DE102021107707A1

DE102021107707A1 - Kegelrollenlager und Käfig

Info

Publication number: DE102021107707A1
Application number: DE102021107707.9A
Authority: DE
Inventors: Yuka Sato; Ichiro Kojima; Tomoyuki Aida; Atsushi NAITOU; Kanichi Koda
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2021-03-26
Publication date: 2021-09-30
Also published as: CN113513532A; JP7452196B2; US11286978B2; US20210301866A1; JP2021162074A

Abstract

Ein Kegelrollenlager (10) weist einen Innenring (11), einen Außenring (12), eine Mehrzahl von Kegelrollen (13) und einen Ringkäfig (14) auf, der eine Mehrzahl von Käfigtaschen (34) hat. Jede der Käfigtaschen (34) hat eine Rückhalteeinrichtung (40), die konfiguriert ist, um eine Verschiebung der Kegelrolle (13) in einer Richtung mit einer Komponente in Radialrichtung zuzulassen, und um ein Ablösen der Kegelrolle (13) zu einer Außenseite in Radialrichtung einzuschränken, indem die Rückhalteeinrichtung (40) mit einem Teil einer Außenumfangsfläche der Kegelrolle (13) in Kontakt gebracht wird. Die Käfigtaschen (34) weisen eine erste Käfigtasche (34A), die eine erste Rückhalteeinrichtung (40A) hat, mit der ein zulässiger Betrag der Verschiebung ein erster Verschiebungsbetrag ist, und eine zweite Käfigtasche (34B) auf, die eine zweite Rückhalteeinrichtung (40B) hat, mit welcher der zulässige Betrag der Verschiebung ein zweiter Verschiebungsbetrag ist, der kleiner als der erste Verschiebungsbetrag ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Kegelrollenlager und einen Käfig.
Stand der Technik
Die japanische nicht geprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2013-221592 ( JP 2013-221592 A ) offenbart ein Kegelrollenlager. Das Kegelrollenlager weist einen Innenring, einen Außenring, eine Mehrzahl von Kegelrollen und einen Ringkäfig auf. Der Käfig hat eine Mehrzahl von Käfigtaschen, welche jeweils die Kegelrollen aufnehmen, wodurch die Kegelrollen in Abständen in Umfangsrichtung gehalten werden. Um zu verhindern, dass sich die in den Käfigtaschen aufgenommenen Kegelrollen beim Zusammenbau des Kegelrollenlagers radial nach außen ablösen, hat jede Käfigtasche eine Rückhalteeinrichtung, die von einer radialen Außenseite mit der Kegelrolle in Kontakt gebracht werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Das Kegelrollenlager wird wie folgt zusammengebaut. Wie in 12A dargestellt, werden Kegelrollen 109 in Käfigtaschen 102 eines Käfigs 101 aufgenommen, um einen Satz 100 der Kegelrollen 109 und des Käfigs 101 zu erhalten. Der Satz 100 und ein Innenring 108 werden zusammengebaut, indem der Satz in Axialrichtung 100 an den Innenring 108 herangeführt wird. In dem Satz 100 ist ein Durchmesser Di eines Inkreises, der durch Kleiner-Durchmesser-Seitenabschnitte 109a der Kegelrollen 109 definiert ist, kleiner als ein Außendurchmesser Dc einer Kegelstirnflächenrippe (nachstehend als „kleine Rippe“ bezeichnet) 107 des Innenrings 108. Daher muss der Kleiner-Durchmesser-Seitenabschnitt 109a jeder Kegelrolle 109 die kleine Rippe 107 überwinden, während der Satz 100 und der Innenring 108 zusammengebaut werden (siehe 12B). Somit ist der Kleiner-Durchmesser-Seitenabschnitt 109a radial nach außen verschoben. Die Verschiebung wird jedoch durch eine Rückhalteeinrichtung 103 der Käfigtasche 102 begrenzt. Dementsprechend ist der Vorgang zum Zusammenbauen des Satzes 100 und des Innenrings 108 nicht leicht zu erreichen.
In Anbetracht des zuvor Beschriebenen wird der Kleiner-Durchmesser-Seitenabschnitt 109a der Kegelrolle 109 gezwungen, die kleine Rippe 107 zu überwinden, indem der Innenring 108 in Axialrichtung gegen den Käfig 101 des Satzes 100 mit einer großen Kraft durch Verwendung einer Presse oder dergleichen gedrückt wird. Zu diesem Zeitpunkt drückt die Kegelrolle 109 auf die Rückhalteeinrichtung 103, und der Käfig 101 wird in einer Richtung, in der sein Durchmesser zunimmt, elastisch verformt. Durch das zuvor beschriebene Montageverfahren werden der Innenring 108, der Käfig 101 und die Kegelrollen 109 in eine Innenringeinheit integriert. Ein Außenring wird an der Innenringeinheit angebracht, um das Kegelrollenlager zu vervollständigen.
Wenn der Kleiner-Durchmesser-Seitenabschnitt 109a der Kegelrolle 109 die kleine Rippe 107 erklimmt, wird eine erhebliche Kraft auf den Käfig 101 ausgeübt. Wenn die Verformung des Käfigs 101 seinen zulässigen Bereich überschreitet, kann der Käfig 101 weiß werden oder sich plastisch verformen. Des Weiteren kann der Käfig 101 brechen.
In Anbetracht des zuvor Beschriebenen kann die Rückhalteeinrichtung 103 verkleinert oder deren hervorstehende Höhe reduziert werden. Daher erhöht sich der zulässige Betrag der Verschiebung der Kegelrolle 109, um den Vorgang zum Zusammenbauen des Satzes 100 und des Innenrings 108 zu erleichtern. In diesem Fall kann jedoch die Kegelrolle 109 stark verschoben werden, und der Käfig 101 kann auch in dem Zustand der Innenringeinheit, der durch Zusammenbauen des Satzes 100 und des Innenrings 108 erhalten wird, stark verschoben werden. Infolgedessen kann die Kegelrolle 109 der Innenringeinheit gegebenenfalls die kleine Rippe 107 überwinden, um sich von der Käfigtasche 102 abzulösen. Somit können der Innenring 108, die Kegelrollen 109 und der Käfig 101 auseinanderfallen.
Wie zuvor beschrieben, ist es wahrscheinlich, dass die Innenringeinheit, die den Innenring 108, die Kegelrollen 109 und den Käfig 101 aufweist, auseinanderfällt, wenn der Vorgang zum Zusammenbauen des Satzes 100 und des Innenrings 108 zum Beispiel durch Verkleinern bzw. Downsizing der Rückhalteeinrichtung 103 erleichtert wird. Wenn das Auseinanderfallen der Innenringeinheit zum Beispiel durch Vergrößern bzw. Upsizing der Rückhalteeinrichtung 103 unterbunden wird, ist der Vorgang zum Zusammenbauen des Satzes 100 und des Innenrings 108 schwierig.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Kegelrollenlager und einen Käfig bereit, die sowohl die Erleichterung eines Vorgangs zum Zusammenbau eines Innenrings und eines Satzes eines Käfigs und einer Mehrzahl von Kegelrollen, als auch das Unterbinden des Auseinanderfallens einer Innenringeinheit erzielen können, die durch Zusammenbau des Satzes und des Innenrings erhalten wird.
Ein Kegelrollenlager gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist einen Innenring, einen Außenring, eine Mehrzahl von Kegelrollen und einen Ringkäfig auf. Der Innenring hat eine Innenringlaufbahn auf einer Außenumfangsseite, eine kleine Rippe, die auf einer Seite der Innenringlaufbahn in Axialrichtung vorgesehen ist, und eine große Rippe, die auf einer anderen Seite der Innenringlaufbahn in Axialrichtung vorgesehen ist. Der Außenring hat eine Außenringlaufbahn auf einer Innenumfangsseite. Die Kegelrollen sind in Rollkontakt mit der Innenringlaufbahn und der Außenringlaufbahn. Der Käfig hat eine Mehrzahl von Käfigtaschen, welche jeweils die Kegelrollen aufnehmen. Jede der Käfigtaschen hat eine Rückhalteeinrichtung, die konfiguriert ist, um eine Verschiebung der Kegelrolle zuzulassen, die in einer Richtung mit einer Komponente in Radialrichtung relativ zu einer Mittelachse des Kegelrollenlagers aufgenommen ist, und ein Ablösen der Kegelrolle zu einer Außenseite in Radialrichtung einzuschränken, indem die Rückhalteeinrichtung mit einem Teil einer Außenumfangsfläche der Kegelrolle in Kontakt gebracht wird. Die Käfigtaschen weisen eine erste Käfigtasche und eine zweite Käfigtasche auf. Die erste Käfigtasche hat eine erste Rückhalteeinrichtung, mit der ein zulässiger Betrag der Verschiebung ein erster Verschiebungsbetrag ist. Die zweite Käfigtasche hat eine zweite Rückhalteeinrichtung, mit welcher der zulässige Betrag der Verschiebung ein zweiter Verschiebungsbetrag ist, der kleiner als der erste Verschiebungsbetrag ist.
