(57)【要約】【課題】軸受内部の各部位に長期に亘って安定して潤滑剤(グリース)を供給し続けることが可能な製造効率に優れた低コストの鉄道車両車軸用軸受を提供する。【解決手段】互いに相対回転可能に対向配置され且つ鉄道車両の車軸１３を支持する軌道輪(内輪１、外輪３)と、軌道輪の対向面にそれぞれ形成された軌道面1s,3s間に転動自在に組み込まれた複数の円すいころ５とを備えた鉄道車両車軸用軸受であって、円すいころは、軌道面に沿って転動する円すい形状を成す転動面５ｍと、転動面の両側にそれぞれ形成された円形の端面(小径端面５ａ、大径端面５ｂ)とを備えており、一方の端面は、他方の端面よりも小径に形成されていると共に、当該一方の端面には、その一部を窪ませて形成した少なくとも１つの窪み部５ｇが設けられている。【選択図】図１
2008025731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相対回転可能に対向配置され且つ鉄道車両の車軸を支持する軌道輪と、軌道輪の対向面にそれぞれ形成された軌道面間に転動自在に組み込まれた複数の円すいころとを備えた鉄道車両車軸用軸受であって、
円すいころは、軌道面に沿って転動する円すい形状を成す転動面と、転動面の両側にそれぞれ形成された円形の端面とを備えており、
一方の端面は、他方の端面よりも小径に形成されていると共に、当該一方の端面には、その一部を窪ませて形成した少なくとも１つの窪み部が設けられていることを特徴とする鉄道車両車軸用軸受。
【請求項２】
窪み部は、潤滑剤を収容して保持可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両車軸用軸受。
【請求項３】
窪み部は、円形を成す一方の端面の中心から外径方向に向って同心円状に配列されていると共に、それぞれ周方向に沿って連続して形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両車軸用軸受。
【請求項４】
窪み部は、円形を成す一方の端面の中心から外径方向に向って同心円状に配列されていると共に、それぞれ周方向に沿って所定間隔で断続して形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両車軸用軸受。
【請求項５】
窪み部は、円形を成す一方の端面の中心から外径方向に向って螺旋状に連続して形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両車軸用軸受。
【請求項６】
窪み部は、円形を成す一方の端面の中心から外径方向に向って螺旋状に且つ所定間隔で断続して形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両車軸用軸受。
【請求項７】
窪み部は、円形を成す一方の端面上に点在していることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両車軸用軸受。
【請求項８】
窪み部は、円形を成す一方の端面上を横断する方向に延在していることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両車軸用軸受。
【請求項９】
一方の端面上を横断する方向に延在している窪み部は、互いに平行に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の鉄道車両車軸用軸受。
【請求項１０】
一方の端面上を横断する方向に延在している窪み部は、互いに交差して配置されていることを特徴とする請求項８に記載の鉄道車両車軸用軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受の潤滑性能を長期に亘って一定に維持することが可能な鉄道車両車軸用軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両車軸には、例えば特許文献１に開示されたような各種の円すいころ軸受が用いられている。その一例として図１(ａ)に示された円すいころ軸受は、相対回転可能に対向配置された軌道輪(内輪１、外輪３)と、内外輪1,3の対向面にそれぞれ周方向に連続して形成された軌道面1s,3s間に沿って転動自在に組み込まれた複数の転動体(円すいころ)５と、複数の円すいころ５を１つずつ回転自在に保持しながら、内外輪1,3間に沿って公転する保持器１１とが設けられている。なお、円すいころ５は、軌道面1s,3sに沿って転動する円すい形状を成す転動面５ｍと、転動面５ｍの両側にそれぞれ形成された円形の端面5a,5bとを備えており、一方の端面(小径端面)５ａは、他方の端面(大径端面)５ｂよりも小径に形成されている。
【０００３】
