(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸の外周面に当接するジャーナル面と、前記車軸の端部に形成されるフランジ部に当接するスラスト面と、を有する鉄道車両用すべり軸受において、
該すべり軸受は、その下方の半円形内側面に前記ジャーナル面が形成されると共にその一端側面に前記スラスト面が形成される鋼製の平メタルと、該平メタルのスラスト面に着脱自在に取り付けられる耐摩耗性合成樹脂材料のスラストプレートと、からなり、
前記スラストプレートは、前記スラスト面の端面形状と合致するように薄板状に成形されると共に、前記ジャーナル面の半円形端面に沿って前記車軸の端部と当接する側方断面台形形状の当接部を突設し、該当接部の上方に前記スラスト面に着脱自在に取り付けるための取付部を形成したことを特徴とする鉄道車両用すべり軸受。
【請求項２】
前記耐摩耗性合成樹脂材料は、ポリエーテルエーテルケトンのベース樹脂に、０．１〜５０重量％のポリテトラフルオロエチレンを添加することにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用すべり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車軸の外周面に当接するジャーナル面と、前記車軸の端部に形成されるフランジ部に当接するスラスト面と、を有する鉄道車両用すべり軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両の車軸に取り付けられるすべり軸受において、車軸の端部に形成されるフランジ部にすべり軸受のスラスト面を当接させて車両本体から働く力を受けている。即ち、従来のすべり軸受２０では、図５に示すように、スラスト面２９に、合金層としてホワイトメタルを接合して当接部２３を形成し、この当接部２３に車軸のフランジ部を当接させることにより、車軸に対する車両本体からの軸方向の力を受けていた。なお、このすべり軸受２０の車軸の外周面に当接するジャーナル面２５の表面にもスラスト面２９と同様に、ホワイトメタルが接合されて合金層として形成されている。
【０００３】
また、スラスト面２９の当接部２３には、ジャーナル面２５と違って潤滑油の供給がほとんどない上に、当接部２３とフランジ部との間には、取付のため隙間が形成され、そのためガタが生じ、当接部２３とフランジ部とが衝突して当接部２３が塑性変形を起こし、ジャーナル面２５に比べてその摩耗が激しいものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、スラスト面２９の当接部２３が摩耗した場合には、ジャーナル面２５が摩耗していなくても、すべり軸受２０全体を交換しなければならなかった。また、当接部２３は、ホワイトメタル等の金属により形成されていたため、潤滑油の供給が少ない場合に焼き付き等を起こし易すく、更に、弾性に乏しく、衝撃を吸収することができないため、摩耗が激しいものであった。
【０００５】
本発明は、上記した事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、スラスト面が摩耗してもスラストプレートを交換するだけですべり軸受全体を交換する必要のないと共に、スラスト面が潤滑油の供給がほとんどない条件下であっても焼き付かず、且つ摩耗しにくい鉄道車両用すべり軸受を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１に係る発明においては、車軸の外周面に当接するジャーナル面と、前記車軸の端部に形成されるフランジ部に当接するスラスト面と、を有する鉄道車両用すべり軸受において、該すべり軸受は、その下方の半円形内側面に前記ジャーナル面が形成されると共にその一端側面に前記スラスト面が形成される鋼製の平メタルと、該平メタルのスラスト面に着脱自在に取り付けられる耐摩耗性合成樹脂材料のスラストプレートと、からなり、前記スラストプレートは、前記スラスト面の端面形状と合致するように薄板状に成形されると共に、前記ジャーナル面の半円形端面に沿って前記車軸の端部と当接する側方断面台形形状の当接部を突設し、該当接部の上方に前記スラスト面に着脱自在に取り付けるための取付部を形成したことを特徴とする。このように構成することにより、スラストプレートが車両からの力を受けて摩耗した場合でも、すべり軸受全体を交換することなく、すべり軸受を構成するスラストプレートを平メタルから取り外して新たなスラストプレートに交換すれば、すべり軸受の再使用が可能である。また、すべり軸受全体を交換する必要がないため、摩耗していない部分あるいは、摩耗の程度の低い部分を引き続き使用することができ、補修コストを低減することができる。
【０００８】
