JP5982753B2 - 円すいころ軸受の組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、円すいころ軸受の組立方法に関する。

円すいころ軸受は、コンパクトで、大きなラジアル荷重及びアキシャル荷重を支持することができ、その上、高速回転から低速回転までのさまざまな条件下で使用することができるため、鉄道車両、鉄鋼機械、工作機械、建設機械、印刷機等の一般産業機械や、自動車のトランスミッション等の回転支持部として、幅広く使用される。

円すいころ軸受は、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、外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動可能に設けられる複数の円すいころと、円すいころを円周方向に略等間隔に保持する保持器と、を備える。

そして、従来、円すいころ軸受の保持器は、鋼製のものが用いられてきた。この鋼製保持器は、その軸方向端部を加締めて、内輪の小径側端部の小鍔部と鋼製保持器とにより円すいころを保持するように組み立てる。この鋼製保持器の組立方法は、まず、保持器のポケットのそれぞれに円すいころを仮入れし、この状態で内輪を組み付ける。そして、内輪、保持器、及び円すいころを一体（以下、「内輪ユニット」ともいう）として取り扱い、この内輪ユニットに対し保持器加締め治具を押し込む。この内輪ユニットにおいて、保持器加締め治具を、内輪、保持器及び円すいころが分離しないように任意のポケット隙間になるまで加締める。所謂、鋼製保持器では、加締め方式が採用され、保持器加締め治具の押し込む量で鋼製保持器の加締め量を調整している。

しかしながら、鋼製保持器は、金属の平板を幾度も塑性変形させて製作され、また加締め時にも塑性変形されるので、寸法精度が落ちる可能性がある。また、組立工程では、内輪、保持器、及び円すいころの内輪ユニットが分離しないように取り扱う必要がある。このため、加工工程が多くなってしまい、更には保持器の重量があるため、作業性が悪かった。また、材料が金属であるため、材料費がかかり経済性が悪かった。

そこで、樹脂製保持器を備える円すいころ軸受が多く採用されるようになってきた。この樹脂製保持器を備える円すいころ軸受は、自動車のトランスミッション装置やディファレンシャル装置、産業機械や鉄道車両に用いられ、金属製よりも軽量であり、また経済性にも優れている。特に、樹脂製保持器は、自動車向けの転がり軸受の保持器として多く採用されている。

次に、図１８を参照しながら、樹脂製保持器を備える円すいころ軸受の内輪ユニットの組立方法について説明する。
この樹脂製保持器を用いる内輪ユニットの組立方法では、予め、樹脂製樹脂製は、組立時の弾性変形を考慮して任意のポケット隙間が残るように射出成型される。このため、一般的な鋼製保持器のように内輪ユニットが分離し易い状態での加締め方式とは異なり、樹脂製保持器を用いる円すいころ軸受の組立工程では、図１８に示すように、樹脂製保持器６４の不図示のポケットに円すいころ６３をそれぞれ仮入れした後、この状態で内輪６２を内輪６２の小鍔部６２ｃ側から軸方向に沿って圧入していき、円すいころ６３がポケットを一時的に押し広げ、これにより円すいころ６３がポケットに収納される。即ち、円すいころ６３は、樹脂製保持器６４の弾性変形によりポケットに収納される。所謂、樹脂製保持器６４では、圧入方式が採用される。

ここで、この圧入方式の課題としては、円すいころ軸受の内輪ユニットの組立後の搬送時や外輪との組み合わせ時、輸送時や軸に組み込む場合等において、外輪がまだ組み付けられてない、樹脂製保持器６４及び円すいころ６３が一体的に組み付けられた状態の内輪６２である内輪ユニット６０Ａが分離しないように取り扱う必要がある。内輪ユニット６０Ａの小鍔部６２ｃ側を下方にして取り付ける際、円すいころ６３及び樹脂製保持器６４が内輪６２から分離しないようにするため、内輪６２の小鍔部６２ｃの外径Ｄ１を円すいころ６３の内接円径Ｄ２よりも大きく設定し、適切な締め代とする必要がある。なお、「締め代」とは、内輪６２の小鍔部６２ｃの外径Ｄ１と円すいころ６３の内接円径Ｄ２との差のことである。

