JP6244959B2 - 円すいころ軸受 - Google Patents

Description

本発明は、円すいころ軸受に関する。

円すいころ軸受は、図９に示すように、内輪１０１と、外輪１０２と、複数の円すいころ１０３と、これら円すいころ１０３を保持する環状の保持器１０４とを備えている（例えば、特許文献１参照）。内輪１０１は、軸方向一方側が小径であり軸方向他方側が大径である内輪軌道面１０１ｃを有しており、また、その軸方向両側に小鍔部１０１ａ及び大鍔部１０１ｂを有している。外輪１０２は、内輪１０１の外周側に同心状に設けられており、内輪軌道面１０１ｃに対向する外輪軌道面１０２ｃを有している。円すいころ１０３は、内輪軌道面１０１ｃと外輪軌道面１０２ｃとの間に介在しており、内輪１０１と外輪１０２とが相対回転すると、これら内輪軌道面１０１ｃ及び外輪軌道面１０２ｃを転動する。保持器１０４は、環状であり、円すいころ１０３を収容するポケット１０５が周方向に沿って複数形成されている。

このような円すいころ軸受は、軸方向荷重（軸方向に予圧）が付与された状態で用いられ、円すいころ１０３の大端面１０３ｂは大鍔部１０１ｂに対して滑り接触しながら、内輪軌道面１０１ｃ及び外輪軌道面１０２ｃを転動する。

また、保持器１０４は、軸方向に離れて設けられている小径円環部１０６及び大径円環部１０７と、これら小径円環部１０６と大径円環部１０７とを繋ぐ複数の柱部１０８とを有しており、両円環部１０６，１０７の間であってかつ周方向で隣り合う柱部１０８の間がポケット１０５とされている。そして、この保持器１０４は、径方向及び軸方向の両方向について位置決めされた状態で、内輪１０１と外輪１０２との間に設けられている。

径方向についての位置決めは、転動体案内方式と軌道輪案内方式とがある。転動体案内方式は、保持器１０４が有する柱部１０８の側面（周方向に向く側面）１０８ａが、円すいころ１０３の外周面１０３ａに摺接することで行われる案内方式であり、軌道輪案内方式は、保持器１０４の外周面が、軌道輪である外輪１０２の内周面に摺接することで行われるガイド方式である。なお、図９は、転動体案内方式の円すいころ軸受を示している。

軸方向についての位置決めは、従来、保持器１０４が有する小径円環部１０６と大径円環部１０７とによって行われる。つまり、大径円環部１０７の側面（軸方向一方側に向く側面）１０７ａが、円すいころ１０３の大端面１０３ｂに接触することで、保持器１０４の軸方向一方側への移動が制限され、また、小径円環部１０６の側面（軸方向他方に向く側面）１０６ａが、円すいころ１０３の小端面１０３ａに接触することで、保持器１０４の軸方向他方側への移動が制限される。

特開２０１３−１３０２０８号公報

前記のとおり、円すいころ１０３の大端面１０３ｂは内輪１０１の大鍔部１０１ｂに対して滑り接触する。このため、大端面１０３ｂは研磨等の仕上げ加工が施されており、寸法精度が高い。これに対して、反対側の小端面１０３ａは、内輪１０１（小鍔部１０１ａ）と接触しないことから仕上げ加工は不要であり鍛造加工面のままとされており、寸法精度が低い。このように、円すいころ１０３において、大端面１０３ｂは仕上げ加工され、小端面１０３ａは鍛造加工面のままであるため、円すいころ１０３の軸方向の寸法精度が低く、全長についての寸法公差は、例えば０．３ｍｍ程度と大きくなっている。

そして、この円すいころ１０３を収容する保持器１０４のポケット１０５の軸方向寸法については、円すいころ１０３の前記寸法公差を考慮して設定する必要があり、ポケット１０５と円すいころ１０３との間に形成される軸方向の隙間は、前記寸法公差よりも大きく設定される。
さらに、前記転動体案内方式である円すいころ軸受の場合、円すいころ１０３及びポケット１０５はテーパ形状であり、また、保持器１０４の柱部１０８が円すいころ１０３の軸線よりも径方向外側にあるため、大きな軸方向の隙間が円すいころ１０３とポケット１０５との間に形成されていると、保持器１０４は軸方向一方側へ大きく位置ずれすることができ、これにより、円すいころ１０３の外周面１０３ａとポケット１０５との間に、大きな周方向及び径方向の隙間も形成されてしまう。
また、前記軌道輪案内方式である円すいころ軸受の場合には、大きな軸方向の隙間が円すいころ１０３とポケット１０５との間に形成され、保持器１０４が軸方向他方側へ大きく位置ずれすると、外輪軌道面１０２ｃと保持器１０４の外周面との間に、大きな径方向の隙間も形成されてしまう。

以上より、円すいころ軸受において、ポケット１０５の軸方向一方側及び他方側に向く側面１０６ａ,１０７ａは、保持器１０４が軸方向に移動するのを制限するための面として機能する。しかし、円すいころ１０３の軸方向の寸法精度が低いことから、この円すいころ１０３とポケット１０５との軸方向の隙間が大きくなると、保持器１０４の軸方向の遊び（位置ずれ可能幅）が大きくなり、これにより、円すいころ１０３の外周面１０３ａとポケット１０５との間に形成される周方向及び径方向の隙間や、外輪軌道面１０２ｃと保持器１０４の外周面との間に形成される径方向隙間も大きくなってしまう。この結果、保持器１０４における各隙間が大きくなって、円すいころ軸受が回転した際に、保持器１０４は安定して回転することができず、保持器１０４に振動（自励振動）が生じるおそれがある。特に、高速回転時や貧潤滑状態では、保持器１０４に振動が発生しやすくなり、異音等の不具合が生じることがある。

