(57)【要約】【課題】ラジアル荷重、アキシアル荷重を支承でき、耐振動衝撃性、耐焼き付け性を十分に向上するとともに、ころを保持している保持器の耐久性も向上させることができる鉄道車両用ころ軸受を提供する。【解決手段】ころ１０は、外周面を軸方向に同一半径の円筒面とし、軸方向の両端面を平面とし、外周面と端面との間の部分を球状凸面１０ｃとし、この球状凸面１０ｃと係合する各鍔部１６，２０、２２の側面を、前記球状凸面１０ｃの曲率中心を含み、前記ころの中心軸に直交する仮想平面上にその曲率中心を有し、その曲率半径が前記球状凸面の曲率半径とほぼ同じである凹曲面とし、前記ころの球状凸面と係合する保持器１２のポケットの隅部を、面取り加工により曲面を設けた形状とした。【選択図】        図１
2005069276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に外嵌し、外周面に円筒形の内輪軌道を有する内輪と、軸受ハウジングに内嵌し、内周面に円筒形の外輪軌道を有する外輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けた複数のころと、全体が円環状若しくは円筒状をなして複数のポケットを周方向にわたって間欠的に形成しており、各ポケット内に配置した前記ころを間隔をあけて保持する保持器と、前記外輪軌道と前記内輪軌道とのそれぞれの軸方向両端部のうち、少なくともこれら外輪軌道と内輪軌道とで互いに軸方向反対側となる端部に、前記外輪及び前記内輪と一体又は別体にそれぞれ設けた鍔部とを備え、各鍔部の側面と前記ころの軸方向端面側との係合によりアキシアル荷重を支承自在としている鉄道車両用ころ軸受において、
前記ころは、外周面を軸方向に同一半径の円筒面とし、軸方向の両端面を平面とし、前記外周面と端面との間の前記鍔部の側面と係合する部分を、前記ころの中心をその中心とした同一球面上に存在する球状凸面とし、
前記球状凸面と係合する前記鍔部の側面を、前記球状凸面の曲率中心を含み前記ころの中心軸に直交する仮想平面上にその曲率中心を有し、その曲率半径が前記球状凸面の曲率半径とほぼ同じである凹曲面とし、
前記ころの前記球状凸面と係合する前記保持器の前記ポケットの隅部を、面取り加工により曲面を設けた形状としたことを特徴とする鉄道車両用ころ軸受。
【請求項２】
回転軸に外嵌し、外周面に円筒形の内輪軌道を有する内輪と、軸受ハウジングに内嵌し、内周面に円筒形の外輪軌道を有する外輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けた複数のころと、全体が円環状若しくは円筒状をなして複数のポケットを周方向にわたって間欠的に形成しており、各ポケット内に配置した前記ころを間隔をあけて保持する保持器と、前記外輪軌道と前記内輪軌道とのそれぞれの軸方向両端部のうち、少なくともこれら外輪軌道と内輪軌道とで互いに軸方向反対側となる端部に、前記外輪及び前記内輪と一体又は別体にそれぞれ設けた鍔部とを備え、各鍔部の側面と前記ころの軸方向端面側との係合によりアキシアル荷重を支承自在としている鉄道車両用ころ軸受において、
前記ころは、外周面を軸方向に同一半径の円筒面とし、軸方向の両端面を平面とし、前記外周面と端面との間の前記鍔部の側面と係合する部分を、前記外周面から前記端面に向かうに従い徐々に縮径した円錐面形状とし、
当該円錐面形状の部分と係合する前記鍔部の側面を、前記円錐面形状の部分に対して線接触する該円錐面形状の部分と略同形状の円錐面形状とし、且つ、前記鍔部の側面と前記円錐面形状の部分の有効接触部分の法線が前記ころの中心に通じており、
前記ころの円錐面形状の部分と係合する前記保持器の前記ポケットの隅部を、面取り加工により曲面を設けた形状としたことを特徴とする鉄道車両用ころ軸受。
【請求項３】
前記内輪は複数の列の内輪軌道を有し、前記外輪も、前記内輪の内輪軌道の列と同数の外輪軌道を有しており、これら複数の内輪軌道及び外輪軌道との間に複数列に配置した前記ころを設けてなる複列ころ軸受であるとともに、前記外輪は、前記複数の外輪軌道を一体に設けた単一部材であることを特徴とする請求項１又は２記載の鉄道車両用ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば鉄道車両の車軸等の回転軸をハウジングに回転自在に支持する軸受に関し、使用時に線路等からの振動衝撃荷重によりラジアル荷重だけでなくアキシアル荷重が加わる際に好適な鉄道車両用ころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車軸を軸受ハウジングに対して回転自在に支持している鉄道車両の車軸用ころ軸受は、使用時にラジアル荷重の他にアキシアル荷重も加えられ、さらには線路等から振動衝撃荷重も常に加えられている。したがって、鉄道車両の車軸ころ軸受は、ラジアル荷重、アキシアル荷重を支承し、しかも耐振動衝撃性だけではなく、高速性、低発熱性並びに耐摩耗性を有することが要求されている。
