(57)【要約】【課題】軸受周りの構造上の影響を受けた場合でも軸受組付後における軸受残留アキシアル内部すきまのバラツキを抑制し、長期に亘って連続的に使用可能な低コストの転がり軸受を提供する。【解決手段】複列の軌道面26a,26bを有する単体の複列軌道輪２６と、単列の軌道面28m,30mをそれぞれ有する２個の単列軌道輪28,30と、複列軌道輪に対向して２個の単列軌道輪を配置する際に、複列の軌道面に対して２個の単列の軌道面をそれぞれ対向させて位置決めする位置決め手段(例えば、間座３６)と、複列の軌道面と２個の単列の軌道面との間に複列に組み込まれた複数の転動体(円筒ころ)３２とを備えており、転動体には、その回転中心軸に平行な円筒形状の転動面３２ｓを有する円筒ころが用いられている。【選択図】図１
2007100921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の車軸を回転自在に支持する転がり軸受であって、
複列の軌道面を有する単体の複列軌道輪と、
単列の軌道面をそれぞれ有する２個の単列軌道輪と、
複列軌道輪に対向して２個の単列軌道輪を配置する際に、複列の軌道面に対して２個の単列の軌道面をそれぞれ対向させて位置決めする位置決め手段と、
複列の軌道面と２個の単列の軌道面との間に複列に組み込まれた複数の転動体とを備えており、
転動体には、その回転中心軸に平行な円筒形状の転動面を有する円筒ころが用いられていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
位置決め手段としては、２個の単列軌道輪の間に介挿された間座が用いら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】
位置決め手段としては、２個の単列軌道輪のアキシアル方向に対向する側面が用いら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４】
位置決め手段としては、２個の単列軌道輪の相互間において複列軌道輪に対向して配置された鍔輪が用いら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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鉄道車両の歯車装置大歯車軸(車軸)を回転自在に支持するための転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鉄道車両の歯車装置大歯車軸(車軸)を支持する転がり軸受として、組合せ形複列円錐ころ軸受が知られている(特許文献１参照)。その一例として図３(ａ),(ｂ)に示された組合せ形複列円錐ころ軸受２は、単列の円錐ころ軸受の背面同士を対向(接触)させて構成されている。なお、軸受の背面とは、アキシアル荷重を支えることができる軸受側面を指す。
【０００３】
具体的に説明すると、単列の円錐ころ軸受は、それぞれ、鉄道車両の大歯車軸(車軸)４に固定された内輪６と、内輪６に対向してギヤハウジング８に固定された外輪１０と、内外輪間に転動自在に組み込まれた複数のころ１２と、各ころ１２を１つずつ回転自在に保持する保持器１４とを備えている。そして、このような単列の円錐ころ軸受の背面同士を間座を介して対向(接触)させることで、組合せ形複列円錐ころ軸受が構成されている。この場合、間座としては、内輪６相互間に１個の内輪間座１６が介在され、また、外輪１０相互間に１個の外輪間座１８が介在されている。
【０００４】
このような鉄道車両の歯車装置構造によれば、例えば駆動源(図示しない)の駆動力により小歯車軸２０が回転すると、その回転運動が小歯車軸２０の小歯車２０ｇから、大歯車軸(車軸)４に固定された大歯車２２に伝達され、当該大歯車２２を回転させる。このとき、大歯車２２と共に大歯車軸(車軸)４が回転することで、大歯車軸(車軸)４に固定された鉄道車両用車輪(図示しない)を回転させることができる。
【０００５】
ところで、組合せ形複列円錐ころ軸受２は、鉄道車両の軸受構造に組み付けた後に、軸受周りの構造上の影響を受けて、軸受内部すきま(残留ラジアル内部すきま、残留アキシアル内部すきま)にバラツキが生じる場合がある。ここで、軸受周りの構造上の影響としては、特に内外輪6,10が固定された大歯車軸(車軸)４及びハウジング８の寸法精度や回転精度の影響がある。この場合、軸受残留アキシアル内部すきまのバラツキを抑制するように、例えば間座(内輪間座１６、外輪間座１８)を削って再度軸受を組み直す必要があり、そのための手間がかかると共に費用もかかるため、軸受の製造コストが上昇してしまう。
【０００６】
また、組合せ形複列円錐ころ軸受２は、定期的に軸受内部すきまのメンテナンス(例えば、すきま検査、すきま調整など)を行う必要があり、長期に亘って連続的に使用することができない。このため、メンテナンス費用が増加し、ランニングコストが上昇してしまう。この場合、軸受組付後の軸受内部すきまを小さくする方法も各種知られているが、そのためのコストが別途必要になるため、結果的に軸受の製造コストが上昇してしまう。
