JP2006349031A

JP2006349031A - 円錐ころ軸受

Info

Publication number: JP2006349031A
Application number: JP2005175389A
Authority: JP
Inventors: Yu Suzuki; 佑鈴木
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-06-15
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2006-12-28

Abstract

【課題】保持器の底押しと加締め工程を省略することで、軸受組立工程の簡便化とコスト低減を実現すると共に、保持器の形状精度の向上を図り、軸受性能を向上すること。
【解決手段】（ｂ）に示すように、従来例では、「９０°の箇所」「２７０°の箇所」では、内輪Ｂの小鍔ｅ側の外径に、切欠き部を設けていない。これに対して、（ｃ）に示すように、本発明では、「９０°の箇所」「２７０°の箇所」では、内輪Ｂの小鍔ｅ側の外径に、切欠き部Ｌが設けてある。これにより、内輪の「０°の箇所」を支点Ｓとして「１８０°の箇所」で内輪Ｂに保持器Ｄを被せる際、「９０°の箇所」「２７０°の箇所」では、円錐ころＣが内輪Ｂの小鍔ｅ側の外径との干渉を回避することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、一般産業用に用いられる円錐ころ軸受に関する。

転がり軸受は、通常、内外の軌道輪（内外輪）と、内外輪間に配設された多数の転動体と、これら転動体どうしの接触や転動体の脱落を防止する保持器とから構成されている。例えば、図７に示したような複列円錐ころ軸受１が一般に用いられている。この円錐ころ軸受１は、左右一対の軌道３を有する内輪７と、この内輪７を囲繞する形で配置された一対の外輪１３と、内輪７と両外輪１３との間に介装された２列の円錐ころ１５と、円錐ころ１５を保持する内外一対の保持器（プレス形保持器）１７とから構成されている。内輪７は、軌道３の小径端側および大径端側にころ係止用鍔１９，２１をそれぞれ有しており、これらころ係止用鍔１９，２１により円錐ころ１５の軸方向への移動が規制されている。

なお、図７は、従来の複列円錐ころ軸受の一例を示す半裁縦断面図である。図８は、保持器の柱部を底押しする従来の方法を示す説明図である。図９は、従来の底押し工程による柱部の変形を示す説明図である。図１０は、保持器の柱部を加締める従来の方法を示す説明図である。

円錐ころ軸受１では、円錐ころ１５と保持器１７とを内輪７に組み付けるにあたり、円錐ころ１５と小径端側のころ係止用鍔１９との干渉を避ける必要がある。そのため、保持器１７を正規の形状・寸法に一旦成形した後、図８に示す底押し工程によって柱部３５の小径リング部３３側部分を押し拡げ、ころ内接円径Ｄを増大させる方法が採られている。図８中、符号５９で示した部材は底押しパンチである。これにより、柱部３５は、一時的に外側に突出したく字形状（図９）に曲げられるが、円錐ころ１５と保持器１７とを内輪７に組み付けた後には、図１０に示す加締め工程によって正規形状に復元される。図１０中、符号４３で示した部材は加締め治具である。
特開２００１−２０８０５４号公報特開２０００−２６６０６３号公報特開２００３−１８４８９３号公報特開２００１−５０２８１号公報特開２００３−１３９１３３号公報

従来の円錐ころ軸受では、図８に於いて、柱部３５が底押し工程と加締め工程とで二度にわたって曲げ変形させられることに起因し、精度向上を進めていくと要求を満たしにくくなる問題が生じていた。周知のように、プレス形の保持器１７においては、円錐ころ１５と摺接する柱部３５の寸法や形状が最も重要である。ところが、上述した従来の製造方法では、柱部３５の小径リング部３３側部分に残留変形が少なからず生じると共に、その残留変形も各柱部３５間で不均一になることが多い。その結果、円錐ころ１５と柱部３５との間で部分的なスキューが生じたり、精度向上を進めていくと円錐ころ１５と各柱部３５との摺接状態が不均一になることが避けられず、円錐ころ軸受１の円滑な回転が阻害されたり、円錐ころ１５の局部的な摩耗や発熱が生起される可能性も考えられた。上記状況に鑑み、保持器の寸法および形状精度の向上等を図り、もって性能や耐久性を向上させた円錐ころ軸受を提供する。