適切な締め代とするためには、樹脂製保持器６４の樹脂材の温度や湿度による寸法変化を充分に考慮する必要がある。その理由は、例えば、材料ＰＡ６６，ＰＡ４６，ＰＰＳ等の樹脂材は鉄鋼より線膨張係数が大きいため、使用時の温度が高いと、内輪６２の小鍔部６２ｃの外径Ｄ１の膨張量より円すいころ６３の内接円径Ｄ２の膨張量が大きくなってしまい、室温で設定した締め代は減少するからである。また、使用時の湿度が高い場合には、樹脂製保持器６４が水分を吸収してしまい、樹脂製保持器６４のみが膨張してしまい、締め代が減少してしまうこともある。

そして、内輪６２、円すいころ６３、及び樹脂製保持器６４を組み立てる際の締め代を、所定の大きさ以上にしないと、内輪ユニット６０Ａを軸に取り付ける場合等、内輪６２から円すいころ６３及び樹脂製保持器６４が分離する可能性がある。一方、その締め代を過大にすると、円すいころ６３が仮入れされた樹脂製保持器６４に内輪６２を圧入する際、内輪６２の小鍔部６２ｃが円すいころ６３の転動面６３ａに接触して、転動面６３ａに傷がつき、軸受寿命が低下する可能性がある。

また、本願発明者らの鋭意検討の結果、軸受の構成部品の各寸法は公差を持ち、且つ樹脂製保持器６４の温度や湿度に対する膨張率が鉄鋼より大きいことから、内輪ユニット６０Ａを軸に組み付ける場合に内輪ユニット６０Ａが分離しないように締め代を設定すると、内輪ユニット６０Ａの組立時に円すいころ６３の転動面６３ａに必ず傷がつくことがわかった。特に、円すいころ６３の外径（最大外径と最小外径との平均径）が樹脂製保持器６４の外径（最大外径と最小外径の平均径）に対して小さい場合に、傷の程度が大きくなることがわかった。

また、内輪６２、円すいころ６３、及び樹脂製保持器６４を組み立てるときの組立性を改善する技術として、小鍔部６２ｃの外径面６２ｄの角度α２を内輪軌道面６２ａの角度より大きく設定する円すいころ軸受が知られる（例えば、特許文献１参照）。そして、角度α２の設定により、組立時に円すいころ６３が小鍔部６３ｃを乗り越えて内輪軌道面６２ａに嵌る際に、円すいころ６３の姿勢が変わり、樹脂製保持器６４に作用する応力が低減される。

特開平２００７−５７０３８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の円すいころ軸受では、小鍔部６２ｃの外径面６２ｄの角度α２が内輪軌道面６２ａの角度より大きく、即ち、小鍔部６２ｃの外径面６２ｄの角度α２がポケットに保持された状態の円すいころ６３の内径側の角度βより大きく設定されているため、図１８に示すように、小鍔部６２ｃが円すいころ６３の転動面６３ａに接触して、転動面６３ａに傷がついてしまっていた。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内輪を円すいころが仮入れされた状態の樹脂製保持器に組み付ける際に、内輪の小鍔部が円すいころの転動面に接触するのを回避して、円すいころの転動面に傷がつくのを防止することができる円すいころ軸受の組立方法及び円すいころ軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（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、外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動可能に設けられる複数の円すいころと、複数の円すいころを円周方向に略等間隔に保持する保持器と、を備え、保持器は、大径側円環部と、大径側円環部と同軸に配置される小径側円環部と、大径側円環部と小径側円環部とを軸方向に連結し、円周方向に略等間隔に設けられる複数の柱部と、円周方向に互いに隣り合う柱部間に形成され、円すいころを転動可能に保持するポケットと、を有し、内輪は、内輪の大径側端部に設けられる大鍔部と、内輪の小径側端部に設けられる小鍔部と、を有し、小鍔部の外径が円すいころの内接円径より大きくなるように設定され、円すいころがポケットに保持され、保持器のポケットに円すいころが仮入れされた状態で、内輪が保持器に対して内輪の小鍔部側から組み付けられる円すいころ軸受の組立方法であって、組み付け時において、小鍔部の軸方向端面に円環状の治具が装着され、治具の外径面はテーパー形状であり、治具の外径面の角度が、ポケットに保持された状態の円すいころの内径側の角度より小さく設定され、治具の小外径が、円すいころの内接円径より小さく設定され、治具の大外径が、小鍔部の端面外径以上に設定されることを特徴とする円すいころ軸受の組立方法。
（２）保持器が合成樹脂製であることを特徴とする（１）に記載の円すいころ軸受の組立方法。
（３）円すいころの平均外径をＡ、保持器の平均外径をＢとして、Ｂ／Ａが５以上に設定されることを特徴とする（１）又は（２）に記載の円すいころ軸受の組立方法。
（４）小鍔部の外径面はテーパー形状であり、小鍔部の外径面の角度が、ポケットに保持された状態の円すいころの内径側の角度より小さく設定され、小鍔部の軸方向幅が、（小鍔部の外径−円すいころの内接円径）×０．５／ｔａｎ（小鍔部の外径面の角度）以下に設定されることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１つに記載の円すいころ軸受の組立方法。
（５）（１）〜（４）のいずれか１つに記載の円すいころ軸受の組立方法により組み立てられることを特徴とする円すいころ軸受。
（６）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、外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動可能に設けられる複数の円すいころと、複数の円すいころを円周方向に略等間隔に保持する保持器と、を備え、保持器は、大径側円環部と、大径側円環部と同軸に配置される小径側円環部と、大径側円環部と小径側円環部とを軸方向に連結し、円周方向に略等間隔に設けられる複数の柱部と、円周方向に互いに隣り合う柱部間に形成され、円すいころを転動可能に保持するポケットと、を有し、内輪は、内輪の大径側端部に設けられる大鍔部と、内輪の小径側端部に設けられる小鍔部と、を有し、小鍔部の外径が円すいころの内接円径より大きくなるように設定され、円すいころがポケットに保持され、保持器のポケットに円すいころが仮入れされた状態で、内輪が保持器に対して内輪の小鍔部側から組み付けられる円すいころ軸受であって、円すいころの平均外径をＡ、保持器の平均外径をＢとして、Ｂ／Ａが５以上に設定され、小鍔部の外径面はテーパー形状であり、小鍔部の外径面の角度が、ポケットに保持された状態の円すいころの内径側の角度より小さく設定され、小鍔部の軸方向幅が、（小鍔部の外径−円すいころの内接円径）×０．５／ｔａｎ（小鍔部の外径面の角度）より大きく設定されることを特徴とする円すいころ軸受。

