JP4754431B2 - 円すいころ軸受 - Google Patents

Description

この発明は、自動車、鉄道車輌、鉄鋼機械、工作機械、とくに、建設機械における回転部に使用される円すいころ軸受に関する。

例えば、円すいころ軸受Ａは、図１３に示すように、建設機械である油圧ショベルのクローラＣが掛け渡される走行減速機スプロケットＳの回転部に使用され、図７に示すように、外輪１と内輪２との間に、その円周方向所要間隔に複数の円すいころ３を設けるとともに、その円すいころ３を前記所要間隔に保持する合成樹脂製保持器４を設け、内輪２の円すいころ軌道面２ａはその小径側に小鍔部２ｂ、大径側に大鍔部２ｃを有する構成である（特許文献１参照）。
特開２００３−２８７０３３号公報

この円すいころ軸受Ａは、図１０に示すように、その円環状保持器４が、その軸方向に離された２つの円環部４ａと、その円環部４ａ、４ａの間に、その周方向等間隔に連続して掛け渡した複数の柱部４ｂとからなって、その保持器４の両円環部４ａと柱部４ｂに囲まれた前記所要間隔の各ポケット５に円すいころ３をそれぞれ嵌めて保持し（図８（ａ））、その保持器４に内輪２を挿入して円すいころ３を内輪２に保持し（図８（ｂ）〜（ｄ）、図９（ａ）〜（ｃ））、さらにその内輪２を外輪１に組み込んで組み立てられる（図７）。

上記円すいころ軸受Ａは、自動車、鉄道車輌、鉄鋼機械、工作機械、建設機械等の一般産業機械の回転部に使用することができるが、特に、建設機械においては、この軸受Ａの径が大径であるため、これに用いられる合成樹脂製保持器４の剛性を確保することが難しい。この保持器４の剛性を向上させて所要の剛性を確保するために、前記保持器４の肉厚（柱部４ｂの保持器径方向の肉厚）を厚くすることが考えられる。

一方、上記円すいころ軸受Ａにおいて、図１２に示すように、保持器４は、円すいころ３が保持された後に、内輪２から脱落しない様に、前記円すいころ３をそのピッチ円すい面ｐ（各円すいころ３の軸心を通る円すい状包絡面）よりも外側で、保持器４の柱部４ｂに接触して保持している（接点ｂ）。このため、前記円すいころ軸受Ａの運転時に保持器４には円すいころ３により外向きの負荷がかかり、この保持器４の剛性を向上させるために、保持器４の柱部４ｂを保持器軸方向外向き（径方向外側）に単に厚くすると、前記保持器４と外輪１の軌道面とが干渉するおそれがある。このとき、各柱部４ｂの内面が成す内周面８ｂは円すいころ３のピッチ円すい面ｐよりも外側にある（図１２参照）。

また、上記円すいころ軸受Ａにおいて、内輪２の小鍔部２ｂは、円すいころ３が内輪２に保持された後に脱落しない様に、その小鍔部２ｂの最外径寸法φＤ_２は、円すいころ３の内接円径（内輪軌道面２ａと各円すいころ３外周面の接線の円すい状包絡面の最小径＝内輪軌道面２ａの小鍔部側径）φｄ_３より大きく設定されている（φＤ_２＞φｄ_３ 図７参照）。
このため、円すいころ３付きの保持器４に内輪２を挿入する（嵌める）際、円すいころ３はその小鍔部２ｂを乗り越えて内輪２の軌道面２ａにセットされることとなる。

このとき、その保持器４が鉄製の場合（特許文献１ 図６参照）、円すいころ３の内接円径φｄ_３が小鍔部２ｂ外径より大きくなるように、鉄製保持器４の柱部（同文献の図中符号７）を弧状に塑性変形させて、円すいころ３を内輪２に挿入した後、再度、柱部を塑性変形させてストレートに戻し、円すいころ３の脱落を防止するようにしている。

一方、保持器４が合成樹脂製の場合は、その保持器４は合成樹脂の一体成形品のため、柱部を弾性変形させながら、円すいころ３を小鍔部２ｂを乗り越えさせて内輪２に挿入する。
このとき、従来の内輪２の小鍔部２ｂの外周面６は、図７に示すように、軸受Ａの軸心（中心軸）ｃに平行としたり、少し、大鍔部２ｃ側に向かって外側に傾斜する程度（軸受Ａの軸心ｃに対しての角度：γ）としている。一方、内輪２の軌道面２ａの軸受Ａの軸心ｃに対する角度（内輪２の中心角度）α_２は、そのγより、一般的に大きく設定されている（α_２＞γ）。

