JP2844648B2 - 円すいころ軸受 - Google Patents

円すいころ軸受

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JP2844648B2
JP2844648B2 JP1076764A JP7676489A JP2844648B2 JP 2844648 B2 JP2844648 B2 JP 2844648B2 JP 1076764 A JP1076764 A JP 1076764A JP 7676489 A JP7676489 A JP 7676489A JP 2844648 B2 JP2844648 B2 JP 2844648B2
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tapered
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健一 安部
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/36Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
    • F16C19/364Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明に係る円すいころ軸受は、自動車のギヤボッ
クスに装着してシャフトを回転自在に支持したり、或は
自動車の懸架装置に装着して、車軸を回転自在に支持す
る場合等に利用する。
(従来の技術) 円すい台状の円すいころを組み込んだ円すいころ軸受
は、ラジアル荷重とアキシャル荷重とを支持する事が出
来、しかも耐荷重が大きい為、大きな荷重が加わる各種
回転支持部分に利用されている。
この様な円すいころ軸受は、第2図に示す様に、テー
パ状の内方軌道1を有する外輪2と、テーパ状の外方軌
道3を有し、この外方軌道3の小径側端部に小鍔部4
を、大径側端部に大鍔部5をそれぞれ形成した内輪6
と、保持器7によって上記内方軌道1と外方軌道3との
間に保持案内される複数の円すいころ8、8とから構成
されている。
この様な円すいころ軸受9は、例えば第3図に示す様
に、外輪2をハウジング10に内嵌し、内輪6を軸11に外
嵌する事で、ハウジング10の内周面と軸11の外周面との
間に装着する。この様に円すいころ軸受9を装着した状
態で、軸11にラジアル方向或はアキシャル方向の荷重が
加わった場合、何れの方向の荷重も円すいころ8、8に
より支承され、軸11とハウジング10との相対的回転が円
滑に行なわれる。
(発明が解決しようとする課題) ところが、上述の様に構成され使用される円すいころ
軸受に於いては、従来次に述べる様な不都合を生じた。
即ち、円すいころ軸受9を組み立てる場合、第4図に
示す様に、先ず保持器7によって保持された複数の円す
いころ8、8と内輪6とを組み合わせ、次いで上記複数
の円すいころ8、8を外輪2の内側に組み付ける様にし
ている。
保持器7によって保持された複数の円すいころ8、8
と内輪6とを組み合わせる場合、小鍔部4を下側にした
状態で両部材8、6同士を組み合わせるが、この際、複
数の円すいころ8、8が保持器7の窓13(それぞれ1個
ずつの円すいころ8を転動自在に保持する為、保持器7
に形成した矩形の透孔)の内側で変位し、複数の円すい
ころ8、8が正規の状態に整列せず、しかも複数の円す
いころ8、8と内輪6との関係は、各円すいころ8、8
の尾部側(小径側)端面が内輪6の小鍔部4に当接し、
各円すいころ8、8の頭部側(大径側)端面と内輪6の
大鍔部5との間に隙間12が存在した状態となる。
この状態から、複数の円すいころ8、8を外輪2の内
側に組み付けた場合、第5図に示す様に、各円すいころ
8、8の頭部側端面と内輪6の大鍔部5との間に隙間12
が存在したままの状態に組み立てられる。
円すいころ軸受9の使用状態に於いては、第3図に示
す様に、各円すいころ8、8の頭部側端面が内輪6の大
鍔部5に当接する為、第5図に示す様に、各円すいころ
8、8の頭部側端面と内輪6の大鍔部5との間に隙間12
が存在した状態に組み立てられた円すいころ軸受9を、
第3図に示す様にハウジング10と軸11との間に組み付け
て使用した場合、使用に伴なって各円すいころ8、8
が、内輪6の大鍔部5に向けて移動する。
この様に、外輪2と内輪6との間に設けた複数の円す
いころ8、8が大鍔部5に向けて移動するのに伴なっ
て、各円すいころ8、8と外輪2の内方軌道1とが当接
する圧力が小さくなり、円すいころ軸受9の予圧力が不
足してしまう。
この様な原因による予圧力不足の発生を防止する為従
来から、円すいころ軸受9をハウジング10と軸11との間
等に仮組み付けした後、ハウジング10と軸11とを相対的
に回転させる事により、円すいころ軸受9の馴染み運転
