JP2014088928A - 円すいころ軸受の組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂保持器を用いた円すいころ軸受を組み立てる場合に、簡便な方法で、円すいころが保持器から脱落することを防止する組み立て方法を提供する。
【解決手段】保持器のポケットに円すいころが収容された状態で、内輪が保持器に対して内輪の小鍔部側から組み付けられる組み付け時において、保持器小径側円環部の外径面側を拘束する拘束部を設けた治具にて前記保持器を保持し、その後前記内輪の前記小鍔部側から前記保持器に対して組み付けられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、円すいころ軸受の組立方法に関する。

円すいころ軸受は、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、その上、高速回転から低速回転までのさまざまな条件下で使用することができるため、鉄道車両、鉄鋼機械、工作機械、建設機械、印刷機等の一般産業機械や、自動車のトランスミッション等の回転支持部として、幅広く使用される。

円すいころ軸受は、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動可能に設けられる複数の円すいころと、円すいころを円周方向に略等間隔に保持する保持器とを備える。

従来、円すいころ軸受の保持器は金属製のものが用いられてきた。この金属保持器は、その軸方向端部を加締めて、内輪の小径側端部の小鍔部と金属保持器とにより円すいころを保持するように組み立てる。この金属保持器を用いた円すいころ軸受の組立方法は、まず、保持器のポケットのそれぞれに円すいころを収容し、この状態で内輪を組み付ける。そして、内輪、保持器、及び円すいころを一体（以下、「内輪ユニット」ともいう）として取り扱い、この内輪ユニットに対し保持器加締め治具を押し込む。この内輪ユニットにおいて、保持器加締め治具を、内輪、保持器及び円すいころが分離しないように任意のポケット隙間になるまで加締める。このように、金属保持器では、いわゆる「加締め方式」が採用され、保持器加締め治具を押し込む量で金属保持器の加締め量を調整している。

しかしながら、近年は軽量化及び製作コスト低減のニーズを受け、金属保持器に代えて樹脂製の保持器が多用されるようになってきている。この樹脂保持器は金属保持器より弾性が高く変形しやすいため、円すいころ軸受の組立方法は、上述した「加締め方式」とは異なり、樹脂保持器のポケットに円すいころを収容した後に内輪を押し込んで、円すいころが保持器ポケットを一時的に押し広げて組み込まれる「圧入方式」をとっている。

図４を参照しながら、この圧入方式について説明する。

この樹脂保持器を用いる内輪ユニット６０Ａの組立方法では、予め、樹脂保持器６４は、組立時の弾性変形を考慮して任意のポケット隙間が残るように射出成形される。このため、一般的な金属保持器のように内輪ユニット６０Ａが分離し易い状態での加締め方式とは異なり、樹脂保持器６４を用いる円すいころ軸受の組立工程では、図４に示すように、樹脂保持器６４の不図示のポケットに円すいころ６３をそれぞれ収容した後、この状態で内輪６２を小鍔部６２ｃ側から軸方向に沿って圧入していき、円すいころ６３がポケットを一時的に押し広げ、これにより円すいころ６３がポケットに収納される。即ち、円すいころ６３は、樹脂保持器６４の弾性変形によりポケットに収納される、いわゆる「圧入方式」が採用される。

しかしながら、このようにして組み立てられた内輪ユニット６０Ａは、円すいころ６３が内輪６２から脱落して分離してしまう懸念がある。円すいころ６３が脱落した場合は、脱落した円すいころ６３に傷がついたり、脱落した円すいころ６３を保持器ポケットに収納し直して、再度、圧入方式により組み立て直さなければならないという手間が発生し、組立の作業性を著しく低下させるなどの問題が生ずる場合がある。

このような、円すいころの脱落を防止する為に、特許文献１、２に記載された軸受が提案されている。特許文献１に示された軸受は、内輪小鍔部に弾性体からなるストップリングを設け、円すいころが小径側に移動できなくするものである。また、特許文献２に示された軸受は、内輪小径側端部に抜け止め機構を備えた小鍔リングを嵌め込んで、円すいころが小径側に移動できなくするものである。

