JPH08232960A - 鉄道車輌用複列ころ軸受 - Google Patents

鉄道車輌用複列ころ軸受

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JPH08232960A
JPH08232960A JP7039767A JP3976795A JPH08232960A JP H08232960 A JPH08232960 A JP H08232960A JP 7039767 A JP7039767 A JP 7039767A JP 3976795 A JP3976795 A JP 3976795A JP H08232960 A JPH08232960 A JP H08232960A
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JP
Japan
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crowning
bearing
region
tapered roller
roller
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JP7039767A
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Toshiaki Terakura
敏明 寺倉
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NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/34Rollers; Needles
    • F16C33/36Rollers; Needles with bearing-surfaces other than cylindrical, e.g. tapered; with grooves in the bearing surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
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    • F16C19/383Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 接触部の応力分布を均一化 【構成】 円すいころ3cの転動面3c1にフルクラウ
ニングC1が設けられている。クラウニングC1の中心
Y2は、円すいころ3cの中心Y1から大端面3c3の
側に寸法Sだけオフセットされている。そのため、クラ
ウニングC1の小端面3c2の側における領域C12は
大端面3c3の側における領域C13よりも大きくな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車輌の車軸を回転
自在に支持する複列ころ軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の軸受は、例えば図6に示すよう
に、車軸1のジャーナル部1bの外周に嵌合される一対
の内輪3’a、図示されていない軸受箱の内周に嵌合さ
れる複列軌道の外輪3’b、内輪3’aと外輪3’bの
軌道間に組み込まれた複列の円すいころ3’cを主要な
要素として構成される。ジャーナル部1bに嵌合された
一対の内輪3’aは、車軸1の軸端1dに装着される前
蓋5と車軸1の肩部1cに嵌合される後蓋4との間で締
付け固定される。車軸1の大径部1a(軸中央側)には
車輪2が固定され、ジャーナル部1bは軸受箱および複
列円すいころ軸受3’を介して車体重量を受ける。
【0003】一般に、ころ軸受(円筒ころ軸受、円すい
ころ軸受)においては、ころと内・外輪との接触部の端
部に発生する集中荷重(エッジロード)を防止するため
にクラウニング(ころの転動面、及び/又は、内・外輪
の軌道面の母線に僅かな曲率をもたせること)を設けて
いるが、鉄道車輌用複列ころ軸受の場合も例外ではな
く、例えば図7に示すように、円すいころ3’cの転動
面3’c1の全領域にクラウニングC’1(フルクラウ
ニング)を設けたり、あるいは図8に示すように、円す
いころ3’cの転動面3’c1の端部領域にそれぞれク
ラウニングC’2、C’3(複合クラウニング)を設け
ている。
【0004】従来、これらクラウニングC’の設けられ
る領域およびクラウニング量(転動面3’c1の母線X
に対する最大取り量)は、円すいころ3’cの中心Y1
を基準として、左右均等とされていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、車軸1のジ
ャーナル部1bの支持構造はいわゆる片持ち式の支持構
造であり、ジャーナル部1bは軸受を介して車体重量を
受けると、図6に示すような方向にベンディング(ρ)
を起こす。ジャーナル部1bがベンディングを起こすこ
とにより、軸受に作用する荷重は、軸受端部側(円すい
