特許 6442837 円錐ころ軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6442837

(24)【登録日】2018年12月7日

(45)【発行日】2018年12月26日

(54)【発明の名称】円錐ころ軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/66 20060101AFI20181217BHJP

   F16C 19/36 20060101ALI20181217BHJP

   F16C 33/46 20060101ALI20181217BHJP

【ＦＩ】

   F16C33/66 Z

   F16C19/36

   F16C33/46

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-46157(P2014-46157)

(22)【出願日】2014年3月10日

(65)【公開番号】特開2015-169300(P2015-169300A)

(43)【公開日】2015年9月28日

【審査請求日】2017年2月6日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【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】110000394

【氏名又は名称】特許業務法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 章之

【審査官】 岡澤 洋

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５０−１２６８４０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００８−０５１３０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｃ ３３／６６

Ｆ１６Ｃ １９／３６

Ｆ１６Ｃ ３３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外周面にテーパ軸状の内輪軌道面が形成された内輪と、前記内輪の外周側に同心に配設されかつ内周面にテーパ孔状の外輪軌道面が形成された外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間の環状空間に転動可能に配設された複数の円錐ころと、前記複数の円錐ころをそれぞれ保持する複数のポケットを有する保持器とを備えた円錐ころ軸受であって、
前記保持器は、軸方向に所定間隔を隔て、かつ前記ポケットの軸方向両端の壁部を形成する大径側及び小径側の両環状部と、前記大径側及び小径側の両環状部に跨って両端部が連結され、かつ前記ポケットの周方向両側の壁部を形成する複数の柱部とを備え、
前記外輪軌道面の最小内径部を含む内側領域の圧力と、前記保持器の小径側環状部の外周面と軸方向外側端面との境界部を含む外側領域の圧力と、の差を低減する圧力差低減手段を備え、
前記圧力差低減手段は、前記内側領域の圧力を高めることで、前記外側領域の圧力との
差を低減し、前記内輪の小径側の外周面に向けて流入される潤滑油やこの潤滑油に混入された空気を、前記内側領域に導く誘導路が前記保持器の前記小径側環状部に形成されることで構成されており、
前記誘導路は、前記円錐ころの小端面に対向する前記保持器の前記小径側環状部の面に
形成された径方向に延びる凹部によって構成されており、
前記凹部は、前記保持器の前記小径側環状部における前記ポケット側の面において、前記保持器の回転方向における一方端と他方端に位置する二個所に形成されて、軸方向の深さ寸法が０．５ｍｍ以上に設定されており、
前記誘導路の外径側開口は、
前記保持器の前記小径側環状部の外周面と前記外輪の小径側の内周面との相互の円筒面の間に微小な第１隙間が形成されていることで、前記小径側環状部の軸方向外側と接続されており、
前記誘導路の内径側開口は、
前記保持器の前記小径側環状部の内周面と前記内輪の外周面との間に微小な第２隙間が形成されていることで、前記小径側環状部の軸方向外側と接続されている、
ことを特徴とする円錐ころ軸受。

【請求項2】

請求項１に記載の円錐ころ軸受であって、
前記保持器の前記小径側環状部の内周面は、
内径が大きい内側内周面と、
内径が小さい外側内周面と、
前記内側内周面と前記外側内周面との境界部に形成された段差面と、
を有することを特徴とする円錐ころ軸受。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の円錐ころ軸受であって、
前記内輪において、前記内輪軌道面の小径側端部に隣接して、前記円錐ころの小端面に対向する位置には小つば部が形成されており、
前記内輪には、前記小つば部から軸方向外方へ延出された円筒状の延長部が形成され、
前記誘導路の前記内径側開口は、前記内輪の前記小つば部の外周面に対向する位置に設けられていることを特徴とする円錐ころ軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は円錐ころ軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、円錐ころ軸受においては、例えば、図６に示すように、外周面にテーパ軸状の内輪軌道面２１３が形成された内輪２１０と、内輪２１０の外周側に同心に配設されかつ内周面にテーパ孔状の外輪軌道面２３１が形成された外輪２３０と、内輪軌道面２１３と外輪軌道面２３１との間の環状空間に転動可能に配設された複数の円錐ころ２４０と、これら複数の円錐ころ２４０をそれぞれ保持する複数のポケット２５１を有する保持器２５０とを備えた構造のものが知られている。また、円錐ころ軸受において、例えば、特許文献１に開示されているように、保持器のポケットの狭幅側の柱部と小環状部の中央部に、保持器と内輪との間に流入した潤滑油を外輪側へ逃がすための切欠きを設けたものが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４９７５２９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、図６に示す従来の円錐ころ軸受において、軸受け回転時には、円錐ころ軸受の小径側に向けて供給される潤滑油は、保持器２５０の小径側環状部２５４に形成されたフランジ２５４ａの内周面と、内輪２１０の小径側外周面との間の隙間を通して円錐ころ軸受内に流れる第１の流路Ｒ１’と、保持器２５０のフランジ２５４ａの外側面に沿って流れた後、外輪２３０の小径側内周面に向けて流れる第２の流路Ｒ２’とに分岐されて流れる。また、軸受け回転時において、第２の流路Ｒ２’を通って円錐ころ軸受内に流入した潤滑油は、遠心力の作用を受けて、外輪軌道面２３１の小径側から大径側に向けて流れる。このため、外輪２３０の小径側の内周面と、円錐ころ２４０の小端面２４１と、保持器２５０の小径側環状部２５４の外周面とで囲まれた内側領域Ａ’内の圧力が低くなる。一方、第２の流路Ｒ２’を流れる潤滑油は、外輪３０の小径側内周面に当たるため、外輪２３０の小径側内周面の外側領域Ｂ’内の圧力は高くなる。このようなことから、外側領域Ｂ’内の潤滑油は、内側領域Ａ’内に引き込まれるため、軸受内を流れる潤滑油の油量が増大され、潤滑油の流動抵抗によるトルク損失が増大する。また、特許文献１に開示されている円錐ころ軸受においては、保持器と内輪との間に流入した潤滑油は、保持器の切欠きによって外輪側へ逃がすことはできる。しかしながら、内側領域Ａ’内の圧力は低くなり、外側領域Ｂ’内の潤滑油は、内側領域Ａ’内に引き込まれることになるため、軸受内を流れる潤滑油の油量低減に効果が期待できないことが想定される。

【0005】

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、軸受内を流れる潤滑油の油量を抑制して、潤滑油の流動抵抗によるトルク損失を軽減することができる円錐ころ軸受を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決するために、第１の発明の円錐ころ軸受は、外周面にテーパ軸状の内輪軌道面が形成された内輪と、前記内輪の外周側に同心に配設されかつ内周面にテーパ孔状の外輪軌道面が形成された外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間の環状空間に転動可能に配設された複数の円錐ころと、前記複数の円錐ころをそれぞれ保持する複数のポケットを有する保持器とを備えた円錐ころ軸受であって、前記保持器は、軸方向に所定間隔を隔て、かつ前記ポケットの軸方向両端の壁部を形成する大径側及び小径側の両環状部と、前記大径側及び小径側の両環状部に跨って両端部が連結され、かつ前記ポケットの周方向両側の壁部を形成する複数の柱部とを備え、前記外輪軌道面の最小内径部を含む内側領域の圧力と、前記保持器の小径側環状部の外周面と軸方向外側端面との境界部を含む外側領域の圧力と、の差を低減する圧力差低減手段を備えていることを特徴とする。

【0007】

第１の発明によると、軸受け回転時において、円錐ころ軸受の小径側に向けて供給される潤滑油は、保持器の小径側環状部の内周面と、内輪の小径側外周面との間の隙間を通して円錐ころ軸受内に流れる第１の流路（Ｒ１）と、保持器の小径側環状部の外側面に沿って流れた後、外輪の小径側内周面に向けて流れる第２の流路（Ｒ２）とに分岐されて流れる。また、軸受け回転時において、第１の流路（Ｒ１）及び第２の流路（Ｒ２）を通って円錐ころ軸受内に流入した潤滑油は、遠心力の作用を受けて、外輪軌道面の小径側から大径側に向けて流れる。このため、外輪軌道面の最小内径部を含む内側領域（Ａ）の圧力が低くなる（低圧となる）。一方、第２の流路（Ｒ２）を流れる潤滑油は、外輪３０の小径側内周面に当たり、保持器の外周面と軸方向外側端面との境界部を含む外側領域（Ｂ）の圧力は高くなる。この際、圧力差低減手段によって、内側領域（Ａ）と外側領域（Ｂ）との圧力の差が低減される。このため、外側領域（Ｂ）内の潤滑油が、内側領域（Ａ）内に引き込まれることが抑制される。この結果、円錐ころ軸受を流れる潤滑油の油量を抑制して、潤滑油の流動抵抗によるトルク損失を軽減することができる。

【0008】

第２の発明の円錐ころ軸受は、第１の発明の円錐ころ軸受であって、前記圧力差低減手段は、前記内側領域の圧力を高めることで、前記外側領域の圧力との差を低減することを特徴とする。

【0009】

第２の発明によると、内側領域（Ａ）の圧力が低くなる一方、外側領域（Ｂ）の圧力が高くなると、圧力差低減手段によって、内側領域（Ａ）の圧力が高められることで、内側領域（Ａ）と外側領域（Ｂ）との圧力差を低減することができる。

【0010】

第３の発明の円錐ころ軸受は、第２の発明の円錐ころ軸受であって、圧力差低減手段は、前記内輪の小径側の外周面に向けて流入される潤滑油やこの潤滑油に混入された空気を、前記内側領域に導く誘導路が前記保持器の前記小径側環状部に形成されることで構成されている。

【0011】

第３の発明によると、保持器の小径側環状部に対し、内輪の小径側の外周面に向けて流入される潤滑油やこの潤滑油に混入された空気を内側領域（Ａ）に導く誘導路を形成することで、圧力差低減手段を容易に構成することができる。

【0012】

第４の発明の円錐ころ軸受は、第３の発明の円錐ころ軸受であって、前記誘導路は、前記円錐ころの小端面に対向する前記保持器の前記小径側環状部の面に形成された径方向に延びる凹部によって構成されている。

【0013】

第４の発明によると、円錐ころの小端面に対向する保持器の小径側環状部の面に対し、径方向に延びる凹部を形成することで、圧力差低減手段を構成する誘導路を容易に構成することができる。

【0014】

第５の発明の円錐ころ軸受は、第１〜４のいずれかの発明の円錐ころ軸受であって、前記保持器の前記小径側環状部の外周面と、前記外輪の小径側の内周面との間には、微小な隙間を隔てて対向するラビリンスが構成されていることを特徴とする。

【0015】

第５の発明によると、保持器の小径側環状部の外周面と、外輪の小径側の内周面との間の微小な隙間によってラビリンスが構成されるため、外側領域（Ｂ）内の潤滑油が内側領域（Ａ）内に引き込まれることを抑制することができる。この結果、円錐ころ軸受を流れる潤滑油の油量を抑制して、潤滑油の流動抵抗によるトルク損失を軽減することができる。

【発明の効果】

【0016】

この発明によると、軸受内を流れる潤滑油の油量を抑制して、潤滑油の流動抵抗によるトルク損失を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】この発明の実施例１に係る円錐ころ軸受を示す軸方向断面図である。

【図2】内輪と、外輪と、円錐ころと、保持器との組付状態を拡大して示す軸方向断面図である。

【図3】円錐ころ軸受の小径側から供給される潤滑油の流れを示す説明図である。

【図4】保持器の展開図である。

【図5】保持器のポケットの小径側端の壁部の中央部に位置する小径側環状部に対し誘導路を構成する一つ凹部が形成された実施態様を示す展開図である。

【図6】従来の円錐ころ軸受の内輪と、外輪と、円錐ころと、保持器との組付状態を拡大して示す軸方向断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。

【実施例1】

【0019】

この発明の実施例１に係る円錐ころ軸受を図１〜図４にしたがって説明する。図１と図２に示すように、円錐ころ軸受は、内輪１０と、外輪３０と、複数の円錐ころ４０と、保持器５０と、を備えている。

【0020】

内輪１０は、中心部を貫通する中心孔１１を有して筒状に形成され、外周面にはテーパ軸状の内輪軌道面１３が形成されている。内輪１０の内輪軌道面１３の大径側端部の外周面には、内輪軌道面１３に隣接して大つば部１４が形成されている。また、内輪１０の内輪軌道面１３の小径側端部の外周面には、内輪軌道面１３に隣接して小つば部２０が形成されている。また、内輪１０には、小つば部２０から軸方向外方へ延出された円筒状の延長部２２が形成され、この延長部２２の中心孔１１ａは、内輪１０の中心孔１１と同一中心でかつ同一の孔径寸法を有している。さらに、延長部２２の外周面２３は円筒面に形成されている。また、図３に示すように、小つば部２０の外周面２０ａと、小つば部２０の軸方向外側端面２０ｂとの境界部には面取り加工された傾斜面２０ｃが形成されている。

【0021】

外輪３０は、内輪１０の外周側に同心に配設されかつ内周面にテーパ孔状の外輪軌道面３１が形成されている。さらに、外輪３０には、外輪軌道面３１の小径側端部から軸方向外方へ延びる円筒状の延長部３３が形成され、この延長部３３の内周面３４は円筒面に形成されている。

【0022】

複数の円錐ころ４０は、保持器５０の複数のポケット５１にそれぞれ保持された状態で、内輪軌道面１３と外輪軌道面３１との間の環状空間に転動可能に配設されている。

【0023】

保持器５０は、耐熱性、耐摩耗性、耐油性を有する樹脂材料によって形成され、図２〜図４に示すように、軸方向に所定間隔を隔て、かつポケット５１の軸方向両端の壁部を形成する大径側及び小径側の両環状部５３、５４と、大径側及び小径側の両環状部５３、５４に跨って両端部が連結され、かつポケット５１の周方向両側の壁部を形成する複数の柱部５２とを一体に備えている。また、この実施例１において、図３に示すように、保持器５０の小径側環状部５４の内周面５６は、内輪１０の小つば部２０の外周面２０ａ、傾斜面２０ｃ、軸方向外側端面２０ｂ及び延長部２２の外周面２３に接近して、内側内周面５６ａの内径が大きく外側内周面５６ｂの内径が小さく境界部に段差面５６ｃを有する段差円筒面に形成されている。

【0024】

図３に示すように、保持器５０の小径側環状部５４の内周面５６のうちの外側内周面５６ｂと、内輪１０の延長部２２の外周面２３との相互の円筒面の間には、微小な隙間Ｓ１（例えば、０．１ｍｍ〜１．５ｍｍ）を隔てるラビリンスが構成されている。また、保持器５０の小径側環状部５４の内周面５６のうちの内側内周面５６ａ及び段差面５６ｃと、内輪１０の小つば部２０の外周面２０ａ、傾斜面２０ｃ及び軸方向外側端面２０ｂとの間には、微小な隙間Ｓ１よりも若干大きくかつ奥に連通する微小な隙間Ｓ１に連通する隙間空間Ｓが形成されている。また、保持器５０の小径側環状部５４の外周面５５と、外輪３０の延長部３３の内周面３４との相互の円筒面の間においても、微小な隙間Ｓ２（例えば、０．１ｍｍ〜１．５ｍｍ）を隔てるラビリンスが構成されている。

【0025】

外輪３０の延長部３３の内周面３４及び外輪軌道面３１の小径側端部と、円錐ころ４０の小端面４１と、保持器５０の小径側環状部５４の外周面５５とで囲まれ、かつ外輪軌道面３１の最小内径部３１ａを含む内側領域Ａの圧力と、保持器５０の小径側環状部５４の外周面５５と軸方向外側端面５８との境界部５９を含む外輪３０の延長部３３の内周面３４の外側領域Ｂの圧力との差を低減する圧力差低減手段６０Ａが設けられている。圧力差低減手段６０Ａとしては、内側領域Ａの圧力を高めることで、外側領域Ｂの圧力との差を低減するものや、外側領域Ｂの圧力を軽減して内側領域Ａの圧力との差を低減するものがある。この実施例１において、圧力差低減手段６０Ａは、内側領域Ａの圧力を高めることで、外側領域Ｂの圧力との差を低減するものを採用している。

【0026】

すなわち、この実施例１において、第１の流路Ｒ１に流入される潤滑油やこの潤滑油に混入された空気を、内側領域Ａに導く誘導路６０によって構成されている。さらに、この実施例１において、誘導路６０は、円錐ころ４０の小端面４１に対向する保持器５０の小径側環状部５４の面（ポケット５１の小径側端の壁部）に形成された径方向に延びる凹部６１によって構成されている。さらに、誘導路６０の内径側開口は、内輪１０の小つば部２０の外周面２０ａ及び傾斜面２０ｃに対向し、誘導路６０の外径側開口は、内側領域Ａに対向している。さらに、誘導路６０を構成する凹部６１の溝深さは、隙間空間Ｓをなす保持器５０の小径側環状部５４の内側内周面５６ａ及び段差面５６ｃと、内輪１０の小つば部２０の外周面２０ａ、傾斜面２０ｃ及び軸方向外側端面２０ｂとの間の間隔寸法よりも大きく設定されている。これによって、誘導路６０の通路断面積が必要充分に確保されている。また、この実施例１において、図４に示すように、凹部６１は、ポケット５１の小径側端の壁部の両側部に位置する二個所にそれぞれ形成され、凹部６１の深さ寸法Ｈは、０．５ｍｍ以上に設定されている。

【0027】

この実施例１に係る円錐ころ軸受は上述したように構成される。したがって、軸受け回転時には、円錐ころ軸受の小径側に向けて供給される潤滑油は、保持器５０の小径側環状部５４の内周面５６と、内輪１０の延長部２２の外周面２３との間の微小な隙間Ｓ１及び隙間空間Ｓを通して円錐ころ軸受内に流れる第１の流路Ｒ１と、保持器５０の小径側環状部５４の軸方向外側端面５８に沿って流れ、外輪３０の延長部３３の内周面３４の開口側を経て保持器５０の小径側環状部５４の外周面５５と、外輪３０の延長部３３の内周面３４との間の微小な隙間Ｓ２を通して円錐ころ軸受内に流れる第２の流路Ｒ２とに分岐されて流れる。

【0028】

また、軸受け回転時において、第１の流路Ｒ１及び第２の流路Ｒ２を通って円錐ころ軸受内に流入した潤滑油は、遠心力の作用を受けて、外輪軌道面３１の小径側から大径側に向けて流れる。これによって、内側領域Ａ内の圧力が低くなる（低圧となる）ことが想定される。この際、第１の流路Ｒ１に流れた潤滑油やこの潤滑油に混入された空気が誘導路６０に案内されて内側領域Ａ内に流入する。このため、内側領域Ａの圧力が低下することが抑制される。

【0029】

一方、第２の流路Ｒ２を流れる潤滑油は、外輪３０の延長部３３の開口側部分に当たり、保持器５０の小径側環状部５４の外側面に位置する外輪３０の延長部３３の内周面３４の外側領域Ｂの圧力は高くなる。しかしながら、内側領域Ａの圧力が低下することが抑制されるため、圧力差低減手段６０Ａを有していない場合と比較して内側領域Ａと外側領域Ｂとの圧力差が小さくなる。さらに、保持器５０の小径側環状部５４の外周面５５と、外輪３０の延長部３３の内周面３４との間には、微小な隙間Ｓ２を隔ててラビリンスが構成される。このため、外側領域Ｂ内の潤滑油が領域内Ａに向けて引き込まれることを抑制することができる。この結果、円錐ころ軸受内を流れる潤滑油の油量（貫通油量）を抑制することができ、潤滑油の流動抵抗によるトルク損失を軽減することができる。

【0030】

前記したように、圧力差低減手段６０Ａとしての誘導路６０が設定されるこの実施例１の円錐ころ軸受と、圧力差低減手段としての誘導路が存在しない従来の円錐ころ軸受との貫通油量を円錐ころ軸受を回転して測定した結果、次の表１及び表２に示すような結果が得られた。

【0031】

【表1】

【0032】

【表2】

【0033】

表１及び表２から明らかなように、円錐ころ軸受の回転速度（min−１）が１５００min−１で変換点となっており、１５００min−１以上となるとしだいに貫通流量が従来と比べて低減することができた。

【0034】

また、この実施例１において、誘導路６０は、円錐ころ４０の小端面４１に対向する保持器５０の小径側環状部５４の面（ポケット５１の小径側端の壁部）に対し、径方向に延びる凹部６１が形成されることで容易に構成される。

【0035】

なお、この発明は前記実施例１に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施例１においては、保持器５０の小径側環状部５４に誘導路６０を構成する凹部６１は、小径側環状部５４のポケット５１の小径側端の壁部の両側部に位置する二個所にそれぞれ形成される場合を例示したが、図５に示すように、保持器５０の小径側環状部５４（ポケット５１の小径側端の壁部）の中央部一個所に凹部１６１を形成して誘導路１６０を構成することも可能である。

【符号の説明】

【0036】

１０ 内輪
１３ 内輪軌道面
１４ 大つば部
２０ 小つば部
２２ 延長部
３０ 外輪
３１ 外輪軌道面
４０ 円錐ころ
５０ 保持器
５１ ポケット
５２ 柱部
５３ 大径側環状部
５４ 小径側環状部
６０ 誘導路
６１ 凹部
Ｓ１、Ｓ２ 微小な隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】