かかる軸受において、鉄道車両車軸(回転軸)１３には、２つの内輪１が背面同士を環状の間座１５に当て付けた状態で嵌合されており、これら２つの内輪１の外側に対向して単体(一体型)の外輪３がハウジング(図示しない)に嵌合されている。この場合、各内輪１の対向面には、円すいころ５の転動面５ｍの円すい形状に沿うように、間座１５側から離間する方向に沿って末広がり状に傾斜した環状の内輪軌道面１ｓが形成されており、一方、外輪３の対向面には、各内輪１の内輪軌道面１ｓに沿って傾斜した２つの環状の外輪軌道面３ｓが形成されている。
【０００４】
また、各内輪軌道面１ｓの両側には、当該軌道面1s,3sに沿って環状の鍔部7,9が突出されており、その突出端7e,9eの径寸法が相互に異なっている。具体的に説明すると、各内輪１において、間座１５側の鍔部７(以下、小径鍔部７という)は、比較的小径の突出端７ｅとなり、反間座１５側の突出端９ｅ(以下、大径鍔部９という)は、間座１５側の鍔部７よりも比較的大径の突出端９ｅとなっている。
【０００５】
更に、２つの内輪１の軸方向(アキシアル方向)両側には、それぞれ、環状の当接体(油切り部材１７、後蓋１９)が鉄道車両車軸(回転軸)１３に嵌合(外嵌)した状態で当接している。この場合、一方側(図１(ａ)中向って左側)の油切り部材(当接体)１７に対してエンドキャップ２１をアキシアル方向に当て付け、これを複数のキャップスクリュウ２３で車軸１３に締結することで、円すいころ軸受に所定の予圧を付与することができる。
【０００６】
このような軸受において、鉄道車両車軸(回転軸)１３を回転させると、内外輪1,3が回転中心軸Ｑ回りに相対回転する間(軸受回転中)に、当該内外輪1,3の軌道面1s,3s間に保持器１１と共に組み込まれた複数の円すいころ５は、その両端面(小径端面５ａ、大径端面５ｂ)が各鍔部7,9の案内面7s,9sに保持・案内されながら軌道面1s,3sに沿って転動する。この場合、軸受回転中における潤滑性能を一定に維持するために、軸受内部には、潤滑剤(例えば、グリース)が軸受内部に封入されている。
【０００７】
また、内外輪1,3の両側には、軸受内部を軸受外部から密封するための密封機構が設けられており、これにより、潤滑剤(グリース)の軸受外部への漏洩防止と共に、異物(例えば、水、塵埃)の軸受内部への浸入防止が図られている。かかる密封機構は、基端部２５ｅが外輪３に固定され、その先端部２５ｔが当接体(油切り部材１７、後蓋１９)に非接触状態に位置決めされた環状のシールケース２５と、当該シールケース２５と当接体17,19との間に介在された密封部材２７とを備えている。なお、シールケース２５は、基端部２５ｅから軸受内部を覆うように先端部２５ｔに向けて延出されており、先端部２５ｔと当接体17,19との間には、ラビリンス(狭いすきま)が構成されている。
【０００８】
このような密封機構によれば、シールケース２５と密封部材２７との構成が相互に組合されることで軸受内部の密封性が高められ、軸受回転中における潤滑性能が一定に維持されている。このとき、内外輪1,3間に保持器１１と共に組み込まれた複数の円すいころ５は、保持器１１により１つずつ回転自在に保持されながら、同時に潤滑剤(グリース)により保持器１１や軌道面1s,3sとの間の摩擦抵抗が低減されつつ軌道面1s,3sに沿って転動する。
【０００９】
ところで、上述したような鉄道車両車軸用軸受には、長期間(例えば、連続走行距離で１２０万ｋｍ)に亘ってメンテナンスフリー(非分解)の要求がされている。かかる要求を満足するためには、軸受内部の各部位(特に、円すいころ５と保持器１１及び内外輪1,3の軌道面1s,3sとの摺接箇所、鍔部９の案内面９ｓ)に長期に亘って安定して潤滑剤(グリース)を供給し続けることが不可欠となる。
【００１０】
このため、例えば特許文献２には、円すいころの小径端面に凹部を形成し、当該凹部に潤滑剤を充填する技術が提案されている。また、例えば特許文献３には、円すいころの小径端面に凹部(又は、貫通孔)を形成し、ここに充填した固形潤滑剤を露出させた技術が提案されている。
【００１１】
しかしながら、特許文献２,３の技術では、潤滑剤を充填するための凹部を比較的深く形成しなければならないと共に、当該凹部の形成方向も内外輪間に組み込まれる円すいころの傾斜方向を考慮しなければならない。この場合、凹部の加工に手間と時間がかかるため、円すいころの製造効率が低下すると共に、当該円すいころの製造コストが上昇してしまう。これは、複数の円すいころを組み込んだ軸受全体の製造効率の低下や製造コストの大幅な上昇につながる結果となる。更に、特許文献２,３の技術では、凹部を比較的深く形成する必要上、その深さの程度によっては、円すいころ自体の強度が低下してしまう場合がある。
【００１２】
そこで、軸受内部の各部位に長期に亘って安定して潤滑剤(グリース)を供給し続けることが可能な製造効率に優れた低コストの鉄道車両車軸用軸受の開発が望まれているが、現在そのような軸受は知られていない。
