(57)【要約】【課題】フレッティング対策のスペーサを改良して組立性の良好な鉄道車両用軸受装置を提供する。【解決手段】鉄道車両車軸用軸受装置は、車軸2に装着する内輪12と、車軸2に装着して車軸2に対する内輪12の軸方向位置決めをするリング部材（4，6）との間に、外周に弾性シール32を固着した環状スペーサ26を介在させ、環状スペーサ26をリング部材（4，6）に取り外し可能に装着するための手段（30；34，36）が設けてある。【選択図】図１
2007292130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に装着する内輪と、車軸に装着して車軸に対する内輪の軸方向位置決めをするリング部材との間に、外周に弾性シールを固着した環状スペーサを介在させたものにおいて、前記環状スペーサを前記リング部材に取り外し可能に装着するための手段を設けた鉄道車両車軸用軸受装置。
【請求項２】
前記環状スペーサの内周縁を折り曲げて前記リング部材に係止させた請求項１の鉄道車両車軸用軸受装置。
【請求項３】
前記弾性リングに半径方向内向きの突片を設け、前記リング部材に溝を設け、前記突片と前記溝をはめ合わせた請求項１の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、鉄道車両の車軸を支持する鉄道車両車軸用軸受装置、より詳しくは、フレッティング対策として内輪と後蓋または油切り（以下、リング部材と総称することもある。）との間に軟薄板を挟み込んだ鉄道車両車軸用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２に一般的な鉄道車両車軸用軸受装置を示す。鉄道車両車軸用軸受においては、車軸２に鉄道車両特有の過大なラジアル荷重が負荷されると、車軸２に過大な曲げモーメントが掛かり、車軸２の撓み（ベンディング）が生じる。車軸２が撓んだ状態で回転する結果、内輪１２と後ろ蓋４の接触部Ｘに繰り返し応力が発生し、内輪１２と油切り６の接触部Ｙにも繰り返し応力が発生して、各接触部Ｘ，Ｙの接触面が摩耗して炭素鋼材の微小な摩耗粉が発生する（フレッティング）。このようなフレッティング摩耗は、車軸２に過大なラジアル荷重が負荷される鉄道車両にとって不可避なものであり、フレッティング摩耗が継続すると、車軸軸受１０の軸方向精度が低下し、発生した摩耗粉が車軸軸受１０の内部に侵入して軸受内の潤滑剤を劣化させ、車軸軸受１０の寿命を短くする原因となる。
【０００３】
フレッティング摩耗粉の発生を抑制するため、内輪１２と後ろ蓋４または油切り６との間に軟質金属や樹脂製のスペーサを介在させることが行なわれている（特許文献１参照）。たとえば、図３に示すように、内輪１２と後ろ蓋４の接触部Ｘにスペーサ８を介在させることにより、内輪１２と後ろ蓋４の直接接触を避けてフレッティング摩耗の発生を抑制するようにしている。スペーサ８は摩耗すると新品と交換し、結果的に軸受装置を長寿命なものにする。
【０００４】
また、内輪１２とリング部材の直接接触による摩耗で発生したフレッティング摩耗粉が軸受内部に侵入しないようにすることも知られている。たとえば、上記スペーサ８の外周にゴム等の弾性材料でできた弾性シール８ａを固着し、内輪１２と後ろ蓋４の接触部Ｘに挟み込むことで、接触部Ｘで発生した摩耗粉が接触部Ｘから外に漏れ出さないようにする。
【特許文献１】特開２００５−３３７３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記スペーサ８は、車軸２に組み込む際に、スティックスリップを起こしたり、振動等によって倒れたり外れたりして組み込み性が悪い、といった問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、フレッティング対策のスペーサを改良して組立性の良好な鉄道車両用軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の鉄道車両車軸用軸受装置は、車軸に装着する内輪と、車軸に装着して車軸に対する内輪の軸方向位置決めをするリング部材との間に、外周に弾性シールを固着した環状スペーサを介在させたものにおいて、前記環状スペーサを前記リング部材に取り外し可能に装着するための手段を設けたことを特徴とするものである。