JP2003113844A - 円錐ころ軸受の製造方法及び円錐ころ軸受 - Google Patents

円錐ころ軸受の製造方法及び円錐ころ軸受

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速回転に供しても潤滑剤含有ポリマの噛み
込みを防止できる信頼性の高い円錐ころ軸受の製造方法
及び円錐ころ軸受を提供する。 【解決手段】 本発明の円錐ころ軸受の製造方法は、外
輪型１２と内輪型１３及び蓋型１６，１７から構成され
る成形型１５内に、円錐ころ４と保持器５からなる組付
け体を装着する。これにより、円錐ころ４と保持器５の
外周側空間と内周側空間とを保持器５の軸線方向両端を
介して全周にわたり遮断する。そして、少なくとも内周
側空間を密閉空間とした上で、注入口１８を介して保持
器５の内周側空間内に潤滑剤含有ポリマを充填すること
で、潤滑剤含有ポリマを有する円錐ころ４と保持器５か
らなる準組立体を形成することができる。この準組立体
を外輪２と内輪３とに組付けて円錐ころ軸受を完成させ
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、円錐ころ軸受の製
造方法及びこの製造方法により製造した円錐ころ軸受に
関し、より詳しくは円錐ころ軸受の外輪と内輪との間の
内部空間に潤滑剤含有ポリマを充填するための円錐ころ
軸受の製造方法及び円錐ころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、転がり軸受の外輪及び内輪と
転動体との間の内部空間には、軸受の円滑な回転を得る
ため、潤滑剤として潤滑油やグリースが充填されてい
る。しかし、これらの潤滑剤を用いた軸受は、軸受回転
中に潤滑剤が飛散したり流動化するのを防止するためシ
ール板などを用いて内部を完全に密封しなければならな
い。特に、小型の特殊軸受にはこれら潤滑剤を充填する
のが困難であった。
【０００３】前記問題点を解決するため、潤滑油やグリ
ースに代わり、潤滑剤含有ポリマを転がり軸受の外輪及
び内輪と転動体との間の内部空間に充填することを提案
している（特公昭６３─２３２３９号公報参照）。すな
わち、内輪端面と外輪端面とが一致し、且つ軸受側面と
潤滑剤含有ポリマ側面とが一致する軸受に適用するもの
であり、内輪及び外輪の軸線方向端面の位置が一致せ
ず、保持器が内輪又は外輪の端面より軸線方向に突出す
る円錐ころ軸受などには不適合であった。
【０００４】図８に示したように、円錐ころ軸受３１へ
の潤滑剤含有ポリマ３８の充填は、円錐ころ軸受３１を
組立てた後、円錐ころ軸受３１の軸線方向幅が広い内輪
３２の側面と当接し且つ該内輪３２側面に対応する外輪
３３及び保持器３４の側面と接触しない第１の蓋型（下
側治具）３５を装着する。また、円錐ころ軸受３１の軸
線方向幅が広い外輪３３側面と当接し且つ該外輪側面に
対応する内輪３２及び保持器３４の側面と接触しない第
２の蓋型（上側治具）３６を装着する。これにより、内
輪３２、外輪３３、円錐ころ（転動体）３７及び保持器
３４が形成する空間全体に潤滑剤含有ポリマ３８を充填
することができ、潤滑剤含有ポリマ充填の円錐ころ軸受
３１Ａを得ることができる（特開２０００─１９２９７
０号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記円
錐ころ軸受３１Ａは、内部空間全体に潤滑剤含有ポリマ
を充填しているため、保持器３４の構造上、保持器３４
の外周側及び外側に位置する潤滑剤含有ポリマ３８のゲ
ージが薄くなるのは不可避である。そのため、円錐ころ
軸受３１Ａを高速回転、例えばｄｍＮ値（軸受の転動体
ピッチ円径と回転数の積）が４万以上の高速回転に供す
る時、この薄い潤滑剤含有ポリマ３８部分は、外輪３３
の回転軌道面と円錐ころ３７の転動面との間に噛み込み
が生じて円滑な回転を阻害して焼き付き現象を発生させ
るという問題があった。
【０００６】また、保持器３４の内周側に位置する潤滑
剤含有ポリマ３８も、内輪３２の回転軌道面の凹曲面両
端縁の先細り部分が、円錐ころ軸受３１Ａの高速回転時
に、軸受の温度上昇で軟化して内輪３２の回転軌道面に
噛み込み現象が生じ、円滑な回転を阻害するという問題
