WO2023145047A1 - 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
WO2023145047A1
WO2023145047A1 PCT/JP2022/003494 JP2022003494W WO2023145047A1 WO 2023145047 A1 WO2023145047 A1 WO 2023145047A1 JP 2022003494 W JP2022003494 W JP 2022003494W WO 2023145047 A1 WO2023145047 A1 WO 2023145047A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
diameter
pocket
inner ring
small
retainer
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/003494
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
陽三 谷口
智 藤丸
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
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
Priority to PCT/JP2022/003494 priority Critical patent/WO2023145047A1/ja
Publication of WO2023145047A1 publication Critical patent/WO2023145047A1/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
    • 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

Definitions

  • the present disclosure relates to tapered roller bearings and retainers.
  • a tapered roller bearing is disclosed in Patent Document 1.
  • a tapered roller bearing includes an inner ring, an outer ring, a plurality of tapered rollers, and an annular retainer.
  • the retainer has a plurality of pockets for accommodating the tapered rollers, and holds the plurality of tapered rollers at intervals in the circumferential direction.
  • each pocket has a retainer that can come into contact with the tapered rollers from the radially outward direction. have.
  • Tapered roller bearings are assembled as follows. As shown in FIG. 13A, the tapered rollers 109 are accommodated in each pocket 102 of the retainer 101 to obtain a set 100 of a plurality of tapered rollers 109 and the retainer 101 .
  • the set 100 is brought close to the inner ring 108 in the axial direction, and the set 100 and the inner ring 108 are assembled.
  • the diameter Di of the inscribed circle of the small-diameter side portions 109 a of the plurality of tapered rollers 109 is smaller than the outer diameter Dc of the small flange portion 107 of the inner ring 108 . Therefore, during assembly of the set 100 and the inner ring 108 (see FIG.
  • the small-diameter side portions 109a of the tapered rollers 109 need to get over the small flange portion 107 and are displaced radially outward.
  • the displacement is restricted by the retaining portion 103 of the pocket 102, and the work of assembling the set 100 and the inner ring 108 is not easy.
  • a press or the like is used to press the inner ring 108 against the retainer 101 of the set 100 with a large force in the axial direction, forcing the small diameter side portion 109 a of the tapered roller 109 to ride over the small flange portion 107 .
  • the tapered rollers 109 push the retaining portion 103, and the retainer 101 is elastically deformed in the radially expanding direction.
  • An inner ring unit in which the inner ring 108, the retainer 101, and the tapered rollers 109 are integrated is obtained by the assembly method described above.
  • a tapered roller bearing is completed by assembling an outer ring to the inner ring unit.
  • the inner ring unit consisting of the inner ring 108, the tapered rollers 109 and the retainer 101 will come apart. becomes easier.
  • the retaining portion 103 is enlarged to make it difficult for the inner ring unit to come apart, the work of assembling the set 100 and the inner ring 108 becomes difficult.
  • An object of the present invention is to provide a tapered roller bearing and a retainer that are compatible with each other.
  • the tapered roller bearing of the present disclosure includes an inner ring raceway, a small flange portion provided on one side in the axial direction of the inner ring raceway, and a large flange portion provided on the other side in the axial direction of the inner ring raceway on the outer peripheral side.
  • an outer ring having an outer ring raceway on the inner peripheral side; a plurality of tapered rollers in rolling contact with the inner ring raceway and the outer ring raceway; a small-diameter annular body provided on one side in the axial direction; a provided large-diameter annular body, a plurality of pillars connecting the small-diameter annular body and the large-diameter annular body, and a plurality of pockets surrounded by the small-diameter annular body, the large-diameter annular body, and the pillars; an annular retainer having a retainer, wherein the plurality of pockets includes a first pocket and a second pocket having an axial dimension larger than that of the first pocket, and the tapered rollers housed in the pockets are Displaced in the roller axial direction and the roller radial direction so that the large-diameter side end surfaces of the tapered rollers are in contact with the large-diameter annular body, and the outer peripheral surfaces
  • Da is the diameter of the inscribed circle of the small diameter side portion of the tapered roller housed in the first pocket
  • Db is the diameter of the inscribed circle of the small diameter side portion of the tapered roller housed in the second pocket
  • the outer diameter of the small flange portion is Dc, the following formulas a) and b) are satisfied. a) Da ⁇ Db ⁇ Dc b) 0 ⁇ Dc-Db ⁇ 0.4 (mm)
  • the tapered roller bearing compared to the tapered rollers housed in the first pocket, it is possible to increase the allowable amount of displacement, including radial displacement, of the tapered rollers housed in the second pocket. Become. Therefore, when assembling the set of the retainer and the plurality of tapered rollers with the inner ring, the tapered rollers in the second pocket can easily climb over the small flange portion of the inner ring. As a result, the work of assembling the set and the inner ring becomes easier than when all the pockets are first pockets. Then, compared to the tapered rollers housed in the second pocket, it is possible to reduce the permissible amount of displacement, including radial displacement, of the tapered rollers housed in the first pocket.
  • the column faces the outer peripheral surface of the tapered roller housed in the pocket from one side in the circumferential direction of the cage; and a second side surface facing from the other side in the circumferential direction of the retainer, wherein the pocket expands a gap between the tapered rollers housed in the pocket and the first side surface and the second side surface. and the recess is formed on one side in the axial direction of the first side surface and the second side surface.
  • the tapered roller bearing of this configuration is provided with the recessed portion, so that when the small diameter side portion of the tapered roller is displaced radially outward when the set and the inner ring are assembled, the inner ring of the tapered roller accommodated in the pocket is displaced.
  • the plurality of first pockets and the second pockets are preferably arranged so as to be evenly distributed in the circumferential direction. According to the tapered roller bearing having this configuration, when the set and the inner ring are assembled, it is possible to suppress variations in the circumferential direction of the force acting on the retainer. As a result, when the set and the inner ring are assembled, the stress is not concentrated on a part of the retainer, and damage to the retainer can be suppressed.
  • the retainer is a resin molded product having a weld
  • the weld in the large-diameter annular body is positioned in a formation range of the first pocket in the circumferential direction.
  • the retainer of the present disclosure includes an inner ring raceway, a small flange portion provided on one side in the axial direction of the inner ring raceway, and a large flange portion provided on the other side in the axial direction of the inner ring raceway on the outer peripheral side.
  • the retainer for a tapered roller bearing comprising: a provided small-diameter annular body, a large-diameter annular body provided on the other side in the axial direction, a plurality of columns connecting the small-diameter annular body and the large-diameter annular body, the small-diameter annular body, the large-diameter annular body, and a plurality of pockets surrounded by the pillars, the plurality of pockets including a first pocket and a second pocket having an axial dimension larger than that of the first pocket and accommodated in the pocket
  • the tapered rollers are displaced in the roller axial direction and the roller radial direction so that the large-diameter side end surfaces of the tapered rollers come into contact with the large-diameter annular body and the outer peripheral surfaces of the tapered roller
  • the diameter of the inscribed circle of the small diameter side portion of the tapered roller housed in the first pocket is Da
  • the diameter of the inscribed circle of the small diameter side portion of the tapered roller housed in the second pocket is Da.
  • the tapered rollers in the second pocket can have a greater allowable amount of displacement having a radial component than the tapered rollers housed in the first pocket. Therefore, when assembling the set of the retainer and the plurality of tapered rollers with the inner ring, the tapered rollers in the second pocket can easily climb over the small flange portion of the inner ring. As a result, the work of assembling the set and the inner ring becomes easier than when all the pockets are first pockets. Then, the tapered rollers in the first pocket can have a smaller allowable amount of displacement having a radial component compared to the tapered rollers housed in the second pocket.
  • the tapered roller bearing and retainer of the present disclosure the work of assembling the set of the retainer and the plurality of tapered rollers and the inner ring is facilitated, and the inner ring unit obtained by assembling the set and the inner ring is separated. It becomes possible to make it difficult and compatible.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view including a first pocket showing an example of a tapered roller bearing
  • FIG. 2 is a cross-sectional view including a first pocket showing an example of a tapered roller bearing
  • It is a sectional view including the second pocket which shows an example of a tapered roller bearing.
  • It is a sectional view including the second pocket which shows an example of a tapered roller bearing.
  • It is a perspective view showing a retainer.
