(57)【要約】【課題】簡単な加工によって軸受の内部に異物が侵入するのを防止することができる軸受の異物侵入防止構造を提供する。【解決手段】異物侵入防止構造１１は、軸受３に異物Ｓが侵入するのを防止する。異物侵入防止構造１１は、軸受３側の接触面３ｇと後蓋８側の接触面８ａとの間に発生する摩耗粉（フレッチング摩耗粉）のような異物Ｓが軸受３内に侵入するのを防止する。収集部１２は、軸受と後蓋８との間の接触面３ｇ，１１の摩耗によって発生する異物Ｓを収集する。収集部１２は、後蓋８側の接触面８ａの接触面圧が最も高くなる領域で異物Ｓを収集する。収集部１２は、後蓋８側の接触面８ａの接触面圧が最も高くなる領域に形成されることによって、この接触面圧を緩和し接触面３ｇ，１１における異物Ｓの発生を抑制する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受に異物が侵入するのを防止する軸受の異物侵入防止構造であって、
前記軸受とこの軸受が接触する接触部材との間の接触面の摩耗によって発生する異物を収集する収集部を備え、
前記収集部は、前記接触部材側及び／又は前記軸受側の接触面の接触面圧が最も高くなる領域で前記異物を収集すること、
を特徴とする軸受の異物侵入防止構造。
【請求項２】
請求項１に記載の軸受の異物侵入防止構造において、
前記収集部は、前記軸受が回転自在に支持する回転軸の外径の1.1倍以上1.3倍以下の範囲内の領域で前記異物を収集すること、
を特徴とする軸受の異物侵入防止構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の軸受の異物侵入防止構造において、
前記収集部は、前記異物を収集する溝部であり、前記接触面の円周方向に沿ってこの溝部が形成されていること、
を特徴とする軸受の異物侵入防止構造。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の軸受の異物侵入防止構造において、
前記収集部は、前記軸受の内輪と接触する後蓋又は油切りに形成されていること、
を特徴とする軸受の異物侵入防止構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軸受に異物が侵入するのを防止する軸受の異物侵入防止構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車軸軸受装置（以下、従来技術１という）は、軸受の内輪の内径以上でこの内輪の内径の1.2倍以下の範囲に、軸受のつば部端面と後蓋との接触面を設け、この接触面の外方に環状溝を形成している（例えば、特許文献１参照）。この従来技術１では、軸受の内輪のつば部端面と後蓋との接触面の摩耗によって発生するフレッチング摩耗粉を環状溝に閉じ込めている。
【０００３】
従来の鉄道車両用軸受装置（以下、従来技術２という）は、軸受の内輪と後蓋とが直接接触しないように、軸受の内輪と後蓋との間に環状スペーサを嵌合させている（例えば、特許文献２参照）。この従来技術２では、軸受の内輪と後蓋との間に環状スペーサを挿入することによって、軸受の内輪と後蓋とが接触してフレッチング摩耗粉が発生するのを抑制している。
【０００４】
従来の鉄道車両用軸受装置（以下、従来技術３という）は、軸受の内輪と後蓋又は油切りとの間の接触面に溝を形成し、この溝に対して内径方向に向けて付勢する弾性体を取り付けている（例えば、特許文献３参照）。この従来技術３では、軸受の内輪と後蓋又は油切りとの接触面の摩耗によって発生するフレッチング摩耗粉が、この接触面に沿って外径方向に移動するのを弾性体によって阻止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2001-254735号公報
【０００６】
【特許文献２】特開2004-332905号公報
