JP2010078000A - 転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内輪と外輪との間に位置する潤滑剤の攪拌抵抗を小さくできて、かつ、潤滑剤の寿命が短くならない転がり軸受装置を提供すること。
【解決手段】外輪３０,３１が予め定められた位置に設置されている状態で、外輪３０,３１と内輪３２との間の空間に連通する油室５０内において潤滑剤３が溜まる潤滑剤溜部６０の内部に、多孔質部材であるスポンジ材５を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、外輪、内輪および転動体を備える転がり軸受装置に関する。本発明は、特に、鉄道車両（特に、新幹線）の一部として使用されれば好適な転がり軸受装置に関し、外輪、内輪、転動体および鉄道車両（特に、新幹線）の車軸軸箱（油浴形式）を備える転がり軸受装置に関する。

従来、転がり軸受装置としては、特開２００６−１５３２１７号公報（特許文献１）に記載されている複列円筒ころ軸受装置がある。

この複列円筒ころ軸受装置は、鉄道車両の車軸の軸箱、外輪、内輪および複数の円筒ころを備え、上記複数の円筒ころは、外輪と内輪との間に軸方向に２列に配置されている。また、この複列円筒ころ軸受装置は、外輪と内輪との間の空間に連通する油室を備え、上記潤滑油は、その油室に収容されている。上記潤滑油は、上記２列に配置された複数の円筒ころに接触可能になっている。

ここで、上記従来の円筒ころ軸受装置において、上記潤滑油を攪拌する際の攪拌抵抗に起因するトルクを低減して、エネルギー損失を小さくしたいという要請がある。また、上記攪拌抵抗に基づいて発生する攪拌熱に起因する潤滑油の劣化を抑制したいという要請もある。

このような背景において、外輪と内輪との間に充填する潤滑油の量を減らすと、攪拌される潤滑油の量が少なくなるから、攪拌抵抗が小さくなる。しかしながら、この場合、その減った潤滑油で、所定の潤滑性能を発揮しなければならなくなるから、単位量あたりの潤滑油の使用頻度が高くなり、このことに起因して潤滑油の寿命が短くなる。したがって、潤滑油の量を、予め定められた量から低減するのは好ましくない。したがって、潤滑油の寿命を短くせずに、攪拌抵抗に起因するトルクを低減するのが困難であるという問題がある。
特開２００６−１５３２１７号公報

そこで、本発明の課題は、内輪と外輪との間に位置する潤滑剤の攪拌抵抗を小さくできて、かつ、潤滑剤の寿命が短くならない転がり軸受装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の転がり軸受装置は、
軌道面を有する外輪と、
軌道面を有する内輪と、
上記外輪の上記軌道面と上記内輪の上記軌道面との間に配置された転動体と、
上記外輪と上記内輪との間の空間に連通する潤滑剤室と、
上記潤滑剤室の下部の潤滑剤剤溜部に設けられた潤滑剤と、
上記潤滑剤室の上記潤滑剤溜部に配置された多孔質部材と
を備えることを特徴としている。

本発明によれば、上記外輪が予め定められた位置に設置されている状態で潤滑剤室内において潤滑剤が溜まる潤滑剤溜部の内部に、多孔質部材が配置されているから、上記潤滑剤の一部を上記多孔質部材で保持できて、その潤滑剤の一部の動きを多孔質部材で抑制することができる。したがって、攪拌される潤滑剤の量を実質的に小さくできるから、潤滑剤の攪拌抵抗に起因するトルクを低減できてエネルギー損失を小さくすることができる。また、攪拌抵抗を小さくできるから、攪拌熱が小さくなって、攪拌熱に基づく温度上昇に起因する潤滑剤の劣化を抑制できる。

また、本発明によれば、従来の装置と比較して、潤滑剤の量を一切削減しなくても、潤滑剤の攪拌抵抗を小さくすることができる。したがって、従来の装置と比較して、単位量あたりの潤滑油の使用頻度が高くなることがないから、従来の装置と比較して、潤滑剤の寿命が短くなることがない。

