(57)【要約】【課題】軸受端部にグリースが偏ることを防止し、軌道面の潤滑状況を良好に保つことができる円すいころ軸受を提供する。【解決手段】大端面と小端面とを有し、軸１の外周側に嵌められた内輪２と、内輪２の外周側に配置された外輪３と、内輪２および外輪３間に配置された円すいころ４とを備えた円すいころ軸受である。回転時に生じる遠心力にて大端面側の空間部の潤滑剤を大端面側から小端面側へ案内する案内路２５を内輪側に設けた。【選択図】図１
2010048395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大端面と小端面とを有し、軸の外周側に嵌められる内輪と、前記内輪の外周側に配置された外輪と、前記内輪および前記外輪間に配置された円すいころとを備えた円すいころ軸受において、
回転時に生じる遠心力にて大端面側の空間部の潤滑剤を大端面側から小端面側へ案内する案内路を内輪側に設けたことを特徴とする円すいころ軸受。
【請求項２】
前記案内路は、中心軸が大端面側から小端面側に向かって外径側へ傾斜したテーパ孔としたことを特徴とする請求項１の円すいころ軸受。
【請求項３】
前記案内路は、大端面側開口部よりも小端面側開口部が外径側とするための段付部を有することを特徴とする請求項１の円すいころ軸受。
【請求項４】
前記段付部は、大端面側開口部から小端面側開口部まで階段状に２つ以上設けられていることを特徴とする請求項３の円すいころ軸受。
【請求項５】
案内路の小端面側開口部を、案内路の大端面側開口部よりも小としたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項の円すいころ軸受。
【請求項６】
前記案内路を、周方向に沿って複数設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項の円すいころ軸受。
【請求項７】
前記案内路は、周方向に沿って等ピッチで設けたことを特徴とする請求項６の円すいころ軸受。
【請求項８】
前記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の円すいころ軸受であって、軸の外周側に嵌められた複列の内輪と、前記内輪の外周側に配置された外輪と、前記内輪および前記外輪間に配置された複列の転動体とを備えたことを特徴とする円すいころ軸受。
【請求項９】
前記内輪の間に間座を設け、間座の軸方向両端部の外径面は、案内路の小端面側開口部よりも内径側に位置するようにしたことを特徴とする円すいころ軸受。
【請求項１０】
前記請求項１〜請求項９のいずれかに記載の円すいころ軸受であって、鉄道車両の車軸用軸受装置に使用されることを特徴とする円すいころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円すいころ軸受に関するもので、特に鉄道車両車軸軸受や各種産業機械用として利用される円すいころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
円すいころ軸受は、図６に示すように、軸（車軸）１０１の端部に配置したものであり、外周面に軌道面１０６ａ、１０６ｂを有し、かつ、この軌道面１０６ａ、１０６ｂの小径側に小鍔部１０８ａ、１０８ｂが形成されると共に大径側に大鍔部１０９ａ、１０９ｂが形成された一対の内輪１０２ａ、１０２ｂと、内周面に軌道面１０７ａ、１０７ｂを有する外輪１０３と、内輪の軌道面１０６ａ、１０６ｂと外輪の軌道面１０７ａ、１０７ｂとの間に転動自在に介在させる複数の転動体（円すいころ）１０４ａ、１０４ｂと、内輪の軌道面１０６ａ、１０６ｂ及び外輪の軌道面１０７ａ、１０７ｂの間に介在させ、複数の円すいころ１０４ａ、１０４ｂを軸受周方向に所定の間隔を隔てて保持する保持器１０５ａ、１０５ｂとを備える（特許文献１）。
【０００３】
軸受の両側には密封装置１２０ａ、１２０ｂが装着してある。密封装置１２０ａ、１２０ｂは外輪１０３の両端開口部に装着したシールケース１２３ａ、１２３ｂと、シールケース１２３ａ、１２３ｂの内部に保持させたオイルシール部１２４ａ、１２４ｂとで構成される。
