JP5601087B2 - 軸受ユニット - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両の車軸を回転支持する軸受ユニットに関する。

鉄道車両の車軸を回転支持する軸受ユニットとして、例えば図４に示すようなものがある。このものは、車軸１００を回転可能に支持する転がり軸受１１０と、転がり軸受１１０の両側に配置され、転がり軸受１１０を密封する密封装置１２０、１３０とを備えている。

前記転がり軸受１１０は、図略の鉄道車両の台車の軸受箱に嵌挿される外輪１１１と、前記車軸１００に嵌装される内輪１１２、１１３と、外輪１１１と内輪１１２、１１３間を転動する転動体１１４，１１５とを有する。

前記密封装置１２０は、前記外輪１１１に取付けられるシールケース１２１と、前記車軸１００に嵌装される油切りスリーブ１２２と、シールケース１２１の内周に嵌合固定され、油切りスリーブ１２２に摺接するオイルシール１２３とを有する。前記油切りスリーブ１２２は、半径方向外方へ突出した突起部１２２ａを有し、突起部１２２ａに環状の凹み１２２ｂが形成され、この凹み１２２ｂに前記シールケース１２１の一端が遊嵌されていた。

前記突起部１２２ａとシールケース１２１で転がり軸受１１０を覆うことで、水、埃等の浸入を防止し、前記凹み１２２ｂとシールケース１２１間からの水、埃等の微量な浸入に対しては、オイルシール１２３で浸入防止していた。

特開２００５-３５１３７１号公報

前記オイルシール１２３は、前記油切りスリーブ１２２に摺接する少なくとも２つの図略のリップを有し、リップ間の図略のポケットにグリースが封入されていた。

鉄道車両の運転開始後、初期段階で前記グリースから油分が分離し、この油分がリップから漏れ、前記凹み１２２ｂを経由して突起部１２２ｂの外面に付着して汚れる。

請求項１に記載の発明は、車軸に嵌装されてこの車軸を回転可能に支持する転がり軸受と、前記転がり軸受の一端を密封する密封装置とを備え、前記転がり軸受は、外輪、内輪、転動体とを有し、前記密封装置は、前記外輪に対し軸方向延長線上に設けられた外輪側延長部材と、前記内輪に対し軸方向延長線上に設けられた内輪側延長部材と、外輪側延長部材の内周に設けられ内輪側延長部材に摺接して外輪側延長部材と内輪側延長部材間をシールするシール部材とを備え、前記外輪側延長部材は、前記シール部材が嵌合固定される中径部と、この中径部より小径の小径部とを前記外輪から先端に向けて順に有するとともに、中径部および小径部間に段部を有し、前記内輪側延長部材は、前記車軸に嵌装される円筒部と、この円筒部に対して半径方向外方へ突出した蓋部とからなり、蓋部に凹みを設け、この凹みに前記小径部を遊嵌させて外輪側延長部材と内輪側延長部材間の空間を外部と区画した軸受ユニットにおいて、前記小径部の内周に環状の金属製の取付環を嵌合固定し、前記取付環は開口側を前記シール側に向けた断面コの字形の凹部に有し、この凹部に油吸収部材を前記シール側に向けた状態で固定し、前記凹みを大きくしてこの凹みに前記小径部および前記取付環を遊嵌させたものである。

この構成によれば、シール部材から漏れたグリースの油分は、取付環で堰止められ、油吸収部材に吸収され、凹みと外輪側延長部材間から漏れることが無くなる。しかも、蓋部の外面が油分で汚れることが無くなる。また、油吸収部材は、回転する内輪側延長部材に接触していないので、内輪側延長部材の回転によって、一旦吸収した油分が飛び散ることが無くなる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の軸受ユニットにおいて、前記油吸収部材は、前記転がり軸受の潤滑に使用されるグリースの油分を吸収し、ゲル化する油ゲル化剤にしたものである。

この構成によれば、油ゲル化剤によって油分をゲル化するため、油分を大量に吸収できる。また、ゲル化した油分が振動等により油吸収部材から離脱しても、ゲル化によって流動性が低下しているので、凹みと外輪側延長部材間から外部へ漏れることが無い。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の軸受ユニットにおいて、前記油吸収部材は、不織布にしたものである。

