JP2007255599A

JP2007255599A - 複列円すいころ軸受

Info

Publication number: JP2007255599A
Application number: JP2006081304A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Shimizu; 保彦清水
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2007-10-04

Abstract

【課題】円すいころ軸受の内輪とはまり合う軸に疵がつかないようにする。
【解決手段】円すいころ軸受10は、内周に二つの軌道をもった複列外輪12と、外周に軌道をもった一対の内輪14と、外輪12の軌道と内輪14の軌道との間に介在させた二列の円すいころ16と、各列の円すいころを保持する保持器18とを有し、内輪の内周面に、内輪とはまり合う軸20の外周面よりも軟質の金属被膜処理が施してある。
【選択図】図１

Description

この発明は複列円すいころ軸受に関するもので、鉄道車両車軸軸受や各種産業機械用として利用できる。

鉄道車両車軸用軸受の内輪は、車軸と堅くはまり合っているため、内輪内周面のはめあい部と端部面取りとの繋ぎ部と車軸との間で高面圧が発生し、表面硬化処理された内輪内周面よりも柔らかい車軸を疵つけてしまう。それを回避するため、内輪内周面の繋ぎ部が車軸に接触しないように、車軸にグルービング（応力緩和溝）が施されているが、複列円すいころ軸受の場合、円筒ころ軸受とは違い内輪が分離しているためグルービングが施されず、そのため疵が発生する。

なお、特許文献１および特許文献２には、軸疵を防止するために一対の内輪の突合せ端部における内周面を面取りすることが記載されている。さらに特許文献１には、前記面取り部とはめあい部との繋ぎ部（稜線部）を含む帯状領域の表面硬さを、車軸の表面硬さよりも低くすることが記載されている。
特開２００３−３１４５６６号公報特開２００４−９８４９３８号公報

内輪内周面の繋ぎ部が車軸に接触しないように車軸にはグルービングが施されているが車軸のグルービング開始位置では軸側が凸になって内輪内周面と接触しているため、内輪内周面に疵が発生してしまう。内輪内周面との擦れによって車軸外周面にも疵を生じる。

また、車両の性能向上のため軸受形式を複列円すいころ軸受にしたものもあり、内輪突合せ面の面取り繋ぎ部で車軸外周面に疵が発生する場合がある。

この発明の主要な目的は、複列円すいころ軸受の内輪とはまり合う軸に疵をつけないようにすることである。

この発明の複列円すいころ軸受は、内周に二つの軌道をもった複列外輪と、外周に軌道をもった一対の内輪と、外輪の軌道と内輪の軌道との間に介在させた二列の円すいころと、各列の円すいころを保持する保持器とを有し、内輪の内周面に、内輪とはまり合う軸の外周面よりも軟質の金属被膜処理を施したことを特徴とするものである。内輪の内周面に軸の外周面よりも軟質の金属被膜処理を施すことにより、軸よりも内輪内周面が低硬度となるため、軸に疵がつきにくくなる。しかも、軸に内輪を圧入する際に車軸に疵をつける心配がないため、組立作業の能率向上に寄与する。

軟質金属被膜処理の一例として銅めっきを挙げることができる（請求項２）。内輪内周面に銅めっきを施すことにより、軸の外周面と内輪内周面とに硬度差がつき、疵がつくとしても内輪側の銅めっき部分の摩耗で済む。また、銅の自己潤滑性により、内輪の全長にわたって軸とのかじりが生じにくくなる。なお、軸は炭素鋼で、軸挿入部分は高周波が施されている。また、軟質金属被膜として採用できる銅以外の金属の例としては、鉛、銀、錫、アルミニウムが上げられる。

この発明の円すいころ軸受は、たとえば鉄道車両車軸用軸受に適用することができ、その場合、前記外輪を軸箱の内周面に嵌合させ、前記内輪を車軸の外周面に嵌合させる（請求項３）。鉄道車両車軸用軸受では、車軸の撓み（ベンディング）によるフレッティング摩耗が問題となるため、この発明の複列円すいころ軸受を適用することにより、車軸に疵がつきにくく、したがって、車軸の長期にわたる使用が可能となり、その結果、疵の有無を点検するための定期点検の頻度を減らすことができ、車軸の修理回数を減らすことができ、鉄道車両の維持コスト低減を図ることができる。

この発明によれば、内輪の内周面に軟質金属被膜処理を施したことにより、内輪と軸のはめあい部全体において軸と内輪に硬度差がつき、内輪のはめあい部と端部面取りとの繋ぎ部が軸に接触したとしても、軸に疵がつくことを防ぐことができる。もちろん、軟質金属被膜処理によって内輪自体への疵も防止できる。

