JP2002130299A - 複列円すいころ軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】潤滑剤の攪拌による発熱を防止して長時間にわ
たって良好な潤滑が行える複列円すいころ軸受を提供す
る。 【解決手段】２列の内輪１２、１２が内輪間座３を介し
て軸方向に並設されている。各内輪１２は、オイルシー
ル９側の端部に大径鍔部１２ａが形成され、互いに近接
する小径部１２ｂに小鍔輪１４が外嵌されており、これ
ら大径鍔部１２ａ、小鍔輪１４で２列の円すいころ７の
軸方向移動を規制している。小鍔輪１４の外周面には、
その全域にわたって潤滑剤含有ポリマ部材１８が配設さ
れている。すなわち、小鍔輪１４の外周面の周方向に連
続して一条の溝１６が形成されており、この溝１６の形
状を、底幅が開口幅より大きな横断面台形状とし、この
溝１６内に潤滑剤含有ポリマ部材１８の下部を密に充填
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鉄道車両車軸の
軸受や産業機械、工作機械等にグリース潤滑条件下で使
用される複列円すいころ軸受の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に示すものは、従来の複列円すいこ
ろ軸受１を示す軸方向断面図である。この軸受１は、２
列の内輪２、２が内輪間座３を介して軸方向（図の左右
方向）に並設され、一つの外輪４が２列の内輪２、２に
共用外輪として配設されているとともに、外輪４の外輪
軌道５及び内輪２の内輪軌道６の間に、円環形状をな
し、周方向に設けた開口部に円すいころ７を保持した保
持器８が介装されている。そして、軸方向端部側に、内
輪２及び外輪４の間の開口部を閉塞するようにオイルシ
ール９が設けられている。

【０００３】そして、この軸受１は、破線の円形印で示
す位置にグリースが封入されている。すなわち、グリー
スは、保持器８の内径部Ａと、内輪間座３の外径部Ｂ
と、円すいころ７のオイルシール９を向く面側Ｃに封入
されており、内外輪２、４間の空間容積の３０〜４０％
の範囲でグリースが封入されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、軸受１の上
述した位置に封入したグリースは、軸受１の回転に伴う
遠心力によって潤滑に不要な余分のグリースはオイルシ
ール９側に次第に移動していく。このオイルシール９側
に移動したグリースは、軸受１内部に戻る力が作用しな
いため、潤滑に利用されない。このように、グリースを
多量に封入しても、グリースの大部分はオイルシール９
内に多量に堆積していき、オイルシール９の外側にもオ
イルシール９内に入りきれないグリースが溜まってい
く。

【０００５】このような状態になると、保持器８のオイ
ルシール９側の円環部８ａが、オイルシール９の外側に
溜まっているグリースを攪拌し、その攪拌抵抗によりグ
リースが発熱していく。しかも、オイルシール内に多量
のグリースが堆積すると、保持器８内のグリースが移動
することができず、さらにグリースの発熱が大きくなっ
て、グリースの寿命が低下するおそれがある。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、潤滑剤の発熱を防止して長時間にわたって良好な
潤滑が行える複列円すいころ軸受を提供することを目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の複列円すいころ軸受は、２列の内輪が並設
された複列円すいころ軸受において、各内輪の互いに近
接する端部側に円すいころの軸方向移動を規制する鍔輪
を装着し、当該鍔輪の外周面に凹部を設けるとともに、
当該凹部に潤滑剤含有ポリマ部材を装着した。

【０００８】この発明によると、軸受の回転に伴う遠心
力によって、軸受内部に封入されている潤滑剤が軸受の
外周側に移動していくとともに、２列の内輪の互いに近
接する端部側に装着した鍔輪の凹部内の潤滑剤含有ポリ
マ部材の潤滑油が、僅かな量ずつ、円すいころの周面に
向けて流れていく。この際、潤滑剤含有ポリマ部材から
は、僅かな量の潤滑油しか流れでないので、軸受の外周
側には、攪拌抵抗による潤滑剤の温度が急上昇しない。
そして、円すいころ軸受の転動面、摺動面は軸受内（保
持器内）に残留したグリース及び潤滑剤含有ポリマ部材
からの潤滑油により常に潤滑される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。なお、図５に示した軸受と同一構成
部分には、同一符号を付してその説明を省略する。図１
は、第１実施形態の複列円すいころ軸受１０を示す軸方
向断面図であり、図２は、第１実施形態で使用している
小鍔輪１４の構造を示す要部断面図である。

