JP2008223863A - 円すいころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構造で、軸受内に流入する潤滑油量を少なくして、軸受内に流入した潤滑油の攪拌抵抗を低減することができ、軸受の回転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。
【解決手段】円すいころ軸受１０は、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動自在に配設される複数の円すいころ１３と、円すいころ１３を円周方向に等間隔に保持する保持器１４と、を備え、内輪１２の小径側端部には、保持器１４の小径側端部の軸方向外側位置で、保持器１４の小径側端部と内輪１２との隙間を覆うように、内輪１２と別体の円環状部材１６が外嵌される。
【選択図】図２

Description

本発明は、円すいころ軸受に関し、例えば、自動車の減速部分等の回転支持部に配置されて、軸受内部に流入する潤滑油を利用して潤滑を行う円すいころ軸受に関する。

円すいころ軸受は、コンパクトで、大きなラジアル荷重及びアキシャル荷重を支持することができ、しかも、高速回転で使用することができるため、広く使用されている。

従来の円すいころ軸受としては、例えば、図７に示す円すいころ軸受５０が知られている。この円すいころ軸受５０は、内周面に円すい状の外輪軌道面５１ａを有する外輪５１と、外周面に円すい状の内輪軌道面５２ａを有する内輪５２と、外輪軌道面５１ａと内輪軌道面５２ａとの間に転動自在に配設される複数の円すいころ５３と、円すいころ５３を円周方向に等間隔に保持する保持器５４と、を備える。また、内輪５２には、大径側端部に円すいころ５３の大径側端面を案内する大鍔部５２ｂが形成され、小径側端部に円すいころ５３の軸方向移動を規制する小鍔部５２ｃが形成される。

ところで、円すいころ軸受５０では、軸受回転に伴うポンプ作用によって、図７に示すように、内輪５２の小径側端部と保持器５４の小径側端部との間から潤滑油が流入し、内輪５２の大径側端部と保持器５４の大径側端部との間から潤滑油が流出することが知られ、また、外輪５１の内周面の小径側端部と保持器５４の小径側端部との間から軸受５０内で逆流した潤滑油が流出することが知られている。

この場合、軸受の回転トルクの発生要因として、円すいころ５３と内輪５２との間の摩擦抵抗の他に、流入潤滑油の攪拌による抵抗があり、この回転トルクが大きいと、エネルギー節約の観点から好ましくない。

このため、軸受の回転トルクの低減を目的として、保持器５４の小径側端部の内輪５２側への折り曲げ部と内輪５２との間隙を調整して、軸受内への潤滑油の流入量を減らし、これにより、軸受内での潤滑油の攪拌抵抗を低減する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、同様に、軸受の回転トルクの低減を目的として、軸受内の空間断面積を潤滑油の流出側ほど大きくして、流入する潤滑油量より流出する潤滑油量を多くし、これにより、軸受内に滞留する潤滑油量を少なくして、攪拌抵抗を低減する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−６９４２１号公報 特開２００４−７６７６６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の円すいころ軸受ように、保持器５４の小径側端部の内輪５２側への折り曲げ部と内輪５２との間隙の調整する場合、この間隙寸法の調整や内輪５２側の加工が必要になるため、製造コストが増加する可能性があった。

また、上記特許文献２に記載の円すいころ軸受のように、軸受内の空間断面積を潤滑油の流出側ほど大きくして、流入する潤滑油量より流出する潤滑油量を多くする場合、軸受の基本断面形状を変更しなければならず、製造コストが増加する可能性があった。

本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、簡素な構造で、軸受内に流入する潤滑油量を少なくして、軸受内に流入した潤滑油の攪拌抵抗を低減することができ、軸受の回転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にある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 内周面に円すい状の外輪軌道面を有する外輪と、外周面に円すい状の内輪軌道面を有すると共に、内輪軌道面の小径側端部に小鍔部が設けられる内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動自在に配設される複数の円すいころと、円すいころを円周方向に等間隔に保持する保持器と、を備える円すいころ軸受であって、小鍔部は、内輪と別体の円環状部材とされ、保持器の小径側端部の軸方向外側位置で、保持器の小径側端部と内輪との隙間を覆うように内輪に外嵌されることを特徴とする円すいころ軸受。
（２） 円環状部材の軸方向外側面に、円環状部材の径方向外側に向かって軸方向内側に傾斜するテーパ面を設けることを特徴とする（１）に記載の円すいころ軸受。
（３） 円環状部材の軸方向外側面に、円環状部材の径方向外側に向かって軸方向外側に傾斜するテーパ面を設けることを特徴とする（１）に記載の円すいころ軸受。