Gemäß dem zuvor beschriebenen Aspekt ist der zulässige Betrag der Verschiebung mit der Komponente in Radialrichtung in der Kegelrolle in der ersten Käfigtasche größer als in der Kegelrolle in der zweiten Käfigtasche. Daher kann, wenn der Innenring und ein Satz des Käfigs und der Kegelrollen zusammengebaut werden, die Kegelrolle in der ersten Käfigtasche mühelos die kleine Rippe des Innenrings überwinden. Im Vergleich zu einem Fall, in dem alle Käfigtaschen die zweiten Käfigtaschen sind, in denen der zulässige Betrag der Verschiebung gering ist, wird der Vorgang zum Zusammenbauen des Satzes und des Innenrings erleichtert. Der zulässige Betrag der Verschiebung mit der Komponente in Radialrichtung ist in der Kegelrolle in der zweiten Käfigtasche kleiner als in der Kegelrolle in der ersten Käfigtasche. Wenn daher der Satz und der Innenring zu einer Innenringeinheit zusammengebaut werden, werden die Kegelrolle in der zweiten Käfigtasche und der Käfig kaum relativ zueinander verschoben. Infolgedessen lösen sich die Kegelrollen, die in den Käfigtaschen aufgenommen sind, kaum von der Innenringeinheit ab, wodurch das Auseinanderfallen der Innenringeinheit unterbunden wird.
In dem zuvor beschriebenen Aspekt kann die erste Rückhalteeinrichtung einen ersten Zwischenraum bzw. Spiel in Radialrichtung von der Kegelrolle haben, die in der ersten Käfigtasche aufgenommen ist, und die zweite Rückhalteeinrichtung kann einen zweiten Zwischenraum in Radialrichtung von der Kegelrolle haben, die in der zweiten Käfigtasche aufgenommen ist. Der zweite Zwischenraum ist kleiner als der erste Zwischenraum. Somit hat die erste Käfigtasche die erste Rückhalteeinrichtung, mit welcher der zulässige Betrag der Verschiebung der erste Verschiebungsbetrag ist, und die zweite Käfigtasche hat die zweite Rückhalteeinrichtung, mit welcher der zulässige Betrag der Verschiebung der zweite Verschiebungsbetrag ist, der kleiner als der erste Verschiebungsbetrag ist.
In dem zuvor beschriebenen Aspekt kann die Anzahl der zweiten Käfigtaschen kleiner sein als die Anzahl der ersten Käfigtaschen. Gemäß dieser Struktur ist der Käfig, obwohl die Anzahl der zweiten Käfigtaschen klein ist, relativ zum Innenring kaum verschoben. Da die Anzahl der zweiten Käfigtaschen klein ist, wird der Vorgang zum Zusammenbauen des Satzes und des Innenrings erleichtert.
In dem zuvor beschriebenen Aspekt kann eine Mehrzahl der zweiten Käfigtaschen voneinander entfernt in Umfangsrichtung relativ zu der Mittelachse des Kegelrollenlagers angeordnet sein, wobei die erste Käfigtasche zwischen den zweiten Käfigtaschen angeordnet bzw. eingefügt ist. Gemäß dieser Struktur ist der Käfig relativ zu dem Innenring kaum sicherer verschoben.
In dem zuvor beschriebenen Aspekt kann die zweite Rückhalteeinrichtung auf einer Innenseite in Radialrichtung in Bezug auf die erste Rückhalteeinrichtung vorgesehen sein. Somit hat die zweite Käfigtasche die zweite Rückhalteeinrichtung, mit welcher der zulässige Betrag der Verschiebung der zweite Verschiebungsbetrag ist, der kleiner als der erste Verschiebungsbetrag ist.
Die Außenumfangsfläche der Kegelrolle ist entlang einer Kegelfläche bzw. konischen Fläche geformt, bei welcher der Außendurchmesser in Richtung zu der anderen Seite in Axialrichtung hin zunimmt. Daher kann die zweite Rückhalteeinrichtung auf der anderen Seite in Axialrichtung in Bezug auf die erste Rückhalteeinrichtung vorgesehen sein. Somit hat die zweite Käfigtasche die zweite Rückhalteeinrichtung, mit welcher der zulässige Betrag der Verschiebung der zweite Verschiebungsbetrag ist, der kleiner als der erste Verschiebungsbetrag ist.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft einen Käfig für ein Kegelrollenlager, der einen Innenring, einen Außenring und eine Mehrzahl von Kegelrollen aufweist. Der Innenring hat eine Innenringlaufbahn auf einer Außenumfangsseite, eine kleine Rippe, die auf einer Seite der Innenringlaufbahn in Axialrichtung vorgesehen ist, und eine große Rippe, die auf einer anderen Seite der Innenringlaufbahn in Axialrichtung vorgesehen ist. Der Außenring hat eine Außenringlaufbahn auf einer Innenumfangsseite. Die Kegelrollen sind in Rollkontakt mit der Innenringlaufbahn und der Außenringlaufbahn. Der Käfig hat eine Mehrzahl von Käfigtaschen, welche jeweils die Kegelrollen aufnehmen. Jede der Käfigtaschen hat eine Rückhalteeinrichtung, die konfiguriert ist, um eine Verschiebung der Kegelrolle zuzulassen, die in einer Richtung mit einer Komponente in Radialrichtung relativ zu einer Mittelachse des Kegelrollenlagers aufgenommen ist, und um ein Ablösen der Kegelrolle zu einer Außenseite in Radialrichtung einzuschränken, indem die Rückhalteeinrichtung mit einem Teil einer Außenumfangsfläche der Kegelrolle in Kontakt gebracht wird. Die Käfigtaschen weisen eine erste Käfigtasche und eine zweite Käfigtasche auf. Die erste Käfigtasche hat eine erste Rückhalteeinrichtung, mit der ein zulässiger Betrag der Verschiebung ein erster Verschiebungsbetrag ist. Die zweite Käfigtasche hat eine zweite Rückhalteeinrichtung, mit welcher der zulässige Betrag der Verschiebung ein zweiter Verschiebungsbetrag ist, der kleiner als der erste Verschiebungsbetrag ist.
Gemäß dem zuvor beschriebenen Aspekt ist der zulässige Betrag der Verschiebung mit der Komponente in Radialrichtung in der Kegelrolle in der ersten Käfigtasche größer als in der Kegelrolle in der zweiten Käfigtasche. Daher kann, wenn der Innenring und ein Satz des Käfigs und der Kegelrollen zusammengebaut werden, die Kegelrolle in der ersten Käfigtasche mühelos die kleine Rippe des Innenrings überwinden. Im Vergleich zu einem Fall, in dem alle Käfigtaschen die zweiten Käfigtaschen sind, in denen der zulässige Betrag der Verschiebung gering ist, wird der Vorgang zum Zusammenbauen des Satzes und des Innenrings erleichtert. Der zulässige Betrag der Verschiebung mit der Komponente in Radialrichtung ist in der Kegelrolle in der zweiten Käfigtasche kleiner als in der Kegelrolle in der ersten Käfigtasche. Wenn daher der Satz und der Innenring zu einer Innenringeinheit zusammengebaut werden, werden die Kegelrolle in der zweiten Käfigtasche und der Käfig kaum relativ zueinander verschoben. Infolgedessen lösen sich die Kegelrollen, die in den Käfigtaschen aufgenommen sind, kaum von der Innenringeinheit ab, wodurch das Auseinanderfallen der Innenringeinheit unterbunden wird.