【００１０】本実施形態は、２列の内輪１２、１２が内
輪間座３を介して軸方向（図の左右方向）に並設されて
いる。各内輪１２は、オイルシール９側の端部に大径鍔
部１２ａが形成され、互いに近接する小径部１２ｂに小
鍔輪１４が外嵌されており、これら大径鍔部１２ａ、小
鍔輪１４で２列の円すいころ７の軸方向移動を規制して
いる。

【００１１】小鍔輪１４の外周面には、その全域にわた
って潤滑剤含有ポリマ部材１８が配設されている。すな
わち、小鍔輪１４の外周面の周方向に連続して一条の溝
１６が形成されており、この溝１６の形状を、底幅が開
口幅より大きな横断面台形状とし、この溝１６内に潤滑
剤含有ポリマ部材１８の下部を密に充填している。潤滑
剤含有ポリマ部材１８は、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリブチレン、ポリメチルぺンテン等のポリα−オ
レフィン系ポリマの群から選定したポリマに、潤滑剤と
してポリα−オレフィン油のようなパラフィン系炭化水
素油、ナフテン系炭化水素油、鉱油、ジアルキルジフェ
ニルエーテル油のようなエーテル油、フタル酸エステ
ル、トリメリット酸エステルのようなエステル油等の何
れかを単独若しくは混合油の形で混ぜて調整した混合物
である。

【００１２】前記ポリマの群は、分子構造は同じでその
平均分子量が異なっており、１×１０³ 〜５×１０⁶ の
範囲におよんでいる。その中で、平均分子量１×１０³
〜１×１０⁶ という比較的低分子量のものと、１×１０
⁶ 〜５×１０⁶ という超高分子量のものとを、単独もし
くは必要に応じて混合して用いる。また、必要に応じて
前記ポリマに酸化防止剤、錆止め剤、摩耗防止剤、あわ
消し剤、極圧剤等の各種添加剤を加えてもよい。

【００１３】潤滑剤含有ポリマ部材１８の組成比は、全
重量に対してポリα−オレフィン系ポリマ２０〜８０重
量％、潤滑剤８０〜２０重量％である。ポリα−オレフ
ィン系ポリマが２０重量％未満の場合は、あるレベル以
上の硬さ・強度等が得られない。また、ポリα−オレフ
ィン系ポリマが８０重量％を越える場合（つまり、潤滑
剤が２０重量％未満の場合）は、潤滑剤の供給が少なく
なり、摺動部分の摩耗低減効果が少なくなる。

【００１４】更に、特に耐熱性を要求される場合には、
上述のポリα−オレフィン系ポリマの代わりに、次のよ
うな熱硬化性樹脂をベースにした潤滑剤含有ポリマ部材
が好適である。その熱硬化性樹脂としては、ジアリルフ
タレート系樹脂、フェノール系樹脂及びポリカルボジイ
ミド系樹脂を挙げることができる。より具体的には、ジ
アリルフタレート系樹脂は、ジアリルフタレート、ジア
リルイソフタレート、ジアリルテレフタレートのモノマ
ーあるいはプリポリマーのそれそれ単独重合体（ホモポ
リマー）、これらの中の２つ以上のモノマーあるいはプ
リポリマーの共重合体及びこれらの単独重合体と共重合
体との混合物である。

【００１５】このジアリルフタレート系樹脂は、そのま
までは加熱硬化させることができないので、通常、過酸
化物を硬化剤（重合開始剤）として用いる必要がある。
過酸化物としては、ベンゾイルパーオキサイド、ｍ−ト
ルオイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキサイド、
ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−ｔ−ブチルパ
ーオキシイソフタレート、２，５−ジメチル−２’５−
ジ（ベンゾイルパーオキシ）へキサン、ジクミルパーオ
キサイドなどを用いることができる。これら硬化剤は、
重合に際して樹脂に対して数重量％程度、通常は１重量
％程度、添加される。

