JP5991114B2 - 円すいころ軸受及びその組立方法 - Google Patents

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確保を図りつつ、保持器に対する円すいころの組み付け性が良い構造を実現するものである。

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５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２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５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６〜８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１ａ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５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１６（図５参照）は設けていない。又、円すいころ４ａの大径側端面１０ａ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１ａの運転時に前記各円すいころ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１ａの運転時に前記各円すいころ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１０ａ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１０ａ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１ａ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１０ａと前記大径側鍔部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１ａ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１ａ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１ａ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１ａ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１ａ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１０ａと前記大径側鍔部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１０ａ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。この様な問題は、接触角が大きな、即ち、外輪２の外輪軌道６、及び、内輪３の内輪軌道７の、中心軸に対する傾斜角度が大きく、各円すいころ４、４ａの自転軸と前記外輪２及び内輪３の中心軸との傾斜角度が大きな円すいころ軸受１ａの場合に、顕著になり易い。例えば、接触角が２０度以上である円すいころ軸受１ａは、使用時に加わる大きな荷重（ラジアル荷重及びスラスト荷重）に基づいて各円すいころ４、４ａを大径側に変位させる分力が大きくなり、これら各円すいころ４、４ａの大径側端面１０ａと、前記内輪３の端部外周面に形成した大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺動面の摺接部の面圧が高くなる。この結果、潤滑不良の状態で、これら両面１０ａ、１１同士の摺接部の磨耗が著しくなり易い。特に、接触角が２５度以上の場合に、その傾向が著しくなる。

そこで、上述の様な問題を解消する為の構造として、特許文献１には、図９に示す様な円すいころ軸受１ｂが記載されている。この円すいころ軸受１ｂは、保持器５ｂの大径側リム部１２ｂのうちで、円周方向に隣り合う柱部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１５ｂと一致する部分の内周面に、それぞれ保油凹部１８を設けている。これら各保油凹部１８は、前記保持器５ｂ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１５ｂの側ほど広く、これら各ポケット１５ｂから離れるに従って狭くなる。又、前記保持器５ｂの径方向（厚さ方向）に関する、前記各保油凹部１８の深さは、前記各ポケット１５ｂの側ほど深く、これら各ポケット１５ｂから離れるに従って漸減する。この様な各保油凹部１８の深さは、前記大径側リム部１２ｂ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１８は、前記保持器５ｂの内径側及び前記各ポケット１５ｂ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。

この様な円すいころ軸受１ｂによれば、前記各保油凹部１８内に溜まった潤滑油が、前記大径側リム部１２ｂの外端面側に流失する潤滑油をゼロ乃至は僅少に抑えて、この大径側リム部１２ｂの内周面に付着した潤滑油を、各円すいころ４ａの大径側端面１０ａ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５ｂ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１０ａと大径側鍔部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長くできる。

ところで、上述の様な円すいころ軸受１ｂを構成する保持器５ｂの各ポケット１５ｂに、前記各円すいころ４ａを組み込む作業は、この保持器５ｂの小径側リム部１３ｂを下方にした状態（図２、７に示す状態）で、前記大径側リム部１２ｂ側から、前記各円すいころ４ａを、この大径側リム部１２ｂの内周面（前記各保油凹部１８の底面）を沿う様に垂直方向に押し込む事により行う。

ところが、前記円すいころ軸受１ｂの様に、前記各保油凹部１８の深さが、前記大径側リム部１２ｂの外端縁部分で零になっていると、前記各円すいころ４ａを垂直方向に押し込む際の位置が、前記保持器５ｂの径方向内側寄りになってしまう。又、これら各円すいころ４ａの外周面は、組み付け状態で前記大径側リム部１２ｂ側ほど、その外径寸法が大きいテーパ状である。この為、前記各円すいころ４ａが、前記大径側リム部１２ｂの内周面（前記各保油凹部１８の底面）に沿う様に垂直方向に移動するに従って、前記各円すいころ４ａは更に前記保持器５ｂの径方向内側に変位してしまう。この様にこれら各円すいころ４ａが前記保持器５ｂの径方向内側に変位してしまうと、これら各円すいころ４ａの小径側端面が、前記小径側リム部１３ｂの径方向内端寄り部分、或いはこの小径側リム部１３ｂよりも径方向内側に進入してしまい、前記各ポケット１５ｂ、１５ｂに組み込みにくくなる可能性がある。

