JP2002089548A - 鍔付円筒ころ軸受 - Google Patents

鍔付円筒ころ軸受

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JP2002089548A
JP2002089548A JP2000281882A JP2000281882A JP2002089548A JP 2002089548 A JP2002089548 A JP 2002089548A JP 2000281882 A JP2000281882 A JP 2000281882A JP 2000281882 A JP2000281882 A JP 2000281882A JP 2002089548 A JP2002089548 A JP 2002089548A
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cylindrical roller
axial
cylindrical
cylindrical rollers
roller bearing
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JP2000281882A
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Yoshihiko Shirosaki
喜彦 城崎
Hiroo Ishikawa
寛朗 石川
Yukio Sato
幸夫 佐藤
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NSK Ltd
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    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
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    • F16C33/583Details of specific parts of races
    • F16C33/585Details of specific parts of races of raceways, e.g. ribs to guide the rollers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラジアル荷重及びアキシアル荷重を受けつつ
高速で運転される鍔付円筒ころ軸受の信頼性及び耐久性
の向上を図る。 【解決手段】 外向鍔部16a、16b、内向鍔部1
7、鍔輪19の内側面22a、22b、23、24を、
傾斜面とする。各円筒ころ14の軸方向両端面でこれら
各内側面22a、22b、23、24に対向する部分に
クラウニングを施す。上記各円筒ころ14の軸方向端面
と内側面との間に存在する隙間の軸方向長さを、これら
各円筒ころ14の全長の0.001〜0.005倍とす
る。これら各円筒ころ14の軸方向寸法の相互差を6μ
m以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明に係る鍔付円筒ころ
軸受は、例えば鉄道車両用駆動装置の駆動軸、或は自動
車用デファレンシャル装置のピニオン軸の如く、ラジア
ル荷重及びアキシアル荷重を受けつつ回転する回転軸を
ハウジング等の固定部分に回転自在に支持する為に利用
する。
【0002】
【従来の技術】図12は、実開昭64−38351号公
報に記載された、鉄道車両用駆動装置を示している。両
端部に車輪1、1を固定した車軸2の中間部に固定した
従動大歯車3と、駆動軸4の中間部に固定した駆動小歯
車5とを噛合させている。この駆動軸4は、駆動モータ