このため、保持器４は、小鍔部２ｂを乗り越えた後、円すいころ３が内輪軌道面２ａに嵌る際に、再度、円すいころ３がその内輪軌道面２ａの傾斜角度α_２に対応すべく、外側に向く力を受けることとなる。
すなわち、小鍔部２ｂの外周面の傾斜角度γが内輪２の中心角度α_２より小さいと（γ＜α_２）、円すいころ３が小鍔部２ｂを乗り越えて内輪２の軌道面２ａに嵌る際、円すいころ３は、小鍔部２ｂの外周面に乗り上がった後、内輪２の軌道面２ａに嵌ることとなるが、その軌道面２ａは、小鍔部の外周面の傾斜角度γより大きく傾斜しているため、その傾斜角度の拡大によるさらなる拡径力が段差をもって保持器４に加わり、その拡径力の偏位が生じて、段階的な応力負荷が加わる。この段階的な応力負荷は、合成樹脂製の保持器４の劣化を招き易い。

また、従来の円すいころ軸受Ａは、小鍔部２ｂの最外径寸法φＤ_２と円すいころ３の内接円径φｄ_３の差（φＤ_２＞φｄ_３でφＤ_２−φｄ_３）が大きく設定されており、このため、保持器４の円環部４ａの撓みも大きくなり、その円環部４ａと柱部４ｂの継ぎ目（図１０の符号ａ参照）に亀裂が入ったり、最悪の場合には、破損したりする恐れがある。

さらに、合成樹脂製保持器４は、その製作コストの削減から、図１１に示すように、通常、軸受Ａの軸方向ｃに割れる金型（２枚の型板）Ｂ_１、Ｂ_２によって射出成形される。このとき、両金型Ｂ_１、Ｂ_２を軸方向ｃに割るため（図１１（ａ）の反矢印方向に移動させるため）、ポケット５の空間を得るための金型部分を確保するとともに、一方（図１１の右側）の円環部４ａを形成するキャビティを確保するため、図１０に示すように、柱部４ｂの両側面５ｃに切り欠き段部５ｂを形成しなくてはならない（段部５ｂが生じる）。また、ポケット５の両側面を成す柱部４ｂの面５ｃは、金型Ｂ_１、Ｂ_２の抜き勾配の確保から、図１２に示すように、ストレート面としたり（同図（ａ））、円弧面（Ｒ面）としたりしている（同図（ｂ））。

この側面形状の（段部５ｂを有する）ポケット５に円すいころ３を保持すると、その段部５ｂの存在、ポケット５の側面（柱部側面５ｃ）がストレート又は円弧面であることから、円すいころ３は、ポケット５の側面全長に亘って線接触せずに、部分線接触、最悪の場合には、点接触する状態となる。

点接触したり、部分線接触が短かったりすると、円すいころ３の公転が安定しないとともに、保持器４の小径側（小鍔部２ｂ側）に円すいころ３の保持力が偏り、その円環部４ａと柱部４ｂの継ぎ目ａに亀裂が入り、最悪の場合には、破損する場合がある。

この発明は、合成樹脂製保持器を使用した円すいころ軸受において、その保持器の剛性を向上させることを第１の課題、円すいころ付きの保持器に内輪を挿入する際、保持器への段階的な応力負荷をなくすことを第２の課題、保持器を内輪に嵌める際のその円環部と柱部の継ぎ目の亀裂を無くすことを第３の課題、円すいころの公転を安定させるとともに、保持器の円すいころの保持力の偏りをなくすことを第４の課題とする。

上記の第１の課題を解決するために、この発明の一手段は、上記保持器の各柱部の内面が成す内周面が、円すいころのピッチ円すい面よりも内側にあるようにしたのである。

このようにすると、上記保持器は、円すいころをそのピッチ円すい面よりも外側で前記保持器の柱部に接触して保持するとともに、その各柱部の内面が成す内周面が円すいころのピッチ円すい面よりも内側にあるので、従来のように、各柱部の内面が成す内周面が円すいころのピッチ円すい面よりも外側にある場合に比べて、保持器の外周面と内周面（各柱部の内面又は外面が成す内周面又は外周面）との間隔、すなわち保持器の柱部の厚みが厚くなり、保持器の剛性を向上させることができる。

また、上記保持器は、軸方向に離間した２つの円環部に複数の柱部を連続して掛け渡したものであるので、前述のように、保持器の内周面が、円すいころのピッチ円すい面よりも内側にあると、小径側円環部の軸方向の内面が、従来の場合よりも軸方向内側にあることになる。このため、小径側円環部の軸方向の厚みが厚くなり、保持器の剛性をさらに向上させることができる（図１と図７参照）。

この発明の構成としては、外輪と内輪との間に、複数の円すいころを周方向に所要間隔をもって保持する合成樹脂製円環状保持器を設け、この保持器は、その軸方向に離れた２つの円環部と、その両円環部間にその周方向等間隔に連続して掛け渡した複数の柱部とから成って、その保持器の両円環部と柱部に囲まれた前記所要間隔の各ポケットに円すいころをそれぞれ嵌めて保持した円すいころ軸受において、前記円すいころを、そのピッチ円すい面よりも外側で前記柱部の側面に接触させてポケット内に保持し、保持器の各柱部の内面が成す内周面が前記円すいころのピッチ円すい面よりも内側にある構成を採用することができる。
このとき、ポケットの側面の内周面側は円すいころに沿う円弧面としてバリが生じ難くするとよい（図３（ｂ）参照）。

