WO2016163527A1 - 円すいころ軸受 - Google Patents

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WO2016163527A1
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WO
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cage
tapered roller
diameter side
ring
roller bearing
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康由 林
貴司 脇坂
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Definitions

  • the present invention relates to tapered roller bearings used in industrial robots and reduction gears for construction machinery.
  • the present invention relates to a tapered roller bearing having a structure in which a tapered roller and a cage are integrated in order to prevent the tapered roller from falling off and to have a shape without an inner ring.
  • the tapered roller bearing 11 includes an inner ring 12 having a tapered raceway surface 12 a on the outer peripheral surface, an outer ring 13 having a tapered raceway surface 13 a on the inner peripheral surface, and a raceway surface 12 a of the inner ring 12. And a plurality of tapered rollers 14 that roll between the raceway surface 13a of the outer ring 13 and a retainer 15 that holds each tapered roller 14 in a pocket portion so that it can roll freely.
  • the cage 15 is formed by connecting a large-diameter ring portion 15a and a small-diameter ring portion 15b with a plurality of column portions 15c, and houses the tapered rollers 14 in a pocket portion 16 between the column portions 15c.
  • a large collar 12b and a small collar 12c are integrally formed at the large-diameter side end of the inner ring 12, so that the tapered roller 14 and the retainer 15 do not fall off the inner ring 12.
  • the inner ring in the tapered roller bearing has a tapered raceway surface, so that it has a small diameter side and a large diameter side when viewed in the axial direction, and the “small collar” is a collar provided at the end of the small diameter side.
  • the “cradle” is a scissor provided at the end on the large diameter side.
  • Patent Document 1 proposes a structure in which the raceway surface is secured by continuing the raceway surface of the inner ring to the end surface on the small diameter side of the inner ring.
  • Patent Document 1 when the inner ring raceway surface is continued to the end surface on the small diameter side of the inner ring, the tapered roller, the inner ring, and the cage are separated, but the tapered roller and the cage are integrated by devising the shape of the cage. It describes what you can do.
  • patent document 1 and patent document 2 as a manufacturing method of the retainer which integrated the tapered roller and the retainer, it is described that injection molding is performed using two dies in the axial direction (axial draw). ing.
  • the cage 21 holds a tapered roller (not shown) in the pocket portion 22.
  • Conical surfaces 24 and 25 are provided on the inner diameter side and the outer diameter side of the column part 23 for the purpose of preventing the tapered roller from falling off the pocket part 22 during assembly.
  • the conical surface 24 on the inner diameter side and the conical surface 25 on the outer diameter side are formed diagonally on one side of the column portion 23.
  • the grooves 26 are formed along the mold parting line, and even if burrs are generated between the molds after molding, interference of the burrs with the tapered rollers is prevented.
  • the dividing pillar part becomes thin and there exists a possibility that the mechanical strength of a pillar part may fall.
  • the column portion is thin although the diameter of the cage is large, so that the ring rigidity of the entire cage is likely to decrease.
  • the guide surface that is the contact surface with the tapered roller is widened in order to stably hold the tapered roller, the actual contact area increases, and it is difficult for the lubricant to enter this portion, which may result in poor lubricity. .
  • the present invention has been made to cope with such a problem, and can stably hold the tapered roller when integrating the tapered roller and the cage while enabling molding with a simple mold.
  • the tapered roller bearing according to the present invention includes an inner ring having a tapered raceway surface on an outer peripheral surface, an outer ring having a tapered raceway surface on an inner peripheral surface, and a raceway surface between the inner ring and the outer raceway surface.
  • a tapered roller bearing comprising a plurality of tapered rollers that roll, and a cage that holds the tapered rollers in a pocketable manner in a pocket portion
  • the cage is an injection-molded body formed by injection molding a resin composition
  • the cage is (A) It has a large-diameter ring part, a small-diameter ring part, and a plurality of pillar parts connecting them, and the pocket part is formed between adjacent pillar parts, or (B)
  • the adjacent column portions each including a plurality of column portions and a ring portion that is provided on either the small diameter side or the large diameter side of the cage and supports the column portions at equal intervals in the circumferential direction.
  • the pocket portion is formed between the two, and at the opposite end of the column portion on the ring portion side, the pocket portion has a protrusion that protrudes toward the pocket portion and supports one end surface of the tapered roller,
  • the cage is (1)
  • the mold parting line by the injection molding along the axial direction is formed in the column part, and the circumferential direction of the pocket part opening is smaller than the parting line in the pillar part and on the outer diameter side of the cage.
  • a mold parting line by the injection molding along the axial direction is formed in the column part, and the circumferential direction of the pocket part opening is larger than the parting line in the pillar part and on the inner diameter side of the cage. It has a guide portion for the tapered roller having a surface formed in the direction of narrowing the width, and is used for preventing the tapered roller from falling off on the larger diameter side and the outer diameter side of the cage than the dividing line in the column portion. It has a nail
  • the cage satisfies the above (B), and the ring portion is provided on the large diameter side of the cage.
  • This is a structure in which the ring portion on the small diameter side is omitted.
  • the inner ring has a structure that does not have a small wrinkle at a small-diameter side end, or a structure that does not have a small wrinkle at a small-diameter side end and a large-diameter side end.
  • the width of the guide portion in the taper direction is 51% or more of the width of the column portion in the taper direction.
  • the guide part and the drop-off preventing claw part are formed by the same mold, and the claw part is formed without excessive force.
  • the height h of the claw portion, h / t 1 with respect to the claw portion width t 1 of the taper direction of the pillar portion is 0.02 or more, and, h against the cage axial direction of the claw portion width t 2 / T 2 is 0.02 or more.
  • the guide portion has a groove penetrating at both axial end portions thereof.
  • the cage satisfies the above (1), and the groove has a shape in which the groove width increases from the axial end on the outer diameter side of the cage toward the opposite end in the axial direction, or
  • the cage satisfies the above (2), and the groove has a shape in which the groove width narrows from the axial end on the inner diameter side of the cage toward the opposite end in the axial direction.
  • a mold parting line is formed along the axial direction in the column part of the cage that is an injection-molded product, and the parting line in the column part
  • the guide portion and the drop-off preventing claw portion can be formed by the same side die, and the die structure can be simplified.
  • the tapered roller and the cage can be integrated by the claw portion for preventing the dropout, the structure can be eliminated, and the length of the tapered roller can be extended to increase the load capacity and reduce the size. Become.
  • a mold parting line along the axial direction is formed in a column part of the cage that is an injection molded body, and the parting line in the column part Has a tapered roller guide portion on the larger diameter side and the inner diameter side of the cage, and a claw portion for preventing the tapered roller from falling off on the larger diameter side and the outer diameter side of the cage from the dividing line in the column portion. Therefore, both the guide portion on the inner diameter side and the claw portion on the outer diameter side are on the larger diameter side than the dividing line, and the taper roller retainability is excellent.
  • the guide portion and the drop-off preventing claw portion can be formed by the same side die, and the die structure can be simplified.
  • the tapered roller and the cage can be integrated by the claw portion for preventing the dropout, the structure can be eliminated, and the length of the tapered roller can be extended to increase the load capacity and reduce the size. Become.
  • the tapered roller bearing of the present invention in which the cage satisfies (B) has the cage provided on a plurality of column portions and either the small-diameter side or the large-diameter side of the cage to surround the column portion.
  • the ring portion is provided on the large diameter side of the cage and the ring portion on the small diameter side is omitted, the amount of cage drawing from the outer ring end face can be greatly increased.
  • the inner ring width can be reduced.
  • the column part has a guide part of a tapered roller having a surface formed in a direction to narrow the circumferential width of the opening of the pocket part and a claw part for preventing the tapered roller from falling off, these and the above-mentioned protrusion
  • the tapered roller and the cage can be integrated with each other while the small-diameter ring portion is omitted. As a result, it is possible to obtain a structure in which a small wrinkle is eliminated, and it is possible to increase the load capacity and reduce the size by extending the length of the tapered roller.
  • the cage is an injection-molded body of a resin composition
  • the guide portion, the claw portion, and the projection portion having the predetermined shape can be easily formed integrally with the cage body.
  • the guide part and the claw part are on the same side (small diameter side or large diameter side) with respect to the mold parting line at the time of injection molding in the column part, molding with two dies by axial draw
  • the guide part and the claw part can be formed by a mold on the same side, and the mold structure can be simplified.
  • the width of the guide portion in the taper direction is 51% or more of the width of the column portion in the taper direction
  • the mold dividing surface is larger in diameter than the center of the column portion of the cage.
  • the mold dividing surface is shifted to the smaller diameter side from the center of the pillar portion of the cage, and the tapered rollers can be held more stably.
  • the height h of the claw portion for preventing the drop-off is such that h / t 1 is 0.02 or more with respect to the claw portion width t 1 in the taper direction of the column portion, and the claw portion width t 2 in the cage shaft direction.
  • h / t 2 is 0.02 or more, cracking and whitening can be prevented even when the nail portion is formed without force.
  • the guide portion Since the guide portion has predetermined grooves penetrating at both axial end portions thereof, lubricity on the guide surface of the guide portion is improved.
  • the tapered roller bearing according to the present invention includes an inner ring having a tapered raceway surface on an outer peripheral surface, an outer ring having a tapered raceway surface on an inner peripheral surface, and a raceway surface between the inner ring and the outer raceway surface.
  • a tapered roller bearing comprising a plurality of tapered rollers that roll, and a cage that holds the tapered rollers in a pocketable manner in a pocket portion
  • the cage is an injection-molded body formed by injection molding a resin composition
  • the cage is (A) It has a large-diameter ring part, a small-diameter ring part, and a plurality of pillar parts connecting them, and the pocket part is formed between adjacent pillar parts, or (B)
  • the adjacent column portions each including a plurality of column portions and a ring portion that is provided on either the small diameter side or the large diameter side of the cage and supports the column portions at equal intervals in the circumferential direction.
  • the pocket portion is formed between the two, and at the opposite end of the column portion on the ring portion side, the pocket portion has a protrusion that protrudes toward the pocket portion and supports one end surface of the tapered roller,
  • the cage is (1)
  • the mold parting line by the injection molding along the axial direction is formed in the column part, and the circumferential direction of the pocket part opening is smaller than the parting line in the pillar part and on the outer diameter side of the cage.
  • a mold parting line by the injection molding along the axial direction is formed in the column part, and the circumferential direction of the pocket part opening is larger than the parting line in the pillar part and on the inner diameter side of the cage. It has a guide portion for the tapered roller having a surface formed in the direction of narrowing the width, and is used for preventing the tapered roller from falling off on the larger diameter side and the outer diameter side of the cage than the dividing line in the column portion. It has a nail part.
  • tapered roller bearing of the present invention in which the cage satisfies (A) and (1) will be described with reference to FIGS.
  • the term “taper roller bearing of the present invention” simply means the tapered roller bearing of the present invention in which the cage satisfies (A) and (1).
  • FIG. 1 is an axial sectional view and an exploded view of a tapered roller bearing having no inner ring gavel
  • FIG. 2 (a) is an axial sectional view of the cage
  • FIG. 2 (b) is a cage. It is sectional drawing along the axis
  • the tapered roller bearing 1 includes an inner ring 2 having a tapered raceway surface 2 a on an outer peripheral surface, an outer ring 3 having a tapered raceway surface 3 a on an inner peripheral surface, and a raceway surface 2 a of the inner ring 2.
  • Each raceway surface has a tapered shape in which the diameter constituting the raceway surface increases and decreases along the axial direction.
  • the taper angle is not particularly limited, but is usually about 15 ° to 60 ° with respect to the axial direction.
  • a small flange is not formed at the small diameter side end portion of the inner ring 2
  • a large flange 2 b is integrally formed at the large diameter side end portion of the inner ring 2.
  • the tapered roller bearing according to the present invention may have a structure that eliminates at least the small wrinkles, and may have a structure that eliminates both the small and large wrinkles as necessary.
  • the tapered roller bearing 1 is an integrated product 7 in which a cage 5 and a tapered roller 4 are integrated, and the integrated product 7, the inner ring 2, and the outer ring 3 are combined. Used by incorporating into the site. As described above, when the cage and the tapered roller are integrated, the tapered roller 4 does not fall off from the cage 5 (maintains integration) at the time of assembling. .
  • the pocket portion of the cage has a claw portion that serves as a tapered roller fall-off preventing portion, and the tapered roller is incorporated into the pocket portion through elastic deformation of the claw portion and integrated with the cage. Has been.
  • the cage 5 is formed by connecting a large-diameter ring portion 5a and a small-diameter ring portion 5b, which are rib portions, by a plurality of column portions 5c.
  • the tapered roller 4 is accommodated in the pocket part 6 between the parts 5c.
  • the cage 5 is an injection-molded body formed by injection molding a resin composition described later.
  • a mold parting line X is formed on the column portion 5c by injection molding along the axial direction of the cage (also the axial direction of the bearing). The mold parting line X is shifted to the larger diameter side from the center of the column part 5c.
  • This injection mold consists of two dies with an axial draw, one of which is a mold on the larger diameter side (upper side in the figure) than the mold parting line X and the other is on the smaller side of the mold parting line X.
  • This is a mold (lower side in the figure).
  • both molds one is a fixed mold and the other is a movable mold.
  • the mold on the larger diameter side (upper side in the figure) than the mold parting line X Moves to the left in the figure, and the smaller diameter side (the lower side in the figure) from the mold parting line X moves to the right in the figure.
  • the mold parting line X can be varied between the large-diameter ring portion 5a and the small-diameter ring portion 5b within a range that does not reach these ring portions.
  • the cage 5 has a tapered roller guide portion 5d on the smaller diameter side than the mold dividing line X in the column portion 5c and on the outer diameter side of the cage, and is held on the smaller diameter side than the mold dividing line X in the column portion 5c.
  • a claw portion 5e for preventing the tapered roller from falling off is provided on the inner diameter side of the vessel.
  • the guide portion 5d is composed of a surface (guide surface) formed in a direction to narrow the circumferential width of the pocket portion opening.
  • the tapered roller 4 rolls while contacting a part of the guide surface of the guide portion 5d.
  • the shape of the guide surface may be a curved surface along a tapered roller or a flat surface (straight surface).
  • the guide part 5d forms the taper-shaped opening along the generatrix of the tapered roller when it sees from the pocket opening part surface.
  • the guide portion 5d can prevent the tapered roller 4 from coming off from the side where the guide portion 5d of the cage 5 is formed.
  • the tapered roller 4 is inserted into the pocket portion 6 of the cage 5 while being elastically deformed from the inner diameter side of the cage 5 while the hook portion 5e is elastically deformed. It is surrounded and held by the guide part 5d and the claw part 5e.
  • the width t 3 in the taper direction of the guide part 5d is preferably 51% or more of the width b (same as the width of the pocket part) in the taper direction of the column part 5c. Thereby, the tapered roller can be held more stably. More preferably, it is 55% or more, more preferably 60% or more, and most preferably 65% or more.
  • the guide portion 5d is formed from the small diameter ring portion 5b to just before the mold parting line X. With such a configuration, while the smaller diameter side than the mold parting line X, can be secured width t 3 as long as possible.
