(57)【要約】【課題】耐摩耗性が高く、コストが低く、かつ密封性能の高い鉄道車両軸受密封装置を提供。【解決手段】車軸１に嵌合された軸受３、４の側面に弾性体シール７を配置し、シールウェアリング５、の外周に弾性体シール７のシールリップ７ａを摺動させて軸受内を密封するようにされ、シールウェアリング５の外周のシールリップ７ａとのリップ摺動面９ａとリップ摺動面９ａに隣接する面取り部９ｃの表層にはSiO2や Al2O3より硬いＴｉＮ又はＴｉＣＮを含むセラミックコーティング膜９ｂを被覆し、セラミックコーティング膜９ｂのポーラスな微細穴を埋め込むようにエステル樹脂又はエポキシ樹脂を含む樹脂により封孔処理した。【選択図】図２
2006010019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に嵌合された軸受の側面に弾性体シールを配置し、同じく車軸に嵌合された油切り、即ちシールウェアリング、の外周に上記弾性体シールのシールリップを摺動させて軸受内を密封する鉄道車両軸受装置において、前記シールウェアリングのリップ摺動面と該摺動面に隣接する面取り部の表層にＴｉＮ又はＴｉＣＮを含むセラミックコーティング膜を被覆し、前記セラミックコーティング膜のポーラスな微細穴を埋め込むようにエステル樹脂又はエポキシ樹脂を含む樹脂による封孔処理が施されたことを特徴とする鉄道車両軸受密封装置。
【請求項２】
前記シールウェアリングの外周面全面に前記セラミックコーティング膜を被覆し、前記セラミックコーティング膜に前記樹脂による封孔処理を施したことを特徴とする請求項１記載の鉄道車両軸受密封装置。
【請求項３】
前記封孔処理を施したセラミックコーティング膜の膜厚が２〜６μであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の鉄道車両軸受密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車軸に嵌合された軸受の側面に弾性体シールを配置し、同じく車軸に嵌合された油切り、即ちシールウェアリングの外周に上記弾性体シールのシールリップを摺動させて軸受内を密封する鉄道車両軸受の密封装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両軸受密封装置のシールウェアリングには、弾性体シールリップ摺動面とそれに隣接する面取り部外周面に硬質クロムメッキが施され、又はセラミックス溶射層が施され、リップ摺動面が早期に摩耗するのを防いでいた。また他の鉄道車両軸受密封装置としては、例えば特許文献１においては、シールウェアリングのシールリップ摺動面に窪みを設け、その窪みにセラックス溶射層を埋め込んで、セラミックス層のはく離を防止し、かつシールウェアリング面取り部の幾何学的形状を良くして弾性体シールの装着を円滑にした。
【特許文献１】特開平８−７４８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、シールウェアリングの弾性体シールリップ摺動面とそれに隣接する面取り部外周面に硬質クロムメッキを施したものでは、弾性体シールのリップ摺動時間の経過と共に、摺動部が少しずつ摩耗するため、定期的に摺動面を修繕する必要があり、このためのコストが高いという問題があった。詳説すると、弾性体シールのリップはその外側に環状に配置されたコイルバネにより、常時一定の力でシールウェアリングを押さえており、摺動接触時間の経過と共にシールウェアリングの外周を摩耗させようとする。弾性体シールのリップ自身がシールウェアリングを削って摩耗させるのではなく、リップとシールウェアリングとの摺動面に介在する異物、たとえばSiO2 Al2O3等がシールウェアリングを削り、弾性体シールのリップは異物を保持する役割を果たしている。シールウェアリングのリップ摺動面に硬質クロムメッキが施されている場合SiO2 Al2O3等が硬質クロムメッキより硬いため、リップ摺動面の摩耗の進行が早くなる。又シールウェアリングのリップ摺動面にセラミックス溶射層が施されている場合、SiO2 Al2O3等の異物と硬さが同等なので、摩耗の進行は硬質クロムメッキより遅くなる。しかしセラミックス溶射層はポーラスな状態なので、母材の錆が浮き出て、弾性体シールリップとの間に介在して、油漏れを発生させることがある。更に、特許文献１に記載するものでは、セラミックス溶射層がポーラスな状態なので母材の錆が表面に浮き出て、最悪の場合は軸箱内から潤滑油が漏れ出すという問題があるばかりか、溶射後セラミックス溶射層を研削仕上げするが、セラミックス層は硬いため、特殊な砥石により長時間かけて加工しなければならず、加工コストが高いという問題もあった。
【０００４】