上記第１の課題を解決するためのこの発明の他の手段は、前述の上記保持器がその軸方向に割れる２枚の金型によって樹脂成形され、その保持器の各柱部の両側面に、前記金型の一方が入り込む切り欠き段部が形成され、かつ、各柱部の外面が成す外周面と内面が成す内周面が平行とされた円すいころ軸受において、その保持器の外周面の最大径を、外輪に接触しない程度において大きく設定し、かつ、保持器の外周面角度（図１において「β」）を、軸受の中心角度（図１において、円すいころ１３のピッチ円すい面の角度「α_３」）より大きく設定したのである。
このようにすれば、段部が小さくなって全長に亘る柱部の体積も多くなるため、結果として、保持器の剛性が高くなる（図４参照）。また、各柱部の外面が成す外周面と内面が成す内周面が平行であることは、柱部の厚さはその全長に亘って均一となることであり、樹脂成形時の柱部の変形を極力抑えることができる。

この発明の構成としては、外輪と内輪との間に、複数の円すいころを周方向に所要間隔をもって保持する合成樹脂製円環状保持器を設け、この保持器は、その軸方向に離れた２つの円環部と、その両円環部間にその周方向等間隔に連続して掛け渡した複数の柱部とから成って、その軸方向に割れる２枚の金型によって樹脂成形され、その保持器の両円環部と柱部に囲まれた前記所要間隔の各ポケットに円すいころをそれぞれ嵌めて保持した円すいころ軸受において、保持器の各柱部の外面が成す外周面と内面が成す内周面が平行とされるとともに、その各柱部の両側面に前記金型の一方が入り込む切り欠き段部が形成され、その保持器の外周面の最大径を、外輪に接触しない程度において大きく設定し、かつ、保持器の外周面角度を、軸受の中心角度より大きく設定した構成を採用することができる。
この発明は、上記の第１の課題を解決する手段を併用することができる。

上記の第２課題を解決するために、この発明は、上記内輪の小鍔部の外周面を上記内輪の大鍔部に向かって外向きの傾斜面として、その傾斜面の軸受の中心軸に対する角度を、内輪の中心角度と同じか大きくしたのである。

小鍔部の外周面の傾斜角度γが内輪の中心角度（内輪軌道面の傾斜角度）α_２と同じか大きいと（γ≧α_２）、円すいころが小鍔部の外周面に乗り上がった後、内輪の軌道面に嵌る際、その軌道面の傾斜角度α_２は、小鍔部の外周面の傾斜角度γより小さいため、さらなる拡径力は生じず、その拡径力の偏位は生じない。このため、拡径力の偏位による応力の偏位もないため、保持器の耐久性の劣化もない。

この発明の構成としては、外輪と内輪との間に、複数の円すいころを周方向に所要間隔をもって保持する合成樹脂製円環状保持器を設け、この保持器は、その軸方向に離れた２つの円環部と、その両円環部間にその周方向等間隔に連続して掛け渡した複数の柱部とから成って、その保持器の両円環部と柱部に囲まれた前記所要間隔の各ポケットに円すいころをそれぞれ嵌めて保持した円すいころ軸受において、前記内輪の円すいころの軌道面はその小径側に小鍔部、大径側に大鍔部を有し、その内輪の小鍔部の外周面を大鍔部に向かって外向きの傾斜面として、その傾斜面の軸受の中心軸に対する角度γを、内輪の中心角度α_２と同じか大きくした構成を採用することができる。
この発明は、上記の第１の課題を解決する各手段を併用することができる。

上記の第３課題を解決するために、この発明は、小鍔部の最外径寸法と円すいころの内接円径の差を合成樹脂製保持器の亀裂や破損が生じない範囲内に設定することとしたのである。
このようにすれば、円すいころ付きの保持器に内輪を挿入する際、円すいころがその小鍔部を乗り越えても、保持器の側壁とポケットの柱部の継ぎ目に亀裂が入ったり、破損したりする恐れはなくなる。
例えば、円すいころの内輪軌道面との内接円径をφｄ_３、小鍔部の最外径寸法をφＤ_２として、両者（ｄ_３、Ｄ_２）を、０．９７５×φＤ_２＜φｄ_３＜１×φＤ_２の関係とする。
保持器の態様（設計）によって一義的には設定できないが、下記の一般的なエンジニアリングプラスチックからなる合成樹脂製保持器においては、例えば、径に対して４０分の１（＝０．０２５）以上の伸び（撓み）が生じると、何れかの部分、例えば、図１０において、柱部４ｂと円環部４ａの付け根ａにクラックが生じる。このため、円すいころの内接円径φｄ_３が０．９７５×φＤ_２以下（０．９７５×φＤ_２≧φｄ_３）であると、円すいころが小鍔部を乗り越える際のその小鍔部に生じる応力が大きすぎて亀裂や破損が生じる恐れが高くなり、φＤ_２と同じかこれを超える（φＤ_２≦φｄ_３）と、保持後の円すいころが内輪から脱落する恐れが高い。