6の出力軸7により、継手8を介して回転駆動自在とし
ている。走行時には、この駆動モータ6への通電に基づ
いて上記車輪1、1を固定した車軸2を、上記継手8、
駆動軸4、駆動小歯車5、従動大歯車3を介して回転駆
動する。
【0003】この様な鉄道車両用駆動装置を構成する、
上記駆動小歯車5及び従動大歯車3は、噛合部で発生す
る騒音並びに振動の低減等を目的として、はすば歯車を
使用している。この為、上記両歯車5、3同士の噛合部
では、ラジアル荷重の他にアキシアル荷重も発生する。
従って、上記駆動小歯車5を固定した状態で回転する上
記駆動軸4をハウジング9に対し回転自在に支持する為
の転がり軸受は、ラジアル荷重だけでなく、アキシアル
荷重も支承できるものでなければならない。この為に従
来は、図13に示す様に、上記駆動軸4及び車軸2を上
記ハウジング9に対し、接触角の方向を互いに異ならせ
た1対の円すいころ軸受11、11により支承してい
た。
【0004】ところが、円すいころ軸受11、11によ
り上記駆動軸4を支承する場合には、これら各円すいこ
ろ軸受11、11の隙間調整が非常に面倒になる。特
に、上記ハウジング9部分の温度は、季節変化により、
更には走行時に上記駆動モータ6が発生する熱の影響等
により、大きく変化する。この様な大きな温度変化に拘
らず、上記各円すいころ軸受11、11が焼き付いた
り、或はがたついたりしない様にする為には、これら各
円すいころ11、11の内部隙間の調整を厳密に行なう
必要がある。この為、作業に熟練を要し、しかも作業時
間が長くなる事が避けられない。
【0005】この様な面倒を解消すべく、上記駆動軸4
を上記ハウジング9に支承する為に、鍔付円筒ころ軸受
を使用する事が考えられている。鍔付円筒ころ軸受は、
本発明の実施の形態の1例を示す図1に示す様に、内輪
12と外輪13と複数個の円筒ころ14とを備える。こ
のうちの内輪12は、外周面の中間部に円筒状の内輪軌
道15を、同じく両端部に、請求項に記載した第一、第
二の鍔部に相当する1対の外向鍔部16a、16bを、
それぞれ形成している。
【0006】又、上記外輪13は、内周面の一端部(図
1の右端部)に内向鍔部17を、同じく残部に円筒状の
外輪軌道18を、それぞれ形成している。又、上記外輪
13の他端面(図1の左端面)には、全体が円輪状で内
径が上記外輪軌道18よりも小さな鍔輪19の片面(図
1の右側面)の径方向中間部乃至は外径寄り部分を突き
当てている。この様な鍔輪19の内径寄り部分と上記内
向鍔部17とのうちの何れかが、請求項に記載した第三
の鍔部に対応する。
【0007】更に、上記複数個のころ14は、保持器2
0により転動自在に保持された状態で、上記内輪軌道1
5と上記外輪軌道18との間に設けている。この状態
で、上記各円筒ころ14の転動面がこれら内輪軌道15
及び外輪軌道18に転がり接触する。これに対して、上
記各円筒ころ14の軸方向両端面の外径寄り部分は、上
記各外向鍔部16a、16bの内側面と、上記内向鍔部
17の内側面と、上記鍔輪19の内側面内径寄り部分と
に、近接対向若しくは滑り接触する。
【0008】上述の様な鍔付円筒ころ軸受21は、大き
なラジアル荷重を支承できるだけでなく、上記各円筒こ
ろ14の軸方向両端面と、上記各外向鍔部16a、16
b、上記内向鍔部17、上記鍔輪19の内側面との係合
により、アキシアル荷重を支承できる。例えば、図1で
内輪12に右方向のアキシアル荷重が加わった場合に
は、同図の左側の外向鍔部16aの内側面と上記各円筒
ころ14の軸方向一端面(図1の左端面)外径寄り部分
とが摺接すると同時に、上記内向鍔部17の内側面と上
記各円筒ころ14の軸方向他端面(図1の右端面)外径
寄り部分とが摺接して、上記アキシアル荷重を支承す
る。これに対して、図1で内輪12に左方向のアキシア
