JP2022034794A - Resin-made retainer for tapered roller bearing, and tapered roller bearing - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、円すいころ軸受用樹脂製保持器およびその円すいころ軸受用樹脂製保持器を用いた円すいころ軸受に関する。 The present invention relates to a resin cage for tapered roller bearings and a tapered roller bearing using the resin cage for tapered roller bearings.
自動車のトランスミッションやディファレンシャル機構には、ラジアル荷重とアキシアル荷重を同時に支持することが可能な軸受である円すいころ軸受が多く用いられる(例えば、特許文献1)。 Tapered roller bearings, which are bearings capable of simultaneously supporting radial loads and axial loads, are often used in automobile transmissions and differential mechanisms (for example, Patent Document 1).
特許文献1の円すいころ軸受は、円すい状の外輪軌道面を内周にもつ外輪と、外輪軌道面の内径側に対向する円すい状の内輪軌道面を外周にもつ内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の円すいころと、その複数の円すいころの周方向の間隔を保持する環状の保持器とを有する。内輪の外周には、円すいころの大端面を案内する大鍔が形成されている。軸受回転時、円すいころの大端面と内輪の大鍔は、滑りを伴う接触によりアキシアル荷重の一部を支持する。
The tapered roller bearings of
上記円すいころ軸受の潤滑は、ギヤの回転により跳ね上げられる潤滑油の飛沫により軸受を潤滑する跳ね掛け潤滑方式や、オイルポンプから圧送される潤滑油を直接軸受に供給する圧送潤滑方式や、オイルバスに溜められた潤滑油に軸受の一部を漬けた状態で軸受を使用する油浴潤滑方式などによって行なわれる。ここで、軸受が回転しているときは、外部から円すいころ軸受に潤滑油が継続して供給されるが、軸受が停止しているときは、外部から円すいころ軸受への潤滑油の供給が停止する。そのため、円すいころ軸受が長時間にわたって停止すると、円すいころ軸受に付着していた潤滑油の多くが流れ落ち、その後、円すいころ軸受が始動するときに、潤滑不足が生じやすい。 Lubrication of the conical roller bearings includes a splash lubrication method that lubricates the bearing by splashes of lubricating oil that is splashed up by the rotation of the gear, a pressure feed lubrication method that directly supplies the lubricating oil pumped from the oil pump to the bearing, and oil. This is done by an oil bath lubrication method that uses the bearing with a part of the bearing immersed in the lubricating oil stored in the bath. Here, when the bearing is rotating, the lubricating oil is continuously supplied to the tapered roller bearing from the outside, but when the bearing is stopped, the lubricating oil is continuously supplied to the tapered roller bearing from the outside. Stop. Therefore, when the tapered roller bearing is stopped for a long time, most of the lubricating oil adhering to the tapered roller bearing flows down, and then when the tapered roller bearing is started, insufficient lubrication is likely to occur.
特に、近年、潤滑油の攪拌抵抗により発生するエネルギー損失を抑えるため、自動車のトランスミッションやディファレンシャル機構において低粘度の潤滑油を使用したり、潤滑油の量を少なくしたりする傾向にある。そのため、円すいころ軸受が長時間にわたって停止したときに、円すいころ軸受に残存する潤滑油の量が過少となりやすく、その後、円すいころ軸受が始動するときに、円すいころの大端面と内輪の大鍔との間が急昇温するおそれがある。 In particular, in recent years, in order to suppress energy loss caused by the stirring resistance of lubricating oil, there is a tendency to use low-viscosity lubricating oil or reduce the amount of lubricating oil in transmissions and differential mechanisms of automobiles. Therefore, when the tapered roller bearing is stopped for a long time, the amount of lubricating oil remaining in the tapered roller bearing tends to be too small, and then when the tapered roller bearing is started, the large end face of the tapered roller and the large flange of the inner ring There is a risk that the temperature will rise sharply between and.
ところで、外部から円すいころ軸受への潤滑油の供給が停止したときにも、円すいころの大端面と内輪の大鍔の間を潤滑可能とした円すいころ軸受用保持器として、特許文献2の図5や図11に記載のものが知られている。
By the way, the figure of
特許文献2の図5や図11の円すいころ軸受用保持器は、保持器周方向に間隔をおいて配置される複数の円すいころの大端面に沿って保持器周方向に延びる大径側リム部と、複数の円すいころの小端面に沿って保持器周方向に延びる小径側リム部と、保持器周方向に隣り合う円すいころの間を通って大径側リム部と小径側リム部を連結する複数の柱部とを有し、大径側リム部と小径側リム部と複数の柱部は、複数の円すいころをそれぞれ収容する複数のポケットを区画している。そして、大径側リム部は、各円すいころの大端面に対向する大径側ポケット面と、大径側ポケット面の保持器径方向内端から、円すいころの大端面から遠ざかる方向に延び、保持器径方向内側を向く大径側リム内周面と、大径側ポケット面と大径側リム内周面との間にまたがって開口する保油凹部とを有する。
The cage for tapered roller bearings of FIGS. 5 and 11 of
この円すいころ軸受用保持器は、円すいころ軸受が回転しているときは、軸受の内部を流れる潤滑油の一部を、保持器の大径側リム部に形成した保油凹部に溜め、その後、軸受がいったん停止し、ふたたび軸受が回転を開始したときは、保油凹部から流出する潤滑油で、円すいころの大端面と内輪の大鍔との間を潤滑する。 In this tapered roller bearing cage, when the tapered roller bearing is rotating, a part of the lubricating oil flowing inside the bearing is stored in the oil retaining recess formed in the large diameter side rim of the cage, and then. When the bearing stops and starts rotating again, the lubricating oil flowing out of the oil-retaining recess lubricates between the large end surface of the tapered roller and the large flange of the inner ring.
ところで、特許文献2の図5や図11の円すいころ軸受用保持器においては、大径側リム部の保持器径方向内側を向く大径側リム内周面が、保持器軸方向と平行な円筒状に形成されているか、または、大径側リム内周面の表面に付着した潤滑油を、円すいころの大端面に向けて誘導するために、円すいころの大端面から保持器軸方向に遠ざかるにつれて内径が次第に小さくなるテーパ状に傾斜して形成されている。
By the way, in the tapered roller bearing cage of FIGS. 5 and 11 of
ここで、本願の発明者は、特許文献2の図5や図11のような円すいころ軸受用保持器を、金型を用いた樹脂成形によって製造しようとしたときに、以下の問題に気付いた。
Here, the inventor of the present application noticed the following problem when he tried to manufacture a cage for tapered roller bearings as shown in FIGS. 5 and 11 of
すなわち、円すいころ軸受用保持器は、小径側リム部の側を小径側とし、大径側リム部の側を大径側とする円すい台状であるため、この円すいころ軸受用保持器を、金型を用いた樹脂成形によって製造する場合、テーパ状のキャビティをもつメス型と、テーパ状のコアをもつオス型とを用いることになる。ここで、特許文献2の図5や図11のように、大径側リム内周面を、保持器軸方向と平行な円筒状や、円すいころの大端面から遠ざかるにつれて内径が小さくなるテーパ状とした場合、成形品からオス型が離型しにくく、特に、大径側リム内周面を、円すいころの大端面から遠ざかるにつれて内径が小さくなるテーパ状とした場合は、いわゆる無理抜きの状態となるため、成形性が悪くなるという問題があることに気付いた。
That is, since the tapered roller bearing cage has a conical table shape in which the small diameter side rim portion is on the small diameter side and the large diameter side rim portion is on the large diameter side, this tapered roller bearing cage is used. In the case of manufacturing by resin molding using a mold, a female mold having a tapered cavity and a male mold having a tapered core are used. Here, as shown in FIGS. 5 and 11 of
この発明が解決しようとする課題は、円すいころ軸受が始動するときに、円すいころの大端面と内輪の大鍔の間に急昇温が生じにくく、かつ、成形性に優れた円すいころ軸受用樹脂製保持器を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is for tapered roller bearings in which a rapid temperature rise is unlikely to occur between the large end surface of the tapered roller and the large flange of the inner ring when the tapered roller bearing is started, and the shapeability is excellent. It is to provide a resin cage.
