特開 2022-179085 円すいころ軸受の組立方法

(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】P2022179085

(43)【公開日】2022-12-02

(54)【発明の名称】円すいころ軸受の組立方法

(51)【国際特許分類】

   F16C 43/08 20060101AFI20221125BHJP

   F16C 19/36 20060101ALI20221125BHJP

   B23P 21/00 20060101ALI20221125BHJP

【ＦＩ】

F16C43/08

F16C19/36

B23P21/00 306A

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021086330

(22)【出願日】2021-05-21

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 翔平

(72)【発明者】

【氏名】湯川 謹次

【テーマコード（参考）】

3C030

3J117

3J701

【Ｆターム（参考）】

3C030BD02

3C030CA12

3J117HA03

3J701AA16

3J701AA25

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA54

3J701AA62

3J701BA35

3J701BA44

3J701DA09

3J701FA44

(57)【要約】

【課題】金属製の保持器を加締めることにより、内輪、円すいころ及び保持器を一体化して円すいころ軸受の組み立てを行うに当たり、円すいころの大径側端面に圧痕が発生するのを抑制することができる円すいころ軸受の組立方法を提供する。
【解決手段】内輪１２に保持器１４及び複数の円すいころ１３が組み込まれた状態で、内輪支持面３０及び保持器１４の大径部の端部１４ｅの各々に当接するバックアップリング４０を介在させ、円すいころ１３の大径側端面１３ｂが、内輪１２の大鍔面１６ａから離間した状態から内輪１２の大鍔面１６ａに当接した状態に移行させながら保持器１４のポケットが縮小する様に保持器を加締める。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内周面に外輪軌道面を有する外輪と、
外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動可能に設けられ大径側端面と小径側端面とをそれぞれ有する複数の円すいころと、円すいころの大径側端面側の大径部と小径側端面側の小径部と、前記複数の円すいころを円周方向に所定の間隔で保持するポケットと、を有する金属製の保持器と、を備え、前記内輪の大径側端部に大鍔部が設けられる円すいころ軸受の組立方法であって、
前記内輪の大鍔部に隣接して円すいころの大径側端部が位置し、前記内輪の大鍔部の径方向外側に保持器の大径部が位置した状態にて、前記内輪に前記保持器及び前記複数の円すいころが組み込まれた状態で、内輪支持面上に配置されたバックアップリング上に前記保持器の大径部の端部を配置することにより、前記円すいころの大径側端面が、前記内輪の大鍔面から離間した状態を実現し、前記円すいころの大径側端面が、前記内輪の大鍔面から離間した状態から前記内輪の大鍔面に当接した状態に移行させながら前記保持器のポケットが縮小する様に保持器を加締める、円すいころ軸受の組立方法。

【請求項2】

前記バックアップリングの高さを調節することにより、前記円すいころの大径側端面と前記内輪の大鍔面との間の隙間の大きさを設定する、請求項１に記載の円すいころ軸受の組立方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、円すいころ軸受の組立方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、建設機械をはじめとする各種の駆動装置には、その回転機構を回転自在に支持する軸受として円すいころ軸受が使用されている。図３に示すように、この円すいころ軸受１０は、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動可能に設けられる複数の円すいころ１３と、複数の円すいころ１３を円周方向に所定の間隔で保持する保持器１４と、を備えて構成される。

【0003】

円すいころ軸受１０の保持器１４としては、樹脂製のものや金属製のものが使用される。金属製の保持器１４を用いた円すいころ軸受１０の組立方法は、いわゆる、加締め方式が取られている。具体的には、図４Ａに示すように、まず、保持器１４のポケットに円すいころ１３を保持させ、内輪１２に組み込む。そして、内輪１２の大鍔部１６側の軸方向端面を内輪支持面３０に当接させた状態で、保持器１４に当接させた加締め治具２０を、保持器１４に向けて押し込むことにより、内輪１２、円すいころ１３及び保持器１４が分離しないよう、任意のポケット隙間になるまで加締める、といった方法である。

【0004】

このような加締め方式により、内輪１２、円すいころ１３及び保持器１４を一体化して、円すいころ軸受を組み立てる方法として、例えば特許文献１に記載の技術がある。また、円すいころの大径側端面に圧痕が発生するのを抑制することができるとして、例えば特許文献２に記載の技術がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１７－１５１８１号公報

