JPS6020636B2 - 車輌用回転機の摺動軸受装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車輪用回転機の摺動軸受装置に係り、特に軸受
部に給油タンクを有し、かつ給油パッドにより摺動面へ
の給油を行ない、さらにスラストを受けるための軸受フ
ランジ部を備えた車輪用回転機の摺敷軸受装置に関する
。

糟勤軸受の給油装置は、一般に適用機器の種類や使用条
件によって種々の型式の給油方式が採用されている。

回転機の中でも使用場所や周辺条件によっては沼勤軸受
に対し、強制的に潤滑油を供給する場合も多い。これ等
の回転機の中で、特に車輪用回転機の場合には、回転機
そのものが一端は台車枠の１部に、他端が車軸に摺動軸
受を介して取付けられ、常時大きな振動、外力、たとえ
ばレール継目通過時の過大な振動や、歯車の噛合反作用
力など極めてきびしい条件で使用されるために、前述の
車軸支持部の摺動軸受に対しては、潤滑性が優れた給油
装置が要求される。

しかしながら、車鞠用回転機においては、車糠制限寸法
内の極めて限定された狭い範囲内に軸受装置を収納する
必要があること、さらにそれらの軸受装置は車軸に直接
取付けられているため、定期的に回転機のオ−バーホー
ルを行なう場合など回転機を台枠から取外す際には、必
らず着脱作業が伴なうために、構造が簡易小形軽量で、
かつ取扱いが容易な方式が特に要求される。

一方では、車鞠の高速、高性能化が進み、これに伴ない
車軸の回転速度の増大、すなわち軸受の高速化が要求さ
れると共に、高速化にともなう走行振動等の増加により
軸受に作用する外力が益々大きくなってきている。

これらの使用条件においても良好な潤滑を保持せしめる
ために、沼勤軸受の材料、ならびに給油装置等の改良に
さまご・まな改良、研究が進められている。第１図〜第
４図は従来の車輪用回転機の摺動軸受装鷹を示したもの
で、車輪用主電動機に袋直されているものの中で最も多
く採用されている構造の代表例を示したものである。

以下、図に基づいて説明する。

主電動機１は一端を台車枠２の支え部に保持されている
。この主電動機１の回転軸（図示されていない）は噛車
１１を介して車軸３に連続されている。車軸３の両端部
には車輪９が固定されており中間部は摺敷軸受川こて回
転自在に鞠支されている。さらにこの摺敷軸受４は前記
主電動機１のハウジングの一部に設けられたジャーナル
部ＩＡにて保持されている。このジャーナル部ＩＡは半
割状でこれに対応して半割状のジャーナル部を有する軸
受箱１７が設けられており、この軸受箱１７は給油タン
ク５と一体に形成されている。この軸受箱１７を備えた
給油タンク５は取付ボルト８により前記回転蟻機１のジ
ャーナル部ＩＡに固定されている。給油タンク５内には
潤滑油７が封入されており、さらに給油タンク５内には
給油パッド６が設けられている。給油パッド６は一端が
潤滑油７に浸燈され、池端は前記車軸３の表面に当接さ
れている。なお、第１図の１０は車輪９の軌条面を表わ
している。また、前記歯車１１は第２図のごとく歯車箱
１２にて図緩されている。摺敷軸受４は第２図に示すよ
うに、車軸３に対して左右２ケ設けられているのが一般
的であり、軸受の荷重はラジアル方向がＡ面、スラスト
方向をＢ面で受けている。

従って運転中にはＡ面ならびにＢ面に常時この部分が円
滑な摺動作用が行なわれるための適量の潤滑油が供孫舎
されなければならない。特に「摺動軸受４のフランジ部
Ｂ面には車髄の左、右振動によって過大なスラストが作
用するため、いよいよこの部分において潤滑油供繋台不
足に起因する焼損が生ずる。

このため運転中に常時Ｂ面での接触摺動状態を発生させ
ることのないように車軸３と摺動軸受４のフランジ部Ｂ
面での接触面には適量の空隙Ｓが設けられ、主電動機１
が左右方向へ移動可能なようになっている。次に給油装
置の構成は第３図、第４図に示すように、まず、主電動
機１のジャーナル部と給油タンク５を兼ねた軸受箱１７
との内部にＣ−Ｃ面で分割される半割状の摺動軸受４が
車軸３を抱き込むようにし取付けられ、縦付ボルト８に
よって固定される。