【特許文献１】特開平２００２−１３９０５４号公報
【特許文献２】特許第３４９５０７７号公報
【特許文献３】実開平７−１４２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、このような要望に応えるためになされており、その目的は、軸受内部の各部位に長期に亘って安定して潤滑剤(グリース)を供給し続けることが可能な製造効率に優れた低コストの鉄道車両車軸用軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
かかる目的を達成するために、本発明は、互いに相対回転可能に対向配置され且つ鉄道車両の車軸を支持する軌道輪と、軌道輪の対向面にそれぞれ形成された軌道面間に転動自在に組み込まれた複数の円すいころとを備えた鉄道車両車軸用軸受であって、円すいころは、軌道面に沿って転動する円すい形状を成す転動面と、転動面の両側にそれぞれ形成された円形の端面とを備えており、一方の端面は、他方の端面よりも小径に形成されていると共に、当該一方の端面には、その一部を窪ませて形成した少なくとも１つの窪み部が設けられている。この場合、窪み部は、潤滑剤を収容して保持可能に構成されている。
【００１５】
このような発明において、窪み部は、円形を成す一方の端面の中心から外径方向に向って同心円状に配列されていると共に、それぞれ周方向に沿って連続して形成されている。この場合、窪み部をそれぞれ周方向に沿って所定間隔で断続して形成しても良い。また、窪み部は、円形を成す一方の端面の中心から外径方向に向って螺旋状に連続して形成されている。この場合、窪み部を所定間隔で断続して形成しても良い。また、窪み部を円形を成す一方の端面上に点在させても良い。更に、窪み部は、円形を成す一方の端面上を横断する方向に延在している。この場合、一方の端面上を横断する方向に延在している窪み部は、互いに平行に配置しても良いし、或いは、互いに交差して配置しても良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、円すいころの一方の端面に窪み部を設け、潤滑剤を収容して保持させることで、軸受内部の各部位に長期に亘って安定して潤滑剤(グリース)を供給し続けることが可能な製造効率に優れた低コストの鉄道車両車軸用軸受を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態に係る鉄道車両車軸用軸受について、添付図面を参照して説明する。なお、本実施の形態は、上述した鉄道車両車軸用軸受(図１(ａ))の円すいころ５の改良であるため、以下では改良部分の説明にとどめる。
【００１８】
図１(ｂ)に示すように、鉄道車両車軸用軸受装置の円すいころ５において、小径端面５ａには、その一部を窪ませて形成した複数の窪み部５ｇが設けられている。この場合、複数の窪み部５ｇは、潤滑剤(グリース)を収容して保持可能に構成されている。なお、図面上において、潤滑剤(グリース)は特に図示しない。
【００１９】
以上、本実施の形態によれば、各窪み部５ｇは、従来に比べて比較的簡単に形成することができる。例えば円すいころ５製造時にプレス加工で小径端面５ａに複数の窪み部５ｇを形成した後、バレル加工により各窪み部５ｇのエッジを丸めるだけで、潤滑剤(グリース)の収容・保持性に優れた窪み部５ｇを完成させることができる。この場合、各窪み部５ｇの形成方向については、従来のように内外輪1,3間に組み込まれる円すいころ５の傾斜方向を考慮する必要は無い。
【００２０】
この結果、複数の窪み部５ｇの加工に手間と時間がかからないため、円すいころ５の製造効率を向上させることができると共に、当該円すいころ５の製造コストを低減させることができる。これにより、複数の円すいころ５を組み込んだ軸受全体の製造効率の向上並びに製造コストの大幅な削減を実現することができる。更に、各窪み部５ｇは、比較的浅く形成しても潤滑剤(グリース)の収容・保持性に影響は無いため、円すいころ５自体の強度が低下することは無い。
【００２１】
また、本実施の形態によれば、小径端面５ａに複数の窪み部５ｇに収容・保持された潤滑剤(グリース)は、軸受回転中における遠心力の作用を受けることで、当該円すいころ５の転動面５ｍから大径端面５ｂ方向へ徐々に移動することになる。この場合、円すいころ５の全体表面は、常に潤滑剤(グリース)で覆われた湿潤状態に維持されるため、軸受内部の各部位(特に、円すいころ５と保持器１１及び内外輪1,3の軌道面1s,3sとの摺接箇所、鍔部９の案内面９ｓ)に長期に亘って安定して潤滑剤(グリース)を供給し続けることができる。同時に、円すいころ５と保持器１１及び内外輪1,3の軌道面1s,3s、鍔部９の案内面９ｓとの間の摩耗や摩損などの発生を低減させることができる。これにより、摩耗粉などによる潤滑剤(グリース)の潤滑性能の低下を抑制することが可能となり、その結果、長期間(例えば、連続走行距離で１２０万ｋｍ)に亘ってメンテナンスフリー(非分解)の要求を満足する鉄道車両車軸用軸受を実現することができる。
