(57)【要約】【課題】軸箱内に封入される潤滑油の総量を減少させずに、潤滑油の攪拌による発熱を抑制することができる転がり軸受装置を供給する。【解決手段】攪拌防止鍔５５が保持器５４の内側に配設されるとともに攪拌防止鍔５５および転動体５３の内側に内輪５２が配設されて、軸受５が形成される。この攪拌防止鍔５５は、略円環状の枠部５６と枠部５６より軸方向に延設された櫛歯状の攪拌防止部５７とからなる。枠部５６が車体側になるとともに攪拌防止部５７のそれぞれが転動体５３の間に位置するように攪拌防止鍔５５は配設される。攪拌防止部５７によって転動体５３と内輪５２との隙間５８を小さくされるため、この隙間５８に入り転動体５３および転動体６３により攪拌される潤滑油の量が抑制される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体を有する転がり軸受と、
前記転がり軸受を潤滑する潤滑油と、
前記転がり軸受および前記潤滑油を内包する軸箱とを備える転がり軸受装置において、
前記転動体によって攪拌される前記潤滑油の量を抑制する攪拌抑制部材を備えることを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記攪拌抑制部材は、前記転動体の表面と接触するように設けられた攪拌防止鍔であることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記攪拌抑制部材は、前記軸箱内を仕切るように設けられた仕切部であることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受装置に関し、特に、封入された潤滑油の温度上昇を抑制する構造を有する転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両に使用される転がり軸受装置として、図６に示すような複列式のころ軸受が多く使用されており、この複列式のころ軸受は潤滑油に転動体を油浴させることにより潤滑する油浴式潤滑を行うことが多い。
【０００３】
図６に示すように、従来の転がり軸受装置１１０は、車体に固定される略円筒形状の軸箱１０２の軸方向において外部側（以下、単に、「外部側」とする。）の開口部を、略有底円筒状の前蓋１０４により封じるとともに、軸方向において車体側（以下、単に、「車体側」とする。）の開口部を略円筒状の後蓋１０７により封じた形状である。軸箱１０２には、軸受１０５の外輪１５１と軸受１０６の外輪１６１とが内嵌されている。より具体的には軸箱１０２の上部においては軸箱の内周面に外輪１５１および外輪１６１が直接と当接している一方で、軸箱１０２の下部においては対応する部分に径方向において内向きに延設された外部側のフランジ部２１および内部側のフランジ部１２２が設けられており、このフランジ部１２１およびフランジ部１２２を介して外輪１５１および外輪１６１が軸箱１０２に内嵌されている。なお、このフランジ部１２１とフランジ部１２２との間には潤滑油溜１２３が形成されている。一方、車体側のフランジ部１２２の更に車体側には内向きに延設される環状の潤滑油止部１２４が形成されている。この潤滑油止部１２４は車両がカーブに差し掛かったとき等に車体側に一時的な力を受け潤滑油１０１が大量に、車体側シール部材１７２に向うことを防止するために設けられている。
【０００４】
車軸１０８の、上記外輪１５１に対応する位置には内輪１５２が外嵌されているとともに、短円柱状の転動体１５３、保持器１５４が、外輪１５１と内輪１５２に介装されている。同様に車軸１０８の、上記外輪１６１に対応する位置には内輪１６２が外嵌されているとともに、短円柱状の転動体１６３、保持器１６４が、外輪１６１と内輪１６２に介装されている。これら外輪１５１、内輪１５２、転動体１５３、保持器１５４により軸受１０５が形成されるとともに、外輪１６１、内輪１６２、転動体１６３、保持器１６４により軸受１０６が形成される。この軸受１０５および軸受１０６によって車軸１０８は回転自在に支承されている。
【０００５】