この構成によれば、シート状の不織布から適度な大きさに裁断するだけで油吸収部材を用意できるため、コストが安く、加工しやすい。

本発明によれば、シール部材から漏れたグリースの油分は、油吸収部材に吸収され、凹みと外輪側延長部材間から漏れることが無くなる。しかも、蓋部の外面が油分で汚れることが無くなる。また、油吸収部材は、回転する内輪側延長部材に接触していないので、内輪側延長部材の回転によって、一旦吸収した油分が飛び散ることが無くなる。

本発明の実施形態における軸受ユニットの縦断面図 本発明の実施形態における図１の要部拡大図 本発明の他の実施形態における要部拡大断面図 従来の軸受ユニットの縦断面図

本発明の一実施形態について、図1乃至図２を参酌しつつ説明する。図１は、鉄道車両の車軸の支持に、前記軸受ユニットを適用した縦断面図であり、図２は、図１の要部拡大図である。

図１において、鉄道車両は車軸１を有し、この車軸１の端側に小径のジャーナル１ａが形成され、車軸１の中央よりに大径の輪座１ｂが形成されている。車軸１の輪座１ｂに図略の車輪が嵌合固定され、この車輪が図略のレール上を転動する。車軸１のジャーナル１ａに軸受ユニット２が嵌装されている。

前記軸受ユニット２は、車軸１を回転可能に支持する転がり軸受１０と、車軸１の端部に固定された前蓋２０と、前蓋２０と転がり軸受１０間に配設された油切りスリーブ２１と、転がり軸受１０と輪座１ｂ間に配設された後蓋２２と、油切りスリーブ２１と転がり軸受１０間に配設された端側密封装置３０と、転がり軸受１０と後蓋２２間に配設された中央側密封装置４０とを備える。

前記転がり軸受１０として、この実施形態では、外向きに配置された複列外向き円錐ころ軸受を使用した。転がり軸受１０は、鉄道車両の図略の台車の軸受箱に嵌挿される単一の外輪１１と、前記車軸１のジャーナル１ａに嵌装され軸方向隣り合わせに配置される二つの内輪１２、１３と、外輪１１と内輪１２間に配置される端側円錐ころ１４と、外輪１１と内輪１３間に配置される中央側円錐ころ１５と、端側円錐ころ１４を転動可能に保持する端側保持器１６と、中央側円錐ころ１５を転動可能に保持する中央側保持器１７と、内輪１２と内輪１３とで軸方向に挟み込まれる間座１８とを有する。

外輪１１の両端内周には、取付け面１１ａ、１１ｂが形成され、取付け面１１ａには端側密封装置３０が取付けられ、取付け面１１ｂには中央側密封装置４０が取付けられている。

前記前蓋２０は、前記車軸１のジャーナル１ａに嵌装される円筒部２０ａと、円筒部２０ａの一端に連結された円盤状の蓋部２０ｂとを有する。蓋部２０ｂに円周上等間隔に３つの貫通穴２０ｃが形成され、これらの貫通穴２０ｃにボルト３が挿入され、ボルト３の一端は車軸１にねじ込み固定されている。蓋部２０ｂの円筒部２０ａ側の端面には、環状の凹み２０ｄが形成され、この凹み２０ｃは油切りスリーブ２１よりも大径側に配設されている。

前記ボルト３により、前記油切りスリーブ２１は、前蓋２０の蓋部２０ｂと内輪１２とで挟み込まれる。前記ボルト３により、前記間座１８は内輪１２と内輪１３とで挟み込まれる。前記車軸１は、ジャーナル１ａと輪座１ｂ間に段面１ｃを有し、前記後蓋２２に段面１ｃに当接する段面２２ａを有する。前記ボルト３により、前記後蓋２２は車軸１の段面１ｃと内輪１３とで挟み込まれる。言い換えると、ボルト３を締付けることにより、ボルト３の頭部３ａと車軸１の段面１ｃとで、前蓋２０、油切りスリーブ２１、内輪１２、間座１８、内輪１３、後蓋２２の順にこれらが挟み込み固定される。

