用軸受ユニット１０によれば、第１スリンガ３１と第２スリンガ３２との間にラビリンス隙間Ｇが形成され、車軸Ｓの回転によりシールリップ３３に遠心力が作用して、シールリップ３３が第１スリンガ３１の内筒部３１ｃの外周面から離れる方向に弾性変形するため、回転停止時に高い密封性を維持することができると共に、高速回転時に密封性を維持したまま、シールリップ３３の摩耗を抑制することができる。

なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１０鉄道車両用軸受ユニット
２０複列円すいころ軸受（転がり軸受）
２１外輪
２２内輪
２３円すいころ
２６前蓋（蓋部材）
２７後蓋（蓋部材）
３０シール装置
３１第１スリンガ
３１ａ外筒部
３１ｂ円環部
３１ｃ内筒部
３２第２スリンガ
３２ａ内筒部
３２ｂ円環部
３２ｃ外筒部
３３シールリップ
Ｇラビリンス隙間
Ｓ車軸

Claims

鉄道車両の車軸に外嵌され、前記車軸を回転自在に支持する転がり軸受と、
前記車軸に外嵌され、前記転がり軸受の内輪にそれぞれ当接する一対の蓋部材と、
前記転がり軸受の外輪と前記一対の蓋部材との間をそれぞれ密封するシール装置と、を備え、前記内輪と前記一対の蓋部材が前記車軸と共に回転する鉄道車両用軸受ユニットであって、
前記シール装置は、前記外輪に取り付けられる第１スリンガと、前記蓋部材に取り付けられる第２スリンガと、前記第２スリンガに取り付けられ、前記第１スリンガの外周面に接触するシールリップと、を備え、
前記第１スリンガと前記第２スリンガとの間にラビリンス隙間が形成され、
前記車軸の回転により前記シールリップに遠心力が作用して、前記シールリップが前記第１スリンガの外周面から離れる方向に弾性変形する鉄道車両用軸受ユニット。
前記第１スリンガは、前記外輪の内周面に取り付けられる外筒部と、前記外筒部の軸方向外端部から径方向内側に延びる円環部と、前記円環部の径方向内端部から軸方向内側に延びる内筒部と、を有し、
前記シールリップは、前記第１スリンガの前記内筒部の外周面に接触する請求項１に記載の鉄道車両用軸受ユニット。
前記第２スリンガは、前記蓋部材に取り付けられる内筒部と、前記内筒部の軸方向内端部から径方向外側に延びる円環部と、前記円環部の径方向外端部から軸方向外側に延びる外筒部と、を有し、
前記シールリップは、前記第２スリンガの前記外筒部に取り付けられる請求項２に記載の鉄道車両用軸受ユニット。