特開 2023-12583 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】P2023012583

(43)【公開日】2023-01-26

(54)【発明の名称】円すいころ軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/58 20060101AFI20230119BHJP

   F16C 19/36 20060101ALI20230119BHJP

【ＦＩ】

F16C33/58

F16C19/36

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021116083

(22)【出願日】2021-07-14

(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】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(72)【発明者】

【氏名】浅田 敏幸

【テーマコード（参考）】

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J701AA16

3J701AA25

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA54

3J701AA62

3J701BA53

3J701BA57

3J701BA69

3J701DA01

3J701DA02

3J701FA46

3J701FA60

3J701XB03

3J701XB26

(57)【要約】

【課題】内輪本体部に鍔輪が嵌め込まれる構成であっても、内輪に対して軸をより適切に嵌合させる。
【解決手段】円すいころ軸受１の内輪２は、内輪軌道面２１を外周に有する内輪本体部２０と、内輪本体部２０の外周面において、内輪軌道面２１の小径側の鍔嵌合部に嵌め込まれる鍔輪３０とを有している。内輪本体部２０の内径面２２には、軸７が嵌め込まれる部分である軸嵌部２２ａと、軸嵌部２２ａよりも大径の大径部２２ｂと、が軸方向Ａに並んで設けられている。大径部２２ｂは、内径面２２の軸方向Ａの両端部のうち、鍔輪３０が嵌め込まれる側の端部に設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円すい台形の内輪軌道面を有する内輪と、
外輪軌道面を有する外輪と、
前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間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のそれぞれを転動自在に保持する保持器と、
を備え、
前記内輪は、
前記内輪軌道面を外周に有する内輪本体部と、
前記内輪本体部の外周面において、前記内輪軌道面の小径側の鍔嵌合部に嵌め込まれる鍔輪と、
を有し、
前記内輪本体部の内径面には、軸が嵌め込まれる部分である軸嵌部と、前記軸嵌部よりも大径の大径部と、が軸方向に並んで設けられ、
前記大径部は、前記内径面の前記軸方向の両端部のうち、前記鍔輪が嵌め込まれる側の端部に設けられている、円すいころ軸受。

【請求項2】

前記大径部における前記軸方向の幅は、前記内輪本体部の前記鍔輪が嵌め込まれる側の端部から、前記軸方向に沿って前記内輪軌道面の小径側の端部に至るまでの長さ以下である、請求項１に記載の円すいころ軸受。

【請求項3】

前記保持器の表面には硬化処理が施されている、請求項１又は２に記載の円すいころ軸受。

【請求項4】

前記内輪本体部の外周面のうち、前記鍔輪が嵌め込まれる部位には、周方向に沿って延在する溝が設けられ、
前記鍔輪の内周面には、前記溝に嵌る凸部が設けられている、請求項１～３のいずれか一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、円すいころ軸受では、内輪の内輪軌道面の両側に小鍔部及び大鍔部がそれぞれ設けられている。このため、保持器が円すいころを保持した状態で、円すいころ及び保持器を内輪に組み付ける際に、内輪の小鍔部に円すいころが干渉する。この干渉を防止するため、保持器の小径側の径を予め拡げておく底拡げが行われている。そして、円すいころ及び保持器を内輪に組み付けた後、保持器の小径側の端部を元の形状（元の径）に戻すことが行われている。ここで、保持器の疲労強度の向上を図るため、保持器の表面に対して硬化処理（例えば窒化処理）が施されることがある。このような保持器は表面強度が高くなるものの、保持器の底拡げを行うと割れが生じることがある。

【0003】

このため、例えば、特許文献１には、内輪軌道面を有する内輪本体部と、小鍔部となる鍔輪とが別体となった円すいころ軸受が示されている。この円すいころ軸受では、円すいころ及び保持器を、保持器の底拡げを行うことなく内輪本体部に取り付けた後、内輪本体部に鍔輪が嵌め込まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０９－２１００６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、上記特許文献１に記載された円すいころ軸受では、例えば焼き嵌めによって、内輪本体部の端部の外周面に鍔輪が嵌め込まれる。しかしながら、鍔輪が内輪本体部に嵌め込まれることにより、鍔輪が内輪本体部の端部を絞め込む状態となり、内輪本体部の端部に変形が生じることが考えられる。この変形により、内輪本体部の内径面に歪みが生じ、内輪本体部の内径面と軸とが適切に嵌合できないことが生じ得る。

