JP2008232171A - ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】保持器と内輪との組み付け時における保持器の破損を回避し、さらには、寿命の延長及び低トルク化を図ることができるころ軸受を提供する。
【解決手段】ころ軸受１０は、外輪１１と、内輪１３と、外輪１１と内輪１３との間に転動自在に配置された複数のころ１５と、ころ１５を保持した保持器１８と、を備えている。保持器１８は、軸方向にころ１５の両側に配置された一組の円環状のフランジ部１９，２０と、一組のフランジ部１９，２０の間に架け渡された複数の柱部２１と、を有しており、隣り合う柱部２１の間にころ１５を収容する。保持器１８の柱部２１と一方のフランジ部２０との間には接合部２３が設けられ、この一方のフランジ部２０が分割されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ころ軸受に関する。

例えば自動車や産業機械に使用される軸受には比較的大荷重が負荷され、かかる用途には、一般にころ軸受が使用される。そして、ころ軸受においては、比較的大荷重が負荷されるころの挙動を抑えるために比較的剛性の高い保持器が使用される（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示されたころ軸受１１０は、図５に示すように、外輪１１１と、内輪１１２と、外輪１１１と内輪１１２との間に転動自在に配置された円錐ころ１１３と、円錐ころ１１３を保持する保持器１１４と、を備えている。

保持器１１４は、軸方向に円錐ころ１１３の両側に配置される一組の円環状のフランジ部１１４ｂ，１１４ｃと、一組のフランジ部１１４ｂ，１１４ｃの間に架け渡される複数の柱部１１４ａと、を有し、一組のフランジ部１１４ｂ，１１４ｃ及び隣り合う柱部１１４ａ，１１４ａで画成されるポケットに円錐ころ１１３を収容している。

特開２００３−２８１６５号公報

上述のころ軸受１１０では、保持器１１４はポケットに円錐ころ１１３を収容して内輪１１２に組み付けられる。内輪１１２には円錐ころ１１３の案内等をなす鍔１１２ａが半径方向に突出して設けられており、この鍔１１２ａがあるため、保持器１１４は内輪１１２との組み付け時に拡径するように変形される。

しかし、ころ軸受１１０に使用される保持器１１４は上述のとおり比較的剛性が高い。そのため、内輪１１２との組み付け時の保持器１１４の変形が弾性変形域を越えてしまい、保持器１１４が破損する虞がある。一方、保持器１１４の変形を低減するように内輪１１２の鍔１１２ａを低くすることも考えられるが、この場合、組み付け後の円錐ころ１１３と内輪１１２とのかかり代が小さくなり、円錐ころ１１３が抜け落ちる可能性がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、保持器と内輪との組み付け時における保持器の破損を回避することができるころ軸受を提供することにある。

上述した目的は、本発明に係る下記（１）〜（３）に記載のころ軸受により達成される。
（１） 外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に転動自在に配置された複数のころと、前記ころを保持する保持器と、を備え、前記保持器が、軸方向に前記ころの両側に配置される一組の円環状のフランジ部と、前記一組のフランジ部の間に架け渡されて隣り合う前記ころの間にそれぞれ配置される複数の柱部と、を有し、隣り合う前記柱部の間に前記ころが収容されたころ軸受であって、前記保持器の前記柱部といずれか一方の前記フランジ部との間に接合部が設けられ、この一方のフランジ部が分割されていることを特徴とするころ軸受。
（２） 前記保持器の一組の前記フランジ部の直径が互いに異なり、前記柱部と大径のフランジ部との間に接合部が設けられ、この大径のフランジ部が分割されていることを特徴とする（１）に記載のころ軸受。
（３） 前記保持器が合成樹脂材料で形成されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載のころ軸受。

