JP3986775B2 - 鉄道車両用軸受ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄道車両の車軸などに用いられる鉄道車両用軸受ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
鉄道車両の車軸用軸受では、図４に示すように軸受５０の内輪５１の両側に各々接して、油切り５２および後ろ蓋５３が設けられる。軸受５０には複列の円すいころ軸受が用いられる。
【０００３】
このような軸受ユニットにおいて、車軸にかかる多大な曲げモーメントのために、軸受内輪５１と油切り５２との接触面ａ、および軸受内輪５１と後ろ蓋５３との接触面ｂには繰返し応力が発生する。油切り５２および後ろ蓋５３は、焼ならしを施しただけの炭素鋼であるため、このような繰返し応力により、油切り５２および後ろ蓋５３の軸受内輪５１との接触面ａ，ｂが摩耗する。そのため軸受寿命の向上が難しい。また、摩耗が進行すると、摩耗粉が軸受内の潤滑剤に混入し、潤滑剤の劣化の原因となったり、摩耗粉が軸受内でラップ材のような作用をして隙間の増大を招き、音響，振動等を大きくして寿命を低下させる等の原因となることもある。車両の構造上、曲げモーメントによる繰返し応力の発生はやむを得ない。
【０００４】
摩耗粉の軸受内への侵入防止対策としては、図５に示すように、内輪５１と後ろ蓋５３との接触面ｂの外径部に円環状の溝５４，５５を形成し、この円環状の溝５４，５５に、円環状の弾性体５６を嵌め込んだものが提案されている（例えば特開平１１−３３６７７４号公報）。この構成によると、接触面ｂで発生した摩耗粉が、外径方向に移動しようとしても弾性体５６によって阻止される。そのため、軸受内に摩耗粉が混入することが防止できる。
しかし、この構成の場合、内輪５１と後ろ蓋５３との当接部に、弾性体５６を嵌合させる溝５４，５５を形成するスペースが必要である。このようなスペースは、新規に軸受ユニットを設計する場合には取ることもできるが、実績品の軸受ユニットの部分的な設計変更で対処しようとした場合に、スペースの取れないものが多い。大幅な設計変更は認められない場合が多いので、図５の従来例は採用できない場合が多い。また、同図の従来例は、摩耗の進行自体を抑制することはできない。
【０００５】
摩耗を抑制する改善策としては、内輪５１と油切り５２や後ろ蓋５３との接触面ａ，ｂに、異材プレート（図示せず）を介在させるものも提案されている（特開２００１−２７２５４）。異材プレートは、内輪５１や油切り５２，後ろ蓋５３と異なる材質のプレートである。異材プレートは、内輪５１と油切り５２や後ろ蓋５３との直接の接触を避けることにより、これら内輪５１と油切り５２，後ろ蓋５３の摩耗を防止しようとするものである。
これによると、内輪５１や油切り５２，後ろ蓋５３の摩耗の低減効果が得られる。異材プレートが摩耗すれば、異材プレートだけを交換すれば良い。しかし、異材プレートの摩耗粉が軸受内に侵入し、潤滑剤の劣化等を招くことは防止することができない。
【０００６】
この発明の目的は、軸受内輪と付属部品との接触による摩耗の発生防止と、発生した摩耗粉の軸受内部への侵入防止との両方が、省スペースで実現でき、また構成や組立も簡単な鉄道車両用軸受ユニットを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の鉄道車両用軸受ユニットは、軸受の内輪の幅面に接して油切りまたは後ろ蓋となる付属部品を設けた鉄道車両用軸受ユニットにおいて、これら内輪と付属部品の幅面間にシール付きプレートを介在させ、このシール付きプレートは、内輪および付属部品と異なる材質で軸受内輪および付属部品に比べて硬度の低い異材プレートと、この異材プレートの外径部全周に固着された弾性体とでなり、前記内輪と付属部品の前記シール付きプレートを挟む幅面を、前記シール付きプレートの異材プレートを挟む部分から弾性体を挟む部分に渡って平坦面に形成し、前記弾性体のプレート板厚方向の幅寸法を、異材プレートの板厚と同等以上としたことを特徴とする。
