【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は鉄道車両駆動装置用軸受等に用いられる円すいころ軸受に関する。より詳しくは、はねかけ潤滑で使用される場合でも円すいころ大端面と内輪大つば面との耐焼付き性の改善、保持器ポケット面の摩耗防止を図った円すいころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に示すように、鉄道車両の駆動装置２は、主電動機３の出力軸４から小歯車６と大歯車７を介して、車輪９を支持した車軸８に動力を伝達するようになっている。小歯車６を取り付けた歯車軸５は、一対の円すいころ軸受１によって回転自在に支持されている。大歯車７に比べて小歯車６の方が回転数が高く、負荷も大きい。したがって、円すいころ軸受１は過酷な環境下で使用されることになるが、このような環境下でもすぐれた転動疲労寿命と信頼性が要求される。
【０００３】
円すいころ軸受１は転動体として円すいころを用いたラジアル軸受であって、図８（ａ）に示すように、内輪１２と、外輪１４と、内・外輪１２，１４間に転動自在に介在する複数の円すいころ１３と、円すいころ１３を円周方向で等間隔に保持するための保持器１５とを主要な構成要素としている。円すいころ軸受の回転中、円すいころ１３にはその小端面１６側から大端面１７側に向かう推力が発生し、この推力は、内輪１２の大径側に設けられた大つば面１８で支持される。なお、円すいころ１３の大端面１７には円形のぬすみ１９を設けてある。
【０００４】
円すいころ１３の大端面１７と接触するポケット面の内径部に、大端面１７と平行な傾斜部を設けることにより、エッジ当たりを防止し、ポケット面の摩耗を抑制することで保持器１５の寿命向上を図ることが知られている（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１３０４４３号公報（段落番号０００６−００１１、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
軸受運転時、円すいころ１３の大端面１７側の保持器１５のポケット面は、円すいころ１３のぬすみ１９と大端面１７とのつなぎ部分で接触するため、エッジ当たりとなる。そのため、ポケット面が摩耗してバリやカエリが発生する場合があり、保持器寿命を低下させる原因となる。
【０００７】
また、鉄道車両駆動装置用軸受に用いられる円すいころ軸受１の場合、歯車のかみ合いを利用したはねかけ潤滑（運動部分によってはね上げられた潤滑油の飛沫による潤滑方法）なので、運転初期とりわけ低温（たとえば−１０〜−２０℃）始動時に潤滑不足になりやすい。また、円すいころ１３の大端面１７のぬすみ１９が保持器１５の大径側ポケット面にかかっているため、図８（ｂ）に示すように、ぬすみ１９の最外径部分がエッジ当たりとなり、保持器１５の大径側ポケット面の摩耗を助長する。その結果、円すいころ１３の大端面１７と内輪１２の大つば面１８との間で焼付き等の不具合が生じたり、保持器１５のポケット面の摩耗を起こしたりする可能性があった。
【０００８】
本発明の目的は、上述の従来の技術における問題点を解消した円すいころ軸受用保持器を提供することにある。具体的には、とくに運転初期の潤滑不足による焼付きやポケット面の摩耗を防ぐことである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、内輪２０と、外輪４０と、内輪２０の軌道２２と外輪４０の軌道４２との間に転動自在に介在する複数の円すいころ３０と、円すいころ３０を収容するためのポケット５６を円周方向等間隔に配置した保持器５０とからなり、保持器５０の大径側ポケット面５８のうち、円すいころ３０の大端面３６と接触する部分に円周方向に凸曲面を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明は、内輪２０と、外輪４０と、内輪２０の軌道２２と外輪４０の軌道４２との間に転動自在に介在する複数の円すいころ３０と、円すいころ３０を収容するためのポケット５６を円周方向等間隔に配置した保持器５０とからなり、保持器５０の大径側ポケット面５８のうち、円すいころ３０の大端面３６と接触する部分に板厚方向に凸曲面を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１の発明と請求項２の発明は、円すいころ３０の大端面３６のぬすみ３８と保持器５０の大径側ポケット面５８とのエッジ当たりを防止するとともに、潤滑油を供給しやすくすることで、保持器寿命を向上させることができる。また、エッジ当たりを防止し、円すいころ大端面３６の油切れをなくすことで、内輪大つば面２８の耐焼付き性を向上させることができる。
【００１２】
凸曲面の高さは０．１ｍｍ以下とするのが望ましい。０．１ｍｍを越えると、円すいころ３０と保持器５０とが凸凸接触となり、面圧が高くなるからである。請求項３の発明は、内輪２０と、外輪４０と、内輪２０の軌道２２と外輪４０の軌道４２との間に転動自在に介在する複数の円すいころ３０と、円すいころ３０を収容するためのポケット５６を円周方向等間隔に配置した保持器５０とからなり、円すいころ３０の大端面３６のぬすみ３８の最外径部の包絡円径が保持器５０の大径側ポケット面５８の内径より小さいことを特徴とするものである。円すいころ３０の大端面３６を広くして、運転停止時に付着残存している潤滑油をより多くし、この付着潤滑油を有効に潤滑に寄与させることができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３に記載の円すいころ軸受において、円すいころ３０の大端面３６の面取り３７が始まる位置と内輪２０の大つば面２８の逃げ２７の外径位置が略同一であることを特徴とするものである。車両の運転始動時など、初期運転時で軸受への回転飛沫による潤滑油供給が少ない場合でも焼付きを防止することができる。