  • claw part 5e can be formed in arbitrary places if it is a small diameter side and the cage
  • FIG. In relation to the position of the guide portion 5d, it is preferable to form the tapered roller at a position where the tapered roller can be easily held. In the form shown in FIG. 2A, two of the same shape are formed apart from each other near the mold parting line X within the width range of the guide portion 5d in the taper direction.
  • the number of the claw portions is not limited to this, and it is sufficient that there are at least one claw portion, and three or more claw portions may be formed when more stable holding of the tapered rollers is required.
  • both the guide portion 5d and the claw portion 5e are disposed on the smaller diameter side than the mold parting line X, they are molded by the mold on the same side.
  • a claw portion 5e is also formed by a mold for forming the guide portion 5d, and the claw portion 5e is forcibly removed. In this case, stress is generated in the nail portion, and there is a possibility that the tip is cracked or the root is whitened.
  • the cage material is made of PA66 resin (containing 30% by volume of glass fiber), and “ ⁇ ” in the table indicates that neither cracking nor whitening is observed, “ ⁇ ” indicates that there is no cracking but whitening is recognized, “X” indicates a case where cracks are observed.
  • h / t 1 is 0.02 or more with respect to the claw width t 1 in the columnar taper direction, and the claw width t 2 in the cage axial direction.
  • h / t 2 is 0.02 or more, it can be seen that cracking and whitening during forced injection molding can be prevented.
  • the tip of the claw portion 5e in the thickness direction has an R shape. Thereby, a crack and whitening can be prevented more. In addition, burrs are unlikely to occur.
  • Table 2 shows the verification results of the relationship between the radius R and the height h of the claw, the relationship between cracking and whitening when the injection molding is forcibly removed, and the retainability of the tapered rollers.
  • “ ⁇ ” for the retainability of the tapered roller indicates that there is no problem in retainability and injection molding
  • “ ⁇ ” indicates that injection molding can be performed but whitening is observed
  • “-” indicates that it has not been evaluated. It is.
  • c is preferably 81% to 120% with respect to a.
  • the ring rigidity of the cage can be improved. More preferably, it is 84 to 100%.
  • the gate 8 which is a resin insertion port at the time of injection molding on the inner diameter side of the small diameter ring portion 5b.
  • the weld position 9 can be set between the pillar parts of the large diameter ring part 5a, and the strength reduction of the cage can be suppressed.
  • the thickness of the small diameter ring portion 5b is preferably 1.6 to 4 times the gate diameter. Thereby, it can shape
  • the guide portion is wide, and the tapered roller can be stably held.
  • a groove 5f penetrating at both axial end portions thereof is provided to promote the inflow of the lubricant to the guide surface.
  • the guide portion 5d is discontinuous by the groove 5f.
  • one groove 5f parallel to the axial direction is provided in the approximate center of the guide portion 5d.
  • FIG. 4A one groove 5f parallel to the axial direction is provided in the approximate center of the guide portion 5d.
  • the groove 5f of the guide portion 5d has a wedge shape, and the convex tip is disposed on the outer diameter side. That is, the width of the groove 5f increases from the axial end on the outer diameter side of the cage toward the opposite end in the axial direction.
  • the groove 5f can be easily formed simultaneously with the injection molding of the guide portion 5d.
  • the retainer in the tapered roller bearing of the present invention is a resin molded body using a resin composition.
  • Any resin composition can be used as long as it can be injection-molded and has sufficient heat resistance and mechanical strength as a cage material.
  • these resins are fibers such as glass fibers, aramid fibers, carbon fibers, and various mineral fibers (whiskers) as long as they do not impair the injection moldability. It is preferable to mix a shape reinforcing material.
  • inorganic fillers such as calcium silicate, clay, talc and mica, solid lubricants such as graphite, molybdenum disulfide, tungsten disulfide and polytetrafluoroethylene resin powder
  • an antistatic agent, a conductive material, a pigment, a release material, and the like may be blended.
  • tapered roller bearing of this invention with which a cage satisfy
  • Tapered roller bearings are not limited to these.
  • tapered roller bearing of the present invention in which the cage satisfies (A) and (2) will be described with reference to FIGS.
  • the term “tapered roller bearing of the present invention” simply means the tapered roller bearing of the present invention in which the cage satisfies (A) and (2).
  • FIG. 7 is an axial sectional view and an exploded view of a tapered roller bearing having no inner ring gavel
  • FIG. 8 (a) is an axial sectional view of the cage
  • FIG. 8 (b) is a cage. It is sectional drawing along the axis
  • the tapered roller bearing 101 includes an inner ring 102 having a tapered raceway surface 102 a on the outer peripheral surface, an outer ring 103 having a tapered raceway surface 103 a on the inner peripheral surface, and a raceway surface 102 a of the inner ring 102.
  • each raceway surface has a tapered shape in which the diameter constituting the raceway surface increases and decreases along the axial direction.
  • the taper angle is not particularly limited, but is usually about 15 ° to 60 ° with respect to the axial direction.
  • the inner ring 102 does not have a small flange on the small diameter side end, and the large ring 102 b is integrally formed on the large diameter side end of the inner ring 102.
  • the tapered roller bearing according to the present invention may have a structure that eliminates at least the small wrinkles, and may have a structure that eliminates both the small and large wrinkles as necessary.
  • the tapered roller bearing 101 is an integrated product 107 in which the cage 105 and the tapered roller 104 are integrated, and the integrated product 107, the inner ring 102, and the outer ring 103 are combined. Used by incorporating into the site. As described above, when the cage and the tapered roller are integrated, the tapered roller 104 does not fall off from the cage 105 during assembling (maintains integration). .
  • the pocket portion of the cage has a claw portion that serves as a tapered roller fall-off preventing portion, and the tapered roller is incorporated into the pocket portion through elastic deformation of the claw portion and integrated with the cage. Has been.
  • the cage 105 is formed by connecting a large-diameter ring portion 105a and a small-diameter ring portion 105b, which are rib portions, by a plurality of column portions 105c. Tapered rollers 104 are accommodated in the pocket portions 106 between the portions 105c.
  • the cage 105 is an injection molded body formed by injection molding of a resin composition to be described later.
  • a mold parting line X is formed on the column portion 105c by injection molding along the axial direction of the cage (also the axial direction of the bearing). The mold parting line X is shifted to the smaller diameter side from the center of the column part 105c.
  • This injection mold consists of two dies with an axial draw, one of which is a mold on the larger diameter side (upper side in the figure) than the mold parting line X and the other is on the smaller side of the mold parting line X.
  • This is a mold (lower side in the figure).
  • both molds one is a fixed mold and the other is a movable mold.
  • the mold on the larger diameter side (upper side in the figure) than the mold parting line X Moves to the left in the figure, and the smaller diameter side (the lower side in the figure) from the mold parting line X moves to the right in the figure.
  • the mold parting line X can be varied between the large-diameter ring portion 105a and the small-diameter ring portion 105b in a range that does not reach these ring portions.
  • the cage 105 has a tapered roller guide portion 105d on the larger diameter side than the mold dividing line X in the column portion 105c and on the inner diameter side of the cage, and has a larger diameter side than the mold dividing line X in the column portion 105c.
  • a claw portion 105e for preventing the tapered roller from falling off is provided on the outer diameter side of the cage.
  • the guide portion 105d is formed of a surface (guide surface) formed in a direction that narrows the circumferential width of the pocket opening. During operation, the tapered roller 104 rolls while contacting a part of the guide surface of the guide portion 105d.
  • the shape of the guide surface may be a curved surface along a tapered roller or a flat surface (straight surface). Further, the guide part 105d forms a tapered opening along the generatrix of the tapered roller when viewed from the surface of the pocket opening.
  • the guide portion 105d can prevent the tapered roller 104 from being detached from the side of the cage 105 where the guide portion 105d is formed.
  • the tapered roller 104 is inserted into the pocket portion 106 of the cage 105 while the tapered portion 104 of the cage 105 is elastically deformed from the outer diameter side of the cage 105 while being elastically deformed.
  • the guide portion 105d and the claw portion 105e are surrounded and held.
  • Width t 3 of the taper direction of the guide portion 105d is preferably equal to or greater than 51% of the width of the taper direction of the pillar portion 105c b (equal to the width of the pocket). Thereby, the tapered roller can be held more stably. More preferably, it is 55% or more, more preferably 60% or more, and most preferably 65% or more.
  • the guide portion 105d is formed continuously from the large-diameter ring portion 105a side to just before the mold parting line X. By adopting such a configuration, the width t 3 can be ensured as long as possible while keeping the diameter side larger than the mold parting line X.
  • claw part 105e can be formed in arbitrary places if it is a larger diameter side from the metal mold
  • the tapered roller is formed at a position where it can be easily held.
  • two pieces of the same shape are formed apart within the width range of the guide portion 105d in the taper direction.
  • the number of the claw portions is not limited to this, and it is sufficient that there are at least one claw portion, and three or more claw portions may be formed when more stable holding of the tapered rollers is required.
  • both the guide part 105d and the claw part 105e are arranged on the larger diameter side from the mold parting line X, they are molded by the mold on the same side.
  • a claw portion 105e is also formed by a mold for forming the guide portion 105d, and the claw portion 105e is forcibly removed. In this case, stress is generated in the nail portion, and there is a possibility that the tip is cracked or the root is whitened.
  • the height of the claw part is h
  • the claw part width in the columnar taper direction is t 1
  • the claw part width in the cage axial direction is t 2 (see FIG. 8A)
  • these values and injection molding Table 3 shows the results of verification of the relationship with cracking and whitening when forced.
  • the cage material is made of PA66 resin (containing 30% by volume of glass fiber), and “ ⁇ ” in the table indicates that neither cracking nor whitening is observed, “ ⁇ ” indicates that there is no cracking but whitening is recognized, “X” indicates a case where cracks are observed.
  • h / t 1 is 0.02 or more with respect to the claw width t 1 in the columnar taper direction, and the claw width t 2 in the cage axial direction.
  • h / t 2 is 0.02 or more, it can be seen that cracking and whitening during forced injection molding can be prevented.
  • the tip of the claw portion 105e in the thickness direction has an R shape. Thereby, a crack and whitening can be prevented more. In addition, burrs are unlikely to occur.
  • Table 4 shows the results of verification of the relationship between the radius R and the height h of the claw, the relationship between cracking and whitening during forced injection molding, and the retainability of the tapered rollers.
  • “ ⁇ ” for the retainability of the tapered roller indicates that there is no problem in retainability and injection molding
  • “ ⁇ ” indicates that injection molding can be performed but whitening is observed
  • “-” indicates that it has not been evaluated. It is.
  • c is preferably 81% to 120% with respect to a.
  • the ring rigidity of the cage can be improved. More preferably, it is 84 to 100%.
  • a gate 108 which is a resin insertion port at the time of injection molding on the inner diameter side of the small-diameter ring portion 105b.
  • a weld position can be set between the pillar parts of the large diameter ring part 105a, and the strength reduction of a holder
  • the thickness of the small diameter ring portion 105b is 1.6 to 4 times the gate diameter. Thereby, it can shape
  • the guide portion is wide, and the tapered roller can be stably held.
  • the grooves 105f penetrating at both axial end portions are provided to promote the inflow of the lubricant to the guide surface.
  • the guide 105d is discontinuous by the groove 105f.
  • one groove 105f parallel to the axial direction is provided in the approximate center of the guide portion 105d.
  • FIG. 9A one groove 105f parallel to the axial direction is provided in the approximate center of the guide portion 105d.
  • the groove 105f of the guide portion 105d is formed in a wedge shape, and the side where the convex is widened is arranged on the inner diameter side. That is, the width of the groove 105f narrows from the axial end on the inner diameter side of the cage toward the opposite end in the axial direction.
  • the groove 105f can be easily formed simultaneously with the injection molding of the guide portion 105d.
  • the retainer in the tapered roller bearing of the present invention is a resin molded body using a resin composition.
  • the resin composition is the same as that of the tapered roller bearing of the present invention in which the above-described cage satisfies (A) and (1).
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-32679 describes a shape in which the inner ring raceway is eliminated to increase the load capacity, and the raceway surface is secured by continuing the inner raceway surface to the end surface on the smaller diameter side of the inner ring.
  • the tapered roller, the inner ring, and the cage are separated.
  • JP 2007-32679 A and JP 2014-202284 A the shape of the cage is devised. Therefore, the tapered roller and the cage are integrated.
  • conical surfaces are provided on the inner diameter side and the outer diameter side of the column part for the purpose of preventing the tapered roller from dropping off from the pocket part during assembly.
  • the conical surface on the inner diameter side and the conical surface on the outer diameter side are formed diagonally on one side of the column portion.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-202284 describes injection molding using two dies in the axial direction (axial draw) as a method of manufacturing a cage in which a tapered roller and a cage are integrated. ing.
  • the tapered roller bearing 211 includes an inner ring 212 having a tapered raceway surface 212a on the outer peripheral surface, an outer ring 213 having a tapered raceway surface 213a on the inner peripheral surface, and a raceway surface 212a of the inner ring 212.
  • the cage 215 is formed by connecting a large-diameter ring portion 215a and a small-diameter ring portion 215c with a plurality of column portions 215b, and houses a tapered roller 214 in a pocket portion between the column portions 215b. Further, the small collar at the small diameter side end of the inner ring 212 is omitted, and the large collar 212b is integrally formed at the large diameter side end of the inner ring 212.
  • the inner ring in the tapered roller bearing has a tapered raceway surface, so that it has a small diameter side and a large diameter side when viewed in the axial direction, and the “small collar” is a collar provided at the end of the small diameter side.
  • the “cradle” is a scissor provided at the end on the large diameter side.
  • the conventional tapered roller bearing retainer has a structure including a small-diameter ring portion, a large-diameter ring portion, and a column portion.
  • a bearing design that increases the dimension from the outer ring end surface to the cage end surface (the cage pull-in amount L 2 in FIG. 12) as much as possible, and there is a problem of interference with the small-diameter ring portion of the cage. Therefore, there was a limit to the expansion range.
  • the tapered roller bearing of the present invention in which the cage satisfies (B) is to cope with such a problem, and the cage retracting amount can be increased without reducing the width of the large collar. Integration with the cage is possible.
  • the tapered roller bearing of the present invention in which the cage satisfies (B) has the cage provided on a plurality of column portions and either the small-diameter side or the large-diameter side of the cage to surround the column portion.
  • the cage when the ring portion is provided on the large-diameter side of the cage and the ring portion on the small-diameter side is omitted, the cage pull-in amount from the outer ring end surface can be greatly increased. . In addition, it is not necessary to forcefully reduce the width of the inner ring collar, and strength reduction can be prevented. Furthermore, the inner ring width can be reduced.
  • the column part has a guide part of a tapered roller having a surface formed in a direction to narrow the circumferential width of the opening of the pocket part and a claw part for preventing the tapered roller from falling off, these and the above-mentioned protrusion
  • the tapered roller and the cage can be integrated with each other while the small-diameter ring portion is omitted. As a result, it is possible to obtain a structure in which a small wrinkle is eliminated, and it is possible to increase the load capacity and reduce the size by extending the length of the tapered roller.