を行い、円すいころ軸受9を構成する複数の円すいころ
8、8の頭部側端面を内輪6の大鍔部5に当接させてか
ら、円すいころ軸受9をハウジング10と軸11との間等
に、本組み付けする(予圧を付与する)事が行われてい
る。
ところが、従来の円すいころ軸受9の場合、内輪6と
複数の円すいころ8、8とを第4図に示す様に組み合わ
せた場合に、各円すいころ8、8の頭部側端面と内輪8
の大鍔部5との間に形成される隙間12の寸法が大きい
為、上記馴染み運転を十分に(ハウジング10と軸11との
相対的回転を多く)しなければならず、面倒であった。
この様な事情に鑑みて、実公昭58−50094号公報に
は、保持器を弾性を有する合成樹脂により造り、この保
持器の一部を小鍔部に対して突っ張らせる事により、円
すいころの頭部側端面を大鍔部に押し付ける構造が記載
されている。この様な構造によれば、上記馴染み運転を
少なくしても、予圧力不足の発生を防止できる。但し、
この公報に記載された構造の場合には、特殊な保持器を
使用する為、部品の汎用性がなくてコストが高くなるだ
けでなく、上記保持器の一部と小鍔部とが摩擦係合した
ままとなる為、回転トルクが大きくなったり、運転時の
発熱が多くなり易い。
本発明の円すいころ軸受は、上述の様な不都合を何れ
も解消するものである。
(課題を解決するための手段) 本発明の円すいころ軸受は、テーパ状の内方軌道を有
する外輪と、テーパ状の外方軌道を有し、この外方軌道
の小径側端部に小鍔部を、大径側端部に大鍔部をそれぞ
れ形成した内輪と、保持器によって上記内方軌道と外方
軌道との間に保持案内される複数の円すいころとから構
成されている。
特に、本発明の円すいころ軸受に於いては、円すいこ
ろを内輪の外方軌道上の正規位置に配列し、且つ各円す
いころの尾部側と小鍔部とを接触させた場合に各円すい
ころの頭部側端面と大鍔部との間に形成される隙間の寸
法△lと円すいころの長さlとの比△l/lを、0.016以下
としている。
(作 用) 上述の様に構成する本発明の円すいころ軸受をハウジ
ングと軸との間等に装着し、両部材の相対的回転を自在
とすると共に、両部材の間に働くラジアル方向の荷重と
アキシャル方向の荷重とを支承する際の作用自体は、前
述した従来からの円すいころ軸受と同様である。
特に、本発明の円すいころ軸受の場合、円すいころの
頭部側端面と大鍔部との間に形成される隙当の寸法△l
を小さくしている為、この円すいころ軸受をハウジング
と軸との間等に組み付けた後、ころの頭部側端面と大鍔
部とを当接させる迄に要する馴染み運転が短いもので済
み、円すいころ軸受に十分な予圧を付与する作業が容易
になる。
又、保持器を使用する場合も、この保持器は一般的な
もので足りる。しかも、馴染み運転を終了した後予圧を
付与した状態では、従来から一般的に知られてている円
すいころ軸受と同じ様に機能して、保持器が内輪の一部
と擦れ合う事もない。この為、コストが増大したり、或
は回転トルクや発熱量の増大を招く事もない。
(実施例) 次に、本発明の効果を確認する為に行った実験に就い
て説明しつつ、本発明を更に詳しく説明する。
本発明の円すいころ軸受9は、第1〜2図に示す様
に、テーパ状の内方軌道1を有する外輪2と、テーパ状
の外方軌道3を有し、この外方軌道3の小径側端部に小
鍔部4を、大径側端部に大鍔部5をそれぞれ形成した内
輪6と、保持器7によって上記内方軌道1と外方軌道3
との間に保持案内される複数の円すいころ8、8とから
構成している。
そして保持器7は金属製で、各円すいころ8、8の投
影面積よりも小さな窓13、13を形成した籠形保持器とし
ており、この保持器7を各円すいころ8、8のピッチ円
径よりも大径としている。この結果、保持器7により保
持された複数の円すいころ8、8を内輪6の外側に装着
した場合、これら複数の円すいころ8、8は内輪6と分
離する事なく、両部材6、8を一体的に取り扱える状態
となる。
本発明の円すいころ軸受9は、第1図に示す様に、円
すいころ8を内輪6の外方軌道3上の正規位置に配列
し、且つ各円すいころ8を尾部側と小鍔部4とを接触さ
せた場合に各円すいころ8の頭部側端面と大鍔部5との
間に形成される、隙間12の寸法△lを、円すいころ8の
長さlとの関係で規制している。即ち、本発明の円すい
ころ軸受9の場合、上記隙間12の寸法△lを円すいころ
8の長さlに対して、△l/l≦0.016の範囲としている。
これに対して、従来の円すいころ軸受の場合、上記隙間
12の寸法△lと円すいころ8の長さlとの比△l/lは、
0.03〜0.05程度であった。
この様に、円すいころ8を内輪6の外方軌道3上の正
規位置に配列し、且つ各円すいころ8の尾部側と小鍔部
4とを接触させた場合に、各円すいころ8の頭部側端面
と大鍔部5との間に形成される隙間12の寸法△lと円す
いころ8の長さlとの比△l/lを、0.016以下(0<△l/
