(57)【要約】      （修正有）【課題】蓋部材の着脱が行い易くて、利便性に優れると共に、長い使用期間が経過した後でも、蓋部材が外れにくい密封構造および軸受装置を提供すること。【解決手段】車軸に対して静止している油切り４の内周面の軸方向の外方の端部に、周方向に間隔をおいて二つの凹部を形成する。蓋部材５０は、環状部７０と、環状部７０の軸方向の一方の開口を密封する密封部７１とを有し、環状部７０は、周方向に間隔をおいて位置する二つの凸部７２を有する。油切り４の凹部６２に、蓋部材５０の凸部７２を嵌入して係合することにより、蓋部材５０を油切り４に係合して固定する。【選択図】図３
2010180983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面を有する軸部材と、
上記外周面に径方向に対向する内周面を有する筒部材と、
上記筒部材の上記内周面に固定された蓋部材と
を備え、
上記筒部材の上記内周面は、周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の係合部を有し、
上記蓋部材は、
弾性材からなると共に、環状部と、この環状部の軸方向の一端側の開口を密封する密封部とを有し、
上記環状部の外周面は、周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の係合部を有し、
上記筒部材の上記係合部は、上記蓋部材の上記係合部に係合していることを特徴とする密封構造。
【請求項２】
請求項１に記載の密封構造において、
上記環状部は、
上記蓋部材の上記複数の係合部に対して周方向に間隔をおいて位置する薄肉部と、
上記薄肉部に周方向に隣接すると共に、上記薄肉部の径方向の肉厚よりも径方向の肉厚が厚い厚肉部と
を有していることを特徴とする密封構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載の密封構造を備え、
上記筒部材は、外輪を有し、
上記軸部材に固定された内輪と、
上記外輪と上記内輪との間に配置された複数の転動体と
を備えることを特徴とする軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、密封構造に関し、特に、鉄道車両の車軸装置に使用すれば好適な密封構造に関する。また、本発明は、密封構造および転がり軸受を備える軸受装置に関し、特に、鉄道車両の車軸装置に使用すれば好適な軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、密封構造としては、実開平５−２５０２３号公報（特許文献１）の図３に記載されているものがある。
【０００３】
この密封構造は、軸部材と、筒部材と、合成ゴム製の蓋部材（キャップ）とを備え、上記筒部材の内周面は、上記軸部材の外周面に接触している第１部分と、軸部材の外周面に対して径方向に間隔をおいて位置する第２部分とを有している。
【０００４】
上記筒部材は、軸部材と同期回転し、軸部材に対して静止している。上記筒部材は、環状凸部を有し、その環状凸部は、筒部材の上記第２部分から径方向の内方に突出している。上記環状凸部は、軸部材に対して間隔をおいて位置している。
【０００５】
上記蓋部材は、環状部と、密封部とを備え、密封部は、環状部の軸方向の一方側のみに存在し、環状部の軸方向の他方側のみが開口している。上記環状部の軸方向の他方側の端部（以下、他方側端部という）は、上記軸部材と上記第２部分との間に位置している。上記他方側端部は、上記軸部材に間隔をおいて位置している。
【０００６】
上記他方側端部は、上記筒部材の第２部分の内周面に固定されている。上記他方側端部の外周面は、環状溝を有している。この環状溝に、上記筒部材の環状凸部を嵌入して係合することにより、蓋部材を筒部材に固定している。
【０００７】