【０００４】
軸端側（図６の左方）に位置する図示省略の前蓋と、反軸端側（図６の右方）に位置する後蓋１１６との間には、一対の内輪１０２ａ、１０２ｂ及び間座１１５が配置され、前蓋と内輪１０２ａとの間には油切り１１４が介在する。
【０００５】
油切り１１４は、シール摺動面の形成、軸受取付時の位置決めを行うものである。油切り１１４はシール摺動面を持つため、油切り内径面で車軸１０１に嵌合された形状となる。このため、油切り１１４が車軸１０１に嵌合されることで車両運行時に安定したシール効果を発揮する。
【０００６】
後蓋１１６は一方で内輪１０２ｂと接し、他方で車軸１０１の段部１１１に接している。これにより、一対の内輪１０２ａ、１０２ｂは、小径側の端面同士が間座１１５を介して突き合わされた状態で、後蓋１１６と油切り１１４とで挟持されている。
【０００７】
油切り１１４と密封装置１２０ａとにより、軸受内部のグリースを密封する構造がとられ、後蓋１１６と密封装置１２０ｂとにより軸受内部のグリースを密封する構造がとられている。これにより、油切り１１４、後蓋１１６、内輪１０２ａ、１０２ｂ、オイルシール部１２４ａ、１２４ｂの間にはグリースが充填され、円すいころ等の潤滑を行う。グリース量を多くすれば回転時の撹拌抵抗が大きくなり、少なくすれば潤滑不良になるため、使用条件に応じて内部空間容量に対して最適な割合が封入されている。
【特許文献１】特開平１１−２８７２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１のような円すいころ軸受では、軌道面１０６ａ、１０６ｂ、１０７ａ、１０７ｂ、及び円すいころ１０４ａ、１０４ｂがテーパ形状となっているため、軸受が回転するにつれて、遠心力によりグリースは次第に内輪大鍔部１０９ａ、１０９ｂ側に移動し、油切り１１４外径部、後蓋１１６外径部、及びオイルシール部１２４ａ、１２４ｂ周辺にたまる傾向がある。特に、全空間容積に対してオイルシール部１２４ａ、１２４ｂが空間容積を大きく占める場合、回転するにつれて大部分のグリースが偏在してたまりやすい。また、オイルシール部１２４ａ、１２４ｂ周辺の空間が狭い場合は、オイルシール部１２４ａ、１２４ｂから内輪大端面にかけてグリースで充満状態になるおそれがある。このため、車軸軸受分解点検時までの軸受転動面、軌道面の潤滑条件を良好に保つことができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みて、軸受端部にグリースが偏ることを防止し、軌道面の潤滑状況を良好に保つことができる円すいころ軸受を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の円すいころ軸受は、大端面と小端面とを有し、軸の外周側に嵌められる内輪と、前記内輪の外周側に配置された外輪と、前記内輪および前記外輪間に配置された円すいころとを備えた円すいころ軸受において、回転時に生じる遠心力にて大端面側の空間部の潤滑剤を大端面側から小端面側へ案内する案内路を内輪側に設けたものである。
【００１１】
本発明の円すいころ軸受によれば、内輪の大端面から小端面に貫通する案内路を設けたので、遠心力等によって大端面側の空間部（内輪大端面、油切り、後蓋、及びオイルシール部周辺）に潤滑剤（グリース）が偏っても、偏ったグリースを案内路を介して再度小端面側へ誘導することができる。これにより、内輪大端面側のグリース偏りを抑えることができ、車軸軸受分解点検時までの軸受転動面、軌道面の潤滑条件を良好に保つことができる。
【００１２】
前記案内路は、中心軸が大端面側から小端面側に向かって外径側へ傾斜したテーパ孔としたり、大端面側開口部よりも小端面側開口部が外径側とするための段付部を有するものとしたりできる。段付部を設ける場合、大端面側開口部から小端面側開口部まで階段状に２つ以上設けることができる。これにより、案内路の内輪小端面側にたまったグリースが受ける遠心力は、案内路の内輪大端面側にたまったグリースが受ける遠心力よりも大となって、内輪大端面側にたまったグリースを排出しやすくできる。