【００１４】
請求項５の発明は、内輪２０と、外輪４０と、内輪２０の軌道２２と外輪４０の軌道４２との間に転動自在に介在する複数の円すいころ３０と、円すいころ３０を収容するためのポケット５６を円周方向等間隔に配置した保持器５０とからなり、軸受内に油溜り用仕切り板６０を設けたことを特徴とする円すいころ軸受である。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項５に記載の円すいころ軸受において、油溜り用仕切り板６０が、外輪４０と嵌合する金属製リング６２と、金属製リング６２と一体化した弾性体リップ６４とで構成されていることを特徴とするものである。油溜り用仕切り板６０が金属製リング６２と弾性体リップ６４とで構成されているため、油溜り構造を確保したままコーンアセンブリ（２０，３０，５０）と外輪４０との分離・組立を行うことが可能である。
【００１６】
請求項７の発明のように、弾性体リップ６４に肉薄部６６を設けることによって、弾性体リップ６４の腰が局部的に弱くなるため、分離・組立がさらに容易となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
まず、図２（ａ）および図３を参照して円すいころ軸受の基本的構成について説明する。円すいころ軸受は、内輪２０と、複数の円すいころ３０と、外輪４０と、保持器５０とを主要な構成要素としている。
【００１９】
内輪２０はコーンとも呼ばれ、外周面に円すい形の軌道２２を形成している。内輪２０は、軌道２２の小径側から外側に突き出た小つば２４と、軌道２２の大径側から外側に突き出た大つば２６を有する。大つば２６は、軌道２２の背面側にあって、円すいころ３０を案内し、円すいころ３０の大端面３６の推力を支持する役割を果たす。符号２８は大つば面を指し、符号２７は軌道２２と大つば面２８との境界付近に設けた逃げ（図４ａ参照）を指している。外輪４０はカップとも呼ばれ、内周面に円すい形の軌道４２を有する。
【００２０】
内輪２０の軌道２２と外輪４０の軌道４２との間に複数の円すいころ３０が転動自在に介在する。各円すいころ３０の、軌道２２，４２と転がり接触する表面すなわち転動面３２は実質的に円すい形となっている。転動面３２の直径の小さいほうのころ端面を小端面３４といい、転動面３２の直径の大きいほうのころ端面を大端面３６という。大端面３６は、研削効率を高めるためなどのため、あらかじめ鍛造加工のときなどに円形にくぼませてあり、このころ端面のくぼみをここではぬすみ３８と呼ぶこととする。
【００２１】
円すいころ３０を保持するための保持器５０は概ね円すい台形状であって、図３に示すように、軸方向に離間した一対の環状体５２ａ，５２ｂと、円周等配位置でころ中心方向に延びて両環状体５２ａ，５２ｂを橋絡する複数の柱５４と、内径側の環状体５２ｂの先端を内径側に折り曲げて形成された環状のリブ５２ｃとを有している。そして、隣り合う柱５４間に、円すいころ３０を収容するための台形窓形のポケット５６が形成されている。
【００２２】
円すいころ軸受では、軌道２２，４２から円すいころ３０に加わる荷重の合力が円すいころ３０をその大端面３６側に押す方向に作用する。そのため、円すいころ３０はその大端面３６が内輪２０の大つば面２８に押し付けられて案内され、ここで滑り接触が生ずる。
【００２３】
続いて、図１に示す本発明の実施の形態について説明する。まず、図１（ａ）に示す実施の形態は、円すいころ３０の大端面３６と接触する保持器５０の大径側ポケット面５８を、円周方向に、言い換えるならば平面で見て、凸曲面としたものである（図９参照）。この場合、円すいころ３０の大端面３６とポケット面５８との当たり位置は図１（ｂ）に斜線で示す領域となる。
【００２４】
図１（ｃ）の実施の形態は、円すいころ３０の大端面３６と接触する保持器５０の大径側ポケット面５８を、板厚方向に、言い換えるならば軸心を含む断面において、凸曲面としたものである（図１０参照）。この場合、円すいころ３０の大端面３６とポケット面５８との当たり位置は図１（ｄ）に斜線で示す領域となる。
【００２５】
このように、保持器５０のポケット面５８を凸曲面とすることで、円すいころ３０の大端面３６とぬすみ３８とのつなぎ部の接触を避けることで、エッジ当たりによる摩耗を軽減することができる。また、保持器５０のポケット面５８が凸曲面となることで、図１（ａ）に斜線で示すように、ポケット両端側（隅Ｒ側）に油溜りとなる空間を確保することができ、その部分から保持器５０の接触部分へ油が供給されるので、接触部の摩耗を軽減させることができる。前記空間は、円すいころ３０の大端面３６と保持器５０のポケット面５８とがわずかに離れた領域であり、したがって、毛細管現象が期待できるため多くの油を保持できる。
【００２６】
