(57)【要約】【課題】潤滑剤の封入量を調整することで、軸受の回転性能や潤滑性能を長期に亘って一定に維持することが可能な鉄道車両車軸用軸受を提供する。【解決手段】常時非回転状態に維持された静止輪(外輪１)と、静止輪に対向して回転可能に配置された回転輪(内輪３)と、静止輪及び回転輪の対向面にそれぞれ周方向に連続して複数形成された軌道面1s,3s間に沿って転動自在に組み込まれた複数の転動体(ころ)５と、静止輪と回転輪との間で区画される軸受内部を軸受外部から密封するための密封機構とを備え、軸受内部に所定量の潤滑剤が封入された鉄道車両車軸用軸受であって、軸受内部に封入される潤滑剤の体積は、密封機構の近傍領域の空間容積Ｓｃに対して１００％未満に設定されている。【選択図】図１
2008175366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
常時非回転状態に維持された静止輪と、静止輪に対向して回転可能に配置された回転輪と、静止輪及び回転輪の対向面にそれぞれ周方向に連続して複数形成された軌道面間に沿って転動自在に組み込まれた複数の転動体と、静止輪と回転輪との間で区画される軸受内部を軸受外部から密封するための密封機構とを備え、軸受内部に所定量の潤滑剤が封入された鉄道車両車軸用軸受であって、
軸受内部に封入される潤滑剤の体積は、密封機構の近傍領域の空間容積に対して１００％未満に設定されていることを特徴とする鉄道車両車軸用軸受。
【請求項２】
密封機構の近傍領域の空間容積は、当該密封機構と静止輪と回転輪と転動体とで囲まれた空間として定義されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両車軸用軸受。
【請求項３】
密封機構には、その基端部が静止輪に固定され、その先端部が回転輪に非接触状態に位置決めされた環状のシールケースと、当該シールケースと回転輪との間に介在された密封部材とを備えて構成されており、
密封機構の近傍領域の空間容積は、シールケースと密封部材と静止輪と回転輪と転動体とで囲まれた空間として定義されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両車軸用軸受。
【請求項４】
密封部材は、シールケースに固定され且つ回転輪に向けて延出した環状のスリンガを備えており、
密封機構の近傍領域の空間容積は、シールケースとスリンガと静止輪と回転輪と転動体とで囲まれた空間として定義されていることを特徴とする請求項３に記載の鉄道車両車軸用軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の車軸を回転自在に支持する軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両車軸には、各種の円すいころ軸受が用いられており、その一例として図１(ａ)に示された円すいころ軸受には、常時非回転状態に維持された静止輪(外輪１)と、静止輪(外輪１)に対向して回転可能に配置された回転輪(内輪３)と、外輪１及び内輪３の対向面にそれぞれ周方向に連続して複数形成された軌道面1s,3s間に沿って転動自在に組み込まれた複数の転動体(ころ)５と複数の転動体(ころ)５を１つずつ回転自在に保持しながら、外内輪1,3間に沿って公転する例えば樹脂製の保持器１１とが設けられている。
【０００３】
かかる軸受において、鉄道車両車軸(回転軸)１３には、２つの内輪３が背面同士を環状の間座１５に当て付けた状態で嵌合されており、これら２つの内輪３の外側に対向して単体(一体型)の外輪１がハウジング(図示しない)に嵌合されている。この場合、それぞれの内輪３の対向面には、間座１５側から離間する方向に沿って末広がり状に傾斜した１本の環状の内輪軌道面３ｓが形成されており、一方、外輪１の対向面には、各内輪３の内輪軌道面３ｓに沿って傾斜した２本の環状の外輪軌道面１ｓが形成されている。
【０００４】
また、各内輪軌道面３ｓの両側には、当該軌道面３ｓに沿って環状の鍔部7,9が突出されており、その突出端7e,9eの径寸法が相互に異なっている。具体的に説明すると、各内輪３において、間座１５側の鍔部７(以下、小径鍔部７という)は、比較的小径の突出端７ｅとなり、反間座１５側の突出端９ｅ(以下、大径鍔部９という)は、間座１５側の鍔部７よりも比較的大径の突出端９ｅとなっている。
【０００５】
