JP6575167B2 - Non-contact type sealing device for gears for railway vehicles - Google Patents

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Description

本発明は、電動機で発生する駆動力を減速して車輪に伝達する鉄道車両用の歯車装置における非接触式シール装置に関するものである。   The present invention relates to a non-contact type sealing device in a gear device for a railway vehicle that decelerates a driving force generated by an electric motor and transmits it to a wheel.

鉄道車両は、図4に示すように、電動機で発生する駆動力を、軸継手を介して歯車装置1の小歯車軸2に伝達し、この小歯車軸2の外周に形成した小歯車3に噛み合う大歯車4を経て車軸5に取付けた車輪に伝達し、走行するようになっている。   As shown in FIG. 4, the railway vehicle transmits the driving force generated by the electric motor to the small gear shaft 2 of the gear device 1 via the shaft coupling, and the small gear 3 formed on the outer periphery of the small gear shaft 2. It transmits to the wheel attached to the axle 5 via the meshing large gear 4 and travels.

この歯車装置1は、小歯車3や大歯車4を収めたケーシング6内の潤滑油7を大歯車4の回転によって掻き揚げることで、大歯車4と小歯車3の噛み合い部Aや、車軸5と小歯車軸2を支持する軸受8,9を潤滑している。   In the gear device 1, the lubricating oil 7 in the casing 6 in which the small gear 3 and the large gear 4 are housed is swept up by the rotation of the large gear 4, so that the meshing portion A of the large gear 4 and the small gear 3 and the axle 5 The bearings 8 and 9 supporting the small gear shaft 2 are lubricated.

しかしながら、軸受8,9にも十分な潤滑油7を供給するには、ケーシング6内に十分な量の潤滑油7を確保する必要がある。この際、軸受8,9に供給された潤滑油7が軸受8,9を潤滑した後、ケーシング6内に戻って軸受8,9部より外部に漏洩しないことが必要である。   However, in order to supply sufficient lubricating oil 7 to the bearings 8 and 9, it is necessary to secure a sufficient amount of lubricating oil 7 in the casing 6. At this time, it is necessary that the lubricating oil 7 supplied to the bearings 8 and 9 lubricates the bearings 8 and 9 and then returns to the inside of the casing 6 to prevent leakage from the bearings 8 and 9 to the outside.

そこで、鉄道車両用の歯車装置1では、小歯車軸2と車軸5がケーシング6を貫通して突出する部分に、軸封装置を設けている。   Therefore, in the gear device 1 for railway vehicles, a shaft seal device is provided in a portion where the small gear shaft 2 and the axle 5 protrude through the casing 6.

輸送機械などの回転軸の軸封装置は、回転軸とケーシング部分が接触しない非接触シールと、回転軸とケーシングが樹脂部材等を介して接触することによりシール機能を確保する接触シールに分類され、装置の使用環境に応じて両者が使い分けられている。   The shaft seal device of a rotating shaft such as a transport machine is classified into a non-contact seal in which the rotating shaft and the casing portion do not contact, and a contact seal that ensures a sealing function by contacting the rotating shaft and the casing through a resin member or the like. Both are used properly according to the usage environment of the apparatus.

鉄道車両の歯車装置では、小歯車軸や車軸がケーシングを貫通して突出する部分の軸封装置として非接触シールが採用されている。   In a gear device for a railway vehicle, a non-contact seal is adopted as a shaft seal device for a portion where a small gear shaft or an axle protrudes through a casing.

しかしながら、非接触シールでは、ケーシングの内外に圧力差が生じた場合、非接触シールの流路内にガス流動が生じて内部に残留した潤滑油がガス流れによるせん断により輸送され、ケーシングの外部に漏出する問題が発生することがある。   However, in the non-contact seal, when a pressure difference occurs between the inside and outside of the casing, a gas flow is generated in the flow path of the non-contact seal, and the lubricating oil remaining inside is transported by shear due to the gas flow and is transferred to the outside of the casing. Leakage problems may occur.

なお、ケーシング内外の圧力差の発生原因としては、ケーシングの内部温度上昇による圧力上昇、トンネルへの侵入や列車同士のすれ違い等によるケーシング外部の圧力低下、軸継手部材の回転遠心力による圧力低下等が考えられる。   The cause of the pressure difference between the inside and outside of the casing is a pressure increase due to a rise in the internal temperature of the casing, a pressure drop outside the casing due to entry into the tunnel or passing between trains, a pressure drop due to the rotational centrifugal force of the shaft coupling member, etc. Can be considered.