【００１６】本実施形態で使用できるフェノール系樹脂
は、レゾールタイプの純フェノール樹脂、ノボラックタ
イプの純フェノール樹脂及び種々の変性フェノール樹脂
である。変性フェノール樹脂としては、例えばカシュー
変性フェノール樹脂（ノボラックタイプ、レゾールタイ
プ）、油変性フェノール樹脂（ノボラックタイプ）など
が使用できる。ノボラックタイプのフェノール樹脂は、
そのままでは硬化せず、硬化剤としてへキサミンあるい
はレゾールタイプのフェノール樹脂を添加する必要があ
る。それに対してレゾールタイプのフェノール樹脂は、
無添加で加熱硬化する。

【００１７】また、油変性フェノール樹脂は、硬化時に
潤滑油を保持する能力が弱く、単独では使用できないた
め、他のフェノール樹脂を混合して使用する必要があ
る。本実施形態で用いることのできるポリカルボジイミ
ド系樹脂は、無添加で加熱硬化する。上記熱硬化性樹脂
と混合して本実施形態で使用できる潤滑剤としては、前
記熱硬化性樹脂との相溶性を有することが必要であり、
例えばジイソデシルフタレート、ジー２−エチルヘキシ
ルセバケート、トリー２−エチルへキシルトリメリテー
トなどのエステル油、ポリオールエステル油、オクタデ
シルジフェニルエーテル、テトラフェニルエーテル、ペ
ンタフェニエーテルなどのフェニルエーテル油を挙げる
ことができる。

【００１８】なお、本実施形態の潤滑剤含有ポリマ部材
１８の機械的強度の補強や、成形性向上の目的で、次の
ような各種充填材を添加してもよい。例えば、炭酸カル
シウムやタルク、シリカ、クレー、マイカ等の鉱物類、
チタン酸カリウムウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィ
スカー等の無機ウィスカー類、或いはガラス繊維やアス
ベスト、石英ウール、金属繊維等の無機繊維類及びこれ
らを布状に編組したもの、また有機化合物では、カーボ
ンブラック、黒鉛粉末、カーボン繊維、アラミド繊維や
ポリエステル繊維或いはポリイミドやポリベンゾイミダ
ゾール等の各種熱硬化性樹脂を添加することができる。
更に、潤滑剤含有ポリマ部材の熱伝導性を向上させる目
的で、カーボン繊維、金属繊維、黒鉛粉末、金属粉末、
酸化亜鉛粉末等を添加してもよい。

【００１９】さらに、潤滑剤含有ポリマ部材１８には、
高吸油高分子であるポリプロピレン、ポリスチレン、ポ
リエチレン、ポリウレタン、ポリメタクリル酸エステル
等のアクリル系樹脂或いはポリノルボルネンなどを用い
たものであってもよい。潤滑剤含有ポリマ部材１８の製
作に際しては、ポリα−オレフィン系ポリマーベースの
ものの場合は、所定の金型に当該樹脂と潤滑剤との混合
物を充填して、ポリマの融点以上の温度で加熱溶融した
後、冷却して固化させる。一方、熱硬化性樹脂ベースの
ものの場合は、当該樹脂と潤滑剤との混合物を所定の金
型に充填してから、適当な温度に加熱することで固化で
きる。

【００２０】一方、図１に戻って、本実施形態の複列円
すいころ軸受１０には、保持器８の内径部Ａと、円すい
ころ７のオイルシール９に向く面側Ｃに、適量のグリー
スが封入されている。この構成によると、軸受１０の回
転に伴う遠心力によって、保持器８の内径部Ａの潤滑に
不要な余分のグリース及びオイルシール９を向く面側Ｃ
に封入されているグリースがオイルシール９側に移動し
ていくとともに、小鍔輪１４の外周面に装着した潤滑剤
含有ポリマ部材１８の潤滑油が、僅かな量ずつ、外輪４
の外輪軌道５及び内輪１２の内輪軌道６に向けて流れて
いく。

【００２１】そして、オイルシール９側には、前述した
Ａ位置及びＣ位置に封入した量のグリースしか移動しな
いので、オイルシール９の外側にはグリースが溜まら
ず、攪拌抵抗によるグリースの温度が急上昇しない。そ
して、内外輪１２、４の外輪軌道５及び内輪軌道６は、
潤滑剤含有ポリマ部材１８から僅かな量ずつ流れでる潤
滑油及び保持器８内に残留したグリースにより常に潤滑
される。