本発明の円すいころ軸受によれば、小鍔部は、内輪と別体の円環状部材とされ、保持器の小径側端部の軸方向外側位置で、保持器の小径側端部と内輪との隙間を覆うように内輪に外嵌されるため、内輪の小径側端部と保持器の小径側端部との間から流入しようとする潤滑油の一部が、円環状部材及び外輪の軸方向外側面に沿って軸受の径方向外側に向けて軸受外に導かれるので、簡素な構造で、軸受内に流入する潤滑油量を少なくすることができる。これにより、軸受内に流入した潤滑油の攪拌抵抗を低減することができるので、軸受の回転トルクを低減することができる。

以下、本発明に係る円すいころ軸受の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１及び図２を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の第１実施形態について説明する。
図１は本発明に係る円すいころ軸受の第１実施形態を説明するための要部断面図、図２は図１に示す円すいころ軸受における潤滑油の流れを説明するための要部断面図である。

本実施形態の円すいころ軸受１０は、図１に示すように、内周面に円すい状の外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に円すい状の内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動自在に配設される複数の円すいころ１３と、円すいころ１３を円周方向に等間隔に保持する保持器１４と、を備える。また、内輪１２の大径側端部には、円すいころ１３の大径側端面を案内する大鍔部１２ｂが形成される。

保持器１４は、金属のプレス成形、或いは樹脂の射出成形で形成されており、図１に示すように、大径側円環部１４ａと、大径側円環部１４ａと同軸配置される小径側円環部１４ｂと、を有する。大径側円環部１４ａと小径側円環部１４ｂとは、円周方向に略等間隔で複数配置される柱部１４ｃによって連結されており、円周方向に互いに隣り合う各柱部１４ｃの間に、円すいころ１３を転動可能に保持するポケット部１５が形成される。

そして、本実施形態では、内輪１２と別体の円環状部材１６を、保持器１４の小径側端部の軸方向外側位置で、保持器１４の小径側端部と内輪１２との隙間を覆うように内輪１２に外嵌固定しており、この円環状部材１６を保持器１４の小径側端部を案内する小鍔部としている。

このように構成された円すいころ軸受１０では、軸受潤滑時においては、軸受回転に伴うポンプ作用によって、図２に示すように、外輪１１と円環状部材１６との間の隙間を介して、内輪１２の小径側端部と保持器１４の小径側端部との間から流入しようとする潤滑油の一部が、円環状部材１６及び外輪１１の軸方向外側面に沿って軸受１０の径方向外側に向けて軸受外に導かれる（矢印Ａ参照）ので、軸受１０内に流入する潤滑油量が少なくなる。これにより、軸受１０内に流入した潤滑油の攪拌抵抗が低減されるので、軸受１０の回転トルクが低減される。また、軸受１０内に流入した潤滑油は、軸受１０内を潤滑した後、内輪１２の大径側端部と保持器１４の大径側端部との間から軸受外に流出する。なお、図２中の符号１７は回転軸である。

以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受１０によれば、小鍔部が内輪１２と別体の円環状部材１６とされ、保持器１４の小径側端部の軸方向外側位置で、保持器１４の小径側端部と内輪１２との隙間を覆うように内輪１２に外嵌されるため、内輪１２の小径側端部と保持器１４の小径側端部との間から流入しようとする潤滑油の一部が、円環状部材１６及び外輪１１の軸方向外側面に沿って軸受１０の径方向外側に向けて軸受外に導かれるので、簡素な構造で、軸受１０内に流入する潤滑油量を少なくすることができる。これにより、軸受１０内に流入した潤滑油の攪拌抵抗を低減することができるので、軸受１０の回転トルクを低減することができる。

また、本実施形態の円すいころ軸受１０によれば、小鍔部が内輪１２と別体の円環状部材１６とされるため、保持器１４を加締めることなく、内輪１２、円すいころ１３、及び保持器１４を組み付けることができるので、加工コスト、ひいては軸受１０の製造コストを削減することができる。

さらに、本実施形態の円すいころ軸受１０によれば、円環状部材１６により保持器１４の小径側端部を案内するため、内輪１２、円すいころ１３、及び保持器１４を組み込んだ後にころバレが発生するのを回避することができる。

（第２実施形態）
次に、図３及び図４を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。
図３は本発明に係る円すいころ軸受の第２実施形態を説明するための要部断面図、図４は図３に示す円すいころ軸受における潤滑油の流れを説明するための要部断面図である。

本実施形態の円すいころ軸受２０では、図３に示すように、円環状部材１６の軸方向外側面に、円環状部材１６の径方向外側に向かって軸方向内側に傾斜するテーパ面２１を設けている。