【０００７】
【特許文献３】特開平11-336774号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術１では、軸受のつば部端面と後蓋との接触面の外方に環状溝を形成している。このため、従来技術２では、軸受のつば部端面と後蓋との接触面の接触面圧が低い位置に環状溝を形成したときには、この接触面の接触面圧の高い位置から発生するフレッチング摩耗粉をこの環状溝に閉じ込めることができない問題点がある。従来技術２では、軸受の内輪と後蓋との間にこれらとは別部材の環状スペーサを嵌合させている。従来技術３では、軸受の内輪と後蓋又は油切りとの間の接触面に形成した溝に、軸受や後蓋などとは別部材の弾性体を取り付けている。このため、従来技術２，３では、鉄道車両用軸受装置を構成する構成部品の点数が増加し、組立に手間がかかり製造コストが高くなってしまう問題点がある。
【０００９】
この発明の課題は、簡単な加工によって軸受の内部に異物が侵入するのを防止することができる軸受の異物侵入防止構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図１〜図４に示すように、軸受（３）に異物（Ｓ）が侵入するのを防止する軸受の異物侵入防止構造であって、前記軸受とこの軸受が接触する接触部材（８）との間の接触面（３ｇ，８ａ）の摩耗によって発生する異物を収集する収集部（１２）を備え、前記収集部は、前記接触部材側及び／又は前記軸受の接触面（８ａ）の接触面圧が最も高くなる領域（φ1〜φ2）で前記異物を収集することを特徴とする軸受の異物侵入防止構造（１１）である。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の軸受の異物侵入防止構造において、図２及び図５に示すように、前記収集部は、前記軸受が回転自在に支持する回転軸（２）の外径の1.1倍以上1.3倍以下の範囲内の領域（φ1〜φ2）で前記異物を収集することを特徴とする軸受の異物侵入防止構造である。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の軸受の異物侵入防止構造において、図１〜図４に示すように、前記収集部は、前記異物を収集する溝部であり、前記接触面の円周方向に沿ってこの溝部が形成されていることを特徴とする軸受の異物侵入防止構造である。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の軸受の異物侵入防止構造において、前記収集部は、前記軸受の内輪（３ｄ）と接触する後蓋（８）又は油切りに形成されていることを特徴とする軸受の異物侵入防止構造である。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によると、簡単な加工によって軸受の内部に異物が侵入するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の第１実施形態に係る軸受の異物侵入防止構造を備える軸受組立体を概略的に示す縦断面図である。
【図２】この発明の実施形態に係る軸受の異物侵入防止構造を備える後蓋の外観図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のII-IIB線で切断した状態を示す断面図である。
【図３】図２（Ｂ）のIII部分を拡大して示す断面図である。
【図４】この発明の実施形態に係る軸受の異物侵入防止構造の作用を説明するための模式図である。
【図５】この発明の実施形態に係る軸受の異物侵入防止構造を備える後蓋の接触面の圧力分布の模式図であり、（Ａ）は後蓋に収集部が存在する場合の模式図であり、（Ｂ）は後蓋に収集部が存在しない場合の模式図である。
【図６】車軸軸受耐久試験装置を概略的に示す構成図である。