上記の課題を解決するため、この発明では、以下の構成の円すいころ軸受用樹脂製保持器を提供する。
保持器周方向に間隔をおいて配置される複数の円すいころの大端面に沿って保持器周方向に延びる大径側リム部と、
前記複数の円すいころの小端面に沿って保持器周方向に延びる小径側リム部と、
保持器周方向に隣り合う前記円すいころの間を通って前記大径側リム部と前記小径側リム部を連結する複数の柱部とを有し、
前記大径側リム部と前記小径側リム部と前記複数の柱部は、前記複数の円すいころをそれぞれ収容する複数のポケットを区画し、
前記大径側リム部と前記小径側リム部と前記複数の柱部が樹脂組成物で一体に成形され、
前記大径側リム部は、前記各円すいころの大端面に対向する大径側ポケット面と、前記大径側ポケット面の保持器径方向内端から、前記円すいころの大端面から遠ざかる方向に延び、保持器径方向内側を向く大径側リム内周面と、前記大径側ポケット面と前記大径側リム内周面との間にまたがって開口する保油凹部とを有する円すいころ軸受用樹脂製保持器において、
前記大径側リム内周面は、前記円すいころの大端面から保持器軸方向に遠ざかるにつれて内径が次第に大きくなるテーパ状に傾斜して形成されていることを特徴とする円すいころ軸受用樹脂製保持器。
In order to solve the above problems, the present invention provides a resin cage for tapered roller bearings having the following configuration.
A large-diameter rim portion extending in the circumferential direction of the cage along the large end faces of multiple tapered rollers arranged at intervals in the circumferential direction of the cage.
The small diameter side rim portion extending in the circumferential direction of the cage along the small end faces of the plurality of tapered rollers, and the rim portion on the small diameter side.
It has a plurality of pillar portions that connect the large-diameter side rim portion and the small-diameter side rim portion through between the tapered rollers adjacent to each other in the circumferential direction of the cage.
The large-diameter side rim portion, the small-diameter side rim portion, and the plurality of pillar portions each partition a plurality of pockets for accommodating the plurality of tapered rollers.
The large-diameter side rim portion, the small-diameter side rim portion, and the plurality of pillar portions are integrally molded with the resin composition.
The large-diameter side rim portion is away from the large-diameter side pocket surface facing the large end surface of each tapered roller and the inner end of the large-diameter side pocket surface in the radial direction of the cage, in a direction away from the large end surface of the tapered roller. Tapered roller bearing with an inner peripheral surface of the large-diameter rim that extends inward in the radial direction of the cage and an oil-retaining recess that opens across the large-diameter pocket surface and the inner peripheral surface of the large-diameter rim. In a resin cage for
The inner peripheral surface of the large-diameter rim is made of a resin for tapered roller bearings, characterized in that the inner peripheral surface of the tapered roller is inclined in a tapered shape in which the inner diameter gradually increases as the distance from the large end surface of the tapered roller increases in the axial direction of the cage. Cage.
このようにすると、大径側リム内周面が、円すいころの大端面から保持器軸方向に遠ざかるにつれて内径が次第に大きくなるテーパ状に傾斜して形成されているので、テーパ状のキャビティをもつメス型と、テーパ状のコアをもつオス型とを用いて円すいころ軸受用樹脂製保持器を樹脂成形するときに、円すいころ軸受用樹脂製保持器からオス型が離型しやすく、成形性に優れている。 In this way, the inner peripheral surface of the large-diameter rim is formed with a tapered shape in which the inner diameter gradually increases as the inner peripheral surface of the tapered roller moves away from the large end surface of the tapered roller in the axial direction of the cage, so that it has a tapered cavity. When resin-molding a resin cage for tapered roller bearings using a female mold and a male mold with a tapered core, the male mold can be easily removed from the resin cage for tapered roller bearings, and the moldability is easy to form. Is excellent.
また、円すいころ軸受が回転しているときに、軸受の内部を流れる潤滑油の一部を、円すいころ軸受用樹脂製保持器の大径側リム部に形成した保油凹部に溜め、その後、軸受がいったん停止し、ふたたび軸受が回転を開始したときは、保油凹部から流出する潤滑油で、円すいころの大端面と内輪の大鍔との間を潤滑することができる。そのため、円すいころ軸受が始動するときに、円すいころの大端面と内輪の大鍔の間に急昇温が生じにくい。 Further, when the tapered roller bearing is rotating, a part of the lubricating oil flowing inside the bearing is stored in the oil-retaining recess formed in the large-diameter side rim portion of the resin cage for the tapered roller bearing, and then. When the bearing stops and then starts rotating again, the lubricating oil flowing out of the oil-retaining recess can lubricate between the large end face of the tapered roller and the large flange of the inner ring. Therefore, when the tapered roller bearing is started, a rapid temperature rise is unlikely to occur between the large end surface of the tapered roller and the large flange of the inner ring.
前記大径側リム内周面の保持器軸方向に対する傾斜角度θは、0°<θ≦10°の範囲に設定すると好ましい。 The inclination angle θ of the inner peripheral surface of the large-diameter rim with respect to the cage axial direction is preferably set in the range of 0 ° <θ≤10 °.
傾斜角度θを10°以下に設定すると、テーパ状のキャビティをもつメス型と、テーパ状のコアをもつオス型とを用いて円すいころ軸受用樹脂製保持器を樹脂成形し、円すいころ軸受用樹脂製保持器からオス型とメス型を離型するときに、円すいころ軸受用樹脂製保持器がメス型に張り付く事態を防止することができる。また、傾斜角度θを0°よりも大きく設定すると、優れた成形性を確保することができる。 When the inclination angle θ is set to 10 ° or less, a resin cage for tapered roller bearings is resin-molded using a female type with a tapered cavity and a male type with a tapered core, and for tapered roller bearings. When the male mold and the female mold are separated from the resin cage, it is possible to prevent the resin cage for tapered roller bearings from sticking to the female mold. Further, when the inclination angle θ is set to be larger than 0 °, excellent formability can be ensured.
前記保油凹部は、保持器周方向に直交する断面において、前記保油凹部の内面が、前記大径側ポケット面の保持器径方向の中間位置と、前記大径側リム内周面の保持器軸方向の中間位置との間を折れ曲がって接続する断面L字状を呈するように形成すると好ましい。 The oil-retaining recess has a cross section orthogonal to the circumferential direction of the cage, and the inner surface of the oil-retaining recess holds the middle position of the large-diameter side pocket surface in the cage radial direction and the inner peripheral surface of the large-diameter rim. It is preferable to form it so as to have an L-shaped cross section that is bent and connected to the intermediate position in the axial direction.
このようにすると、保油凹部が、保持器軸方向に非貫通の構成となるので、軸受回転中のポンプ作用により軸受の内部を小径側から大径側に流れる潤滑油を、円すいころ軸受用樹脂製保持器の大径側リム部に形成した保油凹部に確実に溜めることが可能となる。そのため、円すいころ軸受が始動するときに、円すいころの大端面と内輪の大鍔の間を効果的に潤滑することができる。 In this way, the oil retaining recess is configured to be non-penetrating in the axial direction of the cage, so that the lubricating oil that flows inside the bearing from the small diameter side to the large diameter side due to the pumping action during bearing rotation is used for tapered roller bearings. It is possible to reliably collect the oil in the oil-retaining recess formed in the large-diameter side rim portion of the resin cage. Therefore, when the tapered roller bearing is started, it is possible to effectively lubricate between the large end surface of the tapered roller and the large flange of the inner ring.