  • the cage is an injection-molded body of a resin composition
  • the guide portion, the claw portion, and the projection portion having the predetermined shape can be easily formed integrally with the cage body.
  • the guide part and the claw part are on the same side (small diameter side or large diameter side) with respect to the mold parting line at the time of injection molding in the column part, molding with two dies by axial draw
  • the guide part and the claw part can be formed by a mold on the same side, and the mold structure can be simplified.
  • tapered roller bearing of the present invention in which the cage satisfies (B) will be described with reference to FIGS.
  • the term “tapered roller bearing of the present invention” means the tapered roller bearing of the present invention in which the cage satisfies (B).
  • FIG. 10 is an axial sectional view of a tapered roller bearing provided with a cage in which the small diameter side ring portion is omitted
  • FIG. 11 is an axial sectional view of the cage (FIG. 11A) and an arrow A direction. It is a figure (FIG.11 (b)).
  • the tapered roller bearing 201 includes an inner ring 202 having a tapered raceway surface 202 a on the outer peripheral surface, an outer ring 203 having a tapered raceway surface 203 a on the inner peripheral surface, and a raceway surface 202 a of the inner ring 202.
  • Each raceway surface has a tapered shape in which the diameter constituting the raceway surface increases and decreases along the axial direction.
  • the taper angle is not particularly limited, but is usually about 15 ° to 60 ° with respect to the axial direction. When the angle is steep, the moment rigidity becomes high.
  • the retainer 205 includes a large-diameter ring portion 205a serving as a rib portion, and a plurality of column portions 205b connected to the large-diameter ring portion 205a.
  • the plurality of column portions 205b are supported at equal intervals in the circumferential direction by the ring portion 205a.
  • a pocket portion 206 is formed between adjacent column portions 205b, and protrudes toward the pocket portion side at the opposite end portion (small diameter side end portion) on the ring portion side of the column portion 205b.
  • One end surface (small diameter end surface) of the tapered roller ) To support the protrusions 205c.
  • the protrusion 205c is arranged so that its tapered roller support surface is flush with the small-diameter side pocket plane of the conventional product. Note that the position and shape of the protrusion 205c are not particularly limited as long as they can prevent the tapered roller from falling off. As shown in FIG. 10, in the tapered roller bearing 201 of the present invention, the tapered roller 204 is accommodated in the pocket portion 206.
  • a large-diameter ring portion and a small-diameter ring portion are connected by a column portion to form a pocket portion, but the tapered roller bearing retainer of the present invention shown in FIG. Then, it is set as the structure (comb-type holder) which abbreviate
  • the retainer of the tapered roller bearing of the present invention can prevent the tapered roller from falling off from the small diameter side while forming the above-described protrusion 205c without a small diameter ring portion.
  • the small-diameter ring portion is omitted.
  • the present invention is not limited to this, and the large-diameter ring portion is omitted, and the small-diameter ring portion and the column portion are included. It is good also as a structure.
  • the small-diameter ring portion is omitted.
  • the tapered roller bearing 201 is an integrated product in which the cage 205 and the tapered roller 204 are integrated, and the integrated product, the inner ring 202, and the outer ring 203 are combined and used in the target portion. In this way, when the cage and the tapered roller are integrated, the tapered roller 204 does not fall off from the cage 205 during the assembly (maintains integration), and thus a roller fall-off preventing structure is required.
  • the pocket portion of the cage has the projection 205c and the drop-off preventing claw portion 205e (see FIG. 11A), and the tapered roller causes elastic deformation of the claw portion. After that, it is incorporated into the pocket and integrated with the cage.
  • the tapered roller bearing 201 of the form shown in FIG. 10 does not have a small flange at the small diameter side end portion of the inner ring 202, and a large flange 202 b is integrally formed at the large diameter side end portion of the inner ring 202. Moreover, it is good also as a structure which lost both the small and large ridges.
  • the cage is an injection-molded body formed by injection molding of a resin composition.
  • the resin composition is the same as that of the tapered roller bearing of the present invention in which the above-described cage satisfies (A) and (1).
  • the mold is divided by injection molding along the axial direction of the cage (also the axial direction of the bearing) on the column portion 205b.
  • a line X is formed.
  • the mold parting line X is shifted to the larger diameter side from the center of the column part 205b.
  • This injection mold consists of two dies with an axial draw, one of which is a mold on the larger diameter side (upper side in the figure) than the mold parting line X and the other is on the smaller side of the mold parting line X. This is a mold (lower side in the figure).
  • both molds one is a fixed mold and the other is a movable mold.
  • the cage 205 in the form shown in FIG. 11 has a tapered roller guide portion 205d on the smaller diameter side than the mold dividing line X in the column portion 205b and on the outer diameter side of the cage, and the mold dividing line X in the column portion 205b.
  • a claw portion 205e is provided on the smaller diameter side and the cage inner diameter side.
  • the guide portion 205d is formed of a surface (guide surface) formed in a direction that narrows the circumferential width of the pocket opening. During operation, the tapered roller rolls while contacting a part of the guide surface of the guide portion 205d.
  • the shape of the guide surface may be a curved surface along a tapered roller or a flat surface (straight surface).
  • the guide part 205d forms a tapered opening along the generatrix of the tapered roller when viewed from the pocket opening surface.
  • the guide portion 205d can prevent the tapered roller from coming off from the side of the cage 205 where the guide portion 205d is formed.
  • the tapered roller is inserted into the pocket portion 206 of the cage 205 while being elastically deformed from the inner diameter side of the cage 205 while the hook portion 205e is elastically deformed. It is surrounded and held by the part 205a, the column part 205b, the guide part 205d, the claw part 205e, and the protrusion part 205c.
  • the width in the taper direction of the guide portion 205d is preferably 51% or more of the width in the taper direction of the column portion 205b (same as the width of the pocket portion). Thereby, the tapered roller can be held more stably.
  • the guide portion 205d is formed from the end on the small diameter side to the portion immediately before the mold dividing line X. Further, the claw portion 205e can be formed at any location as long as it is smaller than the mold parting line X and closer to the inner diameter of the cage. In view of the position of the guide portion 205d, it is preferable to form the tapered roller at a position where it can be easily held. In the form shown in FIG. 11A, two pieces of the same shape are formed apart from each other near the mold parting line X within the width range of the guide portion 205d in the taper direction.
  • both the guide part 205d and the claw part 205e are arranged on the smaller diameter side with respect to the mold parting line X, they can be formed by a mold on the same side.
  • the claw portion 205e is also formed by a mold for forming the guide portion 205d. Note that the claw portion 205e is not forcibly removed.
  • the positional relationship among the guide portion, the claw portion, and the mold parting line X may be opposite to the case shown in FIG. That is, the cage has a tapered roller guide portion 205d on the larger diameter side than the mold dividing line X in the column portion 205b and on the inner diameter side of the cage, and has a larger diameter than the mold dividing line X in the column portion 205b. It is good also as a structure which has the nail
  • the guide part 205d and the claw part 205e are both arranged on the larger diameter side than the mold parting line X, they are arranged on the same side (large diameter side) as in the case shown in FIG. Can be molded with a mold.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-32679 describes a shape in which the inner ring raceway is eliminated to increase the load capacity, and the raceway surface is secured by continuing the inner ring raceway surface to the end surface on the smaller diameter side of the inner ring. .
  • the tapered roller, the inner ring and the cage are separated.
  • the tapered roller and the cage are devised by devising the shape of the cage. Are integrated.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2014-202284 conical surfaces are provided on the inner diameter side and the outer diameter side of the column part for the purpose of preventing the tapered roller from falling off from the pocket part during assembly. Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-202284 describes injection molding using two dies in the axial direction (axial draw) as a method of manufacturing a cage in which a tapered roller and a cage are integrated. ing.
  • the guide type of the cage is rolling element guidance, judging from the drawings and the like.
  • the minimum size of the cage thickness of the resin cage used for the tapered roller bearing is determined from the production limit in the injection molding.
  • a clearance between the cage outer circumferential surface and the outer ring raceway surface (hereinafter also simply referred to as “clearance”) is provided so that the cage outer circumferential surface does not contact the outer ring raceway surface during operation. It is necessary to provide it. If the bearing size is reduced, the cage thickness must also be reduced in order to ensure clearance.
  • the thickness of the resin cage has a dimensional limit in manufacturing, and the clearance cannot be satisfactorily secured from a certain size or less, and considering the cage runout during operation, Some contact with the outer ring. This contact may cause wear on the outer peripheral surface of the cage and the raceway surface of the outer ring, and may cause problems such as breakage of the cage from an excessive load due to local contact.
  • the tapered roller bearing Z is made in order to cope with such a problem. In a tapered roller bearing using a resin cage, even if the bearing size is small, the tapered roller bearing Z is localized to the cage.
  • An object of the present invention is to provide a tapered roller bearing capable of suppressing wear of the outer ring raceway surface and cracking of the cage due to contact.
  • the tapered roller bearing Z has the following features [1] to [6]. That is, [1] The tapered roller bearing Z includes an inner ring having a tapered raceway surface on an outer peripheral surface, an outer ring having a tapered raceway surface on an inner peripheral surface, and a raceway surface of the inner ring and a raceway surface of the outer ring. A tapered roller bearing, and the tapered roller bearing has a raceway surface of the outer ring and a bearing central axis.
  • the angle formed is 30 ° to 50 °
  • the retainer has a large-diameter ring portion, a small-diameter ring portion, and a plurality of column portions that connect the large-diameter ring portion, and the pocket between the adjacent column portions.
  • a portion is formed and is guided by the outer ring, the inner ring, or another member disposed on the outer diameter side of the outer ring.
  • the cage has a tapered outer peripheral surface formed by the surface of the column part, and the outer peripheral surface is in contact with the raceway surface of the outer ring to guide the outer ring.
  • the inclination angle of the outer peripheral surface of the cage and the inclination angle of the raceway surface of the outer ring are the same angle.
  • the cage is characterized in that the outer peripheral surface of the large-diameter ring portion contacts the other member and is guided to the other member.
  • the cage is characterized in that the inner peripheral surface of the large-diameter ring portion is in contact with the inner ring and guided to the inner ring.
  • the tapered roller bearing has a radial thickness of 13.5 mm or less.
  • the inner ring has a structure that does not have a small wrinkle at a small-diameter side end, or a structure that does not have a small wrinkle at a small-diameter side end and a large-diameter side end.
  • the retainer has a drop-off preventing portion for the tapered roller in the pocket portion, and the tapered roller is held in the pocket portion by the drop-out preventing portion.
  • the tapered roller bearing Z is a tapered roller bearing with a steep contact angle (the angle between the outer ring raceway surface and the bearing center axis is 30 ° to 50 °), and includes a large-diameter ring portion, a small-diameter ring portion, and In a configuration using a resin cage having a plurality of column portions to be connected and having pocket portions formed between adjacent column portions, the cage is not a rolling element guide but an outer ring, an inner ring Or other members arranged on the outer diameter side of the outer ring, so that even if the bearing size is small (for example, the radial thickness is 13.5 mm or less), it is localized with the cage. It is possible to suppress wear of the outer ring raceway surface and cracking of the cage due to contact.
  • the cage has a tapered outer circumferential surface formed of the surface of the column portion, the outer circumferential surface is in contact with the raceway surface of the outer ring and guided to the outer ring, and the outer circumference of the cage is Since the inclination angle of the surface and the inclination angle of the raceway surface of the outer ring are the same angle, even if the clearance between the outer peripheral surface of the cage and the raceway surface of the outer ring is small, these both surfaces are in local contact with each other on the small diameter side of the cage Can be prevented, wear of the contact surface can be prevented, and the load on the cage can be reduced.
  • the outer peripheral surface of the large-diameter ring part comes into contact with the other member and is guided by the other member, or as the third cage guide form, the inner peripheral surface of the large-diameter ring part Since the inner ring contacts with the inner ring and is guided to the inner ring, the cage does not directly contact the outer ring raceway surface, and wear and scratches on the raceway surface can be prevented.
  • the inner ring has a structure that does not have a small edge at the small diameter side end, or a structure that does not have a small edge at the small diameter side end and does not have a large flange at the large diameter side end.
  • the pocket part has a drop-off prevention part for the tapered roller, and the tapered part is held in the pocket part by the drop-off prevention part.
  • the tapered roller can be prevented from falling off from the cage during assembly with a predetermined integrated structure while increasing the size and reducing the size.
  • tapered roller bearing Z (radial tapered roller bearings) are applied in the case of (1) a steep gradient (contact angle: 30 ° to 50 °) and (2) a resin cage.
  • the contact angle is an angle formed by the raceway surface of the outer ring and the bearing central axis.
  • the thickness of the resin cage has a dimensional limit in the production of injection molding.
  • Conventional resin cages are guided by rolling elements, but in the case of the steep gradient as described above, if the radial thickness of the bearing is thin, a clearance (clearance) between the outer circumferential surface of the cage and the outer ring raceway surface can be secured. There is a risk of contact.
  • Table 5 shows the results of verifying the relationship between the radial thickness and the clearance (presence / absence of contact between the outer ring and the cage) when a resin cage having a contact angle of 45 ° is used.
  • Table 5 shows the results of verifying the relationship between the radial thickness and the clearance (presence / absence of contact between the outer ring and the cage) when a resin cage having a contact angle of 45 ° is used.
  • the radial thickness is 13.5 mm or less
  • the outer ring raceway surface and the cage outer peripheral surface come into contact with each other due to the swing of the cage during operation.
  • the relationship is almost the same in the contact angle range of 30 ° to 50 °.
  • the tapered roller bearing Z is particularly suitable for a cage in which the radial thickness of the tapered roller bearing is 13.5 mm or less.
  • the bearing inner diameter is about 170 mm or less.
  • FIG. 13 is a partial cross-sectional view in the axial direction of the tapered roller bearing.
  • the tapered roller bearing 301 includes an inner ring 302 having a tapered raceway surface 302 a on the outer peripheral surface, an outer ring 303 having a tapered raceway surface 303 a on the inner peripheral surface, and a raceway surface 302 a of the inner ring 302.
  • each raceway surface has a tapered shape in which the diameter constituting the raceway surface increases and decreases along the axial direction.
  • the contact angle of the tapered roller bearing raceways 303a of the outer ring 303 is an angle formed between the bearing center axis, theta 1 in the drawing corresponds to this.
  • the tapered roller bearing Z is a tapered roller bearing having a contact angle of 30 ° to 50 °.
  • the cage 305 is formed by connecting a large-diameter ring portion 305a and a small-diameter ring portion 305b, which are rib portions, by a plurality of column portions 305c, and stores the tapered rollers 304 in pocket portions 306 between the column portions 305c. ing.
  • the cage 305 is a resin cage made by injection molding of a resin composition.
  • the cage 305 has a tapered outer peripheral surface 305d made of the surface of the column portion 305c.
  • a clearance A is provided between the outer peripheral surface 305 d and the raceway surface 303 a of the outer ring 303.
  • the outer peripheral surface 305d comes into contact with the raceway surface 303a of the outer ring 303, whereby the cage 305 is guided to the outer ring 303 (outer ring side guide 1).
