JP2005098412A - 円すいころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】円すいころ軸受１において、内輪３を加工しやすい形状として製造コストの低減を図ったうえで、この内輪３に円すいころ４および保持器５を非分離に組み付けできるようにして、生産性の向上を図る。
【解決手段】内輪３について、その大端側のみに大鍔３ｂを設けて、小端側に小鍔を設けないシンプルな形状としている。円すいころ４を保持器５に非分離に保持できるようにしたうえで、この円すいころ４と保持器５の組品を内輪３にさらに非分離に組み付けできるようにしている。これにより、内輪３と、円すいころ４と、保持器５との三つを組み合わせるときの作業が簡単かつ迅速に行えるようになる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、円すいころ軸受に関する。

従来、円すいころ軸受の内輪は、外径に円すい軌道面が設けられているとともに、この円すい軌道面の大径側に大鍔が、また、小径側に小鍔がそれぞれ設けられている。大鍔は、円すいころを通じてかかるアキシアル荷重を受けて、円すいころを回転案内するものである。小鍔は、保持器で保持した円すいころを内輪に非分離に組み付けできるようにして、軸受組立や取り扱いを容易とするものであり、軸受回転中には特別な役割をなさないものである。

このような円すいころ軸受では、保持器の外形サイズを、各円すいころの中心線を結ぶ仮想円すい面よりも大きくしたうえで、保持器の円周方向の複数カ所に設けられるポケットを形成する孔の円周方向幅を、前記円すいころの外径よりも適宜小さく設定することにより、円すいころがポケットから外径へ抜け出すことを防止している。

このような保持器を用いることによって、内輪に円すいころを非分離に組み付けできるようにしている。この組み付け手順としては、内輪をその大端面が下になるようにしておいて、この内輪の外径側に保持器を配置し、この保持器のポケットそれぞれに外径側から円すいころを無理嵌めする。これにより、内輪と円すいころと保持器の三つが非分離となる。

上述したような内輪は、小鍔の存在が原因で製造時の加工が困難になるという不具合があるために、この小鍔を廃止することが考えられている。このような小鍔無しの内輪を用いる場合、保持器の大径側に内輪の大鍔に軸方向から引っ掛けられる爪を設けることによって、内輪に円すいころおよび保持器を非分離に組み合せるようにしている（例えば特許文献１参照）。
実開昭５８−１６５３２４号公報

上記従来例では、内輪に円すいころを組み付けるにあたって、上述したように、内輪の外径側に保持器を配置しておいて、この保持器の各ポケットに円すいころを一つずつ組み付ける必要があり、生産性が悪いことが指摘される。

本発明は、外輪の内周面に設けられた円すい軌道面と内輪の外周面に設けられた円すい軌道面との間に複数の円すいころが介装され、前記各円すいころが円すい形状の保持器で保持されている円すいころ軸受に対して、以下の解決手段を設けて上述した課題を解決したものである。

すなわち、本発明の円すいころ軸受においては、前記内輪の外周面の大径側端部にのみ前記各円すいころを案内するための大鍔を設け、小径側端部にあえて小鍔を設けていない。そして、保持器の円周方向の複数箇所に径方向に貫通するポケットを、また、大径側端部に前記内輪の大鍔に軸方向から引っ掛けられる係止部をそれぞれ設けている。さらに、保持器の外形サイズを、内・外輪間に介装される各円すいころの中心線それぞれを結ぶ仮想円すい面よりも大きく設定するとともに、そのポケットの円周方向幅を、円すいころの外径よりも小さく設定することによって、円すいころが前記ポケットから外径へ抜け出すのを阻むようにしている。そのうえで、保持器の各ポケットの近傍に円すいころの内径への落下を阻む抜け止め部を設けている。

本発明の円すいころ軸受は、単列や複列のいずれも含む。

本発明における保持器は、金属材または合成樹脂材のいずれで形成してもよい。保持器の係止部は、円周方向に所定間隔おきに設けられる爪のようなものでもよいし、また、円周方向の全周に連続して設けられる鍔のようなものでもよい。抜け止め部は、保持器の小径側端部から折り返された屈曲片のようなものでもよいし、また、保持器の各ポケットを仕切る柱部から内径側に突出された突片のようなものでもよい。

この場合、保持器単品の状態で、そのポケットに内径側から円すいころをあてがえば、ポケットを形成する孔の内周面に円すいころの周面が当接するので、円すいころがポケットから外径へ抜け出せなくなる。その状態において、保持器の小径側に設けてある複数の抜け止め部のうち、円周方向に隣り合う各二つの抜け止め部が対となって、円すいころの外周面に内径側から当接するので、円すいころが内径側へ落ちなくなる。このように保持器に円すいころが非分離に保持される。