また、従来の円錐ころ軸受の組み立て工程は、まず、円錐状にプレス成形されて小径側にフランジを有する保持器のポケットに、転動面が円錐形状をなすころを該保持器の内周側から挿入し、これにより、保持器ところとを一体にしてアッセンブリー状態にする。

次いで、保持器の大径側に内輪の小径部を対向配置し、この状態で、内輪を保持器ところのアッセンブリーに軸方向に挿入する。内輪は、外周面に円錐状の軌道面を有し、且つ、該軌道面の小径側の端部に小鍔を有すると共に大径側の端部に大鍔を有している。また、内輪の小鍔の外周円筒部は、内輪を保持器ところのアッセンブリーに挿入する際に、ころの小径側端部を貫通できるような寸法関係になっている。したがって、内輪を保持器ところのアッセンブリーに挿入した状態のままでは、ころと保持器が分解してしまう虞れがある。

そこで、内輪を保持器ところのアッセンブリーに挿入した後、保持器のフランジ側の端部全周を、加締めて変形させ、ころの外周方向への遊びを少なくし、これにより、内輪、保持器及びころを分解不能な構造にしている。そして、この構造に内周面に円錐状の軌道面を有する外輪を組み込むことにより、円錐ころ軸受が構成される。

なお、保持器のフランジ側の端部を加締めた後にころが拘束されて転動不能とならないようにすべく、加締め後のころのラジアル方向の遊びが適切な値を持つように保持器の変形量を制御しながら加締めを行う。このように内輪、保持器及びころを分解不能な構造にするのは、円錐ころ軸受は通常外輪単体と内輪、保持器及びころのアッセンブリーをそれぞれ別々に装置に組み込むことが多く、その時に内輪、保持器、及びころのアッセンブリーが分解しないようになっていないと取り扱いが不便になるためである。

以上のように、従来の円錐ころ軸受の製造方法では、保持器の柱部を底押し工程と加締め工程の二度にわたって塑性変形させなければならず、それによって生じた変形が残留し、形状精度を向上させるのに限界があった。また、加工のためにはプレス機などの大型設備が必要となる。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、保持器の底押しと加締め工程を省略することで、軸受組立工程の簡便化とコスト低減を実現すると共に、保持器の形状精度の向上を図り、軸受性能を向上することができる、円錐ころ軸受を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る円錐ころ軸受は、円錐ころ軸受に於いて、
内輪の小鍔側の外径の一部に、切欠き部が設けてあり、
保持器を加締めることなく、内輪、円錐ころ、保持器が分解不可能な状態に組立を可能としたことを特徴とする。

また、本発明に係る円錐ころ軸受は、外輪、内輪、複数の円錐ころ、非加締め保持器を備える円錐ころ軸受に於いて、
内輪の小鍔側の外径の一部に、切欠き部を有することを特徴とする。

さらに、好適には、前記切欠き部は、対称に、２箇所設けてある。

本発明によれば、組立方法を規定するとともに、各部品の形状をコントロールすることによって、組立後は分解不能となる円錐ころ軸受を提供できる。

また、保持器加締めを省略した円錐ころ軸受を提供することによって、組立コストの低減を図ると共に、組立ての容易化を図る。また、従来の加締め工程における塑性加工の不安定要因を排除することにより、保持器の寸法精度を高め、軸受性能の向上を図る。

さらに、本発明によれば、保持器の底押しおよび加締め工程が不要となるため、製品コストの低減を図ることができると共に、保持器の形状精度が向上することにより、軸受の許容回転速度，音響特性などの軸受性能の向上をはかることができる。

以下、本発明の実施の形態に係る円錐ころ軸受を図面を参照しつつ説明する。

図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る円錐ころ軸受の内輪の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のｃ−ｃ線に沿った断面図である。

