JP2008014335A

JP2008014335A - 円すいころ軸受

Info

Publication number: JP2008014335A
Application number: JP2006183336A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Shibazaki; 健一柴崎
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-07-03
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2008-01-24

Abstract

【課題】円すいころのスキューを抑制させつつ、円すいころの転動面と保持器の柱部との接触面積を低減させ、当該部位での滑り摩擦を低減する。
【解決手段】保持器１０の柱部１３におけるポケット部１４に面した側面には、ポケット部１４の内側に凸状の大径側案内部１５及び小径側案内部１６が、大径側（図中、上側）及び小径側（図中、下側）にそれぞれ形成される。大径側案内部１５及び小径側案内部１６はそれぞれ、円すいころの転動面を接触されることにより、保持器１０に円すいころを案内する。大径側案内部１５の軸方向幅ｂは、小径側案内部１６の軸方向幅ａより小さい。
【選択図】図２

Description

本発明は、内輪及び外輪間に、保持器に転動自在に保持された複数の円すいころを組み込まれてなる円すいころ軸受に関し、詳しくは円すいころの転動面と保持器の柱部との滑り摩擦を低減するための構造に関する。

従来から円すいころ軸受は知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

図５は、特許文献１で開示されている円すいころ軸受を示す要部断面図であり、図６は、図５の円すいころ軸受の保持器を示す要部斜視図、図７は、図６の保持器に円すいころが保持された状態を示す要部平面図である。

図５〜図７を参照すると、円すいころ軸受１００において、円すいころ１０１を保持する保持器１０２は、各ポケット１０２ａの柱部内面における小径側端部に、突起１０２ｂを形成されている。また、保持器１０２における各ポケット１０２ａの内面における軸方向両側（小径側及び大径側）にはそれぞれ、突起１０２ｃ，１０２ｄが、ポケット１０２ａの内側に向けて突設されている。

保持器１０２は、突起１０２ｂを円すいころ１０１の転動面に接触させるとともに、突起１０２ｃ又は１０２ｄのいずれか一方を、円すいころ１０１の小径側又は大径側の対応するいずれか一方に接触させることにより、円すいころ１０１を転動・案内する。これにより、円すいころ１０１と保持器１０２のポケット１０２ａとの摩擦抵抗が減少され、円すいころ１０１の回転トルクが減少される。

図８は、特許文献２で開示されている円錐ころ軸受を示す縦断面図であり、図９は、図８の円錐ころ軸受の保持器を示す要部斜視図である。また、図１０は、図９の保持器の変形例を示す要部斜視図である。

図８及び図９を参照すると、円錐ころ軸受１１０において、円錐ころ１１１を保持する保持器１１２は、ポケット１１２ａ間の柱部１１２ｂに、凹形の油対流用切欠き１１２ｃを設けられる。油対流用切欠き１１２ｃは、内外輪１１３，１１４間での油の対流を促す。また、保持器１１２の小径側には、鍔部１１２ｄが、径方向内側に突設されており、鍔部１１２ｄにおける柱部１１２ｂに対応する部位には、半円形の切欠き１１２ｅが設けられる。鍔部１１２ｄの切欠き１１２ｅは、内輪１１３側への油流入を促す。

更に、図１０を参照すると、保持器１１２の変形例として、保持器１２０の柱部１２１に油対流用切欠き１１２ｃ（図９参照）を設けず、柱部１２１の中間部分を周方向に１つ置きに切り取った構成も記載されている。
特開２００４−２８６０９３号公報（第５頁、第５図、第６図及び第７図）特開平９−３２８５８号公報（第３頁、第１図、第３図及び第４図）

上述した特許文献１記載の図５に示す円すいころ軸受１００では、図６及び図７に示す保持器１０２の各ポケット１０２ａ内面において、小径側に形成された突起１０２ｂにより、円すいころ１０１を案内している。このため、円すいころ１０１がスキューしてしまい、内外輪１０３，１０４と円すいころ１０１の転動面間との転がり接触部で軸方向滑りが大きくなるという問題があった。

また、特許文献２記載の図８に示す円錐ころ軸受１１０では、図９に示す保持器１１２のポケット１１２ａ間の柱部１１２ｂに、油対流用切欠き１１２ｃが設けられる。しかし、油対流用切欠き１１２ｃは、内外輪１１３，１１４間での油の対流を促すためのものであり、鍔部１１２ｄの切欠き１１２ｅとともに油流路として形成されている。つまり、保持器１１２の柱部１１２ｂと円錐ころ１１１との滑り摩擦の低減については、全く考慮されていない。したがって、保持器１１２の油対流用切欠き１１２ｃによっては、円錐ころ軸受１１０の軸受トルクを低減することができないという問題があった。