【特許文献2】特開２０２０－２００９３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、図４Ａに示すような従来の円すいころ軸受１０の組立方法では、加締め治具２０により保持器１４の加締めを行うにあたり、加締め時の力の伝達経路が、加締め治具２０、保持器１４、円すいころ１３、内輪１２、そして内輪支持面３０の順となる。

【0007】

すなわち、加締め治具２０に与えられた力は、加締め治具２０に当接する保持器１４へと伝達され、保持器１４が円すいころ１３の小径側端面１３ａを押し込むことで、円すいころ１３へと伝達される。そして、円すいころ１３へ伝達された力は、円すいころ１３の大径側端面１３ｂと、内輪１２の大鍔部１６における大鍔面１６ａとの接触により、内輪１２へと伝達された後、内輪１２に当接する内輪支持面３０へと伝達される。

【0008】

この場合において、円すいころ１３は、保持器１４により小径側端面１３ａで押される結果、図４Ｂに示すように、円すいころ１３の大径側端面１３ｂと、内輪１２の大鍔面１６ａとの接触部を支点として回転する。その結果、大径側端面１３ｂと大鍔面１６ａの間で高い面圧が発生し、円すいころ１３の大径側端面１３ｂに圧痕が発生するおそれがあった。

【0009】

また、特許文献２の技術においては、バックアップリングが軸受毎に必要になりコストが掛かる可能性があることや、バックアップリングがころに触れるので、ころの傷の発生し難さの点では改善の余地があった。

【0010】

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、金属製の保持器を加締めることにより、内輪、円すいころ及び保持器を一体化して円すいころ軸受の組み立てを行うに当たり、円すいころの大径側端面に圧痕が発生するのを抑制することができ、比較的コストが掛からず、ころ傷の発生し難い円すいころ軸受の組立方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動可能に設けられ大径側端面と小径側端面とをそれぞれ有する複数の円すいころと、円すいころの大径側端面側の大径部と小径側端面側の小径部と、前記複数の円すいころを円周方向に所定の間隔で保持するポケットと、を有する金属製の保持器と、を備え、
前記内輪の大径側端部に大鍔部が設けられる円すいころ軸受の組立方法であって、前記内輪の大鍔部に隣接して円すいころの大径側端部が位置し、前記内輪の大鍔部の径方向外側に保持器の大径部が位置した状態にて、前記内輪に前記保持器及び前記複数の円すいころが組み込まれた状態で、内輪支持面上に配置されたバックアップリング上に前記保持器の大径部の端部を配置することにより、前記円すいころの大径側端面が、前記内輪の大鍔面から離間した状態を実現し、前記円すいころの大径側端面が、前記内輪の大鍔面から離間した状態から前記内輪の大鍔面に当接した状態に移行させながら前記保持器のポケットが縮小する様に保持器を加締める、円すいころ軸受の組立方法。
（２）前記バックアップリングの高さを調節することにより、前記円すいころの大径側端面と前記内輪の大鍔面との間の隙間の大きさを設定する、（１）に記載の円すいころ軸受の組立方法。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、内輪支持面と、保持器の端部との間にバックアップリングを介在させた状態で、保持器を加締めるため、加締め時の力の少なくとも一部は、バックアップリングを介して内輪支持面へと伝達される。従って、円すいころによる、円すいころの大径側端面と、内輪の大鍔面との接触部を支点とする回転が抑制され、円すいころの大径側端面と、内輪の大鍔面と間の面圧が低下し、円すいころの大径側端面に圧痕が発生するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本発明に係る円すいころ軸受の組立方法の第１段階を説明する断面図である。

【図2】図２は、本発明に係る円すいころ軸受の組立方法の第２段階を説明する断面図である。

【図3】図３は、本発明が適用された円すいころ軸受を説明する断面図である。

【図4A】図４Ａは、従来の円すいころ軸受の組立方法を説明する断面図であり、加締め時の力の伝達経路を説明するための図である。

【図4B】図４Ｂは、従来の円すいころ軸受の組立方法を説明する断面図であり、円すいころの回転により、円すいころの大径側端面と内輪の大鍔面の間で高い面圧が発生する状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明に係る円すいころ軸受の組立方法の各実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