次に、図２の実施の形態は、円すいころ３０の大端面３６のぬすみ３８の面積を小さくしたものである。円形のぬすみ３８の最外径部の包絡円径を保持器５０の大径側ポケット面５８の内径より小さく設定する。その結果、図２（ｂ）から理解できるように、円すいころ３０はぬすみ３８の最外径部が内壁面を通過することなく自転するため、エッジ当たりしない。
【００２７】
図４に示す実施の形態は、円すいころ３０の大端面３６の面取り３７を二点鎖線で示す従来の面取りよりも小さくしたものである。そうすることによって円すいころ３０の大端面３６と内輪２０の大つば面２８とが近接した領域の増加分を、図４（ａ）では（ｂ）符号Ｓで、図４（ｂ）ではクロスハッチングで示す。このように、円すいころ３０の大端面３６と内輪２０の大つば面２８とが近接した領域が広くなるため、毛細管現象による保油性が高くなって、円すいころ３０の大端面３６の付着油量が多くできる。
【００２８】
また、円すいころ３０がスキューした場合に、円すいころ３０の大端面３６と内輪２０の大つば面２８との接触楕円がはみ出しにくい。
【００２９】
具体的には、二点鎖線で示す従来の面取りがころ径の３〜５％であるのに対し、内輪２０の大つば２６の逃げ２７とほぼ一致する１．５〜３．０％に設定するのが望ましい。これ以上小さくすると、逃げ２７部分との間でエッジ当たりを招くおそれがあり、また、円すいころ３０を塑性加工（ヘッダー）する際の型寿命が激減するなどの不具合が生ずる。
【００３０】
図５および図６に示す実施の形態は、油溜り用仕切板６０を設けることにより、円すいころ軸受の初期運転時に潤滑を補助するための油溜りを形成したものである。油溜り用仕切板６０は、図６（ａ）に示すように、当該油溜りのオイルレベルが円すいころ３０の大端面３６にかかる内径となっている。
【００３１】
また、内輪２０、円すいころ３０および保持器５０からなるサブユニットをコーンアセンブリと呼ぶが、油溜り用仕切板６０を装着したままコーンアセンブリ（２０，３０，５０）と外輪４０とを分離可能とするため、図６（ｂ）に示すように、油溜り用仕切板６０は金属製リング６２と弾性体リップ６４との複合体で構成されている。金属製リング６２は断面Ｌ字状で、外輪４０と嵌合する円筒部６２ａと、円筒部６２ａの一端から内径側に折り曲げられた内向きフランジ部６２ｂとからなる。円筒部６２ａの他端部外周面には，外輪４０の嵌合溝４４とはまり合う凸部６２ｃを設けてある。内向きフランジ部６２ｂの内径φｄはコーンアセンブリ（２０，３０，５０）の包絡外径より小さい。
【００３２】
弾性体リップ６４は可撓性のある材料で成形するものとし、たとえばニトリルゴムその他のゴム製とすることができる。弾性体リップ６４は金属製リング６２と一体的に焼き付けることができる。図６（ｃ）に符号６３で示すように、金属製リング６２の外周にまでゴムを巻きつけることによりシール性が向上する。図６（ａ）から理解できるとおり、弾性体リップ６４の内径がオイルレベルを規定する。そして、オイルレベルは最下位の円すいころ３０のころ中心位置付近に位置するのが望ましい。ここで、ころ中心とは、ころ軸方向中央におけるころ中心を意味する。なお、図６（ａ）では、オイルレベルが最下位の円すいころ３０のころ中心よりも低い位置にあるが、保持器５０と円すいころ３０の大端面３６との間の潤滑に着目するならば、最小限、保持器５０のポケット面５８に掛かっている必要があるということを示している。
【００３３】
さらに、図６（ｂ）に示すように、弾性体リップ６４に肉薄部６６を設けることにより、局部的に弾性体リップ６４の腰を弱くして、弾性体リップ６４が過大な力を加えることなく折れ曲がる（ラッパ状に拡がる）ようにすることができる。このような構成を採用することにより、外輪４０に対してコーンアセンブリ（２０，３０，５０）を一層容易に抜き差しできることとなる。
【００３４】
なお、図５および図６に示した上述の構造は、円すいころ軸受だけでなく、つば付き円筒ころ軸受にも同等の作用効果を伴って適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１および請求項２の発明によれば、保持器５０のポケット面５８を凸曲面とすることで、円すいころ３０の大端面３６とぬすみ３８とのつなぎ部の接触を避けることで、エッジ当たりによる摩耗を軽減することができる。また、請求項１の発明のように保持器５０のポケット面５８が凸曲面となることで、図１（ａ）に斜線で示すようにポケット両端側（隅Ｒ側）に油溜りとなる空間を確保することができ、その部分から保持器５０の接触部分へ油が供給されるので、接触部の摩耗を軽減させることができる。さらに、円すいころ３０の大端面３６と保持器５０のポケット面５８とがわずかに離れた、毛細管現象が期待できる領域が形成され、多くの油を保持できる。
【００３６】
請求項３および請求項４の発明によれば、円すいころ３０の大端面３６を広くして、運転停止時に付着残存している潤滑油をより多くし、この付着潤滑油を有効に潤滑に寄与させることができる。また、円すいころ３０の大端面３６が広くなっているので、大端面３６を安定して高精度な球面に仕上げることができる。さらに、円すいころ３０がスキューすると、円すいころ３０の大端面３６と内輪２０の大つば面２８との接点は大端面３６からころ外径方向に偏移し、接触楕円がはみ出す傾向になる。はみ出すとエッジ応力が過大になり、早期焼付きを招くところ、本発明では円すいころ３０の大端面３６の面取り３７を小さくしたので、この接触楕円のはみ出しの臨界スキュー角を大きくすることができる。スキュー角を同じ臨界角とする場合、ころ接点を内輪２０の軌道２２側に近接して設定できるために、軸受の低トルク化も図ることができる。
