WO2022075155A1 - 円すいころ軸受及び保持器 - Google Patents

円すいころ軸受及び保持器 Download PDF

Info

Publication number
WO2022075155A1
WO2022075155A1 PCT/JP2021/035932 JP2021035932W WO2022075155A1 WO 2022075155 A1 WO2022075155 A1 WO 2022075155A1 JP 2021035932 W JP2021035932 W JP 2021035932W WO 2022075155 A1 WO2022075155 A1 WO 2022075155A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pocket
cage
tapered roller
pockets
inner ring
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/035932
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
陽三 谷口
Original Assignee
株式会社ジェイテクト
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2020169304A external-priority patent/JP2022061348A/ja
Application filed by 株式会社ジェイテクト filed Critical 株式会社ジェイテクト
Publication of WO2022075155A1 publication Critical patent/WO2022075155A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/36Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46Cages for rollers or needles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C43/00Assembling bearings
    • F16C43/04Assembling rolling-contact bearings
    • F16C43/06Placing rolling bodies in cages or bearings

Definitions

  • This disclosure relates to tapered roller bearings and cages.
  • the work of assembling the inner ring with the set of the cage and the plurality of tapered rollers becomes easy, and the inner ring unit obtained by assembling the set and the inner ring becomes difficult to disassemble. It is an object of the present invention to provide tapered roller bearings and cages that can be compatible with each other.
  • the tapered roller of the second pocket comes into contact with the small flange portion of the inner ring, and the small diameter side portion of the tapered roller is radially outward.
  • the displacement of the tapered roller is not hindered, so that the allowable amount of displacement including the radial displacement of the tapered roller of the second pocket can be further increased.
  • the pillars constituting the first side surface and the second side surface can be deformed with a smaller force than when there is no recessed portion. Therefore, the work of assembling the set and the inner ring. Will be easier.
  • the tapered roller of the first pocket and the cage are relatively less likely to be displaced.
  • the tapered rollers accommodated in each pocket are less likely to fall off from the inner ring unit, and the inner ring unit is less likely to come apart, as compared with the case where all the pockets are the second pockets.
  • the first side surface and the second side surface have a first gap between the tapered roller accommodated in the first pocket in the radial direction of the cage. It has a second gap larger than the first gap between the tapered roller and the tapered roller accommodated in the second pocket. According to this configuration, the allowable amount of displacement having the radial component of the tapered roller of the second pocket can be made larger than that of the first pocket.
  • the plurality of pockets have a small diameter side surface facing the small diameter side end face of the conical roller to be accommodated and a large diameter facing the large diameter side end surface of the conical roller to be accommodated.
  • the distance between the small-diameter side surface and the large-diameter side surface in the first pocket is the first distance
  • the small-diameter side surface and the large-diameter side surface in the second pocket are provided.
  • the distance from the side surface is a second distance larger than the first distance.
  • an inner ring track a small flange portion provided on one side of the inner ring track in the axial direction, and a large collar portion provided on the other side of the inner ring track in the axial direction.
  • a tapered roller bearing cage comprising an inner ring having an inner ring on the outer peripheral side, an outer ring having an outer ring track on the inner peripheral side, and a plurality of tapered rollers rolling and contacting the inner ring track and the outer ring track.
  • the cage includes a plurality of pockets for accommodating the tapered rollers.
  • the plurality of pockets include at least two pockets having different structures from each other.
  • the plurality of pockets have a small diameter side surface facing the small diameter side end surface of the conical roller to be accommodated and a large diameter side side surface facing the large diameter side end surface of the conical roller to be accommodated.
  • the multiple pockets are the first pocket having the distance between the small diameter side side surface and the large diameter side side surface as the first distance, and the small diameter side side surface and the large diameter side side surface. It may include a second pocket, the distance of which is a second distance greater than the first distance.
  • the plurality of pockets have a first side surface facing the outer peripheral surface of the conical roller to be accommodated on one side in the circumferential direction of the cage, the circumferential direction of the cage, and the like.
  • the plurality of pockets have a second side surface facing each other on the side, and the plurality of pockets include a first pocket having an angle formed by the first side surface and the second side surface as the first angle, and the first side surface. It may include a second pocket in which the angle formed by the second side surface is a second angle smaller than the first angle.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view including a first pocket showing an example of a tapered roller bearing.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view including a first pocket showing an example of a tapered roller bearing.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view including a second pocket showing an example of a tapered roller bearing.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view including a second pocket showing an example of a tapered roller bearing.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the cage according to the first embodiment.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view of the center line including the first pocket of the cage according to the first embodiment.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view of the center line including the second pocket of the cage according to the first embodiment.
  • FIG. 10A is an explanatory diagram illustrating a procedure for assembling a tapered roller bearing.
  • FIG. 10B is an explanatory diagram illustrating a procedure for assembling the tapered roller bearing.
  • FIG. 11A is an explanatory diagram illustrating a procedure for assembling the tapered roller bearing.
  • FIG. 11B is an explanatory diagram illustrating a procedure for assembling the tapered roller bearing.
  • FIG. 12 is an image diagram illustrating the positions of tapered rollers in the first pocket and the second pocket.
  • FIG. 13A is an explanatory diagram illustrating a procedure for assembling a tapered roller bearing of a related technique.
  • FIG. 13B is an explanatory diagram illustrating a procedure for assembling a tapered roller bearing of a related technique.
  • the tapered roller bearings 1 shown in FIGS. 1A and 1B and FIGS. 2A and 2B include a cage 5A which is the first form of the cage 5.
  • the tapered roller bearings 1 shown in FIGS. 1A and 1B and FIGS. 2A and 2B include a cage 5A which is the first form of the cage 5.
  • the "axial direction”, “diameter direction”, and “circumferential direction” in each description of the inner ring 2, the outer ring 3, and the cage 5 are defined.
  • the “axial direction” is a direction along the center line of each of the inner ring 2, the outer ring 3, and the cage 5.
  • the axial direction includes a direction parallel to the center line.
  • the “diametrical direction” is a direction orthogonal to each center line.
  • the “circumferential direction” is a direction along a circle centered on each center line. In each figure, the sign of the center line in the state where the center lines of the inner ring 2, the outer ring 3, and the cage 5 coincide with each other is defined as “C0”.
  • the “axial direction”, “diameter direction”, and “circumferential direction” in the explanation of the tapered roller 4 are defined.
  • the “axial direction” of the tapered roller 4 is a direction along the center line C1 of the tapered roller 4.
  • the axial direction of the cage 5 and the like is simply referred to as “axial direction”
  • the axial direction of the tapered roller 4 may be referred to as “roller axial direction”. be.
  • the roller axis direction also includes a direction parallel to the center line C1.
  • the inner ring 2 is an annular member formed of bearing steel, machine structural steel, or the like.
  • the inner ring 2 has a tapered inner ring track 21 on the outer peripheral side thereof.
  • the inner ring 2 has a small collar portion 22 provided on one side in the axial direction of the inner ring track 21 (left side in FIGS. 1A and 2A, right side in FIGS. 1B and 2B) and the other side in the axial direction of the inner ring track 21 (FIG. 1B). It has a large collar portion 23 provided on 1A, the right side in FIG. 2A, and the left side in FIGS. 1B and 2B).
  • Each of the small flange portion 22 and the large flange portion 23 protrudes outward in the radial direction.
  • the diameter Di of the inscribed circle of the small diameter side portions 4a of the plurality of tapered rollers 4 is small. It is smaller than the outer diameter Dc of the flange portion 22.
  • the outer ring 3 is an annular member formed of bearing steel, machine structural steel, or the like.
  • the outer ring 3 has a tapered outer ring track 31 on the inner peripheral side thereof.
  • the tapered roller 4 is a conical trapezoidal member formed by using bearing steel or the like.
  • the conical roller 4 has a small circular small diameter end surface 41 on one side in the roller axial direction (left side in FIGS. 1A and 2A, right side in FIGS. 1B and 2B), and the other side in the roller axial direction (FIG. 1B).
  • 1A, right side in FIG. 2A, left side in FIG. 1B, FIG. 2B) has a circular large-diameter side end face 42 having a large diameter.
  • the tapered roller 4 rolls and contacts the inner ring track 21 and the outer ring track 31.
  • the large-diameter side end surface 42 rolls into contact with the side surface (flange surface) 24 of the large flange portion 23.
  • the cage 5 has a plurality of pockets 9 for accommodating the tapered rollers 4, and holds the plurality of tapered rollers 4 at equal intervals in the circumferential direction. As will be described later, the cage 5 has two types of pockets 9 (“first pocket” and “second pocket”) having different shapes.
  • the sides of the two pillars 8 and 8 face each other inside the pocket 9.
  • Each of the side surfaces of the pillar 8 has a first side surface 8a facing from one side in the circumferential direction and a second side surface 8b facing from the other side in the circumferential direction with respect to the outer peripheral surface 43 of the tapered roller 4 accommodated in the pocket 9. Consists of.
  • the first side surface 8a and the second side surface 8b form a predetermined angle so that the distance between the surfaces thereof decreases outward in the radial direction of the cage 5.
  • the first side surface 8a and the second side surface 8b serve as a retaining portion for preventing the tapered rollers 4 housed in the pocket 9 from falling out in the radial direction.
  • the small diameter annular body 6 is formed with a small diameter side side surface 6a.
  • the small diameter side side surface 6a is a portion facing the small diameter side end surface 41 of the tapered roller 4 housed in the pocket 9.
  • the small diameter side surface 6a has a role of restricting the small diameter side portion 4a of the tapered roller 4 housed in the pocket 9 from being displaced outward in the radial direction.
  • the cage 5 is made of synthetic resin and is molded by injection molding.
  • the cage 5 in the form of the present disclosure is made of, for example, a polyphenylene sulfide resin (PPS).
  • PPS polyphenylene sulfide resin
  • the cage 5 has resistance to lubricating oil (oil resistance), is relatively hard, and is not easily elastically deformed.
  • the cage 5 may be manufactured by a 3D printer.
  • the cage 5 can slide into contact with a part of the inner peripheral surface of the outer ring 3, whereby the rotation of the cage 5 is guided by the outer ring 3.
  • the tapered roller bearing 1 shown in FIGS. 1 and 2 is an outer ring guide type bearing in which the cage 5 is guided by the outer ring 3.
  • a gap is provided between the small diameter side end surface 41 of the tapered roller 4 and the small diameter annular body 6, and there is a gap between the outer peripheral surface 43 of the tapered roller 4 and the side surfaces 8a and 8b of the pillar 8. It is provided. Therefore, the cage 5 can be slightly displaced in the radial direction and the axial direction with respect to the tapered rollers 4. Further, the tapered roller 4 can be slightly displaced in the axial direction and the radial direction from the reference state (see FIGS. 4A and 4B) in which the outer ring 3 is removed.
  • the virtual circle connecting the center of the small diameter side end surface 41 of the conical roller 4 is defined as the pitch circle on the (design) small diameter side of the conical roller 4, and the center of the large diameter side end surface 42 of the conical roller 4 is defined.
  • the connecting virtual circle is defined as the pitch circle on the large diameter side (by design) of the cone 4.
  • the cage 5 is formed with recesses 8c on each of the first side surface 8a and the second side surface 8b of the pillar 8.
  • the thickness of the pillar 8 in the circumferential direction in the recessed portion 8c is smaller than the thickness in the circumferential direction in the portions other than the recessed portion 8c. Therefore, the force required for the column 8 to generate a constant deflection in the circumferential direction and the radial direction is smaller than that of the column having no recessed portion 8c.
  • the pocket 9 is provided with the recessed portion 8c, the allowable amount of displacement of the cage 5 on the small diameter side portion 4a in the radial direction is larger than that in the case where the recessed portion 8c is not provided. ..
  • the pillar 8 has a ridge line formed at the boundary between the first side surface 8a and the second side surface 8b and the recessed portion 8c.
  • the portion where this ridgeline is formed is referred to as a boundary portion 8d.
  • the cage 5A has a first pocket 9A and a second pocket 9B, which are two types of pockets 9 having different shapes.
  • FIGS. 4A and 4B are views partially showing a cross section including the center line of the cage 5.
  • FIG. 4A is a diagram showing a cross section including the first pocket 9A
  • FIG. 4B is a diagram showing a cross section including the second pocket 9B.
  • the distance from the small diameter side side surface 6a to the large diameter side side surface 7a is the first distance L1 in the first pocket 9A
  • the second pocket 9B is from the small diameter side side surface 6a to the large diameter side side surface.
  • the distance to 7a is the second distance L2.
  • the second distance L2 is larger than the first distance L1 (L2> L1).
  • the tapered roller 4 accommodated in the pockets 9A and 9B has the large-diameter side portion 4b inward in the radial direction of the cage 5. It is permissible to displace (tilt) axially or radially with displacement. When the tapered roller 4 is tilted in this way, the larger the axial displacement of the large-diameter side portion 4b, the larger the radial inward displacement of the large-diameter side portion 4b.
  • the tapered roller 4 housed in the second pocket 9B has a larger gap than the tapered roller 4 housed in the first pocket 9A because of the relationship of L2> L1. Therefore, in the second pocket 9B, the allowable amount of the radial inward displacement accompanied by the axial displacement of the large-diameter side portion 4b is larger than that of the first pocket 9A.
  • first displacement amount X1 the allowable amount of displacement of the tapered roller 4 accommodated in the first pocket 9A in the radial direction
  • second pocket is defined as “first displacement amount X1”.
  • first displacement amount X1 the allowable amount of displacement of the tapered roller 4 accommodated in 9B in the radial direction
  • second displacement amount Y1 the allowable amount of displacement of the tapered roller 4 accommodated in 9B in the radial direction
  • first displacement amount X1" and second displacement amount Y1 can be said to be the amount that can be displaced outward in the radial direction of the tapered rollers 4 located along the pitch circle.
  • the second distance L2 is larger than the first distance L1 (L2> L1). Therefore, the "second displacement amount Y1" is larger than the "first displacement amount X1" (Y1> X1).
  • the tapered roller 4 housed in the second pocket 9B has a larger diameter Di of the inscribed circle of the small diameter side portion 4a than the tapered roller 4 housed in the first pocket 9A. can do.
  • the large-diameter annular body 7 in the second pocket 9B is recessed to form the large-diameter side side surface 7a, and the above-mentioned L2> L1 relationship is obtained.
  • the small diameter annular body 6 in the second pocket 9B may be recessed to form the small diameter side side surface 6a so as to obtain the above-mentioned L2> L1 relationship.
  • the tapered roller 4 housed in the second pocket 9B has a fulcrum (contact point with the boundary portion 4d) of the tapered roller 4 when the tapered roller 4 is tilted so that the small diameter side portion 4a is displaced outward in the radial direction. , It is biased toward the end face 41 on the small diameter side.
  • the fulcrum to the large-diameter side portion 4b is larger than the distance from the fulcrum to the small-diameter side portion 4a, the radial outer portion of the large-diameter side portion 4b when the conical roller 4 is tilted.