このように、軸受内輪と付属部品の幅面間に異材プレートを介在させることにより、軸受内輪と付属部品の直接の接触が避けられ、両者の幅面の摩耗が防止される。油切りまたは後ろ蓋となる付属品および内輪は、いずれも鉄系金属であるが、異材質のプレートを介在させることで、鉄系同士の接触による凝着が抑制され、摩耗が抑制される。また、例え摩耗粉が生じても、異材プレートの外径部に設けられた弾性体のシール作用により、軸受内に摩耗粉が混入することが防止される。弾性体は、異材プレートに固着されたものであり、異材プレートと共に軸受内輪と付属部品間に挟み込まれるため、取付スペースを余分に取ることなく、堅固に装着でき、省スペースで取付可能となる。また、異材プレートと弾性体とを一体のシール付きプレートとするため、部品点数が少なく、構造が簡単で組立工数も少なくて済む。
前記弾性体のプレート板厚方向の幅寸法は、前記異材プレートの板厚と同等以上であるため、軸受内輪と付属部品とで弾性体が密着状態に挟み込まれ、確実なシール効果が得られる。
【０００８】
この発明において、異材プレートは、樹脂または軟質金属であっても良い。このような軟質金属としては、例えば銅合金が使用できる。軸受内輪には例えば軸受鉄が、また油切りまたは後ろ蓋となる付属部品は、いずれも一般に焼きならしを施した炭素鋼等が用いられる。したがって、異材プレートを樹脂または軟質金属とすると、軸受内輪および付属部品に比べて異材プレートの硬度が低くなり、これらの接触面において、軸受内輪や付属部品に摩耗が生じない。樹脂製の場合は、自己潤滑性も持つ。
【０００９】
この発明において、前記弾性体は、樹脂またはゴムからなるものであっても良い。樹脂またはゴムからなる弾性体とすると、弾性体によるシール作用が確実となり、また異材プレートへの固着が容易である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図１に基づいて説明する。この軸受ユニットは鉄道車両の車軸に用いられるものであり、軸受１とその内輪４の両側に各々接して設けられた付属部品である油切り２および後ろ蓋３とで構成される。軸受１は、ころ軸受、詳しくは複列の円すいころ軸受からなり、各列のころ６，６に対して設けた分割型の内輪４，４と、一体型の外輪５と、前記ころ６，６と、保持器７と、前記両内輪４，４間に設けられた内輪間座８とで構成される。軸受１の内外輪４，５は軸受鋼または浸炭鋼製のものであり、油切り２および後ろ蓋３は焼きならしを施した炭素鋼製のものである。軸受１は、円筒ころ軸受であっても良い。
【００１２】
油切り２は、車軸に取付けられて外周にオイルシール９を摺接させるものであり、オイルシール９は外輪５に幅方向に突出して取付けられたリング状のシールカバー１０の内周に取付けられている。
後ろ蓋３は、車軸に軸受１よりも中央側で取付けられて外周にオイルシール１１を摺接させるものであり、オイルシール１１は外輪５に幅方向に突出して取付けられたリング状のシールカバー１２の内周に取付けられている。このシールカバー１２および前記油切り２側のシールカバー１０は、外輪１を取付けるハウジング（図示せず）に取付けられたものであっても良い。
【００１３】
この鉄道車両用軸受ユニットは、この前提構成の軸受ユニットにおいて、シール付きプレート２０を、内輪４と油切り２の幅面間、および内輪４と後ろ蓋３の幅面間に介在させたものである。図１（Ｂ）はその後ろ蓋３側のプレート介在部分を拡大して示す。シール付きプレート２０は、リング状の異材プレート２１の外径部全周に弾性体２２を固着した部品である。異材プレート２１は、内輪４、油切り２、および後ろ蓋３のいずれとも異なる材質、好ましくはこれらの部品２〜４よりも軟質の材質のプレートであり、薄板のリング状のものとされている。シール付きプレート２０の径方向幅、つまり内径および外径間の幅は、このプレート２０を介在させない場合に内輪２と油切り２，後ろ蓋３とが接触する範囲の全体にわたる幅とされている。内輪４と後ろ蓋３のシール付きプレート２０を挟む幅面は、同図に示すように、シール付きプレート２０の異材プレート２１を挟む部分から弾性体２２を挟む部分に渡って平坦面に形成されている。
【００１４】
異材プレート２１の材質は、樹脂製、軟質金属製、または多孔質材製とされる。樹脂製とする場合、フッ素樹脂等が好ましい。軟質金属製とする場合は、銅合金等が好ましい。多孔質材製とする場合、例えば含油合金の焼結材等が用いられる。
【００１５】
