JP2011226571A - Tapered roller bearing - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、鉄道車両の車軸や駆動装置を構成する伝達軸、或は、自動車用デファレンシャルギヤを構成するピニオン軸の如く、大きなラジアル荷重及びスラスト荷重が加わる状態で回転する各種回転軸を支承する為の円すいころ軸受の改良に関する。具体的には、円すいころ軸受を構成する複数個の円すいころを転動自在に保持する保持器の形状、構造を工夫する事により、潤滑不良状態での耐久性向上、即ち、潤滑不良状態になってから焼き付きにより回転不能に至るまでの時間の延長を図るものである。 The present invention supports various rotating shafts that rotate in a state where a large radial load and thrust load are applied, such as a transmission shaft that constitutes an axle of a railway vehicle and a drive shaft, or a pinion shaft that constitutes a differential gear for an automobile. The present invention relates to improvement of tapered roller bearings. Specifically, by improving the shape and structure of the cage that holds a plurality of tapered rollers constituting a tapered roller bearing in a freely rolling manner, the durability in a poorly lubricated state is improved, that is, in a poorly lubricated state. It is intended to extend the time until the rotation becomes impossible due to seizure.
例えばデファレンシャルギヤのピニオン軸の如く、大きなラジアル荷重及びスラスト荷重を支承しつつ回転する回転軸の為の回転支持部に、図10に示す様な円すいころ軸受1が組み込まれている。この円すいころ軸受1は、互いに同心に配置された外輪2及び内輪3と、複数個の円すいころ4、4と、保持器5とを備える。このうちの外輪2は、内周面に部分円すい凹面状の外輪軌道6を有する。又、前記内輪3は、この外輪の内径側に配置されたもので、外周面に部分円すい凸面状の内輪軌道7を有する。又、前記内輪3の外周面のうちの大径側端部に大径側鍔部8を、同じく小径側端部に小径側鍔部9を、それぞれ前記内輪軌道7から径方向に関して外方に突出する状態で形成している。又、前記各円すいころ4、4は、前記外輪軌道6と前記内輪軌道7との間に、転動自在に配置された状態で、それぞれの大径側端面(頭部)10を、前記大径側鍔部8の軸方向内側面11と対向させている。又、前記保持器5は、前記各円すいころ4、4を保持する為のものである。
For example, a tapered roller bearing 1 as shown in FIG. 10 is incorporated in a rotation support portion for a rotating shaft that rotates while supporting a large radial load and thrust load, such as a pinion shaft of a differential gear. The tapered roller bearing 1 includes an
この保持器5は、互いに同心に、且つ、軸方向に間隔をあけて配置された、それぞれが円環状である大径側リム部12及び小径側リム部13と、これら両リム部12、13同士の間に掛け渡された複数本の柱部14、14とを備える。そして、これら両リム部12、13と円周方向に隣り合う1対ずつの柱部14、14とにより四周を囲まれる部分を、それぞれ前記各円すいころ4、4を転動自在に保持する為のポケット15、15としている。尚、図10に示した保持器5は、金属板を曲げ加工して成るもので、小径側端部から径方向内方に折れ曲がった、内向フランジ状の曲げ板部16を形成する事により、全体の剛性確保を図っている。
The
又、図11〜13は、従来から知られている円すいころ軸受の第2例として、形状の異なる保持器5aを組み込んだ円すいころ軸受1を示している。この保持器5aは、合成樹脂を射出成形する事により、或は金属製の素材に削り出し加工を施す事により、一体に造られている。基本的構造は、上述の図10に示した従来構造の第1例に組み込まれた保持器5と同様に、軸方向に間隔をあけて配置された、それぞれが円環状である大径側リム部12a及び小径側リム部13aと複数本の柱部14a、14aとを備え、これら両リム部12a、13aと円周方向に隣り合う1対ずつの柱部14a、14aとにより四周を囲まれる部分を、それぞれポケット15a、15aとしている。本例の場合には、前記両リム部12a、13a自体で剛性を十分に確保できる為、上述の第1例の保持器5の様な曲げ板部(図10参照)は設けていない。又、円すいころ4aの大径側端面10の中央部に、円形の凹部20を設けている。
11 to 13 show a tapered roller bearing 1 incorporating a
何れの構造の場合でも、円すいころ軸受1の運転時に前記各円すいころ4、4aは、部分円すい凹面状の外輪軌道6と部分円すい凸面状の内輪軌道7とから加わる大きなラジアル荷重により、これら両軌道6、7の大径側に変位する傾向になる。この結果、前記円すいころ軸受1の運転時に前記各円すいころ4、4aは、前記外輪2と前記内輪3との相対回転に伴って、それぞれの大径側端面10と大径側鍔部8の軸方向内側面11とを摺接させつつ、自転及び公転する。この場合に於いて、これら大径側端面10と大径側鍔部8の軸方向内側面11との摩擦状態は、殆ど滑り摩擦だけの状態になる為、耐摩耗性及び耐焼き付け性を確保する面からは、非常に厳しい条件となる。この為従来から、上述の様な円すいころ軸受1を組み込んだ回転支持部には、十分な潤滑油を供給して、前記大径側端面10と大径側鍔部8の軸方向内側面11との摺動面に、十分な潤滑油膜を介在させる様に構成している。
In any structure, when the tapered roller bearing 1 is operated, each of the
前記円すいころ軸受1を組み込んだ回転支持部に十分な量の潤滑油を供給できる平常状態であれば、上述の様な従来構造の円すいころ軸受1でも、特に問題を生じる事はない。但し、この円すいころ軸受1を組み込んだ回転支持装置の種類に拘らず、何らかの故障や整備不良等により、この円すいころ軸受1に供給される潤滑油が不足乃至は枯渇する可能性を、完全に否定する事はできない。この円すいころ軸受1に供給される潤滑油が不足乃至は枯渇した場合、先ず、最も条件が厳しい、前記大径側端面10と大径側鍔部8の軸方向内側面11との摺動面の摩耗が著しく進行する。更に著しい場合には、これら大径側端面10と軸方向内側面11とが凝着して前記各円すいころ4、4aの自転及び公転が不能になり、更にはこれら各円すいころ4、4aの転動面と前記外輪軌道6とが凝着して、前記外輪2と前記内輪3との相対回転が不能になる、所謂焼き付きを発生する。
