JP2010112473A - Roller bearing cage, roller bearing equipped therewith, and method of manufacturing the roller bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ころ軸受用の保持器とこの保持器を備えたころ軸受、およびころ軸受の製造方法に関する。 The present invention relates to a cage for a roller bearing, a roller bearing provided with the cage, and a method for manufacturing the roller bearing.
従来、鉄道車輌の駆動装置などでは、所要の耐久性や信頼性を確保するために円すいころをはじめとするころ軸受が好適に用いられている。 Conventionally, a roller bearing such as a tapered roller is suitably used in a railway vehicle drive device or the like in order to ensure required durability and reliability.
この種の軸受においては、ころと内輪軌道面との間やころと外輪軌道面との間に発生する転がり抵抗が回転トルクの上昇につながる。低トルク化のためには、転がり抵抗を抑制することが肝要となるが、近年のころ軸受への低トルク化の要求が高まるにつれて、内外輪の軌道面やころ外周面の面粗さを改善する対策だけでは対応しきれない状況に至っている。言い換えると、ころと保持器との摺動抵抗(例えばころ端面と内輪大鍔面との間に発生する滑り摩擦)も無視できないレベルにまで回転トルクを低減することが要求されている。 In this type of bearing, rolling resistance generated between the roller and the inner ring raceway surface or between the roller and the outer ring raceway surface leads to an increase in rotational torque. In order to reduce the torque, it is important to suppress rolling resistance, but as the demand for lower torque on roller bearings in recent years increases, the surface roughness of the inner and outer ring raceways and roller outer peripheral surface is improved. It has reached a situation where it is not possible to cope with only the measures to be taken. In other words, it is required to reduce the rotational torque to a level at which the sliding resistance between the roller and the cage (for example, sliding friction generated between the roller end face and the inner ring large collar surface) cannot be ignored.
例えば下記特許文献1には、保持器と他の構成部材との滑り摩擦抵抗の低減を目的として、保持器が、円すいころの小端部近傍で内輪軌道面や小鍔外周面、又は外輪軌道面にガイドされるように構成された円すいころ軸受が提案されている。
しかしながら、上記特許文献1に提案のころ軸受は、保持器と内輪との間、あるいは保持器と外輪との間に摺動領域を設けたものであり、故に、保持器ところとの滑り抵抗は間接的に緩和されるに過ぎない。このように、最も問題となる保持器ところとの間の摺動抵抗を改善するための抜本的な方策は未だ何ら示されていないのが現状である。 However, the roller bearing proposed in Patent Document 1 is provided with a sliding region between the cage and the inner ring or between the cage and the outer ring. It is only relaxed indirectly. Thus, at present, no drastic measures for improving the sliding resistance between the most problematic cages have been shown yet.
以上の事情に鑑み、本明細書では、保持器ところとの間に生じる摺動抵抗を低減することで、ころ軸受の低トルク化を図ることを本発明により解決すべき技術的課題とする。 In view of the above circumstances, in the present specification, it is a technical problem to be solved by the present invention to reduce the torque of a roller bearing by reducing the sliding resistance generated between the cage and the cage.
前記課題の解決は本発明に係るころ軸受用保持器より達成される。すなわち、この保持器は、内輪の外周に設けられた軌道面と、外輪の内周に設けられた軌道面との間に転動自在に配設された複数のころを保持するためのころ軸受用保持器において、ころの端面で案内され、かつ、この端面での案内が端面の中心で行われるようにした点をもって特徴付けられる。 The solution to the above problem is achieved by the roller bearing retainer according to the present invention. In other words, this cage is a roller bearing for holding a plurality of rollers that are rotatably arranged between a raceway surface provided on the outer periphery of the inner ring and a raceway surface provided on the inner periphery of the outer ring. The cage is characterized in that it is guided at the end face of the roller and is guided at this end face at the center of the end face.
上記構成によれば、ころがその端面中心で保持器と接触することになるので、保持器に対するころの周速を零に近づけることができる。これにより、保持器に生じる摺動抵抗を小さくすることができ、ころ軸受の回転トルクを小さく抑えることができる。また、ころの回転中心において保持器が案内されることになるので、保持器に対するころの回転時における位置や姿勢を安定させることができる。そのため、ころが振動等を受けたりして保持器に必要以上に強く当ったり、所定外の箇所で保持器と摺接する事態を極力避けて、ころ軸受の回転トルクを小さく抑えることができる。 According to the above configuration, since the roller comes into contact with the cage at the center of the end face, the peripheral speed of the roller with respect to the cage can be brought close to zero. Thereby, the sliding resistance which arises in a cage | basket can be made small, and the rotational torque of a roller bearing can be restrained small. In addition, since the cage is guided at the rotation center of the roller, the position and posture when the roller rotates with respect to the cage can be stabilized. Therefore, it is possible to minimize the rotational torque of the roller bearing by avoiding the situation where the roller receives vibration or the like and hits the retainer more than necessary, or slidably contacts the retainer at a place other than the predetermined place.
