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

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Ｆ_r とアキシアル荷
重Ｆ_a 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
Ｌ₁₄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。