JP2007032679A - 円すいころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】円すいころ軸受のころ長さを長くして負荷容量を大きくすることである。
【解決手段】保持器４のポケット５の外周側および内周側の開口縁部に、ポケット５に収納された円すいころ３の脱出を阻止する突部４ａ、４ｂを設け、そのうちの内周側の突部４ｂは、ころ３をポケット５に収納するときにはポケット５外からのころ３の押圧により弾性変形してころ３のポケット５への進入を許すように形成して、ころ３と保持器４とを一体化し、軸受組込み時や使用中のころ３の脱落を防止することにより、従来の内輪の小鍔を不要とし、その分だけ内輪１の軌道面１ａの幅およびころ３長さを長くして負荷容量を大きくしたのである。
【選択図】図１

Description

本発明は、円すいころ軸受に関する。

円すいころ軸受は、大きなラジアル荷重とスラスト荷重を同時に支持するのに適した転がり軸受として広く使用されている。その構造は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、内輪５１と外輪５２のそれぞれのテーパ状の軌道面５１ａ、５２ａの間に複数の円すいころ５３を組み込み、これらの各円すいころ５３を保持器５４のポケット５５に収納して転動自在に保持したものである。そして、内輪５１の小径側端部には、ころ５３および保持器５４と内輪５１とを一体化するための小鍔５１ｂが設けられている。これは、内輪５１と外輪５２とが分離しているうえ、保持器５４がポケット５５の外周側の開口縁部にころ５３の外周側への脱出を阻止する突部５４ａを有し、内周側からころ５３をポケット５５に自在に収脱できる構造であるため、軸受組込み時にころ５３および保持器５４と内輪５１とが分離すると、ころ５３が保持器５４の内周側から脱落してしまうからである。一方、内輪５１の大径側端部には、軸受運転時にころ５３を案内する大鍔５１ｃが設けられている（非特許文献１参照。）。

なお、ころ５３および保持器５４と内輪５１とを一体化するときには、ころ５３と内輪５１の小鍔５１ｂとの干渉を避けるため、予め保持器５４の小径側を拡げておき、保持器５４のポケット５５にころ５３を収納した状態で内輪５１に組み付けた後、保持器５４を元の形状に戻すようにしている。

ところで、一般に機械類はコンパクト化の要求が強まる傾向にあり、この要求に対応するため、その機械に組み込まれる軸受も、サイズを小さくする、言い換えればサイズを変えずに負荷容量を大きくすることが求められている。これに対して、円すいころ軸受では、上述したように内輪の側端部に小鍔および大鍔が設けられているため、これらの鍔の分だけ軌道面の幅およびころ長さが内輪の幅よりも短くなっており、このことが負荷容量を抑える要因となっている。
「円すいころ軸受」、転がり軸受総合カタログ、ＮＴＮ株式会社、CAT.No.2202-VII/J、B-133,134

本発明の課題は、円すいころ軸受のころ長さを長くして負荷容量を大きくすることである。

上記の課題を解決するため、本発明は、保持器と各円すいころとを一体化する手段を設け、内輪の軌道面をその一側端が内輪の小径側端面近傍に位置するように形成した。

すなわち、軸受の組込み時や使用中には、ころおよび保持器と内輪とが分離しても、保持器のポケットに一旦収納された円すいころはポケットから脱出しないようにすることにより、内輪の小径側端部に従来のころ脱落防止用の小鍔を設ける必要をなくし、従来よりも内輪の軌道面およびころ長さを長くして負荷容量を大きくできるようにしたのである。

前記保持器と各円すいころとを一体化する具体的な手段としては、保持器のポケットの外周側および内周側の開口縁部に、ポケットに収納された円すいころの脱出を阻止する突部を設け、これらの突部の少なくとも一方は、円すいころをポケットに収納するときにはポケット外からの円すいころの押圧により弾性変形して円すいころのポケットへの進入を許すものとしたものを採用することができる。

前記保持器としては、樹脂成形保持器または銅製のもみ抜き保持器を用いることが望ましい。特に、樹脂成形保持器の場合にはエンジニアリングプラスチック製のものを、もみ抜き保持器の場合は高力黄銅製のものを用いることが好ましい。

また、本発明を、低速高荷重の条件で使用される油圧ショベルの走行減速機スプロケット用の円すいころ軸受や、ダンプトラックのホイル用の円すいころ軸受に適用して、軸受のサイズを変えずにころ長さを長くすれば、ころと軌道面の接触応力が小さくなって軸受寿命が延長される効果が大きい。

本発明は、上述したように、円すいころ軸受の保持器ところとを一体化する手段を設けて、軸受組込み時や使用中のころの脱落を防止することにより、従来の内輪の小鍔を不要とし、その分だけころ長さを長くして負荷容量を大きくしたので、軸受の負荷容量を変えずにサイズを小さくすることができ、それによってこの軸受を組み込む機械のコンパクト化を図ることができる。

また、軸受のサイズを変えない場合には、ころ長さを長くすることでころと軌道面の接触応力を小さくして、軸受の長寿命化を図ることができる。特に、建設機械等に組み込まれて低速高荷重の条件で使用される軸受では、その効果が大きい。

