JP2017180481A - Conical roller bearing - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ロボットや建設機械の減速機で使用される円すいころ軸受、特に、高いモーメント荷重が負荷される条件の下、高負荷容量、高剛性且つコンパクト性が求められる用途に使用される円すいころ軸受に関する。 The present invention relates to a tapered roller bearing used in a reduction gear of a robot or a construction machine, particularly a taper used for an application requiring high load capacity, high rigidity and compactness under a condition where a high moment load is applied. The present invention relates to a roller bearing.
この種の高負荷容量、高剛性且つコンパクト性が求められる用途に使用される円すいころ軸受として、内輪の大径側端部と小径側端部のうち、大径側端部にのみ半径方向外方に突出する鍔部を設け、内輪の小径側端部の小鍔をなくし、小鍔の分だけころ長さを長くして高負荷容量化したものが、特許文献1、特許文献2、特許文献3に開示されている。
Tapered roller bearings used in applications that require this type of high load capacity, high rigidity, and compactness. Out of the large diameter side end and the small diameter side end of the inner ring, only the large diameter side end is radially outward. Patent Document 1,
特許文献1と特許文献2の円すいころ軸受は、内輪の小径側に軸方向に突出する小径側突出部3cを設けている。
The tapered roller bearings of Patent Document 1 and
特許文献2又は特許文献3に開示された円すいころ軸受1は、図10及び図11に示すように、内周面に外輪軌道面2aを有する外輪2と、外周面に内輪軌道面3aを有する内輪3と、前記外輪軌道面2aと前記内輪軌道面3aとの間に転動自在に配置される複数の円すいころ4と、この複数の円すいころ4を所定の間隔で収容保持する複数のポケットPを有する保持器10とを備え、内輪3の大径側端部と小径側端部のうち、大径側端部にのみ半径方向外方に突出する大つば部3bを設け、内輪3の小径側端部の小つばをなくし、小つばの分だけ円すいころ4の長さを長くして高負荷容量化を図っている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the tapered roller bearing 1 disclosed in
また、接触角αを35°〜55°という急勾配にして、高モーメント剛性を得るようにしている。 Further, the contact angle α is set to a steep slope of 35 ° to 55 ° so as to obtain high moment rigidity.
ところで、円すいころ軸受の組立ては、次のような手順で行われる。 Incidentally, the tapered roller bearing is assembled in the following procedure.
まず、図12に示すように、保持器10のポケットPに円すいころ4を組み込んで、ころ・保持器アッシー31を組立てる。次いで、図13に示すように、ころ・保持器アッシー31を内輪3に組付けて、内輪組立体32を組立てる(図14(a)(b)参照)。その後、外輪2の内周に、内輪組立体32を挿入することにより、円すいころ軸受1の組立てが完了する(図10、図11参照)。
First, as shown in FIG. 12, the
ところが、接触角αが35°〜55°という急勾配の円すいころ軸受1の場合、図15(a)(b)の白抜き矢印で示すように、組立ての際に、内輪組立体31を傾けると、内輪軌道面3aの小径側端部に小つばがないため、ころ・保持器アッシー31が内輪3の小径側にずれやすく、内輪3に対するころ・保持器アッシー31の姿勢が安定せず、内輪3からころ・保持器アッシー31が脱落して、外輪2の内周への組込み作業に手間がかかるという問題がある。
However, in the case of the tapered roller bearing 1 having a steep contact angle α of 35 ° to 55 °, the
また、内輪3の小径側に小鍔がない円すいころ軸受1をグリース潤滑で使用する場合、小径側にグリース溜りがないため、潤滑不良を起こし易い。
Further, when the tapered roller bearing 1 having no wrinkles on the small diameter side of the
そこで、この発明は、接触角が35°以上の高接触角である円すいころ軸受において、組立ての際に、内輪に対して、ころ・保持器アッシーの姿勢が安定し、ころ・保持器アッシーが内輪から脱落し難く、しかも、グリース潤滑で使用する場合に、潤滑不良が生じ難くしようとするものである。 Therefore, according to the present invention, in the tapered roller bearing having a high contact angle of 35 ° or more, the posture of the roller / retainer assembly is stabilized with respect to the inner ring during assembly, and the roller / retainer assembly is It is difficult to drop off from the inner ring and, when used in grease lubrication, it is difficult to cause poor lubrication.