前記潤滑油の漏出トラブルを回避するため、非接触シールでは、図5に示すように、小歯車軸2や車軸5の軸受9,8からケーシング6の外側に至る領域に、多段のラビリンス流路10を設けることでケーシング6の内外を繋ぐ通路を長くして密閉効果を高めるラビリンスシールが多く採用されている。   In order to avoid the trouble of leakage of the lubricating oil, the multi-contact labyrinth flow path is formed in the region extending from the bearings 9 and 8 of the small gear shaft 2 and the axle 5 to the outside of the casing 6 as shown in FIG. The labyrinth seal which lengthens the channel | path which connects the inside and outside of the casing 6 by providing 10, and improves the sealing effect is employ | adopted a lot.

また、図6に示すように、小歯車軸2や車軸5の軸受9,8からケーシング6の外側に至る領域にスリンガ11と称する突起を設けることにより、小歯車軸2や車軸5に沿って流出した潤滑油を遠心力で振り切り、潤滑油をケーシング6に戻す構造が採用されている。   Further, as shown in FIG. 6, by providing a projection called a slinger 11 in a region extending from the bearings 9 and 8 of the small gear shaft 2 and the axle 5 to the outside of the casing 6, along the small gear shaft 2 and the axle 5. A structure is adopted in which the lubricating oil that has flowed out is shaken off by centrifugal force and the lubricating oil is returned to the casing 6.

鉄道車両用歯車装置では、図7に示すように、図4に示す多段のラビリンス流路10と図5に示すスリンガ11の両者を共に設けた非接触式シールによりケーシング6の内部からの潤滑油の漏れを抑制するものが多い(例えば特許文献1,2参照)。なお、図7中の12は軸受蓋、13は車軸5に取り付けた回転スリーブを示す。   In the railway vehicle gear unit, as shown in FIG. 7, lubricating oil from the inside of the casing 6 is provided by a non-contact seal provided with both the multi-stage labyrinth flow path 10 shown in FIG. 4 and the slinger 11 shown in FIG. There are many which suppress the leakage of this (for example, refer patent document 1, 2). In FIG. 7, reference numeral 12 denotes a bearing lid, and 13 denotes a rotating sleeve attached to the axle 5.

しかしながら、多段のラビリンス流路やスリンガを単独で又は両者を共に設けるという基本設計指針だけでは、ケーシングの内部から一定量以上の潤滑油が浸入してきた場合は、本質的に潤滑油の漏出を防ぐことができない。   However, the basic design guideline of providing a multi-stage labyrinth flow path and slinger alone or both of them essentially prevents leakage of lubricating oil when a certain amount or more of lubricating oil enters from the inside of the casing. I can't.

特許第5131968号公報Japanese Patent No. 5131968 特公平6−63573号公報Japanese Patent Publication No. 6-63573

本発明が解決しようとする問題点は、従来の鉄道車両用歯車装置のように、多段のラビリンス流路やスリンガを単独で又は両者を共に設けるだけの非接触式シール装置では、ケーシングの内部から一定量以上の潤滑油が浸入してきた場合には、本質的に潤滑油の漏出を防ぐことができないという点である。   The problem to be solved by the present invention is that a non-contact type seal device in which a multi-stage labyrinth flow path and a slinger are provided alone or together with each other, as in a conventional railway vehicle gear device, is provided from the inside of the casing. When a certain amount or more of lubricating oil has infiltrated, leakage of the lubricating oil cannot be essentially prevented.

発明者らは、鉄道車両用歯車装置における非接触式シール装置のシール性能のさらなる向上を図るため、ラビリンスシール内の油滴の流れを後述する混相流数値解析を行ってより詳細に検証した。   In order to further improve the sealing performance of the non-contact type sealing device in the railway vehicle gear device, the inventors conducted a more detailed verification of the flow of oil droplets in the labyrinth seal by performing a multiphase flow numerical analysis described later.

その結果、非接触式シールに大量の潤滑油が浸入してきた場合、浸入してきた潤滑油はケーシング内の回転部又は固定壁に接触した状態を維持しながら外部に漏出していくことが判明した。回転部に付着する場合は回転遠心力によりケーシングの内部に押し戻すことが出来るが、固定壁を伝って外部に漏出する油は機械的に防ぐ手段がない。   As a result, it was found that when a large amount of lubricating oil entered the non-contact type seal, the lubricating oil that had entered leaked outside while maintaining contact with the rotating part or fixed wall in the casing. . When adhering to the rotating part, it can be pushed back into the casing by the rotating centrifugal force, but there is no means for mechanically preventing oil leaking outside through the fixed wall.

