(57)【要約】【課題】  軸受寿命や耐焼付き性を向上した円錐ころ軸受を提供する。【解決手段】  円錐ころ軸受１０の内輪１１には、円錐ころ１２の大端面２０を案内する大鍔面１７と、円錐ころ１２が転動する軌道面１８との境界部分に、径方向の長さに比べて軸方向の長さが大きい扁平状のぬすみ溝１９が設けられている。【選択図】      図１
2006300176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円錐ころの大端面を案内する大鍔面と軌道面との境界部分にぬすみ溝が設けられた内輪を有する円錐ころ軸受であって、
前記ぬすみ溝は径方向の長さに比べて軸方向の長さが大きい扁平状に設けられる、円錐ころ軸受。
【請求項２】
前記ぬすみ溝の、軸方向の長さをａ、径方向の長さをｂとしたとき、
２≦ａ／ｂ≦１６の関係が成立する、請求項１に記載の円錐ころ軸受。
【請求項３】
２．５≦ａ／ｂ≦７．５の関係が成立する、請求項１または２に記載の円錐ころ軸受。
【請求項４】
前記ぬすみ溝と前記大鍔面との接点から、内輪大端面までの軸方向の長さをｃとしたとき、
０．０５≦ａ／ｃ≦０．５の関係が成立する、請求項１〜３のいずれかに記載の円錐ころ軸受。
【請求項５】
０．１４≦ａ／ｃ≦０．４３の関係が成立する、請求項１〜４のいずれかに記載の円錐ころ軸受。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の円錐ころ軸受の内輪にピニオン軸を支持する、鉄道車両駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、円錐ころ軸受および鉄道車両駆動装置に関し、特に、冬季低温時や始動時等、内輪の大鍔面と円錐ころの大端面との接触面に十分に潤滑油が行き届かない希少潤滑条件下において、良好な潤滑性を有する円錐ころ軸受および鉄道車両駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鉄道車両駆動装置に使用される円錐ころ軸受においては、はねかけ給油方法で潤滑油を供給している。しかし、上記方法であっても、冬季低温時や始動時等、円錐ころの大端面を案内する大鍔面と円錐ころの大端面との接触面に十分に潤滑油が行き届かない希少潤滑条件下においては、軸受寿命や耐焼付き性の点で問題があった。
【０００３】
ここで、軸受寿命や耐焼付き性を向上させたころ軸受が、たとえば、特開２００３−１５６０５６号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００４】
特許文献１には、図５に示すような、内輪１０１と、ころ１０４とを備えるころ軸受が記載されている。内輪１０１には、軌道面１０６と内輪１０１の大鍔１０２との間に大鍔逃げ部１０３が設けられている。この大鍔逃げ部１０３は、ころ１０４と大鍔１０２との接触面１０８や軌道面１０６を研削加工する際に、砥石の端部を逃がすために設けられている。この部分に固形油潤滑剤１０７を充填している。
【０００５】
特許文献１によれば、大鍔逃げ部１０３に充填された固形油潤滑剤１０７が、軸の回転により軸受の温度が上昇することにより滲み出し、遠心力でころ頭部１０５と大鍔１０２との接触面１０８に潤滑油を供給する。このように構成することにより、軸受寿命や耐焼付き性を向上させている。
【特許文献１】特開２００３−１５６０５６号公報（段落番号０００５、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１によれば、大鍔逃げ部の形状は、軸方向の長さと径方向の長さとがほぼ同一であり、大鍔逃げ部に充填された固形油潤滑剤が、遠心力により容易に滲み出やすい構造となっている。このため、充填された固形油潤滑剤は、短時間で枯渇し、軸受寿命や耐焼付き性の向上が不十分であった。
【０００７】
この発明は、軸受寿命や耐焼付き性を向上した円錐ころ軸受および鉄道車両駆動装置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】
