(57)【要約】【課題】回転軸の所定の位置に軸受を位置決めする位置決め部材とこの回転軸との間に発生する摩耗を簡単な構造によって防止することができる摩耗防止構造を提供する。【解決手段】摩耗防止構造１７は、車軸１と油切り１１とが不均一に接触するのを防止して、これらの間に発生する摩耗を防止する。摩耗防止部１８は、車軸１側の接触面１ｇと油切り１１側の接触面１１ｂとの間でこれらの摩耗を防止する。摩耗防止部１８は、車軸１側の接触面１ｇと油切り１１側の接触面１１ｂとの間に挟み込まれる。摩耗防止部１８は、車軸１側の接触面１ｇと油切り１１側の接触面１１ｂとの間の隙間を埋めるスペーサ（シム）として機能する。摩耗防止部１８は、銅若しくは黄銅のような柔軟な金属又はポリアミドのような合成樹脂であり、外観が円筒状の部材である。【選択図】図２
2019002470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の所定の位置に軸受を位置決めする位置決め部材とこの回転軸とが不均一に接触するのを防止して、これらの間に発生する摩耗を防止する摩耗防止構造であって、
前記回転軸側の接触面と前記位置決め部材側の接触面との間でこれらの摩耗を防止する摩耗防止部を備えること、
を特徴とする摩耗防止構造。
【請求項２】
請求項１に記載の摩耗防止構造において、
前記摩耗防止部は、前記回転軸側の接触面と前記位置決め部材側の接触面との間に挟み込まれること、
を特徴とする摩耗防止構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の摩耗防止構造において、
前記位置決め部材と前記摩耗防止部とを接着する接着部を備えること、
を特徴とする摩耗防止構造。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の摩耗防止構造において、
前記位置決め部材と前記摩耗防止部とをねじ結合するねじ結合部を備えること、
を特徴とする摩耗防止構造。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の摩耗防止構造において、
前記位置決め部材と前記摩耗防止部とが嵌合する嵌合部を備えること、
を特徴とする摩耗防止構造。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の摩耗防止構造において、
前記摩耗防止部は、柔軟な金属又は合成樹脂であること、
を特徴とする摩耗防止構造。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の摩耗防止構造において、
前記摩耗防止部は、前記軸受と前記位置決め部材とが密着する方向に押圧力が作用したときに、前記軸受側の接触面と前記接触部材側の接触面とが略均一に接触するように弾性変形すること、
を特徴とする摩耗防止構造。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の摩耗防止構造において、
前記位置決め部材は、前記軸受の内輪と接触する油切り又は後蓋であること、
を特徴とする摩耗防止構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転軸の所定の位置に軸受を位置決めする位置決め部材とこの回転軸とが不均一に接触するのを防止して、これらの間に発生する摩耗を防止する摩耗防止構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車軸軸受装置（以下、従来技術１という）は、軸受の内輪とバックアップ輪とが直接接触しないように、軸受の内輪とバックアップ輪との間に非金属の重合支持輪を挟み込んでいる（例えば、特許文献１参照）。この従来技術１では、軸受の内輪とバックアップ輪との間に重合支持輪を挿入することによって、軸受の内輪とバックアップ輪とが接触してフレッチング摩耗粉が発生するのを抑制している。
【０００３】
従来の鉄道車両用軸受装置（以下、従来技術２という）は、軸受の内輪と後蓋とが直接接触しないように、軸受の内輪と後蓋との間に環状スペーサを嵌合させている（例えば、特許文献２参照）。この従来技術２では、軸受の内輪と後蓋との間に環状スペーサを挿入することによって、軸受の内輪と後蓋とが接触してフレッチング摩耗粉が発生するのを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表2004-500518号公報
【０００５】
【特許文献２】特開2004-332905号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
鉄道車両の軸受では、車軸の軸受の内輪と後蓋又は油切りとの間の接触面と同様に、後蓋又は油切りと車軸との間の接触面にもフレッチング摩耗が発生している。しかし、従来の鉄道車両の軸受では、後蓋又は油切りと車軸との間の接触面に発生するフレッチング摩耗については対策が施されていない問題点がある。
【０００７】
