JP2009041651A

JP2009041651A - 円錐ころ軸受

Info

Publication number: JP2009041651A
Application number: JP2007206656A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Sato; 佳宏朗佐藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2007-08-08
Filing date: 2007-08-08
Publication date: 2009-02-26

Abstract

【課題】保持器の摩耗、焼き付き、あるいは保持器の振れ回りによる振動を低減できる円錐ころ軸受を提供する。
【解決手段】内輪１と、内輪１の外周面に形成された転動体軌道面１ａと対向する転動体軌道面２ａを有する外輪２と、内輪１の転動体軌道面１ａと外輪２の転動体軌道面２ａとの間に設けられた複数の円錐ころ３と、円錐ころ３を保持する保持器４とを具備した円錐ころ軸受において、内輪１の小径側端部に形成された小鍔部６の周面部が保持器４を内輪１及び外輪２の円周方向に案内する保持器案内面となるように、保持器４を樹脂成形した。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂からなる保持器を有する円錐ころ軸受に関する。

従来の円錐ころ軸受の一例を図６に示す。同図に示される円錐ころ軸受は内輪１及び外輪２を有しており、内輪１の外周面には転動体軌道面１ａが形成されている。この転動体軌道面１ａは外輪２の内周面に形成された転動体軌道面２ａと対向しており、内輪１の転動体軌道面１ａと外輪２の転動体軌道面２ａとの間には、複数の円錐ころ３が設けられている。これらの円錐ころ３は保持器４に保持されており、保持器４は、円錐ころ３の軸心に対し外輪側で円錐ころ３を保持するように、円錐ころ３に案内されて内輪１及び外輪２の円周方向に回転するようになっている。

このような円錐ころ軸受は、図６に示すように、保持器４に保持された円錐ころ３を内輪１及び外輪２の円周方向に案内するための大鍔部５を内輪１の大径側端部に有しているとともに、大鍔部５より高さの低い小鍔部６を内輪１の小径側端部に有している場合が多い（例えば、特許文献１及び２参照）。また、保持器４としては、鋼板をプレス成形してなるプレス成形保持器（例えば、特許文献３参照）や、樹脂を射出成形してなる樹脂製保持器（例えば、特許文献４参照）を用いている場合が多い。
特開２００６−０７０９２６号公報特開平８−２４１５２号公報特開２００４−２８２７０号公報特開２００６−３２９２６０号公報

しかし、上述した従来の円錐ころ軸受では、保持器が円錐ころの軸方向に移動し、円錐ころの端面が保持器に接触すると、軸受トルクの上昇を招く摩擦抵抗が円錐ころの端面と保持器との間に発生するという問題があった。また、潤滑油が不足している場合は、円錐ころの端面と保持器との接触部に発生した摩擦によって摩耗や焼付きなどが懸念されるという問題もあった。さらに、円錐ころと保持器との摩擦により保持器が振れ回り、保持器の振れ回りによる振動が発生し、騒音の原因になるという問題もあった。また、保持器がプレス成形保持器の場合には、保持器を内輪に設置した後、円錐ころと保持器が分離しないようにするため、保持器の保持器ポケットに円錐ころを組み入れた後に保持器の小径側端部を加締める必要があり、この案内形状を実現するには精度上、コストが高くなるという問題もあった。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明に係る円錐ころ軸受は、内輪と、該内輪の外周面に形成された転動体軌道面と対向する転動体軌道面を有する外輪と、前記内輪の転動体軌道面と前記外輪の転動体軌道面との間に設けられた複数の円錐ころと、該円錐ころを保持する樹脂製の保持器とを具備してなる円錐ころ軸受であって、前記保持器が前記内輪の小径側端部に形成された小鍔部または前記内輪の大径側端部に形成された大鍔部により前記内輪の円周方向に案内されることを特徴とする。