この発明の構成としては、外輪と内輪との間に、複数の円すいころを周方向に所要間隔をもって保持する合成樹脂製円環状保持器を設け、この保持器は、その軸方向に離れた２つの円環部と、その両円環部間にその周方向等間隔に連続して掛け渡した複数の柱部とから成って、その保持器の両円環部と柱部に囲まれた前記所要間隔の各ポケットに円すいころをそれぞれ嵌めて保持した円すいころ軸受において、内輪の円すいころの軌道面はその小径側に小鍔部、大径側に大鍔部を有し、円すいころの内輪軌道面との内接円径をφｄ_３、前記小鍔部の最外径寸法をφＤ_２として、両者（ｄ_３、Ｄ_２）を、０．９７５×φＤ_２＜φｄ_３＜１×φＤ_２の関係とした構成を採用することができる。
この構成は、上記第１、第２の課題を解決する各手段を選択的に併用することができる。

上記の第４の課題を解決するために、この発明は、上記保持器の各柱部の外面が成す外周面と内面が成す内周面が平行とされ、その保持器の外周面の最大径を、外輪に接触しない程度において大きく設定し、かつ、保持器の外周面角度βを、軸受の中心角度α_３より大きく設定したのである。

このように設定すると、保持器が外輪に近づき、図１０で示すポケット５側面を成す柱部４ｂの側面の段部５ｂが円すいころ３の外側（軸受の径方向の外側）に移行し、円すいころ３のポケット５側面と接する線が段部５ｂの無い柱部側面５ｃと多く接するようになる。このため、円すいころ３と保持器４のポケット５側面との当たり（接触）長さＬが長くなり、円すいころ３の公転が安定するとともに、保持器４の円すいころ３の保持力の偏りがなくなる（図４参照）。この接触長さＬが長くなるのは、後述のように段部５ｂの有無に関係ないが、段部５ｂがある場合は、その段部５ｂが円すいころ３の外側に移行するため、段部５ｂが小さくなって円すいころ１３とポケット５側面との接触面積が多くなる。
また、保持器が外輪側に近づくことにより、外輪の大鍔部側と保持器の外側（大鍔部側）との間隙が小さくなり、その間（間隙）における潤滑剤の流れを抑制することによる保持力が高くなって、その潤滑剤がその間隙に留まり易いため、潤滑特性が向上する。
さらに、保持器の各柱部の外面が成す外周面と内面が成す内周面が平行とされることにより、柱部の厚みが均一となるため、その樹脂成形時の変形を極力無くすことができる。

この発明の構成としては、外輪と内輪との間に、複数の円すいころを周方向に所要間隔をもって保持する合成樹脂製円環状保持器を設け、この保持器は、軸方向に離間させた２つの円環部と、その両円環部間の周方向等間隔に連続して掛け渡した複数の柱部とから成って、その保持器の両円環部と柱部に囲まれた前記所要間隔の各ポケットに前記円すいころをそれぞれ嵌めて保持した円すいころ軸受において、前記保持器の各柱部の外面が成す外周面と内面が成す内周面が平行とされ、その保持器の外周面の最大径を、外輪に接触しない程度において大きく設定し、かつ、保持器の外周面角度βを、軸受の中心角度α_３より大きく設定した構成を採用することができる。

この構成において、保持器がその軸方向に割れる２枚の金型によって樹脂成形され、その保持器の各柱部の両側面に、前記金型の一方が入り込む切り欠き段部が形成されたものとすれば、上述のように、上記第１の課題を解決することができる。
これらの構成は上記第１、第２及び第３の課題を解決する各手段を選択的に併用することができる。

これらの構成において、上記円すいころを保持した保持器に上記内輪を挿入する際の前記内輪の小鍔部と前記円すいころの接触端をそれぞれ接線アールの面取りとすることが好ましい。

「接線アールの面取り」とは、接触端において、一方の面からその面取り面に至る接線の包絡線及びその面取り面から他方の面に至る接線の包絡線が円弧状を描いて、一方の面からその面取り面に至る過程及びその面取り面から他方の面に至る過程において、エッジが生じない面取りを言うため、円すいころ付きの保持器に内輪を挿入する際、円すいころがそのエッジのない円弧面の小鍔部を円滑に乗り越える。このため、保持器の側壁と柱部の継ぎ目に亀裂が入ったり、破損したりする恐れはさらに少なくなる。