本発明の転がり軸受装置によれば、潤滑剤の一部を多孔質部材で保持できて、その潤滑剤の一部の動きを多孔質部材で抑制することができる。したがって、攪拌される潤滑剤の量を実質的に小さくできて、潤滑剤の攪拌抵抗に起因するトルクを低減できてエネルギー損失を小さくすることができる。また、攪拌抵抗を小さくできるから、攪拌熱を小さくできて、攪拌熱に基づく温度上昇に起因する潤滑剤の劣化を抑制できる。

また、本発明の転がり軸受装置によれば、従来の装置と比較して、潤滑剤の量を一切削減しなくても、潤滑剤の攪拌抵抗を小さくすることができる。したがって、従来の装置と比較して、単位量あたりの潤滑油の使用頻度が高くなることがなくて、潤滑剤の寿命が短くなることがない。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の転がり軸受装置の一実施形態である複列円筒ころ軸受装置の軸方向の模式断面図である。尚、図１は、鉄道用車両の車軸４０に取り付けられている状態での複列円筒ころ軸受装置を示している。図１において、紙面の下方は、鉛直方向の下方を示している。

この複列ころ軸受装置は、軸箱装置１と、複列円筒ころ軸受２と、潤滑剤の一例としての潤滑油３と、多孔質部材の一例としてのスポンジ材５とを備える。

上記軸箱装置１は、軸受箱体１０と、前蓋１１とを有し、軸受箱体１０は、環状部材であって、車軸４０を収容している。また、上記前蓋１１は、車軸４０の端部を被覆するように配置されている。詳しくは、上記前蓋１１は、第１筒状部２０、第２筒状部２１および円板部２２を有し、円板部２２は、第１筒状部２０と第２筒状部２１との間を連結している。上記第１円筒部２０の外径は、第２円筒部２１の外径よりも大きくなっている。上記第１円筒部２０の外周面は、軸受箱体１０の内周面の端部に内嵌されて固定される一方、第２円筒部２１の内周面は、車軸４０の外周面に外嵌されて固定されている。

上記複列円筒ころ軸受２は、軸受箱体１０内に配置されている。上記複列円筒ころ軸受２は、車軸４０の外周面に装着されている。上記複列円筒ころ軸受２は、第１外輪３０、第２外輪３１、内輪３２、複数の第１円筒ころ３３、複数の第２円筒ころ３４および環状の間座３７を有する。

上記第１外輪３０および第２外輪３１の夫々は、軸受箱体１０の内周面に内嵌されて固定されている。上記第１外輪３０は、第２外輪３１に対して軸方向に間隔をおいて位置している。上記第１外輪３０および第２外輪３１の夫々は、内周側に円筒軌道面を有している。上記第１外輪３０の軸方向の外方の端面は、前蓋１１の軸方向の内方の端面に当接している一方、第２外輪３１の軸方向の外方の端面は、軸受箱体１０において径方向内方に広がる段部に当接している。また、上記間座３７は、軸方向において、第１外輪３０と第２外輪３１との間に位置している。上記間座３７の軸方向の一方側の端面は、第１外輪３０の軸方向の端面に当接し、間座３７の軸方向の他方側の端面は、第２外輪３１の軸方向の端面に当接している。

上記内輪３２は、車軸４０の外周面に外嵌されて固定されている。上記内輪３２は、外周側に円筒軌道面を有している。上記複数の第１円筒ころ３３は、第１外輪３０の円筒軌道面と、内輪３２の円筒軌道面との間に、保持器に保持された状態で、互いに周方向に間隔をおいて配置されている。また、上記複数の第２円筒ころ３４は、第２外輪３１の円筒軌道面と、内輪３２の円筒軌道面との間に、保持器に保持された状態で、互いに周方向に間隔をおいて配置されている。

図１に示すように、上記第１外輪３０および第２外輪３１の夫々は、夫々の円筒軌道面の軸方向の両側に鍔部を有している。上記各第１円筒ころ３３の軸方向の二つの端面の夫々は、第１外輪３０の上記鍔部に案内され、各第２円筒ころ３４の軸方向の二つの端面の夫々は、第２外輪３１の上記鍔部に案内されている。このことから、上記各第１円筒ころ３３は、第１外輪３０に対して軸方向に相対移動せず、各第２円筒ころ３４は、第２外輪３１に対して軸方向に相対移動しないようになっている。

