JP2008249102A - 円すいころ軸受 - Google Patents

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Abstract

【課題】 軸受の負荷容量を低下させることなく、保持器の強度アップを図る。
【解決手段】 内輪20及び外輪10と、複数のころ30と、複数のころを円周方向で等間隔に保持する保持器40とで円すいころ軸受を構成する。保持器40を、ころピッチ円Pの外径側に配置された外側保持器40Aと、ころピッチ円Pの内径側に配置された内側保持器40Bとで構成し、円すいころ30の外周面を、外側保持器40Aと内側保持器40Bの柱部43、47に同時接触させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、円すいころ軸受、特に鉄道車両の駆動装置用の円すいころ軸受に関する。
図13に、鉄道車両の駆動系の概略構造を示す。図示のように、モータ等の駆動源101の出力は、継手102を介して小歯車103および大歯車104を有する駆動装置105に伝達され、所定のギヤ比で減速された上で車軸106に伝達される。車軸106の両端には、台車枠108にばね107を介して支持された軸箱109が配置される。車軸106は、軸箱109内に配した軸受110により、回転自在に支持され、かつ台車枠108に対して適正位置に保持されている。
鉄道車両に用いられる主な軸受としては、車軸用110、駆動装置用111・112、およびモータ用113・114がある。車軸用軸受110としては、複列円筒ころ軸受や外向き形の複列円すいころ軸受が多く用いられ、その潤滑は軸受内部に封入したグリースで行う場合が多い。駆動装置用軸受111、112は、ギヤケース116内で小歯車103と大歯車104を支持する軸受で、何れも単列円すいころ軸受の正面組合わせが多く用いられる。駆動装置用軸受111・112の潤滑は、ギヤケース116に貯留した潤滑油117を大歯車104で跳ね上げて行う場合が多い。
これら鉄道車両用の各種軸受のうち、駆動装置用の円すいころ軸受が、例えば特開2006−322504号公報(特許文献1)に開示されている。
特開2006−322504号公報
駆動装置用軸受の保持器には、回転中に生じる円すいころの進みや遅れ、振動(歯車噛み合い振動および外部振動)、円すいころのスキュー等により、柱部を介してポケットの隅部に応力が集中する。この応力が大きくなると、保持器の耐久性に支障を来たすため、何らかの方法で保持器に発生する応力を低くすることが必要となる。応力低減のための対策として、保持器の厚みを増してその剛性を上げることが考えられるが、保持器の厚みが増せば、保持器に組込み可能な円すいころの本数が少なくなるため、軸受の負荷容量が低下する。この他、保持器に生じる応力を低減するため、円すいころの軽量化も検討されているが、軽量化に伴って円すいころの剛性が低下するため、同様に軸受の負荷容量低下を招く。このように既存の応力対策は、何れも軸受負荷容量が低下するデメリットがある。
そこで、本発明は、軸受の負荷容量を低下させることなく、保持器の強度アップを図ることを目的とする。
本発明は、内輪及び外輪と、複数のころと、柱部で円周方向に区画された複数のポケットを有し、各ポケットでころを円周方向等間隔に保持する保持器とを備えた円すいころ軸受において、保持器を、ころピッチ円の外径側に配置された外側保持器と、ころピッチ円の内径側に配置された内側保持器とで構成したことを特徴とする。
かかる構成においては、保持器がころピッチ円を挟んで内径側と外径側の双方に形成されているため、ころの遅れや進みにより、ころ外周面が保持器の柱部側面に衝突した際にも、衝撃力が双方の保持器に分散される。そのため、個々の保持器の柱部で発生する応力が小さくなり、保持器全体で強度アップを図ることができる。
この際、ころの外周面を、外側保持器と内側保持器に同時接触させれば、外側保持器の柱部と内側保持器の柱部に作用する衝撃力を均一化でき、一方の保持器の寿命が他方に比べて極端に低下する、といった事態を防止することができる。
また、外側保持器の、ポケットを挟んで円周方向で対峙する柱部側面間の間隔を内径側ほど拡大させると共に、内側保持器の、ポケットを挟んで円周方向で対峙する柱部側面間の間隔を外径側ほど拡大させれば、ころが2つの保持器で外径側および内径側から拘束されるので、非負荷圏でのころの不安定な挙動を防止することができ、振動・騒音の発生が抑制される。