本発明によれば、組み付け時において、小鍔部の軸方向端面に円環状の治具が装着され、治具の外径面はテーパー形状であり、治具の外径面の角度が、ポケットに保持された状態の円すいころの内径側の角度より小さく設定され、治具の小外径が、円すいころの内接円径より小さく設定され、治具の大外径が、小鍔部の端面外径以上に設定されるため、円すいころが内輪の小鍔部を乗り越える際、円すいころの小径側端部の面取部が小鍔部の外径面に接触して、円すいころの転動面に小鍔部は接触しない。これにより、円すいころの転動面に傷がつくのを防止することができる。

本発明に係る円すいころ軸受の第１実施形態を説明する断面図である。 図１に示す内輪ユニットの組立方法を説明する断面図である。 図２の円すいころの面取部の周辺の拡大断面図である。 内輪が保持器に対して傾いて取り付けられる場合を説明する断面図である。 保持器の片側が完全に組み込まれた状態で内輪が保持器に対して取り付けられる場合を説明する断面図である。 軸受の軸方向幅を大きくして、円すいころの軸方向長さを変更せずに小鍔部の軸方向幅を大きくした場合を説明する断面図である。 円すいころの軸方向長さを短くして、軸受の軸方向幅を変更せずに小鍔部の軸方向幅を大きくした場合を説明する断面図である。 保持器の外径に対して円すいころの外径が小さい円すいころ軸受の模式図である。 図８の円すいころの周辺の拡大図である。 保持器の外径に対して円すいころの外径が大きい円すいころ軸受の模式図である。 図１０の円すいころの周辺の拡大図である。 本発明に係る円すいころ軸受の第２実施形態を説明する断面図である。 本発明に係る円すいころ軸受の第３実施形態を説明する断面図である。 図１３の円すいころの面取部の周辺の拡大断面図である。 治具の第１〜第４変形例を説明する断面図である。 治具の第５変形例を説明する断面図である。 治具の第６及び第７変形例を説明する断面図である。 従来の内輪ユニットの組立方法を説明する断面図である。

以下、本発明に係る円すいころ軸受の組立方法及び円すいころ軸受の各実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１〜図１１を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の組立方法及び円すいころ軸受の第１実施形態について説明する。

本実施形態の円すいころ軸受１０は、図１に示すように、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動可能に設けられる複数の円すいころ１３と、複数の円すいころ１３を円周方向に略等間隔に保持する合成樹脂製の保持器１４と、を備える。

内輪１２は、内輪１２の大径側端部に設けられる大鍔部１２ｂと、内輪１２の小径側端部に設けられる小鍔部１２ｃと、を有する。本実施形態では、小鍔部１２ｃの外径面１２ｄは、ストレート形状に形成される。

