(57)【要約】【課題】シール部材を複雑な形状にすることなく腹当たりを確実に防止すると共にグリース寿命を延長することができる鉄道車両用軸受装置を提供すること。【解決手段】鉄道車両用軸受装置１０は、ラジアル荷重が負荷される軸受１１を軸受部品内に配しており、回転軸が内嵌された内輪１４と、外輪１６と、内外輪１４，１６間に転動自在に配された複数の転動体１８と、転動体１８を転動自在に保持する保持器１９と、回転軸側部材２２に摺接するシール部材２９を有する密封装置１３と、を備えている。シール部材２９により当該シール部材２９と回転軸側部材２２との間に区画される密封空間を軸受１１の軸受空間内に連通させる通気孔２８ｂ，２２ｃが、回転軸側部材２２に形成されている。【選択図】      図２
2004316849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪、外輪、および当該内外輪間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体、を有する軸受と、当該軸受の内輪に当接するように配置された内輪当接部材と、当該内輪当接部材に締め代をもって摺接するシール部材を有し、前記軸受内の軸受空間を密封する密封装置と、を備えた鉄道車両用軸受装置であって、
前記シール部材により当該シール部材と前記内輪当接部材との間に形成される密封空間を前記軸受空間に連通させる通気孔が、前記内輪当接部材に形成されていることを特徴とする鉄道車両用軸受装置。
【請求項２】
内輪、外輪、および当該内外輪間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体、を有する軸受と、当該軸受の内輪に当接するように配置された内輪当接部材と、当該内輪当接部材に外嵌されたリング部材および当該リング部材に締め代をもって摺接するシール部材を有し、前記軸受内の軸受空間を密封する密封装置と、を備えた鉄道車両用軸受装置であって、
前記シール部材により当該シール部材と前記リング部材との間に形成される密封空間を前記軸受空間に連通させる通気孔が、前記リング部材または当該リング部材と前記内輪当接部材との間に形成されていることを特徴とする鉄道車両用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両用の車軸に用いられる軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両用軸受装置の一例として図１１に示される軸受装置１５０は、軸受１５３の内輪１５１の軸方向一端面に当接するように配置された油切り１５２を備えている。油切り１５２の軸受１５３寄りの外周側には、段を有する筒状のシールケース１５４が配置されている。このシールケース１５４は油切り１５２の軸受１５３寄りの外周側に連結される異なった内径を有する円筒部材である。シールケース１５４の軸受１５３側の一端部は外輪に嵌合固定され、他端部は油切り１５２の外周面付近に配置されている。また、シールケース１５４の内周面には、環状のオイルシール１５５が取り付けられている。
【０００３】
オイルシール１５５は、複数の環状の金属部材を組み合わせてなる、内周側に開口した断面略コ字状の外周部１５６と、外周部１５６の内周側端面に接着された樹脂製のシール部材１５７と、を有している。オイルシール１５５は、その外周部１５６の外周面がシールケース１５４の内周面に固着され、オイルシール１５５の内周側に位置するシール部材１５７が油切り１５２の外周面に締め代をもって摺接することで、軸受１５３内部を外部から密封している。シール部材１５７は、軸受１５３寄りの主リップ１５８と、主リップ１５８から間隔を隔てて配置されているダストリップ１５９と、を有している。主リップ１５８およびダストリップ１５９は、オイルシール１５５の全周にわたって配置されている。主リップ１５８には、主リップ１５８を油切り１５２の外周面側へ付勢するためのガータスプリング１６０が取り付けられている。主リップ１５８の軸受１５３側には空間Ｂが形成される。
【０００４】
オイルシール１５５において、外周部１５６の内周側端部に固着されたシール部材１５７のダストリップ１５９には、外気に触れている空間Ｃと潤滑剤であるグリースＧが充填されている密封空間Ａとを連通する楕円形状の開口１６１と逆止弁１６２が設けられている。逆止弁１６２は、開口１６１を覆うようにダストリップ１５９の密封空間Ａ側に配されている。
【０００５】
このような軸受装置１５０では、鉄道車両が運転されると、グリース、特に密封空間Ａ内のグリースＧの温度が上昇する。すると、グリースＧが膨張し、ダストリップ１５９と油切り１５２の外周面との摺接部分を介してグリースＧの一部が漏出する。そして、鉄道車両が停止すると、グリースＧの温度が下降し、その体積が減少して膨張前の状態に戻る。すると、密封空間Ａ内の内部圧力は他の空間Ｂ，Ｃの圧力に比べ低くなっているので、密封空間Ａと他の空間Ｂ，Ｃとの間に差圧が生ずる。そこで、逆止弁１６２が作動し、空間Ｃからの外気が密封空間Ａへと流入し、密封空間Ａから漏出したグリースＧと略同量の体積分の外気を密封空間Ａ内へ導入する。これによって、密封空間Ａと他の空間Ｂ，Ｃとの間の圧力差が解消され、主リップ１５８およびダストリップ１５９それぞれの先端から中腹部までが油切り１５２の外周面に摺接する、所謂腹当たりを起こすことが防止されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
