JPH0651632U - 接触形シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シール面４８ａの摩擦係数低減ならびに耐摩
耗性向上。 【構成】 弾性体シール４７の一端はシールケース４６
の内径部に嵌着され、他端のリップ４７ａはスリンガ４
８のシール面４８ａに接触している。スリンガ４８は車
軸２に固定されており、スリンガ４８が車軸２と一体に
なって回転することにより、弾性体シール４７のリップ
４７ａがスリンガ４８のシール面４８ａに摺接する。ス
リンガ４８のシール面４８ａには、セラミック材料から
なる表層４８ａ１と、セラミック材料よりも靱性の大き
な材料からなる下地層４８ａ２とを有する二層の被膜が
形成されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は鉄道車輌や一般機械等において、回転側部材と固定側部材との間の空 間部をシールする接触形シール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

接触形シール装置は、相対的に回転する一方の部材に弾性体シールの一端を固 定し、他方の部材のシール面に弾性体シールの他端のリップを摺接させて、回転 部材間の空間部をシールするものであるが、一般に、弾性体シールのリップが摺 接するシール面には、シール面及び弾性体シールの摩耗低減などを目的として、 表面処理を施す場合が多い。表面処理には種々の手段があり、例えば、リン酸塩 被膜処理（パーカライジング処理）、硬質クロムメッキ処理などが採用されてい る。

【０００３】 鉄道車輌用軸受のシール装置を例にとって説明すると、このシール装置は、一 端を外輪に固定したシールケースの内径部に弾性体シールの一端を嵌着し、他端 のリップを車軸に固定したスリンガのシール面に摺接させることにより、軸受内 の潤滑剤が外部に流出するのを防止するものであるが、スリンガのシール面には 通常、リン酸塩被膜処理（パーカライジング処理）、運転条件が厳しい場合など には硬質クロムメッキ処理を施している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

リン酸塩被膜は防錆能力に優れたものであるが、膜厚が約５〜１５μｍと厚く 不均一であり、しかも摩擦係数が比較的大きいため、高速・長距離走行になると 、初期トルク値の増大、シール面の摩耗、これに伴う弾性体シールの摩耗進行が 懸念される。一方、硬質クロムメッキによる被膜は、耐蝕性、耐摩耗性等に優れ たものであるが、高速・長距離走行になると、やはりシール面の耐久性低下が予 想される。

【０００５】 ところで、このような問題点の解決を図るべく、シール面にセラミックのコー ティング被膜を形成したシール装置が提案されている（実開昭６０−７７８５２ 号、実開昭５９−５９５７２号公報等参照）。セラミックのコーティング被膜は 、耐摩耗性、耐蝕性に優れ、しかも低摩擦係数であるため、初期トルク値および 摩耗の低減に寄与することが期待できる。しかしながら、この被膜は脆く変形能 に乏しいため、例えばスリンガを車軸に焼きばめする場合等にクラックを生じる 恐れが懸念され、また線膨張係数の違い等から、母材との密着性を確保・維持す ることが比較的困難である。そのため、セラミックのコーティング被膜を形成し たシール装置は、現在のところ実用化されるまでには至っていない。

【０００６】 本考案は、上記問題点に鑑み提案されたもので、その目的とするところは、シ ール面の摩擦係数低減ならびに耐摩耗性向上等を図ることにより、より厳しい運 転条件下においても、トルク損失が少なくしかも優れた耐久性を有するシール装 置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案の接触形シール装置は、相対的に回転する一方の部材に弾性体シールの 一端を固定し、他方の部材のシール面に弾性体シールの他端のリップを摺接させ て上記部材間の空間部をシールする接触形シール装置において、上記他方の部材 のシール面に、セラミック材料からなる表層とセラミック材料よりも靱性の大き な材料からなる下地層とを有する多層の被膜を形成したものである。