この密封構造は、筒部材の内周面から突出する環状凸部を、蓋部材の外周面の環状溝に嵌入して係合する構成であるから、軸部材が運転時に回転した場合に、弾性に富んだ蓋部材が、軸部材と同期回転して、遠心力によって径方向の外方にふくらんで、筒部材と蓋部材の係合が確実なものになるという長所を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平５−２５０２３号公報（第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来の密封構造は、軸部材が運転時に回転した場合に、筒部材と蓋部材の係合が確実なものになるという長所を有する一方、上記筒部材の環状凸部の肉厚の寸法管理や、蓋部材の環状部の環状溝の深さの寸法管理がシビアになるという課題がある。
【００１０】
すなわち、上記従来の密封構造は、蓋部材の外周面が筒部材の内周面に固定される構成であるから、蓋部材を筒部材から取り外すときに、蓋部材の内周面を軸部材または筒部材の外周面に固定する構成と比較して、治具を接触させにくくて、治具が使用しにくくなる。
【００１１】
したがって、上記筒部材の環状凸部の肉厚や、蓋部材の環状部の環状溝の深さを、所望の肉厚や環状溝の深さに対して大きく設定すると、筒部材からの蓋部材の取り外しが極端に困難なものになって、筒部材からの蓋部材の着脱が困難になり、メンテナンスが行いにくくなって、利便性が悪くなる。
【００１２】
一方、この取り外しが困難な課題に鑑みて、上記筒部材の環状凸部の肉厚や、蓋部材の環状部の環状溝の深さを、所望の肉厚や環状溝の深さに対して、小さく設定すると、上記蓋部材が、経年劣化が大きいゴム製であることから、使用中に蓋部材に遠心力が働いたとしても、時間の経過とともに、筒部材から蓋部材が外れ易くなる。
【００１３】
そこで、本発明の課題は、蓋部材の着脱が行い易くて、利便性に優れると共に、長い使用期間が経過した後でも、蓋部材が外れにくい密封構造を提供することにある。また、本発明の課題は、そのような密封構造を有する軸受装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この課題を解決するために、この発明の密封構造は、
外周面を有する軸部材と、
上記外周面に径方向に対向する内周面を有する筒部材と、
上記筒部材の上記内周面に固定された蓋部材と
を備え、
上記筒部材の上記内周面は、周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の係合部を有し、
上記蓋部材は、
弾性材からなると共に、環状部と、この環状部の軸方向の一端側の開口を密封する密封部とを有し、
上記環状部の外周面は、周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の係合部を有し、
上記筒部材の上記係合部は、上記蓋部材の上記係合部に係合していることを特徴としている。
【００１５】
尚、上記筒部材は、軸部材に対して静止している部材（例えば、軸部材が回転軸である場合には、軸部材と同期回転する部材）であっても良く、軸部材に対して相対回転する部材（例えば、軸部材が回転軸である場合において、回転軸と共に同期回転しない、ハウジングや軸受の外輪等）であっても良い。また、上記筒部材は、軸部材に対して静止している部材と、軸部材に対して相対回転する部材とで構成されていても良い。
【００１６】
また、例えば、上記筒部材の上記係合部を、凹部で構成すると共に、上記蓋部材の上記係合部を、凸部（突起部）で構成することができる。また、これとは逆に、上記筒部材の上記係合部を、凸部（突起部）で構成すると共に、上記蓋部材の上記係合部を、凹部で構成することができる。
【００１７】
本発明によれば、上記筒部材の内周面の係合部に係合されるのが、従来例と異なり、環状の係合部でなくて、蓋部材において周方向に間隔をおいて離散的に位置する複数の係合部であるから、上記筒部材や蓋部材の係合部を、凸部または凹部で構成した場合、凸部の肉厚や凹部の深さを、所望の凸部の肉厚や凹部の深さに対して大きく設定した場合であっても、筒部材からの蓋部材の取り外しが極端に困難なものになることがなく、筒部材からの蓋部材の着脱が困難になることがない。したがって、メンテナンスが行いにくくなることがなく、利便性が悪くなることがない。