このように、鉄道車両用軸受装置１５０では、グリースＧの漏洩を防止する主リップ１５８、大気からの塵埃の侵入や水の浸入を防止するダストリップ１５９が設けられ、ダストリップ１５９（主リップ１５８）に開口１６１と逆止弁１６２を設けることにより、主リップ１５８とダストリップ１５９とにより形成される密封空間Ａの内圧を調整している。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１８１０５７号公報（第３〜５頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シール部材１５７には油切り１５２との滑りによる摩耗および発熱を抑えるためのグリースが塗られているため、開口１６１および逆止弁１６２は、当該グリースによって塞がれないように、ある程度大きく形成される必要がある。また、開口１６１および逆止弁１６２の近傍に水が停滞した場合、軸受内圧の減少に伴い、開口１６１および逆止弁１６２を通じてその水が軸受内に浸入する可能性がある。
【０００９】
また、シール部材１５７の腹当たりを防止するためにダストリップ１５９に設けられた開口１６１および逆止弁１６２により、シール部材１５７の形状が複雑になることから、成形に用いる金型も複雑な形状になり、その結果、金型にかかる設備投資が多額なものになる。また、シール部材１５７は、油切り１５２に常時摺接するものであるため経年劣化が著しく、そのシール部材１５７が複雑な形状であることにより、経年劣化を促進させる可能性があり、それに伴う定期的点検のスパンが短期化され、点検に係る工数の増大をまねく。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シール部材を複雑な形状にすることなく腹当たりを確実に防止するとともにグリース寿命を延長することができる鉄道車両用軸受装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明に係る鉄道車両用軸受装置は、下記（１）に記載したように、
（１）  内輪、外輪、および当該内外輪間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体、を有する軸受と、
当該軸受の内輪に当接するように配置された内輪当接部材と、
当該内輪当接部材に締め代をもって摺接するシール部材を有し、前記軸受内の軸受空間を密封する密封装置と、
を備えた鉄道車両用軸受装置であって、
前記シール部材により当該シール部材と前記内輪当接部材との間に形成される密封空間を前記軸受空間に連通させる通気孔が、前記内輪当接部材に形成されていることを特徴としている。
【００１２】
上記（１）に記載の発明によれば、内輪当接部材に形成された通気孔によって、当該内輪当接部材とシール部材との間に形成される密封空間が、軸受の軸受空間に連通される。従って、密封空間を、軸受空間と圧力差なく、設けることができるので、内輪当接部材へのシール部材の腹当たりが防止される。また、内輪当接部材に形成された通気孔により、密封空間と軸受空間との圧力差がなくなるため、温度上昇や温度変動を小さくでき、それにより、熱の変動に起因するグリース寿命の短縮化を回避して軸受の信頼性の向上を図ることができる。また、シール部材として、上述した従来の鉄道車両用軸受装置に用いられている複雑な形状のシール部材を採用する必要がなくなり、シール部材用成形金型に多額の設備投資をする必要がない。また、本発明に係る鉄道車両用軸受装置は、シール部材として通常用いられる形状のものを採用できるため、当該通常の形状のシール部材を用いれば、上述した従来の鉄道車両用軸受装置と比較してシール部材の経年劣化の進行度合いを低くでき、よって、点検に係る工数の増大をまねくことがない。また、長期的な使用毎に行なわれる摩耗部品の交換が、シール部材、当該シール部材が摺接する内輪当接部材、等だけで良くなるため、補修費用の低減および信頼性の向上を図ることができる。
【００１３】
また、前述した目的を達成するために、本発明に係る鉄道車両用軸受装置は、下記（２）に記載したように、
（２）  内輪、外輪、および当該内外輪間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体、を有する軸受と、
当該軸受の内輪に当接するように配置された内輪当接部材と、
当該内輪当接部材に外嵌されたリング部材および当該リング部材に締め代をもって摺接するシール部材を有し、前記軸受内の軸受空間を密封する密封装置と、
を備えた鉄道車両用軸受装置であって、
前記シール部材により当該シール部材と前記リング部材との間に形成される密封空間を前記軸受空間に連通させる通気孔が、前記リング部材または当該リング部材と前記内輪当接部材との間に形成されていることを特徴としている。
【００１４】
上記（２）に記載の発明によれば、リング部材またはリング部材と内輪当接部材との間に形成された通気孔によって、当該リング部材とシール部材との間に形成される密封空間が、軸受の軸受空間に連通される。従って、密封空間を、軸受空間と圧力差なく、設けることができるので、リング部材へのシール部材の腹当たりが防止される。また、密封空間と軸受空間との圧力差がなくなるため、温度上昇や温度変動を小さくでき、それにより、熱の変動に起因するグリース寿命の短縮化を回避して軸受の信頼性の向上を図ることができる。また、リング部材またはリング部材と内輪当接部材との間に形成された通気孔により、密封空間と軸受空間との圧力差がなくなるため、温度上昇や温度変動を小さくでき、それにより、熱の変動に起因するグリース寿命の短縮化を回避して軸受の信頼性の向上を図ることができる。また、シール部材として、上述した従来の鉄道車両用軸受装置に用いられている複雑な形状のシール部材を採用する必要がなくなり、シール部材用成形金型に多額の設備投資をする必要がない。また、本発明に係る鉄道車両用軸受装置は、シール部材として通常用いられる形状のものを採用できるため、当該通常の形状のシール部材を用いれば、上述した従来の鉄道車両用軸受装置と比較してシール部材の経年劣化の進行度合いを低くでき、よって、点検に係る工数の増大をまねくことがない。また、長期的な使用毎に行なわれる摩耗部品の交換が、シール部材、当該シール部材が摺接するリング部材、等だけで良くなるため、補修費用の低減および信頼性の向上を図ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る複数の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