このような構成を成す２つの内輪３の両側には、それぞれ、当該内輪３と共に回転輪を構成する環状の油切り部材17,19が鉄道車両車軸(回転軸)１３に嵌合されており、その一方側(図１(ａ)中向って左側)の油切り部材１７に対して押圧体２１をアキシアル方向に当て付けてボルト２３で締め付けることで、円すいころ軸受は車軸に固定される。この状態において、鉄道車両車軸(回転軸)１３を回転させると、外内輪1,3が相対回転する間(軸受回転中)に、当該外内輪1,3の軌道面1s,3s間に保持器１１と共に組み込まれた複数の転動体(ころ)５は、各鍔部7,9の案内面7s,9sによって保持・案内されながら軌道面1s,3sに沿って転動する。
【０００６】
また、上述した円すいころ軸受には、軸受回転中における潤滑性能を一定に維持するために、所定量の潤滑剤(例えば、グリース)が軸受内部に封入されている。この場合、潤滑剤(グリース)の軸受外部への漏洩防止を図ると共に、異物(例えば、水、塵埃)の軸受内部への浸入防止を図るために、外内輪1,3の両側には、軸受内部を軸受外部から密封するための密封機構が設けられている。
【０００７】
密封機構は、その基端部２５ｅが外輪３に固定され、その先端部２５ｔが各油切り部材(回転輪)17,19に対して非接触状態に位置決めされた環状のシールケース２５と、当該シールケース２５と油切り部材(回転輪)17,19との間に介在された密封部材２７とを備えて構成されている。この場合、シールケース２５は、基端部２５ｅから先端部２５ｔに向けて軸受内部を覆うように延出されている。
【０００８】
密封部材２７は、シールケース２５に固定され且つ油切り部材17,19に向けて延出した環状のスリンガ２７ａと、スリンガ２７ａの内側に固定され且つ油切り部材17,19に向けて延出した環状のシール部材２７ｂとを備えている。この場合、スリンガ２７ａの延出端は、油切り部材(回転輪)17,19に対して非接触状態に位置決めされ、これに対して、シール部材２７ｂの延出端は、油切り部材(回転輪)17,19に対して接触状態に位置決めされている。
【０００９】
このような密封機構によれば、シールケース２５と密封部材２７との構成が相互に組合されることで軸受内部の密封性が高められ、軸受回転中における潤滑性能が一定に維持されている。このとき、外内輪1,3間に保持器１１と共に組み込まれた複数の転動体(ころ)５は、保持器１１により１つずつ回転自在に保持されながら、同時に潤滑剤(グリース)により保持器１１や軌道面1s,3sとの間の摩擦抵抗が低減されつつ軌道面1s,3sに沿って転動する。
【００１０】
ところで、上述したような円すいころ軸受において、その軸受内部に封入される潤滑剤(グリース)の封入量は、軸受の全空間容積に対する体積割合で設定される場合がある。例えば特許文献１には、軸受の全動空間容積の２５〜４０％を占める量のグリースをシールケース内部、保持器の内径側空部及びころ間の空部に封入した軸受が提案されている。また、例えば特許文献２には、軸受内部に封入されるグリースの体積を軸受内部全空間体積に対して２５〜３５％に設定した軸受が提案されている。
【００１１】
しかしながら、潤滑剤(グリース)の封入量を軸受の全空間容積に対する体積割合で設定すると以下のような不具合を生じる場合がある。即ち、円すいころ軸受を例にとると、軸受内部に封入された潤滑剤(グリース)は、軸受回転時の遠心力や外部からの振動などを受けることで、軸受内部を軸方向(アキシアル方向)へ移動し、軸受両端のシールケース２５の近傍領域の空間に排出され、そこに堆積する傾向にある。この場合、その堆積量が増えると、軸受の回転による潤滑剤の撹拌抵抗が増大し、軸受及びシールの温度上昇の要因となり、その結果、潤滑剤の劣化が促進され、潤滑剤の軟化によりシール部からの潤滑剤(グリース)の漏れの要因となり得る。この結果、軸受の回転性能や潤滑性能を長期に亘って一定に維持することが困難になってしまう場合がある。
【特許文献１】特開２００２−１３９０５４号公報
【特許文献２】特開２００６−２１４５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、潤滑剤の封入量を調整することで、軸受の回転性能や潤滑性能を長期に亘って一定に維持することが可能な鉄道車両車軸用軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような目的を達成するために、本発明は、常時非回転状態に維持された静止輪と、静止輪に対向して回転可能に配置された回転輪と、静止輪及び回転輪の対向面にそれぞれ周方向に連続して複数形成された軌道面間に沿って転動自在に組み込まれた複数の転動体と、静止輪と回転輪との間で区画される軸受内部を軸受外部から密封するための密封機構とを備え、軸受内部に所定量の潤滑剤が封入された鉄道車両車軸用軸受であって、軸受内部に封入される潤滑剤の体積は、密封機構の近傍領域の空間容積に対して１００％未満に設定されている。
