JP2000304054A

JP2000304054A - 円すいころ軸受

Info

Publication number: JP2000304054A
Application number: JP10965399A
Authority: JP
Inventors: Chuichi Sato; 忠一佐藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2000-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】加工能率を高めることができ、組み立ての自
動化が容易になり、ユーザーにおける組み込み時間も短
縮可能な円すいころ軸受を提供する。【解決手段】外周面に円すい状の内輪軌道３３ａを有
する内輪３３と、内周面に円すい状の外輪軌道３５ａを
有する外輪３５と、この内輪軌道３３ａと外輪軌道３５
ａとの間で転動自在に介装される複数の円すいころ３７
とを具備した円すいころ軸受において、内輪３３の大径
側軌道端部に、円すいころ３７の大径側端面３７ｂに接
するつば部３９を突設する。内輪３３の小径側軌道端部
に周溝４１を形成する。この周溝４１に、弾性体からな
り、円すいころ３７の小径側端面３７ａに摺接するリッ
プ４５を有したストップリング４３を嵌着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車の軸
受に用いて好適な円すいころ軸受の改良に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車のトランスミッションやデ
ィファレンシャルギヤの回転軸を支持する軸受には、ラ
ジアル荷重とアキシャル荷重との両方が支持でき、且つ
耐荷重の大きい図５(a)に示す円すいころ軸受が用いら
れる。この円すいころ軸受１は、図５(b)に一部拡大し
て示すように、外周面に円すい状の軌道面３ａを有す
る内輪３と、内周面に円すい状の軌道面５ａを有する外
輪５と、内輪３の軌道面３ａと外輪５の軌道面５ａとの
間で転動自在に設けられた複数の円すいころ７とを備え
てなる。なお、内輪３の大径側軌道端部には大つば９が
突設され、内輪３の小径側軌道端部には小つば１１が突
設されている。

【０００３】円すいころ軸受１は、例えば外輪５を不図
示のハウジングに嵌合し、内輪３に不図示の回転軸を嵌
合することで、回転軸を回転自在にハウジングに支持す
る。このようにしてハウジングと回転軸との間に介装さ
れた円すいころ軸受１は、回転軸に作用するラジアル方
向、或いはアキシャル方向のいずれの荷重も円すいころ
７によって支承して、ハウジングと回転軸とを円滑に相
対回転させることができる。

【０００４】ところで、円すいころ軸受１は、ハウジン
グに組み込むに際して予圧調整を行い、内輪３と外輪５
の軸方向の相対位置を適正に設定する必要がある。即
ち、円すいころ７の大端面が大つば９に当接するように
設定する。この予圧調整は、アキシャル方向に予圧力を
負荷すると共に、例えば内輪３を回転軸に固定した状態
で回転軸を回転駆動することで内輪３と外輪５とを相対
的に回転させることで行われ、円すいころ７を内輪３の
軌道面になじませる。この予圧調整によって、内輪３が
外輪５側にΔＤ_C分押下され、大つば９に円すいころ７
の大端面７ａが接触するようになる。

【０００５】しかし、このような予圧調整のための作業
は時間がかかると共に、円すいころ７や内輪３、外輪５
に寸法のバラツキがあった場合には、大つば９と大端面
７ａとの間に隙間を生じてしまう。この隙間ΔＤ_Cの長
さ分円すいころ７の軸方向長さにバラツキがあると、図
６に示すように径方向にΔｄ（Δｄ＝２ ΔＤ_Cｔａｎ
β）のバラツキが発生することになり、その結果、円す
いころ軸受２１の組み立て高さＨが変動する。また、
予圧調整時に大つば９と大端面７ａとの接触状態を確実
に判断することは困難であり、大つば９と大端面７ａと
が未接触のまま調整を終了すると、予圧抜けを発生させ
ることになる。このため従来では、円すいころ７の長さ
寸法公差、内輪３の溝幅（大つば９と小つば１１との間
の距離）の公差を小さくすることにより、ΔＤ_Cを小さ
く設定する対策をとっていた。また、円すいころ７の長
さ寸法は、尾部を研削しないために尾部基準で頭部を研
削して長さを整えているが、この寸法公差が小さくない
と、図１４に示すように、(a)頭部基準にて外径粗研
削、(b)尾部基準にて頭部仕上研削、(c)頭部基準にて外
径仕上研削、する際に、粒度（頭部、外径）を確保する
ことが困難となる。そのためにも寸法公差を小さくす
る必要がある。