  • the inclination angle ⁇ 2 of the outer peripheral surface 305 d of the cage 305 and the inclination angle ⁇ 1 of the raceway surface 303 a of the outer ring 303 are the same angle. That is, both surfaces are parallel, and the cage 305 is guided to the raceway surface 303a of the outer ring 303 over the entire outer peripheral surface 305d.
  • Each inclination angle is an angle with respect to the bearing central axis (center in the radial direction).
  • FIG. 14 is a partial cross-sectional view in the axial direction of the tapered roller bearing.
  • a sliding member 307 is provided on the outer peripheral surface of the large-diameter ring portion 305 a in the cage 305.
  • reference numeral 308 denotes an outer member arranged on the outer ring outer diameter side such as a housing.
  • the other overall configuration is the same as that of the tapered roller bearing shown in FIG.
  • a clearance B between the outer peripheral surface of the large-diameter ring portion 305 a and the outer member 308 is set to be smaller than a clearance A between the outer peripheral surface 305 d of the cage 305 and the raceway surface 303 a of the outer ring 303. Therefore, during operation, the outer peripheral surface of the large-diameter ring portion 305a comes into contact with the surface of the outer member 308, so that the cage 305 is guided to the outer member 308 (outer ring side guide 2).
  • the outer peripheral surface 305d of the cage 305 and the raceway surface 303a of the outer ring 303 need not be parallel. If they are not parallel, the clearance A varies depending on the position, but if the minimum value is larger than the clearance B, the guide is provided by the large-diameter ring portion 305a.
  • the sliding member 307 is not particularly limited as long as it has wear resistance and slidability, and a member made of a known sliding material such as a resin material (including a coating) or a ceramic material can be applied.
  • a member made of a known sliding material such as a resin material (including a coating) or a ceramic material can be applied.
  • the cage 305 does not directly contact the raceway surface 303a of the outer ring 303, and wear and scratches on the raceway surface 303a can be prevented.
  • the sliding member 307 excellent in wear resistance and sliding property is provided on the outer peripheral surface of the large-diameter ring portion 305a, the bearing torque can be reduced by reducing the frictional force, and the cage load can be reduced.
  • FIG. 15 is a partial cross-sectional view in the axial direction of the tapered roller bearing.
  • a sliding member 307 is provided on the inner peripheral surface of the large-diameter ring portion 305 a in the cage 305.
  • the other overall configuration is the same as that of the tapered roller bearing shown in FIG.
  • the clearance C between the inner peripheral surface of the large-diameter ring portion 305a and the inner ring 302 is set to be smaller than the clearance A between the outer peripheral surface 305d of the cage 305 and the raceway surface 303a of the outer ring 303.
  • the cage 305 is guided to the inner ring 302 (inner ring side guide) by the inner peripheral surface of the large diameter ring portion 305a coming into contact with the surface of the inner ring 302 (the outer diameter portion of the large collar 302b).
  • the outer peripheral surface 305d of the cage 305 and the raceway surface 303a of the outer ring 303 may not be parallel.
  • the retainer 305 is not in direct contact with the raceway surface 303a of the outer ring 303, and wear and scratches on the raceway surface 303a can be prevented, as in the embodiment of FIG. Further, since the sliding member 307 having excellent wear resistance and sliding property is provided on the inner peripheral surface of the large-diameter ring portion 305a, the bearing torque can be reduced by reducing the frictional force, and the cage load can be reduced.
  • the material of the sliding member 307 is the same as that in the case of FIG.
  • the tapered roller bearing Z is preferably an integrated product in which a resin cage and a tapered roller are integrated, and this integrated product, an inner ring, and an outer ring are combined and used in a target part.
  • the tapered roller does not fall off from the cage during assembling (maintains integration), and thus a roller fall-off preventing structure is required.
  • a taper roller drop-off preventing portion is provided in the pocket portion of the cage, and the tapered roller is incorporated into the pocket portion through elastic deformation of the drop-off preventing portion and integrated with the cage.
  • the inner ring gavel can be omitted.
  • 13 to 15 is formed by integrating a cage and a tapered roller, and does not have a small flange at the small-diameter side end of the inner ring 302, and has a large-diameter side end of the inner ring 302.
  • a large spear 302b is integrally formed on the part. Moreover, it is good also as a structure which lost both the small and large ridges.
  • a concave portion (bump) is provided on each end face of the tapered roller, and a convex portion (protrusion) engaged with the concave portion through elastic deformation as a drop-off preventing portion in the pocket portion of the cage. ) Is provided.
  • the tapered roller is inserted into (inserted into) the pocket of the retainer while elastically deforming the catching amount of these uneven portions, so that the recess of the tapered roller and the convex of the retainer are engaged.
  • the retainer and the tapered roller are integrated.
  • the tapered rollers are left as they are and a claw portion serving as a tapered roller falling-off preventing portion is provided in the pocket portion of the cage.
  • the tapered roller is incorporated into the pocket portion through elastic deformation of the claw portion, and is integrated with the cage.
  • the cage is preferably an injection-molded body obtained by injection-molding a resin composition.
  • the resin composition is the same as that of the tapered roller bearing of the present invention in which the above-described cage satisfies (A) and (1).
  • the type guided on the outer peripheral surface of the cage (the above-mentioned outer ring side guide 1), it is preferable to blend a filler or additive excellent in wear resistance and sliding property.
  • tapered roller bearing Z is not limited to these.
  • the tapered roller bearing of the present invention includes a resin cage that can stably hold the tapered roller when integrating the tapered roller and the cage, while enabling molding with a simple mold. Tapered rollers can be prevented from falling off when assembled in a structure that does not have a small wrinkle, and can be suitably used as industrial tapered roller bearings that are loaded with a high moment load and require a high rigidity function, such as for industrial robots.

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Abstract

　簡易な金型での成形を可能としながら、円すいころと保持器とを一体化する際に円すいころを安定して保持でき、その上で、必要に応じて機械的強度の向上や案内面での潤滑性の向上が図れる樹脂製保持器を備えた円すいころ軸受を提供する。円すいころ軸受における保持器５は、樹脂組成物を射出成形してなる射出成形体であり、大径リング部５ａと、小径リング部５ｂと、これらを連結する柱部５ｃとを有し、隣接する柱部同士の間にポケット部６が形成され、柱部５ｃに軸方向に沿った射出成形金型分割線Ｘが形成され、柱部５ｃにおける分割線Ｘよりも小径側かつ保持器外径側に、ポケット部開口の周方向幅を狭くする方向に形成された面からなる円すいころ４の案内部５ｄを有し、柱部５ｃにおける分割線Ｘよりも小径側かつ保持器内径側に、円すいころ４の脱落防止用の爪部５ｅを有する。