従来の車軸用軸受として、特許文献１、特許文献２に記載の軸受が知られている。
【０００３】
特許文献１の軸受は、間座を間に配置して車軸に外嵌している一対の内輪と、軸受ハウジングに内嵌している一個の外輪と、外輪と一対の内輪との間に介装されている２列の円錐ころと、各ポケット内で各円錐ころを転動自在に保持している保持器とを備えた複列円錐ころ軸受である。
また、特許文献２の軸受は、車軸に外嵌している一個の内輪と、間座を間に配置して軸受ハウジングに内嵌している一対の外輪と、一対の外輪と内輪との間に介装されている２列の円筒ころと、各ポケット内で各円筒ころを胆道自在に保持している保持器とを備えた複列円筒ころ軸受である。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３３６７７３号公報（図１参照）
【特許文献１】
特開２０００−２７８５６号公報（図３参照）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１の複列円錐ころ軸受は、ラジアル荷重及びアキシアル荷重を単独か同時に支承することができるが、円錐ころの大径側端面と、この大径側端面に係合する内輪、外輪に形成した鍔面との当接部での滑りが大きくなることが避けられない。このような当接部の大きな滑りは、大径側端面、鍔面の摩耗を増大させるとともに、滑り傷やスミアリング、それが著し場合には、かじりや焼き付け等の損傷を生じやすくなる。また、特許文献１の保持器は、円錐ころを収容しているポケットの隅部の曲率半径が小さいので、振動衝撃が保持器に加わることで隅部に応力集中が加わり、隅部に亀裂が生じて保持器が早期に破損に至るおそれがある。
【０００６】
また、特許文献２の複列円筒ころ軸受は、ラジアル荷重を支承するものとして使用するのが一般的であり、アキシアル荷重も受ける場合には、通常、円錐ころ軸受、或いは玉軸受と組み合わせて使用しなければならない。このため、軸受ハウジングのサイズも大きくなるので小型化の面で問題がある。このため、近年、小さなアキシアル荷重を支承できる車軸用鍔付き複列円筒ころ軸受が開発されているが、この種の軸受も、円筒ころの端面と、この端面に係合する内輪、外輪に形成した鍔面との当接部での滑りが大きくなることが避けられず、滑り傷やスミアリング、それが著し場合には、かじりや焼き付け等の損傷を生じやすくなる。また、特許文献２の保持器も、円錐ころを収容しているポケットの隅部の曲率半径が小さいので、保持器が早期に破損に至るおそれがある。
そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、ラジアル荷重、アキシアル荷重を支承でき、耐振動衝撃性、耐焼き付け性を十分に向上するとともに、ころを保持している保持器の耐久性も向上させることができる鉄道車両用ころ軸受を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、請求項１記載の発明は、回転軸に外嵌し、外周面に円筒形の内輪軌道を有する内輪と、軸受ハウジングに内嵌し、内周面に円筒形の外輪軌道を有する外輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けた複数のころと、全体が円環状若しくは円筒状をなして複数のポケットを周方向にわたって間欠的に形成しており、各ポケット内に配置した前記ころを間隔をあけて保持する保持器と、前記外輪軌道と前記内輪軌道とのそれぞれの軸方向両端部のうち、少なくともこれら外輪軌道と内輪軌道とで互いに軸方向反対側となる端部に、前記外輪及び前記内輪と一体又は別体にそれぞれ設けた鍔部とを備え、各鍔部の側面と前記ころの軸方向端面側との係合によりアキシアル荷重を支承自在としている鉄道車両用ころ軸受において、前記ころを、外周面を軸方向に同一半径の円筒面とし、軸方向の両端面を平面とし、前記外周面と端面との間の前記鍔部の側面と係合する部分を、前記ころの中心をその中心とした同一球面上に存在する球状凸面とし、前記球状凸面と係合する前記鍔部の側面を、前記球状凸面の曲率中心を含み前記ころの中心軸に直交する仮想平面上にその曲率中心を有し、その曲率半径が前記球状凸面の曲率半径とほぼ同じである凹曲面とし、前記ころの前記球状凸面と係合する前記保持器の前記ポケットの隅部を、面取り加工により曲面を設けた形状としたことを特徴とするころ軸受である。