WO2020116488A1 - 円すいころ軸受 - Google Patents

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inner ring
side end
raceway surface
diameter side
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康由 林
貴司 脇坂
佐保子 萬田
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Ntn株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a tapered roller bearing used in a speed reducer of a robot or a construction machine, and particularly to a small diameter side end portion and a large diameter side end portion of an outer ring raceway surface of an outer ring, and a small diameter side end portion of an inner ring raceway surface of an inner ring.
  • the present invention relates to a tapered roller bearing in which, of the four end portions of the large-diameter side end portion, a flange portion that protrudes radially inward is formed only on the large-diameter side end portion of the outer ring raceway surface of the outer ring.
  • a tapered roller bearing in which a flange portion is not formed on the large diameter side end portion of the inner ring raceway surface of the inner ring, and a flange portion protruding radially inward is formed only on the large diameter side end portion of the outer ring raceway surface of the outer ring is a patent. Although disclosed in Document 1 or Patent Document 2, it is rarely seen as a product.
  • the present invention provides a tapered roller bearing in which a flange portion is formed at the large-diameter side end portion of the outer ring raceway surface of the outer ring, with a high moment rigidity and a long life without extremely lowering the load capacity of a pure axial load. The challenge is to achieve this.
  • the present invention provides an outer ring having an outer ring raceway surface on an inner peripheral surface, an inner ring having an inner ring raceway surface on an outer peripheral surface, and rolling between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface.
  • a plurality of tapered rollers movably arranged and a cage having a plurality of pockets for accommodating and holding the plurality of tapered rollers at predetermined intervals are provided, and a small diameter side end portion of the outer ring raceway surface of the outer ring and a large diameter are provided.
  • the contact angle (angle formed by the bearing center axis and the outer ring raceway surface) is set to 40 to 50° and the roller angle is set to 3.5° or less, so that the load capacity of the pure axial load can be increased. It is intended to achieve high moment rigidity and a long service life without extremely reducing.
  • the inner ring raceway surface of the inner ring has the larger diameter side.
  • the outer ring collar bearing has a rolling element load (outer ring side rolling element load Fo, inner ring side rolling element load Fi) more than the inner ring collar bearing when a pure axial (Fa) load is applied.
  • the contact surface pressure between the rolling element and the bearing ring increase, but when the contact angle is 40 to 50° and the roller angle is 3.5° or less as in the present invention, the pure axial (Fa) )
  • the rolling element load under load (the outer ring side rolling element load Fo, the inner ring side rolling element load Fi) and the increase in the contact surface pressure with the bearing ring are suppressed, and the rolling element load and the bearing ring with a pure radial (Fr) load are suppressed.
  • the contact surface pressure with can also be suppressed.
  • Fii Fo(sin ⁇ sinY+cos ⁇ cosY)/(cos ⁇ cosY+sin ⁇ sinY)
  • a pure axial load Fa was applied to each of the examples in which the contact angle was 40 to 50° and the roller angle was 3.5° or less, and the contact angle was 40° or less and the roller angle was 3°.
  • Table 1 to Table 6 show the maximum rolling element load and maximum contact surface pressure for each example set to 0.5° or more.
  • FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view showing a state where the tapered roller bearing of FIG. 3 is assembled in a housing.
  • FIG. 4 is a schematic view conceptually showing a contact area between a large rib portion on the outer ring side of the tapered roller bearing of FIG. 3 and a tapered roller.
  • FIG. 4 is an enlarged view showing a state where tapered rollers are pressed against the roller guide surface of the cage of the embodiment of FIG. 3. It is an enlarged view which shows the state which pressed the tapered roller to the nail
  • FIG. 8A is an enlarged partial sectional view showing a procedure of inserting the roller-retainer assembly into the outer ring.
  • FIG. 8B is an enlarged partial sectional view showing a procedure of inserting the roller-retainer assembly into the outer ring.
  • FIG. 8C is an enlarged partial sectional view showing a procedure of inserting the roller-retainer assembly into the outer ring. It is a front view of the outer ring of the embodiment of FIG. It is a rear view of the outer ring of the embodiment of FIG. It is a left side view of the outer ring of the embodiment of FIG. It is a right view of the outer ring of the embodiment of FIG. It is a top view of the outer ring of the embodiment of FIG.