【００１８】
また、このことから、本発明によれば、従来例と比較して、凸部の肉厚や、その凸部に係合する凹部の深さを、所望の凸部の肉厚や所望の凹部の深さに対して大きくすることができて、凸部の寸法や、凹部の深さをシビアに管理する必要がない。
【００１９】
また、このことから、本発明によれば、凸部の肉厚や、凹部の深さを、所望の凸部の肉厚や所望の凹部の深さに対して大きく設定することができて、長い使用期間が経過した後でも、蓋部材が筒部材の内周面から容易に外れることがない。
【００２０】
また、一実施形態では、
上記環状部は、
上記蓋部材の上記複数の係合部に対して周方向に間隔をおいて位置する薄肉部と、
上記薄肉部に周方向に隣接すると共に、上記薄肉部の径方向の肉厚よりも径方向の肉厚が厚い厚肉部と
を有している。
【００２１】
上記実施形態によれば、上記環状部が上記蓋部材の上記複数の係合部に対して周方向に間隔をおいて位置する薄肉部を有して、環状部の強度が低下しているから、環状部が径方向の内方に変形し易くなる。したがって、蓋部材の筒部材からの着脱が、更に行い易くなって、利便性が更に優れたものになる。また、蓋部材の筒部材からの着脱が、更に行い易くなるから、筒部材や蓋部材の係合部を凸部や凹部で構成した場合に、凸部の寸法や、凹部の深さの寸歩設定の変動幅を更に大きくすることができて、利便性を更に優れたものにすることができると共に、密封構造の生産性を優れたものにすることができる。
【００２２】
また、本発明の軸受装置は、
本発明の密封構造を備え、
上記筒部材は、外輪を有し、
上記軸部材に固定された内輪と、
上記外輪と上記内輪との間に配置された複数の転動体と
を備えることを特徴としている。
【００２３】
本発明によれば、本発明の密封構造を備えるから、密封構造の蓋部材を、容易に着脱することができ、また、密封構造において、長い使用期間が経過した後でも、蓋部材が軸部材または筒部材から容易に外れることがない。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の密封構造および軸受装置によれば、蓋部材の着脱が行い易くて、利便性が優れたものになる。また、長い使用期間が経過した後において、蓋部材が、軸部材または筒部材から容易に外れることがない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の軸受装置の一実施形態の鉄道車両用車軸装置の軸方向の断面図である。
【図２】図１の雌ねじ部材の周辺の拡大断面図である。
【図３】油切りと、蓋部材との係合部の拡大模式断面図である。
【図４】図３のＡＡ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の軸受装置の一実施形態の鉄道車両用車軸装置の軸方向の断面図である。
【００２８】
この鉄道車両用車軸装置は、鉄道車両の車軸１と、図示しない軸箱と、複列円筒ころ軸受２と、環状の後蓋３と、油切り４と、雌ねじ部材５と、蓋部材５０とを備える。上記車軸１および雌ねじ部材５は、軸部材を構成している。
【００２９】
上記複列円筒ころ軸受２は、上記軸箱の内周面に対して車軸１を回転自在に支持している。上記複列円筒ころ軸受２は、内輪６、外輪８、転動体としての複数の第１円筒ころ１０、および、転動体としての複数の第２円筒ころ１１を有する。上記内輪６は、外周に互いに軸方向に隣接する第１円筒軌道面２１および第２円筒軌道面２２を有している。
【００３０】
一方、上記外輪８は、軸部材の外周面に径方向に対向する内周面を有している。上記外輪８は、上記軸箱の内周面に内嵌されて固定されている。上記軸箱、油切り４および外輪８は、筒部材を構成している。言い換えれば、上記外輪８は、筒部材に含まれている。また、上記車軸１、上記軸箱、油切り４、外輪８および蓋部材５０は、密封構造を構成している。
【００３１】