まず、図１および図２を参照して、本発明に係る第１実施形態である鉄道車両用軸受装置（以後、『鉄道車両用軸受装置』または単に『軸受装置』と記述する。）を説明する。
【００１７】
図１は本発明の鉄道車両用軸受装置の第１実施形態を示す断面図、そして図２は図１に示す鉄道車両用軸受装置に用いられる密封装置の要部の拡大断面図である。
【００１８】
図１に示される本発明の第１実施形態である鉄道車両用軸受装置１０は、複列円すいころ軸受（以後、『複列円すいころ軸受』または単に『軸受』と記述する。）１１と、軸受部品１２と、一対の密封装置１３，１３と、を備えている。
【００１９】
複列円すいころ軸受１１は、円錐外面状に傾斜した内輪軌道面１５，１５を外周面に有する一対の内輪１４，１４と、円錐外面状に傾斜した一対の外輪軌道面１７，１７を内周面に有する単一の外輪１６と、を含む。加えて、複列円すいころ軸受１１は、内輪１４，１４の内輪軌道面１５，１５と外輪１６の外輪軌道面１７，１７との間に複列で複数配置された円すいころ（即ち、転動体）１８と、円すいころ１８を転動自在に保持する環状の打ち抜き保持器１９，１９と、を含む。一対の内輪１４，１４には、車軸（回転軸）１が内嵌されている。この複列円すいころ軸受１１には、種々部材の重量等によるラジアル荷重と任意のアキシアル荷重とが負荷される。
【００２０】
内輪１４，１４の間には、内輪間座２０が配されている。また、車軸１の先端側における内輪１４の側方には、油切り（内輪当接部材）２１が内輪１４に当接するように配置されている。また、車軸１の基端側における内輪１４の側方には、油切り（内輪当接部材）２２が内輪１４に当接するように配置されている。内輪間座２０および油切り２１，２２には、車軸１が内嵌されている。内輪１４，１４の内輪軌道面１５，１５は、円すいころ１８のアキシアル方向の移動を規制する。外輪１６の外輪軌道面１７，１７と、内輪１４，１４の内輪軌道面１５，１５と、円すいころ１８とは、それぞれの円錐面の延長上の頂点が軸線上の１点に集まるように設定されている。
【００２１】
軸受部品１２は、前蓋２３と、後蓋２４と、を含む。前蓋２３は、油切り２１および車軸１の先端側に配された密封装置１３の端部を覆うようにして、車軸１の先端部に螺合するボルト２５によって固定されている。後蓋２４は、車軸１の基端側に配された密封装置１３の端部を覆うように配され、車軸１に外嵌されている。
【００２２】
密封装置１３，１３のうち、車軸１の先端側に配された一方の密封装置１３は、外輪１６の外側端部と前蓋２３との間に組み付けられており、リング部材２６が内嵌された油切り２１の外周面に摺接するシール部材２７を有する。車軸１の基端側に配された他方の密封装置１３は、外輪１６の外側端部と後蓋２４との間に組み付けられており、リング部材２８が内嵌された油切り２２の外周面に摺接するシール部材２９を有する。両リング部材２６，２８および両シール部材２７，２９は、それぞれ同一の構造を有するので、ここでは、車軸１の基端側に配された他方の密封装置１３等についてのみ詳細に説明する。
【００２３】
図２に示すように、密封装置１３は、シールケース３０と、隔板部材３１と、シール部材２９と、油切り２２と、リング部材２８と、を含む。後蓋２４の外周部は、密封装置１３を覆うように配されている。シールケース３０は、外輪１６側から後蓋２４に向かうに従って三段階に外径が小さくなる薄肉の金属製部材であって円筒形を有する。シールケース３０は、外輪１６側に配された一端部が、外輪１６の内径面に形成された段部１６ａに係止され、そして後蓋２４側に配された他端部が、後蓋２４の内周部に配されている。これにより、シールケース３０は、外輪１６と後蓋２４との間において密封装置１３の外周部を形成し、密封装置１３の内部を覆う。
【００２４】
隔板部材３１は、薄肉の金属製環状形部材であって断面視Ｌ字形を有し、シールケース３０の中間部分における内径部に嵌着されている。シール部材２９は、環状形を有し、金属製の芯金２９ａに、主リップ２９ｃとダストリップ２９ｄを有する樹脂部材２９ｂが一体に成形されている。シール部材２９は、芯金２９ａが隔板部材３１の内径部に嵌着されることにより、主リップ２９ｃが軸受１１側に、そしてダストリップ２９ｄが後蓋２４側に配されて、リング部材２８に向けて突出する。主リップ２９ｃの外周部には、主リップ２９ｃを内周側へ付勢するためのガータスプリング２９ｅが取り付けられている。主リップ２９ｃと、ダストリップ２９ｄとは、油切り２２の外周面に形成されたシール摺接面２２ａに摺接することによって、シール摺接面２２ａとにより囲まれた密封空間Ａを形成する。この密封空間Ａには、潤滑剤であるグリースＧが封入される。
【００２５】
油切り２２は、金属製部材であって、断面視Ｌ字形を有し、予め定められた径方向の厚さを有する環状形に形成されている。油切り２２は、外周面にシール部材２９の主リップ２９ｃとダストリップ２９ｄとが摺接する、研削加工されたシール摺接面２２ａが形成されており、後蓋２４の内周部に形成された凹部２４ａに内嵌されている。また、油切り２２には、径方向に配された径方向通気孔（通気孔）２２ｃ，２２ｃが形成されている。径方向通気孔２２ｃ，２２ｃのうち、中央部に配された一方の径方向通気孔２２ｃは、シール部材２９の主リップ２９ｃとダストリップ２９ｄとの間に開口しており、内輪１４側に配された他方の径方向通気孔２２ｃは、軸受空間に連通された空間Ｂに連通されている。径方向通気孔２２ｃ，２２ｃは、油切り２２の円周方向に等間隔または不等間隔で少なくとも１個設けられている。