  • FIG. 16 is an enlarged sectional view taken along line BB of FIG. 15.
  • It is a front view of the holder of the embodiment of FIG. It is a rear view of the holder of the embodiment of FIG.
  • FIG. 4 is a left side view of the cage of the embodiment of FIG. 3.
  • It is a right view of the holder of the embodiment of FIG. It is a top view of the holder of the embodiment of FIG.
  • FIG. 4 is a bottom view of the retainer of the embodiment of FIG. 3.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 17. It is the perspective view which looked at the holder of the embodiment of FIG.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along the line HH of FIG. 17. It is an expanded sectional view of the BB line of FIG. FIG. 18 is an enlarged sectional view taken along the line CC of FIG. 17.
  • FIG. 25 is an enlarged sectional view taken along line DD of FIG. 24.
  • FIG. 25 is an enlarged sectional view taken along line EE of FIG. 24.
  • FIG. 26 is an enlarged cross-sectional view taken along the line FF of FIG. 25. It is an expanded sectional view of the GG line of FIG.
  • FIG. 27 is an enlarged cross-sectional view taken along the line II of FIG. 26.
  • FIG. 37 is an enlarged partial cross-sectional view showing a state where the tapered roller bearing of FIG. 36 is assembled in a housing.
  • FIG. 37 is a schematic diagram conceptually showing a contact area between a large rib portion on the inner ring side and the tapered roller of the tapered roller bearing of FIG. 36.
  • the tapered roller bearing 11 according to the present invention has a steep contact angle ⁇ of 40° to 50° and a low roller angle of 3.5° or less.
  • the tapered roller bearing 11 according to the embodiment shown in FIGS. 3 to 33 has a contact angle ⁇ of 45° and a roller angle of 3.5°.
  • a tapered roller bearing 11 has an outer ring 12 having an outer ring raceway surface 12a on an inner peripheral surface, an inner ring 13 having an inner ring raceway surface 13a on an outer peripheral surface, and the outer ring raceway.
  • a plurality of tapered rollers 14 rotatably arranged between the surface 12a and the inner ring raceway surface 13a, and a cage 15 having a plurality of pockets for accommodating and holding the plurality of tapered rollers 14 at predetermined intervals.
  • the tapered roller bearing 11 of the present invention has a contact angle ⁇ set to a steep gradient of 40 to 50° to achieve high moment rigidity, and the tapered roller bearing 11 according to the embodiment of FIG. It is set at 45°.
  • a tapered roller bearing 11 includes a small diameter side end portion and a large diameter side end portion of an outer ring raceway surface 12a of the outer ring 12, and a small diameter side end portion and a large diameter side end of an inner ring raceway surface 13a of the inner ring 13.
  • the large diameter side end portion of the outer ring raceway surface 12a of the outer ring 12 is formed with the flange portion 12b protruding inward in the radial direction.
  • the small flange on the small diameter side end of the inner ring 13 is eliminated, and the roller length is increased by the amount of the small flange to achieve high load capacity, and only the large diameter side end of the outer ring raceway surface 12a of the outer ring 12 is radially extended.
  • the flange portion 12b protruding inward is formed, and the flange portion at the large diameter side end portion of the inner ring raceway surface 13a of the inner ring 13 is eliminated.
  • the steep tapered roller bearing 11 having a contact angle of 40 to 50° has a large axial space between the large diameter end of the outer ring raceway surface 12a of the outer ring 12 and the large diameter end of the inner ring 13. Therefore, in this invention, the flange portion 12b protruding inward in the radial direction is formed by utilizing this space.
  • the inner ring raceway surface of the inner ring 13 is T', the inner ring raceway surface of the inner ring 13 is T', the inner ring raceway surface of the inner ring 13 is By eliminating the flange portion of the large diameter side end portion of 13a, the axial width of the inner ring 13 can be made thin, and the flange that protrudes radially inward to the large diameter side end portion of the outer ring raceway surface 12a of the outer ring 12. Since the axial width when the portion 12b is formed is T, the axial width can be made compact by T′ ⁇ T.
  • the collar portion 12b by forming the flange portion 12b protruding inward in the radial direction on the large diameter side end portion of the outer ring raceway surface 12a of the outer ring 12, the inner ring raceway surface 13a of the inner ring 13 is formed on the large diameter side end portion.