請求項１記載の発明に係る円錐ころ軸受は、請求項１記載の円錐ころ軸受において、前記保持器の周面部に形成された保持器ポケットは、前記円錐ころの外形形状に相似し、前記円錐ころが前記保持器ポケット内から外輪側に抜け出ない形状に形成されているとともに、前記大鍔部及び前記小鍔部の案内面と前記保持器との間の案内隙間が前記保持器のポケット隙間より小さいことを特徴とする。

請求項３記載の発明に係る円錐ころ軸受は、請求項１または２記載の円錐ころ軸受において、前記保持器が射出成形により形成され、前記保持器を樹脂成形するときに発生するウエルドライン及びゲート部が、前記内輪の大径側端部に形成された大鍔部と前記内輪の小径側端部に形成された小鍔部のうち少なくとも一方の鍔部の周面部に形成された保持器案内面と対向しない位置に形成されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明に係る円錐ころ軸受は、請求項１〜３のいずれか一項記載の円錐ころ軸受において、前記円錐ころの大径側端面及び小径側端面を該端面の中心部で支持する突起部を前記保持器が有することを特徴とする。

請求項１記載の発明に係る円錐ころ軸受によれば、保持器を内輪案内とし、内輪の小径側端部に形成された小鍔部または内輪の大径端部に形成された大鍔部により、保持器が内輪の円周方向に案内されることにより、保持器の振れ回りを小さくすることができ、騒音や振動を低減することができる。
請求項２記載の発明に係る円錐ころ軸受によれば、保持器内周面に形成された保持器ポケットは、前記円錐ころの外形形状に相似であり、円錐ころが保持器ポケット内から外輪側に抜け出ない形状に形成されているとともに、大鍔部及び小鍔部の案内面と保持器との間の案内隙間が、保持器のポケット隙間より小さいので、保持器ポケット面と転動体である円錐ころとの接触力が低減される。したがって、保持器接触部に発生する摩擦力が小さくなり、保持器の摩耗、焼き付きを防止できる。また、保持器の弾性変形を利用して円錐ころを保持器ポケットに挿入できるため、低コストで案内隙間を規定値に設定可能となる。

請求項３記載の発明に係る円錐ころ軸受によれば、保持器を射出成形により樹脂成形するときに発生するウエルドライン及びゲート部を内輪の大径側端部に形成された大鍔部と内輪の小径側端部に形成された小鍔部のうち少なくとも一方の鍔部の周面部に形成された保持器案内面と対向しない位置に形成したことで、ウエルドライン及びゲート部による凹凸の影響を防止できる。

請求項４記載の発明に係る円錐ころ軸受によれば、円錐ころの大径側端面及び小径側端面を該端面の中心部で支持する突起部を保持器に設けたことで、保持器の軸方向の案内は円錐ころの自転によるすべりがほぼ零となる端面中心で支持することにより、ころの端面と保持器との接触部の面積が小さくなるので、ころの端面と保持器との接触部に生じる摩擦抵抗を低減することができる。

以下、本発明に係るころ軸受を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る円錐ころ軸受を示す断面図、図２は図１に示す保持器の断面図であり、同図に示されるように、第１の実施形態に係るころ軸受は内輪１、外輪２、円錐ころ３及び保持器４を備えている。
内輪１は外輪２の内周面に形成された転動体軌道面２ａと対向する転動体軌道面１ａを外周面に有しており、この転動体軌道面１ａと転動体軌道面２ａとの間に、円錐ころ３が複数設けられているとともに、円錐ころ３を保持する樹脂製の保持器４が設けられている。また、内輪１は円錐ころ３を内輪１及び外輪２の円周方向に案内するための大鍔部５を大径側端部に有しているとともに、大鍔部５より高さの低い小鍔部６を小径側端部に有している。