また、請求項２に係る発明においては、前記耐摩耗性合成樹脂材料は、ポリエーテルエーテルケトンのベース樹脂に、０．１〜５０重量％のポリテトラフルオロエチレンを添加することにより形成されていることを特徴とする。このように構成することにより、耐熱性，耐摩耗性，機械的強度等に優れた合成樹脂材料を形成することができ、スラストプレートをこの合成樹脂材料により形成することにより、スラストプレートを高温，高荷重等の過酷な条件下で使用した場合であっても、スラストプレートの摩耗の程度を抑えることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。先ず、鉄道車両用すべり軸受が取り付けられる鉄道車両の車輪駆動部の概略について、図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る鉄道車両用すべり軸受が取り付けられる鉄道用車両の車輪駆動部及び該車輪駆動部に取り付けられるすべり軸受を示す概略図である。
【００１１】
図１において、車輪駆動部１は、モータを内蔵する主電動機２と、該主電動機２に挿通される車軸３と、該車軸３を主電動機２に対して回転自在に支持するアクセルメタル４と、車軸３に固定されて主電動機２の回転力により回転する車輪５と、一方の車輪５と主電動機２との間に位置して主電動機２の回転力を他の機構へ伝達する歯車９と、から構成されている。主電動機２は、駆動源であるモータ（図示しない），減速用歯車（図示しない）等の機構部品から構成され、モータの回転は、減速用歯車によって減速された後、車軸３に伝達される。車軸３は、車輪５の外側に突出しており、その突出した部分に本実施形態に係るすべり軸受２０が当接するように取り付けられる。即ち、車軸３の両端部には、すべり軸受２０のジャーナル面２５（後述する）と当接する軸受当接部７が形成され、その軸受当接部７の外側（最端部）にすべり軸受２０のスラスト面２９と当接するフランジ部６が形成され、軸受当接部７の内側にすべり軸受２０の鍔部３０と当接する段差部８が形成されている。
【００１２】
しかして、主電動機２内のモータが回転することにより、車軸３が回転し、車軸３に固定された車輪５がレール（図示しない）上を転動して車両本体（図示しない）が移動されるものであるが、この車両本体は、すべり軸受２０上部に接続固定された車両支持部材１０によって支持されている。また、すべり軸受２０は、車軸５の両側方に形成された軸受当接部７の上部に載置されるものであるため、車両本体は、車両支持部材１０及びすべり軸受２０を介して車軸３の両側方で支持されることとなる。
【００１３】
次に、本実施形態の要部を構成するすべり軸受２０について、図２乃至図４を参照して説明する。図２は、実施形態に係るすべり軸受２０の分解斜視図であり、図３は、図２のＡ−Ａで切断した断面図であり、図４は、図２のＢ−Ｂで切断した断面図である。
【００１４】
図２において、すべり軸受２０は、鋼製の平メタル２２と合成樹脂製のスラストプレート２１とから構成されている。スラストプレート２１は、薄板状のものであり、上部がほぼ台形形状に、下部がほぼ半円形状の凹部として形成されている。スラストプレート２１には、スラストプレート２１を平メタル２２に取り付けるための取付穴２４が４箇所穿設されると共に、下部の半円形状に形成された凹部の周縁には、側方断面が台形形状の当接部２３がスラストプレート２１表面に突出して形成されている。取付穴２４は、図４に示すように、スラストプレート２１の外側表面から内側裏面に向かって徐々にその径が小さくなる台形形状に形成されている。これは、スラストプレート２１を平メタル２２に取り付けた際に、取付皿ネジ２８のネジ頭を収納させるためである。また、本実施形態においては、スラストプレート２１の当接部２３を含めた厚さは、約５．５ｍｍ程度に形成され、そのうち当接部２３の突設高さは、約２ｍｍ程度に形成されている。
【００１５】
また、スラストプレート２１は、合成樹脂により形成されるものであるが、その材質として、例えば、本出願人が特願平１０−３４８４９６号で提案した、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のベース樹脂に、分子量が３０万以上のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）０．１〜５０重量％を粉状に分散させて添加した合成樹脂のように、弾性，耐熱性，耐摩耗性，機械的強度等の優れた合成樹脂により形成されている。なお、ＰＥＥＫ樹脂単独で形成したものでも良いし、他の耐摩耗性樹脂でもよい。
【００１６】