【００３７】
請求項５の発明によれば、油溜り用仕切板６０によって油溜りが形成され、円すいころ３０の大端面３６に潤滑油が浸っているため、初期運転時に軸受への回転飛沫による潤滑油供給が少ない場合でも、内輪２０の大つば２６での焼付きを防止することができる。また、請求項６の発明のように、油溜り用仕切り板６０を、外輪４０と嵌合する金属製リング６２と、金属製リング６２と一体化した弾性体リップ６４とで構成することにより、油溜りの構造を確保したままコーンアセンブリ（２０，３０，５０）と外輪４０の分離・組立を行うことができる。腰の強い金属製リング６２と外輪４０との強固な嵌合のため、コーンアセンブリ（２０，３０，５０）を引き抜くときに、油溜り用仕切板６０がはずれることはない。請求項７の発明のように、弾性体リップ６４に肉薄部６６を設けることにより、外輪４０に対するコーンアセンブリ（２０，３０，５０）の抜き差しを一層容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明するための図であって、
（ａ）は保持器と円すいころとの接触部の部分平面図、
（ｂ）は図１（ａ）の正面図、
（ｃ）は保持器と円すいころとの接触部の部分断面図、
（ｄ）は図１（ｃ）の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態を説明するための図であって、
（ａ）は円すいころ軸受の部分断面図、
（ｂ）は図２（ａ）のｂ矢視図である。
【図３】保持器の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態を説明するための図であって、
（ａ）は内輪大つばと円すいころとの接触部分の拡大断面図、
（ｂ）は図４（ａ）のｂ矢視図である。
【図５】本発明の実施の形態を説明するための円すいころ軸受の断面図である。
【図６】（ａ）は図５に示す円すいころ軸受の要部拡大図、
（ｂ）は図５における油溜り用仕切り板の拡大図、
（ｃ）は油溜り用仕切り板の別の例を示す拡大図である。
【図７】従来の技術を説明するための鉄道車両の駆動装置の断面図である。
【図８】（ａ）は図７における円すいころ軸受の断面図
（ｂ）は図８（ａ）のｂ矢視図である。
【図９】図１（ａ）と類似の部分平面図である。
【図１０】図１（ｃ）と類似の部分断面図である。
【符号の説明】
２０ 内輪
２２ 軌道
２４ 小つば
２６ 大つば
２７ 逃げ
２８ 大つば面
３０ 円すいころ
３２ 転動面
３４ 小端面
３６ 大端面
３８ ぬすみ
４０ 外輪
４２ 軌道
４４ 嵌合溝
５０ 保持器
５２ａ 環状体
５２ｂ 環状体
５２ｃ リブ
５４ 柱
５６ ポケット
５８ 大径側のポケット面
６０ 油溜り用仕切り板
６２ 金属製リング
６２ａ 円筒部
６２ｂ 内向きフランジ
６２ｃ 凸部
６４ 弾性体リップ
６６ 肉薄部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a tapered roller bearing used for a bearing for a railway vehicle drive device or the like. More specifically, the present invention relates to a tapered roller bearing that has improved seizure resistance between the tapered roller large end face and the inner ring large brim face even when used in splash lubrication, and prevents wear of the cage pocket face.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 7, the driving device 2 of the railway vehicle transmits power from the output shaft 4 of the main motor 3 to the axle 8 supporting the wheels 9 via the small gear 6 and the large gear 7. I have. The gear shaft 5 to which the small gear 6 is attached is rotatably supported by a pair of tapered roller bearings 1. The small gear 6 has a higher rotation speed and a larger load than the large gear 7. Therefore, the tapered roller bearing 1 is used in a severe environment, but it is required to have excellent rolling fatigue life and reliability even in such an environment.