  • the displacement to the other side in the axial direction is larger than the displacement to the one side in the axial direction of the radial inward portion of the small diameter side portion 4a. Therefore, increasing the gap on the large diameter side portion 4b side can increase the inclination of the tapered roller 4 rather than increasing the gap on the small diameter side portion 4a side. Therefore, in order to make the "second displacement amount Y1" of the second pocket 9B larger, the second pocket 9B is not formed by denting the small diameter annular body 6 in the second pocket 9B to form the small diameter side side surface 6a. It is preferable to dent the large-diameter annular body 7 in the above to form the large-diameter side surface 7a to obtain the above-mentioned L2> L1 relationship.
  • the cage 5B according to the second embodiment will be described.
  • the "first pocket” in the cage 5B is referred to as the first pocket 9C
  • the "second pocket” in the cage 5B is referred to as the second pocket 9D
  • the cage 5B has a first pocket 9C and a second pocket 9D, which are two types of pockets 9 having different shapes.
  • the angle formed by the first side surface 8a and the second side surface 8b of the first pocket 9C is the first angle ⁇ 1
  • the second pocket 9D has the first side surface 8a and the second side surface 8a.
  • the angle formed by the two side surfaces 8b is the second angle ⁇ 2.
  • the second angle ⁇ 2 is smaller than the first angle ⁇ 1 ( ⁇ 2 ⁇ 1).
  • the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are a line passing through the upper end and the lower end of the first side surface 8a and the second in the cross section of the cage 5B when cut in a plane perpendicular to the roller axis direction (see FIGS. 6A and 6B).
  • a gap D1 is provided between the first side surface 8a and the second side surface 8b and the tapered roller 4 located along the pitch circle in the radial direction of the tapered roller 4. It is provided.
  • a first gap K1 is provided between the first side surface 8a and the second side surface 8b and the tapered roller 4 located along the pitch circle in the radial direction of the cage 5B.
  • the first gap K1 is a gap at a position where the first side surface 8a and the second side surface 8b and the tapered roller 4 can come into contact with each other.
  • the first gap K1 allows the tapered roller 4 of the first pocket 9C to be displaced with a radial component.
  • the allowable amount of displacement is defined as "first displacement amount X2”.
  • the "first displacement amount X2" can be said to be the amount that can be displaced outward in the radial direction of the tapered rollers 4 located along the pitch circle.
  • the second pocket 9D there is a gap D2 in the radial direction of the tapered roller 4 between the first side surface 8a and the second side surface 8b and the tapered roller 4 located along the pitch circle. It is provided.
  • a second gap K2 is provided in the radial direction of the cage 5B between the first side surface 8a and the second side surface 8b and the tapered roller 4 located along the pitch circle. ..
  • the second gap K2 is a gap at a position where the first side surface 8a and the second side surface 8b and the tapered roller 4 can come into contact with each other.
  • the second gap K2 allows the tapered roller 4 of the second pocket 9D to be displaced with a radial component.
  • second displacement amount Y2 the allowable amount of displacement is defined as “second displacement amount Y2".
  • the “second displacement amount Y2" can also be said to be the amount that can be displaced outward in the radial direction of the tapered rollers 4 located along the pitch circle.
  • the gap D1 in the first pocket 9C and the gap D2 in the second pocket 9D have a substantially equal relationship.
  • the tapered roller 4 housed in the second pocket 9D has a larger diameter Di of the inscribed circle of the small diameter side portion 4a than the tapered roller 4 housed in the first pocket 9C. can do.
  • the cage 5C according to the third embodiment will be described.
  • the "first pocket” in the cage 5C is referred to as the first pocket 9E
  • the "second pocket” in the cage 5C is referred to as the second pocket 9F
  • the "second pocket” in the cage 5 of another form is referred to. Distinguish between “one pocket” and "second pocket”.
  • the parts common to the cages 5A and 5B are designated by the reference numerals used in the description of the cages 5A and 5B as they are. The description is omitted unless otherwise specified.
  • the cage 5C has a first pocket 9E and a second pocket 9F, which are two types of pockets 9 having different shapes.
  • the cage 5C is -A configuration in which the second distance L2 is larger than the first distance L1, which is common to the cage 5A.
  • the distance from the small diameter side side surface 6a to the large diameter side side surface 7a is the first distance L1 (see FIG. 4A), and the angle formed by the first side surface 8a and the second side surface 8b is the first.
  • the angle ⁇ 1 see FIG. 6A.
  • the distance from the small diameter side side surface 6a to the large diameter side side surface 7a is the second distance L2 (see FIG. 4B), and the angle formed by the first side surface 8a and the second side surface 8b is The second angle is ⁇ 2 (see FIG. 6B).
  • the second distance L2 is larger than the first distance L1.
  • the second angle ⁇ 2 is smaller than the first angle ⁇ 1, and the second gap K2 is larger than the first gap K1.
  • the second distance L2 is larger than the first distance L1 (L2> L1), and the second gap K2 is larger than the first gap K1 (K2> K1). ). Therefore, in the cage 5C, the "second displacement amount" is larger than the "first displacement amount", as in the cage 5A and the cage 5B.
  • the tapered roller 4 housed in the second pocket 9F has a larger diameter Di of the inscribed circle of the small diameter side portion 4a than the tapered roller 4 housed in the first pocket 9E. can do.
  • the “first displacement amount” and The “second displacement amount” can be adjusted more finely.
  • the second distance L2 is made larger than the first distance L1
  • the second angle ⁇ 2 is made smaller than the first angle ⁇ 1
  • the second gap K2 is made larger than the first gap K1.
  • the pocket 9 composed of the "first pocket” and the "second pocket” has a allowable amount of radial displacement of the tapered roller 4 accommodated in each pocket 9. It's different.
  • the cages 5A, 5B, and 5C have a "first pocket” in which the displacement allowance is the "first displacement amount” and a “first displacement amount” in which the displacement allowance is larger than the "first displacement amount”.
  • Each has a "second pocket” which is a "second displacement amount”.
  • FIG. 8A shows a state in which a plurality of tapered rollers 4 are arranged along the pitch circle as described above.
  • FIG. 8B shows a state in which a plurality of tapered rollers 4 are not arranged along the pitch circle, and each tapered roller 4 is displaced with respect to the “first displacement amount” or the “second displacement amount”. Shown. That is, FIG. 8B shows a state in which each tapered roller 4 is in contact with the first side surface 8a and the second side surface 8b.
  • FIG. 8A shows a state in which a plurality of tapered rollers 4 are arranged along the pitch circle as described above.
  • FIG. 8B shows a state in which a plurality of tapered rollers 4 are not arranged along the pitch circle, and each tapered roller 4 is displaced with respect to the “first displacement amount” or the “second displacement amount”. Shown. That is, FIG. 8B shows a state in which each tapered roller 4 is in contact with the first side surface 8a and the second side surface 8b.
  • the cage 5A is omitted, and the tapered roller 4 of the first pocket 9A and the tapered roller 4 of the second pocket 9B are shown with a hatch, and further, the roughness of the hatch is shown.
  • the inscribed circle of the small diameter side portion 4a of the tapered roller 4 housed in the first pocket 9A and in contact with the first side surface 8a and the second side surface 8b is designated as Q1.
  • the inscribed circle of the small diameter side portion 4a of the tapered roller 4 housed in the second pocket 9B and in contact with the first side surface 8a and the second side surface 8b is designated as Q2.
  • the diameter of the first inscribed circle Q1 and the diameter of the second inscribed circle Q2 are different because the "first displacement amount” and the “second displacement amount” are different.
  • the outer diameter (maximum outer diameter) Dc of the small flange portion 22 of the inner ring 2 is equal to or less than the diameter of the second inscribed circle Q2, and is the diameter of the first inscribed circle Q1.
  • the outer diameter (maximum outer diameter) Dc is equal to or greater than the diameter of the first inscribed circle Q1 and equal to or greater than the diameter of the second inscribed circle Q2.
  • tapered rollers 4 housed in the first pocket 9A and the second pocket 9B of the cage 5A have been described here as an example, the first pocket 9C and the second pocket 9D of the cage 5B, and the cage are described.
  • the displacement of the tapered rollers 4 housed in the first pocket 9E and the second pocket 9F of 5C can be similarly explained.
  • the cage 5A shown in FIG. 9 has a total of 16 pockets 9, of which half 8 are the second pocket 9B and the other half 8 are the first pocket 9A.
  • the second pockets 9B are evenly arranged apart from each other in the circumferential direction of the cage 5A with one first pocket 9A interposed therebetween.
  • the first pocket 9A and the second pocket 9B are preferably arranged as evenly as possible in the circumferential direction, but they do not have to be completely evenly arranged as in the cage 5A shown in FIG. ..
  • the plurality of second pockets 9B are arranged apart from each other in the circumferential direction with the first pocket 9A in between.
  • the first pocket 9A and the second pocket 9B are arranged evenly in the circumferential direction of the cage 5.
  • the number of the first pocket 9A is larger than the number of the second pocket 9B, and in the cage 5A shown in FIG. 9, the number of the first pocket 9A and the number of the second pocket 9B are the same.
  • the number of the second pockets 9B may be larger than the number of the first pockets 9A.
  • the number of the second pockets 9B is smaller than the number of the first pockets 9A as shown in FIG. 8A, a configuration is obtained in which the cage 5 is more difficult to be displaced with respect to the inner ring 2.
  • the number of the second pockets 9B is larger than that of the first pocket 9A, a configuration can be obtained in which the work of assembling the set 10 and the inner ring 2 becomes easier.
  • the numbers of the first pocket 9A and the second pocket 9B in the cage 5A have been described here as an example, the first pocket 9C and the second pocket 9D in the cage 5B and the first pocket in the cage 5C have been described.
  • the number of 9E and the second pocket 9F can be explained in the same manner.
  • the tapered roller bearing 1 having the above configuration is assembled as follows. In this disclosure, the procedure for assembling the tapered roller bearing 1 based on the tapered roller bearing 1 provided with the cage 5A will be described, but the tapered roller bearing 1 provided with the cages 5B and 5C will also be described in this description. It can be assembled by the same procedure.
  • the tapered rollers 4 are housed in the pockets 9A and 9B from the inner peripheral side of the cage 5A, and the cage 5A and the tapered rollers 4 are combined.
  • a set 10 of the plurality of tapered rollers 4 and the cage 5A can be obtained.
  • the set 10 is brought closer to the inner ring 2 from the axial direction (see FIG. 10B), and the set 10 is assembled to the inner ring 2.
  • the state of the set 10 and the prevention of the tapered rollers 4 housed in the pockets 9A and 9B from falling out in the radial direction at the time of the assembly are the first side surface 8a of the pillar 8 in the pockets 9A and 9B. This is done by the second side surface 8b.
  • the conical roller 4 housed in the first pocket 9A is housed in the diameter Dj1 (see FIG. 12) of the inscribed circle Q1 of the small diameter side portion 4a in a state of being displaced outward in the radial direction, and in the second pocket 9B.
  • the diameter Dj2 (see FIG. 12) of the inscribed circle Q2 of the small diameter side portion 4a in the state where the conical roller 4 is displaced outward in the radial direction is smaller than the outer diameter Dc of the small flange portion 22 of the inner ring 2. Therefore, during the assembly of the set 10 and the inner ring 2 (see FIG.
  • the small diameter side portion 4a of the tapered roller 4 needs to get over the small flange portion 22, and is therefore displaced outward in the radial direction.
  • the inner ring 2 is pressed against the cage 5A in the axial direction, and a part of the cage 5A is elastically deformed.
  • each tapered roller 4 swings clockwise in FIG. 11A with the contact point with the boundary portion 8d as a fulcrum. That is, the tapered roller 4 swings so that the small diameter side portion 4a faces outward in the radial direction. When the tapered roller 4 is displaced with swing, the small diameter side portion 4a can easily get over the small flange portion 22.
  • the cage 5A has two types of pockets 9A and 9B.
  • the allowable amount of displacement having a radial component is the second displacement amount Y1
  • this second displacement amount Y1 is the allowable amount of displacement in the first pocket 9A (the first). It is larger than one displacement amount X1). That is, the tapered roller 4 of the second pocket 9B has a larger displacement allowance having a radial component than the tapered roller 4 of the first pocket 9A. Therefore, when the set 10 and the inner ring 2 are assembled, in the second pocket 9B, the "elastic deformation amount (see the figure on the left side of FIG.
  • Each pocket 9A, 9B has a recessed portion 8c on the first side surface 8a and the second side surface 8b.
  • the column 8 having the recessed portion 8c has a smaller force required to generate a constant deflection in the circumferential direction than the column having no recessed portion 8c, and elastically deforms a part of the cage 5A. The required force is small. Therefore, the tapered rollers 4 of the pockets 9A and 9B get over the small flange portion 22 with a smaller force than when the concave portions 8c are not provided. As a result, even if the pressing force of the inner ring 2 in the axial direction is small, the small diameter side portion 4a of the tapered roller 4 can easily get over the small flange portion 22. As a result, the work of assembling the set 10 and the inner ring 2 becomes easier.
  • the recessed portion 8c is formed on one side in the axial direction of the first side surface 8a and the second side surface 8b.
  • the tapered rollers 4 housed in the pockets 9A and 9B are tilted and come into contact with the boundary portion 8d of the first side surface 8a and the second side surface 8b, the tapered rollers 4 are closer to the center of the column 8 in the longitudinal direction. You can press the position. In the column 8, when the force required to generate a certain deflection in the circumferential direction and the radial direction of the cage 5A pushes toward the center in the longitudinal direction rather than pushing the end in the longitudinal direction of the column 8. Is smaller.
  • the cage 5A can be elastically deformed with a smaller force. As a result, even if the pressing force of the inner ring 2 in the axial direction is small, the small diameter side portion 4a of the tapered roller 4 can easily get over the small flange portion 22. As a result, the work of assembling the set 10 and the inner ring 2 becomes easier.
  • the tapered roller 4 of the first pocket 9A and the cage 5A are relatively difficult to be displaced.
  • the allowable amount of displacement having the radial component of the tapered roller 4 is the “first displacement amount” which is smaller than the “second displacement amount”. This is because. Since the cage 5A is difficult to be displaced with respect to the inner ring 2, not only the tapered roller 4 held in the first pocket 9A of the cage 5A but also the tapered roller 4 held in the second pocket 9B as a whole. Hard to displace in the radial direction.
  • the inner ring unit 11 in which the inner ring 2, the cage 5A, and the plurality of tapered rollers 4 are integrated can be obtained.
  • the tapered roller bearing 1 is completed.
  • the pockets 9 of the cage 5A are the first pockets 9A having a smaller displacement allowance than the second pocket 9B, when assembling the set 10 and the inner ring 2, for the assembling. A large force (load) is required, making assembly difficult. Further, when all the pockets 9 of the cage 5A are the second pockets 9B having a larger displacement allowance than the first pocket 9A, the tapered rollers 4 and the cage 5A are the inner rings in the state of the inner ring unit 11. It becomes easy to disperse from 2.
  • the first pocket 9A having the displacement allowance of "first displacement amount X1" and the displacement allowance of "first displacement amount X1" are provided.
  • a second pocket 9B having a “second displacement amount Y1” larger than the above is included. Therefore, the work of assembling the set 10 of the cage 5A and the plurality of tapered rollers 4 and the inner ring 2 becomes easy, and the inner ring unit 11 obtained by assembling the set 10 and the inner ring 2 becomes difficult to disassemble. It is possible to achieve both.
  • a single-row tapered roller bearing 1 in which a plurality of tapered rollers 4 are arranged in a row in the circumferential direction has been described.
  • the cage of the double-row tapered roller bearings may have the above-described configuration.
  • a part of the wheel bearing device also referred to as a hub unit
  • the wheel bearing device is one of them.
  • the tapered roller is provided as a rolling element in the portion
  • the cage that holds the tapered roller may have the above-mentioned configuration.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

