(57)【要約】【課題】内部の潤滑剤が外部に漏れる可能性が低い車軸装置を提供すること。【解決手段】外輪の内周面に固定される第１金属部材１６に、外輪の軸方向の外方側に存在すると共に、後蓋３の略径方向に延在する第１径方向延在部９１と、第１径方向延在部９１の軸方向の外方側に延在すると共に、略径方向に延在する第２径方向延在部９３と、第１径方向延在部９１の径方向の内方側の端部と第２径方向延在部９３の径方向の外方側の端部とを連結する第２連結部９２とを形成する。第１密封部材８１を、後蓋３と、第１金属部材１６との間を密封すると共に、第１径方向延在部９１によって軸方向に支持されるように配置する。油吸収性を有する環状の吸油部材７７を、第２径方向延在部９３の軸方向の内方側の端面に接触するように配置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸と、
上記車軸を回転自在に支持すると共に、内輪と、外輪と、上記内輪と上記外輪との間に配置される複数の転動体とを有する転がり軸受と、
上記車軸の外周面に固定されて上記車軸に対する上記内輪の相対位置を位置決めする環状の位置決め部材と、
上記外輪に固定される固定部と、上記外輪の軸方向の外方側に存在すると共に、上記位置決め部材の略径方向に延在する第１径方向延在部と、上記固定部の上記軸方向の外方側の端部と上記第１径方向延在部の上記径方向の外方側の端部とを連結する第１連結部と、上記第１径方向延在部の上記軸方向の外方側に位置すると共に、略上記径方向に延在する第２径方向延在部と、上記第１径方向延在部の上記径方向の内方側の端部と上記第２径方向延在部の上記径方向の外方側の端部とを連結する第２連結部とを有する環状の金属部材と、
上記位置決め部材と、上記金属部材との間を密封すると共に、上記第１径方向延在部によって上記軸方向に支持される密封部材と、
上記第２径方向延在部の上記軸方向の上記転動体側の端面に接触するように配置されると共に、油吸収性を有する環状の吸油部材と
を備えることを特徴とする車軸装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車軸装置において、
上記吸油部材は、フェルトで形成されていることを特徴とする車軸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、鉄道車両の車軸と、転がり軸受とを備える車軸装置に関し、例えば、地下鉄の車両等に使用されると好ましい車軸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車軸装置としては、特開２００１−２５４７３５号公報（特許文献１）に記載されているものがある。
【０００３】
この車軸装置は、車軸と、円錐ころ軸受と、後蓋と、環状の金属部材と、密封部材とを備え、上記後蓋は、車軸の外周面に外嵌されて固定されている。上記後蓋は、車軸の外周面に固定されている転がり軸受の内輪の軸方向の位置決めを行っている。
【０００４】
また、上記金属部材は、固定部と、外方側存在部とを有し、固定部は、円錐ころ軸受の外輪の内周面に内嵌されて固定される一方、外方側存在部は、外輪の軸方向の外方側に延在している。上記外方側存在部は、軸方向に延在する円筒状の第１軸方向延在部と、径方向に延在する径方向延在部と、軸方向に延在する円筒状の第２軸方向延在部とを有し、径方向延在部は、第１軸方向延在部の軸方向の外輪側とは反対側の端部から径方向の内方側に延在している。また、上記第２軸方向延在部は、径方向延在部の径方向の内方側の端部から軸方向の外輪側とは反対側に延在している。
【０００５】
上記密封部材は、上記第１軸方向延在部と、後蓋との間を密封している。上記密封部材は、径方向延在部によって軸方向に支えられている。上記後蓋は、径方向に突出する環状の径方向突出部を有し、この径方向突出部の軸方向の外輪側の端部は、環状の凹部を有し、この凹部は、軸方向に延在し、軸方向のみに開口している。
【０００６】