前記大径側リム内周面には、前記保油凹部の内面が前記大径側リム内周面に接続する位置に対して、前記円すいころの大端面から遠い側に、保持器周方向に全周にわたって連続して延びる凸部を形成すると好ましい。 On the inner peripheral surface of the large-diameter rim, the inner surface of the oil-retaining recess is located far from the large end surface of the tapered roller in the circumferential direction of the cage with respect to the position where the inner surface of the oil-retaining recess is connected to the inner peripheral surface of the large-diameter rim. It is preferable to form a convex portion that extends continuously over the entire circumference.
このようにすると、テーパ状のキャビティをもつメス型と、テーパ状のコアをもつオス型とを用いて円すいころ軸受用樹脂製保持器を樹脂成形し、円すいころ軸受用樹脂製保持器からオス型とメス型を離型するときに、オス型が大径側リム内周面の凸部に引っ掛かり、円すいころ軸受用樹脂製保持器を保持器軸方向に引っ張るので、円すいころ軸受用樹脂製保持器がメス型に張り付く事態を防止することができる。 In this way, a resin cage for tapered roller bearings is resin-molded using a female mold with a tapered cavity and a male mold with a tapered core, and the resin cage for tapered roller bearings is male. When the mold and female mold are separated, the male mold is caught on the convex part of the inner peripheral surface of the large diameter side rim and pulls the resin cage for tapered roller bearings in the axial direction of the cage, so it is made of resin for tapered roller bearings. It is possible to prevent the cage from sticking to the female mold.
また、凸部は、保油凹部の内面が大径側リム内周面に接続する位置に対して、円すいころの大端面から遠い側に位置し、かつ、保持器周方向に全周にわたって連続して延びているので、軸受回転中のポンプ作用により軸受の内部を小径側から大径側に流れる潤滑油を保油凹部に受け入れる際に、保油凹部から溢れ出た潤滑油を凸部で堰き止め、大径側リム内周面に保持することができる。そのため、円すいころ軸受が始動するときに、円すいころの大端面と内輪の大鍔の間を特に効果的に潤滑することが可能となる。 Further, the convex portion is located on the side far from the large end surface of the conical roller with respect to the position where the inner surface of the oil retaining recess is connected to the inner peripheral surface of the large diameter side rim, and is continuous over the entire circumference in the circumferential direction of the cage. When the lubricating oil that flows from the small diameter side to the large diameter side is received in the oil retention recess due to the pumping action during the rotation of the bearing, the lubricating oil that overflows from the oil retention recess is collected by the convex portion. It can be dammed and held on the inner peripheral surface of the large diameter side rim. Therefore, when the tapered roller bearing is started, it is possible to particularly effectively lubricate the space between the large end surface of the tapered roller and the large flange of the inner ring.
前記凸部の前記円すいころの大端面に近い側の根元に対する前記凸部の保持器径方向の高さを、1.0mm以下に設定すると好ましい。 It is preferable to set the height of the convex portion in the cage radial direction with respect to the root of the convex portion on the side close to the large end surface of the tapered roller to 1.0 mm or less.
このようにすると、テーパ状のキャビティをもつメス型と、テーパ状のコアをもつオス型とを用いて円すいころ軸受用樹脂製保持器を樹脂成形するときに、オス型を円すいころ軸受用樹脂製保持器から確実に離型させることが可能となる。 In this way, when the resin cage for tapered roller bearings is resin-molded using a female mold with a tapered cavity and a male mold with a tapered core, the male mold is used as a resin for tapered roller bearings. It is possible to reliably release the mold from the cage.
前記凸部は、保持器周方向に直交する断面形状が円弧状となるように形成すると好ましい。 It is preferable that the convex portion is formed so that the cross-sectional shape orthogonal to the circumferential direction of the cage is arcuate.
このようにすると、テーパ状のキャビティをもつメス型と、テーパ状のコアをもつオス型とを用いて円すいころ軸受用樹脂製保持器を樹脂成形するときに、オス型を円すいころ軸受用樹脂製保持器から円滑に離型させることが可能となる。 In this way, when the resin cage for tapered roller bearings is resin-molded using a female mold with a tapered cavity and a male mold with a tapered core, the male mold is used as a resin for tapered roller bearings. It is possible to smoothly release the mold from the cage.
前記樹脂組成物として、樹脂材にエラストマーを添加したものを採用すると好ましい。 As the resin composition, it is preferable to use a resin material to which an elastomer is added.
このようにすると、円すいころ軸受用樹脂製保持器の柔軟性が上がるので、テーパ状のキャビティをもつメス型と、テーパ状のコアをもつオス型とを用いて円すいころ軸受用樹脂製保持器を樹脂成形し、円すいころ軸受用樹脂製保持器からオス型とメス型を離型するときに、円滑に離型することができる。また、軸受組立時は、保持器を拡径させながら組み込むため、柔軟性が上がることで組立性も向上する。 In this way, the flexibility of the resin cage for tapered roller bearings increases, so a female type with a tapered cavity and a male type with a tapered core are used to make a resin cage for tapered roller bearings. Is molded into resin, and when the male and female molds are separated from the resin cage for tapered roller bearings, the molds can be smoothly released. In addition, when assembling the bearing, the cage is incorporated while expanding its diameter, so that the flexibility is increased and the assembling property is improved.
前記樹脂材に、さらに繊維強化材を添加すると好ましい。 It is preferable to further add a fiber reinforcing material to the resin material.
このようにすると、樹脂材にエラストマーを添加することによる円すいころ軸受用樹脂製保持器の強度低下を、繊維強化材で補うことができる。そのため、円すいころ軸受用樹脂製保持器の成形性および組立性と円すいころ軸受用樹脂製保持器の強度とを実現することが可能となる。 In this way, the decrease in strength of the resin cage for tapered roller bearings due to the addition of the elastomer to the resin material can be compensated for by the fiber reinforced material. Therefore, it is possible to realize the formability and assembling property of the resin cage for tapered roller bearings and the strength of the resin cage for tapered roller bearings.
また、この発明では、上記の円すいころ軸受用樹脂製保持器を用いた円すいころ軸受として、次の構成のものを併せて提供する。
円すい状の外輪軌道面を内周にもつ外輪と、
前記外輪軌道面の内径側に対向する円すい状の内輪軌道面を外周にもつ内輪と、
前記外輪軌道面と前記内輪軌道面の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の円すいころと、
前記複数の円すいころの周方向の間隔を保持する上記の円すいころ軸受用樹脂製保持器と、を備え、
前記内輪は、前記各円すいころの大端面に接触する大鍔を有する円すいころ軸受。
Further, in the present invention, as the tapered roller bearing using the resin cage for the tapered roller bearing described above, the one having the following configuration is also provided.
An outer ring with a conical outer ring raceway surface on the inner circumference,
An inner ring having a conical inner ring raceway surface facing the inner diameter side of the outer ring raceway surface on the outer circumference,
A plurality of tapered rollers incorporated at intervals in the circumferential direction between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface,
The resin cage for tapered roller bearings, which holds the distance between the plurality of tapered rollers in the circumferential direction, is provided.
The inner ring is a tapered roller bearing having a large collar that contacts the large end surface of each tapered roller.