【００２２】
なお、上述した実施の形態において、複数の窪み部５ｇの深さや大きさについては特に言及しなかったが、これは例えば潤滑剤(グリース)の種類や、円すいころ５の形状及び大きさに応じて任意に設定されるため、ここでは特に数値限定はしない。また、複数の窪み部５ｇの形状については、各窪み部５ｇに潤滑剤(グリース)を安定して収容・保持できるような形状であれば特に限定されることは無いが、以下に一例を挙げる。
【００２３】
第１の構成例として、図１(ｃ)に示された窪み部５ｇは、小径端面５ａの中心から外径方向に向って同心円状に配列されていると共に、それぞれ周方向に沿って連続して形成されている。この場合、窪み部５ｇ相互の径方向ピッチや窪み部５ｇの幅は、例えば潤滑剤(グリース)の種類や、円すいころ５の形状及び大きさに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。なお、同図では、窪み部５ｇのレイアウトを分かり易くするために、ハッチングを施したが、これは断面を示すものでは無い。
【００２４】
第２の構成例として、図１(ｄ)に示された窪み部５ｇは、小径端面５ａの中心から外径方向に向って同心円状に配列されていると共に、それぞれ周方向に沿って所定間隔で断続して形成されている。この場合、窪み部５ｇ相互の周方向ピッチや窪み部５ｇの幅は、例えば潤滑剤(グリース)の種類や、円すいころ５の形状及び大きさに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。なお、同図では、窪み部５ｇのレイアウトを分かり易くするために、ハッチングを施したが、これは断面を示すものでは無い。
【００２５】
第３の構成例として、図２(ａ)に示された窪み部５ｇは、小径端面５ａの中心から外径方向に向って螺旋状に連続して形成されている。この場合、窪み部５ｇの螺旋ピッチや巻き数並びに窪み部５ｇの幅は、例えば潤滑剤(グリース)の種類や、円すいころ５の形状及び大きさに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００２６】
第４の構成例として、図２(ｂ)に示された窪み部５ｇは、小径端面５ａの中心から外径方向に向って螺旋状に且つ所定間隔で断続して形成されている。この場合、窪み部５ｇ相互の螺旋方向ピッチや窪み部５ｇの幅は、例えば潤滑剤(グリース)の種類や、円すいころ５の形状及び大きさに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００２７】
第５の構成例として、図２(ｃ)に示された窪み部５ｇは、小径端面５ａ上に点在している。この場合、図面上では、円形の窪み部５ｇを点在させているが、これに代えて、四角形、三角形、楕円形など各種の形状を適用することができる。また、これら各種の形状を任意に組み合わせて点在させても良い。なお、窪み部５ｇの点在数や点在ピッチ並びに大きさは、例えば潤滑剤(グリース)の種類や、円すいころ５の形状及び大きさに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００２８】
第６の構成例として、図２(ｄ),(ｅ)に示された窪み部５ｇは、小径端面５ａ上を横断する方向に延在している。この場合、窪み部５ｇを互いに平行に配置させても良いし(同図(ｄ))、窪み部５ｇを互いに交差して配置させても良い(同図(ｅ))。この場合、窪み部５ｇ相互のピッチや窪み部５ｇの幅は、例えば潤滑剤(グリース)の種類や、円すいころ５の形状及び大きさに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】(ａ)は、鉄道車両車軸用軸受装置の全体の構成を示す断面図、(ｂ)は、本発明の一実施の形態に係る鉄道車両車軸用軸受装置の改良部分(円すいころ)の構成を拡大して示す図、(ｃ)は、第１の構成例に係る窪み部の平面図、(ｄ)は、第２の構成例に係る窪み部の平面図。
【図２】(ａ)は、第３の構成例に係る窪み部の平面図、(ｂ)は、第４の構成例に係る窪み部の平面図、(ｃ)は、第５の構成例に係る窪み部の平面図、(ｄ)は、第６の構成例において、互いに平行に配置された窪み部の平面図、(ｅ)は、第６の構成例において、互いに交差して配置された窪み部の平面図。
【符号の説明】
【００３０】
１  内輪
１ｓ  内輪軌道面
３  外輪
３ｓ  外輪軌道面
５  円すいころ
５ａ  小径端面
５ｂ  大径端面
５ｇ  窪み部
５ｍ  転動面
１３  車軸
【図１】
2008025731.tif 000003
【図２】
2008025731.tif 000004