(57)【要約】【課題】回転起動時、特に低温起動時においても安定した潤滑を確保できる円錐ころ軸受を提供する。【解決手段】円錐ころ軸受１は、回転軸３６に固定される内輪２０と、外輪１０と、内輪２０及び外輪１０の軌道面１１、２１の間に配置された複数の円錐ころ３と、を有する。外輪１０の軌道面１１は、軸方向一方側に向かうに従って小径となっている。外輪１０の内周面のうち軸方向一方側の非軌道面部には、溝４３が形成される。【選択図】図２
2017026031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両駆動装置に用いられる円錐ころ軸受であって、
前記鉄道車両駆動装置は、鉄道車両の車軸に固定された大歯車と、前記大歯車に噛合し、且つ、回転駆動される回転軸に固定される小歯車と、を有し、
前記円錐ころ軸受は、前記回転軸に固定される内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の軌道面の間に配置された複数の円錐ころと、を有し、
前記外輪の軌道面は、軸方向一方側に向かうに従って小径となっており、
前記外輪の内周面のうち前記軸方向一方側の非軌道面部には、溝が形成される、ことを特徴とする円錐ころ軸受。
【請求項２】
鉄道車両駆動装置に用いられる円錐ころ軸受であって、
前記鉄道車両駆動装置は、鉄道車両の車軸に固定された大歯車と、前記大歯車に噛合し、且つ、回転駆動される回転軸に固定される小歯車と、を有し、
前記円錐ころ軸受は、前記回転軸に固定される内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の軌道面の間に配置された複数の円錐ころと、を有し、
前記外輪の軌道面は、軸方向一方側に向かうに従って小径となっており、
前記外輪の前記軸方向一方側の側面には、その内周面に溝が形成される溝形成部材が当接することを特徴とする円錐ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は円錐ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輪を取り付けた車軸に固設された大歯車と、該大歯車に噛合し、回転駆動源から駆動力を受け、該大歯車に駆動力を伝達する小歯車と、を備えた鉄道車両用駆動装置が知られている。ここで、車軸は大歯車用の転がり軸受を介して車体フレーム等に支持され、回転軸は小歯車用の転がり軸受を介して車体フレーム等に支持される。
【０００３】
小歯車用の転がり軸受としては、図５に示すような円錐ころ軸受１０１が従来使用されている。円錐ころ軸受１０１は、車両フレーム側のハウジング１０６に固定される外輪１１０と、回転軸に固定される内輪１２０と、外輪１１０及び内輪１２０の間に配置された複数の円錐ころ１０３と、複数の円錐ころ１０３を支持する保持器１０５と、から構成されている。
【０００４】
駆動装置用軸受装置において、車軸に固定された大歯車用の軸受装置底部には潤滑油溜まりが設けられており、大歯車の一部が浸漬している。そして、小歯車用の軸受装置の潤滑は、大歯車によって潤滑油溜まりから掻き上げられた潤滑油で行う、いわゆる飛沫給油方式が採用される。
【０００５】
潤滑油が十分供給されていれば、小歯車用の軸受装置の機能に問題は生じない。しかしながら、小歯車用の軸受装置は、大歯車用の軸受装置の底部に設けられた潤滑油溜まり部から比較的遠い位置にあるため、潤滑油が供給されにくい。特に低温起動時においては、潤滑油の粘度が高く流動性が悪いため、小歯車用の軸受装置に潤滑不良による焼き付き等の問題が生じる可能性がある。
【０００６】