この場合、ころの端面との点接触により端面での案内が行われるようにしてもよい。ころの端面中心にて保持器を点接触させるようにすれば、保持器に対するころの周速を限りなく零にすることができ、保持器に生じる摺動抵抗をより小さくすることができる。 In this case, guidance at the end face may be performed by point contact with the end face of the roller. If the cage is brought into point contact at the center of the end face of the roller, the peripheral speed of the roller with respect to the cage can be reduced to zero as much as possible, and the sliding resistance generated in the cage can be further reduced.
また、本発明に係る保持器は、内径側または外径側に突出するフランジ部を設け、フランジ部ところとの間で端面での案内が行われるようにしたものであってもよい。例えば、ころ軸受の負荷容量をできるだけ大きくすることを優先する場合には、保持器に設けたポケット(ころの四方を囲んでいるか否かは問わない。櫛状に一方が開いているものも含む。以下、同じ。)に収容されるころの数を極力増やすべく、内径側に突出するフランジ部を設け、このフランジ部ところとの間で端面中心での案内が行われるようにするのがよい。また、保持器に設けたポケットの側面と、このポケットに収容されたころの外周面との摺動抵抗をできるだけ低減することを優先する場合には、保持するころの数を極力減らすべく、外径側に突出するフランジ部を設け、このフランジ部ところとの間で端面中心での案内が行われるようにするのがよい。 In addition, the cage according to the present invention may be provided with a flange portion that protrudes toward the inner diameter side or the outer diameter side, so that guidance at the end face is performed between the flange portion and the cage portion. For example, when giving priority to increasing the load capacity of roller bearings as much as possible, it does not matter whether pockets are provided in the cage (whether or not it surrounds the four sides of the rollers. Including those that are open in a comb shape) The same shall apply hereinafter.) In order to increase the number of rollers accommodated as much as possible, it is preferable to provide a flange portion that protrudes toward the inner diameter side, and to perform guidance at the center of the end surface between the flange portion. . If priority is given to reducing the sliding resistance between the side surface of the pocket provided in the cage and the outer peripheral surface of the roller accommodated in this pocket as much as possible, the outer It is preferable to provide a flange portion projecting on the radial side so that guidance at the center of the end surface is performed between the flange portion and the flange portion.
また、ころ端面での案内に加えて、ころの外周面でも保持器が案内されるようにしてもよい。本発明に係る保持器は、ころの端面中心で案内される構造を採っているので、ころの回転姿勢(転動姿勢)が安定する。そのため、例えば保持器がそのポケットの側面においてころの外周面により案内される構成を採る場合であっても、ポケットの側面ところの外周面との摺動抵抗を低減することができる。もちろん、ころの端面に加えてその外周面でも案内されるようにすることで、ころの回転姿勢やその位置(軸方向や軸受半径方向)をより一層安定させることができる。 Further, in addition to the guidance at the roller end face, the cage may be guided at the outer peripheral face of the roller. Since the cage according to the present invention adopts a structure that is guided at the center of the end face of the roller, the rotational posture (rolling posture) of the roller is stabilized. Therefore, for example, even when the cage is configured to be guided by the outer peripheral surface of the roller on the side surface of the pocket, the sliding resistance with the outer peripheral surface at the side surface of the pocket can be reduced. Of course, by guiding the outer peripheral surface of the roller in addition to the end surface of the roller, the rotational posture of the roller and its position (axial direction and bearing radial direction) can be further stabilized.
あるいは、ころを収容するポケットを設け、ころの転動時、ポケットの側面ところの外周面との間に所定のクリアランスが形成されるようにしてもよい。このように構成すれば、ころの転動時、ころの外周面と保持器とを常に接触させずに済む。そのため、保持器ところとの摺動領域をころの端面中心に集約して、摺動面積を大幅に低減することができる。また、ころの端面中心に摺動領域を集約すれば、摺動抵抗も小さくできるので、なお一層の低トルク化を図ることができる。 Or the pocket which accommodates a roller may be provided, and a predetermined clearance may be formed between the outer peripheral surface of the side surface part of a pocket at the time of rolling of a roller. If comprised in this way, it is not necessary to always contact the outer peripheral surface of a roller and a holder | retainer at the time of rolling of a roller. Therefore, the sliding area with the cage can be concentrated at the center of the end face of the roller, and the sliding area can be greatly reduced. Further, if the sliding area is concentrated at the center of the end face of the roller, the sliding resistance can be reduced, so that the torque can be further reduced.
このように、ころ端面での案内機能を十分に発揮するためには、保持器ところ端面とが対応する形状を有し、これら対応する部分同士が摺接することで案内されていることが肝要となる。この点、例えば、ころの端面との間に凹凸嵌合を形成し、この凹凸嵌合でころ端面での案内が行われるようにしてもよい。この構成によれば、ころがその端面中心において保持された状態を保って上記案内が行われるので、仮に振動を受けてもころは端面中心からずれることない。そのため、ころの保持器に対する位置ないし回転姿勢をより一層安定させることができる。 Thus, in order to fully exhibit the guide function at the roller end face, it is important that the cage and the end face have a corresponding shape and that the corresponding parts are guided by sliding contact with each other. Become. In this respect, for example, a concave / convex fitting may be formed between the roller end face and the roller end face may be guided by the concave / convex fitting. According to this configuration, the guide is performed while maintaining the state in which the roller is held at the center of the end face, so that the roller does not deviate from the end face center even if subjected to vibration. Therefore, the position or rotational posture of the roller with respect to the cage can be further stabilized.
