JPS6154997B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は牽引機関車懸架軸受においてかかるス
ラスト荷重を受ける、米国特許第3905659号およ
び第3940189号に開示されているような軸受に関
するものである。

この明細書では、本発明の軸受をそのような機
関車の懸架軸受に用いる場合について説明する
が、本発明はそれに限定されるものではない。

この種の軸受は機関車の車軸にかかる駆動電動
機の重量の一部を支持するために用いられる。潤
滑油は注油機構により懸架軸受へ供給される。

この種の懸架軸受の微妙な性質のために、潤滑
油源を設けることと、スラスト荷重に支えるのに
十分な量の潤滑油を供給することが重要である。
現在までは、車軸に対して懸架軸受が上に向いて
いるというような多くの条件が含まれ、歯車の反
作用力の存在、懸架軸受と車軸との間の横方向運
動、軸受と車軸との間の間隙の変動などのため
に、前記した最適な要求を達成することが困難で
あつた。

本発明は、過剰な量の潤滑剤が軸受の両端部を
通つて外方へ流れることが制限され、限られた量
の潤滑油がスラスト荷重フランジへ送られれるよ
うな機構を提供するものである。これは軸受の潤
滑油収集領域と、潤滑油をその領域からフランジ
荷重領域へ送るための要素とを含む潤滑機構によ
り行なわれる。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

本発明は牽引機関車の懸架軸受に限定されるも
のではないが、説明の便宜上、そのような牽引機
関車に用いる例について説明を行なうことにす
る。

まず第１図を参照して、１０は典型的な牽引機
関車用懸架軸受アセンブリを全体として示す。こ
のアセンブリは車軸すなわち軸１２を囲む分割軸
受ライナーすなわち分割軸受殻１１を含む。軸受
ライナー１１は牽引機関車の車体（図示せず）の
一部と車軸キヤツプ１３とにより車軸１２に固定
される。

潤滑油は車軸キヤツプ油だめ１６からくみあげ
る注油機構１５により、車軸１２のジヤーナル部
分１４へ供給される。注油機構１５は車軸キヤツ
プに設けられている全体として長方形の開口部と
軸受１１に設けられている対応する開口部１８と
を通つて、潤滑油をジヤーナルへ供給する。典型
的な用途では、開口部は油だめ１６に対して水平
から約30度下方へ傾斜して開く。

軸受１１はスリーブ形であつて２つの相補部分
１９，２０で構成され、これらの部分１９，２０
は分割線２１で互いに接合される。開口部１８は
軸受半分部分１９に設けられる。２つの半分部分
１９，２０は共通の軸線方向軸受面すなわちボア
２２（第２図）を有する。この軸受面２２はジヤ
ーナルまたは車軸を支持するものであつて、第１
の荷重支持領域を構成する。軸受のスラスト・フ
ランジ面２３はホイールハブまたは歯車（３点鎖
線２４で示されている）のような横方向抑制部材
に接触するようになつている。したがつて、フラ
ンジ面２３は第２の荷重支持領域を構成する。

動作時には、ジヤーナル１４へ供給された潤滑
油は、最終的には軸受の両端へ向つて軸線方向外
向きに絞り出されて失われる。潤滑油が失われる
ことを避けるために、前記米国特許第3905659号
に開示されているところに従つて、回転リングの
形の部材２５（第２，３図）が設けられている。
この部材２５は失われるはずであつた潤滑油を油
だめ１６へ戻す。

第２図に示すように、張力ばね２６のような保
持部材すなわち偏倚部材により発生される固定作
用により、部材２５をジヤーナル上に保持させる
ことができる。回転リング２５は、ジヤーナル１
４へ向つて内向きに開いている円周上にくぼんで
いる溝２７のような第１の要素の中でジヤーナル
とともに回転する。回転リング２５が回転できる
ようにするために、溝２７の幅と深さはリング２
５のそれよりも大きい。