【００２６】
リング部材２８は、金属製部材であって、予め定められた径方向の厚さを有する環状形に形成されており、後蓋２４側に突出形成された係止突部２８ａが油切り２２の内周部に形成された溝部２２ｄに嵌め込まれることによって油切り２２の内周部に内嵌されている。リング部材２８の外周面には、後蓋２４側が閉塞され、内輪１４側が開放するようにして、外周全周に亘り溝状に切除され、油切り２２の内周面との間に配された軸方向通気孔（通気孔）２８ｂが形成されている。
【００２７】
油切り２２とリング部材２８とにおいて、シール部材２９の両リップ２９ｃ，２９ｄと、油切り２２のシール摺接面２２ａと、により形成された密封空間Ａは、一方の径方向通気孔２２ｃと、軸方向通気孔２８ｂと、他方の径方向通気孔２２ｃと、を通じて、軸受空間に連通された空間Ｂに常時連通される。
【００２８】
このような軸受装置１０では、鉄道車両が運転されると、グリース、特に密封空間Ａ内のグリースＧの温度が上昇する。すると、グリースＧが膨張し、シール部材２９のダストリップ２９ｄと油切り２２のシール摺接面２２ａとの摺接部分を介してグリースＧの一部が漏出する。そして、鉄道車両が停止すると、グリースＧの温度が下降し、その体積が減少して膨張前の状態に戻る。しかし、密封空間Ａが、各通気孔２２ｃ，２８ｂ，２２ｃにより空間Ｂに連通されているため、密封空間Ａ内の内部圧力が、空間Ｂ、ならびに大気に連通した空間Ｃの圧力に比べ低くならずに、密封空間Ａと他の空間Ｂ，Ｃとが同圧に保たれる。それにより、シール部材２９の主リップ２９ｃとダストリップ２９ｄとの間の部分がシール摺接面２２ａに衝突して摺接する腹当たりを起こすことなく、シール部材２９の両リップ２９ｃ，２９ｄがシール摺接面２２ａに対し適切な摺接を持続する。
【００２９】
鉄道車両用軸受装置１０によれば、後蓋２４に装着された油切り２２と、油切り２２に内嵌されたリング部材２８と、により形成された径方向通気孔２２ｃ，２２ｃと軸方向通気孔２８ｂとによって、シール部材２９の主リップ２９ｃおよびダストリップ２９ｄと、油切り２２のシール摺接面２２ａと、により囲まれた密封空間Ａが軸受空間に連通される。
【００３０】
従って、油切り２２とリング部材２８とによって、密封空間Ａが、軸受空間と圧力差なく、設けられることによってシール部材２９の腹当たりが防止され、その上、シール部材２９が、通常用いられる形状のものと同一なため、複雑な形状にする必要がなくなることから、成形に用いる金型に多額の設備投資をする必要がない。腹当たりが防止されることにより、シール摺動抵抗が減少されるため、軸受温度も低くなり、それにより、熱によるグリース寿命の低下も防止することができる。軸受温度の上昇が少なくなることにより、軸受内部と大気間の呼吸作用も少なくなるため、結露によるグリース内への水分混入量も少なくなる。また、シール部材２９が、通常用いられているものであるため、経年劣化の促進を低減でき、それによって、点検に係る工数の増大をまねくことがない。
【００３１】
尚、シール部材２９が摺接する相手部材は、シール部材２９の摩耗を少なくするために所定範囲の表面粗さや表面硬さ等を要求される。そのため、シール部材２９が接触する相手部材に焼入れや硬質クロムメッキ処理を施し研削加工を行なうのが一般的である。相手部材が後蓋２４であると、当該後蓋２４にはシール摺接面が設けられるので、そのシール摺接面に研削加工等を行なうこととなる。ところが、後蓋２４の外周板部が、シール摺接面を覆って軸方向に突出配置されているため、そのシール摺接面の全長に亘って研削加工を行なうことができない。そのため、そのシール摺接面の長さを軸方向に長くする必要がある。しかし、鉄道車両用軸受装置１０では、後蓋２４とは独立した油切り２２およびリング部材２８を用いているので、研削加工の際の砥石干渉を生ずることがなくなる。その上、油切り２２におけるシール摺接面２２ａへの研削加工を行なうだけになるので、後蓋のシール摺接面を延長させる必要がなくなり、結果として、シール部材２９の軸方向長さをも短くすることができる。
【００３２】
次に、図３を参照して本発明に係る第２実施形態を説明する。図３は本発明の第２実施形態である鉄道車両用軸受装置に用いられる密封装置の要部の拡大断面図である。以下、第２実施形態の説明を含む各実施形態の説明において、既に説明した部材等と同様な構成ならびに作用を有する部材等については、図中に同一符号または相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。
【００３３】
図３に示される本発明の第２実施形態である鉄道車両用軸受装置４０は、密封装置４１において、後蓋（内輪当接部材）４２における筒形状部４２ａの外周面をシール摺接面４２ａ１とし、後蓋４２の筒形状部４２ａに軸方向通気孔（通気孔）４２ｂおよび径方向通気孔（通気孔）４２ｃが形成されている。このように、本実施形態では、第１実施形態での油切りやリング部材を用いていない。
【００３４】
軸方向通気孔４２ｂは、後蓋４２の筒形状部４２ａにおけるシール摺接面４２ａ１に平行にして軸方向に形成されており、内輪１４との間に形成される間隙３１０に開口している。そのため、軸方向通気孔４２ｂは、間隙３１０を通じて、軸受１１の軸受空間に連通されている空間Ｂに開口している。
【００３５】
