(57)【要約】【課題】潤滑性能を長期に亘って良好に維持するとともに、軸受寿命の向上を図ることができる円すいころ軸受を提供する。【解決手段】内輪２と、外輪３と、内輪２と外輪３との間に転動自在に配された複数の円すいころ４と、円すいころ４を円周所定間隔に保持する保持器５とを備えた円すいころ軸受である。保持器５が、小径リング部５１と、大径リング部５２と、小径リング部５１と大径リング部５２とを連結する複数本の柱部５３とを備え、柱部間に円すいころ４が配置されるポケットが形成される。小径リング部５１の内径部と、内輪２の外周面との間にラビリンス構造を形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に配された複数の円すいころと、前記円すいころを円周所定間隔に保持する保持器とを備えた円すいころ軸受において、
保持器が、小径リング部と、大径リング部と、小径リング部と大径リング部とを連結する複数本の柱部とを備え、この柱部間に円すいころが配置されるポケットが形成され、
前記小径リング部の内径部と、内輪の外周面との間にラビリンス構造を形成したことを特徴とする円すいころ軸受。
【請求項２】
保持器の小径リング部が、径方向内側に延びる端面部と、この端面部の径方向内側の縁に屈曲して連なると共に軸方向大径側に延びる内リング部とを有し、この内リング部の内周面を、内輪の外周面の小径側端部に対向させ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】
前記内輪の小径側に小鍔を設けて、この小鍔の外径面を前記内リング部の内周面に対向させたことを特徴とする請求項２の円すいころ軸受。
【請求項４】
前記保持器を、複列の軌道面を有する外輪と、複列に分離した内輪との間に円すいころが配置された複列円すいころ軸受に使用したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項の円すいころ軸受。
【請求項５】
前記請求項１〜請求項４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、特に鉄道車両の車軸用装置に用いられる円すいころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の駆動装置や車軸用装置は、その主軸が転がり軸受により回転自在に支承されている（特許文献１）。図２に示す鉄道車両車軸用軸受は、車軸１０１の端部に配置した複列円すいころ軸受である。円すいころ軸受は、外輪１０３と内輪１０２ａ、１０２ｂとの間に、転動体（円すいころ）１０４ａ、１０４ｂが転動自在に介装されており、この転動体１０４ａ、１０４ｂを所定間隔に保持するための保持器１０５ａ、１０５ｂが設けられている。
【０００３】
保持器１０５ａ、１０５ｂは、円すいころ１０４ａ、１０４ｂの小径端面１０８ａ、１０８ｂ側で連なるリング状の小径リング部１１０ａ、１１０ｂと、円すいころ１０４ａ、１０４ｂの大径端面１０９ａ、１０９ｂ側で連なるリング状の大径リング部１１１ａ、１１１ｂと、これらのリング部を連結する複数の柱部１１２ａ、１１２ｂとからなる。この種の保持器は、小径リング部１１０ａ、１１０ｂと大径リング部１１１ａ、１１１ｂと柱部１１２ａ、１１２ｂとで円すいころ１０４ａ、１０４ｂが嵌合されるポケット１１３ａ、１１３ｂが形成される。
【特許文献１】特開２００６−３２２５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記のような円すいころ軸受は、保持器のポケット１１３ａ、１１３ｂと、転動体である円すいころ１０４ａ、１０４ｂの隙間に潤滑剤（グリース）が充填され、また、円すいころ１０４ａ、１０４ｂの表面にもグリースが塗布されている。このグリースによって潤滑が行なわれ、円すいころ１０４ａ、１０４ｂ、保持器１０５ａ、１０５ｂ、及び内外輪１０３、１０２ａ、１０２ｂの相互間の滑り摩擦や転がり摩擦を緩和している。
【０００５】
円すいころ軸受の使用中において、軸受内部の内端側（円すいころの小径側）の空間Ｓ１内に充填されたグリースは、円すいころ軸受の回転によって、矢印Ａのように空間Ｓ１から軸方向外方側へ流れ込み、保持器１０５ａ、１０５ｂの内径側においては隙間Ｓ２を介して軸方向外方側へ流れる。そして、隙間Ｓ２から矢印Ｂのように、保持器の大径側（軸方向外方側）に流れつつ外輪側に流れ、矢印Ｃのように軸方向外端側へ流れる。なお、保持器１０５ａ、１０５ｂの外径側に流入したグリースは、外輪１０３の軌道面１０７ａ、１０７ｂと、保持器１０５ａ、１０５ｂの外径面に沿って矢印Ａ１、Ｃ１のように流れ、軸方向外端側へ流れる。
【０００６】
このため、空間Ｓ１内に充填されたグリースが早期に大量流出することにより、ころ１０４ａ、１０４ｂの外周面の潤滑が不十分になる可能性がある。これにより、潤滑不良による軸受の回転機能の劣化を引き起こすおそれがある。
【０００７】