円すいころ軸受(1)は、内輪(2)と、外輪(3)と、内輪軌道(21)及び外輪軌道(31)に転がり接触する複数の円すいころ(4)と、円すいころ(4)を収容する複数のポケット(9)を有する環状の保持器(5A)と、を備える。複数のポケット(9)は、互いに構造が異なる少なくとも2つのポケット(9A、9B)を含む。本開示の円すいころ軸受と保持器によれば、保持器と複数の円すいころとのセットと内輪とを組む作業を容易にしつつ、前記セットと内輪とを組んで成る内輪ユニットをばらけ難くする。

Description

円すいころ軸受及び保持器
 本開示は、円すいころ軸受及び保持器に関する。
 日本国特開2013-221592号公報に円すいころ軸受が開示されている。円すいころ軸受は、内輪と、外輪と、複数の円すいころと、環状の保持器とを備える。保持器は、円すいころを収容するポケットを複数有し、複数の円すいころを周方向に間隔をあけて保持する。円すいころ軸受の組み立ての際、ポケットに収容された円すいころが径方向外方へ脱落するのを阻止するために、各ポケットは、円すいころに径方向外方から接触可能となる抜け止め部を有する。
 円すいころ軸受の組み立ては、次のようにして行われる。図13Aに示すように、保持器101の各ポケット102に円すいころ109を収容し、複数の円すいころ109と保持器101とのセット100を得る。そのセット100を内輪108に軸方向から接近させ、セット100と内輪108とを組む。セット100において、複数の円すいころ109の小径側部分109aの内接円の直径Diは、内輪108が有する小鍔部107の外径Dcよりも小さい。このため、セット100と内輪108とを組む途中(図13B参照)、円すいころ109の小径側部分109aは、小鍔部107を乗り越える必要があるため、径方向外方に変位する。しかし、ポケット102が有する抜け止め部103によりその変位が制限され、セット100と内輪108とを組む作業は容易ではない。
 そこで、セット100の保持器101に対して、プレス等を用いて内輪108を軸方向に大きな力で押し付け、小鍔部107に対して円すいころ109の小径側部分109aを強制的に乗り越えさせる。この際、円すいころ109が抜け止め部103を押し、保持器101が拡径方向に弾性変形する。
 以上の組み立て方法により、内輪108、保持器101、及び円すいころ109が一体となった内輪ユニットが得られる。その内輪ユニットに、外輪を組み付けることで、円すいころ軸受が完成する。
 円すいころ109の小径側部分109aが小鍔部107を乗り越える際、保持器101に無理な力が作用する。このため、保持器101の変形が許容範囲を超えると、保持器101が白化又は塑性変形したり、保持器101に割れが発生したりする場合もある。
 そこで、抜け止め部103を小さくしたり突出高さを低くしたりすることが考えられる。これにより、円すいころ109の変位の許容量が増え、セット100と内輪108とを組む作業は容易になる。しかし、この場合、セット100と内輪108とを組んで得た内輪ユニットの状態で、円すいころ109が大きく変位することが可能になると同時に、保持器101も大きく変位することが可能になる。その結果、内輪ユニットの円すいころ109が、小鍔部107を乗り越えてポケット102から脱落し、内輪108、円すいころ109、保持器101がばらけてしまう可能性が高くなる。
 以上のように、抜け止め部103を小さくする等して、セット100と内輪108とを組む作業が容易となるようにすると、内輪108、円すいころ109及び保持器101からなる内輪ユニットがばらけ易くなる。これとは反対に、抜け止め部103を大きくする等して、内輪ユニットがばらけ難くすると、セット100と内輪108とを組む作業が困難となる。
 そこで、本開示は、保持器と複数の円すいころとのセットと内輪とを組む作業が容易になることと、前記セットと内輪とを組んで得た内輪ユニットがばらけ難くなることとを、両立することが可能となる円すいころ軸受及び保持器を提供することを目的とする。
 本開示の一態様によれば、円すいころ軸受は、内輪軌道と、当該内輪軌道の軸方向一方側に設けられている小鍔部と、当該内輪軌道の軸方向他方側に設けられている大鍔部と、を外周側に有する内輪と、内周側に外輪軌道を有する外輪と、前記内輪軌道及び前記外輪軌道に転がり接触する複数の円すいころと、前記円すいころを収容する複数のポケットを有する環状の保持器と、を備える。前記複数のポケットは、互いに構造が異なる少なくとも2つのポケットを含む。
 本開示の上記態様によれば、前記複数のポケットは、収容する前記円すいころの小径側端面に対向する小径側側面と、収容する前記円すいころの大径側端面に対向する大径側側面と、をそれぞれ有し、前記複数のポケットは、前記小径側側面と前記大径側側面との距離を第一の距離とした第一ポケットと、前記小径側側面と前記大径側側面との距離を前記第一の距離よりも大きい第二の距離とした第二ポケットと、を含んでもよい。
 前記円すいころ軸受によれば、第一ポケットに収容された円すいころと比較して、第二ポケットに収容された円すいころの径方向への変位を含む変位の許容量を大きくすることが可能となる。このため、保持器と複数の円すいころとのセットと、内輪とを組む際、第二ポケットの円すいころは内輪の小鍔部を乗り越えやすい。その結果、すべてのポケットが第一ポケットである場合と比較して、前記セットと内輪とを組む作業が容易になる。
 そして、第二ポケットに収容された円すいころと比較して、第一ポケットに収容された円すいころの径方向への変位を含む変位の許容量を小さくすることが可能となる。このため、前記セットと内輪とが組まれて内輪ユニットが得られると、第一ポケットの円すいころと保持器とが相対的に変位し難くなる。その結果、すべてのポケットが第二ポケットである場合と比較して、各ポケットに収容されている円すいころは内輪ユニットから脱落し難く、内輪ユニットがばらけ難くなる。
 本開示の上記態様によれば、前記複数のポケットは、収容する前記円すいころの外周面に対して、前記保持器の周方向一側で対向する第一側面と、前記保持器の周方向他側で対向する第二側面と、をそれぞれ有し、前記第二ポケットは、前記第一側面及び前記第二側面の軸方向一方側に形成され、前記第二ポケットに収容される前記円すいころと前記第一側面及び前記第二側面との隙間を拡大する凹み部を有してもよい。
 この構成によれば、凹み部を設けることで、前記セットと内輪とを組み付ける際、第二ポケットの円すいころが内輪の小鍔部に接触し、円すいころの小径側部分が径方向外方に変位する場合に、その円すいころの変位を妨げないため、第二ポケットの円すいころの径方向への変位を含む変位の許容量をさらに大きくすることができる。また、凹み部を設けることで、第一側面及び第二側面を構成する柱を、凹み部がない場合に比べて小さい力で変形させることが可能になるため、前記セットと内輪とを組む作業がさらに容易になる。
 また、凹み部を第一側面及び第二側面の軸方向一方側に形成する構成によれば、第二ポケットの円すいころが傾いたとき、その傾いた円すいころが第一側面及び第二側面に接触する位置を、各側面の端部から中央側へ寄せた位置とすることができる。これにより、前記柱をより小さい力で変形させることが可能になるため、前記セットと内輪とを組む作業が一層容易になる。
 本開示の上記態様によれば、好ましくは、前記保持器は、該保持器の軸方向一方側に設けられる小径環状体と、該保持器の軸方向他方側に設けられる大径環状体と、前記小径環状体と前記大径環状体とを繋ぐ複数の柱と、を有し、前記第二ポケットの前記大径側側面は、前記大径環状体を凹ませて設けられている。
 この構成によれば、複数の円すいころを、保持器の軸方向について同じ位置として複数のポケットにそれぞれ収容した状態で、円すいころの大径側端面と大径側側面との隙間を、小径側端面と小径側側面との隙間に比べて大きくすることができる。そして、円すいころの大径側端面側の隙間を大きくすることで、小径側端面側の隙間を大きくする場合に比べて、第二ポケットの円すいころの前記変位の許容量をより大きくすることができる。
 本開示の上記態様によれば、前記第一ポケットは、前記第一側面と前記第二側面とがなす角度を第一の角度として有しており、前記第二ポケットは、前記第一側面と前記第二側面とがなす角度を第一の角度よりも小さい第二の角度として有してもよい。
 この構成によれば、第一ポケットの第一の角度及び第二ポケットの第二の角度をさらに調整することで、各ポケットに収容された円すいころの前記変位の許容量を細かく調整することができる。
 本開示の上記態様によれば、前記複数の第二ポケットは、前記第一ポケットを該第二ポケットの間に挟んで前記保持器の周方向に離れて配置されてもよい。
 この構成によれば、保持器と複数の円すいころとのセットと、内輪とを組む際、保持器に対して作用する力の周方向のばらつきを抑制することができる。これにより、セットと内輪とを組む際に、保持器の一部に集中して力が作用することがなくなり、当該保持器が破損することを抑制できる。
 本開示の上記態様によれば、前記複数のポケットは、収容する前記円すいころの外周面に対して、前記保持器の周方向一側で対向する第一側面と、前記保持器の周方向他側で対向する第二側面と、をそれぞれ有し、
 前記複数のポケットは、前記第一側面と前記第二側面とがなす角度を第一の角度とした第一ポケットと、前記第一側面と前記第二側面とがなす角度を前記第一の角度よりも小さい第二の角度とした第二ポケットと、を含んでもよい。
 前記円すいころ軸受によれば、第一ポケットに収容された円すいころと比較して、第二ポケットに収容された円すいころの径方向への変位を含む変位の許容量を大きくすることが可能となる。このため、保持器と複数の円すいころとのセットと、内輪とを組む際、第二ポケットの円すいころは内輪の小鍔部を乗り越えやすい。その結果、すべてのポケットが第一ポケットである場合と比較して、前記セットと内輪とを組む作業が容易になる。
 そして、第二ポケットに収容された円すいころと比較して、第一ポケットに収容された円すいころの径方向への変位を含む変位の許容量を小さくすることが可能となる。このため、前記セットと内輪とが組まれて内輪ユニットが得られると、第一ポケットの円すいころと保持器とが相対的に変位し難くなる。その結果、すべてのポケットが第二ポケットである場合と比較して、各ポケットに収容されている円すいころは内輪ユニットから脱落し難く、内輪ユニットがばらけ難くなる。
 本開示の上記態様によれば、前記第二ポケットは、前記第一側面および前記第二側面の軸方向一方側に形成され、前記第二ポケットに収容される前記円すいころと前記第一側面および前記第二側面との隙間を拡大する凹み部を有してもよい。
 この構成によれば、凹み部を設けることで、前記セットと内輪とを組み付ける際、第二ポケットの円すいころが内輪の小鍔部に接触し、円すいころの小径側部分が径方向外方に変位する場合に、その円すいころの変位を妨げないため、第二ポケットの円すいころの径方向への変位を含む変位の許容量をさらに大きくすることができる。また、凹み部を設けることで、第一側面及び第二側面を構成する柱を、凹み部がない場合に比べて小さい力で変形させることが可能になるため、前記セットと内輪とを組む作業がさらに容易になる。
 また、凹み部を第一側面及び第二側面の軸方向一方側に形成する構成によれば、第二ポケットの円すいころが傾いたとき、その傾いた円すいころが第一側面及び第二側面に接触する位置を、各側面の端部から中央側へ寄せた位置とすることができる。これにより、前記柱をより小さい力で変形させることが可能になるため、前記セットと内輪とを組む作業が一層容易になる。
 本開示の上記態様によれば、好ましくは、前記第一側面と前記第二側面は、前記保持器の径方向において、前記第一ポケットに収容される前記円すいころとの間に第一隙間を有しており、前記第二ポケットに収容される前記円すいころとの間に前記第一隙間よりも大きい第二隙間を有している。
 この構成によれば、第二ポケットの円すいころの径方向成分を有する変位の許容量を第一ポケットに比べて大きくすることができる。
 本開示の上記態様によれば、好ましくは、前記複数のポケットは、収容する前記円すいころの小径側端面に対向する小径側側面と、収容する前記円すいころの大径側端面に対向する大径側側面と、をそれぞれ有し、前記第一ポケットにおける前記小径側側面と前記大径側側面との距離を第一の距離とした場合に、前記第二ポケットにおける前記小径側側面と前記大径側側面との距離は、前記第一の距離よりも大きい第二の距離となる。
 この構成によれば、第一ポケットの第一の角度及び第二ポケットの第二の角度をさらに調整することで、各ポケットに収容された円すいころの前記変位の許容量を細かく調整することができる。
 本開示の上記態様によれば、好ましくは、前記複数の第二ポケットは、前記第一ポケットを該第二ポケットの間に挟んで前記保持器の周方向に離れて配置されている。
 この構成によれば、保持器と複数の円すいころとのセットと、内輪とを組む際、保持器に対して作用する力の周方向のばらつきを抑制することができる。これにより、セットと内輪とを組む際に、保持器の一部に力が集中して作用することがなくなり、当該保持器が破損することを抑制できる。