径方向通気孔４２ｃは、軸方向通気孔４２ｂに直交して連通接続されており、シール部材２９の主リップ２９ｃとダストリップ２９ｄとの間に開口している。そのため、径方向通気孔４２ｃは、シール部材２９の両リップ２９ｃ，２９ｄと、後蓋４２のシール摺接面４２ａ１と、により形成された密封空間Ａに開口している。
【００３６】
両通気孔４２ｂ，４２ｃは、筒形状部４２ａの円周方向に等間隔または不等間隔で少なくとも１個設けられている。そして、両通気孔４２ｂ，４２ｃにより、シール部材２９とシール摺接面４２ａ１とにより区画された密封空間Ａが、軸受空間に連通された空間Ｂに常時連通される。
【００３７】
このような軸受装置４０では、鉄道車両が運転されると、グリース、特に密封空間Ａ内のグリースＧの温度が上昇する。すると、グリースＧが膨張し、シール部材２９のダストリップ２９ｄと後蓋４２のシール摺接面４２ａ１の摺接部分を介してグリースＧの一部が漏出する。そして、鉄道車両が停止すると、グリースＧの温度が下降し、その体積が減少して膨張前の状態に戻る。しかし、密封空間Ａが、両通気孔４２ｂ，４２ｃにより空間Ｂに連通されているため、密封空間Ａ内の内部圧力が、空間Ｂ、ならびに大気に連通した空間Ｃの圧力に比べ低くならずに、密封空間Ａと他の空間Ｂ，Ｃとが同圧に保たれる。それにより、シール部材２９の主リップ２９ｃとダストリップ２９ｄとの間の部分がシール摺接面４２ａ１に衝突して摺接する腹当たりを起こすことなく、シール部材２９の両リップ２９ｃ，２９ｄがシール摺接面４２ａ１に対し適切な摺接を持続する。
【００３８】
鉄道車両用軸受装置４０によれば、後蓋４２に形成された軸方向通気孔４２ｂおよび径方向通気孔４２ｃにより、シール部材２９の主リップ２９ｃおよびダストリップ２９ｄと、後蓋４２のシール摺接面４２ａ１と、により囲まれた密封空間Ａが軸受空間に連通される。
【００３９】
従って、後蓋４２に形成された軸方向通気孔４２ｂおよび径方向通気孔４２ｃにより、密封空間Ａが、軸受空間と圧力差なく、設けられることによってシール部材２９の腹当たりが防止され、その上、シール部材２９が、通常用いられる形状のものと同一なため、複雑な形状にする必要がなくなることから、成形に用いる金型に多額の設備投資をする必要がない。腹当たりが防止されることにより、シール摺動抵抗が減少されるため、軸受温度も低くなり、それにより、熱によるグリース寿命の低下も防止することができる。軸受温度の上昇が少なくなることにより、軸受内部と大気間の呼吸作用も少なくなるため、結露によるグリース内への水分混入量も少なくなる。また、シール部材２９が、通常用いられているものであるため、経年劣化が促進することがなく、それによって、点検に係る工数の増大をまねくことがない。
【００４０】
次に、図４を参照して本発明に係る第３実施形態を説明する。図４は本発明の第３実施形態である鉄道車両用軸受装置に用いられる密封装置の要部の拡大断面図である。
【００４１】
図４に示される本発明の第３実施形態である鉄道車両用軸受装置５０は、密封装置５１において、後蓋（内輪当接部材）５２における筒形状部５２ａの外周面をシール摺接面５２ａ１とし、後蓋５２の筒形状部５２ａに軸方向通気孔（通気孔）５２ｂおよび径方向通気孔（通気孔）５２ｃ，５２ｃが形成されている。
【００４２】
軸方向通気孔５２ｂは、後蓋５２の筒形状部５２ａにおけるシール摺接面５２ａ１に平行にして軸方向に形成されている。
【００４３】
径方向通気孔５２ｃ，５２ｃのうち、筒形状部５２ａの中央部に配された一方の径方向通気孔５２ｃは、軸方向通気孔５２ｂに直交して連通接続されており、シール部材２９の主リップ２９ｃとダストリップ２９ｄとの間に開口している。そのため、一方の径方向通気孔５２ｃは、シール部材２９の両リップ２９ｃ，２９ｄと、後蓋４２のシール摺接面４２ａ１と、により形成された密封空間Ａに開口している。筒形状部５２ａの内輪１４側に配された他方の径方向通気孔５２ｃは、軸方向通気孔５２ｂに直交して連通接続されており、軸受１１の軸受空間に連通されている空間Ｂに開口している。
【００４４】
各通気孔５２ｂ，５２ｃ，５２ｃは、筒形状部５２ａの円周方向に少なくとも１個設けられている。そして、各通気孔５２ｂ，５２ｃ、５２ｃにより、シール部材２９とシール摺接面５２ａ１とにより区画された密封空間Ａが、軸受空間に連通された空間Ｂに常時連通される。第３実施形態に係る鉄道車両用軸受装置５０は、第２実施形態と略同様な作用および効果を有し、その他特有の作用および効果は容易に類推可能であるため、それらの記述は省略する。
【００４５】
次に、図５を参照して本発明に係る第４実施形態を説明する。図５は本発明の第４実施形態である鉄道車両用軸受装置に用いられる密封装置の要部の拡大断面図である。
【００４６】
図５に示される本発明の第４実施形態である鉄道車両用軸受装置６０は、密封装置６１において、後蓋６２に内嵌された油切り（内輪当接部材）６３の外周面をシール摺接面６３ａとし、油切り６３に径方向通気孔（通気孔）６３ｃ，６３ｃが形成され、油切り６３の内周面と車軸１と間の空間に軸方向通気孔（通気孔）６３ｂが形成されている。
【００４７】
油切り６３は、金属製部材であって、断面視略Ｌ字形を有し、予め定められた径方向の厚さを有する環状形に形成されている。油切り６３は、外周面にシール部材２９の主リップ２９ｃとダストリップ２９ｄとが摺接する、研削加工されたシール摺接面６３ａが配されており、後蓋６２側の端部が後蓋６２に形成された凹部６２ａに内嵌されている。
【００４８】
径方向通気孔６３ｃ，６３ｃのうち、中央部に配された一方の径方向通気孔６３ｃは、シール部材２９の主リップ２９ｃとダストリップ２９ｄとの間に開口しており、内輪１４側に配された他方の径方向通気孔６３ｃは、軸受空間に連通された空間Ｂに連通されている。径方向通気孔６３ｃ，６３ｃは、油切り６３の円周方向に少なくとも１個設けられている。
【００４９】