【図７】車軸軸受耐久試験で実施した運転パターンを示すグラフである。
【図８】実施例に係る後蓋の縦断面図である。
【図９】従来例に係る後蓋の接触面の圧力分布及び断面曲線を示すグラフであり、（Ａ）は圧力分布を示すグラフであり、（Ｂ）は断面曲線を示すグラフである。
【図１０】この発明の実施例に係る後蓋の車軸軸受試験後の接触面側の状態を撮影した写真である。
【図１１】この発明の実施例及び従来例に係る後蓋の有限要素解析による結果を示す図であり、（Ａ）は従来例の解析結果及び接触面の圧力分布を示すグラフであり、（Ｂ）は従来例の解析結果及び接触面の圧力分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について詳しく説明する。
図１に示す軸受組立体１は、軸受３の主要構成部分を組み立てた部材である。軸受組立体１は、例えば、鉄道車両の軸箱に収容された状態で、台車の台車枠の所定の位置に保持されている。軸受組立体１は、図１に示すように、軸受３と、前蓋４と、六角ボルト５と、密封構造６と、異物侵入防止構造１１などを備えている。軸受組立体１は、例えば、グリースなどの潤滑剤が内部に充填された状態で密封されている。
【００１７】
図１に示す車軸２は、中心軸Ｏを中心として回転する部材である。車軸２は、例えば、鉄道車両の左右一対の車輪がこの車軸２の両端部側に圧入され取り付けられており、この車輪と一体となって回転する。車軸２は、図１に示すように、ジャーナル部２ａと後ぶた座２ｂなどを備えている。ジャーナル部２ａは、軸受３によって支持される部分であり、鉄道車両の車体荷重を支持する。ジャーナル部２ａは、このジャーナル部２ａの外周面に軸受３の内輪３ｄの内周面が嵌め込まれている。後ぶた座２ｂは、後蓋８が装着される部分である。後ぶた座２ｂは、この後ぶた座２ｂの外周面に後蓋８の内周面が嵌め込まれている。
【００１８】
軸受３は、車軸を回転自在に支持する部材であり、車軸２の両端部を回転自在に支持する転がり軸受である。軸受３は、図１に示すように、外輪３ｃと内輪３ｄとの間で転がる転動体３ａと、この転動体３ａを等間隔に保持する保持器３ｂと、固定される外輪３ｃと、回転する内輪３ｄと、この内輪３ｄの外側端部に一体に形成されてアキシアル荷重を受けるつば３ｅと、左右の内輪３ｄ間に挿入されてこれらの隙間及び与圧を調整する間座３ｆと、後蓋８側の接触面８ａと接触する接触面（端面）３ｇなどを備えている。図１に示す軸受３は、転動体３ａとして円すいころを２列配置した複列円すいころ軸受であり、車軸２のジャーナル部２ａの外周面に嵌め合わされている。図１に示す軸受３は、例えば、軸方向のアキシアル荷重を内輪３ｄのつばで受ける複列円すいころ軸受である。
【００１９】
図１に示す前蓋４は、軸受組立体１を収容する軸箱の車軸２の端部側を塞ぐ部材である。前蓋４は、油切り７と軸受３と後蓋８を挟み込むことによってこの軸受３を所定の位置に位置決めし固定する部材である。前蓋４は、外観が円環状の金属製の部材であり、車軸２の端部に着脱自在に装着されている。
【００２０】
六角ボルト５は、前蓋４を固定する部材である。六角ボルト５は、車軸２の端部に形成された雌ねじ部と噛み合う雄ねじ部を先端部に備えている。六角ボルト５は、前蓋４の貫通孔に挿入して車軸２に装着されることによって、前蓋４を車軸２の端部に固定し前蓋４の脱出を阻止する。
【００２１】
密封構造６は、軸受組立体１内の潤滑剤を密封する構造である。密封構造６は、軸受組立体１の内部に軸受３を収容した状態でこの軸受組立体１の内部を密封している。密封構造６は、油切り７と、後蓋８と、シールケース９Ａ，９Ｂと、オイルシール１０Ａ，１０Ｂなどを備えている。密封構造６は、油切り７、後蓋８、シールケース９Ａ，９Ｂ及びオイルシール１０Ａ，１０Ｂなどの各構成部材と組み合わせることによって、軸受３内の潤滑剤が外部に漏れ出すのを防止する。