【０００６】また、このような小つばを有する円すいこ
ろ軸受は、図７に示すように保持器１３が単体である
時、小つば１１に対応する側の保持器１３の底押し部１
３ａを底押し工程にて拡径し、保持器１３のポケットに
円すいころ７が押入される。そして、内輪３を押入した
状態で、図８に示すように受型１５を用いて保持器１３
の底押し部１３ａを加締て縮径させることで隙間δを所
定量に小さくし、ばれを防止しつつ、内輪３、円すいこ
ろ７、保持器１３を一体に組み立てていた。

【０００７】その他の円すいころ軸受の構造としては、
図９に示すように小つばのないストップリング装着タイ
プがある。このタイプでは、内輪３の軌道面３ａに大つ
ば９のみが突設され、軌道面３ａの小径側軌道端部には
周溝１７が形成され、この周溝１７には金属製のストッ
プリング１９が装着される。ストップリング１９は、図
１０に示すように円周の一箇所を切断したＣ字形状に形
成され、切断部２１を拡げることにより拡径されて周溝
１７に装着される。このストップリング装着タイプで
は、ソリッドタイプの保持器２２（図９参照）に円すい
ころを保持させて、その状態で保持器２２及び円すいこ
ろを内輪３に組み付けた後、内輪３の周溝１７にストッ
プリング１９を装着することで、内輪３、円すいころ
７、保持器２２を一体に組み立てていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように内輪の溝幅の公差を小さくすることはΔＤ_Cを
小さくする上で好適となるが、円すいころ軸受が小つ
ばを有する場合、内輪３の研磨時に、図１１、１２に示
すように、小つば１１に砥石２３が干渉しないように、
逃げΔＤ₁及びΔＤ₂を確保して軌道面を研削しなければ
ならない。このため、砥石２３と軌道面との接触面に制
約が生じ、インフィード研削を行っても研削能率が低下
することになった。そして、小つば１１を避けなければ
ならないため、砥石２３を複雑な動作で移動させなけれ
ばならず、これによっても研削能率が低下した。

【０００９】また、内輪及び外輪の作製に当たっては、
冷間又は熱間鍛造によって、図１２に示すワークＷから
内輪Ａ及び外輪Ｂを分離線２５を境に分離して、親子取
りすることができる。そして、内輪Ａ、外輪Ｂの分離後
に内輪３の軌道面３ａを形成するための旋削を行うが、
その際、小つばを有する内輪３では取代Ｃが増大して加
工時間及び加工コストが増大した。

【００１０】一方、図８に示した小つばのない円すいこ
ろ軸受は、保持器の底押し・加締が必要ないのでスキュ
ー精度が低下しないことの他、内輪をニアネットシェイ
プで鍛造形成することが可能になり、旋削取代を少なく
できると共に、砥石と軌道面との接触面にも制約が生じ
ないことから研削能率を高めることができる利点があ
る。しかしながら、逃げΔＤ_Cをなくすための予圧調整
を行わなければならず、これが上述したように調整に
多大な時間を要すると共に、予圧抜けが生じれば円すい
ころの運動による騒音・振動等が発生することになる。

【００１１】また、小つばのない円すいころ軸受は、図
１０に示したストップリング１９の切断部２１を拡径し
て内輪の周溝への装着が行われるが、この装着作業を自
動化することは困難であった。

【００１２】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、加工能率を高めることができ、組み立ての自動化が
容易になり、しかも、ユーザーにおける組み込み時間も
短縮可能な円すいころ軸受を提供することを目的として
いる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る円すいころ軸受は、外周面に円すい状の
内輪軌道面を有する内輪と、内周面に円すい状の外輪軌
道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面
との間で転動自在に介装される複数の円すいころとを具
備した円すいころ軸受において、前記内輪の大径側軌道
端部に、前記円すいころの大端面に接するつば部を突設
する。一方、前記内輪の小径側軌道端部に周溝を形成
し、弾性体からなり前記円すいころの小端面に摺接して
該円すいころを前記つば部の方向に予圧するストップリ
ングを前記周溝に設けたことを特徴とする。