ル荷重が加わった場合には、同図の右側の外向鍔部16
bの内側面と上記各円筒ころ14の軸方向他端面外径寄
り部分とが摺接すると同時に、上記鍔輪19の内側面と
上記各円筒ころ14の軸方向一端面外径寄り部分とが摺
接して、上記アキシアル荷重を支承する。
【0009】上述の説明から明らかな通り、アキシアル
荷重が作用する状態で、上記各円筒ころ14の軸方向両
端面が摺接する内側面の数は1対のみである。従って、
アキシアル荷重を支承する事のみを考慮した場合には、
鍔部又は鍔輪を、軸方向反対側で内輪12と外輪13と
に振り分けて設ければ足りる。但し、その場合には、上
記各円筒ころ14のスキュー(自転軸が公転軸に対し傾
斜する現象)を防止しにくくなる。この為、上記内輪1
2と上記外輪13とのうちの何れか一方には、その軸方
向両端部に鍔部を設けて、上記スキューを防止する。従
って、図1の構造で、上記内輪12の外周面両端部の外
向鍔部16a、16bは必要であるが、この内輪12に
同図の右方向にのみアキシアル荷重が作用するのであれ
ば、上記鍔輪19を省略する事は可能である。又、外輪
の内周面両端部に1対の内向鍔部を設け、内輪の外周面
一端部にのみ外向鍔部を設ける構造も可能である。
【0010】何れにしても、上述した様な鍔付円筒ころ
軸受21の場合には、組み付け隙間の調整が容易で、熟
練を要する事なく、回転支持装置の組立作業を行なえる
様にできる。又、鍔付円筒ころ軸受21は、円すいころ
軸受に比べて内部に潤滑油が溜まり易い構造である為、
極低温時等、潤滑条件が厳しい場合でも、構成部材同士
の接触部分の潤滑状態を良好にして、焼き付き等の損傷
の発生を防止できる。この為、鉄道車両用駆動装置の駆
動軸や自動車用デファレンシャル装置のピニオン軸の如
く、ラジアル荷重及びアキシアル荷重を受けつつ回転す
る回転軸をハウジング等の固定部分に回転自在に支持す
る為の回転支持装置の信頼性の向上及びコスト低減に寄
与できる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述した様な鍔付円筒
ころ軸受21の場合、各円筒ころ14の軸方向両端面
と、各外向鍔部16a、16b、内向鍔部17、鍔輪1
9の内側面とが高速で擦れ合う。この為、擦れ合い部の
面圧Pと滑り速度Vとの積であるPV値が大きくなり、
耐焼き付き性の面から厳しい使用状態となる。特に、上
記各円筒ころ14がスキューすると、擦れ合い部の面圧
Pが著しく高くなり易く、耐焼き付き性の面から問題を
生じる。従って、上記鍔付円筒ころ軸受21の耐焼き付
き性を十分に確保する為には、各部の形状及び寸法を適
正に規制する必要がある。本発明の鍔付円筒ころ軸受
は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の鍔付円筒ころ軸
受は、従来から知られている鍔付円筒ころ軸受と同様
に、外周面に円筒状の内輪軌道を設けた内輪と、内周面
に円筒状の外輪軌道を設けた外輪と、これら内輪軌道と
外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の円筒こ
ろと、上記内輪と上記外輪とのうちの一方の軌道輪の周
面の軸方向両端部に、他方の軌道輪に向け径方向に突出
する状態で全周に設けられた第一、第二の鍔部と、この
他方の軌道輪の周面の少なくとも軸方向一端部に、上記
一方の軌道輪に向け径方向に突出する状態で全周に設け
られた第三の鍔部とを備える。尚、第一〜第三の鍔部
は、軌道輪に対し直接フランジ状に形成されたものに限
らず、軌道輪とは別体の鍔輪により構成したものも含
む。
【0013】特に、本発明の鍔付円筒ころ軸受に於いて
は、互いに近接対向若しくは当接する、上記各円筒ころ
の軸方向両端面と上記第一〜第三の鍔部の内側面とのう
ち、一方の面の断面形状を直線状に、他方の面の断面形