この円すいころと保持器の組品は、内輪にその小径側から外嵌されるが、前記保持器の大径側に設けてある係止部を内輪の大鍔に軸方向から引っ掛けることによって、内輪と円すいころと保持器との三つが非分離に組み合わされることになる。

以上のように、保持器と円すいころとを非分離の組品として取り扱える構成にしているから、この保持器と円すいころとの組品を内輪に組み付ける作業が簡単に行えるようになる。

また、内輪と円すいころと保持器との三つを非分離の組品として取り扱える構成にしているから、円すいころ軸受を使用場所に組み込むときの作業が簡単に行えるようになる。

ところで、内輪の大鍔の外周面の外端部には、保持器の係止部が軸方向から引っ掛けられる係合部が設けられたものとすることができる。前記係合部は、大鍔の外周面肩部を小径とする環状の段差としたり、あるいは周溝などとすることができる。この場合、保持器の係止部が内輪の大鍔側から軸方向に突出しなくなるので、円すいころ軸受を取り扱うときや使用場所に組み込んだ状態で、前記係止部が何かに干渉することが避けられる。

本発明は、内輪の製造コストを低減できる他、前記内輪に円すいころおよび保持器を非分離に組み付けする作業を簡単かつ迅速に行うことができて、生産性の向上に貢献できる。

図１から図７に本発明の一実施形態を示している。図１は、円すいころ軸受を示す正面図、図２は、図１の（２）−（２）線断面の矢視図、図３は、図１の円すいころと保持器を示す斜視図、図４は、図２の円すいころ軸受を示す背面図、図５は、図２の保持器の一部を展開した平面図、図６は、図２の内輪、円すいころ、保持器を組み合わせる様子を示す図、図７は、図６の組品と外輪とを組み合わせる様子を示す図である。

これらの図を参照して、１は円すいころ軸受の全体を示す。この円すいころ軸受１は、単列タイプであり、外輪２と、内輪３と、複数の円すいころ４と、保持器５とを備える。

外輪２は、その内径の全長にわたって円すい軌道面２ａを備える。

内輪３は、その外径に円すい軌道面３ａを備えており、円すい軌道面３ａの大径側にのみ、径方向外向きに延びる大鍔３ｂが設けられており、円すい軌道面３ａの小径側には小鍔を設けていない。このように内輪３は小鍔が無いシンプルな形状になっている。

円すいころ４は、外輪２の円すい軌道面２ａと内輪３の円すい軌道面３ａとの間に介装されている。保持器５は、円すいころ４を円周方向ほぼ等間隔に配列するものであり、円周方向の複数箇所に、径方向に貫通するほぼ台形形状の孔からなるポケット５ａが設けられている。この保持器５は、鋼板をプレス加工して製作したものであるが、合成樹脂材を成型して製作することもできる。

内輪３の大鍔３ｂの外周面において外端側には環状段差部（係合部）３ｃが設けられている。一方、保持器５の大径側端部において円周方向の複数箇所には、径方向内向きに延びる爪（係止部）５ｂが設けられている。この爪５ｂは、内輪３の環状段差部３ｃに軸方向から引っ掛けられるようになっており、その引っ掛かりでもって、内輪３に対して保持器５を非分離とするようになっている。

保持器５の外形サイズは、内輪３の円すい軌道面３ａ上に配置される複数の円すいころ４の中心線を結んだ仮想の円すい面Ｘよりも大きく設定されている。保持器５のポケット５ａに関しては、図５に示すように、軸方向長さが円すいころ４の軸方向長さよりも大きく設定されており、円周方向幅が円すいころ４の外径よりも小さく設定されている。

保持器５の小径側において各ポケット５ａ間の領域には、内径側に折り返されて各円すいころ４の内径への落下を阻む屈曲片（抜け止め部）５ｃが設けられている。この屈曲片５ｃは、付け根側の幅が狭く、また、先端側の幅が広くなっている。複数の屈曲片５ｃのうち、円周方向に隣り合う二つの屈曲片５ｃで幅の広い部分の対向間隔Ｗは、円すいころ４の直径寸法Ｒよりも僅かに小さく設定されており、それによって、円周方向に隣り合う二つの屈曲片５ｃが、円すいころ４の外周面において内径側を支える形になるので、円すいころ４の内径側への落下を阻むことができる。

なお、円すいころ４の直径寸法Ｒは小端面から大端面へ向けて漸次大きくなっているので、この円すいころ４の直径寸法Ｒに対応して上記対向間隔Ｗが設定されている。

このように、保持器５の外形サイズと保持器５のポケット５ａの大きさとを規定することにより、円すいころ４がポケット５ａから外径側へ抜け出ないようになっている。その状態で、保持器５の小径側に設けてある複数の屈曲片５ｃのうち、円周方向に隣り合う各二つの屈曲片５ｃが対となって、円すいころ４の外周面に内径側から当接して受けるので、円すいころ４が内径側へ落下しなくなっている。