Gemäß den zuvor beschriebenen Aspekten ist es möglich, sowohl die Erleichterung des Vorgangs zum Zusammenbauen des Innenrings und des Satzes des Käfigs und der Kegelrollen als auch das Unterbinden des Auseinanderfallens der Innenringeinheit zu erzielen, die durch Zusammenbau des Satzes und des Innenrings erhalten wird.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutung beispielhafter Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend in Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen. In den Zeichnungen:

1 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Kegelrollenlagers darstellt;
2 ist eine erläuternde Zeichnung eines Teils eines Käfigs von seiner Innenumfangsseite aus betrachtet;
3 ist ein Diagramm, das einen Querschnitt einschließlich einer Mittellinie des Käfigs darstellt;
4 ist ein Diagramm entlang eines Pfeils IV in 3;
5A ist ein konzeptionelles Diagramm des Käfigs und der Kegelrollen, von einer Seite in Axialrichtung aus betrachtet;
5B ist ein konzeptionelles Diagramm eines Zustands, in dem die Kegelrollen verschoben sind, von einer Seite in Axialrichtung aus betrachtet;
6 ist eine erläuternde Zeichnung einer ersten Käfigtasche, entlang einer Rollen-Axialrichtung betrachtet;
7 ist eine erläuternde Zeichnung einer zweiten Käfigtasche, entlang einer Rollen-Axialrichtung betrachtet;
8A ist eine erläuternde Zeichnung eines Verfahrens zum Zusammenbau des Kegelrollenlagers;
8B ist eine erläuternde Zeichnung des Verfahrens zum Zusammenbau des Kegelrollenlagers;
9A ist eine erläuternde Zeichnung des Verfahrens zum Zusammenbau des Kegelrollenlagers;
9B ist eine erläuternde Zeichnung des Verfahrens zum Zusammenbau des Kegelrollenlagers;
10 ist ein konzeptionelles Diagramm zum Beschreiben der Positionen der Kegelrollen in der ersten Käfigtasche und der zweiten Käfigtasche;
11 ist eine Schnittansicht, die das Kegelrollenlager der vorliegenden Offenbarung darstellt;
12A ist eine erläuternde Zeichnung eines Verfahrens zum Zusammenbau eines Kegelrollenlagers des Standes der Technik; und
12B ist eine erläuternde Zeichnung des Verfahrens zum Zusammenbau des Kegelrollenlagers des Standes der Technik.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Aufbau des Kegelrollenlagers
1 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Kegelrollenlagers darstellt. Ein in 1 dargestelltes Kegelrollenlager 10 weist einen Innenring 11, einen Außenring 12, der an einer radialen Außenseite des Innenrings 11 vorgesehen ist, eine Mehrzahl von Kegelrollen 13, die zwischen dem Innenring 11 und dem Außenring 12 vorgesehen sind, und einen Ringkäfig 14 auf, der die Kegelrollen 13 hält.
Eine „Axialrichtung“, eine „Radialrichtung“ und eine „Umfangsrichtung“ in der Beschreibung des Innenrings 11, des Außenrings 12 und des Käfigs 14 sind definiert. Die „Axialrichtung“ ist eine Richtung entlang der Mittellinien des Innenrings 11, des Außenrings 12 und des Käfigs 14. Die Axialrichtung enthält Richtungen parallel zu den Mittellinien. Die „Radialrichtung“ ist eine Richtung senkrecht zu den Mittellinien. Die „Umfangsrichtung“ ist eine Richtung entlang eines Kreises um die Mittellinien. In den Zeichnungen sind die übereinstimmenden Mittellinien des Innenrings 11, des Außenrings 12 und des Käfigs 14 durch das Bezugszeichen „CO“ dargestellt.
Eine „Axialrichtung“, eine „Radialrichtung“ und eine „Umfangsrichtung“ sind in der Beschreibung der Kegelrolle 13 definiert. Die „Axialrichtung“ der Kegelrolle 13 ist eine Richtung entlang einer Mittellinie C1 der Kegelrolle 13. Zur Unterscheidung von der Axialrichtung des Innenrings 11, des Außenrings 12 und des Käfigs 14 kann die Axialrichtung des Käfigs 14 und dergleichen einfach als „Axialrichtung“ bezeichnet werden und die Axialrichtung der Kegelrolle 13 kann als „Rollen-Axialrichtung“ bezeichnet werden. Die Rollen-Axialrichtung enthält Richtungen parallel zu der Mittellinie C1. Die „Radialrichtung“ ist eine Richtung senkrecht zu der Mittellinie C1 der Kegelrolle 13 und kann als „Rollen-Radialrichtung“ bezeichnet werden. Die „Umfangsrichtung“ ist eine Richtung entlang eines Kreises um die Mittellinie C1 der Kegelrolle 13 und kann als „Rollen-Umfangsrichtung“ bezeichnet werden.
Der Innenring 11 ist ein ringförmiges Element, das zum Beispiel durch Verwendung von Lagerstahl oder Stahl für maschinenstrukturelle Zwecke ausgebildet ist. Der Innenring 11 weist auf seiner Außenumfangsseite eine sich verjüngende bzw. kegelförmige Innenringlaufbahn 21 auf. Der Innenring 11 hat eine Kegelvorderseitenrippe (im Folgenden als „kleine Rippe“ bezeichnet) 22, die auf einer Seite der Innenringlaufbahn 21 in Axialrichtung (linke Seite in 1) vorgesehen ist, und eine Kegelrückseitenrippe (im Folgenden als „große Rippe“ bezeichnet) 23, die auf der anderen Seite der Innenringlaufbahn 21 in Axialrichtung vorgesehen ist (rechte Seite in 1). Die kleine Rippe 22 und die große Rippe 23 stehen radial nach außen vor. In einem Zustand, in dem die Kegelrollen 13 zwischen dem Innenring 11 und dem Außenring 12 angeordnet bzw. eingefügt sind und vom Käfig 14 gehalten werden, ist ein Durchmesser Di eines Inkreises, der durch Kleiner-Durchmesser-Seitenabschnitte 13a der Kegelrollen 13 definiert ist, kleiner als ein Außendurchmesser Dc der kleinen Rippe 22.
Der Außenring 12 ist ein ringförmiges Element, das zum Beispiel durch Verwendung von Lagerstahl oder Stahl für maschinenstrukturelle Zwecke ausgebildet ist. Der Außenring 12 weist an seiner Innenumfangsseite eine kegelförmige Außenringlaufbahn 20 auf. Die Kegelrolle 13 ist ein kegelstumpfförmiges Element, das zum Beispiel durch Verwendung von Lagerstahl ausgebildet ist. Die Kegelrolle 13 hat eine kleine kreisförmige Rollenendfläche 16 mit einem kleinen Durchmesser, die auf einer Seite in Rollen-Axialrichtung angeordnet ist (linke Seite in 1), und eine große kreisförmige Rollenendfläche 17 mit einem großen Durchmesser, die auf der anderen Seite in Rollen-Axialrichtung angeordnet ist (rechte Seite in 1). Die Kegelrolle 13 ist in Rollkontakt mit der Außenringlaufbahn 20 und der Innenringlaufbahn 21. Die große Rollenendfläche 17 ist in Gleitkontakt mit einer Stirnfläche (Rippenfläche) 24 der großen Rippe 23.
2 ist eine erläuternde Zeichnung eines Teils des Käfigs 14 von seiner Innenumfangsseite aus betrachtet. Der Käfig 14 weist einen Kleiner-Durchmesser-Ringkörper 31 auf einer Seite in Axialrichtung, einen Großer-Durchmesser-Ringkörper 32, der einen Außendurchmesser hat, der größer als der des Kleiner-Durchmesser-Ringkörper 31 ist und auf der anderen Seite in Axialrichtung angeordnet ist, und eine Mehrzahl von Käfigstangen 33 auf, die mit Abständen bzw. Intervallen in Umfangsrichtung vorgesehen sind. Der Kleiner-Durchmesser-Ringkörper 31 und der Großer-Durchmesser-Ringkörper 32 haben eine Ringform und sind in Axialrichtung voneinander entfernt vorgesehen. Die Käfigstangen 33 koppeln den Kleiner-Durchmesser-Ringkörper 31 und den Großer-Durchmesser-Ringkörper 32. Ein Raum, der zwischen dem Kleiner-Durchmesser-Ringkörper 31 und dem Großer-Durchmesser-Ringkörper 32 und zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Käfigstangen 33 und 33 ausgebildet ist, ist eine Käfigtasche 34. Jede Käfigtasche 34 nimmt eine Kegelrolle 13 auf. Der Käfig 14 weist eine Mehrzahl von Käfigtaschen 34 auf, die jeweils die Kegelrollen 13 aufnehmen, wodurch die Kegelrollen 13 in gleichen Abständen in Umfangsrichtung gehalten werden.
Der Käfig 14 besteht aus einem Kunstharz und wird durch Spritzgießen geformt. Zum Beispiel besteht der Käfig 14 dieses Ausführungsbeispiels aus einem Polyphenylensulfidharz (PPS). Der Käfig 14 ist schmierölbeständig (Ölbeständigkeit), relativ hart und kaum elastisch verformt. Der Käfig 14 kann durch Verwendung eines 3D-Druckers hergestellt werden. In der vorliegenden Offenbarung kann der Käfig 14 in einen Gleitkontakt mit einem Teil der Innenumfangsfläche des Außenrings 12 gebracht werden, und dementsprechend wird die Drehung des Käfigs 14 durch den Außenring 12 geführt. Das heißt, das in 1 dargestellte Kegelrollenlager 10 ist ein außenringgeführtes Lager, bei dem der Käfig 14 durch den Außenring 12 geführt wird.