  • the collar portion can have higher rigidity.
  • the height C of the collar portion (the radial distance between the intersection of the raceway surface and the collar surface and the apex of the collar portion) is the same.
  • the contact area between the roller end surface and the outer ring flange surface shown in FIG. 5 is about 7% larger than the contact area between the roller end surface and the inner ring flange surface of the conventional example shown in FIG. 38, and the induced thrust force generated in the roller is Since the outer ring flange has a larger area to be received, the stress at the contact portion is lower and the contact strain between the roller end surface and the flange surface is smaller.
  • the induced thrust force generated in the tapered roller 4 is as shown by the white arrow in FIG. Since the flange portion 3b receives the flange portion 3b, and the bending stress applied to the flange portion 3b may cause strain in the flange portion 3b, as in the present invention shown in FIG.
  • the induced thrust force generated in the tapered roller 14 can receive the bending stress applied to the collar portion 12b of the outer ring 12 by the housing 6 as shown by the white arrow, and thus the collar portion can be received.
  • the rigidity of 12b becomes high.
  • reference numeral 2 is an outer ring
  • 2a is an outer ring raceway surface
  • 5 is a cage.
  • the cage 15 may be made of resin.
  • the cage 15 has a large-diameter ring portion 15a on the large-diameter side and a small-diameter ring portion 15b on the small-diameter side, and a roller guide surface for guiding the tapered roller 14 on the outer diameter portion. 15 c, and a claw 15 d for holding the tapered roller 14 on the inner diameter surface.
  • the roller guide surface 15c for guiding the tapered roller 14 and the claw 15d for holding the tapered roller 14 may be reversed.
  • a cutout portion 15e for avoiding interference with the flange portion 12b of the outer ring 12 is provided on the outer peripheral surface of the large-diameter ring portion 15a of the cage 15.