この発明の課題は、回転軸の所定の位置に軸受を位置決めする位置決め部材とこの回転軸との間に発生する摩耗を簡単な構造によって防止することができる摩耗防止構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図２、図５〜図９、図１１及び図１２に示すように、回転軸（１）の所定の位置に軸受（６）を位置決めする位置決め部材（１１；２２）とこの回転軸とが不均一に接触するのを防止して、これらの間に発生する摩耗を防止する摩耗防止構造であって、前記回転軸側の接触面（１ｇ）と前記位置決め部材側の接触面（１１ｂ；２２ｂ）との間でこれらの摩耗を防止する摩耗防止部（１８；２４）を備えることを特徴とする摩耗防止構造（１７）である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の摩耗防止構造において、前記摩耗防止部は、前記回転軸側の接触面と前記位置決め部材側の接触面との間に挟み込まれることを特徴とする摩耗防止構造である。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の摩耗防止構造において、図２及び図９に示すように、前記位置決め部材と前記摩耗防止部とを接着する接着部（１９；２５）を備えることを特徴とする摩耗防止構造である。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載の摩耗防止構造において、図５、図６及び図１１に示すように、前記位置決め部材と前記摩耗防止部とをねじ結合するねじ結合部（２０；２６）を備えることを特徴とする摩耗防止構造である。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１又は請求項２に記載の摩耗防止構造において、図７、図８及び図１２に示すように、前記位置決め部材と前記摩耗防止部とが嵌合する嵌合部（２１；２７）を備えることを特徴とする摩耗防止構造である。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の摩耗防止構造において、前記摩耗防止部は、柔軟な金属又は合成樹脂であることを特徴とする摩耗防止構造である。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の摩耗防止構造において、図４（Ａ）及び図１０（Ａ）に示すように、前記摩耗防止部は、前記軸受と前記位置決め部材とが密着する方向に押圧力が作用したときに、前記軸受側の接触面（６ｇ）と前記接触部材側の接触面（１１ａ；２２ａ）とが略均一に接触するように弾性変形することを特徴とする摩耗防止構造である。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の摩耗防止構造において、前記位置決め部材は、前記軸受の内輪と接触する油切り（１１）又は後蓋（２２）であることを特徴とする摩耗防止構造である。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によると、回転軸の所定の位置に軸受を位置決めする位置決め部材とこの回転軸との間に発生する摩耗を簡単な構造によって防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の第１実施形態に係る摩耗防止構造を備える軸受組立体を概略的に示す縦断面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る摩耗防止構造の一部を省略して示す縦断面図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係る摩耗防止構造の摩耗防止部の外観図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のIII-IIIB線で切断した状態を示す断面図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係る摩耗防止構造の摩耗防止部が圧入される車軸が撓んだ状態を模式的に示す縦断面図であり、(Ａ)は摩耗防止構造が存在する場合の縦断面図であり、(Ｂ)は摩耗防止構造が存在しない場合の縦断面図である。
【図５】この発明の第２実施形態に係る摩耗防止構造の摩耗防止部が雌ねじ部を備える場合の縦断面図である。
【図６】この発明の第２実施形態に係る摩耗防止構造の摩耗防止部が雄ねじ部を備える場合の縦断面図である。
【図７】この発明の第３実施形態に係る摩耗防止構造の摩耗防止部が内嵌の嵌合部を備える場合の縦断面図である。
【図８】この発明の第３実施形態に係る摩耗防止構造の摩耗防止部が外嵌の嵌合部を備える場合の縦断面図である。
【図９】この発明の第４実施形態に係る摩耗防止構造の一部を省略して示す縦断面図である。
【図１０】この発明の第４実施形態に係る摩耗防止構造の摩耗防止部が圧入される車軸が撓んだ状態を模式的に示す縦断面図であり、(Ａ)は摩耗防止構造が存在する場合の縦断面図であり、(Ｂ)は摩耗防止構造が存在しない場合の縦断面図である。
【図１１】この発明の第５実施形態に係る摩耗防止構造の一部を省略して示す縦断面図である。
【図１２】この発明の第６実施形態に係る摩耗防止構造の一部を省略して示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１に示す車軸１は、中心軸Ｏを中心として回転する部材である。車軸１は、例えば、鉄道車両の左右一対の車輪がこの車軸１の両端部側に圧入され取り付けられており、この車輪と一体となって回転する。車軸１は、図１に示すジャーナル部１ａと、丸み部１ｂと、輪座１ｃと、油切り座１ｄと、溝部１ｅと、図１及び図２に示す突合せ部１ｆなどを備えている。ジャーナル部１ａは、軸受６によって支持される部分であり、鉄道車両の車体荷重を支持する。ジャーナル部１ａは、このジャーナル部１ａの外周面に軸受６の内輪６ｄの内周面が嵌め込まれている。丸み部１ｂは、ジャーナル部１ａと油切り座１ｄとの間に形成された面取りである。丸み部１ｂは、車軸１の反軸端側（車軸１の端部とは反対側(図１に示す輪座１ｃ側)）に形成されている。輪座１ｃは、車輪が装着される部分である。輪座１ｃは、車輪のボス穴の内周面が圧入され嵌め込まれており車軸１の所定の位置に車輪を固定する。油切り座１ｄは、油切り１１が装着される部分である。油切り座１ｄは、丸み部１ｂと輪座１ｃとの間に形成されており、この油切り座１ｄの外径はジャーナル部１ａの外径よりも大きく輪座１ｃの外径よりも小さく形成されている。溝部１ｅは、車軸１の端部に形成された凹部であり、車軸１の中心軸Ｏと平行に所定の深さ及び長さで形成されている。図１及び図２に示す突合せ部１ｆは、車軸１に摩耗防止部１８を突き合わせる部分である。突合せ部１ｆは、油切り座１ｄと輪座１ｃとの境界部に形成されており、図２及び図３に示す接触面１ｇなどを備えている。接触面１ｇは、摩耗防止部１８側の接触面１８ｂと接触する部分である。接触面１ｇは、図１及び図３に示すように、中心軸Ｏに対して直交するように輪座１ｃの端部に形成された平坦面である。