外側保持器と内側保持器を一体化すれば、外側保持器と内側保持器の相対回転を防止し、ころ外周面を両保持器の柱部に確実に同時接触させることが可能となる。
内側保持器と外側保持器からなる保持器を、内輪の外周面と接触可能にすれば、一体保持器の回転が内輪外周面に案内される。この際、保持器の最も内径側に存在する部分と内輪外周面との間の隙間幅が小さくなる。そのため、回転中の保持器の姿勢を安定化させて保持器を発生源とする振動を抑制することができる。
鉄道車両の駆動装置用軸受では、軸受に作用するラジアル荷重およびアキシャル荷重が一般機械用に比べて格段に大きく、かつ歯車噛み合い振動や外部振動の影響も受けやすい。そのため、保持器の強度アップに対する要請が特に大きい。上記の円すいころ軸受を用いることで、駆動装置用軸受の耐久性を向上させることができる。
外側保持器と内側保持器との間に固形潤滑剤を配置すれば、固形潤滑剤から供給された潤滑成分が内輪軌道面や外輪軌道面等に供給されて潤滑に寄与するため、軸受の潤滑性を向上させることができる。外側保持器と内側保持器は、固形潤滑剤を介して一体化することができる。
外側保持器と内側保持器との間に弾性部材を介在させれば、ころと衝突した内側保持器および外側保持器の振動が弾性部材で吸収されるため、騒音の発生を抑制することができる。この場合も、外側保持器と内側保持器は、弾性部材を介して一体化することができる。
外側保持器と内側保持器とを嵌合させれば、外側保持器と内側保持器を強固に結合することができ、両者を確実に一体化することができる。
本発明によれば、ころ外周面が保持器の柱部に衝突した際にも、衝撃力が両方の保持器に分散されるので、衝突時に個々の保持器に発生する応力が小さくなる。従って、保持器全体で強度アップを図ることができ、円すいころ軸受の耐久性を高めることが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図1に、鉄道車両の駆動装置105(図13参照)に使用される軸受の一例として円すいころ軸受を示す。この円すいころ軸受は、外輪10、内輪20、複数の円すいころ30、及び保持器40を備えている。
外輪10は内周に円すい状の軌道面12を有する。内輪20は外周に円すい状の軌道面22を有し、この軌道面22の大径側に大鍔部24、小径側に小鍔部26が設けられている。外輪10の軌道面12と内輪20の軌道面22との間に複数の円すいころ30が転動自在に配列される。各円すいころ30は保持器40によって円周方向で等間隔に保持される。円すいころ30と、外輪10および内輪20の各軌道面12,22の各円すい角頂点は、円すいころ軸受1の軸心O上の一点で一致し、円すいころ30が各軌道面12,22に沿って転がり運動できるようになっている。
保持器40は、ころピッチ円(P−P)の外径側に配置された外側保持器40Aと、ころピッチ円の内径側に配置された内側保持器40Bとで構成される。外側保持器40Aおよび内側保持器40Bは、何れも例えば金属板のプレス加工で形成することができる。
外側保持器40Aは、図2の斜視図に示すように、第1環状部41と、第2環状部42と、これらを軸方向に連結する複数の柱部43とで一体に構成される。第1環状部41は第2環状部42よりも小径である。第1環状部41、第2環状部42、及び柱部43で囲まれて形成されたポケット44には、それぞれ円すいころ30が収容され、これによって円すいころ30が円周方向で等間隔に保持される。小径側の第1環状部41は、筒部41aと、筒部41aの端部から内径側に延びる鍔部41bとで構成される。本実施形態において、筒部41aの外周面および柱部43の外周面は、一連の円すい面状をなし、第2環状部42の外周面は、軸心Oを中心とする円筒面状である。
内側保持器40Bは、図1に示すように、第1環状部45と、第2環状部46と、複数の柱部47とで一体に形成されている(斜視図は省略する)。これら第1環状部45、第2環状部46、及び柱部47で円すいころ30を収容するポケット48が形成される。第1環状部45、柱部47、および第2環状部46の外周面は、一連の円すい面状に形成されている。外側保持器40Aと異なり、内側保持器40Bには鍔部41bは存在しない。
この実施形態においては、外側保持器40Aと内側保持器40Bは、相互に独立しており、軸心Oと直交する方向に相対移動可能である。但し、外側保持器40Aと内側保持器40Bが接触することはない。
