(57)【要約】【課題】  両側列の円錐ころは、主にラジアル荷重及びアキシアル荷重という合成荷重を負荷し、中央列の円筒ころ或は樽状ころ或は玉は、主にラジアル荷重を負荷すること。【解決手段】  鉄道車両車軸用密封三列組合せ転がり軸受は、―体型の外輪２と、三つの単列内輪３ａ，３ａ，３ｂと、その間に介装した両側列の円錐ころ５，５と、該円錐ころ５と円錐ころ５との間を一定の間隔に保持して円錐ころ５に案内される二つの保持器１０，１０と、中央列に介装した円筒ころ２１と、該円筒ころ２１と円筒ころ２１との間を一定の間隔に保持して内・外輪２，３ａ…又は円筒ころ２１に案内される一つの保持器３１と、内輪３ａ，３ａ両側に取付けるシール・ウェアー・リング機能を持った二つの油切１１，１１と、外輪２の両側に取付ける二つのシール部材１２，１２と、を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一体型の外輪と、
二つ或いは三つの内輪と、
前記内・外輪の間に介装した、両側二列の円錐ころと、
該二列の円錐ころの間の中央列に配し、一列であって、円筒ころ、樽状ころ、及び、玉のいずれか一つと、
を具備することを特徴とする車軸用組合せ転がり軸受。
【請求項２】
前記円錐ころの間を一定の間隔に保持して、前記円錐ころに案内される二つの保持器と、
前記円筒ころ、樽状ころ、及び玉のいずれか一つの間を一定の間隔に保持して、前記内・外輪、又は、前記円筒ころ、樽状ころ、及び玉のいずれか一つに案内される一つの保持器と、
前記内輪の両側に取付けるシール・ウェアー・リング機能を持った二つの油切と、
前記外輪の両側に取付ける二つのシール部材と、
を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の車軸用組合せ転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係る車軸用組合せ転がり軸受は、特に、鉄道車両の車軸に組込まれ、使用時に線路等から振動衝撃荷重が常時に加えられている回転軸を、回転自在に支持する為に使用されている。特に、本発明は、比較的に高速回転条件で、而も、高荷重、変動荷重及び合成荷重等が加えられている場合でも、耐摩耗性、高速性、耐熱性、並びに耐焼き付き性が十分に確保でき、且つ、車軸にフレッチング（スタンプ傷）の発生が抑制でき、而も、組立、点検及びメンテナンス等の取り扱い容易性が要求される鉄道車両車軸に好適に使用されることを図るものであり、その他、鉄道車両以外の車軸にも、適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の車軸用転がり軸受は、使用時にラジアル荷重の他にアキシアル荷重も加えられ、且つ、線路等から振動衝撃荷重を常時に加えられている。従って、車軸を回転自在に支持する為に、ラジアル荷重だけではなく、アキシアル荷重も支承でき、而も、耐振動衝撃性だけではなく、高速性、低発熱性並びに耐摩耗性を有する転がり軸受が要求されている。
【０００３】
この為には、従来、図５のような外輪が一体型で、内輪が二つ、その中間にある間座を組合せる複列円錐ころ軸受、又は、図６のような外輪が二つ、その中間にある間座を組合せて、内輪が一体型である複列円筒ころ軸受が多く使われている。
【０００４】
図５は、従来に係る鉄道車両車軸用密封型複列円錐ころ軸受の縦断面図（実績品）である。
【０００５】
車軸１には、密封型複列円錐ころ軸受が装着してあり、一体型の外輪２と、２個に分離した一対の内輪３ａ，３ａとを備えている。一対の内輪３ａ，３ａの間には、間座４が設けてある。外輪２と、一対の内輪３ａ，３ａとの間には、夫々、複列の円錐ころ５，５が転動自在に介装してある。また、これら円錐ころ５，５のための保持器１０，１０が設けてあり、一対の内輪３ａ，３ａの両側には、鍔輪（油切）１１，１１が装着してあり、これら軸受の両側には、一対の環状のシール部材１２，１２が設けてある。
【０００６】
図６は、従来に係る鉄道車両車軸用オープン型複列円筒ころ軸受の縦断面図（実績品）である。
【０００７】