特開２０００−３０４０５４号公報 特開２０１０−６０００６号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載された軸受は、部品点数が増加し、又この部品を組み込む工程も増加することで、製作コストの上昇を招く原因となる。

また、例えば直径が２００ｍｍを超えるような大径の円すいころ軸受で樹脂保持器を用いる場合は、円すいころ重量も大きいため、内輪ユニットを組み立て／分解する際、又は、内輪ユニットを製品（例えばシャフト、ハウジング等）に組み付け／分解する際に、円すいころが保持器から脱落することが防止しきれない虞れがある。即ち、内輪ユニットを組み立て／分解する際等に、自重および両手で保持器を持ち上げる時、手持ちしていない部分で円すいころと保持器間が均等でない部分が発生して、すきまの大きい部分が生じてしまい、円すいころが脱落してしまうことも考えられる。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、簡便な方法で円すいころが保持器から脱落することを防止する円すいころ軸受の組立方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１の発明は、
外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に転動可能に設けられる複数の円すいころと、前記複数の円すいころを円周方向に略等間隔に保持する保持器とを備え、
前記保持器は、大径側円環部と、前記大径側円環部と同軸に配置される小径側円環部と、前記大径側円環部と前記小径側円環部とを軸方向に連結し、円周方向に略等間隔に設けられる複数の柱部と、円周方向に互いに隣り合う前記柱部間に形成され、前記円すいころを転動可能に保持するポケットとを有し、
前記内輪は、小径側端部に設けられる小鍔部を有し、
前記保持器の前記ポケットに前記円すいころが収容された状態で、前記内輪が前記保持器に対して前記内輪の前記小鍔部側から組み付けられる円すいころ軸受の組立方法であって、
前記組み付け時において、前記保持器小径側円環部の外径面側を拘束する拘束部が設けられた治具にて前記保持器を保持し、
その後前記内輪の前記小鍔部側から前記内輪が前記保持器に対して組み付けられる円すいころ軸受の組立方法を特徴とする。

また、本発明の請求項２の発明は、
外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に転動可能に設けられる複数の円すいころと、前記複数の円すいころを円周方向に略等間隔に保持する保持器とを備え、
前記保持器は、大径側円環部と、前記大径側円環部と同軸に配置される小径側円環部と、前記大径側円環部と前記小径側円環部とを軸方向に連結し、円周方向に略等間隔に設けられる複数の柱部と、円周方向に互いに隣り合う前記柱部間に形成され、前記円すいころを転動可能に保持するポケットとを有し、
前記内輪は、小径側端部に設けられる小鍔部を有し、
前記内輪に前記円すいころ及び前記保持器が組み込まれた状態で、前記内輪が前記外輪に対して前記内輪の前記小鍔部側から組み付けられる円すいころ軸受の組立方法であって、
前記組み付け時において、前記保持器大径側円環部の外径面側を拘束する拘束部が設けられた治具にて前記保持器を保持し、
その後前記内輪の前記小鍔部側から前記内輪が前記外輪に対して組み付けられる円すいころ軸受の組立方法を特徴とする。

また、本発明の請求項３の発明は、
前記保持器が合成樹脂製である請求項１又は２に記載の円すいころ軸受の組立方法を特徴とする。

本発明に係る円すいころ軸受の組立方法によれば、前記保持器の前記ポケットに前記円すいころが収容された状態で、前記内輪が前記保持器に対して前記内輪の前記小鍔部側から組み付けられるときに、円すいころ軸受の保持器小径側円環部の外径面側を拘束部が設けられた治具にて一時的に拘束することで、保持器の変形が抑制され、円すいころが保持器から脱落することを防止することができる。

