(57)【要約】【課題】軸受の内力を一定に保ちつつ、水や塵埃の侵入を一層確実に防止する。【解決手段】  鉄道車両車軸用軸受装置は、車軸10に嵌合させた内輪42と、軸箱に取り付けた外輪44と、内輪42の軌道と外輪44の軌道との間に介在させた転動体46と、転動体46を所定間隔に保持する保持器48とを有し、外輪44の両端開口部に軽接触タイプの密封装置50A,50Bが配置してあり、車軸10の軸端側の密封装置50Bに軸受の内から外へ空気を逃がすためのベント66を設け、反軸端側の密封装置50Aに軸受の外から内へ空気を入れるためのベント66を設ける。【選択図】図１
2008232301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に嵌合させた内輪と、軸箱に取り付けた外輪と、内輪の軌道と外輪の軌道との間に介在させた転動体と、転動体を所定間隔に保持する保持器とを有し、外輪の両端開口部に軽接触タイプの密封装置を配置したものにおいて、車軸の軸端側の密封装置に軸受の内から外へ空気を逃がすベントを設け、反軸端側の密封装置に軸受の外から内へ空気を入れるベントを設けた鉄道車両車軸用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は鉄道車両車軸用軸受装置に関し、より詳しくは、潤滑剤の漏れや異物の侵入を防ぐために組み込む密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３に、複列円すいころ軸受を用いた鉄道車両車軸用軸受装置の一例を示す。複列円すいころ軸受は、軸方向に隣接した一対の内輪２と、複列の軌道をもった複列外輪４と、内輪２の軌道と外輪の軌道との間に転動自在に介在させた複列の転動体（円すいころ）６と、各列の転動体６を円周方向に所定間隔に保持するための一対の保持器８とを主要な構成要素としており、外輪４の両端に密封装置２０が装着してある。
【０００３】
内輪２は車軸１０に圧入し、外輪４は軸受箱（図示省略）に取り付ける。内輪２の軸方向の両端に油切り１２と後蓋１４が配置してあり、これらの外周面はオイルシールのシールリップが接触するシールランドとなる。前蓋１６を車軸１０の端面にボルト１８によって締結することにより、複列円すいころ軸受を車軸１０に固定する。
【０００４】
密封装置２０は潤滑剤の漏れや異物の進入を防ぐために組み込まれ、図４に示すように、シールケース２２の内部にシール本体２８を保持させた構造になっている。シールケース２２はここでは３段筒状で、大径部分を外輪４の開口端部に嵌合させてある。シールケース２２の中径部分はカラー２６と芯金２４とで３重構造になっている。芯金２４は円筒状部分と円板状部分とからなり、円筒状部分をシールケース２２の中径部分に嵌合させ、円板状部分にシール本体２８が焼き付けてある。カラー２６の円板部分は軸受内部と密封装置２０との間に位置して、軸受内部のグリースが密封装置に押し寄せるのを抑制するための仕切り板あるいは堰板の作用をする。
【０００５】
シール本体２８は円筒状部分３０で連結したメインリップ３２とダストリップ３４からなるシールリップを有し、メインリップ３２の外周にガータスプリング３６が装着してある。特許文献１には、シール本体２８にスリット３８を設け、このスリット３８がいわゆるベントの作用をするようにしたものが記載されている。また、特許文献２には、適所に設置してそのようなベントを構成させるための気体抜き栓が記載されている。
【特許文献１】特開２００５−１３３８８５号公報
【特許文献２】特開２００６−２３４１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されている密封装置は軽接触タイプシールであるが、軽接触であるはずが軸受の内圧が高くなるとシールリップが車軸に強く接触し、トルクが過大となるおそれがある。また、軸受内部の温度が上昇するとグリース劣化を早め、軸受破損の原因ともなる。軸受のトルク増大は鉄道車両の主電動機の消費電力増加につながるため、これを低下させることが望まれる。
【０００７】
このようなトルク増大を抑制する技術として密封装置に非接触タイプすなわちラビリンスシールを採用することが考えられるが、ラビリンスシールは適正なラビリンスすきまを管理することが煩雑であるため望ましいとはいえない。また、鉄道車両車軸用軸受が侵入した塵埃を噛み込むと、フレーキング等の表面損傷を引き起こしかねない。
【０００８】
密封装置にベントを設けて軸受内圧を適正に保つことは特許文献１にも記載のとおり知られている。しかしながら、鉄道車両車軸用軸受の場合、とりわけ車軸の軸端側は塵埃や水などの異物が軸受内に侵入しやすい環境であるため、単に密封装置に空気の出入りが自在のベントを設けただけでは却って異物の侵入を許してしまうという問題がある。
【０００９】
この発明の目的は、軸受の内力を一定に保ちつつ、水や塵埃の侵入を一層確実に防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の鉄道車両車軸用軸受装置は、車軸に嵌合させた内輪と、軸箱に取り付けた外輪と、内輪の軌道と外輪の軌道との間に介在させた転動体と、転動体を所定間隔に保持する保持器とを有し、外輪の両端開口部に軽接触タイプの密封装置が配置してあり、車軸の軸端側の密封装置に軸受の内から外へ空気を逃がすためのベントを設け、反軸端側の密封装置に軸受の外から内へ空気を入れるためのベントを設けたことを特徴とするものである。
ベントは一種の逆止弁の作用をし、一方向への通気を許容し、その反対方向への通気を阻止する。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、軸受内部の空気のみが排出され、グリースは排出されず、軸受内部と大気圧が等しい圧力を保つことができる。その結果、シールリップが正常な軽接触に維持されるのでトルク過大となるおそれがなく、また、軸受内部の温度上昇を抑えてグリース劣化を緩和し、軸受破損を予防することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。
