JP2006308046A - 円錐ころ軸受および円錐ころ軸受用ころセット - Google Patents

Abstract

【課題】 軸受各部に十分な量の潤滑油を供給可能とすることにより、潤滑性能に優れた円錐ころ軸受を提供する。
【解決手段】 円錐ころ軸受１１は、間座１２ａを挟んで２つの内輪部材の小径側端部を突き合わせた内輪１２と、中央部に径方向に貫通する給油口１３ａを有する外輪１３と、内輪１２および外輪１３の間に複列に配置され、一方側端面から他方側端面に貫通する貫通孔１４ａを有する円錐ころ１４と、円錐ころ１４の間隔を保持するピン型保持器１５とを備える。ピン型保持器１５は、貫通孔１４ａに挿通するピン１５ａと、ピン１５ａの両端を支持し、円錐ころ１４の両端面に当接するリング形状の一対の側板１５ｂとを有する。そして、一対の側板１５ｂのうち、少なくともいずれか一方の外径面または外径面は、円錐ころ１４の端面に対して鋭角をなす傾斜面である。
【選択図】 図２

Description

この発明は、高負荷環境下で使用される円錐ころ軸受およびそのような軸受に使用される円錐ころ軸受用ころセットに関するものである。

従来、ラジアル荷重、および、アキシアル荷重の両方が負荷される環境で使用される軸受として、例えば、図１に示すような円錐ころ軸受１が採用されている。円錐ころ軸受１は、間座２ａを挟んで２つの内輪部材の小径側端部を突き合わせた内輪２と、中央部に径方向に貫通する給油口３ａを有する外輪３と、内輪２および外輪３の間に複列に配置された円錐ころ４と、円錐ころ４の間隔を保持するピン型保持器５とを備える。

円錐ころ４は、小端面から大端面に貫通する貫通孔４ａを有し、ピン型保持器５は、貫通孔４ａに挿通するピン５ａと、ピン５ａの両端を支持し、円錐ころ４の両端面に当接するリング状の一対の側板５ｂとを有する。

上記のような円錐ころ軸受１において、給油口３ａから供給される潤滑油の流路としては、例えば、側板５ｂと円錐ころ４との当接面から内輪軌道面に至る経路や、側板５ｂと円錐ころ４との当接面から貫通孔４ａを経由して内輪大鍔面に至る経路等が考えられる。しかし、円錐ころ４の両端に配置された側板５ｂが当接面への潤滑油の流入を阻害するため、軸受各部で潤滑油の供給不足に伴う焼付きが懸念される。

そこで、上記のような問題を解決する方法が、特開２０００−３５０４６号公報（特許文献１）に記載されている。同公報によると、円錐ころ４の貫通孔４ａの内径面、または／および、ピン型保持器５のピン５ａの外径面に潤滑油導入用のスパイラル溝を設ける。これにより、軸受各部への潤滑油の供給がスムーズに行えるので、潤滑不良に伴う軸受の破損等を防止することができると記載されている。
特開２０００−３５０４６号公報

上記公報に記載されている方法では、貫通孔４ａ内部の潤滑油を貫通孔４ａの全域、および、円錐ころ４の大端面と内輪２の大鍔面との当接部分等に効率的に供給する効果はあると考えられる。

しかし、側板５ｂと円錐ころ４との当接面への潤滑油の流入量を増加させる効果は期待できない。また、貫通孔４ａとピン５ａとは、軸受の円滑な回転を確保するために高い精度が要求されることから、加工工数、製品コストが増大することとなる。

そこで、この発明の目的は、より低コストで、軸受各部に十分な量の潤滑油を供給可能な構造とすることにより、潤滑性能に優れた円錐ころ軸受を提供することである。

この発明に係る円錐ころ軸受は、内輪と、外輪と、小端面から大端面に貫通する貫通孔を有する円錐ころと、貫通孔に挿通するピンおよびこのピンの両端を支持し、円錐ころの両端面に当接するリング形状の一対の側板を有するピン型保持器とを備える。そして、一対の側板のうち、少なくともいずれか一方の外径面または内径面は、円錐ころの端面に対して鋭角をなす傾斜面である。

上記構成とすることにより、潤滑油が側板の傾斜面に沿って円錐ころとの当接面に流入しやすくなる。その結果、軸受各部に十分な量の潤滑油を供給可能となるので、潤滑油の供給不足に伴う軸受の焼付きを防止することができる。