[0003]
The tapered roller bearing 1 is a radial bearing using a tapered roller as a rolling element. As shown in FIG. 8 (a), an inner ring 12, an outer ring 14, and a rolling element interposed between the inner and outer rings 12, 14. The main components are a plurality of tapered rollers 13 to be formed and a retainer 15 for holding the tapered rollers 13 at equal intervals in the circumferential direction. During the rotation of the tapered roller bearing, a thrust is generated in the tapered roller 13 from the small end surface 16 side to the large end surface 17 side, and this thrust is supported by a large flange surface 18 provided on the large diameter side of the inner ring 12. You. The large end face 17 of the tapered roller 13 is provided with a circular recess 19.
[0004]
By providing an inclined portion parallel to the large end surface 17 at the inner diameter portion of the pocket surface that comes into contact with the large end surface 17 of the tapered roller 13, the edge contact is prevented, and the wear of the pocket surface is suppressed, thereby shortening the life of the retainer 15. It is known that improvement is achieved (Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-130443 (paragraph number 0006-0011, FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
During the operation of the bearing, the pocket surface of the retainer 15 on the side of the large end face 17 of the tapered roller 13 comes into contact with the joint between the slack 19 of the tapered roller 13 and the large end face 17, so that the edge comes into contact. For this reason, the pocket surface may be worn to cause burrs or burrs, which may shorten the life of the retainer.
[0007]
Further, in the case of the tapered roller bearing 1 used for a bearing for a railway vehicle drive device, since the spring lubrication (a lubricating method by splashing of the lubricating oil jumped up by the moving part) utilizing the meshing of the gears, particularly at a low temperature ( (For example, -10 to -20 ° C). Further, since the slack 19 of the large end face 17 of the tapered roller 13 is hung on the large-diameter pocket surface of the retainer 15, as shown in FIG. This promotes abrasion of the large-diameter pocket surface of the retainer 15. As a result, a problem such as seizure may occur between the large end surface 17 of the tapered roller 13 and the large brim surface 18 of the inner race 12, or the pocket surface of the retainer 15 may be worn.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a tapered roller bearing retainer which has solved the above-mentioned problems in the related art. Specifically, it is intended to prevent seizure and abrasion of the pocket surface due to insufficient lubrication in the early stage of operation.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is for accommodating the inner ring 20, the outer ring 40, a plurality of tapered rollers 30 rotatably interposed between the track 22 of the inner ring 20 and the track 42 of the outer ring 40, and for accommodating the tapered rollers 30. And a cage 50 in which pockets 56 are arranged at regular intervals in the circumferential direction. A portion of the large-diameter side pocket surface 58 of the cage 50 that contacts the large end surface 36 of the tapered roller 30 has a convex curved surface in the circumferential direction. Is provided.
[0010]
The invention according to claim 2 is for accommodating the inner ring 20, the outer ring 40, the plurality of tapered rollers 30 rotatably interposed between the track 22 of the inner ring 20 and the track 42 of the outer ring 40, and for accommodating the tapered rollers 30. And a cage 50 in which pockets 56 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. A portion of the large-diameter pocket surface 58 of the cage 50 that contacts the large end surface 36 of the tapered roller 30 has a convex curved surface in the plate thickness direction. Is provided.
[0011]
According to the first and second aspects of the present invention, it is possible to prevent the slackness of the large end surface 36 of the tapered roller 30 from contacting the edge of the large-diameter side pocket surface 58 of the retainer 50 and to facilitate the supply of lubricating oil. Thus, the life of the cage can be improved. In addition, by preventing edge contact and eliminating oil shortage of the tapered roller large end surface 36, seizure resistance of the inner ring large brim surface 28 can be improved.
[0012]
The height of the convex curved surface is desirably 0.1 mm or less. If the thickness exceeds 0.1 mm, the tapered rollers 30 and the retainer 50 come into convex-convex contact, and the surface pressure increases. The invention according to claim 3 is for accommodating the inner ring 20, the outer ring 40, the plurality of tapered rollers 30 rotatably interposed between the track 22 of the inner ring 20 and the track 42 of the outer ring 40, and for accommodating the tapered rollers 30. And a cage 50 in which the pockets 56 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and the envelope circle diameter of the outermost diameter portion of the slack 38 of the large end surface 36 of the tapered roller 30 is equal to that of the large diameter side pocket surface 58 of the cage 50. It is characterized by being smaller than the inner diameter. By widening the large end face 36 of the tapered roller 30, the amount of lubricating oil that remains and adheres when the operation is stopped can be increased, and the adhered lubricating oil can be effectively contributed to lubrication.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the tapered roller bearing according to the third aspect, a position where the chamfering 37 of the large end surface of the tapered roller 30 starts and an outer diameter position of the clearance 27 of the large flange surface of the inner ring 20 are substantially the same. It is characterized by having. Seizure can be prevented even when the supply of lubricating oil due to rotating splashes to the bearings is small at the time of initial operation, such as at the start of vehicle operation.
