JP2015075141A - 円すいころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】円すいころが小径側鍔部に当たらないようにして保持器の変形を防止するとともに円すいころの転動面に大きく深い傷を付ける恐れがないようにする。【解決手段】内輪２０に外周に軸線に対し傾斜した内輪側軌道面２２を形成し、内輪２０の小径側に外径方向に突出する小径側鍔部２５を形成するとともに、小径側鍔部２５に円すいころ４０の小径側端面４２に接触可能な小径側鍔部端面２５ａを形成し、内輪２０の大径側に外径方向に突出する大径側肩部２６を形成した円すいころ軸受１０において、小径側鍔部２５の複数の円すいころ４０に対応する角度位置に、円すいころ４０の小径側を内輪２０の軸方向に挿通できる断面円弧状の通し溝２５ｂを形成し、通し溝２５ｂから小径側鍔部２５の小径側鍔部端面２５ａと反対側の端面に向けて断面円弧状が徐々に大きくなるテーパ状の傾斜面２５ｃを形成した。【選択図】 図１

Description

本発明は、内輪に円すいころを組付けやすくした円すいころ軸受に関する。

特許文献１に示す円すいころ軸受は、保持器の各ポケットに円すいころが保持された状態で、複数の円すいころの内側に内輪を軸方向に挿入できるように、内輪の小径側鍔部に通し溝が軸方向に貫通して形成されている。通し溝は、複数の円すいころに対応する位置に形成され、しかも、断面円弧状に形成されている。このものは、保持器を内輪挿入前に径方向に拡大し、保持器を内輪挿入後に径方向に縮小しなくても良いため、ポケットの形状精度が良く、保持器および円すいころ間のガタが少ないメリットがある。

特開２００４−１３２４０４号公報

内輪の円周方向において、円すいころの中心が通し溝上に無い状態で内輪を軸方向に挿入すると、通し溝以外の小径側鍔部に円すいころが当たり、保持器を径方向に拡大する方向に変形させてしまう恐れがあった。通し溝の円周方向両側でかつ軸方向の一端に、ピン角が形成されている。内輪の円周方向において、円すいころと通し溝とが完全に一致せず、円すいころの中心が通し溝上にある状態で内輪を軸方向に挿入すると、ピン角に円すいころの外周の転動面が接触し、ピン角の角度が内輪２０の外径側から見て８５度ぐらいの鋭角であるので、円すいころの外周の転動面に大きく深い傷を付けてしまう恐れがあった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、円すいころが小径側鍔部に当たらないようにして保持器の変形を防止するとともに円すいころの転動面に大きく深い傷を付ける恐れがないようにする。

請求項１に記載の円すいころ軸受は、内周に軸線に対し傾斜した外輪側軌道面を形成した外輪と、前記外輪の内周側に配置され、外周に軸線に対し傾斜した内輪側軌道面を形成した内輪と、前記外輪側軌道面および前記内輪側軌道面間に配置されこれらに対し転動する複数の円すいころと、前記外輪および前記内輪間に配置され、前記円すいころを回転可能に保持するポケットを円周方向に複数有する保持器とからなり、前記内輪の小径側に外径方向に突出する小径側鍔部を形成するとともに、前記小径側肩部に前記円すいころの小径側端面に接触可能な小径側鍔部端面を形成し、前記内輪の大径側に外径方向に突出する大径側肩部を形成するとともに、前記大径側肩部に前記円すいころの大径側端面に接触可能な大径側鍔部端面を形成した円すいころ軸受において、前記小径側鍔部の前記複数の円すいころに対応する角度位置に、前記円すいころの小径側を前記内輪の軸方向に挿通できる断面円弧状の通し溝を形成し、前記通し溝から前記小径側鍔部の前記小径側鍔部端面と反対側の端面に向けて断面円弧状が徐々に大きくなるテーパ状の傾斜面を形成したことを特徴とするものである。

本発明によれば、傾斜面を設けた分だけ、円すいころが小径側鍔部に当たる確率が少なくなり、保持器の変形の恐れが少なくなった。傾斜面を設けたことによって、ピン角が鈍角となり、円すいころの外周の転動面に大きく深い傷を付ける恐れが無くなった。