状を凸円弧状にそれぞれ形成している。そして、上記一
方の軌道輪の周面に設けた軌道に上記各円筒ころの転動
面を当接させると共にこれら各円筒ころの軸方向一端面
を上記第一の鍔部の内側面に当接させた状態で、これら
各円筒ころの軸方向他端面と上記第二の鍔部の内側面と
の間に存在する隙間の軸方向長さを、上記各円筒ころの
全長の0.001〜0.005倍としている。又、これ
ら各円筒ころのうち、最も全長が長い円筒ころと最も全
長が短い円筒ころとの軸方向寸法の差である相互差を、
6μm以下としている。
【0014】更に好ましくは、上記第一〜第三の鍔部の
内側面の断面形状を直線状とすると共に、上記各円筒こ
ろの軸方向両端面の断面形状を凸円弧状とする。そし
て、上記第一〜第三の鍔部の内側面を、径方向外方に向
かう程上記各円筒ころの軸方向端面から離れる方向に傾
斜させる。
【0015】
【作用】上述の様に構成する本発明によれば、特にコス
トを高くする事なく、優れた耐焼き付き性を有し、しか
も運転時に振動を発生しにくい鍔付円筒ころ軸受を実現
できる。先ず、鍔付円筒ころ軸受の運転時に互いに擦れ
合う、各円筒ころの軸方向両端面と第一〜第三の鍔部の
内側面とのうち、一方の面の断面形状を直線状に、他方
の面の断面形状を凸円弧状にそれぞれ形成している為、
これら擦れ合い面同士の接触部を上記各鍔部の内側面の
径方向中央部に位置させ易くなる。この結果、この接触
部に存在する接触楕円が上記各鍔部の内側面からはみ出
す事を防止して、接触部の一部に、エッジロードに基づ
く過大面圧が加わるのを防止できる。同時に、接触部の
周囲に、この接触部に向けて漸次厚さが小さくなる、楔
状の隙間が形成されるので、潤滑油によってこの接触部
に、強固な油膜を形成し易くなる。これらにより、上記
各円筒ころの軸方向両端面と上記第一〜第三の鍔部の内
側面との接触部に、焼き付き等の損傷が発生するのを有
効に防止できる。
【0016】しかも、上記第一、第二の鍔部の内側面と
上記各円筒ころの軸方向端面との間の軸方向の隙間を、
これら各円筒ころの全長の0.001〜0.005倍と
している為、これら各円筒ころが大きくスキューするの
を防止できる。この結果、スキューに基づく擦れ合い部
の面圧上昇を防止して、上記焼き付き等の損傷防止作用
を一層確実にできる。尚、上記隙間の長さが上記各円筒
ころの全長の0.005倍を越えると、これら各円筒こ
ろのスキュー防止効果が不完全となり、スキューに基づ
く接触部の面圧上昇に基づく焼き付きや、接触部で生じ
るかじりに基づく振動が著しくなり易くなる。これに対
して、上記隙間が上記各円筒ころの全長の0.001倍
未満の場合には、スキュー防止効果が確実になる反面、
第一、第二の鍔部を設けた軌道輪と上記各円筒ころとの
間の温度差により、上記隙間が喪失して、これら各円筒
ころの回転不良や焼き付きを発生する可能性がある。し
かも、上記隙間を0.001倍未満にする事は、厳密な
加工精度を要求される為、コスト上昇の原因ともなる。
【0017】更に、上記各円筒ころの軸方向長さの相互
差を6μm以下としているので、鍔付円筒ころ軸受の運
転時に発生する振動を低く抑える事ができる。この様に
相互差を6μm以下に抑える事により、運転時の振動を
抑えられる点に就いては、後述する実験により確認し
た。
【0018】
【発明の実施の形態】図1〜2は、本発明の実施の形態
の1例を示している。尚、本発明の特徴は、鍔付円筒こ
ろ軸受21の耐焼き付き性を十分に確保する為に、各部
の形状及び寸法を適正に規制する点にある。上記鍔付円
筒ころ軸受21の基本構成は、前述した通りであるか
ら、重複する説明は省略し、以下、本発明の特徴部分を
中心に説明する。
【0019】内輪12の外周面の両端部に形成した1対
の外向鍔部16a、16bの内側面22a、22b、外