  • the roller circumscribing circle diameter when the tapered roller 14 is pressed against the roller guide surface 15c on the outer diameter side of the cage 15 is P
  • the roller circumscribing circle diameter when the tapered roller 14 is pressed against the side claw 15d is P′
  • the roller-retainer assembly is inserted into the outer ring 12 by the procedure shown in FIGS. 8A, 8B and 8C
  • the collar height C of the collar portion 12b is the same, and the contact angle ⁇ , the collar outer diameter angle ⁇ , and
  • the judged results are shown in Tables 7 to 11.
  • the tapered roller bearing 11 of the present invention has a contact angle of 40 to 50°, the external load is constant, the size and the number of PCD of the bearing are constant, and the moment rigidity when only the contact angle is changed is It is as shown in the graph of FIG. 34, and the life ratio is as shown in the graph of FIG. A comprehensive evaluation for each contact angle from the graphs of FIG. 34 and FIG. 35 is shown in Table 12. By setting the contact angle to 40 to 50°, it is possible to achieve both moment rigidity and life of the bearing. I was able to confirm that.

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Abstract

外輪の外輪軌道面の大径側端部に鍔部を形成した円すいころ軸受において、純アキシャル荷重の負荷能力を極端に低下させることなく、高モーメント剛性、長寿命化を図ることを課題とする。内周面に外輪軌道面１２ａを有する外輪１２と、外周面に内輪軌道面１３ａを有する内輪１３と、前記外輪軌道面１２ａと前記内輪軌道面１３ａとの間に転動自在に配置される複数の円すいころ１４と、この複数の円すいころ１４を所定の間隔で収容保持する複数のポケットを有する保持器１５とを備え、前記外輪１２の外輪軌道面１２ａの小径側端部と大径側端部、および内輪１３の内輪軌道面１３ａの小径側端部と大径側端部の４つの端部のうち、外輪１２の外輪軌道面１２ａの大径側端部に半径方向内方に突出する鍔部１２ｂを形成した円すいころ軸受１１において、接触角が３５°以上とし、且つ、ころ角度を３．５°以下としたことを特徴とする。

Description

円すいころ軸受
　この発明は、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、特に、外輪の外輪軌道面の小径側端部と大径側端部、および内輪の内輪軌道面の小径側端部と大径側端部の４つの端部のうち、外輪の外輪軌道面の大径側端部にのみ半径方向内方に突出する鍔部を形成した円すいころ軸受に関するものである。
　内輪の内輪軌道面の大径側端部に鍔部を形成しないで、外輪の外輪軌道面の大径側端部にのみ半径方向内方に突出する鍔部を形成した円すいころ軸受は、特許文献１または特許文献２に開示はされているものの、製品としてはほとんど見かけない。
実開平１－８５５２１号公報 特開２０１６－１９６９４４号公報
　その理由としては、内輪の内輪軌道面の大径側端部に鍔部を形成したものに対し、外輪の外輪軌道面の大径側端部に鍔部を形成したものは、純アキシャル荷重の負荷能力が極端に下がってしまうということが一番に挙げられる。
　そこで、この発明は、外輪の外輪軌道面の大径側端部に鍔部を形成した円すいころ軸受において、純アキシャル荷重の負荷能力を極端に低下させることなく、高モーメント剛性、長寿命化を図ることを課題とするものである。
