(57)【要約】【課題】回転軸の外周面に互いに当接するように外嵌された内輪および位置決め部材との間にフレッチング摩耗が発生しなくて、寿命が長く、かつ、潤滑剤の劣化を抑制できる鉄道車両用車軸装置を提供すること。【解決手段】鉄道車両の車軸１の外周面と、軸箱９の内周面との間に、複列円錐ころ軸受２を配置する。車軸１の外周面における複列円錐ころ軸受２の軸方向の外方に、環状の後蓋３を外嵌して固定する。複列円錐ころ軸受２の第２内輪７の軸方向の外方の端面と、後蓋３の軸方向の内方の端面との間に、環状の接着部材５０を配置する。第２内輪７の軸方向の外方の端面と、接着部材５０の軸方向の内方の端面とを接着し、後蓋３の軸方向の内方の端面と、接着部材５０の軸方向の外方の端面とを接着する。【選択図】図１
2010101445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の車軸と、
軸箱と、
上記車軸の外周面に嵌合される内輪と、
上記軸箱の内周面に嵌合される外輪と、
上記内輪の軌道面と、上記外輪の軌道面との間に配置された転動体と、
上記車軸の外周面上に配置されると共に、上記内輪を上記車軸に対して軸方向に位置決めする環状の位置決め部材と、
上記内輪の軸方向の端面と、上記位置決め部材の軸方向の端面との間に位置すると共に、上記内輪の上記端面と、上記位置決め部材の上記端面とに接着された環状の粘弾性体と
を備えることを特徴とする鉄道車両用車軸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の車軸と、軸箱と、その車軸を軸箱に対して回転自在に支持する転がり軸受とを備える鉄道車両用車軸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の車軸には数トンからなる車両の重量がラジアル荷重として加わるから、車軸の両端が下方に沈み、中央が膨らんだ状態（ベンディング）で回転することが知られている。
【０００３】
そして、鉄道車両の車軸と、その車軸に外嵌された転がり軸受と、上記車軸に外嵌されると共に、上記転がり軸受に軸方向に当接する環状の後蓋とを備える鉄道車両用車軸装置において、上記ベンディングの影響で、上記内輪の軸方向の端面と、その端面に当接している後蓋の軸方向の端面とに作用する応力が周期的に変動することが知られ、その応力変動によってそれらの端面に微少摩耗（フレッチング摩耗）が生じることが知られている。
【０００４】
上記フレッチング摩耗を抑制できる鉄道車両用車軸装置としては、特開２００６−１７７４４８号公報（特許文献１）に記載されているものがある。
【０００５】
この車軸装置は、車軸に装着された転がり軸受の内輪の端面と、その端面に当接する後蓋の端面とのうちの少なくとも一方を、軟質金属からなるメッキでコーティングすることにより、内輪の端面と後蓋の端面との摩擦を軽減して、微少摩耗（フレッチング摩耗）を抑制している。
【０００６】
しかしながら、この車軸装置でも、内輪の端面と、その内輪の端面に当接する後蓋の端面との間で発生するフレッチングを完全に防止できず、かつ、これらの端面の間で発生した摩耗粉が、これらの端面の間を通過して、潤滑剤配置空間にまで達して、潤滑剤を劣化させるという課題がある。
【特許文献１】特開２００６−１７７４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の課題は、回転軸の外周面に互いに当接するように外嵌された内輪および位置決め部材との間にフレッチング摩耗が発生しなくて、寿命が長く、かつ、潤滑剤の劣化を抑制できる鉄道車両用車軸装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明の鉄道車両用車軸装置は、
鉄道車両の車軸と、
軸箱と、
上記車軸の外周面に嵌合される内輪と、
上記軸箱の内周面に嵌合される外輪と、
上記内輪の軌道面と、上記外輪の軌道面との間に配置された転動体と、
上記車軸の外周面上に配置されると共に、上記内輪を上記車軸に対して軸方向に位置決めする環状の位置決め部材と、
上記内輪の軸方向の端面と、上記位置決め部材の軸方向の端面との間に位置すると共に、上記内輪の上記端面と、上記位置決め部材の上記端面とに接着された環状の粘弾性体と
を備えることを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、上記内輪の軸方向の端面と上記位置決め部材の軸方向の端面との間に、両方の端面に接着している環状の粘弾性体が存在しているから、内輪と位置決め部材とが接触することを完全に防止した上で、内輪および位置決め部材のうちの少なくとも一方のベンディングに起因する内輪と、位置決め部材との相対位置の変化を、上記粘弾性体で吸収できる。したがって、内輪の端面および位置決め部材の端面のフレッチングを防止できると共に、これらの端面で摩耗粉が発生することを防止できる。
【００１０】