【特許文献１】特開２００１−１１６０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、軸受周りの構造上の影響を受けた場合でも、軸受組付後における軸受残留アキシアル内部すきまのバラツキを抑制し、長期に亘って連続的に使用可能な低コストの転がり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために、本発明は、鉄道車両の歯車装置大歯車軸(車軸)を回転自在に支持する転がり軸受であって、複列の軌道面を有する単体の複列軌道輪と、単列の軌道面をそれぞれ有する２個の単列軌道輪と、複列軌道輪に対向して２個の単列軌道輪を配置する際に、複列の軌道面に対して２個の単列の軌道面をそれぞれ対向させて位置決めする位置決め手段と、複列の軌道面と２個の単列の軌道面との間に複列に組み込まれた複数の転動体とを備えており、転動体には、その回転中心軸に平行な円筒形状の転動面を有する円筒ころが用いられている。
【０００９】
本発明において、位置決め手段としては、２個の単列軌道輪の間に介挿された間座を用いることができる。この場合、位置決め手段としては、２個の単列軌道輪のアキシアル方向に対向する側面を用いても良い。また、位置決め手段としては、２個の単列軌道輪の相互間において複列軌道輪に対向して配置された鍔輪を用いても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、軸受周りの構造上の影響を受けた場合でも、軸受組付後における軸受残留アキシアル内部すきまのバラツキを抑制し、長期に亘って連続的に使用可能な低コストの転がり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】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態に係る転がり軸受について添付図面を参照して説明する。
図１(ａ)には、本実施の形態の転がり軸受２４が鉄道車両の歯車装置構造に組み付けられた状態が示されているが、転がり軸受２４の構成以外は、上述した従来の歯車装置構造(図３(ａ))と同一であるため、以下では転がり軸受２４の説明にとどめる。なお、従来と同一の構成には、図１(ａ)において同一符号を付してその説明を省略する。
【００１２】
図１(ａ),(ｂ)に示すように、本実施の形態の転がり軸受２４は、複列の軌道面26a,26bを有する単体(１個)の複列軌道輪２６と、単列の軌道面28m,30mをそれぞれ有する２個の単列軌道輪28,30と、複列の軌道面26a,26bと２個の単列の軌道面28m,30mとの間に複列に組み込まれた複数の転動体３２と、各転動体３２を１つずつ回転自在に保持する保持器３４とを備えている。ここでは一例として、複列軌道輪２６は、ハウジング８に固定された外輪として構成され、一方、２個の単列軌道輪28,30は、鉄道車両の歯車装置大歯車軸４(以下、車軸４という)に固定された内輪として構成されている。
【００１３】
このような転がり軸受２４には、複列軌道輪２６に対向して２個の単列軌道輪28,30を配置する際に、複列の軌道面26a,26bに対して２個の単列の軌道面28m,30mをそれぞれ対向させて位置決めする位置決め手段が設けられている。本実施の形態では、位置決め手段として、２個の単列軌道輪28,30の間に介挿された間座３６が用いられている。
【００１４】
このような転がり軸受２４を鉄道車両の軸受構造に組み付ける場合、例えば、一方の単列軌道輪３０の軌道面３０ｍ上に転動体３２を保持器３４で保持した状態で、当該単列軌道輪３０を車軸４に外嵌して、その側面を大歯車２２に当て付けた後、複列軌道輪２６をハウジング８に内嵌する。続いて、間座３６を車軸４に挿入した後、他方の単列軌道輪２８の軌道面２８ｍ上に転動体３２を保持器３４で保持した状態で、当該単列軌道輪２８を一方の単列軌道輪３０に向けて車軸４に外嵌し、２個の単列軌道輪28,30の間に間座３６を挟み込む。そして、複列軌道輪２６に対して矢印Ｆ方向の押圧力を作用させることで、所定の予圧が付与された転がり軸受２４を軸受構造(車軸４とハウジング８との間)に組み付けることができる。
【００１５】
このとき、特に車軸４及びハウジング８の寸法精度や回転精度などの軸受周りの構造上の影響を受けることで、軸受内部すきま(残留ラジアル内部すきま、残留アキシアル内部すきま)にバラツキが生じる場合がある。そこで、かかるバラツキを抑制するために、本実施の形態では、転動体３２として、その回転中心軸Ｒに平行な円筒形状の転動面３２ｓを有する円筒ころ(図１(ｃ))が用いられており、これにより、本実施の形態の転がり軸受２４は、一体形複列円筒ころ軸受として構成される。
【００１６】