[0014]
The invention according to claim 5 is for accommodating the inner ring 20, the outer ring 40, the plurality of tapered rollers 30 rotatably interposed between the track 22 of the inner ring 20 and the track 42 of the outer ring 40, and for accommodating the tapered rollers 30. The tapered roller bearing is characterized in that it comprises a cage 50 in which pockets 56 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and an oil sump partition plate 60 is provided in the bearing.
[0015]
According to a sixth aspect of the present invention, in the tapered roller bearing according to the fifth aspect, the oil sump partition plate 60 has a metal ring 62 fitted with the outer ring 40, and an elastic lip 64 integrated with the metal ring 62. And characterized in that: Since the oil sump partition plate 60 is composed of the metal ring 62 and the elastic lip 64, the cone assembly (20, 30, 50) and the outer ring 40 are separated and assembled while the oil sump structure is secured. It is possible.
[0016]
By providing the thin portion 66 on the elastic lip 64 as in the invention of claim 7, the elasticity of the elastic lip 64 is locally weakened, so that separation and assembly are further facilitated.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
First, the basic configuration of a tapered roller bearing will be described with reference to FIGS. The tapered roller bearing has an inner ring 20, a plurality of tapered rollers 30, an outer ring 40, and a retainer 50 as main components.
[0019]
The inner ring 20 is also called a cone, and forms a conical track 22 on the outer peripheral surface. The inner race 20 has a small collar 24 protruding outward from the small diameter side of the track 22 and a large collar 26 protruding outside from the large diameter side of the track 22. The large brim 26 is located on the back side of the track 22, guides the tapered rollers 30, and serves to support the thrust of the large end surface 36 of the tapered rollers 30. Reference numeral 28 indicates a large brim surface, and reference numeral 27 indicates a relief provided near the boundary between the track 22 and the large brim surface 28 (see FIG. 4A). The outer ring 40 is also called a cup and has a conical orbit 42 on the inner peripheral surface.
[0020]
A plurality of tapered rollers 30 are rotatably interposed between the track 22 of the inner ring 20 and the track 42 of the outer ring 40. The surface of each tapered roller 30, which is in rolling contact with the tracks 22, 42, the rolling surface 32, is substantially conical. The roller end face with the smaller diameter of the rolling surface 32 is called a small end face 34, and the roller end face with the larger diameter of the rolling face 32 is called a large end face 36. The large end surface 36 is previously formed in a circular shape at the time of forging or the like in order to increase the grinding efficiency or the like, and the hollow of the roller end surface is referred to as a recess 38 here.
[0021]
A retainer 50 for retaining the tapered rollers 30 is substantially in the shape of a truncated cone, and as shown in FIG. 3, a pair of annular bodies 52a and 52b spaced apart in the axial direction, and a roller centered at a circumferentially equidistant position. And a plurality of pillars 54 extending between the two annular bodies 52a and 52b, and an annular rib 52c formed by bending the distal end of the annular body 52b on the inner diameter side toward the inner diameter side. A trapezoidal window-shaped pocket 56 for accommodating the tapered rollers 30 is formed between the adjacent columns 54.
[0022]
In the tapered roller bearing, the resultant of the loads applied to the tapered rollers 30 from the tracks 22 and 42 acts in a direction to push the tapered rollers 30 toward the large end surface 36 side. For this reason, the tapered roller 30 is guided with its large end surface 36 pressed against the large collar surface 28 of the inner race 20, where sliding contact occurs.
[0023]
Subsequently, an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described. First, in the embodiment shown in FIG. 1A, the large-diameter-side pocket surface 58 of the retainer 50 that comes into contact with the large end surface 36 of the tapered roller 30 is projected in the circumferential direction, in other words, in a plane. It is a curved surface (see FIG. 9). In this case, the contact position between the large end surface 36 of the tapered roller 30 and the pocket surface 58 is a region indicated by oblique lines in FIG.
[0024]
1C, the large-diameter pocket surface 58 of the retainer 50 that contacts the large end surface 36 of the tapered roller 30 has a convex curved surface in the thickness direction, in other words, in a cross section including the axis. (See FIG. 10). In this case, the contact position between the large end surface 36 of the tapered roller 30 and the pocket surface 58 is a region indicated by oblique lines in FIG.