この円すいころ軸受は、自動車、鉄道車輌、鉄鋼機械、工作機械、建設機械等の一般産業機械の回転部に使用することができるが、特に、建設機械においては、軸受の径が、例えば、外径：２４０ｍｍφと大きく、従来では、金属製の保持器が採用されている。

しかし、コスト面から、合成樹脂製保持器の使用が考慮されており、この場合、軸受の径が大径ゆえに、その保持器の剛性を確保することが難しくなる。このため、保持器の柱部および小径側円環部の厚みを厚くした円すいころ軸受は、その保持器の剛性が向上し、建設機械などの回転部に使用される大型で薄肉の軸受に適用することができる。

また、軸受の径が大径ゆえに、円すいころ付きの保持器に内輪を挿入する際の円すいころの小鍔部乗り越えによる保持器に加わる力も大きくなる。このため、円すいころの内接円径φｄ_３と小鍔部の最外径寸法Ｄ_２の関係が設定された円すいころ軸受は、その加わる力を最小限に抑えるので、耐久性の面で有利なものとなる。

上記合成樹脂製保持器は、鉄製保持器に比べれば、樹脂の緩衝性から、衝撃強度が高いものとなる。さらに、鉄製保持器は、摩耗により鉄粉が生じて軸受特性に悪影響を及ぼすが、樹脂ゆえにその鉄粉が生じることもない。

また、保持器の外径を外輪の大鍔部と接触しない程度において大きく設定し、かつ、保持器の中心角度を、軸受の中心角度より大きく設定した円すいころ軸受は、公転が安定し、かつ、保持器の耐久性が向上するため、苛酷な条件下の建設機械においては有利なものとなる。

この発明は、保持器の柱部の厚みおよび小径側円環部の軸方向の厚みを厚くする等により、保持器の剛性が向上する。

また、小鍔部の外周面の傾斜角度を内輪の中心角度と同じか大きくしたので、円すいころ付き合成樹脂製保持器に内輪を嵌める際、保持器に拡径力による内部応力の偏位が生じないため、耐久性の劣化を招くこともない。

さらに、小鍔部の最外径寸法と円すいころの内接円径の差を合成樹脂製保持器の亀裂や破損が生じない範囲内に設定することにより、円すいころ付きの保持器に内輪を挿入する際の合成樹脂製保持器の亀裂や損傷をなくすことができる。

その上、保持器を外輪に近づけ、円すいころと保持器のポケット側面との当たり（接触）長さを長くしたので、円すいころの公転が安定するとともに、保持器の円すいころの保持力の偏りがなくなり、保持器の円環部と柱部の継ぎ目部に亀裂が入り難く、破損する恐れもなくなる。

一実施形態を図１〜図５に示し、この実施形態の円すいころ軸受Ａは、図１３に示した油圧ショベルのクローラＣが掛け渡される走行減速機スプロケットＳの回転部に使用されるものであって、図１に示すように外輪１１と内輪１２との間に、その円周方向所要間隔に複数の円すいころ１３を設けるとともに、その円すいころ１３を前記所要間隔に保持する合成樹脂製保持器１４を設け、内輪１２の円すいころ１３の軌道面１２ａはその小径側に小鍔部１２ｂ、大径側に大鍔部１２ｃを有する構成である。

上記円すいころ１３の内接円径：φｄ_３と上記内輪１２の小鍔部１２ｂの最外径寸法：φＤ_２は、０．９７５×φＤ_２＜φｄ_３＜１×φＤ_２の関係を有する。この実施形態では、φＤ_２＝２０７．５ｍｍ、φｄ_３＝２０４．７ｍｍとした。
このように、小鍔部１２ｂの最外径寸法φＤ_２と円すいころ１３の内接円径φｄ_３を設定することにより、円すいころ１３付きの保持器１４に内輪１２を挿入する（嵌める）際の合成樹脂製保持器１４の亀裂や損傷をなくすことができる。

また、上記小鍔部１２ｂの外周面は上記大鍔部１２ｃに向かって外向きの傾斜面１６となっており、その傾斜面１６の軸受Ａの中心軸（図７の軸ｃ参照）に対する角度γは、内輪２の中心角度（内輪軌道面１２ａの傾斜角度）α_２と同じか大きくしてある。
これにより、円すいころ１３付き合成樹脂製保持器１４に内輪１２を嵌める際（図１から図２）、保持器１４に拡径力により内部応力の偏位が生じず、耐久性の劣化を防止することができる。

さらに、小鍔部１２ｂの外周面の軸受Ａの軸方向の前側端（接触端）１２ｄは接線アールの面取りがされているとともに、円すいころ１３の両端面の周縁も同様に接線アールの面取りがされている（図２参照）。
これにより、円すいころ１３付きの保持器１４に内輪１２を嵌める際（図１から図２）、円すいころ１３がそのエッジのない円弧面の小鍔部１２ｂを円滑に乗り越え、保持器１４の円環部１４ａと柱部１４ｂの継ぎ目ａに亀裂が入ったり、破損したりする恐れはさらに少なくなる。