本発明は、ケーシングの内部から一定量以上の潤滑油が浸入してきた場合にも、潤滑油の漏出の許容限界を向上することを目的として、発明者らの上記検証に基づいてなされたものである。   The present invention has been made based on the above-mentioned verification by the inventors for the purpose of improving the allowable limit of leakage of lubricating oil even when a certain amount or more of lubricating oil has entered from the inside of the casing. is there.

本発明は、
電動機に軸継手を介して接続された小歯車軸に形成された小歯車と、車軸に取付けられた大歯車を噛み合わせてケーシング内に収めた鉄道車両用歯車装置の、
前記小歯車軸及び/又は前記車軸が各々前記ケーシングを貫通して突出する部分の軸受蓋又は当該軸受蓋と前記ケーシング間に設けられた固定スリーブ又は前記ケーシングと、
前記小歯車軸及び/又は前記車軸の、前記小歯車軸及び/又は前記車軸を回転自在に支持する軸受と前記軸受蓋との間に取り付けられた回転スリーブの、
それぞれの対向面にラビリンス流路及び/又はスリンガを設けた非接触式シール装置であって、
前記スリンガ及び/又は前記ラビリンス流路の外周側に位置する前記軸受蓋及び/又は前記固定スリーブ及び/又は前記ケーシングの内面に撥油処理を施したことを最も主要な特徴としている。
The present invention
A gear device for a railway vehicle in which a small gear formed on a small gear shaft connected to an electric motor via a shaft coupling and a large gear attached to an axle are meshed and accommodated in a casing.
A bearing lid at a portion where the small gear shaft and / or the axle each protrudes through the casing, or a fixed sleeve or the casing provided between the bearing lid and the casing;
A rotating sleeve mounted between the bearing lid and a bearing that rotatably supports the small gear shaft and / or the axle of the small gear shaft and / or the axle;
A non-contact type sealing device provided with a labyrinth channel and / or a slinger on each opposing surface,
The main feature is that an oil repellent treatment is applied to the inner surface of the bearing lid and / or the fixing sleeve and / or the casing located on the outer peripheral side of the slinger and / or the labyrinth flow path.

本発明では、スリンガ及び/又はラビリンス流路の外周側に位置する軸受蓋及び/又は固定スリーブ及び/又はケーシングの内面に撥油処理を施したので、前記内面に付着した潤滑油の前記内面からの剥離が促進される。従って、その結果としてスリンガ及び/又はラビリンス流路を形成する回転部の回転により発生する空気流及び回転表面との接触が促進されることにより、潤滑油をケーシングの内部に戻す作用が向上する。   In the present invention, since the inner surface of the bearing lid and / or the fixing sleeve and / or the casing located on the outer peripheral side of the slinger and / or labyrinth flow path is subjected to the oil repellent treatment, the lubricating oil adhering to the inner surface Peeling is promoted. Therefore, as a result, the contact with the air flow generated by the rotation of the rotating part forming the slinger and / or labyrinth flow path and the rotating surface is promoted, so that the action of returning the lubricating oil to the inside of the casing is improved.

本発明において、スリンガ及び/又はラビリンス流路を形成する回転部の表面に親油処理を施した場合は、前記回転部の表面への潤滑油の接触が促進され、結果として回転遠心力により、潤滑油をケーシングの内部に戻す作用が向上する。   In the present invention, when the surface of the rotating part forming the slinger and / or labyrinth channel is subjected to an oleophilic treatment, the contact of the lubricating oil to the surface of the rotating part is promoted, and as a result, by the rotational centrifugal force, The effect | action which returns lubricating oil to the inside of a casing improves.

本発明では、潤滑油をケーシングの内部に戻す作用が向上するので、潤滑油の漏出の許容限界を向上して非接触式シール装置のシール性能が向上する。   In this invention, since the effect | action which returns lubricating oil to the inside of a casing improves, the tolerance limit of the leakage of lubricating oil is improved and the sealing performance of a non-contact-type sealing device improves.