[0025]
In this manner, by making the pocket surface 58 of the retainer 50 a convex curved surface, it is possible to avoid contact of the connecting portion between the large end surface 36 of the tapered roller 30 and the recess 38, thereby reducing abrasion due to edge contact. . In addition, since the pocket surface 58 of the retainer 50 has a convex curved surface, as shown by oblique lines in FIG. 1A, it is possible to secure a space serving as an oil reservoir at both end sides (corner R side) of the pocket, Since oil is supplied from that portion to the contact portion of the retainer 50, wear of the contact portion can be reduced. The space is a region where the large end surface 36 of the tapered roller 30 and the pocket surface 58 of the retainer 50 are slightly separated from each other. Therefore, a large amount of oil can be retained because a capillary phenomenon can be expected.
[0026]
Next, in the embodiment of FIG. 2, the area of the slack 38 on the large end face 36 of the tapered roller 30 is reduced. The diameter of the outermost diameter of the circular relief 38 is set smaller than the inner diameter of the large-diameter pocket surface 58 of the retainer 50. As a result, as can be understood from FIG. 2B, the tapered roller 30 does not hit the edge because the outermost diameter portion of the slack 38 rotates without passing through the inner wall surface.
[0027]
In the embodiment shown in FIG. 4, the chamfer 37 of the large end face 36 of the tapered roller 30 is smaller than the conventional chamfer indicated by a two-dot chain line. By doing so, the increase in the area where the large end surface 36 of the tapered roller 30 and the large brim surface 28 of the inner ring 20 are close to each other is indicated by the symbol S in FIG. 4A and the cross hatching in FIG. Indicated by As described above, since the area where the large end surface 36 of the tapered roller 30 and the large brim surface 28 of the inner ring 20 are close to each other is widened, the oil retaining property due to the capillary phenomenon is increased, and the amount of oil adhering to the large end surface 36 of the tapered roller 30 is increased. Can be many.
[0028]
Further, when the tapered rollers 30 are skewed, the contact ellipse between the large end surface 36 of the tapered rollers 30 and the large brim surface 28 of the inner ring 20 is unlikely to protrude.
[0029]
Specifically, while the conventional chamfer indicated by the two-dot chain line is 3 to 5% of the roller diameter, the chamfer is set to 1.5 to 3.0% which substantially matches the clearance 27 of the large collar 26 of the inner ring 20. It is desirable to do. If the diameter is smaller than this, there is a possibility that an edge contact may occur between the clearance 27 and the mold, and when the tapered roller 30 is subjected to plastic working (header), the life of the mold is drastically reduced.
[0030]
In the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the oil sump for assisting lubrication during the initial operation of the tapered roller bearing is formed by providing the oil sump partition plate 60. As shown in FIG. 6A, the oil sump partition plate 60 has an oil level corresponding to the inner diameter of the large end face 36 of the tapered roller 30.
[0031]
A subunit including the inner ring 20, the tapered rollers 30, and the retainer 50 is referred to as a cone assembly. The cone assembly (20, 30, 50) and the outer ring 40 can be separated while the oil sump partition plate 60 is mounted. For this purpose, as shown in FIG. 6B, the oil sump partition plate 60 is formed of a composite of a metal ring 62 and an elastic lip 64. The metal ring 62 has an L-shaped cross section, and includes a cylindrical portion 62a fitted to the outer ring 40, and an inward flange portion 62b bent from one end of the cylindrical portion 62a to the inner diameter side. On the outer peripheral surface of the other end of the cylindrical portion 62a, a convex portion 62c that fits into the fitting groove 44 of the outer ring 40 is provided. The inside diameter φd of the inward flange portion 62b is smaller than the envelope outside diameter of the cone assembly (20, 30, 50).
[0032]
The elastic lip 64 is formed of a flexible material, and may be made of, for example, nitrile rubber or other rubber. The elastic lip 64 can be baked integrally with the metal ring 62. As shown by reference numeral 63 in FIG. 6C, the sealing property is improved by wrapping the rubber around the outer periphery of the metal ring 62. As can be understood from FIG. 6A, the inner diameter of the elastic lip 64 defines the oil level. The oil level is desirably located near the center of the lowermost tapered roller 30. Here, the roller center means the roller center at the center in the roller axis direction. In FIG. 6A, the oil level is lower than the center of the lowermost tapered roller 30, but if attention is paid to lubrication between the retainer 50 and the large end surface 36 of the tapered roller 30. , At a minimum, it is necessary to hang on the pocket surface 58 of the retainer 50.
[0033]
Further, as shown in FIG. 6B, by providing the thin portion 66 on the elastic lip 64, the elastic lip 64 is locally weakened and the elastic lip 64 applies an excessive force. It can be bent (spread like a trumpet) without bending. By employing such a configuration, the cone assembly (20, 30, 50) can be more easily pulled in and out of the outer race 40.