【0006】

そこで、本発明は、内輪本体部に鍔輪が嵌め込まれる構成であっても、内輪に対して軸をより適切に嵌合させることができる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】

本発明に係る円すいころ軸受は、円すい台形の内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面を有する外輪と、内輪軌道面と外輪軌道面との間に配置された複数の円すいころと、複数の円すいころのそれぞれを転動自在に保持する保持器と、を備え、内輪は、内輪軌道面を外周に有する内輪本体部と、内輪本体部の外周面において、内輪軌道面の小径側の鍔嵌合部に嵌め込まれる鍔輪と、を有し、内輪本体部の内径面には、軸が嵌め込まれる部分である軸嵌部と、軸嵌部よりも大径の大径部と、が軸方向に並んで設けられ、大径部は、内径面の軸方向の両端部のうち、鍔輪が嵌め込まれる側の端部に設けられている。

【0008】

この円すいころ軸受の内輪本体部には、鍔輪が嵌め込まれる側の端部の内径面に大径部が設けられている。また、この大径部は、軸嵌部よりも大径であるため、軸嵌部に軸が嵌め込まれた状態であっても軸に対して当接しない。これにより、鍔部が内輪本体部に嵌め込まれることによって鍔輪が内輪本体部の端部を絞め込む状態となったとしても、締め込みの影響が軸と内輪本体部との嵌合に影響を及ぼすことが抑制される。このように、円すいころ軸受は、内輪本体部に鍔輪が嵌め込まれる構成であっても、内輪に対して軸をより適切に嵌合させることができる。

【0009】

上記の円すいころ軸受において、大径部における軸方向の幅は、内輪本体部の鍔輪が嵌め込まれる側の端部から、軸方向に沿って内輪軌道面の小径側の端部に至るまでの長さ以下であってもよい。

【0010】

つまり、大径部は、内輪軌道面と軸方向の位置がずれており、内輪軌道面と径方向において重ならない状態となっている。ここで、円すいころ軸受の使用時には、内輪軌道面に円すいころからの接触面圧が生じる。しかしながら、上述したように、大径部と内輪軌道面とは軸方向の位置がずれている。このため、円すいころ軸受は、内輪軌道面が接触面圧を受ける場合であっても、内輪本体部の大径部が設けられた側の端部の変形を抑制できる。

【0011】

上記の円すいころ軸受において、保持器の表面には硬化処理が施されていてもよい。

【0012】

この場合、保持器の疲労強度を向上させることができる。また、本発明の円すいころ軸受は、円すいころ及び保持器を内輪本体部に組み付ける際に、保持器の小径側の端部を底拡げする必要がない。このように保持器に対して底拡げを行う必要がないため、保持器に対して硬化処理が施されている場合であっても、組付け時における保持器の割れを防止できる。

【0013】

上記の円すいころ軸受において、内輪本体部の外周面のうち、鍔輪が嵌め込まれる部位には、周方向に沿って延在する溝が設けられ、鍔輪の内周面には、溝に嵌る凸部が設けられていてもよい。

【0014】

この場合、円すいころ軸受は、内輪本体部から鍔輪が抜け出てしまうことを防止できる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、内輪本体部に鍔輪が嵌め込まれる構成であっても、内輪に対して軸をより適切に嵌合させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【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、図１の鍔輪周りの拡大断面図である。

【図3】図３は、鍔輪を内輪本体部に嵌め込む様子を示す断面図である。

【図4】図４は、実施形態の変形例の円すいころ軸受の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同一又は相当する要素同士には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0018】

図１に示されるように、円すいころ軸受１は、内輪２と、外輪４と、複数の円すいころ５及び保持器６によって構成される保持器アッシー１０と、を備えている。以下、円すいころ軸受１の軸方向を軸方向Ａといい、円すいころ軸受１の径方向を径方向Ｒという。

【0019】

内輪２は、内輪本体部２０、及び鍔輪３０を有している。内輪本体部２０には、内輪軌道面２１及び内径面２２が形成されている。内輪軌道面２１は、径方向Ｒにおける外側に向いた面であり、円すいころ軸受１の回転軸線を中心線として円環状に延在している。また、内輪軌道面２１は、軸方向Ａに対して傾斜する円すい台形となっている。このように、内輪本体部２０は、円すい台形の内輪軌道面２１を外周に有している。

