(57)【要約】【課題】車軸と内輪の内周面との嵌め合い面での潤滑性能を保持することができ、車軸を損傷することなく、内輪を車軸に適正な圧入力で圧入することができる鉄道車両車軸用軸受を提供する。【解決手段】鉄道車両車軸用軸受２０は、外輪２１、内輪２２、及び複数の転動体２３を有し、鉄道車両の車輪が端部に取り付けられる車軸５０を回転自在に支持する。内輪２２，２２の内周面２２ａと端面２２ｂとの間には、該内周面２２ａに対して１０〜１２°の角度αで端面側に拡径するテーパ形状の面取り部２２ｃが施される。【選択図】図３
2016205443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、内輪と、外輪と内輪との間に転動自在に配置される複数の転動体と、を有し、鉄道車両の車輪が端部に取り付けられる車軸を回転自在に支持する鉄道車両車軸用軸受において、
前記内輪の内周面と端面との間には、該内周面に対して１０〜１２°の角度で端面側に拡径するテーパ形状の面取り部が施されることを特徴とする鉄道車両車軸用軸受。
【請求項２】
前記面取り部は、前記内輪の内周面と前記面取り部との交点が、前記内輪の端面から５ｍｍ以内の範囲にあるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両車軸用軸受。
【請求項３】
前記内輪の内周面と前記面取り部とは、前記内周面及び前記面取り部を接線とする所定の曲率半径を持った円弧面で繋がれていることを特徴とする請求項１または２に記載の鉄道車両車軸用軸受。
【請求項４】
前記車軸と前記内輪の内周面との嵌め合い面には、前記内輪を前記車軸に圧入する際に前記車軸の外周面に塗布された潤滑剤が保持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鉄道車両車軸用軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の車軸を回転自在に支持する鉄道車両車軸用軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の車軸の端部には鉄道車両用軸受ユニットが取り付けられており、車軸を回転自在に支持すると共に車両の重量を支えている。
【０００３】
この種の鉄道車両用軸受ユニットは、一般的に、鉄道車両車軸用軸受の一例である複列円錐ころ軸受（以下、単に「軸受」ともいう）を備えており、この軸受に鉄道車両の車軸が支持される。そして、この軸受は、単一の外輪と各列に個別に分割された２つの内輪とを備え、外輪と内輪の２列の軌道面間には、保持器に保持された複数の円錐ころが転動自在に配置される。この軸受の軸方向両端側には、前蓋及び後蓋（「バッキングリング」とも呼ばれる）が内輪の軸方向端面と当接するように配置されている。
【０００４】
また、軸受は、十分な締め代を持って車軸に装着されており、該軸受を車軸に装着する際には、専用の圧入装置を用いて圧入が行われる。また、その際、車軸の軸受圧入部の入り口近傍には、嵌め合い面を潤滑するための潤滑剤（二硫化モリブデン：Ｍｏｓ２）が塗布されている。
【０００５】
さらに、従来の軸受では、図５に示すように、圧入される内輪１００の内周面１００ａと端面１００ｂとの間に、曲面の面取り部１００ｃが施されており、また、内輪１００の内周面１００ａと面取り部１００ｃとの間には、割線Ｌが形成されている。
【０００６】
また、鉄道車両車軸用軸受において、内輪の内周面と端面との間に面取りが施されたものが種々開示されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。例えば、特許文献１に記載の鉄道車両車軸用軸受では、内輪の端面に連なる内周面端縁に、端面に向かって徐々に拡径する挿入案内面を形成し、ストレート部と挿入案内面との稜線部を含む内輪の帯状領域の表面硬さを車軸の表面硬さよりも低くして、車軸の外周面に生じる傷を防止することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３１４５６６号公報
【特許文献２】特開平０９−６８２３２号公報
【特許文献３】特開平０９−７２３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来の鉄道車両車軸用軸受において、図５に示すような内輪の面取り形状では、軸受を圧入する際、車軸の軸受圧入部の入り口近傍の嵌め合い面に塗布された該潤滑剤（Ｍｏｓ２）を掻き取ってしまう虞がある。このため、潤滑剤の効果がなくなり、圧入時の振動大による車軸への傷の付与、または、圧入荷重過大によって、軸受が車軸の所定の位置まで圧入できないという課題があった。