3 ist ein Diagramm, das einen Querschnitt einschließlich der Mittellinie des Käfigs 14 darstellt. 4 ist ein Diagramm entlang eines Pfeils IV in 3. Jede Käfigtasche 34 weist Rückhalteeinrichtungen 40 auf, die konfiguriert sind, um ein radiales Ablösen nach außen der aufgenommenen Kegelrolle 13 zu verhindern. Die Rückhalteeinrichtungen 40 sind auf beiden Seiten einer Käfigtasche 34 in Umfangsrichtung vorgesehen. Jeder Rückhalteeinrichtung 40 ist in einem mittleren Bereich in Axialrichtung auf einer Stirnfläche 33a der Käfigstange 33 vorgesehen und steht in Umfangsrichtung vor. Die Rückhalteeinrichtung 40 wird mit einem Teil der Außenumfangsfläche der Kegelrolle 13 in Kontakt gebracht, die in der Käfigtasche 34 aufgenommen ist (mittlerer Teil in Rollen-Axialrichtung). Ein Abschnitt um einen Scheitel 41 der Rückhalteeinrichtung 40 wird mit einem Teil der Außenumfangsfläche der Kegelrolle in Kontakt gebracht. Somit wird das radiale Ablösen nach außen der Kegelrolle 13 von der Käfigtasche 34 verhindert, wenn das Kegelrollenlager 10 wie später beschrieben zusammengebaut wird. Die Rückhalteeinrichtung 40 kann eine andere Form als die in 3 und 4 dargestellte Form haben. Wie später beschrieben, hat der Käfig 14 zwei Arten von Käfigtaschen 34 (erste Käfigtasche 34A und zweite Käfigtasche 34B) aufgrund eines Unterschieds in entweder einer oder beiden Formen und Anordnungen der Rückhalteeinrichtungen 40.
Wie in 1 dargestellt, ist ein Zustand, in dem die Mittellinie des Käfigs 14 mit der Mittellinie des Innenrings 11 übereinstimmt und die von dem Käfig 14 gehaltenen Kegelrollen 13 ordnungsgemäß mit der Innenringlaufbahn 21 und der Stirnfläche 24 der großen Rippe 23 in Kontakt sind, als „Referenzzustand“ definiert. In dem Referenzzustand und auch in einem Zustand, in dem jede Kegelrolle 13 mit der Außenringlaufbahn 20 in Kontakt ist, ist die Kegelrolle 13 in Rollen-Radialrichtung und in Rollen-Axialrichtung nicht verschiebbar. Zwischen der kleinen Rollenendfläche 16 der Kegelrolle 13 und dem Kleiner-Durchmesser-Ringkörper 31 ist ein Zwischenraum bzw. Spiel vorgesehen. Ein Zwischenraum ist auch zwischen der Außenumfangsfläche der Kegelrolle 13 und den Rückhalteeinrichtungen 40 vorgesehen. Daher ist der Käfig 14 in Radialrichtung und Axialrichtung relativ zu der Kegelrolle 13 geringfügig verschiebbar, und die Kegelrolle 13 ist in dem Referenzzustand, in dem der Außenring 12 entfernt ist, in Axialrichtung und Radialrichtung geringfügig verschiebbar (siehe 9B).
In dem Referenzzustand ist ein imaginärer Kreis, der die Mittelpunkte der kleinen Rollenendflächen 16 der Kegelrollen 13 verbindet, als ein Kleiner-Durchmesser-Seiten-Wälzkreis der Kegelrollen 13 (in der Konstruktion) definiert, und ein imaginärer Kreis, der die Mittelpunkte der großen Rollenendflächen 17 der Kegelrollen 13 verbindet, ist als ein Großer-Durchmesser-Seiten-Wälzkreis der Kegelrollen 13 (in der Konstruktion) definiert. Ein Zusammenbau in einem Zustand, in dem die Kegelrollen 13 in den Käfigtaschen 34 des Käfigs 14 (siehe 8A) aufgenommen sind, ist ein „Satz 50“ des Käfigs 14 und der Kegelrollen 13. Ein Zusammenbau des Satzes 50 und des Innenrings 11 (siehe 9B) ist eine „Innenringeinheit 51“.
In jeweils dem Satz 50 und der Innenringeinheit 51 sind die Kegelrollen 13 entlang des Kleiner-Durchmesser-Seiten-Wälzkreises und des Großer-Durchmesser-Seiten-Wälzkreises angeordnet, sofern nicht anders angegeben. In der vorliegenden Offenbarung kann dieser Zustand einfach als ein Zustand beschrieben werden, in dem die Kegelrollen 13 „entlang des Wälzkreises“ angeordnet sind. Jede Kegelrolle 13 ist mit einer radial nach außen gerichteten Komponente geringfügig verschiebbar, bis die entlang des Wälzkreises angeordnete Kegelrolle 13 mit den Rückhalteeinrichtungen 40 in Kontakt gebracht wird. Sofern nicht anders angegeben, sind die Kegelrollen 13 entlang des Wälzkreises angeordnet.
Käfigtasche 34
Wie zuvor beschrieben, hat der Käfig 14 die Käfigtaschen 34. Jede der Käfigtaschen 34 hat paarweise einen Satz Rückhalteeinrichtungen 40 und 40. In jeweils dem Satz 50 und der Innenringeinheit 51 ist ein Zwischenraum zwischen dem Kleiner-Durchmesser-Ringkörper 31 und der kleinen Rollenendfläche 16 der Kegelrolle 13 in einem Zustand ausgebildet, in dem die große Rollenendfläche 17 der Kegelrolle 13 in Kontakt mit dem Großer-Durchmesser-Ringkörper 32 ist. In jeweils dem Satz 50 und der Innenringeinheit 51 werden, wenn die sich entlang des Wälzkreises angeordnete Kegelrolle 13 mit der radial nach außen gerichteten Komponente verschoben wird, die Rückhalteeinrichtungen 40 und 40 mit einem Teil der Außenumfangsfläche Kegelrolle 13 von einer radialen Außenseite in Kontakt gebracht. Daher wird ein radiales Ablösen nach außen der Kegelrolle 13 verhindert.
In jeweils dem Satz 50 und der Innenringeinheit 51 ist ein radialer Zwischenraum zwischen jeder der Rückhalteeinrichtungen 40 und 40 und der Kegelrolle 13 ausgebildet, die entlang des Wälzkreises angeordnet und in der Käfigtasche 34 aufgenommen ist. Daher lassen die Rückhalteeinrichtungen 40 und 40 eine Verschiebung der Kegelrolle 13 mit einer radialen Komponente zu. Obwohl die Rückhalteeinrichtungen 40 und 40 der Käfigtasche 34 die Verschiebung der aufgenommenen Kegelrolle 13 mit der radialen Komponente ermöglichen, werden die Rückhalteeinrichtungen 40 und 40 mit einem Teil der Außenumfangsfläche der Kegelrolle 13 in Kontakt gebracht, wenn die Kegelrolle 13 verschoben wird. Somit kann das radiale Ablösen nach außen der Kegelrolle 13 verhindert werden.
Die Verschiebung der Kegelrolle 13 mit der radialen Komponente beinhaltet nicht nur eine lineare Verschiebung der Kegelrolle 13, die sich radial nach außen bewegt, sondern auch, wie später beschrieben, eine Verschiebung, bei der die Kegelrolle 13 beim Zusammenbau mit einem Teil der Rückhalteeinrichtung 40 in Kontakt gebracht wird und der Kleiner-Durchmesser-Seitenabschnitt 13a der Kegelrolle 13 radial um die Kontaktposition nach außen schwenkt. In dem Satz 50 wird die kleine Rollenendfläche 16 mit dem Kleiner-Durchmesser-Ringkörper 31 in Kontakt gebracht, wenn die Kegelrolle 13 schwenkbar verschoben wird. Daher ist die Schwenkverschiebung der Kegelrolle 13 durch die Rückhalteeinrichtung 40 und den Kleiner-Durchmesser-Ringkörper 31 begrenzt. Der Kleiner-Durchmesser-Ringkörper 31 hat entlang der Umfangsrichtung eine gleichmäßige Form (Querschnittsform). Wie später beschrieben, hat der Käfig 14 zwei Arten von Käfigtaschen 34 (erste Käfigtasche 34A und zweite Käfigtasche 34B), die sich in entweder einer oder beiden Formen und Anordnungen der Rückhalteeinrichtungen 40 unterscheiden. Aufgrund des Unterschieds in den Rückhalteeinrichtungen 40 unterscheiden sich zulässige Beträge der Schwenkverschiebung der Kegelrollen 13 voneinander.