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、回転軸に外嵌し、外周面に円筒形の内輪軌道を有する内輪と、軸受ハウジングに内嵌し、内周面に円筒形の外輪軌道を有する外輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けた複数のころと、全体が円環状若しくは円筒状をなして複数のポケットを周方向にわたって間欠的に形成しており、各ポケット内に配置した前記ころを間隔をあけて保持する保持器と、前記外輪軌道と前記内輪軌道とのそれぞれの軸方向両端部のうち、少なくともこれら外輪軌道と内輪軌道とで互いに軸方向反対側となる端部に、前記外輪及び前記内輪と一体又は別体にそれぞれ設けた鍔部とを備え、各鍔部の側面と前記ころの軸方向端面側との係合によりアキシアル荷重を支承自在としている鉄道車両用ころ軸受において、前記ころを、外周面を軸方向に同一半径の円筒面とし、軸方向の両端面を平面とし、前記外周面と端面との間の前記鍔部の側面と係合する部分を、前記外周面から前記端面に向かうに従い徐々に縮径した円錐面形状とし、当該円錐面形状の部分と係合する前記鍔部の側面を、前記円錐面形状の部分に対して線接触する該円錐面形状の部分と略同形状の円錐面形状とし、且つ、前記鍔部の側面と前記円錐面形状の部分の有効接触部分の法線が前記ころの中心に通じており、前記ころの円錐面形状の部分と係合する前記保持器の前記ポケットの隅部を、面取り加工により曲面を設けた形状としたころ軸受である。
【０００９】
さらに、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の鉄道車両用ころ軸受において、前記内輪は複数の列の内輪軌道を有し、前記外輪も、前記内輪の内輪軌道の列と同数の外輪軌道を有しており、これら複数の内輪軌道及び外輪軌道との間に複数列に配置した前記ころを設けてなる複列ころ軸受であるとともに、前記外輪は、前記複数の外輪軌道を一体に設けた単一部材である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る鉄道車両用ころ軸受について、図面を参照しながら詳細に説明する。
先ず、図１から図４は、本発明に係る第１実施形態を示している。
本実施形態は、単列のころ軸受２であり、この軸受２は、内輪４、外輪６、鍔輪８、複数個の円筒ころ１０及び保持器１２とを備えている。
【００１１】
内輪４は、外周面の中間部に円筒形の内輪軌道１４を設け、軸方向の両端部にそれぞれ外向鍔部１６，１６を設けている。
外輪６は、内周面の一端部（図１の右端部）を除く部分に円筒形の外輪軌道１８を設けているとともに、前記一端部に内向鍔部２０を設けている。また、鍔輪８は、外輪６の軸方向他端面（図１１の左端面）に突き当てた状態で設けており、外輪６の内周面のうち外輪軌道１８よりも直径方向内方に突出する部分を、内向鍔部２２としている。
【００１２】
また、複数個の円筒ころ１０は、保持器１２により保持された状態で、内輪軌道１４と外輪軌道１８との間に転動自在に設けられている。
円筒ころ１０は、外周面１０ａを円筒面とし、軸方向端面１０ｂ，１０ｂを平面としているとともに、外周面１０ａ及び端面１０ｂの間の外向、内向各鍔部１６，２０，２２の内側面１６ａ，２０ａ，２２ａと係合する部分１０ｃを、図２に示すように、円筒ころ１０の中心Ｏ１０をその中心とした半径ｒ１０ｃの同一球面上に存在する球状凸面としている。すなわち、円筒ころ１０の軸方向端面１０ｂ，１０ｂのうちの外向、内向各鍔部１６，２０，２２の内側面１６ａ，２０ａ，２２ａと係合する部分を、円筒ころ１０の中心Ｏ１０を曲率中心とした、曲率半径ｒ１０ｃの球状凸面としている（以下、球状凸面１０ｃと称する）。
【００１３】
一方、各円筒ころ１０の球状凸面１０ｃと係合する外向、内向各鍔部１６，２０，２２の内側面１６ａ，２０ａ，２２ａを、図３に示すように（図３は内輪４の外向鍔部１６の内側面１６ａのみを示している。）、上記球状凸面１０ｃの曲率中心Ｏ１０ｃを含み、円筒ころ１０の中心軸Ｘ（図１、図２参照）に直交する仮想平面Ｙ上にその曲率中心Ｏ１６ａを有し、その曲率半径ｒ１６ａが、球状凸面１０ｃの曲率半径ｒ１０ｃとほぼ同じ、好ましくは、曲率半径ｒ１０ｃよりも僅かに大きな凹曲面としている。
【００１４】
なお、凹曲面とした内側面１６ａの曲率中心Ｏ１６ａ及び曲率半径ｒ１６ａを、図１に示す様に、円筒ころ１０の曲率中心Ｏ１０及び球状凸面１０ｃの曲率半径ｒ１０ｃと同じにしても良い。但し、支承するアキシアル荷重や潤滑剤の取り込み易さや、各曲面同士の接触状態をより点接触且つ転がり接触に近くする等を考慮して、例えばこの凹曲面とした内側面１６ａの曲率半径ｒ１６ａを球状凸面１０ｃの曲率半径ｒ１０ｃよりも僅かに大きすることも好ましい。この場合、内側面１６ａを構成する凹曲面の曲率中心が一致しなくても（各内側面１６ａ、１６ａが単一球面上に存在しなくても）良い。又、図３では、内輪４の外向鍔部１６のみを示しているが、外輪６及び鍔輪８に設けた各内向鍔部２０，２２の内側面２０ａ、２２ａも、球状凸面１０ｃの曲率中心Ｏ１０を含み、円筒ころ１０の中心軸Ｘに直交する仮想平面Ｙ上にその曲率中心Ｏ１６ａを有し、この曲率半径ｒ１６ａが球状凸面１０ｃの曲率半径ｒ１０ｃとほぼ同じである凹曲面とする。
