JP2008309209A - 円すいころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの増大を抑えつつ、保持器のかしめ工程を省略できる構造を実現する。
【解決手段】内輪２ｄの小径側鍔部１１ｄは、１対の素鍔部１８、１８から成り、これら両素鍔部１８、１８は、部分円弧状である１対の曲線部１７、１７を有する。そして、上記内輪２ｄを、その小径側鍔部１１ｄの側から、保持器の各ポケットに配置された各円すいころの内径側に軸方向の挿入荷重を上記内輪２ｄに負荷しつつ押し込む。この際、これら各円すいころのうち、上記１対の曲線部１７、１７と対向する円すいころが径方向外方に押される。そして、これら各円すいころを保持した保持器が略楕円形に弾性変形する事で、上記内輪２ｄの進入を許容する。
【選択図】図１

Description

この発明の対象となる円すいころ軸受は、各種産業機械や自動車のデファレンシャルギヤ等の回転支持部に組み込んで使用する。

大きなラジアル荷重及びスラスト荷重が加わる回転支持部を構成する為、例えば図３に示す様な円すいころ軸受１が広く使用されている。この円すいころ軸受１は、互いに同心に配置された内輪２及び外輪３と、複数の円すいころ４と、これら各円すいころ４を転動自在に保持する保持器５とから構成される。上記内輪２の外周面には円すい凸面状の内輪軌道６を、上記外輪３の内周面には円すい凹面状の外輪軌道７を、それぞれ形成し、これら内輪軌道６と外輪軌道７との間に上記各円すいころ４を、転動自在に設けている。上記保持器５は、円すい筒状に形成され、複数のポケット８を円周方向に亙って等間隔に形成している。上記各円すいころ４はこれら各ポケット８内に、１個ずつ、転動自在に保持される。又、上記内輪２の大径側端部外周面には外向フランジ状の大径側鍔部９を形成し、これら大径側鍔部９の内側面を、上記各円すいころ４の大径側端面１０と対向させている。又、上記内輪２の小径側端部外周面にはやはり外向フランジ状の小径側鍔部１１を形成し、これら小径側鍔部１１の内側面を、上記各円すいころ４の小径側端面１２と対向させている。

上記各鍔部９、１１のうちの大径側鍔部９は、上記各円すいころ４の大径側への変位を制限して、これら各円すいころ４が上記内輪軌道６と外輪軌道７との間から外れる事を防止する。又、小径側鍔部１１は、荷重が加わらない状態で、上記内輪２が上記各円すいころ４の内側から軸方向に外れる事を防止する。

又、上記円すいころ軸受１の組立工程では、従来は図４に示す様に、保持器５のかしめ作業を行なっている。この従来方法は、この保持器５のうちで小径側鍔部１１側の端部全周を、図４に仮想線（二点鎖線）で示した状態から実線の状態になる様にかしめて（矢印で示す様に径方向内側に適正な力を加えて）、上記保持器５を、直径を縮める方向に塑性変形させる。そして、上記各円すいころ４の径方向外側への遊びを少なくし、これら各円すいころ４の小径側端部が上記小径側鍔部１１を乗り越えない様にして、上記内輪２と、保持器５及び各円すいころ４とが分離しない様にしている。

しかし、上述の方法では、上記かしめ工程が必要になる分、組立てコストが上昇する。更に、このかしめ工程後の上記保持器５の形状を、精度良く規制する事は困難である。この保持器５の形状精度の劣化は、スキューの原因となり、このスキューによって上記円すいころ軸受１のトルクの増大、発熱及びスミアリングなどの表面損傷を発生させる等の不具合が生じる。

この様な事情に鑑みて、特許文献１には、図５に示す様な、かしめ工程を省略する為の構造を有する内輪２ａを備えた円すいころ軸受１ａに就いて記載されている。この内輪２ａは、軸受鋼製の本体部分１３と、金属、合成樹脂等の弾性材により造られた円環状部材１４とから構成される。この円環状部材１４は、上記円すいころ軸受１ａを組み立てた状態で、上記本体部分１３の小径側端部に外嵌固定され、小径側鍔部１１ａを構成する。この様な円環状部材１４を設ける事で、かしめ工程を省略する事が可能となるが、別体であるこの円環状部材１４を精度良く仕上げる必要があり、コストが高くなるという不具合がある。