このような問題を解決するため、特許文献１に記載された発明では、小歯車用円錐ころ軸受の外輪内周面の大径側非軌道面部に円周方向に延びる溝を設けると共に、当該溝に潤滑油保持用の弾性部材を設け、軸受内部の潤滑油溜まりを形成している。そして、運転再開初期段階において、外輪の潤滑油溜まりに保持されていた潤滑油で軸受を潤滑することを図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３４４１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された発明では、外輪内周面の大径側に潤滑油溜まりが設けられるので、内輪の回転時の遠心力によるポンプ作用で、潤滑油が軸受外に排出されてしまう可能性がある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、回転起動時、特に低温起動時においても安定した潤滑を確保できる円錐ころ軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  鉄道車両用駆動装置に用いられる円錐ころ軸受であって、
前記鉄道車両用駆動装置は、鉄道車両の車軸に固定された大歯車と、前記大歯車に噛合し、且つ、回転駆動される回転軸に固定される小歯車と、を有し、
前記円錐ころ軸受は、前記回転軸に固定される内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の軌道面の間に配置された複数の円錐ころと、を有し、
前記外輪の軌道面は、軸方向一方側に向かうに従って小径となっており、
前記外輪の内周面のうち前記軸方向一方側の非軌道面部には、溝が形成される、ことを特徴とする円錐ころ軸受。
（２）  鉄道車両用駆動装置に用いられる円錐ころ軸受であって、
前記鉄道車両用駆動装置は、鉄道車両の車軸に固定された大歯車と、前記大歯車に噛合し、且つ、回転駆動される回転軸に固定される小歯車と、を有し、
前記円錐ころ軸受は、前記回転軸に固定される内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の軌道面の間に配置された複数の円錐ころと、を有し、
前記外輪の軌道面は、軸方向一方側に向かうに従って小径となっており、
前記外輪の前記軸方向一方側の側面には、その内周面に溝が形成される溝形成部材が当接することを特徴とする円錐ころ軸受。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、外輪の内周面のうち軸方向一方側（小径側）の非軌道面部には溝が形成されるので、当該溝が潤滑油溜まりとして機能する。したがって、軸受回転時の遠心力によるポンプ作用により、潤滑油を軸受内に導入することができるので、回転起動時、特に低温起動時においても、軸受の安定した潤滑を確保することが可能である。
また、外輪の軸方向一方側（小径側）の側面に、その内周面に溝が形成される溝形成部材を当接させても構わない。この場合でも、当該溝が潤滑油溜まりとして機能するので、同様の効果を奏することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る円錐ころ軸受を組み込んだ鉄道車両駆動装置の部分断面図である。
【図２】実施形態に係る円錐ころ軸受の部分断面図である。
【図３】変形例に係る円錐ころ軸受の部分断面図である。
【図４】変形例に係る円錐ころ軸受の部分断面図である。
【図５】従来の円錐ころ軸受の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は本発明の実施形態に係る円錐ころ軸受１を組み込んだ鉄道車両駆動装置の部分断面図である。図１において、鉄道車両の車輪３１を取付固定した車軸３２には、大歯車３３が固定されており、該大歯車３３は小歯車３５に噛合している。小歯車３５が一体固定された回転軸３６は、電動モータ等の回転駆動源（不図示）からの駆動力を、小歯車３５及び大歯車３３を介して車軸３２に伝達して車輪３１を回転させる。
【００１４】
大歯車３３及び車軸３２は２列円錐ころ軸受である大歯車用転がり軸受３８を介して車両フレーム側に支持されている。小歯車３５及び回転軸３６は、小歯車３５を軸方向に挟む一対の円錐ころ軸受１、１を介して車両フレーム側に支持されている。一対の円錐ころ軸受１、１は、小歯車３５に対し軸方向において対称に配置されているが、同一仕様のものである。
【００１５】
このような鉄道車両駆動装置において、大歯車用転がり軸受３８の下部には潤滑油溜まり３９が設けられており、該潤滑油溜まり３９には大歯車３３の一部が浸漬している。そして小歯車用の円錐ころ軸受１、１の潤滑は、車両運転時に大歯車３３によって潤滑油溜まり３９からかき上げられた潤滑油で行われる、いわゆる飛沫給油方式とされている。