以下、図１および図２に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１（ａ）、（ｂ）は第１の実施形態を示す。この円すいころ軸受は、内輪１と外輪２のそれぞれのテーパ状の軌道面１ａ、２ａの間に複数の円すいころ３を組み込み、これらの各円すいころ３を保持器４のポケット５に収納して転動自在に保持したもので、内輪１の軌道面１ａは、その一側端で内輪１の小径側端面と接するように形成されている。一方、内輪１の大径側には、軸受運転時にころ３を案内する大鍔１ｂが設けられている。

前記保持器４は、高力黄銅製のもみ抜き保持器で、ポケット５の外周側および内周側の開口縁部に、ポケット５に収納された円すいころ３の脱出を阻止する突部４ａ、４ｂが設けられており、そのうちの内周側の突部４ｂは、ころ３をポケット５に収納するときにはポケット５外からのころ３の押圧により弾性変形してころ３のポケット５への進入を許すように、外周側の突部４ａよりも小さく形成されている。

この軸受は、上記の構成であり、ころ３を保持器４内周側からポケット５に圧入して保持器４と一体化することにより、組込み作業時や使用中にはころ３がポケット５から脱出しないようにしている。このため、内輪１の小径側端部に従来のような小鍔を設ける必要がなく、その分従来よりも軌道面１ａの幅およびころ３長さを長くできるので、負荷容量が大きい。なお、この負荷容量の増加しろは、一例として標準的なサイズの軸受で調べたところ、基本動定格荷重で７％程度、基本静定格荷重で９％程度であった。

従って、この軸受を組み込む機械は、この軸受と負荷容量が同じ従来軸受を組み込む場合に比べてコンパクト化が図れる。一方、この軸受を同じサイズの従来軸受と入れ替えれば、ころと軌道面の接触応力が小さくなって軸受寿命が長くなる。特に、低速高荷重の条件で使用される油圧ショベルの走行減速機スプロケット用軸受やダンプトラックのホイル用軸受の場合は、その効果が大きい。

また、軸受組込み作業においては、ころ３と保持器４とを一体化した組立品を内輪１にそのまま組み付けることができるので、従来のように組み付けの前後で保持器を塑性変形させる必要がなく、作業がしやすい。

図２（ａ）、（ｂ）は第２の実施形態を示す。この実施形態では、保持器６がエンジニアリングプラスチックを素材とする成形保持器であり、そのポケット７の周方向側面を凹曲面として、ポケット７の外周側および内周側にころ３の脱出を阻止する突部６ａ、６ｂを形成している。その他の部分の構造は、保持器６の内周側の突部６ｂが、外周側の突部６ａよりも小さく形成され、ころ３をポケット７に収納するときには弾性変形してころ３のポケット７への進入を許すようになっている点も含めて、第１の実施形態と同じである。

なお、保持器の素材のエンジニアリングプラスチックは、汎用エンジニアリングプラスチックとスーパーエンジニアリングプラスチックのいずれを用いてもよい。以下に、それぞれの代表的なものを挙げる。
［汎用エンジニアリングプラスチック］
ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ＧＦ強化ポリエチレンテレフタレート（ＧＦ−ＰＥＴ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）
［スーパーエンジニアリングプラスチック］
ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリメチルベンテン（ＴＰＸ）、ポリ１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、ポリアミド１１，１２（ＰＡ１１，１２）、フッ素樹脂、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）

上述した各実施形態では、保持器のポケット開口縁部の突部を形成しやすいように、銅製のもみ抜き保持器あるいは樹脂成形保持器を用いたが、鋼製のもみ抜き保持器や打ち抜き保持器等を使用することもできる。また、保持器のポケット開口縁部の突部は、内周側からころを圧入できるように形成したが、外周側から、あるいは両側からころを圧入できるように形成してもよい。

ａは第１の実施形態の円すいころ軸受の正面断面図、ｂはａのＩ−Ｉ線に沿った断面図 ａは第２の実施形態の円すいころ軸受の正面断面図、ｂはａのII−II線に沿った断面図 ａは従来の円すいころ軸受の正面断面図、ｂはａのIII−III線に沿った断面図

符号の説明

１ 内輪
１ａ 軌道面
２ 外輪
２ａ 軌道面
３ 円すいころ
４ 保持器
４ａ、４ｂ 突部
５ ポケット
６ 保持器
６ａ、６ｂ 突部
７ ポケット

Claims (4)

1. 内輪と外輪のそれぞれのテーパ状の軌道面の間に複数の円すいころを組み込み、これらの各円すいころを保持器のポケットに収納して転動自在に保持した円すいころ軸受において、前記保持器と各円すいころとを一体化する手段を設け、前記内輪の軌道面をその一側端が内輪の小径側端面近傍に位置するように形成したことを特徴とする円すいころ軸受。
2. 前記保持器と各円すいころとを一体化する手段が、前記保持器のポケットの外周側および内周側の開口縁部に、ポケットに収納された前記円すいころの脱出を阻止する突部を設け、これらの突部の少なくとも一方は、前記円すいころをポケットに収納するときにはポケット外からの円すいころの押圧により弾性変形して円すいころのポケットへの進入を許すものとしたものである請求項１に記載の円すいころ軸受。
3. 前記保持器として、樹脂成形保持器または銅製のもみ抜き保持器を用いた請求項１または２に記載の円すいころ軸受。
4. 油圧ショベルの走行減速機スプロケット用、またはダンプトラックのホイル用として使用される請求項１乃至３のいずれかに記載の円すいころ軸受。

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