又、特許文献２には、図６〜７に示す様な、小径側鍔部１１ｂの端面形状を楕円形とした内輪２ｂを備えた、円すいころ軸受に就いて記載されている。この小径側鍔部１１ｂの外周面は、軌道面側から端面側に向かうに従って外径が小さくなる方向に傾斜した、テーパ形状となっている。更に、上記小径側鍔部１１ｂの外径寸法を、この小径側鍔部１１ｂの端面側の長径をＤ₁ 、軌道面側の長径をＤ₂ 、各円すいころ４、４の内接円の直径をＤ₀ とした場合に、Ｄ₁ ＜Ｄ₀ ＜Ｄ₂ の関係になる様に規制している。

上記内輪２ｂ、上記各円すいころ４、４及び保持器５の組立作業は、この内輪２ｂを上記小径側鍔部１１ｂの側から、この保持器５の各ポケット８、８に配置された上記各円すいころ４、４の内径側に向けて、挿入荷重を負荷しつつ押し込む事で行なう。この結果、上記保持器５が上記小径側鍔部１１ｂの楕円長径部に押されて弾性変形する事により、上記各円すいころ４、４の内径側への上記内輪２ｂの進入を許容する。又、上記小径側鍔部１１ｂが、これら各円すいころ４、４の小径側端部を通過し切ると、上記保持器５が弾性復帰する。この結果、上記内輪２ｂと、上記各円すいころ４、４と、保持器５とが、非分離に組み合わされる。
この様に、この内輪２ｂの小径側鍔部１１ｂの外周断面形状を楕円形とする事で、かしめ工程を省略する事が可能となるが、上記小径側鍔部１１ｂの加工が面倒で、製造コストが嵩む事が避けられない。

更に、特許文献３には、図８に示す様な、小径側鍔部１１ｃの円周方向等間隔に凹部１５、１５を形成している内輪２ｃを備えた、円すいころ軸受に就いて記載されている。これら各凹部１５、１５の曲率半径は、各円すいころ４、４（図３〜７参照）の半径より僅かに大きくしている。この為、組立工程に於いて、上記各凹部１５、１５と上記各円すいころ４、４との円周方向の位置関係を合わせる事で、これら各円すいころ４、４と上記小径側鍔部１１ｄとが干渉する事なく、これら各円すいころ４、４の内径側に上記内輪２ｃを挿入できる。

但し、組立後、上記各凹部１５、１５とこれら各円すいころ４、４との円周方向の位相が一致した状態では、上記内輪２ｃとこれら各円すいころ４、４との接合力が小さくなり、両者が分離するという不具合が生じ得る。又、上記各凹部１５、１５を形成する凹凸形状の加工は面倒であり、加工コストが高くなるという不具合がある。

特開平９−２１００６９号公報 特開２００１−２０８０５４号公報 特開２００４−１３２４０４号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑み、複雑な加工を行なう事なく、製造コストの増大を抑えつつ、保持器のかしめ工程を省略できる円すいころ軸受を実現すべく発明したものである。

本発明の円すいころ軸受は、前述した従来の円すいころ軸受と同様に、外周面に円すい凸面状の内輪軌道を有する内輪と、内周面に円すい凹面状の外輪軌道を有する外輪と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の円すいころとを備える。上記内輪には、大径側端部外周面に形成されて、その側面をこれら各円すいころの大径側端面に対向させた外向フランジ状の大径側鍔部と、小径側端部外周面に形成されて、その側面を上記各円すいころの小径側端面に対向させた外向フランジ状の小径側鍔部とを設けている。
特に、本発明の円すいころ軸受に於いては、上記小径側鍔部を、径方向反対側２個所位置の、上記内輪軌道の小径側端部外周面からの径方向外方への突出量が、その間部分の突出量よりも多い形状とする。

