(57)【要約】【課題】充填されたグリースを転動体や内外輪軌道面等の軸受内部に逐次補給することにより転動体、内外輪軌道面や保持器の潤滑を長期にわたって効率よく行い、耐摩耗性及び高速性を著しく向上することができる転がり軸受を提供する。【解決手段】本発明の転がり軸受１０は、内輪軌道面１３を有する内輪１１と、外輪軌道面１４を有する外輪１２と、内外輪軌道面１３，１４間に配された複数の転動体１６と、転動体１６を転動自在に保持する保持器１７とを有し、グリースによって潤滑される。そして、外輪１２の肩部に、外輪軌道面１４に接して連続して配され、グリースを貯留するグリース貯留溝１５を備えた。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面を有する外輪と、前記内外輪軌道面間に配された複数の転動体と、前記転動体を転動自在に保持する保持器とを有し、グリースによって潤滑される転がり軸受であって、
前記外輪の肩部に、前記外輪軌道面に接して連続して配され、前記グリースを貯留するグリース貯留溝を備えたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記グリース貯留溝が、前記外輪軌道面に近似した凹面状にして、該外輪軌道面の軸方向外側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面を有する外輪と、前記内外輪軌道面間に配された複数の転動体と、前記転動体を転動自在に保持する保持器とを有し、グリースによって潤滑される転がり軸受であって、
前記外輪の肩部に、前記外輪軌道面に接して連続して配され、軸受空間を拡大するグリース貯留溝を備えたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項４】
前記請求項１〜３のいずれかに記載の転がり軸受であって、鉄道車両に使用されることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機、特に鉄道車両の主電動機、発電機、及び電動発電機又は鉄道車両の車軸装置に用いられる玉軸受、ころ軸受等の転がり軸受に関し、詳しくは充填されたグリースを転動体や内外輪軌道面等の軸受内部に逐次補給することにより、転動体、内外輪軌道面や保持器の潤滑を長期間にわたり効率よく行えるとともに耐摩耗性及び高速性を著しく向上した転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道車両の主電動機、発電機、及び電動発電機又は鉄道車両の車軸装置では、その主軸が転がり軸受により回転自在に支承されており、このような転がり軸受においては、グリースによる潤滑が必要とされている。
【０００３】
この種の転がり軸受では、外輪と内輪との間に、転動体が転動自在に介装されており、転動体を所定間隔に保持するための保持器が設けられている。そして、潤滑に際しては、外輪及び内輪の軌道面近傍、転動体、並びに保持器に付着したグリースが、転動体、内外輪軌道面や保持器の接触面に巻き込まれることによって潤滑が行われている。
【０００４】
鉄道車両の主電動機として、近年使われるようになった誘導電動機では、省メンテナンス性の観点から、封入されたグリースが長期にわたって使用され、解体、軸受分解洗浄周期を延伸することが望まれている。
また、鉄道車両の高速化に伴い、転がり軸受にも高速化が要求されており、潤滑性能の向上が望まれている。
【０００５】
一方、グリースをより多く封入することは、潤滑に有利であるという観点から、従来より軸受の蓋に、グリースポケット部と呼ばれるくぼみが設けられている。これは、通常のシール付密封軸受とは異なり、グリースが封入されている空間が軸方向に広いため、グリースポケット部の中に未劣化のグリースを多く残したまま潤滑寿命に至る場合もあり、グリースポケット部内のグリースが有効に使われていないのではないかと懸念されている。
そこで、グリースポケット部を含めた軸受近傍のグリースを効率よく潤滑に寄与させることができれば、解体、軸受分解洗浄周期の延伸や軸受の高速化に有効である。
【０００６】
グリースを軸受内部に効率よく供給する転がり軸受として、下記特許文献１、２に開示されたものが知られている。
【０００７】
図７に示したように、特許文献１に開示された転がり軸受１００は、外輪１０１と内輪１０２との間に、転動体１０３が転動自在に介装されており、転動体１０３を所定間隔に保持する保持器１０４が設けられている。
回転軸１０５の外周囲には、位置決め油切り１０６が設けられており、回転軸１０５の端部側には、軸受固定油切り１０７が設けられている。軸受固定油切り１０７の外周囲には、外輪１０１を固定する軸受押え１０８が設けられている。この軸受押え１０８には、外輪１０１を保持するブラケット１０９が設けられている。