  • FIG. 4 is a centerline cross-sectional view including a first pocket of the retainer and tapered rollers housed in the first pocket
  • FIG. 4 is a centerline cross-sectional view including a second pocket of the retainer and tapered rollers housed in the second pocket;
  • FIG. 4 is an image diagram of a retainer and tapered rollers when viewed from one side in the axial direction;
  • FIG. 4 is an image diagram of a state in which tapered rollers are displaced when viewed from one side in the axial direction;
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the pressing force and the value of (Dc-Db);
  • FIG. 4 is an image diagram of a retainer and tapered rollers when viewed from one side in the axial direction; It is an explanatory view explaining the assembly procedure (situation around the first pocket) of the tapered roller bearing. It is an explanatory view explaining the assembly procedure (situation around the first pocket) of the tapered roller bearing. It is an explanatory view explaining the assembly procedure (situation around the first pocket) of the tapered roller bearing. It is an explanatory view explaining the assembly procedure (situation around the first pocket) of the tapered roller bearing.
  • FIG. 4 is an image diagram for explaining the positions of tapered rollers in the first pocket and the second pocket; It is an explanatory view explaining the assembly procedure of the conventional tapered roller bearing. It is an explanatory view explaining the assembly procedure of the conventional tapered roller bearing.
  • a tapered roller bearing 1 shown in FIGS. 1A, 1B, 2A, and 2B includes an inner ring 2, an outer ring 3 provided radially outwardly of the inner ring 2, and a bearing between the inner ring 2 and the outer ring 3.
  • a plurality of tapered rollers 4 provided and an annular retainer 5 that retains the tapered rollers 4 are provided.
  • the retainer 5 is one embodiment of the disclosed retainer.
  • Axial direction refers to a direction along the respective centerlines of the inner ring 2 , outer ring 3 , and retainer 5 . Note that the axial direction includes a direction parallel to the center line. “Radial direction” is a direction orthogonal to each centerline. A “circumferential direction” is a direction along a circle centered on each center line. In each figure, when the centerlines of the inner ring 2, the outer ring 3, and the retainer 5 are aligned, the reference numeral of the centerline is "C0".
  • the “axial direction” of the tapered rollers 4 is the direction along the center line C1 of the tapered rollers 4 .
  • the axial direction of the cage 5 and the like may be simply referred to as the "axial direction,” and the axial direction of the tapered rollers 4 may be referred to as the “roller axial direction.” be.
  • the direction of the roller shaft also includes a direction parallel to the center line C1.
  • the “radial direction” of the tapered rollers 4 is the direction perpendicular to the center line C1 of the tapered rollers 4 .
  • the radial direction of the cage 5 and the like may be simply referred to as the "radial direction”, and the radial direction of the tapered rollers 4 may be referred to as the “roller radial direction”.
  • the “circumferential direction” is a direction along a circle centered on the center line C1 of the tapered roller 4, and can be called a “roller circumferential direction”.
  • the inner ring 2 is an annular member formed using bearing steel, machine structural steel, or the like.
  • the inner ring 2 has a tapered inner ring raceway 21 on its outer peripheral side.
  • the inner ring 2 has a small flange portion 22 provided on one side in the axial direction of the inner ring raceway 21 (the left side in FIGS. 1A and 2A, and the right side in FIGS. 1B and 2B) and the other side in the axial direction of the inner ring raceway 21 (the 1A and the right side in FIGS. 2A and the left side in FIGS. 1B and 2B).
  • Each of the small flange portion 22 and the large flange portion 23 protrudes radially outward.
  • the diameter of the inscribed circle of the small-diameter side portions 4a of the plurality of tapered rollers 4 is the diameter Di.
  • Diameter Di is smaller than outer diameter Dc of small flange portion 22 .
  • the outer ring 3 is an annular member formed using bearing steel, machine structural steel, or the like.
  • the outer ring 3 has a tapered outer ring raceway 31 on its inner peripheral side.
  • the tapered rollers 4 are truncated cone-shaped members formed using bearing steel or the like.
  • the tapered roller 4 has a circular small-diameter side end surface 41 with a small diameter on one side in the roller axial direction (left side in FIGS. 1A and 2A, right side in FIGS. 1B and 2B), 1A and FIG. 2A on the right side, and FIG. 1B and FIG. 2B on the left side) has a circular large-diameter side end face 42 with a large diameter.
  • the tapered rollers 4 are in rolling contact with the inner ring raceway 21 and the outer ring raceway 31 .
  • the large-diameter side end surface 42 is in rolling contact with the side surface (flange surface) 24 of the large flange portion 23 .
  • the retainer 5 includes a small-diameter annular body 6 on one side in the axial direction, a large-diameter annular body 7 on the other side in the axial direction having an outer diameter larger than that of the small-diameter annular body 6, and a plurality of circumferentially spaced annular bodies. It has pillars 8 (see FIG. 3).
  • the small-diameter annular body 6 and the large-diameter annular body 7 have an annular shape and are spaced apart in the axial direction.
  • the column 8 connects the small-diameter annular body 6 and the large-diameter annular body 7 .
  • a pocket 9 is a space formed between the small-diameter annular body 6 and the large-diameter annular body 7 and between two pillars 8, 8 adjacent in the circumferential direction. Each pocket 9 accommodates one tapered roller 4 .
  • 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.
  • the retainer 5 has two types of pockets 9 (“first pocket” and “second pocket”) with different shapes.
  • Each of the side surfaces of the column 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 housed in the pocket 9.
  • the first side surface 8 a and the second side surface 8 b form a predetermined angle such that the distance between the surfaces decreases radially outward of the retainer 5 .
  • the first side surface 8a and the second side surface 8b serve as retaining portions that prevent the tapered rollers 4 housed in the pockets 9 from falling off radially outward.
  • the small-diameter annular body 6 is formed with a small-diameter side surface 6a.
  • the small-diameter side surface 6a is a portion facing the small-diameter end surface 41 of the tapered roller 4 accommodated in the pocket 9.
  • the small-diameter side surface 6a functions to restrict the radially outward displacement of the small-diameter side portion 4a of the tapered roller 4 housed in the pocket 9.
  • the large-diameter annular body 7 is formed with a large-diameter side surface 7a.
  • the large-diameter side surface 7 a is a portion facing the large-diameter end surface 42 of the tapered roller 4 accommodated in the pocket 9 .
  • the large-diameter side surface 7a functions to restrict the large-diameter side portion 4b of the tapered roller 4 accommodated in the pocket 9 from being displaced radially outward.
  • the tapered rollers 4 accommodated in the pockets 9 have their conical outer peripheral surfaces 43 opposed to the first side surface 8a and the second side surface 8b. Further, the tapered roller 4 accommodated in the pocket 9 has a small diameter side end surface 41 facing the small diameter side surface 6a and a large diameter side end surface 42 facing the large diameter side surface 7a.
  • the retainer 5 is made of synthetic resin and molded by injection molding.
  • the retainer 5 of the present disclosure is made of polyphenylene sulfide resin (PPS), for example.
  • PPS polyphenylene sulfide resin
  • the retainer 5 has resistance to lubricating oil (oil resistance), is relatively hard, and is resistant to elastic deformation.
  • the retainer 5 can be in sliding contact with a portion of the inner peripheral surface of the outer ring 3 , whereby rotation of the retainer 5 is guided by the outer ring 3 .
  • the tapered roller bearing 1 shown in FIGS. 1A, 1B, 2A, and 2B is an outer ring guide type bearing in which the retainer 5 is guided by the outer ring 3 .
  • the centerline of the cage 5 coincides with the centerline of the inner ring 2, and the plurality of tapered rollers 4 held by the cage 5
  • a state in which the inner ring raceway 21 and the side surface 24 of the large collar portion 23 are properly contacted is defined as a "reference state".
  • the reference state in which the tapered rollers 4 are in contact with the outer ring raceway 31, the tapered rollers 4 cannot be displaced in the roller radial direction and the roller axial direction.
  • 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 a gap is provided between the outer peripheral surface 43 of the tapered roller 4 and each of the side surfaces 8 a and 8 b of the column 8 . is provided. Therefore, the cage 5 can be slightly displaced radially and axially with respect to the tapered rollers 4 . Moreover, the tapered rollers 4 can be slightly displaced in the roller axial direction and the roller radial direction from the reference state in a state where the outer ring 3 is removed (see FIGS. 4A and 4B).
  • the virtual circle connecting the centers of the small diameter side end faces 41 of the tapered rollers 4 is defined as the (designed) small diameter side pitch circle of the tapered rollers 4, and the center of the large diameter side end faces 42 of the tapered rollers 4 is defined as The connecting virtual circle is defined as the (designed) large-diameter pitch circle of the tapered rollers 4 .