【００２２】
油切り７は、軸受３内の潤滑剤が外部に漏れ出すのを防止する密封構造６の構成部材である。油切り７は、外観が円筒状の金属製の部材である。油切り７は、この油切り７の内周面が車軸２のジャーナル部２ａの外周面に圧入されており、前蓋４と軸受３の内輪３ｄとの間に挟み込まれている。
【００２３】
後蓋８は、軸受３内の潤滑剤が外部に漏れ出すのを防止するする密封構造６の構成部材である。後蓋８は、外観が円筒状の金属製の部材である。後蓋８は、この後蓋８の内周面が車軸２の後ぶた座２ｂの外周面に圧入されており、油切り７との間で軸受３の内輪３ｄを挟み込むことによって、軸受３を車軸２の所定の位置に位置決めするとともに軸受３に与圧を作用させる。後蓋８は、軸受３と接触する接触部材であり、軸受３の内輪３ｄと接触している。後蓋８は、図２に示すように、接触面８ａと嵌合面８ｂなどを備えている。接触面８ａは、軸受３側の接触面３ｇと接触する部分である。接触面８ａは、接触面３ｇと同様に後蓋８の端面の円周方向に沿って平坦に形成されている。嵌合面８ｂは、車軸２の後ぶた座２ｂの外周面と嵌合する部分であり、後蓋８の内周面に形成されている。
【００２４】
シールケース９Ａ，９Ｂは、軸受３内の潤滑剤が外部に漏れ出すのを防止するする密封構造６の構成部材である。シールケース９Ａ，９Ｂは、外観が円筒状の金属製の薄肉部材である。シールケース９Ａは、軸受３の外輪３ｃと前蓋４との間に装着されている。シールケース９Ａは、このシールケース９Ａの一方の端部の外周面が外輪３ｃの内周面と密着し、このシールケース９Ａの他方の端部の内周面がオイルシール１０Ａの外周面と密着している。シールケース９Ｂは、軸受３の外輪３ｃと後蓋８との間に装着されている。シールケース９Ｂは、このシールケース９Ｂの一方の端部の外周面が外輪３ｃの内周面と密着し、このシールケース９Ｂの他方の端部の内周面がオイルシール１０Ｂの外周面と密着している。
【００２５】
オイルシール１０Ａは、油切り７とシールケース９Ａとの間を密封するする密封構造６の構成部材であり、オイルシール１０Ｂは後蓋８とシールケース９Ｂとの間を密封する部材である。オイルシール１０Ａは、油切り１５の外周面とシールケース９Ａの内周面との間に挟み込まれており、オイルシール１０Ｂは後蓋８の外周面とシールケース９Ｂの内周面との間に挟み込まれている。オイルシール１０Ａ，１０Ｂは、軸受組立体１の内部から外部に潤滑剤が漏れ出すのを防止するとともに軸受組立体１の外部から内部に塵埃が侵入するのを防止する。
【００２６】
図１〜図４に示す異物侵入防止構造１１は、軸受３に異物Ｓが侵入するのを防止する構造である。異物侵入防止構造１１は、図４に示すように、軸受３側の接触面３ｇと後蓋８側の接触面８ａとの間に発生する異物Ｓが軸受３内に侵入するのを防止する。ここで、異物Ｓは、例えば、車軸２に曲げモーメントが作用して車軸２の端部が撓み、内輪３ｄ側の接触面３ｇと後蓋８側の接触面８ａとに繰り返し応力が発生したときにこれらの接触面３ｇ，８ａから発生する摩耗粉（フレッチング摩耗粉）である。異物侵入防止構造１１は、図２〜図４に示す収集部１２などを備えている。
【００２７】
図２〜図４に示す収集部１２は、軸受３と後蓋８との間の接触面３ｇ，８ａの摩耗によって発生する異物Ｓを収集する部分である。収集部１２は、図５に示すように、後蓋８側の接触面８ａの接触面圧が最も高くなる領域で異物Ｓを収集する。収集部１２は、図４に示すように、異物Ｓを収集する溝部（凹部）であり、図２に示すように後蓋８の接触面８ａの円周方向に沿って形成されている円環状の切欠溝である。収集部１２は、図４に示すように、後蓋８側の接触面８ａの接触面圧が最も高くなる領域に形成することによって、接触面３ｇ，８ａにおける接触面圧を緩和するとともに、接触面３ｇ，８ａにおける異物Ｓの発生を抑制する。