【００１９】
図１に示す軸箱体２は、軸受組立体５を収容する部分である。軸箱体２は、軸受組立体５を収容する軸箱の本体部分を構成する主要部材である。軸箱体２は、例えば、アルミニウム合金鋳物又は鋳鋼であり、外観が略円筒状の部材である。軸箱体２は、この軸箱体２の内部に軸受組立体５を介して車軸１の両端部が嵌め込まれている。
【００２０】
前蓋３は、軸箱体２の軸端側の開口部を塞ぐ部材である。前蓋３は、軸箱体２の前面側の蓋として機能し、この前蓋３の外周面が軸箱体２の内周面に嵌め込まれている。前蓋３は、外観が円筒状の金属製の部材である。前蓋３は、ゴム蓋４と嵌合する嵌合面３ａと、車軸１の軸端部の外周面と対向する内周面３ｂと、軸箱体２の内周面と嵌合する嵌合面３ｃなどを備えている。前蓋３は、この前蓋３の内周面３ｂと車軸１の端部の外周面との間に微小な隙間を形成している。ゴム蓋４は、前蓋３の開口部を塞ぐ部材である。ゴム蓋４は、前蓋３側の嵌合面３ａと嵌合する嵌合面４ａを備えており、前蓋３に着脱自在に装着されている。
【００２１】
軸受組立体５は、軸受６の主要構成部分を組み立てた部材である。軸受組立体５は、例えば、鉄道車両の軸箱を構成する軸箱体２に収容された状態で、台車の台車枠の所定の位置に保持される。軸受組立体５は、図１に示す軸受６と、軸端ナット７と、小蓋８と、緩み止めボルト９と、密封構造１０と、図１〜図３に示す摩耗防止構造１７などを備えている。軸受組立体５は、例えば、油又はグリースなどの潤滑剤が内部に充填された状態で密封されている。
【００２２】
図１に示す軸受６は、車軸１を回転自在に支持する部材である。図１に示す軸受６は、車軸１の両端部を回転自在に支持する転がり軸受である。軸受６は、図１に示すように、外輪６ｃと内輪６ｄとの間で転がる転動体６ａと、この転動体６ａを等間隔に保持する保持器６ｂと、軸箱体２側に固定される外輪６ｃと、車軸１と一体となって回転する内輪６ｄと、外輪６ｃの両端部及び内輪６ｄの軸端側の端部に一体に形成されてアキシアル荷重を受けるつば６ｅと、内輪６ｄの軸端側のつばとして機能しアキシアル荷重を受けるつば輪６ｆと、図３に示すように油切り１１側の接触面１１ａと接触する平坦な接触面（端面）６ｇなどを備えている。図１に示す軸受６は、転動体６ａとして円筒ころを２列配置した複列円筒ころ軸受であり、車軸１のジャーナル部１ａの外周面に嵌合している。図１に示す軸受６は、例えば、外輪６ｃ及び内輪６ｄのつば６ｅとつば輪６ｆとによって、軸方向のアキシアル荷重を受ける複列つば付き円筒ころ軸受である。
【００２３】
軸端ナット７は、油切り１１との間に軸受６を挟み込むことによってこの軸受６を所定の位置に位置決めし固定する部材である。軸端ナット７は、外観が円環状の金属製の部材であり、車軸１の端部に形成された雄ねじ部と噛み合う雌ねじ部が内周面に形成されており、この車軸１の端部に着脱自在に装着されている。軸端ナット７は、車軸１の雄ねじ部に締め付けることによって、軸受６及び油切り１１に与圧を作用させる。軸端ナット７は、車軸１の長さ方向に押圧力（加圧力）を作用させることによって、軸受６、油切り１１、摩耗防止部１８及び車軸１を密着させる。
【００２４】
小蓋８は、車軸１と嵌合する部材である。小蓋８は、外観が円環状の金属製の部材である。小蓋８は、内周部から突出して車軸１の溝部１ｅと嵌合する突起部８ａを備えている。小蓋８は、車軸１の溝部１ｅに突起部８ａを嵌合させることによって車軸１と一体となって回転する。
【００２５】
緩み止めボルト９は、軸端ナット７の緩みを防止する部材である。緩み止めボルト９は、軸端ナット７の端面に所定の深さで形成された雌ねじ部と噛み合う雄ねじ部を先端部に備えている。緩み止めボルト９は、小蓋８の貫通孔を貫通して軸端ナット７に着脱自在に装着されており、小蓋８の突起部８ａを車軸１の溝部１ｅと嵌合させた状態で軸端ナット７と小蓋８とを一体化させて、軸端ナット７の回転を阻止する。
【００２６】
密封構造１０は、軸受組立体５を密封する構造である。密封構造１０は、軸受組立体５の内部に軸受６を収容した状態でこの軸受組立体５の内部を密封し、軸受６内の潤滑剤が外部に漏れ出すのを防止するとともに、軸受６内に外部から異物が侵入するのを防止する。密封構造１０は、図１及び図２に示す油切り(スリンガ(フリンガ))１１と、図１に示す後蓋１２と、オイルシール１３と、Ｏリング１４Ａ，１４Ｂと、油溝１５Ａ，１５Ｂと、ラビリンスシール１６などを備えている。密封構造１０は、油切り１１、後蓋１２、オイルシール１３、Ｏリング１４Ａ，１４Ｂ、油溝１５Ａ，１５Ｂ及びラビリンスシール１６などの各構成部分を組み合わせることによって、軸受６の内部から外部に潤滑剤が漏れ出すのを防止するとともに、軸受６の内部に外部から異物が侵入するのを防止する。
【００２７】