  • the assembly in which the tapered rollers 4 are housed in the pockets 9 of the cage 5 is the "set 10" of the cage 5 and the tapered rollers 4 (see FIGS. 8A and 10A).
  • An assembly that combines the set 10 and the inner ring 2 is the "inner ring unit 11" (see FIGS. 9B and 11B).
  • the plurality of tapered rollers 4 are arranged along the pitch circle on the small diameter side and the pitch circle on the large diameter side.
  • this state may simply be described as a state in which the tapered rollers 4 are arranged "along the pitch circle".
  • Each tapered roller 4 can be slightly displaced from the state arranged along the pitch circle until it comes into contact with each side surface 8a, 8b of the column 8 while being displaced radially outward.
  • the retainer 5 is formed with recesses 8c on the first side surface 8a and the second side surface 8b of the column 8, respectively.
  • the pillar 8 has a circumferential thickness smaller at the recessed portion 8c than at a portion other than the recessed portion 8c. For this reason, the column 8 requires less force to cause constant deflection in the circumferential and radial directions than a column without the recessed portion 8c.
  • the recessed portion 8c is provided on one side in the axial direction of the first side surface 8a and the second side surface 8b and is adjacent to the small-diameter annular body 6. As shown in FIG. The recessed portion 8c defines a space into which the small diameter side portion 4a enters when the tapered roller 4 accommodated in the pocket 9 tilts such that the small diameter side portion 4a is displaced radially outward of the retainer 5.
  • the retainer 5 is provided with the recessed portion 8c, when the set 10 and the inner ring 2 are assembled, the tapered rollers 4 of the pocket 9 come into contact with the small flange portion of the inner ring 2, thereby When the rollers 4a are displaced radially outward, the displacement of the tapered rollers 4 is not hindered. Therefore, by providing the recessed portion 8c, the pocket 9 has a larger allowable amount of radially outward displacement of the retainer 5 in the small-diameter side portion 4a than in the case where the recessed portion 8c is not provided. .
  • the pillar 8 has a ridgeline 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 ridge line is formed is called a boundary portion 8d.
  • the boundary portion 8d is located at a position shifted toward the center from the ends of the side surfaces 8a and 8b in the longitudinal direction of the column 8. can be placed.
  • the tapered rollers 4 housed in the pockets 9 incline and come into contact with the boundary portion 8d between the first side surface 8a and the second side surface 8b, the tapered rollers 4 push a position near the center in the longitudinal direction of the column 8.
  • the small-diameter side surface 6a restricts the radially outward displacement of the small-diameter portion 4a
  • the large-diameter side surface 7a restricts the radially inward displacement of the large-diameter portion 4b.
  • the allowable amount of displacement is increased by the recesses 8c.
  • the displacement is restricted by the small-diameter side surface 6a and the large-diameter side surface 7a.
  • the column 8 has the first side surface 8a that faces the outer peripheral surface 43 of the tapered roller 4 housed in the pocket 9 from one circumferential side of the retainer 5. and a second side surface 8b facing from the other side of the retainer 5 in the circumferential direction.
  • the pocket 9 has the recessed portion 8c that enlarges the gap between the tapered rollers 4 accommodated in the pocket 9 and the first side surface 8a and the second side surface 8b. It is formed on one axial side of 8a and the second side surface 8b. In the tapered roller bearing 1, by providing the recessed portion 8c, when the set 10 (see FIGS.
  • the small diameter side portion 4a of the tapered roller 4 is displaced radially outward. , contact of the inner ring 2 of the tapered roller 4 housed in the pocket 9 with the small flange portion 22 is suppressed. Therefore, it is possible to increase the permissible amount of displacement, including radial displacement, of the tapered rollers 4 .
  • the recessed portion 8c it is possible to deform the column 8 with a smaller force than when the recessed portion 8c is not provided.
  • first pocket of the pockets 9 of the retainer 5
  • second pocket will be referred to as the second pocket 9B.
  • the retainer 5 has two types of pockets 9 having different shapes: a first pocket 9A and a second pocket 9B.
  • FIGS. 4A and 4B are diagrams partially showing a cross section including the center line of the retainer 5.
  • FIG. 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 first pocket 9A has a first distance L1 from the small-diameter side surface 6a to the large-diameter side surface 7a
  • the second pocket 9B has a distance from the small-diameter side surface 6a to the large-diameter side.
  • the distance to the side surface 7a is the second distance L2.
  • the second distance L2 is longer than the first distance L1 (L2>L1).
  • the large The gap between the diameter side end surface 42 and the large diameter side surface 7a is larger for the tapered rollers 4 housed in the second pocket 9B than for the tapered rollers 4 housed in the first pocket 9A.
  • the tapered rollers 4 accommodated in the respective pockets 9A and 9B are extended to a position where the large-diameter end surface 42 contacts the large-diameter side surface 7a. Displacement in the roller axial direction is allowed. Since there are also gaps between the outer peripheral surface 43 and the side surfaces 8a and 8b of the column 8, the tapered rollers 4 accommodated in the pockets 9A and 9B come into contact with the side surfaces 8a and 8b at the outer peripheral surface 43. It is allowed to displace in the roller radial direction to the position. Therefore, when the outer ring 3 is removed, the tapered rollers 4 can be slightly displaced in the roller axial direction and roller radial direction from the reference state (see FIGS. 4A and 4B).
  • the tapered rollers 4 accommodated in the first pocket 9A are displaced in the roller axial direction and the roller radial direction so that the large-diameter side end surface 42 contacts the large-diameter side surface 7a and the outer peripheral surface 43 is in contact with the pillar. 8 is arranged at a position in contact with each of the side surfaces 8a and 8b.
  • the tapered rollers 4 shown in FIG. 4A maintain parallelism in the roller axis direction before and after displacement. 4A, when the tapered rollers 4 accommodated in the first pocket 9A are displaced radially outward of the cage 5, the tapered rollers 4 are displaced without elastically deforming the cage 5.
  • diameter Da the diameter of the inscribed circle Q1 of the small-diameter side portion 4a of the tapered roller 4 accommodated in the first pocket 9A at this time.
  • FIG. 4B shows that the tapered rollers 4 housed in the second pocket 9B are displaced in the roller axial direction and the roller radial direction so that the large-diameter side end surface 42 contacts the large-diameter side surface 7a, and the outer peripheral surface 43 8 is arranged at a position in contact with each of the side surfaces 8a and 8b.
  • the tapered rollers 4 shown in FIG. 4B maintain parallelism in the roller axis direction before and after the displacement.
  • the disposition position after displacement shown in FIG. This is the radially outermost position that can be displaced.
  • the diameter of the inscribed circle Q2 of the small-diameter side portion 4a of the tapered roller 4 housed in the second pocket 9B at this time is referred to as diameter Db (see FIG. 5B).
  • first displacement amount X1 the allowable amount of radial outward displacement of the tapered rollers 4 accommodated in the first pocket 9A
  • second displacement amount Y1 the allowable amount of radial outward displacement of the tapered rollers 4
  • first displacement amount X1 the allowable amount of radial outward displacement of the tapered rollers 4
  • second displacement amount Y1 the allowable amount of radial outward displacement of the tapered rollers 4
  • first displacement amount X1" and the “second displacement amount Y1" can also be said to be the amounts by which the tapered rollers 4 positioned along the pitch circle can be displaced radially outward.
  • FIG. 5A shows a state in which a plurality of tapered rollers 4 are arranged along the pitch circle.
  • the plurality of tapered rollers 4 are not arranged along the pitch circle, and each tapered roller 4 is displaced about the "first displacement amount X1" or the "second displacement amount Y1".
  • the tapered rollers 4 in the reference state are displaced in the roller axial direction and the roller radial direction so that the large-diameter end surface 42 contacts the large-diameter annular body 7 and the outer peripheral surface 43 of the tapered roller 4 is displaced.
  • It shows a state in which it is arranged at a position in contact with the pillar 8 .
  • the retainer 5 is omitted, and the tapered rollers 4 of the first pocket 9A and the tapered rollers 4 of the second pocket 9B are hatched. are distinguished differently.
  • the tapered rollers 4 housed in the first pocket 9A are brought into contact with the large-diameter end surface 42 of the large-diameter annular body 7 and the outer peripheral surface 43 of the tapered roller 4 in contact with the column 8.
  • the diameter of the inscribed circle Q1 of the small-diameter side portion 4a when displaced to the position is defined as the diameter Da.