図3に示すように、外側保持器40Aの各柱部43の側面43a、および内側保持器40Bの各柱部47の側面47aは、何れもテーパ面状に形成されている。外側保持器40Aでは、ポケット44を挟んで円周方向で対峙する側面43a間の間隔が内径側ほど拡大し、内側保持器40Bでは、ポケット48を挟んで円周方向で対峙する側面47a間の間隔が外径側ほど拡大している。この構成では、円すいころ30がピッチ円Pを挟んだ外径側と内径側の双方から保持器40A、40Bで拘束されるので、非負荷圏にあっても円すいころ30が不安定な挙動をとることはなく、円すいころ30を発生源とする振動や騒音を抑制することができる。外側保持器40Aの柱部側面43aと円すいころ30の外周面との間、および内側保持器40Bの柱部側面47aと円すいころ30の外周面との間には、それぞれポケット隙間C1、C2が形成され、このポケット隙間C1,C2を等幅(C1=C2)にすることで、円すいころ30を、外側保持器40Aの柱部側面43a、および内側保持器40Bの柱部側面47aと同時に接触させることが可能となる。円すいころ30は、保持器40A、40Bに対してポケット隙間C1,C2が0となるまで内外径方向に相対移動可能であり、それ以上の相対移動は柱部側面43a、47aと円すいころ30の外周面との当接によって規制される。
この実施形態では、ポケット隙間C1,C2が0になっても、外側保持器40Aは外輪10と接触せず、内側保持器40Bは内輪20と接触しない。よって、両保持器40A、40Bの回転は、円すいころ30のみによって案内される(いわゆる転動体案内)。
この円すいころ軸受は、例えば以下の手順で組み立てることができる。先ず、内輪20の外周に外側保持器40Aおよび内側保持器40Bを組み込み、両保持器40A、40Bの円周方向のポケット位置を整合させる。次に、外側保持器40Aの柱部43を弾性変形させながら、外側保持器40Aの外径側から円すいころ30を押し込み、外側保持器40Aのポケット43と内側保持器40Bのポケット48に円すいころ30を収容する。各ポケットに全ての円すいころ30を組み込んだ後、円すいころ30の外径側に外輪10を組み込むことにより、内輪10の軌道面12と外輪20の軌道面22との間に円すいころ30を介在させた円すいころ軸受が完成する。
以上の構成の円すいころ軸受によれば、円すいころ30に保持器40の回転に対して遅れや進みが生じても、円すいころ30の外周面が外側保持器40Aの柱部側面43aと内側保持器40Bの柱部側面47aに同時接触する。そのため、衝突時における柱部側面43a、47aの面圧が小さくなって、両保持器40A、40Bの柱部43、47で生じる応力が小さくなる。従って、保持器40全体の強度をアップさせることができ、円すいころ軸受の耐久性向上が図られる。
外側保持器40Aや内側保持器40Bの剛性が高く、弾性変形させることが困難である場合には、以下に述べる(1)〜(5)の何れかの手順で軸受を組み立てることもできる。
(1)外側保持器40Aの第2環状部42を別体に構成する。すなわち、外側保持器40Aを、第1環状部41および柱部43を有する(第2環状部42のない)櫛形部品と、第2環状部42とに分割する。内輪20に内側保持器40Bと円すいころ30を組み込んだ後、外側保持器40Aの櫛形部品を小径側から組み込み、柱部43間に円すいころ30を収容する。次いで、第2環状部42と櫛形部品をリベット等で固定し、外側保持器40Aを一体化させる。櫛形部品と第2環状部42の固定は、柱部43を第2環状部42に凹凸嵌合させることにより行うこともできる。外側保持器40Aの一体化後に外輪10を組み込むことにより、図1に示す円すいころ軸受が完成する。
(2)予め外側保持器40Aを円周方向の複数箇所で分割しておく。内輪20に内側保持器40Bと円すいころ30を組み込んだ後、外側保持器40Aの分割体を組み込み、例えば分割体の環状部41、42同士を凹凸嵌合させて外側保持器40Aを一体化する。外側保持器40Aを2分割した場合は、組み込みの際、保持器径が大きくなるように分割体を弾性変形させる。3分割以上にした場合には、このような弾性変形は不要である。このように外側保持器40Aを一体化してから、アセンブリに外輪10を組み込む。