【００１６】
図２に示すように、小歯車３５用の円錐ころ軸受１は、回転軸３６に固定される内輪２０と、車両フレーム側のハウジング６に固定される外輪１０と、内輪２０及び外輪１０の軌道面２１、１１の間に配置された複数の円錐ころ３と、複数の円錐ころ３を転動自在に保持する保持器５と、を有する。
【００１７】
ハウジング６は、略円環状の基部６ａと、基部６ａの軸方向一端部（図中、左端部）から小径側及び大径側に突出した小径側及び大径側フランジ部６ｂ、６ｃと、を有する。そして、外輪１０は、外周面１６が基部６ａに内嵌されると共に、軸方向一方側の側面１７が小径側フランジ部６ｂに当接する。このように外輪１０は、ハウジング６によって径方向及び軸方向に位置決めされる。
【００１８】
外輪１０及び内輪２０の軌道面１１、２１は、軸方向一方側（図中、左側）に向かうにしたがって小径となっている。内輪２０の外周面には、軌道面２１の軸方向両側に一対の肩部２３、２３が形成され、円錐ころ３が抜け出すことが防止される。
【００１９】
外輪１０の内周面のうち軸方向一方側（図中、左側。小径側。）の非軌道面部（軌道面１１以外の部分）は、その軸方向寸法ａが、従来の円錐ころ軸受１０１（図５参照）の外輪１１０の内周面の非軌道面部に比べて、大きく設定されている。そして、外輪１０の上記非軌道面部は、軌道面１１の最内径部よりも小径の円筒面１３と、円筒面１３の軸方向他端部（図中、右端部）に全周に亘って形成された溝１５と、を有する。なお、溝１５は、必ずしも全周に亘って形成する必要はなく、非軌道面部（円筒面１３）の少なくとも一部に形成すれば、任意の形状を採用して構わない。ここで、外輪１０の円筒面１３、軌道面１１の最内径部、溝１５の底面、の順で内径が大きくなっている。
【００２０】
鉄道車両駆動装置の運転中に、大歯車３３によって掻き上げられた潤滑油が円錐ころ軸受１の内部を通過する際、溝１５に潤滑油が溜まる。すなわち、溝１５が潤滑油溜まりとして機能する。したがって、鉄道車両駆動装置の再起動時（円錐ころ軸受１の回転起動時）には、内輪２０及び円錐ころ３の径差分による遠心力のポンプ作用により、溝１５の潤滑油が円錐ころ軸受１内に導入されて初期潤滑される。このように、回転起動時においても、円錐ころ軸受１の安定した潤滑を確保することが可能である。特に、低温起動時は、駆動装置底部の潤滑油溜まり３９の粘度が高く流動性が悪く、大歯車３３の掻き上げによる潤滑油の供給がされにくいので、溝１５に貯留された潤滑油による潤滑が効果的である。
【００２１】
特に、外輪１０の円筒面１３、溝１５、軌道面１１、の順で軸方向一方側から配置され、且つ、外輪１０の円筒面１３、軌道面１１の最内径部、溝１５の底面、の順で内径が大きくなっているので、溝１５に溜まった潤滑油が軸方向一方側（図中、左側）に流出しにくく、潤滑油をより確実に円錐ころ軸受１の潤滑に寄与させることができる。
【００２２】
なお、溝１５に貯留された潤滑油による潤滑が行われた後は、大歯車３３による潤滑油の掻き上げによって、円錐ころ軸受１が潤滑されると共に、外輪１０の溝１５に潤滑油が貯留される。
【００２３】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更、改良等が可能である。
【００２４】
上述の実施形態では、外輪１０の内周面の非軌道面部に溝１５が形成される構成であったが、本発明は当該構成に限定されるものではない。例えば、外輪１０の軸方向一方側の側面１７に、その内周面に溝が形成される溝形成部材を当接させても構わない。
【００２５】
より具体的には、図３に示すような構成を採用することが考えられる。この場合、外輪１０の軸方向一方側（図中、左側）の非軌道面部は、その軸方向寸法が、従来の円錐ころ軸受１０１（図５参照）の外輪１１０と同程度とされる。また、ハウジング６は小径側及び大径側フランジ部６ｂ、６ｃ（図２参照）を有さず、基部６ａのみを有する円筒形状である。そして、基部６ａの内周面には、外輪１０及びスペーサ（溝形成部材）４１が内嵌固定される。スペーサ４１は、全体として環状であり、外輪１０の軸方向一方側の側面１７に当接する。スペーサ４１の内周面４２は、外輪１０の内周面（軌道面１１）より小径である。また、スペーサ４１の内周面４２には、軸方向他端部（図中、右端部）に全周に亘って溝４３が形成されている。なお、溝４３は、必ずしも全周に亘って形成する必要はなく、内周面４２の少なくとも一部に形成すれば、任意の形状を採用して構わない。ここで、スペーサ４１の内周面４２、外輪１０の内周面（軌道面１１）の最内径部、スペーサ４１の溝４３、の順で内径が大きくなっている。