この場合、保持器の側に凸部を設け、この凸部ところの端面との間で端面での案内が行われるようにしてもよい。あるいは、ころ端面の側に凸部を設け、この端面と相対向する面との間で端面での案内が行われるようにしてもよい。 In this case, a convex portion may be provided on the side of the cage, and guidance on the end surface may be performed between the convex portion and the end surface. Alternatively, a convex portion may be provided on the roller end surface side, and guidance on the end surface may be performed between the end surface and the opposite surface.
保持器の側に凸部を設ける場合、凸部は例えば金属製でかつ塑性加工で形成されたものであってもよい。内輪あるいは外輪から直接的に荷重を受けることはないものの、ころを介して間接的に荷重を受ける以上、その用途によっては、凸部にはある程度の強度や剛性が求められるからである。また、凸部を塑性加工で形成したものとすれば、例えばころを保持器に組み込んだ後であっても凸部を形成することができるので、ころの組込みあるいは内輪への組込みの自由度が高まる。 When providing a convex part on the cage side, the convex part may be made of metal and formed by plastic working, for example. This is because although the load is not directly received from the inner ring or the outer ring, a certain degree of strength and rigidity is required for the convex portion depending on the application as long as the load is indirectly received through the roller. Further, if the convex portion is formed by plastic working, for example, the convex portion can be formed even after the roller is incorporated into the cage, so that the degree of freedom of incorporation of the roller or incorporation into the inner ring is increased. Rise.
また、凸部は例えば樹脂で成形されたものでもよい。例えば上述の如く、ころの外周面とポケット側面との摺動接触を回避した構成を採る場合には、凸部ところ端面(あるいはころ端面に設けた凹部)との摺動摩擦をいかに小さくするかが重要となる。この点、保持器本体を金属で、凸部を樹脂でそれぞれ形成すれば、保持器本体に求められる強度や剛性とは関係なく、ころ端面との摺動摩擦を低く抑える材料を凸部に使用することができ、当該摺動抵抗を低減することができる。もちろん、樹脂の組成を工夫することで強度や剛性が確保できるのであれば、凸部を含めた保持器全体を樹脂で成形するようにしてもよい。 Further, the convex portion may be formed of resin, for example. For example, as described above, in the case of adopting a configuration that avoids sliding contact between the outer peripheral surface of the roller and the side surface of the pocket, how to reduce the sliding friction between the convex portion and the end surface (or the concave portion provided on the roller end surface). It becomes important. In this regard, if the cage body is made of metal and the projection is made of resin, a material that keeps the sliding friction with the roller end face low is used for the projection regardless of the strength and rigidity required of the cage body. And the sliding resistance can be reduced. Of course, if the strength and rigidity can be ensured by devising the composition of the resin, the entire cage including the convex portion may be molded from the resin.
以上の説明に係るころ端面での案内は、ころを円すいころとする場合、ころの小径側端面および大径側端面でそれぞれ行われるようにしてもよい。このように、ころの小径側と大径側何れの端面においても端面中心案内構造を採ることで、ころの軸方向の位置によらずその姿勢ないし挙動をより一層安定させることができ、さらなる低トルク化を図ることができる。 When the roller is a tapered roller, the guidance on the roller end surface according to the above description may be performed on the small-diameter side end surface and the large-diameter side end surface of the roller, respectively. In this way, by adopting the end face center guide structure on both the small diameter side and large diameter side end faces of the roller, the posture or behavior can be further stabilized regardless of the axial position of the roller, and the Torque can be achieved.
上記構成の保持器は、ころの端面での案内を可能とすることでこの保持器に保持される複数のころを備えたころ保持器一体品として提供することも可能である。このようにすれば、ころ組込み後の保持器を非常に容易かつ簡便に取り扱うことができ、例えば内輪への組込みあるいは分解を伴う検査等もスムーズに行うことができる。もちろん、一体品としたほうが管理も容易である。 The cage having the above-described configuration can be provided as a roller cage integrated product including a plurality of rollers held by the cage by enabling the guide at the end face of the roller. In this way, the cage after roller assembly can be handled very easily and simply, and for example, inspection or the like involving incorporation into the inner ring or disassembly can be performed smoothly. Of course, it is easier to manage if it is an integrated product.
以上の説明に係る保持器は、ころを安定して保持でき、また、ころとの摺動抵抗も小さくできることから、ころ軸受、特に低トルク化の要求が高い用途のころ軸受に好適に使用することができる。 Since the cage according to the above description can stably hold the roller and can reduce the sliding resistance with the roller, it can be suitably used for a roller bearing, particularly a roller bearing for a use requiring high torque reduction. be able to.
