JP2008261368A - Tapered roller bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に鉄道車両の車軸用装置に用いられる円すいころ軸受に関する。 The present invention particularly relates to a tapered roller bearing used in an apparatus for an axle of a railway vehicle.
鉄道車両の駆動装置や車軸用装置は、その主軸が転がり軸受により回転自在に支承されている(特許文献1)。図2に示す鉄道車両車軸用軸受は、車軸101の端部に配置した複列円すいころ軸受である。円すいころ軸受は、外輪103と内輪102a、102bとの間に、転動体(円すいころ)104a、104bが転動自在に介装されており、この転動体104a、104bを所定間隔に保持するための保持器105a、105bが設けられている。
The main shaft of a railway vehicle drive device or axle device is rotatably supported by a rolling bearing (Patent Document 1). The railcar axle bearing shown in FIG. 2 is a double-row tapered roller bearing disposed at the end of the
保持器105a、105bは、円すいころ104a、104bの小径端面108a、108b側で連なるリング状の小径リング部110a、110bと、円すいころ104a、104bの大径端面109a、109b側で連なるリング状の大径リング部111a、111bと、これらのリング部を連結する複数の柱部112a、112bとからなる。この種の保持器は、小径リング部110a、110bと大径リング部111a、111bと柱部112a、112bとで円すいころ104a、104bが嵌合されるポケット113a、113bが形成される。
前記のような円すいころ軸受は、保持器のポケット113a、113bと、転動体である円すいころ104a、104bの隙間に潤滑剤(グリース)が充填され、また、円すいころ104a、104bの表面にもグリースが塗布されている。このグリースによって潤滑が行なわれ、円すいころ104a、104b、保持器105a、105b、及び内外輪103、102a、102bの相互間の滑り摩擦や転がり摩擦を緩和している。
In the tapered roller bearing as described above, a lubricant (grease) is filled in a gap between the
円すいころ軸受の使用中において、軸受内部の内端側(円すいころの小径側)の空間S1内に充填されたグリースは、円すいころ軸受の回転によって、矢印Aのように空間S1から軸方向外方側へ流れ込み、保持器105a、105bの内径側においては隙間S2を介して軸方向外方側へ流れる。そして、隙間S2から矢印Bのように、保持器の大径側(軸方向外方側)に流れつつ外輪側に流れ、矢印Cのように軸方向外端側へ流れる。なお、保持器105a、105bの外径側に流入したグリースは、外輪103の軌道面107a、107bと、保持器105a、105bの外径面に沿って矢印A1、C1のように流れ、軸方向外端側へ流れる。
During use of the tapered roller bearing, grease filled in the space S1 on the inner end side (smaller diameter side of the tapered roller) inside the bearing is removed from the space S1 in the axial direction as indicated by an arrow A by the rotation of the tapered roller bearing. It flows into the outer side and flows axially outward through the gap S2 on the inner diameter side of the
このため、空間S1内に充填されたグリースが早期に大量流出することにより、ころ104a、104bの外周面の潤滑が不十分になる可能性がある。これにより、潤滑不良による軸受の回転機能の劣化を引き起こすおそれがある。
For this reason, a large amount of grease filled in the space S1 may flow out early, which may result in insufficient lubrication of the outer peripheral surfaces of the
特に、鉄道の車軸に用いられる車軸用軸受は屋外で使用されるため、多量の水(雨水や泥水等)及び塵埃に曝される等の過酷な環境で使用される。このため、軸受寿命の向上を図ることにより、信頼性・安全性を確保することが重要な課題である。 In particular, since axle bearings used for railway axles are used outdoors, they are used in harsh environments such as exposure to a large amount of water (rain water, muddy water, etc.) and dust. For this reason, it is an important issue to ensure reliability and safety by improving the bearing life.
本発明は、上記課題に鑑みて、潤滑性能を長期に亘って良好に維持するとともに、軸受寿命の向上を図ることができる円すいころ軸受を提供する。 In view of the above problems, the present invention provides a tapered roller bearing capable of maintaining good lubrication performance over a long period of time and improving the bearing life.
本発明の円すいころ軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に配された複数の円すいころと、前記円すいころを円周所定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、保持器が、小径リング部と、大径リング部と、小径リング部と大径リング部とを連結する複数本の柱部とを備え、この柱部間に円すいころが配置されるポケットが形成され、前記小径リング部の内径部と、内輪の外周面との間にラビリンス構造を形成したものである。 The tapered roller bearing of the present invention includes an inner ring, an outer ring, a plurality of tapered rollers that are arranged to roll between the inner ring and the outer ring, and a cage that holds the tapered rollers at predetermined circumferential intervals. In the tapered roller bearing with the cage, the cage includes a small-diameter ring portion, a large-diameter ring portion, and a plurality of column portions that connect the small-diameter ring portion and the large-diameter ring portion, and a conical portion is provided between the column portions. A pocket in which the roller is disposed is formed, and a labyrinth structure is formed between the inner diameter portion of the small-diameter ring portion and the outer peripheral surface of the inner ring.