一方、平メタル２２は、上部がほぼ台形形状に形成されると共に、その内側面は、ほぼ半円形状にジャーナル面２５として形成され、長手方向の一端側には、スラスト面２９が、他端側には、鍔部３０が形成されている。スラスト面２９には、スラストプレート２１を取り付けるための取付ネジ穴２７が、スラストプレート２１の取付穴２４と対応する位置に４箇所穿設されている。また、平メタル２２の内側端面であって、鍔部３０に対応する位置には、図３に示すように、傾斜状に段差部当接面２６が形成されている。なお、ジャーナル面２５及び段差部当接面２６には、平メタル２２に厚さ約２ｍｍ程度のホワイトメタルが接合されている。また、ホワイトメタルに限定されることなく、スラストプレート２１と同材の合成樹脂等を用いてもよい。
【００１７】
しかして、図２に示すように、スラストプレート２１の取付穴２４に挿通した取付皿ネジ２８を平メタル２２の取付ネジ穴２７に螺着することにより、スラストプレート２１が平メタル２２に取り付けられ、すべり軸受２０が組み立てられる。このとき、前述のように、取付皿ネジ２８のネジ頭は、取付穴２４内に収納されるため、スラストプレート２１表面から突出することはない。また、取付皿ネジ２８を緩めて取り外すことにより、スラストプレート２１が平メタル２２から取り外される。このように、スラストプレート２１は、平メタル２２に対して着脱自在に取り付けられるものである。
【００１８】
組み立てられたすべり軸受２０の長さ寸法、即ち、スラストプレート２１の厚さと平メタル２２の長さ寸法を合わせた寸法は、軸受当接部７の軸方向の長さ寸法よりも小さく形成されているため、すべり軸受２０を軸受当接部７上に当接した際、すべり軸受２０の端部とフランジ部６あるいは段差部８との間には隙間ができることとなる。このため、車両本体が車輪駆動部１に取り付けられた際には、この隙間により、車両本体と車輪駆動部１との間には、車軸３の軸方向でガタが生じる。このように、車両本体と車輪駆動部１との間にガタが生じた状態で車両本体を駆動させた場合、振動等により車両本体が軸方向に移動するため、スラストプレート２１の当接部２３及び段差部当接面２６は、それぞれフランジ部６及び段差部８と当接することにより、車軸３に対する車両本体からの軸方向の力を受けることになる。そして、スラストプレート２１の当接部２３とフランジ部６とが、また、すべり軸受２０の段差部当接面２６と段差部８とが衝突を繰り返すため、当接部２３及び段差部当接面２６は、ジャーナル面２５と比較して摩耗し易い。更に、フェルト給油によりジャーナル面２５及び段差部当接面２６は、潤滑されるが、当接部２３は、潤滑油の供給がされにくいため、当接部２３は、すべり軸受２０における摩耗部分の中でも最も激しく摩耗する部分である。しかし、前述のように、スラストプレート２１は、弾性に優れた合成樹脂材料で形成されているため、フランジ部６との衝突による衝撃を吸収することができるため、その摩耗の程度を抑えることができると共に、潤滑油の供給が少なくても焼き付き等を起こすことがない。
【００１９】
そして、当接部２３が徐々に摩耗していき、取付皿ネジ２８のネジ頭とフランジ部６が当接する直前程度にまで当接部２３が摩耗した時点でスラストプレート２１を交換することになるが、交換の際は、車両と車輪駆動部１とを分離した状態で取付皿ネジ２８を緩めて取り外した後、摩耗したスラストプレート２１を取り外し、新しいスラストプレート２１を再び取付皿ネジ２８により平メタル２２に螺着することで行う。また、当接部２３は、スラストプレート２１表面に突出して形成されているため、スラストプレート２１の摩耗の程度を容易に確認することができる。
【００２０】
以上、実施形態について詳細に説明してきたが、本実施形態においては、車軸３の外周面に当接するジャーナル面２５と、前記車軸３の端部に形成されるフランジ部６に当接するスラスト面２９と、を有する鉄道車両用すべり軸受２０において、前記スラスト面２９に、耐摩耗性のスラストプレート２１を着脱自在に取り付けたことを特徴とする。このように構成することにより、スラストプレート２１が車両からの力を受けて摩耗した場合でも、すべり軸受２０全体を交換することなく、スラストプレート２１の交換だけを行えば、すべり軸受２０の再使用が可能である。また、すべり軸受２０全体を交換する必要がないため、摩耗していない部分あるいは、摩耗の程度の低い部分を引き続き使用することができ、補修コストを低減することができる。
【００２１】
また、本実施形態においては、前記スラストプレート２１は、合成樹脂材料により形成されていることを特徴とする。このように構成することにより、潤滑油の供給量が少なくてもスラストプレート２１が焼き付き等を起こすことなく車軸３がスムーズに回転することができ、潤滑油の使用量を削減することができる。また、合成樹脂材料は、弾性に富んでいるため、衝撃を吸収することができ、スラストプレート２１の摩耗の程度を抑えることができる。
【００２２】