前記の課題を解決するために、この発明は、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、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の円すいころと、この複数の円すいころを所定の間隔で収容保持する複数のポケットを有する保持器とを備え、内輪の内輪軌道面の大径側端部に半径方向外方に突出する大つば部を有し、接触角が35°以上である円すいころ軸受において、前記内輪の内輪軌道面の小径側に、小径側に延伸する延伸軌道面を設け、この延伸軌道面の小径側端部に、延伸軌道面に対して半径方向外方に突出し、外径がころ内接円径よりも小さく、円すいころの小径側端面との間に溝部を有する小径側つば部を設けたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides an outer ring having an outer ring raceway surface on an inner peripheral surface, an inner ring having an inner ring raceway surface on an outer peripheral surface, and an outer ring raceway surface between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface. A plurality of tapered rollers arranged in a movable manner and a cage having a plurality of pockets for accommodating and holding the plurality of tapered rollers at a predetermined interval, and radially arranged on the large-diameter end of the inner ring raceway surface of the inner ring In a tapered roller bearing having a large flange portion protruding outward and having a contact angle of 35 ° or more, an extending raceway surface extending toward the small diameter side is provided on the small diameter side of the inner ring raceway surface of the inner ring. A small-diameter collar that protrudes radially outward with respect to the extending raceway surface at the small-diameter end of the surface, has an outer diameter smaller than the inscribed circle diameter of the roller, and has a groove between the small-diameter side end surface of the tapered roller Is provided.
前記溝部の幅は、円すいころの小径側の端面径の10〜60%である。 The width of the groove is 10 to 60% of the end face diameter on the small diameter side of the tapered roller.
また、前記溝部の幅は、円すいころの面取り幅よりも大きくしている。 The width of the groove is larger than the chamfer width of the tapered roller.
前記小径側つば部の外径面と、前記円すいころの小径側の端面に対向する前記溝部の内面とのなす角度aは、30〜90°に設定している。
前記保持器を樹脂製とし、この樹脂製の保持器の小径側の内径面に、複数の爪部を設け、この爪部の内径が小径側つば部の外径よりも小さく設定している。
An angle a formed by the outer diameter surface of the small-diameter side collar portion and the inner surface of the groove portion facing the end surface on the small-diameter side of the tapered roller is set to 30 to 90 °.
The cage is made of resin, and a plurality of claw portions are provided on the inner diameter surface of the resin cage on the small diameter side, and the inner diameter of the claw portion is set smaller than the outer diameter of the small diameter side collar portion.
以上のように、この発明によれば、保持器のポケットに円すいころを組込んで、ころ・保持器アッシーを形成し、その後、ころ・保持器アッシーを内輪に組込んだ内輪組立体を、外輪に嵌めて円すいころ軸受を組立てる際に、内輪組立体を小径側に傾けると、ころ・保持器アッシーが内輪軌道面の延伸軌道面上を移動し、移動開始直後は、ころ・保持器アッシーは、保持器の大径リング部の内径面が、内輪の大つば部の外径面に接触して内輪に対して支持されるので、内輪からの脱落が防止される。その後、ころ・保持器アッシーが、内輪軌道面の延伸軌道面上をさらに移動しても、ころ・保持器アッシーは、保持器の小径リング部の内径面と内輪の小径側つば部の外径面との間の第1支持点、円すいころの小径側端面と小径側つば部の溝部との間の第2支持点、内輪の大つば部と保持器の大径リング部の端面との間の第3支持点の3つの支持点による支持に切り替わり、移動の際における、ころ・保持器アッシーと内輪との衝突による衝撃が和らげられると共に、ころ・保持器アッシーの内輪13に対する高い保持性が得られ、ころ・保持器アッシーが内輪
から脱落し難くなる。
As described above, according to the present invention, a tapered roller is assembled into a cage pocket to form a roller / cage assembly, and then an inner ring assembly in which the roller / cage assembly is assembled to an inner ring, When assembling a tapered roller bearing by fitting it to the outer ring, if the inner ring assembly is tilted to the smaller diameter side, the roller / cage assembly moves on the extended raceway surface of the inner ring raceway surface. Since the inner diameter surface of the large-diameter ring portion of the cage contacts the outer diameter surface of the large collar portion of the inner ring and is supported with respect to the inner ring, it is prevented from falling off from the inner ring. After that, even if the roller / cage assembly further moves on the extended raceway surface of the inner ring raceway surface, the roller / cage assembly will still have the inner diameter surface of the smaller diameter ring part of the cage and the outer diameter of the smaller diameter side collar part of the inner ring. 1st support point between the surface, 2nd support point between the small diameter side end surface of the tapered roller and the groove portion of the small diameter side collar, between the large collar portion of the inner ring and the end surface of the large diameter ring portion of the cage The third support point is switched to support by the three support points, and the impact caused by the collision between the roller / retainer assembly and the inner ring during movement is relieved, and the high retainability of the roller / retainer assembly to the
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
この発明に係る円すいころ軸受11は、接触角αが35°以上という急勾配のものであり、図1(a)(b)に示す実施形態の円すいころ軸受11の接触角αは45°である。 The tapered roller bearing 11 according to the present invention has a steep contact angle α of 35 ° or more, and the tapered roller bearing 11 of the embodiment shown in FIGS. 1A and 1B has a contact angle α of 45 °. is there.