上述した構成のころ軸受によれば、軸方向にころの両側に配置される一組の円環状のフランジ部と、一組のフランジ部の間に架け渡された複数の柱部と、を有し、隣り合う柱部の間にころを収容する保持器において、柱部といずれか一方のフランジ部との間に接合部を設けて一方のフランジ部を分割している。
かかる構成により、例えば、予め内輪にころを組み付け、隣り合うころの間に柱部を差し込みながら、これら柱部と一体のフランジ部と、分離した他方のフランジ部とをころを軸方向に両側から挟むようにしてそれぞれ内輪に組み付け、その後に、分離したフランジ部を接合するようにして、保持器を内輪に組み付けることができる。この場合、保持器を一切変形させることなく内輪に組み付けることができ、保持器の破損を回避することができる。
また、一方のフランジ部を分離した状態で、柱部及び柱部と一体の他方のフランジ部をこれら柱部の間にころを収容して内輪に組み付け、その後に、分離したフランジ部を接合するようにして、保持器を内輪に組み付けることもできる。この場合、柱部及び柱部と一体の一方のフランジ部をこれら柱部の間にころを収容して内輪に組み付ける際に柱部は片もちの状態にあって、構造上、両持ちの場合に比べて弾性変形量が大きく、それにより、内輪との組み付け時における保持器の破損を回避することができる。

特に、円錐ころ軸受においては、円錐ころが転動する内外輪の軌道面の母線は軸方向に対して交差するように傾斜し、内輪の軸方向の一端は小径に、他端は大径に形成される。それに伴い、保持器の一組のフランジ部も一方は小径に、他方は大径に形成される。この場合、保持器の柱部と大径のフランジ部との間に接合部を設け、この大径のフランジ部を分割するようにすれば、柱部及び柱部と一体の小径のフランジ部をこれら柱部の間にころを収容して内輪に組み付ける際、柱部の接合部、即ち柱部の先端部と内輪とが互いに干渉することを回避でき、好ましい。

また、保持器を合成樹脂で形成するようにすれば、鉄製のものに比べて、柱部の弾性変形量を大きくすることができ、好ましい。さらに、保持器を合成樹脂で形成するようにすれば、鉄製のものに比べて、ころと保持器との接触面に生ずる磨耗や剥離を低減して軸受寿命の延長を図ることができると共に、保持器の重量を軽減して軸受の低トルク化を図ることができる。尚、本発明において、保持器の材料に用いられる合成樹脂としては、自己潤滑性、強度、耐熱性を考慮して、ポリアミドやポリフェニレンサルファイドなどが好適であるが、これらに限定されるものではない。

以上説明したように、本発明によれば、ころ軸受において、保持器と内輪との組み付け時における保持器の破損を回避し、さらには、寿命の延長及び低トルク化を図ることができる。

以下、図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態のころ軸受の断面図、図２（Ａ）は図１のころ軸受の保持器の斜視図、図２（Ｂ）は同図（Ａ）の保持器の分解斜視図、図３は図１のころ軸受の保持器を内輪に組み付ける工程を示す断面図、図４（Ａ）及び（Ｂ）は図１のころ軸受の保持器を内輪に組み付ける他の工程を順次示す断面図である。

図１に示すように、本実施形態のころ軸受１０は、内周に外輪軌道面１２が形成された外輪１１と、外周に内輪軌道面１４が形成された内輪１３と、相対向する外輪１１の外輪軌道面１２と内輪１３の内輪軌道面１４との間に転動自在に配置された複数のころ１５と、ころ１５を保持した保持器１８と、を備えている。

本実施形態において、ころ１５は円錐ころとされており、円錐ころ１５が転動する外輪軌道面１２及び内輪軌道面１４の母線は軸方向に対して交差するように傾斜し、内輪１３の軸方向の一端は小径に、他端は大径に形成されている。

内輪１３の小径の軸方向端部には、内輪軌道面１４に隣接して全周にわたり半径方向に突出する小鍔１６が形成され、また、内輪１３の大径の軸方向端部には、内輪軌道面１４に隣接して全周にわたり半径方向に突出する大鍔１７が形成されている。これらの鍔１６，１７は、両軌道面１２，１４間で転動する円錐ころ１５の案内をなし、また、両軌道面間１２，１４間から円錐ころ１５が抜け落ちることを防止する。

さらに図２を参照して、保持器１８は、軸方向に円錐ころ１５の両側に配置された一組の円環状のフランジ部１９，２０と、フランジ部１９，２０の間に架け渡された複数の柱部２１と、を有している。フランジ部１９，２０は互いに直径が異なっており、内輪１３の小径の軸方向端部側に位置した一方のフランジ部１９は小径に、内輪１３の大径の軸方向端部側に位置した他方のフランジ部２０は大径に形成されている。柱部２１は、軸方向に延在し、円周方向に等間隔に配設されている。