この場合、円筒ころ３２は、複列の軌道面26a,26bと２個の単列の軌道面28m,30mとの間に複列に組み込まれた状態において、その回転中心軸Ｒは、車軸４の回転軸Ｌ(図１(ａ))と平行となる。なお、円筒ころ３２の回転中心軸Ｒを車軸４の回転軸Ｌと平行に設定するために、複列の軌道面26a,26bと単列の軌道面28m,30mとが互いに平行で且つ車軸４の回転軸Ｌと平行に構成されていることは言うまでも無い。
【００１７】
このように転動体として円筒ころ３２を用いることで、転がり軸受(一体形複列円筒ころ軸受)２４を鉄道車両の軸受構造に組み付けた後に、軸受周りの構造上の影響を受けた場合でも、少なくとも残留アキシアル内部すきまは、組み付けの前後で殆ど変わらず影響を受けることは無い。別の言い方をすると、転がり軸受２４を鉄道車両の軸受構造に組み付けた後において、残留ラジアル内部すきまは、軸受周りの構造上の影響を受けて、組み付けの前後でバラツキが生じるが、円筒ころ３２を用いることで、残留アキシアル内部すきまのバラツキを抑制することができる。
【００１８】
具体的に説明すると、組合せ形複列円錐ころ軸受２(図３参照)を鉄道車両の軸受構造に組み付けた場合には、軸受残留アキシアル内部すきまのバラツキを抑制するために、例えば間座(内輪間座１６、外輪間座１８)を削って再度軸受を組み直す必要があり、そのための手間がかかると共に費用もかかるため、軸受の製造コストが上昇してしまう。これに対して、一体形複列円筒ころ軸受２４(図１参照)では、軸受の組み直しの手間や費用がかからないため、軸受の製造コストを低減することができる。
【００１９】
また、組合せ形複列円錐ころ軸受２(図３参照)は、定期的に軸受内部すきまのメンテナンス(例えば、すきま検査、すきま調整など)を行う必要があり、長期に亘って連続的に使用することができないため、メンテナンス費用が増加してしまう。これに対して、一体形複列円筒ころ軸受２４(図１参照)では、転動体(円筒ころ)３２と複列軌道輪２６及び単列軌道輪28,30との接触部分の磨耗が生じるが、かかる磨耗量は極僅かであり、軸受の回転性や耐久性には殆ど影響は無い。このため、定期的にメンテナンスを行う必要が無く、メンテナンス期間を延長することが可能となり、その結果、メンテナンス費用を低減することができるため、ランニングコストを大幅に削減することが可能となる。
【００２０】
なお、一体形複列円筒ころ軸受２４の材質については、特に限定されることは無く、例えば軸受鋼やステンレス鋼などを適宜使用することができる。この場合、保持器３４は、例えば鋼、銅合金、樹脂などを適用すれば良い。また、上述した実施の形態では、複列軌道輪２６を外輪として構成し、２個の単列軌道輪28,30を内輪として構成したが、これとは逆に、複列軌道輪２６を内輪として構成し、２個の単列軌道輪28,30を外輪として構成しても良い。
【００２１】
また、本発明は、上述した実施の形態に限定されることは無く、以下のように変形することが可能である。
第１の変形例では図２(ａ)に示すように、位置決め手段として、２個の単列軌道輪28,30のアキシアル方向に対向する側面28s,30sをそのまま用いても良い。この場合、上述した間座３６(図１(ａ),(ｂ))が不要となるため、その分だけ軸受構成が簡略化され、その結果、軸受の製造コストを更に低減することが可能となる。なお、その他の効果は、上述した実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００２２】
第２の変形例では図２(ｂ)に示すように、位置決め手段として、２個の単列軌道輪28,30の相互間において複列軌道輪２６に対向して配置された鍔輪３８を用いても良い。この場合、軸受組み付け時において、鍔輪３８がアキシアル方向に自在に微動することで、残留アキシアル内部すきまのバラツキ抑制効果を更に向上させることができる。なお、その他の効果は、上述した実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】(ａ)は、本発明の一実施の形態に係る転がり軸受を用いた鉄道車両の歯車装置構造を示す断面図、(ｂ)は、本実施の形態の転がり軸受の構成を一部拡大して示す断面図、(ｃ)は、転動体(円筒ころ)の斜視図。
【図２】(ａ)は、本発明の第１の変形例に係る転がり軸受の構成を一部拡大して示す断面図、(ｂ) は、本発明の第２の変形例に係る転がり軸受の構成を一部拡大して示す断面図。
【図３】(ａ)は、従来の転がり軸受を用いた鉄道車両の歯車装置構造を示す断面図、(ｂ)は、従来の転がり軸受の構成を一部拡大して示す断面図。
【符号の説明】
【００２４】
２６  複列軌道輪
26a,26b  複列の軌道面
28,30  単列軌道輪
28m,30m  単列の軌道面
３２  転動体(円筒ころ)
３２ｓ  円筒形状の転動面
３６  間座
【図１】
2007100921.tif 000003
【図２】
2007100921.tif 000004
【図３】
2007100921.tif 000005