 本開示の他の態様によれば、内輪軌道と、当該内輪軌道の軸方向一方側に設けられている小鍔部と、当該内輪軌道の軸方向他方側に設けられている大鍔部と、を外周側に有する内輪と、内周側に外輪軌道を有する外輪と、前記内輪軌道及び前記外輪軌道に転がり接触する複数の円すいころと、を含む円すいころ軸受用の保持器であって、当該保持器は、前記円すいころを収容する複数のポケットを備えている。前記複数のポケットは、互いに構造が異なる少なくとも2つのポケットを含む。
 本開示の上記態様によれば、前記複数のポケットは、収容する前記円すいころの小径側端面に対向する小径側側面と、収容する前記円すいころの大径側端面に対向する大径側側面と、をそれぞれ有し、複前記数のポケットは、前記小径側側面と前記大径側側面との距離を第一の距離とした第一ポケットと、前記小径側側面と前記大径側側面との距離を前記第一の距離よりも大きい第二の距離とした第二ポケットと、を含んでもよい。
 本開示の上記態様によれば、前記複数のポケットは、収容する前記円すいころの外周面に対して、前記保持器の周方向一側で対向する第一側面と、前記保持器の周方向他側で対向する第二側面と、をそれぞれ有し、前記複数のポケットは、前記第一側面と前記第二側面とがなす角度を第一の角度とした第一ポケットと、前記第一側面と前記第二側面とがなす角度を前記第一の角度よりも小さい第二の角度とした第二ポケットと、を含んでもよい。
 前記保持器によれば、第二ポケットの円すいころは、第一ポケットに収容された円すいころと比較して、径方向成分を有する変位の許容量を大きくすることが可能となる。このため、保持器と複数の円すいころとのセットと、内輪とを組む際、第二ポケットの円すいころは内輪の小鍔部を乗り越えやすい。その結果、すべてのポケットが第一ポケットである場合と比較して、前記セットと内輪とを組む作業が容易になる。
 そして、第一ポケットの円すいころは、第二ポケットに収容された円すいころと比較して、径方向成分を有する変位の許容量を小さくすることが可能となる。このため、前記セットと内輪とが組まれて内輪ユニットが得られると、第一ポケットの円すいころと保持器とが相対的に変位し難くなる。その結果、すべてのポケットが第二ポケットである場合と比較して、各ポケットに収容されている円すいころは内輪ユニットから脱落し難く、内輪ユニットがばらけ難くなる。
 本開示によれば、保持器と複数の円すいころとのセットと内輪とを組む作業が容易になることと、セットと内輪とを組んで得た内輪ユニットがばらけ難くなることとを、両立することが可能となる。
図1Aは、円すいころ軸受の一例を示す第一ポケットを含む断面図である。 図1Bは、円すいころ軸受の一例を示す第一ポケットを含む断面図である。 図2Aは、円すいころ軸受の一例を示す第二ポケットを含む断面図である。 図2Bは、円すいころ軸受の一例を示す第二ポケットを含む断面図である。 図3は、第一の形態に係る保持器を示す斜視図である。 図4Aは、第一の形態に係る保持器の第一ポケットを含む中心線断面図である。 図4Bは、第一の形態に係る保持器の第二ポケットを含む中心線断面図である。 図5は、第二の形態に係る保持器を示す斜視図である。 図6Aは、第一ポケットの説明図であり、ころ軸方向に沿って見た図である。 図6Bは、第二ポケットの説明図であり、ころ軸方向に沿って見た図である。 図7は、第三の形態に係る保持器を示す斜視図である。 図8Aは、軸方向一方側から見た場合の保持器及び円すいころのイメージ図である。 図8Bは、軸方向一方側から見た場合の円すいころが変位した状態のイメージ図である。 図9は、軸方向一方側から見た場合の保持器及び円すいころのイメージ図である。 図10Aは、円すいころ軸受の組み立て手順を説明する説明図である。 図10Bは、円すいころ軸受の組み立て手順を説明する説明図である。 図11Aは、円すいころ軸受の組み立て手順を説明する説明図である。 図11Bは、円すいころ軸受の組み立て手順を説明する説明図である。 図12は、第一ポケット及び第二ポケットにおける円すいころの位置を説明するイメージ図である。 図13Aは、関連技術の円すいころ軸受の組み立て手順を説明する説明図である。 図13Bは、関連技術の円すいころ軸受の組み立て手順を説明する説明図である。
 [円すいころ軸受の構成]
 ここでは、図1A,B及び図2A,Bに示す円すいころ軸受1に基づいて、本開示の円すいころ軸受1の構成を説明する。図1A,B及び図2A,Bに示す円すいころ軸受1は、保持器5の第一の形態である保持器5Aを備えている。以下の説明において、保持器5Aと、後で説明する他の形態に係る保持器5(後述する保持器5Bと保持器5C)と、に共通する構成を説明する際には、単に「保持器5」と記載している。
 図1A,B及び図2A,Bに示す円すいころ軸受1は、内輪2と、内輪2の径方向外方に設けられている外輪3と、これら内輪2と外輪3との間に設けられている複数の円すいころ4と、これら円すいころ4を保持する環状の保持器5とを備える。
 内輪2、外輪3、保持器5の各説明における「軸方向」「径方向」「周方向」について定義する。「軸方向」とは、内輪2、外輪3、保持器5それぞれの中心線に沿った方向である。なお、その軸方向には、前記中心線に平行な方向も含まれる。「径方向」とは、それぞれの中心線に直交する方向である。「周方向」とは、それぞれの中心線を中心とした円に沿う方向である。各図において、内輪2、外輪3、保持器5それぞれの中心線が一致した状態でのその中心線の符号を「C0」としている。
 円すいころ4の説明における「軸方向」「径方向」「周方向」について定義する。円すいころ4の「軸方向」とは、円すいころ4の中心線C1に沿った方向である。内輪2、外輪3、保持器5の軸方向と区別するために、保持器5等の軸方向を単に「軸方向」と称し、円すいころ4の軸方向を「ころ軸方向」と称する場合がある。なお、ころ軸方向には、中心線C1に平行な方向も含まれる。「径方向」とは、円すいころ4の中心線C1に直交する方向であり、「ころ径方向」と称する場合がある。「周方向」とは、円すいころ4の中心線C1を中心とした円に沿う方向であり、「ころ周方向」と称することができる。
 内輪2は、軸受鋼又は機械構造用鋼等を用いて形成された環状の部材である。内輪2は、その外周側に、テーパー状の内輪軌道21を有する。内輪2は、内輪軌道21の軸方向一方側(図1A、図2Aでは左側、図1B、図2Bでは右側)に設けられている小鍔部22と、内輪軌道21の軸方向他方側(図1A、図2Aでは右側、図1B、図2Bでは左側)に設けられている大鍔部23とを有する。小鍔部22及び大鍔部23それぞれは、径方向外方に突出している。複数の円すいころ4が保持器5に保持されて内輪2と外輪3との間に介在している状態で、これら複数の円すいころ4の小径側部分4aの内接円の直径Diは、小鍔部22の外径Dcよりも小さい。
 外輪3は、軸受鋼又は機械構造用鋼等を用いて形成された環状の部材である。外輪3は、その内周側に、テーパー状の外輪軌道31を有する。
 円すいころ4は、軸受鋼等を用いて形成された円すい台形状の部材である。円すいころ4は、ころ軸方向の一方側(図1A、図2Aでは左側、図1B、図2Bでは右側)に直径の小さい円形の小径側端面41を有し、ころ軸方向の他方側(図1A、図2Aでは右側、図1B、図2Bでは左側)に直径の大きい円形の大径側端面42を有する。円すいころ4は、内輪軌道21及び外輪軌道31に転がり接触する。大径側端面42は、大鍔部23の側面(鍔面)24に転がり接触する。
 保持器5は、軸方向一方側の小径環状体6、小径環状体6よりも外径が大きい軸方向他方側の大径環状体7、及び周方向に間隔をあけて設けられている複数の柱8を有する(図3参照)。小径環状体6及び大径環状体7は円環形状であり、軸方向に離れて設けられている。柱8は、小径環状体6と大径環状体7とを連結している。小径環状体6と大径環状体7との間であって周方向で隣り合う二つの柱8,8の間に形成される空間が、ポケット9となる。各ポケット9に一つの円すいころ4が収容される。
 保持器5は、円すいころ4を収容するポケット9を複数有し、複数の円すいころ4を周方向に等しい間隔をあけて保持する。後に説明するが、保持器5は、形状が異なる二種類のポケット9(「第一ポケット」及び「第二ポケット」)を有する。
 前記二つの柱8,8の各側面は、ポケット9の内側において対向している。柱8の前記各側面は、ポケット9に収容された円すいころ4の外周面43に対して、周方向一方側から対向する第一側面8aと、周方向他方側から対向する第二側面8bとからなる。第一側面8aと第二側面8bは、その面間距離が保持器5の径方向外方に向かって小さくなるようにした所定の角度をなしている。第一側面8a及び第二側面8bは、ポケット9に収容された円すいころ4が径方向外方に脱落するのを阻止する抜け止め部としての役割を有する。
 小径環状体6には小径側側面6aが形成されている。小径側側面6aは、ポケット9に収容された円すいころ4の小径側端面41と対向する部位である。後で説明するが、小径側側面6aは、ポケット9に収容された円すいころ4の小径側部分4aが径方向外方へ変位するのを規制する役割を有する。
 大径環状体7には大径側側面7aが形成されている。大径側側面7aは、ポケット9に収容された円すいころ4の大径側端面42と対向する部位である。後で説明するが、大径側側面7aは、ポケット9に収容された円すいころ4の大径側部分4bが径方向外方へ変位するのを規制する役割を有する。
 ポケット9の内側には、第一側面8a及び第二側面8bと、小径側側面6aと、大径側側面7aと、によって囲まれた空間が形成されている。ポケット9に収容された円すいころ4は、錘状の外周面43が第一側面8a及び第二側面8bと対向する。また、ポケット9に収容された円すいころ4は、小径側端面41が小径側側面6aと対向し、大径側端面42が大径側側面7aと対向する。
 保持器5は、合成樹脂製であり、射出成形によって成形される。本開示の形態の保持器5は、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)製である。その保持器5は、潤滑油に対する耐性(耐油性)を有し、比較的、硬質であり、弾性変形し難い。保持器5は3Dプリンタにより製造されてもよい。
 本開示では、保持器5は、外輪3の内周面の一部に滑り接触可能であり、これにより、保持器5の回転は外輪3によって案内される。つまり、図1、図2に示す円すいころ軸受1は、保持器5が外輪3によって案内される外輪案内形式の軸受である。
 図1A,B及び図2A,Bに示すように、保持器5の中心線が内輪2の中心線と一致していて、その保持器5に保持されている複数の円すいころ4が内輪軌道21及び大鍔部23の側面24に適切に接触している状態を「基準状態」と定義する。前記基準状態であって、円すいころ4が外輪軌道31に接触している状態では、円すいころ4は、ころ径方向及びころ軸方向に変位不能である。円すいころ4の小径側端面41と小径環状体6との間には、隙間が設けられていて、円すいころ4の外周面43と柱8の各側面8a,8bとの間には、隙間が設けられている。このため、保持器5は、円すいころ4に対して径方向及び軸方向に僅かに変位可能である。また、円すいころ4は、外輪3が外されている基準状態(図4A,B参照)から、軸方向及び径方向に僅かに変位可能である。
 基準状態で、円すいころ4の小径側端面41の中心を結ぶ仮想円が、円すいころ4の(設計上の)小径側のピッチ円と定義され、円すいころ4の大径側端面42の中心を結ぶ仮想円が、円すいころ4の(設計上の)大径側のピッチ円であると定義される。保持器5のポケット9に円すいころ4を収容した状態にある組立体(図10A参照)が、保持器5と円すいころ4との「セット10」である。そのセット10と内輪2とを組み合わせた組立体(図11B参照)が「内輪ユニット11」である。
 セット10及び内輪ユニット11それぞれにおいて、特に説明しない場合、複数の円すいころ4は、前記小径側のピッチ円及び前記大径側のピッチ円に沿って配置された状態とする。なお、本開示では、この状態を、単に、円すいころ4は「ピッチ円に沿って」配置された状態と説明することがある。各円すいころ4は、ピッチ円に沿って配置された状態から、柱8の各側面8a,8bに接触するまで、径方向外方への変位を伴いつつ僅かに変位可能である。
 [凹み部]
 図1A,B及び図2A,Bに示すとおり、保持器5には、柱8の第一側面8a及び第二側面8bそれぞれに、凹み部8cが形成されている。柱8は、凹み部8cにおける周方向の厚みが、凹み部8c以外の部位における周方向の厚みに比べて小さい。このため、柱8は、周方向及び径方向に一定のたわみを生じさせるために必要となる力が、凹み部8cを有さない柱に比べて小さい。
 凹み部8cは、第一側面8a及び第二側面8bの軸方向一方側に設けられており、小径環状体6に隣接している。凹み部8cは、ポケット9に収容された円すいころ4が、その小径側部分4aが保持器5の径方向外方へ変位するようにして傾いた場合に、当該小径側部分4aが入り込む空間の一部を形成する。そして、保持器5は、凹み部8cを設けたことによって、セット10と内輪2とを組み付ける際、ポケット9の円すいころ4が内輪2の小鍔部に接触し、円すいころ4の小径側部分4aが径方向外方に変位する場合に、その円すいころ4の変位を妨げない。このため、ポケット9は、凹み部8cを設けたことによって、凹み部8cがない場合に比べて、小径側部分4aの保持器5の径方向外方への変位の許容量が大きくなっている。