次に給油タンク５の上面に閉口した給油口１４から給油
タンク５内に挿入し、摺動軸受４ならびに車軸箱１７の
中央部にそれぞれ設けた閥穴４Ｂ，５Ａを通して車軸３
の表面に密着するように、潤滑油の給油フタ１３の１部
に設けてあるパッド押付けレバー１３Ａにより、給油パ
ッド６の背面に取付けられているパッド当板６Ａを車軸
３の表面に押付け、給油フタ１３を給油タンク５にボル
ト１５により取付けるようにしてある。このようにして
車鍵３が矢印の方向にそれぞれ回転を始めると、給油タ
ンク５中の潤滑油７は毛細管現象により給油パッド６内
に浸吸し、車軸３の表面と摺動軸受４の内面間に吸上げ
られ、潤滑油膜１６を形成し摺動軸受４の潤滑をおこな
う。さらに、摺動軸受４のフランジ面の潤滑は第４図の
ように、給油パッド６から吸上げられた潤滑油７が車軸
３の回転に伴なつて矢印に示したように進み、情勤軸受
４のフランジ４Ａ部に達し、フランジ面と歯車ボス１１
とのＢ面に潤滑油膜１６を成形する。以上述べたような
給油方式においては、次のような欠点がある。

即ち、潤滑油の供給は給油パッドの毛細管現象を利用し
たものであり、潤滑油の吸上量が、例えば強制潤滑方式
の給油方法などに比較し極めて少量であること、特に、
摺動軸受４のフランジ部４ＡのＢ面への供給量は毎分ｌ
ｃｃ以下と徴量となり、Ａ面の潤滑状態敷こ比較し；園
滑能力が激減する。このため前述の如く車廟の左右振動
の大きい条件で使用される主電動機１においては、まず
、摺動軸受４のＢ面において潤滑不良にもとづく摺動軸
受の焼損が発生しやすい。このことは、車軸の高速、高
性能化が進むに従って益々問題となり、解決しなければ
ならない大きな研究議題となっているが、占有スペース
等の制限上から汎用回転電機のように強制的な潤滑方式
を採用することは困難であり、たとえ可能であっても安
価な製品を提供出釆ない欠点を有する。さらに、軸受部
に供鎌舎された潤滑油は第４図に示す通り、フランジ４
Ａ部に到達した場合には、給油タンク５内に回収されず
に機器外に流出するため、タンク内の油量が次第に不足
し、所定給油期間内における潤滑油の吸上げ不足をきた
し、潤滑不足をまねくなどの欠点をもたらす。

本発明は、従来の車輪用回転機の摺敷軸受装魔における
欠点を解消し、滑り軸受のフランジ部における潤滑性の
向上を計ると共に、所定保守期間中ほぼ一定した潤滑油
の供甥合を行なえるなど、取扱い保守の容易な車藤用回
転機の摺動軸受装置をＺ提供することにある。

本発明の特徴とするところは、摺敷軸受のフランジ部摺
敷面の半径方向下端部に、摺動面の外周部分が常に潤滑
油中に浸渡されるような潤滑油槽を設け、フランジ部摺
動面の潤滑をより効果的に行なうことにある。

しかも給油パッドから吸上げられ摺動軸受の内面を通っ
てフランジ摺動面に供給される潤滑油は、前記潤滑油槽
内に一旦流積され、潤滑油槽内の油量が一定レベル以上
に到達すると、摺動軸受摺動面と給油タンクの１部を貫
通して成る連結路を通して給油タンク内に流入し、回収
される潤滑構造とし、かつ摺動軸受のフランジ部摺鰯面
を車軸軸Ｄに対して額斜させることにより、一定のスラ
スト力に対して摺動面の直圧力が減少するようにして潤
滑向上、給油保守性の向上、ならびに摺動面の直圧力低
減による摺動軸受の寿命増大を企ることにある。以下、
本発明の実施例を第５図〜第８図に基づいて説明する。