本発明の鉄道車両用歯車装置における非接触式シール装置の要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part of the non-contact-type sealing device in the gear apparatus for railway vehicles of this invention. 撥油性及び親油性について説明する図である。It is a figure explaining oil repellency and lipophilicity. 混相流数値解析により、本発明の特徴を有さない、図1に示した構造の非接触式シール装置における油粒子の流れの軌跡を示した図である。It is the figure which showed the locus | trajectory of the flow of the oil particle in the non-contact-type sealing device of the structure shown in FIG. 1 which does not have the characteristic of this invention by multiphase flow numerical analysis. 油浴潤滑式の鉄道車両用歯車装置の断面図である。It is sectional drawing of the gear apparatus for railway vehicles of an oil bath lubrication type. 多段のラビリンス流路を設けた非接触式シール装置を説明する図である。It is a figure explaining the non-contact-type sealing device which provided the multistage labyrinth flow path. スリンガを設けた非接触式シール装置を説明する図である。It is a figure explaining the non-contact-type sealing device provided with the slinger. 従来の鉄道車両用歯車装置における非接触式シール装置の要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part of the non-contact-type sealing apparatus in the conventional gear apparatus for rail vehicles.

本発明は、鉄道車両用歯車装置における非接触式シール装置のシール性能のさらなる向上を図るという目的を、例えば、スリンガの外周側に位置するケーシングの内面に撥油処理を施すことで実現した。   The object of the present invention is to further improve the sealing performance of a non-contact type sealing device in a railway vehicle gear device, for example, by applying an oil repellent treatment to the inner surface of a casing located on the outer peripheral side of the slinger.

以下、本発明の一実施例を図1〜図3を用いて説明する。
図1は本発明の鉄道車両用歯車装置における非接触式シール装置の要部の断面図、図2は撥油性及び親油性について説明する図、図3は混相流数値解析により、本発明の特徴を有さない、図1に示した構造の非接触式シール装置における油粒子の流れの軌跡を示した図である。なお、図1及び図3中、図4〜図7と同一番号は、同一部分或いは相当部分を示し、詳細な説明を省略する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a non-contact type sealing device in a railway vehicle gear device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining oil repellency and lipophilicity, and FIG. 3 is a characteristic of the present invention by multiphase flow numerical analysis. It is the figure which showed the locus | trajectory of the flow of the oil particle in the non-contact-type sealing device of the structure shown in FIG. 1 and 3, the same reference numerals as those in FIGS. 4 to 7 denote the same or corresponding parts, and a detailed description thereof will be omitted.

本発明の鉄道車両用歯車装置の非接触式シール装置は、例えば図1に示すように、車軸5の軸受からケーシング6の外側に至る領域に、軸受側から、ケーシング6と回転スリーブ13により、狭間隙14、大空間15、狭間隙16を順に形成している。また、回転スリーブ13と軸受蓋12により、小空間17、ラビリンス流路10、狭間隙18を順に形成している。そして、前記大空間15内に位置する回転スリーブ13にスリンガ11を設けている。   As shown in FIG. 1, for example, the non-contact type sealing device for a railway vehicle gear device according to the present invention includes a casing 6 and a rotating sleeve 13 from the bearing side to a region extending from the bearing of the axle 5 to the outside of the casing 6. A narrow gap 14, a large space 15, and a narrow gap 16 are formed in this order. Further, the rotary sleeve 13 and the bearing lid 12 form a small space 17, a labyrinth channel 10, and a narrow gap 18 in this order. A slinger 11 is provided on the rotating sleeve 13 located in the large space 15.

本発明は、上記した構成の非接触式シール装置の、例えば、前記スリンガ11の外周側に位置する大空間15(ケーシング6)の内面に撥油処理を施す一方、前記スリンガ11の表面と大空間15内に位置する回転スリーブ13の表面に親油処理を施したことが特徴である。図1中の21は撥油処理を施した面、22は親油処理を施した面を示す。   In the non-contact type sealing device having the above-described configuration, for example, the inner surface of the large space 15 (casing 6) located on the outer peripheral side of the slinger 11 is subjected to oil repellency treatment, while the surface of the slinger 11 is large. It is characterized in that the surface of the rotating sleeve 13 located in the space 15 is subjected to a lipophilic treatment. In FIG. 1, 21 indicates a surface subjected to oil repellent treatment, and 22 indicates a surface subjected to lipophilic treatment.