次に、円すいころ軸受１の組み立て手順を説明する。

まず、保持器５の各ポケット５ａに内径側から円すいころ４を組み付ける。具体的に、図６中の矢印1)で示すように、円すいころ４の小端面をポケット５ａの内面で保持器５の小径側に押し付けるようにしてから、図６中の矢印2)で示すように、円すいころ４の大端面をポケット５ａに向けて押すようにする。

このようにすれば、保持器５に複数の円すいころ４が径方向内外に外れない状態に保持されるので、これら保持器５と円すいころ４との二つが非分離の組品となる。なお、保持器５のポケット５ａへの円すいころ４の組み付け方としては、図８に示すように、保持器５の屈曲片５ｃを内径側に開いた状態にしておき、この状態で円すいころ４をポケット５ａ内に挿入した後、屈曲片５ｃを径方向外側に屈曲させて、円すいころ４をポケット５ａ内に保持するようにしてもよい。このようにすると、ポケット５ａ内に円すいころ４をより容易に挿入することができる。

この円すいころ４と保持器５との組品を、図６中の矢印3)で示すように、内輪３の円すい軌道面３ａ上に外嵌しつつ、保持器５の爪５ｂを内輪３の大鍔３ｂの環状段差部３ｃに軸方向から引っ掛ける。これにより、内輪３と円すいころ４と保持器５との三つが非分離の組品となる。この内輪３と円すいころ４と保持器５との組品に、図７中の矢印で示すように、外輪２を組み付ける。この外輪２は、内輪３と円すいころ４と保持器５との三つのどの部分にも引っ掛かっていないので、簡単に分離できるようになっている。

なお、外輪２は、図示しないが、ケースなどに組み付けておく場合があるが、その場合には、上記とは逆に、外輪２に、内輪３と円すいころ４と保持器５との組品を組み付けるようにする。

以上説明した構成では、次のような効果が得られる。

まず、内輪３を小鍔の無いシンプルな形状にしているから、内輪３を製造するときに加工しやすくなり、生産性ならびに製造歩留まりを向上することが可能になる。

ちなみに、内輪３は単独で鍛造して製作することもあるが、外輪２と内輪３とをセットにした塊として鍛造するネットシェイプ鍛造法にて製作することがある。このネットシェイプ鍛造法で製作した塊は、後で外輪２の部分と内輪３の部分とに分離し、それらの外形部分を旋削加工することにより仕上げる。この旋削加工を行う段階において、仮に内輪３に小鍔を設けていると、加工しにくくなるが、本発明のように小鍔を無くしていれば、加工しやすくなる。

しかも、内輪３に小鍔を設けない分、内輪３の円すい軌道面３ａを軸方向に長くすることができるので、円すいころ４の有効軌道長さを長くできるなど、軸受負荷容量の向上に貢献できる。

また、保持器５と円すいころ４とを非分離の組品にするとともに、この保持器５と円すいころ４との組品を内輪３に非分離に保持させることによって内輪３と円すいころ４と保持器５との三つを非分離の組品にしているので、組み立て時の取り扱いが容易になって作業しやすくなる。

なお、保持器５と円すいころ４とを非分離の組品にしている場合、その状態で保管することが可能になるので、例えば内輪３を旋削加工して仕上げた後に、この内輪３に保持器５と円すいころ４の組品を組み合わせるというような段取りの生産ラインを構築できるようになり、生産性の向上につながる。

以下、本発明の変形例や応用例を説明する。

（１）図９および図１０に本発明の他の実施形態を示している。この例では、保持器５の大径側端部に、内径側に凹む凹部５ｄが設けられており、この凹部５ｄの最深部分にポケット５ａ内に臨むように突起５ｅが設けられている。この突起５ｅは、円すいころ４の大端面の中心に設けられている窪み４ａに入れられる。また、屈曲片５ｃの突出長さが短くされている。

このような保持器５に円すいころ４を組み付ける場合、まず、円すいころ４の大端面の窪み４ａを保持器５の突起５ｅに引っ掛けるようにしてから、円すいころ４の小端面側をポケット５ａに向けて押すことにより、当該円すいころ４を円周方向に隣り合う各二つの屈曲片５ｃの間に押し込む。

このように、円すいころ４を保持器５に組み付けるときに、円すいころ４の大端面側を位置決めした状態で支えることができるから、作業が簡単かつスムーズに行えるようになるなど、効率がよくなる。その他は、上記実施形態と同様であって同様の作用、効果が得られる。

（２）図１１および図１２に本発明のさらに他の実施形態を示している。この例では、保持器５を合成樹脂材料で製作している。この保持器５は、上記屈曲片５ｃの代わりに、円周方向に隣り合うポケット５ａを仕切る柱部５ｇの内径側に径方向内向きに二股に延びる突片５ｈを備えている。