【００１４】この円すいころ軸受では、ストップリング
を円すいころの小端面に摺接させて、円すいころをつば
部の方向に予圧することで、円すいころの遊び（つばと
の隙間）が常時防止される。これにより、円すいころの
軸方向長さのバラツキが許容され、高い加工精度を必要
とせず、加工時間や加工コストを低減することができ
る。また、内輪、外輪の鍛造工程においては、旋削によ
る取代を小さくすることができ、ニアネットシェイプが
可能となる。そして、組み立て時においては保持器の底
押し、加締等が必要なくなり、単に保持器４７内側に内
輪３３を押し入れるだけでよく、軸受の組み立て行程を
大幅に簡略化することができる。このため、組み立て作
業の自動化が容易になる。

【００１５】そして、本発明に係る円すいころ軸受は、
前記ストップリングに形成されたリップで前記円すいこ
ろの小端面を押圧することにより、前記円すいころを軸
方向に予圧を付与するものであってもよい。

【００１６】この円すいころ軸受では、円すいころの小
端面がストップリングのリップに押圧されて円すいころ
に予圧が付与されることで、円すいころが常時つば部に
押し付けられて、円すいころの遊びが積極的に除去され
る。

【００１７】また、本発明に係る円すいころ軸受は、前
記ストップリングが、相対回転不能に、前記周溝に嵌着
されることが好ましい。

【００１８】この円すいころ軸受では、ストップリング
が周溝に嵌着されることで、ストップリングと内輪とが
相対回転不能に固定され、運動時におけるストップリン
グのつれ回りを防止できる。

【００１９】更に、本発明に係る円すいころ軸受は、前
記ストップリングが、合成樹脂を射出成形してなるもの
であってもよい。

【００２０】この円すいころ軸受では、ストップリング
が射出成形されることで、容易且つ高精度に、しかも安
価にストップリングを製作することが可能になる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る円すいころ軸
受の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明す
る。図１は本発明に係る円すいころ軸受の要部拡大断面
図、図２は本発明に係る円すいころ軸受の変形例を示し
た要部拡大断面図、図３は本発明に係る円すいころ軸受
の内輪軌道面の研削状況を表した要部拡大断面図、図４
は本発明に係る円すいころ軸受の内外輪の鍛造ワークを
示した要部拡大断面図である。

【００２２】本実施の形態による円すいころ軸受３１
は、外周面に円すい状の軌道面３３ａを有する内輪３３
と、内周面に円すい状の軌道面３５ａを有する外輪３５
と、内輪３３の軌道面３３ａと外輪３５の軌道面３５ａ
との間で転動自在に設けられた複数の円すいころ３７と
を備えてなる。

【００２３】内輪３３の大径側軌道端部にはつば部３９
が突設され、内輪３３の小径側軌道端部は従来の小つば
１１（図５参照）が突設されないテーパ面となってい
る。この小径側軌道端部のテーパ面には、周溝４１が形
成されている。この周溝４１には、弾性体からなる環状
のストップリング４３が嵌着されている。ストップリン
グ４３は、内径が周溝４１の外径より若干小さく設定さ
れて周溝４１に嵌着されことで、内輪３３と相対回転不
能となっている。

【００２４】ストップリング４３の外周には半径方向外
側に突出し、且つ円周方向に連続するリップ４５が突設
されている。このリップ４５は、ストップリング４３と
一体成形され、ストップリング４３が周溝４１に装着さ
れた状態で、図１の上側へ向いて突出して形成されてい
る。このリップ４５の先端は、軌道面３３ａに外周を接
触させた円すいころ３７の小径端面３７ａに接触してい
る。ストップリング４３は、リップ４５の突出長さ及び
その断面形状が、円すいころ３７の小径端面３７ａに確
実に当接し、且つ所要の押圧力が得られるように設定さ
れる。