【０００９】
また、特許文献１〜３においても、車軸と内輪の内周面との嵌め合い面における潤滑剤（Ｍｏｓ２）の掻き取りについては考慮されておらず、改善の余地があった。
【００１０】
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車軸と内輪の内周面との嵌め合い面での潤滑性能を保持することができ、車軸を損傷することなく、内輪を車軸に適正な圧入力で圧入することができる鉄道車両車軸用軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  外輪と、内輪と、外輪と内輪との間に転動自在に配置される複数の転動体と、を有し、鉄道車両の車輪が端部に取り付けられる車軸を回転自在に支持する鉄道車両車軸用軸受において、
前記内輪の内周面と端面との間には、該内周面に対して１０〜１２°の角度で端面側に拡径するテーパ形状の面取り部が施されることを特徴とする鉄道車両車軸用軸受。
（２）  前記面取り部は、前記内輪の内周面と前記面取り部との交点が、前記内輪の端面から５ｍｍ以内の範囲にあるように形成されることを特徴とする（１）に記載の鉄道車両車軸用軸受。
（３）  前記内輪の内周面と前記面取り部とは、前記内周面及び前記面取り部を接線とする所定の曲率半径を持った円弧面で繋がれていることを特徴とする（１）または（２）に記載の鉄道車両車軸用軸受。
（４）  前記車軸と前記内輪の内周面との嵌め合い面には、前記内輪を前記車軸に圧入する際に前記車軸の外周面に塗布された潤滑剤が保持されていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の鉄道車両車軸用軸受。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の鉄道車両車軸用軸受によれば、内輪の内周面と端面との間には、該内周面に対して１０〜１２°の角度で端面側に拡径するテーパ形状の面取り部が施されるので、車軸と内輪の内周面との嵌め合い面での潤滑性能を保持することができ、車軸を損傷することなく、内輪を車軸に適正な圧入力で圧入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る鉄道車両用軸受ユニットの一実施形態を説明する断面図である。
【図２】図１の鉄道車両用軸受ユニットが車軸に圧入される過程を説明するための断面図である。
【図３】（ａ）は、内輪の面取り部を説明するための部分拡大図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＩＩ部拡大図である。
【図４】（ａ）は、変形例の内輪の面取り部を説明するための部分拡大図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＶ部拡大図である。
【図５】従来の内輪の面取り部を説明するための部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る鉄道車両用軸受ユニットの一実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
本実施形態の鉄道車両用軸受ユニット１０は、図１に示すように、鉄道車両車軸用軸受として複列円錐ころ軸受２０を備え、この軸受２０により鉄道車両の車軸５０が回転自在に支持されている。また、車軸５０の外端部（図１の右端部）には、鉄道車両の不図示の車輪が取り付けられている。そして、複列円錐ころ軸受２０は、単一の外輪２１と、各列に個別に分割された２つの内輪２２，２２と、外輪２１と内輪２２，２２との２列の軌道面間に転動自在に配置される複数の円錐ころ（転動体）２３と、複数の円錐ころ２３を保持する保持器２４と、を備える。外輪２１の軸方向中央部の適所には、軸受空間内にグリースを封入するためのグリース供給口２１ａが形成されている。
【００１６】
内輪２２，２２の軸方向両端側には、前蓋３０及び後蓋３１が、内輪２２の軸方向端面とそれぞれ当接するようにして、車軸５０の回りに配置されている。そして、内輪２２，２２、前蓋３０及び後蓋３１は、車軸５０の外周面段差部５１とナット１１との間で挟みつけられ、車軸５０の軸端５２側から回り止めリング１２を介してボルト１３で固定されている。また、外輪２１は、図示しないハウジングに固定されることにより、軸方向に位置決めされている。
【００１７】