In the normal state in which a sufficient amount of lubricating oil can be supplied to the rotation support portion in which the tapered roller bearing 1 is incorporated, the tapered roller bearing 1 having the conventional structure as described above does not cause any particular problem. However, regardless of the type of the rotation support device in which the tapered roller bearing 1 is incorporated, the possibility that the lubricating oil supplied to the tapered roller bearing 1 is insufficient or depleted due to some failure or poor maintenance is completely eliminated. You can't deny it. When the lubricating oil supplied to the tapered roller bearing 1 is insufficient or exhausted, the sliding surface between the large-diameter
この様な焼き付きが発生すると、車両(鉄道車両や自動車)の通常運行はおろか、この車両を移動させる事も困難となり、鉄道の復旧が遅れたり、交通渋滞を引き起こす等の問題を生じ易くなる。又、回転支持部の回転不能が他の部分の故障の原因となって、修理に要する費用並びに時間が嵩む等の問題も生じ易い。この様な事情に鑑みて、特許文献1、2には、少ない潤滑油を有効利用して、各円すいころの大径側端面と大径側鍔部の軸方向内側面との摺接部を潤滑する構造が記載されている。図14〜16は、このうちの特許文献1に記載された、従来構造の2例を示している。
If such burn-in occurs, it becomes difficult to move the vehicle (railway vehicle or automobile) as well as normal operation of the vehicle, and problems such as delay in restoration of the railroad or traffic congestion are likely to occur. In addition, the inability to rotate the rotation support part causes a failure of other parts, and problems such as cost and time required for repair are likely to occur. In view of such circumstances, in
先ず、図14に示した従来から知られている対策済構造の第1例の場合には、金属板製の保持器5bの大径側端部を径方向内方に向け折り曲げる事により、この保持器5bの内周面の大径側端部に保油部17を、全周に亙って設けている。この従来構造の第1例は、この保油部17に貯溜された潤滑油を、円すいころ4の大径側端面10と大径側鍔部8の軸方向内側面11との摺接部に供給して、潤滑不良の際の摩耗を抑えるとしている。
First, in the case of the first example of the known countermeasure structure shown in FIG. 14, this is done by bending the large-diameter side end of the
次に、図15〜16に示した従来から知られている対策済構造の第2例の場合には、保持器5cの小径側端部を径方向外方に向け折り曲げる事により、この保持器5cの外周面の小径側端部に保油部17aを設けている。又、仕切板部18、18によりこの保油部17aを円周方向に関して複数に分割している。この従来構造の第2例は、前記保持器5cの外周面に付着してこの保持器5cの小径側端部に達した潤滑油の流失を防止し、この潤滑油を、円すいころ4の大径側端面10と大径側鍔部8の軸方向内側面11との摺接部に供給して、潤滑不良の際の摩耗を抑えるとしている。
Next, in the case of the second example of the known countermeasure structure shown in FIGS. 15 to 16, the
上述の様な従来から知られている対策済構造の2例の場合、前述の図10〜13に示した、未対策構造に比べれば優れた耐久性を得られるにしても、少量の潤滑油を前記大径側端面10と軸方向内側面11との摺接部に必ずしも効率良く供給できる(少量の潤滑油を有効利用できる)とは言えない。先ず、図14に示した第1例の構造の場合には、保油部17に溜まったままの状態で各円すいころ4の大径側端面10に付着しない潤滑油の量が多くなり、残された少量の潤滑油の有効利用を図りにくい。又、図15〜16に示した第2例の構造は、保油部17aが前記大径側端面10と軸方向内側面11との摺接部から大きく外れた部分に設けられている為、やはり少量の潤滑油をこの摺接部の潤滑に有効利用する事が難しい。この様に、少量の潤滑油を前記大径側端面10と軸方向内側面11との摺接部の潤滑に有効利用できない点は、前記両対策済構造の2例を組み合わせ、図14に示した保油部17に図16に示した仕切板部18、18を設けたとしても同様である。
In the case of two examples of conventionally known countermeasured structures as described above, a small amount of lubricating oil can be obtained even though excellent durability can be obtained as compared with the unmeasured structures shown in FIGS. Cannot be efficiently supplied to the sliding contact portion between the large-diameter
特許文献2には、保持器の内周面に沿って導いた潤滑油を、この保持器の大径側端縁部に設けた内向の大径側フランジにより、円すいころの大径側端面と内輪外周面の大径側鍔部の軸方向内側面との摺接部に導く構造が記載されている。この様な特許文献2に記載された、対策済構造の第3例の場合も、前記未対策構造に比べれば優れた耐久性を得られるにしても、少量の潤滑油を前記大径側端面と軸方向内側面との摺接部により効率良く供給する面からは、改良の余地がある。
In
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、潤滑不良状態での耐久性向上、即ち、潤滑不良状態になってから、焼き付きにより回転不能に至るまでの時間の延長をより十分に図れる構造を実現すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention has a structure capable of sufficiently improving the durability in a poorly lubricated state, that is, extending the time until it becomes non-rotatable due to seizure after being in a poorly lubricated state. It was invented to realize.