図２（ａ）は、内輪、円錐ころ、保持器の組立状態の平面図であり、（ｂ）は、その要部の拡大図である。

図３（ａ）は、円錐ころ軸受の断面図であり、（ｂ）は、従来に係る円錐ころ軸受の要部の拡大断面図であり、（ｃ）は、本発明に係る円錐ころ軸受の要部の拡大断面図である。

図４（ａ）は、外輪を省略した状態における、円錐ころ軸受の第１組立工程を示す断面図であり、（ｂ）は、その拡大断面図である。

図５（ａ）は、外輪を省略した状態における、円錐ころ軸受の第２組立工程を示す断面図であり、（ｂ）は、その拡大断面図である。

図６（ａ）は、外輪を省略した状態における、円錐ころ軸受の組立完成工程を示す断面図であり、（ｂ）は、その拡大断面図である。

本実施の形態では、図１乃至図６に示すように、内輪Ｂ、保持器Ｄに於いて、その組立時に支点となる箇所を、「０°の箇所」と仮定し、これに対向する箇所を、「１８０°の箇所」と仮定し、これらの間の箇所を、「９０°の箇所」「２７０°の箇所」と仮定する。

大略的には、図４及び図５に示すように、内輪の「０°の箇所」を支点Ｓとして、「１８０°の箇所」で、内輪Ｂに保持器Ｄを被せるように組み立てる。

この際、従来例では、図３（ｂ）に示すように、「９０°の箇所」「２７０°の箇所」では、内輪Ｂの小鍔ｅ側の外径に、切欠き部を設けていない。

これに対して、本実施の形態では、図３（ｃ）に示すように、「９０°の箇所」「２７０°の箇所」では、内輪Ｂの小鍔ｅ側の外径に、切欠き部Ｌが設けてある。

これにより、内輪の「０°の箇所」を支点Ｓとして「１８０°の箇所」で内輪Ｂに保持器Ｄを被せる際、「９０°の箇所」「２７０°の箇所」では、図３（ｃ）に示すように、円錐ころＣが内輪Ｂの小鍔ｅ側の外径との干渉を回避することができる。

従って、保持器Ｄの底押しと加締め工程を省略することができ、軸受組立工程の簡便化とコスト低減を実現すると共に、保持器Ｄの形状精度の向上を図り、軸受性能を向上することができる。

以下、詳細に具体的に説明する。

図４に示すように、すべての円錐ころＣは、保持器Ｄのポケットに内側から挿入されている。

「０°の箇所」では、円錐ころＣは、その転動面最小径部面が内輪Ｂの小鍔ｅに接した状態で置かれており、その転動面最大径部が保持器Ｄの円環部ｆと接した状態で置かれている。

さらに、保持器Ｄを図４の図上で左側に寄せて傾けると、「０°の箇所」で、保持器Ｄは、円錐ころＣの挿入されたポケット内で、円錐ころＣの転動面最大径部が隣合う柱部２点（図示略）で接点を持つ。

円錐ころＣ、保持器Ｄ、及び、内輪Ｂの組立は、この柱部２接点（図示略）を結ぶ軸を、支点Ｓとして、保持器Ｄを回転移動させて行う。

支点Ｓを回転軸として、保持器及び円錐ころＣを組立るとき、「０°の箇所」の円錐ころＣの位置から、左右ほぼ９０°位置に配置された「９０°の箇所」と「２７０°の箇所」の円錐ころＣは、保持器Ｄのポケット内で外側に押し付けた状態であっても、同時に、図３（ｂ）の従来例に示すように、小鍔ｅの部分に接触するため、双方で小鍔ｅと干渉量「ｈ」を生じる。

これについては、保持器Ｄを弾性変位内で楕円形状に拡幅変形させると共に、円錐ころＣの最小内接円径を取る点において、干渉量「ｈ」だけ、円錐ころＣの位置を外側に移動させることによって、これらの円錐ころＣが小鍔ｅを通過すればよい。

しかし、実際には、小鍔ｅにかかっていない状態の円錐ころＣは、小鍔ｅの外径と干渉し、図３（ｂ）に示すように、これだけでは、円錐ころＣが小鍔ｅの外径部を通過するのに不十分である。