【0015】

まず、図３を参照して、本発明が適用された円すいころ軸受について説明する。

【0016】

円すいころ軸受１０は、図３に示すように、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動可能に設けられる複数の円すいころ１３と、複数の円すいころ１３を円周方向に所定の間隔で保持する金属製の保持器１４と、を備える。

【0017】

内輪１２は、内輪１２の小径側端部に設けられる小鍔部１５と、内輪１２の大径側端部に設けられる大鍔部１６と、を有する。なお、小鍔部１５における小鍔面１５ａは、小鍔部１５が円すいころ１３の小径側端面１３ａと接触する。また、大鍔部１６における大鍔面１６ａは、大鍔部１６が円すいころ１３の大径側端面１３ｂと接触する。

【0018】

保持器１４は、例えば鉄板のプレス加工などで形成されており、小径側円環部１４ａと、小径側円環部１４ａと同軸配置される大径側円環部１４ｂと、小径側円環部１４ａと大径側円環部１４ｂとを連結すべく、周方向に所定の間隔（例えば、略等間隔）で配置される複数の柱部１４ｃと、を備え、周方向に互いに隣り合う各柱部１４ｃ間に、円すいころ１３を転動可能に保持するポケット部１４ｄが形成されている。

【0019】

本発明は、かかる円すいころ軸受の組立方法を提供するものであり、引き続き、実施形態について説明する。

【0020】

図１を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の組立方法の実施形態について説明する。図１は、金属製の保持器１４を備える円すいころ軸受における、内輪１２に対して円すいころ１３を保持した保持器１４を組み付ける方法を説明する断面図である。

【0021】

本実施形態の組立方法では、加締め治具２０が使用されており、この加締め治具２０は、略円環状に形成されている。この加締め治具２０の内周面には、保持器１４の柱部１４ｃに対面する加締め部２０ａと、保持器１４のポケットよりも径方向（図１の左右方向）外側に位置する円すいころ１３に対面する逃げ２０ｂが、加締め治具２０の周方向にわたって交互に設けられている。

【0022】

加締め部２０ａは、加締め時に保持器１４へ十分な力が伝達されるよう、保持器１４の加締め後の柱部１４ｃの傾斜角度に適合する所定のテーパー状に形成される。また、逃げ２０ｂは、加締め時において、円すいころ１３と干渉しないよう、加締め部２０ａに対して凹んでいる。

【0023】

そして、本実施形態では、内輪１２に対して円すいころ１３を保持した保持器１４を組み付けるにあたり、まず、保持器１４のポケットに円すいころ１３を保持させ、円すいころ１３が保持された状態で、内輪１２の小鍔部１５側から軸方向に押込み、内輪１２に組み込む。一方、加締め中に円すいころ軸受を下側から支える内輪支持面３０上に、バックアップリング４０を配置しておく。

【0024】

そして、バックアップリング４０上に保持器１４の端部１４ｅを配置し、バックアップリング４０に当接させ、保持器１４のポケットで円すいころ１３の大径側端面１３ｂを規制していることにより、内輪１２の大鍔面１６ａが、円すいころ１３の大径側端面１３ｂから、隙間Ｇだけ離間した状態が実現される。

【0025】

バックアップリング４０は、内輪１２の大鍔部１６よりも大径であり、内輪１２の径方向外側に配置された状態で、内輪支持面３０と当接する。また、バックアップリング４０の上面４０ａ（内輪支持面３０と当接する面とは反対側の面）が、内輪１２に組み込まれた状態の保持器１４における大鍔部１６側の端部１４ｅと当接する。

【0026】

この状態で、加締め治具２０の加締め部２０ａを保持器１４の柱部１４ｃに接触させながら、内輪支持面３０に向けて押し込むことにより、内輪１２、円すいころ１３及び保持器１４が分離しない任意のポケット隙間になるように、保持器１４を加締める。加締めの過程において保持器１４は変形するが、図１の第１段階では、円すいころ１３の大径側端面１３ｂが、内輪１２の大鍔面１６ａから浮遊しており、円すいころ１３は下方向において保持器１４のポケットで規制されているので、大径側端面１３ｂと大鍔面１６ａの間で高い面圧が発生するのを抑制し、円すいころ１３の大径側端面１３ｂに圧痕が発生することを抑制することができる。