Description

円すいころ軸受
　本発明は、産業用ロボットや建設機械の減速機で使用される円すいころ軸受に関する。特に、内輪の小鍔が無い形状であり、円すいころの脱落を防止するために、円すいころと保持器が一体化した構造を有する円すいころ軸受に関する。
　産業用ロボットに用いられる転がり軸受のように、モーメント荷重に対して剛性が求められる用途では、一般的にアンギュラ玉軸受や円すいころ軸受に予圧をかけ用いられる。高剛性が求められる場合には、同一サイズでは負荷容量が大きい円すいころ軸受が用いられる。昨今、軸受サイズに対するモーメント荷重は大きくなり、必要剛性も増している。また、装置全体のコンパクト化のために、軸受のスペースも小さくなっている。つまり、コンパクトでかつ、高負荷容量の円すいころ軸受が求められている。
　従来の一般的な円すいころ軸受の構造を図５に基づいて説明する。図５に示すように、円すいころ軸受１１は、外周面にテーパ状の軌道面１２ａを有する内輪１２と、内周面にテーパ状の軌道面１３ａを有する外輪１３と、内輪１２の軌道面１２ａと外輪１３の軌道面１３ａとの間を転動する複数の円すいころ１４と、各円すいころ１４をポケット部で転動自在に保持する保持器１５とを備えている。保持器１５は、大径リング部１５ａと小径リング部１５ｂとを複数の柱部１５ｃで連結してなり、柱部１５ｃ同士の間のポケット部１６に円すいころ１４を収納している。内輪１２の大径側端部に大鍔１２ｂを小径側端部に小鍔１２ｃを一体形成して、円すいころ１４および保持器１５が内輪１２から脱落しないようにしている。円すいころ軸受における内輪は、テーパ状の軌道面を有することから軸方向に見て小径側と大径側とがあり、「小鍔」は小径側端部に設けられた鍔であり、「大鍔」は大径側端部に設けられた鍔である。
　このような円すいころ軸受において、特許文献１では、内輪軌道面を内輪の小径側端面まで連続させ、軌道面を確保した構造が提案されている。特許文献１では、内輪軌道面を内輪の小径側端面まで連続させると、円すいころ、内輪、保持器が分離するが、円すいころと保持器については、保持器の形状を工夫することで一体化できることが記載されている。また、特許文献１および特許文献２では、円すいころと保持器を一体化した保持器の製作方法として、軸方向（アキシャルドロー）の２枚の金型を利用して射出成形することが記載されている。
　特許文献１の円すいころ軸受における保持器を図６に基づいて説明する。図６に示すように、この保持器２１は、円すいころ（図示省略）をポケット部２２に保持するものである。組立時においてポケット部２２から円すいころが脱落することを防止する等の目的で、柱部２３の内径側および外径側に円錐面２４、２５を設けている。内径側の円錐面２４と外径側の円錐面２５とは、柱部２３の片面において対角に形成されている。また、金型分割線に沿って溝２６を形成し、成形後の金型間にバリが発生したとしても、該バリの円すいころへの干渉を防止している。
特開２０１４－２０２２８４号公報 国際公開ＷＯ２０１４／１６３１７７
　しかしながら、特許文献１のように、円すいころと保持器とを一体化する際の掛かり代となる部分（内径側の円錐面と外径側の円錐面）が対角に形成されている場合、金型分割面が複雑となる。また、円すいころの掛かり代となる内径側の円錐面２４と外径側の円錐面２５が対角に配置され、これに対応して、円すいころの掛かり代のない平面である円錐面２４の外径側面および円錐面２５の内径側面も対角に配置されるため、保持時に円すいころがガタつく等、円すいころの保持性が十分でないおそれがある。さらに、金型分割面に溝２６を設ける場合、その分柱部が薄肉となり、柱部の機械的強度が低下するおそれがある。特に、高負荷容量仕様とすべく、円すいころの充填率を高くする場合は、保持器の径が大きい割に柱部が薄肉となるため、保持器全体のリング剛性が低下しやすい。その他、円すいころを安定して保持するために、円すいころとの接触面となる案内面を広くすると、実接触面積が大きくなり、この部分に潤滑剤が入り込みにくく、潤滑性に劣るおそれがある。
　本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、簡易な金型での成形を可能としながら、円すいころと保持器とを一体化する際に円すいころを安定して保持でき、その上で、必要に応じて機械的強度の向上や案内面での潤滑性の向上が図れる樹脂製保持器を備えた円すいころ軸受を提供することを目的とする。
　本発明の円すいころ軸受は、外周面にテーパ状の軌道面を有する内輪と、内周面にテーパ状の軌道面を有する外輪と、上記内輪の軌道面と上記外輪の軌道面との間を転動する複数の円すいころと、上記円すいころをポケット部で転動自在に保持する保持器とを備えてなる円すいころ軸受であって、
　上記保持器は、樹脂組成物を射出成形してなる射出成形体であり、
　上記保持器は、
（Ａ）大径リング部と、小径リング部と、これらを連結する複数の柱部とを有し、隣接する柱部同士の間に上記ポケット部が形成されているか、または、
（Ｂ）複数の柱部と、該保持器の小径側および大径側のいずれか一方に設けられて上記柱部を周方向等間隔で支持するリング部とから構成され、隣接する上記柱部同士の間に上記ポケット部が形成され、上記柱部の上記リング部側の反対側端部に、上記ポケット部側に突出し、上記円すいころの一端面を支持する突起部を有し、
　上記保持器は、
（１）上記柱部に軸方向に沿った上記射出成形による金型分割線が形成され、該柱部における上記分割線よりも小径側かつ保持器外径側に、上記ポケット部開口の周方向幅を狭くする方向に形成された面からなる上記円すいころの案内部を有し、該柱部における上記分割線よりも小径側かつ保持器内径側に、上記円すいころの脱落防止用の爪部を有するか、または、
（２）上記柱部に軸方向に沿った上記射出成形による金型分割線が形成され、該柱部における上記分割線よりも大径側かつ保持器内径側に、上記ポケット部開口の周方向幅を狭くする方向に形成された面からなる上記円すいころの案内部を有し、該柱部における上記分割線よりも大径側かつ保持器外径側に、上記円すいころの脱落防止用の爪部を有することを特徴とする。
　上記保持器が上記（Ｂ）を満たし、上記リング部が該保持器の大径側に設けられていることを特徴とする。これは小径側のリング部が省略された構造である。
　上記内輪は、小径側端部に小鍔を有さない構造、または、小径側端部に小鍔を有さず、かつ大径側端部に大鍔を有さない構造であることを特徴とする。
　上記案内部のテーパ方向の幅が、上記柱部のテーパ方向の幅の５１％以上であることを特徴とする。
　上記案内部と上記脱落防止用の爪部とが同一の金型により成形され、上記爪部が無理抜きにて成形されたことを特徴とする。
　上記爪部の高さｈは、上記柱部のテーパ方向の爪部幅ｔ１に対してｈ／ｔ１が０．０２以上、かつ、保持器軸方向の爪部幅ｔ２に対して ｈ／ｔ２が０．０２以上であることを特徴とする。
　上記案内部において、その軸方向両端部に貫通する溝を有することを特徴とする。また、上記保持器は上記（１）を満たし、上記溝が、保持器外径側の軸方向端部から、軸方向反対端部に向けて、溝幅が広がる形状であること、または、上記保持器は上記（２）を満たし、上記溝が、保持器内径側の軸方向端部から、軸方向反対端部に向けて、溝幅が狭まる形状であることを特徴とする。
　保持器が（Ａ）および（１）を満たす本発明の円すいころ軸受は、射出成形体である保持器の柱部に軸方向に沿った金型分割線が形成され、該柱部における分割線よりも小径側かつ保持器外径側に円すいころの案内部を有し、該柱部における分割線よりも小径側かつ保持器内径側に、円すいころの脱落防止用の爪部を有しているので、外径側の案内部と内径側の爪部とが、共に小径側にあり、円すいころの保持性に優れる。また、アキシャルドローによる２枚の金型での成形時に、案内部と脱落防止用の爪部とが同一側の金型により成形でき、金型構造を簡易化できる。また、脱落防止用の爪部により、円すいころと保持器とを一体化できるため、小鍔をなくした構造とでき、円すいころの長さを延長して負荷容量の増大および小型化が可能になる。
　保持器が（Ａ）および（２）を満たす本発明の円すいころ軸受は、射出成形体である保持器の柱部に軸方向に沿った金型分割線が形成され、該柱部における分割線よりも大径側かつ保持器内径側に円すいころの案内部を有し、該柱部における分割線よりも大径側かつ保持器外径側に、円すいころの脱落防止用の爪部を有しているので、内径側の案内部と外径側の爪部とが、共に分割線よりも大径側にあり、円すいころの保持性に優れる。また、アキシャルドローによる２枚の金型での成形時に、案内部と脱落防止用の爪部とが同一側の金型により成形でき、金型構造を簡易化できる。また、脱落防止用の爪部により、円すいころと保持器とを一体化できるため、小鍔をなくした構造とでき、円すいころの長さを延長して負荷容量の増大および小型化が可能になる。
　保持器が（Ｂ）を満たす本発明の円すいころ軸受は、その保持器が、複数の柱部と、該保持器の小径側および大径側のいずれか一方に設けられて上記柱部を周方向等間隔で支持するリング部とから構成され、隣接する柱部同士の間にポケット部が形成され、柱部の上記リング部側の反対側端部に、ポケット部側に突出して円すいころの一端面を支持する突起部を有するので、リングの一方を省略した構造としながら、該保持器からの円すいころの脱落を防止できる。また、保持器または円すいころ軸受全体としての軸方向寸法の縮小が図れる。
　特に、上記保持器において、上記リング部が該保持器の大径側に設けられ、小径側のリング部が省略された構造であるので、外輪端面からの保持器引き込み量を大幅に拡大できる。また、内輪の大鍔の幅を無理に狭める必要がなく、強度低下を防止できる。さらに、内輪の幅を縮小できる。
　上記柱部は、ポケット部開口の周方向幅を狭くする方向に形成された面からなる円すいころの案内部と、上記円すいころの脱落防止用の爪部とを有するので、これらと上記の突起部とにより、小径リング部を省略した構造としながら、円すいころと保持器とを一体化できる。これにより、小鍔をなくした構造とでき、円すいころの長さを延長して負荷容量の増大および小型化が可能になる。
　上記保持器は樹脂組成物の射出成形体であるので、上記した所定形状の案内部、爪部、突起部を保持器本体と一体に容易に形成できる。また、案内部と爪部とが、柱部における射出成形時の金型分割線に対して、同じ側（小径側または大径側）にあるので、アキシャルドローによる２枚の金型での成形時に、案内部と爪部とが同一側の金型により成形でき、金型構造を簡易化できる。
　案内部のテーパ方向の幅が、柱部のテーパ方向の幅の５１％以上であるので、保持器が（１）を満たす場合には金型分割面が保持器の柱部の中央より大径側にシフトされ、保持器が（２）を満たす場合には金型分割面が保持器の柱部の中央より小径側にシフトされ、より安定して円すいころを保持できる。
　脱落防止用の爪部の高さｈは、上記柱部のテーパ方向の爪部幅ｔ１に対してｈ／ｔ１が０．０２以上、かつ、保持器軸方向の爪部幅ｔ２に対して ｈ／ｔ２が０．０２以上であるので、該爪部を無理抜きにて成形する場合でも割れや白化を防止できる。
　案内部において、その軸方向両端部に貫通する所定の溝を有するので、該案内部の案内面での潤滑性が向上する。
本発明の円すいころ軸受の一例を示す図である。 図１における保持器の断面図である。 ウェルド位置を示す保持器の一部斜視図である。 案内部の溝の形態を示す保持器の軸方向断面図である。 従来の円すいころ軸受の軸方向断面図である。 従来の円すいころ軸受の保持器の一部斜視図である。 本発明の円すいころ軸受の一例を示す図である。 図７における保持器の軸方向断面図である。 案内部の溝の形態を示す保持器の軸方向断面図である。 本発明の円すいころ軸受の一例を示す軸方向断面図である。 図１０における保持器の軸方向断面図およびＡ方向矢視図である。 従来の円すいころ軸受の軸方向断面図である。 本発明の円すいころ軸受の一例を示す軸方向断面図である。 本発明の円すいころ軸受の他の例を示す軸方向断面図である。 本発明の円すいころ軸受の他の例を示す軸方向断面図である。 外輪・保持器間のクリアランスと径方向肉厚とを示す図である。
　本発明の円すいころ軸受は、外周面にテーパ状の軌道面を有する内輪と、内周面にテーパ状の軌道面を有する外輪と、上記内輪の軌道面と上記外輪の軌道面との間を転動する複数の円すいころと、上記円すいころをポケット部で転動自在に保持する保持器とを備えてなる円すいころ軸受であって、
　上記保持器は、樹脂組成物を射出成形してなる射出成形体であり、
　上記保持器は、
（Ａ）大径リング部と、小径リング部と、これらを連結する複数の柱部とを有し、隣接する柱部同士の間に上記ポケット部が形成されているか、または、
（Ｂ）複数の柱部と、該保持器の小径側および大径側のいずれか一方に設けられて上記柱部を周方向等間隔で支持するリング部とから構成され、隣接する上記柱部同士の間に上記ポケット部が形成され、上記柱部の上記リング部側の反対側端部に、上記ポケット部側に突出し、上記円すいころの一端面を支持する突起部を有し、
　上記保持器は、
（１）上記柱部に軸方向に沿った上記射出成形による金型分割線が形成され、該柱部における上記分割線よりも小径側かつ保持器外径側に、上記ポケット部開口の周方向幅を狭くする方向に形成された面からなる上記円すいころの案内部を有し、該柱部における上記分割線よりも小径側かつ保持器内径側に、上記円すいころの脱落防止用の爪部を有するか、または、
（２）上記柱部に軸方向に沿った上記射出成形による金型分割線が形成され、該柱部における上記分割線よりも大径側かつ保持器内径側に、上記ポケット部開口の周方向幅を狭くする方向に形成された面からなる上記円すいころの案内部を有し、該柱部における上記分割線よりも大径側かつ保持器外径側に、上記円すいころの脱落防止用の爪部を有する。
　保持器が（Ａ）および（１）を満たす本発明の円すいころ軸受の一実施例を図１および図２に基づいて説明する。以下の説明内において、単に本発明の円すいころ軸受とあるのは、保持器が（Ａ）および（１）を満たす本発明の円すいころ軸受を意味している。
　図１は、内輪小鍔を有さない円すいころ軸受の軸方向断面図とその分解図であり、図２（ａ）は保持器の軸方向断面図であり、図２（ｂ）は保持器の円すいころの軸に沿った断面図である。図１に示すように、円すいころ軸受１は、外周面にテーパ状の軌道面２ａを有する内輪２と、内周面にテーパ状の軌道面３ａを有する外輪３と、内輪２の軌道面２ａと外輪３の軌道面３ａとの間を転動する複数の円すいころ４と、円すいころ４をポケット部で周方向一定間隔で転動自在に保持する保持器５とを備えてなる。各軌道面は、軸方向に沿って該軌道面を構成する径が増加・減少するテーパ状である。テーパの角度は特に限定されないが、軸方向に対して通常１５°～６０°程度である。円すいころ軸受１において、内輪２の小径側端部に小鍔を有さず、内輪２の大径側端部に大鍔２ｂが一体形成されている。なお、本発明の円すいころ軸受は、少なくとも小鍔をなくした構造であればよく、必要に応じて小鍔・大鍔ともになくした構造としてもよい。
　図１の分解図に示すように、円すいころ軸受１は、保持器５と円すいころ４とを一体化した一体品７とし、この一体品７と、内輪２と、外輪３とを組み合わせて対象部位に組み込んで使用する。このように保持器と円すいころとを一体品とする場合、上述のとおり、組み込み時に円すいころ４が保持器５から脱落しない（一体化を保つ）ために、何らかのころ脱落防止構造が必要となる。本発明の円すいころ軸受では、保持器のポケット部に円すいころの脱落防止部となる爪部を有し、円すいころが該爪部の弾性変形を経てポケット部に組み込まれて保持器と一体とされている。
　図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、保持器５は、リブ部である大径リング部５ａと小径リング部５ｂとを、複数の柱部５ｃで連結してなり、柱部５ｃ同士の間のポケット部６に円すいころ４を収納している。保持器５は、後述の樹脂組成物を射出成形してなる射出成形体である。ここで、柱部５ｃに保持器の軸方向（軸受の軸方向でもある）に沿った射出成形による金型分割線Ｘが形成されている。金型分割線Ｘは、柱部５ｃの中央より大径側にシフトしている。この射出成形金型は、アキシャルドローによる２枚の金型からなり、一方が金型分割線Ｘより大径側（図中上側）の金型であり、他方が金型分割線Ｘより小径側（図中下側）の金型である。両金型は、一方が固定金型、他方が可動金型となり、相対的にみると、図中黒矢印に示すように、金型分割線Ｘより大径側（図中上側）の金型が図中左方向に、金型分割線Ｘより小径側（図中下側）が図中右方向に移動する。金型分割線Ｘは、大径リング部５ａと小径リング部５ｂとの間で、これらリング部にかからない範囲で変動可能である。