軸方向通気孔６３ｂは、後蓋６２側の端部が車軸１に外嵌されたＯ（オー）リング６４によって閉塞されている。
【００５０】
各通気孔６３ｂ，６３ｃ，６３ｃにより、シール部材２９とシール摺接面６３ａとにより区画された密封空間Ａが、軸受空間に連通された空間Ｂに常時連通される。第４実施形態に係る鉄道車両用軸受装置６０は、少なくとも第１実施形態および第２実施形態の一方と略同様な作用および効果を有し、その他特有の作用および効果は容易に類推可能であるため、それらの記述は省略する。
【００５１】
次に、図６を参照して本発明に係る第５実施形態を説明する。図６は本発明の第５実施形態である鉄道車両用軸受装置に用いられる密封装置の要部の拡大断面図である。
【００５２】
図６に示される本発明の第５実施形態である鉄道車両用軸受装置７０は、密封装置７１において、後蓋７２に内嵌された油切り（内輪当接部材）７３にリング部材７４が外嵌され、リング部材７４の外周面をシール摺接面７４ａとし、リング部材７４に径方向通気孔（通気孔）７４ｃ，７４ｃが形成され、リング部材７４の内周面と油切り７３との間に軸方向通気孔（通気孔）７４ｂが形成されている。リング部材７４は、薄肉の鋼板製部材であるため、成形を容易に行なうことができる。
【００５３】
軸方向通気孔７４ｂは、油切り７３の内輪１４側において外周全周に亘り溝状に切除されていて後蓋７２側が閉塞され、リング部材７４の内周面との間に配されている。
【００５４】
径方向通気孔７４ｃ，７４ｃのうち、リング部材７４において中央部に配された一方の径方向通気孔７４ｃは、シール部材２９の主リップ２９ｃとダストリップ２９ｄとの間に開口している。そのため、一方の径方向通気孔７４ｃは、シール部材２９の両リップ２９ｃ，２９ｄと、リング部材７４のシール摺接面７４ａと、により形成された密封空間Ａに開口している。リング部材７４において内輪１４側に配された他方の径方向通気孔７４ｃは、軸受１１の軸受空間に連通されている空間Ｂに開口している。各径方向通気孔７４ｃ，７４ｃは、リング部材７４の円周方向に少なくとも１個設けられており、軸方向通気孔７４ｂに連通接続されている。
【００５５】
各通気孔７４ｂ，７４ｃ，７４ｃにより、シール部材２９とシール摺接面７４ａとにより区画された密封空間Ａが、軸受空間に連通された空間Ｂに常時連通される。第５実施形態に係る鉄道車両用軸受装置７０は、少なくとも第１実施形態および第２実施形態の一方と略同様な作用および効果を有し、その他特有の作用および効果は容易に類推可能であるため、それらの記述は省略する。
【００５６】
次に、図７を参照して本発明に係る第６実施形態を説明する。図７は本発明の第６実施形態である鉄道車両用軸受装置に用いられる密封装置の要部の拡大断面図である。
【００５７】
図７に示される本発明の第６実施形態である鉄道車両用軸受装置８０は、密封装置８１において、後蓋（内輪当接部材）８２における筒形状部８２ａの外周面８２ａ１にリング部材８４が外嵌され、リング部材８４に軸方向通気孔（通気孔）８４ｂおよび径方向通気孔（通気孔）８４ｃが形成されている。リング部材８４は、外周面にシール摺接面８４ａを有する。また、リング部材８４は、後蓋８２に嵌入されたノックピン８５により位置決めされて結合されている。
【００５８】
軸方向通気孔８４ｂは、リング部材８４の内周部に凹溝状にして後蓋８２の外周面８２ａ１に平行に形成されている。軸方向通気孔８４ｂは、リング部材８４が後蓋８２の筒形状部８２ａにおける外周面８２ａ１に外嵌された状態において、内輪１４との間に形成される間隙３１０に開口している。そのため、軸方向通気孔８４ｂは、間隙３１０を通じて、軸受１１の軸受空間に連通されている空間Ｂに開口している。
【００５９】
径方向通気孔８４ｃは、軸方向通気孔８４ｂに直交して連通接続されており、シール部材２９の主リップ２９ｃとダストリップ２９ｄとの間に開口している。そのため、径方向通気孔８４ｃは、シール部材２９の両リップ２９ｃ，２９ｄと、リング部材８４のシール摺接面８４ａと、により形成された密封空間Ａに開口している。尚、後蓋８２の外周面８２ａ１には、径方向通気孔８４ｃに対応して筒形状部８２ａの外周円周上に凹状に配された環状溝８２ａ２が形成されている。
【００６０】
両通気孔８４ｂ，８４ｃは、リング部材８４の円周方向に少なくとも１個設けられている。そして、両通気孔８４ｂ，８４ｃにより、シール部材２９とシール摺接面８４ａとにより区画された密封空間Ａが、軸受空間に連通された空間Ｂに常時連通される。第６実施形態に係る鉄道車両用軸受装置８０は、少なくとも第１実施形態および第２実施形態の一方と略同様な作用および効果を有し、その他特有の作用および効果は容易に類推可能であるため、それらの記述は省略する。
【００６１】
次に、図８を参照して本発明に係る第７実施形態を説明する。図８は本発明の第７実施形態である鉄道車両用軸受装置に用いられる密封装置の要部の拡大断面図である。
【００６２】
図８に示される本発明の第７実施形態である鉄道車両用軸受装置９０は、密封装置９１において、後蓋（内輪当接部材）９２における筒形状部９２ａの外周面９２ａ１にリング部材９４が外嵌され、リング部材９４に軸方向通気孔（通気孔）９４ｂおよび径方向通気孔（通気孔）９４ｃが形成されている。リング部材９４は、外周面にシール摺接面９４ａを有する。また、シール部材２９は、シールケース３０の端部を芯金として樹脂部材２９ｂが一体成形されており、外周部に後蓋９２の外周縁部に摺接する補助リップ２９ｆが形成されている。そして、後蓋９２は、内輪１４との間に、金属同士の接触を避けるための樹脂部材９５を有している。
【００６３】
軸方向通気孔９４ｂは、後蓋９２の外周面９２ａ１に平行に形成されている。軸方向通気孔９４ｂは、リング部材９４が後蓋９２の筒形状部９２ａにおける外周面９２ａ１に外嵌された状態において、内輪１４との間に形成される間隙３１０に開口している。そのため、軸方向通気孔９４ｂは、間隙３１０を通じて、軸受１１の軸受空間に連通されている空間Ｂに開口している。
