(57)【要約】【課題】フレッチングによる金属摩耗粉の当該軸受内部への侵入を防止する。【解決手段】本鉄道車両用軸受ユニットは、内輪１２の軸方向内側の端面１２ａの内径側と後蓋９の軸方向外側の端面９ａの内径側とに当接が行われる当接部位Ａを構成する一方、内輪１２の軸方向内側の端面１２ａの外径側と後蓋９の内端面９ａの外径側との間に隙間を介在して上記当接が行われない非当接部位Ｂを構成し、これら当接部位Ａと非当接部位Ｂとの中間部位に環状の密封部位Ｃを設けた構成。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に外装される転がり軸受の内輪の軸方向内側の端面に、上記車軸に外嵌固定される後蓋の軸方向外側の端面を当接する鉄道車両用軸受ユニットであって、上記内輪の軸方向内側の端面の内径側と上記後蓋の軸方向外側の端面の内径側とに上記当接が行われる当接部位を構成する一方、内輪の軸方向内側の端面の外径側と上記後蓋の軸方向外側の端面の外径側との間に隙間を介在して上記当接が行われない非当接部位を構成し、これら当接部位と非当接部位との中間部位に環状の密封部位を設けた、ことを特徴とする鉄道車両用軸受ユニット。
【請求項２】
上記当接部位は、内輪の軸方向内側の端面の内径側に環状凹部を設け、後蓋の軸方向外側の端面の内径側に環状凸部を設け、上記環状凹部に環状凸部を挿入するとともに、当該環状凹部内の奥側内端面と上記環状凸部の挿入側外端面との当接により構成した、ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用軸受ユニット。
【請求項３】
上記密封部位は、上記環状凹部の外径側内周面に上記環状凸部の外径側外周面を締め代をもって嵌合して構成した、ことを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両用軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用軸受ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の車軸に車体を支持させるのに用いる軸受ユニットの構造を説明する。従来の軸受ユニットは、複列外向き転がり軸受を備える。この転がり軸受は単一の外輪と、二つの内輪と、外輪と両内輪との間に２列で介装される複列円錐ころ群と、外輪と両内輪との間で各列のころ群を支持する二つの保持器とを備える。外輪に車体が固定される。両内輪は、車軸のジャーナル部に対して軸方向隣り合わせに装着される（特許文献１参照）。
【０００３】
車軸のジャーナル部の自由端側に前蓋が固定される。車軸のジャーナル部の車輪側に後蓋が固定される。転がり軸受の両内輪は、車軸のジャーナル部に対して前蓋と後蓋とで軸方向から軸方向不動に挟持固定される。この場合、転がり軸受の車輪側内輪と後蓋との両端面は互いに直接当接させられている。
【０００４】
鉄道車両の走行に伴ない、車軸は径方向や軸方向の荷重や衝撃を受け、また振動する。その結果、車軸には微小なたわみ、また、転がり軸受に対する微小な相対移動が発生している。この場合、車輪側内輪と後蓋は共に金属材で構成されている。そのため、前記たわみや微小相対移動が繰り返されると車輪側内輪と後蓋との前記両当接面が擦り合わされて、いわゆるフレッチングが発生し、金属摩耗粉が発生する。このような金属摩耗粉は、潤滑剤に混入して潤滑剤の劣化を早めたり、転がり軸受の転動面に噛み込み転がり軸受の摩耗を早め、軸受ユニットの寿命を低下させる原因となる。
【特許文献１】特開２００３−２５４３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明により解決すべき課題は、フレッチングにより発生した金属摩耗粉が当該軸受内部に侵入するのを防止可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による鉄道車両用軸受ユニットは、車軸に外装される転がり軸受の内輪の軸方向内側の端面に、上記車軸に外嵌固定される後蓋の軸方向外側の端面を当接する鉄道車両用軸受ユニットであって、上記内輪の軸方向内側の端面の内径側と上記後蓋の軸方向外側の端面の内径側とに上記当接が行われる当接部位を構成する一方、内輪の軸方向内側の端面の外径側と上記後蓋の軸方向外側の端面の外径側との間に隙間を介在して上記当接が行われない非当接部位を構成し、これら当接部位と非当接部位との中間部位に環状の密封部位を設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