円すいころ１３は、転動面１３ａと、転動面１３ａの軸方向両縁部に設けられる面取部１３ｂと、を有する。

保持器１４は、合成樹脂の射出成形で形成されており、大径側円環部１４ａと、大径側円環部１４ａと同軸配置される小径側円環部１４ｂと、大径側円環部１４ａと小径側円環部１４ｂとを軸方向で連結し、円周方向に略等間隔に設けられる複数の柱部１４ｃと、円周方向に互いに隣り合う柱部１４ｃ間に形成され、円すいころ１３を転動可能に保持するポケット１４ｄと、を備える。

また、円すいころ１３は、図２に示すように、内輪１２の小鍔部１２ｃの外径Ｄ１が円すいころ１３の内接円径Ｄ２より大きくなるように、ポケット１４ｄに保持されている。なお、小鍔部１２ｃの外径Ｄ１とは、小鍔部１２ｃの外径面１２ｄの直径寸法を指し、円すいころ１３の内接円径Ｄ２とは、組み付け状態の各円すいころ１３のうち径方向で最も内側に位置するエッジポイントの群で描かれる円の直径寸法を指す。また、本実施形態では、内輪１２の小鍔部１２ｃがストレート形状であるので、小鍔部１２ｃの端面外径Ｄ５は、小鍔部１２ｃの外径Ｄ１と同一である。

また、本実施形態では、円すいころ１３の平均外径をＡ、保持器１４の平均外径をＢとして、Ｂ／Ａが５以上に設定されている。なお、円すいころ１３の平均外径Ａとは、円すいころ１３の最大外径と最小外径の平均径を指し、保持器１４の平均外径とは、保持器１４の最大外径と最小外径の平均径を指す。

次に、図２を参照して、内輪ユニット１０Ａの組立工程について説明する。なお、内輪ユニット１０Ａとは、外輪１１がまだ組み付けられておらず、内輪１２に複数の円すいころ１３及び保持器１４が組み付けられた状態のことである。

本実施形態の組立工程では、治具２０が使用されており、この治具２０は、円環状に形成されており、治具２０の軸方向端面に設けられる環状段部２０ｂと、軸方向外方に行くに従い（環状段部２０ｂから軸方向で離れるに従い）縮径するテーパー形状の外径面２０ａと、を有する。

そして、本実施形態では、治具２０の外径面２０ａの角度（軸受１０の中心軸に対する角度）α１は、ポケット１４ｄに保持された状態の円すいころ１３の内径側の角度βより小さく設定されている。また、治具２０の小外径Ｄ３は、円すいころ１３の内接円径Ｄ２より小さく設定され、治具２０の大外径Ｄ４は、小鍔部１２ｃの端面外径Ｄ５（＝Ｄ１）と同一に設定されている。なお、治具２０の大外径Ｄ４は、小鍔部１２ｃの端面外径Ｄ５以上に設定されていてもよい。

内輪ユニット１０Ａの組立工程では、円すいころ１３がポケット１４ｄに仮入れされた状態の保持器１４に内輪１２を組み付ける前に、内輪１２の小鍔部１２ｃの軸方向端面に治具２０の環状段部２０ｂを嵌合させて装着する。そして、内輪１２に治具２０を装着した状態で、内輪１２を、内輪１２の小鍔部１２ｃ側から軸方向に沿って圧入していき、円すいころ１３の面取部１３ｂが内輪１２の小鍔部１２ｃを乗り越えるまで圧入し続ける。このとき、円すいころ１３がポケット１４ｄを一時的に押し広げて、円すいころ１３がポケット１４ｄに収納され、内輪ユニット１０Ａが組み立てられる。

ここで、治具２０が装着された内輪１２を圧入していく過程において、円すいころ１３の面取部１３ｂは、図３に示すように、治具２０のテーパー形状の外径面２０ａに接触しながら治具２０を乗り越え、その後、小鍔部１２ｃのストレート形状の外径面１２ｄに接触する。このため、円すいころ１３が内輪１２の小鍔部１２ｃを乗り越えようとするとき、円すいころ１３の転動面１３ａは小鍔部１２ｃに接触することはない。

なお、通常の組み立てでは、内輪１２の中心軸を保持器１４の中心軸に合わせた状態で、内輪１２を保持器１４の大径側円環部１４ａ側から圧入するが、例えば、図４に示すように、内輪１２が保持器１４に対して傾き角度Ｘで取り付けられる場合は、［治具２０の外径面２０ａの角度α１＜（円すいころ１３の内径側の角度β−傾き角度Ｘ）］とすれば、円すいころ１３の転動面１３ａを傷つけることなく、内輪ユニット１０Ａを組み立てることができる。

