JP4818966B2 - 鉄道車両車軸用軸受装置 - Google Patents

鉄道車両車軸用軸受装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4818966B2
JP4818966B2 JP2007073495A JP2007073495A JP4818966B2 JP 4818966 B2 JP4818966 B2 JP 4818966B2 JP 2007073495 A JP2007073495 A JP 2007073495A JP 2007073495 A JP2007073495 A JP 2007073495A JP 4818966 B2 JP4818966 B2 JP 4818966B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bearing
vent
axle
sealing device
seal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007073495A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008232301A (ja
Inventor
尚 岸田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp filed Critical NTN Corp
Priority to JP2007073495A priority Critical patent/JP4818966B2/ja
Publication of JP2008232301A publication Critical patent/JP2008232301A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4818966B2 publication Critical patent/JP4818966B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/726—Sealings with means to vent the interior of the bearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F16C33/7803—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members suited for particular types of rolling bearings
    • F16C33/7813—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members suited for particular types of rolling bearings for tapered roller bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—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
    • 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
    • F16C19/38—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
    • F16C19/383—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
    • F16C19/385—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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/10—Railway vehicles

Description

この発明は鉄道車両車軸用軸受装置に関し、より詳しくは、潤滑剤の漏れや異物の侵入を防ぐために組み込む密封装置に関する。
図３に、複列円すいころ軸受を用いた鉄道車両車軸用軸受装置の一例を示す。複列円すいころ軸受は、軸方向に隣接した一対の内輪２と、複列の軌道をもった複列外輪４と、内輪２の軌道と外輪の軌道との間に転動自在に介在させた複列の転動体（円すいころ）６と、各列の転動体６を円周方向に所定間隔に保持するための一対の保持器８とを主要な構成要素としており、外輪４の両端に密封装置２０が装着してある。
内輪２は車軸１０に圧入し、外輪４は軸受箱（図示省略）に取り付ける。内輪２の軸方向の両端に油切り１２と後蓋１４が配置してあり、これらの外周面はオイルシールのシールリップが接触するシールランドとなる。前蓋１６を車軸１０の端面にボルト１８によって締結することにより、複列円すいころ軸受を車軸１０に固定する。
密封装置２０は潤滑剤の漏れや異物の進入を防ぐために組み込まれ、図４に示すように、シールケース２２の内部にシール本体２８を保持させた構造になっている。シールケース２２はここでは３段筒状で、大径部分を外輪４の開口端部に嵌合させてある。シールケース２２の中径部分はカラー２６と芯金２４とで３重構造になっている。芯金２４は円筒状部分と円板状部分とからなり、円筒状部分をシールケース２２の中径部分に嵌合させ、円板状部分にシール本体２８が焼き付けてある。カラー２６の円板部分は軸受内部と密封装置２０との間に位置して、軸受内部のグリースが密封装置に押し寄せるのを抑制するための仕切り板あるいは堰板の作用をする。
シール本体２８は円筒状部分３０で連結したメインリップ３２とダストリップ３４からなるシールリップを有し、メインリップ３２の外周にガータスプリング３６が装着してある。特許文献１には、シール本体２８にスリット３８を設け、このスリット３８がいわゆるベントの作用をするようにしたものが記載されている。また、特許文献２には、適所に設置してそのようなベントを構成させるための気体抜き栓が記載されている。
特開２００５−１３３８８５号公報 特開２００６−２３４１４９号公報
特許文献１に記載されている密封装置は軽接触タイプシールであるが、軽接触であるはずが軸受の内圧が高くなるとシールリップが車軸に強く接触し、トルクが過大となるおそれがある。また、軸受内部の温度が上昇するとグリース劣化を早め、軸受破損の原因ともなる。軸受のトルク増大は鉄道車両の主電動機の消費電力増加につながるため、これを低下させることが望まれる。
このようなトルク増大を抑制する技術として密封装置に非接触タイプすなわちラビリンスシールを採用することが考えられるが、ラビリンスシールは適正なラビリンスすきまを管理することが煩雑であるため望ましいとはいえない。また、鉄道車両車軸用軸受が侵入した塵埃を噛み込むと、フレーキング等の表面損傷を引き起こしかねない。