以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。

図１に、この発明の複列円すいころ軸受を鉄道車両車軸用軸受に適用した実施の形態を示す。この複列円すいころ軸受１０は、複列外輪１２と、一対の内輪１４と、外輪１２の軌道と内輪１４の軌道との間に転動自在に介在させた複列の円すいころ１６と、各列の円すいころ１６を所定間隔に保持する保持器１８とで構成されている。

複列外輪１２は内周に複列の軌道が形成してある。一対の内輪１４はそれぞれ外周に軌道を有し、車軸２とはまり合っている。一対の内輪１４は、車軸２に嵌合した前部スリンガ（図示せず）と、車軸２の肩部４に嵌合した後部スリンガ８との間に配置され、端面１４ａどうしを突き合わせた状態にある。図２に示すように、各内輪１４の突き合わせ端面１４ａ側には、突き合わせ端面１４ａに向かって徐々に拡径する面取り１４ｂが形成してある。この面取り１４ｂは軸受１０を車軸２に圧入する際の案内面となる。

軸受１０内への異物の侵入や軸受内部からの潤滑剤の漏出を防止するため、軸受１０の両側には密封装置２０が装着してある。図１ではその一方だけが現れている。この実施の形態では、密封装置２０は接触タイプで、後部スリンガ８に摺動接触するシールリップをもったオイルシール２２を、シールケース２４を介して外輪１２に取り付けてある。また、シールケース２４の先端と後部スリンガ８との間でラビリンスを形成させ、非接触シールを構成させてある。

鉄道車両車軸用軸受は車軸２を回転自在に支承するものであり、内輪１４を車軸２の外周面に嵌合させ、複列外輪１２を軸箱（図示せず）の内周面に嵌合させる。車軸２の、後部スリンガ８側の内輪１４の端部に対応する部分に、符号６で示すようにグルービングが形成してある。

内輪１４の内周面には、軟質金属被膜処理として銅めっきを施す。ここで、内輪１４の内周面とは、軸２の外周面とはまり合うはめあい部ｄのほかに、突き合わせ端面１４ａ側の軸端部に位置する面取り１４ｂと、はめあい部ｄと面取り１４ｂとの間の繋ぎ部１４ｃとを含む。そして、銅めっきは、少なくともはめあい部１４ｄに施すこととし、さらに繋ぎ部１４ｃ付近にも施してもよい。もちろん、面取り１４ｂを含む内周面全体に銅めっきを施してもよい。ただし、繋ぎ部１４ｃ付近だけに銅めっきを施しても、得られる効果が限られている。すなわち、繋ぎ部１４ｃでのフレッティング摩耗防止にはある程度の効果が期待できるものの、グルービング６部分での内輪内周面の疵や、車軸外周面のかじりなどには全く効果がない。

内輪１４の内周面（１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）のうち、銅めっきを施した部分は、表面硬さが車軸２の表面硬さよりも低くなる。そのため、車軸２に疵を付けることがない。たとえば、面取り１４ｂに引き続く繋ぎ部１４ｃは、内輪１４を車軸２に圧入する際に案内作用をし、車軸２に疵がつくのを防止するばかりでなく、軸受運転中の車軸２のベンディングによるフレッテチィング摩耗を防止する。また、はめあい部１４ｄについては、車軸２のグルービング６の端縁と当たる部分にはエッジロードが発生しがちであるところ、銅めっきが摩耗することによって内輪１４の母材の摩耗を回避し、さらに、車軸２の外周面のかじりも防止する。

この発明の実施の形態を説明するための鉄道車両車軸軸受の縦断面図図１における内輪の拡大図

符号の説明

２車軸
４肩部
６グルービング
８後部スリンガ
１０複列円すいころ軸受
１２内輪
１４外輪
１４ａ端面
１４ｂ面取り
１４ｃ繋ぎ部
１４ｄはめあい部
１６円すいころ
１８保持器
２０密封装置
２２オイルシール
２４シールケース

Claims

内周に二つの軌道をもった複列外輪と、外周に軌道をもった一対の内輪と、外輪の軌道と内輪の軌道との間に介在させた二列の円すいころと、各列の円すいころを保持する保持器とを有し、内輪の内周面に、内輪とはまり合う軸の外周面よりも軟質の金属被膜処理を施した複列円すいころ軸受。
前記金属被膜処理が銅めっきである請求項２の複列円すいころ軸受。
鉄道車両車軸用軸受であって、前記外輪を軸箱の内周面に嵌合させ、前記内輪を車軸の外周面に嵌合させる請求項１または２の複列円すいころ軸受。