があった。
【０００７】本発明は、上述した問題を全面的に解決す
ることにあり、高速回転に供しても潤滑剤含有ポリマの
噛み込みを防止できる信頼性の高い円錐ころ軸受の製造
方法及び円錐ころ軸受を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
円錐ころ軸受の製造方法においては、外輪と内輪との間
に複数個の円錐ころと、該円錐ころを保持する保持器と
を備え、前記外輪と前記内輪との内部空間に潤滑剤含有
ポリマを充填する円錐ころ軸受の製造方法において、前
記保持器の外周側空間と内周側空間とを軸線方向両端を
介して全周にわたり遮断し且つ少なくとも前記内周側空
間を密閉空間とした上で、前記保持器の前記内周側空間
のみに前記潤滑剤含有ポリマを充填することを特徴とす
る円錐ころ軸受の製造方法。
【０００９】前記構成の円錐ころ軸受の製造方法によれ
ば、保持器の外周側空間には潤滑剤含有ポリマは充填さ
れないので、外輪の回転軌道面と円錐ころ転動面との間
のポリマ噛み込み現象が生じることはない。
【００１０】本発明の請求項２記載の円錐ころ軸受の製
造方法においては、予め前記保持器に複数個の前記円錐
ころを装着してから、前記保持器の両側端面に押圧した
状態で覆う蓋型と、前記外輪に相当する外輪型と、前記
内輪に相当する内輪型とを組付け、前記保持器の法線方
向内側位置でいずれか一方の蓋型に設けた注入口から熱
可塑性潤滑剤含有ポリマを充填して準組立体を成形して
から、該準組立体を前記外輪と前記内輪とに組付けるこ
とを特徴とする請求項１記載の円錐ころ軸受の製造方
法。
【００１１】前記構成の円錐ころ軸受の製造方法によれ
ば、上記準組立体を外輪型及び内輪型と、２個の蓋型と
で覆うことにより、簡便で確実に保持器の内周側空間の
みに潤滑剤含有ポリマを充填することができる。
【００１２】本発明の請求項３記載の円錐ころ軸受の製
造方法においては、前記準組立体は、前記内輪と前記円
錐ころとの転がり接触凹曲面の周方向両端縁に沿う前記
潤滑剤含有ポリマ部分に面取り部を設けることを特徴と
する請求項１又は２記載の円錐ころ軸受の製造方法。
【００１３】前記構成の円錐ころ軸受の製造方法によれ
ば、内輪の円錐ころとの転がり接触凹曲面の周方向両端
縁に沿う潤滑剤含有ポリマ部分に面取り部を設けること
により、高速回転時でも充填ポリマの先細り部分が内輪
の凹曲面に噛み込むことはなく、高速回転における円錐
ころ軸受の作動が円滑になり、信頼性の高い円錐ころ軸
受を得ることができる。
【００１４】本発明の請求項４記載の円錐ころ軸受の製
造方法においては、前記蓋型は、前記円錐ころ及び前記
内輪型の軸線方向両端に接する突出部を備えていること
を特徴とする請求項２又は３記載の円錐ころ軸受の製造
方法。前記構成の円錐ころ軸受の製造方法によれば、内
周側空間の密閉を確保することができ、信頼性の高い円
錐ころ軸受を得ることができる。
【００１５】本発明の請求項５記載の円錐ころ軸受にお
いては、外輪と内輪との間に複数個の円錐ころと、該円
錐ころを保持する保持器とを備え、前記外輪と前記内輪
との内部空間に潤滑剤含有ポリマを充填する円錐ころ軸
受において、前記保持器の内周側空間のみに潤滑剤含有
ポリマを充填したことを特徴とする円錐ころ軸受。前記
構成の円錐ころ軸受によれば、外輪の回転軌道面と円錐
ころ転動面との間の潤滑剤含有ポリマの噛み込み現象や
潤滑剤含有ポリマの破壊、脱落等の不都合を排除するこ
とができる。
【００１６】本発明の請求項６記載の円錐ころ軸受にお
いては、前記潤滑剤含有ポリマは、前記内輪と前記円錐
ころとの転がり接触凹曲面の周方向両端縁に沿う前記潤
滑剤含有ポリマ部分に面取り部を備えていることを特徴
とする請求項５記載の円錐ころ軸受。前記構成の円錐こ
ろ軸受によれば、充填ポリマの先細り部分が内輪の凹曲
面に噛み込むのを阻止し、噛み込みポリマの破壊、脱落
等を阻止し、高速回転時の円錐ころ軸受の作動を円滑に
して、信頼性の高い円錐ころ軸受を得ることができる。
【００１７】本発明の請求項７記載の円錐ころ軸受にお
いては、前記内輪は、前記円錐ころの小径端面側の段下
がり外周面上に前記保持器の最小内径より小径の小鍔リ