本発明の一実施形態における円すいころ軸受の縦断面図 本発明の一実施形態における図１の保持器のＡ矢視図 本発明の一実施形態における円すいころの挿入状態図 本発明の一実施形態における円すいころの傾動状態図 本発明の一実施形態における内輪の載置状態図 本発明の一実施形態における内輪の挿入状態図 本発明の一実施形態における円すいころの傾斜面当接状態図

本発明の一実施形態である円すいころについて、図１および図２を参酌しつつ説明する。

図１に示すように、円すいころ軸受１０は、リング状の外輪１１と、外輪１１の内周側に配置されるリング状の内輪２０と、外輪１１および内輪２０間に配置されるリング状の保持器３０と、保持器３０に回転可能に保持される複数の円すいころ４０とからなっている。外輪１１、内輪２０、保持器３０、円すいころ４０は、いずれも鉄で構成されている。

図１に示すように、外輪１１の内周には、外輪１１の軸線に対して傾斜した外輪側軌道面１２が形成されている。

図１および図２に示すように、内輪２０の外周には、内輪２０の軸線に対して傾斜した内輪側軌道面２２が形成され、内輪側軌道面２２の小径側に外径方向へ突出した小径側鍔部２５が形成され、内輪側軌道面２２の大径側に外径方向へ突出した大径側鍔部２６が形成されている。小径側鍔部２５の円すいころ４０側の端面には、円すいころ４０の後述する小径側端面４２に接触可能な小径側鍔部端面２５ａが形成されている。大径側鍔部２６の円すいころ４０側の端面には、円すいころ４０の後述する大径側端面４３に滑り接触する大径側鍔部端面２６ａが形成されている。

小径側鍔部２５には、複数の円すいころ４０と対応する角度位置に、断面円弧状の通し溝２５ｂが軸方向に貫通して形成されている。通し溝２５ｂは、円すいころ４０の小径側端面４２の一部と同形状を有している。内輪２０の軸線から通し溝２５ｂの底までの径は、内輪２０の軸線から内輪側軌道面２２の小径側までの径と同一である。小径側鍔部２５には、通し溝２５ｂから小径側鍔部２５の小径側鍔部端面２５ａと反対側の端面に向けて断面円弧状が徐々に大きくなるテーパ状の傾斜面２５ｃが形成されている。内輪２０の軸線と平行な線に対する傾斜面２５ｃの傾斜角度は、４５度以下が望ましい。こうすれば、内輪２０を軸方向に押す力より、内輪２０を円周方向あるいは径方向に押す力を大きくすることができる。通し溝２５ｂおよび傾斜面２５ｃの境界線上の両端に小径側鍔部２５の外周に繋がるピン角２５ｄを有する。内輪２０の外径側から見てピン角２５ｄの角度は、１３０度ぐらい有し、従来の８５度に比べて鈍角となる。

保持器３０には円周方向に等間隔にポケット３１が形成され、各ポケット３１に円すいころ４０が回転可能に保持されている。ポケット３１を形成することによって、保持器３０は、小径側鍔部２５側で円周方向に繋がる第１の環状部３２と、大径側鍔部２６側で円周方向に繋がる第２の環状部３４と、第１の環状部３２および第２の環状部３４を軸方向に連結する柱部とに分けられる。保持器３０は、円すいころ４０の回転軸線に対し外径側に位置する。第１の環状部３２は、柱部に対して内径側へ折り曲げられ、内径方向に延びる鍔部を有している。保持器３０は、板状の金属板からプレスによって、切り抜き、折り曲げ等により製作される。

保持器３０は、内輪２０、円すいころ４０とともにサブアッシィ化し、外輪１１に組み付ける際の円すいころ４０の飛び出しを防止する機能を有する。

円すいころ４０は、円すい形状から頂部を除去した形状を有するもので、外輪側軌道面１２および内輪側軌道面２２上を転動する転動面４１と、小径側の端面に形成された小径側端面４２と、大径側の端面に形成された大径側端面４３を有する。円すいころ４０の軸線に対する転動面４１の傾斜角度は、約２度である。

本発明の一実施形態である円すいころ軸受１０の組付け装置について、図３乃至図６を参酌しつつ説明する。図３乃至図６の上下方向が、円すいころの組付け装置の上下方向となる。