各突片５ｈは、柱部５ｇの軸方向ほぼ全長にわたって設けられていて、ポケット５ａを挟んで円周方向に隣り合う二つの突片５ｈの対向間隔は、円すいころ４の直径寸法よりも僅かに小さく設定されている。つまり、ポケット５ａを挟む二つの突片５ｈが、円すいころ４の外周面において内径側を支える形になるので、円すいころ４の内径側への落下を阻むことができる。

ところで、保持器５に円すいころ４を組み付けるには、ポケット５ａを挟む二つの突片５ｈの間に円すいころ４を内径側から無理嵌めする。このように円すいころ４を組み付けるとき、各柱部５ｇに設けられる二股の突片５ｈが互いに近づく向きに弾性的にたわみやすいので、円すいころ４の組み付けが簡単に行えるとともに、円すいころ４が傷つかずに済む。その他は、上記実施形態と同様であって同様の作用、効果が得られる。

（３）図１３および図１４に本発明のさらに他の実施形態を示している。この例では、上記（２）と同様、保持器５を合成樹脂材料で製作したうえで、上記（２）で示した二股の突片５ｈを単一の突片５ｉにしている。この突片５ｉは、保持器５の中心から放射方向に延びる線Ｙに対して所定角度θ傾いている。複数の突片５ｉのうち、円周方向に隣り合う二つの突片５ｉの対向間隔Ｗは、円すいころ４の直径寸法Ｒよりも僅かに小さく設定されており、それによって、円周方向に隣り合う二つの突片５ｉが、円すいころ４の外周面において内径側を支える形になるので、円すいころ４の内径側への落下を阻むことができる。その他は、上記実施形態と同様であって同様の作用、効果が得られる。

（４）本発明は複列円すいころ軸受にも適用できる。この複列円すいころ軸受の場合、図示しないが、単一の外輪と二つの内輪を用いた外向きタイプとされる。このタイプは、他にも、背面合わせ内輪分割形と呼ばれている。この複列円すいころ軸受の場合には、二つの内輪に個別に保持器と円すいころを非分離に組み付けて組品としてから、これらの各組品を単一の外輪に組み付けることができるので、組立作業を簡単かつ短時間で行うことができる。

本発明の実施形態に係る円すいころ軸受を示す正面図 図１の（２）−（２）線断面の矢視図 図１の円すいころと保持器を示す斜視図 図２の円すいころ軸受を示す背面図 図２の保持器の一部を展開した平面図 図２の内輪、円すいころ、保持器を組み合わせる様子を示す図 図６の組品と外輪を組み合わせる様子を示す図 図２の円すいころと保持器を組み合わせる様子を示す図 本発明の他の実施形態で、図２に対応する図 図９の保持器と円すいころの一部を示す斜視図 本発明のさらに他の実施形態で、図２に対応する図 図１１の保持器と円すいころの一部を示す斜視図 本発明のさらに他の実施形態で、図２に対応する図 図１３の（１４）−（１４）線断面の矢視図

符号の説明

１ 円すいころ軸受 ２ 外輪
３ 内輪 ３ａ 内輪の円すい軌道面
３ｂ 内輪の大鍔 ３ｃ 内輪の環状段差部（係合部）
４ 円すいころ ５ 保持器
５ａ 保持器のポケット ５ｂ 保持器の爪（係止部）
５ｃ 保持器の屈曲片（抜け止め部）

Claims (2)

1. 外輪の内周面に設けられた円すい軌道面と内輪の外周面に設けられた円すい軌道面との間に複数の円すいころが介装され、前記各円すいころが円すい形状の保持器で保持されている円すいころ軸受であって、
   前記内輪の外周面の大径側端部にのみ前記各円すいころを案内するための大鍔が設けられており、
   前記保持器は、その円周方向の複数箇所に径方向に貫通するポケットが、また、大径側端部に前記内輪の大鍔に軸方向から引っ掛けられる係止部がそれぞれ設けられており、
   かつ、前記保持器の外形サイズが、前記内・外輪間に介装される各円すいころの中心線それぞれを結ぶ仮想円すい面よりも大きく設定されるとともに、前記ポケットの円周方向の幅が、前記円すいころの外径よりも小さく設定されることによって、前記各円すいころが前記各ポケットから外径へ抜け出ないようになっており、
   前記保持器の各ポケットの近傍に前記各円すいころの内径への落下を阻む抜け止め部が設けられている、ことを特徴とする円すいころ軸受。
2. 前記内輪の大鍔の外周面の外端部には、前記保持器の係止部が軸方向から引っ掛けられる係合部が設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の円すいころ軸受。

Images