JP2020122511A - 円すいころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】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、ころ・保持器アッシーを内輪に対して分離しないように保持することができ、必要に応じて内輪に対してころ・保持器アッシーを分離することを可能とし、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する。【解決手段】保持器２０の内径部に爪部２０ｃを設け、内輪１３の内輪軌道面１３ａの小径側に、ころ内接円径よりも径が小さい外径を有する小径側突出部１３ｄを軸方向に突出させ、前記小径側突出部１３ｄの小径側端部に、半径方向外方に突出する小径側つば部１３ｅを設け、この小径側つば部１３ｅの外径部に、保持器２０の爪部２０ｃが引っ掛かる掛かり代を有し、この掛かり代の径方向高さを、内輪１３に対してころ・保持器アッシー２１を分離可能な高さに設定した。【選択図】図１

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。

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。

特許文献１又は特許文献２に開示された円すいころ軸受１は、図９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。

また、特許文献３の円すいころ軸受１は、図１０に示すように、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。

また、特許文献１〜３のものは、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。
また、特許文献４には、図１１に示すように、保持器１０の内径部に爪部１０ａを設け、この爪部１０ａの先端を、小径側突出部３ｃの外径面と内輪軌道面３ａの小径側端部との間に設けた溝部３ｄに引っ掛けるようにしたものが開示されている。

特開２００７−３２６７９号公報 特開２０１５−１２１３１１号公報 特開２０１６−８６４１号公報 特開２０１７−１３７９７０号公報

ところで、前記円すいころ軸受１の組立ては、次のような手順で行われる。

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、内輪組立て品３２を組立てる（図１４（ａ）（ｂ）参照）。その後、外輪２の内周に、内輪組立て品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９、図１０及び図１１参照）。

ところが、図９及び図１０に示すように、内輪３の小径側端部の小つばをなくし、且つ接触角αが３５°〜５５°という急勾配の円すいころ軸受１の場合、内輪組立て品３２を、機械装置に組立てる際に、内輪組立て品３２の小径側を下に向けると、ころ・保持器アッシー３１が内輪３から分離する。このため、一般的な円すいころ軸受と同じように、内輪組立て品３２の小径側を下に向けて装置に組立てることができない。

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。

一方、ころ・保持器アッシー３１と内輪３とを必要に応じて、これらを破壊せずに分離できるようにすることは、これらがそれぞれ単体で交換できるため、メンテナンス費用の削減が期待できる。

また、図１１に示すように、保持器１０の内径部の爪部１０ａの先端を、小径側突出部３ｃの外径面と内輪軌道面３ａの小径側端部との間に設けた溝部３ｄに引っ掛けるようにしたものは、ころ・保持器アッシー３１を内輪３から脱落しないように保持することは一応可能であるものの、爪部１０ａと溝部３ｄとの引っ掛かりが少なく、ころ・保持器アッシー３１が内輪３から簡単に脱落してしまう。脱落しないように、爪部１０ａと溝部３ｄとの引っ掛かりを大きくすると、ころ・保持器アッシー３１の内輪３への挿入に支障が出るし、必要に応じて内輪３に対してころ・保持器アッシー３１を破壊せずに分離することが困難になる。

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、ころ・保持器アッシーを内輪に容易に挿入することができ、外輪との組立ての際に、ころ・保持器アッシーを内輪に対して分離しないように保持することができ、必要に応じて内輪に対してころ・保持器アッシーを分離することを可能とし、しかも、グリース潤滑で使用する場合に、潤滑不良を生じ難くしようとするものである。

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、前記保持器の内径部に爪部を設け、前記内輪の内輪軌道面の小径側に、ころ内接円径よりも径が小さい外径を有する小径側突出部を軸方向に突出させ、前記小径側突出部の小径側端部に、半径方向外方に突出する小径側つば部を設け、この小径側つば部の外径部に、前記保持器のポケットに円すいころを組み込んだころ・保持器アッシーの保持器内径部に設けた爪部が引っ掛かる掛かり代を有し、この掛かり代の径方向高さを、内輪に対してころ・保持器アッシーを分離可能な高さに設定し、前記爪部が、その内径先端を通って内輪の軸に対して直交する面を中心にして保持器の小径側に向かって半径方向に径が大きくなる角度Ａの小径側の面と、保持器の大径側に向かって半径方向に径が大きくなる角度Ｂの大径側の面とを有し、大径側の面の角度Ｂを、小径側の面の角度Ａよりも大きく設定し、前記爪部の小径側の面に、小径側の面を円周方向に横切る少なくとも一つのスリットを設けたことを特徴とする。