本発明の円すいころ軸受によれば、小径リング部の内径部と、内輪の外周面の小径側端部とが微小隙間を介して対向するため、小径リング部の内径部と、内輪の外周面の小径側端部とが非接触の密封部となり、この非接触密封部をラビリンスシールとして機能させることができる。また、微小隙間を介して、軸受内部の内端側の空間に充填されるグリースが保持器の小径側から大径側へと微小流量で徐々に流れるように構成することができる。 According to the tapered roller bearing of the present invention, since the inner diameter portion of the small diameter ring portion and the small diameter side end portion of the outer peripheral surface of the inner ring face each other through a minute gap, the inner diameter portion of the small diameter ring portion and the outer peripheral surface of the inner ring The small-diameter side end of the non-contact portion becomes a non-contact sealing portion, and this non-contact sealing portion can function as a labyrinth seal. Further, the grease filled in the space on the inner end side inside the bearing can be configured to gradually flow at a minute flow rate from the small diameter side to the large diameter side of the cage through the minute gap.
保持器の小径リング部が、径方向内側に延びる端面部と、この端面部の径方向内側の縁に屈曲して連なると共に軸方向大径側に延びる内リング部とを有し、この内リング部の内周面を、内輪の外周面の小径側端部に対向させることができる。また、前記内輪の小径側に小鍔を設けて、この小鍔の外径面を前記内リング部の内周面に対向させることができる。 The small-diameter ring portion of the cage has an end surface portion that extends radially inward, and an inner ring portion that is bent and connected to the radially inner edge of the end surface portion and extends to the large-diameter side in the axial direction. The inner peripheral surface of the portion can be opposed to the small-diameter side end of the outer peripheral surface of the inner ring. Further, a small flange can be provided on the small diameter side of the inner ring, and the outer diameter surface of the small ring can be opposed to the inner peripheral surface of the inner ring portion.
前記保持器を、複列の軌道面を有する外輪と、複列に分離した内輪との間に円すいころが配置された複列円すいころ軸受に使用したり、鉄道車両の車軸用軸受装置に使用したりすることができる。 The cage is used for a double row tapered roller bearing in which a tapered roller is arranged between an outer ring having a double row raceway surface and an inner ring separated into a double row, or used for a bearing device for an axle of a railway vehicle. You can do it.
本発明の円すいころ軸受は、非接触密封部をラビリンスシールとして機能させることにより、軸受内部の内端側(円すいころの小径側)の空間内に充填されたグリースを長期に亘って保持することができる。このため、軸受内部の内端側の空間に充填されたグリースの軸方向外端側への早期における大量流出を防止することができる。しかも、保持器の小径側から大径側へと流れるグリースは微小流量であるので、ころの外周面及び両端面にグリースを徐々に供給することができ、潤滑性能を長期に亘って良好に維持するとともに、軸受寿命の向上を図ることができる。 The tapered roller bearing of the present invention retains the grease filled in the space on the inner end side (the small diameter side of the tapered roller) inside the bearing for a long period of time by causing the non-contact sealing portion to function as a labyrinth seal. Can do. For this reason, it is possible to prevent an early outflow of a large amount of grease filled in the space on the inner end side in the bearing toward the outer end side in the axial direction. Moreover, since the grease flowing from the small diameter side to the large diameter side of the cage is a minute flow rate, the grease can be gradually supplied to the outer peripheral surface and both end surfaces of the roller, and the lubrication performance is maintained well over a long period of time. In addition, the bearing life can be improved.
また、内リング部の内周面と、小鍔の外径面との間に微小隙間を形成することでき、この微小隙間を比較的長く形成することができて、ラビリンスシールを簡単かつ確実に形成することができるとともに、保持器の小径側から大径側へと微小流量でグリースを安定して供給することができる。 In addition, a minute gap can be formed between the inner peripheral surface of the inner ring portion and the outer diameter surface of the gavel, and this minute gap can be formed relatively long, making the labyrinth seal easy and reliable. It can be formed, and the grease can be stably supplied from the small diameter side to the large diameter side of the cage at a minute flow rate.