車軸１には、オープン型複列円筒ころ軸受が装着してあり、２個に分離した一対の外輪２ａ，２ａと、一体型の内輪３とを備えている。一対の外輪２ａ，２ａの間には、間座４が設けてある。外輪２ａ，２ａと、内輪３との間には、夫々、複列の円筒ころ６，６が転動自在に介装してある。また、これら円筒ころ６，６のための保持器１０，１０が設けてあり、内輪３の一側には、鍔輪１３が装着してある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述した車軸用複列円錐ころ軸受（図５）は、ラジアル荷重及びアキシアル荷重を単独か同時に負荷することができる。しかし、軸受径方向の断面高さが制限される為、一定以上の負荷を確保するには、ころ長さがなるべく長くなり、殆どころ径の倍以上になっている。この為、ころスキュが発生しやすいし、スミヤリング或は滑り傷も発生しやすく、それによる焼き付き等の問題が偶々発生している。
【０００９】
一方、上述した車軸用複列円筒ころ軸受（図６）は、ラジアル受けとして使われているのが一般的で、軽い程度のアキシアル荷重も負荷できるが、割合大きいアキシアル荷重をも受ける場合は、対応しきれない為、通常、円錐ころ或は玉軸受と組合せて使わなければならない、これにより、台車の軸受箱(ハウジング)のサイズも大きくなる制限がある。
【００１０】
尚、台車としては、よりコンパクト化、より高速度化、及びより高負荷化を追求している今では、軸受も、当然、より小さいサイズで、より高速度、高負荷容量、より長寿命が要求されている。
【００１１】
そこで、本発明は、上述の現存各種の鉄道車両車軸用の複列円錐ころ軸受、及び、複列円筒ころ軸受に存在する諸問題点に対し、解決案として、両側二列の円錐ころと、該二列の中間に一列の円筒ころ或は樽状ころ、又は玉から構成される密封三列組合せ転がり軸受を提案する。
【００１２】
本発明は、上述のような構造特徴を以って、外輪は、一体型で車体のハウジング(軸受箱)に組まれやすく、又、両側列の円錐ころは、主にラジアル荷重及びアキシアル荷重という合成荷重を負荷し、中央列の円筒ころ或は樽状ころ或は玉は、主にラジアル荷重を負荷するという高負荷容量の仕組みであり、これで、鉄道車両車軸を回転自在に支持する為にラジアル荷重だけではなく、アキシアル荷重も支承でき、ころスキュとスミヤリング、又は滑り傷を抑制でき、耐振動衝撃性だけではなく、耐つば焼き付き性を十分に向上できる、車軸用組合せ転がり軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る車軸用組合せ転がり軸受は、一体型の外輪と、
二つ或いは三つの内輪と、
前記内・外輪の間に介装した、両側二列の円錐ころと、
該二列の円錐ころの間の中央列に配し、一列であって、円筒ころ、樽状ころ、及び、玉のいずれか一つと、
を具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項２に係る車軸用組合せ転がり軸受は、前記円錐ころの間を一定の間隔に保持して、前記円錐ころに案内される二つの保持器と、
前記円筒ころ、樽状ころ、及び玉のいずれか一つの間を一定の間隔に保持して、前記内・外輪、又は、前記円筒ころ、樽状ころ、及び玉のいずれか一つに案内される一つの保持器と、
前記内輪の両側に取付けるシール・ウェアー・リング機能を持った二つの油切と、
前記外輪の両側に取付ける二つのシール部材と、
を更に具備することを特徴とする。
【００１５】
[作用]
本発明では、外輪は、―体型なので、これにより、車体のハウジング(軸受箱)に組まれやすいだけではなく、剛性が高く、構造が合理的にできる。また、内輪は、二つ、又は三つであるが、三列は、割合で荷重を分けて負荷することにより、負荷しながら回転している車軸の撓み発生を抑止し、内輪内径面の面取交接部との軸方向の微小摺動による軸のフレッチングによる傷の発生を防止できる。さらに、両側列の円錐ころがより短くでき、ころ径ところ長との比率が０．５〜１．０に納められ、円錐ころのスキュ発生が抑制できる。
【００１６】