5A ist ein konzeptionelles Diagramm des Käfigs 14 und der Kegelrollen 13, von einer Seite in Axialrichtung aus betrachtet. 5A stellt einen Zustand dar, in dem die Kegelrollen 13 entlang des Wälzkreises angeordnet sind. Der Käfig 14 hat zwei Arten von Käfigtaschen 34. Das heißt, die Käfigtaschen 34 umfassen erste Käfigtaschen 34A und zweite Käfigtaschen 34B. In 5A sind die Kegelrolle 13 in der ersten Käfigtasche 34A und die Kegelrolle 13 in der zweiten Käfigtasche 34B schraffiert und werden durch Variieren der Schraffurdichte voneinander unterschieden. In der in 5A dargestellten Form hat der Käfig 14 insgesamt 17 Käfigtaschen 34, wobei vier Käfigtaschen 34 die zweiten Käfigtaschen 34B und die verbleibenden 13 Käfigtaschen 34 die ersten Käfigtaschen 34A sind. Die Anzahl der zweiten Käfigtaschen 34B ist vorzugsweise gleich oder größer als drei und ist vorzugsweise kleiner als die Anzahl der ersten Käfigtaschen 34A. Die Mehrzahl von (vier in dem dargestellten Beispiel) zweiten Käfigtaschen 34B ist entlang der Umfangsrichtung des Käfigs 14 voneinander entfernt angeordnet, wobei eine oder mehrere (drei oder vier in dem dargestellten Beispiel) erste Käfigtaschen 34A zwischen den zweiten Käfigtaschen 34B angeordnet bzw. eingefügt sind. Die zweiten Käfigtaschen 34B sind nach Möglichkeit in Umfangsrichtung gleichwinklig angeordnet. Es können drei oder mehr Arten von Käfigtaschen 34 vorgesehen sein. In diesem Fall unterscheiden sich die Formen der Rückhalteeinrichtungen 40 voneinander.
6 ist eine erläuternde Zeichnung der ersten Käfigtasche 34A, entlang der Rollen-Axialrichtung betrachtet. Die in der ersten Käfigtasche 34A vorgesehenen Rückhalteeinrichtungen 40 sind „erste Rückhalteeinrichtungen 40A“. 7 ist eine erläuternde Zeichnung der zweiten Käfigtasche 34B, entlang der Rollen-Axialrichtung betrachtet. Die in der zweiten Käfigtasche 34B vorgesehenen Rückhalteeinrichtungen 40 sind „zweite Rückhalteeinrichtungen 40B“. 6 und 7 stellen einen Zustand dar, in dem die Kegelrolle 13 entlang des Wälzkreises angeordnet ist (Referenzzustand).
In 6 ist ein erster Zwischenraum K1 in Radialrichtung des Käfigs 14 zwischen der ersten Rückhalteeinrichtung 40A und der Kegelrolle 13 vorgesehen, die entlang des Wälzkreises angeordnet ist. Der erste Zwischenraum K1 ist ein Zwischenraum bzw. Spiel an einer Position, an der die erste Rückhalteeinrichtung 40A mit der Kegelrolle 13 in Kontakt gebracht werden kann. Mit dem ersten Zwischenraum K1 ist eine Verschiebung der Kegelrolle 13 mit einer radialen Komponente in der ersten Käfigtasche 34A zulässig. Ein zulässiger Betrag dieser Verschiebung wird als „erster Verschiebungsbetrag“ bezeichnet. Der erste Verschiebungsbetrag kann als ein verschiebbarer Betrag der Kegelrolle 13 angesehen werden, die entlang des Wälzkreises angeordnet ist.
In 7 ist ein zweiter Zwischenraum K2 in Radialrichtung des Käfigs 14 zwischen der zweiten Rückhalteeinrichtung 40B und der Kegelrolle 13 vorgesehen, die entlang des Wälzkreises angeordnet ist. Der zweite Zwischenraum K2 ist ein Zwischenraum an einer Position, an welcher die zweite Rückhalteeinrichtung 40B mit der Kegelrolle 13 in Kontakt gebracht werden kann. Mit dem zweiten Zwischenraum K2 ist eine Verschiebung der Kegelrolle 13 mit einer radialen Komponente in der zweiten Käfigtasche 34B zulässig. Ein zulässiger Betrag dieser Verschiebung wird als „zweiter Verschiebungsbetrag“ bezeichnet. Der zweite Verschiebungsbetrag kann als ein verschiebbarer Betrag der Kegelrolle 13 angesehen werden, die entlang des Wälzkreises angeordnet ist. Die vorliegende Offenbarung sieht eine Beziehung vor, in welcher der zweite Zwischenraum K2 kleiner als der erste Zwischenraum K1 ist (K2<K1). Daher ist der „zweite Verschiebungsbetrag“ kleiner als der „erste Verschiebungsbetrag“. In Bezug auf eine Lagebeziehung in Axialrichtung des Käfigs 14 können die Position, in der die erste Rückhalteeinrichtung 40A mit der Kegelrolle 13 in Kontakt gebracht werden kann, und die Position, in der die zweite Rückhalteeinrichtung 40B mit der Kegelrolle 13 in Kontakt gebracht werden kann, miteinander übereinstimmen, aber auch gegeneinander verschoben sein.
Damit der zweite Verschiebungsbetrag kleiner als der erste Verschiebungsbetrag sein kann, weist der Käfig 14 der vorliegenden Offenbarung zumindest eine der folgenden ersten und zweiten Strukturen auf.
Erste Struktur: Die Kontaktposition der zweiten Rückhalteeinrichtung 40B mit der Kegelrolle 13 (Scheitel 41 der Rückhalteeinrichtung 40 nahe der Kontaktposition) ist an einer Innenseite in Radialrichtung des Käfigs 14 in Bezug auf die Kontaktposition der ersten Rückhalteeinrichtung 40A vorgesehen.
Zweite Struktur: Die Kontaktposition der zweiten Rückhalteeinrichtung 40B mit der Kegelrolle 13 (Scheitel 41 der Rückhalteeinrichtung 40 nahe der Kontaktposition) ist auf der anderen Seite in Axialrichtung des Käfigs 14 in Bezug auf die Kontaktposition der ersten Rückhalteeinrichtung 40A vorgesehen.
Über die zweite Struktur wird eine ergänzende Beschreibung angegeben. Die Außenumfangsfläche der Kegelrolle 13 ist entlang einer konischen Fläche geformt, bei welcher der Außendurchmesser in Rollen-Axialrichtung zu der anderen Seite hin zunimmt. Mit der zweiten Struktur kann der zweite Zwischenraum K2 kleiner als der erste Zwischenraum K1 gemacht werden, und der „zweite Verschiebungsbetrag“ kann kleiner als der „erste Verschiebungsbetrag“ gemacht werden.
Aufgrund der unterschiedlichen Anordnungen der Rückhalteeinrichtungen 40 weist der Käfig 14 die beiden Arten von Käfigtaschen 34 auf, das heißt die Käfigtaschen 34A und 34B. Obwohl die Darstellung weggelassen wird, kann der Käfig 14 aufgrund der unterschiedlichen Formen der Rückhalteeinrichtungen 40 die beiden Arten von Käfigtaschen 34 aufweisen, das heißt die Käfigtaschen 34A und 34B, die sich in dem zulässigen Betrag der Verschiebung der Kegelrolle 13 unterscheiden.