好ましくは、傾斜面は、外径面および内径面の両方に設けるとよい。これにより、側板と円錐ころとの当接面への潤滑油の供給量をさらに増加させることができる。

好ましくは、円錐ころ軸受は、円錐ころが内輪および外輪の間に複列に配置された複列円錐ころ軸受であって、外径面または内径面が傾斜面である側板は、複列円錐ころ軸受の中央部側に配置される。また、外輪は、その中央部に径方向に貫通する給油口を有することが好ましい。

上記構成とすることにより、外輪中央部に設けられた給油口から供給される潤滑油が、側板の傾斜面に沿って円錐ころとの当接面に流入することとなる。その結果、内輪軌道面および円錐ころの貫通孔に供給される潤滑油の量が増加する。また、貫通孔内部に流入した潤滑油は、円錐ころの自転および公転による遠心力で軸受各部に移動するので、当接面への潤滑油の供給量が増加することにより、軸受各部にも潤滑油を十分に供給することが可能となる。

好ましくは、側板の傾斜面上であって、円錐ころの端面から離れた位置に、径方向に突出する凸部を有する。これにより、側板の傾斜面上の潤滑油が流出するのを抑制することができるので、より多くの潤滑油を側板と円錐ころとの当接面に供給することが可能となる。

好ましくは、円錐ころの端面に当接する側板の当接面と、側板の傾斜面との角部には、面取り部を有する。これにより、側板と円錐ころとの当接面への流入路の入口が広がるので、傾斜面に沿って当接面に流入する潤滑油の流れを妨げることがない。その結果、当接面に供給される潤滑油量がさらに増加し、軸受各部に十分な量の潤滑油を供給することが可能となるので、潤滑性能に優れた円錐ころ軸受を得ることができる。

また、ピン型保持器の側板の外径面は、円錐ころの貫通孔やピンの外径面と比較して高い加工精度は要求されないので、上記の各加工を側板に施すことにより、軸受の高い潤滑性能を確保しつつ製造コストの増大を抑制することが可能となる。

この発明に係る円錐ころ軸受用ころセットは、小端面から大端面に貫通する貫通孔を有する複数の円錐ころと、貫通孔に挿通するピンと、ピンの両端を支持し、円錐ころの両端面に当接するリング形状の一対の側板を有するピン型保持器とを備える。そして、一対の側板のうち、少なくともいずれか一方の外径面または内径面は、円錐ころの端面に対して鋭角をなす傾斜面である。上記構成のころセットを円錐ころ軸受に使用することにより、側板と円錐ころとの当接面への潤滑油の流入量が増加するので、潤滑性能に優れた円錐ころ軸受を得ることができる。

この発明は、軸受各部に十分な量の潤滑油を供給可能な構造とすることにより、潤滑性能に優れた円錐ころ軸受を得ることができる。

図２〜図４を参照して、この発明の一実施形態に係る円錐ころ軸受１１を説明する。

円錐ころ軸受１１は、間座１２ａを挟んで２つの内輪部材の小径側端部を突き合わせた内輪１２と、中央部に径方向に貫通した給油口１３ａを有する外輪１３と、内輪１２および外輪１３の間に複列に配置され、小端面から大端面に貫通する貫通孔１４ａを有する円錐ころ１４と、円錐ころ１４の間隔を保持するピン型保持器１５とを備える。

ピン型保持器１５は、貫通孔１４ａに挿通するピン１５ａと、ピン１５ａの両端を支持し、円錐ころ１４の両端面に当接するリング形状の一対の側板１５ｂとを有する。そして、一対の側板１５ｂのうち、少なくともいずれか一方の外径面または内径面は、円錐ころ１４の端面に対して鋭角をなす傾斜面である。図２に示す円錐ころ軸受１１では、軸受中央部側の側板１５ｂの外径面を傾斜面１５ｃとしている。なお、円錐ころ軸受１１の組み込み時には、予めピン型保持器１５のピン１５ａそれぞれに円錐ころ１４を取り付けて、円錐ころ軸受用ころセットとして組み込むこととなる。

上記構成とすることにより、潤滑油が傾斜面１５ｃに沿って円錐ころ１４との当接面に流入しやすくなる。当接面の潤滑油は、図５に示すように、内輪軌道面全域および貫通孔１４ａに供給されることとなる。また、貫通孔１４ａ内部に流入した潤滑油は、円錐ころ１４の自転および公転による遠心力で貫通孔１４ａの大端面側に、さらには、円錐ころ１４の大端面と内輪１２の大鍔面との当接部分等にも移動する。なお、図５中の太線は潤滑油の流れを示す。したがって、側板１５ｂと円錐ころ１４との当接面への潤滑油の供給量が増加することにより、軸受各部にも潤滑油を十分に供給することが可能となる。