そして、外輪１０１、内輪１０２、軸受押え１０８、及びブラケット１０９内には、グリースが充填されている。
【０００８】
内輪１０２の外径面と端面とのコーナー部に、付着したグリースを放射状に飛散させる面取り部１１０が形成されている。これにより、内輪１０２の外径面と面取り部１１０との一対の交点の幅が、外輪１０１の外径面の微小な面取り部を除く幅よりも小さく設定されている。
【０００９】
このような転がり軸受１００では、内輪１０２の外径面と面取り部１１０との一対の交点の幅が、外輪１０１の外径面の微小な面取り部を除く幅よりも小さく設定されているため、内輪１０２の面取り部１１０に付着したグリースは、内輪１０２の遠心力により転動体１０３に向けて放射状に飛散され、転動体１０３、外輪１０１の内径面、保持器１０４を潤滑するようにしている。
【００１０】
図８に示したように、特許文献２に開示された転がり軸受１２０は、外輪１２１と内輪１２２との間に、転動体１２３が転動自在に介装されており、転動体１２３を所定間隔に保持する保持器１２４が設けられている。
転動体１２３の軸受軸方向の外側には、一対の密封板１２５，１２５が設けられている。そして、外輪１２１の内径面にグリース溜り１２６を形成している。
【００１１】
このような転がり軸受１２０では、グリースを保持器１２４にのせ、遠心力の影響を受けてグリースが飛散しても、外輪１２１の内径面のグリース溜り１２６により、転動体１２３や外輪１２１の外輪軌道面１２７にグリースが直接付着しないようにしている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２０００−８７９８５公報（第２−３頁、第１図）
【特許文献２】
特開平１１−２２４８号公報（第２頁、第１図）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１，２に開示された転がり軸受では、軸受内に封入されたグリースの流出を防止したり、或いは外部からの異物混入を防止したりするものであり、いずれもシールド部材等の密閉板との組合せによって密封性能が向上するものであるため、グリースを効率よく飛散させることに対しては、有効な手段になり得なかった。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、充填されたグリースを転動体や内外輪軌道面等の軸受内部に逐次補給することにより転動体、内外輪軌道面や保持器の潤滑を長期にわたって効率よく行い、耐摩耗性及び高速性能を著しく向上することができる転がり軸受を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の転がり軸受は、内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面を有する外輪と、前記内外輪軌道面間に配された複数の転動体と、前記転動体を転動自在に保持する保持器とを有し、グリースによって潤滑される転がり軸受であって、前記外輪の肩部に、前記外輪軌道面に接して連続して配され、前記グリースを貯留するグリース貯留溝を備えたことを特徴とする。
【００１６】
前記構成の転がり軸受によれば、外輪軌道面に接して連続したものとして外輪の肩部に形成されたグリース貯留溝にグリースが貯留される。
したがって、グリース貯留溝が外輪軌道面に接する位置に、より多くのグリースを溜めることができる。これにより、グリース貯留溝に溜められたグリースがグリース貯留溝に連続する外輪軌道面に活発に移動するため、転動体、内外輪軌道面等の軸受内部に対してグリースを逐次補給することができる。その結果、転動体、内外輪軌道面や保持器の潤滑を長期にわたって効率よく行い、耐摩耗性及び高速性能を著しく向上させることができる。
【００１７】
本発明の請求項２記載の転がり軸受は、前記グリース貯留溝が、前記外輪軌道面に近似した凹面状にして、該外輪軌道面の軸方向外側に形成されていることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受である。
【００１８】
前記構成の転がり軸受によれば、グリース貯留溝が外輪軌道面に近似した凹面状にして、外輪軌道面の軸方向外側に形成されているので、外輪の肩部がグリース貯留溝になる。
したがって、転がり軸受の運転中に発生する遠心力が作用したとしても、グリース貯留溝に溜まったグリースを外輪軌道面に対してのみ集中的に供給させることができる。
【００１９】