密封装置にベントを設けて軸受内圧を適正に保つことは特許文献１にも記載のとおり知られている。しかしながら、鉄道車両車軸用軸受の場合、とりわけ車軸の軸端側は塵埃や水などの異物が軸受内に侵入しやすい環境であるため、単に密封装置に空気の出入りが自在のベントを設けただけでは却って異物の侵入を許してしまうという問題がある。
この発明の目的は、軸受の内力を一定に保ちつつ、水や塵埃の侵入を一層確実に防止することである。
この発明の鉄道車両車軸用軸受装置は、車軸に嵌合させた内輪と、軸箱に取り付けた外輪と、内輪の軌道と外輪の軌道との間に介在させた転動体と、転動体を所定間隔に保持する保持器とを有し、外輪の両端開口部に軽接触タイプの密封装置を配置したものにおいて、前記密封装置のうち、車軸の軸端側の密封装置では、軸受の内から外へ空気を逃がすベントと、前記ベントよりも軸受外部側に配置したフィルターを設け、反軸端側の密封装置では、軸受の外から内へ空気を入れるベントと、前記ベントよりも軸受内部側に配置したフィルターを設けたことを特徴とするものである。
ベントは一種の逆止弁の作用をし、一方向への通気を許容し、その反対方向への通気を阻止する。
この発明によれば、軸受内部の空気のみが排出され、グリースは排出されず、軸受内部と大気圧が等しい圧力を保つことができる。その結果、シールリップが正常な軽接触に維持されるのでトルク過大となるおそれがなく、また、軸受内部の温度上昇を抑えてグリース劣化を緩和し、軸受破損を予防することができる。
以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。
図１に複列円すいころ軸受を用いた鉄道車両車軸用軸受の縦断面を示す。複列円すいころ軸受は、間座を介して軸方向に隣接した一対の内輪４２、複列の軌道をもった複列外輪４４、内輪４２の軌道と外輪４４の軌道との間に転動自在に介在する複列の転動体（ここでは円すいころ）４６、各列の転動体４６を円周方向で所定間隔に保持する一対の保持器４８を主要な構成要素とし、外輪４４の両端部にオイルシールを含む密封装置５０Ａ，５０Ｂが装着してあり、軸受内部に封入したグリースの洩れや、外部から異物が侵入するのを防止している。
密封装置５０Ａ，５０Ｂはベントを有し、車軸１０の反軸端側に位置する密封装置５０Ａと軸端側に位置する密封装置５０Ｂとではとベントの開閉の向きを逆にしてある。すなわち、車軸１０の軸端側は塵埃や水が入りやすい環境であることから、それらが入り込まないように、密封装置５０Ｂでは軸受の内から外へ空気が抜けるタイプのベントを採用する。これに対して車軸１０の反軸端側は、軸受内の温度が下がったとき、それに伴って軸受の内圧が下がるのを防止するため、密封装置５０Ａでは軸受の外から内に空気を入れるタイプのベントを採用する。
言い換えるならば、密封装置５０Ａ，５０Ｂのベントは、一方への通気を許容しその逆向きの通気は阻止するという一種の逆止弁の作用をするもので、向きが異なるだけで基本的構造は同じである。たとえば、図２に示すように、シール部材５０Ａ，５０Ｂは、シールケース５２と、心金５４と、シール本体５６とを有している。芯金５４とシール本体５６は一般にオイルシールと呼ばれ、シール本体５６を芯金５４に焼付け等により固着してある。シールケース５２は外輪４４の端部に嵌合させてあり、そのシールケース５２に芯金５４を嵌合させてある。なお、図１はシール本体が３つのシールリップを有する例で、後蓋１４に取り付けたスリンガ６０の円筒部に外径側から接触するメインリップおよびダストリップに加えて、スリンガ６０に設けた折り返し部に内径側から接触するもう一つのリップがある。
シール本体５６には開口５８が設けてあり、その中に、外側金具６０と、内側金具６２と、フィルター６４と、ベント６６が配置してある。外側金具６０と内側金具６２は円筒形で前者の内側に後者を嵌合させてある。外側金具６０は一方の端部に外向きフランジ６０ａを有し、他方の端部に内向きフランジ６０ｂを有している。外向きフランジ６０ａを芯金５４に当てて位置決めするようにしてある。フィルター６４は外側金具６０内に挿入し、外側金具６０の内向きフランジ６０ｂと内側金具６２の一方の端部とで軸方向両側から挟み込むことにより固定してある。フィルター６４には、たとえば連続揮発性多孔性ＰＴＦＥで揮発性に優れるオレオベントフィルターが使用されている。内側金具６２のもう一方の端部には内向きフランジ６２ａが形成してある。
ベント６６は概略シルクハットのような形状で、天６６ａにはスリット６８が形成してある（図２（Ｃ））。ベント６６のつば６６ｂを挟んで天６６ａとは反対側に、全周にわたる溝６６ｃが形成してある。ベント６６を装着するにあたっては、ベント６６を弾性変形させて内側金具６２の内向きフランジ６２ａ内に挿入し、溝６６ｃに内側金具６２の内向きフランジ６２ａを嵌まり込ませる。このような装着を可能にするため、ベント６６の材質としては伸縮性を有するものが望ましく、例示するならば、ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。
車軸１０の反軸端側の密封装置５０Ａでは、図２（Ａ）に示すように、ベント６６はフィルター６４よりも軸受外部側に配置され、かつ、スリット６８を設けた天６６ａが軸受外部側に突き出ている。車軸１０の軸端側の密封装置５０Ｂでは、図２（Ｂ）に示すように、ベント６６はフィルター６４よりも軸受内部側に配置され、かつ、スリット６８を設けた天６６ａが軸受内部側に突き出ている。このような構成を採用することにより、グリースは排出せずに空気のみ排出し、軸受の内部が大気圧に保たれる。したがって、シール本体のシールリップは軽接触となり、トルク増大のおそれがなく、軸受内部の温度上昇を防ぐことができる。
ここでは鉄道車両車軸用軸受として複列円すいころ軸受を例示したが、これに代えてその他の軸受たとえば複列円筒ころ軸受を使用したものにもこの発明を適用することができる。また、ベントは一つの密封装置に一つ設ければ足り、ベントを設ける位置は、密封装置のシールリップ、接触部、芯金のいずれであってもよい。
この発明の実施の形態を示す鉄道車両車軸用軸受装置の縦断面図である。 （Ａ）は図１における密封装置５０Ａ部分の拡大図、（Ｂ）は図１における密封装置５０Ｂ部分の拡大図である。 従来の技術を示す鉄道車両車軸用軸受装置の縦断面図である。 図３における密封装置部分の拡大図である。
符号の説明
４２ 内輪
４４ 外輪
４６ 転動体（円すいころ）
４８ 保持器
５０Ａ，５０Ｂ 密封装置
５２ シールケース
５４ 芯金
５６ シール本体
５８ 開口
６０ 外側金具
６２ 内側金具
６４ フィルター
６６ ベント
６８ スリット