【０００８】
この発明に係る円錐ころ軸受は、円錐ころの大端面を案内する大鍔面と軌道面との境界部分にぬすみ溝が設けられた内輪を有する円錐ころ軸受であって、ぬすみ溝は径方向の長さに比べて軸方向の長さが大きい扁平状に設けられる。
【０００９】
なお、ぬすみ溝の、軸方向の長さをａ、径方向の長さをｂとしたとき、２≦ａ／ｂ≦１６の関係が成立することが好ましく、さらに、２．５≦ａ／ｂ≦７．５の関係が成立することがより好ましい。
【００１０】
また、ぬすみ溝と大鍔面との接点から、内輪大端面までの軸方向の長さをｃとしたとき、０．０５≦ａ／ｃ≦０．５の関係が成立することが好ましく、さらに、０．１４≦ａ／ｃ≦０．４３の関係が成立することがより好ましい。
【００１１】
この発明の他の局面においては、鉄道車両駆動装置は、上記したいずれかの円錐ころ軸受の内輪にピニオン軸を支持する。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、ぬすみ溝は、内輪の大鍔面と軌道面との境界部分に、径方向の長さに比べて軸方向の長さが大きい扁平状に設けられるため、潤滑油はぬすみ溝に保持され、内輪の大鍔面と円錐ころの大端面との接触面に、徐々に供給される。
【００１３】
その結果、軸受寿命や耐焼付き性を向上した円錐ころ軸受を提供することができる。また、上記した円錐ころ軸受の内輪がピニオン軸を支持することにより、軸受寿命や耐焼付き性を向上した鉄道車両駆動装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実施形態に係る円錐ころ軸受の断面の一部を示す図である。図１を参照して、円錐ころ軸受１０は、内輪１１と、円錐ころ１２と、鉄板保持器１３と、外輪１４とを有する。円錐ころ１２は、鉄板保持器１３によって、内輪１１と外輪１４との間に保持される。内輪１１には小鍔１５および大鍔１６が設けられている。円錐ころ１２の大端面２０は、大鍔１６の大鍔面１７によって案内され、円錐ころ１２の小端面２１は、小鍔１５の小鍔面２２によって案内される。内輪１１には、大鍔面１７と円錐ころ１２が転動する軌道面１８との境界部分に、径方向の長さに比べて軸方向の長さが大きい扁平状のぬすみ溝１９が設けられている。
【００１５】
ぬすみ溝１９の形状の詳細について、図２を参照して説明する。図２は、内輪１１に設けられたぬすみ溝１９の断面を拡大して示した図である。図２を参照して、ぬすみ溝１９の形状は、ぬすみ溝１９と軌道面１８との接点から、ぬすみ溝１９の端部までの軸方向の長さをａとし、ぬすみ溝１９の径方向の長さをｂとしたとき、ａの長さはｂの長さよりも大きく、扁平状に構成されている。
【００１６】
このように、ぬすみ溝１９を軸方向に扁平状に構成することにより、潤滑油はぬすみ溝１９に保持され、内輪１１の大鍔面１７と円錐ころ１２の大端面２０との接触面に徐々に滲み出すことになり、潤滑油を徐々に供給することができる。
【００１７】
その結果、軸受寿命や耐焼付き性を向上したころ軸受を提供することができる。
【００１８】
また、ａとｂの寸法関係については、２≦ａ／ｂ≦１６の関係が成立することが好ましい。ａ／ｂを２以上としたのは、潤滑油を保持するには、少なくともこれ位の値が必要であるためである。また、ａ／ｂを１６以下としたのは、この値よりも大きくすると、ぬすみ溝１９の加工が困難となったり、ぬすみ溝１９の奥の方に保持された潤滑油が、接触面に供給されなくなるおそれがあるためである。さらに、より潤滑油を適切に保持するとともに、加工の容易性を考慮すると、２．５≦ａ／ｂ≦７．５の関係が成立することが好ましい。
【００１９】
また、ぬすみ溝１９と内輪１１の大鍔面１７との接点から、内輪大端面２３までの軸方向の長さをｃとしたとき、０．０５≦ａ／ｃ≦０．５の関係が成立することが好ましい。このように構成することにより、上述と同様の効果を得ることができるとともに、円錐ころ１２の大端面２０を案内する大鍔１６の強度を十分に保つことができる。また、実際の円錐ころ軸受の形状を考慮すると、０．１４≦ａ／ｃ≦０．４３の関係が成立することがより好ましい。
【００２０】