本発明の請求項３記載の転がり軸受は、内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面を有する外輪と、前記内外輪軌道面間に配された複数の転動体と、前記転動体を転動自在に保持する保持器とを有し、グリースによって潤滑される転がり軸受であって、前記外輪の肩部に、前記外輪軌道面に接して連続して配され、軸受空間を拡大するグリース貯留溝を備えたことを特徴とする転がり軸受である。
【００２０】
前記構成の転がり軸受によれば、外輪軌道面に接して連続したものとして外輪の肩部に形成されたグリース貯留溝によって軸受空間が拡大される。
したがって、グリース貯留溝が外輪軌道面に接する位置により多くのグリースを溜めることができる。これにより、グリース貯留溝に溜められたグリースがグリース貯留溝に連続する外輪軌道面に活発に移動するため、転動体や内外輪軌道面等の軸受内部に対してグリースを逐次補給することができる。その結果、転動体、内外輪軌道面や保持器の潤滑を長期にわたって効率よく行い、耐摩耗性及び高速性能を著しく向上させることができる。
【００２１】
本発明の請求項４記載の転がり軸受は、前記請求項１〜３のいずれかに記載の転がり軸受であって、鉄道車両に使用されることを特徴とする転がり軸受である。
したがって、鉄道車両の主電動機、発電機及び車軸装置に使用されることにより、転動体の潤滑を長期にわたって効率よく行い、誘導電動機等の主電動機や車軸装置の転がり軸受の耐摩耗性及び高速性能を著しく向上させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の転がり軸受の第１実施形態を図１及び図２に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る転がり軸受の第１実施形態を示す断面図である。図２は図１における転がり軸受を鉄道車両の主電動機に組み込んだ状態を示す断面図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の転がり軸受１０は、内輪軌道面１３を有する内輪１１と、外輪軌道面１４を有し、この外輪軌道面１４に接して連続して形成されたグリース貯留溝１５を有する外輪１２と、内輪１１及び外輪１２間に複数配置された鋼球等の転動体である玉１６と、複数の玉１６を円周方向等間隔に保持するポケット１８を有するもみぬき型保持器（以下、保持器と称す）１７とを備えている。
【００２４】
内輪１１は、内輪軌道面１３の軸受軸方向の外側に、一対の肩部１９を有している。
外輪１２は、外輪軌道面１４の軸受軸方向の外側が、一対のグリース貯留溝１５になっている。グリース貯留溝１５は、外輪軌道面１４に近似した凹面状にして、外輪軌道面１４に接して連続して配されている。グリース貯留溝１５は、外輪１２の内径面の周方向に連続して形成されている。グリース貯留溝１５は、外輪軌道面１４に接する位置で軸受空間を拡大する機能を備えている。
【００２５】
保持器１７は、ソリッド型すなわち中実型のリング状を成し、黄銅等の金属材料によって作成されている。ポケット１８は、保持器１７の円周方向の複数箇所に設けられており、保持器１７の外径面側が円筒形状にされ、内径面側が内径側に行くに従って窄まる円錐形状である。なお、保持器１７は、樹脂製や波型のプレス保持器としても良い。
【００２６】
図２に示すように、転がり軸受１０は、鉄道車両の主電動機４０において、外輪１２が、軸箱３０の円筒状内径面部に嵌め込まれて、一対の蓋体３１，３２により両側から挟み込まれて配される。蓋体３１，３２は、軸箱３０にボルト等の締結手段により締め付け固定される。転がり軸受１０は、内輪１１が主軸３３の外径面に嵌合して取付けられ、両側に配された間座３４，３５間に挟み込まれている。
【００２７】
蓋体３１，３２には、転がり軸受１０の内外輪１１，１２間の隙間に沿って開口する環状のグリースポケット部３６，３７が形成されている。これらグリースポケット部３６，３７は、外周側の内壁面３８，３９が開口側に向けて広がるテーパ面にされ、内壁面３８，３９の開口縁部が外輪１２の内径面近傍に臨んでいる。
そして、グリース貯留溝１５は、外輪軌道面１４と外輪端面とを連通するように、略半円の断面形状をもって形成されている。
【００２８】
このような構造を有する転がり軸受１０は、外輪軌道面１４に連続して配されたグリース貯留溝１５にグリースが溜り易くなっている。そのため、玉１６の近傍にグリースが多く存在し、玉１６、外輪軌道面１４、及び内輪軌道面１３の軸受空間内へグリースが効率よく供給される。
【００２９】
また、回転により軸受空間内から排出されたグリースが、外輪１２の内径面でグリース貯留溝１５に移動すると、グリース貯留溝１５に既に溜まっていたグリース、及びグリースポケット部３６，３７から供給されたグリースと混合され、グリース貯留溝１５から外輪軌道面１４を介して軸受空間内に再度供給されて潤滑に利用される。