本発明の円すいころ軸受は、前述した従来から知られている円すいころ軸受と同様に、外輪と、内輪と、複数個の円すいころと、保持器とを備える。
このうちの外輪は、内周面に部分円すい凹面状の外輪軌道を有する。
又、前記内輪は、前記外輪の内径側にこの外輪と同心に配置されたもので、外周面に、部分円すい凸面状の内輪軌道、及び、この内輪軌道の大径側端部から径方向に関して外方に突出した大径側鍔部を有する。
又、前記各円すいころは、前記内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に配置されており、それぞれの大径側端面を前記大径側鍔部の軸方向側面と対向させている。
又、前記保持器は、前記各円すいころを保持する為のものである。
そして、この保持器は、互いに同心に、且つ、軸方向に間隔をあけて配置された、それぞれが円環状である大径側リム部及び小径側リム部と、これら両リム部同士の間に掛け渡された複数本の柱部とを備える。そして、これら両リム部と円周方向に隣り合う1対ずつの柱部とにより四周を囲まれる部分を、それぞれ前記各円すいころを保持する為のポケットとした構造を有するものである。
The tapered roller bearing of the present invention includes an outer ring, an inner ring, a plurality of tapered rollers, and a cage, like the conventionally known tapered roller bearing.
Among these, the outer ring has a partially conical concave outer ring raceway on the inner peripheral surface.
Further, the inner ring is disposed concentrically with the outer ring on the inner diameter side of the outer ring. On the outer peripheral surface, a partially conical convex inner ring raceway, and a radial direction from a large diameter side end of the inner ring raceway. It has a large-diameter side flange projecting outward.
Further, each of the tapered rollers is disposed between the inner ring raceway and the outer ring raceway so as to be able to roll, and each large diameter side end face is opposed to the axial side surface of the large diameter side flange. .
The cage is for holding the tapered rollers.
The retainer is arranged concentrically and spaced apart in the axial direction, each having a ring-shaped large-diameter side rim portion and small-diameter side rim portion, and between these rim portions. And a plurality of pillars spanned. And it has the structure which used as the pocket for hold | maintaining each said tapered roller, respectively the part enclosed by the circumference | surroundings by these both rim | limb parts and a pair of pillar parts adjacent to the circumference direction.
好ましくは、上述の構造を、外輪の軌道面と前記ころの転動面とを接触させて形成される接線、及び軸受の回転軸により成される角度(接触角)が20°以上の円すいころ軸受に用いる。 Preferably, the above-described structure is a tapered roller having a tangent line formed by bringing the raceway surface of the outer ring and the rolling surface of the roller into contact with each other, and an angle (contact angle) formed by a rotating shaft of the bearing of 20 ° or more. Used for bearings.
特に、本発明の円すいころ軸受に於いては、前記大径側リム部のうちで、円周方向に関する位相が少なくとも前記各ポケットのうちの一部のポケットに整合する部分の内周面部分に、径方向外方に凹んだ保油凹部を設けている。 In particular, in the tapered roller bearing of the present invention, in the large-diameter side rim portion, the phase in the circumferential direction is at least on the inner peripheral surface portion of the portion that matches with some of the pockets. An oil retaining recess that is recessed radially outward is provided.
そして、この保油凹部の底面のうちで前記ポケットの内面に開口している部分を、当該ポケット内に保持された円すいころの大径側端面に形成された凹部に対向させている。 And the part opened to the inner surface of the said pocket among the bottom surfaces of this oil retaining recessed part is made to oppose the recessed part formed in the large diameter side end surface of the tapered roller hold | maintained in the said pocket.