さらに、図４に示すように、円錐ころ１４の端面に当接する側板１５ｂの当接面と、側板１５ｂの傾斜面１５ｃとの角部には、面取り部１５ｄが設けられている。これにより、側板１５ｂと円錐ころ１４との当接面への流入路の入口が広がるので、傾斜面１５ｃに沿って流入する潤滑油の流れを妨げることがない。その結果、当接面に供給される潤滑油量がさらに増加し、軸受各部に十分な量の潤滑油を供給することが可能となるので、潤滑性能に優れた円錐ころ軸受１１を得ることができる。

次に、図６を参照して、この発明の他の実施形態に係る円錐ころ軸受２１を説明する。

円錐ころ軸受２１は、図２に示したような円錐ころ軸受１１と同様に、内輪２２と、外輪２３と、円錐ころ２４と、ピン型保持器２５とを備える。

ピン型保持器２５は、ピン２５ａと、一対の側板２５ｂとを有し、中央部側の側板２５ｂの外径面は、円錐ころ２４の端面に対して鋭角をなす傾斜面２５ｃである。また、円錐ころ２４の端面に当接する側板２５ｂの当接面と、側板２５ｂの傾斜面２５ｃとの角部には、面取り部が設けられている。さらに、傾斜面２５ｃ上であって、円錐ころ１４の端面から離れた位置に、径方向に突出する凸部２５ｄを有する。図６に示す実施形態においては、傾斜面２５ｃ上の円錐ころ２４から最も離れた位置に凸部２５ｄを設けている。

上記構成とすることにより、図２に示した実施形態の効果に加えて、傾斜面２５ｃ上の潤滑油が流出するのを抑制することができるので、より多くの潤滑油を側板２５ｂと円錐ころ２４との当接面に供給することが可能となる。

上記の各実施形態の円錐ころ軸受は、円錐ころの小径側端部を突き合わせた背面組み合わせ軸受であって、円錐ころの小端面に当接する側板の外径面を傾斜面とした例を示した。背面組み合わせとした場合には、軸受の回転中心線と、左右の列の円錐ころと内外輪の接触線との交点の距離（以下「作用点間距離」という）が長くなるので、ラジアル剛性が向上する。

一方、円錐ころの大径側端部を突き合わせた正面組み合わせ軸受であって、円錐ころの大端面に当接する側板の外径面を傾斜面としてもよい。正面組み合わせとした場合には、外輪の肉厚が円周上であまり差のないバランスの良い設計ができるとともに、同じ断面高さであれば、背面組み合わせ軸受より負荷容量を大きくすることができる。

例えば、図７に示す円錐ころ軸受３１は、内輪３２と、中央部に径方向に貫通する給油口３３ｂを有する間座３３ａを挟んで２つの外輪部材の小径側端部を突き合わせた外輪３３と、内輪３２および外輪３３の間に複列に配置され、小端面から大端面に貫通する貫通孔３４ａを有する円錐ころ３４と、円錐ころ３４の間隔を保持するピン型保持器３５とを備える正面組み合わせ軸受である。

ピン型保持器３５は、ピン３５ａと、一対の側板３５ｂとを有し、中央部側の側板３５ｂの外径面は、円錐ころ３４の端面に対して鋭角をなす傾斜面３５ｃである。また、傾斜面３５ｃ上であって、円錐ころ３４の端面から最も離れた位置に、径方向に突出する凸部３５ｄを有する。さらに、円錐ころ３４の端面に当接する側板３５ｂの当接面と、側板３５ｂの傾斜面３５ｃとの角部には、面取り部が設けられている。

上記構成とすることにより、潤滑油が傾斜面３５ｃに沿って円錐ころ３４との当接面に流入しやすくなる。その結果、内輪３２の軌道面および円錐ころ３４の貫通孔３４ａに供給される潤滑油の量が増加する。また、正面組み合わせの円錐ころ軸受３１は、円錐ころ３４の大端面から小端面に向かって傾斜しているので、円錐ころ３４の大端面側から貫通孔３４ａに流入した潤滑油は、傾斜に沿って貫通孔３４ａの全域、および、円錐ころ３４の大端面と内輪３２の大鍔面との当接部分等に供給されることとなる。