また、本発明によれば、内輪の軸方向の端面と位置決め部材の軸方向の端面との間に位置し、かつ、両方の端面に接着している粘弾性体が、環状形状を有しているから、位置決め部材の内周面と、車軸との間の摩擦やたたきで発生した摩耗粉が、内輪の軸方向の端面と位置決め部材の軸方向の端面との間を通過して、潤滑剤封入空間に浸入することがない。したがって、潤滑剤に摩耗粉が混じって潤滑剤が劣化することがない。
【００１１】
また、本発明によれば、上記内輪および位置決め部材のうちの少なくとも一方のベンディングに起因して発生する歪みを、上記粘弾性体で吸収できて抑制できる。したがって、内輪および位置決め部材に発生する金属疲労を抑制できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の鉄道車両用車軸装置によれば、内輪の軸方向の端面および位置決め部材の軸方向の端面にフレッチングが発生することがない。
【００１３】
また、本発明の鉄道車両用車軸装置によれば、位置決め部材と車軸との間に発生した摩耗粉が、内輪の軸方向の端面と、位置決め部材の軸方向の端面との間を通過して、潤滑剤封入空間に浸入して、潤滑剤を汚染することがない。したがって、長期に亘って良好な潤滑を維持することができると共に、潤滑剤の寿命を長くすることができる。
【００１４】
また、本発明の鉄道車両用車軸装置によれば、上記内輪および位置決め部材のうちの少なくとも一方のベンディングに起因して発生する歪みを、上記粘弾性体で吸収できて抑制できる。したがって、内輪および位置決め部材に発生する金属疲労を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明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。
【００１７】
この鉄道車両用車軸装置は、鉄道車両の車軸１と、軸箱９と、転がり軸受の一例としての複列円錐ころ軸受２と、位置決め部材の一例としての環状の後蓋３と、油切り４と、粘弾性体の一例としての接着部材５０とを備える。
【００１８】
上記複列円錐ころ軸受２は、車軸１を回転自在に支持している。上記複列円錐ころ軸受は、第１内輪６、第２内輪７、外輪８、転動体としての複数の第１円錐ころ１０、および、転動体としての複数の第２円錐ころ１１を有する。上記第１内輪６と第２内輪７とは、複合内輪を構成している。
【００１９】
上記車軸１は、円筒外周面部１４と、拡径外周面部１７とを有し、上記拡径外周面部１７は、円筒外周面部１４につながっている。上記拡径外周面部１７は、軸方向に円筒外周面部１４から離れるにしたがって、外径が大きくなっている。上記拡径外周面部１４は、軸方向の断面において、略放物線状の形状を有している。
【００２０】
上記第１内輪６は、外周に円錐軌道面２１を有すると共に、第２内輪７は、外周に円錐軌道面２２を有している。上記第１内輪６と第２内輪７とは、略同一である。上記第１内輪６の円錐軌道面２１の小径側の端面は、第２内輪７の円錐軌道面２２の小径側の端面に当接している。
【００２１】
一方、上記外輪８は、軸箱９の内周面に内嵌されて固定されている。上記外輪８は、互いに軸方向に隣接する第１円錐軌道面３１および第２円錐軌道面３２を有している。上記第１円錐軌道面３１の内径は、第２円錐軌道面３２側にいくにしたがって小さくなり、第２円錐軌道面３２の内径は、第１円錐軌道面３１側にいくにしたがって小さくなっている。
【００２２】
上記複数の第１円錐ころ１０は、第１内輪６の円錐軌道面２１と、外輪８の第１円錐軌道面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円錐ころ１１は、第２内輪７の第１円錐軌道面２２と、外輪８の第２円錐軌道面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。
【００２３】
上記後蓋３は、車軸１の拡径外周面部１７に対応する形状を有する拡径内周面部４４を有している。上記後蓋３の拡径内周面部４４が、車軸１の拡径外周面部１７に嵌り込むことにより、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。上記後蓋３の車軸１の複列円錐ころ軸受２側の端面は、第２内輪７の円錐軌道面２２の大径側の端面に軸方向に対向している。
【００２４】
上記油切り４は、環状部材であり、複列円錐ころ軸受２の後蓋３側とは反対側に位置している。油切り４の軸方向の第１内輪６側の端面は、第１内輪６の第２内輪７側とは反対側の端面に当接している。上記油切り４は、車軸２の端部にネジで固定された前蓋（図示せず）によって、後蓋３側に力を付与されている。上記車軸１に対して位置決めされた前蓋および後蓋３で、複列円錐ころ軸受２と油切り４とを挟み込むことにより、複列円錐ころ軸受２と油切り４とを軸方向に位置決めしている。
【００２５】
上記接着部材５０は、環状部材であって接着剤からなっている。上記接着部材５０は、第２内輪７の軸方向の外方の端面と、後蓋３の軸方向の内方の端面との間に位置している。上記接着部材５０は、第２内輪７の上記端面と、後蓋３の上記端面の両方に接着されている。上記接着部材５０の第１内輪７側の端面は、第２内輪７の軸方向の外方の端面の略全面に接着され、接着部材５０の後蓋３側の端面は、後蓋３の軸方向の内方の端面の略全面に接着されている。上記接着部材５０の軸方向の厚さは、径方向の位置によらず略一定になっている。