溝２７の中へ外向きに動く。すなわち、開口部
から軸受の両端へ向つて動く潤滑油は回転リング
２５により動かされ、開口部１８と環状溝２７
（第２〜４図）との間を連絡する通路２８の中に
入る。通路２８は、開口部１８の全体として鉛直
に配置された側面２９から延びて溝２７に交わる
ほぼ閉じられた穴である。通路２８はなるべく外
周部３０（第３図）の下、または溝２７の底の下
を延びて溝に連通させるようにする。そうする
と、潤滑油は通路２８と、車軸キヤツプ開口部１
７とを通つて油だめ１６の中に入る。

潤滑油の損失量を更に減少させるために、溝ま
たはポケツト３１のような別の潤滑油収集要素
が、環状溝２７の軸線方向外側に設けられる。い
いかえれば、第２の溝３１は第１の溝２７よりも
軸受の端部に近い位置に設けられる。

溝２７と３１は送りスロツト３２（第２，４
図）のような適当な要素により連結され、溝３１
の中に入つた潤滑油が溝２７の中に入ることがで
きるようにする。その潤滑油は次にリング部材２
５により通路２８まで動かされる。第２，４図に
示すように、連結通路３２の望ましい位置は溝の
１番下の位置すなわち６時の位置である。

このようにして、リング２５と溝２７とを通る
潤滑油は収集溝３１の中に入り、そこから送り通
路３２の１番底の位置まで下降する。そして、そ
の位置から送り通路３２の中を溝２７まで横に動
き、そこから回転リング２５により穴２８まで上
昇させられる。牽引機関車用の懸架軸受の場合に
は、軸受の分割線２１は、６時位置にある送り通
路が分割線の所に位置しないように、鉛直軸中心
線から全体として約30度ずらされる（すなわち、
たとえば１時と７時の位置）。もつとも、送り通
路の位置は使用する軸受の種類と構造に応じて変
えることができる。

本発明の軸受を牽引機関車に用いられ、そこで
ピニオン軸受位置またはコンミユテータ軸受位置
（逆ひつくり返し）で交換できるようにして用い
られるものとすると、送り通路３２を６時と２時
の位置に設けることができる。反対側の軸受位置
に用いるために第２図に示す軸受を反転させる
と、２時位置にある送り通路３２は６時位置にく
ることになる（この逆も成立つ）。

典型的な使用状態では、環状溝２７と収集溝３
１を開口部１８の各側に位置させることができ
る。（第２図）。しかし、ある使用状態では、望ま
しい効率に応じて溝２７と３１の一方または双方
を開口部１８の一方の側または他方の側から除去
することができる。

ほとんどの用途では、車軸１２と軸受１１（こ
れは機関車に固定されている）との間で横方向の
運動が行なえるように、牽引機関車は構成され
る。この横方向の動きの大きさは一般に約0.16〜
0.79cm（1/16〜5/16インチ）である。そのような
動きを行なえるようにし、溝２７の側壁３３（第
６図）に対する回転リング２５の摺動を最少限に
抑えるために、溝２７の幅はリング２５の幅より
も広くすることができる。いいかえれば、リング
２５の軸線方向の幅を約0.64cm（1/4インチ）と
すると、溝２７の幅を約1.43cm（9/16インチ）な
どとすることができる。半径方向では、リング２
５の厚さを約0.64cm（1/4インチ）とし、溝２７
の底３０とリング２５との間の最小間隙を約0.08
cm（0.030インチ）とすると好適である。

収集溝３１の満足できる構造は幅が約0.64cm
（1/4インチ）で、分割壁３４（第４，５図）によ
り溝２７から約0.48cm（約3/16インチ）離れた構
造である。ただし、これらの数値は例示的なもの
で、本発明を限定するものではない。

この軸受の中で軸が回転している間は、軸受が
とりつけられている牽引機関車が側面から側面ま
で動いたとしても、回転リング２５は溝２７の壁
に接触することなしにジヤーナルとともに回転す
る。しかし、リング２５はジヤーナルに沿つて少
し動かされて自己心出し作用を行なうから、リン
グ２５が溝２７の側壁３３，４０に接触してもす
ぐに接触はなくなる。別の利点として、リングが
動かないように保持されたとしても、リングばね
２６によりリング２５はジヤーナルの上を摺動で
きる。いいかえれば、リングばね２５は滑りクラ
ツチ作用を行なう。