 柱8は、第一側面8a及び第二側面8bと凹み部8cとの境界において稜線が形成されている。本説明では、この稜線が形成されている部位を境界部8dと称する。ポケット9に収容された円すいころ4が、その小径側部分4aが保持器5の径方向外方へ変位するようにして傾く場合に、その円すいころ4は境界部8dと接触する。境界部8dは円すいころ4に接触して、円すいころ4が傾く際の支点となる。
 凹み部8cを第一側面8aおよび第二側面8bの軸方向一方側に形成した構成では、境界部8dを柱8の長手方向における各側面8a,8bの端部から中央側へ寄せた位置に配置することができる。これにより、ポケット9に収容された円すいころ4が傾いて第一側面8aおよび第二側面8bの境界部8dに接触したとき、円すいころ4が柱8の長手方向中央寄りの位置を押すこととなる。
 [小径側側面と大径側側面]
 ポケット9に収容された円すいころ4が、境界部8dを支点として、小径側部分4aが保持器5の径方向外方へ変位するようにして傾く場合において、円すいころ4が所定の傾き以上傾くと、小径側端面41が小径側側面6aに接触するとともに、大径側端面42が大径側側面7aに接触する。小径側側面6aは、小径側部分4aの径方向外方への変位を規制し、大径側側面7aは、大径側部分4bの径方向内側への変位を規制する。
 このように、保持器5では、ポケット9に収容された円すいころ4が、その小径側部分4aが保持器5の径方向外方へ変位する場合における変位の許容量を、凹み部8cによって増大させるとともに、当該変位を小径側側面6aと大径側側面7aとによって規制する。
 [保持器の第一の形態]
 ここからは、第一の形態に係る保持器5Aについて説明する。以下の説明では、保持器5Aにおける「第一ポケット」を第一ポケット9Aと称し、保持器5Aにおける「第二ポケット」を第二ポケット9Bと称して、他の形態の保持器5における「第一ポケット」及び「第二ポケット」と区別する。
 図3に示すように、保持器5Aは、形状が異なる二種類のポケット9である第一ポケット9Aと第二ポケット9Bを有する。
 図4A,Bは、保持器5の中心線を含む断面を部分的に示す図である。図4Aは、第一ポケット9Aを含む断面を示す図であり、図4Bは、第二ポケット9Bを含む断面を示す図である。図4A,Bに示すとおり、第一ポケット9Aは、小径側側面6aから大径側側面7aまでの距離が第一距離L1であり、第二ポケット9Bは、小径側側面6aから大径側側面7aまでの距離が第二距離L2である。そして、保持器5Aでは、第二距離L2が、第一距離L1よりも大きい(L2>L1)。このため、保持器5Aでは、円すいころ4が第一ポケット9Aと第二ポケット9Bとで小径側側面6aと小径側端面41との間の隙間の寸法が同じである状態で、第二ポケット9Bに収容された円すいころ4は、第一ポケット9Aに収容された円すいころ4に比べて、大径側端面42と大径側側面7aとの隙間が大きい。
 大径側端面42と大径側側面7aに前記隙間があることにより、各ポケット9A,9Bに収容された円すいころ4は、その大径側部分4bが保持器5の径方向内方への変位を伴いつつ軸方向または径方向へ変位する(傾く)ことが許容される。円すいころ4がこのようにして傾く場合、大径側部分4bの軸方向への変位がより大きくなれば、大径側部分4bの径方向内方への変位もより大きくなる。
 第二ポケット9Bに収容された円すいころ4は、上記L2>L1の関係から、第一ポケット9Aに収容された円すいころ4に比べて、前記隙間が大きい。このため、第二ポケット9Bでは、大径側部分4bの軸方向への変位を伴う径方向内方への変位の許容量が、第一ポケット9Aに比べて大きくなっている。
 各ポケット9A,9Bに収容された円すいころ4は、大径側部分4bが径方向内方への変位を伴って変位するようにして傾くと、それに伴って、軸方向の反対側に位置する小径側部分4aが軸方向への変位を伴いつつ径方向外方へ変位する。大径側部分4bの径方向内方への変位が大きくなると、小径側部分4aの径方向外方への変位も大きくなる関係にある。このため、第二ポケット9Bに収容された円すいころ4は、第一ポケット9Aに収容された円すいころ4に比べて、小径側部分4aの径方向外方への変位の許容量が大きくなっている。
 ここでは、第一ポケット9Aに収容された円すいころ4の小径側部分4aの径方向外方への変位の許容量を「第一変位量X1」(図4A参照)と定義し、第二ポケット9Bに収容された円すいころ4の小径側部分4aの径方向外方への変位の許容量を「第二変位量Y1」(図4B参照)と定義する。「第一変位量X1」「第二変位量Y1」は、前記ピッチ円に沿って位置する円すいころ4の径方向外方への変位可能量とも言える。
 本開示の保持器5Aでは、第二距離L2が第一距離L1よりも大きい関係にある(L2>L1)。このため、「第二変位量Y1」が「第一変位量X1」に比べて大きくなる(Y1>X1)。これにより、保持器5Aでは、第二ポケット9Bに収容された円すいころ4は、第一ポケット9Aに収容された円すいころ4に比べて、小径側部分4aの内接円の直径Diをより大きくすることができる。
 なお、本説明で例示した保持器5Aでは、第二ポケット9Bにおける大径環状体7を凹ませて大径側側面7aを形成し、上記L2>L1の関係となる構成を得ているが、第二ポケット9Bにおける小径環状体6を凹ませて小径側側面6aを形成し、上記L2>L1の関係となる構成を得るようにしてもよい。
 保持器5Aでは、第二ポケット9Bに収容された円すいころ4が、小径側部分4aが径方向外方へ変位するように傾く場合の円すいころ4の支点(境界部4dとの接触点)が、小径側端面41側に偏っている。このとき、支点から小径側部分4aまでの距離に比べて、支点から大径側部分4bまでの距離のほうが大きいため、円すいころ4が傾くときの大径側部分4bの径方向外方部の軸方向他方側への変位が、小径側部分4aの径方向内方部の軸方向一方側への変位より大きくなる。このため、大径側部分4b側の隙間を大きくしたほうが、小径側部分4a側の隙間を大きくするよりも、円すいころ4の傾きを大きくすることができる。このため、第二ポケット9Bの「第二変位量Y1」をより大きくするためには、第二ポケット9Bにおける小径環状体6を凹ませて小径側側面6aを形成するよりも、第二ポケット9Bにおける大径環状体7を凹ませて大径側側面7aを形成して、上記L2>L1の関係となる構成を得るほうが好ましい。
 [保持器の第二の形態]
 ここからは、第二の形態に係る保持器5Bについて説明する。以下の説明では、保持器5Bにおける「第一ポケット」を第一ポケット9Cと称し、保持器5Bにおける「第二ポケット」を第二ポケット9Dと称して、他の形態の保持器5における第一ポケット及び第二ポケットと区別する。
 図5に示すように、保持器5Bは、形状が異なる二種類のポケット9である第一ポケット9Cと第二ポケット9Dを有する。
 図6に示すとおり、保持器5Bでは、第一ポケット9Cは、第一側面8aと第二側面8bとがなす角度が第一角度θ1であり、第二ポケット9Dは、第一側面8aと第二側面8bとがなす角度が第二角度θ2である。そして、保持器5Bでは、第二角度θ2が、第一角度θ1よりも小さい(θ2<θ1)。各角度θ1,θ2は、ころ軸方向に垂直な面で切断した場合の保持器5Bの断面において(図6A,B参照)、第一側面8aの上端と下端とを通過する線と、第二側面8bの上端と下端とを通過する線と、がなす角度である。また、各角度θ1,θ2は、凹み部8cを除く第一側面8a及び第二側面8bにおいて、ころ軸方向に沿って一定である。
 図6Aに示すとおり、第一ポケット9Cでは、第一側面8a及び第二側面8bと、前記ピッチ円に沿って位置する円すいころ4との間には、円すいころ4の径方向について隙間D1が設けられている。そして、第一ポケット9Cでは、第一側面8a及び第二側面8bと、前記ピッチ円に沿って位置する円すいころ4との間には、保持器5Bの径方向について第一隙間K1が設けられている。第一隙間K1は、第一側面8a及び第二側面8bと円すいころ4とが接触可能となる位置における隙間である。第一隙間K1により、第一ポケット9Cの円すいころ4は、径方向成分を有する変位が許容される。ここでは、その変位の許容量を「第一変位量X2」と定義する。「第一変位量X2」は、前記ピッチ円に沿って位置する円すいころ4の径方向外方への変位可能量とも言える。
 図6Bに示すとおり、第二ポケット9Dでは、第一側面8a及び第二側面8bと、前記ピッチ円に沿って位置する円すいころ4との間には、円すいころ4の径方向について隙間D2が設けられている。第二ポケット9Dでは、第一側面8a及び第二側面8bと、前記ピッチ円に沿って位置する円すいころ4との間には、保持器5Bの径方向について第二隙間K2が設けられている。第二隙間K2は、第一側面8a及び第二側面8bと円すいころ4とが接触可能となる位置における隙間である。第二隙間K2により、第二ポケット9Dの円すいころ4は、径方向成分を有する変位が許容される。ここでは、その変位の許容量を「第二変位量Y2」と定義する。「第二変位量Y2」は、前記ピッチ円に沿って位置する円すいころ4の径方向外方への変位可能量とも言える。なお、第一ポケット9Cにおける隙間D1と、第二ポケット9Dにおける隙間D2は略等しい関係にある。
 本開示の保持器5Bでは、第二角度θ2が第一角度θ1よりも小さい関係にあるため(θ2<θ1)、第二隙間K2が第一隙間K1よりも大きくなり(K2>K1)、このため「第二変位量Y2」が「第一変位量X2」よりも大きくなる(Y2>X2)。これにより、保持器5Bでは、第二ポケット9Dに収容された円すいころ4は、第一ポケット9Cに収容された円すいころ4に比べて、小径側部分4aの内接円の直径Diをより大きくすることができる。
 [保持器の第三の形態]
 ここからは、第三の形態に係る保持器5Cについて説明する。以下の説明では、保持器5Cにおける「第一ポケット」を第一ポケット9Eと称し、保持器5Cにおける「第二ポケット」を第二ポケット9Fと称して、他の形態の保持器5における「第一ポケット」及び「第二ポケット」と区別する。なお、以下の説明では、保持器5Cを構成する部位のうち、上記各保持器5A,5Bと共通する部位については、各保持器5A,5Bの説明で用いた符号をそのまま付しており、特別に記載しない限り説明は省略する。
 図7に示すように、保持器5Cは、形状が異なる二種類のポケット9である第一ポケット9Eと第二ポケット9Fを有する。
 図7では図示を省略しているが、保持器5Cは、
 ・保持器5Aと共通する、第二距離L2を第一距離L1よりも大きくする構成、
 ・保持器5Bと共通する、第二角度θ2を第一角度θ1よりも小さくし、第二隙間K2を第一隙間K1よりも大きくする構成、
 を兼ね備えている。
 第一ポケット9Eは、小径側側面6aから大径側側面7aまでの距離が第一距離L1であり(図4A参照)、かつ、第一側面8aと第二側面8bとがなす角度が第一角度θ1である(図6A参照)。また、第二ポケット9Fは、小径側側面6aから大径側側面7aまでの距離が第二距離L2であり(図4B参照)、かつ、第一側面8aと第二側面8bとがなす角度が第二角度θ2である(図6B参照)。そして、保持器5Cでは、第二距離L2が第一距離L1よりも大きい。また、保持器5Cでは、第二角度θ2が第一角度θ1よりも小さく、かつ、第二隙間K2が第一隙間K1よりも大きい。
 本開示の保持器5Cでは、第二距離L2が第一距離L1よりも大きい関係にあり(L2>L1)、かつ、第二隙間K2が第一隙間K1よりも大きい関係にある(K2>K1)。このため、保持器5Cは、保持器5A及び保持器5Bと同じように、「第二変位量」が「第一変位量」に比べて大きくなる。これにより、保持器5Cでは、第二ポケット9Fに収容された円すいころ4は、第一ポケット9Eに収容された円すいころ4に比べて、小径側部分4aの内接円の直径Diをより大きくすることができる。
 本開示の保持器5Cでは、第一距離L1と第二距離L2の関係と、第一角度θ1と第二角度θ2の関係をそれぞれ調整することが可能であるため、「第一変位量」や「第二変位量」をより細かく調整することができる。なお、本開示の保持器5Cでは、第二距離L2を第一距離L1よりも大きくする構成と、第二角度θ2を第一角度θ1よりも小さくし、第二隙間K2を第一隙間K1よりも大きくする構成、の両方を各ポケット,9Fがすべて兼ね備えている場合を例示しているが、前記構成のいずれか一方のみを備えたポケット9E,9Fを偏りなく混在させる構成としてもよい。
 このように、本開示の保持器5A,5B,5Cでは、「第一ポケット」と「第二ポケット」からなるポケット9は、それぞれに収容する円すいころ4の径方向への変位の許容量が異なっている。具体的には、保持器5A,5B,5Cは、変位の許容量が「第一変位量」である「第一ポケット」と、変位の許容量が「第一変位量」に比べて大きい「第二変位量」である「第二ポケット」と、をそれぞれ有している。
 [円すいころ4の変位について]