【００２２】したがって、本実施形態の複列円すいころ
軸受１０は、グリースの温度が急上昇することがなく良
好な潤滑状態となるので、低発熱で長時間良好な潤滑を
行うことができる。なお、本実施形態の小鍔輪１４が本
発明の鍔輪に相当し、本実施形態の溝１６が、本発明の
凹部に相当する。

【００２３】次に、図３は、第２実施形態の複列円すい
ころ軸受２０を示す軸方向断面図であり、図４は、第２
実施形態で使用している小鍔輪２２の構造を示す要部断
面図である。なお、図１及び図２に示した構成と同一構
成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。本
実施形態は、２列の内輪２、２の間に内輪間座を介装し
ていない。

【００２４】そして、各内輪１２の互いに近接する小径
部１２ｂに小鍔輪２２が外嵌されており、大径鍔部１２
ａ及び小鍔輪２２とで２列の円すいころ７の軸方向移動
を規制している。小鍔輪２２は、その内周面２２ａと外
周面２２ｂとの間を貫通する複数の穴２４が、放射状に
所定間隔を開けて形成されている。

【００２５】各穴２４は、外周面２２ｂ側で開口してい
る小径穴２４ａと、この小径穴２４ａより大きな径で内
周面２２ａ側で開口している大径穴２４ｂとで構成され
ている。そして、各穴２４に、潤滑剤含有ポリマ部材２
６が密に充填されている。なお、この潤滑剤含有ポリマ
部材２６は、第１実施形態で使用した潤滑剤含有ポリマ
部材１８と同一構成の部材が使用されている。

【００２６】また、本実施形態の軸受２０も、保持器８
の内径部Ａと、円すいころ７のオイルシール９に向く面
側Ｃに、適量のグリースが封入されている。この構成に
よると、軸受２０の回転に伴う遠心力によって、保持器
８の内径部Ａの潤滑に不要な余分のグリース及びオイル
シール９を向く面側Ｃに封入されているグリースがオイ
ルシール９側に移動していくとともに、小鍔輪２２の各
穴２４に充填されている潤滑剤含有ポリマ部材２６の潤
滑油が、僅かな量ずつ、外輪軌道５及び内輪軌道６に向
けて流れていく。

【００２７】したがって、オイルシール９側には、前述
したＡ位置及びＣ位置に封入した量のグリースしか移動
しないので、オイルシール９の外側にはグリースが溜ま
らず、攪拌抵抗によるグリースの温度が急上昇しない。
そして、内外輪１２、４の外輪軌道５及び内輪軌道６
は、潤滑剤含有ポリマ部材２６から僅かな量ずつ流れ出
る潤滑油及び保持器８内に残留したグリースにより常に
潤滑される。

【００２８】したがって、本実施形態の複列円すいころ
軸受２０も、グリースの温度が急上昇することがなく良
好な潤滑状態となるので、低発熱で長時間良好な潤滑を
行うことができる。なお、本実施形態の小鍔輪２２が本
発明の鍔輪に相当し、本実施形態の穴２４が、本発明の
凹部に相当する。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の複列円す
いころ軸受によると、潤滑剤の温度が急上昇することが
なく、良好な潤滑状態となるので、低発熱で長時間良好
な潤滑が行えるという効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態の複列円すいころ軸
受を示す軸方向断面図である。

【図２】第１実施形態で使用している小鍔輪を示す要部
断面図である。

【図３】本発明に係る第２実施形態の複列円すいころ軸
受を示す軸方向断面図である。

【図４】第２実施形態で使用している小鍔輪を示す要部
断面図である。

【図５】従来の複列円すいころ軸受を示す軸方向断面図
である。

【符号の説明】

４ 外輪 ５ 内面軌道 ６ 外面軌道 １０、２０ 複列円すいころ軸受 １２ 内輪 １４、２２ 小鍔輪（鍔輪） １８、２６ 潤滑剤含有ポリマ部材 １６ 溝（凹部） ２４ 穴（凹部） ２４ａ 小径穴 ２４ｂ 大径穴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２列の内輪が並設された複列円すいころ
   軸受において、各内輪の互いに近接する端部側に円すい
   ころの軸方向移動を規制する鍔輪を装着し、当該鍔輪の
   外周面に凹部を設けるとともに、当該凹部に潤滑剤含有
   ポリマ部材を装着したことを特徴とする複列円すいころ
   軸受。