円すいころの組付け装置は、保持器３０を支持する保持器用支持部材５０と、円すいころ４０を案内する案内部材６０と、内輪２０を支持する内輪用支持部材７０とを有する。案内部材６０は、保持器用支持部材５０の内周側に配置され、保持器用支持部材５０に対して上下動するようになっている。内輪用支持部材７０は、案内部材６０と同軸に配置され、案内部材６０に対し回転できるようになっている。

保持器用支持部材５０は、円筒形状を有し、上端に保持器３０の第１の環状部３２の鍔部に当接する保持器用支持面５１が形成されている。

案内部材６０は、円柱形状を有し、外周に保持器３０のポケット３１に対応する角度位置で固定側案内溝６２が形成され、外周に固定側案内溝６２の下端で傾斜した受け面６１が形成されている。受け面６１は、固定側案内溝６２毎に形成され、円周方向に連続して繋がっていない。固定側案内溝６２は、円すいころ４０の大径側端面４３を挿通する断面円形状を有する。受け面６１は、円すいころ４０が当接して保持器３０側へ傾きやすいように、外径側に向かって下へ傾斜している。

内輪用支持部材７０は、円柱形状を有し、外周に可動側案内溝７１、支持段面７２、嵌合面７３が下から上に順に形成されている。可動側案内溝７１は、保持器３０のポケット３１に対応する角度位置に形成され、円すいころ４０の大径側端面４３を挿通する断面円弧形状を有する。支持段面７２は、可動側案内溝７１および嵌合面７３間で半径方向に延びており、内輪２０の小径側鍔部２５側の端面に当接して支持する。嵌合面７３は、内輪２０の内周が嵌合するようになっている。

続いて上述した構成にもとづいて、円すいころ軸受１０の組付けについて説明する。

図３に示すように、可動側案内溝７１および固定側案内溝６２が一致し、保持器用支持面５１に対して受け面６１がやや上方にある状態にする。保持器用支持面５１に保持器３０の第１の環状部３２の鍔部を当接させ、保持器用支持面５１に保持器３０を載置する。各可動側案内溝７１の上方へ円すいころ４０を搬送し、円すいころ４０を可動側案内溝７１および固定側案内溝６２に沿って落下させる。受け面６１に円すいころ４０の小径側端面４２が当接し、受け面６１に円すいころ４０が支持される。案内部材６０に対して内輪用支持部材７０を回転させ、内輪用支持部材７０の可動側案内溝７１以外の外周で円すいころ４０を保持器３０側へ傾けさせる（図４）。

図５に示すように、可動側案内溝７１および固定側案内溝６２が一致する位置まで案内部材６０に対して内輪用支持部材７０を回転させる。内輪用支持部材７０の嵌合面７３に内輪２０の内周を嵌合させるとともに、支持段面７２に内輪２０の小径側鍔部２５側の端面を当接させ、支持段面７２に内輪２０を支持させる。内輪２０の通し溝２５ｂおよび可動側案内溝７１を一致させる。案内部材６０、内輪用支持部材７０とともに内輪２０を下降させ、通し溝２５ｂに円すいころ４０の小径側端面４２側を挿通させる。

通し溝２５ｂおよび円すいころ４０が、内輪２０の円周方向において完全に一致しているときは、円すいころ４０の転動面４１はピン角２５ｄおよび傾斜面２５ｃに接触することなく、通し溝２５ｂに円すいころ４０の小径側端面４２側を挿通させることができる。

通し溝２５ｂに対して円すいころ４０が、内輪２０の円周方向において若干ずれているときは、円すいころ４０の転動面４１はピン角２５ｄに接触し、転動面４１が内輪２０の軸線と平行な軸線に対し傾斜しているので、保持器３０および円すいころ４０に対し内輪２０が回転する。通し溝２５ｂおよび円すいころ４０が、内輪２０の円周方向において完全に一致し、かかる状態で通し溝２５ｂに円すいころ４０の小径側端面４２側を挿通させる。通し溝２５ｂに対して円すいころ４０が、内輪２０の円周方向において若干ずれているときとは、内輪２０の円周方向において、円すいころ４０の中心が通し溝２５ｂ上にあるときを指す。内輪２０の外径側から見てピン角２５ｄの角度は、１３０度ぐらい有し、従来の８５度に比べて鈍角となるので、円すいころの転動面４１に大きく深い傷を付ける恐れがない。