図１及び図２に示す油切り１１は、軸受６内の潤滑剤が外部に漏れ出すのを防止する部材である。油切り１１は、車軸１の突合せ部１ｆの接触面１ｇと軸受６の内輪６ｄの接触面６ｇとの間に挟み込まれている。油切り１１は、軸受６の内部から反軸端側に向かって潤滑剤が外部に漏れ出すのを防止する密封部材として機能するとともに、車軸１の所定の位置に軸受６を位置決めする位置決め部材としても機能する。油切り１１は、外観が円筒状の金属製の部材である。油切り１１は、図２に示すように、接触面（端面）１１ａと、接触面（端面(接着面))１１ｂと、外周面（摺動面(外径面))１１ｃと、内周面（嵌合面(内径面))１１ｄなどを備えている。油切り１１は、この油切り１１の内周面１１ｄが車軸１の油切り座１ｄの外周面に圧入されており、車軸１と一体となって回転可能に嵌合する回転体である。図１に示す油切り１１は、車軸１の外周面と１箇所で嵌合しており、車軸１の軸端側から圧入されたときに、図２に示すように内周面１１ｄが車軸１の油切り座１ｄに嵌合する。油切り１１は、図１に示す軸端ナット７との間で軸受６の内輪６ｄを挟み込むことによって、軸箱体２及び軸受６を車軸１の所定の位置に位置決めするとともに軸受６に与圧を作用させる。油切り１１は、軸受６と接触する接触部材であり、図１及び図２に示すように軸受６の内輪６ｄと接触している。油切り１１は、図１及び図２に示すように、摩耗防止部１８とともに車軸１の軸端側からこの車軸１に挿入されたときに、この摩耗防止部１８の接触面１８ｂが車軸１の突合せ部１ｆと突き合わさることによってこの車軸１の所定位置に位置決めされる。
【００２８】
図２に示す接触面１１ａは、軸受６側の接触面６ｇと接触する部分である。接触面１１ａは、油切り１１の軸端側の端面に円周方向に沿って平坦に形成されている。接触面１１ｂは、摩耗防止部１８側の接触面１８ａと接触する部分である。接触面１１ｂは、摩耗防止部１８側の接触面１８ａに接着部１９によって接着される接着面として機能する。接触面１１ｂは、油切り１１の反軸端側の端面に円周方向に沿って平坦に形成されている。接触面１１ｂは、例えば、従来の油切りの車軸１側の接触面１ｇと接触する側の端面を平坦に切削加工して形成される。外周面１１ｃは、後蓋１２の内周面１２ａと対向する部分である。外周面１１ｃは、後蓋１２の内周面１２ａとの間に微小の隙間を形成しており、オイルシール１３のリップ１３ａが摺動する摺動面としても機能する。内周面１１ｄは、車軸１の外周面と対向する部分である。内周面１１ｄは、車軸１の油切り座１ｄの軸端側の円周面と嵌合した状態で、車軸１の丸み部１ｂの軸端側の傾斜面との間、及び車軸１の油切り座１ｄの反軸端側の傾斜面との間に隙間を形成している。
【００２９】
図１に示す後蓋１２は、軸箱体２の反軸端側の開口部を塞ぐ部材である。後蓋１２は、外観が円筒状の金属製の部材である。後蓋１２は、軸箱体２の背面側の蓋として機能する。後蓋１２は、油切り１１の外周面１１ｃと対向する内周面１２ａと、軸箱体２の内周面と嵌合する嵌合面１２ｂなどを備えている。
【００３０】
オイルシール１３は、油切り１１と後蓋１２との間を密封する部材である。オイルシール１３は、油切り１１の外周面１１ｃと後蓋１２の内周面１２ａとの間に挟み込まれている。オイルシール１３は、油切り１１の外周面１１ｃと摺動するリップ（先端部）１３ａを備えている。オイルシール１３は、軸箱体２の内部から外部に潤滑剤が漏れ出すのを防止するとともに、軸箱体２の外部から内部に異物が侵入するのを防止する。
【００３１】
Ｏリング１４Ａは、軸箱体２と前蓋３との間を密封する部材であり、Ｏリング１４Ｂは軸箱体２と後蓋１２との間を密封する部材である。Ｏリング１４Ａは、軸箱体２の内周面と前蓋３の外周面との間に挟み込まれており、Ｏリング１４Ｂは軸箱体２の内周面と後蓋１２の外周面との間に挟み込まれている。Ｏリング１４Ａ，１４Ｂは、軸箱体２の内部から外部に潤滑剤が漏れ出すのを防止するとともに、軸箱体２の外部から内部に異物が侵入するのを防止する。
【００３２】
油溝１５Ａは、車軸１と前蓋３との間を密封する部分であり、油溝１５Ｂは油切り１１と後蓋１２との間を密封する部分である。油溝１５Ａは、車軸１の軸端側の外周面と対向する前蓋３の内周面３ｂに、中心軸Ｏ方向に所定の間隔をあけてこの前蓋３の内周面３ｂの全周に形成された溝である。油溝１５Ｂは、油切り１１と対向する後蓋１２の内周面１２ａに、中心軸Ｏ方向に所定の間隔をあけてこの後蓋１２の内周面１２ａの全周に形成された溝である。油溝１５Ａ，１５Ｂは、この油溝１５Ａ，１５Ｂに保持された潤滑剤によって、軸箱体２の内部から外部に潤滑剤が漏れ出すのを防止するとともに、軸箱体２の外部から内部に異物が侵入するのを防止する。
【００３３】
ラビリンスシール１６は、油切り１１と後蓋１２との間に複数段の隙間をあけることによって、これらの隙間を密封する部分である。ラビリンスシール１６は、油切り１１と後蓋１２との間から潤滑剤が外部に漏れ出すのを防止する。図１に示すラビリンスシール１６は、油切り１１と後蓋１２との間に凹凸状の隙間(迷路）がアキシアル方向に形成されたアキシアルラビリンスシールであり、この隙間を気体が通過するときに発生する絞り作用と渦損失とによって潤滑剤の漏れを防止する。ラビリンスシール１６は、油切り１１と後蓋１２との間にジグザグの隙間を複数段に組み合わせて段毎に漏れ圧を徐々に緩和させ低下させる。
【００３４】
図１〜図３に示す摩耗防止構造１７は、車軸１と油切り１１とが不均一に接触するのを防止して、これらの間に発生する摩耗を防止する構造である。摩耗防止構造１７は、図１〜図３に示す摩耗防止部１８と、図２に示す接着部１９などを備えている。摩耗防止構造１７は、例えば、図４（Ａ）に示すように、車軸１側の接触面１ｇと油切り１１側の接触面１１ａとの間に摩耗防止部１８を介在させることによって、車両走行中に車軸１が撓んだときに、車軸１側の接触面１ｇと油切り１１側の接触面１１ａとが偏って接触するのを防止して、接触面１ｇと接触面１１ａとの間の摩耗を防止する。
【００３５】