(3)予め内側保持器40Bを円周方向の複数箇所で分割しておく。外側保持器40Aに円すいころ30を組み込んだ後、内側保持器40Bの分割体を組み込み、例えば分割体の環状部45、46同士を凹凸嵌合させて内側保持器40Bを一体化することにより、外側保持器40A、内側保持器40B、および円すいころ30からなるアセンブリを製作する。内側保持器40Bを2分割した場合は、組み込みの際、保持器径が小さくなるように分割体を弾性変形させる。3分割以上にした場合には、このような弾性変形は不要である。
この場合、内輪20のアセンブリへの組み込みは、例えば以下の手順で行うことができる。先ず、円すいころ30の内接円径が内輪20の小鍔部26の外径寸法よりも大きくなるように、予め外側保持器40Aの柱部43の小径側を拡径方向に塑性変形させておく。この状態で、円すいころ30および内側保持器40Bの組み込みを行った後、アセンブリに内輪20を組み込み、次いで外側保持器40Aの柱部43の小径側を外径側から加締めて縮径方向に塑性変形させ、外側保持器40Aを元の形状に戻す。あるいは、図11および図12に示すように、内輪20の小鍔部を別体の鍔輪26’とし、鍔輪26’のない状態でアセンブリに内輪20を組み込んだ後、鍔輪26’を組み込むようにしてもよい。図11は、鍔輪26’を締め代をもって内輪20の外周面に嵌合させた例であり、図12は、鍔輪26’の端面を内輪20の端面に密着させた例である。図12の構成では、鍔輪26’が分離するので、実機組み込み時には、間座やナット等を用いて鍔輪26’をアキシャル方向で固定する必要がある。
(4)内側保持器40Bの第1環状部45を別体に構成する。外側保持器40Aに円すいころ30を組み込んだ後、内側保持器40Bの櫛形部品を大径側から組み込み、柱部47間に円すいころ30を収容する。次いで、別体の第1環状部45と櫛形部品をリベット等を用いて一体化し、外側保持器40A、内側保持器40B、および円すいころ30からなるアセンブリを製作する。内側保持器40Bの一体化は、柱部47を利用して櫛形部品と第2環状部46を凹凸嵌合させても行うことができる。アセンブリへの内輪20の組み込みは、上記(3)で説明したのと同様の手順で行なうことができる。
(5)上記(4)の別体とした第1環状部45を使用せず、外側保持器40Aの鍔部41bに、内側保持器40Bを構成する櫛形部品の先端部分を直接凹凸嵌合させてもよい。この場合、外側保持器40Aの鍔部41bが内側保持器40Bの第1環状部45の役割を果たす。内輪20の組み込みは、上記(3)で説明したのと同様の手順で行なうことができる。
図1に示す実施形態では、外側保持器40Aと内側保持器40Bをそれぞれ独立して構成しているが、図4〜図10に示すように、両保持器40A、40Bを同期回転可能となるように一体化することもできる。
このうち、図4および図5は、外側保持器40Aと内側保持器40Bとの間の隙間に固形潤滑剤51を配置し、この固形潤滑剤51を外側保持器40Aおよび内側保持器40Bに密着させることで、両保持器40A、40Bを一体化したものである。図5に示すように、固形潤滑剤51の円周方向の両側面と円すいころ30の外周面との間には、ポケット隙間C1、C2以上の幅の隙間が形成されている。
固形潤滑剤51は、固形物の組織中に液体潤滑剤を分散保持し、液体潤滑剤が表面から徐々に滲み出すように構成したもので、例えば(1)潤滑油やグリースに、超高分子量ポリオレフィン、またはウレタン樹脂(およびその硬化剤)を混合し、樹脂の分子間に液状の潤滑成分を保持させて徐々に滲み出る物性を持たせた固形潤滑剤(特開平6−41569号公報、特開平6−172770号公報、特開2000−319681号公報等参照)、(2)潤滑剤の存在下でポリウレタン原料であるポリオールとジイソシアネートを潤滑成分中で反応させた自己潤滑性のポリウレタンエラストマー(特開平11‐286601号公報等参照)等が使用可能である。
この他、固形潤滑剤51として、潤滑油を含む潤滑成分及び樹脂成分を必須成分とし、この樹脂成分を発泡して多孔質化させた固形物で、かつ潤滑成分を樹脂内部に吸蔵した多孔性固形潤滑剤を使用することもできる。この多孔性固形潤滑剤は、伸縮、屈曲、遠心力および温度上昇に伴う気泡の膨張など、外力の作用によって潤滑成分を必要部位に供給することが可能な性質を有する。この際、滲み出す潤滑油量は、外力の大きさに応じて弾性変形する程度を樹脂成分の選択などによって変えることにより、必要最小限にすることができる。
