特開 2023-103773 円すいころ軸受

(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】P2023103773

(43)【公開日】2023-07-27

(54)【発明の名称】円すいころ軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 19/36 20060101AFI20230720BHJP

   F16C 33/58 20060101ALI20230720BHJP

   F16C 33/46 20060101ALI20230720BHJP

【ＦＩ】

F16C19/36

F16C33/58

F16C33/46

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022004489

(22)【出願日】2022-01-14

(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】木下 陽平

(72)【発明者】

【氏名】富永 大介

【テーマコード（参考）】

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J701AA12

3J701AA16

3J701AA25

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA54

3J701AA62

3J701BA21

3J701BA22

3J701BA34

3J701BA44

3J701BA51

3J701BA53

3J701BA57

3J701BA79

3J701FA46

3J701XB03

3J701XB39

(57)【要約】

【課題】内輪と保持器と円すいころとが非分離となるように、円すいころを保持する保持器を内輪に容易に係合可能な円すいころ軸受を提供する。
【解決手段】内輪の軸方向一端部には、円すいころの頭部を案内する大鍔部が形成される。大鍔部の外周面は、軸方向一端側に向かうにしたがって径方向外側に延びるテーパ部を含む。保持器は、大径側環状部と、小径側環状部と、大径側環状部と小径側環状部とを連結する複数の柱部と、を備える。保持器の大径側環状部には、テーパ部の軸方向一端部よりも径方向内側に突出して内輪と係合する凸部が形成される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内輪と、外輪と、前記内輪の外周面と前記外輪の内周面との間に転動自在に配置された複数の円すいころと、前記複数の円すいころを周方向に所定間隔に保持する保持器と、を備えた円すいころ軸受であって、
前記内輪の軸方向一端部には、前記円すいころの頭部を案内する大鍔部が形成され、
前記大鍔部の外周面は、軸方向一端側に向かうにしたがって径方向外側に延びるテーパ部を含み、
前記保持器は、大径側環状部と、小径側環状部と、前記大径側環状部と前記小径側環状部とを連結する複数の柱部と、を備え、
前記保持器の前記大径側環状部には、前記テーパ部の前記軸方向一端部よりも径方向内側に突出して前記内輪と係合する凸部が形成されることを特徴とする円すいころ軸受。

【請求項2】

前記大鍔部の外周面は、前記テーパ部の軸方向一端部から径方向内側に凹んだ凹部を含み、
前記大径側環状部の前記凸部は、前記内輪の前記凹部と係合する
請求項１に記載の円すいころ軸受。

【請求項3】

前記円すいころ軸受の接触角は、３５°～５５°である
請求項１又は２に記載の円すいころ軸受。

【請求項4】

前記凸部の最小径は、前記テーパ部の最大径よりも小さく且つ前記テーパ部の最小径よりも大きい、
請求項１～３のいずれか１項に記載の円すいころ軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、円すいころ軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に円すいころ軸受においては、内輪の大径側及び小径側に大鍔及び小鍔が形成される。大鍔は、軸受回転中に軸受に作用する軸方向負荷を支持する。一方、小鍔は、内輪と保持器と円すいころとを一体化して分離しないように機能するものであり、軸受回転中に必要な部位ではない。

【0003】

特許文献１に記載の円すいころ軸受においては、内輪の小鍔を省略し、合成樹脂製保持器の大径側に、軸受内部に向かうように径方向内側に湾曲する先細りの突出部が設けられている。そして、当該突出部が、内輪大鍔の外周面の角部に形成された周段部に係合している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実全昭５８－１６５３２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の第１図に記載の保持器突出部６が周段部７とかみ合うためには、突出部６の先端（内径端）は内輪つば部５の外周面５aよりも小径である必要がある。
このため、保持器４と円すいころ３を内輪１に組み込むために内輪１に押し込む際、保持器の突出部６が内輪つば部５と当接してしまい、保持器４を押し込めない事態が発生する恐れがある。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、内輪と保持器と円すいころとが非分離となるように、円すいころを保持する保持器を内輪に容易に係合可能な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】

