(57)【要約】【課題】  円錐ころを適切に保持可能な保持器を有する円錐ころ軸受を提供する。【解決手段】  円錐ころ軸受１１は、内輪１２と、外輪１３と、内輪１２および外輪１３の間に配置された円錐ころ１４と、円錐ころ１４の間隔を保持する保持器１５と、軸受の両端面を密封する密封シール（図示せず）とを備える。保持器１５は、リング形状で、その円周面に円錐ころ１４を収容する複数のポケットを有し、ポケットの壁面は、円錐ころ１４の転動面に沿う曲面形状である。そして、案内面径寸法Ｒ１と、ころ径Ｒ２とは、１．００＜Ｒ１／Ｒ２≦１．０８の関係を有する。【選択図】      図３
2006316838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、
外輪と、
前記内輪および前記外輪の間に配置された円錐ころと、
前記円錐ころを収容するポケットを有する保持器とを備え、
前記ポケットの壁面は、前記円錐ころの転動面に沿う曲面形状であって、
前記ポケットの案内面径寸法Ｒ１と、
前記円錐ころの小端面でのころ径Ｒ２とは、
１．００＜Ｒ１／Ｒ２≦１．０８
の関係を有する、円錐ころ軸受。
【請求項２】
前記保持器は、樹脂材料により形成される、請求項１に記載の円錐ころ軸受。
【請求項３】
軸と、
前記軸を回転自在に支持する円錐ころ軸受とを備えた鉄道車両車軸支持構造において、
前記円錐ころ軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪および前記外輪の間に配置された円錐ころと、前記円錐ころを収容するポケットを有する保持器とを備え、前記ポケットの壁面は、前記円錐ころの転動面に沿う曲面形状であって、前記ポケットの案内面径寸法Ｒ１と、前記円錐ころの小端面でのころ径Ｒ２とは、１．００＜Ｒ１／Ｒ２≦１．０８の関係を有することを特徴とする、鉄道車両車軸支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高速回転、高負荷環境下で使用される円錐ころ軸受、および、そのような円錐ころ軸受を備えた鉄道車両車軸支持構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の円錐ころ軸受１は、図１に示すように、内輪２と、外輪３と、内輪２および外輪３の間に配置された円錐ころ４と、円錐ころ４を収容するポケットを複数有し、円錐ころ４の間隔を保持する保持器４とを備える。あるいは、内輪２および外輪３の両端面に密封シールをさらに備える。
【０００３】
円錐ころ軸受１は、ラジアル荷重とスラスト荷重を受けることができ、かつ、負荷容量が大きいことから、大きな荷重が負荷される鉄道車両車軸や産業機械等の主軸を支持する軸受として好適である。
【０００４】
図１に示したような円錐ころ軸受１は、潤滑性および保持器の強度の観点から、例えば、特開平８−２４７１５２号公報（特許文献１）に記載されている構成を採用しているものがある。同公報によると、保持器５は、リング状のリブ５ａと、円錐ころ４を収容するポケットを形成する柱部５ｂとを備え、ポケット壁面５ｃは、円錐ころ４の軌道面に沿う曲面形状であると記載されている。
【特許文献１】特開平８−２４７１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記公報に記載されているような構成の円錐ころ軸受１において、ポケット壁面５ｃの直径Ｒ１は、円錐ころ４のころ径Ｒ２よりも大きく設定されている。Ｒ１＝Ｒ２とした場合、保持器５が円錐ころ４を内輪２に押し付けることとなり、円錐ころ４の円滑な回転を妨げるからである。しかし、Ｒ１がＲ２と比較して大きくなりすぎると、円錐ころ４の保持器ポケット内での移動可能域が広くなり、円錐ころ４が内輪２の小鍔部２ａを越えて脱落する恐れがある。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、円錐ころを適切に保持可能な保持器を有する円錐ころ軸受、および、そのような円錐ころ軸受を備えた鉄道車両車軸支持構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る円錐ころ軸受は、内輪と、外輪と、内輪および外輪の間に配置された円錐ころと、円錐ころを収容するポケットを有する保持器とを備える。そして、ポケットの壁面は、円錐ころの転動面に沿う曲面形状であって、ポケットの案内面径寸法Ｒ１と、円錐ころの小端面でのころ径Ｒ２とは、１．００＜Ｒ１／Ｒ２≦１．０８の関係を有する。