前記油切りスリーブ２１は、前蓋２０の円筒部２０ａに遊嵌される円筒部２１ａと、円筒部２１ａの一端内周に半径方向内方へ突設され車軸１のジャーナル１ａに嵌装される嵌合部２１ｂとを有する。円筒部２１ａの他端は前蓋２０の蓋部２０ｂに当接し、円筒部２１ａの他端は内輪１２に当接する。円筒部２１ａの外周面２１ｃには、後述する端側密封装置３０のオイルシール３１が摺接する。

前記後蓋２２は、車軸１のジャーナル１ａに遊嵌される小径の小径側円筒部２２ｂと、車軸１の輪座１ｂに嵌装される大径の大径側円筒部２２ｃと、小径側円筒部２２ｂと大径側円筒部２２ｃを繋ぐ拡張部２２ｄとを有する。拡張部２２ｄの大径側円筒部２２ｂ側の端面は、前述した段面２２ａでもある。拡張部２２ｄの小径側円筒部２２ｂ側の端面には、環状の凹み２２ｅが形成されている。小径側円筒部２２ｂの外周面２２ｆには、後述する中央側密封装置４０のオイルシール３１が摺接する。

前記端側密封装置３０は、外輪１１の取付け面１１ａに一端外周が嵌合固定される円筒状のシールケース３２と、シールケース３２の他端内周に嵌合固定される油吸収装置５０と、シールケース３２の軸方向ほぼ中央で内周に嵌合固定されるオイルシール３１とを有する。シールケース３２は、円筒状の板状の部材から絞り加工によって、図２に示すように、外輪１１の取付け面１１ａに嵌合固定される大径部３２ａと、大径部３２ａより小径の中径部３２ｂと、中径部３２ｂより小径の小径部３２ｃとを有する。大径部３２ａと中径部３２ｂ間に第１段部３２ｄを設け、中径部３２ｂと小径部３２ｃ間に第２段部３２ｅを設けることによって、シールケース３２全体の強度が増す。前蓋２０の凹み２０ｄに油吸収装置５０とシールケース３２の小径部３２ｃが遊嵌される。

前記オイルシール３１は、シールケース３２の中径部３２ｂに嵌合固定され、第１段部３２ｄに当接する環状の金属環３１ａと、金属環３１ａに加硫接着され、複数のリップを有するゴム部３１ｂと、ゴム部３１ｂに嵌め込まれるリング状のスプリング３１ｃとを有する。ゴム部３１ｂは、油吸収装置５０側から順に、第１の外側リップ３１ｄと、第２の外側リップ３１ｅと、主リップ３１ｆと、内側リップ３１ｇを有する。これらのリップ３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ、３１ｇは、油切りスリーブ２１の外周面２１ｃに摺接する。第１の外側リップ３１ｄと第２の外側リップ３１ｅ間に第１のポケット３１ｈが形成され、第２の外側リップ３１ｅと主リップ３１ｆ間に第２のポケット３１ｊが形成され、主リップ３１ｆと内側リップ３１ｇ間に第３のポケット３１ｋが形成されている。

第２のポケット３１ｊと第３のポケット３１ｋにグリースが封入され、このグリースで前記リップ３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ、３１ｇと油切りスリーブ２１の外周面２１ｃ間を潤滑する。前記スプリング３１ｃは、主リップ３１ｆを油切りスリーブ２１の外周面２１ｃに押し付ける役目を持つ。

前記油吸収装置５０は、断面コの字形状で環状の金属製の取付環５１と、この取付環５１に取り付けられる断面四角形状で環状の油吸収部材５２とを有する。取付環５１は、シールケース３２の小径部３２ｃに嵌合固定され、油吸収部材５２は取付環５１の環状の凹部５１ａに嵌め込まれて固定される。前記凹部５１ａは、オイルシール３１側に向けられる。油吸収部材５２は、不織布か、棒状の袋に粉末油ゲル化剤を封入したものが用いられる。前記棒状の袋は、不織布で作られる。前記粉末油ゲル化剤は、前記グリースの油分を吸収し、ゲル化する性質を有する。

ここで粉末油ゲル化剤をシールケース４２に取付ける動作を簡単に説明する。棒状の袋に粉末油ゲル化剤を入れ、袋の一端を閉じる。粉末油ゲル化剤を入れた袋を取付環５１の凹部５１ａに圧入するような形で嵌め込む。シールケース４２に取付環５１を所定の位置まで圧入する。