また、前記課題の解決は、以下に示す本発明に係るころ軸受の製造方法、すなわち、内輪の外周に設けられた軌道面と、外輪の内周に設けられた軌道面との間に転動自在に配設された複数のころと、ころをポケットに保持するための保持器であって、ころの端面で案内され、かつ、この端面での案内が端面の中心で行われるようにした保持器とを備えたころ軸受を製造する方法であって、保持器のポケットにころを収容した後、保持器の一部を塑性変形させることで端面での案内を可能としたころ軸受の製造方法によっても達成される。 Further, the solution to the above-mentioned problem is to produce a roller bearing according to the present invention described below, that is, between the raceway surface provided on the outer periphery of the inner ring and the raceway surface provided on the inner periphery of the outer ring. A plurality of freely arranged rollers and a cage for holding the rollers in a pocket, the holding being guided by the end face of the roller and guiding at the end face being performed at the center of the end face A method of manufacturing a roller bearing provided with a cage, wherein the roller is accommodated in a pocket of the cage, and then a part of the cage is plastically deformed to allow guidance at an end face. Is also achieved.
上記方法によれば、ころの姿勢ないし挙動を安定させた状態で保持器を案内することができ、また、ころと保持器との間に生じる摺動抵抗も小さくすることで回転トルクを低減したころ軸受を提供することができる。また、ころを保持器に組み込んでから、端面での案内が可能となるように保持器の一部を塑性変形させるようにしたので、個々のころの寸法に合せて保持器の側の端面中心案内構造を形成することができる。これにより、ころの寸法(例えば軸方向寸法)にばらつきがある場合でも、当該ばらつきを抑えて全てのころ端面案内構造を精度よく形成することができる。 According to the above method, the cage can be guided in a state where the posture or behavior of the roller is stabilized, and the rotational torque is reduced by reducing the sliding resistance generated between the roller and the cage. A roller bearing can be provided. In addition, since the roller was partly inserted into the cage and then a part of the cage was plastically deformed so that it could be guided at the end surface, the center of the end surface on the side of the cage was adjusted to the size of each roller. A guide structure can be formed. As a result, even when the roller dimensions (for example, axial dimensions) vary, all the roller end face guide structures can be formed with high accuracy while suppressing the variation.
また、さらに、前記課題の解決は、以下に示す本発明に係るころ軸受の製造方法、すなわち、内輪の外周に設けられた軌道面と、外輪の内周に設けられた軌道面との間に転動自在に配設された複数のころと、ころをポケットに保持するための保持器であって、ころの端面で案内され、かつ、この端面での案内が端面の中心で行われるようにした保持器とを備えたころ軸受の製造方法であって、相互に嵌め合わせることで端面での案内が可能となる凹部および凸部の一方を保持器に設け、他方をころの端面に設けると共に、保持器のポケットにころを収容することで、凸部と凹部とを嵌め合わせるようにしたころ軸受の製造方法によっても達成される。 Further, the solution of the above-mentioned problem is to provide a roller bearing manufacturing method according to the present invention described below, that is, between the raceway surface provided on the outer periphery of the inner ring and the raceway surface provided on the inner periphery of the outer ring. A plurality of rollers arranged in a freely rollable manner and a cage for holding the rollers in pockets so that the rollers are guided at the end face of the roller and the guide at the end face is performed at the center of the end face. A roller bearing provided with a cage, wherein one of a concave portion and a convex portion, which can be guided at the end face by fitting together, is provided on the cage, and the other is provided on the end face of the roller. It is also achieved by a method for manufacturing a roller bearing in which the convex portion and the concave portion are fitted together by accommodating the roller in the pocket of the cage.
上記方法によっても、ころの姿勢ないし挙動を安定させた状態で保持器を案内することができ、また、ころと保持器との間に生じる摺動抵抗を小さくすることで回転トルクを低減したころ軸受を提供することができる。上記方法は、例えばころを先に保持器に組み込んでからその一部を塑性変形させる方法では、保持器の材質等により塑性加工の精度が出し難く、保持器の塑性変形部分がころの端面に過剰に強く押し当てられて、ころが保持器に対して適当に回転できない(もしくは過度の摺動抵抗を受ける)事態が想定される場合に有効である。すなわち、先に凸部や凹部をそれぞれ形成しておき、ころの組込みと同時にこれら凹凸を嵌め合わせることで端面案内構造を形成するようにすれば、上記塑性加工を行う場合よりも容易に凹凸部の精度を確保することができる。 Also with the above method, the roller can be guided in a state where the posture or behavior of the roller is stabilized, and the rotational torque is reduced by reducing the sliding resistance generated between the roller and the cage. A bearing can be provided. In the above method, for example, in a method in which a roller is first assembled in a cage and then a part thereof is plastically deformed, it is difficult to obtain plastic processing accuracy due to the material of the cage, and the plastically deformed portion of the cage is placed on the end surface of the roller. This is effective when it is assumed that the roller cannot be properly rotated with respect to the cage (or receives excessive sliding resistance) due to excessively strong pressing. That is, if the convex and concave portions are formed in advance, and the end face guide structure is formed by fitting the concave and convex portions at the same time when the rollers are assembled, the concave and convex portions are more easily obtained than when plastic processing is performed. Accuracy can be ensured.
上記何れの方法を採用する場合であっても、ころを組み込んでその端面での案内を可能とした状態の保持器を内輪に嵌め込む方法を採用できる。内輪への組込み易さの点で好適である。 Even when any of the above methods is employed, a method can be employed in which a roller is assembled and a cage that can be guided on its end face is fitted into the inner ring. It is suitable in terms of ease of incorporation into the inner ring.