Wie zuvor beschrieben, stellt 5A den Zustand dar, in dem die Kegelrollen 13 entlang des Wälzkreises angeordnet sind.. 5B stellt einen Zustand dar, in dem die Kegelrollen 13 nicht entlang des Wälzkreises angeordnet sind und jede Kegelrolle 13 um den „ersten Verschiebungsbetrag“ oder den „zweiten Verschiebungsbetrag“ verschoben ist. Das heißt, 5B stellt einen Zustand dar, in dem jede Kegelrolle 13 in Kontakt mit der ersten Rückhalteeinrichtung 40A oder der zweiten Rückhalteeinrichtung 40B ist. In 5B wird der Käfig 14 weggelassen, und die Kegelrolle 13 in der ersten Käfigtasche 34A und die Kegelrolle 13 in der zweiten Käfigtasche 34B sind schraffiert und werden durch Variieren der Schraffurdichte voneinander unterschieden. In 5B stellt Q1 einen Inkreis dar, der durch die Kleiner-Durchmesser-Seitenabschnitte der Kegelrollen 13 definiert ist, die in den ersten Käfigtaschen 34A aufgenommen sind und mit den ersten Rückhalteeinrichtungen 40A in Kontakt sind, und Q2 stellt einen Inkreis dar, der durch die Kleiner-Durchmesser-Seitenabschnitte der Kegelrollen 13 definiert ist, die in den zweiten Käfigtaschen 34B aufgenommen sind und mit den zweiten Rückhalteeinrichtungen 40B in Kontakt sind. Da sich der erste Verschiebungsbetrag von dem zweiten Verschiebungsbetrag wie zuvor beschrieben unterscheidet, unterscheidet sich der Durchmesser des ersten Inkreises Q1 von dem Durchmesser des zweiten Inkreises Q2 (Durchmesser des Inkreises Q1 > Durchmesser des Inkreises Q2). In 1 kann der Außendurchmesser (maximaler Außendurchmesser) Dc der kleinen Rippe 22 des Innenrings 11 gleich oder kleiner als der Durchmesser des ersten Inkreises Q1 und gleich oder größer als der Durchmesser des zweiten Inkreises Q2 sein. In der vorliegenden Offenbarung ist jedoch der Außendurchmesser (maximaler Außendurchmesser) Dc gleich oder größer als der Durchmesser des ersten Inkreises Q1 und gleich oder größer als der Durchmesser des zweiten Inkreises Q2.
Wie zuvor beschrieben, weisen die Käfigtaschen 34 des Käfigs 14 die ersten Käfigtaschen 34A und die zweiten Käfigtaschen 34B auf. Die erste Käfigtasche 34A weist die ersten Rückhalteeinrichtungen 40A und 40A auf. Bei den ersten Rückhalteeinrichtungen 40A und 40A ist der zulässige Betrag der Verschiebung der Kegelrolle 13, die in der ersten Käfigtasche 34A aufgenommen ist und entlang des Wälzkreises angeordnet ist, der erste Verschiebungsbetrag. Die zweite Käfigtasche 34B weist die zweiten Rückhalteeinrichtungen 40B und 40B auf. Bei den zweiten Rückhalteeinrichtungen 40B und 40B ist der zulässige Betrag der Verschiebung der Kegelrolle 13, die in der zweiten Käfigtasche 34B aufgenommen ist und entlang des Wälzkreises angeordnet ist, der zweite Verschiebungsbetrag, der kleiner als der erste Verschiebungsbetrag ist.
Zusammenbau des Kegelrollenlagers 10
Das Kegelrollenlager 10 mit der zuvor beschriebenen Struktur wird wie folgt zusammengebaut. Wie in 8A dargestellt, sind die Kegelrollen 13 in den Käfigtaschen 34 von der Innenumfangsseite des Käfigs 14 aufgenommen, um den Käfig 14 und die Kegelrollen 13 zusammenzubauen. Somit wird der Satz 50 der Kegelrollen 13 und des Käfigs 14 erhalten. Der Satz 50 wird veranlasst, sich dem Innenring 11 in Axialrichtung zu nähern (siehe 8B), um den Satz 50 an dem Innenring 11 zu befestigen. In dem Zustand des Satzes 50 und zu dem Zeitpunkt der Befestigung verhindern die Rückhalteeinrichtungen 40 und 40 jeder Käfigtasche 34 ein radiales Ablösen nach außen der Kegelrolle 13, die in jeder Käfigtasche 34 aufgenommen ist.
10 ist ein konzeptionelles Diagramm zum Beschreiben der Positionen der Kegelrollen 13 in der ersten Käfigtasche 34A und der zweiten Käfigtasche 34B. Wie in 10 und 8A dargestellt, ist der Durchmesser Di des Inkreises, der durch die Kleiner-Durchmesser-Seitenabschnitte 13a der Kegelrollen 13 definiert ist, die entlang des Wälzkreises in dem Satz 50 angeordnet sind, kleiner als der Außendurchmesser Dc der kleinen Rippe 22 des Innenrings 11. Ein Durchmesser Dj1 des Inkreises Q1, der durch die Kleiner-Durchmesser-Seitenabschnitte 13a der Kegelrollen 13 in Kontakt mit den ersten Rückhalteeinrichtungen 40A (siehe 10) definiert ist, und ein Durchmesser Dj2 des Inkreises Q2, der durch die Kleiner-Durchmesser-Seitenabschnitte 13a der Kegelrollen 13 in Kontakt mit den zweiten Rückhalteeinrichtungen 40B (siehe 10) definiert ist, sind kleiner als der Außendurchmesser Dc der kleinen Rippe 22 des Innenrings 11. Der Kleiner-Durchmesser-Seitenabschnitt 13a jeder Kegelrolle 13 muss die kleine Rippe 22 überwinden, während der Satz 50 und der Innenring 11 zusammengebaut werden (siehe 8B). Somit wird der Kleiner-Durchmesser-Seitenabschnitt 13a radial nach außen verschoben. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Teil der Kegelrolle 13 mit den Rückhalteeinrichtungen 40 und 40 des Käfigs 14 in Kontakt gebracht. Damit der Kleiner-Durchmesser-Seitenabschnitt 13a der Kegelrolle 13 die kleine Rippe 22 überwinden kann, wird der Innenring 11 in Axialrichtung gegen den Käfig 14 gedrückt, um einen Teil des Käfigs 14 (Teil einschließlich der Rückhalteeinrichtungen 40) elastisch zu verformen.
Jede Käfigtasche 34 weist die Rückhalteeinrichtungen 40 und 40 auf. Wie in 9A dargestellt, wird jede Kegelrolle 13 mit den Rückhalteeinrichtungen 40 und 40 in Kontakt gebracht und schwenkt dann in 9A im Uhrzeigersinn um den Kontaktpunkt. Das heißt, die Kegelrolle 13 schwenkt, um den Kleiner-Durchmesser-Seitenabschnitt 13a radial nach außen zu bewegen. Durch die Schwenkverschiebung der Kegelrolle 13 kann der Kleiner-Durchmesser-Seitenabschnitt 13a mühelos die kleine Rippe 22 überwinden.
Wie zuvor beschrieben, weist der Käfig 14 die zwei Arten von Käfigtaschen 34 auf. Wie zuvor beschrieben, ist der zulässige Betrag der Verschiebung mit der radialen Komponente in der ersten Käfigtasche 34A der erste Verschiebungsbetrag. Der erste Verschiebungsbetrag ist größer als der zulässige Betrag der Verschiebung in der zweiten Käfigtasche 34B (zweiter Verschiebungsbetrag). Das heißt, der zulässige Betrag der Verschiebung mit der radialen Komponente ist in der Kegelrolle 13 in der ersten Käfigtasche 34A größer als in der Kegelrolle 13 in der zweiten Käfigtasche 34B. Daher ist beim Zusammenbau des Satzes 50 und des Innenrings 11 ein „elastischer Verformungsbetrag (siehe einen linken Teil von 10)“ eines Teils des Käfigs 14 in der ersten Käfigtasche 34A klein, und die Kegelrolle 13 in der ersten Käfigtasche 34A kann mühelos die kleine Rippe 22 überwinden. Infolgedessen wird der Vorgang zum Zusammenbauen des Satzes 50 und des Innenrings 11 erleichtert. Selbst wenn die Kraft zum Drücken des Innenrings 11 in Axialrichtung klein ist, kann der Kleiner-Durchmesser-Seitenabschnitt 13a der Kegelrolle 13 mühelos die kleine Rippe 22 überwinden.