【００６４】
径方向通気孔９４ｃは、軸方向通気孔９４ｂに直交して連通接続されており、シール部材２９の主リップ２９ｃとダストリップ２９ｄとの間に開口している。そのため、径方向通気孔９４ｃは、シール部材２９の両リップ２９ｃ，２９ｄと、リング部材９４のシール摺接面９４ａと、により形成された密封空間Ａに開口している。
【００６５】
両通気孔９４ｂ，９４ｃは、リング部材９４の円周方向に少なくとも１個設けられている。そして、両通気孔９４ｂ，９４ｃにより、シール部材２９とシール摺接面９４ａとにより区画された密封空間Ａが、軸受空間に連通された空間Ｂに常時連通される。第７実施形態に係る鉄道車両用軸受装置９０は、少なくとも第１実施形態および第２実施形態の一方と略同様な作用および効果を有し、その他特有の作用および効果は容易に類推可能であるため、それらの記述は省略する。
【００６６】
次に、図９を参照して本発明に係る第８実施形態を説明する。図９は本発明の第８実施形態である鉄道車両用軸受装置に用いられる密封装置の要部の拡大断面図である。
【００６７】
図９に示される本発明の第８実施形態である鉄道車両用軸受装置１００は、密封装置１０１において、後蓋（内輪当接部材）１０２における筒形状部１０２ａの外周面１０２ａ１にリング部材１０４が外嵌され、リング部材１０４に軸方向通気孔（通気孔）１０４ｂおよび径方向通気孔（通気孔）１０４ｃが形成されている。リング部材１０４は、外周面にシール摺接面１０４ａを有し、その後蓋１０２側部分が外周方向にフランジ状に突出形成されている。
【００６８】
軸方向通気孔１０４ｂは、リング部材１０４の内周部において後蓋１０２の外周面１０２ａ１に平行に形成されている。軸方向通気孔１０４ｂは、リング部材１０４が後蓋１０２の筒形状部１０２ａにおける外周面１０２ａ１に外嵌された状態において、内輪１４との間に形成される間隙３１０に開口している。そのため、軸方向通気孔１０４ｂは、間隙３１０を通じて、軸受１１の軸受空間に連通されている空間Ｂに開口している。
【００６９】
径方向通気孔１０４ｃは、軸方向通気孔１０４ｂに直交して連通接続されており、シール部材２９の主リップ２９ｃとダストリップ２９ｄとの間に開口している。そのため、径方向通気孔１０４ｃは、シール部材２９の両リップ２９ｃ，２９ｄと、リング部材１０４のシール摺接面１０４ａと、により形成された密封空間Ａに開口している。
【００７０】
両通気孔１０４ｂ，１０４ｃは、リング部材１０４の円周方向に等間隔または不等間隔で複数設けられている。そして、両通気孔１０４ｂ，１０４ｃにより、シール部材２９とシール摺接面１０４ａとにより区画された密封空間Ａが、軸受空間に連通された空間Ｂに常時連通される。第８実施形態に係る鉄道車両用軸受装置１００は、少なくとも第１実施形態および第２実施形態の一方と略同様な作用および効果を有し、その他特有の作用および効果は容易に類推可能であるため、それらの記述は省略する。
【００７１】
続いて、図１０を参照して本発明に係る第９実施形態を説明する。図１０は本発明の第９実施形態である鉄道車両用軸受装置に用いられる密封装置の要部の拡大断面図である。
【００７２】
図１０に示される本発明の第９実施形態である鉄道車両用軸受装置１１０は、密封装置１１１において、後蓋（内輪当接部材）１１２における筒形状部１１２ａの外周面１１２ａ１にリング部材１１４が外嵌され、筒形状部１１２ａに軸方向通気孔（通気孔）１１２ｂが形成され、リング部材１１４に径方向通気孔（通気孔）１１４ｃ，１１４ｃが形成されている。リング部材１１４は、外周面にシール摺接面１１４ａを有し、その後蓋１１２側部分が内輪１４側とは反対の方向に曲げられている。そして、後蓋１１２は、内輪１４との間に、金属同士の接触を避けるための樹脂部材１１５を有している。
【００７３】
軸方向通気孔１１２ｂは、筒形状部１１２ａの外周面１１２ａ１に軸方向の凹溝状に形成されており、後蓋１１２側の端部が、外周面１１２ａ１に円周方向に形成された円周凹溝１１２ｃに連通接続されている。
【００７４】
径方向通気孔１１４ｃ、１１４ｃは、軸方向通気孔１１２ｂに直交して連通接続されており、径方向通気孔１１４ｃ、１１４ｃのうち、リング部材１１４において中央部に配された一方の径方向通気孔１１４ｃは、シール部材２９の主リップ２９ｃとダストリップ２９ｄとの間に開口している。そのため、一方の径方向通気孔１１４ｃは、シール部材２９の両リップ２９ｃ，２９ｄと、リング部材１１４のシール摺接面１１４ａと、により形成された密封空間Ａに開口している。リング部材１１４において内輪１４側に配された他方の径方向通気孔１１４ｃは、軸受１１の軸受空間に連通されている空間Ｂに開口している。各径方向通気孔１１４ｃ，１１４ｃは、リング部材１１４の円周方向に少なくとも１個設けられている。
【００７５】
各通気孔１１２ｂ，１１４ｃ，１１４ｃにより、シール部材２９とシール摺接面１１４ａとにより区画された密封空間Ａが、軸受空間に連通された空間Ｂに常時連通される。第９実施形態に係る鉄道車両用軸受装置１１０は、少なくとも第１実施形態および第２実施形態の一方と略同様な作用および効果を有し、その他特有の作用および効果は容易に類推可能であるため、それらの記述は省略する。
【００７６】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良、等が可能である。例えば、鉄道車両用軸受装置に用いられるシール部材は、その樹脂部材をゴム部材としてもよく、また、その芯金を金属製のものではなく、樹脂製のものにしても良い。