【００１５】
また、保持器１２は円環状の部材であり、図４に示すように、周方向に複数のポケット１２ａが間欠的に形成されている。各ポケット１２ａは、円筒ころ１０を外周面１０ａ側から見た形状より大きな略長方形で開口しており、各ポケット１２ａ内に円筒ころ１０を収納して保持している。ここで、円筒ころ１０の球状凸面１０ｃに対向している各ポケット１２ａの隅部１２ｂを、面取り加工により曲面を設けた形状としている。この曲面形状の隅部１２ｂは、球状凸面１０ｃの曲率半径ｒ１０ｃより大きな曲率半径の凹曲面形状で形成されている。
【００１６】
上記構成の円筒ころ軸受２によると、凹曲面とした外向、内向各鍔部１６，２０，２２の内側面１６ａ，２０ａ，２２ａと、円筒ころ１０の球状凸面１０ｃとを略同一の曲率半径で形成しているので、これらの面同士の当接状態を点接触若しくは線接触、且つ転がり接触に近い状態とすることができる。このため、これらの面同士が滑り接触しにくくなって、高速回転した場合でも、滑り傷やスミアリング、かじり、焼き付き等の損傷が生じにくくなる他、衝撃荷重や振動荷重、繰り返し荷重が加わる場合でも、耐焼き付性を確保し易くできる。
【００１７】
また、円筒ころ１０の球状凸面１０ｃと外向、内向各鍔部１６，２０，２２の内側面１６ａ，２０ａ，２２ａとの各当接部には、アキシアル荷重及びラジアル荷重に基づく力が、この当接部の法線方向（中心Ｏ１０、Ｏ１６ａに向かう方向）に加わる。そして、これら各荷重に基づいて上記各当接部の法線方向に加わる力は、円筒ころ１０の中心に向けて作用する。そして、各円筒ころ１０毎に反対側２個所位置に存在する力が、互いに打ち消し合う。このため、各円筒ころ１０を変位させる力が作用しない。例えば、円筒ころ１０に加わるチルトモーメント（図１のβで示す円筒ころ１０の回転中心軸Ｘを傾斜させる力）に関しても、大幅に低減（ほぼ０に）できて、円筒ころ１０の回転中心と内輪４及び外輪６の中心軸とが不一致になりにくくできる。このため、外向、内向各鍔部１６，２０，２２の内側面１６ａ，２０ａ，２２ａや、内輪軌道１４及び外輪軌道１８にエッジロードを生じにい。この結果、上述した当接部でのアキシアル負荷能力（この当接部でかじりや焼き付き等の損傷を生じることなく、より大きなアキシアル荷重を支承し得る能力）を向上できると共に、他の転がり軸受と組み合わせて使用する必要がなくなることによる回転支持部分の小型、簡素化、更には、この小型、簡素化によるコストの低廉化を図ることができる。
【００１８】
さらに、各円筒ころ１０を保持している保持器１２の各ポケット１２ａは、円筒ころ１０の球状凸面１０ｃに対向している各ポケット１２ａの隅部１２ｂを、面取り加工により曲面を設けた形状としているので、球状凸面１０ｃと隅部１２ｂとの当接を、点接触、或いは線接触状態とすることができる。これにより、各円筒ころ１０が各ポケット１２ａに衝突しても、曲面とした隅部１２ｂには応力が集中せず、亀裂が生じにくくなるので、保持器１２の耐久性を向上させることができる。
【００１９】
次に、図５から図７は、本発明に係る第２実施形態の単列のころ軸受を示すものである。なお、本実施形態は、図１から図４で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の特徴は、円筒ころ１０の外周面１０ａと軸方向端面１０ｂ，１０ｂとの間の部分の形状と、外向、内向各鍔部１６，２０，２２の内側面の形状を工夫した点にある。
【００２０】
図６に示すように、円筒ころ１０は、円筒面とした外周面１０ａと平面とした軸方向の端面１０ｂ，１０ｂとの間に、内向各鍔部１６，２０，２２の内側面１６ａ，２０ａ，２２ａと係合する円錐面１０ｄを設けている。すなわち、この円錐面１０ｄは、円筒ころ１０の中心Ｏ１０を通過する直線Ｌ１０ｄに対して直交し、端面１０ｂに向かうに従い徐々に縮径されている面として形成されている（直線Ｌ１０ｄは法線）。
【００２１】
また、円筒ころ１０の円錐面１０ｄと係合する外向、内向各鍔部１６，２０，２２の内側面１６ａ，２０ａ，２２ａは、図７に示すように（図７は内輪４の外向鍔部１６の内側面１６ａのみを示している。）、円筒ころ１０の中心軸Ｘ（図５、図６参照）に直交する仮想平面Ｙ上の中心Ｏ１６ａを通過する直線Ｌ１６ａに対して直交し、中心Ｏ１６ａから離間するに従い徐々に縮径された円錐面形状に形成されている。なお、円錐面形状の内側面１６ａは、円錐ころ１０の円錐面１０ｄとほぼ同じ、好ましくは、僅かに大きな半径に設定されて徐々に縮径されている。
【００２２】