上記保持器１４は、軸方向に離間した２つの円環部１４ａに複数の柱部１４ｂを連続して掛け渡したものであって、その各円環部１４ａで軸受Ａの軸方向を区画し、柱部１４ｂで軸受Ａの円周方向を区画することによって、円周方向に所定間隔をもって複数箇所のポケット１５が形成される。各ポケット１５は、円すいころ１３が外輪１１と内輪１２との間で転動する際に、円すいころ１３を等配に保持する。

この保持器１４に円すいころ１３を保持すると、図３に示すように、円すいころ３はそのピッチ円すい面（各円すいころ１３の軸心を通る円すい状包絡面）ｐよりも外側ｂで保持器柱部１４ｂの側面１５ｃに接触して保持されるとともに、その各柱部の内面が成す内周面１８ｂが、円すいころ１３のピッチ円すい面ｐよりも内側に位置する。これにより、保持器１４の柱部１４ｂの厚みｔが、図７に示す従来の保持器４の柱部４ｂの厚みｔ_２よりも厚くなる。

また、上記保持器１４は、前述のように、前記保持器１４の内周面１８ｂが、円すいころ１３のピッチ円すい面ｐよりも内側にあると、小径側円環部１４ａの軸方向の内面が、従来の場合よりも軸方向内側にあることになる。このため、小径側円環部１４ａの軸方向の厚みｔ_１が厚くなる（図２参照）。

このように、上記保持器１４は、その柱部１４ｂの厚みｔおよび小径側円環部１４ａの軸方向の厚みｔ_１が、従来のものよりも厚く形成されるので、その剛性が向上し所要の剛性を容易に確保することができる。
このとき、柱部１４ｂの厚みｔが厚くなり、図３（ａ）に示すように，ポケットの側面１５ｃがストレートであると、バリが生じやすいため、同図（ｂ）に示すように、その側面１５ｃの各柱部１４ｂの内面が成す内周面側（符号ｃ部分）は円すいころ１３に沿う円弧面としてバリが生じ難くするとよい。

さらに、保持器１４の各柱部１４ｂの外面が成す外周面１８ａと内面が成す内周面１８ｂが平行とされて、その各柱部１４ｂの軸受径方向の厚さはそのほぼ全長に亘って均一になっている。その外周面１８ａの最大径φＤ_４は、外輪１１に接触しない程度において大きく設定され、かつ、その外周面角度βは、軸受Ａの中心角度α_３より大きく設定されている（β＞α_３ 図１参照）。

この構成の保持器１４は、前述の図１１に示すように、軸受Ａの軸方向に割れる金型（２枚の型板）により、樹脂でもって射出成形され、両金型Ｄ１、Ｄ２を軸方向に割るため、同様に、各柱部１４ｂの両側面に切り欠き段部１５ｂが形成されたものとなる。
このとき、図４（ａ）に示す従来のように、外周面角度β_１が軸受Ａの中心角度α_３と同じ場合（β_１＝α_３）に比べて、同図（ｂ）に示すように、外周面角度β_２が軸受Ａの中心角度α_３より大きく設定されていると（β_２＞β_１＝α_３）、切り欠き段部１５ｂが小さくなって、全長に亘る柱部１４ｂの体積も多くなり、結果として、保持器１４の剛性が高くなる。また、同図（ｃ）に示すように、円すいころ１３が柱部１４ｂの側面に接する長さＬが長くなる（Ｌ_１＜Ｌ_２）。
このため、円すいころ１３の公転が安定するとともに、保持器１４の円すいころ１３の保持力の偏りがなくなる。この偏りがなくなることにより、柱部１４ｂと円環部１４ａの継ぎ目部ａに応力の集中がなくなり、その継ぎ目ａの亀裂や破損が生じることもない。

なお、切り欠き段部１５ｂが無いとすれば、図４（ａ）に示すように、外周面角度β_１が軸受Ａの中心角度α_３と同じ場合（β_１＝α_３）、円すいころ１３と柱部１４ｂの側面との接触線はその円すいころ１３の軸長Ｌ_１となるのに対し、同図（ｂ）に示すように、外周面角度β_２が軸受Ａの中心角度α_３より大きく設定されていると（β_２＞β_１＝α_３）、円すいころ１３と柱部１４ｂの側面との接触線Ｌ_２は円すいころ１３の軸長より長くなる（同図（ｃ） Ｌ_２＞Ｌ_１ 参照）。
このことから、柱部１４ｂの厚みが均一で、外周面角度βが軸受Ａの中心角度α_３より大きく設定されていると、接触長さＬは、切り欠き段部１５ｂの有無に関係なく、長くすることができる。