保持器４は円錐ころ３を収容保持する複数の保持器ポケット４ａ（図２参照）を周面部に有しており、これらの保持器ポケット４ａは円錐ころ３の外形形状に相似した円錐面形状に形成されている。また、保持器４は内輪１の小鍔部６によって内輪１及び外輪２の円周方向に案内されるように樹脂成形されており、小鍔部６の周面部と保持器４の小径側端部内周面４ｂ（図２参照）との間の案内隙間は、円錐ころ３を保持する保持器ポケット４ａのポケット隙間より小さく設定してある。

保持器４は円環状に形成されており、この保持器４の円環部の径は円錐ころ３のＰＣＤより大きくなっている。また、保持器４の保持器ポケット４ａは円錐ころ３が外輪側に抜け出ない形状とされている。
保持器４を射出成形により樹脂成形するときに発生するウエルドライン及びゲート部は、内輪１の大鍔部５及び小鍔部６のうち少なくとも一方の鍔部と対向する保持器の案内面以外に形成されている。

このような構成によると、図１に示すように、保持器４は内輪１の小径側端部に形成された小鍔部６によって内輪１及び外輪２の円周方向に案内される。保持器４を内輪案内とするためには、小鍔部６の周面部と保持器４の小径側端部内周面４ｂとの間の案内隙間ａを保持器ポケット４ａ内の円錐ころ３の動き量を規定するポケット隙間より小さくする必要がある。保持器４の保持器ポケット４ａをころ径より大きくすれば、保持器ポケット４ａ内の円錐ころ３の動き量は自由となるが、保持器４が円錐ころ３を保持した状態で一体に組立てることができないので、組立性に劣る。このため、保持器ポケット４ａの形状を円錐ころ３の外形形状に相似した円錐形状とし、円錐ころ３が保持器ポケット４ａ内から外輪側に抜け出ないようにして、保持器ポケット４ａ内の円錐ころ３の動き量を小鍔部６の周面部と保持器４の小径側端部内周面４ｂとの間の案内隙間ａより大きくすることが望ましい。なお、保持器４に円錐ころ３が保持された状態で取り扱えるように、保持器４にパチン代を設けてころ３のポケット内動き量を規制することもできる。

この場合、保持器４を射出成形により樹脂成形するときに発生するウエルドライン及びゲート部を案内面以外に設けることにより、ウエルドラインやゲート部による凹凸部が、内輪１の小径側端部に形成された小鍔部６の周面部と保持器４の小径側端部内周面４ｃの保持器案内面と対向しない位置となるので、前記凹凸部の接触に起因する摩耗を防止できる。

射出成形により保持器に発生するウエルドラインやゲート部を小鍔部６の周面部に対向して設けると、保持器４を射出成形した後、小鍔部６の周面部を切削加工或いは研磨加工することにより、凹凸に起因する摩耗の影響をなくすことができるが、コスト高となる。これに対し、第１の実施形態のように、保持器４を射出成形により樹脂成形するときに発生するウエルドライン及びゲート部を内輪１の大径側端部に形成された小鍔部６の周面部に形成された保持器案内面と対向しない位置に形成したことで、ウエルドライン及びゲート部による凹凸の影響を防止できる。

上述した第１の実施形態では、内輪１の小径側端部に形成された小鍔部６の周面部が保持器４を内輪１及び外輪２の円周方向に案内する案内面となるように保持器４を樹脂成形したが、図３に示す第２の実施形態のように、内輪１の大径側端部に形成された大鍔部５の周面部と内輪１の小径側端部に形成された小鍔部６の周面部の両方が保持器４を内輪１及び外輪２の円周方向に案内する案内面となるように保持器４を樹脂成形してもよい。この場合、内輪１の大径側端部に形成された大鍔部５の周面部と保持器４の大径側端部内周面との保持器案内隙間ｄを保持器ポケット隙間より小さくすることが望ましい。