また、図５に示すように、保持器１４の片側が完全に組み込まれた状態で組み立てる場合（内輪１２が保持器１４に対して傾き角度Ｙで取り付けられる場合）は、［治具２０の外径面２０ａの角度α１＜（円すいころ１３の内径側の角度β＋傾き角度Ｙ）］とすれば、円すいころ１３の転動面１３ａを傷つけることなく、内輪ユニット１０Ａを組み立てることができる。

以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受の組立方法によれば、内輪ユニット１０Ａの組み立て時において、内輪１２の小鍔部１２ｃの軸方向端面に円環状の治具２０が装着され、治具２０の外径面２０ａはテーパー形状であり、治具２０の外径面２０ａの角度α１が、ポケット１４ｄに保持された状態の円すいころ１４の内径側の角度βより小さく設定され、治具２０の小外径Ｄ３が、円すいころ１３の内接円径Ｄ２より小さく設定され、治具２０の大外径Ｄ４が、内輪１２の小鍔部１２ｃの端面外径Ｄ５以上に設定されるため、円すいころ１３が内輪１２の小鍔部１２ｃを乗り越える際、円すいころ１３の小径側端部の面取部１３ｂが小鍔部１２ｃの外径面１２ｄに接触して、円すいころ１３の転動面１３ａに小鍔部１２ｃは接触しない。これにより、円すいころ１３の転動面１３ａに傷がつくのを防止することができる。従って、小鍔部１２ｃの外径面１２ｄがストレート形状であっても、円すいころ１３の転動面１３ａを傷つけることなく、内輪ユニット１０Ａを組み立てることができる。さらに、円すいころ１３の転動面１３ａの傷つき防止のために、小鍔部１２ｃの外径面１２ｄの形状（例えば、傾斜角度など）や寸法の管理を厳密に行う必要がない。

また、図６に示すように、内輪１２の小鍔部１２ｃの形状を、治具形状と同様にすることにより上記実施形態と同様の効果を得ることが可能である。即ち、小鍔部１２ｃの外径面１２ｄを、内輪軌道面側に大きく、内輪端面側に小さくしたテーパー形状とし、小鍔部１２ｃの内輪軌道面側の外径Ｄ１を円すいころ１３の内接円径Ｄ２より大きく、小鍔部１２ｃの内輪端面側の外径Ｄ５を円すいころ１３の内接円径Ｄ２より小さく、且つ、小鍔部１２ｃの外径面１２ｄのテーパー角度α２を、ポケット１４ｄに保持された状態の円すいころ１３の内径側の角度βより小さく設定することで、内輪ユニット１０Ａの組立時における円すいころ１３の転動面１３ａの傷つきを、治具を使用することなく防止することができる。但し、上記条件を満たすためには、小鍔部１２ｃの軸方向幅Ｌが、（小鍔部１２ｃの外径Ｄ１−円すいころ１３の内接円径Ｄ２）×０．５／ｔａｎ（小鍔部１２ｃの外径面１２ｄの角度α２）より大きく設定されている必要がある。上記小鍔部１２ｃの軸方向幅Ｌの設定を満たした場合、内輪１２の軸方向幅が大きくなる可能性があり、それに伴い、円すいころ軸受１０の軸方向幅が増大する可能性がある。円すいころ軸受１０の軸方向幅の増大を抑えるためには、例えば、図７に示すように、小鍔部１２ｃの軸方向幅Ｌの増大分、円すいころ１３の軸方向長さを短くすることが考えられるが、その場合は、円すいころ軸受１０の定格荷重が低下する可能性がある。従って、寸法増大又は定格荷重の低下を嫌う場合は、治具を用いた方が好ましい。