さらに、前記内輪に前記円すいころ及び保持器が組み込まれた状態で、前記内輪が前記外輪に対して前記内輪の前記小鍔部側から組み付けられるときに、円すいころ軸受の保持器大径側円環部の外径面側を拘束部が設けられた治具にて一時的に拘束することで、保持器の変形が抑制され、円すいころが保持器から脱落することを防止することができる。

本発明が適用された円すいころ軸受を説明する断面図である。 本発明の第１実施形態に係る円すいころ軸受の組立方法を説明する断面図である。 本発明の第２実施形態に係る円すいころ軸受の組立方法を説明する断面図である。 従来の円すいころ軸受の組立方法を説明する断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基き説明する。

まず、図１を参照して、本発明が適用された円すいころ軸受について説明する。

円すいころ軸受１０は、図１に示すように、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との間に転動可能に設けられる複数の円すいころ１３と、複数の円すいころ１３を円周方向に略等間隔に保持する合成樹脂製の保持器１４と、を備える。

内輪１２は、内輪１２の大径側端部に設けられる大鍔部１２ｂと、内輪１２の小径側端部に設けられる小鍔部１２ｃと、を有する。本実施形態では、小鍔部１２ｃの外径面１２ｄは、ストレート形状に形成される。

円すいころ１３は、転動面１３ａと、転動面１３ａの軸方向両縁部に設けられる面取部１３ｂと、を有する。

保持器１４は、合成樹脂の射出成形で形成されており、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、大径側円環部１４ａと小径側円環部１４ｂとを軸方向で連結し、円周方向に略等間隔に設けられる複数の柱部１４ｃと、円周方向に互いに隣り合う柱部１４ｃ間に形成され、円すいころ１３を転動可能に保持するポケット１４ｄと、を備える。

本発明は、かかる円すいころ軸受の組み立て方法を提供するものであり、引続いて、実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図２（ａ）（ｂ）を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の内輪ユニット１０Ａの組立方法について説明する。なお、内輪ユニット１０Ａとは、外輪１１（図１参照）がまだ組み付けられておらず、内輪１２に複数の円すいころ１３及び保持器１４が組み付けられたもののことである。

本実施形態の組立工程では、治具２０が使用されており、この治具２０は、円環状に形成されている。当該治具２０の上面には、上方に突出したリング状の拘束部２０ａが形成されている。当該拘束部２０ａは、保持器小径側円環部１４ｂの外径面側と係合することにより、保持器１４が変形するのを防止する機能を有している。なお、当該拘束部２０ａは、必ずしもリング状である必要はなく、保持器１４の変形を抑えることが出来れば、所定長に分割された複数の円弧状とされていたり、複数の爪状であっても良い。

内輪ユニット１０Ａの組立工程では、図２（ａ）に示すように、先ず保持器１４の各ポケットに円すいころ１３が収容された状態で、保持器１４の小径側円環部１４ｂを治具２０上に載置する。このとき、保持器１４の小径側円環部１４ｂの外径面が治具２０の拘束部２０ａと係合し、その径方向の変形は拘束されている。

そして、治具２０上に保持器１４が載置された状態で、内輪１２を、内輪１２の小鍔部１２ｃ側から軸方向に沿って圧入していき、円すいころ１３の面取部１３ｂが内輪１２の小鍔部１２ｃを乗り越えるまで圧入し続ける。このとき、円すいころ１３がポケット１４ｄを一時的に押し広げて、円すいころ１３がポケット１４ｄに収納され、図２（ｂ）に示された内輪ユニット１０Ａに組み立てられる。

ここで、内輪１２を圧入していく過程において、保持器１４の小径側円環部１４ｂの外径面が治具２０の拘束部２０ａによってその径方向の変形は拘束されているため、保持器１４から円すいころ１３が脱落することなく、内輪ユニット１０Ａに組み立てることが出来る。