【0020】

内輪本体部２０は、大鍔部２４を有している。大鍔部２４は、軸方向Ａにおける内輪軌道面２１の大径側端部に設けられている。大鍔部２４は、内輪軌道面２１に対して径方向Ｒにおける外側に突出しており、円すいころ軸受１の回転軸線を中心線として円環状に延在している。

【0021】

また、内輪本体部２０は、鍔輪３０が嵌め込まれる鍔嵌合部２３を有している。鍔嵌合部２３は、軸方向Ａにおける内輪軌道面２１の小径側の端部２１ａの更に軸方向外側に設けられている。鍔嵌合部２３は、内輪軌道面２１の小径側の端部２１ａの直径よりも小さい外径を有する円環状の部材である。鍔嵌合部２３の外周面２３ａ（図２参照）は、軸方向Ａに沿って延在する円環状となっている。

【0022】

鍔輪３０は、鍔嵌合部２３の外周面に嵌め込まれる円環状の部材である。つまり、鍔輪３０は、内輪本体部２０の外周面において、内輪軌道面２１の小径側の端部２１ａの更に軸方向外側に嵌め込まれる。鍔輪３０の外径は、内輪軌道面２１の小径側の端部２１ａの径よりも大きい。このように、鍔輪３０は、内輪２の小鍔部となる部材である。

【0023】

ここで、図２に示されるように、鍔嵌合部２３の外周面２３ａには、円すいころ軸受１の周方向（円すいころ軸受１の回転軸線を周回する方向）に沿って延在する嵌合溝（溝）２３ｂが設けられている。つまり、内輪本体部２０の外周面のうち、鍔輪３０が嵌め込まれる部位には、周方向に沿って延在する嵌合溝２３ｂが設けられている。鍔輪３０の内周面３０ａには、鍔輪３０が鍔嵌合部２３に嵌め込まれた状態のときに、嵌合溝２３ｂに嵌り込む嵌合凸部（凸部）３０ｂが設けられている。嵌合凸部３０ｂは、円すいころ軸受１の周方向に沿って円環状に延在していてもよく、周方向に沿って所定の間隔で複数設けられていてもよい。

【0024】

図１に示されるように、内径面２２は、径方向Ｒにおける内側に向いた面であり、円すいころ軸受１の回転軸線を中心線として円環状に延在している。内径面２２には、軸７が嵌め込まれる部分である軸嵌部２２ａと、軸嵌部２２ａよりも大径の大径部２２ｂと、が設けられている。軸嵌部２２ａと大径部２２ｂとは、軸方向Ａに並んで設けられている。大径部２２ｂは、内径面２２の軸方向Ａの両端部のうち、鍔輪３０が嵌め込まれる側の端部に設けられている。大径部２２ｂと軸７の外周面との間には環状の隙間が形成されている。つまり、大径部２２ｂは、軸７とは嵌合しない。

【0025】

ここで、図２に示されるように、大径部２２ｂにおける軸方向Ａの幅を、幅Ｗとする。また、内輪本体部２０の軸方向Ａの両端部のうち、鍔輪３０が嵌め込まれる側の端部を端部２０ａとしている。内輪本体部２０の端部２０ａから、軸方向Ａに沿って内輪軌道面２１の小径側の端部２１ａに至るまでの長さを長さＬとする。つまり、長さＬは、鍔嵌合部２３の軸方向Ａに沿った長さである。本実施形態において大径部２２ｂの幅Ｗは、鍔嵌合部２３の長さＬと同じとなっている。なお、幅Ｗは、長さＬ以下であればよい。

【0026】

図１に示されるように、外輪４は、径方向Ｒにおける内輪２の外側に配置されている。外輪４には、外輪軌道面４１及び外径面４２が形成されている。外輪軌道面４１は、径方向Ｒにおける内側に向いた面であり、円すいころ軸受１の回転軸線を中心線として円環状に延在している。また、外輪軌道面４１は、本実施形態においては軸方向Ａに対して傾斜する円すい台形となっている。このように、外輪４は、円すい台形の外輪軌道面４１を内周に有している。

【0027】

外径面４２は、径方向Ｒにおける外側に向いた面であり、円すいころ軸受１の回転軸線を中心線として円環状に延在している。外径面４２は、ハウジング（図示省略）と嵌め合わされる。外輪４は、鍔部を有していない。つまり、外輪４では、外輪軌道面４１が最内周面となっている。