又、図９に示す保持器５ｂの構造に、柱部の径方向内端部が、円すいころのピッチ円よりも径方向内側に存在し、円周方向に隣り合う各柱部の互いに対向する側面の径方向内端同士の円周方向に関する間隔が、当該部分と軸方向に関して整合する部分での、円すいころの直径よりも小さい構造を適用した場合、円すいころをポケットに対して垂直方向に押し込む際の位置が、保持器の径方向内側寄りになってしまう為、円すいころと柱部の径方向内端部とが比較的大きく干渉してしまう。この為、円すいころの保持器に対する組み込みの初期位置、及び組み込みの姿勢（角度等）の調整が必要になる等して、組み付け性が低下してしまう可能性がある。又、この様な問題を解決する為に、ポケットの内側面と円すいころの外周面との間の隙間を大きくすべく、円すいころの数を減らしたり、円すいころの直径を小さくする事が考えられるが、円すいころ軸受の負荷容量が低下する事となる為、好ましくない。

特開２０１２−８７９２４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図る事ができ、しかも、保持器に対する各円すいころの組み付け性が良い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ている。

特に、本発明の円すいころ軸受の場合、前記大径側リム部のうちで、円周方向に関する位相が前記各ポケットと整合する部分の内周面部分のそれぞれに、径方向外方に凹んだ保油凹部を設けている。そして、これら各保油凹部は、前記大径側リム部の軸方向両側に開口すると共に、その底部が、部分円筒面状で、軸方向の全長に亙り前記保持器の軸方向と平行である。
又、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、前記各柱部の径方向内端部を前記各円すいころの中心軸よりも径方向内側に存在させ、円周方向に隣り合う各柱部の互いに対向する側面の径方向内端同士の円周方向に関する間隔を、当該部分と軸方向に関して整合する部分での、前記各円すいころの直径よりも小さくする。
又、上述の様な請求項１〜２に記載した円すいころ軸受を対象とした本発明の円すいころ軸受の組立方法として、請求項３に記載した発明の様に、前記各円すいころを、前記大径側リム部の内周面に沿う様にして前記各ポケット内に押し込む事により、これら各ポケットに組み込む構成を採用できる。

上述した様な本発明の円すいころ軸受によれば、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を確保しつつ、保持器に対する円すいころの組み付け性の向上を図れる。
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各保油凹部内に、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、先に前記各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、これら各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、これら各保油凹部内に、常に潤滑油が溜まっている（存在している）状態となる。

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、前記各ポケット側の開口部から前記各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、既に前記各保油凹部内に溜まっていた潤滑油は、これら各保油凹部から前記大径側リム部の外端縁側に押し出される事はなくなり、これら各保油凹部内に留まる。そして、これら各保油凹部内に留まった潤滑油は、前記各ポケット内に保持された各円すいころの大径側端面部分に入り込み、これら各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鍔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。即ち、前記故障或は漏洩等が発生した時点で、前記各保油凹部内に留まっている潤滑油を前記摺接部の潤滑に利用できる。従って、後述する本発明者が行った検証結果（図４参照）から分かる様に、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確保できる。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。

又、前記各保油凹部を前記大径側リム部の軸方向両側に開口させると共に、これら各保油凹部の底部を、軸方向に平行な状態で形成している。この為、保持器の各ポケットに、各円すいころを組み込む際、これら各円すいころを前記大径側リム部側から垂直方向に押し込む位置を、図９に示した従来構造の場合と比べて、前記保持器の径方向外側寄りにできる。この結果、前記保持器に対する前記各円すいころの組み付け性の向上を図れる。

特に、請求項２に記載した発明の様に、円すいころ軸受を構成する保持器として、各柱部の径方向内端部が各円すいころのピッチ円よりも径方向内側に存在し、円周方向に隣り合う各柱部の互いに対向する側面の径方向内端同士の円周方向に関する間隔が、当該部分と軸方向に関して整合する部分での、前記各円すいころの直径よりも小さい構造を採用した場合、前記各ポケットに、前記各円すいころを組み込む際、これら各円すいころと前記各柱部の径方向内端部との干渉を防止（干渉した場合でも各ポケット内に各円すいころを大径側リム部側から押し込める程度の僅かな干渉量に抑える事が）できる。その結果、前記各円すいころの前記保持器に対する組み込みの初期位置、及び組み込みの姿勢（角度等）の調整を行う事なく、前記保持器に対する前記各円すいころの組み付け性の向上を図れる。