本発明では軸受のスラスト面（ハブ面すなわち
ストツプ面２４に接触するフランジ２３のよう
な）を潤滑するために、記号Ｔで全体的に示され
ている新規なスラスト潤滑機構が設けられる。

この潤滑機構Ｔは潤滑油送り要素３５を含む。
この要素３５は軸受の要素に組合わされて、スラ
スト領域へ潤滑油を制御しつつ送る。第４，６図
に示すように、潤滑油送り要素３５はフエルトの
ような吸収材料製のフランジ心の形をとることが
できる。このフランジ心の一部はフランジ面に沿
つて延びる。フランジ心３５はフランジ面すなわ
ちスラスト面に沿つて細長いくぼみ３６の中に位
置させることができる。牽引機関車に用いるため
には、くぼみ３６は軸受の各半分部分に分割線２
１に隣接して形成される。

くぼみ３６はスラスト面２３に沿つて軸受をフ
ライス加工し、次にテーパー面３７に沿つて、車
に軸受の穴に沿つてフライス加工で作り、溝３１
に連通させる。くぼみ３６は軸受穴２２に沿つて
軸線方向内向きに設けられ、溝２７に連通するよ
うに溝２７と３１との間の分割壁３４を位置３８
（第４図）で貫通して延びる。

次に第４〜９図を参照して、フランジ心３５の
ような潤滑油送り要素について説明する。このフ
ランジ心３５は多少Ｌ形に似た形で、主脚３９と
分岐脚４１とを有する。主脚３９はくぼみ３６の
中に入り、軸受の穴２２の中の溝２７の外側側壁
４０と同一レベルになる点まで延びる。分岐脚４
１は主脚３９に対して全体として直角方向に延び
る。分岐脚４１は溝３１の中を延びる。フランジ
心３５の平面図には（第８図）、主脚３９が分岐
脚４１をこえて延びる突出鼻４２を有する様子が
示されている。この鼻部４２は側壁３４を位置３
８で貫通して延びる。

第４，５図に示すように、軸受の開口部の半分
１９の中を分岐脚４１が、溝２７と３１の間の送
りスロツトに近接する点、または一線上に並ぶ点
まで延びる。このことは、溝２７と３１の中の潤
滑油を集める軸受の６時位置では非常に望ましい
ことである。

動作中はフランジ心３５はリング２５に面する
突出鼻部４２の面４３に沿つて潤滑油を受けるこ
とができる。リング２５が回転すると、潤滑油の
飛沫がフランジ心３５の面４４により集められ、
主脚３９を伝わつて、ハブ２４に接触している心
３５の面４４へ伝えられる。回転リングからもつ
と多くの潤滑油を直接集めるように、面４３は側
壁４０をこえて溝２７の中まで延びる。フランジ
心３５は溝２７から送り通路３２を通つて潤滑油
が送られるために、分岐脚４１に沿つて潤滑油を
集めることができ、かつ溝３１に集まつてくる潤
滑油を集めることができる。分岐脚４１は潤滑油
を主脚３９を通じて心の面４４まで伝える。

本発明の別の特徴として、機関車が停止すると
軸受の穴２２の中の潤滑油のあるものが軸受端部
へ向つて徐々に排出され、溝２７，３１の中に集
められてから、６時位置に設けられている油だめ
に集められる。軸受のフランジ端部ではフランジ
心の分岐脚４１（この分岐脚４１は、第４，５図
に示されている開口部の半分のような６時位置を
含む軸受の半分の中にある）は、溝３１の底４５
（第２図）から潤滑油を集めることにより、潤滑
油を良く使用する。分岐脚２９は主脚３９を心の
面４４まで潤滑油を送る。このように、心３５は
潤滑油をため、機関車の始動のために潤滑油を直
ちに利用できるようにするための潤滑油だめとし
て機能する。

いいかえれば、第１図に示されているように、
軸受の開口部の半分のＡ点に位置させられている
フランジ心３５の分岐脚４１は、軸受の６時位置
へ向つて下方へ延びる。分岐脚が入れられている
収集溝３１と、送りスロツト３２と、溝２７との
少くとも１つが、軸受の両端へ向つて軸線方向へ
排出される潤滑油をためるための油だめとして機
能する。いいかえれば、溝３１は軸受穴２２の長
手方向に対して横方向に延びる。