円錐ころ１５は、フランジ部１９，２０及び隣り合う柱部２１，２１で画成されて円周方向に等間隔に配設されたポケット２２収容され、両軌道面１２，１４間に円周方向に等間隔に保持される。

図２（Ｂ）に示すように、保持器１８の柱部２１と大径のフランジ部２０との間には接合部２３が設けられ、大径のフランジ部２０は、残余の柱部２１及び柱部２１と一体の小径のフランジ部１９から分割されている。接合部２３は、例えば柱部２１の先端に形成された突起２４と、大径のフランジ部２０に形成されて突起２４が嵌入する孔２５と、で構成することができ、突起２４を孔２５に圧入して接合するようにしてもよく、また、突起２４を孔２５に嵌入させた後に溶着して接合するようにしてもよい。

本発明の実施において、保持器１８の分割された大径のフランジ部２０や残余の柱部２１及び柱部２１と一体の小径のフランジ部１９は、鋼板を打ち抜いて形成されてもよいが、軸受寿命の延長及び軸受の低トルク化を図るうえで、それぞれ合成樹脂で形成されることが好ましい。合成樹脂としては、自己潤滑性、強度、耐熱性を考慮して、ポリアミドやポリフェニレンサルファイドなどが好適であるが、これらに限定されるものではない。

次に、図３を参照して、上述のように構成されたころ軸受１０の保持器１８を内輪１３に組み付ける工程を説明する。

図３に示すように、まず、円錐ころ１５が、内輪軌道面１４上に等間隔に配置されて内輪１３に組み付けられる。そして、隣り合う円錐ころ１５の間に柱部２１を差し込みながら、これら柱部２１と一体の小径のフランジ部１９と、分離した大径のフランジ部２０とが、円錐ころ１５を軸方向に両側から挟むようにしてそれぞれ内輪１３に組み付けられる。このとき、内輪１３の小径の軸方向端部に形成された小鍔１６の直径に比べて柱部２１の先端を結ぶ仮想円の直径、即ち柱部２１の先端に接合される大径のフランジ部２０の直径は大きく、よって、柱部２１の先端部と内輪１３の小径の軸方向端部とは互いに干渉しない。

そして、柱部１９の先端に大径のフランジ部２０が接合され、保持器１８の組み付けが完了する。

次に、図４を参照して、上述のように構成されたころ軸受１０の保持器１８を内輪１３に組み付ける他の工程を説明する。

まず、図４（Ａ）に示すように、保持器１８の大径のフランジ部２０が分離されている状態で、柱部２１及び柱部２１と一体の小径のフランジ部１９において隣り合う柱部２１，２１の間に円錐ころ１５が配置される。そして、小径の軸方向端部を先に向けた内輪１３が、柱部２１の先端側から挿入される。このとき、内輪１３の小径の軸方向端部に形成された小鍔１６の直径に比べて柱部２１の先端を結ぶ仮想円の直径、即ち柱部２１の先端に接合される大径のフランジ部２０の直径は大きく、よって、柱部２１の先端部と内輪１３の小径の軸方向端部とは互いに干渉しない。

内輪１３が挿入されるのに伴い、内輪１３の小鍔１６が円錐ころ１５の周面に接触し、円錐ころ１５を介して保持器１８の柱部２１を外径側に向けて押圧する。押圧された柱部２１は外径側に撓むように変形し、それにより、内輪１３のさらなる挿入が許容される。ここで、柱部２１は、保持器１８の小径のフランジ部１９により基端部を支持された片もちの状態にあって、構造上、両持ちの場合に比べて弾性変形量が大きく、上述した変形は弾性変形域での変形にとどまる。円錐ころ１５が内輪１３の小鍔１６を乗り越えて内輪軌道面１４上に乗るまでに内輪１３が挿入されると、弾性変形した保持器１８の柱部２１は復元する。