本発明の実施の形態の１例を示す、部分断面図。 同じく、保持器のみを取り出して示す、斜視図。 同じく、保持器の一部を、大径側リム部側から見た状態で示す図。 同じく、本発明の円すいころ軸受の効果を確認する為に行った検証の結果を示すグラフ。 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、斜視図。 図７のＸ部拡大図。 従来から知られている円すいころ軸受の第３例を示す、図６と同様の図。

図１〜４は、本発明の実施の形態の１例を示している。本発明の円すいころ軸受１ｃの特徴は、この円すいころ軸受１ｃを構成する保持器５ｃの大径側リム部１２ｃに形成した各保油凹部１８ａ、１８ａの構造を工夫した点にある。本発明の特徴部分以外の構造は、前述の図９に示した従来構造とほぼ同様であるから、従来と同様に構成する部分に就いては、説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

本例の円すいころ軸受１ｃを構成する保持器５ｃは、図９に示した従来構造と同様に、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。この様な本例の円すいころ軸受１ｃは、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１２ｃ及び小径側リム部１３ｃと複数本の柱部１４ｃ、１４ｃとを備え、これら両リム部１２ｃ、１３ｃと円周方向に隣り合う１対ずつの柱部１４ｃ、１４ｃとにより四周を囲まれる部分を、それぞれポケット１５ｃ、１５ｃとしている。

又、前記各柱部１４ｃ、１４ｃは、その径方向外端の一部が、当該部分と組み付け状態に於いて、軸方向に関して整合する部分での、各円すいころ４ａの中心軸Ｏ_４よりも径方向外側に設けられている。又、当該部分の径方向外端部同士の円周方向に関する距離を、当該部分と軸方向に関して整合する部分での、前記各円すいころ４ａの直径寸法よりも小さくしている。この様にして、これら各円すいころ４ａの前記保持器５ｃに対する径方向外方への抜け止めを図っている。

一方、前記各柱部１４ｃ、１４ｃの径方向内端の一部は、当該部分と組み付け状態に於いて、軸方向に関して整合する部分での、前記各円すいころ４ａの中心軸Ｏ_４よりも径方向内側に設けられている。又、当該部分の径方向内端部同士の円周方向に関する距離を、当該部分と軸方向に関して整合する部分での、前記各円すいころ４ａの直径寸法よりも小さくしている。この様にして、これら各円すいころ４ａの前記保持器５ｃに対する径方向内方への抜け止めを図っている。

又、前述の図９に示した従来構造と同様に、前記保持器５ｃの大径側リム部１２ｃのうちで、円周方向に隣り合う柱部１４ｃ、１４ｃ同士の間部分、言い換えれば、円周方向に関する位相が前記各ポケット１５ｃ、１５ｃと一致する部分の内周面に、それぞれ前記各保油凹部１８ａ、１８ａを設けている。

特に、本例の場合、前記各保油凹部１８ａ、１８ａを、その内周面（底部）が部分円筒面状であり、円周方向に関する幅が、軸方向の全長に亙り一定な状態で形成している。又、前記保持器５ｃの円周方向同位置に於ける、径方向（厚さ方向）に関する、前記各保油凹部１８ａ、１８ａの深さ（大径側リム部１２ｃの厚さ）も、軸方向の全長に亙り一定である。即ち、これら各保油凹部１８ａ、１８ａの内周面（底部）は、軸方向の全長に亙り、前記保持器５ｃの軸方向と平行である。従って前記各保油凹部１８ａ、１８ａは、前記保持器５ｃの内径側及び軸方向両側に開口している。尚、本例の場合、これら各保油凹部１８ａ、１８ａの最も深い部分での、前記大径側リム部１２ｃの厚さ寸法Ｔ_１８ａを、これら各保油凹部１８ａ、１８ａが形成されていない部分の前記大径側リム部１２ｃの厚さＴ_１２ｃの、ほぼ１／２（Ｔ_１８ａ≒Ｔ_１２ｃ／２）としている。この様な各保油凹部１８ａ、１８ａの最も深い部分での、前記大径側リム部１２ｃの厚さ寸法Ｔ_１８ａは、当該部分の剛性、及び後述する本例の構造から得られる作用・効果を考慮して決定するものである。