そこで、本発明は、保持器が安定して回転することができ、保持器の振動発生を抑制することが可能となる円すいころ軸受を提供することを目的とする。

（１）本発明の円すいころ軸受は、軸方向一方側が小径であり軸方向他方側が大径である内輪軌道面を有する内輪と、この内輪の外周側に同心状に設けられ前記内輪軌道面に対向する外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に介在している複数の円すいころと、前記円すいころを収容するポケットが周方向に沿って複数形成されている環状の保持器と、を備え、前記内輪は、前記円すいころの大端面と接触する内側面を有している大鍔部を備え、前記保持器は、前記円すいころの前記大端面に接触することで当該保持器の軸方向一方側への移動を制限する第１位置決め部と、前記大鍔部の前記内側面に接触することで当該保持器の軸方向他方側への移動を制限する第２位置決め部と、を有し、前記円すいころの前記大端面と前記第１位置決め部とが接触したときに、前記大鍔部の前記内側面と前記第２位置決め部との軸方向の隙間が、前記円すいころと前記ポケットとの間に形成される軸方向の隙間よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、保持器の軸方向についての移動が、円すいころの大端面と内輪が有する大鍔部の内側面とを用いて制限される。これら円すいころの大端面と大鍔部の内側面とは、円すいころ軸受が回転すると相互で接触することから両者ともに寸法精度が高く形成されており、このような寸法精度の高い面が用いられて、前記第１位置決め部及び前記第２位置決め部によって、保持器の軸方向両方向への移動が制限される。この結果、保持器は安定して回転することができ、保持器の振動発生を抑制することが可能となる。
なお、円すいころの大端面と第１位置決め部とが接触したときに、大鍔部の内側面と第２位置決め部との軸方向の隙間を、円すいころとポケットとの間に形成される軸方向の隙間よりも小さくすることにより、第２位置決め部が大鍔部の内側面に接触する前に、円すいころ（小端面及び外周面）がポケットに接触するのを防いでいる。

（２）また、前記保持器は、軸方向に離れて設けられている小径円環部及び大径円環部と、これら小径円環部と大径円環部とを繋ぐ複数の柱部と、を有し、周方向で隣り合う柱部の間が前記ポケットとされており、前記第２位置決め部は、前記柱部から径方向内側に延在し前記大鍔部の前記内側面に接触する突起片からなる構成とすることができる。
この場合、柱部から径方向内側に延在している突起片が、内輪の大鍔部の内側面に接触することにより、保持器の軸方向他方側への移動が制限される。

（３）また、前記（１）に記載の円すいころ軸受において、前記保持器は、軸方向に離れて設けられている小径円環部及び大径円環部と、これら小径円環部と大径円環部とを繋ぐ複数の柱部と、を有し、周方向で隣り合う柱部の間が前記ポケットとされており、前記第２位置決め部は、前記大径円環部と一体であり当該大径円環部の径方向内側に位置する中継部と、当該中継部から径方向内側に延在して前記大鍔部の前記内側面に接触する延在部と、を有しており、前記中継部は、前記大径円環部から軸方向他方側へ突出する金属製の板片の基部を軸方向一方側へ折り返して形成した部分からなり、前記延在部は、前記中継部の先部を径方向内側へ折り曲げて形成した部分からなるのが好ましい。

この場合、大径円環部と一体である中継部から径方向内側に延在している延在部が、内輪の大鍔部の内側面に接触することにより、保持器の軸方向他方側への移動が制限される。そして、大径円環部から軸方向他方側へ突出する板片は、金属製であり塑性加工が可能であることから、この板片を折り返しかつ折り曲げ加工（塑性加工）することで、第２位置決め部を構成することが可能となる。

（４）また、前記（１）〜（３）に記載の円すいころ軸受において、前記保持器は、前記外輪軌道面又は前記円すいころの外周面に接触することで当該保持器の径方向への移動を制限する径方向置決め部を更に有しているのが好ましい。
この場合、保持器は、外輪軌道面又は円すいころの外周面に接触することで、径方向についての位置決めがされる。

本発明の円すいころ軸受によれば、寸法精度の高い円すいころの大端面及び大鍔部の内側面を用いて、第１位置決め部及び第２位置決め部によって、保持器の軸方向両方向への移動が制限されることにより、保持器は安定して回転することができ、保持器の振動発生を抑制することが可能となる。