ここで、車軸１０８の回転に伴い車軸１０８に外嵌された内輪１５２および内輪１６２が回転すると、転動体１５３および転動体１６３も回転する。このとき軸受１０５および軸受１０６に供給され、転動体１５３および転動体１６３に接触した潤滑油１０１が攪拌されることにより、攪拌熱が発生する。この攪拌熱は転動体１５３および転動体１６３に接する潤滑油１０１が過剰になるほど大きくなる。
【０００６】
かかる構造の転がり軸受装置１１０においては、軸受１０５および軸受１０６は潤滑油１０１に油浴されているため、軸受１０５および軸受１０６を潤滑する潤滑油１０１の量が多く、潤滑油１０１切れによる軸受１０５または軸受１０６の焼き付き等が発生する可能性が小さい。また、封入されている潤滑油１０１の総量が多いため、潤滑油１０１が消費されることによる継ぎ足しの頻度や、潤滑油１０１劣化による交換の頻度を低く抑えることができる。
【０００７】
一方、多量の潤滑油１０１が転動体１５３および転動体１６３により攪拌されるため攪拌熱が生じやすい。攪拌熱が生じ、潤滑油１０１の油温が上昇すると、潤滑湯の品質劣化が生じやすくなる。またスラッジと呼ばれる不溶解物質も潤滑油１０１内に生成されやすくなり、このスラッジが軸受１０５または軸受１０６内部に付着すると、軸受１０５または軸受１０６の焼きつきの原因となる可能性も生ずる。
【０００８】
そこで潤滑油溜  １２３と車体側シール部材１７２の間に設けられた潤滑油止部１２４の形状を工夫することにより、潤滑油１０１の液面を下げることを可能とし、油浴潤滑する潤滑油１０１量を減らす技術が提示されている。かかる構成を用い潤滑油１０１量を減らすことにより、潤滑油１０１の攪拌を十分に抑制し、よって潤滑油１０１の攪拌による発熱を抑制することができると記載されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−１５３２１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１の方法によると軸箱内に封入される潤滑油の総量が減少するため、潤滑油の攪拌による発熱を抑制することが可能となる一方で、潤滑油の継ぎ足しの頻度が増加したり、潤滑油交換の頻度が増加したりする可能性がある。
【００１０】
そこで、本発明はかかる実情を鑑みてなされたもので、軸箱内に封入される潤滑油の総量を減少させずに、潤滑油の攪拌による発熱を抑制することができる転がり軸受装置を供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる転がり軸受装置は、転動体を有する転がり軸受と、前記転がり軸受を潤滑する潤滑油と、前記転がり軸受および前記潤滑油を内包する軸箱とを備える転がり軸受装置において、前記転動体によって攪拌される前記潤滑油の量を抑制する攪拌抑制部材を備える。
【００１２】
上記構成によると、転動体によって攪拌される前記潤滑油の量を抑制する攪拌抑制部材を備えるため、潤滑油の攪拌が抑制される。従って、攪拌による潤滑油温の上昇も抑制される。また、軸箱内に封入される潤滑油の総量を減少させる必要はないため、従来に比して、潤滑油の継ぎ足しの頻度が増加したり、潤滑油交換の頻度が増加したりすることはない。
【００１３】
本発明にかかる転がり軸受装置の前記攪拌抑制部材は、前記転動体の表面と接触するように設けられた攪拌防止鍔であることが好ましい。
【００１４】
上記構成によると、攪拌抑制部材は、転動体の表面と接触するように設けられた攪拌防止鍔であるため、転動体の表面と接触する簡易な構造で潤滑油の攪拌を抑制し、攪拌による潤滑油温の上昇も抑制することができる。また攪拌防止鍔は転動体の表面と接触することができればよいので、特段の強度を必要とされないため、樹脂などにより容易かつ安価に構成することができる。
【００１５】
本発明にかかる転がり軸受装置の前記攪拌抑制部材は、前記軸箱内を仕切るように設けられた仕切部であることも好ましい。
【００１６】