　保持器５は、柱部５ｃにおける金型分割線Ｘよりも小径側かつ保持器外径側に円すいころの案内部５ｄを有し、柱部５ｃにおける金型分割線Ｘよりも小径側かつ保持器内径側に、円すいころの脱落防止用の爪部５ｅを有する。図２（ｂ）に示すように、案内部５ｄは、ポケット部開口の周方向幅を狭くする方向に形成された面（案内面）からなる。運転時において、円すいころ４は案内部５ｄの案内面の一部に接触しながら転動する。案内面の形状は、円すいころに沿った曲面であっても、平坦面（ストレート面）であってもよい。また、案内部５ｄは、ポケット開口部表面からみると、円すいころの母線に沿ったテーパ状の開口を形成している。
　案内部５ｄにより、保持器５の案内部５ｄが形成された側から円すいころ４が外れることを防止できる。保持器５の内径側から爪部５ｅの掛かり代分を弾性変形させつつ、円すいころ４を保持器５のポケット部６に挿入する（かち込む）ことで、円すいころ４がポケット部６内において案内部５ｄと爪部５ｅとに囲まれて保持される。
　案内部５ｄのテーパ方向の幅ｔ３は、柱部５ｃのテーパ方向の幅ｂ（ポケット部の幅と同じ）の５１％以上とすることが好ましい。これにより、より安定して円すいころを保持できる。より好ましくは５５％以上、さらに好ましくは６０％以上、最も好ましくは６５％以上である。図２（ａ）に示す形態では、案内部５ｄは、小径リング部５ｂから連続して金型分割線Ｘ直前まで形成している。このような形態とすることで、金型分割線Ｘよりも小径側としながら、極力長く幅ｔ３を確保できる。
　爪部５ｅは、金型分割線Ｘより小径側かつ保持器内径側であれば任意の箇所に形成できる。案内部５ｄの位置との関係で、円すいころを保持させやすい位置に形成することが好ましい。図２（ａ）に示す形態では、案内部５ｄのテーパ方向の幅範囲内で、金型分割線Ｘ寄りで同形状の２個を離間して形成している。爪部の数はこれに限定されず、少なくとも１個以上あればよく、より安定した円すいころの保持が必要とされる場合には３個以上形成してもよい。
　上記のとおり、案内部５ｄと爪部５ｅは、いずれも金型分割線Ｘよりも小径側に配置されるため、同一側の金型により成形される。案内部５ｄを形成する金型により、爪部５ｅも形成され、この爪部５ｅについては無理抜きとなる。この場合、爪部に応力が発生し、先端の欠け（割れ）や、根本が白化するおそれがある。爪部の高さをｈ、柱部テーパ方向の爪部幅をｔ１、保持器軸方向の爪部幅をｔ２とする場合（図２（ａ）参照）において、これらの値と射出成形無理抜き時の割れや白化との関係の検証結果を表１に示す。なお、保持器材質はＰＡ６６樹脂製（ガラス繊維３０体積％配合）であり、表中の「○」は割れも白化も認められない場合、「△」は割れはないが白化が認められる場合、「×」は割れが認められる場合である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、爪部の高さｈについて、柱部テーパ方向の爪部幅ｔ１に対してｈ／ｔ１が０．０２以上、かつ、保持器軸方向の爪部幅ｔ２に対して ｈ／ｔ２が０．０２以上である場合には、射出成形無理抜き時の割れや白化を防止できていることが分かる。
　また、爪部５ｅの厚さ方向の先端をＲ形状とすることが好ましい。これにより、割れや白化をより防止できる。また、バリが発生しにくい。この半径Ｒおよび爪部の高さｈと、射出成形無理抜き時の割れや白化との関係および円すいころの保持性との関係の検証結果を表２に示す。なお、表中の円すいころの保持性の「○」は、保持性および射出成形時に問題が無い場合、「△」は射出成形できるが白化が認められた場合、「‐」は未評価の場合である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示すように、先端Ｒ形状の半径Ｒが、爪部の高さｈに対し０．５ｈ～１．５ｈの場合に、射出成形無理抜き時の割れや白化を防止でき、かつ、円すいころの保持性にも優れることが分かる。
　次に、上記の保持器について、機械的強度の向上を図る方策について説明する。図２（ａ）に示すように、大径リング部５ａの厚みをｃ、柱部の肉厚をａとする場合、ｃをａに対して８１％～１２０％とすることが好ましい。このような寸法関係に設定することで、保持器のリング剛性を向上できる。より好ましくは、８４～１００％である。
　また、図２（ａ）に示すように、射出成形時の樹脂の挿入口であるゲート８を小径リング部５ｂの内径側に設けることが好ましい。これにより、図３に示すように、ウェルド位置９を大径リング部５ａの柱部間に設定でき、保持器の強度低下を抑制できる。また、小径リング部５ｂにゲートを設ける場合、小径リング部５ｂの肉厚をゲート径の１．６倍～４倍とすることが好ましい。これにより、ショートショットにならずに成形できる。
　次に、上記の保持器について円すいころ案内面での潤滑性の向上を図る方策について図４に基づいて説明する。上述のとおり、本発明の円すいころ軸受の保持器では、案内部が幅広であり、円すいころを安定して保持できる。図４（ａ）および図４（ｂ）では、このような案内部５ｄにおいて、その軸方向両端部に貫通する溝５ｆを設けることで、案内面への潤滑剤の流入を促進させている。この溝５ｆにより、案内部５ｄは不連続となっている。図４（ａ）に示す形態は、軸方向に平行な溝５ｆを１本、案内部５ｄの略中央に設けている。また、図４（ｂ）に示す形態では、案内部５ｄの溝５ｆをくさび型にし、その凸の先端を外径側に配置している。すなわち、保持器外径側の軸方向端部から、軸方向反対端部に向けて、溝５ｆの幅が広がる形状である。このような形態により、潤滑剤溜まりを形成しやすく、かつ、遠心力が加わる環境下でも潤滑剤が外部に飛散しにくい。溝５ｆは、案内部５ｄの射出成形時に同時に容易に形成できる。
　本発明の円すいころ軸受における上記保持器は、樹脂組成物を用いた樹脂成形体である。樹脂組成物としては射出成形が可能であり、保持器材料として十分な耐熱性や機械的強度を有するものであれば、任意のものを使用できる。例えば、ポリアミド６（ＰＡ６）樹脂、ポリアミド４－６（ＰＡ４６）樹脂、ポリアミド６－６（ＰＡ６６）樹脂、ポリアミド６－１０（ＰＡ６１０）樹脂、ポリアミド９－Ｔ（ＰＡ９Ｔ）樹脂、ポリメタキシレンアジパミド（ポリアミドＭＸＤ－６）樹脂などのポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）樹脂などの射出成形可能なフッ素樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂などが挙げられる。これらの各合成樹脂は単独で使用してもよく、２種類以上混合したポリマーアロイであってもよい。
　また、保持器の弾性率などの機械的強度を向上させるため、これらの樹脂に、射出成形性を阻害しない範囲で、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維、各種鉱物性繊維（ウィスカー）などの繊維状補強材を配合することが好ましい。さらに必要に応じて、公知の充填材や添加剤として、珪酸カルシウム、クレー、タルク、マイカなどの無機充填材、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末などの固体潤滑剤、帯電防止剤、導電材、顔料、離型材などを配合してもよい。
　以上、各図に基づき、保持器が（Ａ）および（１）を満たす本発明の円すいころ軸受の実施形態の一例を説明したが、保持器が（Ａ）および（１）を満たす本発明の円すいころ軸受はこれらに限定されるものではない。
　保持器が（Ａ）および（２）を満たす本発明の円すいころ軸受の一実施例を図７および図８に基づいて説明する。以下の説明内において、単に本発明の円すいころ軸受とあるのは、保持器が（Ａ）および（２）を満たす本発明の円すいころ軸受を意味している。
　図７は、内輪小鍔を有さない円すいころ軸受の軸方向断面図とその分解図であり、図８（ａ）は保持器の軸方向断面図であり、図８（ｂ）は保持器の円すいころの軸に沿った断面図である。図７に示すように、円すいころ軸受１０１は、外周面にテーパ状の軌道面１０２ａを有する内輪１０２と、内周面にテーパ状の軌道面１０３ａを有する外輪１０３と、内輪１０２の軌道面１０２ａと外輪１０３の軌道面１０３ａとの間を転動する複数の円すいころ１０４と、円すいころ１０４をポケット部で周方向一定間隔で転動自在に保持する保持器１０５とを備えてなる。各軌道面は、軸方向に沿って該軌道面を構成する径が増加・減少するテーパ状である。テーパの角度は特に限定されないが、軸方向に対して通常１５°～６０°程度である。円すいころ軸受１０１において、内輪１０２の小径側端部に小鍔を有さず、内輪１０２の大径側端部に大鍔１０２ｂが一体形成されている。なお、本発明の円すいころ軸受は、少なくとも小鍔をなくした構造であればよく、必要に応じて小鍔・大鍔ともになくした構造としてもよい。
　図７の分解図に示すように、円すいころ軸受１０１は、保持器１０５と円すいころ１０４とを一体化した一体品１０７とし、この一体品１０７と、内輪１０２と、外輪１０３とを組み合わせて対象部位に組み込んで使用する。このように保持器と円すいころとを一体品とする場合、上述のとおり、組み込み時に円すいころ１０４が保持器１０５から脱落しない（一体化を保つ）ために、何らかのころ脱落防止構造が必要となる。本発明の円すいころ軸受では、保持器のポケット部に円すいころの脱落防止部となる爪部を有し、円すいころが該爪部の弾性変形を経てポケット部に組み込まれて保持器と一体とされている。
　図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、保持器１０５は、リブ部である大径リング部１０５ａと小径リング部１０５ｂとを、複数の柱部１０５ｃで連結してなり、柱部１０５ｃ同士の間のポケット部１０６に円すいころ１０４を収納している。保持器１０５は、後述の樹脂組成物を射出成形してなる射出成形体である。ここで、柱部１０５ｃに保持器の軸方向（軸受の軸方向でもある）に沿った射出成形による金型分割線Ｘが形成されている。金型分割線Ｘは、柱部１０５ｃの中央より小径側にシフトしている。この射出成形金型は、アキシャルドローによる２枚の金型からなり、一方が金型分割線Ｘより大径側（図中上側）の金型であり、他方が金型分割線Ｘより小径側（図中下側）の金型である。両金型は、一方が固定金型、他方が可動金型となり、相対的にみると、図中黒矢印に示すように、金型分割線Ｘより大径側（図中上側）の金型が図中左方向に、金型分割線Ｘより小径側（図中下側）が図中右方向に移動する。金型分割線Ｘは、大径リング部１０５ａと小径リング部１０５ｂとの間で、これらリング部にかからない範囲で変動可能である。
　保持器１０５は、柱部１０５ｃにおける金型分割線Ｘよりも大径側かつ保持器内径側に円すいころの案内部１０５ｄを有し、柱部１０５ｃにおける金型分割線Ｘよりも大径側かつ保持器外径側に、円すいころの脱落防止用の爪部１０５ｅを有する。図８（ｂ）に示すように、案内部１０５ｄは、ポケット部開口の周方向幅を狭くする方向に形成された面（案内面）からなる。運転時において、円すいころ１０４は案内部１０５ｄの案内面の一部に接触しながら転動する。案内面の形状は、円すいころに沿った曲面であっても、平坦面（ストレート面）であってもよい。また、案内部１０５ｄは、ポケット開口部表面からみると、円すいころの母線に沿ったテーパ状の開口を形成している。
　案内部１０５ｄにより、保持器１０５の案内部１０５ｄが形成された側から円すいころ１０４が外れることを防止できる。保持器１０５の外径側から爪部１０５ｅの掛かり代分を弾性変形させつつ、円すいころ１０４を保持器１０５のポケット部１０６に挿入する（かち込む）ことで、円すいころ１０４がポケット部１０６内において案内部１０５ｄと爪部１０５ｅとに囲まれて保持される。
　案内部１０５ｄのテーパ方向の幅ｔ３は、柱部１０５ｃのテーパ方向の幅ｂ（ポケット部の幅と同じ）の５１％以上とすることが好ましい。これにより、より安定して円すいころを保持できる。より好ましくは５５％以上、さらに好ましくは６０％以上、最も好ましくは６５％以上である。図８（ａ）に示す形態では、案内部１０５ｄは、大径リング部１０５ａ側から連続して金型分割線Ｘ直前まで形成されている。このような形態とすることで、金型分割線Ｘよりも大径側としながら、極力長く幅ｔ３を確保できる。
　爪部１０５ｅは、金型分割線Ｘより大径側かつ保持器外径側であれば任意の箇所に形成できる。案内部１０５ｄの位置との関係で、円すいころを保持させやすい位置に形成することが好ましい。図８（ａ）に示す形態では、案内部１０５ｄのテーパ方向の幅範囲内で同形状の２個を離間して形成している。爪部の数はこれに限定されず、少なくとも１個以上あればよく、より安定した円すいころの保持が必要とされる場合には３個以上形成してもよい。
　上記のとおり、案内部１０５ｄと爪部１０５ｅは、いずれも金型分割線Ｘよりも大径側に配置されるため、同一側の金型により成形される。案内部１０５ｄを形成する金型により、爪部１０５ｅも形成され、この爪部１０５ｅについては無理抜きとなる。この場合、爪部に応力が発生し、先端の欠け（割れ）や、根本が白化するおそれがある。爪部の高さをｈ、柱部テーパ方向の爪部幅をｔ１、保持器軸方向の爪部幅をｔ２とする場合（図８（ａ）参照）において、これらの値と射出成形無理抜き時の割れや白化との関係の検証結果を表３に示す。なお、保持器材質はＰＡ６６樹脂製（ガラス繊維３０体積％配合）であり、表中の「○」は割れも白化も認められない場合、「△」は割れはないが白化が認められる場合、「×」は割れが認められる場合である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３に示すように、爪部の高さｈについて、柱部テーパ方向の爪部幅ｔ１に対してｈ／ｔ１が０．０２以上、かつ、保持器軸方向の爪部幅ｔ２に対して ｈ／ｔ２が０．０２以上である場合には、射出成形無理抜き時の割れや白化を防止できていることが分かる。
　また、爪部１０５ｅの厚さ方向の先端をＲ形状とすることが好ましい。これにより、割れや白化をより防止できる。また、バリが発生しにくい。この半径Ｒおよび爪部の高さｈと、射出成形無理抜き時の割れや白化との関係および円すいころの保持性との関係の検証結果を表４に示す。なお、表中の円すいころの保持性の「○」は、保持性および射出成形時に問題が無い場合、「△」は射出成形できるが白化が認められた場合、「‐」は未評価の場合である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４に示すように、先端Ｒ形状の半径Ｒが、爪部の高さｈに対し０．５ｈ～１．５ｈの場合に、射出成形無理抜き時の割れや白化を防止でき、かつ、円すいころの保持性にも優れることが分かる。
　次に、上記の保持器について、機械的強度の向上を図る方策について説明する。図８（ａ）に示すように、大径リング部１０５ａの厚みをｃ、柱部の肉厚をａとする場合、ｃをａに対して８１％～１２０％とすることが好ましい。このような寸法関係に設定することで、保持器のリング剛性を向上できる。より好ましくは、８４～１００％である。
　また、図８（ａ）に示すように、射出成形時の樹脂の挿入口であるゲート１０８を小径リング部１０５ｂの内径側に設けることが好ましい。これにより、ウェルド位置を大径リング部１０５ａの柱部間に設定でき、保持器の強度低下を抑制できる。また、小径リング部１０５ｂにゲートを設ける場合、小径リング部１０５ｂの肉厚をゲート径の１．６倍～４倍とすることが好ましい。これにより、ショートショットにならずに成形できる。
　次に、上記の保持器について円すいころ案内面での潤滑性の向上を図る方策について図９に基づいて説明する。上述のとおり、本発明の円すいころ軸受の保持器では、案内部が幅広であり、円すいころを安定して保持できる。図９（ａ）および図９（ｂ）では、このような案内部１０５ｄにおいて、その軸方向両端部に貫通する溝１０５ｆを設けることで、案内面への潤滑剤の流入を促進させている。この溝１０５ｆにより、案内部１０５ｄは不連続となっている。図９（ａ）に示す形態は、軸方向に平行な溝１０５ｆを１本、案内部１０５ｄの略中央に設けている。また、図９（ｂ）に示す形態では、案内部１０５ｄの溝１０５ｆをくさび型にし、その凸の広がっている側を内径側に配置している。すなわち、保持器内径側の軸方向端部から、軸方向反対端部に向けて、溝１０５ｆの幅が狭まる形状である。このような形態により、潤滑剤溜まりを形成しやすく、かつ、遠心力が加わる環境下でも潤滑剤が外部に飛散しにくい。溝１０５ｆは、案内部１０５ｄの射出成形時に同時に容易に形成できる。