【００２８】
収集部１２は、図２に示すように、後蓋８の中心軸（車軸２の中心軸Ｏ）を中心として、接触面８ａの円周方向に沿って内径φ1及び外径φ2で連続して形成されている。収集部１２は、図５に示すように、接触面８ａの接触面圧の振幅が最大となる領域と一致するように接触面８ａに形成されており、図１、図２（Ｂ）及び図３に示すように接触面８ａの中央部よりも後蓋８の外径側に配置されている。収集部１２は、図５に示すように、図１に示す車軸２の外径φ0の1.1倍未満の領域及び車軸２の外径φ0の1.3倍を超える領域では接触面８ａの接触面圧が比較的低く摩耗の発生が少ないため、車軸２の外径の1.1倍以上1.3倍以下の範囲内の領域で異物Ｓを収集することが好ましい。図３に示す収集部１２の深さＤは、0.2mm未満であると異物Ｓを収集できなくなる問題があり、5.0mmを超えると接触面８ａの強度低下の問題があるため、0.2mm以上5.0mm以下に形成することが好ましい。収集部１２は、図３に示すように、この収集部１２に異物Ｓを導く開口部１２ａと、接触面８ａに対して略直交する壁部１２ｂと、接触面８ａに対して略直交し壁部１２ｂと対向する壁部１２ｃと、接触面８ａに対して略平行であり壁部１２ｂ，１２ｃに対して略直交する底部１２ｄと、壁部１２ｂ，１２ｃと接触面８ａとが交わる部分に形成された丸み部１２ｅと、壁部１２ｂ，１２ｃと底部１２ｄとが交わる部分に形成された丸み部１２ｆなどを備えている。収集部１２は、例えば、切削などの機械加工又は鋳造などの成型加工によって接触面８ａに形成される。
【００２９】
次に、この発明の実施形態に係る軸受の異物侵入防止構造の作用を説明する。
車両が軌道上を走行すると、図１に示す車軸２に曲げモーメントが作用して車軸２の端部が撓む。このため、例えば、図４に示すように、車軸２が撓むと内輪３ｄの上縁部と後蓋８の上縁部とに繰り返し応力が発生して、これらの接触面３ｇ，８ａの摩耗によって異物Ｓが発生する。図５（Ａ）に示すように、軸受３側の接触面３ｇと後蓋８側の接触面８ａとの接触面圧が最も高くなる領域に収集部１２が形成されているため、収集部１２が形成されている領域で接触面圧が低下して異物Ｓの発生が抑制される。また、図４に示すように、異物Ｓが発生してもこの異物Ｓが収集部１２の開口部１２ａから収集部１２の内部に捕集されて、軸受３の内部への異物Ｓの侵入が抑制される。
【００３０】
この発明の実施形態に係る軸受の異物侵入防止構造には、以下に記載するような効果がある。
(1) この実施形態では、軸受３とこの軸受３が接触する後蓋８との間の接触面３ｇ，８ａの摩耗によって発生する異物Ｓを収集部１２が収集し、この後蓋８側の接触面８ａの接触面圧が最も高くなる領域でこの異物Ｓを収集部１２が収集する。このため、軸受３の構成部品の点数を増加させずに異物Ｓを収集することができ、異物Ｓが軸受３の内部に侵入するのを抑制することができる。
【００３１】
(2) この実施形態では、軸受３が回転自在に支持する車軸２の外径の1.1倍以上1.3倍以下の範囲内の領域で収集部１２が異物Ｓを収集する。このため、軸受３側の接触面３ｇと後蓋８側の接触面８ａとの接触面圧が最も高くなる領域を含む位置に収集部１２を形成することによって、接触面圧を低下させて摩耗による異物Ｓの発生を抑制しつつ、発生する異物Ｓを最も効果的に収集することができる。
【００３２】
(3) この実施形態では、収集部１２が異物Ｓを収集する溝部であり、接触面８ａの円周方向に沿ってこの溝部が形成されている。このため、後蓋８に簡単な加工を施すことによって、軸受３側の接触面３ｇと後蓋８側の接触面８ａとの接触面圧を低下させることができ、異物Ｓの発生を抑制することができる。
【００３３】
(4) この実施形態では、軸受３の内輪３ｄと接触する後蓋８に収集部１２が形成されている。このため、後蓋８に簡単な加工を施すだけで、異物Ｓの発生を抑制することができるとともに、軸受３の内部への異物Ｓの侵入を防止することができる。