 図8Aは、前記のとおり、複数の円すいころ4が前記ピッチ円に沿って配置された状態を示している。これに対して、図8Bは、複数の円すいころ4が前記ピッチ円に沿って配置されておらず、各円すいころ4が「第一変位量」又は「第二変位量」について変位した状態を示している。つまり、図8Bは、各円すいころ4が第一側面8a及び第二側面8bと接触している状態を示している。なお、図8Bでは、保持器5Aを省略していて、第一ポケット9Aの円すいころ4と、第二ポケット9Bの円すいころ4とを、ハッチを付して示し、更に、そのハッチの粗さを違えて区別している。図8Bにおいて、第一ポケット9Aに収容されていて第一側面8a及び第二側面8bと接触する円すいころ4の小径側部分4aの内接円をQ1としている。第二ポケット9Bに収容されていて第一側面8a及び第二側面8bと接触する円すいころ4の小径側部分4aの内接円をQ2としている。
 前記のとおり、保持器5Aでは、「第一変位量」と「第二変位量」とが異なることから、第一の内接円Q1の直径と第二の内接円Q2の直径とが異なる(内接円Q2の直径>内接円Q1の直径)。なお、図1及び図2において、内輪2が有する小鍔部22の外径(最大外径)Dcは、第二の内接円Q2の直径以下であり、第一の内接円Q1の直径以上であってもよいが、本開示では、外径(最大外径)Dcは、第一の内接円Q1の直径以上であり、かつ、第二の内接円Q2の直径以上である。なお、ここでは、保持器5Aの第一ポケット9Aと第二ポケット9Bに収容された円すいころ4を例示して説明したが、保持器5Bの第一ポケット9Cと第二ポケット9D、および保持器5Cの第一ポケット9Eと第二ポケット9F、にそれぞれ収容された円すいころ4の変位についても同様に説明できる。
 [ポケットの周方向の配置について]
 図8Aでは、第一ポケット9Aの円すいころ4と、第二ポケット9Bの円すいころ4と、にハッチを付して示し、更に、そのハッチの粗さを違えて区別している。図8Aに示す保持器5Aは、合計17個のポケット9を有していて、このうちの一部である8個が第二ポケット9Bであり、残りの9個が第一ポケット9Aである。そして、各第二ポケット9Bは、一つ又は複数の第一ポケット9Aを間に挟んで、保持器5Aの周方向に離れて配置されている。また、保持器5Aにおける各ポケット9A,9Bは、図9に示すような配置としてもよい。
 図9に示す保持器5Aは、合計16個のポケット9を有していて、このうちの半分の8個が第二ポケット9Bであり、残りの半分の8個が第一ポケット9Aである。そして、各第二ポケット9Bは、一つの第一ポケット9Aを間に挟んで、保持器5Aの周方向に離れて均等配置されている。保持器5Aでは、第一ポケット9A及び第二ポケット9Bは、可能な限り周方向に偏りなく配置することが好ましいが、図9に示す保持器5Aのように完全に均等な配置でなくともよい。例えば、図8Aに示す保持器5Aでは、第二ポケット9Bの間に第一ポケット9Aが2個連続する部位が1か所存在しているが、この程度のばらつきであれば、周方向に偏りなく配置されているといえる。
 保持器5Aでは、複数の第二ポケット9Bは、第一ポケット9Aを間に挟んで周方向に離れて配置されている。このように構成すれば、第一ポケット9Aと第二ポケット9Bが、保持器5の周方向に偏りなく配置される。そして、このような構成では、セット10と内輪2とを組む際、保持器5Aに対して作用する力の周方向のばらつきを抑制できる。これにより、セット10と内輪2とを組む際に、保持器5の一部に集中して力が作用することがなくなる。仮に、保持器5の一部に集中して力が作用すれば、その力が作用した部位が白化又は塑性変形したり、保持器5に割れが発生したりする場合があるが、当該保持器5では、そのような割れ等の不良が生じることを抑制できる。なお、ここでは、保持器5Aの第一ポケット9Aと第二ポケット9Bの配置を例示して説明したが、保持器5Bの第一ポケット9Cと第二ポケット9D、および保持器5Cの第一ポケット9Eと第二ポケット9Fについても同様に説明できる。
 [第一ポケットと第二ポケットの数]
 図8Aに示す保持器5Aでは、第一ポケット9Aの数を第二ポケット9Bの数より多くし、また、図9に示す保持器5Aでは、第一ポケット9Aと第二ポケット9Bの数を同じにしているが、本開示の保持器5Aでは、第二ポケット9Bの数を第一ポケット9Aの数より多くしてもよい。例えば、図8Aのように第二ポケット9Bの数を第一ポケット9Aの数よりも少なくすれば、保持器5が内輪2に対してより一層変位し難くなる構成が得られる。一方、第二ポケット9Bの数を第一ポケット9Aより多くすれば、セット10と内輪2とを組む作業がより一層容易になる構成が得られる。なお、ここでは、保持器5Aにおける第一ポケット9Aと第二ポケット9Bの数を例示して説明したが、保持器5Bにおける第一ポケット9Cと第二ポケット9D、および保持器5Cにおける第一ポケット9Eと第二ポケット9Fの数についても同様に説明できる。
 [円すいころ軸受1の組み立てについて]
 前記構成を備える円すいころ軸受1の組み立ては、次のようにして行われる。なお、本開示では、保持器5Aを備えた円すいころ軸受1に基づいて、円すいころ軸受1の組み立て手順を説明するが、保持器5B,5Cを備えた円すいころ軸受1についても、本説明と同じ手順で組み立てることができる。
 図10Aに示すように、保持器5Aの内周側から各ポケット9A,9Bに円すいころ4を収容し、保持器5Aと円すいころ4とを組み合わせる。これにより、複数の円すいころ4と保持器5Aとのセット10が得られる。セット10を内輪2に軸方向から接近させ(図10B参照)、セット10を内輪2に組み付ける。セット10の状態、及び、前記組み付けの際、各ポケット9A,9Bに収容されている円すいころ4の径方向外方への脱落防止が、各ポケット9A,9Bにおいて柱8の第一側面8aと第二側面8bによって行われる。
 図12は、第一ポケット9A及び第二ポケット9Bにおける円すいころ4の位置を説明するイメージ図である。図10A及び図12に示すように、セット10において、前記ピッチ円に沿って位置する複数の円すいころ4の小径側部分4aの内接円の直径Diは、内輪2の小鍔部22の外径Dcよりも小さい。
 更に、第一ポケット9Aに収容された円すいころ4が径方向外方へ変位した状態の小径側部分4aの内接円Q1の直径Dj1(図12参照)、及び、第二ポケット9Bに収容された円すいころ4が径方向外方へ変位した状態の小径側部分4aの内接円Q2の直径Dj2(図12参照)は、内輪2の小鍔部22の外径Dcよりも小さい。このため、セット10と内輪2とを組む途中(図10B参照)、円すいころ4の小径側部分4aは、小鍔部22を乗り越える必要があるため、径方向外側に変位する。円すいころ4の小径側部分4aが小鍔部22を乗り越えるためには、内輪2を保持器5Aに軸方向に押し付け、保持器5Aの一部を弾性変形させることになる。
 図11Aに示すように、各円すいころ4は、境界部8dとの接触点を支点として図11Aにおいて時計回り方向に揺動する。つまり、小径側部分4aが径方向外方に向かうように円すいころ4が揺動する。このような円すいころ4が揺動を伴って変位することで、小径側部分4aが小鍔部22を乗り越えやすくなる。
 更に、前記のとおり、保持器5Aは二種類のポケット9A,9Bを有する。第二ポケット9Bでは、前記のとおり、径方向成分を有する変位の許容量が、第二変位量Y1となっていて、この第二変位量Y1は、第一ポケット9Aにおける変位の許容量(第一変位量X1)よりも大きい。つまり、第一ポケット9Aの円すいころ4と比較して、第二ポケット9Bの円すいころ4は径方向成分を有する変位の許容量が大きい。このため、セット10と内輪2とを組む際、第二ポケット9Bでは、保持器5Aの一部の「弾性変形量(図12の左側の図参照)」は小さくて済み、第二ポケット9Bの円すいころ4は、小鍔部22を乗り越えやすい。その結果、セット10と内輪2とを組む作業が容易になる。内輪2の軸方向への押し付け力が小さくても、円すいころ4の小径側部分4aは、小鍔部22を容易に乗り越えることができる。
 各ポケット9A,9Bは、第一側面8a及び第二側面8bにおいて、凹み部8cを有している。凹み部8cを有する柱8は、周方向に一定のたわみを生じさせるために必要な力が、凹み部8cを有さない柱に比べて小さく、保持器5Aの一部を弾性変形させるために必要な力が小さくて済む。このため、各ポケット9A,9Bの円すいころ4は、凹み部8cを有さない場合に比べてより小さい力で小鍔部22を乗り越える。その結果、内輪2の軸方向への押し付け力が小さくても、円すいころ4の小径側部分4aは、小鍔部22を容易に乗り越えることができる。その結果、セット10と内輪2とを組む作業が更に容易になる。
 各ポケット9A,9Bにおいて、凹み部8cは、第一側面8aおよび第二側面8bの軸方向一方側に形成されている。この構成では、各ポケット9A,9Bに収容された円すいころ4が傾いて第一側面8aおよび第二側面8bの境界部8dに接触したとき、円すいころ4が、柱8の長手方向中央寄りの位置を押すことができる。柱8では、保持器5Aの周方向及び径方向に一定のたわみを生じさせるために必要となる力が、柱8の長手方向の端部を押す場合よりも、長手方向の中央寄りを押す場合のほうが小さくて済む。このため、保持器5Aをより小さい力で弾性変形させることができる。その結果、内輪2の軸方向への押し付け力が小さくても、円すいころ4の小径側部分4aは、小鍔部22を容易に乗り越えることができる。その結果、セット10と内輪2とを組む作業が更に容易になる。
 そして、図11Bに示すように、セット10と内輪2とが組まれて内輪ユニット11が得られると、第一ポケット9Aの円すいころ4と保持器5Aとが相対的に変位し難くなる。これは、図12に示すように、第一ポケット9Aでは、円すいころ4の径方向成分を有する変位の許容量が、「第二変位量」よりも小さい「第一変位量」となっているためである。保持器5Aが内輪2に対して変位し難いことで、その保持器5Aの第一ポケット9Aに保持される円すいころ4はもちろん、第二ポケット9Bに保持される円すいころ4についても、全体として径方向に変位し難い。なお、内輪ユニット11の状態で、第一ポケット9Aでは、円すいころ4が小鍔部22を乗り越えるためには、保持器5Aの一部に大きな「弾性変形量(図12の右側の図参照)」を生じさせるだけの大きな外力が必要であることから、乗り越えは困難となる。
 なお、図11Bに示す内輪ユニット11の状態では、ポケット9の円すいころ4は径方向に変位しようとして傾くと、小径側側面6aによってその変位が制限される。よって、内輪ユニット11がばらけ難い。
 以上の組み立て方法により、内輪2、保持器5A、及び複数の円すいころ4が一体となった内輪ユニット11が得られる。その内輪ユニット11に、外輪3を組み付けることで、円すいころ軸受1が完成する。
 仮に、保持器5Aのすべてのポケット9が、第二ポケット9Bに比べて前記変位の許容量が小さい第一ポケット9Aである場合、セット10と内輪2との組み付けの際、その組み付けのために大きな力(荷重)を要し、組み付けが困難となる。また、保持器5Aのすべてのポケット9が、第一ポケット9Aに比べて前記変位の許容量が大きい第二ポケット9Bである場合、内輪ユニット11の状態で、円すいころ4、保持器5Aが内輪2からばらけ易くなってしまう。
 しかし、本開示の保持器5Aが有する複数のポケット9には、前記変位の許容量を「第一変位量X1」とする第一ポケット9Aと、前記変位の許容量を「第一変位量X1」よりも大きい「第二変位量Y1」とする第二ポケット9Bとが含まれる。このため、保持器5Aと複数の円すいころ4とのセット10と内輪2とを組む作業が容易になることと、セット10と内輪2とを組んで得た内輪ユニット11がばらけ難くなることとを、両立することが可能となる。
 前記開示では、周方向に複数の円すいころ4が一列となって並ぶ単列の円すいころ軸受1について説明した。図示しないが、複列の円すいころ軸受の保持器が、前記のような構成を備えていてもよい。また、別の形態として、自動車の車輪を支持する車輪用軸受装置(ハブユニットとも言われる。)の一部が、円すいころ軸受により構成されている場合に、つまり、車輪用軸受装置がその一部に円すいころを転動体として有する場合、その円すいころを保持する保持器が、前記のような構成を備えていてもよい。
 今回開示した形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
 本出願は、2020年10月6日出願の日本特許出願特願2020-169304、及び2020年10月6日出願の日本特許出願特願2020-169083に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
  1:円すいころ軸受  
  2:内輪      
  3:外輪
  4:円すいころ   
  4a:小径側部分     
  5:保持器
  6a:小径側側面   
  7a:大径側側面   
  8a:第一側面
  8b:第二側面     
  8c:凹み部
  9:ポケット
  9A,9C,9E:第一ポケット
  9B,9D,9F:第二ポケット
  21:内輪軌道    
  22:小鍔部     
  23:大鍔部
  31:外輪軌道    
  41:小径側端面   
  42:大径側端面
  43:外周面     
  θ1:第一角度    
  θ2:第二角度
  L1:第一距離    
  L2:第二距離    
  K1:第一隙間
  K2:第二隙間