　本発明の円すいころ軸受における上記保持器は、樹脂組成物を用いた樹脂成形体である。樹脂組成物としては、上述の保持器が（Ａ）および（１）を満たす本発明の円すいころ軸受の場合と同じである。
　以上、各図に基づき、保持器が（Ａ）および（２）を満たす本発明の円すいころ軸受の実施形態の一例を説明したが、保持器が（Ａ）および（２）を満たす本発明の円すいころ軸受はこれらに限定されるものではない。
　保持器が（Ｂ）を満たす本発明の円すいころ軸受について説明する。
　産業用ロボットに用いられる転がり軸受のように、モーメント荷重に対して剛性が求められる用途では、一般的にアンギュラ玉軸受や円すいころ軸受に予圧をかけ用いられる。高剛性が求められる場合には、同一サイズでは負荷容量が大きい円すいころ軸受が用いられる。昨今、軸受サイズに対するモーメント荷重は大きくなり、必要剛性も増している。また、装置全体のコンパクト化のために、軸受のスペースも小さくなっている。つまり、コンパクトでかつ、高負荷容量の円すいころ軸受が求められている。
　このような円すいころ軸受において、特開２００７－３２６７９号公報では、負荷容量を増やすために内輪小鍔を無くし、内輪軌道面を内輪の小径側端面まで連続させて軌道面を確保した形状が記載されている。内輪軌道面を内輪の小径側端面まで連続させると、円すいころ、内輪、保持器が分離するが、特開２００７－３２６７９号公報や特開２０１４－２０２２８４号公報では、保持器の形状を工夫することで、円すいころと保持器を一体化している。例えば、特開２０１４－２０２２８４号公報では、組立時においてポケット部から円すいころが脱落することを防止する等の目的で、柱部の内径側および外径側にそれぞれ円錐面を設けている。内径側の円錐面と外径側の円錐面とは、柱部の片面において対角に形成されている。さらに、特開２０１４－２０２２８４号公報では、円すいころと保持器を一体化した保持器の製作方法として、軸方向（アキシャルドロー）の２枚の金型を利用して射出成形することが記載されている。
　従来の円すいころ軸受の構造の一例を図１２に基づいて説明する。図１２に示すように、円すいころ軸受２１１は、外周面にテーパ状の軌道面２１２ａを有する内輪２１２と、内周面にテーパ状の軌道面２１３ａを有する外輪２１３と、内輪２１２の軌道面２１２ａと外輪２１３の軌道面２１３ａとの間を転動する複数の円すいころ２１４と、各円すいころ２１４をポケット部で転動自在に保持する保持器２１５とを備えている。保持器２１５は、大径リング部２１５ａと小径リング部２１５ｃとを複数の柱部２１５ｂで連結してなり、柱部２１５ｂ同士の間のポケット部に円すいころ２１４を収納している。また、内輪２１２の小径側端部の小鍔が省略され、内輪２１２の大径側端部に大鍔２１２ｂが一体に形成されている。円すいころ軸受における内輪は、テーパ状の軌道面を有することから軸方向に見て小径側と大径側とがあり、「小鍔」は小径側端部に設けられた鍔であり、「大鍔」は大径側端部に設けられた鍔である。
　このように従来の円すいころ軸受の保持器は、小径リング部、大径リング部、および柱部からなる構造を有している。しかしながら、市場では、外輪端面から保持器端面までの寸法（図１２中の保持器引き込み量Ｌ２）を極力大きくする軸受設計が求められているところ、保持器の小径リング部との干渉の問題から、その拡大幅に限界があった。また、上記要求を満たすため大鍔の幅を狭くする必要があり、その分、強度低下の懸念があった。
　また、特開２０１４－２０２２８４号公報のように、円すいころと保持器とを一体化する際の掛かり代となる部分（内径側の円錐面と外径側の円錐面）が対角に形成されている場合、金型分割面が複雑となる。また、保持時に円すいころがガタつく等、円すいころの保持性が十分でないおそれがある。
　保持器が（Ｂ）を満たす本発明の円すいころ軸受は、このような問題にも対処するものであり、大鍔幅を狭めずに保持器引込み量を拡大でき、必要に応じて円すいころと保持器との一体化が可能である。
　保持器が（Ｂ）を満たす本発明の円すいころ軸受は、その保持器が、複数の柱部と、該保持器の小径側および大径側のいずれか一方に設けられて上記柱部を周方向等間隔で支持するリング部とから構成され、隣接する柱部同士の間にポケット部が形成され、柱部の上記リング部側の反対側端部に、ポケット部側に突出して円すいころの一端面を支持する突起部を有するので、リングの一方を省略した構造としながら、該保持器からの円すいころの脱落を防止できる。また、保持器または円すいころ軸受全体としての軸方向寸法の縮小が図れる。
　特に、上記保持器において、上記リング部が該保持器の大径側に設けられ、小径側のリング部が省略された構造であるときは、外輪端面からの保持器引き込み量を大幅に拡大できる。また、内輪の大鍔の幅を無理に狭める必要がなく、強度低下を防止できる。さらに、内輪の幅を縮小できる。
　上記柱部は、ポケット部開口の周方向幅を狭くする方向に形成された面からなる円すいころの案内部と、上記円すいころの脱落防止用の爪部とを有するので、これらと上記の突起部とにより、小径リング部を省略した構造としながら、円すいころと保持器とを一体化できる。これにより、小鍔をなくした構造とでき、円すいころの長さを延長して負荷容量の増大および小型化が可能になる。
　上記保持器は樹脂組成物の射出成形体であるので、上記した所定形状の案内部、爪部、突起部を保持器本体と一体に容易に形成できる。また、案内部と爪部とが、柱部における射出成形時の金型分割線に対して、同じ側（小径側または大径側）にあるので、アキシャルドローによる２枚の金型での成形時に、案内部と爪部とが同一側の金型により成形でき、金型構造を簡易化できる。
　保持器が（Ｂ）を満たす本発明の円すいころ軸受の一実施例を図１０および図１１に基づいて説明する。以下の説明内において、単に本発明の円すいころ軸受とあるのは、保持器が（Ｂ）を満たす本発明の円すいころ軸受を意味している。
　図１０は、小径側リング部を省略した保持器を備えた円すいころ軸受の軸方向断面図であり、図１１はその保持器の軸方向断面図（図１１（ａ））およびＡ方向矢視図（図１１（ｂ））である。図１０に示すように、円すいころ軸受２０１は、外周面にテーパ状の軌道面２０２ａを有する内輪２０２と、内周面にテーパ状の軌道面２０３ａを有する外輪２０３と、内輪２０２の軌道面２０２ａと外輪２０３の軌道面２０３ａとの間を転動する複数の円すいころ２０４と、円すいころ２０４をポケット部で周方向一定間隔で転動自在に保持する保持器２０５とを備えてなる。各軌道面は、軸方向に沿って該軌道面を構成する径が増加・減少するテーパ状である。テーパの角度は特に限定されないが、軸方向に対して通常１５°～６０°程度であり、該角度が急こう配である場合、モーメント剛性が高くなる。
　図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、保持器２０５は、リブ部となる大径リング部２０５ａと、この大径リング部２０５ａに連結された複数の柱部２０５ｂとから構成されている。すなわち、小径リングは有さない。複数の柱部２０５ｂは、リング部２０５ａにより周方向等間隔に支持されている。隣接する柱部２０５ｂ同士の間にポケット部２０６が形成され、柱部２０５ｂのリング部側の反対側端部（小径側端部）に、ポケット部側に突出し、円すいころの一端面（小径端面）を支持する突起部２０５ｃを有する。突起部２０５ｃは、その円すいころ支持面が、従来品の小径側ポケット平面と同一平面上となるように配置されている。なお、突起部２０５ｃの位置や形状は、円すいころが抜け落ちることを防止できる位置や形状であれば特に限定されない。図１０に示すように、本発明の円すいころ軸受２０１では、このポケット部２０６に円すいころ２０４を収納している。
　従来の通常の円すいころ軸受の保持器では、大径リング部と小径リング部とを柱部で連結してポケット部を形成しているが、該図に示す本発明の円すいころ軸受の保持器では、小径リング部を省略した構造（くし型保持器）としている。本発明の円すいころ軸受の保持器は、上記の突起部２０５ｃを形成することで、小径リング部無しの構造としながら、小径側から円すいころが抜け落ちることを防止できる。
　小径リング部無しの構造により、外輪端面からの保持器引き込み量（引き込み長さ）Ｌ１を、小径リング部を有する従来の場合（図１２のＬ２）と比較して、大幅に拡大できる。このため、保持器引き込み量の拡大のために、大鍔２０２ｂの幅を無理に狭める必要がなく、強度低下を防止できる。また、内輪２０２の幅Ｗ１も従来の場合（図１２のＷ２）と比較して縮小できる。
　なお、図１０および図１１に示す形態の保持器では、小径リング部を省略した形態としているが、これに限定されず、大径リング部を省略して、小径リング部と柱部とからなる構成としてもよい。上述のように、外輪端面からの保持器引き込み量を拡大できることから、小径リング部を省略した形態とすることが好ましい。
　円すいころ軸受２０１は、保持器２０５と円すいころ２０４とを一体化した一体品とし、この一体品と、内輪２０２と、外輪２０３とを組み合わせて対象部位に組み込んで使用する。このように保持器と円すいころとを一体品とする場合、組み込み時に円すいころ２０４が保持器２０５から脱落しない（一体化を保つ）ために、ころ脱落防止構造が必要となる。本発明の円すいころ軸受では、保持器のポケット部に上記の突起部２０５ｃと脱落防止用の爪部２０５ｅとを有し（図１１（ａ）参照）、円すいころが該爪部の弾性変形を経てポケット部に組み込まれて保持器と一体とされている。この一体化により、内輪小鍔を省略できる。図１０に示す形態の円すいころ軸受２０１は、内輪２０２の小径側端部に小鍔を有さず、内輪２０２の大径側端部に大鍔２０２ｂが一体形成されている。また、小鍔・大鍔ともになくした構造としてもよい。
　保持器は、樹脂組成物を射出成形してなる射出成形体である。樹脂組成物としては、上述の保持器が（Ａ）および（１）を満たす本発明の円すいころ軸受の場合と同じである。
　保持器は樹脂組成物の射出成形体であるため、図１１（ａ）に示すように、柱部２０５ｂに保持器の軸方向（軸受の軸方向でもある）に沿った射出成形による金型分割線Ｘが形成されている。金型分割線Ｘは、柱部２０５ｂの中央より大径側にシフトしている。この射出成形金型は、アキシャルドローによる２枚の金型からなり、一方が金型分割線Ｘより大径側（図中上側）の金型であり、他方が金型分割線Ｘより小径側（図中下側）の金型である。両金型は、一方が固定金型、他方が可動金型となり、相対的にみると、図中黒塗り矢印に示すように、金型分割線Ｘより大径側（図中上側）の金型が図中左方向に、金型分割線Ｘより小径側（図中下側）が図中右方向に移動する。
　図１１に示す形態の保持器２０５は、柱部２０５ｂにおける金型分割線Ｘよりも小径側かつ保持器外径側に円すいころの案内部２０５ｄを有し、柱部２０５ｂにおける金型分割線Ｘよりも小径側かつ保持器内径側に爪部２０５ｅを有する。案内部２０５ｄは、ポケット部開口の周方向幅を狭くする方向に形成された面（案内面）からなる。運転時において、円すいころは案内部２０５ｄの案内面の一部に接触しながら転動する。案内面の形状は、円すいころに沿った曲面であっても、平坦面（ストレート面）であってもよい。また、図１１（ｂ）に示すように、案内部２０５ｄは、ポケット開口部表面からみると、円すいころの母線に沿ったテーパ状の開口を形成している。
　案内部２０５ｄにより、保持器２０５の案内部２０５ｄが形成された側から円すいころが外れることを防止できる。保持器２０５の内径側から爪部２０５ｅの掛かり代分を弾性変形させつつ、円すいころを保持器２０５のポケット部２０６に挿入する（かち込む）ことで、円すいころがポケット部２０６内において、リング部２０５ａ、柱部２０５ｂ、案内部２０５ｄ、爪部２０５ｅ、突起部２０５ｃに囲まれて保持される。
　案内部２０５ｄのテーパ方向の幅は、柱部２０５ｂのテーパ方向の幅（ポケット部の幅と同じ）の５１％以上とすることが好ましい。これにより、より安定して円すいころを保持できる。図１１（ａ）に示す形態では、案内部２０５ｄは、小径側端部から連続して金型分割線Ｘ直前まで形成している。また、爪部２０５ｅは、金型分割線Ｘより小径側かつ保持器内径側であれば任意の箇所に形成できる。案内部２０５ｄの位置との関係で、円すいころを保持させやすい位置に形成することが好ましい。図１１（ａ）に示す形態では、案内部２０５ｄのテーパ方向の幅範囲内で、金型分割線Ｘ寄りで同形状の２個を離間して形成している。
　上記のとおり、案内部２０５ｄと爪部２０５ｅは、いずれも金型分割線Ｘよりも小径側に配置されるため、これらを同一側の金型により成形できる。案内部２０５ｄを形成する金型により、爪部２０５ｅも形成される。なお、この爪部２０５ｅについては無理抜きとなる。
　また、本発明の円すいころ軸受における保持器の他の形態として、案内部と爪部と金型分割線Ｘとの位置関係を図１１に示す場合と反対としてもよい。すなわち、該保持器を、柱部２０５ｂにおける金型分割線Ｘよりも大径側かつ保持器内径側に円すいころの案内部２０５ｄを有し、柱部２０５ｂにおける金型分割線Ｘよりも大径側かつ保持器外径側に、円すいころの脱落防止用の爪部２０５ｅを有する構造としてもよい。この形態では、案内部２０５ｄと爪部２０５ｅは、いずれも金型分割線Ｘよりも大径側に配置されるため、図１１に示す場合と同様に、これらを同一側（大径側）の金型により成形できる。
　以上、各図に基づき、保持器が（Ｂ）を満たす本発明の円すいころ軸受の実施形態の一例を説明したが、保持器が（Ｂ）を満たす本発明の円すいころ軸受はこれらに限定されるものではない。
　また、他の形態である円すいころ軸受Ｚについて説明する。
　産業用ロボットに用いられる転がり軸受のように、モーメント荷重に対して剛性が求められる用途では、一般的にアンギュラ玉軸受や円すいころ軸受に予圧をかけ用いられる。高剛性が求められる場合には、同一サイズでは負荷容量が大きい円すいころ軸受が用いられる。昨今、軸受サイズに対するモーメント荷重は大きくなり、必要剛性も増している。また、装置全体のコンパクト化のために、軸受のスペースも小さくなっている。つまり、コンパクトでかつ、高負荷容量の円すいころ軸受が求められている。高負荷容量化のためには、円すいころ軸受において内輪の小鍔、または小鍔・大鍔ともに無くした構造が必要となる。そのために、ころを保持器に留めて、ころと保持器とを一体化する必要性が生じている。一般的な円すいころ軸受には、鉄板保持器や樹脂保持器が使用されているが、構造上から、内輪・ころ・保持器で一体化とする形状（ころと保持器のみで一体化していない）になっているものが多い。
　これに対して、特開２００７－３２６７９号公報では、負荷容量を増やすために内輪小鍔を無くし、内輪軌道面を内輪の小径側端面まで連続させて軌道面を確保した形状が記載されている。内輪軌道面を内輪の小径側端面まで連続させると、円すいころ、内輪、保持器が分離するが、特開２００７－３２６７９号公報では、保持器の形状を工夫することで、円すいころと保持器を一体化している。
　また、特開２０１４－２０２２８４号公報では、組立時においてポケット部から円すいころが脱落することを防止する等の目的で、柱部の内径側および外径側にそれぞれ円錐面を設けている。さらに、特開２０１４－２０２２８４号公報では、円すいころと保持器を一体化した保持器の製作方法として、軸方向（アキシャルドロー）の２枚の金型を利用して射出成形することが記載されている。
　特開２００７－３２６７９号公報と特開２０１４－２０２２８４号公報に記載される円すいころ軸受は、図等から判断して保持器の案内形式は転動体案内であると想定できる。一方、円すいころ軸受に用いられる樹脂製保持器は、射出成形での製造限界から保持器肉厚の最少寸法が決まっている。保持器案内形式が転動体案内の場合、運転中に保持器外周面が外輪軌道面に接触しないように、保持器外周面と外輪軌道面との隙間（以下、単に「クリアランス」ともいう）を設ける必要がある。軸受サイズを小さくすると、クリアランスを確保するために保持器の肉厚も薄くしなければならない。
　しかし、上述のとおり、樹脂製保持器の肉厚は製造上の寸法限界があり、ある程度のサイズ以下からはクリアランスが満足に確保できず、運転中の保持器振れ回りを考慮すると、保持器と外輪とが一部接触してしまう。この接触により、保持器外周面や外輪軌道面に摩耗が生じるおそれや、局部的な接触による過大負荷からの保持器割れなどの不具合を生じるおそれがある。
　円すいころ軸受Ｚは、このような問題に対処するためになされたものであり、樹脂製保持器を用いた円すいころ軸受において、軸受サイズが小さい場合であっても、保持器との局部的な接触による外輪軌道面の摩耗や保持器割れを抑制できる円すいころ軸受を提供することを目的とする。
　これに対して、円すいころ軸受Ｚは、以下のような特徴［１］～［６］を有する。すなわち、