そして、図４（Ｂ）に示すように、保持器１８の柱部１９の先端に大径のフランジ部２０が接合され、保持器１８の組み付けが完了する。

以上、説明したように、本実施形態のころ軸受１０によれば、軸方向に円錐ころ１５の両側に配置される一組の円環状のフランジ部１９，２０と、一組のフランジ部１９，２０の間に架け渡された複数の柱部２１と、を有し、隣り合う柱部２１の間に円錐ころ１５を収容する保持器１８において、柱部２１と一方のフランジ部２０との間に接合部２３を設けて一方のフランジ部２０を分割している。
かかる構成により、例えば、予め内輪１３に円錐ころ１５を組み付け、隣り合う円錐ころ１５の間に柱部２１を差し込みながら、これら柱部２１と一体のフランジ部１９と、分離した他方のフランジ部２０とを円錐ころ１５を軸方向に両側から挟むようにしてそれぞれ内輪１３に組み付け、その後に、分離したフランジ部２０を接合するようにして、保持器１８を内輪１３に組み付けることができる。この場合、保持器１８を一切変形させることなく内輪１３に組み付けることができ、保持器１８の破損を回避することができる。
また、一方のフランジ部２０を分離した状態で、柱部２１及び柱部２１と一体の他方のフランジ部１９をこれら柱部２１の間に円錐ころ１５を収容して内輪１３に組み付け、その後に、分離したフランジ部２０を接合するようにして、保持器１８を内輪１３に組み付けることもできる。この場合、柱部２１及び柱部２１と一体の一方のフランジ部１９をこれら柱部２１の間に円錐ころ１５を収容して内輪１３に組み付ける際に柱部２１は片もちの状態にあって、構造上、両持ちの場合に比べて弾性変形量が大きく、それにより、内輪１３との組み付け時の破損を回避することができる。

特に、円錐ころ軸受においては、円錐ころ１５が転動する内外輪１１，１３の軌道面１２，１４の母線は軸方向に対して交差するように傾斜し、内輪１３の軸方向の一端は小径に、他端は大径に形成される。それに伴い、保持器１８の一組のフランジ部１９，２０も一方は小径に、他方は大径に形成される。この場合、保持器１８の柱部２１と大径のフランジ部２０との間に接合部２３を設け、この大径のフランジ部２０を分割するようにすれば、柱部２１及び柱部２１と一体の小径のフランジ部１９をこれら柱部２１の間に円錐ころ１５を収容して内輪１３に組み付ける際、柱部２１の接合部、即ち柱部２１の先端部と内輪１３とが互いに干渉することを回避できる。

また、保持器１８を合成樹脂で形成するようにすれば、鉄製のものに比べて、柱部２１の弾性変形量を大きくすることができる。さらに、保持器１８を合成樹脂で形成するようにすれば、鉄製のものに比べて、円錐ころ１５と保持器１８との接触面に生ずる磨耗や剥離を低減して軸受寿命の延長を図ることができると共に、保持器１８の重量を軽減して軸受の低トルク化を図ることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、上述した実施形態では、ころが円錐ころであって軌道面の母線が軸方向に対して交差するように傾斜した円錐ころ軸受を例に説明したが、本発明は、ころが円筒ころであって軌道面の母線が軸方向に平行な円筒ころ軸受についても適用することができる。

本発明の一実施形態のころ軸受の断面図である。 （Ａ）は図１のころ軸受の保持器の斜視図、（Ｂ）は同図（Ａ）の保持器の分解斜視図である。 図１のころ軸受の保持器を内輪に組み付ける工程を示す断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は図１のころ軸受の保持器を内輪に組み付ける他の工程を順次示す断面図である。 従来のころ軸受の断面図である。

符号の説明

１０ ころ軸受
１１ 外輪
１２ 外輪軌道面
１３ 内輪
１４ 内輪軌道面
１５ 円錐ころ
１６ 小鍔
１７ 大鍔
１８ 保持器
１９ 小径のフランジ部
２０ 大径のフランジ部
２１ 柱部
２２ ポケット
２３ 接合部
２４ 突起
２５ 孔

Claims (3)

1. 外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に転動自在に配置された複数のころと、前記ころを保持した保持器と、を備え
   前記保持器が、軸方向に前記ころの両側に配置された一組の円環状のフランジ部と、前記一組のフランジ部の間に架け渡された複数の柱部と、を有し、
   隣り合う前記柱部の間に前記ころが収容されたころ軸受であって、
   前記保持器の前記柱部といずれか一方の前記フランジ部との間に接合部が設けられ、この一方のフランジ部が分割されていることを特徴とするころ軸受。
2. 前記保持器の一組の前記フランジ部の直径が互いに異なり、前記柱部と大径の前記フランジ部との間に接合部が設けられ、この大径のフランジ部が分割されていることを特徴とする請求項１に記載のころ軸受。
3. 前記保持器が合成樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のころ軸受。

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