JP2012077843A - 円すいころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】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十分に図れる構造を実現する。
【解決手段】保持器５ｄを構成する大径側リム部１２ｂのうちで、円周方向に関する位相が各ポケット１５ｂ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２０を設ける。又、これら各保油凹部２０を前記各ポケット１５ｂの内面に開口させる。更に、前記大径側リム部１２ｂの内周面の一部で前記各保油凹部２０よりもこの大径側リム部１２ｂの外端面寄り部分に、径方向内方に向けて突出した突条２２を、全周に亙って形成する。故障により潤滑不良になると、前記各保油凹部２０部分を含め、前記突条２２よりも前記各ポケット１５ｂ側に溜まった潤滑油が、各円すいころ４ａの大径側端面１０と、大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺接部を潤滑する。
【選択図】図５

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。

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６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。

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６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。

又、図７〜９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６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６参照）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１７を設けている。

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。

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。

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１０〜１２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。

先ず、図１０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１８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１８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。

次に、図１１〜１２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１８ａを設けている。又、仕切板部１９、１９によりこの保油部１８ａ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。

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６〜９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１０に示した第１例の構造の場合には、保油部１８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１１〜１２に示した第２例の構造は、保油部１８ａ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１０に示した保油部１８に図１２に示した仕切板部１９、１９を設けたとしても同様である。

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。

特開２００７−４０５１２号公報 特開２００７−２７０８５１号公報

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。

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。

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。
且つ、前記大径側リム部の内周面の一部でこの保油凹部よりもこの大径側リム部の外端面寄り部分に、径方向内方に向けて突出した突条を、全周に亙って形成している。
尚、前記大径側リム部の内周面のうちでこの突条を設ける軸方向位置は、この内周面の軸方向中間部で前記保油凹部の外端部に接する位置と、この大径側リム部の外端部との間で設定できる。好ましくは、この保油凹部側（保油凹部に接する部分若しくはその近傍部分）とする事により、前記大径側リム部の内周面のうちで、前記突条と前記各ポケットとの間に存在し、且つ、前記保油凹部から外れた部分に存在する潤滑油を、この保油凹部内に効率的に捕集できる様にする。但し、この部分の傾斜方向を規制する（この保油凹部に向う程径方向外方に向う方向に傾斜させる）等により、この部分の存在する潤滑油を前記保油凹部に効率的の捕集できる様にできるのであれば、前記突条を前記大径側リム部の外端部寄りに形成する事もできる。

上述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。
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。
又、好ましくは、請求項４に記載した発明の様に、前記各円すいころの大径側端面でこれら各円すいころの径方向に関して中央部に凹部を形成し、前記各保油凹部をこの凹部に向けて開口させる。
更に、好ましくは、請求項５に記載した発明の様に、前記大径側リム部の内周面を、前記保持器の中心軸と平行な円筒面、乃至は、前記各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した部分円すい凹面状の傾斜面とする。

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する。そして、この保油凹部から溢れ出した潤滑油が、前記大径側リム部の内周面のうちで突条よりもポケット寄り部分に溜まる。更に、この部分に溜まった潤滑油の量が増えると、この潤滑油が、前記突条の内周縁を乗り越えつつ、前記大径側リム部の軸方向外端縁側から排出される。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り、この保油凹部から押し出されて、前記大径側リム部の内周面のうちで前記突条よりもポケット寄り部分に溜まる。そして、この部分に溜まった潤滑油が、前記保油凹部から押し出される潤滑油により、更に前記大径側リム部の軸方向外端縁側に押し出される。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、前記保油凹部内、及び、前記大径側リム部の内周面のうちで前記突条よりもポケット寄り部分に、常に潤滑油が溜まっている（存在している）状態となる。

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、この保油凹部内に溜まったままとなる。これに伴って、前記大径側リム部の内周面のうちで突条よりもポケット寄り部分に溜まっていた潤滑油も、この突条を乗り越えて前記大径側リム部の軸方向外端縁側に押し出される事がなくなる。そして、前記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と前記大径側リム部の軸方向内側面の摺接部に入り込み、この円すいころの自転運動に伴って、この摺接部を潤滑する。又、前記保油凹部内の潤滑油が減少するのに伴って、前記大径側リム部の内周面のうちで突条よりもポケット寄り部分に溜まっていた潤滑油が、前記保油凹部内に入り込み、この保油凹部を通じて前記摺接部に入り込む。

前記故障或は漏洩等が発生した時点で、前記保油凹部内、及び、前記大径側リム部の内周面のうちで突条よりもポケット寄り部分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。

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。

又、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。
又、請求項４に記載した発明の様に、前記各円すいころの大径側端面でこれら各円すいころの径方向に関して中央部に凹部を形成し、前記各保油凹部をこの凹部に向けて開口させれば、前記保油凹部内に溜まった潤滑油、更には前記突条に基づいて前記大径側リム部の内周面部分に貯溜した潤滑油を、前記凹部を通じて、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に向けて効率良く導ける。又、前記凹部の容量分、潤滑不良状態の発生時に、この摺接部に供給可能な潤滑油の量を多くできて、この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、より一層長くできる。
更に、請求項５に記載した発明の様に、前記大径側リム部の内周面を、前記保持器の中心軸と平行な円筒面、乃至は、前記各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した部分円すい凹面状の傾斜面とすれば、前記大径側リム部の内周面のうちで前記各保油凹部から外れた部分に貯溜された潤滑油も、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に向けて効率良く導ける。