【００１４】
また、本発明において、密封機構の近傍領域の空間容積は、当該密封機構と静止輪と回転輪と転動体とで囲まれた空間として定義されている。この場合、密封機構には、その基端部が静止輪に固定され、その先端部が回転輪に非接触状態に位置決めされた環状のシールケースと、当該シールケースと回転輪との間に介在された密封部材とを備えて構成されており、密封機構の近傍領域の空間容積は、シールケースと密封部材と静止輪と回転輪と転動体とで囲まれた空間として定義されている。具体的には、密封部材は、シールケースに固定され且つ回転輪に向けて延出した環状のスリンガを備えており、密封機構の近傍領域の空間容積は、シールケースとスリンガと静止輪と回転輪と転動体とで囲まれた空間として定義されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の鉄道車両車軸用軸受によれば、潤滑剤の封入量を調整することで、軸受の回転性能や潤滑性能を長期に亘って一定に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態に係る鉄道車両車軸用軸受について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態の軸受は、上述したような鉄道車両車軸用軸受(図１(ａ))の改良であるため、以下では、その改良部分の説明にとどめる。
【００１７】
本実施の形態の鉄道車両車軸用軸受において、軸受内部に封入される潤滑剤の体積は、密封機構の近傍領域の空間容積Ｓｃに対して１００％未満に設定されている。図１(ｂ)には、密封機構の近傍領域の空間容積Ｓｃを視覚的に把握できるように、当該空間容積Ｓｃに相当する範囲にハッチングが施されている。これによれば、密封機構の近傍領域の空間容積Ｓｃは、当該密封機構と静止輪(外輪１)と回転輪(内輪３)と転動体(ころ)５とで囲まれた空間として定義されている。
【００１８】
具体的に説明すると、密封機構には、その基端部２５ｅが静止輪(外輪１)に固定され、その先端部２５ｔが回転輪(各油切り部材17,19)に非接触状態に位置決めされた環状のシールケース２５と、当該シールケース２５と回転輪(各油切り部材17,19)との間に介在された密封部材２７とを備えて構成されている。また、密封部材２７は、シールケース２５に固定され且つ回転輪(各油切り部材17,19)に向けて延出した環状のスリンガ２７ａを備えている。従って、密封機構の近傍領域の空間容積Ｓｃは、シールケース２５と密封部材２７(スリンガ２７ａ)と静止輪(外輪１)と回転輪(内輪３)と転動体(ころ)５の大径側端面５ｅとで囲まれた空間として定義することができる。
【００１９】
以上、本実施の形態によれば、軸受内部に封入される潤滑剤の体積を上記空間容積Ｓｃに対して１００％未満に設定したことで、軸受内部に封入された潤滑剤(グリース)が軸受回転中にシールケース２５の近傍領域の空間に多量に堆積した場合でも、その堆積量に対して空間的な余裕があるため、当該潤滑剤(グリース)の撹拌抵抗を起因とする軸受回転中における軸受及びシールの温度上昇や潤滑剤(グリース)の漏れが防止され、その結果、軸受の回転性能や潤滑性能を長期に亘って一定に維持することができる。
【００２０】
なお、上述した実施の形態では、外輪１を静止輪とした軸受を想定して説明したが、これとは逆に、内輪３を静止輪とした軸受にも本発明を適用することができることは言うまでも無い。また、転動体５として“ころ”を想定したが、これに代えて“玉”を適用しても上記同様の効果を実現することができる。また、上述した空間容積Ｓｃは、例えば軸受の大きさや種類、密封機構の構成や大きさなどに応じて任意に設定されるため、ここでは特に数値限定はしない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】(ａ)は、鉄道車両車軸用軸受の構成を示す断面図、(ｂ)は、本発明の一実施の形態に係る軸受の改良部分の構成を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
【００２２】
１  静止輪(外輪)
１ｓ  外輪軌道面
３  回転輪(内輪)
３ｓ  内輪軌道面
５  転動体(ころ)
Ｓｃ  空間容積
【図１】
2008175366.tif 000003