上記構成によると、攪拌抑制部材は、軸箱内を仕切るように設けられた仕切部であるため、簡易な構造で潤滑油の攪拌を抑制し、攪拌による潤滑油温の上昇も抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、潤滑油の総量を減少させずに、潤滑油の攪拌による発熱を抑制することができる転がり軸受装置を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本形態にかかる転がり軸受装置の構造を、図面を用いて、以下に説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態にかかる転がり軸受装置１０は、車体に固定される略円筒形状の軸箱２の軸方向において外部側（以下、単に、「外部側」と言う。）の開口部を、略有底状の前蓋４により封じるとともに、軸方向において車体側（以下、単に、「車体側」と言う。）の開口部を、略円筒状の後蓋７により封じた構成となっている。軸箱２には、軸受５の外輪５１と軸受６の外輪６１とが内嵌されている。より具体的には軸箱２の上部においては軸箱の内周面に外輪５１および外輪６１が直接に当接している一方で、軸箱２の下部においては対応する部分に径方向において内向きに延設された外部側のフランジ部２１および内部側のフランジ部２２が設けられており、このフランジ部２１およびフランジ部２２を介して外輪５１および外輪６１が軸箱２に内嵌されている。なお、このフランジ部２１とフランジ部２２との間には潤滑油溜２３が形成されている。また、外部側のフランジ部２１の先端部２７は、軸方向において外部側かつ径方向において内向きに延設されるとともに、封入されている潤滑油１を仕切り、攪拌される潤滑油１量を少なくするための仕切部２６が形成されている。一方、車体側のフランジ部２２の更に車体側には、内向きに延設される環状の潤滑油止部２４が形成されている。この潤滑油止部２４は車両がカーブに差し掛かったとき等に車体側に一時的な力を受け潤滑油１が大量に、車体側シール部材７２に向うことを防止するために設けられている。
【００２０】
前蓋４の軸箱２への嵌入部４１は、Ｏリング２５によりシールされている。また、軸箱２の車体側端部開口部は、上述のように、後蓋７の軸箱２への嵌入部７３はＯリング７１によりシールされている。この後蓋７の車体側開口部より、車軸８が軸箱２内部に挿入されている。また、この車軸８には略円筒状の油切８１が外嵌されているとともに、この油切８１と後蓋７との間にラビリンスシール７４を形成している。更に、後蓋７に内嵌されたシール部材７２も油切８１と摺接し、ラビリンスシール７４およびシール部材７２によって潤滑油１が外部に漏れ出さず、また、外部から水分等が軸箱２の内部に浸入しない構造となっている。
【００２１】
車軸８の外周面であって、上記外輪５１に対向する部分には内輪５２が外嵌されているとともに、短円柱状の転動体５３、保持器５４、攪拌防止鍔５５が、外輪５１と内輪５２に介装されている。同様に、車軸８の外周面であって、上記外輪６１に対応する部分には内輪６２が外嵌されているとともに、短円柱状の転動体６３、保持器６４、攪拌防止鍔６５が、外輪６１と内輪６２に介装されている。これら外輪５１、内輪５２、転動体５３、保持器５４、攪拌防止鍔５５により軸受５が形成されるとともに、外輪６１、内輪６２、転動体６３、保持器６４、攪拌防止鍔６５により軸受６が形成される。この軸受５および軸受６によって車軸８は回転自在に支承されている。
【００２２】
より具体的には、軸受５は図２に示すように、外輪５１の内周面に放射状等間隔に並べられた転動体５３を保持器５４により移動しない様に保持した構造を有している。保持器５４は転動体５３が軸受５から外れることを防ぐとともに、転動体５３を軸受５の中で等間隔に保持して各転動体５３間の接触を防ぐ働きを有している。更に図３に示すように、攪拌防止鍔５５が保持器５４の内側に配設されるとともに攪拌防止鍔５５および転動体５３の内側に内輪５２が配設されて、軸受５が形成される。この攪拌防止鍔５５は図４に示すように、略円環状の枠部５６と枠部５６より軸方向に延設された櫛歯状の攪拌防止部５７とからなる。枠部５６が車体側になるとともに攪拌防止部５７のそれぞれが転動体５３の間に位置するように攪拌防止鍔５５は配設される。図３および図５に示すように、攪拌防止部５７によって、転動体５３と内輪５２との隙間５８が小さくされるため、この隙間５８に入り転動体５３により攪拌される潤滑油１の量が抑制される。