この様な本発明の円すいころ軸受を実施する場合に、好ましくは、請求項2に記載した発明の様に、前記保油凹部の数を、前記ポケットの数と同じとする。そして、円周方向に関して互いに独立した状態で設けられたこれら各保油凹部を、それぞれ前記各ポケットに向けて開口させる。
When implementing such a tapered roller bearing of the present invention, preferably, the number of the oil retaining recesses is the same as the number of the pockets as in the invention described in
又、好ましくは、請求項3に記載した発明の様に、前記保油凹部の底部を、前記ポケットに向かうに従って径方向外方に向かう方向に傾斜させる。
Further, preferably, as in the invention described in
更に好ましくは、請求項4に記載した発明の様に、前記大径側リム部の内周面を、前記ポケットに向かうに従って径方向外方に向かう方向に傾斜させる。
More preferably, as in the invention described in
上述の様に構成する本発明の円すいころ軸受は、次の様に作用する事により、潤滑不良状態での耐久性向上、即ち、潤滑不良状態になってから、焼き付きにより回転不能に至るまでの時間の延長をより十分に図れる。
本発明の円すいころ軸受を組み込んだ回転機械装置の運転時に潤滑油は、一般的な円すいころ軸受の場合と同様に、円すいころ軸受特有の、各円すいころの公転運動に伴う遠心力に基づくポンプ作用により、外輪の内周面と内輪の外周面との間の軸受内部空間を、外輪軌道及び内輪軌道の小径側から大径側に向けて流れる。潤滑油の供給量が十分である場合には、この様に軸受内部空間を流れる潤滑油が、前記各円すいころの大径側端面と内輪外周面の大径側鍔部の軸方向内側面との摺接部も十分に潤滑する。又、この状態では、前記軸受内部空間を流れる潤滑油の一部が、大径側リム部の内周面に形成した保油凹部内に、各ポケット側の開口部から流入しつつ、この大径側リム部の軸方向外端縁側に排出される。言い換えれば、先に前記保油凹部内に入り込んでいた潤滑油が、前記開口部から新たに流入する潤滑油によって、この保油凹部から押し出される。従って、潤滑油供給が十分に行われている通常運転時には、この保油凹部内に、常に潤滑油が溜まっている(存在している)状態となる。
The tapered roller bearing of the present invention configured as described above improves the durability in a poorly lubricated state by acting as follows, i.e., from the poorly lubricated state until it becomes non-rotatable due to seizure. The time can be extended more fully.
As in the case of general tapered roller bearings, the lubricating oil during operation of the rotary machine device incorporating the tapered roller bearing of the present invention is a pump based on the centrifugal force associated with the revolving motion of each tapered roller. By the action, the bearing inner space between the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the inner ring flows from the small diameter side to the large diameter side of the outer ring raceway and the inner ring raceway. When the supply amount of the lubricating oil is sufficient, the lubricating oil flowing through the bearing inner space in this way is connected to the large-diameter side end surface of each tapered roller and the axial inner surface of the large-diameter side flange of the inner ring outer peripheral surface. Also fully lubricate the sliding contact area. Further, in this state, a part of the lubricating oil flowing in the bearing inner space flows into the oil retaining recess formed on the inner peripheral surface of the large-diameter side rim portion while flowing from the opening on each pocket side. It is discharged to the outer edge side in the axial direction of the radial rim portion. In other words, the lubricating oil that has previously entered the oil retaining recess is pushed out of the oil retaining recess by the lubricating oil that newly flows from the opening. Accordingly, during normal operation in which the lubricating oil is sufficiently supplied, the lubricating oil always remains (exists) in the oil retaining recess.
この状態から、例えば潤滑油供給ポンプの故障、ケーシング内からの潤滑油の漏洩等により、前記軸受内部空間内の潤滑油の流通量が、減少乃至は零になった場合には、前記ポケット側の開口部から前記保油凹部内への潤滑油の送り込みは、減少乃至は停止する。この様に、開口部からの潤滑油の送り込みが減少乃至は停止した状態では、既に前記保油凹部内に溜まっていた潤滑油は、この保油凹部から大径側リム部の外端縁側に押し出される事はなくなり、この保油凹部内に留まる。そして、この保油凹部内に留まった潤滑油は、前記ポケット内に保持された円すいころの大径側端面に形成された凹部内に入り込み、この円すいころの自転運動に伴って、この大径側端面と前記大径側リム部の軸方向内側面の摺接部に送られ、この摺接部を潤滑する。前記故障或は漏洩等が発生した時点で前記保油凹部内に留まっている潤滑油は、そのうちの多くの部分を前記摺接部の潤滑に利用できる。従って、潤滑不良状態の発生時から、焼き付きにより回転不能に至るまでの時間を十分に長くできる。この為、車両を邪魔にならない場所にまで運行する事ができ、鉄道の復旧までに要する時間を短くしたり、道路渋滞を引き起こしにくくできる。更に、前記潤滑不良が、回転支持部の回転不能にまで至りにくくして、他の部分の故障を誘発しにくくでき、修理に要する費用並びに時間が嵩む等の問題を生じにくくできる。 From this state, if the flow rate of the lubricating oil in the bearing inner space decreases or becomes zero due to, for example, a failure of the lubricating oil supply pump or leakage of the lubricating oil from the casing, the pocket side The feed of the lubricating oil from the opening of the oil into the oil retaining recess is reduced or stopped. In this way, in a state where the feeding of the lubricating oil from the opening is reduced or stopped, the lubricating oil that has already accumulated in the oil retaining recess is transferred from the oil retaining recess to the outer edge side of the large-diameter rim portion. It is not pushed out and stays in this oil retaining recess. Then, the lubricating oil remaining in the oil retaining recess enters into the recess formed in the end surface on the large diameter side of the tapered roller held in the pocket, and this large diameter is caused by the rotation of the tapered roller. It is sent to the sliding contact portion on the side end surface and the axially inner side surface of the large diameter rim portion, and the sliding contact portion is lubricated. The lubricating oil remaining in the oil retaining recess when the failure or leakage occurs can use a large portion of the lubricating oil for lubricating the sliding contact portion. Therefore, it is possible to sufficiently lengthen the time from the occurrence of the poor lubrication state until the rotation becomes impossible due to seizure. For this reason, the vehicle can be operated to a place where it does not get in the way, and the time required for the restoration of the railway can be shortened, and it is difficult to cause traffic congestion. Furthermore, the poor lubrication makes it difficult to cause the rotation support portion to become unrotatable, and it is difficult to induce failure of other portions, and it is difficult to cause problems such as cost and time required for repair.