図１〜図３に示す摩耗防止部１８は、車軸１側の接触面１ｇと油切り１１側の接触面１１ｂとの間でこれらの摩耗を防止する部分である。摩耗防止部１８は、車軸１側の接触面１ｇと油切り１１側の接触面１１ｂとの間に挟み込まれる。摩耗防止部１８は、車軸１側の接触面１ｇと油切り１１側の接触面１１ｂとの間の隙間を埋めるスペーサ（シム）として機能する。摩耗防止部１８は、図３に示すように、外観が円筒状であり、鋼材よりも弾性率（ヤング率）が低い部材であり、銅若しくは黄銅のような柔軟な金属又はポリアミドのような合成樹脂である。摩耗防止部１８は、接触面（端面）１８ａ，１８ｂなどを備えている。摩耗防止部１８は、車軸１の中心軸Ｏに対してこの摩耗防止部１８の中心軸がずれた状態で装着されないように、油切り１１と一体に接合する。摩耗防止部１８は、例えば、図４（Ａ）に示すように、車軸１の軸端側が撓み、軸受６と油切り１１とが密着する方向に押圧力が作用したときに、軸受６側の接触面６ｇと油切り１１側の接触面１１ａとが略均一に接触するように弾性変形する。摩耗防止部１８は、図２に示すように、この摩耗防止部１８の内周面が車軸１の油切り座１ｄの表面と隙間を形成するように、油切り１１の内周面１１ｄと連続してテーパ面状に形成されている。
【００３６】
図２及び図３に示す接触面１８ａは、油切り１１側の接触面１１ｂと接触する部分である。接触面１８ａは、摩耗防止部１８の軸端側の端面に円周方向に沿って平坦に形成されている。接触面１８ａは、摩耗防止部１８側の接触面１８ｂに接着部１９によって接着される接着面として機能する。接触面１８ｂは、車軸１側の接触面１ｇと接触する部分である。接触面１８ｂは、摩耗防止部１８の反軸端側の端面に円周方向に沿って平坦に形成されている。
【００３７】
図２に示す接着部１９は、油切り１１と摩耗防止部１８とを接着する部分である。接着部１９は、油切り１１及び摩耗防止部１８を一体にした状態でこれらを車軸１の油切り座１ｄの外周面に容易に嵌め込み可能なように、油切り１１及び摩耗防止部１８を接着する接着剤などによって形成されている。接着部１９は、油切り１１側の接触面１１ｂと摩耗防止部１８側の接触面１８ｂとに塗布して形成されている。
【００３８】
次に、この発明の第１実施形態に係る摩耗防止構造の作用を説明する。
図４（Ｂ）に示すように、車軸１の接触面１ｇと油切り１１の接触面１１ｂとが直接接触してこれらの間に摩耗防止構造１７が存在しない場合には、車両が軌道上を走行して車軸１に曲げモーメントＭが作用すると、車軸１の軸端側が撓む。この状態で、車軸１が回転すると車軸１と一体となって油切り１１が回転し、この油切り１１の外周面１１ｃ側の縁部が下方に位置すると、油切り１１の接触面１１ｂと車軸１側の接触面１ｇとが下縁部で部分的に偏って接触する。その結果、油切り１１の接触面１１ｂと車軸１側の接触面１ｇとの下縁部に繰り返し応力が作用して、油切り１１と車軸１との摩耗によってフレッチング摩耗粉のような異物が発生する。
【００３９】
一方、図４（Ａ）に示すように、車軸１の接触面１ｇと油切り１１の接触面１１ｂとが直接接触せずにこれらの間に摩耗防止構造１７が存在する場合には、図４（Ｂ）に示すように摩耗防止構造１７が存在しない場合と同様に、車両が軌道上を走行すると車軸１の軸端側が撓む。このため、油切り１１の外周面１１ｃ側の縁部が下方に位置すると、油切り１１の接触面１１ｂと車軸１側の接触面１ｇとが下縁部で部分的に偏って接触しようとする。油切り１１の接触面１１ｂと車軸１側の接触面１ｇとの間の隙間には摩耗防止部１８が介在するため、これらが直接接触することがない。その結果、油切り１１の接触面１１ｂと車軸１側の接触面１ｇとの下縁部に繰り返し応力が作用しても、油切り１１と車軸１とが摩耗せずフレッチング摩耗粉のような異物の発生が防止される。
【００４０】
図４（Ａ）に示すように、車軸１の軸端側が撓み、油切り１１の接触面１１ｂと車軸１側の接触面１ｇとが下縁部で部分的に偏って接触しようとすると、これらの間で摩耗防止部１８が圧縮されて、車軸１の撓みに追従して摩耗防止部１８が弾性変形する。このため、車軸１の撓みに応じて車軸１と略同じ方向に油切り１１が傾き、油切り１１の接触面１１ａが軸受６側の接触面６ｇと略均一に接触し、これらの接触面６ｇ，１１ａの接触面圧が略均一になる。その結果、油切り１１側の接触面１１ｂと車軸１側の接触面１ｇとの摩耗によって異物が発生するのが防止されるとともに、油切り１１側の接触面１１ａと軸受６側の接触面６ｇとの摩耗によって異物が発生するのも防止される。
【００４１】
この発明の第１実施形態に係る摩耗防止構造には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、車軸１側の接触面１ｇと油切り１１側の接触面１１ｂとの間でこれらの摩耗を摩耗防止部１８が防止する。このため、車軸１側の接触面１ｇと油切り１１側の接触面１１ｂとに発生するフレッチング摩耗を低減することができる。
【００４２】
(2) この第１実施形態では、車軸１側の接触面１ｇと油切り１１側の接触面１１ｂとの間に摩耗防止部１８が挟み込まれる。このため、車軸１側の接触面１ｇと油切り１１側の接触面１１ｂとの間に摩耗防止部１８を挿入するだけで、これらの接触面圧を略均一にすることができ、これらの接触面１ｇ，１１ｂにフレッチング摩耗が発生するのを抑制することができる。その結果、車軸１や油切り１１を検査、調整及び修繕するための車両の検修作業を短時間に実施することができる。
【００４３】
(3) この第１実施形態では、油切り１１と摩耗防止部１８とを接着部１９が接着する。このため、油切り１１と摩耗防止部１８とを接着部１９によって一体化した状態で、油切り１１及び摩耗防止部１８を車軸１に簡単に装着することができる。その結果、油切り１１及び摩耗防止部１８を車軸１に装着する作業を短時間で効率的に実施することができるとともに、車軸１の中心軸Ｏに対してこの摩耗防止部１８の中心軸がずれた状態で、摩耗防止部１８が車軸１に装着されるのを防ぐことができる。