【００２３】
なお、軸受６は攪拌防止鍔６５の枠部６６が外部側になるように配設されるため、図５に示すように、軸受５と軸受６とは枠部５６および枠部６６が互いに接するように軸箱２内に配置される。また、攪拌防止鍔６５の枠部６６の向きが、攪拌防止鍔５５の枠部５６の向きと異なること以外は、軸受６は軸受５と同様の構成であるため、軸受６の説明を省略するが、攪拌防止部６７によって、図３および図５に示すように、転動体６３と内輪６２との隙間６８が小さくされるため、この隙間６８に入り転動体６３により攪拌される潤滑油１の量が抑制される。各部材を構成する材料は特に限定されないが、外輪５１，６１、内輪５２，６２、転動体５３，６３に高炭素鋼が用いられている場合には、保持器５４，６４には高炭素鋼に比して柔らかい黄銅を用い、攪拌防止鍔５５，６５には高炭素鋼に比して柔らかく、かつ射出成型等により形成が容易な樹脂を用いることが好ましい。
【００２４】
ここで、車軸８の回転に伴い車軸８に外嵌された内輪５２，６２が回転すると、転動体５３，６３も回転する。このとき軸受５，６に供給され、転動体５３，６３に接触した潤滑油１が攪拌されることにより、攪拌熱が発生する。この攪拌熱は転動体５３，６３に接する潤滑油１が過剰になるほど大きくなる。本実施形態においては攪拌抑制部材としての攪拌防止鍔５５が転動体５３に一部接触し、転動体５３と内輪５２との間の隙間５８を従来の軸受に比して小さくすることにより、転動体５３により攪拌される潤滑油１の量を抑制し、攪拌熱の発生を抑制する。また同様に攪拌防止鍔６５が転動体６３に一部接触し、転動体６３と内輪６２との間の隙間６８を従来の軸受に比して小さくすることにより、転動体６３により攪拌される潤滑油１の量を抑制し、攪拌熱の発生を抑制する。
【００２５】
転動体５３および転動体６３により攪拌される潤滑油１の量の抑制は、同様に攪拌抑制部材である仕切部２６によっても行われる。軸箱２内部に封入される潤滑油１は、軸受５および軸受６そして仕切部２６によって２分割されるため、転動体５３および転動体６３により攪拌される潤滑油１は軸受５および軸受６と仕切部２６とによって形成された空間内に存在する潤滑油１のみとなり、攪拌される潤滑油１の量が抑制される。従って、他の潤滑油１は、転動体５３および転動体６３により直接攪拌されることはなく、攪拌熱の発生が抑制される。一方、潤滑油１の総量は上記従来に比して減少していないため、従来に比して潤滑油消費が早まったり、潤滑油１の劣化が早まったりすることはない。なお、軸受５と軸受６との間には小孔９が存在するため、潤滑油１は転動体５３および転動体６３近傍の潤滑油１は潤滑油溜２３内部の潤滑油１と互いに入れ替わることが可能であり、また、仕切部２６の下部は外部側と連通しているため、潤滑油溜２３内部の潤滑油１は仕切部２６の外部側の潤滑油と互いに入れ替わることが可能である。
【００２６】
上記実施形態の転がり軸受装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００２７】
（１）上記実施形態にかかる転がり軸受装置によれば、転動体５３および転動体６３によって攪拌される潤滑油１の量を抑制することにより、潤滑油１の攪拌を抑制する攪拌抑制部材である攪拌防止鍔５５、攪拌防止鍔６５および仕切部２６を備えるため、潤滑油１の攪拌が抑制される。従って、攪拌による潤滑油温の上昇も抑制される。
【００２８】
（２）上記実施形態にかかる転がり軸受装置によれば、攪拌抑制部材は、転動体５３の一部と接触するとともに、潤滑油１のうち転動体によって攪拌される潤滑油１の量を抑制することにより、潤滑油１の攪拌を抑制する攪拌防止鍔５５であるため、転動体５３の表面を覆う簡易な構造で潤滑油１の攪拌を抑制し、攪拌による潤滑油温の上昇を抑制することができる。また、攪拌防止鍔５５は転動体５３の表面を覆うことができればよく、特段の強度を必要とされないため、樹脂により容易かつ安価に構成することができる。攪拌防止鍔６５についても同様である。
【００２９】