本発明の円すいころ軸受の実施の一形態を示す縦断面図である。 円すいころ軸受の一部を軸方向他方側から見た説明図である。 円すいころ軸受の軸方向他方側の一部を示す縦断面図である。 保持器の縦断面図である。 他の形態に係る円すいころ軸受の縦断面図である。 図５に示す円すいころ軸受の一部を軸方向他方側から見た説明図である。 更に他の形態に係る円すいころ軸受の縦断面図である。 図７に示す円すいころ軸受の一部を軸方向他方側から見た説明図である。 従来の円すいころ軸受の縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の円すいころ軸受の実施の一形態を示す縦断面図である。この円すいころ軸受７は、内輪１１と、外輪１２と、複数の円すいころ１３と、これら円すいころ１３を保持する環状の保持器１４とを備えている。内輪１１は、軸受鋼や機械構造用鋼等を用いて形成された環状の部材であり、軸方向一方側（図１では左側）が小径であり軸方向他方側（図１では右側）が大径である内輪軌道面２１を有している。また、内輪１１は、軸方向両側に環状の小鍔部２２及び小鍔部２２よりも外径の大きい環状の大鍔部２３を有している。外輪１２は、軸受鋼や機械構造用鋼等を用いて形成された環状の部材である。外輪１２は、内輪１１の外周側に同心状に設けられており、内輪軌道面２１に対向する外輪軌道面２６を有している。

円すいころ１３は、軸受鋼等を用いて形成された部材であり、内輪軌道面２１と外輪軌道面２６との間に介在している。内輪１１と外輪１２とが相対回転すると、各円すいころ１３はこれら内輪軌道面２１及び外輪軌道面２６を転動する。円すいころ１３は、軸方向一方側に小端面３２を有し、軸方向他方側に直径が小端面３２よりも大きい大端面３１を有している。そして、円すいころ１３の円錐台形状である外周面３３が内輪軌道面２１及び外輪軌道面２６に接触する。

保持器１４は、環状であり、円すいころ１３を収容するポケット１５が周方向に沿って複数形成されている。具体的に説明すると、保持器１４は、軸方向に離れて設けられている小径円環部１６及び大径円環部１７と、これら小径円環部１６と大径円環部１７とを繋ぐ複数の柱部１８とを有している。そして、両円環部１６，１７の間であってかつ周方向で隣り合う柱部１８の間が、一つの円すいころ１３を取り囲んで収容するポケット１５とされている（図１と図２参照）。なお、図２は、円すいころ軸受７の一部を軸方向他方側から見た説明図である。保持器１４は、射出成形によって形成された合成樹脂製の部材であってもよく、金属材料をプレス加工で所定形状とした部材であってもよい。なお、図１に示す保持器１４は合成樹脂製である。そして、この保持器１４は、径方向及び軸方向の両方向について位置決めされた状態で、内輪１１と外輪１２との間に設けられている。この位置決めのための構成については後に説明する。

以上の構成を有する円すいころ軸受７は（図１参照）、軸方向荷重（軸方向の予圧）が付与された状態で用いられ、円すいころ１３の大端面３１は大鍔部２３の内側面２４に対して滑り接触しながら、内輪軌道面２１及び外輪軌道面２６を転動する。このため、大端面３１及び内側面２４は、共に研磨等の仕上げ加工が施されており、寸法精度が高く、滑らかな面とされている。これに対して、小端面３２は、使用状態で小鍔部２２に接触しないことから、仕上げ加工が施されておらず鍛造加工面のままとされており、大端面３１よりも寸法精度は低く粗面となっている。なお、大鍔部２３の内側面２４は、軸方向一方側へ向く（臨む）面である。

保持器１４の径方向及び軸方向についての位置決めに関して説明する。
先ず、径方向の位置決めに関して説明する。図２において、保持器１４が有している各柱部１８は、その周方向両側の側面に、円すいころ１３の外周面３３の一部と接触可能である接触面３６を有している。接触面３６は、外周面３３の内、円すいころ１３の中心線Ｃ０よりも径方向外側の領域と接触する。更に、接触面３６は、保持器１４の径方向に対して傾斜した面であり、径方向外側から内側に向かって斜めに接触する。

例えば、図２の中央に示す円すいころ１３及びこの円すいころ１３を保持しているポケット１５に着目すると、中央の円すいころ１３の左側に位置する柱部１８の右側面における第１の接触面３６と、中央の円すいころ１３の右側に位置する柱部１８の左側面における第２の接触面３６とが、その中央の円すいころ１３の外周面３３に二点で接触可能である。したがって、これら接触面３６が円すいころ１３に接触することによって、保持器１４の径方向内側への移動（変位）が制限（規制）される。そして、この中央の円すいころ１３以外の他の円すいころ１３及び当該他の円すいころ１３を保持しているポケット１５についても、同様の構成であることから、保持器１４は、全周にわたって径方向内側への変位が制限される。つまり、径方向の位置決めが円すいころ１３によって行われており、転動体案内（円すいころ案内）となっている。

以上のように、保持器１４は、円すいころ１３の外周面３３に接触（摺接）することで当該保持器１４の径方向への移動を制限する「径方向置決め部」として、接触面３６を有している。この柱部１８の一部である接触面３６が円すいころ１３の外周面３３に接触することで、保持器１４は径方向について位置決めされる。

次に、軸方向の位置決めに関して説明する。
前記のとおり（図１と図２参照）、保持器１４の小径円環部１６と大径円環部１７との間であってかつ周方向で隣り合う柱部１８の間が、一つの円すいころ１３を取り囲んで収容するポケット１５とされている。このポケット１５の内周面は、小径円環部１６の軸方向他方側に向かう（臨む）側面１６ａと、周方向で隣り合う一対の柱部１８それぞれの周方向に向かう（臨む）側面１８ａと、大径円環部１７の軸方向一方側に向かう（臨む）側面１７ａとの四面によって構成されている。