本発明は、円すいころのスキューを抑制させつつ、円すいころの転動面と保持器の柱部との接触面積（案内幅）を低減することができ、これにより当該部位での滑り摩擦を低減することができ、軸受トルクを低減することができる円すいころ軸受を提供することを目的としている。

本発明の上記目的は、下記構成により達成される。

（１）内輪及び外輪間に、保持器のポケット部に転動自在に保持された複数の円すいころを組み込まれてなる円すいころ軸受において、
前記保持器の柱部におけるポケット部に面した側面には、大径側案内部及び小径側案内部が、大径側及び小径側にそれぞれ形成されており、
前記保持器は、柱部の大径側案内部及び小径側案内部に、円すいころの転動面を接触されることにより、円すいころを案内することを特徴とする円すいころ軸受。

保持器材料としては例えば、金属では炭素鋼や黄銅等が挙げられ、合成樹脂ではポリアミド４６、ポリアミド６６等のポリアミド樹脂やＬ−ＰＰＳ等のポリフェニレンサルファイドやポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等、射出成形可能なスーパーエンジニアリングプラスチックが挙げられる。また、これらの合成樹脂には、１０〜５０質量％の繊維状充填材（ガラス繊維や炭素繊維）を適宜混入すれば、剛性及び寸法精度の向上を図れる。

前記（１）記載の円すいころ軸受では、円すいころの転動面と保持器の柱部との間は、油を介して滑り案内されており、当該部位での油の剪断摩擦損失は、接触面積（案内幅）に比例すると考えられる。ここで、保持器は、柱部の大径側案内部及び小径側案内部に円すいころの転動面を接触されることにより、円すいころを案内するので、円すいころのスキューが抑制されるとともに、円すいころの転動面と保持器の柱部との接触面積（案内幅）が低減され、当該部位での滑り摩擦が低減される。これにより、軸受トルクが低減される。

（２）前記保持器の柱部の大径側案内部の軸方向幅は、小径側案内部の軸方向幅より小さいことを特徴とする前記（１）記載の円すいころ軸受。

前記（２）記載の円すいころ軸受では、円すいころの転動面と保持器の柱部との間での油の剪断摩擦損失は、滑り速度の２乗に比例すると考えられる。ここで、保持器は、柱部の大径側案内部の軸方向幅が小径側案内部の軸方向幅より小さいので、滑り速度の大きい大径側案内部での油の剪断摩擦損失が、効果的に低減される。これにより、円すいころの転動面と保持器の柱部との滑り摩擦が低減され、軸受トルクが低減される。

（３）前記保持器の柱部の大径側案内部及び小径側案内部がそれぞれ、ポケット部の内側に凸状であることを特徴とする前記（１）又は（２）記載の円すいころ軸受。

前記（３）記載の円すいころ軸受では、保持器は、ポケット部の内側に凸状の大径側案内部及び小径側案内部に、円すいころの転動面を接触されることにより、円すいころを案内するので、円すいころの転動面と保持器の柱部との接触面積（案内幅）が低減され、当該部位での滑り摩擦が低減される。これにより、軸受トルクが低減される。

本発明の円すいころ軸受によれば、円すいころのスキューを抑制させつつ、円すいころの転動面と保持器の柱部との接触面積（案内幅）を低減することができ、これにより当該部位での滑り摩擦を低減することができ、軸受トルクを低減することができる。
本発明により得られる円すいころ軸受は、例えば自動車用トランスミッションにおいて、円すいころのスキューを抑制させつつ、軸受トルクの低減を要求される場合に好適に用いられる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態である円すいころ軸受の保持器を示す斜視図であり、図２は、図１の保持器の要部拡大図である。

円すいころ軸受は、内輪の外周面に形成された内輪軌道面及び外輪の内周面に形成された外輪軌道面間に、保持器１０（図１及び図２参照）に転動自在に保持された複数の円すいころを、周方向に所定の間隔をあけて組み込まれてなる。

図１及び図２を参照すると、保持器１０は、大径側環状部１１及び小径側環状部１２間に、環状方向に所定の間隔をあけて多数の柱部１３を配置されており、各環状部１１，１２及び各柱部１３に囲まれた多数のポケット部１４を形成されてなる。

保持器１０の柱部１３におけるポケット部１４に面した側面には、ポケット部１４の内側に凸状の大径側案内部１５及び小径側案内部１６が、大径側（図２中、上側）及び小径側（図２中、下側）にそれぞれ形成される。大径側案内部１５及び小径側案内部１６はそれぞれ、保持器１０における各環状部１１，１２と柱部１３との接合部分に配置される。大径側案内部１５及び小径側案内部１６はそれぞれ、円すいころの転動面を接触されることにより、円すいころを案内する。大径側案内部１５の軸方向幅ｂ（以下、大径側案内幅ｂという）は、小径側案内部１６の軸方向幅ａ（以下、小径側案内幅ａという）より小さい。