したがつて、フランジ心３５により吸い上げら
れる以外は、潤滑油は軸受から出ることはできな
い。軸受のフランジとは反対側の端部では、その
端部に排出されてきた潤滑油は溝２７，３１，３
２などの中にためられ、回転リング２５が車軸と
ともに回転するまでそこに保持される。

このようにして、軸受の端部からの潤滑油の排
出を制限することにより潤滑油は貯えられ、しか
も潤滑油を分岐脚４１を通じてフランジ心の面４
４へ制御しつつ送ることができる。

フランジ心が約６時の位置に設けられる従来の
軸受では、心に潤滑油が十分にしみ込まされる
と、潤滑油は心を通りすぎて流れて、大部分の潤
滑油は失われることになる。同様に、軸受の鉛直
中心線から従来のフランジ心からずらされると、
潤滑油はフランジ心に達することはなく、６時位
置において軸受から排出されることがしばしばあ
る。

運転士の交替、側線停止、切替えなどの理由で
１〜２時間に少くとも１回機関車は停止するか
ら、停止している時に軸受の端部からの排出によ
り失われる潤滑油の量は、１日にするとかなりの
量に達する。そして１週間または１ケ月にすると
失われる潤滑油の量は非常に多くなる。走行中に
失われる潤滑油の量は前記したように回転リング
２５により減少させられる。

機関車の停止中にフランジ心にしみ込む必要の
ない潤滑油は溝２７，３１などにためられて、回
転リング２５が回転すると油だめ１６へ通路２８
を通つて戻される。

第２図に示す軸受の開口部の半分は第１図に示
す軸受に対して反転された軸受を示し、機関車の
エンジンのピニオン側に設けられている軸受を示
す。第１図はコンミユテータ側にある軸受を示
す。ピニオン側の軸受はコンミユテータ側の軸受
を反転したものである。ピニオン側で溝２７と３
１の間の６時位置に現われる送りスロツト３２
は、コンミユテータ側では２時位置に現われる。
各場合に、軸受の分割線が車軸の鉛直方向中心線
から動かされると、フランジ心の分岐脚４１が分
割線から送りスロツト３２まで延びる。送りスロ
ツト３２は分割線２１から開口部１８まで円周に
沿つて移動させられる。軸受の後半分２０では、
分岐脚４１も分割線２１から延びる。

フランジ心３５の別の例を第７図に示す。この
例では、心の一部は軸１２に接触するように、軸
受穴２２の中または上まで延びる。持ち揚げられ
た部分４６は分岐脚４１に全体として円周方向に
一致する。これにより溝２７，３１，３２の下側
の油だめ位置におけるフランジ心Ａ，Ｂから潤滑
油を補給できる利点が得られる。心Ａ，Ｂにより
車軸に与えられた潤滑油は上側のフランジ心Ｃ，
Ｄの対応する接触領域４６により車軸からふきと
られ、次にフランジ心の面４４へ補給される。そ
れにより、潤滑油は下側フランジ心から上側のフ
ランジ心まで車軸の回転により送られる。

フランジ心３５の典型的な形を第８，９図に示
す。主脚３９はスラスト・フランジの面２３に沿
つてテーパーを成して延び、下側先端部で終端す
る。スラストハブ２４まで潤滑油を確実に送るた
めに、フランジ心の下側面４４はスラスト・フラ
ンジの面２３を少しこえて延びる。

フランジへ送られる潤滑油の量を変えるため
に、分岐脚４１の長さを変えることができる。分
岐脚４１（第１図の心Ａの位置にある）が６時位
置近くまで延びるにつれて、分岐脚４１は溝２
７，３１の中に深く入り、そのためにより多くの
量の潤滑油を利用できることになる。このように
してフランジ心３５により移動させられる潤滑油
の量を変えることができる。同様に、フランジ心
へ送られる潤滑油の量は、溝２７と３１の間の送
り通路の寸法を変えることにより制御できる。