そして、図３に示すように、このポケット１５の内周面の内の大径円環部１７の側面１７ａ（以下、ポケット側面１７ａという。）は、円すいころ１３の大端面３１に接触可能となる面であり、保持器１４が軸方向一方側へ移動（変位）しても、このポケット側面１７ａが大端面３１に接触することによって、この移動（変位）が制限（規制）される。なお、図３は、円すいころ軸受７の軸方向他方側の一部を示す縦断面図である。
このように、保持器１４が軸方向一方側へ移動しても、この保持器１４は、ポケット１５の内周面の内の、円すいころ１３の大端面３１側に、この大端面３１に接触することで当該保持器１４の軸方向一方側への移動を制限する「第１位置決め部」として、大径円環部１７のポケット側面１７ａを有している。

更に、図４に示すように、保持器１４は、柱部１８から径方向内側に延在している突起片１９を有している。本実施形態では、突起片１９は、柱部１８のほぼ全長にわたってこの柱部１８から径方向内側に延在して設けられている。そして、図２と図３に示すように、この突起片１９の一部（軸方向他方側の面１９ａ）は、大鍔部２３の内側面２４に接触可能であり、保持器１４が軸方向他方側へ移動（変位）しても、この突起片１９の一部（面１９ａ）が内側面２４に接触することによって、この移動（変位）が制限（規制）される。なお、以下において、この面１９ａを接触面１９ａという。
このように、保持器１４が軸方向他方側へ移動しても、この保持器１４は、その径方向内側に、大鍔部２３の内側面２４に接触することで当該保持器１４の軸方向他方側への移動を制限する「第２位置決め部」として、突起片１９（接触面１９ａ）を有している。

なお、ポケット側面１７ａと円すいころ１３の大端面３１との間には隙間δ１（図３参照）が生じるように、ポケット１５は形成されており、また、接触面１９ａと大鍔部２３の内側面２４との間には隙間δ２（図３参照）が生じるように、突起片１９（接触面１９ａ）は形成されている。
そして、ポケット側面１７ａが円すいころ１３の大端面３１に接触した状態（つまり、隙間δ１＝０）で、前記隙間δ２は、円すいころ１３の小端面３２と小径円環部１６の側面（ポケット側面）１６ａとの隙間δ３（図１参照）よりも十分に小さく設定されている。より厳密に説明すると、ポケット側面１７ａが円すいころ１３の大端面３１に接触したときに、大鍔部２３の内側面２４と突起片１９（接触面１９ａ）との軸方向の隙間（前記δ２で示す隙間の軸方向成分）を、円すいころ１３の小端面３２とポケット側面１６ａとの間に形成される軸方向の隙間（前記δ３で示す隙間の軸方向成分）よりも小さく設定している。これにより、接触面１９ａが内側面２４に接触する前に小端面３２とポケット側面１６ａとが接触するのを防いでいる。
更に、ポケット側面１７ａが円すいころ１３の大端面３１に接触したときに、大鍔部２３の内側面２４と突起片１９（接触面１９ａ）との軸方向の隙間（前記δ２で示す隙間の軸方向成分）を、円すいころ１３の外周面（転送面）３３と保持器１４の柱部１８の側面１８ａとの間に形成される隙間の軸方向成分よりも小さく設定している。これにより、接触面１９ａが内側面２４に接触する前に円すいころ１３の外周面３３と柱部１８の側面１８ａとが接触するのを防いでいる。
なお、ここでいう「軸方向」とは、軸受本体（内輪１１、外輪１２）の軸線に平行な方向であり、「軸方向成分」は前記軸線に平行な方向の寸法成分をいう。

以上より、図３に示すように、大径円環部１７のポケット側面１７ａが円すいころ１３の大端面３１に接触すること、及び、柱部１８から延在している突起片１９の接触面１９ａが大鍔部２３の内側面２４に接触することによって、保持器１４は、軸方向両方向について位置決めされる。

このように本実施形態の円すいころ軸受７では、保持器１４は、円すいころ１３の大端面３１に接触することで当該保持器１４の軸方向一方側への移動を制限するために、ポケット１５においてポケット側面１７ａ（第１位置決め部）を有しており、更に、大鍔部２３の内側面２４に接触することで当該保持器１４の軸方向他方側への移動を制限するために、その保持器１４の径方向内側において突起片１９の接触面１９ａ（第２位置決め部）を有している。

この円すいころ軸受７によれば、保持器１４の軸方向両方向についての移動が、円すいころ１３の大端面３１と内輪１１が有する大鍔部２３の内側面２４とを用いて制限される。これら大端面３１と内側面２４とは、前記のとおり、円すいころ軸受７が回転すると相互で接触することから両者ともに研磨等の仕上げ加工が施されて寸法精度が高く形成されている。そこで、このような寸法精度の高い面（大端面３１と内側面２４）が用いられて、大径円環部１７のポケット側面１７ａ（第１位置決め部）及び突起片１９の接触面１９ａ（第２位置決め部）によって、保持器１４の軸方向両方向への移動が制限される。この結果、保持器１４は安定して回転することができ、保持器１４の振動発生を抑制することが可能となる。