【０００８】

【作用】

セラミック材料からなる表層と母材との間に、セラミック材料よりも靱性の大 きな材料からなる下地層を介在させることにより、表層に作用する引っ張りある いは圧縮応力を、靱性の大きな下地層の変形能によって吸収させることができる 。すなわち、下地層は靱性に乏しいという表層の欠点を補完し、表層の有する高 耐摩耗性、低摩擦係数といった優れた特性を発揮させるという補完的作用をなす 。また、下地層を形成することにより、表層の付着性・密着性を向上させること ができる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案を鉄道車輌用軸受のシール装置に適用した実施例について説明す る。

【００１０】 軸受４は車軸２の端部に嵌合され、前蓋６と後蓋８とによって車軸２上に固定 されている。軸受４は複列円すいころ軸受を例示してあり、間座４１を介して隣 接した一対の内輪４２と、ハウジング等に嵌合された外輪４３と、内・外輪４２ 、４３間に介在する複列の円すいころ４４および保持器４５を主要な構成要素と している。

【００１１】 外輪４３の両端内径部にはシールケース４６の一端が固定され、シールケース ４６に弾性体シール４７が装着されている。前蓋６と後蓋８は、それぞれ、スリ ンガ４８を介して内輪４８を両側から挟持しており、後蓋８は車軸２の肩部２１ に当接している。前蓋６を締め付けボルト７で車軸２に対して締め付けると、軸 受４が車軸２に固定される。

【００１２】 図２に拡大して示すように、弾性体シール４７の一端はシールケース４６の内 径部に嵌着され、他端のリップ４７ａはスリンガ４８のシール面４８ａに接触し ている。スリンガ４８は車軸２に固定されており、スリンガ４８が車軸２と一体 になって回転することにより、弾性体シール４７のリップ４７ａがスリンガ４８ のシール面４８ａに摺接する。この実施例では、スリンガ４８のシール面４８ａ に、セラミック材料からなる表層４８ａ１と、セラミック材料よりも靱性の大き な材料からなる下地層４８ａ２とを有する二層の被膜を形成してある。表層４８ ａ１は例えばセラミック材料であるＣｒ₂０₃の溶射処理により、下地層４８ａ２ はＮｉ−Ａｌ系材料の下地処理により形成する。スリンガ４８の母材は、炭素鋼 である。

【００１３】 尚、本実施例では被膜を二層にしてあるが、表層４８ａ１と下地層４８ａ２と の間、あるいは、下地層４８ａ２と母材との間に中間層を介在させたものでも良 い。また、本考案は、鉄道車輌用軸受のシール装置に限らず、接触形シール装置 一般に適用することができる。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案では、弾性体シールのリップが摺接するシール面 に、セラミック材料からなる表層とセラミック材料よりも靱性の大きな材料から なる下地層とを有する多層の被膜を形成したので、下地層が靱性に乏しいという 表層の欠点を補完し、表層の有する高耐摩耗性、低摩擦係数といった優れた特性 を発揮させることにより、シール面の摩擦係数低減ならびに耐摩耗性向上が効果 的に達成される。また、下地層を形成することにより、表層の付着性、密着性を 向上させることができる。したがって、本考案によれば、より厳しい運転条件下 においても、トルク損失が少なくしかも優れた耐久性を有するシール装置を提供 することができ、特に、鉄道車輌用軸受のシール装置に適用された場合に、車輌 の高速化、長距離走行化に大きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す断面図である。

【図２】シール装置周辺部の拡大断面図（図ａ）、シー
ル面の拡大断面図（図ｂ）である。

【符号の説明】

４７ 弾性体シール ４７ａ リップ ４８ スリンガ ４８ａ シール面 ４８ａ１ 表層 ４８ａ２ 下地層

フロントページの続き (72)考案者 大竹 正典 愛知県名古屋市熱田区三本松町１番１号 日本車輌製造株式会社内 (72)考案者 新田 英紀 愛知県名古屋市熱田区三本松町１番１号 日本車輌製造株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対的に回転する一方の部材に弾性体シ
   ールの一端を固定し、他方の部材のシール面に上記弾性
   体シールの他端のリップを摺接させて上記部材間の空間
   部をシールする接触形シール装置において、上記他方の
   部材のシール面に、セラミック材料からなる表層とセラ
   ミック材料よりも靱性の大きな材料からなる下地層とを
   有する多層の被膜を形成したことを特徴とする接触形シ
   ール装置。