本発明で言う撥油性や親油性は、図2に示すように、ケーシング等の金属面19と、当該金属面19に付着した潤滑油7の接触角θで定義される。   The oil repellency and oleophilicity referred to in the present invention are defined by the contact angle θ between the metal surface 19 such as a casing and the lubricating oil 7 adhering to the metal surface 19 as shown in FIG.

具体的には、表面処理を施さない金属面19に滴下した潤滑油7の接触角θ(図2の紙面中央)よりも、表面処理を施した金属面19に滴下した潤滑油7の接触角θが大きければ撥油性を有するということである(図2の紙面右側)。   Specifically, the contact angle of the lubricating oil 7 dropped on the metal surface 19 subjected to the surface treatment is larger than the contact angle θ (the center of the paper surface in FIG. 2) of the lubricating oil 7 dropped on the metal surface 19 not subjected to the surface treatment. If θ is large, it means that it has oil repellency (right side of FIG. 2).

一方、表面処理を施さない金属面19に滴下した潤滑油7の接触角θ(図2の紙面中央)よりも、表面処理を施した金属面19に滴下した潤滑油7の接触角θが小さければ親油性を有するということである(図2の紙面左側)。   On the other hand, the contact angle θ of the lubricant 7 dropped on the metal surface 19 subjected to the surface treatment should be smaller than the contact angle θ of the lubricant 7 dropped on the metal surface 19 not subjected to the surface treatment (center of the paper surface in FIG. 2). This means that it has lipophilicity (left side in FIG. 2).

上記構成の非接触シール装置の場合、軸受側から狭間隙14を通って大空間15に大量の潤滑油7が浸入すると、スリンガ11や回転スリーブ13の表面、大空間15を形成するケーシング6の内面に潤滑油7が付着する。   In the case of the non-contact sealing device having the above configuration, when a large amount of lubricating oil 7 enters the large space 15 from the bearing side through the narrow gap 14, the surface of the slinger 11 and the rotating sleeve 13, the casing 6 forming the large space 15 is formed. Lubricating oil 7 adheres to the inner surface.

その際、本発明では、大空間15を形成するケーシング6の内面に撥油処理を施しているので、ケーシング6の内面に付着した潤滑油7のケーシング6の内面からの剥離が促進される。   At this time, in the present invention, since the oil repellent treatment is applied to the inner surface of the casing 6 that forms the large space 15, peeling of the lubricating oil 7 adhering to the inner surface of the casing 6 from the inner surface of the casing 6 is promoted.

その結果、スリンガ11や回転スリーブ13の回転により発生する空気流により、ケーシング6の内面から剥離した潤滑油7をケーシング6の内部に戻す作用が向上する。   As a result, the action of returning the lubricating oil 7 peeled off from the inner surface of the casing 6 to the inside of the casing 6 by the air flow generated by the rotation of the slinger 11 and the rotating sleeve 13 is improved.

また、スリンガ11や回転スリーブ13の表面に親油処理を施すことで、スリンガ11や回転スリーブ13の表面への潤滑油7の付着が促進されるので、その結果、回転遠心力により、スリンガ11や回転スリーブ13の表面に付着した潤滑油7をケーシング7の内部に戻す作用が向上する。   Further, by applying a lipophilic treatment to the surfaces of the slinger 11 and the rotating sleeve 13, adhesion of the lubricating oil 7 to the surfaces of the slinger 11 and the rotating sleeve 13 is promoted. In addition, the action of returning the lubricating oil 7 adhering to the surface of the rotating sleeve 13 to the inside of the casing 7 is improved.

従来技術に対する本発明の進歩性を確認するために、発明者らは、混相流数値解析及びベンチ回転試験を実施した。   In order to confirm the inventive step of the present invention over the prior art, the inventors conducted multiphase flow numerical analysis and bench rotation test.

混相流数値解析は、汎用のCFD(数値流体力学)の一つであるFluentを使用して行った。   Multiphase flow numerical analysis was performed using Fluent, which is one of general-purpose CFD (computational fluid dynamics).

具体的には、スリンガ11の外周側に位置するケーシング6の内面への撥油処理と、スリンガ11の表面への親油処理を行わない、図7に示す非接触シール構造を軸対称三次元計算モデルで表現し、回転スリーブ13の外周面に運動壁面境界条件を、ケーシング6の内面に静止壁面境界条件を設定した。   Specifically, the non-contact seal structure shown in FIG. 7 that does not perform oil repellency treatment on the inner surface of the casing 6 positioned on the outer peripheral side of the slinger 11 and oleophilic treatment on the surface of the slinger 11 is an axially symmetric three-dimensional structure. Expressed by a calculation model, a moving wall boundary condition is set on the outer peripheral surface of the rotating sleeve 13, and a stationary wall boundary condition is set on the inner surface of the casing 6.