ころ3’cの大端面3’c3の側)に対し軸受中央側
(円すいころ3’cの小端面3’2の側)が大きくなり
易い。
【0006】従来構成において、エッジロード防止のた
めにクラウニングC’を設けているものの、これが左右
均等とされていたため、上記のような偏荷重が軸受に作
用すると、円すいころ3’cと内・外輪3’a、3’b
との接触部における応力分布は均一にはならず、小端面
3’c2の側において大きくなる傾向にあった。このよ
うな応力分布の不均一化は、軸受の転動寿命にとって望
ましくない。また、ころのスキュー(ころが正規の自転
軸に対して傾くこと)を防止する観点からも、応力分布
が小端面側において大きくなる傾向は望ましくない。
【0007】本発明は、鉄道車輌用複列ころ軸受におけ
る上記接触部の応力分布を均一化することにより、軸受
転動寿命のより一層の向上を図ろうとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明では、ころと内・
外輪との接触部におけるクラウニングを、軸受端部側に
対し軸受中央側が大きくなるようにした。
【0009】また、複列円すいころ軸受において、円す
いころと内・外輪との接触部におけるクラウニングを、
円すいころの大径側に対し小径側が大きくなるようにし
た。ここで、「クラウニングが大きい」には、クラウ
ニングの設けられている領域が大きい(広い)こと、
クラウニング量が大きいこと、クラウニングの設けら
れている領域が大きく、かつ、クラウニング量が大きい
ことが含まれる。
【0010】
【作用】クラウニングを、軸受端部側に対し軸受中央側
が大きくなるようにすることにより、ころと内・外輪と
の当たりが軸受端部側に移る。そのため、ジャーナル部
のベンディングによって、軸受に偏荷重が作用した場合
でも、ころと内・外輪との接触部の応力分布は軸受中央
側において大きくならず、均一化される。
【0011】また、複列円すいころ軸受にあっては、円
すいころと内・外輪との当たりが大径側に移ることによ
り、ころの正常な転動を妨げるスキューも生じにくくな
る。
【実施例】
【0012】以下、本発明を鉄道車輌用複列円すいころ
軸受に適用した場合の実施例について説明する。
【0013】図1に示すように、複列円すいころ軸受3
は、車軸1のジャーナル部1bの外周に嵌合される一対
の内輪3a、図示されていない軸受箱の内周に嵌合され
る複列軌道の外輪3b、内輪3aの軌道面と外輪3bの
軌道面との間に組み込まれた複列の円すいころ3cを主
要な要素として構成される。ジャーナル部1bに嵌合さ
れた一対の内輪3aは、車軸1の軸端1dに装着される
前蓋5と車軸1の肩部1cに嵌合される後蓋4との間で
締付け固定される。車軸1の大径部1a(軸中央側)に
は車輪2が固定され、ジャーナル部1bは軸受箱および
複列円すいころ軸受3を介して車体重量を受ける。
【0014】この実施例は、上記のような鉄道車輌用複
列円すいころ軸受3において、(双方のころ列の)円す
いころ3cの転動面3c1に、図2〜図5に示す形状の
クラウニングCを設けたものである。図2および図3に
示す実施例は、クラウニングCの領域を円すいころ3c
の小端面3c2の側において大としたもの、図4および
5に示す実施例は、クラウニングCのクラウニング量t
(転動面3c1の母線Xに対する最大取り量)を小端面
3c2の側において大としたものである。
【0015】図2に示す実施例では、円すいころ3cの
転動面3c1にフルクラウニングC1が設けられている
が、クラウニングC1の中心Y2が円すいころ3cの中
心Y1から大端面3c3の側に寸法Sだけオフセットさ
れている。そのため、クラウニングC1の小端面3c2
の側における領域C12は大端面3c3の側における領
域C13よりも大きくなる。この実施例において、領域
C12は点O2を中心とする半径r2の球面で描かれ、
領域C13は点O1を中心とする半径r2の球面で描か
れている。領域C12と領域C13とは滑らかに連続
し、さらに、領域C12は小端面アールR2、領域C1
3は大端面アールR3とそれぞれ滑らかに連続してい
る。
【0016】図3に示す実施例では、円すいころ3cの
転動面3c1の端部領域にそれぞれクラウニングC2、
C3が設けられているが、小端面3c2の側に設けられ
ているクラウニングC2の領域が大端面3C3の側に設
けられているクラウニングC3の領域よりも大きくなっ
ている。転動面3c1の中心部分の領域Aはストレート
面で、クラウニングC1は領域Aおよび小端面アールR
2と滑らかに連続し、クラウニングC2は領域Aおよび
大端面アール3と滑らかに連続している。
【0017】図4に示す実施例では、図2に示す実施例
と同様に、円すいころ3cの転動面3c1にフルクラウ
ニングC4が設けられているが、クラウニング量tが小
端面3c2の側の領域C42において大となっている
(t2〉t3)。クラウニングC4の中心は、円すいこ
ろ3cの中心Y1と一致している。この実施例におい