また、本実施形態においては、前記合成樹脂材料は、ポリエーテルエーテルケトンのベース樹脂に、分子量が３０万以上のポリテトラフルオロエチレン０．１〜５０重量％を粉状に分散させて添加することにより形成されていることを特徴とする。このように構成することにより、耐熱性，耐摩耗性，機械的強度等に優れた合成樹脂材料を形成することができ、スラストプレート２１をこの合成樹脂材料により形成することにより、スラストプレート２１を高温，高荷重等の過酷な条件下で使用した場合であっても、スラストプレート２１の摩耗の程度を抑えることができる。
【００２３】
更に、本実施形態においては、前記スラストプレート２１は、その一部が表面に突出して前記フランジ部６に当接する当接部２３として形成されていることを特徴とする。このように構成することにより、スラストプレート２１の摩耗の程度を容易に確認することができるため、スラストプレート２１の交換時期を正確に判断することができる。
【００２４】
なお、上記した実施形態においては、スラストプレート２１には、フランジ部６が当接する当接部２３が突設されているものを示したが、当接部２３の突出高さは、任意に設定可能であり、また、当接部２３が突設されず、全体に平板状に形成され、スラストプレート２１表面がフランジ部６と当接するものであってもよい。また、当接部２３の傾斜面に、当接部２３の摩耗の程度を確認するためのインジケータマーク等を施したものであってもよい。更に、スラストプレート２１の材質として耐摩耗性の合成樹脂ではなく、耐摩耗性がありしかもなじみ性のある合金材料であっても良い。
【００２５】
【発明の効果】
以上、説明したところから明らかなように、請求項１に係る発明においては、車軸の外周面に当接するジャーナル面と、前記車軸の端部に形成されるフランジ部に当接するスラスト面と、を有する鉄道車両用すべり軸受において、該すべり軸受は、その下方の半円形内側面に前記ジャーナル面が形成されると共にその一端側面に前記スラスト面が形成される鋼製の平メタルと、該平メタルのスラスト面に着脱自在に取り付けられる耐摩耗性合成樹脂材料のスラストプレートと、からなり、前記スラストプレートは、前記スラスト面の端面形状と合致するように薄板状に成形されると共に、前記ジャーナル面の半円形端面に沿って前記車軸の端部と当接する側方断面台形形状の当接部を突設し、該当接部の上方に前記スラスト面に着脱自在に取り付けるための取付部を形成したことにより、スラストプレートが車両からの力を受けて摩耗した場合でも、すべり軸受全体を交換することなく、すべり軸受を構成するスラストプレートを平メタルから取り外して新たなスラストプレートに交換すれば、すべり軸受の再使用が可能である。また、すべり軸受全体を交換する必要がないため、摩耗していない部分あるいは、摩耗の程度の低い部分を引き続き使用することができ、補修コストを低減することができる。
【００２６】
また、前記スラストプレートを、耐摩耗性合成樹脂材料で構成することにより、潤滑油の供給量が少なくてもスラストプレートが焼き付き等を起こすことなく車軸がスムーズに回転することができ、潤滑油の使用量を削減することができる。また、合成樹脂材料は、弾性に富んでいるため、衝撃を吸収することができ、スラストプレートの摩耗の程度を抑えることができる。
【００２７】
特に、請求項２に係る発明のように、前記耐摩耗性合成樹脂材料として、ポリエーテルエーテルケトンのベース樹脂に、０．１〜５０重量％のポリテトラフルオロエチレンを添加することにより形成された耐熱性，耐摩耗性，機械的強度等に優れた合成樹脂材料をスラストプレートに用いることにより、スラストプレートを高温，高荷重等の過酷な条件下で使用した場合であっても、スラストプレートの摩耗の程度を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る鉄道車両用すべり軸受が取り付けられる鉄道用車両の車輪駆動部及び該車輪駆動部に取り付けられるすべり軸受を示す概略図である。
【図２】実施形態に係る鉄道車両用すべり軸受の分解斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａで切断した断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂで切断した断面図である。
【図５】従来の鉄道車両用すべり軸受の斜視図である。
【符号の説明】
１  車輪駆動部
３  車軸
６  フランジ部
７  軸受当接部
２０  すべり軸受
２１  スラストプレート
２２  平メタル
２３  当接部
２４  取付穴
２５  ジャーナル面
２６  段差部当接面
２７  取付ネジ穴
２８  取付皿ネジ
２９  スラスト面
【図１】
0003722679.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003722679.tif 000005
【図５】
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