【0007】

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 内輪と、外輪と、前記内輪の外周面と前記外輪の内周面との間に転動自在に配置された複数の円すいころと、前記複数の円すいころを周方向に所定間隔に保持する保持器と、を備えた円すいころ軸受であって、
前記内輪の軸方向一端部には、前記円すいころの頭部を案内する大鍔部が形成され、
前記大鍔部の外周面は、軸方向一端側に向かうにしたがって径方向外側に延びるテーパ部を含み、
前記保持器は、大径側環状部と、小径側環状部と、前記大径側環状部と前記小径側環状部とを連結する複数の柱部と、を備え、
前記保持器の前記大径側環状部には、前記テーパ部の前記軸方向一端部よりも径方向内側に突出して前記内輪と係合する凸部が形成される
ことを特徴とする円すいころ軸受。
（２） 前記大鍔部の外周面は、前記テーパ部の軸方向一端部から径方向内側に凹んだ凹部を含み、
前記大径側環状部の前記凸部は、前記内輪の前記凹部と係合する
（１）に記載の円すいころ軸受。
（３） 前記円すいころ軸受の接触角は、３５°～５５°である
（１）又は（２）に記載の円すいころ軸受。
（４） 前記凸部の最小径は、前記テーパ部の最大径よりも小さく且つ前記テーパ部の最小径よりも大きい、
（１）～（３）のいずれか１つに記載の円すいころ軸受。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、内輪と保持器と円すいころとが非分離となるように、円すいころを保持する保持器を内輪に容易に係合可能な円すいころ軸受を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係る円すいころ軸受の断面図である。

【図2】図２は、内輪を一部破断した斜視図である。

【図3】図３は、内輪の断面図である。

【図4】図４は、保持器を一部破断した斜視図である。

【図5】図５は、保持器の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、実施形態に係る円すいころ軸受の断面図である。図２は、内輪を一部破断した斜視図である。図３は、内輪の断面図である。図４は、保持器を一部破断した斜視図である。図５は、保持器の断面図である。

【0011】

本実施形態の円すいころ軸受１は、接触角が３５°～５５°という急勾配のものであり、高いモーメント剛性を備えている。円すいころ軸受１は、内輪１０と、外輪２０と、内輪１０の外周面と外輪２０の内周面との間に転動自在に配置された複数の円すいころ３０と、複数の円すいころ３０を周方向に所定間隔に保持する保持器４０と、を備える。

【0012】

内輪１０の外周面は、円すい状の内輪軌道面１１と、軸方向一端部（図１中、左端部）に形成され、円すいころ３０の頭部３１を案内する大鍔部１３と、を有する。内輪軌道面１１は、内輪１０の外周面の軸方向他端部（図１中、右端部）まで延びており、一般的な円すいころ軸受の内輪のように小径側に小鍔を有さない。内輪軌道面１１と大鍔部１３と間の角部には、肉盗み部１５が形成され、応力集中が緩和されている。

【0013】

大鍔部１３は、肉盗み部１５と接続する内周面１３ａと、内周面１３ａに接続する軸方向側面１３ｂと、軸方向側面１３ｂに接続する外周面１３ｃと、を含む。

【0014】

大鍔部１３の内周面１３ａは、軸方向他端側（図１中、右側）に向かうにしたがって径方向外側に延びるテーパ形状であり、円すいころ３０の頭部３１に当接する。これにより、大鍔部１３は、円すいころ３０を介して負荷されるアキシアル荷重を受けて、円すいころ３０を回動可能に案内する。

【0015】

大鍔部１３の軸方向側面１３ｂは、軸方向他端側に向かう凸形状であり、その断面形状は略曲面形状である。

【0016】

大鍔部１３の外周面１３ｃは、軸方向側面１３ｂに接続し、軸方向一端側（図１中、左側）に向かうにしたがって径方向外側に延びるテーパ部１３ｃ１と、テーパ部１３ｃ１の軸方向一端部から径方向内側に凹んだ凹部１３ｃ２と、を含む。