この多孔性固形潤滑剤を構成する樹脂成分には、プラスチックまたはゴムなどのうち、エラストマーまたはプラストマーのいずれかまたは両方を、アロイまたは共重合成分として採用できる。
ゴムの場合は、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、ウレタンエラストマー、フッ素ゴム、クロロスルフォンゴムなどの各種ゴムを採用できる。
また、プラスチックの場合は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール、ポリアミド4,6(PA4,6)、ポリアミド6,6(PA6,6)、ポリアミド6T(PA6T)、ポリアミド9T(PA9T)などの汎用プラスチックやエンジニアリングプラスチックを挙げられる。
また、上記のプラスチックに限られることなく、軟質ウレタンフォーム、硬質ウレタンフォーム、半硬質ウレタンフォームなどのポリウレタンフォーム、ポリウレタンエラストマーなどを使用することができる。また、ウレタン系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、ポリ酢酸ビニル系接着剤、ポリイミド系接着剤など各種接着剤を発泡および硬化させて使用することもできる。
樹脂成分中には必要に応じて顔料や酸化防止剤、金属不活性化剤、帯電防止剤、難燃剤、防黴剤やフィラーなどの各種添加剤等を添加することができる。
発泡により多孔質化される際に生成させる気泡は、連続孔が望ましく、外力の作用によって潤滑成分を樹脂成分の表面から連続孔を介して必要部位に直接供給することが可能である。独立孔の場合は、樹脂成分中の潤滑成分の全量が一時的に気泡中に取り込まれて、必要な時に必要部位に充分供給されない場合がある。
潤滑成分を樹脂内部に吸蔵するには、潤滑成分の存在下で発泡反応と硬化反応を同時に行なわせる反応型含浸法を採用することが望ましい。このようにすると潤滑成分を樹脂内部に高充填することが可能となり、その後には潤滑成分を含浸して補充する後含浸工程を省略できる。
この反応型含浸法は、市販のシリコーン系整泡剤などの界面活性剤を使用し、各原料分子を均一に分散させて行なうことが好ましい。また、整泡剤の種類や量によって表面張力を制御し、生じる気泡の種類(連続型/独立型)や気泡の大きさを制御することが可能である。界面活性剤としては、陰イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。
潤滑成分(100重量%)の潤滑油の割合は、1重量%〜95重量%が好ましく、さらに好ましくは5〜80重量%である。潤滑油の割合が、1重量%未満の場合は、潤滑油を必要箇所に充分に供給することが困難になる。また、95重量%を超える多量の配合では、固形潤滑剤に特有の機能を果たさない場合がある。
この発明に用いる潤滑成分としては、発泡体を形成する固形物を溶解しないものであれば種類を選ばずに使用することができるが、例えば潤滑油、グリース、ワックスなどを単独もしくは混合して用いても良い。
この発明に用いる潤滑油としては、パラフィン系やナフテン系の鉱物油、エステル系合成油、エーテル系合成油、炭化水素系合成油、GTL基油、フッ素油、シリコーン油等の一般的に使用されている潤滑油またはそれらの混合油が挙げられる。
この発明に使用するグリースの増ちょう剤としては、リチウム石鹸、リチウムコンプレックス石鹸、カルシウム石鹸、カルシウムコンプレックス石鹸、アルミニウム石鹸、アルミニウムコンプレックス石鹸等の石鹸類、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア系化合物が挙げられるが、特に限定されるものではない。
このウレア系増ちょう剤としては、例えば、ジウレア化合物、ポリウレア化合物が挙げられるが、特に限定されるものではない。
ジウレア化合物は、例えばジイソシアネートとモノアミンの反応で得られる。ジイソシアネートとしては、フェニレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、フェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、へキサンジイソシアネート等が挙げられ、モノアミンとしては、オクチルアミン、ドデシルアミン、へキサデシルアミン、オクタデシルアミン、オレイルアミン、アニリン、p−トルイジン、シクロヘキシルアミン等が挙げられる。