【００２６】
上記外輪８の軸方向の一端部の内周面には、筒状のシールケース３７が、取り付けられ、外輪８の軸方向の他端部の内周面には、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。
【００２７】
上記実施形態の鉄道車両用車軸装置によれば、上記第２内輪７の軸方向の端面と後蓋３の軸方向の端面との間に、両方の端面に接着している環状の接着部材５０が存在しているから、第２内輪７と後蓋３とが接触することを完全に防止した上で、第２内輪７および後蓋３のうちの少なくとも一方のベンディングに起因する第２内輪７と後蓋３との相対位置の変化を、接着部材５０で吸収できる。したがって、上記第２内輪７の端面および後蓋７の端面のフレッチングを防止できると共に、これらの端面で摩耗粉が発生することを防止できる。
【００２８】
また、上記実施形態の鉄道車両用車軸装置によれば、上記第２内輪７の軸方向の端面と後蓋３の軸方向の端面との間に位置し、かつ、両方の端面に接着している接着部材５０が、環状形状を有しているから、後蓋３の内周面と、車軸１との間の摩擦やたたきで発生した摩耗粉が、第２内輪７の軸方向の端面と後蓋３の軸方向の端面との間を通過して、潤滑剤封入空間に浸入することがない。したがって、潤滑剤に摩耗粉が混じって潤滑剤が劣化することがない。
【００２９】
また、上記実施形態の鉄道車両用車軸装置によれば、上記第２内輪７および後蓋３のうちの少なくとも一方のベンディングに起因して発生する歪みを、接着部材５０で吸収できて抑制できる。したがって、上記第２内輪７および後蓋３に発生する金属疲労を抑制できる。
【００３０】
尚、上記実施形態の鉄道車両用車軸装置では、粘弾性体が、接着剤からなる接着部材５０で構成されていた。しかしながら、この発明では、粘弾性体は、コアとしての円板状のエンジニアリングプラスチックと、その両側面に塗布された接着剤とを有する部材で構成されていても良い。また、この発明では、粘弾性体は、コアとしての円板状のスーパーエンジニアリングプラスチックと、その両側面に塗布された接着剤とを有する部材で構成されていても良い。
【００３１】
尚、ここで、エンジニアリングプラスチックの例としては、ポリアセタール（POM）、ポリアミド（PA）、ポリカーボネート（PC）、変性ポリフェニレンエーテル（m-PPE）、ポリブチレンテレフタレート（PBT）、GF強化ポリエチレンテレフタレート（GF-PET）、超高分子量ポリエチレン（UHPE）、または、シンジオタクチックポリスチレン（SPS）等がある。
【００３２】
また、スーパーエンジニアリングプラスチックの例としては、非晶ポリアリレート（PAR）、ポリスルホン（PSF）、ポリエーテルサルフォン（PES）、ポリフェニレンスルファイド（PPS）、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリイミド（PI）、ポリエーテルイミド（PEI）、フッ素樹脂、または、液晶ポリマー（LCP）等がある。
【００３３】
また、上記実施形態の鉄道車両用車軸装置では、接着部材５０が、第２内輪７の端面全面に接着すると共に、後蓋３の端面全面に接着していた。しかしながら、この発明では、粘弾性体は、内輪の軸方向の外方の端面の一部のみに接着する構成でも良く、また、粘弾性体は、位置決め部材の内輪側の端面の一部のみに接着する構成でも良い。
【００３４】
また、上記実施形態の鉄道車両用車軸装置では、転がり軸受が、複列の円錐ころ軸受２であったが、この発明では、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、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。
【００３５】
また、上記実施形態の鉄道車両用車軸装置では、位置決め部材が、内輪よりも車輪側に位置する後蓋３であったが、この発明では、位置決め部材は、内輪の車輪側とは反対側に位置する油切りであっても良い。そして、内輪と後蓋との間に粘弾性体を配置しない一方、内輪と油切りとの間に環状の粘弾性体を配置しても良い。また、この発明では、位置決め部材は、内輪よりも車輪側に位置する後蓋、および、内輪の車輪側とは反対側に位置する油切りであっても良い。そして、内輪と後蓋との間に環状の粘弾性体を配置すると共に、内輪と油切りとの間に環状の粘弾性体を配置しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明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。
【符号の説明】
【００３７】
１  車軸
２  複列円錐ころ軸受
３  後蓋
４  油切り
６  第１内輪
７  第２内輪
８  外輪
９  軸箱
１０  第１円錐ころ
１１  第２円錐ころ
５０  接着部材
【図１】
2010101445.tif 000003