ングを備えることを特徴とする請求項５又は６記載の円
錐ころ軸受。前記構成の円錐ころ軸受によれば、円錐こ
ろを小鍔リングにより確実に保持することができ、信頼
性の高い円錐ころ軸受を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の円錐ころ軸受の製
造方法及び円錐ころ軸受の一実施形態を図１乃至図７に
基づいて詳細に説明する。図１は本実施形態の円錐ころ
軸受を示す断面図、図２は本実施形態の円錐ころ軸受の
製造方法を示す外輪型の斜視図、図３は本実施形態の円
錐ころ軸受の製造方法を示す内輪型の斜視図、図４は本
実施形態の円錐ころ軸受の製造方法を示す保持器に円錐
ころを装着した状態を示す部分平面図、図５は本実施形
態の円錐ころ軸受の製造方法を示す断面図、図６は図５
に示した円錐ころ軸受の製造方法を示す潤滑剤含有ポリ
マを充填した準組立体の断面図、図７は図６における矢
印Ａ方向から観た矢視図である。
【００１９】図１に示すように本実施形態の円錐ころ軸
受１は、外輪２と内輪３とを有し、外輪２と内輪３との
間に、所定個数の円錐ころ４と、この円錐ころ４を位置
決めして保持する保持器５とを備えている。また、円錐
ころ４の小径端面側の内輪３端部の段下がり外周面上に
保持器５の最小内径、すなわち保持器５のフランジ部５
ａの内径より小径の小鍔リング６を備えている。なお、
図中の符号ｘは円錐ころ軸受の回転軸線である。
【００２０】また、円錐ころ軸受１は、保持器５の外周
側に空間を有し、保持器５の内周側空間に潤滑剤含有ポ
リマ７を充填する。潤滑剤含有ポリマ７の内周面は、各
円錐ころ４の転動面と接触する凹曲面及び後述する面取
り部を除く内輪３の外周面と接触している。また、保持
器５の内周側空間に充填した潤滑剤含有ポリマ７は、内
輪３の各円錐ころ４との転がり接触凹曲面の周方向両端
縁に沿って面取り部を有している。
【００２１】潤滑剤含有ポリマ７は、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテンな
ど、基本的に同じ化学構造を有する熱可塑性ポリオレフ
ィン系樹脂群から選択したポリマに、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及びフタル酸エステル、トリ
メリット酸エステルのようなエステル油のいずれかを混
合する。若しくは、複数種の混合油を混合し、この混合
体を高温下で可塑化して充填し、その後、冷却し固化さ
せるのが好ましい。
【００２２】図１に示すように、潤滑剤含有ポリマ７を
充填した円錐ころ軸受１は、保持器５の外周側に潤滑剤
含有ポリマが存在しないので、高速回転時に外輪２の回
転軌道面と円錐ころ４の転動面との間の潤滑剤含有ポリ
マの噛み込み現象を生じる不都合がなく、他の部材に比
べて著しく低剛性の潤滑剤含有ポリマの破壊、脱落の問
題などの不都合が生じることはない。
【００２３】また、保持器５の内周側空間のみに存在す
る潤滑剤含有ポリマ７は、軸受１の高速回転に伴う大き
な遠心力が作用しても、剛体の保持器５が低剛性の潤滑
剤含有ポリマ７の変形を十分に抑制するので、潤滑剤含
有ポリマ７の破壊や脱落の問題はない。
【００２４】更に、保持器５の内周側空間のみに充填し
た潤滑剤含有ポリマ７は、内輪３の各円錐ころ４との転
がり接触凹曲面の周方向両端縁に沿って面取り部を有す
るので、潤滑剤含有ポリマ７の先細り部分が存在しな
い。従って、内輪３の回転軌道凹曲面と円錐ころ４の転
動面との間の潤滑剤含有ポリマ７の噛み込み現象、破壊
や脱落などの不都合を確実に防止することができる。
【００２５】次に、本実施形態の円錐ころ軸受１の製造
方法について説明する。すなわち、保持器５の外周側空
間と内周側空間とを保持器５の軸線ｘ方向両端を介して
全周にわたり遮断し、且つ両空間のうち少なくとも内周
側空間を密閉空間とする。そして、保持器５の内周側空
間のみに潤滑剤含有ポリマ７を充填する製造方法であ
る。
【００２６】具体的には、予め、図２に示すような円錐
ころ軸受１の外輪２に相当する外輪型１２と、図３に示
すような内輪３に相当する内輪型１３とを準備する。こ
れら外輪型１２及び内輪型１３に、図４に示すような保