本発明の課題は、前述した課題に鑑みて、耐摩耗性が高く、コストが低く、かつ密封性能の高い鉄道車両軸受密封装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため本発明によると、車軸に嵌合された軸受の側面に弾性体シールを配置し、同じく車軸に嵌合された油切り、即ちシールウェアリング、の外周に上記弾性体シールのシールリップを摺動させて軸受内を密封する鉄道車両軸受装置において、前記シールウェアリングのリップ摺動面と該摺動面に隣接する面取り部の表層にＴｉＮ又はＴｉＣＮを含むセラミックコーティング膜を被覆し、前記セラミックコーティング膜のポーラスな微細穴を埋め込むようにエステル樹脂又はエポキシ樹脂を含む樹脂による封孔処理が施されたことを特徴とする鉄道車両軸受密封装置によって上述の本発明の課題を解決した。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、シールウェアリングのリップ摺動面と該摺動面に隣接する面取り部の表層にＴｉＮ又はＴｉＣＮを含むセラミックコーティング膜を被覆し、セラミックコーティング膜のポーラスな微細穴を埋め込むようにエステル樹脂又はエポキシ樹脂を含む樹脂による封孔処理を施したので、弾性体シールのリップとシールウェアリングとの摺動面に介在する異物、たとえばSiO2 Al2O3等よりＴｉＮ又はＴｉＣＮを含むセラミックコーティング膜は硬いので、かかる封孔処理を施したコーティング膜シールウェアリングのリップ摺動面は従来技術より摩耗が少なくなるという効果を奏する。又コーティング処理前に行った機械加工仕上げの幾何学的形状は保たれ、従来技術より円滑に弾性体シールを挿入でき、セラミックス溶射後の面取り部の幾何学的形状不良による弾性体シール装着時のシールリップ損傷もなくなるという効果を奏する。コーティング処理後の機械加工仕上げは不要なので、従来技術よりシールウェアリング加工コストを低減でき、更に従来技術より防錆性能が高まり、母材の錆が浮き出てくることもなく、軸受装置の密封性能が向上するという効果も奏するものとなった。
【０００７】
好ましくは、前記シールウェアリングの外周面全面に前記セラミックコーティング膜を被覆し、セラミックコーティング膜に前記樹脂による封孔処理が施すことにより、コーティング前の幾何学的形状は保たれ、母材の錆が浮き出てくることもなく、更にシールウェアリングの外周全面に封孔処理を施したコーティング処理するので、部分的に処理する場合のマスキングの必要がなくなり、かえってコストを低減できる。
より好ましくは、前記封孔処理を施したセラミックコーティング膜の膜厚が２〜６μであることがよい。
尚本発明はグリース潤滑方式の鉄道車両軸受にも適用できることはいうまでもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明を実施するための最良の形態につき、図面を参照して説明する。図１は本発明を実施するための最良の形態の油潤滑式鉄道車両軸受の軸箱断面概略図、図２は図１のシールウェアリング周辺の要部拡大断面図で、本発明の第１の実施例を示す。図１において、車軸１に軸受内輪３、油切り即ちシールウェアリング５が嵌合されており、車軸１の端面側の軸ナット６により車軸１に固定され、軸受内輪３の外方にはころ３ａを介して軸箱２に組み付けられた軸受外輪４が装着されている。又シールウェアリング５の外周には同じく軸箱２に組み付けられた弾性体シール７が装着され、軸受を潤滑するために封入された一定量の油８が軸箱内に密封されている。図２でみてよくわかるように、弾性体シール７のシールリップ７ａの内側に配置されたコイルバネ７ｂにより、常時一定の力でシールリップ７ａとシールウェアリング５のリップ摺動面９ａを押さえており、摺動接触時間の経過と共にリップ摺動面９ａを摩耗させようとする。弾性体シール７のシールリップ７ａ自身がシールウェアリング５のリップ摺動面９ａを削って摩耗させるのではなく、シールリップ７ａとリップ摺動面９ａとの間に介在する異物、たとえばSiO2や Al2O3がシールウェアリング５のリップ摺動面９ａを削り、弾性体シール７のシールリップ７ａはかかるSiO2や Al2O3等の異物を保持する役割を果たしている。１０は後蓋で、弾性体シール７のカバーである。
【０００９】
作動状態では、この状態で車軸１が回転すると、シールウェアリング５も車軸１といっしょに回転するので、軸箱２に組み付けられた弾性体シール７のシールリップ７ａとシールウェアリング５の外周のリップ摺接面９ａとは摺動接触することになる。本発明ではシールウェアリング５の外周のリップ摺動面９ａとリップ摺動面９ａに隣接する面取り部９ｃの表層にはSiO2や Al2O3より硬いＴｉＮ又はＴｉＣＮを含むセラミックコーティング膜９ｂを被覆し、セラミックコーティング膜９ｂのポーラスな微細穴を埋め込むように浸透性の良好なエステル樹脂又はエポキシ樹脂を含む樹脂により封孔処理され、これら封孔処理したセラミックコーティング膜９ｂの膜厚を３μ（２〜６μであってもよい）とした。
【００１０】