また、本実施形態の場合、保持器１４は、その全体が射出成形により成型されており、第２位置決め部となる接触面１９ａを有する突起片１９は、柱部１８と一体で成型されている。つまり、突起片１９も、柱部１８及び円環部１６，１７と共に、樹脂材料により一体成型されており、第２位置決め部を容易に得ることができる。
更に、軸方向についての位置決め部となる大径円環部１７のポケット側面１７ａ、及び突起片１９の接触面１９ａは、金型により成型されることから、寸法精度を高くすることができる。また、これら面１７ａ,１９ａは、滑らかな面とすることができるため、二次加工（仕上げ加工）が不要である。

また、金型により成型することから、ポケット側面１７ａと接触面１９ａとの相対位置の精度を高めることが容易である。このため、円すいころ１３の大端面３１とポケット側面１７ａとの隙間δ１と、この大端面３１に接触する大鍔部２３の内側面２４と接触面１９ａとの隙間δ２とを、共に小さく設定することが容易である。例えば、突起片１９の接触面１９ａが大鍔部２３の内側面２４に接触した状態（つまり、隙間δ２＝０）で、隙間δ１を小さく設定することができる。隙間δ１を例えば０．１ｍｍ以下に設定できる。
このように隙間δ１，δ２を小さく設定することができるため、保持器１４の軸方向の移動が制限される。したがって、本実施形態のような転動体案内方式の円すいころ軸受７の場合、テーパになっている円すいころ１３の外周面３３と柱部１８の側面１８ａとの間に形成されている周方向及び径方向の隙間の変化も小さくなる。この結果、回転中の保持器１４の位置は安定する。つまり、保持器１４は安定して回転することができ、保持器１４の振動発生を抑制することが可能となる。

〔他の形態の保持器１４を備えている円すいころ軸受について〕
図５は、他の形態に係る円すいころ軸受７の縦断面図である。この図５に示す円すいころ軸受と、図１に示す円すいころ軸受とを比べると、保持器１４の径方向の位置決めを行うための構成が異なるが、その他については同じである。なお、図５では、説明のために外輪１２を正規位置よりも径方向外側に記載しており、また、外輪１２を二点鎖線により示している。

図５に示す円すいころ軸受７の保持器１４は、外輪１２の内周面（外輪軌道面２６）に接触可能である外周接触面３７を有している。本実施形態では、保持器１４が有する各柱部１８の径方向外側面が、前記外周接触面３７となっている（図５と図６参照）。各外周接触面３７は、外輪軌道面２６よりも僅かに直径が小さい仮想の円錐面に沿って形成された面であり、この外周接触面３７が外輪軌道面２６に接触することによって、保持器１４の径方向の移動（変位）が制限（規制）される。つまり、径方向の位置決めが外輪１２によって行われており、軌道輪案内となっている。なお、図６は、図５に示す円すいころ軸受７の一部を軸方向他方側から見た説明図である。

以上より、保持器１４は、外輪軌道面２６に接触（摺接）することで当該保持器１４の径方向への移動を制限する「径方向置決め部」として、外周接触面３７を有しており、この外周接触面３７が外輪軌道面２６に接触することで、保持器１４は、径方向について位置決めされる。

なお、図５と図６に示す実施形態において、保持器１４の軸方向の位置決めのための構成は、図１に示す実施形態の構成と同じであり、保持器１４の軸方向一方側への移動を制限する「第１位置決め部」として、大径円環部１７のポケット側面１７ａを有しており、また、保持器１４の軸方向他方側への移動を制限する「第２位置決め部」として、突起片１９（接触面１９ａ）を有している。
このため、図１に示す円すいころ軸受７の場合と同様に、保持器１４の軸方向の移動が制限される。したがって、本実施形態のような軌道輪案内方式の円すいころ軸受７の場合、テーパになっている外輪軌道面２６と保持器１４の外周面１４ｃ（外周接触面３７）との間に形成されている径方向の隙間の変化も小さくなる。この結果、回転中の保持器１４の位置は安定する。つまり、保持器１４は安定して回転することができ、保持器１４の振動発生を抑制することが可能となる。なお、図５に示す保持器１４についても、その全体を射出成形により成型することができる。

〔更に他の形態の保持器１４を備えている円すいころ軸受について〕
図７は、更に他の形態に係る円すいころ軸受７の縦断面図である。なお、この図７では、円すいころ１３を二点鎖線（仮想線）で示している。この図７に示す円すいころ軸受７と、図１に示す円すいころ軸受７とを比べると、保持器１４の軸方向の位置決めを行うための構成が異なるが、その他については同じである。また、図７に示す保持器１４は、冷間圧延鋼板・鋼帯（ＳＰＣＣ）等の薄肉の炭素鋼からなる。又はステンレス鋼や銅合金等の金属製であってもよい。

図７に示す円すいころ軸受７の保持器１４は、前記各形態と同様に、軸方向に離れて設けられている小径円環部１６及び大径円環部１７と、これら小径円環部１６と大径円環部１７とを繋ぐ複数の柱部１８とを有している。そして、両円環部１６，１７の間であってかつ周方向で隣り合う柱部１８の間が、一つの円すいころ１３を取り囲んで収容するポケット１５とされている（図７と図８参照）。なお、図８は、図７に示す円すいころ軸受７の一部を軸方向他方側から見た説明図である。