【００１３】
案内路の小端面側開口部を、案内路の大端面側開口部よりも小とすることができる。これにより、大端面側の圧力を小とするとともに、小端面側の圧力を大とすることができる。従って、案内路に流れたグリースが大端面側に逆流しにくく、小端面側へ流れ易いものとなる。
【００１４】
前記案内路を、周方向に沿って複数設けることができる。これにより、グリースが流通する経路を多くすることができて、内輪大端面、油切り、後蓋、オイルシール部周辺のグリースを内輪小端面側へ排出しやすくなる。
【００１５】
前記案内路は、周方向に沿って等ピッチで設けることができる。これにより、大端面側のグリースをバランス良く小端面側へ誘導することができる。
【００１６】
本発明を、軸の外周側に嵌められた複列の内輪と、前記内輪の外周側に配置された外輪と、前記内輪および前記外輪間に配置された複列の転動体とを備えた円すいころ軸受に使用することができる。
【００１７】
前記内輪の間に間座を設け、間座の軸方向両端部の外径面は、案内路の小端面側開口部よりも内径側に位置するものとできる。これにより、間座にて案内路の小端面側開口部を塞ぐのを防止することができる。
【００１８】
前記本発明に係る円すいころ軸受を、鉄道車両の車軸用軸受装置に使用することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上より、本発明の円すいころ軸受によれば、軸受端部にグリースが偏ることを防止し、軌道面の潤滑状況を良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１に、本発明の第１実施形態の円すいころ軸受を、鉄道車両車軸用軸受に適用した実施の形態を示す。この円すいころ軸受は、軸（車軸）１の端部１ａに配置したものであり、外周面に円すい状の軌道面６ａ、６ｂを有し、車軸１とはまり合う一対の内輪２ａ、２ｂと、内周面に円すい状の軌道面７ａ、７ｂを有する外輪３と、内輪２ａ、２ｂの軌道面６ａ、６ｂと外輪３の軌道面７ａ、７ｂとの間に転動自在に介在する複数の円すいころ４ａ、４ｂを備える。内輪の軌道面６ａ、６ｂと外輪の軌道面７ａ、７ｂとの間には、複数の円すいころ４ａ、４ｂを軸受周方向に所定の間隔を隔てて保持する保持器５ａ、５ｂが介在している。
【００２２】
軸端側（図１の左方）に位置する図示省略の前蓋と、反軸端側（図１の右方）に位置する後蓋１６との間に一対の内輪２ａ、２ｂ及び間座１５が配置され、前蓋と内輪２ａとの間には油切り１４が介在する。後蓋１６は一方で内輪２ｂと接し、他方で車軸１の段部１ｂに接している。これにより、一対の内輪２ａ、２ｂは、小径側の端面同士が間座１５を介して突き合わされた状態で、後蓋１６と油切り１４とで挟持されている。
【００２３】
軸受内への異物の侵入や軸受内部からの潤滑剤の漏出を防止するため、軸受の両側には密封装置２０ａ、２０ｂが装着してある。密封装置２０ａ、２０ｂは外輪３の両端開口部に装着したシールケース２３ａ、２３ｂと、シールケース２３ａ、２３ｂの内部に保持させたオイルシール部２４ａ、２４ｂとで構成される。この実施の形態では、後蓋１６に摺動接触するシールリップをもったオイルシール部２４ａ、２４ｂを、シールケース２３ａ、２３ｂを介して外輪３に取り付けてある。油切り１４、後蓋１６、内輪２ａ、２ｂ、オイルシール部２４ａ、２４ｂの間にはグリースが充填され、円すいころ等の潤滑を行う。
【００２４】
内輪２ａ、２ｂは、図１に示すように、軌道面６ａ、６ｂの小径側に、径方向外側に突出する小鍔２１ａ、２１ｂを形成すると共に、軌道面６ａ、６ｂの大径側に、径方向外側に突出する大鍔２２ａ、２２ｂを形成している。この内輪２ａ、２ｂに、小端面から大端面に貫通し、内輪両端部に開口する案内路２５ａ、２５ｂを設けている。この案内路２５ａ、２５ｂは、中心軸が大端面側から小端面側に向かって外径側に傾斜したテーパ孔であり、案内路２５ａ、２５ｂの小端面側開口部は、案内路２５ａ、２５ｂの大端面側開口部よりも小としている。本実施形態では、各内輪２ａ、２ｂに、周方向に沿って１２０°ピッチで３つずつ案内路２５ａ、２５ｂを設けている。