好ましくは、上記当接部位は、内輪の軸方向内側の端面の内径側に環状凹部および環状凸部の一方を設け、後蓋の軸方向外側の端面の内径側に環状凹部および環状凸部の他方を設け、これら環状凹部に環状凸部を挿入するとともに、当該環状凹部内の奥側内端面と上記環状凸部の挿入側外端面とを当接させることにより構成することができる。
【０００８】
好ましくは、上記密封部位は、上記環状凹部の外径側内周面の一部に上記環状凸部の外径側外周面の一部を締め代をもって嵌合して構成することができる。
【０００９】
なお、上記転がり軸受は、実施形態の複列外向きの転がり軸受のように軸方向隣り合わせに２つの内輪を有する転がり軸受に限定されず、単一の内輪を有する形態の転がり軸受も含む。
【００１０】
なお、上記環状凹部の内面や、環状凸部の外周面に、例えば、クロム膜、ダイヤモンドライクカーボン膜、その他の硬質膜を設けると、これらの当接による摩耗が抑制されて好ましい。
【００１１】
本発明によると、上記当接部位により内輪の軸方向内側の端面の内径側に後蓋の軸方向外側の端面の内径側が当接するから、当該後蓋と前蓋とで転がり軸受を軸方向不動に固定できる一方、その当接部位によりフレッチングが発生し、金属摩耗粉が発生しても、この金属摩耗粉は、上記密封部位により外径側である非当接部位側に出てくることがなく、同時に、当該非当接部位では、内輪の軸方向内側の端面と後蓋の軸方向外側の端面の両外径側間に隙間があった互いに非接触で擦り合うことがないから、フレッチングが発生しない。その結果、上記軸受ユニットの構造によると、内輪の軸方向内側の端面の内径側と後蓋の軸方向外側の端面の内径側の当接でフレッチングが発生し、これによって金属摩耗粉が発生しても、該金属摩耗粉が転がり軸受内部に侵入することがなく、当該軸受内部のグリースや固体潤滑剤等の潤滑剤の劣化を防止でき、軸受の寿命を向上することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、フレッチングにより発生した金属摩耗粉が当該軸受内部に侵入するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る鉄道車両用軸受ユニット（以下、軸受ユニットという）を説明すると、図１は、同軸受ユニットとそれが適用される鉄道車両の車軸の支持部分とを示す断面図、図２は、図１の要部の拡大断面図である。
【００１４】
これらの図を参照して、１は鉄道車両の車軸、２は該車軸に外装される軸受ユニットを示す。軸受ユニット２は、転がり軸受３と、前蓋４と、油切りスリーブ５と、複数のボルト６と、密封装置７，８と、後蓋９とを備える。転がり軸受３は、外向きに配置されたいわゆる複列外向き円錐ころ軸受となって車軸１のジャーナル部１ａに取り付けられる。転がり軸受３はまた、単一の外輪１０と、軸方向隣り合わせに配置される二つの内輪１１、１２と、内・外輪１０、１１、１２間に配置される転動体としての複列円錐ころ１３と、円錐ころ１３の保持器１４とを含む。なお、本明細書において、軸方向内側とは車輪側をいい、軸方向外側とは車軸１の自由端側をいう。
【００１５】
転がり軸受３において、外輪１０は、車体の台車(図示省略)に固定される。内輪１１、１２は、間座２０を介して前蓋４と後蓋９とで軸方向に挟持される。転がり軸受３全体は、両内輪１１、１２の挟持構造によって軸方向不動に固定される。この場合、前蓋４と後蓋９は、車軸１のジャーナル部１ａの外周において転がり軸受３の軸方向両隣りに配置されている。
【００１６】