また、通常、内輪軌道面の小径端と大径端にはそれぞれ鍔部が形成されるが、上記方法を採用するのであれば、軌道面と大径側端面との間にのみ鍔部を有していれば十分である。すなわち、上記方法の如く、ころの端面で案内可能なようにころを保持器に組み込むことで、ころと保持器とを一体化できるので、仮に内輪への組込み段階で内輪の小径側から保持器が外れてもその際にころが保持器から脱落する事態を確実に回避できる。また、円すいころ軸受においては、外輪及び内輪からの合力を受けて円すいころは大径側の鍔部に押し付けられる。以上の点から、内輪の小径側に鍔部を設けなくても問題にはならない。 Normally, a flange portion is formed at each of the small-diameter end and the large-diameter end of the inner ring raceway surface. However, if the above method is employed, the flange portion is provided only between the raceway surface and the large-diameter side end surface. It is enough if you do. That is, as in the above method, the roller and the cage can be integrated by incorporating the roller into the cage so that it can be guided by the end face of the roller, so the cage is temporarily installed from the small diameter side of the inner ring at the stage of incorporation into the inner ring. Even if it comes off, it is possible to reliably avoid the situation where the roller falls off the cage at that time. Further, in the tapered roller bearing, the tapered roller is pressed against the flange on the large diameter side in response to the resultant force from the outer ring and the inner ring. From the above points, there is no problem even if the collar portion is not provided on the small diameter side of the inner ring.
本発明によれば、保持器ところとの間に生じる摺動抵抗を低減することで、ころ軸受の低トルク化を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the torque of the roller bearing by reducing the sliding resistance generated between the cage and the cage.
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係るころ軸受1の断面図を示す。このころ軸受1はいわゆる円すいころ軸受であって、内輪2と、外輪3と、内輪2の外周に設けられたテーパ状の軌道面4と、外輪3の内周に設けられた同じくテーパ状の軌道面5と、双方の軌道面4,5間に転動自在に配設された複数の円すいころ6と、複数の円すいころ6を円周方向に所定の間隔を隔てて保持する保持器7とを主に備える。この実施形態では、内輪2の軌道面4の小径側に、半径方向外側に突出する小鍔部8が形成されると共に、軌道面4の大径側に、同じく半径方向外側に突出する大鍔部9が形成されている。ここで、円すいころ6と、内輪2の軌道面4および外輪3の軌道面5の各円すい角頂点は、図示は省略するが、円すいころ軸受1の中心線上の一点で一致し、円すいころ6が各軌道面4,5に沿って転動できるようになっている。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a roller bearing 1 according to an embodiment of the present invention. The roller bearing 1 is a so-called tapered roller bearing, and includes an
保持器7は例えば金属製で、図2に示すように、小径リング部71と、小径リング部71に比べて大径の大径リング部72と、概ね軸線方向に延びて小径リング部71と大径リング部72とをつなげる複数本の柱部73とを有している。また、円周方向に隣接する柱部73,73の間には、円すいころ6を収容し、保持するためのポケット74が形成されている。
The
小径リング部71は、柱部73とその小径端でつながる内側短筒部75と、内側短筒部75の内径縁から半径方向内側に延びる第1フランジ部76とを有する。また、大径リング部72は、柱部73とその大径端でつながる外側短筒部77と、外側短筒部77の外径縁から半径方向内側に延びる第2フランジ部78とを有する。この場合、円周方向に隣接する柱部73の相対向する側面73a,73aと、内側短筒部75と外側短筒部77との相対向する端面75a,77aとでポケット74が区画されている。ここでは、ポケット74が半径方向外側から見て略台形をなすように区画されている。
The small
また、ポケット74の円周方向寸法(側面73a,73aの対向間隔)は、この実施形態では、円すいころ6の外径寸法よりも小さく設定されている。この場合、ポケット74の側面73a,73aは、図3に示すように、円すいころ6の中心位置から半径方向外側に所定距離ずれた位置で円すいころ6の外周面61と摺接し、これにより、円すいころ6の外周面61で保持器7が案内されるようになっている。この実施形態では、柱部73,73の側面73a,73aの一部を、側面73a,73aの対向間隔が半径方向内側に向かうにつれて拡大する形状とし、円すいころ6の外周面61との摺接面積を確保するようにしている(図3を参照)。
In addition, the circumferential dimension of the pocket 74 (the facing distance between the side surfaces 73a and 73a) is set smaller than the outer diameter dimension of the tapered roller 6 in this embodiment. In this case, as shown in FIG. 3, the side surfaces 73a and 73a of the