上述の様な本発明を実施する場合に、例えば請求項２に記載した様に、小径側鍔部の形状を、円周方向２個所位置を、内輪軌道の小径側端部外周面の接線方向に互いに平行に平削する事により得られる、略小判形とする。
或いは、請求項３に記載した様に、上記小径側鍔部を、それぞれが部分円弧状である１対の素鍔部より構成する。そして、この１対の素鍔部を、直径方向反対側２個所位置に設ける。

上述の様に構成する本発明の円すいころ軸受によれば、小径側鍔部は、円周方向反対側２個所位置に、１対の曲線部を有する事になる。この為、保持器により保持された各円すいころを、上記小径側鍔部の周囲を通過させる（これら各円すいころの内径側をこの小径側鍔部を通過させる）組立作業の際、上記両曲線部と対向する円すいころが、これら１対の曲線部により径方向外方に押されて、これら各円すいころを保持した保持器の断面形状が、略楕円形に弾性変形する。この結果、全円すいころが、上記小径側鍔部の通過、延いては、これら各円すいころの内径側への上記内輪の挿入を許容する。この際、上記保持器は弾性域で変形した後、この内輪の挿入完了後、元形状である断面円形に戻る。そして、断面形状が円形に戻った状態で上記保持器により保持された上記各円すいころは、小径側鍔部と大径側鍔部との間に位置したままとなって、上記保持器及び上記各円すいころと、上記内輪とが分離する事が防止される。

又、請求項２、３に記載した構造を採用すれば、従来の内輪の小径側鍔部（図３〜４参照）の２個所位置を切除するのみの容易な加工により、上記１対の曲線部を形成する事が可能になる。
従って、本発明によれば、かしめ工程を省略する事ができる円すいころ軸受を、製造コストの増大を抑えつつ実現できる。

［実施の形態の第1 例］
図１は、請求項１、３に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、円すいころ軸受を構成する内輪２ｄの小径側鍔部１１ｄの形状を工夫する事により、製造コストの増大を抑えつつ、保持器５のかしめ工程（図４参照）を省略できる構造を実現する点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述の図３に示した従来構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

上記内輪２ｄは、１対の素鍔部１８、１８を備えており、これら両素鍔部１８、１８が合わさって、上記小径側鍔部１１ｄを構成している。この小径側鍔部１１ｄは、径方向反対側２個所位置が前記内輪軌道６（図３参照）の小径側端部外周面から径方向に突出していて、その間部分は突出していない形状である。即ち、前記小径側鍔部１１（図３参照）のうちから、径方向反対側２個所位置を残して、残部を除去した形状である。従って、上記小径側鍔部１１ｄの外周縁は、それぞれが部分円弧状である、１対の曲線部１７、１７を有する。要するに、上記内輪２ｄの小径側端面の図１の上下方向の寸法（長径）Ｌ₁ を、各円すいころ４、４を保持器５のポケット８、８内でこの保持器５の径方向外方に移動させ切った状態での、これら各円すいころの内接円の直径Ｄ₀ （図７参照）よりも大きくすると共に、上記内輪２ｄの小径側端面の図１の左右方向の寸法Ｌ₂ （短径）を、上記内接円の直径Ｄ₀ よりも小さく（Ｌ₁ ＞Ｄ₀ ＞Ｌ₂ ）している。

上記内輪２ｄの周囲に、保持器５により保持された複数の円すいころ４（図３参照）を組み付ける際には、上記内輪２ｄをその小径側鍔部１１ｄの側から、上記保持器５の各ポケット８（図３参照）内に保持された上記各円すいころ４の内径側に、軸方向の挿入荷重を負荷しつつ押し込む。この押し込み作業に伴って、上記１対の曲線部１７、１７と対向する各円すいころ４が、これら１対の曲線部１７、１７により径方向外方に押され、これら各円すいころ４を保持した保持器５が弾性変形する。又、同時に、上記保持器５のうちで、上記１対の曲線部１７、１７を有していない部分と対向する部分は、当該部分に保持した円すいころ４を径方向内方に変位させつつ、径方向内方に弾性変形する。従って、これら各円すいころ４を保持した上記保持器５が、断面形状が上記１対の曲線部１７、１７に対向する部分を長径とする略楕円形に弾性変形する。この弾性変形により、上記保持器５により保持された全部の円すいころ４が、上記内輪２ｄの進入を許容する。この際、上記保持器５は弾性域で変形して、上記小径側鍔部１１ｄ全体が上記各円すいころ４の内径側を通過した後、元形状の円形に弾性復帰する。