（３）上記実施形態にかかる転がり軸受装置によれば、攪拌抑制部材は、軸箱２内を仕切るとともに、潤滑油１のうち転動体５３および転動体６３によって攪拌される潤滑油１の量を抑制することにより、潤滑油１の攪拌を抑制する仕切部２６であるため、簡易な構造で潤滑油１の攪拌を抑制し、攪拌による潤滑油温の上昇も抑制することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
【００３１】
・上記実施形態にかかる転がり軸受装置は、攪拌抑制部材として攪拌防止鍔および仕切部を備えているが、他の構成であっても良い。例えば、攪拌防止鍔および仕切部の一方のみにより十分な攪拌抑制効果が得られれば、一方を割愛することにより、より簡素な構造となり、コストダウンに資する。
【００３２】
・上記実施形態にかかる転がり軸受装置において、攪拌抑制部材として仕切部２６は外部側のフランジ部２１の先端部が延設されて形成されているが、他の構成であっても良い。例えば、別部材で形成してねじ止め等により固定してもよい。即ち、封入される潤滑油１を仕切ることにより、転動体により攪拌される潤滑油量を少なくする構造であれば良いのであり、その構造については加工のしやすさ、組立工程の容易さなどを総合的に判断して決定することが好ましい。
【００３３】
・上記実施形態にかかる転がり軸受装置は、鉄道用に用いられる転がり軸受装置であるが、他の構成であっても良い。即ち、潤滑油の攪拌による攪拌熱の発生が問題となる軸受装置であれば、いずれの軸受装置にも適用しうる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、転がり軸受装置、特に、転動体による潤滑油の攪拌を原因とする攪拌熱の発生が問題となる転がり軸受装置に、広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明にかかる転がり軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、軸方向断面図である。
【図２】本発明にかかる転がり軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、Ａ−Ａ軸受部の一部断面図であって、内輪および攪拌防止鍔を除いた図である。
【図３】本発明にかかる転がり軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、Ａ−Ａ軸受部の一部断面図である。
【図４】本発明にかかる転がり軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、攪拌防止鍔の形状を説明する斜視図である。
【図５】本発明にかかる転がり軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、軸受部についての軸方向断面図である。
【図６】従来の転がり軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…潤滑油、２…軸箱、４…前蓋、５…軸受、６…軸受、７…後蓋、８…車軸、９…小孔、１０…軸受装置、２１…フランジ部、２２…フランジ部、２３…潤滑油溜  、２４…潤滑油止部、２５…Ｏリング、２６…仕切部、２７…先端部、４１…嵌入部、５１…外輪、５２…内輪、５３…転動体、５４…保持器、５５…攪拌防止鍔、５６…枠部、５７…攪拌防止部、５８…転動体５３と内輪５２との隙間、６１…外輪、６２…内輪、６３…転動体、６４…保持器、６５…攪拌防止鍔、６６…枠部、７１…Ｏリング、７２…シール部材、７３…嵌入部、７４…ラビリンスシール、８１…油切、１０１…潤滑油、１０２…軸箱、１０４…前蓋、１０５…軸受、１０６…軸受、１０７…後蓋、１０８…車軸、１１０…軸受装置、１２１…フランジ部、１２２…フランジ部、１２３…潤滑油溜  、１２４…潤滑油止部、１５１…外輪、１５２…内輪、１５３…転動体、１５４…保持器、１６１…外輪、１６２…内輪、１６３…転動体、１６４…保持器、１７２…車体側シール部材。
【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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