【００４４】
(4) この第１実施形態では、摩耗防止部１８が柔軟な金属又は合成樹脂である。このため、例えば、車軸１が撓んだときに車軸１側の接触面１ｇと油切り１１側の接触面１１ｂとの間で摩耗防止部１８を簡単に弾性変形させることができる。その結果、車軸１の撓みに応じて車軸１と略同じ向きに油切り１１を傾かせることができ、軸受６と油切り１１とが部分的に接触するのを防ぐことができる。
【００４５】
(5) この第１実施形態では、軸受６と油切り１１とが密着する方向に押圧力が作用したときに、軸受６側の接触面６ｇと油切り１１側の接触面１１ａとが略均一に接触するように摩耗防止部１８が弾性変形する。このため、例えば、車軸１が撓み、車軸１の接触面１ｇの外周部下縁と油切り１１の接触面１１ｂの外周部下縁との間に挟み込まれる摩耗防止部１８に押圧力が作用したときに、この摩耗防止部１８を圧縮変形させることができる。その結果、車軸１と略同じ向きに油切り１１が傾き、軸受６側の接触面６ｇと油切り１１側の接触面１１ａとを略均一に接触させることができ、これらの間にフレッチング摩耗が発生するのを防ぐことができる。
【００４６】
（第２実施形態）
以下では、図１〜図４に示す部分と同一の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図５及び図６に示す摩耗防止構造１７は、図２に示す摩耗防止構造１７の接着部１９に代えて、摩耗防止部１８とねじ結合部２０などを備えている。図５及び図６に示すねじ結合部２０は、油切り１１と摩耗防止部１８とをねじ結合する部分である。ねじ結合部２０は、例えば、従来の油切りの車軸１側の接触面１ｇと接触する側の端面を段状に切削加工して段部をねじ加工して形成されるとともに、摩耗防止部１８の油切り１１と対向する側の端面を段状に切削加工して段部をねじ加工して形成される。図５に示すねじ結合部２０は、油切り１１側の雄ねじ部２０ａと、この雄ねじ部２０ａと噛み合う摩耗防止部１８側の雌ねじ部２０ｂとを備えている。一方、図６に示すねじ結合部２０は、油切り１１側の雌ねじ部２０ｃと、この雌ねじ部２０ｃと噛み合う摩耗防止部１８側の雄ねじ部２０ｄとを備えている。
【００４７】
この発明の第２実施形態に係る摩耗防止構造には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第２実施形態では、油切り１１と摩耗防止部１８とをねじ結合部２０がねじ結合する。このため、油切り１１及び摩耗防止部１８を車軸１の油切り座１ｄに嵌め込むときに、油切り１１及び摩耗防止部１８を予め強固にねじ結合した状態で車軸１に装着することができる。その結果、車軸１の中心軸Ｏに対して摩耗防止部１８の中心軸がずれた状態で摩耗防止部１８が車軸１に装着されてしまうのを防ぐことができる。また、摩耗防止部１８が劣化したときに劣化後の摩耗防止部１８を油切り１１から取り外して、新品の摩耗防止部１８を油切り１１に簡単に装着して新品の摩耗防止部１８に交換することができる。
【００４８】
（第３実施形態）
図７及び図８に示す摩耗防止構造１７は、図２、図５及び図６に示す摩耗防止構造１７の接着部１９及びねじ結合部２０に代えて、摩耗防止部１８と嵌合部２１などを備えている。嵌合部２１は、油切り１１と摩耗防止部１８とが嵌合する部分である。嵌合部２１は、油切り１１と摩耗防止部１８とが凹凸の嵌め合い構造を備えている。嵌合部２１は、例えば、従来の油切りの車軸１側の接触面１ｇと接触する側の端面を段状に切削加工して形成されるとともに、摩耗防止部１８の油切り１１と対向する側の端面を段状に切削加工して形成される。図７に示す嵌合部２１は、油切り１１の内周部側の凹部２１ａと、この凹部２１ａと嵌合する摩耗防止部１８の内周部側の凸部２１ｂと、油切り１１の外周部側の凸部２１ｃと、この凸部２１ｂと嵌合する摩耗防止部１８の外周部側の凹部２１ｄとを備えている。一方、図８に示す嵌合部２１は、油切り１１の外周部側の凹部２１ｅと、この凹部２１ｅと嵌合する摩耗防止部１８の外周部側の凸部２１ｆと、油切り１１の内周部側の凸部２１ｇと、この凸部２１ｇと嵌合する摩耗防止部１８の内周部側の凹部２１ｈとを備えている。
【００４９】
この発明の第３実施形態に係る摩耗防止構造には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第３実施形態では、油切り１１と摩耗防止部１８とが嵌合部２１で嵌合する。このため、油切り１１及び摩耗防止部１８を車軸１の油切り座１ｄに嵌め込むときに、油切り１１及び摩耗防止部１８を予め強固に嵌め込んだ状態で車軸１に装着することができる。その結果、車軸１の中心軸Ｏに対して摩耗防止部１８の中心軸がずれた状態で摩耗防止部１８が車軸１に装着されてしまうのを防ぐことができる。また、摩耗防止部１８が劣化したときに劣化後の摩耗防止部１８を油切り１１から取り外して、新品の摩耗防止部１８を油切り１１に簡単に装着して新品の摩耗防止部１８に交換することができる。
【００５０】
（第４実施形態）
図９に示す後蓋座１ｈは、後蓋２２を装着する部分である。後蓋座１ｈは、ジャーナル部１ａと輪座１ｃとの間に形成されており、この後蓋座１ｈの外径はジャーナル部１ａの外径よりも大きく輪座１ｃの外径よりも小さく形成されている。軸受組立体５は、図１に示す軸受組立体５の油切り１１及び後蓋１２に代えて後蓋２２などを備えている。図９に示す軸受６は、後蓋２２側の接触面２２ａと接触する平坦な接触面（端面）６ｇなどを備えている。密封構造１０は、オイルシール１３と、後蓋２２と、シールケース２３などを備えている。
【００５１】