本発明による鉄道車両車軸用密封三列組合せ転がり軸受は、第１は、外輪が一体、内輪が三つの単列、両側列が円錐ころ、中央列が円筒ころである密封三列組合せ転がり軸受であり、第２は、外輪が一体、内輪が二つ、単列と両列、両側列が円錐ころ、中央列が円筒ころである密封三列組合せ転がり軸受であり、第３は、外輪が一体、内輪が三つの単列、両側列が円錐ころ、中央列が樽状ころである密封三列組合せ転がり軸受であり、第４は、外輪が一体、内輪が三つの単列、両側列が円錐ころ、中央列が玉である密封三列組合せ転がり軸受である。
【００１７】
このように構成される本発明の車軸用密封三列組合転がり軸受は、外輪は、一体型で、車体のハウジング(軸受箱)に組まれやすくなる。中央列の円筒ころ或は樽状ころ或は玉は、一部のラジアル荷重を分担負荷し、両側列の円錐ころは、割合に小さいラジアル荷重及びアキシアル荷重という合成荷重を負荷するので、円錐ころの長さをより短くでき、これにより、ころスキュとスミヤリング又は滑り傷をよく抑制できることとなる。
【００１８】
又、中央列も負荷しているので、負荷しながら回転している車軸の撓み発生を抑止し、内輪内径面の面取交接部との軸方向の微小摺動による軸のフレッチングによる傷の発生を防止することとなる。尚、中央列がある為、軸受のアキシアル隙間の増大傾向が抑止でき、これにより、軸受の耐振動衝撃性だけではなく、耐つば焼き付き性を向上することとなる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によれば、軸受の負荷容量が増大し、その耐衝撃性、耐摩耗性、高速性、耐熱性並びに耐焼き付き性が飛躍的に向上できる。特に、同時に負荷するラジアル荷重及びアキシアル荷重による合成荷重に耐えられる構造が実現できる結果、鉄道車両車軸等の過酷な条件で運転される各種回転支持部に広く使用できる。
【００２０】
また、中央列がある為、両側列と中央列は、割合で同時に負荷する為、運転時に負荷しながら回転している車軸の撓み発生が抑制でき、軸受内輪と嵌め合う車軸表面は、内輪内径面の面取接点部との軸方向の微小摺動によるフレッチング傷の発生の防止も十分に期待できる。
【００２１】
更に、本発明の軸受は、構造簡単から、組立、点検及びメンテナンス等の取り扱い容易性が要求される鉄道車両車軸に使用されるのがかなり効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態に係る鉄道車両車軸用密封三列組合せ転がり軸受を図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る鉄道車両車軸用密封三列組合せ転がり軸受の縦断面図である。
【００２４】
第１実施の形態に係る軸受は、鉄道車両車軸用密封三列組合せ転がり軸受である。この軸受は、―体型の外輪２と、三つの単列内輪３ａ，３ａ，３ｂと、その間に介装した両側列の円錐ころ５，５と、該円錐ころ５と円錐ころ５との間を一定の間隔に保持して円錐ころ５に案内される二つの保持器１０，１０と、中央列に介装した円筒ころ２１と、該円筒ころ２１と円筒ころ２１との間を一定の間隔に保持して内・外輪２，３ａ…又は円筒ころ２１に案内される一つの保持器３１と、内輪３ａ，３ａ両側に取付けるシール・ウェアー・リング機能を持った二つの油切１１，１１と、外輪２の両側に取付ける二つのシール部材１２，１２と、を備えている。
【００２５】
外輪２は、一体型で車体のハウジング(軸受箱)に組まれやすい。又、その両側列の円錐ころ５，５は、主にラジアル荷重を負荷しながら、アキシアル荷重も負荷し、中央列の円筒ころ２１は、主にラジアル荷重を負荷する。中央列の円筒ころ２１は、一部のラジアル荷重を分担負荷し、両側列の円錐ころ５，５は、より小さい負荷容量でよいので、円錐ころ５，５の長さがより短くでき、これにより、ころスキュとスミヤリング又は滑り傷をよく抑制できることとなる。
【００２６】
又、中央列も負荷しているので、負荷しながら回転している車軸１の撓み発生を抑止し、内輪内径面の面取交接部との軸方向の微小摺動による軸のフレッチングによる傷の発生を防止することができる。尚、中央列がある為、軸受のアキシアル隙間の増大傾向が抑止でき、これにより、軸受の耐振動衝撃性だけではなく、耐つば焼き付き性を向上することができる。