そして、ラビリンス流路10の入口付近と出口付近の気圧に差をつける境界条件を設定することで、空気と油滴が軸受部からラビリンス流路10を通過して外部に流出する気液流れを誘起した。流体モデルとして、気体と液体の二相流状態を精度良く計算することが可能なVOF(Volume of Fluid)法を利用した。   Then, by setting a boundary condition that makes a difference between the air pressure near the inlet and the outlet of the labyrinth channel 10, air and oil droplets flow out from the bearing portion through the labyrinth channel 10 to the outside. Induced. As a fluid model, the VOF (Volume of Fluid) method, which can accurately calculate the two-phase flow state of gas and liquid, was used.

スリンガ11の外周側に位置するケーシング6の内面への撥油処理と、スリンガ11の表面への親油処理を行わない、図7に示す非接触シール装置について混相流数値解析した結果を図3に示す。   FIG. 3 shows the result of the multiphase flow numerical analysis for the non-contact sealing device shown in FIG. 7 in which the oil repellent treatment to the inner surface of the casing 6 positioned on the outer peripheral side of the slinger 11 and the lipophilic treatment to the surface of the slinger 11 are not performed. Shown in

図3では、狭間隙14を通って大空間15(ケーシング6)の内面を伝って漏れていく油滴7aや、回転遠心力により振り切られて大空間15(ケーシング6)の内面に捕捉されるスリンガ11に接触した油滴7bなどが明確に捉えられている。なお、大空間15の下部にはケーシング6の内部まで連通する戻し孔が設置されており、重力により油をケーシング6の内部に戻すことができる。   In FIG. 3, oil droplets 7 a leaking through the narrow space 14 along the inner surface of the large space 15 (casing 6), or being swung off by the rotational centrifugal force and captured by the inner surface of the large space 15 (casing 6). The oil droplet 7b etc. which contacted the slinger 11 are clearly caught. A return hole that communicates with the interior of the casing 6 is provided in the lower portion of the large space 15 so that oil can be returned to the interior of the casing 6 by gravity.

図3の結果を踏まえ、図1に示した非接触シール構造を備え、スリンガ11の外周側に位置するケーシング6の内面に撥油処理を施した本発明の非接触シール装置と、スリンガ11の表面にも親油処理を施した本発明の非接触シール装置を組み込んだ歯車装置を試作し、ベンチ回転試験により潤滑油7が漏出するか否かを判定した。   Based on the result of FIG. 3, the non-contact seal device of the present invention having the non-contact seal structure shown in FIG. 1 and having the oil repellent treatment applied to the inner surface of the casing 6 positioned on the outer peripheral side of the slinger 11, A gear device incorporating the non-contact sealing device of the present invention whose surface was also treated with an oleophilic material was prototyped, and whether or not the lubricating oil 7 leaked was determined by a bench rotation test.

このベンチ回転試験で使用した歯車装置のケーシングは新幹線用のもので、油漏れを促進するために定格よりも多量の潤滑油を封入した。撥油の表面処理剤として株式会社ソフト99コーポレーション製の超ガラコ(商品名)を、親油の表面処理剤としてハリマ化成株式会社製の親水型機能性コート剤HFC-P01/H-240Mを使用した。   The gear unit casing used in this bench rotation test was for the Shinkansen, and in order to promote oil leakage, a larger amount of lubricating oil than the rating was enclosed. Super Galaco (trade name) manufactured by Soft99 Corporation is used as the oil repellent surface treatment agent, and the hydrophilic functional coating agent HFC-P01 / H-240M manufactured by Harima Chemical Co., Ltd. is used as the surface treatment agent for lipophilicity. did.

ベンチ回転試験の結果を下記表1に示す。下記表1に示したように、スリンガ11の外周側に位置するケーシング6の内面に撥油処理を施した本発明の非接触シール装置や、スリンガ11の表面にも親油処理を施した本発明の非接触シール装置では潤滑油の漏れが発生していないことがわかる。   The results of the bench rotation test are shown in Table 1 below. As shown in Table 1 below, the non-contact sealing device of the present invention in which the inner surface of the casing 6 positioned on the outer peripheral side of the slinger 11 is subjected to oil repellency treatment, or the book in which the surface of the slinger 11 is also subjected to lipophilic treatment In the non-contact sealing device of the invention, it can be seen that no lubricating oil leaks.