この発明に係る円すいころ軸受11は、内周面に外輪軌道面12aを有する外輪12と、外周面に内輪軌道面13aを有する内輪13と、前記外輪軌道面12aと前記内輪軌道面13aとの間に転動自在に配置される複数の円すいころ14と、この複数の円すいころ14を所定の間隔で収容保持する複数のポケットPを有する保持器20とを備える。保持器20は、大径側に大径リング部20aと、小径側に小径リング部20bを有し、大径リング部20aと小径リング部20bの内径面は、内輪13の軸に対して平行面に形成されている。
The tapered roller bearing 11 according to the present invention includes an
内輪13の大径側端部には、半径方向外方に突出し、円すいころ15の大径側端面を保持するする大つば部13bを有する。
A large-diameter end of the
前記内輪13の内輪軌道面13の小径側には、小径側に延伸する延伸軌道面13cが設けられ、この延伸軌道面13cの小径側端部に、延伸軌道面13cに対して半径方向外方に突出し、円すいころ14の小径側端面に対して溝部13d(図1、図3(b)の薄墨部分)を介して対面する小径側つば部13eを設けている。
On the smaller diameter side of the inner
この小径側つば部13eの外径面は、図3(b)に示すように、内輪13の軸に対して平行面に形成されており、その外径D1は、ころ内接円径D2よりも小さく設定されている。
Outer diameter surface of the small-diameter-
この発明の円すいころ軸受11の組立ては、次のような手順で行われる。 The tapered roller bearing 11 of the present invention is assembled in the following procedure.
まず、図2に示すように、保持器20のポケットPに円すいころ14を組み込んで、ころ・保持器アッシー21を組立てる。次いで、図3(a)(b)に示すように、ころ・保持器アッシー21を内輪13に組付けて、内輪組立体22を組立てる。その後、外輪12の内周に、内輪組立体22を挿入することにより、円すいころ軸受11の組立てが完了する(図1(a)(b)参照)。
First, as shown in FIG. 2, the
組立ての際に、図4(a)(b)に示すように、内輪組立体22を小径側に傾けると、ころ・保持器アッシー21は、内輪軌道面13の延伸軌道面13c上を移動する。移動開始直後は、図4(a)(b)に示すように、ころ・保持器アッシー21は、保持器20の大径リング部20aの内径面が、内輪13の大つば部13bの外径面に接触して内輪13に対して支持され、内輪13からの脱落が防止される。
4 (a) and 4 (b), when the
その後、ころ・保持器アッシー21が、内輪軌道面13の延伸軌道面13c上をさらに移動すると、図5(a)(b)に示すように、ころ・保持器アッシー21は、保持器20の小径リング部20bの内径面と内輪13の小径側つば部13eの外径面との間における第1支持点C1、円すいころ14の小径側端面と小径側つば部13eの溝部13dとの間における第2支持点C2、内輪13の大つば部13bと保持器20大径リング部20aの端面との間における第3支持点C3の3つの支持点による支持に切り替わる。これにより、ころ・保持器アッシー21が内輪軌道面13の延伸軌道面13c上を移動する際における、円すいころ14と内輪13との衝突による衝撃が和らげられ、また、ころ・保持器アッシー21の内輪13に対する高い保持性が得られ、ころ・保持器アッシー21が内輪13から脱落し難くなる。
Thereafter, when the roller /
小径側つば部13eの外径面と溝部13dの端面との角度aは、30〜90°の範囲に設定されている。特に、角度aが、45〜75°のとき、円すいころ14の小径側端面と溝部13dの端面との接触面積が大きくなり、円すいころ14の高い保持性が得られる。角度aが30°未満のとき、円すいころ14の面取り近傍でほぼ点接触となるため、円すいころ14の保持性が低くなって脱落の懸念が生じる。一方、角度aが90°より大きいとき、円すいころ14の小径側端面と溝部13dの端面とがほぼ点接触となり、円すいころ14の端面に傷がついたり、溝部13dの加工性も悪くなる。
An angle a between the outer diameter surface of the small-diameter
また、溝部13dの端面Aの長さは、円すいころ14の小径側の端面径の10〜60%の範囲にすることにより、円すいころ14の小径側端面と小径側つば部13eの溝部13dとの間の第2支持点C2が面接触になり、ころ・保持器アッシー21の姿勢が安定し、内輪13に対する高い保持性が得られる。10%未満では、ころ・保持器アッシー21は、姿勢が安定せず脱落するおそれがある。60%より大きいときは、溝底部の角度が鋭角にとなり、応力集中による破損や肉厚不足による強度低下の懸念がある。