【０００８】
上記構成の円錐ころ軸受は、ポケット壁面を曲面形状とすることにより、柱部を肉厚化することができるので、保持器の強度が向上する。また、ポケットの案内面径寸法Ｒ１と円錐ころ小端面でのころ径Ｒ２とを１．００＜Ｒ１／Ｒ２≦１．０８の範囲内に設定することにより、保持器が円錐ころの回転を阻害することなく、また、円錐ころが内輪小鍔部を越えて脱落するのを有効に防止可能な円錐ころ軸受を得ることができる。なお、本明細書中「案内面径寸法」とは、保持器ポケットの小径側端部でポケット壁面が形成する円弧の直径を指すものとする。
【０００９】
好ましくは、保持器は、樹脂材料により形成されるとよい。樹脂材料は、耐衝撃性に優れ、軽量で低摩擦である。また、樹脂は自己潤滑性を有することから、円錐ころと保持器との摩擦が低減できるため、摩耗粉による潤滑油の劣化が防止できる。
【００１０】
この発明に係る鉄道車両車軸支持構造は、軸と、軸を回転自在に支持する円錐ころ軸受とを備えた鉄道車両車軸支持構造において、円錐ころ軸受は、内輪と、外輪と、内輪および外輪の間に配置された円錐ころと、円錐ころを収容するポケットを有する保持器とを備え、ポケットの壁面は、円錐ころの転動面に沿う曲面形状であって、ポケットの案内面径寸法Ｒ１と、円錐ころの小端面でのころ径Ｒ２とは、１．００＜Ｒ１／Ｒ２≦１．０８の関係を有することを特徴とする。
【００１１】
上記構成のような円錐ころ軸受を鉄道車両の車軸を支持する軸受として使用することにより、円錐ころの回転不良や内輪小鍔部からの脱落等のトラブルを防止できるので、メンテナンス周期を延伸可能な鉄道車両車軸支持構造を得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、ポケットの案内面径寸法Ｒ１と円錐ころ小端面でのころ径Ｒ２との寸法関係を適切な値に設定することにより、円錐ころの回転不良や内輪小鍔部からの脱落等のトラブルを防止可能な円錐ころ軸受を得ることができる。
【００１３】
また、このような円錐ころ軸受を鉄道車両の車軸を支持する軸受として使用することにより、メンテナンス周期を延伸可能な鉄道車両車軸支持構造を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図３を参照して、この発明の一実施形態に係る円錐ころ軸受１１を説明する。
【００１５】
円錐ころ軸受１１は、内輪１２と、外輪１３と、内輪１２および外輪１３の間に配置された円錐ころ１４と、円錐ころ１４の間隔を保持する保持器１５と、軸受の両端面を密封する密封シール（図示せず）とを備える。保持器１５は、リング形状で、その円周面に円錐ころ１４を収容する複数のポケットを有し、ポケットの壁面は、図２に示した保持器５と同様に円錐ころ１４の転動面に沿う曲面形状である。そして、ポケットの案内面径寸法Ｒ１と、円錐ころ１４の小端面でのころ径Ｒ２（以下、単に「ころ径」という）とは、１．００＜Ｒ１／Ｒ２≦１．０８の関係を有する。
【００１６】
保持器１５のポケット壁面を円錐ころ１４の転動面に沿う曲面形状とすることにより、柱部を肉厚化することができるので、保持器１５の強度が向上する。また、案内面径寸法Ｒ１ところ径Ｒ２との関係は、円錐ころ１４の回転を阻害しないために、１．００＜Ｒ１／Ｒ２としている。一方、円錐ころ１４の内輪１２の小鍔部１２ａを越えて脱落するのを防止するためには、円錐ころ１４が保持器１５のポケット内のどこに位置していても、軸受回転軸線から円錐ころ１４の小端面下端までの距離ｄ１（「ころ内接円径」という）と、軸受回転軸線から内輪２の小鍔部上端までの距離ｄ２（「内輪小鍔部外径」という）との関係が、ｄ１／ｄ２＜１００となる必要がある。