【実施例】
【００３４】
次に、この発明の実施例について説明する。
（車軸軸受耐久試験）
実施例及び従来例に係る後蓋が組み込まれた車軸軸受の耐久試験を実施した。ここで、実施例は、図８に示す収集溝が形成された加工品の後蓋である。実施例に係る後蓋は、接触面の略中央部に深さ0.5mmの収集溝を追加工した。従来例は、図８に示す収集溝が形成されていない未加工品の後蓋である。車軸軸受耐久試験は、図６に示す公益財団法人鉄道総合技術研究所の車軸軸受耐久試験装置２０を用いて実施した。
【００３５】
車軸軸受耐久試験装置２０は、種々の使用条件に応じて鉄道車両用車軸軸受の性能及び耐久試験を実施するための装置である。車軸軸受耐久試験装置２０は、図６に示すように、実施例及び比較例に係る後蓋を備える軸受を収容する軸箱２１Ａ，２１Ｂと、車軸２をそれぞれ回転自在に支持する支持軸受２２Ａ，２２Ｂと、駆動力を発生する電動機２３と、駆動車と従動車とに巻き掛け伝動部材を巻き掛けて電動機２３の駆動力を車軸２に伝達する巻き掛け伝動装置２４と、電動機２３の駆動軸と巻き掛け伝動装置２４の駆動車の回転軸とを接合する継手部２５と、巻き掛け伝動装置２４の従動車の回転軸と車軸２とをそれぞれ接合する継手部２６Ａ，２６Ｂと、左右の軸箱２１Ａ，２１Ｂにラジアル荷重ＦRをそれぞれ作用させる油圧シリンダ２７Ａ，２７Ｂと、左右の軸箱２１Ａ，２１Ｂに作用する荷重をそれぞれ検出するロードセル２８Ａ，２８Ｂと、車軸２にアキシアル荷重ＦAを作用させる油圧シリンダ２９Ａ，２９Ｂと、車軸２に作用する荷重を検出するロードセル３０Ａ，３０Ｂと、左右の軸箱２１Ａ，２１Ｂをそれぞれ冷却する空冷装置３１Ａ，３１Ｂなどを備えている。
【００３６】
【表１】
2017089769.tif 000003
【００３７】
（従来例の試験結果）
従来例に係る後蓋が組み込まれた軸箱２１Ａ，２１Ｂを車軸径φ120mmの車軸２に嵌合させて、車軸軸受耐久試験装置２０を用いて車軸軸受耐久試験を実施し、この後蓋の接触面の圧力分布を測定するとともに、この後蓋の接触面の断面曲線を測定した。圧力分布の測定は、フィルム式圧力分布計測システム（Tekscan,Inc製）によって測定した。断面曲線の測定は、表面粗さ測定機（株式会社小坂研究所製 SE3500）によって測定した。
【００３８】
図９（Ａ）に示す縦軸は、ラジアル荷重が70kNの場合の接触面圧の振幅（MPa）であり、図９（Ｂ）に示す縦軸は接触面の高さ(mm)であり、図９（Ａ）（Ｂ）に示す横軸は後蓋の内径側から外径側までの距離である。図９（Ａ）に示すように、接触面の接触面圧の振幅が最大となる領域が車軸の外径の1.1倍以上1.3倍以下の箇所であり、図９（Ｂ）に示すようにこの領域で接触面の高さが最も低くなってフレッチング摩耗が発生していることが確認された。
【００３９】
（実施例の試験結果）
図８に示す実施例に係る後蓋が組み込まれた軸箱２１Ａ，２１Ｂを車軸径φ120mmの車軸２に嵌合させて、車軸軸受耐久試験装置２０を用いて車軸軸受耐久試験を実施し、フレッチング摩耗の低減効果とフレッチング摩耗粉の収集効果とを確認した。その結果、実施例１に係る後蓋では、図９（Ａ）に示すように、接触面の接触面圧の振幅が最大となる領域である接触面の中央部よりも外径側において、フレッチング摩耗が僅かに発生することが確認された。また、実施例に係る後蓋では、図１０に示すように、フレッチング摩耗粉が僅かに発生していることが確認されたが、このフレッチング摩耗粉が収集溝に収集されていることが確認された。このため、接触面の接触面圧の振幅が最大となる領域を含む車軸の外径の1.1倍以上1.3倍以下の範囲内の領域に収集溝を形成することによって、フレッチング摩耗の発生を抑制することができるとともに、フレッチング摩耗粉をこの収集溝によって収集可能であることが確認された。