特に、鉄道の車軸に用いられる車軸用軸受は屋外で使用されるため、多量の水（雨水や泥水等）及び塵埃に曝される等の過酷な環境で使用される。このため、軸受寿命の向上を図ることにより、信頼性・安全性を確保することが重要な課題である。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みて、潤滑性能を長期に亘って良好に維持するとともに、軸受寿命の向上を図る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】
【０００９】
本発明の円すいころ軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に配された複数の円すいころと、前記円すいころを円周所定間隔に保持する保持器とを備えた円すいころ軸受において、保持器が、小径リング部と、大径リング部と、小径リング部と大径リング部とを連結する複数本の柱部とを備え、この柱部間に円すいころが配置されるポケットが形成され、前記小径リング部の内径部と、内輪の外周面との間にラビリンス構造を形成したものである。
【００１０】
本発明の円すいころ軸受によれば、小径リング部の内径部と、内輪の外周面の小径側端部とが微小隙間を介して対向するため、小径リング部の内径部と、内輪の外周面の小径側端部とが非接触の密封部となり、この非接触密封部をラビリンスシールとして機能させることができる。また、微小隙間を介して、軸受内部の内端側の空間に充填されるグリースが保持器の小径側から大径側へと微小流量で徐々に流れるように構成することができる。
【００１１】
保持器の小径リング部が、径方向内側に延びる端面部と、この端面部の径方向内側の縁に屈曲して連なると共に軸方向大径側に延びる内リング部とを有し、この内リング部の内周面を、内輪の外周面の小径側端部に対向させることができる。また、前記内輪の小径側に小鍔を設けて、この小鍔の外径面を前記内リング部の内周面に対向させることができる。
【００１２】
前記保持器を、複列の軌道面を有する外輪と、複列に分離した内輪との間に円すいころが配置された複列円すいころ軸受に使用したり、鉄道車両の車軸用軸受装置に使用したりすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の円すいころ軸受は、非接触密封部をラビリンスシールとして機能させることにより、軸受内部の内端側（円すいころの小径側）の空間内に充填されたグリースを長期に亘って保持することができる。このため、軸受内部の内端側の空間に充填されたグリースの軸方向外端側への早期における大量流出を防止することができる。しかも、保持器の小径側から大径側へと流れるグリースは微小流量であるので、ころの外周面及び両端面にグリースを徐々に供給することができ、潤滑性能を長期に亘って良好に維持するとともに、軸受寿命の向上を図ることができる。
【００１４】
また、内リング部の内周面と、小鍔の外径面との間に微小隙間を形成することでき、この微小隙間を比較的長く形成することができて、ラビリンスシールを簡単かつ確実に形成することができるとともに、保持器の小径側から大径側へと微小流量でグリースを安定して供給することができる。
【００１５】
内輪の小径部に小鍔を設けたことによって、円すいころ軸受を組込むまでの間に円すいころが小端側に脱落するのを防止できて、組立性の向上を図ることができ、しかも、保持器の小径リング部を内径側にあまり延ばすことなくラビリンスシールを効果的に設けることができる。
【００１６】
前記保持器を用いることによって、軸受装置の潤滑性能を長期に亘って良好に維持することができる。このため、多量の水（雨水や泥水等）及び塵埃に曝される等の過酷な環境で使用される鉄道車両の車軸用軸受装置に特に最適となり、車軸用軸受装置として、長期に亘って安定した機能を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１に示す鉄道車両車軸用軸受は、車軸１の端部１ａに配置した複列円すいころ軸受である。この複列円すいころ軸受は、外周面に円すい状の軌道面６ａ、６ｂを有する内輪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させ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を介在している。上記内輪２ａ、２ｂは、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。
【００１９】
外輪３は軸箱（図示省略）に固定され、その軸箱は台枠等に固定される。内輪２ａ、２ｂは、軸端側（図１の左方）に位置する前蓋１２と、反軸端側（図１の右方）に位置する後蓋１６との間に挟み込んである。前蓋１２と内輪２ａとの間には油切り１４が介在させてある。前蓋１２は車軸１の軸端にボルト１８で固定してある。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。密封装置２０は外輪３の両端開口部に装着したシールケース２３と、シールケース２２の内部に保持させたオイルシール２４とで構成される。
【００２０】
前記保持器５ａ、５ｂは、この種の保持器に一般的に使用される金属製であって、小径側に小径リング部５１ａ、５１ｂを有すると共に、大径側に大径リング部５２ａ、５２ｂを有し、これら小径リング部５１ａ、５１ｂと大径リング部５２ａ、５２ｂとの間に、概ね軸線方向に延びる複数本の柱部５３ａ、５３ｂを有している。この柱部相互間に、円すいころ４ａ、４ｂを保持するポケット５６ａ、５６ｂを形成している。