このように構成された円すいころ軸受２０では、図４に示すように、円環状部材１６の軸方向外側面にテーパ面２１を設けるため、円環状部材１６の外周面近傍における潤滑油の流れが円滑になり、潤滑油の流れが整流化される（矢印Ｂ参照）ので、軸受１０内に流入する潤滑油量が更に少なくなる。これにより、軸受１０内に流入した潤滑油の攪拌抵抗が更に低減されるので、軸受１０の回転トルクが更に低減される。

以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受２０によれば、円環状部材１６の軸方向外側面に、円環状部材１６の径方向外側に向かって軸方向内側に傾斜するテーパ面２１を設けるため、円環状部材１６の外周面近傍における潤滑油の流れを円滑にして、潤滑油の流れを整流化することができるので、軸受１０内に流入する潤滑油量を更に少なくすることができる。これにより、軸受１０内に流入した潤滑油の攪拌抵抗を更に低減することができるので、軸受１０の回転トルクを更に低減することができる。
その他の構成および作用効果は、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
次に、図５及び図６を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。
図５は本発明に係る円すいころ軸受の第３実施形態を説明するための要部断面図、図６は図５に示す円すいころ軸受における潤滑油の流れを説明するための要部断面図である。

本実施形態の円すいころ軸受３０では、図５に示すように、円環状部材１６の軸方向外側面に、円環状部材１６の径方向外側に向かって軸方向外側に傾斜するテーパ面３１を設けている。

このように構成された円すいころ軸受３０では、図６に示すように、円環状部材１６の軸方向外側面にテーパ面３１を設けるため、円環状部材１６に沿って流れる潤滑油の流速ベクトルの軸方向成分が、軸受回転に伴うポンプ作用による潤滑油の流速ベクトルの軸方向成分と逆方向になる（矢印Ｃ参照）ので、軸受１０内に流入する潤滑油量が更に少なくなる。これにより、軸受１０内に流入した潤滑油の攪拌抵抗が更に低減されるので、軸受１０の回転トルクが更に低減される。

以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受３０によれば、円環状部材１６の軸方向外側面に、円環状部材１６の径方向外側に向かって軸方向外側に傾斜するテーパ面３１を設けるため、円環状部材１６に沿って流れる潤滑油の流速ベクトルの軸方向成分を、軸受回転に伴うポンプ作用による潤滑油の流速ベクトルの軸方向成分と逆方向にすることができるので、軸受１０内に流入する潤滑油量を更に少なくすることができる。これにより、軸受１０内に流入した潤滑油の攪拌抵抗を更に低減することができるので、軸受１０の回転トルクを更に低減することができる。
その他の構成および作用効果は、上記第１実施形態と同様である。

本発明に係る円すいころ軸受の第１実施形態を説明するための要部断面図である。 図１に示す円すいころ軸受における潤滑油の流れを説明するための要部断面図である。 本発明に係る円すいころ軸受の第２実施形態を説明するための要部断面図である。 図３に示す円すいころ軸受における潤滑油の流れを説明するための要部断面図である。 本発明に係る円すいころ軸受の第３実施形態を説明するための要部断面図である。 図５に示す円すいころ軸受における潤滑油の流れを説明するための要部断面図である。 従来の円すいころ軸受を説明するための要部断面図である。

符号の説明

１０，２０，３０ 円すいころ軸受
１１ 外輪
１１ａ 外輪軌道面
１２ 内輪
１２ａ 内輪軌道面
１３ 円すいころ
１４ 保持器
１５ ポケット部
１６ 円環状部材（小鍔部）
１７ 回転軸
２１，３１ テーパ面

Claims (3)

1. 内周面に円すい状の外輪軌道面を有する外輪と、外周面に円すい状の内輪軌道面を有すると共に、前記内輪軌道面の小径側端部に小鍔部が設けられる内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配設される複数の円すいころと、前記円すいころを円周方向に等間隔に保持する保持器と、を備える円すいころ軸受であって、
   前記小鍔部は、前記内輪と別体の円環状部材とされ、前記保持器の小径側端部の軸方向外側位置で、前記保持器の小径側端部と前記内輪との隙間を覆うように前記内輪に外嵌されることを特徴とする円すいころ軸受。
2. 前記円環状部材の軸方向外側面に、前記円環状部材の径方向外側に向かって軸方向内側に傾斜するテーパ面を設けることを特徴とする請求項１に記載の円すいころ軸受。
3. 前記円環状部材の軸方向外側面に、前記円環状部材の径方向外側に向かって軸方向外側に傾斜するテーパ面を設けることを特徴とする請求項１に記載の円すいころ軸受。

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