本発明の実施の形態の１例を構成する保持器を取り出して、大径側且つ径方向外側から見た状態で示す斜視図 図１のＷ部拡大図。 図２のＸ−Ｘ断面図。 図３のＹ部拡大図。 保持器を外輪、内輪、及び円すいころと共に組み立てた状態を示す部分断面図。 従来から知られている一般的な円すいころ軸受の第１例を示す、部分切断斜視図。 同第２例を示す部分断面図。 この第２例に組み込んだ保持器を取り出して示す、図１と同様の斜視図。 図８のＺ部拡大図。 焼き付き防止の為の対策済の従来構造の第１例を示す部分断面図。 同第２例を示す部分断面図。 この第２例に組み込む保持器の一部を取り出して、大径側且つ径方向外側から見た状態で示す斜視図。

図１〜５は、本発明の実施の形態の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５ｄの大径側端部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６、１０、１１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。

本例の円すいころ軸受１ａ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。

何れの場合でも大径側リム部１２ｂのうちで、円周方向に隣り合う柱部１４ｂ、１４ｂ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２０、２０を設けている。これら各保油凹部２０、２０は、前記各ポケット１５ａ、１５ａ毎に独立している。又、これら各保油凹部２０、２０は、円周方向に関する位相がこれら各ポケット１５ａ、１５ａと一致する部分に、それぞれこれら各保油凹部２０、２０のほぼ全幅に亙って形成している。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２０、２０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している。特に、前記各保油凹部２０、２０の底面２１、２１は、前記各ポケット１５ａ、１５ａに近付くほど、前記保持器５ｄの径方向に関して外方に向かう方向に傾斜している。従って、前記各保油凹部２０、２０の深さは、前記各ポケット１５ａ、１５ａ側の開口部分で最も深くなっている。又、これら各保油凹部２０、２０は、前記大径側リム部１２ｂの軸方向中間部まで形成しており、前記各ポケット１５ａ、１５ａと反対側の半部には形成していない。従って前記各保油凹部２０、２０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。

更に、前記大径側リム部１２ｂの内周面の軸方向中間部で、前記各保油凹部２０、２０よりもこの大径側リム部１２ｂの外端面寄り部分に、径方向内方に向けて突出した突条２２を、全周に亙って形成している。この突条２２の高さＨは、前記保持器５ｄを射出成形する際の型抜きを支障なく行え、しかも、この突条２２の先端縁（内周縁）と、内輪３の端部に形成した大径側鍔部８の外周面との間の環状隙間２３の径方向幅Ｗが狭くなり過ぎない範囲で、できるだけ大きい事が好ましい。尚、この環状隙間２３の径方向幅Ｗは、前記円すいころ軸受１ａの通常運転時に、外輪２の内周面と前記内輪３の外周面との間に存在する軸受内部空間２４内を潤滑油が流動する事に対する抵抗が過大にならない様にする為に、或る程度確保する必要がある。これに対して、前記突条２２の高さＨは、後述する潤滑油供給ポンプの故障時等に、前記各ポケット内に保持された各円すいころ４ａの大径側端面１０と、前記大径側リム部１２ｂの軸方向内側面１１の摺接部に供給可能な潤滑油の量を確保する面から、大きいほど好ましい。

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、前記外輪２の内周面と前記内輪３の外周面との間の軸受内部空間２４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２４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２４内を流れる潤滑油の一部が、前記大径側リム部１２ｂの内周面の複数箇所に形成した前記各保油凹部２０、２０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１２ｂ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２０、２０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２０、２０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２０、２０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。

又、前記各保油凹部２０、２０から溢れ出した潤滑油は、前記大径側リム部１２ｂの内周面のうちで、前記突条２２よりも前記各ポケット１５ｂ、１５ｂ寄り部分に、全周に亙って溜まる。即ち、この突条２２の存在に基づき、前記各保油凹部２０、２０の容量が、この突条２２の高さＨに見合う分だけ多くなると共に、円周方向に関する位相が各柱部１４ｂ、１４ｂと一致する、前記各保油凹部２０、２０の間部分にも潤滑油が溜まる。尚、前記突条２２を、前記大径側リム部１２ｂの内周面の軸方向外端部に形成すれば、この前記大径側リム部１２ｂの内周面で前記突条２２よりも前記各ポケット１５ｂ、１５ｂとの間部分に、より多くの潤滑油を貯溜できる。但し、その場合には、この間部分の傾斜方向を規制する等により、この間部分に存在する潤滑油を前記各保油凹部に２０、２０に効率的に捕集できる様に配慮する事が好ましい。何れにしても、前記間部分に溜まった潤滑油の量が増えると、この潤滑油が、前記突条２２の内周縁を乗り越えつつ、前記大径側リム部１２ｂの軸方向外端縁側から排出される。言い換えれば、先に前記各保油凹部２０、２０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、これら各保油凹部２０、２０から押し出されて、前記大径側リム部１２ｂの内周面のうちで前記突条２２よりもポケット寄り部分に溜まる。そして、この部分に溜まった潤滑油が、前記各保油凹部２０、２０から押し出される潤滑油により、更に前記大径側リム部１２ｂの軸方向外端縁側に押し出される。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、前記各保油凹部２０、２０内、及び、前記大径側リム部１２ｂの内周面のうちで前記突条２２よりも前記各ポケット１５ｂ、１５ｂ寄り部分に、常に潤滑油が溜まっている（存在している）状態となる。