持器５に所定数の円錐ころ４を装着した組付け体８を組
付けて、図５に示すような成形型１５を組み立て、この
成形型１５に潤滑剤含有ポリマ７を射出注入する製造方
法である。
【００２７】更に詳細には、潤滑剤含有ポリマ７の射出
注入に当り、保持器５の外周側空間と内周側空間とを全
周にわたり遮断して、且つ少なくとも内周側空間を密閉
空間とするために、成形型１５の両側面を蓋型１６，１
７によって覆う。このとき、円錐ころ４の大径側の蓋型
１６は、同じ側の保持器５の端面を押圧する内面形状を
有しており、円錐ころ４の小径側の蓋型１７は、同じ側
の保持器５の端面、すなわちフランジ部５ａを押圧する
内面形状を有している。また、蓋型１６，１７は、内輪
型１３の両側面に当接させる。これにより、保持器５の
外周側空間と内周側空間とは全周にわたり独立空間を形
成し、且つ内周側空間を密閉空間とすることができる。
【００２８】潤滑剤含有ポリマ７の射出注入を可能とす
るため、保持器５の内周側空間に開口する注入口１８を
蓋型１６，１７のいずれか一方側に設ける。（図５に示
す例では蓋型１６側に設けられている。） また、蓋型１６には、円錐ころ軸受１の内輪３に大鍔部
３ａ（図１参照）に対応した突出部１６ａを備えてい
る。また、蓋型１６は内輪型１３に締結具、例えばボル
ト１９などを用いて固定する。
【００２９】また、蓋型１７には、円錐ころ軸受１の内
輪３に小鍔リング６（図１参照）を嵌め込む内輪３の段
下がり外周面に嵌まり合う突出部１７ａを設け、内周側
空間の密閉を確保している。また、潤滑剤含有ポリマ７
を必要十分に充填するため、蓋型１７には内周側空間に
連通するベントホール２０を設けるのが好ましい。更
に、内周側空間を確実に密閉空間とするため、蓋型１
６，１７の内面と、外輪型１２の両側面との間には僅か
なクリアランスを設けるのが好ましい。
【００３０】なお、図２及び図３に示すように、外輪型
１２及び内輪型１３の形状は、円錐ころ軸受１の外輪２
及び内輪３の形状及び寸法に合わせて設定されており、
特に円錐ころ４の回転軌道面に沿う凹曲面１２ａ，１３
ａの形状は重要である。すなわち、凹曲面１２ａ，１３
ａの形状は円錐ころ軸受１の円錐ころ４の回転軌道凹曲
面に正確に合わせる必要がある。また、外輪型１２の外
径寸法及び内輪型１３の内径寸法は必要に応じて変更し
てもよい。
【００３１】図５に示すように、外輪型１２と内輪型１
３及び蓋型１６，１７から構成される成形型１５内に、
例えば射出成形機により注入口１８を介して保持器５の
内周側空間内に潤滑剤含有ポリマ７を充填する。そし
て、保持器５の内周側空間に充填した潤滑剤含有ポリマ
７を冷却固化させた後、蓋型１６，１７を取り外し、成
形型１５から潤滑剤含有ポリマ７を有する準組立体９
（図６及び図７参照）を取り出す。この準組立体９を外
輪２と内輪３とに組付けて円錐ころ軸受１を完成させ
る。
【００３２】図７に示すように、準組立体９を外輪２と
内輪３とに組付ける前に、内輪３の各円錐ころ４との転
がり接触凹曲面の周方向両端縁に沿う潤滑剤含有ポリマ
７部分に面取り部２１を設ける。この面取り部２１を設
けることにより、周方向両端縁に先細り状の潤滑剤含有
ポリマ７が存在せず、円錐ころ軸受１の高速回転中に潤
滑剤含有ポリマ７を噛み込むことはなく、潤滑剤含有ポ
リマの破損を防止して、信頼性の高い円錐ころ軸受１を
得ることができる。
【００３３】各面取り部２１は、準組立体９を取り出し
た後に面取り加工により形成すことも可能であるが、潤
滑剤含有ポリマ充填時に形成するのが好ましい。すなわ
ち、図３に示すように、内輪型１３の円錐ころ４との接
触凹曲面１３ａの周方向両端縁に沿って法線方向外側に
向け先細りで凸状に延び、且つ円錐ころ４と曲面で接触
する突起（図示省略）を備えた内輪型１３を用い、上述
した内輪３の凹曲面の両端縁に沿う潤滑剤含有ポリマ７
部分に面取り部２１を形成することもできる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の円錐ころ軸
受の製造方法及び円錐ころ軸受によれば、円錐ころの保
持器の内周側空間を密閉空間として、外周側空間から遮
断した状態で内周側空間のみに潤滑剤含有ポリマを充填
し、内輪の円錐ころとの転がり接触凹曲面の周方向両端