前記保油凹部は、前記大径側ポケット面の、前記円すいころの大端面と対向する領域から外側にはみ出ないように前記円すいころの大端面と対向する領域内に収まって配置すると好ましい。 It is preferable that the oil retaining recess is arranged so as to fit within the region of the large diameter side pocket surface facing the large end surface of the tapered roller so as not to protrude outward from the region facing the large end surface of the tapered roller.
このようにすると、保油凹部に溜まった潤滑油が、円すいころの大端面よりも外側から落下して流失するのを防止することができるので、円すいころの大端面と大径側リム部の保油凹部との間に潤滑油を効果的に保持することが可能となる。 By doing so, it is possible to prevent the lubricating oil accumulated in the oil retaining recess from falling from the outside of the large end surface of the tapered roller and being washed away, so that the large end surface of the tapered roller and the large diameter side rim portion can be prevented. It is possible to effectively hold the lubricating oil between the oil retaining recess and the oil retaining recess.
前記円すいころが、前記大端面の中央に円形凹部を有する場合、前記保油凹部は、1つの前記ポケットにつき、前記円形凹部を挟む保持器周方向の両側に2つ設けると好ましい。 When the tapered roller has a circular recess in the center of the large end surface, it is preferable to provide two oil-retaining recesses on both sides of the cage peripheral direction sandwiching the circular recess for one pocket.
このようにすると、保油凹部が、円形凹部を挟む保持器周方向の両側に配置されているので、保油凹部に溜まった潤滑油が、大径側リム部の大径側ポケット面と円すいころの大端面の円形凹部との間から落下して流失するのを防止することができる。そのため、円すいころの大端面と大径側リム部の保油凹部との間に潤滑油を効果的に保持することが可能となる。 By doing so, the oil-retaining recesses are arranged on both sides in the circumferential direction of the cage sandwiching the circular recess, so that the lubricating oil collected in the oil-retaining recess is conical with the large-diameter side pocket surface of the large-diameter side rim portion. It is possible to prevent the roller from falling from between the circular recess on the large end surface of the roller and being washed away. Therefore, it is possible to effectively hold the lubricating oil between the large end surface of the tapered roller and the oil-retaining recess of the large-diameter side rim portion.
前記保油凹部の前記大径側ポケット面側の開口のうち、前記各円すいころの大端面のうちの前記円形凹部を除いた環状部分と対向する開口面積が、前記保油凹部の前記大径側ポケット面側の開口面積の50%以上となるようにすると好ましい。 Of the openings on the large-diameter side pocket surface side of the oil-retaining recess, the opening area facing the annular portion of the large end surface of each conical roller excluding the circular recess is the large diameter of the oil-retaining recess. It is preferable that the opening area on the side pocket surface side is 50% or more.
このようにすると、保油凹部に溜まった潤滑油が、大径側リム部の大径側ポケット面と円すいころの大端面の円形凹部との間から落下して流失するのを効果的に防止することができる。 By doing so, it is effective to prevent the lubricating oil accumulated in the oil retaining recess from falling from between the large diameter pocket surface of the large diameter side rim and the circular recess on the large end surface of the tapered roller and being washed away. can do.
前記円形凹部を挟む保持器周方向の両側の2つの前記保油凹部は、それぞれ、保持器軸方向に見て、保油凹部の隣り合う内面同士が交わる隅角部を2つ以上有する多角形状に形成すると好ましい。 The two oil-retaining recesses on both sides of the circular recess in the circumferential direction of the cage each have a polygonal shape having two or more corners where adjacent inner surfaces of the oil-retaining recess intersect with each other when viewed in the axial direction of the cage. It is preferable to form in.
このようにすると、保油凹部の隅角部では、潤滑油が保油凹部の隣り合う内面のそれぞれに接触するので、潤滑油の表面張力によって、潤滑油が保油凹部内に保持されやすくなる。そのため、隅角部を2つ以上有する多角形状の保油凹部を採用すると、軸受停止中に、保油凹部内の潤滑油がその自重によって保油凹部から流出するのを抑制し、軸受が長期にわたって停止したときにも、確実に潤滑油を保油凹部内に保つことができる。その結果、円すいころ軸受が始動するときに、円すいころの大端面と内輪の大鍔の間を確実に潤滑することが可能となる。 In this way, at the corners of the oil-retaining recess, the lubricating oil comes into contact with each of the adjacent inner surfaces of the oil-retaining recess, so that the surface tension of the lubricating oil makes it easier for the lubricating oil to be held in the oil-retaining recess. .. Therefore, if a polygonal oil-retaining recess having two or more corners is adopted, the lubricating oil in the oil-retaining recess is suppressed from flowing out from the oil-retaining recess due to its own weight while the bearing is stopped, and the bearing is long-term. Lubricating oil can be reliably kept in the oil-retaining recess even when the oil is stopped for a long time. As a result, when the tapered roller bearing is started, it is possible to reliably lubricate between the large end surface of the tapered roller and the large flange of the inner ring.
この発明の円すいころ軸受用樹脂製保持器は、大径側リム内周面が、円すいころの大端面から保持器軸方向に遠ざかるにつれて内径が次第に大きくなるテーパ状に傾斜して形成されているので、テーパ状のキャビティをもつメス型と、テーパ状のコアをもつオス型とを用いて円すいころ軸受用樹脂製保持器を樹脂成形するときに、円すいころ軸受用樹脂製保持器からオス型が離型しやすく、成形性に優れている。また、円すいころ軸受が回転しているときに、軸受の内部を流れる潤滑油の一部を、円すいころ軸受用樹脂製保持器の大径側リム部に形成した保油凹部に溜め、その後、軸受がいったん停止し、ふたたび軸受が回転を開始したときは、保油凹部から流出する潤滑油で、円すいころの大端面と内輪の大鍔との間を潤滑することができる。そのため、円すいころ軸受が始動するときに、円すいころの大端面と内輪の大鍔の間に急昇温が生じにくい。 The resin cage for tapered roller bearings of the present invention is formed by inclining the inner peripheral surface of the rim on the large diameter side in a tapered shape in which the inner diameter gradually increases as the distance from the large end surface of the tapered rollers increases in the axial direction of the cage. Therefore, when resin-molding a resin cage for tapered roller bearings using a female mold with a tapered cavity and a male mold with a tapered core, the resin cage for tapered roller bearings is replaced with a male mold. Is easy to remove from the mold and has excellent moldability. Further, when the tapered roller bearing is rotating, a part of the lubricating oil flowing inside the bearing is stored in the oil-retaining recess formed in the large-diameter side rim portion of the resin cage for the tapered roller bearing, and then. When the bearing stops and then starts rotating again, the lubricating oil flowing out of the oil-retaining recess can lubricate between the large end face of the tapered roller and the large flange of the inner ring. Therefore, when the tapered roller bearing is started, a rapid temperature rise is unlikely to occur between the large end surface of the tapered roller and the large flange of the inner ring.