また、同じくポケット74を区画する内側短筒部75の端面75aと外側短筒部77の端面77aとの対向間隔は、円すいころ6の軸方向寸法よりも大きく設定されている。そのため、少なくとも後述する端面案内構造10により、保持器7が転動中の円すいころ6に案内されている状態では、双方の端面75a,77aと円すいころ6の両端面62,63とは接触しないようになっている。
Similarly, the facing distance between the
保持器7の一部をなす小径側の第1フランジ部76と、このフランジ部76と円すいころ6の軸方向に対向する円すいころ6の小径側端面62との間には、円すいころ6の端面中心で保持器7を案内するための端面案内構造10が形成されている。この端面案内構造10により、保持器7が円すいころ6の小径側端面62の中心で案内されるようになっている。この実施形態では、互いに嵌合可能な凸部11と凹部12のうち、凸部11が第1フランジ部76のころ側端面76aに形成され、凹部12がころ側端面76aと対向する円すいころ6の小径側端面62に形成されている。よって、これら凸部11と凹部12が相互に嵌り合うことで、円すいころ6と保持器7との間に端面案内構造10を形成するようになっている。この際、保持器7が円すいころ6の端面中心で案内されるように、凹部12を小径側端面62の中心位置に形成すると共に、この円すいころ6を保持器7のポケット74に収容した際に凹部12と対向するよう、凸部11を第1フランジ部76のころ側端面76aの所定位置に形成している。例えば、凸部11と凹部12は共に部分球面状の凸面および凹面を有し、互いの中心軸が一致するように嵌り合うようになっている。
Between the
なお、この図示例では、保持器7に保持される全ての円すいころ6と保持器7との間に端面案内構造10が形成されるように、凸部11が第1フランジ部76のころ側端面76aのうち各ポケット74に対応する円周方向位置に形成され、凹部12が各円すいころ6の小径側端面62に形成されている。また、円すいころ6の大径側端面63においても端面案内構造10が形成されるように、凸部11が第2フランジ部78のころ側端面78aのうち各ポケット74に対応する円周方向位置に形成され、凹部12が各円すいころ6の大径側端面63に形成されている。この場合、相対向する凸部11,11間の距離(対向間隔)が、円すいころ6の両端面62,63の離間距離より小さく設定されると共に、各端面62,63に形成した凹部12,12間の最小距離(底部同士の離間距離)よりも大きく設定されている。
In the illustrated example, the
上記構成のころ軸受1は、例えば(A)凸部11を有する保持器7および凹部12を有する円すいころ6を形成する工程、(B)円すいころ6を保持器7に一体に組み込む工程、(C)円すいころ6を一体に組み込んだ保持器7(サブアセンブリ)を内輪2に嵌め込み、さらに、外輪3をアセンブリする工程とを経て製造される。
The roller bearing 1 having the above-described configuration includes, for example, (A) a step of forming a
工程(A)において、図2に示す形状の保持器7は例えば打ち抜き(プレス)や、もみ抜き(削り出し)により形成することができる。あるいは、両者を1又は2回以上組み合わせた方法で形成することもできる。なお、図1や図2に示すように、この実施形態では、各フランジ部76,78の相対向するころ側端面76a,78aにそれぞれ凸部11を設けると共に、凸部11の裏側の面に、凸部11の塑性加工に対応して形成された凹部13が形成されている。このように凸部11の位置に合わせて凹部13を形成したものであれば、図1に示すように、凸部11を含めたフランジ部76,78の肉厚をなるべく均一に保つことができるので、凸部11周辺における応力集中を緩和することができる。
In the step (A), the
工程(B)において、保持器7の側に設けた凸部11と円すいころ6の側に設けた凹部12とを嵌め合わせて、保持器7の各ポケット74に円すいころ6を嵌め込む。これにより、円すいころ6が保持器7に一体的に組み込まれると共に、保持器7のフランジ部76,78と円すいころ6の両端面62,63との間に端面案内構造10,10がそれぞれ形成される。このように、凸部11と凹部12との嵌合により端面案内構造10を形成するのであれば、特にポケット側面73a,73aと円すいころ6の外周面61との当接によらずとも、円すいころ6の保持器7に対する位置決めを自動的かつ正確に行うことができる。なお、円すいころ6を嵌め込む向きは任意であるが、フランジ部76,78との不要な干渉を避ける点からポケット74の外径側から嵌め込むのがよい。
In step (B), the
工程(C)において、円すいころ6を一体に組み込んだ保持器7を内輪2の外周に嵌め込む。この際、内輪2の小鍔部8を乗り越えるようにして小径側から円すいころ6と保持器7との一体品を内輪2に嵌め込む。この際、保持器7の小径側を少し拡径させておいて(拡径する向きに変形させておいて)、円すいころ6と一体に内輪2の軌道面4上に嵌め込み、然る後、保持器7を元の形状に戻すことで凸部11と凹部12とを嵌め合わせるようにすることも可能である。あるいは、この実施形態のように、凹凸嵌合で端面案内構造10が形成されていれば、仮に内輪2から保持器7が外れても円すいころ6がポケット74から脱落するおそれがないので、大鍔部9のみ設けて小鍔部8を無くした内輪2に円すいころ6と保持器7との一体品を嵌め込むようにしても構わない。
In the step (C), the
上記構成のころ軸受1であれば、凸部11と凹部12とで形成された端面案内構造10でもって保持器7が円すいころ6の端面中心で案内されるので、例えば鉄道車輌の駆動装置に組み込んで使用する際、駆動源のモータの振動や走行に伴う振動を受けたとしても、円すいころ6が案内位置からずれるのを防いで、安定した姿勢で転動を行わせることができる。また、保持器7を円すいころ6の両端面62,63でそれぞれ案内すると共に、外周面61でも案内するようにしたので、円すいころ6の姿勢をより安定させることができる。
In the case of the roller bearing 1 having the above-described configuration, the
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の範囲は当然に当該実施形態に限定して解釈されるべきものではなく、ころ端面での案内が端面の中心で行われるもの全てに及ぶことはもちろんである。以下、他の実施形態の例を説明する。 As mentioned above, although one embodiment of the present invention has been described, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiment of course, and all that guide at the roller end face is performed at the center of the end face. It goes without saying. Hereinafter, examples of other embodiments will be described.