又、接触角が20°以上の円すいころ軸受は、その接触角がより大きい為、負荷されるラジアル荷重とスラスト荷重が大きく、回転時の潤滑不良がより発生しやすい。本発明の軸受構造は、接触角が20°以上の円すいころ軸受に適用すると、潤滑不良状態での耐久性向上、即ち、潤滑不良状態になってから、焼き付きにより回転不能に至るまでの時間の延長をより十分に図れる。特に、前述の保持器と転動体の構造は、接触角が25°以上の円すいころ軸受に好適に利用できる。 Further, since the tapered roller bearing having a contact angle of 20 ° or more has a larger contact angle, the applied radial load and thrust load are large, and lubrication failure during rotation is more likely to occur. When the bearing structure of the present invention is applied to a tapered roller bearing having a contact angle of 20 ° or more, the durability is improved in a poorly lubricated state, that is, the time from the poorly lubricated state until the rotation becomes impossible due to seizure. Extend more fully. In particular, the above-described structure of the cage and the rolling element can be suitably used for a tapered roller bearing having a contact angle of 25 ° or more.
尚、前記保油凹部は、少なくとも一部のポケットに整合する部分に形成すれば、当該ポケットに保持された円すいころの大径側端面に形成された凹部を通じて、大径側鍔部の軸方向内側面に潤滑油が供給され、この軸方向内側面と他の円すいころの大径側端面との摺接部の潤滑も行える。従って、前記保油凹部は、例えば円周方向に関して一つ置き或は二つ置きのポケット部分に設ける事もできる。但し、請求項3に記載した発明の様に、前記保油凹部の数を前記ポケットの数と同じとして、円周方向に関して互いに独立した状態で設けられたこれら各保油凹部を、それぞれ前記各ポケットに向けて開口させれば、全保油凹部内に溜まる潤滑油の量(保持器全体に溜めておける潤滑油の量)を確保して、潤滑不良状態の発生時から回転不能に至るまでの時間を長くする面から有利である。
If the oil retaining recess is formed in a portion aligned with at least a part of the pocket, the axial direction of the large-diameter side collar portion passes through the recess formed on the large-diameter end surface of the tapered roller held in the pocket. Lubricating oil is supplied to the inner surface, and the sliding contact portion between the inner surface in the axial direction and the large-diameter side end surface of another tapered roller can also be lubricated. Accordingly, the oil retaining recesses can be provided, for example, in one or two pocket portions in the circumferential direction. However, as in the invention described in
又、請求項4に記載した発明の様に、前記保油凹部の底部を、前記ポケットに向かうに従って径方向外方に向かう方向に傾斜させたり、請求項4に記載した発明の様に、前記大径側リム部の内周面を、前記ポケットに向かうに従って径方向外方に向かう方向に傾斜させれば、前記保油凹部内に溜まった潤滑油、更には前記大径側リム部の内周面に付着した潤滑油を、前記各円すいころの大径側端面に向けて効率良く導ける。この結果、潤滑不良状態が発生した時点で、前記保持器の大径側端部に残留している潤滑油を、前記各円すいころの大径側端面と大径側鍔部の軸方向内側面との摺接部の潤滑に有効利用できて、前記潤滑不良状態の発生時から回転不能に至るまでの時間をより長くできる。
Further, as in the invention described in
[実施の形態の第1例]
図1〜4は、請求項1、3〜4に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。尚、本例の構造を含めて、本発明の特徴は、保持器の大径側端部、並びに各円すいころの大径側端面の形状及び構造を工夫する事により、潤滑不良状態の発生時から回転不能に至るまでの時間の延長を図る点にある。その他の、円すいころ軸受の基本的構成に就いては、前述の図10、14、15に示した従来から知られている円すいころ軸受と同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明を、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分、並びに、先に説明しなかった部分を中心に説明する。
[First example of embodiment]
1-4 show a first example of an embodiment of the present invention corresponding to
本例の円すいころ軸受1を構成する保持器5dは、合成樹脂を射出成形する事により、或は金属材料に削り出し加工を施す事により、一体に造った、所謂籠型保持器で、全体を部分円すい筒状に形成している。射出成型用の合成樹脂の種類は特に問わず、例えばポリアミド66(PA66)、ポリアミド46(PA46)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等、合成樹脂製保持器の射出成型用として従来から一般的に使用されていた、各種合成樹脂を使用できる。何れの合成樹脂にしても、単独で、或は炭素繊維、ガラス繊維等の強化用繊維或は強化用のセラミックウィスカ等と混合したものを使用できる。又、金属材料としては、鋼材、ステンレス鋼材等の鉄系合金や、真鍮等の銅系合金等を使用できる。