後蓋２２は、軸受６内の潤滑剤が外部に漏れ出すのを防止する部材である。後蓋２２は、車軸１の突合せ部１ｆと軸受６の内輪６ｄとの間に挟み込まれている。後蓋２２は、軸受６の内部から反軸端側に向かって潤滑剤が外部に漏れ出すのを防止する密封部材として機能するとともに、車軸１の所定の位置に軸受６を位置決めする位置決め部材としても機能する。後蓋２２は、外観が円筒状の金属製の部材である。後蓋２２は、図９に示すように、接触面（端面）２２ａと、接触面（端面(接着面))２２ｂと、内周面（内径面）２２ｃと、外周面（外径面）２２ｄなどを備えている。後蓋２２は、車軸１の後蓋座１ｈに圧入されており、車軸１と一体となって回転可能に嵌合する回転体である。図９に示す後蓋２２は、車軸１の軸端側から圧入されたときに、嵌合面２２ｆが車軸１の後蓋座１ｈと嵌合する。後蓋２２は、図１に示す油切り１１と同様に軸端ナット７との間で軸受６の内輪６ｄを挟み込むことによって、軸箱体２及び軸受６を車軸１の所定の位置に位置決めするとともに軸受６に与圧を作用させる。後蓋２２は、図９に示すように、軸受６と接触する接触部材であり、軸受６の内輪６ｄと接触している。後蓋２２は、車軸１の軸端側からこの車軸１に挿入されたときに、摩耗防止部２４の接触面２４ｂが車軸１の突合せ部１ｆと突き合わさることによってこの車軸１の所定位置に位置決めされる。
【００５２】
図９に示す接触面２２ａは、軸受６側の接触面６ｇと接触する部分である。接触面２２ａは、後蓋２２の端面の円周方向に沿って平坦に形成されている。接触面２２ｂは、摩耗防止部２４と接触する部分である。接触面２２ｂは、摩耗防止部２４側の接触面２４ａに接着される接着面として機能する。接触面２２ｂは、後蓋２２の反軸端側の端面に円周方向に沿って平坦に形成されている。接触面２２ｂは、例えば、従来の後蓋の車軸１側の接触面１ｇと接触する側の端面を平坦に切削加工して形成される。内周面２２ｃは、車軸１と嵌合する側の表面である。内周面２２ｃは、丸み部１ｂの軸端側の傾斜面との間に僅かに隙間をあけて対向する対向面２２ｅと、後蓋座１ｈの軸端側の円周面と嵌合する嵌合面２２ｆなどを備えている。外周面２２ｄは、車軸１と嵌合する側とは反対側の表面である。外周面２２ｄは、シールケース２３の端部の内周面と非接触で対向する対向面２２ｇと、オイルシール１３のリップ１３ａが摺動する摺動面２２ｈなどを備えている。
【００５３】
シールケース２３は、軸受６と後蓋２２との間から軸受６の内部の潤滑剤が反軸端側に向かって外部に漏れ出すのを防止する部材である。シールケース２３は、外観が円筒状の金属製の薄肉部材である。シールケース２３は、図１に示す軸受６の外輪６ｃと図９に示す後蓋２２との間に装着されている。シールケース２３は、このシールケース２３の一方の端部の外周面が外輪６ｃの内周面と密着し、このシールケース２３の他方の端部の内周面が後蓋２２の対向面２２ｇと隙間をあけて対向する。
【００５４】
摩耗防止部２４は、車軸１側の接触面１ｇと後蓋２２側の接触面２２ｂとの間でこれらの摩耗を防止する部分である。摩耗防止部２４は、車軸１側の接触面１ｇと後蓋２２側の接触面２２ｂとの間に挟み込まれる。摩耗防止部２４は、車軸１側の接触面１ｇと後蓋２２側の接触面２２ｂとの間の隙間を埋めるスペーサ（シム）として機能する。摩耗防止部２４は、銅若しくは黄銅のような柔軟な金属又はポリアミドのような合成樹脂であり、外観が円環状の部材である。摩耗防止部２４は、接触面（端面）２４ａ，２４ｂなどを備えている。摩耗防止部２４は、車軸１の中心軸Ｏに対してこの摩耗防止部２４の中心軸がずれた状態で装着されないように、後蓋２２と一体に接合する。摩耗防止部２４は、例えば、図１０（Ａ）に示すように、車軸１の軸端側が撓み、軸受６と後蓋２２とが密着する方向に押圧力が作用したときに、軸受６側の接触面６ｇと後蓋２２側の接触面２２ａとが略均一に接触するように弾性変形する。摩耗防止部２４は、この摩耗防止部２４の内周面が車軸１の丸み部１ｂの表面と隙間を形成するように、後蓋２２の内周面２２ｃと連続してテーパ面状に形成されている。
【００５５】
接触面２４ａは、後蓋２２側の接触面２２ｂと接触する部分である。接触面２４ａは、摩耗防止部２４の軸端側の端面に円周方向に沿って平坦に形成されている。接触面２４ａは、後蓋２２側の接触面２２ｂに接着部２５によって接着される接着面として機能する。接触面２４ｂは、車軸１側の接触面１ｇと接触する部分である。接触面２４ｂは、摩耗防止部２４の反軸端側の端面に円周方向に沿って平坦に形成されている。
【００５６】
接着部２５は、後蓋２２と摩耗防止部２４とを接着する部分である。接着部２５は、後蓋２２及び摩耗防止部２４を一体にした状態でこれらを車軸１の後蓋座１ｈの外周面に嵌め込むために、後蓋２２及び摩耗防止部２４を接着する接着剤などによって形成されている。接着部２５は、後蓋２２側の接触面２２ｂと摩耗防止部２４側の接触面２４ｂとに塗布して形成されている。
【００５７】
次に、この発明の第４実施形態に係る摩耗防止構造の作用を説明する。
図１０（Ｂ）に示すように、車軸１の接触面１ｇと後蓋２２の接触面２２ｂとが直接接触してこれらの間に摩耗防止構造１７が存在しない場合には、車両が軌道上を走行して車軸１に曲げモーメントＭが作用すると、車軸１の軸端側が撓む。このため、車軸１が回転すると車軸１と一体となって後蓋２２が回転してこの後蓋２２の外周面２２ｄ側の縁部が下方に位置すると、後蓋２２の接触面２２ｂと車軸１側の接触面１ｇとが下縁部で部分的に偏って接触する。その結果、後蓋２２の接触面２２ｂと車軸１側の接触面１ｇとの下縁部に繰り返し応力が作用して、後蓋２２と車軸１との摩耗によってフレッチング摩耗粉のような異物が発生する。
【００５８】