この保持器１４は、図７に示すように、円すいころ１３の大端面３１に接触することで当該保持器１４の軸方向一方側への移動を制限する第１位置決め部として、ポケット１５にポケット側面１７ａを有している。更に、この保持器１４は、その径方向内側に、内輪１１の大鍔部２３の内側面２４に接触することで当該保持器１４の軸方向他方側への移動を制限する第２位置決め部を有している。前記第１位置決め部の具体的構成は、図１及び図５に示す実施形態の構成と同じであるが、第２位置決め部の具体的構成が異なる。

すなわち、図７と図８に示す実施形態における第２位置決め部は、保持器１４が有している大径円環部１７と一体であってこの大径円環部１７の径方向内側に位置する中継部４１と、この中継部４１から径方向内側に延在している延在部４２とを有して構成されている。
更に説明すると、保持器１４は、大径円環部１７と同じ部材から形成されかつこの大径円環部１７から軸方向他方側へ突出している板片４０を有している。そして、この保持器１４（板片４０を含む大径円環部１７）は金属製であることから、板片４０は塑性変形が可能である。また、板片４０は、柱部１８と同じ周方向ピッチで設けられており（図８参照）、しかも、柱部１８の軸方向の延長線に沿って板片４０は設けられている（図７参照）。そこで、前記中継部４１は、図７に示すように、この板片４０の基部４０ａを（１８０度）軸方向一方側へ折り返して形成した部分からなり、また、前記延在部４２は、この中継部４１の先部４１ａ（板片４０の先部）を径方向内側へ折り曲げて形成した部分からなる。

そして、この延在部４２の一部（面４２ａ）が、大鍔部２３の内側面２４に接触可能であり、この面４２ａが大鍔部２３の内側面２４に接触することによって、保持器１４の軸方向他方側への移動（変位）が制限（規制）される。なお、以下において、この面４２ａを接触面４２ａという。また、本実施形態では、中継部４１から板片４０の先端側はＵ字状に曲げられており、板片４０の先端面４０ｂが、接触面４２ａとなっている。

このように、保持器１４は、その径方向内側に、大鍔部２３の内側面２４に接触することで当該保持器１４の軸方向他方側への移動を制限する「第２位置決め部」として、中継部４１及び延在部４２を有している。なお、延在部４２の接触面４２ａと大鍔部２３の内側面２４との間には隙間δ２が生じるように、延在部４２（接触面４２ａ）は形成されている。また、ポケット側面１７ａが円すいころ１３の大端面３１に接触した状態（つまり、隙間δ１＝０）で、前記隙間δ２は、円すいころ１３の小端面３２と小径円環部１６の側面（ポケット側面）１６ａとの隙間δ３よりも十分に小さく設定されている。これにより、接触面４２ａが内側面２４に接触する前に小端面３２とポケット側面１６ａとが接触するのを防ぐことができる。

以上より、大径円環部１７のポケット側面１７ａが円すいころ１３の大端面３１に接触すること、及び、大径円環部１７から中継部４１を介して設けられている延在部４２の接触面４２ａが大鍔部２３の内側面２４に接触することによって、保持器１４は、軸方向両方向について位置決めされる。

このように本実施形態の円すいころ軸受７では、保持器１４は、円すいころ１３の大端面３１に接触することで当該保持器１４の軸方向一方側への移動を制限するために、ポケット１５においてポケット側面１７ａ（第１位置決め部）を有しており、更に、大鍔部２３の内側面２４に接触することで当該保持器１４の軸方向他方側への移動を制限するために、その保持器１４の径方向内側において中継部４１及び延在部４２（第２位置決め部）を有している。そして、円すいころ１３の大端面３１とポケット側面１７ａとが接触したときに、大鍔部２３の内側面２４と延在部４２の接触面４２ａとの軸方向の隙間が、円すいころ１３（の小端面３２、外周面３３）とポケット１５（ポケット側面１６ａ、側面１８ａ）との間に形成される軸方向の隙間よりも小さい。

この円すいころ軸受７によれば、保持器１４の軸方向両方向についての移動が、円すいころ１３の大端面３１と内輪１１が有する大鍔部２３の内側面２４とを用いて制限される。これら大端面３１と内側面２４とは、前記のとおり、円すいころ軸受７が回転すると相互で接触することから両者ともに研磨等の仕上げ加工が施されて寸法精度が高く形成されている。そこで、このような寸法精度の高い面（大端面３１と内側面２４）が用いられて、大径円環部１７のポケット側面１７ａ（第１位置決め部）及び延在部４２の接触面４２ａ（第２位置決め部）によって、保持器１４の軸方向両方向への移動が制限される。したがって、転動体案内の円すいころ軸受７の場合、テーパになっている円すいころ１３の外周面３３と柱部１８の側面１８ａとの隙間の変化も小さくなる。なお、軌道輪案内の円すいころ軸受７とする場合、テーパになっている外輪軌道面２６と保持器１４の外周面１４ｃとの隙間の変化が小さくなる。
この結果、回転中の保持器１４の位置は安定する。つまり、保持器１４は安定して回転することができ、保持器１４の振動発生を抑制することが可能となる。

さらに、本実施形態の場合、大径円環部１７から軸方向他方側へ突出する板片４０を折り返しかつ折り曲げ加工（塑性加工）することで、第２位置決め部として中継部４１及び延在部４２を構成することが可能であり、第２位置決め部を容易に得ることができる。