【００７７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、内輪当接部材に形成された通気孔によって、当該内輪当接部材とシール部材との間に形成される密封空間が、軸受の軸受空間に連通される。従って、密封空間を、軸受空間と圧力差なく、設けることができるので、内輪当接部材へのシール部材の腹当たりが防止される。また、内輪当接部材に形成された通気孔により、密封空間と軸受空間との圧力差がなくなるため、温度上昇や温度変動を小さくでき、それにより、熱の変動に起因するグリース寿命の短縮化を回避して軸受の信頼性の向上を図ることができる。また、シール部材として、上述した従来の鉄道車両用軸受装置に用いられている複雑な形状のシール部材を採用する必要がなくなり、シール部材用成形金型に多額の設備投資をする必要がない。また、本発明に係る鉄道車両用軸受装置は、シール部材として通常用いられる形状のものを採用できるため、当該通常の形状のシール部材を用いれば、上述した従来の鉄道車両用軸受装置と比較してシール部材の経年劣化の進行度合いを低くでき、よって、点検に係る工数の増大をまねくことがない。また、長期的な使用毎に行なわれる摩耗部品の交換が、シール部材、当該シール部材が摺接する内輪当接部材、等だけで良くなるため、補修費用の低減および信頼性の向上を図ることができる。
【００７８】
また、本発明によれば、リング部材またはリング部材と内輪当接部材との間に形成された通気孔によって、当該リング部材とシール部材との間に形成される密封空間が、軸受の軸受空間に連通される。従って、密封空間を、軸受空間と圧力差なく、設けることができるので、リング部材へのシール部材の腹当たりが防止される。また、密封空間と軸受空間との圧力差がなくなるため、温度上昇や温度変動を小さくでき、それにより、熱の変動に起因するグリース寿命の短縮化を回避して軸受の信頼性の向上を図ることができる。また、リング部材またはリング部材と内輪当接部材との間に形成された通気孔により、密封空間と軸受空間との圧力差がなくなるため、温度上昇や温度変動を小さくでき、それにより、熱の変動に起因するグリース寿命の短縮化を回避して軸受の信頼性の向上を図ることができる。また、シール部材として、上述した従来の鉄道車両用軸受装置に用いられている複雑な形状のシール部材を採用する必要がなくなり、シール部材用成形金型に多額の設備投資をする必要がない。また、本発明に係る鉄道車両用軸受装置は、シール部材として通常用いられる形状のものを採用できるため、当該通常の形状のシール部材を用いれば、上述した従来の鉄道車両用軸受装置と比較してシール部材の経年劣化の進行度合いを低くでき、よって、点検に係る工数の増大をまねくことがない。また、長期的な使用毎に行なわれる摩耗部品の交換が、シール部材、当該シール部材が摺接するリング部材、等だけで良くなるため、補修費用の低減および信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である鉄道車両用軸受装置の断面図である。
【図２】図１に示した鉄道車両用軸受装置に用いられる密封装置の要部の拡大断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態である鉄道車両用軸受装置に用いられる密封装置の要部の拡大断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態である鉄道車両用軸受装置に用いられる密封装置の要部の拡大断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態である鉄道車両用軸受装置に用いられる密封装置の要部の拡大断面図である。
【図６】本発明の第５実施形態である鉄道車両用軸受装置に用いられる密封装置の要部の拡大断面図である。
【図７】本発明の第６実施形態である鉄道車両用軸受装置に用いられる密封装置の要部の拡大断面図である。
【図８】本発明の第７実施形態である鉄道車両用軸受装置に用いられる密封装置の要部の拡大断面図である。
【図９】本発明の第８実施形態である鉄道車両用軸受装置に用いられる密封装置の要部の拡大断面図である。
【図１０】本発明の第９実施形態である鉄道車両用軸受装置に用いられる密封装置の要部の拡大断面図である。
【図１１】従来の鉄道車両用軸受装置の断面図である。
【符号の説明】
１  車軸（回転軸）
１０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０  鉄道車両用軸受装置（軸受装置）
１１  複列円すいころ軸受（軸受）
１３，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１，１１１  密封装置
１４  内輪
１６  外輪
１８  円すいころ（転動体）
１９  打ち抜き保持器（保持器）
２１  油切り（内輪当接部材）
２２  油切り（内輪当接部材）
２２ｃ，２２ｄ，４２ｃ，５２ｃ，６３ｃ，７４ｃ，８４ｃ，９４ｃ，１０４ｃ，１１４ｃ  径方向通気孔（通気孔）
２３  前蓋（内輪当接部材）
２４，４２，５２，６２，７２，８２，９２，１０２，１１２  後蓋（内輪当接部材）
２６，２８，７４，８４，９４，１０４，１１４  リング部材
２７，２９  シール部材
２８ｂ，４２ｂ，５２ｂ，６３ｂ，７４ｂ，８４ｂ，９４ｂ，１０４ｂ，１１２ｂ  軸方向通気孔（通気孔）
【図１】
2004316849.tif 000003
【図２】
2004316849.tif 000004
【図３】
2004316849.tif 000005
【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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