The
何れの場合でも大径側リム部12aのうちで、円周方向に隣り合う柱部14a、14a同士の間部分、言い換えれば、円周方向に関する位相が各ポケット15a、15aと一致する(これら各ポケット15a、15aの大径側端部に整合する)部分の内周面に、それぞれ保油凹部19、19を設けている。これら各保油凹部19、19は、前記保持器5dの径方向に(内径側から)見た形状が爪型であって、円周方向に関する幅が、前記各ポケット15a、15aの側ほど広く、これら各ポケット15a、15aから離れるに従って狭くなる。又、前記保持器5dの径方向(厚さ方向)に関する、前記各保油凹部19、19の深さは、前記各ポケット15a、15aの側ほど深く、これら各ポケット15a、15aから離れるに従って漸減する。
In any case, in the large-diameter
又、前記各保油凹部19、19の深さは、前記大径側リム部12aの外端縁部分で零になっている。従ってこれら各保油凹部19、19は、前記保持器5dの内径側及び前記各ポケット15a、15aの側にのみ開口しており、円周方向両側及び軸方向外側には開口していない。又、前記各保油凹部19、19のうち、円周方向に関する幅方向中央部で、この幅方向に関して最も深くなった部分である底部は、前記各ポケット15a、15aに向かうに従って径方向外方に向かう方向に、前記保持器5dの中心軸に対し、角度θ1分だけ傾斜している。要するに、前記各保油凹部19、19を、幅方向中央部ほど、更に(軸方向に関しては)この幅方向中央部で前記各ポケット15a、15aに向かう程、それぞれ深くして、これら各ポケット15a、15aに近付くに従って前記保持器5dの径方向外方に向かう方向に傾斜させている。
The depths of the oil retaining recesses 19, 19 are zero at the outer edge portion of the large
又、前記各ポケット15a、15a内にそれぞれ転動自在に保持された各円すいころ4aの大径側端面10の中央部に凹部20を形成している。図示の例の場合、この凹部20を円形としているが、円輪状とする(前記大径側端面10の中心部を凹ませずに残す)事もできる。何れの場合でも、この凹部20の中心を、前記各円すいころ4aの中心軸上に位置させる。そして、前記各保油凹部19、19の底面のうちで前記各ポケット15a、15aの内面に開口している部分を、当該ポケット15a、15a内に保持された前記円すいころ4aの大径側端面10に形成された凹部20に対向させる。尚、これら各円すいころ4aの径方向に関し、前記各保油凹部19、19の底部のうちで前記各ポケット15a、15aの内面に開口している部分(図2の点イ部分)は、前記凹部20の外周縁よりも内側に位置させている。従って、前記各保油凹部19、19の前記各ポケット15a、15aの内面側開口は、その全体が、前記凹部20に対向している。この為、前記各保油凹部19、19内に存在して、前記保持器5dの回転に基づく遠心力によりこれら各保油凹部19、19の底部に押し付けられた潤滑油は、そのほぼ全量が、前記各ポケット15a、15aの内面側開口から前記凹部20に流入する傾向になる。尚、前記各保油凹部19、19の前記各ポケット15a、15a側の開口縁部は、前記大径側端面10のうちで、前記凹部20の周囲に位置する平坦部に、ほぼ全長に亙って、摺接若しくは微小隙間を介して近接対向している。従って、前記凹部20内に流入した潤滑油は、前記各円すいころ4aの公転運動や前記保持器5dの回転運動に基づく遠心力に拘らず、前記円すいころ1の径方向に関して外方に流失しにくい。
Further, a
上述の様に構成する本例の円すいころ軸受を組み込んだ回転機械装置の運転時に潤滑油は、前記各円すいころ4aの公転運動に伴う遠心力に基づくポンプ作用により、外輪2の内周面と内輪3の外周面との間の軸受内部空間21を、外輪軌道6及び内輪軌道7の小径側から大径側に向けて(図1の左上から右下に向けて)流れる。潤滑油の供給量が十分である場合には、この様に前記軸受内部空間21内を流れる潤滑油が、前記各円すいころ4aの大径側端面10と前記内輪3の外周面の大径側端部に設けた大径側鍔部8の軸方向内側面11との摺接部も十分に潤滑する。又、この状態では、前記軸受内部空間21内を流れる潤滑油の一部が、前記大径側リム部12aの内周面の複数箇所に形成した前記各保油凹部19、19内に、前記各ポケット15a、15a側の開口部から流入しつつ、この大径側リム部12aの軸方向外端縁側に排出される。即ち、先に前記各保油凹部19、19内に入り込んでいた潤滑油が、前記各ポケット15a、15aの側の開口部から新たに流入する潤滑油によって、前記各保油凹部19、19から押し出される。従って、潤滑油供給が十分に行われている通常運転時には、これら各保油凹部19、19内に、常に潤滑油が溜まっている(存在している)状態となる。
During operation of the rotary machine device incorporating the tapered roller bearing of the present example configured as described above, the lubricating oil is pumped to the inner peripheral surface of the
この状態から、例えば潤滑油供給ポンプの故障、ケーシング内からの潤滑油の漏洩等により、前記軸受内部空間21内の潤滑油の流通量が、減少乃至は零になった場合には、前記各ポケット15a、15a側の開口部から前記各保油凹部19、19内への潤滑油の送り込みは、減少乃至は停止する。この様に、開口部からの送り込みが減少乃至は停止した状態では、既に前記各保油凹部19、19内に溜まっていた潤滑油は、これら各保油凹部19、19から前記大径側リム部12aの外端縁側に押し出される事はなくなり、これら各保油凹部19、19内に留まる。この状態でこれら各保油凹部19、19内の潤滑油は、前記保持器5dの回転に伴う遠心力により、これら各保油凹部19、19の底面に押し付けられる傾向になる。これら各保油凹部19、19の底面は、前述の様に、幅方向及び軸方向に関して傾斜している為、これら各保油凹部19、19内に留まった潤滑油の大部分は、前記各ポケット15a、15a内に保持された前記各円すいころ4aの大径側端面10に形成された凹部20のうち、前記円すいころ軸受1の径方向に関して外寄り部分に入り込む。そして、この凹部20内に入り込んだ潤滑油は、前記各円すいころ4aの自転運動に伴って、前記大径側端面10と前記大径側リム部12aの軸方向内側面11の摺接部に送られて(この摺接部に染み込んで)、この摺接部を潤滑する。
From this state, when the flow rate of the lubricating oil in the bearing