【００１７】
そこで、Ｒ１／Ｒ２の比率を変化させることにより、ｄ１／ｄ２がどのように変化するのかを調査した。結果は図４に示すように、Ｒ１／Ｒ２の増加に伴ってほぼ直線的にｄ１／ｄ２が増加しており、Ｒ１／Ｒ２＝１０８％を超えたところで、ｄ１／ｄ２＝１００％となった。したがって、Ｒ１／Ｒ２≦１．０８とすることにより、円錐ころ１４の内輪１２の小鍔部からの脱落を防止することができる。
【００１８】
なお、保持器１５は、金属材料で形成してもよいが、樹脂材料により形成されることが好ましい。樹脂材料は、耐衝撃性に優れ、軽量で低摩擦である。また、樹脂は自己潤滑性を有することから、円錐ころ１４と保持器１５との摩擦が低減できるため、摩耗粉による潤滑油の劣化を防止することができる。
【００１９】
次に、図５を参照して、本発明の一実施形態に係る鉄道車両車軸支持構造を説明する。
【００２０】
鉄道車両車軸支持構造は、車軸３０と、車軸３０を回転自在に支持する複列円錐ころ軸受２１とを備える。複列円錐ころ軸受２１は、２つの内輪部材の小径側端部を突き合わせた内輪２２と、外輪２３と、内輪２２および外輪２３の間に複列に配置された円錐ころ２４と、円錐ころ２４の間隔を保持する保持器２５と、両端面を密封する密封シール２６とを備える。
【００２１】
保持器２５は、リング形状で、その円周面に円錐ころ２４を収容する複数のポケットを有し、ポケットの壁面は、図２に示した保持器５と同様に円錐ころ２４の転動面に沿う曲面形状である。そして、案内面径寸法Ｒ１と、ころ径Ｒ２とは、１．００＜Ｒ１／Ｒ２≦１．０８の関係を有する。
【００２２】
上記構成の複列円錐ころ軸受２１は、図３に示したような円錐ころ軸受１１と同様に潤滑性および保持器強度が高く、車軸３０を支持する軸受として好適である。また、案内面径寸法Ｒ１と、ころ径Ｒ２とを、１．００＜Ｒ１／Ｒ２≦１．０８の範囲内に設定することにより、円錐ころ２４の回転不良や脱落等のトラブルを防止することができるので、結果として、メンテナンス周期を延伸した鉄道車両車軸支持構造を得ることができる。
【００２３】
上記の実施形態では、単列の円錐ころ軸受でも、複列の円錐ころ軸受であってもよい。複列円錐ころ軸受とした場合、円錐ころの大径側端部を向かい合わせた正面組み合わせ（「内向き形」という）軸受としてもよいが、円錐ころの小径側端部を向かい合わせた背面組み合わせ（「外向き形」という）軸受とすることにより、軸受の回転中心線と、左右の列の円錐ころと内外輪の接触線との交点の距離（「作用点間距離」という）が長くなるので、モーメント荷重を受けるのに有利な構造となる。
【００２４】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
この発明は、保持器を有する円錐ころ軸受、および、そのような円錐ころ軸受を備えた鉄道車両車軸支持構造に有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来の円錐ころ軸受を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ´断面の拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る円錐ころ軸受を示す図である。
【図４】本発明の効果を検証した結果を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る鉄道車両車軸支持構造である。
【符号の説明】
【００２７】
１，１１，２１  円錐ころ軸受、２，１２，２２  内輪、２ａ，１２ａ  小鍔部、３，１３，２３  外輪、４，１４，２４  円錐ころ、５，１５，２５  保持器、５ａ  リブ、５ｂ  柱部、５ｃ  壁面、２６  密封シール、３０  軸。
【図１】
2006316838.tif 000003
【図２】
2006316838.tif 000004
【図３】
2006316838.tif 000005
【図４】
2006316838.tif 000006
【図５】
2006316838.tif 000007