輪13の内周面の一端部に形成した内向鍔部17の内側
面23、この外輪13の他端面に突き当てた鍔輪19の
内径寄り部分の内側面24の断面形状は、何れも直線状
としている。又、これら各内側面22a、22b、2
3、24は何れも、当該内側面を設けた鍔部16a、1
6b、17又は鍔輪19の先端縁に向う程各円筒ころ1
4の軸方向端面から離れる方向に、上記鍔付円筒ころ軸
受21の中心軸に対し直交する仮想平面に対し、角度θ
だけ傾斜している。これに対して、上記各円筒ころ14
の軸方向両端面の外径寄り部分で、上記各内側面22
a、22b、23、24に対向する部分には、曲率半径
がRである、単一円弧のクラウニングを施している。
【0020】上記傾斜角度θの値と上記曲率半径Rの値
とは、上記各円筒ころ14の軸方向端面と上記各内側面
22a、22b、23、24との接触部の面圧が過大に
ならない様に(接触部に形成される接触楕円の大きさが
小さくなり過ぎない様に)、且つ、この接触部に形成さ
れる接触楕円が上記各内側面22a、22b、23、2
4からはみ出す事がない様に、互いに関連付けて規制す
る。例えば、上記傾斜角度θを15〜65分とした場合
に、上記曲率半径Rを、上記各円筒ころ14の外径D14
の25〜100倍とする事が適当である。この場合に、
上記各内側面22a、22b、23、24を設けた鍔部
16a、16b、17又は鍔輪19の高さHは、一般的
な鍔付円筒ころ軸受の場合と同様に、上記各円筒ころ1
4の外径D14の0.2倍程度(H≒0.2D14)とす
る。尚、上記高さHは、保持器20との干渉防止等、他
の条件が許せば、上記外径D14の0.2倍を越えて大き
くしても良い。
【0021】又、前記内輪12の外周面両端部に設けた
1対の外向鍔部16a、16bの内側面22a、22b
同士の間隔は、これら両内側面22a、22b同士の間
に上記各円筒ころ14を、僅かな隙間をあけた状態で転
動自在に配置できる様に、規制している。即ち、上記各
円筒ころ14の転動面を上記内輪12の外周面中間部に
形成した内輪軌道15に当接させ、且つ、上記各円筒こ
ろ14の軸方向に関して一方の他端面を何れかの外向鍔
部16bの内側面22bに当接させた状態で、上記各円
筒ころ14の軸方向に関して他方の端面と他方の外向鍔
部16aの内側面22aとの間には、軸方向寸法がδで
ある正の隙間25が形成される(図2)。本発明の場合
には、この隙間25の軸方向寸法δを、上記各円筒ころ
14の軸方向長さL14の0.001〜0.005倍の範
囲{δ=(0.001〜0.005)L14}に規制して
いる。尚、この条件は、前記鍔付円筒ころ軸受21に組
み込む、総ての円筒ころ14に関して満たす事が必要で
ある。又、上記内向鍔部17の内側面23と上記鍔輪1
9の内径寄り部分の内側面24との間隔は、上記各円筒
ころ14の軸方向長さL14の0.001倍以上の隙間を
介在させられる大きさとする必要があるが、最大値に関
しては、必ずしも上記隙間を上記軸方向長さの0.00
5倍以下に抑えられるものとする必要はない。この理由
に就いては後述する。
【0022】更に、本発明の場合には、上記各円筒ころ
14のうち、最も全長(軸方向長さ)が長い円筒ころと
最も全長が短い円筒ころとの軸方向寸法の差である相互
差を、6μm以下としている。即ち、前記鍔付円筒ころ
21に組み込む複数個の円筒ころ14の全長を全く同じ
とする事は、不可能乃至は非常に難しく、仮にできたと
してもコストが徒に嵩む。但し、本発明の場合には、上
記相互差を6μm以下として、上記各円筒ころ14同士
の間で、全長の差を小さく抑えている。
【0023】上述の様に構成する本発明の鍔付円筒ころ
軸受21の場合には、運転時に互いに擦れ合う可能性が
ある、上記各円筒ころ14の軸方向両端面と上記各内側
面22a、22b、23、24とのうち、これら各内側