この結果、上記保持器５に保持された各円すいころ４は、小径側鍔部１１ｄと大径側鍔部９との間に保持され、これら保持器５及び各円すいころ４と上記内輪２ｄとの分離が防止される。
この様な構造により、かしめ工程を省略する事が可能となる。従って、かしめ加工をする事によって生じるスキューを抑えられ、このスキューに伴う、上記円すいころ軸受のトルクの増大、発熱、スミアリング等の表面損傷の発生を抑えられる。

又、上記小径側鍔部１１ｄの形状は、前記従来の内輪２の小径側鍔部１１（図３参照）を、上記曲線部１７、１７を残して除去している他、この従来の小径側鍔部と同形状である。従って、従来品である上記内輪２の小径側鍔部１１の一部を除去する事により、上記小径側鍔部１１ｄを形成し、上記内輪２ｄとする事が可能である。更に、上記除去の為の加工は、比較的容易な加工である為、加工コストを抑えられる。

［実施の形態の第２例］
図２は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、内輪２ｅの小径側鍔部１１ｅの端面形状を、円周方向２個所位置を、内輪軌道６（図３参照）の小径側端部外周面の接線方向に互いに平行に平削した如き、略小判形としている。従って、上記小径側鍔部１１ｅの外周縁は、１対の直線部１６、１６と、部分円弧状である１対の曲線部１７、１７とから成る。従って、従来品である内輪２の小径側鍔部１１（図３参照）の円周方向反対側２個所位置を平削する事により、上記小径側鍔部１１ｅを形成する事が可能である。この加工は直線的な加工のみである為、容易であり、加工コストを抑えられる。即ち、上述した第１例では、小径側鍔部を形成する為の加工を曲線的に行なう必要があるが、本例の場合、直線的な加工のみで良い為、より容易な加工で、第１例と同様の効果を得る事が可能である。その他の部分の構成及び作用は、この第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。

本発明の実施の形態の第１例を示す、円すいころ軸受の内輪を小径側鍔部から見た図。 同じく第２例を示す、図１と同様の図。 従来構造の円すいころ軸受の第１例を示す、部分断面図。 従来構造のかしめ方法を説明する要部断面図。 従来構造の円すいころ軸受の第２例を示す、部分断面図。 従来構造の第３例を示す、要部断面図。 図６の構造を、保持器のみを破断した状態で、小径側鍔部から見た図。 同じく第４例を示す、図１と同様の図。

符号の説明

１、１ａ 円すいころ軸受
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ 内輪
３ 外輪
４ 円すいころ
５ 保持器
６ 内輪軌道
７ 外輪軌道
８ ポケット
９ 大径側鍔部
１０ 大径側端面
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ 小径側鍔部
１２ 小径側端面
１３ 本体部分
１４ 円環状部材
１５ 凹部
１６ 直線部
１７ 曲線部
１８ 素鍔部

Claims (3)

1. 外周面に円すい凸面状の内輪軌道を有する内輪と、内周面に円すい凹面状の外輪軌道を有する外輪と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の円すいころと、上記内輪の大径側端部外周面に形成されて、その側面をこれら各円すいころの大径側端面に対向させた外向フランジ状の大径側鍔部と、上記内輪の小径側端部外周面に形成されて、その側面を上記各円すいころの小径側端面に対向させた外向フランジ状の小径側鍔部とを備えた円すいころ軸受に於いて、上記小径側鍔部が、径方向反対側２個所位置の、上記内輪軌道の小径側端部外周面からの径方向外方への突出量が、その間部分の突出量よりも多い形状である事を特徴とする円すいころ軸受。
2. 小径側鍔部の形状が、円周方向２個所位置を、内輪軌道の小径側端部外周面の接線方向に互いに平行に平削する事により得られる、略小判形である、請求項１に記載した円すいころ軸受。
3. 小径側鍔部が、直径方向反対側２個所位置に設けられた、それぞれが部分円弧状である１対の素鍔部より成る、請求項１に記載した円すいころ軸受。

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