なお、ここにおいて前述従来例と同一構成部分は同一符
号を用いるものとし説明を簡略化する。第５図〜第８図
は車駒用主電動機に菱架されるものであり、第５図は摺
動軸受給油装置の港勤軸受潤滑部分の構成を示したもの
である。車軸３には動力伝達用の歯車１１と、摺動軸受
４のスラスト力を受け止めるスラスト受けリング３ａが
それぞれ隊入されている。

さらに円周上２分割された滑り軸受４が給油タンク５を
兼ねた軸受箱１７によって、主電動機１のジャーナル部
にボルト８によって縦付けられている。給油タンク５内
には潤滑油７が封入されており、さらに前記摺動軸受４
の摺動面へ潤滑油を供給するための給油パッド６が設け
られている。この給油バルド６の一般は前記摺動軸受４
の沼勤面Ａのほぼ中央に設けられた関口部４Ｂならびに
同一位置に相当する軸受箱１７の給油パッド挿入口６Ａ
を通して車軸３の表面に当接されており、他騰は潤滑油
７中に浸燈されている。摺動軸受４のフランジ部４Ａに
は潤滑油槽４Ｃが設けられている。

この潤滑油槽４Ｃは前記摺動軸受４のフランジ部４Ａ側
摺動面であるＢ面を内肇の一部とし、このＢ面へ反対側
に設けられる側壁４Ｄと、これらＢ面および側壁４Ｄの
外周部を継ぐ底面４Ｅとにより形成されている。さらに
この潤滑油槽４Ｃ内には潤滑油２０が封入されている。
潤滑油２０の油面２０Ａは一定の油槽内容積を超え、油
槽内に充満すると側壁４Ｄとスラスト受けリング３ａの
間隙Ｃから機器外部に流出するために、一定量以上の油
面に到達した場合には、潤滑油が給油タンク５内に流入
するように、油面上限に相当する摺動軸受４のフランジ
摺動面Ｂの円周方上ならびに軸受箱のフランジ面に給油
タンク５と、前記フランジ部油槽間を貫通する潤滑油の
戻し穴１８及び１９がそれぞれ設けてある。

さらに滑り軸受４のフランジ部４Ａの摺動面ならびにス
ラスト受けリング３ａの摺動面Ｂ部は、車軸３の轍心に
対してそれぞれＱの角度のテーパーが形成され、コーン
形状となっている。１２は歯車箱を示し、１２Ａは歯車
の潤滑剤の流出防止用シールを示し、摺敷軸受４側から
方一洩出した場合のシールも兼ねている。

以上のように構成された給油装置において、車ひ軸３が
回転した場合、潤滑油の導入される経路は矢印で示した
通りである。

すなわち、給油タンク５内に封入されている潤滑油７は
、給油パッド６によって、毛細管現象により下部から上
部に吸上げられ、給油パッド挿入５０５Ａ，４Ｂより車
軸３の表面に凸状に押圧されている頂部に到達する。

そこで吸上げられた潤滑油は車軸３の回転に伴なつて車
軸３の円周表面上をまわり、次第に摺動軸受４の摺動面
Ａ部全体に潤滑油膜１６を成生しＡ部を潤滑する。同時
に表０面張力によって車軸３と摺動軸受４の表層間隙を
ぬって軸方向に進み、軸受フランジ４Ａの摺動面８部に
達しこれを潤滑する。一方、滑り軸受フランジ部４Ａの
摺動面Ｂ、底面４８、側壁４０によって成形されている
Ｖ字形状の潤滑油槽４Ｃ中に封入されている潤滑油２０
は、スラスト受けリング３ａの回転によって円周方向に
かきあげられ「Ｂ部を効果的に潤滑する。

摺敷軸受４の摺動面Ａ，Ｂの潤滑はこのようにして行な
われる訳であるが、給油パッド６より吸上げられて車軸
３の表面を伝わってフランジ４Ａに到達した潤滑油によ
って、当然ながらフランジ部の満面２０Ａは次第に増加
することになる。そして油面２０Ａが一定レベルに達す
ると、これらの潤滑油は摺動軸受のフランジ部４Ａの港
勤面Ｂから軸受箱１７のフランジ間を、それぞれ貫通す
るように設けられた戻し穴１８，１９を通って給油タン
ク５内に流入し、潤滑油７中に回収される。以上によっ
て摺敷軸受４の潤滑が行なわれるのであるが、以上構成
の摺鰯軸受給油装置において、特に、摺動面Ｂの潤滑性
向上と、吸上げられ潤滑された後の潤滑油が効果的に回
収され、初期給油量が減少せず、常にほぼ一定量の潤滑
油吸上げ能力が保持されることに顕著な効果があるので
ある。