前記手段によって環状スペーサがリング部材が一体化し、車軸に組み込む際に、スティックスリップがおきても、環状スペーサが倒れたり、外れたりすることがなく、組込み性が良くなる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の鉄道車両車軸用軸受装置において、前記環状スペーサの内周縁を折り曲げて前記リング部材に係止させたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１の鉄道車両車軸用軸受装置において、前記弾性シールに半径方向内向きの突片を設け、前記リング部材に溝を設け、前記突片と前記溝をはめ合わせたことを特徴とするものである。
【００１０】
内輪の端面に当接するリング部材としては、図２で説明したような後ろ蓋と油切り、あるいは、後ろ蓋と（油切りに代えた）前蓋が該当する。通常、フレッティング摩耗粉は、内輪と後ろ蓋との間の方が、内輪と油切りまたは前蓋との間よりも発生しやすいことから、内輪と後ろ蓋との間だけに環状スペーサを介在させることも有効である。また、環状スペーサは、内輪とリング部材の直接接触を回避させてフレッティング摩耗粉の発生を極力抑制するもので、軟質金属である黄銅製薄板が望ましい。
【００１１】
環状スペーサの外周縁に全周にわたりゴムなどの弾性材料でできた弾性シールを固着することで、一部品である弾性シール付き環状スペーサを製作し、この一部品を内輪とリング部材との間に組み付ける。内輪とリング部材の対向する幅面に弾性シールを弾性変形させて当接させることで、環状スペーサの両面に当接させた内輪とリング部材との接触部の外周域が弾性シールで気密、液密に封止される。接触部で発生し蓄積した摩耗粉は、環状スペーサを伝って半径方向外側、つまり、弾性シール側へと移動するが、弾性シールに達したところで移動が阻止され、弾性シールを越えて軸受内部へと流入する心配は皆無となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、環状スペーサがリング部材と一体化するため、環状スペーサがリング部材から外れにくく、また、倒れない構造となる。したがって、車軸に軸受を組み込む際、スティックスリップがおきても、環状スペーサがリング部材から外れたり、さらに倒れたり、リング部材とばらけることがなくなり、組込み性が良くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に従って本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
まず、図２に例示した鉄道車両車軸用軸受装置の全体構成を説明する。この軸受装置は、複列円すいころ軸受１０と、後ろ蓋４と、油切り６で構成されている。複列円すいころ軸受１０は、内輪１２、外輪１４、円すいころ１６、保持器１８、密封装置２０を有している。一対の内輪１２はそれぞれ外周に軌道を有している。外輪１４は内周に２列の軌道を有している。内輪１２の軌道と外輪１４の軌道との間に円すいころ１６が転動自在に介在させてある。各列の円すいころ１６は保持器１８によって所定間隔に保持される。軸受の両端開口部を密封して、内部に充填した潤滑剤の漏洩を防止し、また、外部からの異物の侵入を防止するため、密封装置２０が設けてある。密封装置２０は、外輪１４に装着したシールケース２２と、シールケース２２に保持させたオイルシール２４とで構成される。
【００１５】
後ろ蓋４を車軸２に圧入して図示するように車軸２の肩部に当てる。次に、内輪１２を１つずつ車軸２に圧入した後、油切り６を車軸２に圧入する。最後に、車軸２の端部の雄ねじにナットを締め付けて軸方向に締結する。後ろ蓋４と油切り６は、車軸２に対する内輪１２の軸方向位置決めに利用するほか、外周面をオイルシール２４のシールリップが接触するシール面として提供する。
【００１６】
図１（Ａ）に本発明の第一の実施の形態を示す。内輪１２と後ろ蓋４（リング部材）の接触部Ｘに１枚の環状スペーサ２６が介在させてある。環状スペーサ２６は円環状の黄銅製薄板で、外周の全周にわたり弾性シール３２が固着してある。環状スペーサ２６の外周縁は、ほぼ９０°折り曲げて、軸線と平行な円筒部２８としてある。この円筒部２８の全面を弾性シール３２が覆っている。弾性シール３２はニトリルゴムなどの耐摩耗性弾性材料で構成するのが好ましい。