図1に、この発明の第1実施形態の円すいころ軸受用樹脂製保持器1を用いた円すいころ軸受を示す。この円すいころ軸受は、円すい状の外輪軌道面2を内周にもつ外輪3と、円すい状の内輪軌道面4を外周にもつ内輪5と、外輪軌道面2と内輪軌道面4の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の円すいころ6と、その複数の円すいころ6の間隔を保持する円すいころ軸受用樹脂製保持器1(以下、単に「樹脂保持器1」という)とを有する。
FIG. 1 shows a tapered roller bearing using the
内輪5は、外輪3の内側に同軸に配置されている。内輪5の外周には、内輪軌道面4と、内輪軌道面4の小径側に位置する小鍔7と、内輪軌道面4の大径側に位置する大鍔8とが形成されている。内輪軌道面4は、外輪軌道面2の内径側に対向している。円すいころ6は、外輪軌道面2と内輪軌道面4に転がり接触している。軸受回転時、各円すいころ6は、自転しながら、外輪軌道面2と内輪軌道面4の間を、内輪5の軸線(すなわち樹脂保持器1の軸線)回りに公転する。
The
複数の円すいころ6は、樹脂保持器1の周方向に間隔をおいて、環状の樹脂保持器1の軸線を中心とする仮想の円すい面(ピッチ円すい)上に各円すいころ6の中心線(図示せず)が位置する状態で配置されている。円すいころ6は、円すい状の転動面9と、転動面9の小径側に連なる小端面10と、転動面9の大径側に連なる大端面11とを有する。大端面11の中央には円形凹部12(図4参照)が形成されている。転動面9は、円すいころ6の表面のうちの外輪軌道面2に転がり接触する部分である。
The plurality of tapered
小鍔7は、円すいころ6の小端面10と対向するように内輪軌道面4から径方向外側に突出して形成されている。小鍔7は、円すいころ6が小径側に移動するのを規制し、円すいころ6が内輪軌道面4から脱落するのを防止する。大鍔8は、円すいころ6の大端面11に対向するように内輪軌道面4から径方向外側に突出して形成されている。軸受回転時、円すいころ6の大端面11と内輪5の大鍔8は、滑りを伴う接触により、アキシアル荷重の一部を支持する。
The
樹脂保持器1は、各円すいころ6の大端面11に沿って保持器周方向に延びる大径側リム部13と、各円すいころ6の小端面10に沿って保持器周方向に延びる小径側リム部14と、保持器周方向に隣り合う円すいころ6の間を通って大径側リム部13と小径側リム部14を連結する複数の柱部15とを有する。
The
大径側リム部13と小径側リム部14と複数の柱部15は、複数の円すいころ6をそれぞれ収容する複数のポケット16を区画している。ここで、大径側リム部13と小径側リム部14はポケット16の保持器軸方向の両端を区画し、柱部15はポケット16の保持器周方向の両端を区画している。大径側リム部13には、円すいころ6の大端面11に対向する大径側ポケット面17が形成され、小径側リム部14には、円すいころ6の小端面10に対向する小径側ポケット面18が形成されている。
The large-diameter
大径側ポケット面17は、円すいころ6の大端面11と平行に向き合うように保持器径方向(図の上下方向)に対して傾斜して形成されている。小径側ポケット面18も、円すいころ6の小端面10と平行に向き合うように保持器径方向(図の上下方向)に対して傾斜して形成されている。
The large-diameter
柱部15には、円すいころ6の外周の転動面9を案内するころ案内面19と、柱部15の大径側リム部13の側の端部に位置する三角凹部20とが形成されている。三角凹部20は、ころ案内面19に対して保持器周方向に窪んだ凹部である。三角凹部20は、図7、図8に示すように、オス型21とメス型22を用いて樹脂保持器1を樹脂成形するときに、メス型22の、大径側ポケット面17を成形する部位が通過する部分である。
The
図1に示すように、三角凹部20は、樹脂保持器1の周方向に見て、大径側ポケット面17と柱部15とが交差する隅部を一辺とし、その一辺から小径側リム部14に近づくにしたがって保持器径方向の幅が次第に小さくなる三角形状の凹部である。樹脂保持器1の周方向に見て、三角凹部20の保持器径方向外側の一辺は、樹脂保持器1の外周に一致し、三角凹部20の保持器周方向内側の一辺は、保持器軸方向と平行か、保持器軸方向に大径側から小径側に向かって保持器の軸線に次第に近づく方向に傾斜して延びている。
As shown in FIG. 1, the
保持器を構成する大径側リム部13と小径側リム部14と複数の柱部15は、樹脂組成物で継ぎ目のない一体に成形されている。保持器を形成する樹脂組成物は、樹脂材のみからなるものを使用することも可能であるが、ここでは、樹脂材にエラストマーと繊維強化材とを添加したものが使用されている。
The large-diameter
樹脂組成物のベースとなる樹脂材としては、ポリアミド(PA)またはスーパーエンジニアリングプラスチックを採用することができる。ポリアミドとしては、ポリアミド66(PA66)、ポリアミド46(PA46)、ポリノナメチレンテレフタルアミド(PA9T)等を使用することができる。また、スーパーエンジニアリングプラスチックとしては、ポリフェニレンサルファイド(PPS)を採用することができる。樹脂保持器1を形成する樹脂組成物のベースとなる樹脂材にPPSを採用すると、PPSは、耐熱性、耐油性、低吸水性に優れているので好ましい。樹脂材に添加するエラストマーは、例えば、熱可塑性エラストマーである。
Polyamide (PA) or super engineering plastic can be adopted as the resin material as the base of the resin composition. As the polyamide, polyamide 66 (PA66), polyamide 46 (PA46), polynonamethylene terephthalamide (PA9T) and the like can be used. Further, as the super engineering plastic, polyphenylene sulfide (PPS) can be adopted. When PPS is used as the base resin material of the resin composition forming the
樹脂材に添加する繊維強化材としては、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維等を採用することができる。繊維強化材としてガラス繊維を採用する場合、繊維強化材に占めるガラス繊維の含有率は、10~50重量%(好ましくは20~40重量%、より好ましくは25~35重量%)とすることができる。なお、樹脂材、エラストマー、繊維強化材の種類の組み合わせは適宜自由に選択可能である。 As the fiber reinforcing material added to the resin material, glass fiber, carbon fiber, aramid fiber and the like can be adopted. When glass fiber is used as the fiber reinforcing material, the content of the glass fiber in the fiber reinforcing material may be 10 to 50% by weight (preferably 20 to 40% by weight, more preferably 25 to 35% by weight). can. The combination of types of resin material, elastomer, and fiber reinforced material can be freely selected as appropriate.