上記外輪８は、内周に互いに軸方向に隣接する第１円筒軌道面３１および第２円筒軌道面３２を有している。上記外輪８は、第１円筒軌道面３１の軸方向の両側に鍔部を有し、また、第２円筒軌道面３２の軸方向の両側に鍔部を有している。
【００３２】
上記複数の第１円筒ころ１０は、内輪６の第１円筒軌道面２１と、外輪８の第１円筒軌道面３１との間に、第１保持器４１に保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。また、上記複数の第２円筒ころ１１は、内輪６の第２円筒軌道面２２と、外輪８の第２円筒軌道面３２との間に、第２保持器４２に保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。
【００３３】
上記後蓋３は、車軸１の外周面に外嵌されて固定されている。上記後蓋３の軸方向の一方側（鉄道車両の車輪側とは反対側）の端面は、内輪６の軸方向の他方側の端面に当接している。一方、上記後蓋３の軸方向の他方側の端面は、車軸１の径方向に広がる段部に当接している。このように、上記後蓋３を、車軸１の段部に当接させることにより、後蓋３を、車軸１の所定位置に固定するようになっている。
【００３４】
上記油切り４は、環状部材である。上記油切り４は、複列円筒ころ軸受２の軸方向の後蓋３側とは反対側に位置している。油切り４の軸方向の他方側（内輪６側）の端面は、内輪６の一方側の端面に当接している。上記油切り４の軸方向の他方側の端面における径方向の外方の部分は、第１円筒ころ１０に当接している。上記油切り４の内周面において軸方向の一方側に位置する端部は、車軸１に対して間隔をおいて位置している。
【００３５】
上記雌ねじ部材５は、車軸１の外周面に形成された雄ねじに螺合している。上記雌ねじ部材５の軸方向の他方側の端面は、油切り４の軸方向の一方側の端面に当接している。上記雌ねじ部材５は、ねじ穴およびボルトを有し、ボルトは、上記ねじ穴に螺合している。上記雌ねじ部材５において上記ボルトのねじ込み量を調整することにより、複列円筒ころ軸受２のアキシアル方向の予圧を調整するようになっている。
【００３６】
図１に示すように、上記油切り４の内周面において軸方向の一方側に位置する端部は、雌ねじ部材５よりも軸方向の一方側（軸方向の外方側）に位置する部分を有している。上記油切り４の内周面において軸方向の一方側に位置する上記端部は、雌ねじ部材５に対して間隔をおいて位置している。
【００３７】
上記蓋部材５０は、筒部材の内周面である油切り４の内周面において軸方向の一方側に位置する端部に固定されている。
【００３８】
また、上記外輪８の軸方向の油切り４側の内周面には、筒状のシールケース３７が、取り付けられ、外輪８の軸方向の後蓋３側の内周面には、筒状のシールケース３８が取り付けられている。また、上記シールケース３７と油切り４との間は、密封装置４７で密封され、シールケース３８と後蓋３との間は、密封装置４８で密封されている。
【００３９】
図２は、図１の雌ねじ部材５の周辺の拡大断面図である。
【００４０】
図２に示すように、上記油切り４の内周面において軸方向の一方側に位置する端部６０は、円筒内周面を有している。また、上記油切り４のこの端部６０は、係合部の一例としての二つの凹部６２を有する。上記各凹部６２は、端部６０の円筒内周面につながり、二つの凹部６２は、互いに周方向に間隔をおいて位置している。上記各凹部６２は、軸方向の断面において断面略矩形状の形状を有する。上記各凹部６２は、周方向に予め定められた寸法延在している。一方の凹部６２と、他方の凹部６２とは、略同一の形状を有している。
【００４１】
上記蓋部材５０は、蓋状の形状を有する一体部材であって、弾性材の一例としての合成ゴムからなっている。上記蓋部材５０は、環状部７０と、密封部７１とを有し、環状部７０は、係合部としての二つの凸部７２を有する。上記密封部７１は、環状部７０の軸方向の一端側（軸方向の雌ねじ部材５側とは反対側）の開口を隙間なく密封している。
【００４２】