【００３０】
そして、グリース貯留溝１５によって、軸受空間の容積が大きくなっているため、グリースの初期封入量を多くすることができる。そのため、グリースの初期封入量が多くなるとともに、上述したように回転により排出されたグリースが軸受空間内へ循環し易くなるため、潤滑性が向上され、解体、軸受分解洗浄周期の延伸及び高速性能の向上を図ることができる。
【００３１】
上述したように本実施形態の転がり軸受１０によれば、外輪軌道面１４に接して連続したものとして外輪１２の肩部に形成されたグリース貯留溝１５にグリースが貯留される。
したがって、グリース貯留溝１５が外輪軌道面１４に接する位置に、より多くのグリースを溜めることができる。これにより、グリース貯留溝１５に溜められたグリースが、グリース貯留溝１５に連続する外輪軌道面１４に活発に移動するため、玉１６、外輪軌道面１４、内輪軌道面１３等の軸受内部に対してグリースを逐次補給することができる。よって、玉１６、外輪軌道面１４、内輪軌道面１３、保持器１７の潤滑を長期にわたって効率よく行い、耐摩耗性及び高速性能を著しく向上させることができる。
【００３２】
また、グリース貯留溝１５が外輪軌道面１４に近似した凹面状にして、外輪軌道面１４の軸方向外側に形成されることにより、外輪１２の肩部がグリース貯留溝１５になる。
したがって、転がり軸受１０の運転中に発生する遠心力が作用したとしても、グリース貯留溝１５に溜まったグリースを、外輪軌道面１４に対してのみ集中的に供給させることができる。
【００３３】
更に、外輪軌道面１４に接して連続したものとして外輪１２の肩部に形成されたグリース貯留溝１５によって軸受空間が拡大される。
したがって、グリース貯留溝１５が外輪軌道面１４に接する位置に、より多くのグリースを溜めることができる。これにより、グリース貯留溝１５に溜められたグリースがグリース貯留溝１５に連続する外輪軌道面１４に活発に移動するため、玉１６、外輪軌道面１４、内輪軌道面１３等の軸受内部に対してグリースを逐次補給することができる。よって、玉１６、外輪軌道面１４、内輪軌道面１３、保持器１７の潤滑を長期にわたって効率よく行い、耐摩耗性及び高速性能を著しく向上させることができる。
【００３４】
次に、本発明の転がり軸受の第２実施形態を図３及び図４に基づいて詳細に説明する。図３は本発明に係る転がり軸受の第２実施形態を示す断面図である。図４は図３における転がり軸受を鉄道車両の車軸に組み込んだ状態を示す断面図である。
図３に示すように、本実施形態の転がり軸受２０は、複列円筒ころ軸受であり、内輪軌道面を有する内輪２１と、外輪軌道面を有する外輪２２と、内輪２１及び外輪２２間に複数配置された転動体である円筒ころ２３と、複数の円筒ころ２３を円周方向等間隔に保持する保持器２４と、内輪２１外側の円筒ころ２３，２３間に配置された間座２５と、内輪２１の一端側につば輪２６を備えている。
【００３５】
本実施形態の複列円筒ころ軸受の場合、外輪２２は、外輪軌道面の軸受軸方向の外側に各々１条、及び中央の円筒ころ２３，２３間に１条、計３条のグリース貯留溝２７が外輪２２の内径面の周方向に連続して設けられており、軸受空間を拡大する機能を備えている。
【００３６】
図４に示すように、転がり軸受２０は、鉄道車両の車軸装置５０において、図中右側の後部に後蓋４５が車軸４３の肩部に当接しており、車軸４３の外径面に内輪２１が嵌合して取付けられている。また、図中左側の前部にはつば輪２６を介して前蓋４４が車軸４３にねじ締結されている。
【００３７】
このような構造を有する転がり軸受２０は、外輪軌道面の円筒ころ２３近傍に配されたグリース貯留溝２７にグリースが溜り易くなっている。そのため、円筒ころ２３の近傍にグリースが多く存在し、円筒ころ２３及び内外輪軌道面の軸受空間内へグリースが効率よく供給される。
また、軸受空間の容積がグリース貯留溝２７によって大きくなっているため、グリースの初期封入量を多くすることができる。
【００３８】
また、回転により軸受空間内から排出されたグリースが、外輪２２の内径面でグリース貯留溝２７に移動すると、グリース貯留溝２７に既に溜まっていたグリースと混合される。したがって、グリース貯留溝２７から外輪軌道面を介して軸受空間内に再度供給されて潤滑に利用されるので、潤滑性の向上とともに、解体、軸受分解洗浄周期の延伸及び高速性能の向上を図ることができる。
【００３９】
次に、本発明の転がり軸受の第３実施形態を図５及び図６に基づいて詳細に説明する。図５は本発明に係る転がり軸受の第３実施形態を示す断面図である。図６は図５における転がり軸受を鉄道車両の車軸に組み込んだ状態を示す断面図である。