　前記の課題を解決するために、この発明は、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の円すいころと、この複数の円すいころを所定の間隔で収容保持する複数のポケットを有する保持器とを備え、前記外輪の外輪軌道面の小径側端部と大径側端部、および内輪の内輪軌道面の小径側端部と大径側端部の４つの端部のうち、外輪の外輪軌道面の大径側端部に半径方向内方に突出する鍔部を形成した円すいころ軸受において、接触角（軸受中心軸と外輪軌道面のなす角度）を４０～５０°とし、且つ、ころ角度を３．５°以下にすることにより、純アキシャル荷重の負荷能力を極端に低下させることなく、高モーメント剛性、長寿命化を図るようにしたものである。
　円すいころ軸受の場合、ころサイズ、ころ本数、接触角、ころ角度、鍔部に対するころの接点位置と鍔側軌道面との角度ｘが同じ諸元の場合、内輪の内輪軌道面の大径側端部に鍔部を形成した図２に示すもの（以下、「内輪鍔軸受」という。）と、外輪の外輪軌道面の大径側端部に鍔部を形成した図１に示すもの（以下、「外輪鍔軸受」という。）を比較すると、純アキシアル（Ｆａ）負荷時に、外輪鍔軸受の方が、内輪鍔軸受よりも転動体荷重（外輪側転動体荷重Ｆｏ、内輪側転動体荷重Ｆｉ）及び転動体と軌道輪との接触面圧が増加するが、この発明のように、接触角を４０～５０°とし、且つ、ころ角度を３．５°以下にした場合、純アキシアル（Ｆａ）負荷時の転動体荷重（外輪側転動体荷重Ｆｏ、内輪側転動体荷重Ｆｉ）及び軌道輪との接触面圧の増加を抑制し、純ラジアル（Ｆｒ）負荷時の転動体荷重及び軌道輪との接触面圧も抑制することができる。
　図１に示す外輪鍔軸受と図２に示す内輪鍔軸受における純アキシアル負荷時の転動体荷重の算出式は、
　　Ｆｉｏ：外輪側の転動体荷重（内輪鍔軸受）
　　Ｆｏｏ：外輪側の転動体荷重（外輪鍔軸受）
　　Ｆｉｉ：内輪側の転動体荷重（内輪鍔軸受）
　　Ｆｏｉ：内輪側の転動体荷重（外輪鍔軸受）
　　Ｆｉｒ：鍔側の転動体荷重（内輪鍔軸受）
　　Ｆｏｒ：鍔側の転動体荷重（外輪鍔軸受）
　　α：外輪半角度
　　θ：内輪半角度
　　β：ころ角度
　　ｘ：鍔部に対するころの接点位置と鍔側軌道面との角度
　　Y：ころ大端面と内輪鍔部との接点角度（θ＋ｘ）
　　δ：ころ大端面と内輪鍔部との接点角度（α－ｘ）
とした場合に、次のようになる。
　　Ｆｉｏ＝Ｆａ／ｓｉｎα
　　Ｆｉｏ＝Ｆｉ（ｓｉｎθ・ｓｉｎδ＋ｃｏｓθ・ｃｏｓδ）／（ｃｏｓα・ｃｏｓδ＋ｓｉｎα・ｓｉｎδ）
　　Ｆｉｉ＝Ｆｏ（ｓｉｎα・ｓｉｎY＋ｃｏｓα・ｃｏｓY）／（ｃｏｓθ・ｃｏｓY＋ｓｉｎθ・ｓｉｎY）
　　Ｆｏｉ＝Ｆａ／ｓｉｎθ
　　Ｆｉｒ＝（Ｆｉｃｏｓθ－Ｆｏｃｏｓα）／ｓｉｎY
　　Ｆｏｒ＝（Ｆｉｃｏｓθ－Ｆｏｃｏｓα）／ｓｉｎδ
　上記の計算式により、純アキシアル荷重Ｆａを負荷して、接触角が４０～５０°で、ころ角度を３．５°以下にした各例と、接触角が４０°以下で、ころ角度が３．５°以上にした各例について、最大転動体荷重と最大接触面圧を求めると、表１～表６のとおりとなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　上記表１～表６の結果から、軸受寸法が同一の外輪鍔軸受と内輪鍔軸受とについて、内輪鍔軸受の最大転動体荷重及び最大接触面圧を１００％にして比較すると、この発明で規定される外輪鍔軸受は、最大転動体荷重及び最大接触面圧を共に、内輪鍔軸受の１０％以内の増加率に抑制できるのに対し、この発明の規定外の外輪鍔軸受は、最大転動体荷重及び最大接触面圧の少なくとも一方が、内輪鍔軸受よりも増加率が１０％を超えるということが確認された。
外輪の外輪軌道面の大径側端部に鍔部を形成した円すいころ軸受に純アキシアル荷重を負荷した時の外輪側転動体荷重と内輪側転動体荷重と鍔側転動体荷重の分力を模式的に示した説明図である。 内輪の内輪軌道面の大径側端部に鍔部を形成した円すいころ軸受に純アキシアル荷重を負荷した時の外輪側転動体荷重と内輪側転動体荷重と鍔側転動体荷重の分力を模式的に示した説明図である。 この発明の実施形態に係る円すいころ軸受を保持器の柱部で切断した拡大部分断面図である。 図３の円すいころ軸受をハウジングに組み付けた状態を示す拡大部分断面図である。 図３の円すいころ軸受の外輪側の大つば部と円すいころの接触面積を概念的に示した概略図である。 図３の実施形態の保持器のころ案内面に円すいころを押し当てた状態を示す拡大図である。 図３の実施形態の保持器の爪に円すいころを押し当てた状態を示す拡大図である。 図８Ａは、ころ－保持器アッシーを外輪に挿入する手順を示す拡大部分断面図である。 図８Ｂは、ころ－保持器アッシーを外輪に挿入する手順を示す拡大部分断面図である。 