上記金属部材の第２軸方向延在部は、後蓋の環状の凹部にその凹部の内面に間隔をおいた状態で収容されるようになっている。このようにして、上記凹部の内面と、第２軸方向延在部との間にラビリンスシールを構成して、金属部材と、密封部材との間から漏れた転がり軸受の転動体収容室内のグリースが外部に漏れないようにしている。
【０００７】
しかしながら、上記従来のグリースが外部に漏れなくする構成においても、ラビリンスシールを通過して外部に少量のグリース油分が漏れることがある。
【０００８】
ここで、例えば、上記車軸装置が、地下鉄に使用される場合、線路の横に電源供給用のレールが存在する場合があるが、この場合に、漏れた少量の油に付着した塵にスパークした火花が飛んで、塵が燃える恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２５４７３５号公報（第２図、第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明の課題は、上記従来の構成よりも内部の潤滑剤が外部に漏れる可能性が低い車軸装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、この発明の車軸装置は、
車軸と、
上記車軸を回転自在に支持すると共に、内輪と、外輪と、上記内輪と上記外輪との間に配置される複数の転動体とを有する転がり軸受と、
上記車軸の外周面に固定されて上記車軸に対する上記内輪の相対位置を位置決めする環状の位置決め部材と、
上記外輪に固定される固定部と、上記外輪の軸方向の外方側に存在すると共に、上記位置決め部材の略径方向に延在する第１径方向延在部と、上記固定部の上記軸方向の外方側の端部と上記第１径方向延在部の上記径方向の外方側の端部とを連結する第１連結部と、上記第１径方向延在部の上記軸方向の外方側に位置すると共に、略上記径方向に延在する第２径方向延在部と、上記第１径方向延在部の上記径方向の内方側の端部と上記第２径方向延在部の上記径方向の外方側の端部とを連結する第２連結部とを有する環状の金属部材と、
上記位置決め部材と、上記金属部材との間を密封すると共に、上記第１径方向延在部によって上記軸方向に支持される密封部材と、
上記第２径方向延在部の上記軸方向の上記転動体側の端面に接触するように配置されると共に、油吸収性を有する環状の吸油部材と
を備えることを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、環状の金属部材が、密封部材を軸方向に支える第１径方向延在部から軸方向の外方側に延在する第２連結部と、第１連結部の軸方向の外方側の端部から径方向の内方に延在する第２径方向延在部とを有し、環状の吸油部材が、第２径方向延在部の軸方向の内方側の端面に接触するように配置されている。したがって、たとえ第１径方向延在部と密封部材との間から潤滑剤の油分が漏れたとしても、その漏れた油分の殆どを、第１径方向延在部と密封部材との間の外部側に存在する吸油部材で吸収することができる。したがって、第１径方向延在部と密封部材との間から漏れた潤滑剤が、装置の外部に漏れることを略確実に防止できる。したがって、本発明の車軸装置を、線路の横に電源供給用のレールが存在する構造で使用される鉄道車両に採用した場合に、従来の構成と比較して、塵が燃える可能性を格段に低くすることができて、安全性を格段に向上させることができる。
【００１３】
また、本発明によれば、第２径方向延在部の軸方向の転動体側の端面に接触するように吸油部材を配置しているから、吸油部材に吸収させた油が吸油部材を軸方向の外方側に通過しようとしても、第２径方向延在部でその油の通過を阻止することができる。したがって、油の外部への漏れを更に確実に防止できる。
【００１４】
また、一実施形態では、
上記吸油部材は、フェルトで形成されている。
【００１５】