  • the tapered rollers 4 accommodated in the second pocket 9B are displaced to a position where the large-diameter end surface 42 contacts the large-diameter annular body 7 and the outer peripheral surface 43 contacts the column 8.
  • the diameter of the inscribed circle Q2 of the small-diameter side portion 4a is defined as the diameter Db.
  • the "second displacement amount Y1" in the second pocket 9B is larger than the "first displacement amount X1" in the first pocket 9A due to the relationship of L2>L1. Therefore, in the tapered roller bearing 1, the diameter Db (see FIG. 4B) is larger than the diameter Da (see FIG. 4A) (Da ⁇ Db).
  • the tapered roller bearing 1 of the present disclosure by making the second distance L2 in the retainer 5 larger than the first distance L1 (L2>L1), the "second displacement amount Y1" becomes the "first As a result, the diameter Db of the inscribed circle Q2 of the small diameter side portion 4a becomes larger than the diameter Da of the inscribed circle Q1 of the small diameter side portion 4a (Da ⁇ Db).
  • FIG. 6 shows the relationship between the pressing force (N) required when assembling the set 10 and the inner ring 2 (see FIGS. 8A and 10A described later) and the value of (Dc-Db).
  • the value of (Dc-Db) is the difference between the outer diameter Dc of the small flange portion 22 and the diameter Db of the inscribed circle Q2 of the small diameter side portion 4a.
  • the graph shown in FIG. 6 shows the results of measuring the press force (N) required under the following measurement conditions when assembling the set 10 and the inner ring 2 .
  • the diameter Da of the first inscribed circle Q1, the diameter Db of the second inscribed circle Q2, and the outer diameter Dc of the small flange portion 22 of the inner ring 2 are It is configured to satisfy the following formulas a) and b).
  • the diameter Da of the inscribed circle Q1 and the diameter Db of the inscribed circle Q2 are adjusted relative to the outer diameter Dc of the small flange portion 22 by adjusting the shape of the retainer 5.
  • a configuration that satisfies the following formulas a) and b) is realized. a) Da ⁇ Db ⁇ Dc b) 0 ⁇ Dc-Db ⁇ 0.4 (mm)
  • the tapered roller bearing 1 of the present disclosure includes, on the outer peripheral side, the inner ring raceway 21, the small flange portion 22 provided on one axial side of the inner ring raceway 21, and the shaft of the inner ring raceway 21. Equipped with an inner ring 2 having a large flange portion 23 provided on the other direction side, an outer ring 3 having an outer ring raceway 31 on the inner peripheral side, and a plurality of tapered rollers 4 in rolling contact with the inner ring raceway 21 and the outer ring raceway 31. .
  • the tapered roller bearing 1 includes a small-diameter annular body 6 provided on one axial side, a large-diameter annular body 7 provided on the other axial side, and a plurality of columns 8 connecting the small-diameter annular body 6 and the large-diameter annular body 7. and a plurality of pockets 9 surrounded by a small diameter ring 6 , a large diameter ring 7 and a post 8 .
  • the multiple pockets 9 include a first pocket 9A and a second pocket 9B having a larger axial dimension than the first pocket 9A.
  • the tapered rollers 4 accommodated in the pockets 9 are displaced in the roller axial direction and the roller radial direction so that the large-diameter side end face 42 contacts the large-diameter annular body 7 and the outer circumference of the tapered roller 4 is displaced.
  • the diameter Db of the inscribed circle Q2 of the small diameter side portion 4a of the accommodated tapered roller 4 and the outer diameter Dc of the small flange portion 22 satisfy the following formulas a) and b). a) Da ⁇ Db ⁇ Dc b) 0 ⁇ Dc-Db ⁇ 0.4 (mm)
  • the tolerance of displacement including radial displacement of the tapered rollers 4 housed in the second pocket 9B is can be increased. Therefore, when the set 10 of the retainer 5 and the plurality of tapered rollers 4 is assembled with the inner ring 2 , the tapered rollers 4 in the second pocket 9 ⁇ /b>B can easily climb over the small flange portion 22 of the inner ring 2 . As a result, the work of assembling the set 10 and the inner ring 2 becomes easier than when all the pockets 9 are the first pockets 9A.
  • the tapered rollers 4 housed in the second pocket 9B it is possible to reduce the permissible amount of displacement, including radial displacement, of the tapered rollers 4 housed in the first pocket 9A. Therefore, when the inner ring unit 11 is obtained by assembling the set 10 and the inner ring 2, the tapered rollers 4 and the retainer 5 of the first pocket 9A are less likely to be relatively displaced. As a result, compared to the case where all the pockets 9 are the second pockets 9B, the tapered rollers 4 accommodated in the respective pockets 9 are less likely to fall off the inner ring unit 11 and the inner ring unit 11 is less likely to come apart.
  • FIG. 5A the tapered rollers 4 of the first pocket 9A and the tapered rollers 4 of the second pocket 9B are shown hatched, and the roughness of the hatches is different for distinction.
  • the retainer 5 shown in FIG. 5A has a total of 17 pockets 9, of which eight are second pockets 9B and the remaining nine are first pockets 9A. Each second pocket 9B is spaced apart in the circumferential direction of the retainer 5 with one or more first pockets 9A interposed therebetween. Also, the pockets 9A and 9B in the retainer 5 may be arranged as shown in FIG.
  • the retainer 5 shown in FIG. 7 has a total of 16 pockets 9, of which 8 are second pockets 9B and the remaining 8 are first pockets 9A.
  • the second pockets 9B are evenly spaced apart in the circumferential direction of the retainer 5 with one first pocket 9A interposed therebetween.
  • the first pockets 9A and the second pockets 9B are preferably arranged as evenly as possible in the circumferential direction, but may not be completely evenly arranged as in the retainer 5 shown in FIG. .
  • the plurality of second pockets 9B are spaced apart in the circumferential direction with the first pockets 9A interposed therebetween. With this configuration, the first pocket 9A and the second pocket 9B are evenly arranged in the circumferential direction of the retainer 5 .
  • the force is not concentrated on a part of the retainer 5 . If a force were to act in a concentrated manner on a part of the cage 5, the part where the force acted would be whitened or plastically deformed, or the cage 5 would be cracked. In 5, it is possible to suppress the occurrence of defects such as cracks.
  • the first pocket 9A and the second pocket 9B are arranged so as to be substantially equally distributed in the circumferential direction. According to this configuration, when the set 10 and the inner ring 2 are assembled, variations in the circumferential direction of the force acting on the retainer 5 can be suppressed. As a result, when the set 10 and the inner ring 2 are assembled, the stress is not concentrated on a part of the retainer 5, and damage to the retainer 5 can be suppressed.
  • the number of first pockets 9A is greater than the number of second pockets 9B, and in the retainer 5 shown in FIG. 7, the number of first pockets 9A and second pockets 9B are the same.
  • the number of second pockets 9B may be greater than the number of first pockets 9A.
  • the number of second pockets 9B is smaller than the number of first pockets 9A as in the cage 5 shown in FIG. .
  • the number of second pockets 9B is greater than that of the first pockets 9A, a structure is obtained in which the work of assembling the set 10 and the inner ring 2 becomes even easier.
  • the retainer 5 of the present disclosure is a resin injection molded product.
  • a weak portion called a weld may be formed at the portion where the molten resin joins in the mold.
  • a weld often appears as a substantially V-groove-shaped portion called a weld line.
  • the axial thickness T2 of the second pocket 9B is greater than that of the first pocket 9A. is smaller than the axial thickness T1 at Therefore, there is a concern that the strength of the large-diameter annular body 7 in the second pocket 9B will be lower than that of the large-diameter annular body 7 in the first pocket 9A.
  • the retainer 5 of the present disclosure is shaped so that the weld in the large-diameter annular body 7 is formed only in the large-diameter annular body 7 in the first pocket 9A, not in the large-diameter annular body 7 in the second pocket 9B. It is injection molded using a mold that has In other words, in the retainer 5, the large-diameter annular body 7 in the second pocket 9B does not have the weld. As a result, in the retainer 5, a decrease in the strength of the large-diameter annular body 7 in the second pocket 9B is suppressed.
  • the retainer 5 manufactured by injection molding is exemplified, but the retainer 5 constituting the tapered roller bearing 1 may be manufactured by a 3D printer. The placement of the welds in 7 may not be considered.