【００２５】
間座１５は、軸方向中央部が凸状となり、内輪２ａ、２ｂとの当接部位である軸方向両端部を小径としている。これにより、間座１５の軸方向両端部の外径面は、案内路２５ａ、２５ｂの小端面側開口部よりも内径側に位置するようになり、間座１５にて案内路２５ａ、２５ｂの小端面側開口部を塞ぐのを防止している。
【００２６】
円すいころ軸受は、軌道面６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂがテーパ状となっているため、軸受が回転するにつれて、遠心力によりグリースは次第に内輪大鍔側に移動し、大端面側の空間部（内輪大端面、油切り１４、後蓋１６、オイルシール部２４ａ、２４ｂ）周辺に偏る。この場合、内輪大端面、油切り１４、後蓋１６、及びオイルシール部２４ａ、２４ｂ周辺に偏ったグリースは、矢印Ａに示すように案内路２５ａ、２５ｂの内部を通って再度内輪小端面側へ誘導される。この場合、案内路２５ａ、２５ｂは、中心軸が大端面側から小端面側に向かって外径側へ傾斜したテーパ孔であるため、案内路２５ａ、２５ｂの内輪小端面側にたまったグリースが受ける遠心力は、案内路２５ａ、２５ｂの内輪大端面側にたまったグリースが受ける遠心力よりも大となって、大端面側にたまったグリースを排出しやすくできる。しかも、各内輪２ａ、２ｂに、周方向に沿って１２０°ピッチで３つずつ案内路２５ａ、２５ｂを設けているため、グリースが流通する経路を多くすることができて、内輪大端面、油切り１４、後蓋１６、オイルシール部２４ａ、２４ｂ周辺のグリースを内輪小端面側へ一層排出しやすくなる。また、案内路２５ａ、２５ｂの小端面側の開口部は、案内路２５ａ、２５ｂの大端面側の開口部よりも小としているため、大端面側の圧力を小とするとともに、小端面側の圧力を大とすることができる。これにより、案内路２５ａ、２５ｂに流れたグリースが大端面側に逆流しにくく、小端面側へ流れ易いものとなる。
【００２７】
このように、本発明の第１実施形態の円すいころ軸受では、内輪の大端面から小端面に貫通する案内路２５ａ、２５ｂを設けたので、遠心力等によって大端面側の空間部（内輪大端面、油切り１４、後蓋１６、及びオイルシール部２４ａ、２４ｂ周辺）にグリースが偏っても、偏ったグリースを案内路２５ａ、２５ｂを介して再度小端面側へ誘導することができる。これにより、内輪大端面側のグリース偏りを抑えることができ、車軸軸受分解点検時までの軌道面６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂの潤滑条件を良好に保つことができる。
【００２８】
案内路２４ａ、２４ｂを、中心軸が大端面側から小端面側に向かって外径側へ傾斜したテーパ孔とすると、案内路２４ａ、２４ｂの内輪小端面側にたまったグリースが受ける遠心力は、案内路２５ａ、２５ｂの内輪大端面側にたまったグリースが受ける遠心力よりも大となって、内輪大端面側にたまったグリースを排出しやすくできる。
【００２９】
案内路２５ａ、２５ｂの小端面側の開口部を、案内路２５ａ、２５ｂの大端面側の開口部よりも大とすると、大端面側の圧力を小とするとともに、小端面側の圧力を大とすることができる。これにより、案内路２５ａ、２５ｂに流れたグリースが大端面側に逆流しにくく、小端面側へ流れ易いものとなる。
【００３０】
前記案内路２５ａ、２５ｂを、周方向に沿って複数設けると、グリースが流通する経路を多くすることができて、内輪大端面、油切り１４、後蓋１６、オイルシール部２４ａ、２４ｂ周辺のグリースを内輪小端面側へ排出しやすくできる。この場合、案内路２５ａ、２５ｂを、周方向に沿って等ピッチで設けると、大端面側のグリースをバランス良く小端面側へ誘導することができる。
【００３１】