弾性体シール７のシールリップ７ａとリップ摺動面９ａとの間に介在する異物、たとえばSiO2 Al2O3等より封孔処理したＴｉＮ又はＴｉＣＮを含むセラミックコーティング膜は硬いので、かかる封孔処理を施したコーティング膜シールウェアリングのリップ摺動面は従来技術より摩耗が少なくなるという効果を奏する。  またシールウェアリング５のリップ摺動面９ａ及び隣接する面取り部９ｃを通常の機械加工仕上げした後、封孔処理を施したコーティング処理するが、封孔処理を施したコーティング膜９ａの厚さは３μなので、処理前に行った機械加工仕上げの幾何学的形状は保たれ、また隣接する面取り部９ｃにも封孔処理を施したコーティング膜は形成され、同様に処理前の幾何学的形状は保たれるので、従来技術より弾性体シール７を円滑に装着でき、セラミックス溶射後の面取り部の幾何学的形状不良による弾性体シール装着時のシールリップ損傷はなくなるという効果を奏し、また特許文献２に記載のような特殊な砥石による長時間のコーティング処理後の機械加工仕上げは不要なので、従来技術よりシールウェアリング加工コストを低減でき、更に従来技術より防錆性能が高まり、母材の錆が浮き出てくることもなく、軸受装置の密封性能が向上するという効果も奏するものとなった。
【００１１】
図３は図２とは異なる本発明の第２の実施例のシールウェアリング１５全体を示す縮小断面図を示す。図３において、シールウェアリング１５の外周のシールリップ７ａとの摺動面９ａと摺動面９ａに隣接する面取り部９ｃ及びさらに隣接するシールウェアリング１５の外周面９ｄである外周各隣接面９ｄ１〜９ｄ３の表層には、図２の実施形態と同様なＴｉＮやＴｉＣＮセラミックコーティング膜にエステル樹脂又はエポキシ樹脂を含む樹脂により封孔処理したセラミックコーティング膜９ｂが形成され、封孔処理したコーティング層の厚さも３μ（２〜６μであってもよい）である。又コーティング処理前に母材の機械加工仕上げが行われる。
【００１２】
かかる構成においては、図２の本発明第１の実施形態と同様コーティング前の幾何学的形状は保たれ、母材の錆が浮き出てくることもない。更にシールウェアリング５の外周全面９ｄにコーティング処理するので、部分的に処理する場合のマスキングの必要がなくなり、かえってコストを低減できる。
尚本発明はグリース潤滑方式の鉄道車両軸受にも適用できることはいうまでもない。
〔本発明の最良の実施形態の効果〕
【００１３】
本発明の最良の実施形態では、シールウェアリングのリップ摺動面と該摺動面に隣接する面取り部の表層にＴｉＮ又はＴｉＣＮを含むセラミックコーティング膜を被覆し、セラミックコーティング膜のポーラスな微細穴を埋め込むようにエステル樹脂又はエポキシ樹脂を含む樹脂による封孔処理を施したので、弾性体シールのリップとシールウェアリングとの摺動面に介在する異物、たとえばSiO2 Al2O3等よりＴｉＮ又はＴｉＣＮを含むセラミックコーティング膜は硬いので、かかる封孔処理を施したコーティング膜シールウェアリングのリップ摺動面は従来技術より摩耗が少なくなるという効果を奏する。又コーティング処理前に行った機械加工仕上げの幾何学的形状は保たれ、従来技術より円滑に弾性体シールを挿入でき、セラミックス溶射後の面取り部の幾何学的形状不良による弾性体シール装着時のシールリップ損傷もなくなるという効果を奏する。コーティング処理後の機械加工仕上げは不要なので、従来技術よりシールウェアリング加工コストを低減でき、更に従来技術より防錆性能が高まり、母材の錆が浮き出てくることもなく、軸受装置の密封性能が向上するという効果も奏するものとなった。
【００１４】
好ましくは、前記シールウェアリングの外周面全面に前記セラミックコーティング膜を被覆し、セラミックコーティング膜に前記樹脂による封孔処理が施すことにより、コーティング前の幾何学的形状は保たれ、母材の錆が浮き出てくることもなく、更にシールウェアリングの外周全面に封孔処理を施したコーティング処理するので、部分的に処理する場合のマスキングの必要がなくなり、かえってコストを低減できる。
より好ましくは、封孔処理を施したセラミックコーティング膜の膜厚が２〜６μであることがよい。
尚本発明はグリース潤滑方式の鉄道車両軸受にも適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の最良の形態の油潤滑式鉄道車両軸受の軸箱断面概略図。
【図２】図１のシールウェアリング５周辺の要部拡大断面図で、本発明の第１の実施例を示す。
【図３】図２とは異なる本発明の第２の実施例のシールウェアリング全体を示す縮小断面図を示す。
【符号の説明】
【００１６】
１：車軸                        ２：軸箱体  
３：車軸軸受内輪                ４：車軸軸受外輪
５、１５：シールウェアリング    ７：弾性体シール
７ａ：シールリップ              ９ａ：リップ摺動面
９ｂ：封孔処理したセラミックコーティング膜
９ｃ：リップ摺動面に隣接する面取り部
９ｄ：シールリップの外周面全面
【図１】
2006010019.tif 000003
【図２】
2006010019.tif 000004
【図３】
2006010019.tif 000005