  • the retainer 5 is a resin molded product having welds, and the welds in the large-diameter annular body 7 are positioned in the formation range of the first pocket 9A in the circumferential direction. be done. In other words, the weld in the large-diameter annular body 7 is not formed in the formation range of the first pocket 9A in the circumferential direction of the retainer 5 .
  • the tapered roller bearing 1 can suppress a decrease in the strength of the large-diameter annular body 7 in the second pocket 9B. As a result, in the tapered roller bearing 1, the large-diameter annular body 7 in the second pocket 9B is prevented from becoming a strength weak point of the retainer 5. As shown in FIG.
  • Assembly of the tapered roller bearing 1 is performed as follows. As shown in FIGS. 8A and 10A, the tapered rollers 4 are accommodated in the respective pockets 9A and 9B from the inner peripheral side of the retainer 5, and the retainer 5 and the tapered rollers 4 are combined. Thereby, a set 10 of a plurality of tapered rollers 4 and cages 5 is obtained. The set 10 is axially approached to the inner ring 2 (see FIGS. 8B and 10B), and the set 10 is assembled to the inner ring 2 .
  • FIG. 12 is an image diagram explaining the positions of the tapered rollers 4 in the first pocket 9A and the second pocket 9B.
  • the diameter Di of the inscribed circle of the small-diameter side portions 4a of the plurality of tapered rollers 4 positioned along the pitch circle is larger than the outer diameter Dc of the small flange portion 22 of the inner ring 2. is also small.
  • the diameter Db (see FIGS. 8B and 12) of the inscribed circle Q2 of the small-diameter side portion 4a in a state in which the tapered rollers 4 housed in the inner ring 4 are displaced radially outward is equal to the outer diameter Dc of the small flange portion 22 of the inner ring 2. less than Therefore, during assembly of the set 10 and the inner ring 2 (see FIGS.
  • the small-diameter side portions 4a of the tapered rollers 4 need to get over the small flange portion 22, so they are displaced radially outward.
  • the inner ring 2 is pressed against the retainer 5 in the axial direction to elastically deform a portion of the retainer 5 (e.g., the column 8).
  • the diameter of the inscribed circle of the small diameter side portion 4a of each tapered roller 4 is equal to that of the small flange portion 22. It is displaced to be equal to the outer diameter Dc.
  • a part of the cage 5 (for example, The amount of elastic deformation of the column 8) is referred to as the amount of elastic deformation X2, and the diameter of the inscribed circle Q2 of the small-diameter side portion 4a of the tapered roller 4 accommodated in the second pocket 9B is expanded from the diameter Db to the diameter Dc.
  • the amount of elastic deformation of a part of the retainer 5 (for example, the column 8) is referred to as the amount of elastic deformation Y2.
  • the displacement amount (Dc-Da) of the small-diameter side portion 4a when the diameter of the inscribed circle Q1 is expanded from diameter Da to diameter Dc is the amount of displacement (Dc-Da) of the inscribed circle Q2 which is expanded from diameter Db to diameter Dc. larger than the amount of displacement (Dc-Db) of the small-diameter side portion 4a at that time. That is, the elastic deformation amount X2 is larger than the elastic deformation amount Y2.
  • Each tapered roller 4 can also swing clockwise in FIGS. 9A and 11A with the point of contact with the boundary portion 8d as a fulcrum.
  • the retainer 5 has two types of pockets 9A and 9B.
  • the permissible amount of displacement having a radial component is the second displacement amount Y1
  • this second displacement amount Y1 is the permissible amount of displacement (the second It is larger than one displacement amount X1). That is, compared with the tapered rollers 4 of the first pocket 9A, the tapered rollers 4 of the second pocket 9B have a larger allowable amount of displacement having a radial component. Therefore, when the set 10 and the inner ring 2 are assembled, in the second pocket 9B, the "elastic deformation amount Y2 (see the diagram on the left side of FIG.
  • Each pocket 9A, 9B has a recess 8c on the first side 8a and the second side 8b.
  • the column 8 having the recessed portion 8c requires less force than a column without the recessed portion 8c to cause a constant deflection in the circumferential direction. Less force required. Therefore, the tapered rollers 4 of the respective pockets 9A, 9B climb over the small flanges 22 with a smaller force than when the recessed portions 8c are not provided. As a result, the small-diameter side portions 4a of the tapered rollers 4 can easily get over the small flange portion 22 even if the pressing force in the axial direction of the inner ring 2 is small. 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 axial side of the first side surface 8a and the second side surface 8b.
  • the tapered rollers 4 housed in the respective pockets 9A and 9B come into contact with the boundary portion 8d between the first side surface 8a and the second side surface 8b, the tapered rollers 4 move the column 8 toward the center in the longitudinal direction. can be pushed.
  • the force required to cause constant deflection in the circumferential and radial directions of the retainer 5 pushes the center of the column 8 in the longitudinal direction rather than the end in the longitudinal direction. is smaller. Therefore, the retainer 5 can be elastically deformed with a smaller force.
  • the small-diameter side portions 4a of the tapered rollers 4 can easily get over the small flange portion 22 even if the pressure force applied to the inner ring 2 in the axial direction is small. As a result, the work of assembling the set 10 and the inner ring 2 becomes easier.
  • the tapered rollers 4 accommodated in the first and second pockets 9A and 9B are arranged on the small diameter side.
  • the diameter of the inscribed circles Q1 and Q2 of the portion 4a is the diameter Di (arranged along the pitch circle).
  • the tapered rollers 4 of the first pocket 9A and the retainer 5 are relatively difficult to displace. This is because, as shown in FIG. 12, in the first pocket 9A, the allowable amount of displacement having the radial component of the tapered rollers 4 is the "first displacement amount X1" which is smaller than the "second displacement amount Y1".
  • the inner ring unit 11 in which the inner ring 2, the cage 5, and the plurality of tapered rollers 4 are integrated is obtained.
  • the tapered roller bearing 1 is completed.
  • the pockets 9 of the retainer 5 are the first pockets 9A having a smaller displacement tolerance than the second pockets 9B, when assembling the set 10 and the inner ring 2, A large force (load) is required, making assembly difficult. Further, when all the pockets 9 of the retainer 5 are the second pockets 9B having a larger displacement tolerance than the first pockets 9A, the tapered rollers 4 and the retainer 5 are arranged in the inner ring unit 11 state. It becomes easy to come apart from 2.
  • the plurality of pockets 9 included in the retainer 5 of the present disclosure include a first pocket 9A having the displacement allowance as the “first displacement amount X1” and a displacement allowance having the displacement allowance as the “first displacement amount X1 and a second pocket 9B having a "second displacement amount Y1" larger than ". Therefore, the work of assembling the set 10 of the retainer 5 and the plurality of tapered rollers 4 and the inner ring 2 is facilitated, and the inner ring unit 11 obtained by assembling the set 10 and the inner ring 2 is difficult to come apart. and can be compatible.
  • 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.
  • a retainer for a double-row tapered roller bearing may have the structure described above.
  • a part of a wheel bearing device also called a hub unit
  • the wheel bearing device is one of them.
  • the retainer that holds the tapered rollers may have the configuration described above.