つまり、本発明では、大空間15(ケーシング6)の内面に付着した油滴7aや、スリンガ11に接触した油滴7bをケーシング6の内部に戻す作用が向上するので、非接触式シール装置のシール性能が向上する。   That is, in this invention, since the effect | action which returns the oil droplet 7a adhering to the inner surface of the large space 15 (casing 6) and the oil droplet 7b which contacted the slinger 11 to the inside of the casing 6 improves, a non-contact-type sealing device of Sealing performance is improved.

本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは、言うまでもない。   The present invention is not limited to the above example, and it goes without saying that the embodiments may be changed as appropriate within the scope of the technical idea described in each claim.

例えば、上記の例は、車軸5がケーシング6を貫通して突出する部分に本発明の非接触シール装置を適用したものであるが、小歯車軸2がケーシング6を貫通して突出する部分に適用してもよい。   For example, in the above example, the non-contact sealing device of the present invention is applied to a portion where the axle 5 protrudes through the casing 6, but the portion where the small gear shaft 2 protrudes through the casing 6 is applied. You may apply.

また、上記の例では、軸受蓋12と回転スリーブ13でラビリンス流路10を形成しているが、軸受蓋12とケーシング6の間に固定スリーブを介在させ、この固定スリーブと回転スリーブ13でラビリンス流路10を形成してもよい。   In the above example, the labyrinth flow path 10 is formed by the bearing lid 12 and the rotating sleeve 13, but a fixed sleeve is interposed between the bearing lid 12 and the casing 6, and the labyrinth is formed by the fixed sleeve and the rotating sleeve 13. The flow path 10 may be formed.

また、上記の例に加えて、あるいは上記の例に代えて、ラビリンス流路10を形成する回転スリーブ13の表面に親油処理を施したり、ラビリンス流路10の外周側に位置する軸受蓋12や固定スリーブの内面に撥油処理を施してもよい。   In addition to or in place of the above example, the surface of the rotating sleeve 13 forming the labyrinth channel 10 is subjected to a lipophilic treatment, or the bearing lid 12 positioned on the outer peripheral side of the labyrinth channel 10. Alternatively, an oil repellent treatment may be applied to the inner surface of the fixed sleeve.

以上の本発明は、鉄道車両用の歯車装置に限らず、どのような歯車装置にも適用できる。   The present invention described above can be applied to any gear device, not limited to a gear device for a railway vehicle.

1 歯車装置
2 小歯車軸
5 車軸
6 ケーシング
7 潤滑油
8,9 軸受
10 ラビリンス流路
11 スリンガ
12 軸受蓋
13 回転スリーブ
21 撥油処理を施した面
22 親油処理を施した面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gear apparatus 2 Small gear shaft 5 Axle 6 Casing 7 Lubricating oil 8,9 Bearing 10 Labyrinth flow path 11 Slinger 12 Bearing lid 13 Rotating sleeve 21 Oil-repellent surface 22 Surface subjected to lipophilic treatment

Claims (6)