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２４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１５ｂ、１５ｂ側の開口部から前記各保油凹部２０、２０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２０、２０内に溜まっていた潤滑油は、これら各保油凹部２０、２０から前記大径側リム部１２ｂ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２０、２０内に留まったままとなる。同様に、前記大径側リム部１２ｂの内周面のうちで前記突条２２よりもポケット寄り部分に存在する潤滑油も、この部分に留まったままとなる。この状態でこれら各保油凹部２０、２０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２０、２０の底面に押し付けられる傾向になる。これら各保油凹部２０、２０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２０、２０内に留まった潤滑油の大部分は、前記各円すいころ４ａの大径側端面１０ａに向けて送られ、これら各円すいころ４ａの自転運動に伴って、この大径側端面１０と前記大径側リム部１２ｂの軸方向内側面１１と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。又、前記各保油凹部２０、２０内の潤滑油が減少するのに伴って、前記大径側リム部１２ｂの内周面のうちで前記突条２２よりも前記各ポケット１５ｂ、１５ｂ寄り部分に溜まっていた潤滑油が、前記各保油凹部２０、２０内に入り込み、これら各保油凹部２０、２０を通じて、前記両面１０、１１同士の摺接部に入り込む。

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２０、２０内、及び、前記大径側リム部１２ｂの内周面のうちで前記突条２２よりも前記各ポケット１５ｂ、１５ｂ寄り部分に留まっている潤滑油は、そのうちの多くの部分を前記両面１０、１１同士の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、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。

尚、好ましくは、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、円形若しくは円輪形の凹部１７（図７参照）を形成し、前記各保油凹部２０、２０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１７に対向させる。この様な構成を採用すれば、前記各保油凹部２０、２０内に溜まった潤滑油、更には前記突条２２の存在に基づいて前記大径側リム部１２ｂの内周面部分に貯溜した潤滑油を、前記各凹部１７を通じて、前記両面１０、１１同士の摺接部に向けて効率良く導ける。又、これら各凹部１７の容量分、潤滑不良状態の発生時に、この摺接部に供給可能な潤滑油の量を多くできて、この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、より一層長くできる。

又、図示の例では、前記大径側リム部１２ｂの内周面のうちで、前記各保油凹部２０、２０及び前記突条２２から外れた部分を、前記保持器５ｄの中心軸と平行な円筒面としている。これに対して、この部分を、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傾斜した部分円すい凹面状の傾斜面とする事もできる。この様にすれば、前記大径側リム部１２ｂの内周面のうちで前記各保油凹部２０、２０から外れた部分に貯溜された潤滑油も、前記各円すいころ４ａの大径側端面１０と前記内輪３の外周面の大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺接部に向けて効率良く導ける。そして、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、より一層長くできる。

本発明の円すいころ軸受は、鉄道車両の車軸や駆動装置を構成する伝達軸や自動車用デファレンシャルギヤを構成するピニオン軸に限らず、工作機械の主軸や各種産業機械装置の回転軸等、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に利用できる。

１、１ａ 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 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、１３ｂ 小径側リム部
１４、１４ａ、１４ｂ 柱部
１５、１５ａ、１５ｂ ポケット
１６ 曲げ板部

Claims (5)

1. 内周面に部分円すい凹面状の外輪軌道を有する外輪と、この外輪の内径側にこの外輪と同心に配置された、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内輪と、この内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に配置され、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た複数個の円すいころと、これら各円すいころを保持する為の保持器とを備え、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、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円すいころ軸受に於いて、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ると共に、この保油凹部を前記ポケットの内面に開口させており、且つ、前記大径側リム部の内周面の一部でこの保油凹部よりもこの大径側リム部の外端面寄り部分に、径方向内方に向けて突出した突条を、全周に亙って形成した事を特徴とする円すいころ軸受。
2. 前記保油凹部の数がポケットの数と同じであり、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が、それぞれ前記各ポケットに向けて開口している、請求項１に記載した円すいころ軸受。
3. 前記保油凹部の底部が、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している、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した円すいころ軸受。
4. 前記各円すいころの大径側端面でこれら各円すいころの径方向に関して中央部に凹部が形成されており、前記各保油凹部をこの凹部に向けて開口させている、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した円すいころ軸受。
5. 前記大径側リム部の内周面が、前記保持器の中心軸と平行乃至は前記各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している、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載した円すいころ軸受。

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