小径側リム部14は、柱部15との接続位置からピッチ円すいと交差して保持器径方向内方に延びる内向きのフランジ形状とされている。ピッチ円すいは、円すいころ6が外輪3と内輪5の間を自転しながら公転するときの円すいころ6の自転軸の通過する軌跡からなる仮想の円すい面である。
The small diameter
図2に示すように、大径側リム部13は、大径側ポケット面17と、大径側ポケット面17の保持器径方向内端から、円すいころ6の大端面11から遠ざかる方向に延びる大径側リム内周面23と、大径側ポケット面17と大径側リム内周面23との間にまたがって開口する保油凹部24とを有する。大径側リム内周面23は、大径側リム部13の表面のうち、保持器径方向内側を向く面である。大径側リム内周面23は、大鍔8の外周面と保持器径方向に対向している。
As shown in FIG. 2, the large-diameter
大径側リム内周面23は、円すいころ6の大端面11から保持器軸方向に遠ざかるにつれて内径が次第に大きくなるテーパ状に傾斜して形成されている。大径側リム内周面23の保持器軸方向に対する傾斜角度θは、0°<θ≦10°(少なくとも0°<θ≦20°)の範囲に設定されている。大径側リム内周面23は、保持器周方向に直交する断面において直線状に延びる円すい面である。大径側リム内周面23の円すいころ6の大端面11に近い側の端部は、柱部15の三角凹部20の保持器周方向内側の一辺の大径側リム部13に近い側の端部と、保持器径方向に揃った位置にある。
The large-diameter side rim inner
保油凹部24は、図2に示すように、保持器周方向に直交する断面において、保油凹部24の内面が、大径側ポケット面17の保持器径方向の中間位置と、大径側リム内周面23の保持器軸方向の中間位置との間を折れ曲がって接続する断面L字状を呈するように形成されている。保油凹部24の内面は、保持器径方向内側を向く内底面25と、内底面25の、保持器軸方向に円すいころ6の大端面11から遠い側の端部から保持器径方向内方に立ち上がって大径側リム内周面23に至る内壁面26とを有する。内底面25は、図では保持器軸方向と平行に延びているが、保持器軸方向に対して10°以下の傾斜角をもって傾斜させてもよい。内壁面26は、保持器径方向と平行に延びている。
As shown in FIG. 2, the oil-retaining
図3に示すように、保油凹部24は、1つのポケット16につき、保持器周方向に離れて2つずつ設けられている。この保油凹部24内に潤滑油を受け入れたとき、潤滑油の表面張力によって、保油凹部24内の潤滑油には、重力等の外力が作用しても保油凹部24内にとどまろうとする力(以下保持力F1と称する)が作用する。その保持力F1が、潤滑油に作用する重力F2よりも大きい場合に、保油凹部24内に潤滑油が効果的に保持される。保持力F1は、以下の計算式により算出される。
F1=γ×L×cosθ
ここで、Lは、ぬれぶち長さ(潤滑油に接している保油凹部24の内面の総長さ)、θは、樹脂保持器1を構成する樹脂組成物に対する潤滑油の接触角である。
一方、潤滑油に作用する重力F2は、以下の計算式により算出される。
F2=g×ρ×V
ここで、gは、重力加速度(自由落下の標準加速度)であり、ρは、潤滑油の密度であり、Vは、潤滑油の体積である。
例えば、潤滑油の表面張力γ=30(mN/m)、接触角θ=18.5(°)、ぬれぶち長さL=2.8×10-3(m)、潤滑油密度ρ=0.850(g/cm3)、潤滑油体積V=0.49(mm3)である場合、F1=8.0×10-5Nとなる。このとき、潤滑油に作用する重力F2は、F2=4.0×10-6Nとなる。このため、F1≧F2となり、保油凹部24内の潤滑油は、表面張力によって保油凹部24内に保持される。保油凹部24は、保油凹部24の1つあたりの容積が3.00(mm3)以下となるように形成することができる。
As shown in FIG. 3, two oil retention recesses 24 are provided for each
F1 = γ × L × cosθ
Here, L is the wettling length (total length of the inner surface of the
On the other hand, the gravity F2 acting on the lubricating oil is calculated by the following formula.
F2 = g × ρ × V
Here, g is the gravitational acceleration (standard acceleration of free fall), ρ is the density of the lubricating oil, and V is the volume of the lubricating oil.
For example, the surface tension of the lubricating oil γ = 30 (mN / m), the contact angle θ = 18.5 (°), the wettling length L = 2.8 × 10 -3 (m), and the lubricating oil density ρ = 0. When .850 (g / cm 3 ) and the lubricating oil volume V = 0.49 (mm 3 ), F1 = 8.0 × 10-5 N. At this time, the gravity F2 acting on the lubricating oil is F2 = 4.0 × 10-6N . Therefore, F1 ≧ F2, and the lubricating oil in the oil-retaining
図4に示すように、2つの保油凹部24は、いずれも、大径側ポケット面17の、円すいころ6の大端面11と対向する領域(図に鎖線で示す円すいころ6の大端面11よりも内側の領域)から外側にはみ出ないように円すいころ6の大端面11と対向する領域内に収まって配置されている。ここで、大端面11は、円すいころ6の大径側の端部外周の面取り部27(図2参照)を含む面である。
As shown in FIG. 4, both of the two oil retention recesses 24 are regions of the large diameter
また、2つの保油凹部24は、2つの保油凹部24の間に円形凹部12を挟むように、円形凹部12に対して保持器周方向の両側に配置されている。円形凹部12は、大端面11の環状の平面状部分から内径側に向かって窪む部分(円形凹部12の周縁に沿って形成される面取り状の部分を含む)の全体である。
Further, the two oil-retaining
保油凹部24の大径側ポケット面17側の開口のうち、各円すいころ6の大端面11のうちの円形凹部12を除いた環状部分(図に鎖線で示す外側の円よりも内側かつ内側の円よりも外側の部分)と対向する開口面積が、保油凹部24の大径側ポケット面17側の開口面積の50%以上(好ましくは60%以上、より好ましくは80%以上。図では100%)となっている。図では、2つの保油凹部24は、大径側ポケット面17の、円形凹部12と対向する領域(図に鎖線で示す内側の円の部分)内に入り込む部分が存在しないように配置されている。
Of the openings on the large-diameter
円形凹部12を挟む保持器周方向の両側の2つの保油凹部24は、それぞれ、図4に示すように、保持器軸方向に見て、保油凹部24の隣り合う内面同士が交わる隅角部28を2つ以上(図では2つ)有する多角形状(図では四角形状)に形成されている。
As shown in FIG. 4, the two oil-retaining
図7、図8に示すように、樹脂保持器1は、保持器軸方向に分離できるオス型21とメス型22とを用いた樹脂成形によって製造することができる。オス型21は、樹脂保持器1の柱部15の保持器径方向内側を向く面を成形するテーパ状のコア29をもつ金型であり、メス型22は、樹脂保持器1の柱部15の保持器径方向外側を向く面を成形するテーパ状のキャビティ30をもつ金型である。ここで、図1に示す樹脂保持器1の小径側ポケット面18ところ案内面19は、オス型21で成形され、図2に示す大径側リム内周面23も、オス型21で成形される。一方、図1に示す樹脂保持器1の大径側ポケット面17と三角凹部20は、メス型22で成形される。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
近年、潤滑油の攪拌抵抗により発生するエネルギー損失を抑えるため、自動車のトランスミッションやディファレンシャル機構において低粘度の潤滑油を使用したり、潤滑油の量を少なくしたりする傾向にある。そのため、自動車のトランスミッションやディファレンシャル機構に円すいころ軸受を使用する場合、円すいころ軸受が長時間にわたって停止したときに、円すいころ軸受に残存する潤滑油の量が過少となりやすく、その後、円すいころ軸受が始動するときに、図1に示す円すいころ6の大端面11と内輪5の大鍔8との間が急昇温するおそれがある。
In recent years, in order to suppress energy loss caused by the stirring resistance of lubricating oil, there is a tendency to use low-viscosity lubricating oil or reduce the amount of lubricating oil in transmissions and differential mechanisms of automobiles. Therefore, when tapered roller bearings are used in automobile transmissions and differential mechanisms, the amount of lubricating oil remaining in the tapered roller bearings tends to be too small when the tapered roller bearings stop for a long period of time. At the time of starting, there is a possibility that the temperature between the
この問題に対し、この実施形態の円すいころ軸受は、円すいころ軸受が回転しているときに、軸受の内部を流れる潤滑油の一部を、樹脂保持器1の大径側リム部13に形成した保油凹部24に溜め、その後、軸受がいったん停止し、ふたたび軸受が回転を開始したときは、保油凹部24から流出する潤滑油で、円すいころ6の大端面11と内輪5の大鍔8との間を潤滑することができる。そのため、円すいころ軸受が始動するときに、円すいころ6の大端面11と内輪5の大鍔8の間に急昇温が生じにくい。