上記要件を、一般的なサイズである内径７０ｍｍの円錐ころ軸受に適用すると、ａは１〜３ｍｍ、ｂは０．４ｍｍ、ｃは７ｍｍという関係（２．５≦ａ／ｂ≦７．５、０．１４≦ａ／ｃ≦０．４３）が成立する。
【００２１】
図３は、図１に示す円錐ころ軸受を鉄道車両駆動装置に使用した場合の一例を示す概略断面図である。図３を参照して、鉄道車両駆動装置３０は、円錐ころ軸受１０と、ピニオンギア３２が取り付けられたピニオン軸３１と、潤滑油が下部に溜められている軸受箱（図示しない）とを有する。円錐ころ軸受１０の内輪１１は、ピニオン軸を支持する。外部に設けられたモータの駆動によって、駆動ギア３３に噛み合ったピニオンギア３２が回転し、これに伴いピニオン軸３１も回転する。このとき、軸受箱の下部に溜まっている潤滑油に内輪１１が浸り、ぬすみ溝１９に潤滑油が保持される。ぬすみ溝１９に保持された潤滑油は、遠心力および負圧による吸引力によって、大鍔面１７と円錐ころ１２の大端面との接触面へ徐々に滲み出し、供給される。なお、図中、ピニオンギア３２および駆動ギア３３は、二点鎖線で示している。
【００２２】
また、上記の実施の形態については、ぬすみ溝の形状を軸方向に扁平に設けることとしたが、これは軸方向に実質的に平行であればよいということである。したがって、ぬすみ溝の径方向に多少の角度があってもよい。図４は、この場合のぬすみ溝１９の形状の一例を示す断面図の一部である。図４を参照して、実線で示す、軸方向に平行して存在するぬすみ溝１９ａに対して、破線で示す、ぬすみ溝１９ｂまたはぬすみ溝１９ｃのように、内輪１１の外周側またはその逆側に若干の角度が設けられてもいてもよい。このように構成することにより、円錐ころ軸受が使用される使用条件にぬすみ溝の形状を合わせることができ、また、加工上の裕度が広がり、より容易にぬすみ溝を設けることができる。
【００２３】
また、上記の実施の形態においては、はねかけ給油方法で、内輪が回転することにより、ぬすみ溝に潤滑油を供給することとしたが、これに限らず、ぬすみ溝に固形油潤滑剤を充填しておいてもよい。こうすることによっても、上記と同様の効果が得られる。
【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】
この発明に係る円錐ころ軸受および鉄道車両駆動装置は、内輪の大鍔面と円錐ころの大端面との接触面に潤滑油を徐々に供給することができるため、冬季低温時や始動時等、内輪の大鍔面と円錐ころの大端面との接触面に十分に潤滑油が行き届かない希少潤滑条件下においても、良好な潤滑性を有する鉄道車両駆動装置等に有効に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の一実施形態に係る円錐ころ軸受の、断面の一部を示す図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る円錐ころ軸受の、ぬすみ溝の断面形状を拡大した図である。
【図３】この発明の一実施形態に係る鉄道車両駆動装置の一部を示す概略図である。
【図４】ぬすみ溝の断面形状の一例を示す断面拡大図である。
【図５】従来における大鍔逃げ部に固形油潤滑剤を充填したころ軸受の断面の一部を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  円錐ころ軸受、１１  内輪、１２  円錐ころ、１３  鉄板保持器、１４  外輪、１５  小鍔、１６  大鍔、１７  大鍔面、１８  軌道面、１９  ぬすみ溝、２０  大端面、２１  小端面、２２  小鍔面、２３  内輪大端面、３０  鉄道車両駆動装置、３１  ピニオン軸、３２  ピニオンギア、３３  駆動ギア。
【図１】
2006300176.tif 000003
【図２】
2006300176.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006300176.tif 000006
【図５】
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