Beim Zusammenbau des Satzes 50 und des Innenrings 11 zur Innenringeinheit 51, wie in 9B dargestellt, werden die Kegelrolle 13 in der zweiten Käfigtasche 34B und der Käfig 14 kaum relativ zueinander verschoben. Der Grund ist, dass der zulässige Betrag der Verschiebung der Kegelrolle 13 mit der radialen Komponente in der zweiten Käfigtasche 34B der zweite Verschiebungsbetrag ist, der kleiner als der erste Verschiebungsbetrag ist, wie in 10 dargestellt. Das heißt, in dem Zustand der Innenringeinheit 51 werden die zweiten Rückhalteeinrichtungen 40B und 40B der zweiten Käfigtasche 34B mit der Kegelrolle 13 in Kontakt gebracht, und daher wird der Käfig 14 relativ zu dem Innenring 11 kaum verschoben. Da der Käfig 14 relativ zum Innenring 11 kaum verschoben wird, sind nicht nur die in den zweiten Käfigtaschen 34B des Käfigs 14 gehaltenen Kegelrollen 13, sondern auch die in den ersten Käfigtaschen 34A gehaltenen Kegelrollen 13 insgesamt kaum in Radialrichtung verschoben. Damit die Kegelrolle 13 in der zweiten Käfigtasche 34B in dem Zustand der Innenringeinheit 51 die kleine Rippe 22 überwinden kann, ist eine große äußere Kraft erforderlich, um einen großen „elastischen Verformungsbetrag (siehe einen rechten Teil von 10)“ in einem Teil des Käfigs 14 zu verursachen. Daher ist es für die Kegelrolle 13 schwierig, die kleine Rippe 22 zu überwinden. Im Vergleich zu einem Fall, in dem alle Käfigtaschen 34 die ersten Käfigtaschen 34A sind, lösen sich die Kegelrollen 13, die in den Käfigtaschen 34 aufgenommen sind, kaum von der Innenringeinheit 51 ab, wodurch das Auseinanderfallen der Innenringeinheit 51 unterbunden wird.
In dem in 9B dargestellten Zustand der Innenringeinheit 51 wird, wenn die Kegelrolle 13 in der Käfigtasche 34 versucht, eine Verschiebung in Radialrichtung vorzunehmen, die Verschiebung durch die Rückhalteeinrichtungen 40 und auch durch die kleine Rippe 22 in Kontakt mit der Kegelrolle 13 begrenzt. Daher wird die Innenringeinheit 51 kaum auseinanderfallen. Somit ist die Form der kleinen Rippe 22 (Außendurchmesser Dc) so festgelegt, dass selbst wenn die Kegelrolle 13, die in der Käfigtasche 34 aufgenommen ist, mit der radialen Komponente wie zuvor beschrieben verschoben wird, die Verschiebung durch den Kontakt zwischen der Kegelrolle 13 und der Stirnfläche der kleinen Rippe 22 begrenzt werden kann.
Durch das zuvor beschriebene Montageverfahren werden der Innenring 11, der Käfig 14 und die Kegelrollen 13 in die Innenringeinheit 51 integriert. Der Außenring 12 wird an der Innenringeinheit 51 angebracht, um das Kegelrollenlager 10 zu vervollständigen.
Insbesondere in der vorliegenden Offenbarung ist die Anzahl der zweiten Käfigtaschen 34B kleiner als die Anzahl der ersten Käfigtaschen 34A, wie in 5A dargestellt. Da die Anzahl der zweiten Käfigtaschen 34B klein ist, wird der Vorgang zum Zusammenbauen des Satzes 50 und des Innenrings 11 weiter erleichtert. Obwohl die Anzahl der zweiten Käfigtaschen 34B klein ist, wird der Käfig 14 relativ zum Innenring 11 kaum verschoben. Die zweiten Käfigtaschen 34B sind in Umfangsrichtung voneinander entfernt angeordnet, wobei die ersten Käfigtaschen 34A zwischen den zweiten Käfigtaschen 34B angeordnet bzw. eingefügt sind. Daher wird der Käfig 14 gegenüber dem Innenring 11 kaum sicherer verschoben. Infolgedessen fällt die Innenringeinheit 51 schwerlich auseinander.
Kegelrollenlager 10 der vorliegenden Offenbarung
Falls alle Käfigtaschen 34 die zweiten Käfigtaschen 34B sind, in denen der zulässige Betrag der Verschiebung der Kegelrolle 13 (zweiter Verschiebungsbetrag) klein ist, erfordert das Zusammenbauen des Satzes 50 und des Innenrings 11 eine große Kraft (Last). Daher ist der Zusammenbau schwierig. Falls alle Käfigtaschen 34 die ersten Käfigtaschen 34A sind, in denen der zulässige Betrag der Verschiebung der Kegelrolle 13 (erster Verschiebungsbetrag) groß ist, fallen die Kegelrollen 13 und der Käfig 14 wahrscheinlich von dem Innenring 11 in dem Zustand der Innenringeinheit 51 ab. In der vorliegenden Offenbarung weisen die Käfigtaschen 34 des Käfigs 14 die ersten Käfigtaschen 34A mit den ersten Rückhalteeinrichtungen 40A auf, mit denen der zulässige Betrag der Verschiebung der erste Verschiebungsbetrag ist, und die zweiten Käfigtaschen 34B mit den zweiten Rückhalteeinrichtungen 40B auf, mit denen der zulässige Betrag der Verschiebung der zweite Verschiebungsbetrag ist, der kleiner als der erste Verschiebungsbetrag ist. Daher ist es möglich, sowohl die Erleichterung des Vorgangs zum Zusammenbau des Innenrings 11 und des Satzes 50 des Käfigs 14 und der Kegelrollen 13 als auch das Unterbinden des Auseinanderfallens der Innenringeinheit 51 zu erzielen, die durch Zusammenbau des Satzes 50 und des Innenring 11 erhalten wird.
In der vorliegenden Offenbarung wird das einreihige Kegelrollenlager 10 beschrieben, bei dem die Kegelrollen 13 in Umfangsrichtung in einer Reihe angeordnet sind. Obwohl die Darstellung weggelassen wird, kann ein Käfig eines mehrreihigen Kegelrollenlagers die zuvor beschriebene Struktur aufweisen. Als eine weitere Form kann in einem Fall, in dem eine Radlagervorrichtung (auch als „Nabeneinheit“ bezeichnet), die zum Lagern eines Rades eines Automobils konfiguriert ist, durch ein Kegelrollenlager gebildet werden, d.h. in einem Fall, in dem die Radlagervorrichtung teilweise Kegelrollen als Walzkörper aufweist, ein Käfig, der die Kegelrollen hält, die zuvor beschriebene Struktur aufweisen.
Weitere Merkmale
11 ist eine Schnittansicht, die das Kegelrollenlager 10 der vorliegenden Offenbarung darstellt. 11 stellt einen Querschnitt dar, der sich von dem in 1 unterscheidet. Das Kegelrollenlager 10 wird durch Schmieröl (Öl) geschmiert. Wenn der Käfig 14 in Radialrichtung verschoben wird, kann der Käfig 14 mit einem Teil der Innenumfangsfläche des Außenrings 12 in Gleitkontakt gebracht werden, und dementsprechend wird die Drehung des Käfigs 14 durch den Außenring 12 geführt. Das heißt, das Kegelrollenlager 10 ist ein außenringgeführtes Lager, bei dem der Käfig 14 durch den Außenring 12 geführt wird.
Der Käfig 14 hat eine erste Kontaktfläche 61 auf der radialen Außenseite und auf einer Seite in Axialrichtung und eine zweite Kontaktfläche 62 auf der radialen Außenseite und auf der anderen Seite in Axialrichtung. Die erste Kontaktfläche 61 weist einen Teil der Außenumfangsfläche des Kleiner-Durchmesser-Ringkörpers 31 auf. Die erste Kontaktfläche 61 und die zweite Kontaktfläche 62 können mit der Innenumfangsfläche des Außenrings 12 in Gleitkontakt gebracht werden, und dementsprechend wird die Drehung des Käfigs 14 durch den Außenring 12 geführt. In einem Zustand, in dem die Mittellinien des Außenrings 12 und des Käfigs 14 miteinander übereinstimmen, wie in 11 dargestellt, ist ein Zwischenraum e1, der zwischen der ersten Kontaktfläche 61 und einer Innenumfangsfläche 69 des Außenrings 12 auf einer Seite in Axialrichtung ausgebildet ist, für die Außenringführung klein festgelegt. Der Zwischenraum e1 fungiert als ein Labyrinthzwischenraum bzw. Labyrinthspiel, der das Auftreten eines Falls reduzieren kann, in dem externes Schmieröl auf einer Seite in Axialrichtung des Kegelrollenlagers 10 in einen Innenraum (innerhalb des Kegelrollenlagers 10) zwischen dem Innenring 11 und dem Außenring 12 eintritt, wo die Kegelrollen 13 vorgesehen sind.
Wie zuvor beschrieben, wird der Käfig 14 durch den Außenring durch Reduzieren des Zwischenraums e1 geführt. Des Weiteren ist ein Zwischenraum e2, der zwischen einer Innenumfangsfläche 65 des Kleiner-Durchmesser-Ringkörpers 31 des Käfigs 14 und einer Außenumfangsfläche 66 der kleinen Rippe 22 des Innenrings 11 ausgebildet ist, klein festgelegt. Der Zwischenraum e2 fungiert auch als ein Labyrinthzwischenraum. Daher tritt externes Schmieröl kaum von einer Seite in Axialrichtung durch einen Raum zwischen dem Käfig 14 und dem Innenring 11 in das Kegelrollenlager 10 ein. Durch Unterbinden des Eintritts des Schmieröls in das Kegelrollenlager 10 wird der Widerstand gegen Rühren des Schmieröls während der Drehung des Kegelrollenlagers 10 reduziert. Daher kann ein Laufdrehmoment (Drehwiderstand) des Kegelrollenlagers 10 reduziert werden.