て、クラウニングC4の小端面3c2の側の領域C42
は点O4を中心とする半径r4の球面で描かれ、大端面
3c3の側の領域C43は点O3を中心とする半径r3
の球面で描かれている。領域C42と領域C43とは滑
らかに連続し、さらに、領域C42は小端面アールR
2、領域C43は大端面アールR3とそれぞれ滑らかに
連続している。
【0018】図5に示す実施例では、図3に示す実施例
と同様に、円すいころ3cの転動面3c1の端部領域に
それぞれクラウニングC5、C6が設けられているが、
クラウニング量tが小端面3c2の側のクラウニングC
5において大となっている(t5〉t6)。この実施例
において、小端面3c2の側のクラウニングC5は点O
6を中心とする半径r6の球面で描かれ、大端面3c3
の側のクラウニングC6は点O6を中心とする半径r5
(r5〉r6)の球面で描かれている。
【0019】以上のように、これら実施例において、円
すいころ3cの転動面3c1に設けられるクラウニング
Cを小端面3c2の側において大としてあるので、円す
いころ3cと内・外輪3a、3bとの当たりは、従来構
成に比べ、大端面3c3の側に移る。そのため、従来、
ジャーナル部1bのベンディングによって、小端面3c
2の側において大きくなる傾向にあった接触部の応力分
布が均一化される。また、円すいころ3cと内・外輪3
a、3bとの当たりが大端面3c3の側に移ることによ
り、円すいころ3cの正常な転動を妨げるスキューも生
じにくい。
【0020】尚、以上説明した実施例では、円すいころ
3cの転動面3c1にクラウニングCを設けてあるが、
内輪3aの軌道面および外輪3bの軌道面に、上記のよ
うなクラウニングを設けても良い。あるいは、円すいこ
ろ3cの転動面3c1および内・外輪3a、3bの軌道
面の双方に、上記のようなクラウニングを設けても良
い。また、本発明は、クラウニングの領域、クラウニン
グ量を軸受中央側において大とするものであり、クラウ
ニングの形状は特に上記に例示したものに限られるもの
ではない(例えば、カットクラウニング、複数段クラウ
ニング等とすることもできる。)。さらに、本発明は、
複列円すいころ軸受のみならず、複列円筒ころ軸受にも
同様に適用することができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ころと内・外輪との接触部におけるクラウニングを、軸
受端部側に対し軸受中央側が大きくなるようにしたの
で、従来、ジャーナル部のベンディングによって、軸受
中央側において大きくなる傾向にあった接触部の応力分
布が均一化される。
【0022】また、接触部におけるクラウニングを、円
すいころの大径側に対し小径側が大きくなるようにした
複列円すいころ軸受にあっては、上記効果に加え、円す
いころと内・外輪との当たりが大径側に移ることによ
り、ころの正常な転動を妨げるスキューを防止できると
いう効果も得られる。
【0023】以上により、本発明は、鉄道車輌用複列こ
ろ軸受(複列円筒ころ軸受、複列円すいころ軸受)にお
ける転動寿命の向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係わる鉄道車輌用複列円すいころ軸受
を示す断面図である。
【図2】実施例に係わる円すいころを示す図である。
【図3】実施例に係わる円すいころを示す図である。
【図4】実施例に係わる円すいころを示す図である。
【図5】実施例に係わる円すいころを示す図である。
【図6】従来の鉄道車輌用複列円すいころ軸受を示す断
面図である。
【図7】従来の円すいころを示す図である。
【図8】従来の円すいころを示す図である。
【符号の説明】 1 車軸 1b ジャーナル部 1c 肩部 1d 軸端 3 複列円すいころ軸受 3a 内輪 3b 外輪 3c 円すいころ C クラウニング(C1、C2、C3、C4、C5、
C6)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車軸のジャーナル部の外周に嵌合され、
    軸端側に配置される前蓋と軸肩側に配置される後蓋との
    間で締付け固定される内輪と、軸受箱の内周に嵌合され
    る外輪と、内輪と外輪との間に介在する複列のころとを
    備えた鉄道車輌用複列ころ軸受において、 上記ころと内・外輪との接触部におけるクラウニング
    が、軸受端部側に対し軸受中央側が大きいことを特徴と
    する鉄道車輌用複列ころ軸受。
  2. 【請求項2】 内輪と外輪との間に介在するころが円す
    いころであり、上記クラウニングが、円すいころの大径
    側に対し小径側が大きいことを特徴とする請求項1の鉄
    道車輌用複列ころ軸受。
JP7039767A 1995-02-28 1995-02-28 鉄道車輌用複列ころ軸受 Pending JPH08232960A (ja)

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