弾性体２２の材質は、樹脂製またはゴム製とされる。ゴム製とする場合、弾性体２２は加硫接着等により異材プレート２１に固着することができる。弾性体２２のプレート板厚方向の幅寸法は、異材プレート２１の板厚と同等以上とされている。できれば、板厚よりも弾性体２２の幅寸法が大きいことが好ましい。これにより、異材プレート２１の外径部全周において、内輪４と油切り２の両幅面、および内輪４と後ろ蓋３の両幅面にわたって弾性体２２が圧縮状態となって密着する。そのためシール効果をさらに高めることができる。
弾性体２２の断面形状は、例えば図３（Ａ）に示すように外周にＶ字状溝が形成されて、先側が互いに広がる２枚のリップ２２ａを有する形状であっても、また図３（Ｂ）に示すように円形断面であっても良い。
【００１６】
この構成の軸受ユニットによると、異材プレート２１の介在により、内輪４と油切り２や後ろ蓋３との直接の接触が避けられ、両者の幅面の摩耗が防止される。油切り２，後ろ蓋３および内輪４は、いずれも鉄系金属であるが、異材質のプレートを介在させることで、鉄系同士の接触による凝着が抑制され、摩耗が抑制される。また、例え摩耗粉が生じても、異材プレート２１の外径部に設けられた弾性体２２のシール作用により、軸受内に摩耗粉が混入することが防止される。弾性体２２は、異材プレート２１に固着されたものであり、異材プレート２１と共に内輪４と油切り２，後ろ蓋３との間に挟み込まれるため、取付スペースを余分に取ることなく、堅固に装着でき、省スペースで取付可能となる。このため、実績品の軸受にも容易に適用することができる。また、異材プレート２１と弾性体２２とを一体のシール付きプレートとするため、部品点数が少なく、構造が簡単で組立工数も少なくて済む。異材プレート２１が摩耗した場合は、シール付きプレート２０を交換することで容易に対処することができる。
【００１７】
【発明の効果】
この発明の鉄道車両用軸受ユニットは、軸受の内輪の幅面に接して油切りまたは後ろ蓋となる付属部品を設けた鉄道車両用軸受ユニットにおいて、これら内輪と付属部品の幅面間にシール付きプレートを介在させ、このシール付きプレートは、内輪および付属部品と異なる材質で軸受内輪および付属部品に比べて硬度の低い異材プレートと、この異材プレートの外径部全周に固着された弾性体とでなり、前記内輪と付属部品の前記シール付きプレートを挟む幅面を、前記シール付きプレートの異材プレートを挟む部分から弾性体を挟む部分に渡って平坦面に形成し、前記弾性体のプレート板厚方向の幅寸法を、異材プレートの板厚と同等以上としたため、軸受内輪と付属部品との接触による摩耗の発生防止と、発生した摩耗粉の軸受内部への侵入防止との両方が、省スペースで実現でき、また構成や組立も簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかる軸受ユニットの断面図、（Ｂ）はその一部の拡大断面図である。
【図２】異材プレートと弾性体とからなる部品の正面図である。
【図３】（Ａ）は図２におけるIII −III 矢視断面図の一例、（Ｂ）は他の例を示す。
【図４】従来例の断面図である。
【図５】他の従来例の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１…軸受
２…油切り（付属部品）
３…後ろ蓋（付属部品）
４…軸受内輪
６…ころ
２０…シール付きプレート
２１…異材プレート
２２…弾性体

Claims (3)

1. 軸受の内輪の幅面に接して油切りまたは後ろ蓋となる付属部品を設けた鉄道車両用軸受ユニットにおいて、これら内輪と付属部品の幅面間にシール付きプレートを介在させ、このシール付きプレートは、内輪および付属部品と異なる材質で軸受内輪および付属部品に比べて硬度の低い異材プレートと、この異材プレートの外径部全周に固着された弾性体とでなり、前記内輪と付属部品の前記シール付きプレートを挟む幅面を、前記シール付きプレートの異材プレートを挟む部分から弾性体を挟む部分に渡って平坦面に形成し、前記弾性体のプレート板厚方向の幅寸法を、異材プレートの板厚と同等以上としたことを特徴とする鉄道車両用軸受ユニット。
2. 前記異材プレートは、樹脂または軟質金属である請求項１に記載の鉄道車両用軸受ユニット。
3. 前記弾性体は、樹脂またはゴムからなる請求項１または請求項２に記載の鉄道車両用軸受ユニット。

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