面22a、22b、23、24の断面形状を直線状に、
上記各円筒ころ14の軸方向両端面を凸円弧状に、それ
ぞれ形成している。この為、前述の様に、傾斜角度θと
クラウニングの曲率半径Rとを適切に規制する事によ
り、擦れ合い面同士の接触部26を、図3に示す様に、
上記各内側面22a、22b、23、24の径方向中央
部に位置させる事ができる。この結果、上記接触部26
に存在する接触楕円が上記各鍔部の内側面からはみ出す
事を防止して、接触部26の一部に、エッジロードに基
づく過大面圧が加わるのを防止できる。
【0024】同時に、接触部26の周囲に、この接触部
に向けて漸次厚さが小さくなる、楔状の隙間が形成され
るので、潤滑油によってこの接触部26に、強固な油膜
を形成し易くなる。即ち、上記各円筒ころ14が、その
軸方向両端面を、上記各内側面22a、22b、23、
24のうちの軸方向及び径方向に関して互いに反対側に
存在する2個所の内側面と擦れ合わせつつ転動すると、
上記楔状の隙間を通じて上記潤滑油が、擦れ合い接触部
26に取り込まれる。この様にして擦れ合い接触部26
に取り込まれる潤滑油は、楔作用によりこの擦れ合い接
触部26に強固な油膜を形成して、この擦れ合い接触部
26の摩擦を低減する。これらにより、上記各円筒ころ
14の軸方向両端面と上記各内側面22a、22b、2
3、24との接触部26に、焼き付き等の損傷が発生す
るのを有効に防止できる。
【0025】又、前記1対の外向鍔部16a、16bの
内側面22a、22bと上記各円筒ころ14の軸方向端
面との間の隙間25の軸方向長さδを、これら各円筒こ
ろ14の全長L14の0.001〜0.005倍としてい
る為、これら各円筒ころ14が大きくスキューするのを
防止できる。この結果、スキューに基づく擦れ合い部の
面圧上昇を防止して、上記焼き付き等の損傷防止作用を
一層確実にできる。即ち、本発明の場合には、上記隙間
25の軸方向長さδを小さく抑えている為、仮に上記各
円筒ころ14がスキューした場合でも、図4〜5に示す
様に、そのスキュー角(これら各円筒ころ14の自転軸
が公転軸に対し傾斜する角度)が小さく抑えられる。こ
の為、これら各円筒ころ14が最大限スキューした状態
でも、上記図4〜5に示す様に、これら各円筒ころ14
と上記各内側面22a、22bとの接触部26を、これ
ら各内側面22a、22bの径方向中間部並びに上記各
円筒ころ14の軸方向端面で前記クラウニングを施した
曲面部分に位置させる事ができる。この状態では、上記
接触部26の擦れ合い摩擦が過大になる事はない。
【0026】これに対して、上記隙間25の軸方向長さ
δが大きい場合には、図6〜7に示す様に、各円筒ころ
14のスキュー角が大きくなる。この様な図6〜7に示
した状態では、これら各円筒ころ14と各内側面22
a、22bとの接触部26が、これら各円筒ころ14の
軸方向端面及び各内側面22a、22bの外周縁部に移
ってしまう。この様に、接触部26が外周縁部同士の突
き当たり部に移ると、この接触部26の面積が僅少にな
り、この接触部26の面圧が過大になって、この接触部
で焼き付きやかじり等の損傷が発生し易くなる。本発明
の場合には、上記隙間25の軸方向長さδを上記各円筒
ころ14の全長の0.005倍以下に抑えているので、
図6〜7に示す様に上記各円筒ころ14が大きくスキュ
ーするのを防止できる。尚、これら各円筒ころ14のス
キューを抑えるのは、外向鍔部16a、16bの内側面
22a、22bの間隔を規制する事により行なうので、
前記内向鍔部17の内側面23と前記鍔輪19の内径寄
り部分の内側面24との間隔を上記各円筒ころ14の軸
方向長さの0.005倍以下に抑える必要はない。
【0027】尚、上記隙間25の軸方向長さδが上記各
円筒ころ14の全長L14の0.005倍を越えると、こ