ポリウレア化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミン、ジアミンとの反応で得られる。ジイソシアネート、モノアミンとしては、ジウレア化合物の生成に用いられるものと同様のものが挙げられ、ジアミンとしては、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサンジアミン、オクタンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン等が挙げられる。グリースの基油としては、前述の潤滑油と同様のものを用いることができる。
この発明に使用するワックスとしては、炭化水素系合成ワックス、ポリエチレンワックス、脂肪酸エステル系ワックス、脂肪酸アミド系ワックス、ケトン・アミン類、水素硬化油などどのようなものでも良い。これらのワックスに使用する油成分としては前述の潤滑油と同様のものを用いることができる。
樹脂成分を発泡させる手段としては周知の発泡手段を採用すればよく、例えば、水、アセトン、ヘキサン等の比較的沸点の低い有機溶媒を加熱し、気化させる物理的手法やエアーや窒素などの不活性ガスを外部から吹き込む機械的発泡方法、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)やアゾジカルボンイミド(ADCA)等のように温度や光によって分解し、窒素ガスなどを発生させる分解型発泡剤を使用する、などの方法が挙げられる。また、原料として反応性の高いイソシアネート基を持つ場合には、それと水分子との化学反応によって生じる二酸化炭素による化学的発泡を用いても良い。
樹脂成分の発泡倍率は1.1倍以上200倍未満であることが望ましい。発泡倍率1.1倍未満の場合は気泡体積が小さく、外力が加わったときに変形を許容できないし、または固形物が硬すぎて変形しないなどの不具合がある。また、200倍以上の時には外力に耐える強度を得ることが困難となり、使用中に破損や破壊に至ることがある。
以上に述べた上記何れかの固形潤滑剤51は、内輪20の外周に外側保持器40Aと内側保持器40Bとを組込み、さらにポケット44、48に円すいころ30を収納した状態で、外側保持器40Aと内側保持器40Bの間の隙間に充填される(この工程は、外輪10の組込み前と組込み後の何れの段階でも行うことができる)。その後、固形潤滑剤51を硬化させることにより、図4および図5に示す円すいころ軸受が得られる。この他、型内に流し込んで成形し、あるいは常圧で固化した後に裁断や研削等で目的形状に後加工した固形潤滑剤を、外側保持器40Aと内側保持器40Bの間に挟み込むようにしてもよい。
以上の構成であれば、軸受回転中に保持器40A、40Bに加わる衝撃で固体潤滑剤51が変形して潤滑油が滲み出すため、軸受の潤滑性を向上させることができる。また、外側保持器40Aと内側保持器40Bが固形潤滑剤51を介して一体化されるため、円すいころ30の外周面を、外側保持器40Aおよび内側保持器40Bの各柱部側面43a、47aに確実に同時接触させることができる。
図6は、外側保持器40Aと内側保持器40Bとの間に、防振部材としての弾性部材52を介在させたものである。弾性部材52としては、例えば防振ゴム等のゴム素材を使用することができる。弾性部材52を双方の保持器40A、40Bに密着させることにより、外側保持器40Aと内側保持器40Bとが一体化される。この場合、弾性部材52が振動を吸収する防振部材として機能するため、保持器40を発生源とする振動を抑制することができる。
外側保持器40Aと内側保持器40Bの一体化は、図7に示すように、外側保持器40Aの鍔部41bと内側保持器40Bの一方の端部(例えば小径端部)を嵌合させた状態で、両者を機械的な結合手段53を用いて結合することによって達成することもできる。この結合手段53としては、図7において、リベット等の締結部材を用いて鍔部41bと内側保持器40Bの小径端を結合する他、図8〜図10に示すように、外側保持器40Aの鍔部41bと内側保持器40Bの小径端部を嵌合(圧入も含む)する構成も採用することもできる。