また、本実施形態では、金属材料をプレス加工することで所定形状の保持器１４を作製しているが、ポケット側面１７ａと延在部４２の接触面４２ａとの内の一方又は双方に対して、仕上げ加工を施さなくてもよいが、研磨等の仕上げ加工を施してもよい。仕上げ加工を施す場合、ポケット側面１７ａと接触面４２ａとの相対位置の精度を高めることが可能となる。この結果、円すいころ１３の大端面３１とポケット側面１７ａとの隙間δ１と、この大端面３１に接触する大鍔部２３の内側面２４と接触面４２ａとの隙間δ２とを、共に小さく設定することができる。例えば、延在部４２の接触面４２ａが大鍔部２３の内側面２４に接触した状態（つまり、隙間δ２＝０）で、隙間δ１を極めて小さく設定することが可能となる。

図７及び図８に示す保持器１４の変形例として、図示しないが、中継部４１と延在部４２とは一体であるが、これらが、大径円環部１７と別体（別部材）であってもよい。この場合、大径円環部１７に対して中継部４１を接着や溶接（スポット溶接）等によって取り付ければよい。なお、大径円環部１７に対する中継部４１の取り付け位置は、柱部１８と同じ周方向ピッチであり、しかも、柱部１８の周方向位置と同じ周方向位置である。また、特に、大径円環部１７に対して中継部４１を別途取り付ける場合、中継部４１と延在部４２との部材を、全ての柱部１８に対応させて取り付けなくてもよい。つまり、周方向に複数並ぶ柱部１８に対して中継部４１と延在部４２とを間欠的に設ければよい。なお、大径円環部１７と一体である板片４０から中継部４１と延在部４２とを形成する場合においても、全ての柱部１８の延長線上に板片４０が存在していなくてもよく、周方向に複数並ぶ柱部１８に対して板片４０（中継部４１と延在部４２と）を間欠的に設ければよい。
更に、図１及び図５に示す保持器１４の場合においても、突起片１９を全ての柱部１８に設けなくてもよく、間欠的であってもよい。

また、図７及び図８に示す円すいころ軸受７の変形例として、図５に示す円すいころ軸受７のように、各柱部１８の径方向外側面を、外輪軌道面２６に接触可能である外周接触面３７とし、保持器１４の径方向の位置決めをこの外周接触面３７によって行ってもよい。つまり、径方向の位置決めを軌道輪案内としてもよい。

また、図７に示すように、保持器１４の小径円環部１６の横断面形状は矩形（ストレート形）であるが、これに限らず、例えば断面Ｌ字形であってよい。つまり、図示しないが、小径円環部１６は、横断面が矩形である円筒部と、この円筒部の軸方向一方側から径方向内側に折れ曲がっている円環部とを有する構成であってもよい。

〔前記各実施形態について〕
前記各実施形態において、円すいころ１３の大端面３１は研磨等による仕上げ加工面であるが、小端面３２は鍛造加工面のままであることから寸法精度が低く、円すいころ１３全体における軸方向についての寸法公差は、例えば０．３ｍｍ程度と大きくなっている。したがって、この円すいころ１３を収容する保持器１４のポケット１５の軸方向寸法については、円すいころ１３の前記寸法公差を考慮して設定する必要があり、ポケット１５と円すいころ１３との間に形成される軸方向の隙間全体は、前記寸法公差よりも大きく設定されている。

したがって、従来（図９参照）では、ポケット１０５の軸方向一方側及び他方側に向く側面１０６ａ,１０７ａは、保持器１０４が軸方向に移動するのを制限するための面として機能するが、円すいころ１０３の大きな寸法公差の影響を受けることにより、ポケット１０５と円すいころ１０３との間の隙間が大きくなり、この結果、円すいころ軸受が回転した際に、保持器１０４は安定して回転することができない場合があり、保持器１０４に振動（自励振動）が生じるおそれがあった。
しかし、本発明の前記各実施形態によれば、例えば、突起片１９の接触面１９ａ（図３参照）が大鍔部２３の内側面２４に接触した状態（つまり、隙間δ２＝０）で、円すいころ１３の前記寸法公差と関係なく（この寸法公差の影響を受けないで）隙間δ１を小さく設定することができる。つまり、接触面１９ａ（４２ａ）とポケット側面１７ａとを（向きは異なるが）共通する面上に形成することも可能である。このため、保持器１４の軸方向の移動が制限され、転動体案内の円すいころ軸受７の場合、テーパになっている円すいころ１３の外周面３３と柱部１８の側面１８ａとの隙間の変化も小さくなる。なお、軌道輪案内の円すいころ軸受７の場合、テーパになっている外輪軌道面２６と保持器１４の外周面１４ｃとの隙間の変化も小さくなる。この結果、回転中の保持器１４の位置は安定する。つまり、保持器１４は安定して回転することができ、保持器１４の振動発生を抑制することが可能となる。

また、前記各実施形態において、保持器１４の軸方向他方側への移動を制限する第２位置決め部として、突起片１９（図１、図５の形態）が設けられ、中継部４１及び延在部４２（図７の形態）が設けられている。そして、これら突起片１９の接触面１９ａ、延在部４２の接触面４２ａが、内輪１１の大鍔部２３の内側面２４に接触するが、この接触は、面接触であってもよく、点接触であってもよい。面接触の場合、円すいころ軸受７の潤滑油による油膜が接触面間に形成され、耐摩耗性が向上する。点接触とする場合、例えば接触面１９ａ（４２ａ）に微小な突起を形成すればよい。