第１，２図に示すように、フランジ心３５は軸
受半分１９，２０の分割線２１の頂部と底部（１
時と７時の位置）に設けることができる。心３５
は分割線２１の両側に互いに隣接して設けること
もできる。この構造では分岐脚４１は溝３１に沿
つて互いに異なる向きへ延びる。

第１０〜１５図に本発明の別の実施例を示す。
この実施例は、リング２５から更に潤滑油を集め
てフランジへ供給するように、溝２７の下（また
は外周の下）を延びるフランジ潤滑要素４９を有
する点が、第１〜９図に示す実施例と異なる。第
１０，１２図に示すように、フランジ心４９が入
れられるフランジくぼみ３６が、溝２７の底部壁
３０を交差して延びるように、フランジの端部に
深いポケツト５０を形成するように機械加工され
る。次にフランジ心４９の部分５１（第１０，１
５図）が変形させられて、溝２７の底３０に多少
合致する底５２を形成するとともに、溝の側壁４
０に全体として整列する側面５３を有する。

前記したように、フランジ心４９は分岐脚４１
を有することができる。リング２５の外周をこえ
て延びるフランジ心４９の底部壁５２を設けるこ
とにより、リング２５が回転すると潤滑油は底部
壁５２をこえてひき出され、フランジ心へ潤滑油
を更に供給する。したがつて、リング２５から潤
滑油を受けるために露出されたフランジ心４９の
側壁５３に加えて、開口部の排出穴２８へ動かさ
れる潤滑油が更に余分な量だけフランジ心の底部
壁５２により吸収され、フランジ心の面４４へ送
られる。

要約すれば、本発明の軸受の潤滑機構により、
潤滑油の損失量の減少、異物混入の防止というシ
ールリングの機能を達成できるとともに、軸受の
スラスト荷重支持領域へ供給される潤滑油の量を
制御できる。

図ではフランジ心３５，４９を軸受分割線の両
側に隣接して設けられている様子を示してあるが
（両者ともに軸受の頂部と底部の、第１図で見
て、１時と７時の位置）、その他の位置に設ける
ことができ、ある場合には心の数をもつと少くす
る方が望ましいこともある。また、ある用途で
は、潤滑油の量を減少させるために、フランジ心
の鼻部４２を溝２７，３１の手前まで延ばすこと
が望ましいことがある。

同様に、他の用途では、リング２５を軸受のフ
ランジ端から省くことができる。しかし、そのよ
うにしてもフランジ心は非常に大きな利点を与え
る。軸受を６時位置から通常出る潤滑油は溝３１
の中に集まる。そしてフランジ心３５へは分岐脚
４１を通じて潤滑油が送られ続け、始動用および
運転用の潤滑油を供給して運転性能を向上させ
る。本発明の軸受を現場試験した結果によれば、
潤滑油保持およびフランジの耐摩耗性の点で非常
に大幅な改良が達成されたことが判明している。