【００４０】
（有限要素法による解析結果）
実施例及び従来例に係る後蓋について有限要素解析を実施した。従来例に係る後蓋では、図１１（Ｂ）に示すように、有限要素法によるシミュレーションの結果が、図９（Ｂ）に示す車軸軸受耐久試験の実測値と略一致しており、接触面の中央部よりも外径側で接触面圧が高くなることが確認された。一方、実施例に係る後蓋では、図１１（Ａ）に示すように、有限要素法によるシミュレーションの結果によると、収集溝を形成した接触面の略中央部において圧力分布が低下しており、収集溝を形成することによってフレッチング摩耗の発生原因となる接触面の接触面圧を低下可能であることが確認された。また、図１１（Ｂ）に示すように、接触面の中央部よりも外径側で接触面の接触面圧が最も高くなることから、φ138mmからφ148mmまでの範囲内の領域（接触面の略中央部よりも外径側）に収集溝を形成することによって、フレッチング摩耗の低減効果とフレッチング摩耗粉の収集効果とが一層期待できることが確認された。
【００４１】
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、鉄道車両の軸受３の異物侵入防止構造１１を例に挙げて説明したが、鉄道車両の軸受３に限定するものではない。例えば、発電所のタービンなどの回転軸を支持する軸受の異物侵入防止構造や、車軸２を駆動する主電動機の軸受の異物侵入防止構造についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、軸受３がころ軸受である場合について説明したが、軸受３が玉軸受である場合についてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、軸受３が複列円すいころ軸受である場合を例に挙げて説明したが、複列円筒ころ軸受又は球面ころ軸受などについてもこの発明を適用することができる。
【００４２】
(2) この実施形態では、軸受３と接触する接触部材が後蓋８である場合を例に挙げて説明したが、後蓋８に限定するものではない。例えば、後ぶた座２ｂの外周面に圧入し軸受３内の潤滑剤が外部に漏れ出すのを防止する油切りのような接触部材についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、後蓋８側の接触面８ａに収集部１２を形成する場合を例に挙げて説明したが、収集部１２の形成箇所を接触面８ａに限定するものではない。例えば、軸受３側の接触面３ｇに収集部１２を形成したり、後蓋８側及び軸受３側の両方に収集部１２を形成したりすることもできる。さらに、この実施形態では、車軸２の端部に前蓋４を固定する軸受組立体１を例に挙げて説明したが、車軸２の端部の雄ねじ部と噛み合う軸端ナットを備える軸受組立体についてもこの発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  軸受組立体
２  車軸
３  軸受
３ｄ  内輪
３ｇ  接触面
４  前蓋
５  六角ボルト
６  密封構造
７  油切り
７ａ  接触面
８  後蓋（接触部材）
９Ａ，９Ｂ  シールケース
１０Ａ，１０Ｂ  オイルシール
１１  異物侵入防止構造
１２  収集部
１２ａ  開口部
１２ｂ，１２ｃ  壁部
１２ｄ  底部
１２ｅ，１２ｆ  丸み部
Ｏ  中心軸
Ｓ  異物
【図１】
2017089769.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【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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