次に、本実施形態でＢ（保持器の平均外径）／Ａ（円すいころの平均外径）を５以上に設定することの技術的意義について説明する。

図８及び図１０に示すように、外輪軌道面１１ａの内径がそれぞれ等しい、２つの円すいころ軸受１０において、樹脂製の保持器１４は、線形膨張率が鉄鋼よりも大きいため、使用上限温度（一般的には１２０℃とされる）では、保持器１４は室温時に比べ外輪軌道面１１ａ側に寄る傾向がある。ここで、保持器１４が外輪軌道面１１ａ側に寄ると軸受性能の低下を招く可能性があるため、図９及び図１１に示すように、保持器１４の外径Ｄ７は外輪軌道面１１ａの内径Ｄ６より所定値Ｓを引いた値に設定される。つまり、保持器１４の外径Ｄ７は、円すいころ１３の外径Ｄ８に関わらず（外輪１１の内径Ｄ６−Ｓ）以下にする必要があるが、一般的には、保持器１４の外径Ｄ７は、円すいころ１３の個数をできるだけ増やしたいので、最大径である（外輪１１の内径Ｄ６−Ｓ）に設定されることが多い。なぜなら、円すいころ１３の個数を増やすと、円すいころ１３間が接近して、柱部１４ｃが細くなり、保持器１４の剛性が低下するので、保持器１４の外径Ｄ７を極力大きくして柱部１４ｃを肉厚にしておきたいためである。

そして、保持器１４の外径Ｄ７に対して円すいころ１３の外径Ｄ８が小さい場合（図９参照）は、円すいころ１３の外径Ｄ８が大きい場合（図１１参照）に比べて、保持器１４のポケット１４ｄの開口角度Ｚは小さくなるが、ポケット１４ｄの周方向の移動量は一定に設定されるので、円すいころ１３の径方向の移動量は大きくなる。即ち、円すいころ１３の内接円径Ｄ２の公差が大きくなる。従って、円すいころ１３が分離しないようにするためには、円すいころ１３の内接円径Ｄ２が最大になる場合にも、小鍔部１２ｃとの締め代を確保する必要がある。このため、保持器１４の外径Ｄ７に対して円すいころ１３の外径Ｄ８が小さい場合は、円すいころ１３の外径Ｄ８が大きい場合に比べて、最大の締め代が大きくなる。即ち、内輪ユニット１０Ａを組み立てる際に、円すいころ１３の転動面１３ａが傷つきやすくなる。

さらに、円すいころ１３の外径Ｄ８が小さい場合は、円すいころ１３の外径Ｄ８が大きい場合に比べて、保持器１４の肉厚が薄くなり剛性が低いので、内輪ユニット１０Ａが軸に組み付けられる際に、保持器１４は楕円状になり易い。そのため、この状態で組み付けを行うと、一部の円すいころ１３が内輪１２の小鍔部１２ｃを乗り越えてしまい、これが引き金となって、最終的に全ての円すいころ１３が小鍔部１２ｃを乗り越えてしまう雪崩現象が起こり、円すいころ１３が脱落してしまう。これを防止するためには、締め代を更に大きくする必要があるが、内輪ユニット１０Ａを組み立てる際には、円すいころ１３の転動面１３ａに傷がつくという問題が顕著になる。

以上のように、円すいころ１３の転動面１３ａに傷がつくメカニズムについて本願発明者が鋭意検討を行った結果、Ｂ／Ａが５以上となる場合、内輪ユニット１０Ａが分解しないように締め代を設定すると、円すいころ１３の転動面１３ａに傷がついてしまうことがわかった。また、内輪ユニット１０Ａを治工具なしで組み立てる組み立て試験を行った結果、Ｂ／Ａが５以上の時は、必ず円すいころ１３の転動面１３ａに傷がつくことがわかった。

（第２実施形態）
次に、図１２を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の組立方法及び円すいころ軸受の第２実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一或いは同等符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態の治具３０は、図１２に示すように、円環状に形成され、治具３０の軸方向端面に設けられ、内輪１２の小鍔部１２ｃが嵌合する周溝３０ｂと、この周溝３０ｂ側がストレート形状とされ、中間から軸方向外方に行くに従い縮径するテーパー形状となる外径面３０ａと、を有する。また、本実施形態では、治具２０の大外径Ｄ４は、内輪１２の小鍔部１２ｃの端面外径Ｄ５以上に設定されている。従って、本実施形態では、内輪１２の小鍔部１２ｃは、治具３０により覆われており、組み付け時においては、外部に露出することはない。なお、図１２では、小鍔部１２ｃの外径面１２ｄはストレート形状であるが、テーパー形状であっても同様の治具が使用可能であり、同様の効果が得られる。

以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受の組立方法によれば、組み付け時において、内輪１２の小鍔部１２ｃが治具３０により覆われ、外部に露出されないため、内輪ユニット１０Ａの組み立ての際、円すいころ１３の小径側端部の面取部１３ｂが治具３０の外周面に接触して、円すいころ１３の転動面１３ａに小鍔部１２ｃは接触しない。これにより、円すいころ１３の転動面１３ａに傷がつくのを防止することができる。