【００２６】
また、ハウジング６の軸方向一端側には、スペーサ４１を押さえるための板状部材４４がボルト等によって固定される。板状部材４４の内周面４５の内径は、スペーサ４１の溝４３の底面よりも大きく、ハウジング６の基部６ａの内径よりも小さい。したがって、板状部材４４は、ハウジング６の基部６ａに当接しつつ、スペーサ４１の軸方向寸法が厚い部分（溝４３が形成されない部分）を外輪１０に向かって押さえつける。したがって、スペーサ４１は外輪１０と板状部材４４との間で軸方向に位置決めされる。
【００２７】
このような構成によっても、鉄道車両駆動装置の運転中に、大歯車３３によって掻き上げられた潤滑油が円錐ころ軸受１の内部を通過する際、溝４３に潤滑油が溜まる。すなわち、溝４３が潤滑油溜まりとして機能するので、回転起動時においても、円錐ころ軸受１の安定した潤滑を確保することが可能である。
【００２８】
特に、スペーサ４１の内周面４２、スペーサ４１の溝４３、外輪１０の内周面、の順で軸方向一方側から配置され、且つ、スペーサ４１の内周面４２、外輪１０の内周面の最内径部、スペーサ４１の溝４３、の順で内径が大きくなっているので、溝４３に溜まった潤滑油が軸方向一方側（図中、左側）に流出しにくく、より確実に円錐ころ軸受１の潤滑に寄与することができる。
【００２９】
なお、図３の構成において、板状部材４４とハウジング６とは必ずしも別体である必要はなく、一体であっても構わない。
【００３０】
また、図４に示すように、スペーサ４１を設けず、板状部材４４を外輪１０の軸方向一方側の側面１７に当接させても構わない。また、板状部材４４の内周面４５は、外輪１０の内周面（軌道面１１）の最内径部より小径である。また、板状部材４４の内周面４５には、軸方向他端部（図中、右端部）に溝４６が形成されている。このように、板状部材４４は、外輪１０の軸方向一方側の側面１７に当接し、内周面４５に溝４６が形成される溝形成部材として機能する。ここで、板状部材４４の内周面４５、外輪１０の内周面の最内径部、板状部材４４の溝４６、の順で内径が大きくなっている。
【００３１】
このような構成によっても、鉄道車両駆動装置の運転中に、大歯車３３によって掻き上げられた潤滑油が円錐ころ軸受１の内部を通過する際、溝４６に潤滑油が溜まる。すなわち、溝４６が潤滑油溜まりとして機能するので、回転起動時においても、円錐ころ軸受１の安定した潤滑を確保することが可能である。
【００３２】
なお、図４の構成において、板状部材４４とハウジング６とは必ずしも別体である必要はなく、一体であっても構わない。
【００３３】
また、図２の構成と、図３又は図４の構成と、を組み合わせ、外輪１０及び溝形成部材（スペーサ４１、板状部材４４）の両者に潤滑油を貯留可能な溝を設けても構わない。
【符号の説明】
【００３４】
１  円錐ころ軸受
３  円錐ころ
５  保持器
６  ハウジング
６ａ  基部
６ｂ  小径側フランジ部
６ｃ  大径側フランジ部
１０  外輪
１１  軌道面
１３  円筒面
１５  溝
１６  外周面
１７  側面
２０  内輪
２１  軌道面
２３  肩部
３１  車輪
３２  車軸
３３  大歯車
３５  小歯車
３６  回転軸
３８  大歯車用転がり軸受
３９  潤滑油溜まり
４１  スペーサ（溝形成部材）
４２  内周面
４３  溝
４４  板状部材（溝形成部材）
４５  内周面
４６  溝
【図１】
2017026031.tif 000003
【図２】
2017026031.tif 000004
【図３】
2017026031.tif 000005
【図４】
2017026031.tif 000006
【図５】
2017026031.tif 000007