すなわち、従来構造の軸受給油装置における摺敷軸受の
摺動面Ｂの潤滑不足にみられるように、給油パッド６か
ら吸上げられる潤滑油は、毛細管現象を利用したもので
あり、パッド６によって直接的に潤滑される摺鰯軸受４
のＡ面は潤滑油量が多い。

従って、この部分の潤滑は、フランジ部の超動面Ｂに比
較し潤滑が円滑に行なわれる。反面摺動面Ｂにおいては
、毎分の油供給量が実測によるとわずかｌｃｃ以下に過
ぎない。車鯖用主電動機の渚勤軸受における滑り速度は
、実績上最高１０ｍ／ｓ程度であり、この滑り速度は−
般の回転電機などにおいては強制給油を行ない、最少毎
分１００ｃｃ程度の供給油量で潤滑すべき範囲に相当し
、前記フランジ摺鰯面の供繋篭油量は極めて徴量なもの
である。しかしながら、この程度の供給減量で潤滑使用
されている実績が多いのは、軸受の滑り面が車繭のロー
リング、ならびに左、右振動等により揺動するために滑
り面が微妙に変化し、接触条件が定置式の摺敷軸受に比
較して有利なことが考えられる。このような条件で使用
されているために、車髄の高速化が進むにつれて、前記
フランジ部の潤滑性は益々悪化する。

本実施例によれば、摺動軸受のフランジ摺動面は、前述
の如く、摺動面の１部を含み潤滑油中に絶えず浸潰され
ており、しかもこれらの潤滑油はスラスト受けリングに
よって常に内半径摺動面にかき上げられ、潤滑油が摺動
面Ｂの全体を閏滑するため、従来形給油装置にみられる
ような、フランジ摺鰯面の潤滑不足は全く解消出来るの
である。

しかも、潤滑油の供給油量は、スラスト受けリングの回
転速度、すなわち車軸の回転が増加す０るにつれて増加
する利点がある。一方、従来形の給油装置においては、
給油パッドから吸上げられ、摺敷面Ａ部を通過し、摺動
面Ｂ部に到達した潤滑油は摺敷面Ｂを潤糟した後に、機
器外に洩出される方式になっているが、わ夕ずかな洩世
量である反面、給油タンク中の潤滑油基も限定されてい
るために、長期間にわたって使用するにつれて、潤滑油
封入量が減少し、必然的に給油パッドの吸上量が不足し
、潤滑機能が低下する。

特に、一定レベル以下に潤滑油面が低下す０ると、摺敷
面Ｂはもとより摺敷面Ａにおいても潤滑不良により、沼
動面全体の暁付けなどの損傷を生ずる。これを防止する
ためには、潤滑油の供給期間を短縮し、常に保守する方
法もあるが、省力化の要求が強い現状において良策とは
言い難い。タ 本実施例によれば、フランジ部摺動面Ｂ
を潤滑した後に、機器外部に放出されることなく、給油
槽内に溜積され、一定レベルの油面を超えた場合には、
戻し穴から元の給油タンク中の潤滑油中に回収される構
造を採用しているため、給油タンクひ内の潤滑油量はほ
ぼ一定に保持出来るので、パッドの吸上磯能が低下する
ことが極めて少なく、ほぼ一定水準の潤滑機能を持続す
ることが可能となる。さらに、第３の特徴とするところ
は、軸受４のタフランジ摺動面の形状にある。

第８図に示すように、摺動軸受４のフランジ摺動面は車
軸３の鞄心に対して８の鏡斜をもたせてある。一般に摺
敷軸受の潤滑能力範囲は、楯動面の周速ｖと滑り面の直
圧力ｐの積で定まる。

すなわち、ｐ，ｖ値が一定範囲をこえると、潤滑性は低
下し、少なくなれば潤滑能力が大きいことを意味してい
る。第８図にもどって、摺動両に作用する外力Ｆが一定
の場合に、摺動面の直圧力ｐは次式で示される。