上述の様な本例の円すいころ軸受１ｃを構成する保持器５ｃの各ポケット１５ｃ、１５ｃに前記各円すいころ４ａを組み込む作業は、この保持器５ｃの小径側リム部１３ｃを下方にした状態（図２に示す状態）で、前記各ポケット１５ｃ、１５ｃを構成する各柱部１４ｃ、１４ｃの径方向内端を、これら各径方向内端同士の円周方向に関する幅寸法が前記各円すいころ４ａの直径寸法よりも大きくなる状態に弾性変形させながら行う。即ち、前記大径側リム部１２ｃ側（図２の上側）から、前記各円すいころ４ａをその小径側から、この大径側リム部１２ｃの内周面（前記各保油凹部１８ａ、１８ａの底面）に沿う様に、垂直方向に押し下げる。そして、前記各柱部１４ｃ、１４ｃの径方向内端部分を弾性変形させつつ、前記各円すいころ４ａを前記各ポケット１５ｃ、１５ｃ内に押し込む。

次に、本例の円すいころ軸受１ｃの耐久性（潤滑不良状態の発生時から回転不能に至るまでの時間）を検証する為に、本発明者が行った検証結果に就いて説明する。検証の対象は、前述した実施の形態の１例（実施例１）の構造に加えて、比較例１、２を含め、各試料とも、呼び番号が３２００８である円すいころ軸受（内径：４０ｍｍ、外径：６８ｍｍ、全幅：１９ｍｍ、内輪幅：１９ｍｍ、外輪幅：１４．５ｍｍ）とした。このうちの比較例１は、円すいころ軸受を構成する保持器に保油凹部を設けていない構造であり、比較例２は、図９に示した構造（円すいころ軸受１ｂを構成する保持器５ｂに保油凹部１８、１８を設けた構造）とした。
検証は、潤滑不良状態を想定して以下の様な条件で行った。
回転速度：６０００ｍｉｎ^−１（ｒｐｍ）潤滑油：鉱油系潤滑油
潤滑油量：１２ｃｃ／ｍｉｎ
潤滑油粘度：２０ｍｍ^２／ｓ

上述の様な条件の下で、前記各試料に対して、段階的に大きくなる荷重を加えて、これら各試料に焼き付きが発生する荷重（焼き付き発生荷重）を確認し、その結果を図４に示した。尚、焼き付き発生荷重が大きい程、運転可能時間（潤滑不良状態の発生時から回転不能に至るまでの時間）が長い事に繋がる。図４に示す検証結果から分かる様に、実施例１の焼き付き発生荷重は、比較例１の焼き付き発生荷重よりも大きく、比較例２よりも僅かに小さい。従って、実施例１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は、比較例１よりも長く、比較例２よりも僅かに短い。

この様な本例の円すいころ軸受１ｃによれば、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を確保しつつ、前記保持器５ｃに対する前記各円すいころ４ａの組み付け性の向上を図れる。
本発明の円すいころ軸受１ｃ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、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１９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、図１の左から右に流れる。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１９を流れる潤滑油が、前記各円すいころ４ａの大径側端面１０ａと内輪外周面の大径側鍔部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１９を流れる潤滑油の一部が、前記大径側リム部１２ｃの内周面に形成した前記各保油凹部１８ａ、１８ａ内に、前記各ポケット１５ｃ、１５ｃ側の開口部から流入しつつ、前記大径側リム部１２ｃの軸方向外端縁側に排出される。言い換えれば、先に前記各保油凹部１８ａ、１８ａ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１８ａ、１８ａ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１８ａ、１８ａ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。

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１９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１５ｃ、１５ｃ側の開口部から前記各保油凹部１８ａ、１８ａ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、既に前記各保油凹部１８ａ、１８ａ内に溜まっていた潤滑油は、これら各保油凹部１８ａ、１８ａから前記大径側リム部１２ｃ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１８ａ、１８ａ内に留まる。そして、これら各保油凹部１８ａ、１８ａ内に留まった潤滑油は、前記各ポケット１５ｃ、１５ｃ内に保持された前記各円すいころ４ａの大径側端面１０ａ部分に入り込み、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１０ａと前記大径側鍔部８の軸方向内側面１１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、前記各保油凹部１８ａ、１８ａ内に留まっている潤滑油を前記摺接部の潤滑に利用できる。従って、図４に示す検証結果から分かる様に、保持器に保油凹部を形成しない構造（参考例１）と比べて、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。