（第２実施形態）
次に、図３（ａ）（ｂ）を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の組立方法の第２実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一或いは同等符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態の治具３０は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、円環状に形成され、治具３０の下面には、下方に突出したリング状の拘束部３０ａが形成されている。当該拘束部３０ａは、保持器１４の大径側円環部１４ａの外径面１４ｅ側と係合することにより、保持器１４が変形するのを防止する機能を有している。

内輪ユニット１０Ａの外輪１１への組立工程では、図３（ａ）に示すように、先ず内輪ユニット１０Ａを構成している保持器１４の大径側円環部１４ａ上に治具３０を載置する。このとき、保持器１４の大径側円環部１４ａの外径面が治具３０の拘束部３０ａと係合し、その径方向の変形は拘束されている。

そして、保持器１４上に治具３０を載置した状態で、図３（ｂ）に示すように、内輪ユニット１０Ａ（内輪１２）を内輪１２の小鍔部１２ｃ側から軸方向に沿って外輪１１に向かって移動させ、外輪１１に組み付ける。

ここで、内輪ユニット１０Ａ（内輪１２）を、外輪１１に向かって移動させていく過程において、保持器１４の大径側外径面１４ｅが治具３０の拘束部３０ａによってその径方向の変形は拘束されているため、保持器１４から円すいころ１３が脱落することなく、円すいころ軸受１０に組み立てることが出来る。

組み立てられた状態から、内輪ユニット１０Ａを分解する場合は、この逆の手順を踏めばよい。

１０ 円すいころ軸受
１０Ａ 内輪ユニット
１１ 外輪
１２ 内輪
１２ｃ 小鍔部
１３ 円すいころ
１４ 保持器
１４ａ 大径側円環部
１４ｂ 小径側円環部
２０、３０ 治具
２０ａ、３０ａ 拘束部

Claims (3)

1. 外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に転動可能に設けられる複数の円すいころと、前記複数の円すいころを円周方向に略等間隔に保持する保持器とを備え、
   前記保持器は、大径側円環部と、前記大径側円環部と同軸に配置される小径側円環部と、前記大径側円環部と前記小径側円環部とを軸方向に連結し、円周方向に略等間隔に設けられる複数の柱部と、円周方向に互いに隣り合う前記柱部間に形成され、前記円すいころを転動可能に保持するポケットとを有し、
   前記内輪は、小径側端部に設けられる小鍔部を有し、
   前記保持器の前記ポケットに前記円すいころが収容された状態で、前記内輪が前記保持器に対して前記内輪の前記小鍔部側から組み付けられる円すいころ軸受の組立方法であって、
   前記組み付け時において、前記保持器小径側円環部の外径面側を拘束する拘束部が設けられた治具にて前記保持器を保持し、
   その後前記内輪の前記小鍔部側から前記内輪が前記保持器に対して組み付けられることを特徴とする円すいころ軸受の組立方法。
2. 外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に転動可能に設けられる複数の円すいころと、前記複数の円すいころを円周方向に略等間隔に保持する保持器とを備え、
   前記保持器は、大径側円環部と、前記大径側円環部と同軸に配置される小径側円環部と、前記大径側円環部と前記小径側円環部とを軸方向に連結し、円周方向に略等間隔に設けられる複数の柱部と、円周方向に互いに隣り合う前記柱部間に形成され、前記円すいころを転動可能に保持するポケットとを有し、
   前記内輪は、小径側端部に設けられる小鍔部を有し、
   前記内輪に前記円すいころ及び前記保持器が組み込まれた状態で、前記内輪が前記外輪に対して前記内輪の前記小鍔部側から組み付けられる円すいころ軸受の組立方法であって、
   前記組み付け時において、前記保持器大径側円環部の外径面側を拘束する拘束部が設けられた治具にて前記保持器を保持し、
   その後前記内輪の前記小鍔部側から前記内輪が前記外輪に対して組み付けられることを特徴とする円すいころ軸受の組立方法。
3. 前記保持器が合成樹脂製であることを特徴とする請求項１又は２に記載の円すいころ軸受の組立方法。

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