上記実施形態によれば、吸油部材が、吸油性に優れるフェルトで形成されているから、油分の外部への漏れを更に確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の車軸装置によれば、たとえ第１径方向延在部と密封部材との間から潤滑剤の油分が漏れたとしても、その漏れた油分の殆どを、第１径方向延在部と密封部材との間の外部側に存在する吸油部材で吸収することができて、第１径方向延在部と密封部材との間から漏れた潤滑剤が、装置の外部に漏れることを略確実に防止できる。したがって、本発明の車軸装置を、線路の横に電源供給用のレールが存在する構造で使用される鉄道車両に採用した場合に、従来の構成と比較して、塵が燃える可能性を格段に低くすることができて、安全性を格段に向上させることができる。
【００１７】
また、本発明の車軸装置によれば、吸油部材に吸収させた油が吸油部材を軸方向の外方側に通過しようとしても、第２径方向延在部でその油の通過を阻止できる。したがって、油の外部への漏れを更に確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態の車軸装置の軸方向の断面図である。
【図２】図１における第１密封部材の周辺の一部の模式拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態の車軸装置の軸方向の断面図である。
【００２１】
この車軸装置は、鉄道の車両に搭載されている。この車軸装置は、車軸１と、転がり軸受の一例としての円錐ころ軸受２と、位置決め部材の一例としての環状の後蓋３と、環状の油切り４と、環状の第１金属部材１６と、環状の第２金属部材１８と、環状の第１密封部材８１と、環状の第２密封部材８２とを備える。
【００２２】
上記円錐ころ軸受２は、図示しない軸箱に対して車軸１を回転自在に支持している。上記円錐ころ軸受２は、第１内輪６、第２内輪７、外輪８、複数の第１円錐ころ１０、複数の第２円錐ころ１１、第１保持器４１および第２保持器４２を有する。上記第１内輪６および第２内輪７の夫々は、車軸１の外周面に外嵌されて固定されている。また、上記外輪８は、上記軸箱の内周面に内嵌されて固定されている。
【００２３】
上記車軸１は、円筒外周面部１４と、拡径外周面部１７とを有し、拡径外周面部１７は、軸方向に円筒外周面部１４から離れるにしたがって、外径が大きくなっている。上記拡径外周面部１７は、軸方向の断面において、略放物線状の形状を有している。
【００２４】
上記第１内輪６は、外周に円錐軌道面２１を有する。上記第２内輪７は、外周に円錐軌道面２２を有している。上記第１内輪６の円錐軌道面２１の外径は、第２内輪７の円錐軌道面２２側にいくにしたがって小さくなり、円錐軌道面２２の内径は、上記円錐軌道面２１側にいくにしたがって小さくなっている。上記第１内輪６と第２内輪７とは、内径が同一であり、第１内輪６の円錐軌道面２１の小径側の端面は、第２内輪７の円錐軌道面２２の小径側の端面に軸方向に対向している。上記第１内輪６の円錐軌道面２１の小径側の端面と、第２内輪７の円錐軌道面２２の小径側の端面とは、環状のスペーサ８８で所定間隔離間されている。上記第１内輪６と第２内輪７とは、複合内輪を構成している。
【００２５】
上記外輪８は、軸方向に隣接する第１円錐軌道面３１および第２円錐軌道面３２を有している。上記第１円錐軌道面３１の内径は、第２円錐軌道面３２側にいくにしたがって小さくなり、第２円錐軌道面３２の内径は、第１円錐軌道面３１側にいくにしたがって小さくなっている。
【００２６】
上記複数の第１円錐ころ１０は、第１内輪６の円錐軌道面２１と、外輪８の第１円錐軌道面３１との間に、第１保持器４１に保持された状態で、周方向に間隔を隔てられて配置されている。また、上記複数の第２円錐ころ１１は、第２内輪７の第１円錐軌道面２２と、外輪８の第２円錐軌道面３２との間に、第２保持器４２に保持された状態で、周方向に間隔を隔てられて配置されている。
【００２７】
上記後蓋３は、車軸１の円筒外周面部１４に外嵌されて固定される円筒内周面を有している。この円筒内周面の内径は、拡径外周面部１７の外径よりも小さいことから、後蓋３は、軸方向の第２円錐ころ１１側とは反対側への移動が制限される。このことから、上記後蓋３を、車軸１の軸方向の所定位置に固定でき、後蓋３によって、車軸１に対する第２内輪７の相対位置を位置決めするようになっている。また、上記油切り４は、車軸１の外周面の軸方向の車輪側とは反対側に外嵌されて固定されている。