前記保持器の材質は、弾性を有する樹脂製が好ましい。

前記爪部は、前記保持器の内径部に複数設けてもよいし、全周に設けるようにしてもよい。

前記爪部の内径先端形状は、円弧形状が好ましい。

また、前記掛かり代の径方向の高さは、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内にあることが望ましい。

以上のように、この発明の円すいころ軸受は、ころ・保持器アッシーを内輪に組付けた内輪組立体の状態で、内輪の小径側を下に向けても、ころ・保持器アッシーが、保持器の内径部に設けた爪部よって内輪に対して分離せず、また、保持器の内径部に設けた爪部が、内輪の小径側つば部の外径部を保持器円環の弾性変形を利用して乗り越え、内輪ところ・保持器アッシーとを分離させることもできるので、いろいろな組立て手順を選択することができる。

前記爪部は、その内径先端を通って内輪の軸に対して直交する面を中心にして保持器の小径側に向かって半径方向に径が大きくなる角度Ａの小径側の面と、保持器の大径側に向かって半径方向に径が大きくなる角度Ｂの大径側の面とを有し、大径側の面の角度Ｂを、小径側の面の角度Ａよりも大きく設定され、前記爪部の小径側の面に、小径側の面を円周方向に横切る少なくとも一つのスリットを設けている。したがって、ころ・保持器アッシーを、内輪の小径側から内輪に押し付けて内輪組立体を組立てる際に、爪部が前記スリットにより外径方向に撓んで内輪の小径側つば部の外径部を乗り越え易くなり、ころ・保持器アッシーの内輪への挿入が容易に行える。

一方、内輪組立体を組立てた後、内輪の小径側を下に向けても、ころ・保持器アッシーの保持器の爪部の小径側の面のスリットに、内輪の小径側つば部の外径部が引っ掛かって、ころ・保持器アッシーが内輪から脱落し難くなる。

また、内輪の内輪軌道面の小径側に、半径方向外方に突出する小径側つば部を設けているので、グリースの保持効果も高い。

この発明の実施形態に係る円すいころ軸受を保持器の柱部で切断した拡大部分断面図である。 図１の拡大部分断面図である。 この発明に係る円すいころ軸受に使用するころ・保持器アッシーの斜視図である。 図１の実施形態に係る内輪組立体を下向きにした状態を示す断面図である。 図１の実施形態に係る円すいころ軸受のころ・保持器アッシーを内輪に組み付ける状態を示す断面図である。 図５の拡大部分断面図である。 図１の実施形態に係る円すいころ軸受のころ・保持器アッシーを内輪から分離させる際の拡大部分断面図である。 図７の状態からころ・保持器アッシーを内輪から分離させた状態を示す断面図である。 特許文献２に係る円すいころ軸受をころ・保持器アッシーを保持器の柱部で切断した拡大断面図である。 特許文献３に係る円すいころ軸受をころ・保持器アッシーを保持器の柱部で切断した拡大断面図である。 特許文献４に係る円すいころ軸受をころ・保持器アッシーを保持器の柱部で切断した拡大断面図である。 特許文献３に係る円すいころ軸受の組立て前のころ・保持器アッシーの斜視図である。 特許文献３に係る円すいころ軸受のころ・保持器アッシーを内輪に組込む状態を示す断面図である。 （ａ）は、特許文献３に係る円すいころ軸受の組立て前の内輪組立体を保持器の柱部で切断した断面図、（ｂ）は、（ａ）の二点鎖線で囲んだ部分の拡大部分断面図である。

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。

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に示す実施形態に係る円すいころ軸受１１は、接触角αが４５°である。

この発明の実施形態に係る円すいころ軸受１１は、図1に示すように、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、この平行面の内径側に、爪部２０ｃを設けている。

爪部２０ｃは、この実施形態では、図３に示すように、小径リング部２０ｂの内径面に、円周方向に４５°間隔の等配で複数形成しているが、小径リング部２０ｂの内径面の全周に設けるようにしてもよい。