Claims (1)

  1. 車軸に嵌合させた内輪と、軸箱に取り付けた外輪と、内輪の軌道と外輪の軌道との間に介在させた転動体と、転動体を所定間隔に保持する保持器とを有し、外輪の両端開口部に軽接触タイプの密封装置を配置したものにおいて、前記密封装置のうち、
    車軸の軸端側の密封装置では、軸受の内から外へ空気を逃がすベントと、前記ベントよりも軸受外部側に配置したフィルターを設け、
    反軸端側の密封装置では、軸受の外から内へ空気を入れるベントと、前記ベントよりも軸受内部側に配置したフィルターを設けた鉄道車両車軸用軸受装置。
JP2007073495A 2007-03-20 2007-03-20 鉄道車両車軸用軸受装置 Expired - Fee Related JP4818966B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007073495A JP4818966B2 (ja) 2007-03-20 2007-03-20 鉄道車両車軸用軸受装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007073495A JP4818966B2 (ja) 2007-03-20 2007-03-20 鉄道車両車軸用軸受装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008232301A JP2008232301A (ja) 2008-10-02
JP4818966B2 true JP4818966B2 (ja) 2011-11-16

Family

ID=39905351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007073495A Expired - Fee Related JP4818966B2 (ja) 2007-03-20 2007-03-20 鉄道車両車軸用軸受装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4818966B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5160374B2 (ja) * 2008-10-24 2013-03-13 Ｎｔｎ株式会社 鉄道車両車軸用軸受装置
US8596872B2 (en) * 2009-10-13 2013-12-03 Amsted Rail Company, Inc. Roller bearing seal
US8356941B2 (en) * 2010-03-08 2013-01-22 Amsted Rail Company, Inc. Railway car bearing seal
JPWO2022070592A1 (ja) 2020-09-29 2022-04-07

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7217036B2 (en) * 2001-11-13 2007-05-15 Nsk Ltd. Sealed ball bearing
JP2003294047A (ja) * 2002-04-01 2003-10-15 Nsk Ltd 鉄道車両用軸受装置
JP2005325866A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Ntn Corp 鉄道車両用軸受

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008232301A (ja) 2008-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4448461A (en) Self-venting seal
US4428630A (en) Sealed bearing and self-venting seal therefor
WO2018051927A1 (ja) 車輪用軸受装置
JP2009197975A (ja) 車軸用軸受装置
US20140177991A1 (en) Sealed rolling bearing
JP4818966B2 (ja) 鉄道車両車軸用軸受装置
JP2010190323A (ja) 密封装置、転がり軸受および車輪用転がり軸受
JP2010230058A (ja) 密封装置および転がり軸受
JP2005299753A (ja) 鉄道車両車軸用軸受の密封装置
JP2005076723A (ja) 鉄道車両車軸用軸受
JP6704302B2 (ja) 転がり軸受装置
US8262291B2 (en) Coreless seal and rolling bearing
JP2005163815A (ja) 密封装置付き軸受
JP2005133885A (ja) 密封装置付き軸受
JP2008267431A (ja) 複列円すいころ軸受装置
JP2007113744A (ja) 玉軸受及びブラシレスモータ
JP2008075677A (ja) 密封装置と密封装置を備えた車輪支持用ハブユニット
JP6981143B2 (ja) シール付き玉軸受
JP2008019905A (ja) 密封型転がり軸受装置
JP2019128018A (ja) 車輪用軸受装置
WO2017217172A1 (ja) 軸受装置
JP7080015B2 (ja) 車輪用軸受装置
JP5169302B2 (ja) 軸受装置
JP4704057B2 (ja) 密封装置付き軸受
JP2009287626A (ja) 転がり軸受装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20091104

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110425

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110428

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110620

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110817

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110831

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140909

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4818966

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees