特開2021-4665(P2021-4665A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 株式会社ジェイテクトの特許一覧
<>
  • 特開2021004665-内輪ユニット、及び円すいころ軸受 図000003
  • 特開2021004665-内輪ユニット、及び円すいころ軸受 図000004
  • 特開2021004665-内輪ユニット、及び円すいころ軸受 図000005
  • 特開2021004665-内輪ユニット、及び円すいころ軸受 図000006
  • 特開2021004665-内輪ユニット、及び円すいころ軸受 図000007
  • 特開2021004665-内輪ユニット、及び円すいころ軸受 図000008
  • 特開2021004665-内輪ユニット、及び円すいころ軸受 図000009
  • 特開2021004665-内輪ユニット、及び円すいころ軸受 図000010
  • 特開2021004665-内輪ユニット、及び円すいころ軸受 図000011
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2021-4665(P2021-4665A)
(43)【公開日】2021年1月14日
(54)【発明の名称】内輪ユニット、及び円すいころ軸受
(51)【国際特許分類】
   F16C 33/46 20060101AFI20201211BHJP
   F16C 19/36 20060101ALI20201211BHJP
   F16C 43/04 20060101ALI20201211BHJP
【FI】
   F16C33/46
   F16C19/36
   F16C43/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2019-119711(P2019-119711)
(22)【出願日】2019年6月27日
(71)【出願人】
【識別番号】000001247
【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト
(74)【代理人】
【識別番号】110000280
【氏名又は名称】特許業務法人サンクレスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小島 一郎
(72)【発明者】
【氏名】谷口 陽三
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 友佳
【テーマコード(参考)】
3J117
3J701
【Fターム(参考)】
3J117HA03
3J701AA16
3J701AA25
3J701AA32
3J701AA42
3J701AA54
3J701AA62
3J701BA34
3J701BA44
3J701FA04
(57)【要約】
【課題】組み立て時に保持器の変形による歪みを低減することができる内輪ユニット、及び円すいころ軸受を提供する。
【解決手段】内輪ユニット50は、内輪軌道面3a、小つば5及び大つば6を有する内輪3と、内輪軌道面3aに転動可能に配置されている複数の円すいころ4と、環状の保持器10とを備えている。保持器10は、軸方向一方側の小径環状体11、軸方向他方側の大径環状体12、及び複数の柱13を有し、両環状体11,12の間であって周方向で隣り合う柱13の間に形成される空間が円すいころ4を保持するポケット14となる。保持器10は、柱13の軸方向の中間部で周方向に突出して設けられてポケット14内の円すいころ4の外周面における軸方向中間部分が接触して円すいころ4の径方向外側への脱落を阻止する抜止部20を有する。前記軸方向中間部分は、円すいころ4の重心Gよりも軸方向一方側かつ径方向外側の部分である。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外周に形成された内輪軌道面、前記内輪軌道面の軸方向一方側に設けられ径方向外側に突出する小つば、及び前記内輪軌道面の軸方向他方側に設けられ径方向外側に突出する大つばを有する内輪と、
前記内輪軌道面に転動可能に配置されている複数の円すいころと、
軸方向一方側の小径環状体、軸方向他方側の大径環状体、及び前記小径環状体と前記大径環状体とを連結している複数の柱を有し、当該大径環状体と当該小径環状体との間であって周方向で隣り合う前記柱同士の間に形成される空間が前記円すいころを保持するポケットとなる環状の保持器と、を備え、
前記保持器は、前記柱の軸方向の中間部において周方向に突出して設けられ、前記ポケットに収容された前記円すいころの外周面の軸方向中間部分が接触して当該円すいころの径方向外側への脱落を阻止する抜止部を有し、
前記軸方向中間部分が、前記円すいころの重心よりも軸方向一方側かつ径方向外側の部分である、内輪ユニット。
【請求項2】
前記抜止部は、前記柱から周方向に突出するにしたがって軸方向の幅が徐々に狭まるように三角柱状に形成されており、
前記抜止部の突出端辺よりも軸方向一方側の前記三角柱状を構成する第一の面が、前記軸方向中間部分が接触する接触面とされている、請求項1に記載の内輪ユニット。
【請求項3】
前記接触面の径方向内側の端縁に、R面取り部が形成されている、請求項2に記載の内輪ユニット。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか1項に記載の内輪ユニットと、
前記内輪ユニットの内輪の径方向外側に設けられている外輪と、を備える円すいころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内輪ユニット、及び円すいころ軸受に関する。
【背景技術】
【0002】
図9は、従来の円すいころ軸受100を示す縦断面図である。この円すいころ軸受100は、内輪101と、外輪102と、複数の円すいころ103と、これら円すいころ103を周方向に間隔をあけて保持している環状の保持器104とを備えている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
保持器104は、軸方向一方側(図9では左側)の小径環状体105と、軸方向他方側(図9では右側)の大径環状体106と、これら環状体105,106を連結する複数の柱107とを有している。そして、両環状体105,106の間であって周方向で隣り合う柱107,107の間に形成される空間が、円すいころ103を収容するポケット108となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2013−221592号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
図9に示すような円すいころ軸受100の組み立ては、次のようにして行うことができる。まず、保持器104の各ポケット108に円すいころ103を収容した状態とする。保持器104は、ポケット108に収容する円すいころ103の径方向外側への脱落を阻止するために、柱107の軸方向両端部に設けられたころ止め部107aを有している。各円すいころ103が保持器104(ポケット108)に保持されている状態で、これらに内輪101を小径側から軸方向に沿って接近させ、円すいころ103を内輪101の内輪軌道面101aに位置させる。
【0006】
円すいころ103を内輪軌道面101aに位置させる途中では、円すいころ103の小径側部分110は、内輪101の小つば101bを乗り越えるために径方向外側に変位する必要があるが、ころ止め部107aによりその変位が規制される。そこで、従来では、円すいころ103をポケット108に保持させた保持器104に対して、プレス等を用いて大きな力で内輪101を軸方向に押し付け、小径側部分110が小つば101bを乗り越える際に、保持器104を変形(拡径)させ、円すいころ103を内輪軌道面101aまで位置させている。これにより、内輪101、保持器104、及び円すいころ103が一体となった内輪ユニットが得られ、この内輪ユニットに、外輪102を組み付けることで、円すいころ軸受100が完成する。
【0007】
しかし、前記のとおり、円すいころ103の小径側部分110が内輪101の小つば101bを乗り越える際、保持器104に無理な力が作用するため、保持器104の変形による歪みが許容範囲を超えると、保持器104が白化又は塑性変形したり、保持器104に割れが発生したりする場合もある。
【0008】
そこで、本発明は、組み立て時に保持器の変形による歪みを低減することができる内輪ユニット、及び円すいころ軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
(1)本発明は、外周に形成された内輪軌道面、前記内輪軌道面の軸方向一方側に設けられ径方向外側に突出する小つば、及び前記内輪軌道面の軸方向他方側に設けられ径方向外側に突出する大つばを有する内輪と、前記内輪軌道面に転動可能に配置されている複数の円すいころと、軸方向一方側の小径環状体、軸方向他方側の大径環状体、及び前記小径環状体と前記大径環状体とを連結している複数の柱を有し、当該大径環状体と当該小径環状体との間であって周方向で隣り合う前記柱同士の間に形成される空間が前記円すいころを保持するポケットとなる環状の保持器と、を備え、前記保持器は、前記柱の軸方向の中間部において周方向に突出して設けられ、前記ポケットに収容された前記円すいころの外周面の軸方向中間部分が接触して当該円すいころの径方向外側への脱落を阻止する抜止部を有し、前記軸方向中間部分が、前記円すいころの重心よりも軸方向一方側かつ径方向外側の部分である、内輪ユニットである。
【0010】
内輪ユニットの組み立てにおいて、保持器の各ポケットに円すいころを収容した状態とし、これらに内輪を軸方向から接近させて組み付ける際、円すいころの小径側部分が径方向外側に変位して内輪の小つばを乗り越える必要がある。本発明では、円すいころの小径側部分が小つばを乗り越える際に、円すいころの外周面の軸方向中間部分が、保持器の柱に設けられた抜止部に接触することで、円すいころの径方向外側への脱落が阻止されるので、内輪を軸方向に押し付けて保持器を変形させることになる。
しかし、円すいころの外周面の軸方向中間部分は、円すいころの重心よりも軸方向一方側かつ径方向外側の部分であるため、抜止部を支点として、円すいころの大径側部分が径方向内側に揺動するとともに円すいころの小径側部分が径方向外側に揺動する。これにより、円すいころの小径側部分が小つばを乗り越えるために必要な径方向外側への変位量を小さくすることができるので、円すいころの小径側部分は小つばを乗り越え易くなる。従って、従来のように大きな力で内輪を軸方向に押し付ける必要がないので、保持器の変形による歪みを低減することができる。その結果、保持器が白化又は塑性変形したり、保持器に割れが発生したりするのを抑制することができる。
【0011】
(2)前記抜止部は、前記柱から周方向に突出するにしたがって軸方向の幅が徐々に狭まるように三角柱状に形成されており、前記抜止部の突出端辺よりも軸方向一方側の前記三角柱状を構成する第一の面が、前記軸方向中間部分が接触する接触面とされているのが好ましい。
この場合、円すいころの外周面の軸方向中間部分が、三角柱状に突出して形成された抜止部の突出端辺に接触することはないので、抜止部に応力集中が生じるのを回避することができる。
【0012】
(3)前記接触面の径方向内側の端縁に、R面取り部が形成されているのが好ましい。
この場合、円すいころの外周面の軸方向中間部分は、抜止部における接触面の径方向内側の端縁に形成されたR面取り部に接触するので、抜止部に応力集中が生じるのをさらに回避することができる。
【0013】
(4)他の観点からみた本発明は、前記(1)〜(3)のいずれかに記載の内輪ユニットと、前記内輪ユニットの内輪の径方向外側に設けられている外輪と、を備える円すいころ軸受である。
本発明の円すいころ軸受によれば、上記の内輪ユニットと同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、組み立て時に保持器の変形による歪みを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】本発明の実施形態に係る円すいころ軸受を示す断面図である。
図2】保持器の一部を内径側から見た説明図である。
図3図2の要部を拡大した断面図である。
図4図3のA矢視図である。
図5図3のB−B矢視断面図である。
図6】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7】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8】保持器の鉛直方向の下側に位置する円すいころを示す断面図である。
図9】従来の円すいころ軸受を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
[円すいころ軸受の構成]
図1は、本発明の実施形態に係る円すいころ軸受を示す断面図である。この円すいころ軸受1は、内輪3と、この内輪3の径方向外側に設けられている外輪2と、これら内輪3と外輪2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を保持している環状の保持器10とを備えている。そして、この円すいころ軸受1は潤滑油(オイル)によって潤滑される。
【0017】
内輪3は、軸受鋼や機械構造用鋼等を用いて形成された環状の部材であり、その外周には、複数の円すいころ4が転動するテーパー状の内輪軌道面3aが形成されている。また、内輪3は、内輪軌道面3aの軸方向一方側(図1では左側)に設けられ径方向外側に突出する小つば5と、内輪軌道面3aの軸方向他方側(図1では右側)に設けられ径方向外側に突出する大つば6とを有している。
【0018】
円すいころ4は、軸受鋼等を用いて形成された部材であり、外輪2の内周に形成された外輪軌道面2aと内輪軌道面3aとを転動する。円すいころ4は、軸方向一方側に直径の小さい小端面4aを有し、軸方向他方側に直径の大きい大端面4bを有している。大端面4bは、内輪3の大つば6のつば面7と摺接する。
【0019】
図2は、保持器10の一部を内径側から見た説明図である。図1図2において、保持器10は、軸方向一方側の小径環状体11、軸方向他方側の大径環状体12、及び周方向に間隔をあけて設けられている複数の柱13を有している。小径環状体11及び大径環状体12は円環形状であり、軸方向に所定間隔離れて設けられている。柱13は、小径環状体11と大径環状体12とを連結している。
【0020】
小径環状体11と大径環状体12との間であって周方向で隣り合う二つの柱13,13同士の間に形成される空間は、円すいころ4を保持(収容)するポケット14となる。保持器10は、内輪3と外輪2との間に形成されている環状空間に設けられており、各ポケット14に一つの円すいころ4を収容し、複数の円すいころ4を周方向に等しい間隔をあけて配置し保持している。ポケット14の軸方向の長さは、後述する円すいころ軸受1の組み立て時(図7(A)及び図8参照)に円すいころ4を揺動させるための隙間を確保した長さに設定されている。
【0021】
保持器10は、外輪2の内周面(外輪軌道面2a)に滑り接触可能であり、保持器10の回転は外輪2によってガイドされる。つまり、本実施形態の円すいころ軸受1は、保持器10が外輪2によって案内される外輪案内形式の軸受である。
保持器10は、合成樹脂製であり、射出成形によって成形することができる。本実施形態の保持器10は、潤滑油に対する耐性(耐油性)を備えさせるために、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)としている。このため、保持器10は硬質となり比較的弾性変形しにくく割れやすい。
【0022】
図3は、図2の要部を拡大した断面図である。図4は、図3のA矢視図である。図3図4において、保持器10は、柱13の側面13aの軸方向の中間部において周方向に突出して設けられた抜止部20を有している。本実施形態の抜止部20は、柱13の側面13aに一体に形成されている。抜止部20は、ポケット14に収容された円すいころ14の外周面の軸方向中間部分(以下、単に「円すいころ14の軸方向中間部分」という)が接触して円すいころ4の径方向外側への脱落(軸受の組み立ての際の脱落)を阻止する。
【0023】
抜止部20は、柱13の側面13aから周方向に突出するにしたがって軸方向の幅が徐々に狭まるように三角柱状に形成されている。抜止部20の突出端辺21よりも軸方向一方側に形成された三角柱状を構成する第一の面は、円すいころ4の軸方向中間部分が接触する接触面22とされている。接触面22は、突出端辺21から軸方向一方側へ向かうにしたがって径方向の幅が徐々に広がるように台形状に形成されている。また、接触面22は、ポケット14に収容された円すいころ14の重心Gよりも軸方向一方側かつ径方向外側に位置している。つまり、円すいころ4の軸方向中間部分は、重心Gよりも軸方向一方側かつ径方向外側に位置している。
【0024】
抜止部20の突出端辺21よりも軸方向他方側に形成された三角柱状を構成する第二の側面は、円すいころ4の軸方向中間部分が接触しない非接触面23とされている。非接触面23は、接触面22よりも面積が小さい矩形状に形成されている。
【0025】
図5は、図3のB−B矢視断面図である。図3図5において、抜止部20の突出端辺21は径方向に真っすぐ延びている。抜止部20の径方向内側の内端面24は、突出端辺21の径方向内端から、径方向内側かつ柱13の側面13a側に向かうように傾斜し、平面に形成されている。内端面24の突出端辺21に対する傾斜角度θは、接触面22に円すいころ4の軸方向中間部分が接触したときの応力が最も低くなるように設定されている。本実施形態では、傾斜角度θは20度に設定されている。
【0026】
接触面22の径方向内側の端縁(内端面24との接続端縁)には、円すいころ4の軸方向中間部分が接触したときに応力集中が生じるのを回避するために、軸方向全長にわたってR面取り部25が形成されている。R面取り部25の曲率半径は、円すいころ4の軸方向中間部分が接触したときの応力が最も低くなるように設定されている。本実施形態では、前記曲率半径は1mmに設定されている。
【0027】
図3及び図4において、保持器10は、柱13の側面13aにおける軸方向他方側の端部の径方向外側において周方向に突出して設けられたころ止め部15をさらに有している。本実施形態のころ止め部15は、柱13の側面13aに一体に形成されている。ころ止め部15は、ポケット14に収容された円すいころ14の外周面における大径側部分48が接触して円すいころ4の径方向外側への脱落(軸受の組み立ての際の脱落)を阻止する。
【0028】
ころ止め部15は、軸受の組み立て時にポケット14内で円すいころ4が揺動しても、当該円すいころ4に接触しない位置に設けられている。なお、保持器10は、抜止部20だけでも円すいころ4の径方向外側への脱落を十分に阻止できるので、ころ止め部15を有していなくてもよい。
【0029】
[円すいころ軸受の組み立て手順]
図6及び図7は、円すいころ軸受1の組み立て手順を説明する説明図である。図6(A)において、円すいころ軸受1を組み立てる際、先ず、保持器10の内周側から各ポケット14に円すいころ4を収容して保持器10と円すいころ4とを組み合わせ、これに内輪3を組み付ける(図7(B))。この組み付けの際、ポケット14に収容されている円すいころ4の径方向外側への脱落を阻止する必要がある。そのために、本実施形態の保持器10は、前記のとおり(図3参照)抜止部20を有している。
【0030】
円すいころ軸受1を組み立てるためには、前記のとおり、先ず、図6(A)に示すように、保持器10の各ポケット14に円すいころ4を収容した状態とし、この保持器10及び円すいころ4のユニットに対して、内輪3を小つば5側から軸方向に沿って接近させて組み付ける。この際、図6(B)に示すように、円すいころ4の小径側部分49が径方向外側に変位して内輪3の小つば5を乗り越える際、円すいころ4の軸方向中間部分が保持器10の抜止部20に接触するので、円すいころ4の径方向外側への脱落が阻止される。このため、円すいころ4の小径側部分49が小つば5を乗り越えるためには、内輪3を軸方向に押し付けて保持器10を変形させることになる。
【0031】
しかし、本実施形態では、円すいころ4の軸方向中間部分は、前記のとおり、円すいころ4の重心Gよりも軸方向一方側かつ径方向外側の部分であるため、図7(A)に示すように、円すいころ4は、抜止部20を支点として図中の時計回り方向に揺動する。つまり、円すいころ4の大径側部分48が径方向内側に揺動するとともに、円すいころ4の小径側部分49が径方向外側に揺動する。これにより、円すいころ4の小径側部分49が小つば5を乗り越えるために必要な径方向外側への変位量を小さくすることができるので、内輪3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49は、小つば5を容易に乗り越えることができる。
【0032】
そして、図7(B)に示すように、円すいころ4を収容した保持器10に内輪3が組み付けられると、内輪3は、以下のように軸方向逆側(反押し付け方向)への移動が不能となる。
すなわち、図7(B)に示すように、保持器10の中心線C(図1参照)を水平方向に沿わせた状態で保持器10の鉛直方向上側に位置する円すいころ4は、自重により径方向内側に位置する内輪軌道面3aに接触した状態で保持される。これにより、内輪3の小つば5の鉛直方向上側は、当該鉛直方向上側に位置する円すいころ4に引っかかることで、内輪3の軸方向逆側への移動が不能となる。
【0033】
また、図8に示すように、保持器10の鉛直方向の下側に位置する円すいころ4は、自重により径方向外側に変位し、円すいころ4の軸方向中間部分が抜止部20の接触面22に接触することで、円すいころ4が抜止部20を支点として図中の時計回り方向に揺動する。つまり、円すいころ4の大径側部分48が径方向外側に揺動するとともに、円すいころ4の小径側部分49が径方向内側に揺動する。これにより、保持器10の鉛直方向の下側に位置する円すいころ4は、小径側部分49が内輪軌道面3aに当接した状態で保持されるので、内輪3の小つば5の鉛直方向下側は、当該鉛直方向下側に位置する円すいころ4に引っかかることで、内輪3の軸方向逆側への移動が不能となる。
【0034】
以上により、内輪3、円すいころ4及び保持器10により構成される内輪ユニット50は分解不能となるため、内輪ユニット50がバラバラになるのを防ぐことが可能となる。そして、この内輪ユニット50と外輪2とを軸方向に接近させて組み付けることで、図1に示すように円すいころ軸受1が構成される。
【0035】
以上のように、本実施形態の円すいころ軸受1によれば、その組み立てにおいて、保持器10の各ポケット14に円すいころ4を収容した状態とし、これらに内輪3を軸方向から接近させる。そうすると、円すいころ4の小径側部分49が径方向外側に変位して内輪3の小つば5を乗り越える際に、円すいころ4の軸方向中間部分が保持器10の抜止部20に接触することで、円すいころ4の径方向外側への脱落が阻止されるので、内輪3を軸方向に押し付けて保持器10を変形させることになる。
【0036】
しかし、円すいころ4の軸方向中間部分は、円すいころ4の重心Gよりも軸方向一方側かつ径方向外側の部分であるため、抜止部20を支点として、円すいころ4の大径側部分48が径方向内側に揺動するとともに円すいころ4の小径側部分49が径方向外側に揺動する。これにより、円すいころ4の小径側部分49が小つば5を乗り越えるために必要な径方向外側への変位量を小さくすることができるので、円すいころ4の小径側部分49は小つば5を乗り越え易くなる。
【0037】
従って、従来のように大きな力で内輪3を軸方向に押し付ける必要がないので、保持器10の変形による歪みを低減することができる。その結果、保持器10が白化又は塑性変形したり、保持器10に割れが発生したりするのを抑制することができる。特に、円すいころ軸受1のサイズが大きくなると、その組み立て時に内輪3を軸方向に押し付ける力が大きくなるので、このような場合に有効となる。
【0038】
また、円すいころ4の軸方向中間部分は、三角柱状に形成された抜止部20の突出端辺21よりも軸方向一方側の接触面22に接触し、突出端辺21に接触することはないので、抜止部20に応力集中が生じるのを回避することができる。
【0039】
また、円すいころ4の軸方向中間部分は、抜止部20の接触面22における径方向内側の端縁に形成されたR面取り部25に接触するので、抜止部20に応力集中が生じるのをさらに回避することができる。
【0040】
以上のとおり開示した実施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。つまり、本発明の内輪ユニット及び円すいころ軸受は、図示した形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、抜止部20の形状は、図示した形態以外でもよく、変更可能である。
【符号の説明】
【0041】
1:円すいころ軸受 2:外輪 3:内輪
3a:内輪軌道面 4:円すいころ 4a:小端面
5:小つば 6:大つば 10:保持器
11:小径環状体 12:大径環状体 13:柱
14:ポケット 20:抜止部 21:突出端辺
22:接触面(第一の面) 25:R面取り部 50:内輪ユニット
G:重心
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9