ケーシングを貫通する回転軸の軸受より外部に突出する突出部分に設けられる鉄道車両用歯車装置の非接触式シール装置であって、
前記回転軸の軸方向において前記ケーシングに固定される軸受蓋を有し、
前記軸受蓋は、前記軸受に供給された潤滑油が外部に漏出することを防ぐラビリンス流路の非回転部を形成するラビリンス流路部分と、前記ラビリンス流路部分の外周側に位置し、小空間を形成する小空間部分と、を備え、
前記小空間部分を形成する内面のうち、少なくとも一部に撥油処理が施されていることを特徴とする鉄道車両用歯車装置非接触式シール装置。
A non-contact type sealing device for a railway vehicle gear device provided at a protruding portion protruding outside from a bearing of a rotating shaft penetrating a casing,
A bearing lid fixed to the casing in the axial direction of the rotary shaft;
The bearing lid is positioned on the outer side of the labyrinth flow path portion that forms a non-rotating portion of the labyrinth flow path that prevents the lubricating oil supplied to the bearing from leaking to the outside. A small space part that forms a space,
A non-contact type sealing device for a railway vehicle gear device , wherein an oil repellent treatment is performed on at least a part of an inner surface forming the small space portion .
ケーシングを貫通する回転軸の軸受より外部に突出する突出部分に設けられる鉄道車両用歯車装置の非接触式シール装置であって、
前記ケーシングは、前記回転軸に設けたスリンガが配置される大空間を形成する大空間部分を備え、
前記大空間部分を形成する内面のうち、少なくとも一部に撥油処理が施されていることを特徴とする鉄道車両用歯車装置非接触式シール装置。
A non-contact type sealing device for a railway vehicle gear device provided at a protruding portion protruding outside from a bearing of a rotating shaft penetrating a casing,
The casing includes a large space portion that forms a large space in which a slinger provided on the rotating shaft is disposed,
Wherein among the inner surface defining a large space portion, at least in part on the non-contact type sealing device of railway vehicle gearing you characterized in that oil repellent treatment is applied.
前記回転軸の軸方向において前記ケーシングに固定される軸受蓋を有し、A bearing lid fixed to the casing in the axial direction of the rotary shaft;
前記軸受蓋は、前記軸受に供給された潤滑油が外部に漏出することを防ぐラビリンス流路の非回転部を形成するラビリンス流路部分と、前記ラビリンス流路部分の外周側に位置し、小空間を形成する小空間部分と、を備え、The bearing lid is located on the outer side of the labyrinth flow path portion that forms a non-rotating portion of the labyrinth flow path that prevents the lubricating oil supplied to the bearing from leaking to the outside. A small space part that forms a space,
前記小空間部分及び前記大空間部分を形成する内面のうち、少なくとも一部に撥油処理が施されていることを特徴とする請求項2に記載の鉄道車両用歯車装置の非接触式シール装置。3. The non-contact type sealing device for a railway vehicle gear device according to claim 2, wherein at least a part of an inner surface forming the small space portion and the large space portion is subjected to an oil repellency treatment. 4. .
ケーシングを貫通する回転軸の軸受より外部に突出する突出部分に設けられる鉄道車両用歯車装置の非接触式シール装置であって、A non-contact type sealing device for a railway vehicle gear device provided at a protruding portion protruding outside from a bearing of a rotating shaft penetrating a casing,
前記回転軸の軸方向において前記ケーシングに固定される軸受蓋と、A bearing lid fixed to the casing in the axial direction of the rotating shaft;
前記回転軸の軸方向において前記ケーシングと前記軸受蓋の間に介在される固定スリーブとを有し、A fixing sleeve interposed between the casing and the bearing lid in the axial direction of the rotary shaft;
前記固定スリーブは、前記軸受に供給された潤滑油が外部に漏出することを防ぐラビリンス流路の非回転部を形成するラビリンス流路部分と、前記ラビリンス流路部分の外周側に位置する外周部分と、を備え、The fixed sleeve includes a labyrinth passage portion that forms a non-rotating portion of the labyrinth passage that prevents the lubricant supplied to the bearing from leaking to the outside, and an outer peripheral portion that is located on the outer peripheral side of the labyrinth passage portion And comprising
前記外周部分を形成する内面のうち、少なくとも一部に撥油処理が施されていることを特徴とする鉄道車両用歯車装置の非接触式シール装置。A non-contact type sealing device for a gear device for a railway vehicle, wherein an oil repellent treatment is applied to at least a part of an inner surface forming the outer peripheral portion.
前記ケーシングは、前記回転軸に設けたスリンガが配置される大空間を形成する大空間部分を備え、The casing includes a large space portion that forms a large space in which a slinger provided on the rotating shaft is disposed,
前記外周部分及び前記大空間部分を形成する内面のうち、少なくとも一部に撥油処理が施されていることを特徴とする請求項4に記載の鉄道車両用歯車装置の非接触式シール装置。5. The non-contact type sealing device for a railway vehicle gear device according to claim 4, wherein at least a part of an inner surface forming the outer peripheral portion and the large space portion is subjected to an oil repellency treatment.
前記非接触式シール装置の回転部の表面のうち、少なくとも一部に親油処理が施されていることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の鉄道車両用歯車装置の非接触式シール装置。6. The railway vehicle gear device according to claim 1, wherein at least a part of a surface of the rotating portion of the non-contact sealing device is subjected to lipophilic treatment. Non-contact seal device.
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