【００２８】
上記第１金属部材１６は、円筒状の固定部５０と、外方側存在部５１とを有し、固定部５０は、外輪８の内周面の軸方向の一方側（軸方向の鉄道車両の車輪（図示せず）側）に内嵌されて固定されている。また、上記外方側存在部５１は、固定部５０の軸方向の一方側に屈曲部５５を介して連なっている。上記外方側存在部５１は、外輪８の軸方向の一方側（軸方向の外方側）に存在している。
【００２９】
上記第２金属部材１８は、円筒状の固定部６０と、外方側存在部６１とを有し、固定部６０は、外輪８の内周面の軸方向の他方側（軸方向の鉄道車両の車輪側とは反対側）に内嵌されて固定されている。また、上記外方側存在部６１は、固定部６０の軸方向の他方側に屈曲部６５を介して連なっている。上記外方側存在部６１は、外輪８の軸方向の他方側に存在している。
【００３０】
上記第１密封部材８１は、第１金属部材１６の外方側存在部５１と、後蓋３との間を密封している一方、第２密封部材８２は、第２金属部材１７の外方側存在部６１と、油切り４との間を密封している。このようにして、上記第１,第２円錐ころ１０,１１が転動する密封室８５を形成している。上記密封室８５には、潤滑剤の一例としてのグリースが封入されている。このグリースで、第１,第２円錐ころ１０,１１の転動面等の摺動部を潤滑するようになっている。
【００３１】
図２は、図１における第１密封部材８１の周辺の一部の模式拡大断面図である。
【００３２】
図２に示すように、第１金属部材１６は、上述の固定部５０（図１参照）の他に、第１連結部９０と、円板状の第１径方向延在部９１と、筒状の第２連結部９２と、円板状の第２径方向延在部９３とを有する。
【００３３】
上記第１径方向延在部９１は、外輪８の軸方向の外方側（軸方向の上記車輪側）に存在すると共に、後蓋３の略径方向に延在している。また、上記第１連結部９０は、固定部５０の軸方向の外方側の端部と、第１径方向延在部９１の径方向の外方側の端部との間を連結している。図２に示すように、この実施形態では、上記連結部９０は、略軸方向に延在する円筒状の軸方向延在部３５を有する。この軸方向延在部３５は、連結部９０の軸方向の外方側に位置している。また、上記第２径方向延在部９３は、第１径方向延在部９１の軸方向の外方側に延在すると共に、略径方向に延在している。また、上記第２連結部９２は、第１径方向延在部９１の径方向の内方側の端部と第２径方向延在部９３の径方向の外方側の端部とを連結している。図２に示すように、この実施形態では、上記第２連結部９２は、円筒状の形状を有し、略軸方向に延在している。
【００３４】
図２に示すように、第１密封部材８１は、軸方向延在部３５に径方向に重なる位置に存在している。また、上記第１密封部材８１は、第１径方向延在部９１によって軸方向の車輪側への移動が規制されるようになっている。換言すれば、上記第１径方向延在部９１は、第１密封部材８１を軸方向に支える役割を担っている。
【００３５】
図２に示すように、この車軸装置は、油吸収性を有する環状の吸油部材７７を備えている。上記吸油部材７７は、フェルトから形成されている。上記吸油部材７７は、第２連結部９２の内周面５７および第２径方向延在部９３の軸方向の車輪側とは反対側の端面５８に接触するように、第２連結部９２および第２径方向延在部９３に接着剤により固定されている。上記吸油部材７７は、第２径方向延在部９３の軸方向の第１密封部材８１側に存在している。上記吸油部材７７の内周面と、第２径方向延在部９３の径方向の内方側の端面（内周面）とは、略同一平面上に位置している。
【００３６】
図２に示すように、上記後蓋３は、軸方向延在部６９と、環状の径方向突出部７０と、環状の軸方向突出部７１とを有する。上記径方向突出部７０は、軸方向延在部６９の軸方向の車輪側の端部から径方向の外方側に突出している。また、上記軸方向突出部７１は、径方向突出部７０の径方向の外方側の端部から軸方向の車輪側とは反対側に突出している。
【００３７】