図２に示すように、前記中央側密封装置４０は、外輪１１の取付け面１１ｂに一端外周が嵌合固定される円筒状のシールケース３２と、シールケース３２の他端内周に嵌合固定される油吸収装置５０と、シールケース３２の軸方向ほぼ中央で内周に嵌合固定されるオイルシール３１とを有する。中央側密封装置４０のシールケース３２は、端側密封装置３０のシールケース３２と同一構成を有する。後蓋２２の凹み２２ｅに油吸収装置５０とシールケース３２の一部が遊嵌される。

中央側密封装置４０のオイルシール３１は、シールケース４２の中径部４２ｂに嵌合固定され、端側密封装置３０のオイルシール３１と同一構成を有する。

中央側密封装置４０の油吸収装置５０は、端側密封装置３０の油吸収装置５０と同一構成を有する。

前記端側密封装置３０と中央側密封装置４０は、外部から泥水や塵埃等が転がり軸受１０内部に侵入するのを防止する役目を有する。また、前記端側密封装置３０と中央側密封装置４０は、転がり軸受１０内部のグリースが外部へ流出するのを防止する役目を有する。具体的に説明すると、図２におけるオイルシール３１の第１の外側リップ３１ｄと第２の外側リップ３１ｅが主に外部から泥水や塵埃等が転がり軸受１０内部に侵入するのを防止する役目を有する。オイルシール３１の主リップ３１ｆと内側リップ３１ｇが主に転がり軸受１０内部のグリースが外部へ流出するのを防止する役目を有する。油吸収装置５０が、オイルシール３１の第２のポケット３１ｊと第３のポケット３１ｋに封入されたグリースの油分を吸収する役目を有する。詳細に説明すると、グリースの油分は自重によって下の方に溜まりやすく、油吸収装置５０の取付環５１のうち、下の方にある取付環５１がグリースの油分を堰止め、油吸収部材５２がグリースの油分を吸収する。

本発明はこうした実施形態に何等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、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１：車軸、１０：転がり軸受、１１：外輪、１２：内輪、１３
内輪、１４：端側円錐ころ（転動体）、１５：中央側円錐ころ（転動体）、２０：前蓋（蓋部）、２０ｄ：凹み、２１：油切りスリーブ（内輪側延長部材）、２０ａ：円筒部、２０ｄ：凹み、３０：端側密封装置、３１：オイルシール（シール部材）、３２：シールケース（外輪側延長部材）、４０：中央側密封装置、５１：取付環、５１ａ：凹部、５２：油吸収部材

Claims (3)

1. 車軸に嵌装されてこの車軸を回転可能に支持する転がり軸受と、前記転がり軸受の一端を密封する密封装置とを備え、
   前記転がり軸受は、外輪、内輪、転動体とを有し、
   前記密封装置は、前記外輪に対し軸方向延長線上に設けられた外輪側延長部材と、前記内輪に対し軸方向延長線上に設けられた内輪側延長部材と、外輪側延長部材の内周に設けられ内輪側延長部材に摺接して外輪側延長部材と内輪側延長部材間をシールするシール部材とを備え、前記外輪側延長部材は、前記シール部材が嵌合固定される中径部と、この中径部より小径の小径部とを前記外輪から先端に向けて順に有するとともに、中径部および小径部間に段部を有し、前記内輪側延長部材は、前記車軸に嵌装される円筒部と、この円筒部に対して半径方向外方へ突出した蓋部とからなり、蓋部に凹みを設け、この凹みに前記小径部を遊嵌させて外輪側延長部材と内輪側延長部材間の空間を外部と区画した軸受ユニットにおいて、
   前記小径部の内周に環状の金属製の取付環を嵌合固定し、前記取付環は開口側を前記シール側に向けた断面コの字形の凹部に有し、この凹部に油吸収部材を前記シール側に向けた状態で固定し、前記凹みを大きくしてこの凹みに前記小径部および前記取付環を遊嵌させたことを特徴とする軸受ユニット。
2. 請求項１に記載の軸受ユニットにおいて、前記油吸収部材は、前記転がり軸受の潤滑に使用されるグリースの油分を吸収し、ゲル化する油ゲル化剤であることを特徴とする軸受ユニット。
3. 請求項１に記載の軸受ユニットにおいて、前記油吸収部材は、不織布であることを特徴とする軸受ユニット。

Images