また、この複列円筒ころ軸受装置は、鍔輪４２、油切り４３、シール部材４４、シール抑え部材４５および環状の雌ねじ部材４６を備える。鍔輪４２および油切り４３の夫々は、車軸４０の外周面に外嵌されて固定されている。また、上記鍔輪４２は、内輪３２の第１円筒ころ３３側の端面に当接する一方、油切り４３は、内輪３２の第２円筒ころ３４側の端面に当接している。

上記シール部材４４は、油切り４３の径方向の外方に位置している。また、上記シール抑え部材４５は、軸受箱体１０の内周面に内嵌されて固定されている。上記シール部材４４は、シール抑え部材４５に固定されている一方、油切り４３の外周面に摺動するようになっている。

上記雌ねじ部材４６は、鍔輪４２の軸方向の外方に位置している。上記雌ねじ部材４６は、車軸４０の外周面に形成された雄ねじに螺合している。上記雌ねじ部材４６を、鍔輪４２の方に締め込むことにより、複列円筒ころ軸受２のアキシアル方向の予圧を調整するようになっている。

上記軸箱装置１の前蓋１１、第１外輪３０、間座３７、第２外輪３１、軸受箱体１０、シール抑え部材４５、シール部材４４、内輪３２、鍔輪４２、雌ねじ部材４６、および、車軸４０は、密封室を画定している。また、その密封室のうちで、第１外輪３０と内輪３２との間の空間および第２外輪３１と内輪３２との間の空間以外の空間を画定する部分は、潤滑剤室としての油室５０を画定している。換言すると、密封室において、第１外輪３０と内輪３２との間の空間および第２外輪３１と内輪３２との間の空間に連通する部分は、油室５０を画定している。

上記軸受箱体１０の端部の内径側には、環状の仕切り部５９が設けてある。上記仕切り部５９は、略径方向に広がっている。上記仕切り部５９は、油切り４３に径方向に間隔をおいて対向している。上記油室５０において、上記仕切り部５９の内周面において最下方に位置する部分よりも径方向の下方側かつ軸方向の円筒ころ３３,３４側に位置する領域は、潤滑剤溜部６０を構成している。

上記油室５０には、上記潤滑油３が充填されている。詳しくは、上記潤滑油３は、油室５０内において、図１にＬで示す水位まで、詳しくは、油室５０内において、内輪３２の鍔部５５の外周面において鉛直方向の最下方の位置５８より下部の領域に充填されている。上記潤滑剤溜部６０は、水位Ｌよりも径方向の内方に位置している。上記軸箱装置１に取付けたシール部材４４の潤滑のため、潤滑油が、シール部材４４まで浸してある。上記潤滑剤溜部６０には、潤滑油が溜まった状態になっている。

図１に示すように、多孔質部材の一例としての上記スポンジ材５が、潤滑剤溜部６０内に配置されている。尚、上記仕切り部５９は、車両のカーブ通過時等に、潤滑油が直接オイルシール部材４４に過度に押し寄せることを抑制する役割を果たしている。

図２は、図１のＡＡ線断面図の一部を示す図である。

図２において、Ｌで示す水位は、図１にＬで示す水位と同一である。また、図２において、３は、潤滑油を示し、５は、スポンジ材を示している。また、図２において、７０は、図１に７５で示すボルトの頭部を示している。

図２に示すように、この複列円筒ころ軸受装置は、上記円筒ころ３３,３４が、鉛直方向の下方に位置する際に、潤滑油に接触するようになっており、円筒ころ３３,３４は、その位置で、潤滑油で効率的に潤滑されるようになっている。また、上記円筒ころ３３,３４が、鉛直方向の下方に位置する際に、潤滑油を攪拌するようになっている。