そこで、小鍔ｅの外径と最大の干渉量となる「９０°の箇所」と「２７０°の箇所」の円錐ころＣの干渉量「ｈ」だけ、小鍔ｅの外径部の一部を除去した形状、即ち、切欠き部Ｌを設けることにより、弾性変位内で保持器Ｄを楕円形状に変形して拡幅させただけでは干渉の回避に不足するが、その分を補うことが出来る。

例として、円錐ころ軸受（内径１００ｍｍ、外径１４０ｍｍ、幅２５ｍｍ）において、片側の円錐ころ２個分について、干渉分の小鍔ｅの外径の一部を円弧状に除去したが、直線状でも、同様の効果が得られる。保持器Ｄの形状により変形が難しい場合は、さらに長く小鍔ｅの外径部を除去すればよい。

組立の際の基準となる、「０°の箇所」の円錐ころＣと対向する位置に配置された「１８０°の箇所」円錐ころＣは、保持器Ｄのポケットの柱部で接触し、ポケットの大径側の円環部ｆと端面を接触させた状態で、「１８０°の箇所」の円錐ころＣの転動面最小径ｐで、支点Ｓからの距離Ｒが最大となる。

内輪Ｂの小鍔ｅの部分の外径形状は、支点Ｓを中心として、半径Ｒによって描かれる円弧の内側に形状が収まる設計とする。

図４においては、テーパー状になっており、支点Ｓを中心として回転移動すると、小鍔ｅの最大外径部ｑにおいて、「１８０°の箇所」の円錐ころＣの転動面最小部分の点ｐにおいて接するようになっている。

これにより、保持器Ｄに挿入された円錐ころＣが組立の最終段階となる、「１８０°の箇所」の円錐ころＣのはめ込みにおいて、小鍔ｅと最小限の干渉で組立することが可能である。

また、内輪Ｂの小鍔ｅの外径とつば面の間は、円錐ころのはめ込み時の傷防止と円錐ころＣのスムーズな移動のため、チャンファーを設けてもよい。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。例えば、本発明における実施の形態では、鋼製のプレス保持器を用いた例を示したが、樹脂その他の材料の保持器の場合にも、同じように本発明を適用できる。

（ａ）は、本発明の実施の形態に係る円錐ころ軸受の内輪の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のｃ−ｃ線に沿った断面図である。（ａ）は、内輪、円錐ころ、保持器の組立状態の平面図であり、（ｂ）は、その要部の拡大図である。（ａ）は、円錐ころ軸受の断面図であり、（ｂ）は、従来に係る円錐ころ軸受の要部の拡大断面図であり、（ｃ）は、本発明に係る円錐ころ軸受の要部の拡大断面図である。（ａ）は、外輪を省略した状態における、円錐ころ軸受の第１組立工程を示す断面図であり、（ｂ）は、その拡大断面図である。（ａ）は、外輪を省略した状態における、円錐ころ軸受の第２組立工程を示す断面図であり、（ｂ）は、その拡大断面図である。（ａ）は、外輪を省略した状態における、円錐ころ軸受の組立完成工程を示す断面図であり、（ｂ）は、その拡大断面図である。従来の複列円錐ころ軸受の一例を示す半裁縦断面図である。保持器の柱部を底押しする従来の方法を示す説明図である。従来の底押し工程による柱部の変形を示す説明図である。保持器の柱部を加締める従来の方法を示す説明図である。

符号の説明

Ｂ内輪
Ｃ円錐ころ
Ｄ保持器
Ｌ切欠き部
ｅ小鍔
ｆ円環部

Claims

円錐ころ軸受に於いて、
内輪の小鍔側の外径の一部に、切欠き部が設けてあり、
保持器を加締めることなく、内輪、円錐ころ、保持器が分解不可能な状態に組立を可能としたことを特徴とする円錐ころ軸受。
外輪、内輪、複数の円錐ころ、非加締め保持器を備える円錐ころ軸受に於いて、
内輪の小鍔側の外径の一部に、切欠き部を有することを特徴とする円錐ころ軸受。
前記切欠き部は、対称に、２箇所設けてあることを特徴とする請求項１又は２に記載の円錐ころ軸受。