れら各円筒ころ14のスキュー防止効果が不完全とな
り、上述した図6〜7に示す様に、スキューに基づく接
触部26の面圧上昇に基づく焼き付きや、接触部26で
生じるかじりに基づく振動が著しくなり易くなる。これ
に対して、上記隙間25の軸方向長さδが上記各円筒こ
ろ14の全長L14の0.001倍未満の場合には、スキ
ュー防止効果が確実になる反面、上記各外向鍔部16
a、16bの内側面22a、22bを設けた内輪12と
上記各円筒ころ14との間の温度差により、上記隙間2
5が喪失して、これら各円筒ころ14の回転不良や焼き
付きを発生する可能性がある。しかも、上記隙間25を
0.001倍未満にする事は、厳密な加工精度を要求さ
れる為、コスト上昇の原因となる。
【0028】更に本発明の鍔付円筒ころ軸受21の場合
には、上記各円筒ころ14の軸方向長さの相互差を6μ
m以下としているので、上記鍔付円筒ころ軸受21の運
転時に発生する振動を低く抑える事ができる。この様に
相互差を6μm以下に抑える事により、運転時の振動を
抑えられる点に就いては、後述する実験により確認し
た。
【0029】
【実施例】本発明の効果を確認する為に行なった実験の
結果に就いて説明する。実験は、図8に示す様な実験装
置を使用し、鍔付円筒ころ軸受21にラジアル荷重とア
キシアル荷重とを負荷した状態で、この鍔付円筒ころ軸
受21を潤滑しつつ運転し、隙間25の軸方向長さδ
(図2)の値が運転時に発生する振動の大きさ並びに内
輪12の温度に及ぼす影響、並びに上記各円筒ころ14
の軸方向長さの相互差が運転時に発生する振動の大きさ
に及ぼす影響に就いて求めた。実験では、内輪12の内
径が70mm、外輪13の外径が150mm、幅が35mmで
ある単列鍔付円筒ころ軸受21を使用した。そして、こ
の鍔付円筒ころ軸受21に、14700N(1500kg
f )のラジアル荷重と7350N(750kgf )のアキ
シアル荷重を支承させつつ、内輪12を6000min-1
(r.p.m.)で回転させた。潤滑油の流量は、0.5L/
min とした。
【0030】実験装置は、回転のみ自在に支持した回転
軸27の端部周囲にハウジング28を、この回転軸27
と同心に、且つ、少なくともこの回転軸27に対する相
対回転は自在であるが自身の回転は不能として設けて成
る。試料となる鍔付円筒ころ軸受21は、上記回転軸2
7の外周面とハウジング28の内周面との間に組み付け
ている。実験を行なう際には、このハウジング28の内
側に設けた給油通路29を通じて潤滑油を供給しつつ、
このハウジング28を介してこの鍔付円筒ころ軸受21
に、上述した大きさのラジアル荷重Fr とアキシアル荷
重Fa とを負荷しつつ、上記回転軸27を回転させる。
【0031】又、上記鍔付円筒ころ軸受21を構成する
内輪12の温度を温度センサ30により、この鍔付円筒
ころ軸受21から上記ハウジング28に伝わる振動を振
動センサ31により、それぞれ測定した。実験は、前記
隙間25の軸方向長さδを、上記各円筒ころ14の全長
14の0.0005〜0.010倍の間で6通りに、前
記各円筒ころ14の軸方向長さの相互差を3〜12μm
の間で4通りに、それぞれ変えて行なった。この様にし
て行なった実験の結果を、図9〜11に示す。
【0032】先ず、図9は、隙間25の軸方向長さδが
上記鍔付円筒ころ軸受21の運転時に発生する振動の大
きさに及ぼす影響に就いて、図10は、同じくこの鍔付
円筒ころ軸受21の温度上昇に及ぼす影響に就いて、そ
れぞれ示している。この様な図9〜10から明らかな通
り、上記軸方向長さδを、上記各円筒ころ14の全長L
14の0.001〜0.005倍の範囲内に納めれば、上
記鍔付円筒ころ軸受21の運転時に発生する振動並びに
内輪12の温度上昇を低く抑える事ができる。尚、上記
軸方向長さδを、上記各円筒ころ14の全長L14の0.