上記実施形態の複列円筒ころ軸受装置によれば、外輪３０,３１が予め定められた位置に設置されている状態で、油室５０内において潤滑油３が溜まる潤滑剤溜部６０の内部に、スポンジ材５が配置されているから、潤滑油３の一部をスポンジ材５で保持できて、その潤滑油３の一部の動きをスポンジ材５で抑制することができる。したがって、攪拌される潤滑油３の量を実質的に小さくできるから、潤滑油３の攪拌抵抗に起因するトルクを低減できてエネルギー損失を小さくすることができる。また、攪拌抵抗を小さくできるから、攪拌熱が小さくなって、攪拌熱に基づく温度上昇に起因する潤滑油３の劣化を抑制できる。

また、上記実施形態の複列円筒ころ軸受装置によれば、従来の装置と比較して、潤滑油３の量を一切削減しなくても、潤滑油３の攪拌抵抗を小さくすることができる。また、複列円筒ころ軸受装置の使用時において、上記スポンジ材５で保持されている潤滑油と、スポンジ材５の外部に位置する潤滑油とは、自発的に入れ替わる。したがって、従来の装置と比較して、単位量あたりの潤滑油３の使用頻度が高くなることがないから、従来の装置と比較して、潤滑油３の寿命が短くなることがない。

また、上記実施形態の複列円筒ころ軸受装置によれば、潤滑剤溜部６０内に配置されるのが、自在に変形可能で軟質で柔らかい多孔質部材（スポンジ材５）であるから、潤滑油を保持するための部材を、潤滑剤溜部６０内に容易に配置することができて、かつ、潤滑油を保持するための部材の配置の際に軸受装置を傷付けることがない。

尚、上記実施形態の複列円筒ころ軸受装置では、多孔質部材として、スポンジ材を使用したが、この発明では、スポンジ材の代わりに、綿状物質や繊維状物質等の多孔質部材を使用しても良い。この発明では、軟質で柔らかい多孔質部材であれば如何なる部材を使用しても良い。また、この発明では、合成の多孔質部材であっても、天然の多孔質部材であっても、どちらでも使用することができる。

また、上記実施形態の複列円筒ころ軸受装置では、潤滑剤溜部６０が、仕切り部５９の内周面において最下方に位置する部分よりも径方向の下方側かつ軸方向の円筒ころ３３,３４側に位置する領域であり、多孔質部材としてのスポンジ材５が、この領域に配置された。しかしながら、この発明では、仕切り部が存在しなくても良く、多孔質部材は、外輪が予め定められた位置に配置された状態において、潤滑剤室において、潤滑剤が存在している潤滑剤溜部内に配置されていさえすれば良い。

また、上記実施形態では、転動体が、円筒ころ３３,３４であると共に、転動体としての円筒ころ３３,３４が２列に亘って配置されたが、この発明では、転動体は、円錐ころであっても、玉であっても、凸面ころであっても良い。また、転動体は、円筒ころ、円錐ころ、凸面ころおよび玉のうちの２以上であっても良い。また、この発明では、転動体は、軸方向に単列に配置されても良く、２以上の複列に配置されても良い。例えば、この発明は、特許文献１の図９に示すように、円錐ころを２列に配置する構成であっても良い。

本発明の転がり軸受装置の一実施形態である複列円筒ころ軸受装置の軸方向の模式断面図である。 図１のＡＡ線断面図の一部を示す図である。

符号の説明

１ 軸箱装置
２ 複列円筒ころ軸受
３ 潤滑油
５ スポンジ材
３０ 第１外輪
３１ 第２外輪
３２ 内輪
３３ 第１円筒ころ
３４ 第２円筒ころ
５０ 油室
６０ 潤滑剤溜部

Claims (1)

1. 軌道面を有する外輪と、
   軌道面を有する内輪と、
   上記外輪の上記軌道面と上記内輪の上記軌道面との間に配置された転動体と、
   上記外輪と上記内輪との間の空間に連通する潤滑剤室と、
   上記潤滑剤室の下部の潤滑剤剤溜部に設けられた潤滑剤と、
   上記潤滑剤室の上記潤滑剤溜部に配置された多孔質部材と
   を備えることを特徴とする転がり軸受装置。

Images