【図面の簡単な説明】

第１図は牽引機関車懸架軸受および車軸キヤツ
プの概略断面図、第２図は仮想線で示されている
車輪またはギヤハブ・スラスト面に対する位置に
ある本発明の分割軸受の一実施例の一方の半分部
分の斜視図、第３図は第２図の３―３線に沿う断
面図、第４図は全体として第２図の４―４線に沿
つて見た本発明のスラスト潤滑機構の一実施例を
示す軸受の一部の拡大斜視図、第５図は軸受の分
割線の両側におけるスラスト潤滑を示す第１図の
線５―５線に沿うスラスト潤滑機構の平面図、第
６図はスラスト潤滑機構の側面を示す第５図の
（分割線に沿う）６―６線に沿つて見た図、第７
図は第５図の７―７線に沿う軸受フランジの側面
図、第８図はスラスト注油要素の一例の上平面
図、第９図は第８図に示す注油要素の側面図、第
１０図はスラスト潤滑機構の別の実施例を示す全
体として第４図に類似する拡大斜視図、第１１図
は軸受分割線の両側におけるスラスト注油要素を
示す第１０図の実施例の部分上面図、第１２図は
第１１図の１２―１２線に沿う図、第１３図は第
１１図の１３―１３線に沿う軸受フランジの側面
図、第１４図は第１０〜１５図に示すスラスト注
油機構の実施例の上面図、第１５図は第１４図の
スラスト注油機構の側面図である。 １０……軸受アセンブリ、１１……軸受ライナ
ー、１５……注油機構、１９，２０……軸受部
分、２３……スラスト・フランジ面、２５……回
転リング、２６……リングばね、２７，３１……
溝、３５，４９……フランジ心。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 潤滑油の漏失を防止するようにした、回転体
   のほぼ水平な軸のための軸受であつて、 前記軸の回転軸線に略平行にのびるスリーブ形
   のボアにして前記軸の外周面と滑べりあう荷重支
   持面を形成するボアを備えた軸受本体と、 この軸受本体に設けられ、前記軸に潤滑油を供
   給するための開口部と、 スラスト荷重を受けるため前記軸受本体の一端
   に設けられ半径方向に突出するスラスト面と、 前記軸の前記荷重支持面を形成する前記ボアの
   内周面の、前記開口部より軸方向外側の前記開口
   部と前記スラスト面との間の位置に設けられた第
   １の溝と、 前記ボアの内周面の、前記第１の溝と前記スラ
   スト面との間で前記第１の溝からは分割壁により
   へだてられた位置に設けられた第２の溝すなわち
   収集溝にして、その最低位置部分は潤滑油を収集
   するため前記内周面より下方に位置し、収集され
   た潤滑油が前記分割壁により前記スラスト面の方
   向へ軸方向へ排出される溜めとして働くようにな
   つている収集溝と、 前記第１の溝と前記収集溝との間で幾分かの潤
   滑油の流動ができるように、前記収集溝の前記最
   低位置部分の近傍において前記第１の溝と前記収
   集溝とを連通させる連通手段と、 前記スラスト面に開口し、前記収集溝につなが
   り、前記分割壁を通して前記収集溝の前記最低位
   置部分の上方の点で前記第１の溝へと延びる、前
   記軸受本体に設けられたくぼみにして、前記軸の
   回転軸線を通る鉛直線からずれていて、前記収集
   溝の前記最低位置部分の上に位置しているくぼみ
   と、 前記第１の溝および前記収集溝から潤滑油を受
   けて前記スラスト面での利用のためにその潤滑油
   を前記スラスト面へ送る潤滑油送り要素とを備
   え、 この潤滑油送り要素は、前記くぼみ内の主脚と
   前記収集溝内の分岐脚とを有し、この分岐脚は前
   記収集溝内を前記第１の溝と前記収集溝との間の
   連通手段へと周方向にのびてそれらからの潤滑油
   を集めて前記スラスト面での利用のために前記主
   脚へと送り、前記主脚は、前記くぼみのうちの、
   前記収集溝と前記第１の溝の間の前記分割壁を通
   る部分で露出して、前記軸の回転中前記第１の溝
   および前記軸から潤滑油を受けられるとともに、
   前記主脚は前記分岐脚と角度をなしてのびるが前
   記開口部と交差ないし重なる手前で終端している
   ことを特徴とする軸受。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の軸受において、
   前記潤滑油送り要素の主脚は前記ボアの鉛直軸線
   からずらされており、前記収集溝中の分岐脚は前
   記収集溝の前記最低位置部分へと前記連通手段の
   近くまでのびてその連通手段を流動する潤滑油を
   受けるようにされていることを特徴とする軸受。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の軸受において、
   前記軸受本体は、分割型で、軸方向にのびる分割
   線に沿つて軸受半分部分がつきあわされ、前記く
   ぼみは前記分割線の両側に沿つてのび、前記潤滑
   油送り要素は前記分割線に沿つて隣接して各軸受
   半分部分に設けられ、隣接している潤滑油送り要
   素の分岐脚は各主脚よりも狭く、それらの分岐脚
   は各軸受半分部分の前記収集溝中を前記分割線か
   ら遠ざかる方向に相互に反対方向に前記収集溝の
   長さの一部分だけのびていることを特徴とする軸
   受。