一方、図１０（Ａ）に示すように、車軸１の接触面１ｇと後蓋２２の接触面２２ｂとが直接接触せずにこれらの間に摩耗防止構造１７が存在する場合には、図１０（Ｂ）に示すように摩耗防止構造１７が存在しない場合と同様に、車両が軌道上を走行すると車軸１の軸端側が撓む。このため、後蓋２２の外周面２２ｄ側の縁部が下方に位置すると、後蓋２２の接触面２２ｂと車軸１側の接触面１ｇとが下縁部で部分的に偏って接触しようとする。後蓋２２の接触面２２ｂと車軸１側の接触面１ｇとの間の隙間には摩耗防止部２４が介在するため、これらが直接接触することがない。その結果、後蓋２２の接触面２２ｂと車軸１側の接触面１ｇとの下縁部に繰り返し応力が作用しても、後蓋２２と車軸１とが摩耗せずフレッチング摩耗粉のような異物の発生が防止される。
【００５９】
図１０（Ａ）に示すように、車軸１の軸端側が撓み、後蓋２２の接触面２２ｂと車軸１側の接触面１ｇとが下縁部で部分的に偏って接触しようとすると、これらの間で摩耗防止部２４が圧縮されて、車軸１の撓みに追従して摩耗防止部２４が弾性変形する。このため、車軸１の撓みに応じて車軸１と略同じ方向に後蓋２２が傾き、後蓋２２の接触面２２ａが軸受６側の接触面６ｇと略均一に接触し、これらの接触面６ｇ，２２ａの接触面圧が略均一になる。その結果、後蓋２２側の接触面２２ｂと車軸１側の接触面１ｇとの摩耗によって異物が発生するのが防止されるとともに、後蓋２２側の接触面１１ａと軸受６側の接触面６ｇとの摩耗によって異物が発生するのも防止される。この第４実施形態には、第１実施形態と同様の効果がある。
【００６０】
（第５実施形態）
図１１に示す摩耗防止構造１７は、図９に示す摩耗防止構造１７の接着部２５に代えて、摩耗防止部２４とねじ結合部２６などを備えている。ねじ結合部２６は、後蓋２２と摩耗防止部２４とをねじ結合する部分である。ねじ結合部２６は、例えば、従来の後蓋の車軸１側の接触面１ｇと接触する側の端面を段状に切削加工して段部をねじ加工して形成されるとともに、摩耗防止部２４の外周面をねじ加工して形成される。ねじ結合部２６は、後蓋２２の内周面２２ｃに形成されたこの後蓋２２側の雌ねじ部２６ａと、摩耗防止部２４の外周面に形成され後蓋２２側の雌ねじ部２６ａと噛み合う摩耗防止部２４側の雄ねじ部２６ｂとを備えている。この第５実施形態には、第１実施形態、第２実施形態及び第４実施形態と同様の効果がある。
【００６１】
（第６実施形態）
図１２に示す摩耗防止構造１７は、図９及び図１１に示す摩耗防止構造１７の接着部２５及びねじ結合部２６に代えて、摩耗防止部２４と嵌合部２７などを備えている。嵌合部２７は、後蓋２２と摩耗防止部２４とが嵌合する部分である。嵌合部２７は、例えば、従来の後蓋の車軸１側の接触面１ｇと接触する側の端面を段状に切削加工して形成される。嵌合部２７は、後蓋２２の内周面２２ｃに形成されたこの後蓋２２側の嵌合面２７ａと、摩耗防止部２４の外周面に形成され後蓋２２側の嵌合面２７ａと嵌合する摩耗防止部２４側の嵌合面２７ｂとを備えている。この第６実施形態には、第１実施形態、第３実施形態及び第４実施形態と同様の効果がある。
【００６２】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、鉄道車両の車軸１に摩耗防止構造１７を適用する場合を例に挙げて説明したが、鉄道車両の車軸１に限定するものではない。例えば、発電所のタービンなどの回転軸の摩耗防止構造や、主電動機によって駆動される回転軸の摩耗防止構造などについてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、軸受６がころ軸受である場合について説明したが、軸受６が玉軸受である場合についてもこの発明を適用することができる。
【００６３】
(2) この実施形態では、軸受６が複列円筒ころ軸受である場合を例に挙げて説明したが、複列円すいころ軸受又は球面ころ軸受などについてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、油切り１１と摩耗防止部１８とを一体化させた状態で車軸１に嵌合させる場合や、後蓋２２と摩耗防止部２４とを一体化させた状態で車軸１に嵌合させる場合を例に挙げて説明したが、このような構造にこの発明を限定するものではない。例えば、油切り１１又は後蓋２２と摩耗防止部１８，２４とを一体化させずに、摩耗防止部１８，２４を車軸１に嵌合させた後に、油切り１１又は後蓋２２を車軸１に嵌合させる場合についても、この発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  車軸
１ｇ  接触面
２  軸箱体
３  前蓋
４  ゴム蓋
５  軸受組立体
６  軸受
６ｄ  内輪
６ｇ  接触面
７  軸端ナット
８  小蓋
９  緩み止めボルト
１０  密封構造
１１  油切り（位置決め部材）
１１ａ，１１ｂ  接触面
１２  後蓋
１３  オイルシール
１４Ａ，１４Ｂ  Ｏリング
１５Ａ，１５Ｂ  油溝
１６  ラビリンスシール
１７  摩耗防止構造
１８  摩耗防止部
１８ａ，１８ｂ  接触面
１９  接着部
２０  ねじ結合部
２０ａ、２０ｄ  雄ねじ部
２０ｂ，２０ｃ  雌ねじ部
２１  嵌合部
２１ａ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｇ  凹部
２１ｂ，２１ｃ，２１ｆ，２１ｈ  凸部
２２  後蓋（位置決め部材）
２２ａ，２２ｂ  接触面
２３  シールケース
２４  摩耗防止部
２４ａ，２４ｂ  接触面
２５  接着部
２６  ねじ結合部
２６ａ  雌ねじ部
２６ｂ  雄ねじ部
２７  嵌合部
２７ａ，２７ｂ  嵌合面
Ｏ  中心軸
【図１】
2019002470.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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