Claims (14)

  1.  内輪軌道と、当該内輪軌道の軸方向一方側に設けられている小鍔部と、当該内輪軌道の軸方向他方側に設けられている大鍔部と、を外周側に有する内輪と、
     内周側に外輪軌道を有する外輪と、
     前記内輪軌道及び前記外輪軌道に転がり接触する複数の円すいころと、
     前記円すいころを収容する複数のポケットを有する環状の保持器と、を備え、
     前記複数のポケットは、互いに構造が異なる少なくとも2つのポケットを含む、円すいころ軸受。
  2.  前記複数のポケットは、収容する前記円すいころの小径側端面に対向する小径側側面と、収容する前記円すいころの大径側端面に対向する大径側側面と、をそれぞれ有し、
     前記複数のポケットは、前記小径側側面と前記大径側側面との距離を第一の距離とした第一ポケットと、前記小径側側面と前記大径側側面との距離を前記第一の距離よりも大きい第二の距離とした第二ポケットと、を含む、請求項1に記載の円すいころ軸受。
  3.  前記複数のポケットは、収容する前記円すいころの外周面に対して、前記保持器の周方向一側で対向する第一側面と、前記保持器の周方向他側で対向する第二側面と、をそれぞれ有し、
     前記第二ポケットは、前記第一側面及び前記第二側面の軸方向一方側に形成され、前記第二ポケットに収容される前記円すいころと前記第一側面及び前記第二側面との隙間を拡大する凹み部を有している、請求項2に記載の円すいころ軸受。
  4.  前記保持器は、該保持器の軸方向一方側に設けられる小径環状体と、該保持器の軸方向他方側に設けられる大径環状体と、前記小径環状体と前記大径環状体とを繋ぐ複数の柱と、を有し、
     前記第二ポケットの前記大径側側面は、前記大径環状体を凹ませて設けられている、請求項3に記載の円すいころ軸受。
  5.  前記第一ポケットは、前記第一側面と前記第二側面とがなす角度を第一の角度として有しており、前記第二ポケットは、前記第一側面と前記第二側面とがなす角度を第一の角度よりも小さい第二の角度として有している、請求項3または請求項4に記載の円すいころ軸受。
  6.  前記複数の第二ポケットは、前記第一ポケットを該第二ポケットの間に挟んで前記保持器の周方向に離れて配置されている、請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の円すいころ軸受。
  7.  前記複数のポケットは、収容する前記円すいころの外周面に対して、前記保持器の周方向一側で対向する第一側面と、前記保持器の周方向他側で対向する第二側面と、をそれぞれ有し、
     前記複数のポケットは、前記第一側面と前記第二側面とがなす角度を第一の角度とした第一ポケットと、前記第一側面と前記第二側面とがなす角度を前記第一の角度よりも小さい第二の角度とした第二ポケットと、を含む、請求項1に記載の円すいころ軸受。
  8.  前記第二ポケットは、前記第一側面および前記第二側面の軸方向一方側に形成され、前記第二ポケットに収容される前記円すいころと前記第一側面および前記第二側面との隙間を拡大する凹み部を有している、請求項7に記載の円すいころ軸受。
  9.  前記第一側面と前記第二側面は、前記保持器の径方向において、前記第一ポケットに収容される前記円すいころとの間に第一隙間を有しており、前記第二ポケットに収容される前記円すいころとの間に前記第一隙間よりも大きい第二隙間を有している、請求項7または請求項8に記載の円すいころ軸受。
  10.  前記複数のポケットは、収容する前記円すいころの小径側端面に対向する小径側側面と、収容する前記円すいころの大径側端面に対向する大径側側面と、をそれぞれ有し、
     前記第一ポケットにおける前記小径側側面と前記大径側側面との距離を第一の距離とした場合に、前記第二ポケットにおける前記小径側側面と前記大径側側面との距離は、前記第一の距離よりも大きい第二の距離となる、請求項7から請求項9のいずれか一項に記載の円すいころ軸受。
  11.  前記複数の第二ポケットは、前記第一ポケットを該第二ポケットの間に挟んで前記保持器の周方向に離れて配置されている、請求項7から請求項10のいずれか一項に記載の円すいころ軸受。
  12.  内輪軌道と、当該内輪軌道の軸方向一方側に設けられている小鍔部と、当該内輪軌道の軸方向他方側に設けられている大鍔部と、を外周側に有する内輪と、
     内周側に外輪軌道を有する外輪と、
     前記内輪軌道及び前記外輪軌道に転がり接触する複数の円すいころと、を含む円すいころ軸受用の保持器であって、
     前記円すいころを収容する複数のポケットを備えており、
     前記複数のポケットは、互いに構造が異なる少なくとも2つのポケットを含む、保持器。
  13.  前記複数のポケットは、収容する前記円すいころの小径側端面に対向する小径側側面と、収容する前記円すいころの大径側端面に対向する大径側側面と、をそれぞれ有し、
     複前記数のポケットは、前記小径側側面と前記大径側側面との距離を第一の距離とした第一ポケットと、前記小径側側面と前記大径側側面との距離を前記第一の距離よりも大きい第二の距離とした第二ポケットと、を含む、請求項12に記載の保持器。
  14.  前記複数のポケットは、収容する前記円すいころの外周面に対して、前記保持器の周方向一側で対向する第一側面と、前記保持器の周方向他側で対向する第二側面と、をそれぞれ有し、
     前記複数のポケットは、前記第一側面と前記第二側面とがなす角度を第一の角度とした第一ポケットと、前記第一側面と前記第二側面とがなす角度を前記第一の角度よりも小さい第二の角度とした第二ポケットと、を含む、請求項12に記載の保持器。
PCT/JP2021/035932 2020-10-06 2021-09-29 円すいころ軸受及び保持器 WO2022075155A1 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-169083 2020-10-06
JP2020169083 2020-10-06
JP2020-169304 2020-10-06
JP2020169304A JP2022061348A (ja) 2020-10-06 2020-10-06 円すいころ軸受及び保持器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022075155A1 true WO2022075155A1 (ja) 2022-04-14