【００２７】
（第２実施の形態）
図２は、本発明の第２実施の形態に係る鉄道車両車軸用密封三列組合せ転がり軸受の縦断面図である。
【００２８】
本実施の形態は、その基本的構造が上述した第１実施の形態と同様であり、相違する点についてのみ説明する。
【００２９】
第２実施の形態に係る軸受は、鉄道車両車軸用密封三列組合せ転がり軸受である。この軸受の内輪は、二つからなり、単列の内輪３ａと、複列の内輪３ｃとを備えている。その他の構成は、上記第１実施の形態と同様である。
【００３０】
この軸受の機能は、内輪が単列及び複列の二つの内輪３ａ，３ｃであり、他の実施の形態より、車軸１の僥み発生を抑止し、内輪内径面の面取交接部との軸方向の微小摺動による軸のフレッチングによる傷の発生を防止することができる。その他は、第１実施の形態と同じで、詳細説明は省略にする。
【００３１】
（第３実施の形態）
図３は、本発明の第３実施の形態に係る鉄道車両車軸用密封三列組合せ転がり軸受の縦断面図である。
【００３２】
本実施の形態は、その基本的構造が上述した第１実施の形態と同様であり、相違する点についてのみ説明する。
【００３３】
第３実施の形態に係る軸受は、鉄道車両車軸用密封三列組合せ転がり軸受である。この軸受は、中央列に、自動調心のできる樽状ころ２２を備えており、また、この樽状ころ２２のための保持器３２も備えている。その他の構成は、上記第１実施の形態と同様である。
【００３４】
この軸受の機能は、中央列が自動調心のできる樽状ころ２２であり、第１、第２の実施の形態より、一定のアキシアル荷重が負荷でき、両側列のラジアル隙間の不均等或はアキシアル荷重による中央列の樽状ころ２２のエッジロートの発生が抑制できる。その他は、第１実施の形態と同じで、詳細説明は省略にする。
【００３５】
（第４実施の形態）
図４は、本発明の第４実施の形態に係る鉄道車両車軸用密封三列組合せ転がり軸受の縦断面図である。
【００３６】
本実施の形態は、その基本的構造が上述した第１実施の形態と同様であり、相違する点についてのみ説明する。
【００３７】
第４実施の形態に係る軸受は、鉄道車両車軸用密封三列組合せ転がり軸受である。この軸受は、中央列に、転動体としての玉２３を備えており、また、この玉２３のための保持器３３も備えている。その他の構成は、上記第１実施の形態と同様である。
【００３８】
この軸受の機能は、中央列が玉２３であり、第１、第２の実施の形態より、一定のアキシアル荷重が負荷できる。その他は、第１実施の形態と同じで、詳細説明は省略にする。
【００３９】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る鉄道車両車軸用密封三列組合せ転がり軸受の縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施の形態に係る鉄道車両車軸用密封三列組合せ転がり軸受の縦断面図である。
【図３】本発明の第３実施の形態に係る鉄道車両車軸用密封三列組合せ転がり軸受の縦断面図である。
【図４】本発明の第４実施の形態に係る鉄道車両車軸用密封三列組合せ転がり軸受の縦断面図である。
【図５】従来に係る鉄道車両車軸用密封型複列円錐ころ軸受の縦断面図（実績品）である。
【図６】従来に係る鉄道車両車軸用オープン型複列円筒ころ軸受の縦断面図（実績品）である。
【符号の説明】
【００４１】
１  車軸
２  外輪
３ａ  内輪
３ｂ  内輪
３ｃ  内輪
４  間座
５  円錐ころ
６  円筒ころ
７  玉
１０  保持器
１１  鍔輪
１２  シール部材
２１  円筒ころ
２２  樽状ころ
２３  玉
３１  保持器
３２  保持器
３３  保持器
【図１】
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【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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