図８Ｃは、ころ－保持器アッシーを外輪に挿入する手順を示す拡大部分断面図である。 図３の実施形態の外輪の正面図である。 図３の実施形態の外輪の背面図である。 図３の実施形態の外輪の左側面図である。 図３の実施形態の外輪の右側面図である。 図３の実施形態の外輪の平面図である。 図３の実施形態の外輪の底面図である。 図９のＡ－Ａ線の断面図である。 図１５のＢ－Ｂ線の拡大断面図である。 図３の実施形態の保持器の正面図である。 図３の実施形態の保持器の背面図である。 図３の実施形態の保持器の左側面図である。 図３の実施形態の保持器の右側面図である。 図３の実施形態の保持器の平面図である。 図３の実施形態の保持器の底面図である。 図１７のＡ－Ａ線の断面図である。 図３の実施形態の保持器を小径側から見た斜視図である。 図３の実施形態の保持器を大径側から見た斜視図である。 図１７のＨ－Ｈ線の断面図である。 図２３のＢ－Ｂ線の拡大断面図である。 図１７のＣ－Ｃ線の拡大断面図である。 図２４のＤ－Ｄ線の拡大断面図である。 図２４のＥ－Ｅ線の拡大断面図である。 図２５のＦ－Ｆ線の拡大断面図である。 図２５のＧ－Ｇ線の拡大断面図である。 図２６のＩ－Ｉ線の拡大断面図である。 接触角を各種変化した例のモーメント剛性比を示すグラフである。 接触角を各種変化した例の寿命比を示すグラフである。 従来の円すいころ軸受を保持器の柱部で切断した拡大断面図である。 図３６の円すいころ軸受をハウジングに組み付けた状態を示す拡大部分断面図である。 図３６の円すいころ軸受の内輪側の大つば部と円すいころの接触面積を概念的に示した概略図である。
　以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
　この発明に係る円すいころ軸受１１は、接触角αが４０°～５０°という急勾配で、ころ角度が３．５°以下という低勾配のものである。図３～図３３に示す実施形態に係る円すいころ軸受１１は、接触角αが４５°、ころ角度が３．５°のものである。
　この発明の実施形態に係る円すいころ軸受１１は、図３に示すように、内周面に外輪軌道面１２ａを有する外輪１２と、外周面に内輪軌道面１３ａを有する内輪１３と、前記外輪軌道面１２ａと前記内輪軌道面１３ａとの間に転動自在に配置される複数の円すいころ１４と、この複数の円すいころ１４を所定の間隔で収容保持する複数のポケットを有する保持器１５とを備える。
　この発明の円すいころ軸受１１は、接触角αを４０～５０°の急こう配に設定して高モーメント剛性化を図っており、図３の実施形態に係る円すいころ軸受１１は、接触角αを４５°に設定している。
　この発明の実施形態に係る円すいころ軸受１１は、前記外輪１２の外輪軌道面１２ａの小径側端部と大径側端部、および内輪１３の内輪軌道面１３ａの小径側端部と大径側端部の４つの端部のうち、外輪１２の外輪軌道面１２ａの大径側端部にのみ半径方向内方に突出する鍔部１２ｂを形成している。
　内輪１３の小径側端部の小鍔をなくし、小鍔の分だけころ長さを長くして高負荷容量化を図ると共に、外輪１２の外輪軌道面１２ａの大径側端部にのみ半径方向内方に突出する鍔部１２ｂを形成し、内輪１３の内輪軌道面１３ａの大径側端部の鍔部をなくしている。
　接触角が４０～５０°の急こう配の円すいころ軸受１１は、外輪１２の外輪軌道面１２ａの大径側端部と内輪１３の大径側の端面との間に軸方向に大きなスペースが空くので、このスペースを利用してこの発明では半径方向内方に突出する鍔部１２ｂを形成している。
　外輪１２の外輪軌道面１２ａの大径側端部にのみ半径方向内方に突出する鍔部１２ｂを形成し、内輪１３の内輪軌道面１３ａの大径側端部の鍔部をなくすことにより、軸方向のコンパクト化が図れる。
　即ち、図３に２点鎖線で示すように、内輪１３の内輪軌道面１３ａの大径側端部に鍔部１２ｂを形成した場合の軸方向幅をＴ’とすると、内輪１３の内輪軌道面１３ａの大径側端部の鍔部をなくすことによって、内輪１３の軸方向幅を薄くすることができ、外輪１２の外輪軌道面１２ａの大径側端部に半径方向内方に突出する鍔部１２ｂを形成した場合の軸方向幅がＴであるから、Ｔ’－Ｔの分だけ軸方向幅をコンパクトにすることができる。
　この発明のように、外輪１２の外輪軌道面１２ａの大径側端部に半径方向内方に突出する鍔部１２ｂを形成することにより、内輪１３の内輪軌道面１３ａの大径側端部に鍔部を形成する図３６に示す従来例の円すいころ軸受１に比し、鍔部を高剛性化できる。
　即ち、図３に示すように、外輪１２の外輪軌道面１２ａの大径側端部に半径方向内方に突出する鍔部１２ｂを形成する場合と、図３６に示すように、内輪３の内輪軌道面３ａの大径側端部に鍔部３ｂを形成する場合とを比較すると、鍔部の高さＣ（軌道面と鍔面の交点と鍔部頂点からなる径方向の距離）が同じだとしても、図５に示すころ端面と外輪鍔面の接触面積は、図３８に示す従来例のころ端面と内輪鍔面の接触面積よりも約７％大きくなり、ころに発生する誘起スラスト力を受ける面積が外輪鍔の方が大きくなるので、接触部の応力が低くなり、ころ端面と鍔面の接触ひずみが小さくなる。