また、第２実施形態として、図２に示すように、案内路２５ａ、２５ｂを、大端面側開口部よりも小端面側開口部が外径側となるための段付部２６a、２６ｂを有するものとしている。すなわち、案内路２５ａ、２５ｂの内径側は、小端面側から延びる直線部２７ａ１、２７ｂ１と、段付部２６ａ１、２６ｂ１と、大端面側から延びる直線部２７ａ２、２７ｂ２とから構成され、大端面側開口部から小端面側開口部まで階段状となっている。この場合も、案内路２５ａ、２５ｂの小端面側の開口部は、案内路２５ａ、２５ｂの大端面側の開口部よりも小となる。なお、図３（ａ）に示すように、段付部２６ｂ１（２６ａ１）をテーパ面としてもよく、図３（ｂ）に示すように、直線部２７ｂ１、２７ｂ２（２７ａ１、２７ａ２）をテーパ面としてもよい。さらには、図３（ｃ）に示すように、段付部２６ｂ１（２６ａ１）及び直線部２７ｂ１、２７ｂ２（２７ａ１、２７ａ２）をテーパ面としてもよい。なお、図２及び図３に示す円すいころ軸受において、図１の円すいころ軸受と同様の構成については、図１と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
第３実施形態として、図４に示すように、段付部２６ａ１〜２６ａ３、２６ｂ１〜２６ｂ３を、大端面側開口部から小端面側開口部まで階段状に２つ以上（図示例では３つ）設けている。この場合も、図５（ａ）に示すように、段付部２６ｂ１〜２６ｂ３（２６ａ１〜２６ａ３）をテーパ面としてもよく、図５（ｂ）に示すように、直線部２７ｂ１〜２７ｂ４（２７ａ１〜２７ａ４）をテーパ面としてもよい。さらには、図５（ｃ）に示すように、段付部２６ｂ１〜２６ｂ３（２６ａ１〜２６ａ３）及び直線部部２７ｂ１〜２７ｂ４（２７ａ１〜２７ａ４）をテーパ面としてもよい。なお、図４及び図５に示す円すいころ軸受において、図１〜図３の円すいころ軸受と同様の構成については、図１〜図３と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、案内路２５ａ、２５ｂの数としては、一つ以上設ければ、何箇所設けてもよい。また、３つ以上設ける場合は、周方向に沿って等ピッチで設けても、不等ピッチで設けてもよい。段付部の段の数は任意である。また、複数の案内路２５ａ、２５ｂを設ける場合、全ての案内路２５ａ、２５ｂのサイズを同一としたり、相違させたりすることもできる。また、間座１５を省略してもよい。案内路２５ａ、２５ｂの断面形状は、円形、楕円形、三角形、多角形等種々の形状のものを採用することができる。また、複列の円すいころ軸受に限らず、単列の円すいころ軸受にも本発明を適用することができる。
【００３４】
鉄道車両の車軸用軸受装置以外のものにも本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態を示す円すいころ軸受の要部断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す円すいころ軸受の要部断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す円すいころ軸受の変形例の要部拡大断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態を示す円すいころ軸受の要部断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態を示す円すいころ軸受の変形例の要部拡大断面図である。
【図６】従来の円すいころ軸受の要部断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      軸（車軸）
２ａ、２ｂ      内輪
３      外輪
４ａ、４ｂ      円すいころ
２５ａ、２５ｂ    案内路
【図１】
2010048395.tif 000003
【図２】
2010048395.tif 000004
【図３】
2010048395.tif 000005
【図４】
2010048395.tif 000006
【図５】
2010048395.tif 000007
【図６】
2010048395.tif 000008