上記保持器１４は、エンジニアリングプラスチックからなり、そのエンジニアリングプラスチックは、汎用エンジニアリングプラスチックとスーパーエンジニアリングプラスチックのいずれを用いてもよい。例えば、汎用エンジニアリングプラスチックとして、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ＧＦ強化ポリエチレンテレフタレート（ＧＦ−ＰＥＴ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）等を採用する。

スーパーエンジニアリングプラスチックとしては、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリメチルベンテン（ＴＰＸ）、ポリ１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、ポリアミド１１，１２（ＰＡ１１，１２）、フッ素合成樹脂、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）等を採用する。
この実施形態の保持器１４はポリアミド６６を使用した。

この保持器１４を、図６で示すように、鎖線で示す半割りの冶具１７の外周面に嵌め、その半割り冶具１７を、矢印のように上下方向に引き離して、保持器１４が破断するまでの試験を行った。この試験では、半割り治具１７、１７が５．７ｍｍ離れた時点（保持器１４の径Ｄ_５（＝２１０．２ｍｍ）が５．７ｍｍ伸びた時点）で保持器１４が破断し、この結果から、保持器１４として十分な引張強度を有することを確認できた。
また、この軸受Ａを図８、図９に示すように組み立てても、何ら支障なく組み立てることができた。

この実施形態は、円すいころ１３を、そのピッチ円すい面ｐよりも外側ｂで柱部１４ｂの側面１５ｃに接触させてポケット１５内に保持し、保持器１４の各柱部１４ｂの内面が成す内周面１８ｂが円すいころ１３のピッチ円すい面ｐよりも内側にある点１、保持器１４の外径φＤ_４を、外輪１１の大鍔部１２ｃ側と接触しない程度（外径φＤ_４＜外輪大鍔部側内径φｄ_１）において大きく設定するとともに、保持器１４の外周面角度βを軸受Ａの中心角度α_３より大きく設定した（β＞α_３）点２、円すいころ１３の内接円径：φｄ_３と内輪小鍔部１２ｂの最外径寸法：φＤ_２の関係を０．９７５×φＤ_２＜φｄ_３＜１×φＤ_２にした点３、小鍔部１２ｂの外周面を大鍔部１２ｃに向かって外向きの傾斜面１６として、その傾斜面１６の軸受Ａの中心軸に対する角度γを、内輪１２の中心角度α_２と同じか大きくしたり（γ≧α_２）した点４、及び小鍔部１２ｂの外周面前側端１２ｄと円すいころ１３の両端面の周縁をそれぞれ接線アールの面取りする点５をすべて有するものであるが、この実施形態において、この出願に係わる各発明の作用効果を発揮する限りにおいて、その各点１〜５の何れかを１つ、２つ、３つ、４つと適宜に選択して採用し、他は従来と同様にすることができる。

また、この実施形態は、図１３に示した油圧ショベルのクローラＣが掛け渡される走行減速機スプロケットＳの回転部に使用される円すいころ軸受Ａの場合であったが、この発明は、上記自動車、鉄道車輌、鉄鋼機械、工作機械等の他の種々の回転部に使用される各種の円すいころ軸受に採用できることは勿論である。

一実施形態の要部断面図 同実施形態の組立作用図 同実施形態の保持器と円すいころとの関係断面図 同実施形態の作用説明図 同実施形態の保持器の一部省略斜視図 同保持器の強度試験の説明図 従来例の断面図 円すいころ軸受の組立説明図 同組立説明図 保持器の要部斜視図 保持器の樹脂成形説明用断面図 同保持器のポケット部の各例の断面図 油圧ショベルの走行減速機スプロケット部の要部簡略断面図

符号の説明

１、１１ 外輪
１ａ、１１ａ 外輪の軌道面
２、１２ 内輪
２ａ、１２ａ 内輪の軌道面
２ｂ、１２ｂ 内輪の小鍔部
２ｃ、１２ｃ 内輪の大鍔部
３、１３ 円すいころ
４、１４ 保持器
４ａ、１４ａ 保持器の円環部
４ｂ、１４ｂ 保持器の柱部
５、１５ 保持器のポケット
１５ｃ 保持器柱部の側面
１６ 内輪の小鍔部の外周傾斜面
１７ 半割りの冶具
１８ａ 保持器（柱部）の外周面
１８ｂ 保持器（柱部）の内周面
α_２ 内輪の中心角度
α_３ 軸受（円すいころ）の中心角度
β、β_１、β_２ 保持器の外周面角度
γ 内輪小鍔部の傾斜面角度
Ａ 円すいころ軸受
Ｄ_２ 内輪の小鍔部外径
Ｄ_４ 保持器外周面の最大径
ｄ_１ 外輪軌道面の最大径（外輪の内輪大鍔部側内径）
ｄ_３ 円すいころの内輪軌道面との内接円径

Claims (4)