また、図１及び図５に示すように、保持器１４を樹脂製とする場合は特に、小径円環部１６の横断面を径方向に拡大させ、内輪１１（小鍔部２２）の外周面との径方向隙間、及び外輪１２の内周面との径方向隙間を狭くするのが好ましい。これは、円すいころ１３が存在している軸受内部に流入する潤滑油が必要以上に多くなると、潤滑油の撹拌抵抗や粘性抵抗によって円すいころ軸受７の回転トルクを増加させるおそれがあるが、前記のように径方向隙間を狭くすることにより、潤滑油の軸受内部への流入量を制限して回転トルクを低減させるためである。

また、前記のとおり、円すいころ１３の大端面３１と大鍔部２３の内側面２４とは転がり滑り接触するため、潤滑油が少ない環境である場合は特に、油膜切れによる焼き付きの問題がある。更に、高速回転時では、回転トルクの低減を目的として潤滑油の軸受内部への流入を制限していることから、前記のような焼き付きの対策が特に必要となる。そして、内輪１１が回転するとその遠心力によって、例えば、大鍔部２３の内側面２４（図１参照）及びその周囲に存在する潤滑油は、径方向外側へ飛散してしまう。
しかし、前記各実施形態の保持器１４によれば、突起片１９及び延在部４２が、内輪軌道面２１と大鍔部２３の内側面２４との境界の領域を径方向外側から部分的に覆っているため、前記のような潤滑油の飛散を抑制することができる。これにより、円すいころ１３の大端面３１と大鍔部２３の内側面２４との間における油膜切れによる焼き付きを抑制することが可能となる。

また、本発明の円すいころ軸受７は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、図１（図５）に示す保持器１４において、突起片１９を柱部１８のほぼ全長にわたって形成せず、軸方向他方側にのみ（部分的に）形成してもよい。また、前記各実施形態の保持器１４に関して、材質を樹脂製として説明したものについても金属製であってもよく、また、金属製として説明したものについても樹脂製であってもよい。また、前記各実施形態では、保持器１４の径方向についての位置決めを、外輪１２によって行う場合について説明したが、内輪１１によって行われる構成であってもよい。

７：円すいころ軸受 １１：内輪 １２：外輪
１３：円すいころ １４：保持器 １５：ポケット
１６：小径円環部 １７：大径円環部 １７ａ：ポケット側面（第１位置決め部）
１８：柱部 １９：突起片（第２位置決め部） １９ａ：接触面
２１：内輪軌道面 ２３：大鍔部 ２４：内側面
２６：外輪軌道面 ３１：大端面 ３６：接触面（径方向位置決め部）
３７：外周接触面（径方向位置決め部） ４０：板片
４１：中継部 ４２：延在部

Claims (4)

1. 軸方向一方側が小径であり軸方向他方側が大径である内輪軌道面を有する内輪と、この内輪の外周側に同心状に設けられ前記内輪軌道面に対向する外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に介在している複数の円すいころと、前記円すいころを収容するポケットが周方向に沿って複数形成されている環状の保持器と、を備え、
   前記内輪は、前記円すいころの大端面と接触する内側面を有している大鍔部を備え、
   前記保持器は、前記円すいころの前記大端面に接触することで当該保持器の軸方向一方側への移動を制限する第１位置決め部と、前記大鍔部の前記内側面に接触することで当該保持器の軸方向他方側への移動を制限する第２位置決め部と、を有し、
   前記円すいころの前記大端面と前記第１位置決め部とが接触したときに、前記大鍔部の前記内側面と前記第２位置決め部との軸方向の隙間が、前記円すいころと前記ポケットとの間に形成される軸方向の隙間よりも小さいことを特徴とする円すいころ軸受。
2. 前記保持器は、軸方向に離れて設けられている小径円環部及び大径円環部と、これら小径円環部と大径円環部とを繋ぐ複数の柱部と、を有し、周方向で隣り合う柱部の間が前記ポケットとされており、
   前記第２位置決め部は、前記柱部から径方向内側に延在し前記大鍔部の前記内側面に接触する突起片からなる請求項１に記載の円すいころ軸受。
3. 前記保持器は、軸方向に離れて設けられている小径円環部及び大径円環部と、これら小径円環部と大径円環部とを繋ぐ複数の柱部と、を有し、周方向で隣り合う柱部の間が前記ポケットとされており、
   前記第２位置決め部は、前記大径円環部と一体であり当該大径円環部の径方向内側に位置する中継部と、当該中継部から径方向内側に延在して前記大鍔部の前記内側面に接触する延在部と、を有しており、
   前記中継部は、前記大径円環部から軸方向他方側へ突出する金属製の板片の基部を軸方向一方側へ折り返して形成した部分からなり、
   前記延在部は、前記中継部の先部を径方向内側へ折り曲げて形成した部分からなる請求項１に記載の円すいころ軸受。
4. 前記保持器は、前記外輪軌道面又は前記円すいころの外周面に接触することで当該保持器の径方向への移動を制限する径方向置決め部を更に有している請求項１〜３のいずれか一項に記載の円すいころ軸受。

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