縁に沿う潤滑剤含有ポリマ部分に面取り部を設ける。こ
れにより、高速回転でも外輪及び内輪に潤滑剤含有ポリ
マを噛み込むことなく、潤滑剤含有ポリマの破損や脱落
を生じることはなく、円滑で高い信頼性の円錐ころ軸受
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態の円錐ころ軸受を示す断面図であ
る。
【図２】 本実施形態の円錐ころ軸受の製造方法を示す
外輪型の斜視図である。
【図３】 本実施形態の円錐ころ軸受の製造方法を示す
内輪型の斜視図である。
【図４】 本実施形態の円錐ころ軸受の製造方法を示す
保持器に円錐ころを装着した状態を示す部分平面図であ
る。
【図５】 本実施形態の円錐ころ軸受の製造方法を示す
断面図である。
【図６】 図５における円錐ころ軸受の製造方法を示す
潤滑剤含有ポリマを充填した準組立体の断面図である。
【図７】 図６における矢印Ａ方向から観た矢視図であ
る。
【図８】 従来の円錐ころ軸受の製造方法を説明する断
面図である。
【符号の説明】
１ 円錐ころ軸受 ２ 外輪 ３ 内輪 ４ 円錐ころ ５ 保持器 ５ａ フランジ部 ６ 小鍔リング ７ 潤滑剤含有ポリマ ８ 組付け体 ９ 準組立体 １２ 外輪型 １２ａ 凹曲面 １３ 内輪型 １３ａ 凹曲面 １５ 成形型 １６，１７ 蓋型 １６ａ，１７ａ 突出部 １８ 注入口 １９ ボルト ２０ ベントホール ２１ 面取り部 ｘ 軸受の回転軸線

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外輪と内輪との間に複数個の円錐ころ
    と、該円錐ころを保持する保持器とを備え、前記外輪と
    前記内輪との内部空間に潤滑剤含有ポリマを充填する円
    錐ころ軸受の製造方法において、 前記保持器の外周側空間と内周側空間とを軸線方向両端
    を介して全周にわたり遮断し且つ少なくとも前記内周側
    空間を密閉空間とした上で、前記保持器の前記内周側空
    間のみに前記潤滑剤含有ポリマを充填することを特徴と
    する円錐ころ軸受の製造方法。
  2. 【請求項２】 予め前記保持器に複数個の前記円錐ころ
    を装着してから、前記保持器の両側端面に押圧した状態
    で覆う蓋型と、前記外輪に相当する外輪型と、前記内輪
    に相当する内輪型とを組付け、前記保持器の法線方向内
    側位置でいずれか一方の蓋型に設けた注入口から熱可塑
    性潤滑剤含有ポリマを充填して準組立体を成形してか
    ら、該準組立体を前記外輪と前記内輪とに組付けること
    を特徴とする請求項１記載の円錐ころ軸受の製造方法。
  3. 【請求項３】 前記準組立体は、前記内輪と前記円錐こ
    ろとの転がり接触凹曲面の周方向両端縁に沿う前記潤滑
    剤含有ポリマ部分に面取り部を設けることを特徴とする
    請求項１又は２記載の円錐ころ軸受の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記蓋型は、前記円錐ころ及び前記内輪
    型の軸線方向両端に接する突出部を備えていることを特
    徴とする請求項２又は３記載の円錐ころ軸受の製造方
    法。
  5. 【請求項５】 外輪と内輪との間に複数個の円錐ころ
    と、該円錐ころを保持する保持器とを備え、前記外輪と
    前記内輪との内部空間に潤滑剤含有ポリマを充填する円
    錐ころ軸受において、 前記保持器の内周側空間のみに潤滑剤含有ポリマを充填
    したことを特徴とする円錐ころ軸受。
  6. 【請求項６】 前記潤滑剤含有ポリマは、前記内輪と前
    記円錐ころとの転がり接触凹曲面の周方向両端縁に沿う
    前記潤滑剤含有ポリマ部分に面取り部を備えていること
    を特徴とする請求項５記載の円錐ころ軸受。
  7. 【請求項７】 前記内輪は、前記円錐ころの小径端面側
    の段下がり外周面上に前記保持器の最小内径より小径の
    小鍔リングを備えることを特徴とする請求項５又は６記
    載の円錐ころ軸受。
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