前蓋４は、油切りスリーブ５を介して一方側内輪１１の軸方向外側の端面に、また、後蓋９の軸方向外側の端面９ａは、他方側内輪１２の軸方向内側の端面１２ａにそれぞれ当接されている。ただし、後蓋９の端面９ａと他方側内輪１２の端面１２ａとの当接構造については後述する。その結果、前蓋４と後蓋９は、共に、蓋の機能に加えて、転がり軸受３を軸方向不動に固定する固定環として機能する。前蓋４は、ボルト６が所定のトルクで締め付けられることで、ジャーナル部１ａの自由端側に取り付けられ、かつ、油切りスリーブ５を介して内輪１１の軸方向外側の端面に当接している。また、後蓋９は、油切りスリーブと一体化された構造となっている。密封装置７、８は、転がり軸受３の軸方向両側でそれぞれ油切りスリーブ５と後蓋９それぞれの外周面に配置されている。そして、両密封装置７、８により、転がり軸受３の両側端部を含む所要の密封領域が密封され、これによって、外部から泥水や塵埃等が転がり軸受３内部に侵入するのが防止される。
【００１７】
以上の構成において、本実施形態の鉄道車両用軸受ユニットは、内輪１２の軸方向内側の端面１２ａの内径側に環状凹部１５を設け、後蓋９の軸方向外側の端面９ａの内径側に環状凸部１６を設けるとともに、環状凹部１５に環状凸部１６を挿入し、当該環状凹部１５内の奥側内端面１５ａに環状凸部１６の挿入側外端面１６ａを面接触状態で当接させた構成としている。このことにより、内輪１２の軸方向内側の端面１２ａの内径側と後蓋９の軸方向外側の端面９ａの内径側とに当接部位Ａが構成される。環状凹部１５は、内輪１２の軸方向内側の端面１２ａの内径側を環状に切り欠くとともに、この切り欠き内面とジャーナル部１ａの外周面とで構成したものであるが、切り欠きではなく、内輪１２の軸方向内側の端面１２ａだけに環状凹部を形成することもできる。一方、内輪１２の軸方向内側の端面１２ａの外径側と後蓋９の軸方向外側の端面９ａの外径側との間に隙間１７を介在して内輪１２の軸方向内側の端面１２ａの外径側と後蓋９の軸方向外側の端面９ａの外径側とを非接触状態に構成している。このことにより、内輪１２の軸方向内側の端面１２ａの外径側と後蓋９の軸方向外側の端面９ａの外径側との間にこれの当接が行われない非当接部位Ｂが構成される。そして、環状凹部１５の外径側内周面１５ｂの一部（締め代部位）に環状凸部１６の外径側外周面１６ｂの一部（締め代部位）が締め代をもって環状に嵌合しており、この嵌合により、上記当接部位Ａと上記非当接部位Ｂとの中間部位に環状の密封部位Ｃが構成されることになる。この締め代の量や締め代の幅は、実験等により適宜に設定することができるが、必要最低限にすることが好ましい。
【００１８】
なお、環状凹部１５を、後蓋９の軸方向外側の端面９ａの内径側に設ける一方、環状凸部１６を、内輪１２の軸方向内側の端面１２ａの内径側に設けることもできる。
【００１９】
以上の構成においては、内輪１２に設けた環状凹部１５の奥側内端面１５ａ（当接部位一方）に後蓋９の環状凸部１６の挿入側外端面１６ａ（当接部位他方）が当接することで、転がり軸受３を前蓋４と後蓋９とで軸方向不動に固定できる一方、上記当接部位双方の当接によりフレッチングが発生し、金属摩耗粉が発生しても、環状凹部１５の外径側内周面１５ｂと環状凸部１６の外径側外周面１６ｂそれぞれの締め代部位により密封部位が構成されているから、上記金属摩耗粉は、内輪１２の軸方向内側の端面１２ａの外径側と後蓋９の軸方向外側の端面９ａの外径側との隙間により構成される非当接部位に出てくることがなく密封される。また、内輪１２の軸方向内側の端面１２ａの外径側と後蓋９の軸方向外側の端面９ａの外径側とは非接触で擦り合うことがなく、フレッチングが発生することがない。その結果、上記軸受ユニットの構造によると、フレッチングにより発生した金属摩耗粉が転がり軸受３内部に侵入することがないから、当該軸受３内部のグリースや固体潤滑剤等の潤滑剤の劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る鉄道車両用軸受ユニットとそれが適用される鉄道車両の車軸の支持部分とを示す断面図
【図２】図１の要部の拡大断面図
【符号の説明】
【００２１】
１    車軸
１ａ    ジャーナル部
３    転がり軸受
４    前蓋
９    後蓋
９ａ    後蓋の軸方向外側の端面
１０    外輪
１１    内輪
１２    内輪
１２ａ  内輪の軸方向内側の端面
１５    環状凹部
１５ａ  奥側内端面
１５ｂ  外径側内周面
１６    環状凸部
１６ａ  挿入側外端面
１６ｂ  外径側外周面
１７    隙間
Ａ    当接部位
Ｂ    非当接部位
Ｃ    密封部位
【図１】
2005351371.tif 000003
【図２】
2005351371.tif 000004