10倍とした場合には、かじりが発生した。又、上記軸
方向長さδを、上記各円筒ころ14の全長L14の0.0
005倍とした場合、並びに0.007倍とした場合に
は、かじりを発生する兆候が現れた。又、図11は、上
記各円筒ころ14の軸方向長さの相互差が上記鍔付円筒
ころ軸受21の運転時に発生する振動の大きさに及ぼす
影響に就いて示している。この図11から明らかな通
り、上記相互差を6μm以下に抑えれば、上記鍔付円筒
ころ軸受21の運転時に発生する振動を低く抑える事が
できる。
【0033】
【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作
用するので、ラジアル荷重及びアキシアル荷重を受けつ
つ高速で運転される鍔付円筒ころ軸受の信頼性及び耐久
性の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の1例を示す、鍔付円筒こ
ろ軸受の部分断面図。
【図2】図1のA部拡大図。
【図3】図1の左方から見た図。
【図4】本発明の構造で円筒ころがスキューした状態を
模式的に示す平面図。
【図5】同じく斜視図。
【図6】本発明からは外れる構造で円筒ころがスキュー
した状態を模式的に示す平面図。
【図7】同じく斜視図。
【図8】本発明の効果をを確認する為に行なった実験に
使用した実験装置の断面図。
【図9】隙間の軸方向長さが鍔付円筒ころ軸受の運転時
に発生する振動の大きさに及ぼす影響に就いて示す線
図。
【図10】同じく温度上昇に及ぼす影響に就いて示す線
図。
【図11】各円筒ころの軸方向長さの相互差が鍔付円筒
ころ軸受の運転時に発生する振動の大きさに及ぼす影響
に就いて示す線図。
【図12】本発明の対象となる鍔付円筒ころ軸受を組み
込む、鉄道車両を駆動する為の歯車伝達装置の1例を示
す略断面図。
【図13】従来構造の1例を示す、図12のB部拡大
図。
【符号の説明】
1 車輪 2 車軸 3 従動大歯車 4 駆動軸 5 駆動小歯車 6 駆動モータ 7 出力軸 8 継手 9 ハウジング 11 円すいころ軸受 12 内輪 13 外輪 14 円筒ころ 15 内輪軌道 16a、16b 外向鍔部 17 内向鍔部 18 外輪軌道 19 鍔輪 20 保持器 21 鍔付円筒ころ軸受 22a、22b 内側面 23 内側面 24 内側面 25 隙間 26 接触部 27 回転軸 28 ハウジング 29 給油通路 30 温度センサ 31 振動センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 幸夫 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目5番50号 日本精工株式会社内 Fターム(参考) 3J101 AA13 AA24 AA32 AA42 AA54 AA62 BA05 BA53 BA54 BA57 FA02 FA33 GA01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外周面に円筒状の内輪軌道を設けた内輪
    と、内周面に円筒状の外輪軌道を設けた外輪と、これら
    内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数
    個の円筒ころと、上記内輪と上記外輪とのうちの一方の
    軌道輪の周面の軸方向両端部に、他方の軌道輪に向け径
    方向に突出する状態で全周に設けられた第一、第二の鍔
    部と、この他方の軌道輪の周面の少なくとも軸方向一端
    部に、上記一方の軌道輪に向け径方向に突出する状態で
    全周に設けられた第三の鍔部とを備えた鍔付円筒ころ軸
    受に於いて、互いに近接対向若しくは当接する、上記各
    円筒ころの軸方向両端面と上記第一〜第三の鍔部の内側
    面とのうち、一方の面の断面形状を直線状に、他方の面
    の断面形状を凸円弧状にそれぞれ形成し、上記一方の軌
    道輪の周面に設けた軌道に上記各円筒ころの転動面を当
    接させると共にこれら各円筒ころの軸方向一端面を上記
    第一の鍔部の内側面に当接させた状態で、これら各円筒
    ころの軸方向他端面と上記第二の鍔部の内側面との間に
    存在する軸方向の隙間を、上記各円筒ころの全長の0.
    001〜0.005倍とし、これら各円筒ころのうち、
    最も全長が長い円筒ころと最も全長が短い円筒ころとの
    軸方向寸法の差である相互差を6μm以下とした事を特
    徴とする鍔付円筒ころ軸受。
  2. 【請求項2】 第一〜第三の鍔部の内側面の断面形状を
    直線状とすると共に、各円筒ころの軸方向両端面の断面
    形状を凸円弧状とし、上記第一〜第三の鍔部の内側面
    を、当該鍔部の先端縁に向かう程上記各円筒ころの軸方
    向端面から離れる方向に傾斜させている、請求項1に記
    載した鍔付円筒ころ軸受。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112009001535T5 (de) 2008-06-24 2011-05-26 NTN Corporation, Osaka-shi Zylinder-Rollenlager
CN102252025A (zh) * 2010-04-28 2011-11-23 Skf公司 滚子和滚子轴承

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