【００２５】この円すいころ軸受３１は、保持器４７の
ポケットに円すいころ３７を配置した状態で、保持器４
７の内側に内輪３３を図１の上方向から押し込み、さら
に外輪３５を保持器４７の外側に配することで組み立て
られる。保持器４７内側に内輪３３を押し込む際、リッ
プ４５は、円すいころ３７の軌道面３３ａに沿って摺接
し、円すいころ３７の小端面３７ａに達したときに弾性
復元して円すいころ３７をつば部３９側に押圧する。即
ち、円すいころ軸受３１の組み立て後は、リップ４５に
よって円すいころ３７が常時予圧されることになる。

【００２６】上記ストップリング４３は、例えばニトリ
ルゴム等のゴム材により形成して周溝４１に嵌着するも
のであってよく、また、生産性の高い合成樹脂材の射出
成形により形成して周溝４１に嵌着するものであっても
よい。いずれの場合でも、ストップリング４３の内径寸
法を周溝４１の内径寸法より小さく設定することで回転
時のつれ回りを防止することが好ましい。そしてさら
に、図２に示すように、弾性を有する軟質の樹脂材料に
より周溝４１にインサート成形するものであってもよ
い。つまり、ストップリング４３は、弾性力により円す
いころ３７に対して常に予圧が付与できるものであれ
ば、その材質、形成方法は特に限定されるものではな
い。

【００２７】このように構成される円すいころ軸受３１
では、ストップリング４３のリップ４５が円すいころ３
７の小径端面３７ａに常に摺接して付勢され、円すいこ
ろ３７が軸方向つば部３９側に予圧される。これによ
り、円すいころ３７の遊び（円すいころ３７とつば部３
９との隙間）をなくすことができ、円すいころ３７の軸
方向長さのバラツキが許容されるようになる。このた
め、円すいころ３７の軸方向長さの公差が大きい場合で
あっても、遊びを生じなくなる。また、小つばが存在し
ない分、軌道面３３ａの幅Ｌを大きく確保できるので、
設計上の耐荷重容量をより向上させることができる。

【００２８】そして、図３に示すように、内輪３３の研
削時に従来にみられる小つばとの干渉がないため、砥石
２３をつば部３９に対して直角方向に切り込むことがで
き、また、砥石２３とつば面との干渉が少なくなり径寸
法を大にできるため、研削効率や研削焼け等の不具合防
止に有利となる。そして、超仕上げを行う場合ではオッ
シレーション量を大きくすることができる。

【００２９】また、内輪３３及び外輪３５の鍛造工程で
は、図４に示すワークＷのように、ニアネットシェイプ
とすることが可能になる。そして、内輪３３の旋削工程
では、従来の図１２に示した従来の取代Ｃ_aに比べて、
取代Ｃ_bをはるかに少なくできる。これらの理由によ
り、鍛造、旋削、研削加工コストの低減が可能にな
る。

【００３０】組み立てにおいては、保持器４７の底押
し、及び加締がなくなり、組み立て作業を複雑化する不
利がなくなると共に、組み立て後にスキュー精度が低下
することがなくなる。そして、組み立て作業がほぼワン
タッチで行えるようになり、従来自動化が困難であった
金属ストップリングタイプや金属リング加締タイプに比
べて、組み立ての自動化を大幅に単純化することができ
る。

【００３１】このように、上述の円すいころ３７によれ
ば、円すいころ３７の遊びをなくすことが可能になり、
円すいころ３７の軸方向長さの公差が大きい場合であっ
ても問題が生じなくなる。そして、円すいころ３７が頭
部基準加工でよいため、図１４に示した(b)尾部基準の
頭部仕上は必要なく、外径基準で頭部仕上研削でよい
ため、頭部仕上げ、外径仕上げにおける取代のバラツキ
が小さく抑えられ、加工能率を高めることができる。ま
た、組み立て時の装着が単にストップリング４３を押し
込むだけでよいため、組み立ての自動化が容易になる。
更に、組み立て時においても保持器精度が悪化せず、し
かも、常に予圧が自動的に付与されるので、予圧調整を
行う必要がなく、軸受としての良好な性能が得られ、ユ
ーザーにおける組み込みも短時間で行えるようになる。
そして、円すいころ軸受を搬送したり組み付け作業を行
う場合等に、円すいころに遊びがないために不用意につ
ば部等に衝撃が加わることがなくなり、軸受の耐衝撃性
を向上させることができる。