Further, the length of the end face A of the
溝部13dの溝幅Bは、円すいころ14の面取り幅よりも大きくしている。その理由は、面取り幅よりも小さい場合、ころの内輪との引掛かり代がほとんどなく脱落するからである。
The groove width B of the
前記内輪13の延伸軌道面13cの小径側端部に、溝部13d(図1(b)、図3(b)の薄墨部分)を設けているので、この溝部13dがグリース溜まりとなり、軌道面小径側の潤滑不足が軽減される。
Since the
以上の実施形態では、内輪13の小径側つば部13eの外径面は、図3(b)に示すように、内輪13の軸に対して平行面に形成されており、その外径D1は、ころ内接円径D2よりも小さく設定されている。
In the above embodiment, the outer diameter surface of the small-diameter-
したがって、図6に示すように、内輪組立体22を小径側が下になるように、水平にした場合、白抜き矢印の方向に、ころ・保持器アッシー21が内輪13に対して分離する。
Therefore, as shown in FIG. 6, when the
図7〜図9は、内輪組立体22を小径側が下になるように、水平にしても、ころ・保持器アッシー21が内輪13に対して分離しない、この発明の第2の実施形態を示している。
7 to 9 show a second embodiment of the present invention in which the roller /
この第2の実施形態の円すいころ軸受11は、図7に示すように、保持器20の小径リング部20bの内径面に、内輪13の小径側つば部13eの外径D1よりも内径寸法D3が小さい爪部20cを2ヵ所以上設けている。この爪部20cの円周上の位置は等配にするのが好ましい。
As shown in FIG. 7, the tapered
保持器20の小径リング部20bの内径面に、内輪13の小径側つば部13eの外径D1よりも内径寸法D3が小さい爪部20cを2ヵ所以上設けると、図8に示すように、内輪組立体22を小径側が下になるように、水平にしても、爪部20cの先端が、内輪13の小径側つば部13eに引っ掛かるため、ころ・保持器アッシー21が内輪13から分離しない。
The inner diameter surface of the small-
この第2の実施形態では、内輪13の小径側つば部13eの外径D1よりも内径寸法D3が小さい爪部20cが保持器20に設けられているため、ころ・保持器アッシー21を内輪13に組込む際には、樹脂製の保持器20の弾性を利用し、図9に示すように、爪部20cを内輪13の小径側つば部13eにかち込むようにしている。
In the second embodiment, since the
樹脂製の保持器20の弾性を利用して、爪部20cを内輪13の小径側つば部13eにかち込むことにより、ころ・保持器アッシー21を組立てることができるので、組立ての際に、円すいころ14に疵がつくのを防止できる。
The roller /
このように、小径リング部20bの内径面に爪部20cがある保持器20を使用すると、図8に示すように、内輪組立体22を下向きしても、内輪13ところ・保持器アッシー21とが分離しないタイプにすることができ、小径リング部20bの内径面に爪部20cがない保持器20を使用すると、図6に示すように、内輪組立体22を下向きにしたときに、内輪13ところ・保持器アッシー21とが分離するタイプとなる。したがって、保持器20を変更するだけで、内輪13ところ・保持器アッシー21が分離するタイプ、非分離なタイプと簡単に変更することが可能であるから、さまざまなアプリケーションの構造において、組立て効率の良いタイプを選択することができる。
In this way, when the
この発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内の全ての変更を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. The scope of the present invention is claimed. The equivalent meanings recited in the claims, and all modifications within the scope.
11 :円すいころ軸受
12 :外輪
12a :外輪軌道面
13 :内輪
13a :内輪軌道面
13b :大つば部
13c :延伸軌道面
13d :溝部
13e :小径側つば部
20 :保持器
20a :大径リング部
20b :小径リング部
21 :ころ・保持器アッシー
22 :内輪組立体
P :ポケット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11: Tapered roller bearing 12:
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