上述の説明から明らかな通り、前記故障或は漏洩等が発生した時点で前記各保油凹部19、19内に留まっている潤滑油は、そのうちの多くの部分を前記摺接部の潤滑に利用できる。従って、潤滑不良状態の発生時から、焼き付きにより回転不能に至るまでの時間を十分に長くできる。本発明者が行った、オイルディッピングによる焼き付き実験によれば、図1〜4に示した構造を有する円すいころ軸受は、図11〜13に示した従来構造の場合に比べて、潤滑油枯渇下で焼き付きが発生するまでに要する時間を、凡そ3倍に延ばせた。この為、潤滑不良の発生をセンサにより検知する等の対策を講じれば、焼き付き発生以前に、運転速度を遅くしたり安全な状態で停止する等の対策を、十分に余裕を持って行う事が可能になる。そして、焼き付きが発生する以前に、車両を邪魔にならない場所にまで運行する事ができて、鉄道の復旧までの時間を短くしたり、道路渋滞を引き起こしにくくできる。更に、前記潤滑不良が、回転支持部の回転不能にまで至りにくくして、他の部分の故障を誘発しにくくでき、修理に要する費用並びに時間が嵩む等の問題を生じにくくできる。 As is clear from the above description, the lubricating oil remaining in each of the oil retaining recesses 19 and 19 at the time of occurrence of the failure or leakage is used for lubrication of the sliding contact portion. it can. Therefore, it is possible to sufficiently lengthen the time from the occurrence of the poor lubrication state until the rotation becomes impossible due to seizure. According to the seizure experiment by oil dipping performed by the present inventor, the tapered roller bearing having the structure shown in FIGS. 1 to 4 is less exhausted than the conventional structure shown in FIGS. The time required for image sticking to be increased by about three times. For this reason, if measures such as detecting the occurrence of poor lubrication with sensors are taken, measures such as slowing down the operating speed or stopping in a safe state can be taken with sufficient margin before seizure occurs. It becomes possible. And before the burn-in occurs, the vehicle can be operated to a place where it does not get in the way, so that the time required for the restoration of the railway can be shortened and it is difficult to cause traffic congestion. Furthermore, the poor lubrication makes it difficult to cause the rotation support portion to become unrotatable, and it is difficult to induce failure of other portions, and it is difficult to cause problems such as cost and time required for repair.
[実施の形態の第2例]
図5〜8は、請求項2〜4に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の場合には、外輪軌道6と円すいころ4aの転動面を接触させて形成される接線、及び軸受の回転軸により、成される角度が25°のもの、いわゆる急勾配型の円すいころ軸受に応用する例である。
[Second Example of Embodiment]
FIGS. 5-8 has shown the 2nd example of embodiment of this invention corresponding to Claims 2-4. In the case of this example, a so-called steeply tapered cone having an angle of 25 ° formed by a tangent line formed by bringing the
円すいころ軸受1の接触角が大きければ大きいほど、ころ4aの大径側端面10と内輪3の大径側鍔部8の軸方向側面11の摺接面に掛かる荷重が大きくなり、油膜不足の傾向になりやすい。従って、このような接触角が20°以上の円すいころ軸受、特に接触角が25°以上のものは、大径側端面10と大径側鍔部8とが焼き付きになりやすい。従って、本実施形態では、実施の形態の第1例と同様な保持器ところの構造を採用することで、急勾配型の円すいころ軸受の耐摩耗及び耐焼き付き効果を一層に向上できる。
The larger the contact angle of the tapered roller bearing 1, the larger the load applied to the sliding surface of the large-diameter side end face 10 of the
尚、本実施形態の軸受が接触角の25°である急勾配型の円すいころ軸受であること以外の構成及び作用に関しては、実施の形態の第1例と同様であるから、同様な符号を付与し、重複する図示並びに説明は省略する。 In addition, since it is the same as that of the 1st example of embodiment regarding the structure and effect | action except that the bearing of this embodiment is a steep tapered roller bearing with a contact angle of 25 degrees, the same code | symbol is used. The overlapping illustrations and explanations are omitted.