図4は、本発明の他の実施形態に係るころ軸受1を示している。同図におけるころ軸受1は、保持器7の側に設けた凸部14において、先述の実施形態に係るころ軸受1と相違する。すなわち、この実施形態における凸部14は、保持器7の第1フランジ部76の一部を折り曲げて形成したものであり、折り曲げ部分の先端が凸部14として円すいころ6の小径側端面62の中心に設けた凹部12と嵌り合うようになっている。これにより、凸部14と凹部12とで端面案内構造10が形成され、図5に示すように、円すいころ6の端面中心で保持器7が案内されるようになっている。この実施形態では、図4に示すように、凸部14の先端を凹部12とできるだけ滑らかに摺接させる目的で、各フランジ部76,78の内径側端部を丸めている(その断面輪郭を部分球面形状としている)。なお、この実施形態においても、ポケット74を区画する内側短筒部75の端面75aと外側短筒部77の端面77aとの対向間隔は、円すいころ6の軸方向寸法よりも大きく設定されており、円すいころ6の両端面62,63とは接触しないようになっている。
FIG. 4 shows a roller bearing 1 according to another embodiment of the present invention. The roller bearing 1 in the figure is different from the roller bearing 1 according to the above-described embodiment in a
また、上記実施形態では、ポケット74を区画する柱部73,73の側面73a,73aを円すいころ6の外周面61と摺接させるようにしていたが、必ずしも摺接させる必要はない。図1や図4に示すように、端面案内構造10が凹凸嵌合で形成されているのであれば、また、円すいころ6の両端面62,63で端面案内構造が形成されているのであれば、特に側面73aと外周面61とを摺接させて保持器7を円すいころ6の外周面61で案内せずとも、円すいころ6を安定して案内することが可能となるためである。
Further, in the above embodiment, the side surfaces 73a and 73a of the
図6はその一例を示すもので、同図に係る保持器7は、図1に示すころ軸受1の凸部11と凹部12との嵌合により所定位置で円すいころ6を保持し、かつ、この円すいころ6の端面62,63で案内されるようになっている。この状態において、ポケット74を区画する柱部73の側面73b,73bは何れも、側面73b,73bの対向間隔が半径方向に沿って一定となる形状(いわゆる断面輪郭ストレート形状)をなす。また、保持器7が端面案内構造10により転動中の円すいころ6の両端面62,63で案内された状態では、常に円すいころ6の外周面61との間に所定のクリアランスが形成されるようになっている。これにより、円すいころ6はポケット74の区画面(側面73b,73b)と接触することなく、その端面62,63でのみ保持器7を案内する。
FIG. 6 shows an example thereof. A
図7は他の例を示すもので、同図に係る保持器7は、図4に示すころ軸受1の凸部14と凹部12との嵌合により所定位置で円すいころ6を保持し、かつ、この円すいころ6の端面62,63で案内されるようになっている。また、この状態において、柱部73,73の側面73b,73bは何れも上記と同様の断面形状をなし、また、転動中の円すいころ6の端面中心で保持器7が案内されている状態では、常に円すいころ6の外周面61との間に所定のクリアランスが形成される。よって。円すいころ6はポケット74の区画面となる側面73b,73bと接触することなく、その端面62,63でのみ保持器7を案内する。
FIG. 7 shows another example. The
なお、上記のように、ポケット74の区画面(側面73a,73a)での円すいころ6による案内を排除してその端面中心でのみ案内する構成を採るのであれば、全ての円すいころ6との間に端面案内構造10を設ける必要があるが、必ずしも全ての円すいころ6端面中心で保持器7が案内されることを要するものではない。例えば一部の円すいころ6については端面中心でのみ保持器7を案内し、残りの円すいころ6についてはその外周面61でのみ保持器7を案内する構成を採ることもできる。
As described above, if the guide by the tapered roller 6 on the section screen (
また、上記実施形態では、保持器7にフランジ部76,78を設け、これらフランジ部76,78のころ端面と相対向する面に凸部11,11を設ける場合を例示したが、これに限らず、例えば保持器7のポケット74を区画する内側短筒部75の端面75aおよび外側短筒部77の端面77aにそれぞれ凸部11を設けて、この凸部11で円すいころ6との間に端面案内構造10を形成するようにしても構わない。また、この際、円すいころ6の側に凹部12は必須でなく、平坦な端面62,63の中心に凸部11を摺接させて保持器7を案内するようにしても構わない。
Moreover, in the said embodiment, although the
なお、以上の説明では、何れも円すいころ6の小径側端面62の中心および大径側端面63の中心でそれぞれ保持器の案内が行われるようになっていたが、何れか一方の端面のみで案内する構成を採っても構わない。
In the above description, the cage is guided at the center of the small-diameter
また、保持器7の製造方法に関し、上記実施形態では、金属の打ち抜き(プレス)やもみ抜き(削り出し)で凸部11,14を有する保持器7を製造する方法を例示したが、もちろんこれ以外の方法で形成することもできる。例えば図示は省略するが、各フランジ部76,78の相対向するころ側端面76a,78aを共に平坦とした保持器7を形成しておき、これに円すいころ6を収容した後、円すいころ6の端面62,63の中心に対応する位置に塑性変形を付与して(塑性加工を施して)、円すいころ6の端面62,63の中心で保持器7が案内されるための凸部11,14を形成する方法も採るようにしても構わない。
Moreover, regarding the manufacturing method of the
また、保持器7の材質に関し、金属以外にも樹脂などの材料を使用することができる。この場合、保持器7は樹脂の射出成形で形成されたものとなり、また、凸部15も保持器7の本体と一体に樹脂の射出成形で形成されたものとなる。図8はその一例を示すもので、保持器7を構成する小径リング部71と大径リング部72とにそれぞれ凸部11,11が形成されている。ここで、小径側端面62と嵌合する側の凸部11は小径リング部71の半径方向外側に形成され、大径側端面63と嵌合する側の凸部11は大径リング部72の半径方向内側に形成されている。なお、これ以外にも、保持器7の本体を金属で形成しておき、この金属製の保持器7本体をインサート部品として凸部15を樹脂でインサート成形する方法も採用することができる。この場合、保持器7の本体は金属製で、この本体に一体に形成される凸部15は樹脂製となる。何れの場合にしても、樹脂製であれば、型成形で凸部15あるいは凸部15を含めた保持器7全体が形成できるので、金属の塑性加工や切削加工により凸部11,14を形成する場合と比べてその形状を自由に設計することができる。