また、上記の各実施形態において、ピン型保持器の側板の外径面は、円錐ころの貫通孔やピンの外径面と比較して高い加工精度は要求されないので、上記の各加工を側板に施すことにより、軸受の高い潤滑性能を確保しつつ製造コストの増大を抑制することが可能となる。

なお、上記の各実施形態においては、外輪中央部に潤滑油の給油口を備え、中央側の側板にのみ上記加工を施した例を示したが、これに限ることなく、軸受の両端部から給油する場合等には、両端側の側板に上記加工を施すこととしてもよい。

また、上記の各実施形態においては、側板の外径面にのみ上記の加工を施す例を示したが、これに限ることなく、側板の内径面にのみ上記加工を施してもよいし、外径面および内径面の両方に上記加工を施してもよい。

側板の外径面、および／または、内径面を円錐ころの端面に対して鋭角をなす傾斜面とし、傾斜面上であって円錐ころの端面から離れた位置に、径方向に突出する凸部を有し、円錐ころの端面に当接する側板の当接面と、側板内径面の傾斜面との角部に面取り部を設けることによって、さらに当接面に供給される潤滑油量がさらに増加し、軸受各部に十分な量の潤滑油を供給することが可能となるので、潤滑性能に優れた円錐ころ軸受を得ることができる。

上記の各実施形態においては、複列円錐ころ軸受の例を示したが、これに限ることなく、単列の円錐ころ軸受にも適用可能である。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明は、高負荷環境下で使用される円錐ころ軸受に有利に利用される。

従来の円錐ころ軸受を示す断面図である。 この発明の一実施形態に係る円錐ころ軸受を示す図である。 図２に示したピン型保持器であって、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。 図２に示したピン型保持器の側板外径面周辺の拡大図である。 図２に示した円錐ころ軸受の潤滑油の流れを示す図である。 この発明の他の実施形態に係る円錐ころ軸受を示す図である。 この発明の他の実施形態に係る円錐ころ軸受を示す図である。

符号の説明

１，１１，２１，３１ 円錐ころ軸受、２，１２，２２，３２ 内輪、２ａ，１２ａ，２２ａ，３３ａ 間座、３，１３，２３，３３ 外輪、３ａ，１３ａ，２３ａ，３３ｂ 給油口、４，１４，２４，３４ 円錐ころ、４ａ，１４ａ，２４ａ，３４ａ 貫通孔、５，１５，２５，３５ ピン型保持器、５ａ，１５ａ，２５ａ，３５ａ ピン、５ｂ，１５ｂ，２５ｂ，３５ｂ 側板、１５ｃ，２５ｃ，３５ｃ 傾斜面、２５ｄ，３５ｄ 凸部、１５ｄ 面取り部。

Claims (7)

1. 内輪と、
   外輪と、
   小端面から大端面に貫通する貫通孔を有する円錐ころと、
   前記貫通孔に挿通するピンおよびこのピンの両端を支持し、前記円錐ころの両端面に当接するリング形状の一対の側板を有するピン型保持器とを備え、
   前記一対の側板のうち、少なくともいずれか一方の外径面または内径面は、前記円錐ころの端面に対して鋭角をなす傾斜面である、円錐ころ軸受。
2. 前記傾斜面は、外径面および内径面の両方に設けられている、請求項１に記載の円錐ころ軸受。
3. 前記円錐ころ軸受は、前記円錐ころが前記内輪および前記外輪の間に複列に配置された複列円錐ころ軸受であって、
   外径面または内径面が傾斜面である前記側板は、前記複列円錐ころ軸受の中央部側に配置される、請求項１または２に記載の円錐ころ軸受。
4. 前記外輪は、その中央部に径方向に貫通する給油口を有する、請求項３に記載の円錐ころ軸受。
5. 前記側板の傾斜面上であって、前記円錐ころの端面から離れた位置に、径方向に突出する凸部を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の円錐ころ軸受。
6. 前記円錐ころの端面に当接する前記側板の当接面と、前記側板の傾斜面との角部には、面取り部を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の円錐ころ軸受。
7. 小端面から大端面に貫通する貫通孔を有する複数の円錐ころと、
   前記貫通孔に挿通するピンと、
   前記ピンの両端を支持し、前記円錐ころの両端面に当接するリング形状の一対の側板を有するピン型保持器とを備え、
   前記一対の側板のうち、少なくともいずれか一方の外径面または内径面は、前記円錐ころの端面に対して鋭角をなす傾斜面である、円錐ころ軸受用ころセット。

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