上記構成の円筒ころ軸受２によると、外向、内向各鍔部１６，２０，２２の円錐面形状の内側面１６ａ，２０ａ，２２ａと、円筒ころ１０の円錐面１０ｄとを略同一の形状で形成しているので、これらの面同士の当接状態を線接触、且つ転がり接触に近い状態とすることができる。このため、これらの面同士が滑り接触しにくくなって、高速回転した場合でも、滑り傷やスミアリング、かじり、焼き付き等の損傷が生じにくくなる他、衝撃荷重や振動荷重、繰り返し荷重が加わる場合でも、耐焼き付性を確保し易くできる。
【００２３】
また、円筒ころ１０の円錐面１０ｄと、外向、内向各鍔部１６，２０，２２の円錐面形状の内側面１６ａ，２０ａ，２２ａとの各当接部には、アキシアル荷重及びラジアル荷重に基づく力が、この当接部の法線方向（中心Ｏ１０、Ｏ１６ａに向かう方向）に加わる。そして、これら各荷重に基づいて上記各当接部の法線方向に加わる力は、円筒ころ１０の中心に向けて作用する。そして、各円筒ころ１０毎に反対側２個所位置に存在する力が、互いに打ち消し合う。このため、各円筒ころ１０を変位させる力が作用しない。例えば、円筒ころ１０に加わるチルトモーメントに関しても、大幅に低減（ほぼ０に）できて、円筒ころ１０の回転中心と内輪４及び外輪６の中心軸とが不一致になりにくくできる。このため、外向、内向各鍔部１６，２０，２２の内側面１６ａ，２０ａ，２２ａや、内輪軌道１４及び外輪軌道１８にエッジロードが生じにくい。この結果、上述した当接部でのアキシアル負荷能力（この当接部でかじりや焼き付き等の損傷を生じることなく、より大きなアキシアル荷重を支承し得る能力）を向上できると共に、他の転がり軸受と組み合わせて使用する必要がなくなることによる回転支持部分の小型、簡素化、更には、この小型、簡素化によるコストの低廉化を図ることができる。
【００２４】
さらに、各円筒ころ１０を保持している保持器１２の各ポケット１２ａは、円筒ころ１０の円錐面１０ｄに対向している各ポケット１２ａの隅部１２ｂを、面取り加工により曲面を設けた形状としているので、円錐面１０ｄと隅部１２ｂとの当接を線接触状態とすることができる。これにより、各円筒ころ１０が各ポケット１２ａに衝突しても、曲面とした隅部１２ｂには応力が集中せず亀裂が生じにくくなるので、保持器１２の耐久性を向上させることができる。
【００２５】
次に、図８は、本発明に係る第３実施形態を示している。なお、本実施形態も、図１から図７で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態は、鉄道車両軸受用の密封複列ころ軸受３０であり、車軸３２に外嵌し、外周面に２列の内輪軌道３４を有する内輪３６と、軸受ハウジング（図示せず）に内嵌し、内周面に２列の外輪軌道３８を有する外輪４０と、２列の外輪軌道３８と内輪軌道３４との間に配置して転動自在に設けた複数の円筒ころ１０と、各ポケット内に配置した前記円筒ころ１０を間隔をあけて保持する保持器１２と、内輪３６の軸方向両端部に配置した鍔輪としての油切４２と、油切４２の外周を覆った状態で配置したシール部材４４とを備えた構成としている。
【００２６】
ここで、本実施形態の円筒ころ１０は、図２で示した第１実施形態と同様に、外周面１０ａと軸方向の端面１０ｂ，１０ｂとの間の部分を球状凸面１０ｃとしているとともに、この球状凸面１０ｃに係合する外輪４０の内向鍔部４０ａの内側面と、油切り４２の円筒ころ１０に係合する外向鍔部４２ａの内側面が、球状凸面１０ｃと略同一の曲率半径の凹曲面に形成されている。
【００２７】
上記構成のころ軸受３０によると、円筒ころ１０の球状凸面１０ｃと、外輪４０の内向鍔部４０ａ及び油切り４２の円筒ころ１０に係合する外向鍔部４２ａの凹曲面が略同一の曲率半径で形成されているので、これら各面同士の当接状態を点接触若しくは線接触で、且つ転がり接触に近い状態にできる。この為、これら各面同士が滑り接触しにくくなって、高速回転した場合でも、滑り傷やスミアリング、かじり、焼き付き等の損傷が生じにくくなる他、衝撃荷重や振動荷重、繰り返し荷重が加わる場合でも、耐焼き付性を確保し易くできる。又、円筒ころ１０に加わるチルトモーメントを低減（ほぼ０に）できて、外輪４０の内向鍔部４０ａ及び油切り４２の外向鍔部４２ａの凹曲面や内輪軌道３４及び外輪軌道３８にエッジロードを生じにくくできる。この結果、上述した当接部でのアキシアル負荷能力（この当接部でかじりや焼き付き等の損傷を生じることなく、より大きなアキシアル荷重を支承し得る能力）を向上できる。
【００２８】
また、円筒ころ１０を保持している保持器１２の各ポケット１２ａは曲面を設けた形状としているので、球状凸面１０ｃと隅部１２ｂとの当接を、点接触、或いは線接触状態とすることができ、各円筒ころ１０が各ポケット１２ａに衝突しても、曲面とした隅部１２ｂには応力が集中せず亀裂が生じにくくなるので、保持器１２の耐久性を向上させることができる。
【００２９】