【００２１】
前記保持器５ａ、５ｂの小径リング部５１ａ、５１ｂは、径方向内側に延びる端面部５４ａ、５４ｂと、この端面部５４ａ、５４ｂの径方向内側の縁に屈曲して連なると共に大径側に延びる内リング部５５ａ、５５ｂとを有する。端面部５４ａ、５４ｂと内リング部５５ａ、５５ｂはＪ字形状をなす。
【００２２】
この保持器５ａ、５ｂは、小径リング部５１ａ、５１ｂの内径部を、内輪２ａ、２ｂの外周面の小径側端部と微小隙間Ｓを介して対向するように配置している。具体的には、内リング部５５ａ、５５ｂの内周面が、内輪の小鍔２１ａ、２１ｂの外周面に対向している。内リング部５５ａ、５５ｂの内周面と、内輪の小鍔２１ａ、２１ｂの外径面とが非接触の密封部となり、この非接触密封部にてラビリンスシールを構成している。
【００２３】
車軸１の回転時における軸受内の潤滑剤（グリース）の挙動について述べる。円すいころ軸受の使用中において、軸受内部の内端側（円すいころの小径側）の空間Ｓ０内に充填されたグリースは、円すいころ軸受の回転によって、矢印Ａのように空間Ｓ０から軸方向外方側（円すいころの大径側）へ流れ込む。保持器５ａ、５ｂの内径側においては微小隙間Ｓを介して軸方向外方側へ流れる。そして、微小隙間Ｓから矢印Ｂのように、保持器の大径側（軸方向外方）に流れつつ外輪側に流れ、最終的には矢印Ｃのように、軸方向外端側へ流れる。なお、保持器５ａ、５ｂの外径側に流入したグリースは、外輪３の軌道面７ａ、７ｂと、保持器５ａ、５ｂの外径面に沿って矢印Ａ１、Ｃ１のように流れ、軸方向外端側へ流れる。
【００２４】
このように、本発明の円すいころ軸受では、内リング部５５ａ、５５ｂの内周面と、内輪の小鍔２１ａ、２１ｂの外径面とが微小隙間Ｓを介して対向するため、内リング部５５ａ、５５ｂの内周面と、内輪の小鍔２１ａ、２１ｂの外径面とが非接触の密封部となり、この非接触密封部をラビリンスシールとして機能させることができる。これにより、空間Ｓ０内に充填されたグリースを長期に亘って保持することができる。このため、空間Ｓ０に充填されたグリースの軸方向外端側への早期における大量流出を防止することができる。
【００２５】
しかも、微小隙間Ｓを介して、空間Ｓ０に充填されるグリースが保持器５ａ、５ｂの小径側から大径側へと微小流量で徐々に流れるように構成することができる。このため、ころの外周面及び両端面にグリースを徐々に供給することができ、潤滑性能を長期に亘って良好に維持するとともに、軸受寿命の向上を図ることができる。
【００２６】
特に前記実施形態のように、保持器５ａ、５ｂの小径リング部５１ａ、５１ｂが、径方向内側に延びる端面部５４ａ、５４ｂと、この端面部５４ａ、５４ｂの径方向内側の縁に屈曲して連なると共に大径側に延びる内リング部５５ａ、５５ｂとを有するものであれば、この内リング部５５ａ、５５ｂの内周面を、内輪の小鍔２１ａ、２１ｂの外周面に対向させることができる。これにより、内リング部５５ａ、５５ｂの内周面と、小鍔２１ａ、２１ｂの外径面との間に微小隙間Ｓを形成することでき、この微小隙間Ｓを比較的長く形成することができて、ラビリンスシールを簡単かつ確実に形成することができるとともに、保持器５ａ、５ｂの小径側から大径側へと微小流量でグリースを安定して供給することができる。
【００２７】
前記内輪２ａ、２ｂの小径側に小鍔２１ａ、２１ｂを設けて、この小鍔２１ａ、２１ｂの外径面を前記内リング部５５ａ、５５ｂの内周面に対向させることができる。これにより、円すいころ軸受を組込むまでの間に円すいころ４ａ、４ｂが小端側に脱落するのを防止できて、組立性の向上を図ることができ、しかも、保持器５ａ、５ｂの小径リング部５１ａ、５１ｂを内径側にあまり延ばすことなくラビリンスシールを効果的に設けることができる。
【００２８】
前記保持器５ａ、５ｂは、多量の水（雨水や泥水等）及び塵埃に曝される等の過酷な環境で使用される鉄道車両の車軸用軸受装置に特に最適となり、車軸用軸受装置として、長期に亘って安定した機能を発揮する。
【００２９】
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、保持器は必ずしも金属製である必要はなく、例えば樹脂製とすることもできる。また、鉄道車両の車軸用軸受装置以外のものにも適用することが可能であり、単列で使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の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】前記図１の円すいころ軸受の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
２      内輪
３      外輪
４      円すいころ
５      保持器
５１    小径リング部
５２    大径リング部
５３    柱部
５４    端面部
５５    内リング部
Ｓ      微小隙間
【図１】
2008261368.tif 000003
【図２】
2008261368.tif 000004