【００３２】また、小つばがなくなるので、軌道面３３
ａの小径側軌道端部と保持器４７との間隙Ｅを大きく確
保できるようになり、潤滑油の流入開口を大きくして、
潤滑油の流入を円滑にすることができる。更に、ストッ
プリング４３自体が弾性体からなるので、ストップリン
グ４３を弾性変形させることで円すいころ３７の保持を
簡便にして解除することができ、円すいころ軸受３１の
分解作業を容易にすることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る円すいころ軸受は、内輪の大径側軌道端部に、円すい
ころの大端面に接するつば部を突設する一方、内輪の小
径側軌道端部に周溝を形成し、該周溝に、弾性体からな
り円すいころの小端面に摺接して円すいころをつば部方
向に予圧するストップリングを設けたことにより、円す
いころが軸方向に片寄せられ、円すいころの軸方向長さ
の公差が大きい場合であっても円すいころの遊び（つば
との隙間）をなくすことが可能になる。このため、円す
いころの軸方向長さに高い精度が必要とされず、加工時
間や加工コストを低減することができる。また、内輪、
外輪の鍛造工程においては、旋削による取代を小さくす
ることができ、ニアネットシェイプとすることが可能と
なる。そして、組み立て時においては、保持器の底押
し、加締等が必要なくなり、単に保持器内側に内輪を押
し入れるだけでよいため、軸受の組み立て工程を大幅に
簡略化でき自動化を容易にすることができる。また、組
み立て時に保持器精度が悪化しないので、軸受としての
良好な性能が得られると共に、円すいころに常に予圧が
付与されるので、予圧調整が不要になり、円すいころ軸
受の組み込みも短時間で確実に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る円すいころ軸受の要部拡大断面図
である。

【図２】本発明に係る円すいころ軸受の変形例を示した
要部拡大断面図である。

【図３】本発明に係る円すいころ軸受の内輪軌道面の研
削状況を表した要部拡大断面図である。

【図４】本発明に係る円すいころ軸受の内外輪の鍛造ワ
ークを示した要部拡大断面図である。

【図５】従来の円すいころ軸受の全体図及び要部拡大断
面図である。

【図６】従来の円すいころ軸受の円すいころの軸方向移
動に伴う径方向変化量を表した要部拡大断面図である。

【図７】従来の円すいころ軸受の底押し組み立て時の状
況を表した要部拡大断面図である。

【図８】従来の円すいころ軸受における保持器加締時の
状況を表した要部拡大断面図である。

【図９】従来のストップリングタイプの円すいころ軸受
を示した要部拡大断面図である。

【図１０】従来の円すいころ軸受に用いられるストップ
リングの平面図である。

【図１１】従来の円すいころ軸受における内輪軌道面の
研削状況を表した要部拡大断面図である。

【図１２】従来の円すいころ軸受における砥石と小つば
との干渉部を示した要部拡大断面図である。

【図１３】従来の円すいころ軸受における内外輪の鍛造
ワークを示した要部拡大断面図である．

【図１４】従来の円すいころ軸受における円すいころの
加工手順を説明する図である。

【符号の説明】

３１円すいころ軸受３３内輪３３ａ軌道面３５外輪３５ａ軌道面３７円すいころ３７ａ円すいころの小端面３７ｂ円すいころの大端面３９つば部４１周溝４３ストップリング４５リップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周面に円すい状の内輪軌道面を有する
内輪と、内周面に円すい状の外輪軌道面を有する外輪
と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間で転動自在
に介装される複数の円すいころとを具備した円すいころ
軸受において、前記内輪の大径側軌道端部に、前記円す
いころの大端面に接するつば部を突設する一方、前記内
輪の小径側軌道端部に周溝を形成し、弾性体からなり前
記円すいころの小端面に摺接して該円すいころを前記つ
ば部の方向に予圧するストップリングを前記周溝に設け
たことを特徴とする円すいころ軸受。