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、複数の円すいころ4と、小径環状体6、大径環状体7、及び柱8によって構成され円すいころ4を収容するポケット9を複数有する環状の保持器5と、を備え、複数のポケット9は、第一ポケット9Aと、第一ポケット9Aよりも軸方向の寸法が大きい第二ポケット9Bとを含み、ポケット9に収容された円すいころ4を、大径側端面42が大径環状体7と接触し、かつ、外周面43が柱8と接触する位置に、ころ軸方向及びころ径方向へ変位させた状態で、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の内接円Q1の直径Da、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の内接円Q2の直径Db、内輪2の小鍔部22の外径Dcが、数式a)Da<Db≦Dc、及び数式b)0≦Dc-Db≦0.4(mm)を満たす。

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。
 特許文献1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。
特開2013-221592号公報
 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。
 本開示の円すいころ軸受は、外周側に、内輪軌道、当該内輪軌道の軸方向一方側に設けられている小鍔部、及び、当該内輪軌道の軸方向他方側に設けられている大鍔部を有する内輪と、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、軸方向一方側に設けられる小径環状体と、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、前記小径環状体、前記大径環状体、及び前記柱によって囲まれた複数のポケットと、を有する環状の保持器と、を備え、複数の前記ポケットは、第一ポケットと、前記第一ポケットよりも軸方向の寸法が大きい第二ポケットとを含み、前記ポケットに収容された前記円すいころをころ軸方向及びころ径方向へ変位させて、前記円すいころの大径側端面が前記大径環状体と接触し、かつ、前記円すいころの外周面が前記柱と接触する位置に配置した状態で、前記第一ポケットに収容された前記円すいころの小径側部分の内接円の直径をDa、前記第二ポケットに収容された前記円すいころの前記小径側部分の内接円の直径をDb、前記小鍔部の外径をDcとした場合に、以下の数式a)b)を満たす。
  a)Da<Db≦Dc
  b)0≦Dc-Db≦0.4(mm)
 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。
 また、本開示の円すいころ軸受は、好ましくは、前記柱が、前記ポケットに収容された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より対向する第一側面と、前記保持器の周方向他側より対向する第二側面と、を有し、前記ポケットが、前記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、前記凹み部が、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る。
 この構成の円すいころ軸受は、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、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、ポケットに収容された円すいころの内輪の小鍔部への接触が抑制されるため、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、本開示の円すいころ軸受は、好ましくは、複数の前記第一ポケット及び前記第二ポケットが、周方向について略等配となるように配置される。
 この構成の円すいころ軸受によれば、前記セットと内輪とを組み付ける際、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、前記セットと内輪とを組む際に、保持器の一部に応力が集中して作用することがなくなり、当該保持器の破損を抑制できる。
 また、本開示の円すいころ軸受は、好ましくは、前記保持器がウエルドを有する樹脂成型品であり、前記大径環状体における前記ウエルドが、周方向における前記第一ポケットの形成範囲に位置される。
 この構成の円すいころ軸受によれば、第二ポケットにおける大径環状体の強度低下を抑制することができる。これにより、第二ポケットにおける大径環状体が、保持器の強度上の弱点となるのを防ぐことができる。
 本開示の保持器は、外周側に、内輪軌道、当該内輪軌道の軸方向一方側に設けられている小鍔部、及び、当該内輪軌道の軸方向他方側に設けられている大鍔部を有する内輪と、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、を備える円すいころ軸受用の保持器であって、軸方向一方側に設けられる小径環状体と、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、前記小径環状体、前記大径環状体、及び前記柱によって囲まれた複数のポケットとを有し、複数の前記ポケットは、第一ポケットと、前記第一ポケットよりも軸方向の寸法が大きい第二ポケットとを含み、前記ポケットに収容された前記円すいころをころ軸方向及びころ径方向へ変位させて、前記円すいころの大径側端面が前記大径環状体と接触し、かつ、前記円すいころの外周面が前記柱と接触する位置に配置した状態で、前記第一ポケットに収容された前記円すいころの小径側部分の内接円の直径をDa、前記第二ポケットに収容された前記円すいころの前記小径側部分の内接円の直径をDb、前記小鍔部の外径をDcとした場合に、上記数式a)b)を満たす。
 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。
 本開示の円すいころ軸受及び保持器によれば、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。
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。 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。 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。 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。 保持器を示す斜視図である。 保持器の第一ポケット及び当該第一ポケットに収容された円すいころを含む中心線断面図である。 保持器の第二ポケット及び当該第二ポケットに収容された円すいころを含む中心線断面図である。 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。 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。 圧入力と(Dc-Db)の値との関係を示した図である。 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。 円すいころ軸受の組み立て手順(第一ポケット周りの状況)を説明する説明図である。 円すいころ軸受の組み立て手順(第一ポケット周りの状況)を説明する説明図である。 円すいころ軸受の組み立て手順(第一ポケット周りの状況)を説明する説明図である。 円すいころ軸受の組み立て手順(第一ポケット周りの状況)を説明する説明図である。 円すいころ軸受の組み立て手順(第二ポケット周りの状況)を説明する説明図である。 円すいころ軸受の組み立て手順(第二ポケット周りの状況)を説明する説明図である。 円すいころ軸受の組み立て手順(第二ポケット周りの状況)を説明する説明図である。 円すいころ軸受の組み立て手順(第二ポケット周りの状況)を説明する説明図である。 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。 従来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。 従来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、図1B、図2A、及び図2B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、図1B、図2A、及び図2B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。保持器5は、本開示の保持器の一実施形態である。
 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。円すいころ4の「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る。保持器5の径方向と区別するために、保持器5等の径方向を単に「径方向」と称し、円すいころ4の径方向を「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(各円すいころ4がピッチ円に沿って位置している状態、図5A参照)で、これら複数の円すいころ4の小径側部分4aの内接円の直径は直径Diとなる。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。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。
 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1A、図1B、図2A、及び図2B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、図1B、図2A、及び図2B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が外されている状態(図4A,図4B参照)において、基準状態からころ軸方向及びころ径方向へ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が、保持器5と円すいころ4との「セット10」である(図8A及び図10A参照)。そのセット10と内輪2とを組み合わせた組立体が「内輪ユニット11」である(図9B及び図11B参照)。
 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、図1B、図2A、図2B、及び図3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。
 以上説明した通り、本開示の円すいころ軸受1において、柱8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、保持器5の周方向一側より対向する第一側面8aと、保持器5の周方向他側より対向する第二側面8bと、を有している。円すいころ軸受1では、ポケット9が、ポケット9に収容される円すいころ4と第一側面8a及び第二側面8bとの隙間を拡大する凹み部8cを有し、凹み部8cが、第一側面8a及び第二側面8bの軸方向一方側に形成される。円すいころ軸受1では、凹み部8cを設けることで、セット10(図8A及び図10A参照)と内輪2とを組み付ける際、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、ポケット9に収容された円すいころ4の内輪2の小鍔部22への接触が抑制される。このため、円すいころ4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できる。また、凹み部8cを設けることで、凹み部8cがない場合に比べて小さい力で柱8を変形させることが可能になるため、セット10と内輪2とを組む作業がさらに容易になる。
 [保持器の形態について]
 保持器5の形態についてより詳細に説明する。以下の説明では、保持器5のポケット9のうち「第一ポケット」を第一ポケット9Aと称し、「第二ポケット」を第二ポケット9Bと称する。
 図1A、図1B、図2A、図2B、及び図3に示すように、保持器5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とを有する。
 図4A及び図4B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及び図4B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5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5では、小径側側面6aと小径側端面41との間の隙間の寸法を同じにして、第一ポケット9Aと第二ポケット9Bとに円すいころ4を配置した場合に、大径側端面42と大径側側面7aとの隙間が、第一ポケット9Aに収容された円すいころ4に比べて第二ポケット9Bに収容された円すいころ4の方が大きい。