図8〜図10に示す実施形態のうち、図8(a)〜(c)は、鍔部41bと内側保持器40Bの小径端部を円周方向で凹凸嵌合させた例である。詳細には、図8(a)に示すように、外側保持器40Aの鍔部41bの内径端に、半径方向に延びた凹凸部53aを設けると共に、軸方向に延びた凹凸部53bを内側保持器40Bの小径端に設け、同図(c)に示すように、両凹凸部53a、53bを締め代をもって嵌合させたものである。また、図9は、外側保持器40Aの鍔部41bの内周面に内側保持器40Bの小径端部の外周面を締め代をもって嵌合させたものであり、図10は、外側保持器40Aの鍔部41bの先端を円すいころ30側に折り曲げると共に、内側保持器40Bの小径端部の内径側に切欠きを設け、この切欠きに鍔部41bの先端を締め代を持って嵌合させたものである。何れの構成でも、外側保持器40Aと内側保持器40Bとが嵌合により一体化されるため、図4に示す実施形態と同様に、円すいころ30の外周面を、外側保持器40Aおよび内側保持器40Bの各柱部側面43a、47aに確実に同時接触させることができる。
特に、図9に示す実施形態では、内側保持器40Bの軸方向の両端部の内周面と、内輪20の小鍔部26および大鍔部24の外周面との間の隙間t1’、t2’を図1に示す実施形態における同様の隙間t1、t2よりも小さくし(t1’<t1、t2’<t2)、内側保持器40Bの軸方向両端を、内輪20の小鍔部26および大鍔部24の両外周面と接触可能にしてある(t1’=t2’)。これにより保持器40の姿勢が安定化するので、保持器4の無駄な動きによる振動の発生を抑制することができる。
同様の効果は、一体化した保持器40の少なくとも一部領域が内輪20の外周面と接触可能である限り得ることができる。従って、例えば図10に示すように、外側保持器40Aの鍔部41bを小鍔部26の外周面と接触させてもよいし、軸方向の一端部でのみ外側保持器40Aもしくは内側保持器40Bを内輪20に接触させてもよい。また、内輪20に大鍔部24や小鍔部26が存在しない場合も、同様に外側保持器40Aや内側保持器40Bを内輪20に接触させることで同様の効果を得ることができる。
本発明にかかる円すいころ軸受の軸方向の断面図である。 外側保持器の斜視図である。 前記円すいころ軸受の軸方向と直交方向の断面図である。 本発明にかかる円すいころ軸受の軸方向の断面図である。 前記円すいころ軸受の軸方向と直交方向の断面図である。 本発明にかかる円すいころ軸受の軸方向の断面図である。 本発明にかかる円すいころ軸受の軸方向の断面図である。 (a)図は、外側保持器を小径側から見た正面図、(b)図は内側保持器を小径側から見た正面図、(c)図は外側保持器と内側保持器の嵌合部を内径側から見た平面図である。 本発明にかかる円すいころ軸受の軸方向の断面図である。 本発明にかかる円すいころ軸受の軸方向の断面図である。 本発明にかかる円すいころ軸受の軸方向の断面図である。 本発明にかかる円すいころ軸受の軸方向の断面図である。 鉄道車両の駆動系の概略構成を示す断面図である。
符号の説明
10 外輪
12 軌道面
20 内輪
22 軌道面
24 大鍔部
26 小鍔部
30 円すいころ
40 保持器
40A 外側保持器
40B 内側保持器
41 第1環状部
42 第2環状部
43 柱部
44 ポケット
45 第1環状部
46 第2環状部
47 柱部
48 ポケット
51 固形潤滑剤
52 弾性部材
53 結合手段
P ピッチ円
C1 ポケット隙間
C2 ポケット隙間

Claims (6)

  1. 内輪及び外輪と、複数のころと、柱部で円周方向に区画された複数のポケットを有し、各ポケットでころを円周方向等間隔に保持する保持器とを備えた円すいころ軸受において、
    保持器を、ころピッチ円の外径側に配置された外側保持器と、ころピッチ円の内径側に配置された内側保持器とで構成した円すいころ軸受。
  2. ころの外周面を、外側保持器と内側保持器に同時接触可能とした請求項1記載の円すいころ軸受。
  3. 外側保持器の、ポケットを挟んで円周方向で対峙する柱部側面間の間隔を内径側ほど拡大させると共に、内側保持器の、ポケットを挟んで円周方向で対峙する柱部側面間の間隔を外径側ほど拡大させた請求項1または2記載の円すいころ軸受。
  4. 外側保持器と内側保持器を一体化させた請求項1〜3何れか記載の円すいころ軸受。
  5. 保持器を、内輪の外周面と接触可能にした請求項1〜4何れか記載の円すいころ軸受。
  6. 鉄道車両の駆動装置に使用した請求項1〜5何れか記載の円すいころ軸受。
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