内輪の小径部に小鍔を設けたことによって、円すいころ軸受を組込むまでの間に円すいころが小端側に脱落するのを防止できて、組立性の向上を図ることができ、しかも、保持器の小径リング部を内径側にあまり延ばすことなくラビリンスシールを効果的に設けることができる。 By providing a small flange on the small diameter part of the inner ring, it is possible to prevent the tapered roller from falling off to the small end side before the tapered roller bearing is assembled, and it is possible to improve the assembling property and to maintain it. The labyrinth seal can be effectively provided without extending the small-diameter ring portion of the vessel to the inner diameter side.
前記保持器を用いることによって、軸受装置の潤滑性能を長期に亘って良好に維持することができる。このため、多量の水(雨水や泥水等)及び塵埃に曝される等の過酷な環境で使用される鉄道車両の車軸用軸受装置に特に最適となり、車軸用軸受装置として、長期に亘って安定した機能を発揮する。 By using the cage, the lubrication performance of the bearing device can be favorably maintained over a long period of time. For this reason, it is particularly suitable for axle bearing devices for railway vehicles used in harsh environments such as exposure to large amounts of water (rain water, muddy water, etc.) and dust, and stable as a bearing device for axles over a long period of time. The function which performed is demonstrated.
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に示す鉄道車両車軸用軸受は、車軸1の端部1aに配置した複列円すいころ軸受である。この複列円すいころ軸受は、外周面に円すい状の軌道面6a、6bを有する内輪2a、2bと、内周面に円すい状の軌道面7a、7bを有する外輪3と、内輪2a、2bの軌道面6a、6bと外輪3の軌道面7a、7bとの間に転動自在に介在させる複数の円すいころ4a、4bを備える。内輪の軌道面6a、6bと外輪の軌道面7a、7bとの間には、複数の円すいころ4a、4bを軸受周方向に所定の間隔を隔てて保持する保持器5a、5bを介在している。上記内輪2a、2bは、軌道面6a、6bの小径側に、径方向外側に突出する小鍔21a、21bを形成すると共に、軌道面6a、6bの大径側に、径方向外側に突出する大鍔22a、22bを形成している。
The railcar axle bearing shown in FIG. 1 is a double-row tapered roller bearing disposed at the end 1 a of the
外輪3は軸箱(図示省略)に固定され、その軸箱は台枠等に固定される。内輪2a、2bは、軸端側(図1の左方)に位置する前蓋12と、反軸端側(図1の右方)に位置する後蓋16との間に挟み込んである。前蓋12と内輪2aとの間には油切り14が介在させてある。前蓋12は車軸1の軸端にボルト18で固定してある。後蓋16は一方で内輪2bと接し、他方で車軸1の段部1bに接している。密封装置20は外輪3の両端開口部に装着したシールケース23と、シールケース22の内部に保持させたオイルシール24とで構成される。
The
前記保持器5a、5bは、この種の保持器に一般的に使用される金属製であって、小径側に小径リング部51a、51bを有すると共に、大径側に大径リング部52a、52bを有し、これら小径リング部51a、51bと大径リング部52a、52bとの間に、概ね軸線方向に延びる複数本の柱部53a、53bを有している。この柱部相互間に、円すいころ4a、4bを保持するポケット56a、56bを形成している。
The
前記保持器5a、5bの小径リング部51a、51bは、径方向内側に延びる端面部54a、54bと、この端面部54a、54bの径方向内側の縁に屈曲して連なると共に大径側に延びる内リング部55a、55bとを有する。端面部54a、54bと内リング部55a、55bはJ字形状をなす。
The small-
この保持器5a、5bは、小径リング部51a、51bの内径部を、内輪2a、2bの外周面の小径側端部と微小隙間Sを介して対向するように配置している。具体的には、内リング部55a、55bの内周面が、内輪の小鍔21a、21bの外周面に対向している。内リング部55a、55bの内周面と、内輪の小鍔21a、21bの外径面とが非接触の密封部となり、この非接触密封部にてラビリンスシールを構成している。
The
車軸1の回転時における軸受内の潤滑剤(グリース)の挙動について述べる。円すいころ軸受の使用中において、軸受内部の内端側(円すいころの小径側)の空間S0内に充填されたグリースは、円すいころ軸受の回転によって、矢印Aのように空間S0から軸方向外方側(円すいころの大径側)へ流れ込む。保持器5a、5bの内径側においては微小隙間Sを介して軸方向外方側へ流れる。そして、微小隙間Sから矢印Bのように、保持器の大径側(軸方向外方)に流れつつ外輪側に流れ、最終的には矢印Cのように、軸方向外端側へ流れる。なお、保持器5a、5bの外径側に流入したグリースは、外輪3の軌道面7a、7bと、保持器5a、5bの外径面に沿って矢印A1、C1のように流れ、軸方向外端側へ流れる。
The behavior of the lubricant (grease) in the bearing during rotation of the