Family

ID=81125969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/035932 WO2022075155A1 (ja) 2020-10-06 2021-09-29 円すいころ軸受及び保持器

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2022075155A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009063102A (ja) * 2007-09-06 2009-03-26 Ntn Corp 転がり軸受用保持器、円すいころ軸受、風力発電機の主軸支持構造、転がり軸受用保持器の製造方法、および転がり軸受の組立方法
WO2012002247A1 (ja) * 2010-06-30 2012-01-05 Ntn株式会社 円すいころ軸受
JP2020060275A (ja) * 2018-10-12 2020-04-16 株式会社ジェイテクト 円すいころ軸受

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009063102A (ja) * 2007-09-06 2009-03-26 Ntn Corp 転がり軸受用保持器、円すいころ軸受、風力発電機の主軸支持構造、転がり軸受用保持器の製造方法、および転がり軸受の組立方法
WO2012002247A1 (ja) * 2010-06-30 2012-01-05 Ntn株式会社 円すいころ軸受
JP2020060275A (ja) * 2018-10-12 2020-04-16 株式会社ジェイテクト 円すいころ軸受

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4513028B2 (ja) 自動調心転がり軸受及び自動調心転がり軸受用保持器
US8007184B2 (en) Self-aligning roller bearing with retainer and manufacturing method for self-aligning roller bearing retainer
JPH07332357A (ja) スラスト軸受
JP7263944B2 (ja) 内輪ユニット、及び円すいころ軸受
JP2005533979A (ja) 円筒ローラ軸受用のユニット化された保持器
JP2013015200A (ja) 円すいころ軸受
JP4788200B2 (ja) 自動調心ころ軸受の組立方法
WO2022075155A1 (ja) 円すいころ軸受及び保持器
KR102311257B1 (ko) 하중 가변형 구름 베어링 및 하중 가변형 구름 베어링용 전동체
WO2022074862A1 (ja) 円すいころ軸受及び保持器
JP7452196B2 (ja) 円すいころ軸受
JP2022061348A (ja) 円すいころ軸受及び保持器
WO2016140099A1 (ja) 自動調心ころ軸受
WO2022196792A1 (ja) 針状ころ軸受
JP6544000B2 (ja) 自動調心ころ軸受
WO2023145047A1 (ja) 円すいころ軸受及び保持器
JP6572754B2 (ja) 転がり軸受
TW201728839A (zh) 滾子軸承
JP2006112555A (ja) 調心輪付きころ軸受
US20090046973A1 (en) Bearing retention method and apparatus
JP2006349031A (ja) 円錐ころ軸受
WO2023037918A1 (ja) 針状ころ軸受
JP5218231B2 (ja) 転がり軸受用保持器、並びにこれを備えた内輪組立体、外輪組立体、および転がり軸受
JP2005221001A (ja) 円すいころ軸受
JP6205690B2 (ja) タンデム型複列アンギュラ玉軸受

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21877456

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21877456

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1