In response to this problem, in the tapered roller bearing of this embodiment, when the tapered roller bearing is rotating, a part of the lubricating oil flowing inside the bearing is formed on the large diameter
また、樹脂保持器1は、大径側リム内周面23が、円すいころ6の大端面11から保持器軸方向に遠ざかるにつれて内径が次第に大きくなるテーパ状に傾斜して形成されているので、図7、図8に示すように、メス型22とオス型21とを用いて樹脂保持器1を樹脂成形するときに、樹脂保持器1からオス型21が離型しやすく、成形性に優れている。
Further, since the
また、この樹脂保持器1は、図2に示すように、大径側リム内周面23の保持器軸方向に対する傾斜角度θを10°以下(少なくとも20°以下)に設定しているので、図7、図8に示すように、メス型22とオス型21とを用いて樹脂保持器1を樹脂成形し、樹脂保持器1からオス型21とメス型22を離型するときに、樹脂保持器1がメス型22に張り付く事態を防止することが可能である。
Further, as shown in FIG. 2, in this
また、この樹脂保持器1は、図2に示すように、保持器周方向に直交する断面において断面L字状を呈するように保油凹部24を形成し、保油凹部24が、保持器軸方向に非貫通の構成となっているので、軸受回転中のポンプ作用により軸受の内部を小径側から大径側に流れる潤滑油を、樹脂保持器1の大径側リム部13に形成した保油凹部24に確実に受け止めて溜めることが可能である。そのため、円すいころ軸受が始動するときに、円すいころ6の大端面11と内輪5の大鍔8の間を効果的に潤滑することができる。
Further, as shown in FIG. 2, the
また、この樹脂保持器1は、樹脂材にエラストマーを添加した樹脂組成物で形成しているので、樹脂保持器1の柔軟性が高い。そのため、メス型22とオス型21を用いて樹脂保持器1を樹脂成形し、樹脂保持器1からオス型21とメス型22を離型するときに、円滑に離型することができる。
Further, since the
さらに、この樹脂保持器1は、樹脂材にさらに繊維強化材を添加しているので、樹脂材にエラストマーを添加することによる樹脂保持器1の強度低下を、繊維強化材で補うことが可能である。そのため、樹脂保持器1の成形性および組立性と樹脂保持器1の強度とを実現することが可能である。
Further, since the
また、上記の円すいころ軸受は、図4に示すように、大径側ポケット面17の、円すいころ6の大端面11と対向する領域から外側にはみ出ないように円すいころ6の大端面11と対向する領域内に収まって保油凹部24を配置しているので、保油凹部24に溜まった潤滑油が、円すいころ6の大端面11よりも外側から落下して流失するのを防止することができる。そのため、円すいころ6の大端面11と大径側リム部13の保油凹部24との間に潤滑油を効果的に保持することが可能である。
Further, as shown in FIG. 4, the tapered roller bearing has the
また、上記の円すいころ軸受は、図4に示すように、1つのポケット16につき、円形凹部12を挟む保持器周方向の両側に保油凹部24を2つ設けているので、保油凹部24に溜まった潤滑油が、大径側リム部13の大径側ポケット面17と円すいころ6の大端面11の円形凹部12との間から落下して流失するのを防止することができる。そのため、円すいころ6の大端面11と大径側リム部13の保油凹部24との間に潤滑油を効果的に保持することが可能である。
Further, as shown in FIG. 4, the tapered roller bearing is provided with two oil-retaining
また、上記の円すいころ軸受は、図4に示すように、保油凹部24の大径側ポケット面17側の開口のうち、各円すいころ6の大端面11のうちの円形凹部12を除いた環状部分と対向する開口面積を、保油凹部24の大径側ポケット面17側の開口面積の50%以上(好ましくは60%以上、より好ましくは80%以上。図4では100%)としているので、保油凹部24に溜まった潤滑油が、大径側リム部13の大径側ポケット面17と円すいころ6の大端面11の円形凹部12との間から落下して流失するのを効果的に防止することができる。
Further, in the tapered roller bearing, as shown in FIG. 4, the
また、上記の円すいころ軸受は、図6に示すように、円形凹部12を挟む保持器周方向の両側の2つの保油凹部24が、それぞれ、保持器軸方向に見て、保油凹部24の隣り合う内面同士が交わる隅角部28を2つ以上有する多角形状に形成されているので、保油凹部24への潤滑油の保持力が高いものとなっている。
Further, in the tapered roller bearing, as shown in FIG. 6, the two oil-retaining
すなわち、保油凹部24の隅角部28では、潤滑油が保油凹部24の隣り合う内面のそれぞれに接触するので、潤滑油の表面張力によって、潤滑油が保油凹部24内に保持されやすくなる。そのため、図6に示すように、隅角部28を2つ以上有する多角形状の保油凹部24を採用すると、軸受停止中に、保油凹部24内の潤滑油がその自重によって保油凹部から流出するのを抑制し、軸受が長期にわたって停止したときにも、確実に潤滑油を保油凹部24内に保つことができる。その結果、円すいころ軸受が始動するときに、円すいころ6の大端面11と内輪5の大鍔8の間を確実に潤滑することが可能となる。例えば、図5に示すように、1つのポケット16につき1つの保油凹部24しか無ければ、1つのポケット16につき隅角部28が2つしかないのに対し、図6に示すように、1つのポケット16につき2つの保油凹部24があると、1つのポケット16につき4つの隅角部28を確保することができるので、1つのポケット16あたりの保油凹部24に保持する潤滑油の総量を大きくすることが可能となる。
That is, in the
図9に第2実施形態の樹脂保持器1を示す。第1実施形態に比べて凸部31が追加されている点のみが異なり、その他の構成は第1実施形態と同一である。そのため、第1実施形態に対応する部分は同一の符号を付して説明を省略する。
FIG. 9 shows the
大径側リム内周面23には、保油凹部24の内面が大径側リム内周面23に接続する位置に対して、円すいころ6の大端面11から遠い側に、保持器周方向に全周にわたって連続して延びる凸部31が形成されている。
On the inner peripheral surface of the large-
凸部31の円すいころ6の大端面11に近い側の根元に対する凸部31の保持器径方向の高さhは、1.0mm以下(少なくとも2.0mm以下)に設定されている。
The height h in the cage radial direction of the
凸部31は、保持器周方向に直交する断面形状が円弧状となるように形成されている。
The
この樹脂保持器1は、図11、図12に示すように、メス型22とオス型21を用いて樹脂保持器1を樹脂成形し、樹脂保持器1からオス型21とメス型22を離型するときに、オス型21が大径側リム内周面23の凸部31に引っ掛かり、樹脂保持器1を保持器軸方向に引っ張るので、樹脂保持器1がメス型22に張り付く事態を防止することができる。なお、図12に示す樹脂保持器1は、オス型21に組み込んだ図示しない押出しピンを用いてオス型21から離型される。
In this
また、この樹脂保持器1は、凸部31は、保油凹部24の内面が大径側リム内周面23に接続する位置に対して、円すいころ6の大端面11から遠い側に位置し、かつ、保持器周方向に全周にわたって連続して延びているので、軸受回転中のポンプ作用により軸受の内部を小径側から大径側に流れる潤滑油を保油凹部24に受け入れる際に、保油凹部24から溢れ出た潤滑油を凸部31で堰き止め、大径側リム内周面23に保持することができる。そのため、円すいころ軸受が始動するときに、円すいころ6の大端面11と内輪5の大鍔8の間を特に効果的に潤滑することが可能である。
Further, in this
また、この樹脂保持器1は、凸部31の保持器径方向の高さhを1.0mm以下に設定しているので、図11、図12に示すように、メス型22とオス型21とを用いて樹脂保持器1を樹脂成形するときに、オス型21を樹脂保持器1から確実に離型させることが可能である。
Further, since the height h of the
凸部31は、図10(a)に示すように、断面形状が長方形状のものや、図10(b)に示すように、断面形状が台形状のものを採用してもよいが、図9に示すように、断面形状が円弧状のものを採用すると、図11、図12に示すように、メス型22とオス型21とを用いて樹脂保持器1を樹脂成形するときに、オス型21を樹脂保持器1から円滑に離型させることが可能である。
The
保油凹部24を1つのポケット16につき1つ設ける場合と比較して、上記実施形態のように、保油凹部24を1つのポケット16につき2つ設けた場合の方が、効果的に潤滑油を保持することができることを確認するため、以下の解析を行なった。
Compared with the case where one oil-retaining
<解析条件>
混相流れ(VOF)による非定常流体解析
軸受サイズ:φ34mm×φ62mm×16mm
軸受回転数:6000rpm
温度:120℃一定
潤滑油:ATF(120℃での動粘度が3.90mm2/秒のもの)
流入条件:油供給量:100mL/分(外輪小径側端面の側から油が流入)
外輪小径側端面から9.6mm~49.6mmが油で満たされている。
流出条件:圧力出口
初期条件:空気、0m/s、0MPa(ゲージ圧)
<Analysis conditions>
Unsteady fluid analysis by multiphase flow (VOF) Bearing size: φ34 mm × φ62 mm × 16 mm
Bearing rotation speed: 6000 rpm
Temperature: 120 ° C constant Lubricating oil: ATF (kinematic viscosity at 120 ° C is 3.90 mm 2 / sec)
Inflow condition: Oil supply amount: 100 mL / min (oil flows in from the side of the outer ring small diameter side end face)
9.6 mm to 49.6 mm from the end face on the small diameter side of the outer ring is filled with oil.