図５に示すように、本実施形態の転がり軸受６０は、複列円錐ころ軸受であり、内輪軌道面を有する内輪６１と、外輪軌道面を有する外輪６２と、内輪６１及び外輪６２間に複数配置された転動体である円錐ころ６３と、複数の円錐ころ６３を円周方向等間隔に保持する保持器６４と、内輪６１外側の円錐ころ６３，６３間に配置された間座６５とを備えている。
【００４０】
本実施形態の複列円錐ころ軸受の場合、外輪６２は、外輪軌道面の軸受軸方向の外側に各々１条、及び中央の円錐ころ６３，６３間に２条、計４条のグリース貯留溝６７が外輪６２の内径面の周方向に連続して設けられており、軸受空間を拡大する機能を備えている。
【００４１】
図６に示すように、転がり軸受６０は、鉄道車両の車軸装置５０において、車軸７３の外径面に内輪６１が嵌合して取付けられ、図中右側の後部に後蓋７５が車軸４３の肩部に当接しており、図中左側の前部に前蓋７４が車軸４３にねじ締結されている。
【００４２】
このような構造を有する転がり軸受６０は、外輪軌道面の円錐ころ６３近傍に配されたグリース貯留溝６７にグリースが溜り易くなっている。そのため、円錐ころ６３の近傍にグリースが多く存在し、円錐ころ６３及び内外輪軌道面の軸受空間内へグリースが効率よく供給される。
また、軸受空間の容積がグリース貯留溝６７によって大きくなっているため、グリースの初期封入量を多くすることができる。
【００４３】
また、回転により軸受空間内から排出されたグリースが、外輪６２の内径面でグリース貯留溝６７に移動すると、グリース貯留溝６７に既に溜まっていたグリースと混合される。したがって、グリース貯留溝６７から外輪軌道面を介して軸受空間内に再度供給されて潤滑に利用されるので、潤滑性の向上とともに、解体、軸受分解洗浄周期の延伸及び高速性能の向上を図ることができる。
【００４４】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。例えば、各種用途、形式、列数（単列、複列、多列）の玉軸受、円筒ころ軸受、棒状ころ軸受、針状ころ軸受、円錐ころ軸受、球面ころ軸受にも適用できる。また、グリース貯留溝の形状は、半円形の断面形状に限らず、逆三角形の断面形状や四角形の断面形状としても良く、成形加工工程における工数や金型にかかる経費等を考慮して選択される。
また、グリースの成分、保持器のポケットの形状は、上述した実施形態に何ら限定されるものではない。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の転がり軸受によれば、外輪軌道面に接して連続したものとして外輪の肩部に形成されたグリース貯留溝にグリースが貯留され、又グリース貯留溝によって軸受空間が拡大される。
したがって、グリース貯留溝が外輪軌道面に接する位置に、より多くのグリースを溜めることができ、グリース貯留溝に溜められたグリースがグリース貯留溝に連続する外輪軌道面に活発に移動するため、転動体や内外輪軌道面等の軸受内部に対してグリースを逐次補給することができる。よって、転動体、内外輪軌道面や保持器の潤滑を長期にわたって効率よく行い、耐摩耗性及び高速性能を著しく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る転がり軸受の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１における転がり軸受を鉄道車両の主電動機に組み込んだ状態を示す断面図である。
【図３】本発明に係る転がり軸受の第２実施形態を示す断面図である。
【図４】図３における転がり軸受を鉄道車両の車軸に組み込んだ状態を示す断面図である。
【図５】本発明に係る転がり軸受の第３実施形態を示す断面図である。
【図６】図５における転がり軸受を鉄道車両の車軸に組み込んだ状態を示す断面図である。
【図７】従来の転がり軸受を示す断面図である。
【図８】従来の別の転がり軸受を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　　転がり軸受
１１　　内輪
１２　　外輪
１３　　内輪軌道面
１４　　外輪軌道面
１５　　グリース貯留溝
１６　　玉（転動体）
１７　　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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【図７】
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【図８】
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