Further, regarding the material of the
また、以上の説明では、少なくとも保持器7の側に凸部11を設ける場合を例示したが、もちろん、これら例示とは逆の構成を採用することもできる。すなわち、保持器7と円すいころ6の少なくとも一方の端面との間で端面案内構造10が形成される限りにおいて、その構成は任意であり、例えば円すいころ6の側(端面62,63)に凸部11を設け、保持器7の側(例えばフランジ部76,78のころ側端面76a,78a)に凹部12を設けることも可能である。
Moreover, although the case where the
また、以上の説明では、円すいころ6を備えたころ軸受(いわゆる円すいころ軸受)1に本発明を適用した場合を説明したが、本発明が円筒ころを備えた通常のころ軸受など他の種類のころ軸受にも適用できることはもちろんである。 Further, in the above description, the case where the present invention is applied to the roller bearing (so-called tapered roller bearing) 1 provided with the tapered roller 6 has been described, but other types such as a normal roller bearing provided with a cylindrical roller according to the present invention. Of course, it can be applied to other roller bearings.
1 ころ軸受
2 内輪
3 外輪
4 軌道面(内輪)
5 軌道面(外輪)
6 円すいころ
7 保持器
10 端面案内構造
11,14,15 凸部
12 凹部
61 外周面
62 小径側端面
63 大径側端面
73a,73b 側面
74 ポケット
76,78 フランジ部
76a,78a ころ側端面
1
5 Track surface (outer ring)
6
Claims (13)
前記ころの端面で案内され、かつ、前記端面での案内が前記端面の中心で行われるようにしたことを特徴とするころ軸受用保持器。 In a roller bearing retainer for holding a plurality of rollers rotatably arranged between a raceway surface provided on the outer periphery of the inner ring and a raceway surface provided on the inner periphery of the outer ring,
A roller bearing retainer characterized by being guided at an end face of the roller and being guided at the center of the end face.
前記保持器のポケットに前記ころを収容した後、前記保持器の一部を塑性変形させることで前記端面での案内を可能としたころ軸受の製造方法。 A plurality of rollers arranged to roll between a raceway surface provided on the outer periphery of the inner ring and a raceway surface provided on the inner periphery of the outer ring, and a cage for holding the rollers in a pocket. A roller bearing manufacturing method comprising: a cage guided by an end face of the roller, and a cage that is guided at the center of the end face;
A method for manufacturing a roller bearing, in which after the roller is accommodated in a pocket of the cage, a part of the cage is plastically deformed to allow guidance on the end face.
相互に嵌め合わせることで前記端面での案内が可能となる凹部および凸部の一方を前記保持器に設け、他方を前記ころの端面に設けると共に、
前記保持器のポケットに前記ころを収容することで、前記凸部と前記凹部とを嵌め合わせるようにしたころ軸受の製造方法。 A plurality of rollers arranged to roll between a raceway surface provided on the outer periphery of the inner ring and a raceway surface provided on the inner periphery of the outer ring, and a cage for holding the rollers in a pocket. A roller bearing manufacturing method comprising: a cage guided by an end face of the roller, and a cage that is guided at the center of the end face;
One of the concave and convex portions that can be guided on the end face by fitting together is provided in the cage, the other is provided on the end face of the roller,
A method of manufacturing a roller bearing in which the convex portion and the concave portion are fitted together by accommodating the roller in a pocket of the cage.
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Legal Events
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130325 |