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。

この実施形態に係る円すいころ軸受１１は、内輪１３の内輪軌道面１３ａの小径側に、ころ内接円径よりも径が小さい外径を有する小径側突出部１３ｄを軸方向に突出させ、前記小径側突出部１３ｄの小径側端部に、半径方向外方に突出する小径側つば部１３ｅを設けている。

この小径側つば部１３ｅの外径面は、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。

また、保持器２０の小径リング部２０ｂの内径面に形成した爪部２０ｃの内径Ｄ₃は、内輪１３の小径側つば部１３ｅの外径Ｄ₁よりも径が小さく設定されている。

このように、保持器２０の小径リング部２０ｂの内径面に形成した爪部２０ｃの内径Ｄ₃を、内輪１３の小径側つば部１３ｅの外径Ｄ₁よりも径を小さく設定しているので、保持器２０のポケットＰに円すいころ１４を収容保持した、図３に示すころ・保持器アッシー２１を、図４に示すように、内輪１３に組付けた状態で、ころ・保持器アッシー２１を下向きにしても、保持器２０の小径リング部２０ｂの内径面に形成した爪部２０ｃが、内輪１３の小径側つば部１３ｅの外径部に引っ掛かって、ころ・保持器アッシー２１と内輪１３とが分離しない。

前記爪部２０ｃは、図２に示すように、その内径先端を通って内輪１３の軸に対して直交する面を中心にして保持器２０の小径側に向かって半径方向に径が大きくなる小径側の面２０ｄの角度Ａと、保持器２０の大径側に向かって半径方向に径が大きくなる大径側の面２０ｅの角度Ｂとが相違し、大径側の面２０ｅの角度Ｂを、小径側の面２０ｄの角度Ａよりも大きく、即ち、角度Ａ＜角度Ｂの関係を保つように形成している。

前記爪部２０ｃの大径側の面２０ｅの角度Ｂを、小径側の面２０ｄの角度Ａよりも大きくした場合、図５に白抜き矢印で示すように、ころ・保持器アッシー２１を、内輪１３の小径側から内輪１３に押し付けると、保持器２０の小径リング部２０ｂの内径面に形成した爪部２０ｃは、大きい角度を有する角度Ｂの大径側の面２０ｅが内輪１３の小径側つば部１３ｅに当たり、大きい角度を有する角度Ｂの大径側の面２０ｅに案内されて、内輪１３の小径側つば部１３ｅの外径部を乗り越える。したがって、ころ・保持器アッシー２１の内輪１３への挿入が容易に行える。

さらに、前記爪部２０ｃの小径側の面に、小径側の面を円周方向に横切る少なくとも一つのスリット２０ｆを設けている。この実施形態では、平行に２本設けている。

図５に白抜き矢印で示すように、ころ・保持器アッシー２１を、内輪１３の小径側から内輪１３に押し付けると、小径側の面Ａに形成したスリット２０ｆにより、爪部２０ｃは、前記内輪１３の小径側つば部１３ｅに当たって外径方向に撓むので、ころ・保持器アッシー２１の内輪１３への挿入が容易になる。

また、爪部２０ｃの小径側の面にスリット２０ｆを形成すると、図４に示すように、ころ・保持器アッシー２１を内輪１３に組付けた内輪組立体２２の状態で、内輪１３の小径側を下に向けた際に、スリット２０ｆに内輪１３の小径側つば部１３ｅが引っ掛かって、ろ・保持器アッシー２１が内輪１３から脱落し難くなる。

この実施形態の円すいころ軸受１１の組立ては、次のような手順で行われる。

まず、図３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５及び図６に白抜き矢印で示すように、ころ・保持器アッシー２１を、内輪１３の小径側から内輪１３に押し付けると、保持器２０の小径リング部２０ｂの内径面に形成した爪部２０ｃが、内輪１３の小径側つば部１３ｅの外径部を乗り越えて、図４に示すように、ころ・保持器アッシー２１が内輪１３に対して組付けられて、内輪組立体２２が完成する。

この内輪組立体２２は、図４に示すように、内輪１３の小径側を下に向けても、ころ・保持器アッシー２１の保持器２０の爪部２０ｃが、内輪１３の小径側つば部１３ｅの外径部に引っ掛かって、ころ・保持器アッシー２１と内輪１３とが分離しない。