図７に示すように通し溝２５ｂに対して円すいころ４０が、内輪２０の円周方向において大きくずれているときは、円すいころ４０の転動面４１は傾斜面２５ｃに接触し、傾斜面２５ｃが内輪２０の軸線と平行な軸線に対し傾斜しているので、保持器３０および円すいころ４０に対し内輪２０が回転する。通し溝２５ｂに対して円すいころ４０が、内輪２０の円周方向において若干ずれた状態となる。この後、円すいころ４０の転動面４１はピン角２５ｄに接触し、転動面４１が内輪２０の軸線と平行な軸線に対し傾斜しているので、保持器３０および円すいころ４０に対し内輪２０が回転する。通し溝２５ｂおよび円すいころ４０が、内輪２０の円周方向において完全に一致し、かかる状態で通し溝２５ｂに円すいころ４０の小径側端面４２側を挿通させる。通し溝２５ｂに対して円すいころ４０が、内輪２０の円周方向において大きくずれているときとは、内輪２０の円周方向において、円すいころ４０の中心が傾斜面２５ｃ上にあるときを指す。傾斜面２５ｃを設けたことによって、通し溝２５ｂ、傾斜面２５ｃ以外の小径側鍔部２５に円すいころ４０が当たり、保持器３０を径方向に拡大する方向に変形させる可能性が少なくなった。

内輪２０をさらに下降させると、内輪２０の内輪側軌道面２２に円すいころ４０の転動面４１が当接するとともに、内輪２０の大径側鍔部端面２６ａに円すいころ４０の大径側端面４３が当接する（図６）。こうして、保持器３０、円すいころ４０、内輪２０の組付けが完了する。

上述した構成にもとづいて、円すいころ軸受１０の使用状況を説明する。

図１に示すように、外輪１１に対して内輪２０が回転すると、円すいころ４０は外輪側軌道面１２上および内輪側軌道面２２上を転動しながら内輪２０の回転方向と同方向に移動する。円すいころ４０の転動によって保持器３０が内輪２０と同方向に回転する。

本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

上述した実施形態は、傾斜面２５ｃの傾斜角度を４５度とした。他の実施形態として、傾斜面２５ｃの傾斜角度を３０度としても良い。傾斜面２５ｃの傾斜角度を、円すいころ４０の転動面４１の傾斜角度より若干小さい、例えば１度にすれば、ピン角２５ｄに転動面４１が接触することなく、傾斜面２５ｃに転動面４１が接触する。しかし、転動面４１の内輪２０の円周方向の範囲がかなり狭くなり、得策ではない。

１１：外輪、１２：外輪側軌道面、２０：内輪、２２：内輪側軌道面、２５：小径側鍔部、２５ａ：小径側鍔部端面、２５ｂ：通し溝、２５ｃ：傾斜面、２５ｄ：ピン角、２６：大径側鍔部、２６ａ：大径側鍔部端面、３０：保持器、３１：ポケット、４０：円すいころ

Claims (1)

1. 内周に軸線に対し傾斜した外輪側軌道面を形成した外輪と、前記外輪の内周側に配置され、外周に軸線に対し傾斜した内輪側軌道面を形成した内輪と、前記外輪側軌道面および前記内輪側軌道面間に配置されこれらに対し転動する複数の円すいころと、前記外輪および前記内輪間に配置され、前記円すいころを回転可能に保持するポケットを円周方向に複数有する保持器とからなり、
   前記内輪の小径側に外径方向に突出する小径側鍔部を形成するとともに、前記小径側肩部に前記円すいころの小径側端面に接触可能な小径側鍔部端面を形成し、
   前記内輪の大径側に外径方向に突出する大径側肩部を形成するとともに、前記大径側肩部に前記円すいころの大径側端面に接触可能な大径側鍔部端面を形成した円すいころ軸受において、
   前記小径側鍔部の前記複数の円すいころに対応する角度位置に、前記円すいころの小径側を前記内輪の軸方向に挿通できる断面円弧状の通し溝を形成し、
   前記通し溝から前記小径側鍔部の前記小径側鍔部端面と反対側の端面に向けて断面円弧状が徐々に大きくなるテーパ状の傾斜面を形成したことを特徴とする円すいころ軸受。

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