このような円すいころ軸受では、円すいころの転動面と保持器１０の柱部１３との間は、油を介して滑り案内されており、当該部位での油の剪断摩擦損失は、接触面積（案内幅）に比例し、滑り速度の２乗に比例すると考えられる。

ここで、保持器１０は、柱部１３の大径側案内部１５及び小径側案内部１６に円すいころの転動面を接触されることにより、円すいころを案内するので、円すいころのスキューが抑制されるとともに、円すいころの転動面と保持器１０の柱部１３との接触面積（案内幅）が低減され、当該部位での滑り摩擦が低減される。

また、保持器１０は、柱部１３の大径側案内幅ｂが小径側案内幅ａより小さいので、滑り速度の大きい大径側案内部１５での油の剪断摩擦損失が、効果的に低減される。これにより、円すいころの転動面と保持器１０の柱部１３との滑り摩擦が低減され、軸受トルクが低減される。

図３は、本発明の第２実施形態である円すいころ軸受の保持器を示す要部拡大図である。

図３を参照すると、円すいころ軸受において、保持器２０の柱部２１は、環状方向に沿う幅寸法が小径側から大径側（図３中、下から上）に向けて徐々に小さくなるように形成されている。また、柱部２１の大径側案内部２２及び小径側案内部２３もそれぞれ、環状方向に沿う幅寸法が小径側から大径側（図３中、下から上）に向けて徐々に小さくなるように形成されている。
その他の構成及び作用については、上記第１実施形態と同様である。

図４は、本発明の第３実施形態である円すいころ軸受の保持器を示す要部拡大図である。

図４を参照すると、円すいころ軸受において、保持器３０の柱部３１の大径側案内部３２及び小径側案内部３３はそれぞれ、保持器３０の大径側環状部３４及び小径側環状部３５から所定の間隔をあけて、柱部３１に設けられる。
その他の構成及び作用については、上記第２実施形態と同様である。

以上のように上記各実施形態によれば、保持器１０，２０，３０は、柱部１３，２１，３１の大径側案内部１５，２２，３２及び小径側案内部１６，２３，３３に円すいころの転動面を接触されることにより、円すいころを案内するので、円すいころのスキューを抑制させつつ、円すいころの転動面と保持器１０，２０，３０の柱部１３，２１，３１との接触面積（案内幅）を低減することができる。これにより、当該部位での滑り摩擦を低減することができる。

また、保持器１０，２０，３０は、柱部１３，２１，３１の大径側案内幅ｂが小径側案内幅ａより小さいので、滑り速度の大きい大径側案内部１５，２２，３２での油の剪断摩擦損失を、効果的に低減することができる。これにより、円すいころの転動面と保持器１０，２０，３０の柱部１３，２１，３１との滑り摩擦を低減することができ、軸受トルクを低減することができる。

本発明の第１実施形態である円すいころ軸受の保持器を示す斜視図である。図１の保持器の要部拡大図である。本発明の第２実施形態である円すいころ軸受の保持器を示す要部拡大図である。本発明の第３実施形態である円すいころ軸受の保持器を示す要部拡大図である。特許文献１で開示されている円すいころ軸受を示す要部断面図である。図５の円すいころ軸受の保持器を示す要部斜視図である。図６の保持器に円すいころが保持された状態を示す要部平面図である。特許文献２で開示されている円錐ころ軸受を示す縦断面図である。図８の円錐ころ軸受の保持器を示す要部斜視図である。図９の保持器の変形例を示す要部斜視図である。

符号の説明

１０保持器
１１大径側環状部
１２小径側環状部
１３柱部
１４ポケット部
１５大径側案内部
１６小径側案内部
ａ小径側案内部の軸方向幅（小径側案内幅）
ｂ大径側案内部の軸方向幅（大径側案内幅）

Claims

内輪及び外輪間に、保持器のポケット部に転動自在に保持された複数の円すいころを組み込まれてなる円すいころ軸受において、
前記保持器の柱部におけるポケット部に面した側面には、大径側案内部及び小径側案内部が、大径側及び小径側にそれぞれ形成されており、
前記保持器は、柱部の大径側案内部及び小径側案内部に、円すいころの転動面を接触されることにより、円すいころを案内することを特徴とする円すいころ軸受。
前記保持器の柱部の大径側案内部の軸方向幅は、小径側案内部の軸方向幅より小さいことを特徴とする請求項１記載の円すいころ軸受。
前記保持器の柱部の大径側案内部及び小径側案内部がそれぞれ、ポケット部の内側に凸状であることを特徴とする請求項１又は２記載の円すいころ軸受。