内輪組立体２２は、内輪１３の小径側を下に向けてもころ・保持器アッシー２１が内輪１３に対して分離しないので、内輪１３の小径側を下に向けて外輪１２の内周に組み込むことができ、円すいころ軸受１１の組立てを容易に行うことができる（図１参照）。

保持器２０の材質は、ころ・保持器アッシー２１の爪部２０ｃが弾性変形して、内輪１３の小径側つば部１３ｅの外径部を乗り越え易くするために、樹脂製が好ましい。

また、ころ・保持器アッシー２１の爪部２０ｃの先端形状は、円弧形状にしておくことが望ましい。爪部２０ｃの先端形状を円弧形状にすると、爪部２０ｃが円弧面に沿って小径側つば部１３ｅの先端を乗り越え易くなる。

前記保持器２０の小径リング部２０ｂの内径面に形成した爪部２０ｃと、内輪１３の小径側つば部１３ｅの外径部との掛かり代、即ち、内輪１３の小径側つば部１３ｅの外径部の外径Ｄ₁と保持器２０の爪部２０ｃの内径Ｄ₃との差は、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍ程度に設定している。

掛かり代を０．１ｍｍ〜２．０ｍｍ程度にすると、図５及び図６に白抜き矢印で示すように、ころ・保持器アッシー２１を、内輪１３の小径側から押し込んで、ころ・保持器アッシー２１と内輪１３とを組み込むことができる。

また、図７及び図８に白抜き矢印で示すように、内輪組立体２２のころ・保持器アッシー２１を、内輪１３から分離させたい場合、ころ・保持器アッシー２１の保持器２０と爪部２０ｃが、弾性変形し、内輪１３の小径側つば部１３ｅの外径部を乗り越え、ころ・保持器アッシー２１と内輪１３とを分離させることができる。

この実施形態の円すいころ軸受１１は、内輪１３の小径側突出部１３ｄの小径側端部に、小径側突出部１３ｄに対して半径方向外方に突出する小径側つば部１３ｅを設けているので、小径側つば部１３ｅの立上りによってグリースの保持効果が高い。

以上にように、この発明の円すいころ軸受１１は、ころ・保持器アッシー２１を内輪１３に組付けた内輪組立体２２の状態で、内輪１３の小径側を下に向けても、ころ・保持器アッシー２１が内輪１３に対して分離せず、保持器２０と爪部２０ｃの弾性変形を利用し、内輪１３ところ・保持器アッシー２１とを分離させることもできるので、いろいろな組立て手順を選択することができる。

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。

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 ：小径側突出部
２０ ：保持器
２０ａ ：大径リング部
２０ｂ ：小径リング部
２０ｃ ：爪部
２０ｄ ：小径側の面
２０ｅ ：大径側の面
２０ｆ ：スリット
２１ ：ころ・保持器アッシー
２２ ：内輪組立体
Ｐ ：ポケット

Claims (5)

1. 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、前記保持器の内径部に爪部を設け、前記内輪の内輪軌道面の小径側に、ころ内接円径よりも径が小さい外径を有する小径側突出部を軸方向に突出させ、前記小径側突出部の小径側端部に、半径方向外方に突出する小径側つば部を設け、この小径側つば部の外径部に、前記保持器のポケットに円すいころを組み込んだころ・保持器アッシーの保持器内径部に設けた爪部が引っ掛かる掛かり代を有し、この掛かり代の径方向高さを、内輪に対してころ・保持器アッシーを分離可能な高さに設定し、前記爪部が、その内径先端を通って内輪の軸に対して直交する面を中心にして保持器の小径側に向かって半径方向に径が大きくなる角度Ａの小径側の面と、保持器の大径側に向かって半径方向に径が大きくなる角度Ｂの大径側の面とを有し、大径側の面の角度Ｂを、小径側の面の角度Ａよりも大きく設定し、前記爪部の小径側の面に、小径側の面を円周方向に横切る少なくとも一つのスリットを設けたことを特徴とする円すいころ軸受。
2. 前記保持器が樹脂製である請求項１に記載の円すいころ軸受。
3. 前記爪部が、前記保持器の内径部に複数設けられている請求項１または２に記載の円すいころ軸受。
4. 前記爪部の内径先端形状が、円弧形状に形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の円すいころ軸受。
5. 前記掛かり代の径方向の高さが、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内にある請求項１〜４のいずれかに記載の円すいころ軸受。

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