上記軸方向延在部６９は、円筒外周面７５を有している。図２に示すように、吸油部材７７の内周面および第２径方向延在部９３の径方向の内方側の端面は、その円筒外周面７５に対して若干の間隔をおいて径方向に対向している。
【００３８】
上記第１金属部材１６は、後蓋３に対して間隔をおいて位置している。上記第２径方向延在部９３の軸方向の車輪側の端面は、後蓋３の径方向突出部７０の軸方向の第１密封部材８１側の端面に軸方向に僅かな間隔をおいて位置している。また、上記軸方向突出部７１は、第２連結部９２に径方向に重なる部分を有している。上記軸方向突出部７１において第２連結部９２に径方向に重なっている部分は、第２連結部９２において軸方向突出部７１に径方向に重なっている部分に、径方向に僅かな間隔をおいて位置している。また、上記第１径方向延在部９１は、軸方向突出部７１に対して軸方向に僅かな間隔をおいて位置している。
【００３９】
この車軸装置は、軸方向延在部６９と、環状の径方向突出部７０と、環状の軸方向突出部７１とで形成される環状の凹部に、この凹部に間隔をおいて、第１金属部材１６および吸油部材７７の一部を収容するようにして、第１径方向延在部９１、第２連結部９２および第２径方向延在部９３と、軸方向延在部６９、径方向突出部７０および軸方向突出部７１とで、ラビリンスシールを形成している。
【００４０】
上記実施形態の車軸装置によれば、環状の第１金属部材１６が、第１密封部材８１を軸方向に支える第１径方向延在部９１から軸方向の外方側に延在する第２連結部９２と、第２連結部９２の軸方向の外方側の端部から径方向の内方に延在する第２径方向延在部９３とを有し、環状の吸油部材７７が、第２径方向延在部９３の軸方向の内方側の端面５８に接触するように配置されている。したがって、たとえ第１径方向延在部９１と第１密封部材８１との間からグリースの油分が漏れたとしても、その漏れた油分の殆どを、第１径方向延在部９１と第１密封部材８１との間の外部側に存在する吸油部材７７で吸収することができる。したがって、上記第１径方向延在部９１と第１密封部材８１との間から漏れたグリースの油分が、装置の外部に漏れることを略確実に防止できる。
【００４１】
したがって、本発明の車軸装置を、線路の横に電源供給用のレールが存在する構造で使用される鉄道車両に採用した場合に、従来の構成と比較して、塵が燃える可能性を格段に低くすることができて、安全性を格段に向上させることができる。
【００４２】
また、上記実施形態の車軸装置によれば、第２径方向延在部９３の軸方向の円錐ころ１０,１１側の端面に接触するように吸油部材７７を配置しているから、吸油部材７７に吸収させた油が吸油部材７７を軸方向の車輪側に通過しようとしても、第２径方向延在部９３でその油の通過を阻止することができる。すなわち、上記第２径方向延在部９３を、油の堰き止め板として機能させることができる。したがって、油の外部への漏れを更に確実に防止できる。
【００４３】
尚、上記実施形態の車軸装置では、第２連結部９２が、略軸方向に延在していたが、この発明では、第２連結部は、略軸方向に延在していなくても良く、第１径方向延在部の径方向の内方側の端部と、第２径方向延在部の径方向の外部とを連結していれば、如何なる構造であっても良い。また、第１連結部も、固定部の軸方向の外方側の端部と、第１径方向延在部の軸方向の外方側の端部とを連結していれば如何なる構造であっても良い。
【００４４】
また、上記実施形態の車軸装置では、図２に示すように、吸油部材７７が、断面略矩形の形状を有していたが、この発明では、吸油部材７７は、断面矩形以外のいかなる形状を有していても良い。
【００４５】
また、上記実施形態の車軸装置では、第１内輪６と、第２内輪７との間には、環状のスペーサ８８が存在していたが、この発明では、第１内輪６と、第２内輪７との間に、環状のスペーサが存在しなくて、第１内輪が、第２内輪との間に隙間が存在する構成であっても良い。
【００４６】