ところで、上記第１実施形態では、内輪ユニット１０Ａを組み立てる際の円すいころ１３の面取部１３ｂの摩耗を抑えるために、面取部１３ｂより治具２０及び小鍔部１２ｃの硬さを低くして、円すいころ１３ではなく、治具２０及び小鍔部１２ｃが摩耗するようにした方がより好ましい。例えば、治具２０の材質を樹脂、ゴム、銅、真鍮などの円すいころ１３より軟らかい材質にすることで、面取部１３ｂの摩耗を抑えることができる。他の摩耗対策としては、治具２０及び小鍔部１２ｃの表面粗さを小さくして、油などの潤滑剤を塗布することで摩擦抵抗を下げることも効果的である。

しかし、本実施形態のように、内輪１２の小鍔部１２ｃが治具３０により覆われる場合は、適宜交換可能な治具３０のみに上記摩耗対策を行えばよいので、作業工数が少なくなり、円すいころ軸受１０の製造コストを削減することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
次に、図１３及び図１４を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の組立方法及び円すいころ軸受の第３実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一或いは同等符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態では、図１３に示すように、内輪１２の小鍔部１２ｃの外径面１２ｄが、軸方向外方に行くに従い縮径するテーパー形状に形成され、小鍔部１２ｃの外径面１２ｄの角度α２が、ポケット１４ｄに保持された状態の円すいころ１３の内径側の角度βより小さく設定されている。また、本実施形態では、小鍔部１２ｃの軸方向幅Ｌは、（小鍔部１２ｃの外径Ｄ１−円すいころ１３の内接円径Ｄ２）×０．５／ｔａｎ（小鍔部１２ｃの外径面１２ｄの角度α２）以下に設定されている。また、本実施形態では、治具２０の大外径Ｄ４は、内輪１２の小鍔部１２ｃの端面外径Ｄ５以上に設定されている。

そして、本実施形態では、治具２０が装着された内輪１２を圧入していく過程において、円すいころ１３の面取部１３ｂは、治具２０のテーパー形状の外径面２０ａに接触しながら治具２０を乗り越え、その後、図１４に示すように、小鍔部１２ｃのテーパー形状の外径面１２ｄに接触する。このため、円すいころ１３が内輪１２の小鍔部１２ｃを乗り越えようとするとき、円すいころ１３の転動面１３ａは小鍔部１２ｃに接触することはない。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

なお、本発明は上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

例えば、治具２０は、図１５（ａ）に示すように、環状段部２０ｂが設けられていなくてよい（第１変形例）。また、図１５（ｂ）に示すように、環状段部２０ｂ及び肉抜き部が設けられていなくてもよい（第２変形例）。また、図１５（ｃ）に示すように、環状段部２０ｂが設けられていないと共に、テーパー形状の外径面２０ａの大径側端部にストレート部２０ｃが設けられていてもよい（第３変形例）。また、図１５（ｄ）に示すように、環状段部２０ｂが設けられていないと共に、テーパー形状の外径面２０ａの小径側端部にストレート部２０ｃが設けられていてもよい（第４変形例）。なお、上記各変形例は、第２実施形態の治具３０にも適用可能である。

また、治具の小径側端部が円すいころの転動面に誤って接触して、円すいころの転動面が傷つくのを防止するため、図１６に示すように、治具２０の小径側端部の外縁部に、樹脂などの柔らかい材質からなる円環部材２１Ａを取り付けるようにしてもよい（第５変形例）。また、図１７（ａ）に示すように、治具２０の小径側端部の端面に、樹脂などの柔らかい材質からなる円環部材２１Ｂを取り付けるようにしてもよい（第６変形例）。また、図１７（ｂ）に示すように、治具２０の小径側端部の端面に、樹脂などの柔らかい材質からなる円板部材２１Ｃを取り付けるようにしてもよい（第７変形例）。なお、上記各変形例は、第２実施形態の治具３０にも適用可能である。

次に、表１及び表２を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の実施例について説明する。本実施例では、図１に示す円すいころ軸受（１０）を表１に示す諸元で製作すると共に、図２に示す治具（２０）を表２に示す諸元で製作した。そして、治具（２０）を使用する場合としない場合とで、円すいころ（１３）の転動面（１３ａ）に傷がつくか否かを確認した。試験は、温度２０℃、湿度６０％の実験室で行った。