【0027】

加締め治具２０による加締めを更に進めると、図２に示すように保持器１４が更に変形するとともに、円すいころ１３が下方向に移動して、内輪１２の大鍔面１６ａから離間した円すいころ１３の大径側端面１３ｂが、内輪１２の大鍔面１６ａに当接する。この加締めの第２段階では、円すいころ１３が、保持器１４の柱部１４ｃを支持するため、加締めによる保持器１４の形状崩れを抑制することができる。

【0028】

上記のように、図１の加締めの第１段階では、内輪支持面３０と、保持器１４の端部１４ｅとの間に、円環状のバックアップリング４０が介在するとともに、円すいころ１３の大径側端面１３ｂが、内輪１２の大鍔面１６ａから、隙間Ｇだけ離間している。このため、加締め時の力の少なくとも一部は、バックアップリング４０を介して内輪支持面３０へと伝達される。すなわち、加締めの第１段階時の力の伝達経路として、加締め治具２０、保持器１４、円すいころ１３、バックアップリング４０、そして内輪支持面３０の順となる伝達経路が形成される。

【0029】

よって、円すいころ１３による、円すいころ１３の大径側端面１３ｂと、内輪１２の大鍔面１６ａとの接触部を支点とする回転が抑制され、円すいころ１３の大径側端面１３ｂと、内輪１２の大鍔面１６ａとの間の面圧が低下し、円すいころ１３の大径側端面１３ｂに圧痕が発生するのを抑制することができる。また、バックアップリング４０を円すいころ１３の大径側端面１３ｂに接触させないので、円すいころ軸受の種類に対してバックアップリング４０の種類を少なく、比較的コストが掛からない様にすることが出来、円すいころ１３の大径側端面１３ｂに傷をつき難くすることが出来る。

【0030】

さらに、図２の加締めの第２段階では、保持器１４が更に変形するとともに円すいころ１３が下方向に移動して、円すいころ１３の大径側端面１３ｂが、内輪１２の大鍔面１６ａから離間した状態から大鍔面１６ａに当接する。よって、内輪支持面３０に支持された内輪１２が、保持器１４の柱部１４ｃを支持するため、加締めによる保持器１４の形状崩れを抑制することができる。

【0031】

なお、第１段階における隙間Ｇは第２段階で消失する必要がある。第１段階の初めで隙間Ｇが大きすぎると、第２段階に移行するまでに保持器１４の形状が崩れるおそれがある。一方、第１段階の初めで隙間Ｇが小さすぎると、保持器１４を少し変形しただけで第２段階に移行してしまい、その後の加締めによっても保持器１４を十分変形させることが困難となり、加締めが不十分となるおそれがある。したがって、隙間Ｇの大きさは適切に設定する必要があるが、バックアップリング４０の高さや保持器１４のポケットの大径側の端部の位置を調節することにより、隙間Ｇの大きさは適宜設定することができ、適切な隙間Ｇの大きさを得ることができる。

【0032】

バックアップリング４０の材質については、上記した作用効果を得ることができるものであれば特に制限されないが、例えば、鉄をはじめとする金属や、樹脂などを用いることができる。

【0033】

なお、本発明は、上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、適宜変更、改良等が可能である。例えば第１段階の初めの状態で、内輪１２の大鍔部１６側の端面１６ｂが、内輪支持面３０から離間した状態でも良いし、接触した状態でも良い。

【符号の説明】

【0034】

１０ 円すいころ軸受
１１ 外輪
１１ａ 外輪軌道面
１２ 内輪
１２ａ 内輪軌道面
１３ 円すいころ
１３ａ 小径側端面
１３ｂ 大径側端面
１４ 保持器
１４ａ 小径側円環部
１４ｂ 大径側円環部
１４ｃ 柱部
１４ｄ ポケット部
１４ｅ 端部
１５ 小鍔部
１５ａ 小鍔面
１６ 大鍔部
１６ａ 大鍔面
１６ｂ 端面
２０ 加締め治具
２０ａ 加締め部
２０ｂ 逃げ
３０ 内輪支持面
４０ バックアップリング
４０ａ 上面
Ｇ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】