【0017】

外輪２０の内周面は、円すい状の外輪軌道面２１を有する。そして、外輪軌道面２１と内輪軌道面１１との間で、保持器４０に保持された複数の円すいころ３０が転動する。

【0018】

保持器４０は、軸方向一方側（図１中、左側）に配置された大径側環状部４１と、軸方向他方側（図１中、右側）に配置された小径側環状部４３と、大径側環状部４１と小径側環状部４３とを連結する複数の柱部４５と、を備える。複数の柱部４５は、周方向に等間隔に配置される。大径側環状部４１と小径側環状部４３と周方向に隣り合う柱部４５とによって、円すいころ３０を回動可能に収容するポケット４７が画定される。図４及び図５に示すように、ポケット４７を画定する柱部４５の周方向両側面には、径方向外側端部から周方向に突出する爪部４５ａが形成される。当該爪部４５ａにより、円すいころ３０がポケット４７から径方向外側へ脱落することが防止される。

【0019】

大径側環状部４１は、軸方向に向かって延びる平坦な略円筒形状の円筒部４１ａと、円筒部の軸方向一端部から径方向内側に突出する凸部４１ｂと、を含む。円筒部４１ａは、大鍔部１３のテーパ部１３ｃ１と径方向に僅かに離間して配置される。凸部４１ｂは、テーパ部１３ｃ１の軸方向一端部よりも径方向内側に突出して凹部１３ｃ２と係合する。凸部４１ｂは、凹部１３ｃ２と径方向に僅かに離間すると共に、凹部１３ｃ２とテーパ部１３ｃ１とを接続する壁面１３ｄと軸方向に僅かに離間して配置される。したがって、保持器４０は軸方向及び径方向に僅かに移動可能である。

【0020】

このように、大径側環状部４１の凸部４１ｂと、大鍔部１３の凹部１３ｃ２と、が係合することにより、非運転中に保持器４０と内輪１０と複数の円すいころ３０との組み立て状態を維持することができ、円すいころ３０の脱落を防止できる。

【0021】

次に、円すいころ軸受１の組み立て方法を説明する。まず、保持器４０の各ポケット４７に円すいころ３０を収容する。その後、この保持器４０と円すいころ３０との組合体と、内輪１０と、を軸方向に相対的に近づけ、上記組合体に内輪１０を内嵌する。逆に言えば、内輪１０に上記組合体を外嵌する。この際、大径側環状部４１の凸部４１ｂを弾性変形させながら押し込んで、大鍔部１３の凹部１３ｃ２に係合させる必要がある。本実施形態においては、大鍔部１３の外周面１３ｃがテーパ部１３ｃ１を含むので、凸部４１ｂがテーパ部１３ｃ１に案内されながら弾性変形し、最終的にテーパ部１３ｃ１の軸方向一端部を乗り越えて凹部１３ｃ２に係合する。

【0022】

これにより、内輪１０と保持器４０と円すいころ３０との組合体が形成され、当該組合体を外輪２０に挿入することによって、内輪１０と保持器４０と円すいころ３０と外輪２０とが一体化された円すいころ軸受１を組み立てることができる。

【0023】

ここで、大径側環状部４１の凸部４１ｂの最小径４１Ｄｍｉｎすなわち凸部４１ｂの先端部の内径は、大鍔部１３のテーパ部１３ｃ１の最大径１３Ｄｍａｘすなわちテーパ部１３ｃ１の軸方向一端部の外径よりも、小さく設定される。これにより、凸部４１ｂは、大鍔部１３の凹部１３ｃ２内に入り込み当該凹部１３ｃ２と確実に係合される。

【0024】

また、大径側環状部４１の凸部４１ｂの最小径４１Ｄｍｉｎすなわち凸部４１ｂの先端部の内径は、大鍔部１３の軸方向側面１３ｂの最小径１３ｄｍｉｎすなわち軸方向側面１３ｂと内周面１３ａとの接続部の内径よりも、大きく設定することが好ましい（４１Ｄｍｉｎ＞１３ｄｍｉｎ）。これによれば、保持器４０と円すいころ３０との組合体を内輪１０に組み込む際に、凸部４１ｂは大鍔部１３の軸方向側面１３ｂ又はテーパ部１３ｃ１に接触することになる。凸部４１ｂが軸方向側面１３ｂに接触する場合、凸部４１ｂは曲面形状の軸方向側面１３ｂに案内されながら弾性変形してテーパ部１３ｃ１に到達する。その後、凸部４１ｂは、テーパ部１３ｃ１に案内されながら更に弾性変形し、最終的にテーパ部１３ｃ１の軸方向一端部を乗り越えて凹部１３ｃ２に係合する。このように、凸部４１ｂが軸方向側面１３ｂ及びテーパ部１３ｃ１に案内されて弾性変形して凹部１３ｃ２に係合するので、保持器４０を内輪１０に容易に係合可能である。