また、上記実施形態の車軸装置では、吸油部材７７の径方向の内方の端と、第２径方向延在部９３の径方向の内方の端とが、略同じ径方向の位置に存在していたが、この発明では、吸油部材の径方向の内方の端は、第２径方向延在部の径方向の内方の端よりも径方向の内方側に位置しても良く、径方向の外方側に位置しても良い。
【００４７】
また、上記実施形態の車軸装置では、吸油部材７７が、第２連結部９２の内周面に接触していたが、この発明では、吸油部材は、第２連結部の内周面に間隔をおいて位置しても良い。
【００４８】
また、上記実施形態の車軸装置では、上記後蓋３の円筒内周面の内径を、車軸１の拡径外周面部１７の外径よりも小さくして、車軸１に対する後蓋３の軸方向外方側の移動を規制したが、この発明では、位置決め部材は、内輪を位置決めできる構成であれば、如何なる構成であっても良く、車軸に対して軸方向の外方側に相対移動しない構成であれば、如何なる構成であっても良い。
【００４９】
また、上記実施形態の車軸装置では、転がり軸受が、円錐ころ１０,１１を軸方向に２列に配置した複列円錐ころ軸受であったが、この発明の転がり軸受は、玉、円筒ころ、円錐ころまたは凸面ころを、軸方向に一列以上に配置する構成であっても良く、また、玉、円筒ころ、凸面ころおよび円錐ころのうちの二以上の転動体を、軸方向に２列以上に配置する構成であっても良い。また、この発明の転がり軸受は、内輪を、一以上備えていても良く、外輪を、一以上備えていても良い。
【００５０】
また、上記実施形態の車軸装置では、潤滑剤が、グリースであったが、この発明では、潤滑剤は、潤滑油であっても良く、油分を含む潤滑剤であれば、如何なる潤滑剤であっても良い。
【００５１】
また、この発明では、密封部材は、位置決め部材と、金属部材との間を密封すると共に、上記第１径方向延在部によって上記軸方向に支持される構成であれば、如何なる構造を有していても良い。そして、例えば、第１連結部に摺接する零以上のラジアルリップを有していても良く、第１径方向延在部に摺接する零以上のアキシアルリップを有していても良い。また、この発明の密封部材は、ラビリンスシールを有していても良い。
【００５２】
また、上記実施形態の車軸装置では、軸方向の一方側（軸方向の車輪側）の第１金属部材１６のみが、固定部５０、第１連結部９０、第１径方向延在部９１、第２連結部９２および第２径方向延在部９３を有する構成であったが、この発明の金属部材では、軸方向の他方側（軸方向の車輪側とは反対側）の金属部材のみが、固定部、第１連結部、第１径方向延在部、第２連結部および第２径方向延在部を有する構成であっても良い。また、この発明では、軸方向の一方側および他方側の両方の金属部材が、固定部、第１連結部、第１径方向延在部、第２連結部および第２径方向延在部を有する構成であっても良い。
【００５３】
また、上記実施形態の車軸装置では、吸油部材７７がフェルトからなっていたが、この発明では、吸油部材は、吸油性を有する周知の繊維材料からなっても良く、吸油性を有する有機フィラーや無機フィラー等からなっていても良い。また、この発明では、吸油部材は、吸油性を持つ紙材質（パルプ）や、吸油性を有する周知の樹脂材質からなっていても良く、親油性を有する高分子材料や有機材料等であっても良い。この発明では、吸油部材は、本願の出願時以前に、インターネットや刊行物（特許公報等）で開示されることによって、吸油性を有する周知の材質として知られる材質であれば、如何なる材質からなっていても良い。
【００５４】
また、上記実施形態の車軸装置は、鉄道の車両に搭載されていたが、この発明の車軸装置は、鉄道以外の車輪を有する乗り物に搭載されていても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１  車軸
２  円錐ころ軸受
３  後蓋
６  第１内輪
７  第２内輪
８  外輪
１０  第１円錐ころ
１１  第２円錐ころ
５０  第１金属部材の固定部
７７  吸油部材
８１  第１密封部材
９０  第１連結部
９１  第１径方向延在部
９２  第２連結部
９３  第２径方向延在部
【図１】
2012153225.tif 000003
【図２】
2012153225.tif 000004