　［１］円すいころ軸受Ｚは、外周面にテーパ状の軌道面を有する内輪と、内周面にテーパ状の軌道面を有する外輪と、上記内輪の軌道面と上記外輪の軌道面との間を転動する複数の円すいころと、上記円すいころをポケット部で転動自在に保持する樹脂製の保持器とを備えてなり、該円すいころ軸受は、上記外輪の軌道面が軸受中心軸となす角度が３０°～５０°であり、上記保持器は、大径リング部と、小径リング部と、これらを連結する複数の柱部とを有し、隣接する柱部同士の間に上記ポケット部が形成され、上記外輪、上記内輪、または上記外輪外径側に配置される他部材で案内されることを特徴とする。
　［２］第１の保持器案内形態として、上記保持器は、上記柱部の表面からなるテーパ状の外周面を有し、該外周面が上記外輪の軌道面と接触して該外輪に案内され、上記保持器の外周面の傾斜角度と、上記外輪の軌道面の傾斜角度とが同じ角度であることを特徴とする。
　［３］第２の保持器案内形態として、上記保持器は、上記大径リング部の外周面が上記他部材と接触して該他部材に案内されることを特徴とする。
　［４］第３の保持器案内形態として、上記保持器は、上記大径リング部の内周面が上記内輪と接触して該内輪に案内されることを特徴とする。
　［５］上記円すいころ軸受の径方向肉厚が１３．５ｍｍ以下であることを特徴とする。
　［６］上記内輪は、小径側端部に小鍔を有さない構造、または、小径側端部に小鍔を有さず、かつ大径側端部に大鍔を有さない構造であり、上記保持器は、上記ポケット部に上記円すいころの脱落防止部を有し、該脱落防止部により上記円すいころが上記ポケット部内に保持されていることを特徴とする。
　円すいころ軸受Ｚは、急こう配の接触角（外輪の軌道面が軸受中心軸となす角度が３０°～５０°）の円すいころ軸受であり、大径リング部と、小径リング部と、これらを連結する複数の柱部とを有して隣接する柱部同士の間にポケット部が形成された樹脂製の保持器を用いた構成において、該保持器を、転動体案内ではなく、外輪、内輪、または外輪外径側に配置される他部材で案内する構成としているので、軸受サイズが小さい場合（例えば、径方向肉厚が１３．５ｍｍ以下）であっても、保持器との局部的な接触による外輪軌道面の摩耗や保持器割れを抑制できる。
　第１の保持器案内形態として、保持器が、柱部の表面からなるテーパ状の外周面を有し、該外周面が外輪の軌道面と接触して該外輪に案内され、保持器の外周面の傾斜角度と、外輪の軌道面の傾斜角度とが同じ角度であるので、保持器外周面と外輪軌道面とのクリアランスが小さい場合でも、これら両面が保持器小径側で局部的に接触することを防止でき、接触面の摩耗を防止でき、保持器負荷も低減できる。
　第２の保持器案内形態として、大径リング部の外周面が他部材と接触して該他部材に案内される、または、第３の保持器案内形態として、大径リング部の内周面が内輪と接触して該内輪に案内されるので、保持器が外輪軌道面に直接接触することがなく、軌道面における摩耗や傷を防止できる。
　内輪が、小径側端部に小鍔を有さない構造、または、小径側端部に小鍔を有さず、かつ大径側端部に大鍔を有さない構造であり、保持器が、ポケット部に円すいころの脱落防止部を有し、該脱落防止部により円すいころがポケット部内に保持されているので、小鍔をなくした構造により、円すいころの長さを延長して負荷容量の増大および小型化を図りつつ、所定の一体化構造により組み付け時における保持器からの円すいころの脱落を防止できる。
　以下、図面を参照して円すいころ軸受Ｚを詳細に説明する。
　円すいころ軸受Ｚ（ラジアル円すいころ軸受）は、（１）接触角が急こう配（接触角：３０°～５０°）であり、かつ、（２）樹脂製保持器の場合に適用される。なお、接触角は、外輪の軌道面が軸受中心軸となす角度である。樹脂製保持器の肉厚は射出成形製造上の寸法限界がある。従来の樹脂製保持器は転動体案内されるが、上記のような急こう配の場合、軸受の径方向肉厚が薄いと、保持器外周面と外輪軌道面との隙間（クリアランス）が確保できずに、接触するおそれがある。この関係を図１６により具体的に説明する。軸受の径方向肉厚がＨ１からＨ２に薄くなると、保持器肉厚は一定以下とできないため、クリアランスもＤ１からＤ２に小さくなる。従来の保持器の外周面角度と外輪軌道面の角度は、コーンセンタが一致するように設計されており、両面は平行にはなっていない。このため、上記のようにクリアランスが小さくなると保持器外周面の小径側Ｘで外輪との接触が起こり得る。この接触により、外輪軌道面に傷や摩耗が生じるおそれや、樹脂製保持器の外周面に摩耗や局部的な接触による過大な負荷が生じるおそれがある。
　接触角が４５°の樹脂製保持器を用いた場合において、径方向肉厚とクリアランス（外輪と保持器との接触有無）との関係について検証した結果を表５に示す。表５に示すように、径方向肉厚が１３．５ｍｍ以下の場合に、運転中の保持器の振れ回りにより、外輪軌道面と保持器外周面が接触することが分かる。なお、接触角３０°～５０°の範囲においてほぼ同等の関係性を有する。円すいころ軸受Ｚは、上記（１）（２）に加えて、特に、円すいころ軸受の径方向肉厚が１３．５ｍｍ以下であるような保持器に好適である。なお、他の軸受寸法は特に限定されないが、例えば、軸受内径は１７０ｍｍ以下程度である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　円すいころ軸受Ｚの一例を図１３に基づいて説明する。図１３は、円すいころ軸受の軸方向一部断面図である。図１３に示すように、円すいころ軸受３０１は、外周面にテーパ状の軌道面３０２ａを有する内輪３０２と、内周面にテーパ状の軌道面３０３ａを有する外輪３０３と、内輪３０２の軌道面３０２ａと外輪３０３の軌道面３０３ａとの間を転動する複数の円すいころ３０４と、円すいころ３０４をポケット部で周方向一定間隔で転動自在に保持する保持器３０５とを備えてなる。各軌道面は、軸方向に沿って該軌道面を構成する径が増加・減少するテーパ状である。円すいころ軸受の接触角は、外輪３０３の軌道面３０３ａが軸受中心軸となす角度であり、図中のθ１がこれに相当する。円すいころ軸受Ｚは、上述のとおり、この接触角が３０°～５０°の円すいころ軸受を対象としている。
　保持器３０５は、リブ部である大径リング部３０５ａと小径リング部３０５ｂとを、複数の柱部３０５ｃで連結してなり、柱部３０５ｃ同士の間のポケット部３０６に円すいころ３０４を収納している。保持器３０５は、樹脂組成物を射出成形等してなる樹脂製保持器である。保持器３０５は、柱部３０５ｃの表面からなるテーパ状の外周面３０５ｄを有する。外周面３０５ｄと外輪３０３の軌道面３０３ａとの間にクリアランスＡが設けられている。運転時において、この外周面３０５ｄが外輪３０３の軌道面３０３ａと接触することで、保持器３０５が外輪３０３に案内される（外輪側案内１）。ここで、図１３に示す形態では、保持器３０５の外周面３０５ｄの傾斜角度θ２と、外輪３０３の軌道面３０３ａの傾斜角度θ１とが同じ角度である。すなわち、両面が平行となっており、保持器３０５は、外周面３０５ｄの全面で外輪３０３の軌道面３０３ａに案内される。なお、各傾斜角度は、いずれも軸受中心軸（径方向中心）に対する角度である。これにより、クリアランスＡが小さい場合でも、保持器３０５の外周面３０５ｄと外輪３０３の軌道面３０３ａとが、小径側等で局部的に接触することを防止でき、接触面の摩耗を防止でき、保持器負荷も低減できる。
　円すいころ軸受Ｚの他の例を図１４に基づいて説明する。図１４は、円すいころ軸受の軸方向一部断面図である。図１４に示す形態の円すいころ軸受３０１は、保持器３０５において、大径リング部３０５ａの外周面に摺動部材３０７が設けられている。また、図中３０８は、ハウジング等の外輪外径側に配置される外方部材である。それ以外の全体構成は、図１３に示す円すいころ軸受と同様である。大径リング部３０５ａの外周面と外方部材３０８との間のクリアランスＢが、保持器３０５の外周面３０５ｄと外輪３０３の軌道面３０３ａとの間のクリアランスＡよりも小さく設定されている。このため、運転時において、大径リング部３０５ａの外周面が外方部材３０８の表面と接触することで、保持器３０５が外方部材３０８に案内される（外輪側案内２）。なお、この形態では、保持器３０５の外周面３０５ｄと外輪３０３の軌道面３０３ａは平行でなくともよい。平行でない場合、クリアランスＡは位置によって変動するが、その最小値がクリアランスＢよりも大きければ、大径リング部３０５ａでの案内となる。
　摺動部材３０７としては、耐摩耗性および摺動性を有するものであれば特に限定されず、樹脂材（被膜を含む）、セラミック材など公知の摺動材料からなる部材を適用できる。図１４に示す構成により、保持器３０５が外輪３０３の軌道面３０３ａに直接接触することがなく、軌道面３０３ａにおける摩耗や傷を防止できる。また、大径リング部３０５ａの外周面に、耐摩耗性や摺動性に優れる摺動部材３０７が設けられているため、摩擦力低減により軸受トルクを低減でき、保持器負荷も低減できる。
　円すいころ軸受Ｚの他の例を図１５に基づいて説明する。図１５は、円すいころ軸受の軸方向一部断面図である。図１５に示す形態の円すいころ軸受３０１は、保持器３０５において、大径リング部３０５ａの内周面に摺動部材３０７が設けられている。それ以外の全体構成は、図１４に示す円すいころ軸受と同様である。大径リング部３０５ａの内周面と内輪３０２との間のクリアランスＣが、保持器３０５の外周面３０５ｄと外輪３０３の軌道面３０３ａとの間のクリアランスＡよりも小さく設定されている。このため、運転時において、大径リング部３０５ａの内周面が内輪３０２の表面（大鍔３０２ｂの外径部）と接触することで、保持器３０５が内輪３０２に案内される（内輪側案内）。この形態でも、保持器３０５の外周面３０５ｄと外輪３０３の軌道面３０３ａは平行でなくともよい。
　図１５に示す構成により、図１４の形態と同様に、保持器３０５が外輪３０３の軌道面３０３ａに直接接触することがなく、軌道面３０３ａにおける摩耗や傷を防止できる。また、大径リング部３０５ａの内周面に、耐摩耗性や摺動性に優れる摺動部材３０７が設けられているため、摩擦力低減による軸受トルクを低減でき、保持器負荷も低減できる。なお、摺動部材３０７の材質等は、図１４の場合と同様である。
　円すいころ軸受Ｚは、樹脂製保持器と円すいころとを一体化した一体品とし、この一体品と、内輪と、外輪とを組み合わせて対象部位に組み込んで使用することが好ましい。このように保持器と円すいころとを一体品とする場合、組み込み時に円すいころが保持器から脱落しない（一体化を保つ）ために、ころ脱落防止構造が必要となる。例えば、保持器のポケット部に円すいころの脱落防止部を設け、円すいころが該脱落防止部の弾性変形を経てポケット部に組み込まれて保持器と一体とすることが好ましい。この一体化により、内輪小鍔を省略できる。図１３～図１５に示す形態の円すいころ軸受３０１は、保持器と円すいころとが一体化されており、内輪３０２の小径側端部に小鍔を有さず、内輪３０２の大径側端部に大鍔３０２ｂが一体形成されている。また、小鍔・大鍔ともになくした構造としてもよい。
　保持器と円すいころの一体化の一例として、円すいころの両端面にそれぞれ凹部（ぬすみ）を設け、保持器のポケット部に脱落防止部として上記凹部に弾性変形を経て係合する凸部（突起）を設ける構成が挙げられる。この構成では、これら凹凸部の引掛り代分を弾性変形させながら、円すいころを保持器のポケット部に挿入する（かち込む）ことで、円すいころの凹部と、保持器の凸部とが係合し、保持器と円すいころとが一体となる。また、一体化の他の例として、円すいころは通常のままとし、保持器のポケット部に円すいころの脱落防止部となる爪部を設ける構成が挙げられる。この構成では、円すいころが該爪部の弾性変形を経てポケット部に組み込まれて保持器と一体となる。
　保持器は、樹脂組成物を射出成形してなる射出成形体とすることが好ましい。樹脂組成物としては、上述の保持器が（Ａ）および（１）を満たす本発明の円すいころ軸受の場合と同じである。なお、保持器外周面で案内される形式（上記の外輪側案内１）の場合は、耐摩耗性・摺動性に優れる充填材や添加剤を配合することが好ましい。
　以上、各図に基づき、円すいころ軸受Ｚの実施形態の一例を説明したが、円すいころ軸受Ｚはこれらに限定されるものではない。
　本発明の円すいころ軸受は、簡易な金型での成形を可能としながら、円すいころと保持器とを一体化する際に円すいころを安定して保持できる樹脂製保持器を備えているので、小鍔を有さない構造において組み付け時の円すいころ脱落を防止でき、産業ロボット用など、高モーメント荷重を負荷し、かつ高剛性機能が求められる産業用の円すいころ軸受として好適に利用できる。
　１　円すいころ軸受
　２　内輪
　３　外輪
　４　円すいころ
　５　保持器
　６　ポケット部
　７　一体品
　８　ゲート
　９　ウェルド位置
　１０１　円すいころ軸受
　１０２　内輪
　１０３　外輪
　１０４　円すいころ
　１０５　保持器
　１０６　ポケット部
　１０７　一体品
　１０８　ゲート
　２０１　円すいころ軸受
　２０２　内輪
　２０３　外輪
　２０４　円すいころ
　２０５　保持器
　２０６　ポケット部
　３０１　円すいころ軸受
　３０２　内輪
　３０３　外輪
　３０４　円すいころ
　３０５　保持器
　３０６　ポケット部
　３０７　摺動部材
　３０８　外方部材

Claims (9)

  1. 　外周面にテーパ状の軌道面を有する内輪と、内周面にテーパ状の軌道面を有する外輪と、前記内輪の軌道面と前記外輪の軌道面との間を転動する複数の円すいころと、前記円すいころをポケット部で転動自在に保持する保持器とを備えてなる円すいころ軸受であって、
    　前記保持器は、樹脂組成物を射出成形してなる射出成形体であり、
    　前記保持器は、
    （Ａ）大径リング部と、小径リング部と、これらを連結する複数の柱部とを有し、隣接する柱部同士の間に前記ポケット部が形成されているか、または、
    （Ｂ）複数の柱部と、該保持器の小径側および大径側のいずれか一方に設けられて前記柱部を周方向等間隔で支持するリング部とから構成され、隣接する前記柱部同士の間に前記ポケット部が形成され、前記柱部の前記リング部側の反対側端部に、前記ポケット部側に突出し、前記円すいころの一端面を支持する突起部を有し、
    　前記保持器は、
    （１）前記柱部に軸方向に沿った前記射出成形による金型分割線が形成され、該柱部における前記分割線よりも小径側かつ保持器外径側に、前記ポケット部開口の周方向幅を狭くする方向に形成された面からなる前記円すいころの案内部を有し、該柱部における前記分割線よりも小径側かつ保持器内径側に、前記円すいころの脱落防止用の爪部を有するか、または、
    （２）前記柱部に軸方向に沿った前記射出成形による金型分割線が形成され、該柱部における前記分割線よりも大径側かつ保持器内径側に、前記ポケット部開口の周方向幅を狭くする方向に形成された面からなる前記円すいころの案内部を有し、該柱部における前記分割線よりも大径側かつ保持器外径側に、前記円すいころの脱落防止用の爪部を有することを特徴とする円すいころ軸受。
  2. 　前記保持器が前記（Ｂ）を満たし、前記リング部が該保持器の大径側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の円すいころ軸受。
  3. 　前記内輪は、小径側端部に小鍔を有さない構造、または、小径側端部に小鍔を有さず、かつ大径側端部に大鍔を有さない構造であることを特徴とする請求項１記載の円すいころ軸受。
  4. 　前記案内部のテーパ方向の幅が、前記柱部のテーパ方向の幅の５１％以上であることを特徴とする請求項１記載の円すいころ軸受。
  5. 　前記案内部と前記脱落防止用の爪部とが同一の金型により成形され、前記爪部が無理抜きにて成形されたことを特徴とする請求項１記載の円すいころ軸受。
  6. 　前記爪部の高さｈは、前記柱部のテーパ方向の爪部幅ｔ１に対してｈ／ｔ１が０．０２以上、かつ、保持器軸方向の爪部幅ｔ２に対して ｈ／ｔ２が０．０２以上であることを特徴とする請求項１記載の円すいころ軸受。
  7. 　前記案内部において、その軸方向両端部に貫通する溝を有することを特徴とする請求項１記載の円すいころ軸受。
  8. 　前記保持器は前記（１）を満たし、前記溝が、保持器外径側の軸方向端部から、軸方向反対端部に向けて、溝幅が広がる形状であることを特徴とする請求項７記載の円すいころ軸受。
  9. 　前記保持器は前記（２）を満たし、前記溝が、保持器内径側の軸方向端部から、軸方向反対端部に向けて、溝幅が狭まる形状であることを特徴とする請求項７記載の円すいころ軸受。
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