そして、本実施形態では、アキシアル荷重を支承し得る能力を向上できるので、円錐ころ軸受、或いは玉軸受等の他の転がり軸受と組み合わせて使用する必要がなくなり、回転支持部分の小型、簡素化、コストの低廉化を図ることができる。
さらに、外輪４０は、２列の円筒ころ１０を転動自在とする一体構造としたことで剛性が高い構造となり、高速回転で使用しても耐久性の高い軸受とすることができる。
【００３０】
ここで、本実施形態の円筒ころ１０を、図６で示した第２実施形態と同様に、外周面１０ａと軸方向の端面１０ｂ，１０ｂとの間の部分を円錐面１０ｄとするとともに、この円錐面１０ｄに係合する外輪４０の内向鍔部４０ａの内側面と、油切り４２の円筒ころ１０に係合する外向鍔部４２ａの内側面を、円錐面１０ｄと略同一形状の円錐面形状とした場合にも、これら各面同士の当接状態を線接触で、且つ転がり接触に近い状態にでき、高速回転時に、滑り傷やスミアリング、かじり、焼き付き等の損傷が生じにくくなる他、衝撃荷重や振動荷重、繰り返し荷重が加わる場合でも、耐焼き付性を確保し易くできる。又、当接部でのアキシアル負荷能力を向上できる。
【００３１】
次に、図９は、本発明に係る第４実施形態を示している。なお、本実施形態は、図８で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態は、鉄道車両軸受用の複列ころ軸受５０であり、車軸３２に外嵌し、外周面に２列の内輪軌道３４を有する内輪３６と、軸受ハウジング（図示せず）に内嵌し、内周面に２列の外輪軌道３８を有する外輪４０と、２列の外輪軌道３８と内輪軌道３４との間に配置して転動自在に設けた複数の円筒ころ１０と、各ポケット内に配置した前記円筒ころ１０を間隔をあけて保持する保持器１２と、内輪３６の軸方向の一方の端部に配置した鍔輪５２とを備えた構成としている。
【００３２】
ここで、本実施形態の円筒ころ１０は、図２で示した第１実施形態と同様に、外周面１０ａと軸方向の端面１０ｂ，１０ｂとの間の部分を球状凸面１０ｃとしているとともに、この球状凸面１０ｃに係合する外輪４０の内向鍔部４０ａの内側面と、鍔輪５２の円筒ころ１０に係合する外向鍔部５２ａの内側面が、球状凸面１０ｃと略同一の曲率半径の凹曲面に形成されている。
【００３３】
上記構成のころ軸受５０によると、円筒ころ１０の球状凸面１０ｃと、外輪４０の内向鍔部４０ａ及び鍔輪５２の円筒ころ１０に係合する外向鍔部５２ａの凹曲面が略同一の曲率半径で形成されているので、これら各面同士の当接状態を線接触で、且つ転がり接触に近い状態にできる。この為、これら各面同士が滑り接触しにくくなって、高速回転した場合でも、滑り傷やスミアリング、かじり、焼き付き等の損傷が生じにくくなる他、衝撃荷重や振動荷重、繰り返し荷重が加わる場合でも、耐焼き付性を確保し易くできる。又、円筒ころ１０に加わるチルトモーメントを低減（ほぼ０に）できて、外輪４０の内向鍔部４０ａ及び鍔輪５２の外向鍔部５２ａの凹曲面や内輪軌道３４及び外輪軌道３８にエッジロードを生じにくくできる。この結果、当接部でのアキシアル負荷能力を向上できる。
【００３４】
また、円筒ころ１０を保持している保持器１２の各ポケット１２ａは曲面を設けた形状としているので、球状凸面１０ｃと隅部１２ｂとの当接を線接触状態とすることができ、各円筒ころ１０が各ポケット１２ａに衝突しても、曲面とした隅部１２ｂには応力が集中せず亀裂が生じにくくなるので、保持器１２の耐久性を向上させることができる。
【００３５】
また、第３実施形態と同様に、円錐ころ軸受、或いは玉軸受等の他の転がり軸受と組み合わせて使用する必要がなくなり、回転支持部分の小型、簡素化、コストの低廉化を図ることができるとともに、外輪４０を２列の円筒ころ１０を転動自在とする一体構造としたことで、剛性が高い構造となり、高速回転で使用しても耐久性の高い軸受とすることができる。
【００３６】
そして、本実施形態の円筒ころ１０を、図６で示した第２実施形態と同様に、外周面１０ａと軸方向の端面１０ｂ，１０ｂとの間の部分を円錐面１０ｄとするとともに、この円錐面１０ｄに係合する外輪４０の内向鍔部４０ａの内側面と、油切り４２の円筒ころ１０に係合する外向鍔部４２ａの内側面を、円錐面１０ｄと略同一形状の円錐面形状とした場合にも、前述した効果と同様の効果を奏することができる。
【００３７】
次に、図１０は、本発明に係る第５実施形態を示している。
本実施形態は、鉄道車両軸受用の密封三列ころ軸受６０であり、車軸３２に外嵌し、外周面に３列の内輪軌道６４を有する内輪６６と、軸受ハウジング（図示せず）に内嵌し、内周面に３列の外輪軌道６８を有する外輪７０と、３列の外輪軌道６８と内輪軌道６４との間に配置して転動自在に設けた複数の円筒ころ１０と、各ポケット内に配置した前記円筒ころ１０を間隔をあけて保持する保持器１２と、内輪６６の軸方向両端部に配置した鍔輪としての油切４２と、油切４２の外周を覆った状態で配置したシール部材４４と、内輪６６の外周に嵌合している鍔輪７２とを備えた構成としている。