複列円錐ころ軸受２０の両側には、接触型の密封装置３２，３２が装着されており、この密封装置３２，３２によって、複列円錐ころ軸受２０内への異物の侵入や、軸受内部からの潤滑剤（グリース）の漏出が防止されている。
【００１８】
また、このように構成される本実施形態の鉄道車両用軸受ユニット１０では、図２に示すように、複列円錐ころ軸受２０、前蓋３０、後蓋３１、及び密封装置３２，３２がユニット化されて、車軸５０の軸端５２側から挿入され、車軸５０の外周面に圧入される。また、車軸５０の軸受圧入部の入り口近傍には、潤滑剤（Ｍｏｓ２）が塗布されており、複列円錐ころ軸受２０を車軸５０に圧入する際に、車軸５０と内輪２２，２２の内周面との間の嵌め合い面を潤滑する。
【００１９】
ここで、本実施形態では、図３に示すように、内輪２２，２２の内周面２２ａと軸方向両端面２２ｂとの間に、該内周面に対して１０〜１２°の角度αで端面側に拡径するテーパ形状の面取り部２２ｃがそれぞれ施されている。また、面取り部２２ｃは、内輪２２，２２の内周面２２ａと面取り部２２ｃとの交点Ｐが、内輪２２，２２の端面２２ｂから５ｍｍ以内の範囲となるように形成されている。
【００２０】
このため、上記面取り部２２ｃを備えた内輪２２，２２を車軸５０に圧入することで、車軸５０の軸受圧入部の入り口近傍に塗布された潤滑剤（Ｍｏｓ２）が掻き取られるのを抑制すると共に、車軸５０と内輪２２，２２の内周面２２ａとの嵌め合い面への潤滑剤の導入を促進し、該嵌め合い面への潤滑性能を保持することができる。
【００２１】
なお、面取り部２２ｃの角度αは、１２°より大きくなると、内輪２２，２２の内周面２２ａと面取り部２２ｃとの交点Ｐで、エッジが立ち（角部が形成され）、当該潤滑剤（Ｍｏｓ２）が掻き取られてしまう可能性がある。一方、面取り部２２ｃの角度αが、１０°より小さくなると、車軸５０と内輪２２，２２の内周面２２ａとの嵌め合い面への潤滑剤の導入効果が小さくなる。
【００２２】
また、上記面取り部２２ｃの角度αの範囲は、軸受２０を車軸５０に組み込む再現実験時に圧入力を測定することで得られたものであり、面取り部２２ｃの角度αを上記範囲内とすることで、潤滑剤の掻き取りが抑制され、且つ、挿入時に引っかかりがなく、滑らかな圧入力の曲線が得られた。
【００２３】
このように構成された、本実施形態の鉄道車両用軸受ユニット１０によれば、内輪２２，２２の内周面２２ａと軸方向端面２２ｂとの間に、該内周面に対して１０〜１２°の角度αで端面側に拡径するテーパ形状の面取り部２２ｃが施されているので、車軸５０の軸受圧入部の入り口近傍に嵌め合い面の潤滑のための潤滑剤（Ｍｏｓ２）の掻き取りを抑制し、さらに、車軸５０と内輪２２，２２の内周面２２ａとの嵌め合い面への潤滑剤の導入を促進して、該嵌め合い面への潤滑性能を保持することができる。その結果、適正な圧入力、及び低振動で内輪２２，２２を圧入することができ、車軸５０の保護、及び圧入不良を抑制することができる。
【００２４】
また、本実施形態の鉄道車両用軸受ユニット１０によれば、面取り部２２ｃは、内輪２２，２２の内周面２２ａと面取り部２２ｃとの交点Ｐが、内輪２２，２２の端面２２ｂから５ｍｍ以内の範囲にあるように形成されるので、上記効果を奏すると共に、現状の軸受の内輪内径の軸方向長さに対して、車軸５０と内輪２２，２２の内周面２２ａとの圧入長さを十分に確保することができ、通常の締め代で車軸５０に対する内輪２２，２２の必要把握力が確保できる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００２６】
例えば、本実施形態の変形例として、図４に示すように、内輪２２，２２の内周面２２ａと面取り部２２ｃとは、内周面２２ａ及び面取り部２２ｃを接線とする所定の曲率半径を持った円弧面２２ｄで繋がれるようにしてもよい。これにより、潤滑剤の掻き取りをさらに抑制することができる。
【００２７】
また、本実施形態では、鉄道車両車軸用軸受として、複列円錐ころ軸受が適用されているが、これに限定されず、他の形式の転がり軸受が適用されてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１０    鉄道車両用軸受ユニット
２０    複列円錐ころ軸受（鉄道車両車軸用軸受）
２１    外輪
２２    内輪
２２ａ  内周面
２２ｂ  端面
２２ｃ  面取り部
２３    円錐ころ（転動体）
５０    車軸
【図１】
2016205443.tif 000003
【図２】
2016205443.tif 000004
【図３】
2016205443.tif 000005
【図４】
2016205443.tif 000006
【図５】
2016205443.tif 000007