 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、その大径側端面42が大径側側面7aに接触する位置までころ軸方向に変位することが許容される。外周面43と柱8の各側面8a,8bとの間にも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、その外周面43が各側面8a,8bに接触する位置までころ径方向に変位することが許容される。このため、円すいころ4は、外輪3が外されている状態において、基準状態(図4A,図4B参照)からころ軸方向及びころ径方向へ僅かに変位可能である。
 [ポケットに収容された円すいころの変位について]
 図4Aは、第一ポケット9Aに収容された円すいころ4をころ軸方向及びころ径方向へ変位させて、大径側端面42が大径側側面7aに接触し、かつ、外周面43が柱8の各側面8a,8bに接触する位置に配置した状態を示している。図4Aに示す円すいころ4は、変位の前後においてころ軸方向の平行性が維持されている。図4Aに示す変位後の配置位置は、第一ポケット9Aに収容された円すいころ4を保持器5の径方向外側へ変位させる場合に、当該保持器5を弾性変形させずに円すいころ4を変位させることが可能な最も径方向外側の位置である。以下の説明では、このときの第一ポケット9Aに収容された円すいころ4の小径側部分4aの内接円Q1の直径を直径Daと称する(図5B参照)。
 図4Bは、第二ポケット9Bに収容された円すいころ4をころ軸方向及びころ径方向へ変位させて、大径側端面42が大径側側面7aに接触し、かつ、外周面43が柱8の各側面8a,8bに接触する位置に配置した状態を示している。図4Bに示す円すいころ4は、変位の前後においてころ軸方向の平行性が維持されている。図4Bに示す変位後の配置位置は、第二ポケット9Bに収容された円すいころ4を保持器5の径方向外側へ変位させる場合に、当該保持器5を弾性変形させずに円すいころ4を変位させることが可能な最も径方向外側の位置である。以下の説明では、このときの第二ポケット9Bに収容された円すいころ4の小径側部分4aの内接円Q2の直径を直径Dbと称する(図5B参照)。
 ここでは、第一ポケット9Aに収容された円すいころ4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。
 さらに図5A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た状態を示している。これに対して、図5B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X1」又は「第二変位量Y1」について変位した状態を示している。つまり、図5Bは、基準状態の円すいころ4をころ軸方向及びころ径方向へ変位させて、大径側端面42が大径環状体7と接触し、かつ、円すいころ4の外周面43が柱8と接触する位置に配置した状態を示している。なお、図5Bでは、保持器5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。
 本説明では、図5Bに示すように、第一ポケット9Aに収容された円すいころ4を、大径側端面42が大径環状体7と接触し、かつ、外周面43が柱8と接触する位置に変位させた場合の、小径側部分4aの内接円Q1の直径を直径Daと規定する。本説明では、第二ポケット9Bに収容された円すいころ4を、大径側端面42が大径環状体7と接触し、かつ、外周面43が柱8と接触する位置に変位させた場合の、小径側部分4aの内接円Q2の直径を直径Dbと規定する。
 円すいころ軸受1では、上記L2>L1の関係から、第二ポケット9Bにおける「第二変位量Y1」が、第一ポケット9Aにおける「第一変位量X1」に比べて大きくなる。このため、円すいころ軸受1では、直径Da(図4A参照)に比べて、直径Db(図4B参照)が大きくなる(Da<Db)。
 以上説明した通り、本開示の円すいころ軸受1では、保持器5における第二距離L2を第一距離L1よりも大きくすることで(L2>L1)、「第二変位量Y1」が「第一変位量X1」に比べて大きくなり(Y1>X1)、これにより、小径側部分4aの内接円Q2の直径Dbが、小径側部分4aの内接円Q1の直径Daより大きくなる(Da<Db)。
 [圧入力と(Dc-Db)の値との関係について]
 図6には、セット10と内輪2とを組む場合(後で説明する図8A及び図10A参照)に必要な圧入力(N)と、(Dc-Db)の値との関係を示している。(Dc-Db)の値とは、小鍔部22の外径Dcと小径側部分4aの内接円Q2の直径Dbとの差分である。図6に示すグラフには、セット10と内輪2とを組む場合において、以下の測定条件で必要な圧入力(N)を測定した結果を示している。この測定は、寸法が異なる複数の保持器を用いて、(Dc-Db)の値を0~0.9(mm)の範囲で変化させて行った。
  (測定条件)
 ・ポケット9の総数:17(個)
 ・第一ポケット9Aの個数:9(個)
 ・第二ポケット9Bの個数:8(個)
 ・(Dc-Da)の値:0.9(mm)
 ・(Dc-Db)の値:0~0.9(mm)
 図6に示す測定結果より、(Dc-Db)の値が0.4(mm)より大きい場合に比べて、(Dc-Db)の値が0.4(mm)より小さい場合の方が圧入力(N)の低減率が低くなることが判った。この結果より、(Dc-Db)の値が、0より大きく、かつ、0.4(mm)以下の範囲であれば、セット10と内輪2とを組む際に必要になる圧入力がほとんど変わらない(差異が小さい)ことが判った。つまり、この測定結果より、(Dc-Db)の値が0より大きく、かつ、0.4(mm)以下の範囲であれば、セット10と内輪2とを組む際に必要な圧入力を低く抑えられることが判明した。
 このため、本開示の円すいころ軸受1は、第一の内接円Q1の直径Da及び第二の内接円Q2の直径Dbと、内輪2が有する小鍔部22の外径Dcとが、以下の数式a)b)を満たすように構成される。なお、本開示の円すいころ軸受1では、保持器5の形状を調整することによって、小鍔部22の外径Dcに対して、内接円Q1の直径Da及び内接円Q2の直径Dbが下記数式a)b)を満たす構成を実現する。
  a)Da<Db≦Dc
  b)0≦Dc-Db≦0.4(mm)
 以上説明したように、本開示の円すいころ軸受1は、外周側に、内輪軌道21、当該内輪軌道21の軸方向一方側に設けられている小鍔部22、及び、当該内輪軌道21の軸方向他方側に設けられている大鍔部23を有する内輪2と、内周側に外輪軌道31を有する外輪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とを備える。円すいころ軸受1は、軸方向一方側に設けられる小径環状体6と、軸方向他方側に設けられる大径環状体7と、小径環状体6と大径環状体7とを繋ぐ複数の柱8と、小径環状体6、大径環状体7、及び柱8によって囲まれた複数のポケット9と、を有する環状の保持器5を備える。複数のポケット9は、第一ポケット9Aと、第一ポケット9Aよりも軸方向の寸法が大きい第二ポケット9Bとを含む。円すいころ軸受1では、ポケット9に収容された円すいころ4をころ軸方向及びころ径方向へ変位させて、大径側端面42が大径環状体7と接触し、かつ、円すいころ4の外周面43が柱8と接触する位置に、円すいころ4を配置した状態で、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の内接円Q1の直径Da、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の内接円Q2の直径Db、及び小鍔部22の外径Dcが、以下の数式a)b)を満たす。
  a)Da<Db≦Dc
  b)0≦Dc-Db≦0.4(mm)
 本開示の円すいころ軸受1によれば、第一ポケット9Aに収容された円すいころ4と比較して、第二ポケット9Bに収容された円すいころ4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5と複数の円すいころ4とのセット10と、内輪2とを組む際、第二ポケット9Bの円すいころ4は内輪2の小鍔部22を乗り越えやすい。その結果、すべてのポケット9が第一ポケット9Aである場合と比較して、セット10と内輪2とを組む作業が容易になる。そして、第二ポケット9Bに収容された円すいころ4と比較して、第一ポケット9Aに収容された円すいころ4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、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5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9が第二ポケット9Bである場合と比較して、各ポケット9に収容されている円すいころ4は内輪ユニット11から脱落し難く、内輪ユニット11がばらけ難くなる。
 [ポケットの周方向の配置について]
 図5A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5Aに示す保持器5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5の周方向に離れて配置されている。また、保持器5における各ポケット9A,9Bは、図7に示すような配置としてもよい。
 図7に示す保持器5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5の周方向に離れて均等配置されている。保持器5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7に示す保持器5のように完全に均等な配置でなくともよい。例えば、図5Aに示す保持器5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(略等配である)といえる。
 保持器5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5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。
 以上説明の通り、本開示の円すいころ軸受1は、第一ポケット9A及び第二ポケット9Bが、周方向について略等配となるように配置される。この構成によれば、セット10と内輪2とを組み付ける際、保持器5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10と内輪2とを組む際に、保持器5の一部に応力が集中して作用することがなくなり、当該保持器5の破損を抑制できる。
 [第一ポケットと第二ポケットの数]
 図5Aに示す保持器5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7に示す保持器5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5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5Aに示す保持器5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。
 [ウエルドの位置について]
 本開示の保持器5は、樹脂製の射出成形品である。射出成形品では、金型内で溶融樹脂が合流する部分において、ウエルドと呼ばれる脆弱部分が形成される場合がある。ウエルドは、ウエルドラインと呼ばれる略V字溝状の部位として外観上現れる場合が多い。
 図4A及び図4Bに示すように、大径環状体7は、第二距離L2が第一距離L1よりも大きいため(L2>L1)、第二ポケット9Bにおける軸方向厚みT2が第一ポケット9Aにおける軸方向厚みT1よりも小さい。このため、第一ポケット9Aにおける大径環状体7に比べて第二ポケット9Bにおける大径環状体7の強度が低下することが懸念される。
 本開示の保持器5は、大径環状体7における前記ウエルドを、第二ポケット9Bにおける大径環状体7ではなく、第一ポケット9Aにおける大径環状体7のみに生じさせるように形状を調整した金型を用いて射出成形されている。換言すると、保持器5では、第二ポケット9Bにおける大径環状体7には、前記ウエルドが存在しない。これにより、保持器5では、第二ポケット9Bにおける大径環状体7の強度低下が抑制される。なお、本説明では、射出成形により製造される保持器5を例示しているが、円すいころ軸受1を構成する保持器5は、3Dプリンタにより製造されてもよく、この場合は大径環状体7における前記ウエルドの配置を考慮しなくてもよい。
 以上説明したように、本開示の円すいころ軸受1では、保持器5がウエルドを有する樹脂成型品であり、大径環状体7における前記ウエルドが、周方向における第一ポケット9Aの形成範囲に位置される。換言すると、保持器5の周方向における第一ポケット9Aの形成範囲には、大径環状体7における前記ウエルドが形成されていない。円すいころ軸受1は、この構成により、第二ポケット9Bにおける大径環状体7の強度低下を抑制することができる。これにより、円すいころ軸受1では、第二ポケット9Bにおける大径環状体7が、保持器5の強度上の弱点となることを防いでいる。
 [円すいころ軸受1の組み立てについて]
 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。図8A及び図10Aに示すように、保持器5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5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5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8B及び図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Da(図8A及び図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Db(図8B及び図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8B及び図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5に軸方向に押し付け、保持器5の一部(例えば柱8)を弾性変形させることになる。