[0034]
The above-described structure shown in FIGS. 5 and 6 can be applied not only to a tapered roller bearing but also to a cylindrical roller bearing with a flange with an equivalent operation and effect.
[0035]
【The invention's effect】
According to the first and second aspects of the present invention, the pocket surface 58 of the retainer 50 is formed to have a convex curved surface, thereby avoiding contact between the large end surface 36 of the tapered roller 30 and the joint 38 between the tapered roller 30 and the edge. Wear due to hit can be reduced. Further, since the pocket surface 58 of the retainer 50 has a convex curved surface as in the first aspect of the present invention, a space that forms an oil reservoir at both ends (corner R side) of the pocket as shown by oblique lines in FIG. Can be secured, and the oil is supplied from that portion to the contact portion of the retainer 50, so that the wear of the contact portion can be reduced. Further, a region where the large end surface 36 of the tapered roller 30 and the pocket surface 58 of the retainer 50 are slightly separated from each other and in which a capillary phenomenon can be expected is formed, and a large amount of oil can be retained.
[0036]
According to the third and fourth aspects of the present invention, the large end face 36 of the tapered roller 30 is widened to increase the amount of the lubricating oil remaining when the operation is stopped, thereby effectively contributing to the lubrication. Can be done. Further, since the large end surface 36 of the tapered roller 30 is wide, the large end surface 36 can be stably finished to a highly accurate spherical surface. Further, when the tapered roller 30 is skewed, the contact point between the large end surface 36 of the tapered roller 30 and the large brim surface 28 of the inner ring 20 shifts from the large end surface 36 in the roller outer diameter direction, and the contact ellipse tends to protrude. If the protrusion protrudes, the edge stress becomes excessive and premature seizure is caused. In the present invention, since the chamfer 37 of the large end face 36 of the tapered roller 30 is reduced, the critical skew angle of the protrusion of the contact ellipse can be increased. When the skew angle is the same critical angle, the roller contact can be set close to the track 22 side of the inner race 20, so that the bearing can be reduced in torque.
[0037]
According to the fifth aspect of the present invention, since the oil sump is formed by the oil sump partition plate 60 and the lubricating oil is immersed in the large end surface 36 of the tapered roller 30, the lubricating oil is supplied to the bearing during the initial operation by the rotation splash. Is small, it is possible to prevent seizure of the inner ring 20 at the large brim 26. Further, as in the invention of claim 6, by forming the oil sump partition plate 60 by the metal ring 62 fitted to the outer ring 40 and the elastic lip 64 integrated with the metal ring 62, Separation and assembly of the cone assembly (20, 30, 50) and the outer ring 40 can be performed while the structure of the oil reservoir is secured. Due to the strong fit between the metal ring 62 having a strong stiffness and the outer ring 40, the oil sump partition plate 60 does not come off when the cone assembly (20, 30, 50) is pulled out. By providing the thin portion 66 on the elastic lip 64 as in the invention of claim 7, the cone assembly (20, 30, 50) can be more easily inserted into and removed from the outer race 40.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention,
(A) is a partial plan view of a contact portion between the cage and the tapered rollers,
(B) is a front view of FIG. 1 (a),
(C) is a partial sectional view of a contact portion between the cage and the tapered rollers,
(D) is a side view of FIG. 1 (c).
FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention,
(A) is a partial sectional view of a tapered roller bearing,
(B) is a view on arrow b in FIG. 2 (a).
FIG. 3 is a perspective view of a retainer.
FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention,
(A) is an enlarged sectional view of a contact portion between the inner ring large brim and the tapered roller,
(B) is a view on arrow b in FIG. 4 (a).
FIG. 5 is a sectional view of a tapered roller bearing for describing an embodiment of the present invention.
6 (a) is an enlarged view of a main part of the tapered roller bearing shown in FIG. 5,
(B) is an enlarged view of the oil sump partition plate in FIG. 5,
(C) is an enlarged view showing another example of the oil sump partition plate.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a driving device for a railway vehicle for explaining a conventional technique.
8A is a sectional view of the tapered roller bearing in FIG. 7, and FIG. 8B is a view taken in the direction of arrow b in FIG. 8A.
FIG. 9 is a partial plan view similar to FIG. 1 (a).
FIG. 10 is a partial sectional view similar to FIG. 1 (c).
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 20 inner raceway 22 raceway 24 small brim 26 large brim 27 relief 28 large brim face 30 tapered roller 32 rolling face 34 small end face 36 large end face 38 slack 40 outer ring 42 raceway 44 fitting groove 50 retainer 52a annular body 52b annular body 52c rib 54 Column 56 Pocket 58 Large-diameter pocket surface 60 Oil reservoir partition plate 62 Metal ring 62a Cylindrical portion 62b Inward flange 62c Convex portion 64 Elastic lip 66 Thin portion