図４は本発明の第３の実施形態に係る円錐ころ軸受を示す断面図、図５は図４に示す保持器の断面図であり、第３の実施形態が第２の実施形態と異なる点は、円錐ころ３の大径側端面３ａ及び小径側端面３ｂをその中心部で支持する球面状の突起部７，８を保持器４に設けた点である。なお、突起部７は円錐ころ３のころ中心に対して０．１ｄ１（ｄ１：円錐ころ大径）以下、好ましくは０．０５ｄ１以下の範囲内で円錐ころ３の大径側端面３ａと接触するように球面状に形成され、突起部８は円錐ころ３の小径ｄ２に対して０．１ｄ２以下、好ましくは０．０５ｄ２以下の範囲内で円錐ころ３の小径側端面３ｂと接触するように球面状に形成されている。また、突起部７，８は保持器４の大径側端部及び小径側端部から保持器ポケット４ａ内に突出しており、ころ３の軸方向長さをＡ、保持器ポケット４ａの軸方向長さをＢとすると、突起部８の先端と突起部９の先端との間の軸方向長さＣは、Ａ＜Ｃ＜Ｂとなっている。

上述した第３の実施形態のように、円錐ころ３の大径側端面３ａ及び小径側端面３ｂをその中心部で支持する球面状の突起部７，８を保持器４に設けると、保持器４が突起部７，８を持たない場合と比較して、円錐ころ３の端面３ａ，３ｂと保持器４との円錐ころの自転によるすべり速度が小さくなる。したがって、円錐ころ３の端面３ａ，３ｂと保持器４との接触部に生じる摩擦抵抗を低減することができる。

また、円錐ころ３の端面中心部が保持器４に設けた球面状の突起部７，８で接触するため、円錐ころ３の端面３ａ，３ｂと突起部７，８との接触部の面積を小さくすることができる。このため、円錐ころ３の端面３ａ，３ｂと保持器４との間に、軸受トルクの上昇や焼付きなどの要因となるすべり摩擦が発生することを抑制することができる。

本発明の第１の実施形態に係るころ軸受を示す断面図である。本発明の第１の実施形態に係るころ軸受の保持器を示す断面図である。本発明の第２の実施形態に係るころ軸受を示す断面図である。本発明の第３の実施形態に係るころ軸受を示す断面図である。本発明の第３の実施形態に係るころ軸受の保持器を示す断面図である。従来の円錐ころ軸受の一例を示す断面図である。

符号の説明

１内輪
１ａ転動体軌道面
２外輪
２ａ転動体軌道面
３円錐ころ
４保持器
５大鍔部
６小鍔部
７，８突起部

Claims

内輪と、該内輪の外周面に形成された転動体軌道面と対向する転動体軌道面を有する外輪と、前記内輪の転動体軌道面と前記外輪の転動体軌道面との間に設けられた複数の円錐ころと、該円錐ころを保持する樹脂製の保持器とを具備してなる円錐ころ軸受であって、前記保持器が前記内輪の小径側端部に形成された小鍔部または前記内輪の大径側端部に形成された大鍔部により前記内輪の円周方向に案内されることを特徴とする円錐ころ軸受。
請求項１記載の円錐ころ軸受において、前記保持器の周面部に形成された保持器ポケットは、前記円錐ころの外形形状に相似し、前記円錐ころが前記保持器ポケット内から外輪側に抜け出ない形状に形成されているとともに、前記大鍔部及び前記小鍔部の案内面と前記保持器との間の案内隙間が前記保持器のポケット隙間より小さいことを特徴とする円錐ころ軸受。
請求項１または２記載の円錐ころ軸受において、前記保持器が射出成形により形成され、前記保持器を樹脂成形するときに発生するウエルドライン及びゲート部が、前記内輪の大径側端部に形成された大鍔部と前記内輪の小径側端部に形成された小鍔部のうち少なくとも一方の鍔部の周面部に形成された保持器案内面と対向しない位置に形成されていることを特徴とする円錐ころ軸受。
請求項１〜３のいずれか一項記載の円錐ころ軸受において、前記円錐ころの大径側端面及び小径側端面を該端面の中心部で支持する突起部を前記保持器が有することを特徴とする円錐ころ軸受。