そして、治具（２０）を使用せずに内輪ユニット（１０Ａ）を組み立てた場合、円すいころ（１３）の転動面（１３ａ）に傷がついた。一方、治具（２０）を使用して内輪ユニット（１０Ａ）を組み立てた場合、円すいころ（１３）の転動面（１３ａ）に傷はつかなかった。なお、垂直に立てた軸に対して、内輪ユニット（１０Ａ）を小鍔部（１２ｃ）側が下になるように組み込んだところ、いずれの場合も内輪ユニット（１０Ａ）の分解は発生しなかった。

次に、小鍔部（１２ｃ）の外径Ｄ１を３１１．４ｍｍに減じ、即ち、円すいころ（１３）の内接円径Ｄ２（＝３１１．２ｍｍ）に対する締め代を０．２ｍｍにして、内輪ユニット（１０Ａ）の組立試験を行った。この場合は、治具（２０）を使用した場合も使用しない場合も、円すいころ（１３）の転動面（１３ａ）に傷はつかなかった。しかし、垂直に立てた軸に対して、内輪ユニット（１０Ａ）を小鍔部（１２ｃ）側が下になるように組み込んだところ、いずれの場合も内輪ユニット（１０Ａ）の分解が発生した。

従って、上記表２の条件を満たす治具（２０）を内輪（１２）の小鍔部（１２ｃ）に装着することによって、小鍔部（１２ｃ）を円すいころ（１３）の転動面（１３ａ）に接触させずに、内輪ユニット（１０Ａ）を組み立てることができ、円すいころ（１３）の転動面（１３ａ）の傷つきを防止することができるとわかった。

１０ 円すいころ軸受
１０Ａ 内輪ユニット
１１ 外輪
１１ａ 外輪軌道面
１２ 内輪
１２ａ 内輪軌道面
１２ｂ 大鍔部
１２ｃ 小鍔部
１２ｄ 外径面
１３ 円すいころ
１３ａ 転動面
１３ｂ 面取部
１４ 保持器
１４ａ 大径側円環部
１４ｂ 小径側円環部
１４ｃ 柱部
１４ｄ ポケット
２０ 治具
２０ａ 外径面
Ｄ１ 小鍔部の外径
Ｄ２ 円すいころの内接円径
Ｄ３ 治具の小外径
Ｄ４ 治具の大外径
Ｄ５ 小鍔部の端面外径
α１ 治具の外径面の角度
α２ 小鍔部の外径面の角度
β 円すいころの内径側の角度
Ａ 円すいころの平均外径
Ｂ 保持器の平均外径
Ｌ 小鍔部の軸方向幅

Claims (4)

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可能に設けられる複数の円すいころと、前記複数の円すいころを円周方向に略等間隔に保持する保持器と、を備え、
   前記保持器は、大径側円環部と、前記大径側円環部と同軸に配置される小径側円環部と、前記大径側円環部と前記小径側円環部とを軸方向に連結し、円周方向に略等間隔に設けられる複数の柱部と、円周方向に互いに隣り合う前記柱部間に形成され、前記円すいころを転動可能に保持するポケットと、を有し、
   前記内輪は、前記内輪の大径側端部に設けられる大鍔部と、前記内輪の小径側端部に設けられる小鍔部と、を有し、
   前記小鍔部の外径が前記円すいころの内接円径より大きくなるように設定され、前記円すいころが前記ポケットに保持され、
   前記保持器の前記ポケットに前記円すいころが仮入れされた状態で、前記内輪が前記保持器に対して前記内輪の前記小鍔部側から組み付けられ、
   前記組み付け時において、前記小鍔部の軸方向端面に円環状の治具が装着され、
   前記治具の外径面はテーパー形状であり、
   前記治具の外径面の角度が、前記ポケットに保持された状態の前記円すいころの内径側の角度より小さく設定され、
   前記治具の小外径が、前記円すいころの内接円径より小さく設定され、
   前記治具の大外径が、前記小鍔部の端面外径以上に設定される円すいころ軸受の組立方法。
2. 前記保持器が合成樹脂製である請求項１に記載の円すいころ軸受の組立方法。
3. 前記円すいころの平均外径をＡ、前記保持器の平均外径をＢとして、Ｂ／Ａが５以上に設定される請求項１又は２に記載の円すいころ軸受の組立方法。
4. 前記小鍔部の外径面はテーパー形状であり、
   前記小鍔部の外径面の角度が、前記ポケットに保持された状態の前記円すいころの内径側の角度より小さく設定され、
   前記小鍔部の軸方向幅が、（前記小鍔部の外径−前記円すいころの内接円径）×０．５／ｔａｎ（前記小鍔部の外径面の角度）以下に設定される請求項１〜３のいずれか１項に記載の円すいころ軸受の組立方法。

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