【００３８】
本実施形態の円筒ころ１０は、図２で示した第１実施形態と同様に、外周面１０ａと軸方向の端面１０ｂ，１０ｂとの間の部分を球状凸面１０ｃとしているとともに、この球状凸面１０ｃに係合する内輪６６の外向鍔部６６ａと、外輪７０の内向鍔部７０ａの内側面と、油切り４２の円筒ころ１０に係合する外向鍔部４２ａの内側面と、鍔輪７２の外向鍔部７２ａの内側面とが、球状凸面１０ｃと略同一の曲率半径の凹曲面に形成されている。
【００３９】
上記構成のころ軸受３０によると、円筒ころ１０の球状凸面１０ｃに対して、内輪６６の外向鍔部６６ａと、外輪７０の内向鍔部７０ａの内側面と、油切り４２の円筒ころ１０に係合する外向鍔部４２ａの内側面と、鍔輪７２の外向鍔部７２ａとの凹曲面が略同一の曲率半径で形成されているので、これら各面同士の当接状態を線接触で、且つ転がり接触に近い状態にできる。この為、これら各面同士が滑り接触しにくくなって、高速回転した場合でも、滑り傷やスミアリング、かじり、焼き付き等の損傷が生じにくくなる他、衝撃荷重や振動荷重、繰り返し荷重が加わる場合でも、耐焼き付性を確保し易くできる。又、円筒ころ１０に加わるチルトモーメントを低減（ほぼ０に）できて、内輪６６の外向鍔部６６ａと、外輪７０の内向鍔部７０ａの内側面と、油切り４２の円筒ころ１０に係合する外向鍔部４２ａの内側面と、鍔輪７２の外向鍔部７２ａとの凹曲面や、内輪軌道６４及び外輪軌道６８にエッジロードを生じにくくできる。この結果、上述した当接部でのアキシアル負荷能力を向上できる。
【００４０】
また、円筒ころ１０を保持している保持器１２の各ポケット１２ａは曲面を設けた形状としているので、球状凸面１０ｃと隅部１２ｂとの当接を線接触状態とすることができ、各円筒ころ１０が各ポケット１２ａに衝突しても、曲面とした隅部１２ｂには応力が集中せず亀裂が生じにくくなるので、保持器１２の耐久性を向上させることができる。
【００４１】
そして、本実施形態も、アキシアル荷重を支承し得る能力を向上できるので、円錐ころ軸受、或いは玉軸受等の他の転がり軸受と組み合わせて使用する必要がなくなり、回転支持部分の小型、簡素化、コストの低廉化を図ることができる。
さらに、外輪７０は、３列の円筒ころ１０を転動自在とする一体構造としたことで剛性が高い構造となり、高速回転で使用しても耐久性の高い軸受とすることができる。
【００４２】
ここで、本実施形態の円筒ころ１０を、図６で示した第２実施形態と同様に、外周面１０ａと軸方向の端面１０ｂ，１０ｂとの間の部分を円錐面１０ｄとするとともに、この円錐面１０ｄに係合する内輪６６の外向鍔部６６ａと、外輪７０の内向鍔部７０ａの内側面と、油切り４２の円筒ころ１０に係合する外向鍔部４２ａの内側面と、鍔輪７２の外向鍔部７２ａの内側面とを、円錐面１０ｄと略同一形状の円錐面形状とした場合にも、これら各面同士の当接状態を線接触で、且つ転がり接触に近い状態にでき、高速回転時に、滑り傷やスミアリング、かじり、焼き付き等の損傷が生じにくくなる他、衝撃荷重や振動荷重、繰り返し荷重が加わる場合でも、耐焼き付性を確保し易くできる。又、当接部でのアキシアル負荷能力を向上できる。
【００４３】
さらに、図１１は、本発明に係る第６実施形態を示している。
本実施形態は、鉄道車両軸受用の３列ころ軸受８０であり、車軸３２に外嵌し、外周面に３列の内輪軌道６４を有する内輪６６と、軸受ハウジング（図示せず）に内嵌し、内周面に３列の外輪軌道６８を有する外輪７０と、３列の外輪軌道６８と内輪軌道６４との間に配置して転動自在に設けた複数の円筒ころ１０と、各ポケット内に配置した前記円筒ころ１０を間隔をあけて保持する保持器１２と、内輪６６の外周に嵌合している鍔輪７２と、内輪６６の軸方向両端部に配置した鍔輪７４とを備えた構成としている。
【００４４】
本実施形態の円筒ころ１０は、図２で示した第１実施形態と同様に、外周面１０ａと軸方向の端面１０ｂ，１０ｂとの間の部分を球状凸面１０ｃとしているとともに、この球状凸面１０ｃに係合する内輪６６の外向鍔部６６ａと、外輪７０の内向鍔部７０ａの内側面と、鍔輪７２の外向鍔部７２ａの内側面と、鍔輪７４の外向鍔部７４ａとが、球状凸面１０ｃと略同一の曲率半径の凹曲面に形成されている。
【００４５】
上記構成のころ軸受３０によると、円筒ころ１０の球状凸面１０ｃに対して、内輪６６の外向鍔部６６ａと、外輪７０の内向鍔部７０ａの内側面と、鍔輪７２の外向鍔部７２ａと、鍔輪７４の外向鍔部７４ａの凹曲面が略同一の曲率半径で形成されているので、これら各面同士の当接状態を線接触で、且つ転がり接触に近い状態にできる。この為、これら各面同士が滑り接触しにくくなって、高速回転した場合でも、滑り傷やスミアリング、かじり、焼き付き等の損傷が生じにくくなる他、衝撃荷重や振動荷重、繰り返し荷重が加わる場合でも、耐焼き付性を確保し易くできる。又、円筒ころ１０に加わるチルトモーメントを低減（ほぼ０に）できて、内輪６６の外向鍔部６６ａと、外輪７０の内向鍔部７０ａの内側面と、鍔輪７２の外向鍔部７２ａと、鍔輪７４の外向鍔部７４ａとの凹曲面や、内輪軌道６４及び外輪軌道６８にエッジロードを生じにくくできる。この結果、上述した当接部でのアキシアル負荷能力を向上できる。