【0025】

さらに好ましくは、大径側環状部４１の凸部４１ｂの最小径４１Ｄｍｉｎすなわち凸部４１ｂの先端部の内径は、大鍔部１３のテーパ部１３ｃ１の最小径１３Ｄｍｉｎすなわちテーパ部１３ｃ１と軸方向側面１３ｂとの接続部の外径よりも、大きく設定することが好ましい。（４１Ｄｍｉｎ＞１３Ｄｍｉｎ）なお、図１に示された例では、１３Ｄｍｉｎ＞４１Ｄｍｉｎ＞１３ｄｍｉｎであるが、大径側環状部４１や大鍔部１３の寸法関係を調整することで、４１Ｄｍｉｎ＞１３Ｄｍｉｎとすることは容易である。４１Ｄｍｉｎ＞１３Ｄｍｉｎとした場合、保持器４０と円すいころ３０との組合体を内輪１０に組み込む際に、凸部４１ｂは大鍔部１３の軸方向側面１３ｂに接触せず、直接テーパ部１３ｃ１に接触することになる。そして、凸部４１ｂは、テーパ部１３ｃ１に案内されながら更に弾性変形し、最終的にテーパ部１３ｃ１の軸方向一端部を乗り越えて凹部１３ｃ２に係合する。このように、凸部４１ｂが軸方向側面１３ｂに接触せずテーパ部１３ｃ１に案内されて弾性変形して凹部１３ｃ２に係合するので、保持器４０を内輪１０に容易に係合可能である。
また、保持器40、円すいころ３１、テーパ部13c1に囲まれた空間にグリースを保持することが可能となるため、潤滑状態の厳しい内周面13aと円すいころ31の接触部の潤滑状態を改善させることができる。

【0026】

また、図５に示すように、大径側環状部４１は、円筒部４１ａの外周面の軸方向寸法Ｂが、凸部４１ｂの軸方向一端側面の径方向寸法Ａよりも大きい（Ｂ＞Ａ）。この構成によれば、保持器組み込みの際に円筒部４１ａの変形量が小さくなるため、組み込み性が向上する。

【0027】

以上、各実施形態を参照して本発明について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定して解釈されるべきではなく、その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

【0028】

例えば、大鍔部１３の外周面１３ｃは、必ずしも凹部１３ｃ２を含む必要はなく、外周面１３ｃの軸方向一端部までテーパ部１３ｃ１が形成されてもよい。この場合であっても、保持器４０の大径側環状部４１の凸部４１ｂは、テーパ部１３ｃ１の軸方向一端部よりも径方向内側に突出して、内輪１０と係合する。

【0029】

また、図示の例では、凸部４１ｂは大径側環状部４１の全周にわたって形成されているが、周方向に等間隔に複数個設けられる構成を採用しても構わない。

【符号の説明】

【0030】

１ 円すいころ軸受
１０ 内輪
１１ 内輪軌道面
１３ 大鍔部
１３ａ 内周面
１３ｂ 軸方向側面
１３ｃ 外周面
１３ｃ１ テーパ部
１３ｃ２ 凹部
１３ｄ 壁面
１３ｄｍｉｎ 最小径
１３Ｄｍｉｎ 最小径
１３Ｄｍａｘ 最大径
１５ 肉盗み部
２０ 外輪
２１ 外輪軌道面
３０ 円すいころ
３１ 頭部
４０ 保持器
４１ 大径側環状部
４１ａ 円筒部
４１ｂ 凸部
４１Ｄｍｉｎ 最小径
４３ 小径側環状部
４５ 柱部
４５ａ 爪部
４７ ポケット
Ａ 径方向寸法
Ｂ 軸方向寸法

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】