Das Schmieröl, das durch die Zwischenräume e1 und e2 fließt, fließt in Axialrichtung zu der anderen Seite des Außenrings 12, wie durch die Pfeile G1 und G2 in 11 angegeben. Der Käfig 14 weist den Großer-Durchmesser-Ringkörper 32 auf der anderen Seite in Axialrichtung auf. Das Schmieröl trifft auf einer Seite in Axialrichtung auf eine Stirnfläche 35 des Großer-Durchmesser-Ringkörpers 32 auf. Dann fließt das Schmieröl mit geänderter Richtung in Richtung zu dem Innenring 11, wie durch einen Pfeil G3 angegeben. Ein Teil des Schmieröls wird zwischen der Stirnfläche 24 der großen Rippe 23 und der großen Rollenendfläche 17 der Kegelrolle 13 zugeführt. Das heißt, die Stirnfläche 35 des Großer-Durchmesser-Ringkörpers 32 ist auf einer Seite in Axialrichtung so geformt, um die Fließrichtung des Schmieröls wie zuvor beschrieben zu ändern. Des Weiteren kann das Schmieröl, das durch den Zwischenraum e2 fließt, entlang einer radialen Innenfläche 64 der Käfigstange 33 in Richtung zu der Stirnfläche 24 der großen Rippe 23 fließen. Obwohl die Menge des Schmieröls gering ist, wird das Schmieröl in Richtung zu der Stirnfläche 24 der großen Rippe 23 zugeführt, um die Schmierfähigkeit der Gleitkontaktfläche zwischen der Kegelrolle 13 und der großen Rippe 23 zu erhöhen. Somit kann ein Festfressen verhindert werden.
Ein Zwischenraum e3 ist zwischen der radialen Außenfläche des Käfigs 14 auf der anderen Seite in Axialrichtung (zweite Kontaktfläche 62) und einem Teil der Innenumfangsfläche des Außenrings 12 vorgesehen. Das Schmieröl in dem Kegelrollenlager 10 wird durch den Zwischenraum e3 nach außen abgelassen. Das heißt, ein Teil des Schmieröls, das entlang der Innenumfangsfläche des Außenrings 12 fließt, fließt in Richtung zu der Stirnfläche 24 der großen Rippe 23, wie zuvor beschrieben, und das verbleibende (überschüssige) Schmieröl wird durch den Zwischenraum e3 abgelassen. Somit ist es möglich, eine Erhöhung des Rührwiderstands des Kegelrollenlagers 10 aufgrund des überschüssigen Schmieröls zu verhindern.
Das hier offenbarte Ausführungsbeispiel ist veranschaulichend, aber nicht in jeder Hinsicht einschränkend. Der Schutzumfang der Rechte der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt und umfasst alle Abwandlungen innerhalb des Schutzumfangs von Äquivalenten zu den Bestandteilen in den Ansprüchen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013221592 A [0002]

Claims

Kegelrollenlager (10), gekennzeichnet durch: einen Innenring (11), der eine Innenringlaufbahn (21) auf einer Außenumfangsseite, eine kleine Rippe (22), die auf einer Seite der Innenringlaufbahn (21) in Axialrichtung vorgesehen ist, und eine große Rippe (23) hat, die auf einer anderen Seite der Innenringlaufbahn (21) in Axialrichtung vorgesehen ist; einen Außenring (12), der eine Außenringlaufbahn (20) auf einer Innenumfangsseite hat; eine Mehrzahl von Kegelrollen (13), die in Rollkontakt mit der Innenringlaufbahn (21) und der Außenringlaufbahn (20) sind; und einen Ringkäfig (14), der eine Mehrzahl von Käfigtaschen (34) hat, welche die Kegelrollen (13) aufnehmen, wobei jede der Käfigtaschen (34) eine Rückhalteeinrichtung (40) hat, die konfiguriert ist, um eine Verschiebung der Kegelrolle (13) zuzulassen, die in einer Richtung mit einer Komponente in Radialrichtung relativ zu einer Mittelachse des Kegelrollenlagers (10) aufgenommen ist, und um ein Ablösen der Kegelrolle (13) zu einer Außenseite in Radialrichtung einzuschränken, indem die Rückhalteeinrichtung (40) mit einem Teil einer Außenumfangsfläche der Kegelrolle (13) in Kontakt gebracht wird, und die Käfigtaschen (34) aufweisen: eine erste Käfigtasche (34A), die eine erste Rückhalteeinrichtung (40A) hat, mit der ein zulässiger Betrag der Verschiebung ein erster Verschiebungsbetrag ist; und eine zweite Käfigtasche (34B), die eine zweite Rückhalteeinrichtung (40B) hat, mit welcher der zulässige Betrag der Verschiebung ein zweiter Verschiebungsbetrag ist, der kleiner als der erste Verschiebungsbetrag ist.
Kegelrollenlager (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: die erste Rückhalteeinrichtung (40A) einen ersten Zwischenraum in Radialrichtung von der Kegelrolle (13) hat, die in der ersten Käfigtasche (34A) aufgenommen ist; und die zweite Rückhalteeinrichtung (40B) einen zweiten Zwischenraum in Radialrichtung von der Kegelrolle (13) hat, die in der zweiten Käfigtasche (34B) aufgenommen ist, wobei der zweite Zwischenraum kleiner als der erste Zwischenraum ist.
Kegelrollenlager (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der zweiten Käfigtaschen (34B) kleiner als die Anzahl der ersten Käfigtaschen (34A) ist.
Kegelrollenlager (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl der zweiten Käfigtaschen (34B) voneinander entfernt in Umfangsrichtung relativ zu der Mittelachse des Kegelrollenlagers (10) angeordnet ist, wobei die erste Käfigtasche (34A) zwischen den zweiten Käfigtaschen (34B) angeordnet ist.
Kegelrollenlager (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Rückhalteeinrichtung (40B) auf einer Innenseite in Radialrichtung in Bezug auf die erste Rückhalteeinrichtung (40A) vorgesehen ist.
Kegelrollenlager (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Rückhalteeinrichtung (40B) auf der anderen Seite in Axialrichtung in Bezug auf die erste Rückhalteeinrichtung (40A) vorgesehen ist.
Käfig (14) für ein Kegelrollenlager (10), das einen Innenring (11) aufweist, der eine Innenringlaufbahn (21) auf einer Außenumfangsseite, eine kleine Rippe (22), die auf einer Seite der Innenringlaufbahn (21) in Axialrichtung vorgesehen ist, und ein gro-ße Rippe (23) hat, die auf einer anderen Seite der Innenringlaufbahn (21) in Axialrichtung vorgesehen ist, einen Außenring (12) aufweist, der eine Außenringlaufbahn (20) auf einer Innenumfangsseite hat, und eine Mehrzahl von Kegelrollen (13) aufweist, die in Rollkontakt mit der Innenringlaufbahn (21) und der Außenringlaufbahn (20) sind, wobei der Käfig (14) gekennzeichnet ist durch: eine Mehrzahl von Käfigtaschen (34), welche jeweils die Kegelrollen (13) aufnehmen, wobei jede der Käfigtaschen (34) eine Rückhalteeinrichtung (40) hat, die konfiguriert ist, um eine Verschiebung der Kegelrolle (13) zuzulassen, die in einer Richtung mit einer Komponente in Radialrichtung relativ zu einer Mittelachse des Kegelrollenlagers (10) aufgenommen ist, und um ein Ablösen der Kegelrolle (13) zu einer Außenseite in Radialrichtung einzuschränken, indem die Rückhalteeinrichtung (40) mit einem Teil einer Außenumfangsfläche der Kegelrolle (13) in Kontakt gebracht wird, und die Käfigtaschen (34) aufweisen: eine erste Käfigtasche (34A), die eine erste Rückhalteeinrichtung (40A) hat, mit der ein zulässiger Betrag der Verschiebung ein erster Verschiebungsbetrag ist; und eine zweite Käfigtasche (34B), die eine zweite Rückhalteeinrichtung (40B) hat, mit welcher der zulässige Betrag der Verschiebung ein zweiter Verschiebungsbetrag ist, der kleiner als der erste Verschiebungsbetrag ist.