ｐ＝Ｆｃｏｓ８ 【１１
従って、８の値、すなわち摺動面に煩斜をもたせること
によって、直圧力ｐは減少する。

たとえば、８＝３００とすると、ｐニ０．８餌となり、
直圧力を約１４％低減出来る。このようにして額斜角は
摺鰯面の許容し得る占有寸法上のスペースによって、そ
れぞれ任意に決定することが可能であり、特に、摺動面
に作用する外力Ｆが大きい場合には、限界潤滑条件に近
い範囲で使用されている車鯖用沼動軸受装置に適用する
場合に大きな効果をもたらす。以上のべたように、本実
施例によれば、従釆形の摺動軸受供油装置に比較して、
摺敷軸受の潤滑性の向上にいちじるしい効果があるばか
りでなく、潤滑油の回収による保持性の向上、ならびに
摺動軸受フランジ摺鰯面の直圧力の低減についても極め
て大きな効果が得られる。

この他に、給油装置の構造は、強制潤滑方式に比較して
極めて簡易であり、軽量にして安価に供給出釆る利点が
ある。

第９図は本発明の変形例の一つであり、前記第８図に示
したフランジ面の鏡斜角８：０の場合の例である。

この方式によれば、フランジ摺敷面Ｂの直圧力を減少す
ることは出釆ないが、車顔の制限寸法がきびしく、軸長
を短縮する必要性があるときに採用するとよく、潤滑性
は前記本案の実施例と同じく効果的である。なお、第９
図中第５図〜第８図と同一構成部分は同一符号で表わし
た。本発明は、車糠用回転電機の摺敷軸受装置において
、前述のごとき構成としたので、摺動軸受フランジ部へ
の潤滑油の供給が充分に、かつ確実に行なえるとともに
、取り扱い保守の容易な車糠用回転電機の摺動軸受装置
を提供できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の車蟻用回転電機の楢敷軸受装置の取付状
態を示す側面図、第２図は第１図の軸万向断面図、第３
図は第１図の要部断面図、第４図は第２図の要部詳細鞠
方向断面図、第５図は本発明による車額用回転電機の港
動軸受装置の一実施例を示す要部詳細断面図、第６図は
第５図のけ−Ｗ線に沿った断面図、第７図は第５図の血
−肌線に沿った断面図、第８図は第５図の軸受に作用す
る面圧力を解説した説明図、第９図は本発明による他の
実施例を示す要部断面図である。 １・・・主電動機、３・・・車軸、３ａ…スラスト受け
リング、４・・・摺動軸受、４Ｃ・・・潤滑油槽、５・
・・給油タンク、６・・・給油パッド、７・・・潤滑油
、１８，１９・・・潤滑油戻し穴、Ｂ・・・軸受フラン
ジ部摺動面。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車軸を軸支する摺動軸受と、この摺動軸受を保受す
   る軸受箱と、この軸受箱と一体に形成される給油タンク
   と、この給油タンク内に一部が浸漬され他の一部が前記
   車軸の表面に当接して設けられる給油パツドとを備えた
   車輛用回転機の摺動軸受装置において、前記摺動軸受の
   両端部にスラストを受けるために設けられる軸受フラン
   ジ部の一部に潤滑油槽を設けるとともに、この潤滑油槽
   に対向してスラスト受けリングが前記車軸に固定されて
   おり、さらに前記潤滑油槽は軸受フランジ部の摺動面の
   延長面を内壁の一部とし、その反対側に設けられる側壁
   とこれら２面を外周部で継ぐ底面とにより形成されてお
   り、潤滑油槽内の潤滑油に前記スラスト受けリングの外
   周先端が浸漬するように構成されていることを特徴とす
   る車輛用回転機の摺動軸受装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、潤滑油槽と給油タ
   ンクとを連通させる潤滑油戻し油を軸受フランジ部と軸
   受箱に設けたことを特徴とする車輛用回転機の摺動軸受
   装置。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項において、軸受
   フランジ部とスラスト受けリングとの摺動面が車軸に対
   し一定の傾斜角をもつて形成されていることを特徴とす
   る車輛用回転機の摺動軸受装置。