 図9A及び図11Aに示すように、円すいころ4の小径側部分4aが小鍔部22を乗り越えるとき、各円すいころ4は、小径側部分4aの内接円の直径が、小鍔部22の外径Dcに等しくなるように変位する。
 図12に示すように、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の内接円Q1の直径が直径Daから直径Dcに拡大されるときの保持器5の一部(例えば柱8)の弾性変形量を弾性変形量X2と称し、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の内接円Q2の直径が直径Dbから直径Dcに拡大されるときの保持器5の一部(例えば柱8)の弾性変形量を弾性変形量Y2と称する。このとき、内接円Q1の直径が直径Daから直径Dcに拡大されるときの小径側部分4aの変位量(Dc-Da)は、内接円Q2の直径が直径Dbから直径Dcに拡大されるときの小径側部分4aの変位量(Dc-Db)に比べて大きい。つまり、弾性変形量X2は、弾性変形量Y2に比べて大きい。なお、各円すいころ4は、境界部8dとの接触点を支点として図9A及び図11Aにおいて時計回り方向に揺動することも可能である。
 更に、前記のとおり、保持器5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5の一部の「弾性変形量Y2(図12の左側の図参照)」が「弾性変形量X2(図12の右側の図参照)」に比べて小さくて済むため、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の軸方向への圧入力が小さくても、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5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、当該円すいころ4によって柱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5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5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の軸方向への圧入力が小さくても、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9B及び図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、第一及び第二ポケット9A,9Bに収容された各円すいころ4は小径側部分4aの内接円Q1,Q2の直径が直径Diとなる(ピッチ円に沿って配置される)。このとき、第一ポケット9Aの円すいころ4と保持器5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Y1」よりも小さい「第一変位量X1」となっているためである。保持器5が内輪2に対して変位し難いことで、その保持器5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5の一部に「弾性変形量Y2(図12の左側の図参照)」に比べて大きな「弾性変形量X2(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9B及び図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5、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5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5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5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5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5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。
  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
  6:小径環状体
  7:大径環状体
  8:柱
 8a:第一側面
 8b:第二側面
 8c:凹み部
  9:ポケット
 9A:第一ポケット
 9B: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
 Da:(内接円Q1の)直径
 Db:(内接円Q2の)直径
 Dc:(小鍔部22の)外径

Claims (5)

  1.  外周側に、内輪軌道、当該内輪軌道の軸方向一方側に設けられている小鍔部、及び、当該内輪軌道の軸方向他方側に設けられている大鍔部を有する内輪と、
     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、
     軸方向一方側に設けられる小径環状体と、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、前記小径環状体、前記大径環状体、及び前記柱によって囲まれた複数のポケットと、を有する環状の保持器と、を備え、
     複数の前記ポケットは、
     第一ポケットと、前記第一ポケットよりも軸方向の寸法が大きい第二ポケットとを含み、
     前記ポケットに収容された前記円すいころを、当該円すいころの大径側端面が前記大径環状体と接触し、かつ、当該円すいころの外周面が前記柱と接触する位置に、ころ軸方向及びころ径方向へ変位させた状態で、前記第一ポケットに収容された前記円すいころの小径側部分の内接円の直径をDa、前記第二ポケットに収容された前記円すいころの前記小径側部分の内接円の直径をDb、前記小鍔部の外径をDcとした場合に、以下の数式a)b)を満たす、円すいころ軸受。
      a)Da<Db≦Dc
      b)0≦Dc-Db≦0.4(mm)
  2.  前記柱が、前記ポケットに収容された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より対向する第一側面と、前記保持器の周方向他側より対向する第二側面と、を有し、
     前記ポケットが、前記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、
     前記凹み部が、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る、請求項1に記載の円すいころ軸受。
  3.  前記第一ポケット及び前記第二ポケットが、周方向について略等配となるように配置される、請求項1又は請求項2に記載の円すいころ軸受。
  4.  前記保持器がウエルドを有する樹脂成型品であり、
     前記大径環状体における前記ウエルドが、周方向における前記第一ポケットの形成範囲に位置される、請求項1から請求項3の何れか一項に記載の円すいころ軸受。
  5.  外周側に、内輪軌道、当該内輪軌道の軸方向一方側に設けられている小鍔部、及び、当該内輪軌道の軸方向他方側に設けられている大鍔部を有する内輪と、
     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、を備える円すいころ軸受用の保持器であって、
     軸方向一方側に設けられる小径環状体と、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、前記小径環状体、前記大径環状体、及び前記柱によって囲まれた複数のポケットとを有し、
     複数の前記ポケットは、
     第一ポケットと、前記第一ポケットよりも軸方向の寸法が大きい第二ポケットとを含み、
     前記ポケットに収容された前記円すいころを、当該円すいころの大径側端面が前記大径環状体と接触し、かつ、当該円すいころの外周面が前記柱と接触する位置に、ころ軸方向及びころ径方向へ変位させた状態で、前記第一ポケットに収容された前記円すいころの小径側部分の内接円の直径をDa、前記第二ポケットに収容された前記円すいころの前記小径側部分の内接円の直径をDb、前記小鍔部の外径をDcとした場合に、上記数式a)b)を満たす、保持器。
PCT/JP2022/003494 2022-01-31 2022-01-31 円すいころ軸受及び保持器 WO2023145047A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/003494 WO2023145047A1 (ja) 2022-01-31 2022-01-31 円すいころ軸受及び保持器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/003494 WO2023145047A1 (ja) 2022-01-31 2022-01-31 円すいころ軸受及び保持器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023145047A1 true WO2023145047A1 (ja) 2023-08-03

Family

ID=87470927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/003494 WO2023145047A1 (ja) 2022-01-31 2022-01-31 円すいころ軸受及び保持器

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023145047A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014005932A (ja) * 2012-05-28 2014-01-16 Jtekt Corp 転がり軸受用保持器、及びこれを備えた転がり軸受
JP2021162074A (ja) * 2020-03-31 2021-10-11 株式会社ジェイテクト 円すいころ軸受及び保持器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014005932A (ja) * 2012-05-28 2014-01-16 Jtekt Corp 転がり軸受用保持器、及びこれを備えた転がり軸受
JP2021162074A (ja) * 2020-03-31 2021-10-11 株式会社ジェイテクト 円すいころ軸受及び保持器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8899840B2 (en) Tapered roller bearing
JP2001012477A (ja) 転がり軸受用保持器
US20110116734A1 (en) Punched retainer, self-aligning roller bearing, and method of manufacturing punched retainer
EP3164613B1 (en) Cage of a roller bearing
US20150071579A1 (en) Rolling bearing having rings with stepped surfaces opposite to the raceways
JP6329198B2 (ja) 円すいころ軸受
WO2023145047A1 (ja) 円すいころ軸受及び保持器
JP7263944B2 (ja) 内輪ユニット、及び円すいころ軸受
JP7485948B2 (ja) 自動調心ころ軸受用保持器
EP2351939B1 (en) Cage-equipped rollers
JP7452196B2 (ja) 円すいころ軸受
JP2020060275A (ja) 円すいころ軸受
WO2022075155A1 (ja) 円すいころ軸受及び保持器
JP6554831B2 (ja) 円すいころ軸受
JP7469639B2 (ja) 自動調心ころ軸受用保持器の製造方法
JP2022061348A (ja) 円すいころ軸受及び保持器
CN116261633A (zh) 滚针轴承
WO2022074862A1 (ja) 円すいころ軸受及び保持器
US8360654B2 (en) Radial antifriction bearing which can be taken apart only if destroyed
TW201728839A (zh) 滾子軸承
WO2024075156A1 (ja) 保持器、転がり軸受、及び、転がり軸受の組み立て方法
JP5262142B2 (ja) 自動調心ころ軸受
WO2023042252A1 (ja) 円すいころ軸受
WO2023037918A1 (ja) 針状ころ軸受
WO2016194981A1 (ja) 円すいころ軸受

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: 22923910

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1