l≦0.016)とした場合の効果を確認する為に行なった実
験に就いて説明する。
実験は、第5図に示す様に、各円すいころ8、8の頭
部側端面と内輪6の大鍔部5とが当接しない状態に組み
立てられた円すいころ軸受9を、外輪2を固定する事に
より、同図に示した様に水平に保持し、内輪6を回転さ
せたり、或は往復揺動させる事に伴なう内輪6の変位量
(下降量)を測定する事で行なった。
実験は、本発明品として、上記隙間12の寸法△lと円
すいころ8の長さlとの比△l/lが0.01のものを2個、
従来品として上記比△l/lが0.044〜0.048のものを2
個、それぞれ使用した。
先ず、第一の実験として、内輪6を一方向に回転させ
ると共に、回転に伴なってこの内輪6が下降する変位量
を、回転回数との関係で記録した結果、本発明品の場合
内輪6の変位量は、回転回数との関係で第6図の破線
a、bに示す様に変化したのに対し、従来品の場合同図
に実線c、dで示す様に変化した。
又、第二の実験として、内輪6を30度ずつ往復揺動さ
せ、揺動に伴なってこの内輪6が下降する変位量を、揺
動回数との関係で記録した結果、本発明品の場合内輪6
の変位量は、揺動回数との関係で第7図の破線e、fに
示す様に変化したのに対し、従来品の場合同図に実線
g、hで示す様に変化した。
これら第6〜7図から明らかな通り、本発明の円すい
ころ軸受9の場合、馴染み運転に伴なう内輪6の変位量
が少なく、しかも早期に安定状態に達する事が解る。
更に、第三の実験として、上記隙間12の寸法△lと円
すいころの長さlとの比△l/lが少しずつ異なる複数の
円すいころ軸受を使用して、これらの馴染み運転を行な
い、安定状態に達する迄に内輪6を回転させた回数を測
定した所、第8図に示した様な結果を得られた。
この第8図から明らかな通り、上記隙間12の寸法△l
と円すいころ8の長さlとの比△l/lが0.016以下であっ
た場合、馴染み運転の回数は同じ様に少なくて済むが、
上記比△l/lが0.016を越えた場合(△l/l>0.016)、こ
の比△l/lが大きくなるのに伴って、必要とする馴染み
運転の回数が次第に多くなる。
(発明の効果) 本発明の円すいころ軸受は、以上に述べた通り構成さ
れ作用するが、簡単な構成で製作費を高くする異もな
く、しかも十分な予圧を保つ為に要する馴染み運転も少
なくて済む為、円すいころ軸受を組み込んだ機械装置の
組み立て作業の能率化を図る事が出来る。しかも、回転
トルクが小さく発熱量も少ない、安価な円すいころ軸受
を実現出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の円すいころ軸受を説明する為の部分断
面図、第2図は本発明の対象となる円すいころ軸受の一
部切断斜視図、第3図は円すいころ軸受の使用状態の1
例を示す断面図、第4〜5図は円すいころ軸受を組み立
てる状態を工程順に示す断面図、第6〜8図は本発明の
効果を確認する為に行なった実験の結果を示す線図であ
る。 1:内方軌道、2:外輪、3:外方軌道、4:小鍔部、5:大鍔
部、6:内輪、7:保持器、8:円すいころ、9:円すいころ軸
受、10:ハウジング、11:軸、12:隙間、13:窓。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16C 19/36 F16C 33/58 F16C 33/46

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】テーパ状の内方軌道を有する外輪と、テー
    パ状の外方軌道を有し、この外方軌道の小径側端部に小
    鍔部を、大径側端部に大鍔部をそれぞれ形成した内輪
    と、保持器によって上記内方軌道と外方軌道との間に保
    持案内される複数の円すいころとから成る円すいころ軸
    受に於いて、円すいころを内輪の外方軌道上の正規位置
    に配列し、且つ各円すいころの尾部側と小鍔部とを接触
    させた場合に各円すいころの頭部側端面と大鍔部との間
    に形成される隙間の寸法△lと円すいころの長さlとの
    比△l/lを、0.016以下にした事を特徴とする円すいころ
    軸受。
  2. 【請求項2】保持器が金属製で、各円すいころの投影面
    積よりも小さな窓を形成した籠形保持器であり、この保
    持器が各円すいころのピッチ円径よりも大径である、請
    求項1に記載の円すいころ軸受。
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JP6557045B2 (ja) * 2015-04-17 2019-08-07 Ntn株式会社 円すいころ軸受の製造方法

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