1. 外輪（１１）と内輪（１２）との間に、複数の円すいころ（１３）を周方向に所要間隔をもって保持するエンジニアリングプラスチックからなる合成樹脂製円環状保持器（１４）を設け、この保持器（１４）は、その軸方向に離れた２つの円環部（１４ａ、１４ａ）と、その両円環部（１４ａ、１４ａ）間にその周方向等間隔に連続して掛け渡した複数の柱部（１４ｂ）とから成って、その保持器（１４）の両円環部（１４ａ）と前記柱部（１４ｂ）に囲まれた前記所要間隔の各ポケット（１５）に前記円すいころ（１３）をそれぞれ嵌めて保持した円すいころ軸受（Ａ）において、
   上記円すいころ（１３）を、そのピッチ円すい面（ｐ）よりも外側（ｂ）で前記柱部（１４ｂ）の側面（１５ｃ）に接触させて上記ポケット（１５）内に保持し、前記保持器（１４）の各柱部（１４ｂ）の内面が成す内周面（１８ｂ）が前記円すいころ（１３）のピッチ円すい面（ｐ）よりも内側にあり、
   上記内輪（１２）の上記円すいころ（１３）の軌道面（１２ａ）はその小径側に小鍔部（１２ｂ）、大径側に大鍔部（１２ｃ）を有するものであって、前記内輪（１２）の小鍔部（１２ｂ）の外周面を上記内輪（１２）の大鍔部（１２ｃ）に向かって外向きの傾斜面（１６）として、その傾斜面（１６）の軸受Ａの中心軸ｃに対する角度（γ）を、内輪（１２）の中心角度（α_２）と同じか大きくして、円すいころ（１３）付きの保持器（１４）を内輪（１２）に挿入する際の段階的な応力負荷をなくし、
   かつ、上記円すいころ（１３）の上記軌道面（１２ａ）との内接円径を（φｄ_３）、上記小鍔部（１２ｂ）の最外径寸法を（φＤ_２）として、両者（ｄ_３、Ｄ_２）を、０．９７５×φＤ_２＜φｄ_３＜１×φＤ_２の関係としたことを特徴とする円すいころ軸受。
2. 外輪（１１）と内輪（１２）との間に、複数の円すいころ（１３）を周方向に所要間隔をもって保持するエンジニアリングプラスチックからなる合成樹脂製円環状保持器（１４）を設け、この保持器（１４）は、その軸方向に離れた２つの円環部（１４ａ、１４ａ）と、その両円環部（１４ａ、１４ａ）間にその周方向等間隔に連続して掛け渡した複数の柱部（１４ｂ）とから成って、その保持器（１４）の両円環部（１４ａ）と前記柱部（１４ｂ）に囲まれた前記所要間隔の各ポケット（１５）に前記円すいころ（１３）をそれぞれ嵌めて保持した円すいころ軸受（Ａ）において、
   上記保持器（１４）の各柱部（１４ｂ）の外面が成す外周面（１８ａ）と内面が成す内周面（１８ｂ）が平行とされ、その保持器（１４）の外周面（１８ａ）の最大径（φＤ_４）を、外輪（１１）に接触しない程度において大きく設定し、かつ、保持器（１４）の外周面角度（β）を、軸受（Ａ）の中心角度（α_３）より大きく設定し、
   上記内輪（１２）の上記円すいころ（１３）の軌道面（１２ａ）はその小径側に小鍔部（１２ｂ）、大径側に大鍔部（１２ｃ）を有するものであって、前記内輪（１２）の小鍔部（１２ｂ）の外周面を上記内輪（１２）の大鍔部（１２ｃ）に向かって外向きの傾斜面（１６）として、その傾斜面（１６）の軸受Ａの中心軸ｃに対する角度（γ）を、内輪（１２）の中心角度（α_２）と同じか大きくして、円すいころ（１３）付きの保持器（１４）を内輪（１２）に挿入する際の段階的な応力負荷をなくし、
   かつ、上記円すいころ（１３）の上記軌道面（１２ａ）との内接円径を（φｄ_３）、上記小鍔部（１２ｂ）の最外径寸法を（φＤ_２）として、両者（ｄ_３、Ｄ_２）を、０．９７５×φＤ_２＜φｄ_３＜１×φＤ_２の関係としたことを特徴とする円すいころ軸受。
3. 上記保持器（１４）がその軸方向に割れる２枚の金型によって樹脂成形され、その保持器（１４）の各柱部（１４ｂ）の両側面（１５ｃ、１５ｃ）に、前記金型の一方が入り込む切り欠き段部（１５ｂ）が形成されたものであり、上記保持器（１４）の外周面角度（β）を、軸受（Ａ）の中心角度（α_３）より大きく設定したことによって円すいころ（１３）とポケット（１５）側面との接触面積を多くしたことを特徴とする請求項２に記載の円すいころ軸受。
4. 建設機械の走行減速機スプロケット用であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の円すいころ軸受。

Images