又、前記各保油凹部１８ａ、１８ａを前記大径側リム部１２ｃの軸方向両側に開口させると共に、これら各保油凹部１８ａ、１８ａの底部を、軸方向に平行な部分円筒面状に形成している。この為、前記保持器５ｃの各ポケット１５ｃ、１５ｃに、前記各円すいころ４ａを組み込む際、これら各円すいころ４ａを前記大径側リム部１２ｃ側から垂直方向に押し下げる位置を、前述した図９に示した従来構造（参考例２）の場合と比べて、前記保持器５ｃの径方向外側にできる。この結果、この保持器５ｃに対する前記各円すいころ４ａの組み付け性の向上を図れる。

又、本例の場合、前記円すいころ軸受１ｃを構成する保持器５ｃとして、前記各柱部１４ｃ、１４ｃの径方向内端部が前記各円すいころ４ａのピッチ円よりも径方向内側に存在し、円周方向に隣り合う各柱部１４ｃ、１４ｃの互いに対向する側面の径方向内端同士の円周方向に関する間隔が、当該部分と軸方向に関して整合する部分での、前記各円すいころ４ａの直径よりも小さい構造を採用している。この為、前記各ポケット１５ｃ、１５ｃに、前記各円すいころ４ａを組み込む際、これら各円すいころ４ａと前記各柱部１４ｃ、１４ｃの径方向内端部との干渉を防止（干渉した場合でも各ポケット１５ｃ、１５ｃ内に各円すいころ４ａを前記大径側リム部１２ｃ側から押し込める程度の僅かな干渉量に抑える事が）できる。その結果、前記各円すいころ４ａの前記保持器５ｃに対する組み込みの初期位置、及び組み込みの姿勢（角度等）の調整を行う事なく、前記保持器５ｃに対する前記各円すいころ４ａの組み付け性の向上を図れる。

前述した実施の形態の１例の場合、前記円すいころ軸受１ｃを構成する保持器５ｃの各保油凹部１８ａ、１８ａの内周面（底部）を、軸方向の全長に亙り、この保持器５ｃの軸方向と平行な状態に形成している。但し、前述した作用・効果を得られる範囲で、保持器の各保油凹部の内周面（底部）を、前記保持器の軸方向と略平行な状態に形成する事もできる。又、前述した実施の形態の１例に示す様な、前記各保油凹部１８ａ、１８ａの内周面（底部）が、軸方向の全長に亙り、前記保持器５ｃの軸方向と平行な形状だけでなく、本発明の技術的範囲からは外れるが、保油凹部の底部の一部（例えば、底部のうちの、前記各円すいころ４ａと反対側の半部）が前記保持器５ｃの軸方向と平行な構造を採用する事もできる。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ 円すいころ軸受
２ 外輪
３ 内輪
４、４ａ 円すいころ
５、５ａ、５ｂ、５ｃ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、１０ａ 大径側端面
１１ 軸方向内側面
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 大径側リム部
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 小径側リム部
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 柱部
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ ポケット
１６ 曲げ板部
１７ 凹部
１８、１８ａ 保油凹部
１９ 軸受内部空間

Claims (3)

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前記各ポケットと整合する部分の内周面部分のそれぞれに、径方向外方に凹んだ保油凹部を設けており、これら各保油凹部は前記大径側リム部の軸方向両側に開口すると共に、その底部が、部分円筒面状で、軸方向の全長に亙り前記保持器の軸方向と平行である事を特徴とする円すいころ軸受。
2. 前記各柱部の径方向内端部が前記各円すいころのピッチ円よりも径方向内側に存在し、円周方向に隣り合う各柱部の互いに対向する側面の径方向内端同士の円周方向に関する間隔が、当該部分と軸方向に関して整合する部分での、前記各円すいころの直径よりも小さい、請求項１に記載した円すいころ軸受。
3. 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の組立方法であって、
   前記各円すいころを、前記大径側リム部の内周面に沿う様にして前記各ポケット内に押し込む事により、これら各ポケットに組み込む、円すいころ軸受の組立方法。
   
   

Images