　また、図３６に示す従来例のように、内輪３の大径側端部に鍔部３ｂを設けると、円すいころ４に発生する誘起スラスト力は、図３７に白抜き矢印で示すように、鍔部３ｂで受けることになり、鍔部３ｂに掛かる曲げ応力によって鍔部３ｂにひずみが生じる可能性があるが、図４に示すこの発明のように、外輪１２の大径側端部に鍔部１２ｂを設けた場合には、円すいころ１４に発生する誘起スラスト力は、白抜き矢印で示すように、外輪１２の鍔部１２ｂに掛かる曲げ応力をハウジング６で受けることができるため、鍔部１２ｂの剛性が高くなる。図３６の従来例において、符号２は外輪、２ａは外輪軌道面、５は保持器を示している。
　この発明において、保持器１５としては、樹脂製のものを使用することができる。
　保持器１５は、図６および図７に示すように、大径側に大径リング部１５ａと、小径側に小径リング部１５ｂを有し、外径部に円すいころ１４を案内するころ案内面１５ｃを有し、内径面に円すいころ１４を保持する爪１５ｄを有する。円すいころ１４を案内するころ案内面１５ｃと円すいころ１４を保持する爪１５ｄは逆でもよい。また、保持器１５の大径リング部１５ａの外周面に、外輪１２の鍔部１２ｂとの干渉を避ける切欠き部１５ｅを設けている。
　図６に示すように、円すいころ１４を保持器１５の外径側にあるころ案内面１５ｃに押し当てたときのころ外接円径をＰとし、図７に示すように、保持器１５の内径側の爪１５ｄに円すいころ１４を押し当てたときのころ外接円径をＰ’とした場合、図８Ａ、８Ｂ、８Ｃに示す手順で、ころ－保持器アッシーを外輪１２に挿入する際に、鍔部１２ｂの鍔高さＣが同一で、接触角αと、鍔外径角度γ、｜Ｐ－Ｐ’｜を各種変更し、ころ－保持器アッシーの外輪１２への挿入のし易さを判定した結果を表７～表１１に示す。
　表７～表１１の結果から、接触角が４０～５０°のものは、｜Ｐ－Ｐ’｜≧Ｃ、且つ、鍔大径側角度γが３５°～５０°の場合において、ころ－保持器アッシーの外輪１２への挿入性が良好であるということが確認できた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　この発明の円すいころ軸受１１は、接触角が４０～５０°であるが、外部荷重を一定とし、また軸受のＰＣＤところのサイズと個数は一定で接触角のみを変化させたときのモーメント剛性は図３４のグラフのとおりであり、また、寿命比は図３５に示すグラフのとおりである。この図３４と図３５のグラフから各接触角に対する総合評価を行うと表１２に示すとおりとなり、接触角を４０～５０°にすることにより、軸受のモーメント剛性と寿命を両立させることができるということが確認できた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　この発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内の全ての変更を含む。
１１　　：軸受
１２　　：外輪
１２ａ　：外輪軌道面
１２ｂ　：鍔部
１３　　：内輪
１３ａ　：内輪軌道面
１５　　：保持器
１５ａ　：大径リング部
１５ｂ　：小径リング部
１５ｃ　：案内面
１５ｄ　：爪
１５ｅ　：切欠き部

Claims (3)

  1. 　内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の円すいころと、この複数の円すいころを所定の間隔で収容保持する複数のポケットを有する保持器とを備え、前記外輪の外輪軌道面の小径側端部と大径側端部、および内輪の内輪軌道面の小径側端部と大径側端部の４つの端部のうち、外輪の外輪軌道面の大径側端部に半径方向内方に突出する鍔部を形成した円すいころ軸受において、接触角が４０～５０°、且つ、ころ角度が３．５°以下であることを特徴とする円すいころ軸受。
  2. 　保持器の外径側もしくは内径側に円すいころの案内面を有し、且つ保持器の案内面と逆側に円すいころの脱落を防止する爪を１つ以上有し、さらに保持器の大径リング部外周面に、当該リング部の肉厚が保持器案内面を有する柱部の肉厚よりも薄くなる切欠部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の円すいころ軸受。
  3. 　保持器の案内面にころを当てたときの、ころ外接円径Ｐと、保持器の爪にころを当てたときのころ外接円径Ｐ’が、軌道面からの外輪つば高さCに対して｜Ｐ－Ｐ’｜≧Ｃの関係であること、且つ、鍔外径角度γが３５°～５０°であることを特徴とする請求項２に記載の円すいころ軸受。
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