[実施の形態の第3例]
図9は、請求項1〜5に対応する、本発明の実施の形態の第3例を示している。本例の場合には、大径側リム部12bの内周面で各ポケット15aに整合する部分に形成した保油凹部19の底部だけでなく、これら各保油凹部19から円周方向に外れた、前記大径側リム部12b本来の内周面も、各ポケット15aに向かうに従って径方向外方に向かう方向に、保持器5eの中心軸に対し、角度θ2分だけ傾斜させている。この様な本例の構造によれば、前記保油凹部19だけでなく、前記大径側リム部12bの内周面に付着した潤滑油に就いても、前記各ポケット15a内に保持した各円すいころ4aの大径側端面10に向けて効率良く導ける。この結果、潤滑不良状態が発生した時点で、前記保持器5eの大径側端部に残留している潤滑油を、前記各円すいころ4aの大径側端面10と内輪3の外周面の大径側端部に設けた大径側鍔部8の軸方向内側面11との摺接部の潤滑に有効利用できて、前記潤滑不良状態の発生時から回転不能に至るまでの時間をより長くできる。その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
[Third example of embodiment]
FIG. 9 shows a third example of the embodiment of the invention corresponding to claims 1 to 5. In the case of this example, not only the bottom portion of the
尚、本実施形態の保持器形状は、上述した実施の形態の第2例の急勾配円すいころ軸受にも適用できる。 The cage shape of this embodiment can also be applied to the steep tapered roller bearing of the second example of the above-described embodiment.
1 円すいころ軸受
2 外輪
3 内輪
4、4a 円すいころ
5、5a、5b、5c、5d、5e 保持器
6 外輪軌道
7 内輪軌道
8 大径側鍔部
9 小径側鍔部
10 大径側端面
11 軸方向内側面
12、12a、12b 大径側リム部
13、13a 小径側リム部
14、14a 柱部 15、15a ポケット
16 曲げ板部
17、17a 保油部
18 仕切板部
19 保油凹部
20 凹部
21 軸受内部空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013130208A (en) * | 2011-12-20 | 2013-07-04 | Jtekt Corp | Retainer for tapered roller bearing and tapered roller bearing using the same |
JP2015098915A (en) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | Ntn株式会社 | Axle bearing device |
DE102014212075A1 (en) * | 2014-06-24 | 2015-12-24 | Aktiebolaget Skf | Bearing cage for a rolling bearing |
WO2016068028A1 (en) * | 2014-10-29 | 2016-05-06 | 株式会社ジェイテクト | Tapered roller bearing |
US20170370411A1 (en) | 2014-10-29 | 2017-12-28 | Jtekt Corporation | Taper roller bearing |
WO2018032024A1 (en) * | 2016-08-18 | 2018-02-22 | Julius Blum Gmbh | Carriage with at least one rolling body |
US10138939B2 (en) | 2014-10-29 | 2018-11-27 | Jtekt Corporation | Taper Roller Bearing |
US10215233B2 (en) | 2014-10-29 | 2019-02-26 | Jtekt Corporation | Taper roller bearing |
US10352358B2 (en) | 2014-10-29 | 2019-07-16 | Jtekt Corporation | Taper roller bearing |
US10408266B2 (en) | 2014-10-29 | 2019-09-10 | Jtekt Corporation | Cage for taper roller bearing and taper roller bearing |
-
2010
- 2010-04-21 JP JP2010097453A patent/JP2011226571A/en active Pending
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013130208A (en) * | 2011-12-20 | 2013-07-04 | Jtekt Corp | Retainer for tapered roller bearing and tapered roller bearing using the same |
JP2015098915A (en) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | Ntn株式会社 | Axle bearing device |
DE102014212075B4 (en) * | 2014-06-24 | 2017-10-05 | Aktiebolaget Skf | Bearing cage for a tapered roller bearing |
DE102014212075A1 (en) * | 2014-06-24 | 2015-12-24 | Aktiebolaget Skf | Bearing cage for a rolling bearing |
US10352358B2 (en) | 2014-10-29 | 2019-07-16 | Jtekt Corporation | Taper roller bearing |
CN107076202A (en) * | 2014-10-29 | 2017-08-18 | 株式会社捷太格特 | Tapered roller bearing |
JP2016089853A (en) * | 2014-10-29 | 2016-05-23 | 株式会社ジェイテクト | Tapered roller bearing |
US20170370411A1 (en) | 2014-10-29 | 2017-12-28 | Jtekt Corporation | Taper roller bearing |
US10138939B2 (en) | 2014-10-29 | 2018-11-27 | Jtekt Corporation | Taper Roller Bearing |
US10215233B2 (en) | 2014-10-29 | 2019-02-26 | Jtekt Corporation | Taper roller bearing |
US10221891B2 (en) | 2014-10-29 | 2019-03-05 | Jtekt Corporation | Taper roller bearing |
WO2016068028A1 (en) * | 2014-10-29 | 2016-05-06 | 株式会社ジェイテクト | Tapered roller bearing |
US10408266B2 (en) | 2014-10-29 | 2019-09-10 | Jtekt Corporation | Cage for taper roller bearing and taper roller bearing |
US10539184B2 (en) | 2014-10-29 | 2020-01-21 | Jtekt Corporation | Taper roller bearing |
WO2018032024A1 (en) * | 2016-08-18 | 2018-02-22 | Julius Blum Gmbh | Carriage with at least one rolling body |
EP3970563A1 (en) * | 2016-08-18 | 2022-03-23 | Julius Blum GmbH | Trolley with at least one rolling body |
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