【００４６】
また、円筒ころ１０を保持している保持器１２の各ポケット１２ａは曲面を設けた形状としているので、球状凸面１０ｃと隅部１２ｂとの当接を線接触状態とすることができ、各円筒ころ１０が各ポケット１２ａに衝突しても、曲面とした隅部１２ｂには応力が集中せず亀裂が生じにくくなるので、保持器１２の耐久性を向上させることができる。
【００４７】
そして、本実施形態も、アキシアル荷重を支承し得る能力を向上できるので、円錐ころ軸受、或いは玉軸受等の他の転がり軸受と組み合わせて使用する必要がなくなり、回転支持部分の小型、簡素化、コストの低廉化を図ることができる。
さらに、外輪７０は、３列の円筒ころ１０を転動自在とする一体構造としたことで剛性が高い構造となり、高速回転で使用しても耐久性の高い軸受とすることができる。
【００４８】
ここで、本実施形態の円筒ころ１０を、図６で示した第２実施形態と同様に、外周面１０ａと軸方向の端面１０ｂ，１０ｂとの間の部分を円錐面１０ｄとするとともに、この円錐面１０ｄに係合する内輪６６の外向鍔部６６ａと、外輪７０の内向鍔部７０ａの内側面と、鍔輪７２の外向鍔部７２ａと、鍔輪７４の外向鍔部７４ａの内側面とを、円錐面１０ｄと略同一形状の円錐面形状とした場合にも、これら各面同士の当接状態を線接触で、且つ転がり接触に近い状態にでき、高速回転時に、滑り傷やスミアリング、かじり、焼き付き等の損傷が生じにくくなる他、衝撃荷重や振動荷重、繰り返し荷重が加わる場合でも、耐焼き付性を確保し易くできる。又、当接部でのアキシアル負荷能力を向上できる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の鉄道車両用ころ軸受によると、鍔部の側面と、ころの軸方向端面側との当接部の耐焼き付き性が飛躍的に向上し、その当接部でのアキシアル負荷能力を十分に向上させることができるため、過酷な条件で運転される鉄道車両の軸受等の支持部に、広く適用できる。
また、ころの軸方向端面側と係合する保持器のポケットの隅部を、面取り加工により曲面を設けた形状としたので、ころがポケットに衝突しても隅部には応力が集中せず亀裂が生じにくくなるので、保持器の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態のころ軸受を示す断面図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態のころの拡大図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の内輪を示す断面図である。
【図４】本発明に係る保持器のポケット形状を示す図である。
【図５】本発明に係る第２実施形態のころ軸受を示す断面図である。
【図６】本発明に係る第２実施形態のころの拡大図である。
【図７】本発明に係る第２実施形態の内輪を示す断面図である。
【図８】本発明に係る第３実施形態のころ軸受を示す図である。
【図９】本発明に係る第４実施形態のころ軸受を示す図である。
【図１０】本発明に係る第５実施形態のころ軸受を示す図である。
【図１１】本発明に係る第６実施形態のころ軸受を示す図である。
【符号の説明】
２，３０，５０，６０，８０  ころ軸受
４，３６，６６  内輪
６，４０，７０  外輪
１０  円筒ころ（ころ）
１０ａ  円筒ころの外周面（ころの外周面）
１０ｂ  円筒ころの端面（ころの端面）
１０ｃ  球状凸面
１０ｄ  円錐面
１２  保持器
１２ａ  ポケット
１２ｂ  ポケットの隅部
１４，３４，６４  内輪軌道
１６，２０，２２，４０ａ、４２ａ，６６ａ，７２ａ，７４ａ  鍔部
１６ａ，２０ａ，２２ａ  鍔部の側面
１８，３８，６８  外輪軌道
３２  車軸（回転軸）
４２  油切（鍔輪）
５２，７２，７４  鍔輪
【図１】
2005069276.tif 000003
【図２】
2005069276.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005069276.tif 000008
【図７】
2005069276.tif 000009
【図８】
2005069276.tif 000010
【図９】
2005069276.tif 000011
【図１０】
2005069276.tif 000012
【図１１】
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