上記環状部７０は、円筒外周面を有する。上記各凸部７２は、環状部７０の円筒外周面から径方向の外方に突出している。上記二つの凸部７２は、周方向に互いに間隔をおいて位置している。上記凸部７２は、凹部６２の形状に対応する形状であって、かつ、凹部６２の形状よりも若干小さい形状を有している。上記各凸部７２は、凹部６２に嵌入して凹部６２に係合している。
【００４３】
上記蓋部材５０は、環状のフランジ状の蓋止め部７５を有し、この蓋止め部７５は、環状部７０の外周面の軸方向の密封部７１側の端部から径方向に突出している。上記蓋止め部７５が油切り４の軸方向の一方側の端面７７に当接するまで、蓋部材５０を軸方向に雌ねじ部材５側に押圧して移動させて、蓋部材５０を、油切り４に係合するようになっている。蓋部材５０が、油切り４に係合している状態において、各凸部７２は、凹部６２に嵌入して係合している。
【００４４】
図３は、蓋部材５０と、油切り４の一部との模式断面図である。また、図４は、図３のＡＡ線断面図であり、蓋部材５０と、油切り４の一部との径方向の模式断面図である。
【００４５】
図３および図４に示すように、一方の凸部７２と、他方の凸部７２とは、略径方向に対向している。また、図４に示すように、上記蓋部材５０の環状部７０は、二つの厚肉部９０と、二つの薄肉部９１とを有している。上記薄肉部９１の径方向の肉厚は、厚肉部９０の径方向の肉厚よりも薄くなっている。一方の薄肉部９１は、環状部７０の周方向において、凸部７２に対して、位相がπ／２［ｒａｄ］ずれたところに存在している。一方の薄肉部９１と、他方の薄肉部９１とは、略径方向に対向している。
【００４６】
また、各厚肉部９０は、周方向において二つの薄肉部９１を接続しており、一方の厚肉部９０と、他方の厚肉部９０とは、略径方向に対向している。二つの厚肉部９０は、略同一であり、二つの薄肉部９１は、略同一である。上記各薄肉部９１は、略円筒部材の一部からなっている。
【００４７】
上記実施形態の密封構造によれば、上記油切り４（筒部材の一部）の内周面の凹部６２に嵌入されるのが、従来例と異なり、環状凸部でなくて、蓋部材５０において周方向に間隔をおいて離散的に位置する複数の凸部７２であるから、油切り４の凹部６２の深さや、蓋部材５０の環状部７０の凸部７２の肉厚を、所望の凸部の肉厚や凹部の深さに対して大きく設定した場合であっても、油切り４からの蓋部材５０の取り外しが極端に困難なものになることがなく、油切り４からの蓋部材５０の着脱が困難になることがない。したがって、メンテナンスが行いにくくなることがなく、利便性が悪くなることがない。
【００４８】
また、このことから、この実施形態によれば、従来例と比較して、蓋部材５０の凸部７２の肉厚や、油切り４の凹部６２の深さを、所望の凸部の肉厚や凹部の深さに対して大きくすることができて、凸部７２の寸法や、凹部６２の深さをシビアに管理する必要がない。
【００４９】
また、このことから、この実施形態によれば、蓋部材５０の凸部７２の肉厚や、油切り４の凹部６２の深さを、所望の凸部の肉厚や所望の凹部の深さに対して大きく設定することができて、長い使用期間が経過した後でも、蓋部材５０が油切り４の内周面から容易に外れることがない。
【００５０】
また、上記実施形態の密封構造によれば、上記蓋部材５０の環状部７０が二つの凸部７２に対して周方向に間隔をおいて位置する薄肉部９１を有して、環状部７０の強度が低下しているから、環状部７０が径方向の内方に変形し易くなる。したがって、上記蓋部材５０の油切り４からの着脱が、更に行い易くなって、利便性が更に優れたものになる。また、上記蓋部材５０の油切り４からの着脱が、更に行い易くなるから、凸部７２の寸法や、凹部６２の深さの寸歩設定の変動幅を更に大きくすることができて、利便性を更に優れたものにすることができると共に、密封構造の生産性を優れたものにすることができる。
【００５１】
尚、上記実施形態の密封構造では、蓋部材５０が、合成ゴムからなっていたが、この発明では、蓋部材の本体部は、天然樹脂、合成樹脂または天然ゴム製であっても良く、その他の弾性に富んだ材料からなっていても良い。
【００５２】
また、上記実施形態の密封構造では、凸部７２を周方向に等間隔に二つ設けたが、この発明では、凸部を、周方向に等間隔に三以上設けても良く、また、凸部を、周方向に等間隔でない間隔で、二以上設けても良い。