【００１７】
環状スペーサ２６の内周縁は、外周縁と同じ方向に折り曲げてある。図では９０°をわずかに越えたところまで折り曲げて係止部とした場合が例示してある。この係止部３０は後ろ蓋４からの抜け止めの役割を果たす部分となる。すなわち、自然状態における弾性シール２８の内径は後ろ蓋４の突部４ａの外径よりも小さくしてある。そのため、弾性シール３２はその半径方向内向きの弾性復元力によって突部４ａに付着させることができるが、既述のとおり、それだけでは外れやすい（図４（Ｂ）参照）。内周側の折り曲げ部２８を設けたことにより、弾性シール３２と係止部３０とで後ろ蓋４の突部４ａを半径方向の両側から挟み込むことになるため、弾性シール３２の半径方向内向きの弾性復元力による付着力が一層有効に作用して簡単に外れることがなくなる。なお、図１では後ろ蓋４の突出部４ａの内径を削って係止部３０を収容するための凹部を形成した場合を例示したものであるが、後ろ蓋４の内径によっては必ずしもそのような凹部を形成する必要はない。
【００１８】
次に、図１（Ｂ）に示す第二の実施の形態について述べる。この実施の形態は、弾性シール３２に形成した係止片３４と、後ろ蓋４に形成した環状溝３６とで、抜け止め手段を構成させたものである。ここでは係止片３４は内向きフランジの形態をしている。この係止片３４を弾性変形を利用して環状溝３６内にはめ込む。一旦係止片３４を環状溝３６にはめ込んだら、環状スペーサ２６が後ろ蓋４から簡単に外れることはない。係止片３４は、必ずしも円周方向に連続したフランジの形態である必要はなく、円周方向に適当な間隔をあけて半径方向内側に突出した部分すなわち突片を配置してもよい。
【００１９】
図１の実施の形態と図２の実施の形態を組み合わせて実施することも可能である。その場合、一層確実な抜け止め効果が得られる。また、いずれもリング部材が後ろ蓋４である場合を例にとって説明したが、油切り６または前蓋の場合でも同様に適用することができる。
【００２０】
上述のいずれの実施の形態でも、弾性シール３２がその弾性復元力によって突出部４ａに弾性的に巻きつくことに加えて、環状スペーサ２６の係止部３０と後ろ蓋４との係止および／または弾性シール３２の係止片３４と環状溝との嵌め合わせで、環状スペーサ２６が後ろ蓋４から外れたり倒れたりすることがなくなる。このように、環状スペーサ２６を一体化した後ろ蓋４を車軸２に圧入し、車軸２に車軸軸受１０を組み付けると、環状スペーサ２６の位置ずれや脱落の心配がなく、軸受装置の組立性が良好となり、組立精度が安定する。
【００２１】
図１に示すように、軸受装置の組立完了の時点で、環状スペーサ２６が後ろ蓋４の内径側端面と内輪１２の端面に当接し、後ろ蓋４と内輪１２の直接の接触による摩耗を回避して、フレッティング摩耗粉の発生を抑制する。同時に、弾性シール３２が後ろ蓋４の突出部４ａの外周面および外径側端面ならびに内輪１２の端面にも圧接して、後ろ蓋４と内輪１２との間の接触部Ｘ（図２参照）の外周域を気密、液密に封止する。そのため、接触部Ｘでスペーサ摩耗粉が発生したとしても、その摩耗粉は弾性シール３２で閉じ込められて接触部外方への移動が阻止される。したがって、フレッティング摩耗粉の車軸軸受１０内部への流入が確実に阻止され、車軸軸受１０を長寿命にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】鉄道車両車軸用軸受装置の部分断面図であって、（Ａ）は第一の実施の形態を示し、（Ｂ）は第二の実施の形態を示す。
【図２】鉄道車両車軸用軸受装置の縦断面図
【図３】（Ａ）は従来の技術を示す鉄道車両車軸用軸受装置の部分断面図、（Ｂ）は分解図
【符号の説明】
【００２３】
２  車軸
４  後ろ蓋（リング部材）
６  油切り（リング部材）
１０  車軸軸受
１２  内輪
１４  外輪
１６  ころ
１８  保持器
２０  密封装置
２２  シールケース
２４  オイルシール
２６  環状スペーサ
２８  円筒部
３０  係止部
３２  弾性シール
３４  係止片（突片）
３６  環状溝
【図１】
2007292130.tif 000003
【図２】
2007292130.tif 000004
【図３】
2007292130.tif 000005