このように、本発明の円すいころ軸受では、内リング部55a、55bの内周面と、内輪の小鍔21a、21bの外径面とが微小隙間Sを介して対向するため、内リング部55a、55bの内周面と、内輪の小鍔21a、21bの外径面とが非接触の密封部となり、この非接触密封部をラビリンスシールとして機能させることができる。これにより、空間S0内に充填されたグリースを長期に亘って保持することができる。このため、空間S0に充填されたグリースの軸方向外端側への早期における大量流出を防止することができる。
As described above, in the tapered roller bearing of the present invention, the inner circumferential surface of the
しかも、微小隙間Sを介して、空間S0に充填されるグリースが保持器5a、5bの小径側から大径側へと微小流量で徐々に流れるように構成することができる。このため、ころの外周面及び両端面にグリースを徐々に供給することができ、潤滑性能を長期に亘って良好に維持するとともに、軸受寿命の向上を図ることができる。
Moreover, the grease filled in the space S0 can be configured to gradually flow from the small diameter side to the large diameter side of the
特に前記実施形態のように、保持器5a、5bの小径リング部51a、51bが、径方向内側に延びる端面部54a、54bと、この端面部54a、54bの径方向内側の縁に屈曲して連なると共に大径側に延びる内リング部55a、55bとを有するものであれば、この内リング部55a、55bの内周面を、内輪の小鍔21a、21bの外周面に対向させることができる。これにより、内リング部55a、55bの内周面と、小鍔21a、21bの外径面との間に微小隙間Sを形成することでき、この微小隙間Sを比較的長く形成することができて、ラビリンスシールを簡単かつ確実に形成することができるとともに、保持器5a、5bの小径側から大径側へと微小流量でグリースを安定して供給することができる。
In particular, as in the above-described embodiment, the small-
前記内輪2a、2bの小径側に小鍔21a、21bを設けて、この小鍔21a、21bの外径面を前記内リング部55a、55bの内周面に対向させることができる。これにより、円すいころ軸受を組込むまでの間に円すいころ4a、4bが小端側に脱落するのを防止できて、組立性の向上を図ることができ、しかも、保持器5a、5bの小径リング部51a、51bを内径側にあまり延ばすことなくラビリンスシールを効果的に設けることができる。
前記保持器5a、5bは、多量の水(雨水や泥水等)及び塵埃に曝される等の過酷な環境で使用される鉄道車両の車軸用軸受装置に特に最適となり、車軸用軸受装置として、長期に亘って安定した機能を発揮する。
The
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、保持器は必ずしも金属製である必要はなく、例えば樹脂製とすることもできる。また、鉄道車両の車軸用軸受装置以外のものにも適用することが可能であり、単列で使用することも可能である。 As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, the cage does not necessarily need to be made of metal. It can also be. Further, the present invention can be applied to devices other than the bearing device for an axle of a railway vehicle, and can be used in a single row.
2 内輪
3 外輪
4 円すいころ
5 保持器
51 小径リング部
52 大径リング部
53 柱部
54 端面部
55 内リング部
S 微小隙間
2
Claims (5)
保持器が、小径リング部と、大径リング部と、小径リング部と大径リング部とを連結する複数本の柱部とを備え、この柱部間に円すいころが配置されるポケットが形成され、
前記小径リング部の内径部と、内輪の外周面との間にラビリンス構造を形成したことを特徴とする円すいころ軸受。 In a tapered roller bearing comprising an inner ring, an outer ring, a plurality of tapered rollers arranged to roll between the inner ring and the outer ring, and a retainer for holding the tapered rollers at a predetermined circumferential interval,
The cage includes a small-diameter ring portion, a large-diameter ring portion, and a plurality of pillar portions that connect the small-diameter ring portion and the large-diameter ring portion, and a pocket is formed between which the tapered rollers are disposed. And
A tapered roller bearing wherein a labyrinth structure is formed between an inner diameter portion of the small-diameter ring portion and an outer peripheral surface of an inner ring.
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JP2009204068A (en) * | 2008-02-27 | 2009-09-10 | Nsk Ltd | Tapered roller bearing |
WO2014171405A1 (en) * | 2013-04-17 | 2014-10-23 | Ntn株式会社 | Tapered roller bearing |
-
2007
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20091104 |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20100706 |