Outflow condition: Pressure Outlet Initial condition: Air, 0m / s, 0MPa (gauge pressure)
<解析内容>
1.軸受を回転させ潤滑油を流入させる。
2.回転を開始してから0.5秒後、軸受の回転を停止させ、潤滑油の流動がなくなる定常状態まで経過させる。
3.潤滑油の流動が完成に停止した定常状態において、保油凹部の残存油量を確認する(2.5秒後)。
<Analysis content>
1. 1. Rotate the bearing to allow the lubricating oil to flow in.
2. 2. After 0.5 seconds from the start of rotation, the rotation of the bearing is stopped, and the state is allowed to reach a steady state where the flow of lubricating oil disappears.
3. 3. In a steady state where the flow of lubricating oil has stopped to complete, check the amount of residual oil in the oil retention recess (after 2.5 seconds).
<解析結果>
図5に示すように保油凹部24を1つのポケット16につき1つ設けた場合の解析結果を図13に示し、図6に示すように保油凹部24を1つのポケット16につき2つ設けた場合の解析結果を図14に示す。これらの解析結果から、潤滑油の流動がなくなる定常状態では、保油凹部24の隅角部28に潤滑油が多く残存することがわかる。また、保油凹部24を1つのポケット16につき2つ設けた場合、図14に示す解析結果において、2つの保油凹部の残存油量の合計は0.248mm3となった。この残存油量は、保油凹部24を1つのポケット16につき1つ設けた場合の図13に示す解析結果の残存油量のおよそ2倍であった。これらの解析結果より、保油凹部24を1つのポケット16につき1つ設ける場合と比較して、上記実施形態のように、保油凹部24を1つのポケット16につき2つ設けた場合の方が、保油凹部24の隅角部28の数が多いため、1つのポケット16あたりの保油凹部24に効果的に潤滑油を保持することができることを確認することができる。
<Analysis result>
FIG. 13 shows the analysis result when one
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1 円すいころ軸受用樹脂製保持器
2 外輪軌道面
3 外輪
4 内輪軌道面
5 内輪
6 円すいころ
8 大鍔
10 小端面
11 大端面
12 円形凹部
13 大径側リム部
14 小径側リム部
15 柱部
16 ポケット
17 大径側ポケット面
23 大径側リム内周面
24 保油凹部
28 隅角部
31 凸部
θ 傾斜角度
h 高さ
1 Tapered roller
Claims (13)
前記複数の円すいころ(6)の小端面(10)に沿って保持器周方向に延びる小径側リム部(14)と、
保持器周方向に隣り合う前記円すいころ(6)の間を通って前記大径側リム部(13)と前記小径側リム部(14)を連結する複数の柱部(15)とを有し、
前記大径側リム部(13)と前記小径側リム部(14)と前記複数の柱部(15)は、前記複数の円すいころ(6)をそれぞれ収容する複数のポケット(16)を区画し、
前記大径側リム部(13)と前記小径側リム部(14)と前記複数の柱部(15)が樹脂組成物で一体に成形され、
前記大径側リム部(13)は、前記各円すいころ(6)の大端面(11)に対向する大径側ポケット面(17)と、前記大径側ポケット面(17)の保持器径方向内端から、前記円すいころ(6)の大端面(11)から遠ざかる方向に延び、保持器径方向内側を向く大径側リム内周面(23)と、前記大径側ポケット面(17)と前記大径側リム内周面(23)との間にまたがって開口する保油凹部(24)とを有する円すいころ軸受用樹脂製保持器において、
前記大径側リム内周面(23)は、前記円すいころ(6)の大端面(11)から保持器軸方向に遠ざかるにつれて内径が次第に大きくなるテーパ状に傾斜して形成されていることを特徴とする円すいころ軸受用樹脂製保持器。 A large diameter side rim portion (13) extending in the circumferential direction of the cage along the large end faces (11) of a plurality of tapered rollers (6) arranged at intervals in the circumferential direction of the cage.
The small diameter side rim portion (14) extending in the circumferential direction of the cage along the small end surface (10) of the plurality of tapered rollers (6),
It has a plurality of pillar portions (15) that connect the large diameter side rim portion (13) and the small diameter side rim portion (14) through between the tapered rollers (6) adjacent to each other in the circumferential direction of the cage. ,
The large-diameter side rim portion (13), the small-diameter side rim portion (14), and the plurality of pillar portions (15) partition a plurality of pockets (16) for accommodating the plurality of tapered rollers (6), respectively. ,
The large-diameter side rim portion (13), the small-diameter side rim portion (14), and the plurality of pillar portions (15) are integrally molded with the resin composition.
The large diameter side rim portion (13) has a holder diameter of the large diameter side pocket surface (17) facing the large end surface (11) of each tapered roller (6) and the large diameter side pocket surface (17). The large diameter side rim inner peripheral surface (23) extending from the inner end in the direction toward the large end surface (11) of the tapered roller (6) and facing inward in the radial direction of the cage, and the large diameter side pocket surface (17). ) And the oil-retaining recess (24) that opens across the inner peripheral surface (23) of the large-diameter side rim.
The inner peripheral surface (23) of the large diameter side rim is formed so as to be inclined in a tapered shape in which the inner diameter gradually increases as the inner peripheral surface (23) of the tapered roller (6) moves away from the large end surface (11) of the tapered roller (6) in the axial direction of the cage. A characteristic resin cage for tapered roller bearings.
前記外輪軌道面(2)の内径側に対向する円すい状の内輪軌道面(4)を外周にもつ内輪(5)と、
前記外輪軌道面(2)と前記内輪軌道面(4)の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の円すいころ(6)と、
前記複数の円すいころ(6)の周方向の間隔を保持する請求項1から8のいずれかに記載の円すいころ軸受用樹脂製保持器(1)と、を備え、
前記内輪(5)は、前記各円すいころ(6)の大端面(11)に接触する大鍔(8)を有する円すいころ軸受。 An outer ring (3) having a conical outer ring raceway surface (2) on the inner circumference,
An inner ring (5) having a conical inner ring raceway surface (4) facing the inner diameter side of the outer ring raceway surface (2) on the outer circumference.
A plurality of tapered rollers (6) incorporated at intervals in the circumferential direction between the outer ring raceway surface (2) and the inner ring raceway surface (4).
The resin cage (1) for tapered roller bearings according to any one of claims 1 to 8 for maintaining the circumferential spacing of the plurality of tapered rollers (6) is provided.
The inner ring (5) is a tapered roller bearing having a large collar (8) in contact with the large end surface (11) of each tapered roller (6).
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