【００５３】
また、上記実施形態の密封構造では、凹部６２を周方向に等間隔に二つ設けたが、この発明では、凹部を、周方向に等間隔に三以上設けても良く、また、凹部を、周方向に等間隔でない間隔で、二以上設けても良い。
【００５４】
また、上記実施形態の密封構造では、二つの凸部７２が、略全て同一であり、二つの凹部６２が、略同一であったが、この発明では、複数の凸部および複数の凹部のうちの少なくとも一方は、形状が全て同じ形でなくても良い。
【００５５】
また、上記実施形態の密封構造では、凸部７２の数と、凹部６２の数が一致していたが、この発明では、凸部の数と、凹部の数は、一致しても、一致していなくてもどちらでも良い。例えば、凹部の数が、凸部の数より多い場合において、係合時において、凸部が嵌入していない凹部が存在しても良い。一方、凸部の数が、凹部の数よりも多い場合は、複数の凸部が嵌入している凹部が少なくとも一つ存在することは、言うまでもない。
【００５６】
また、上記実施形態の密封構造では、凸部７２の軸方向の断面形状が、略矩形状であると共に、凹部６２の軸方向の断面形状が略矩形状であったが、この発明では、凸部の形状は、如何なる形状であっても良く、また、凹部の形状も、如何なる形状であっても良い。ただし、筒部材の内周面に、蓋部材の環状部の外周面が当接している状態で、凹部が画定する凹部の内部領域よりも、その凹部に係合する凸部が占める領域が小さいという条件を満たさなければならないことは言うまでもない。
【００５７】
また、上記実施形態の密封構造では、蓋部材５０の環状部７０の外周面を、車軸１と同期回転する油切り４の内周面に固定したが、この発明では、蓋部材の環状部の外周面を、軸箱の内周面や転がり軸受の外輪の内周面に固定する構成であっても良く、軸箱の内周面や外輪の内周面が、複数の凹部を有する構成であっても良い。また、この発明では、蓋部材の環状部の外周面を、軸箱の内周面や外輪の内周面に、内嵌されて固定された環状部材の内周面に、固定する構成であっても良く、環状部材の内周面が、複数の凹部を有する構成であっても良い。
【００５８】
また、上記実施形態の密封構造では、筒部材の一部をなす油切り４の内周面が、係合部としての凹部６２を有すると共に、蓋部材５０の環状部７０の外周面が、凹部６２に係合する係合部としての凸部７２を有していたが、この発明では、筒部材の内周面が、係合部としての凸部を有すると共に、蓋部材の環状部の外周面が、筒部材の凸部に係合する係合部としての凹部を有していても良い。
【００５９】
また、上記実施形態の軸受装置では、転がり軸受が、複列円筒ころ軸受２であったが、この発明の軸受装置では、転がり軸受において、転動体は、軸方向に一列または複数列配置されていても良く、かつ、転動体は、円錐ころ、円筒ころ、凸面ころ、または、円錐ころと円筒ころとの組み合わせであっても良い。また、外輪または内輪は、一体型であっても、複数の環状部材からなる複合型であってもどちらでも良い。
【００６０】
尚、上記実施形態の密封構造は、鉄道車両用車軸装置の一部をなしていたが、この発明の密封構造が、軸部材の端部を覆う必要がある装置であれば如何なる装置に適用されても良いことは言うまでもない。また、この発明の軸受装置が、鉄道車両用車軸装置でなくても良いことも言うまでもなく、軸部材と、転がり軸受と、その軸部材の一端部を覆う蓋部材を有する如何なる装置であっても良いことも、言うまでもない。
【符号の説明】
【００６１】
１  車軸
２  複列円筒ころ軸受
４  油切り
５  雌ねじ部材
６  内輪
８  外輪
１０  第１円筒ころ
１１  第２円筒ころ
５０  蓋部材
６２  凹部
７０  環状部
７１  密封部
７２  凸部
９０  厚肉部
９１  薄肉部
【図１】
2010180983.tif 000003
【図２】
2010180983.tif 000004
【図３】
2010180983.tif 000005
【図４】
2010180983.tif 000006