図１に複列円すいころ軸受を用いた鉄道車両車軸用軸受の縦断面を示す。複列円すいころ軸受は、間座を介して軸方向に隣接した一対の内輪４２、複列の軌道をもった複列外輪４４、内輪４２の軌道と外輪４４の軌道との間に転動自在に介在する複列の転動体（ここでは円すいころ）４６、各列の転動体４６を円周方向で所定間隔に保持する一対の保持器４８を主要な構成要素とし、外輪４４の両端部にオイルシールを含む密封装置５０Ａ，５０Ｂが装着してあり、軸受内部に封入したグリースの洩れや、外部から異物が侵入するのを防止している。
【００１３】
密封装置５０Ａ，５０Ｂはベントを有し、車軸１０の反軸端側に位置する密封装置５０Ａと軸端側に位置する密封装置５０Ｂとではとベントの開閉の向きを逆にしてある。すなわち、車軸１０の軸端側は塵埃や水が入りやすい環境であることから、それらが入り込まないように、密封装置５０Ｂでは軸受の内から外へ空気が抜けるタイプのベントを採用する。これに対して車軸１０の反軸端側は、軸受内の温度が下がったとき、それに伴って軸受の内圧が下がるのを防止するため、密封装置５０Ａでは軸受の外から内に空気を入れるタイプのベントを採用する。
【００１４】
言い換えるならば、密封装置５０Ａ，５０Ｂのベントは、一方への通気を許容しその逆向きの通気は阻止するという一種の逆止弁の作用をするもので、向きが異なるだけで基本的構造は同じである。たとえば、図２に示すように、シール部材５０Ａ，５０Ｂは、シールケース５２と、心金５４と、シール本体５６とを有している。芯金５４とシール本体５６は一般にオイルシールと呼ばれ、シール本体５６を芯金５４に焼付け等により固着してある。シールケース５２は外輪４４の端部に嵌合させてあり、そのシールケース５２に芯金５４を嵌合させてある。なお、図１はシール本体が３つのシールリップを有する例で、後蓋１４に取り付けたスリンガ６０の円筒部に外径側から接触するメインリップおよびダストリップに加えて、スリンガ６０に設けた折り返し部に内径側から接触するもう一つのリップがある。
【００１５】
シール本体５６には開口５８が設けてあり、その中に、外側金具６０と、内側金具６２と、フィルター６４と、ベント６６が配置してある。外側金具６０と内側金具６２は円筒形で前者の内側に後者を嵌合させてある。外側金具６０は一方の端部に外向きフランジ６０ａを有し、他方の端部に内向きフランジ６０ｂを有している。外向きフランジ６０ａを芯金５４に当てて位置決めするようにしてある。フィルター６４は外側金具６０内に挿入し、外側金具６０の内向きフランジ６０ｂと内側金具６２の一方の端部とで軸方向両側から挟み込むことにより固定してある。フィルター６４には、たとえば連続揮発性多孔性ＰＴＦＥで揮発性に優れるオレオベントフィルターが使用されている。内側金具６２のもう一方の端部には内向きフランジ６２ａが形成してある。
【００１６】
ベント６６は概略シルクハットのような形状で、天６６ａにはスリット６８が形成してある（図２（Ｃ））。ベント６６のつば６６ｂを挟んで天６６ａとは反対側に、全周にわたる溝６６ａが形成してある。ベント６６を装着するにあたっては、ベント６６を弾性変形させて内側金具６２の内向きフランジ６２ａ内に挿入し、溝６６ａに内側金具６２の内向きフランジ６２ａを嵌まり込ませる。このような装着を可能にするため、ベント６６の材質としては伸縮性を有するものが望ましく、例示するならば、ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。
【００１７】
車軸１０の反軸端側の密封装置５０Ａでは、図２（Ａ）に示すように、ベント６６はフィルター６４よりも軸受外部側に配置され、かつ、スリット６８を設けた天６６ａが軸受外部側に突き出ている。車軸１０の軸端側の密封装置５０Ｂでは、図２（Ｂ）に示すように、ベント６６はフィルター６４よりも軸受内部側に配置され、かつ、スリット６８を設けた天６６ａが軸受内部側に突き出ている。このような構成を採用することにより、グリースは排出せずに空気のみ排出し、軸受の内部が大気圧に保たれる。したがって、シール本体のシールリップは軽接触となり、トルク増大のおそれがなく、軸受内部の温度上昇を防ぐことができる。
【００１８】
ここでは鉄道車両車軸用軸受として複列円すいころ軸受を例示したが、これに代えてその他の軸受たとえば複列円筒ころ軸受を使用したものにもこの発明を適用することができる。また、ベントは一つの密封装置に一つ設ければ足り、ベントを設ける位置は、密封装置のシールリップ、接触部、芯金のいずれであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施の形態を示す鉄道車両車軸用軸受装置の縦断面図である。
【図２】（Ａ）は図１における密封装置５０Ａ部分の拡大図、（Ｂ）は図１における密封装置５０Ｂ部分の拡大図である。
【図３】従来の技術を示す鉄道車両車軸用軸受装置の縦断面図である。
【図４】図３における密封装置部分の拡大図である。
【符号の説明】
【００２０】
４２  内輪
４４  外輪
４６  転動体（円すいころ）
４８  保持器
５０Ａ，５０Ｂ  密封装置
５２  シールケース
５４  芯金
５６  シール本体
５８  開口
６０  外側金具
６２  内側金具
６４  フィルター
６６  ベント
６８  スリット
【図１】
2008232301.tif 000003
【図２】
2008232301.tif 000004
【図３】
2008232301.tif 000005
【図４】
2008232301.tif 000006