【0028】

保持器アッシー１０は、複数の円すいころ５と、複数の円すいころ５を保持する保持器６とによって構成されている。複数の円すいころ５は、内輪２の内輪軌道面２１と外輪４の外輪軌道面４１との間に配置されている。円すいころ５は、小径側の端部と、大径側の端部とを有する円すい台形を呈している。

【0029】

保持器６は、内輪２と外輪４との間において、複数の円すいころ５のそれぞれを転動自在に保持している。保持器６は、例えば、銅合金、又は鉄等によって形成されている。また、本実施形態において、保持器６の表面には、硬化処理が施されている。これにより、保持器６の表面には硬化層が形成される。つまり、保持器６は、保持器６の内部よりも硬度が高い硬化層を表面に有している。硬化処理としては、例えば、窒化処理が用いられ得る。

【0030】

保持器６は、小径円環部６１及び大径円環部６２と、複数の柱部６３と、を有している。小径円環部６１の内径は、鍔輪３０の外径よりも大きい。小径円環部６１及び大径円環部６２は、軸方向Ａにおいて互いに対向している。複数の柱部６３は、小径円環部６１と大径円環部６２との間において円すいころ軸受１の周方向に沿って一定のピッチで配列されている。保持器６では、小径円環部６１及び大径円環部６２と柱部６３とによって複数のポケットＰが画定されている。保持器６は、円すいころ軸受１の周方向に沿って一定のピッチで円すいころ５が配列されるように、複数のポケットＰのそれぞれによって複数の円すいころ５のそれぞれを保持している。
［円すいころ軸受の組み立て手順］

【0031】

円すいころ軸受１の組立を行う場合、まず、円すいころ５が保持器６に保持された状態の保持器アッシー１０を、軸方向に相対移動させ内輪本体部２０に取り付ける。その際、内輪本体部２０には鍔輪３０が取り付けられていないため、保持器６の底拡げを行うことなく、保持器アッシー１０を内輪本体部２０に取り付けることができる。

【0032】

その後、図３に示されるように、鍔輪３０を内輪本体部２０の鍔嵌合部２３に嵌め込む。鍔輪３０の外径が保持器６の小径円環部６１の内径よりも小さいため、小径円環部６１の内周側を介して鍔輪３０を鍔嵌合部２３に嵌め込むことができる。なお、鍔嵌合部２３の内周側に大径部２２ｂが設けられているため、鍔嵌合部２３が弾性変形しやすくなっている。このため、鍔輪３０を鍔嵌合部２３の外周に圧入することによって、鍔輪３０を鍔嵌合部２３に容易に取り付けることができる。最後に、保持器アッシー１０の外側に外輪４を嵌め込むことによって、円すいころ軸受１の組立が完了する。

【0033】

以上のように、この円すいころ軸受１の内輪本体部２０には、鍔輪３０が嵌め込まれる側の端部の内径面２２に大径部２２ｂが設けられている。また、この大径部２２ｂは、軸嵌部２２ａよりも大径であるため、軸嵌部２２ａに軸７が嵌め込まれた状態であっても軸７に対して当接しない。つまり、鍔嵌合部２３の内周に設けられた大径部２２ｂと軸７の外周面との間には環状の隙間が形成されている。

【0034】

これにより、鍔輪３０が内輪本体部２０（鍔嵌合部２３）に嵌め込まれることによって鍔輪３０が鍔嵌合部２３を絞め込む状態となったとしても、締め込みの影響が軸７と内輪本体部２０との嵌合に影響を及ぼすことが抑制される。このように、円すいころ軸受１は、内輪本体部２０に鍔輪３０が嵌め込まれる構成であっても、内輪２に対して軸７をより適切に嵌合させることができる。

【0035】

また、円すいころ軸受１では、鍔嵌合部２３の内周側に大径部２２ｂが設けられているため、鍔嵌合部２３が弾性変形しやすくなる。これにより、圧入によって、鍔輪３０を鍔嵌合部２３に容易に取り付けることができる。このように、円すいころ軸受１では、焼き嵌めではなく圧入によって鍔輪３０を鍔嵌合部２３に取り付けることができるため、鍔輪３０を加熱する処理は不要で、取り付けの作業性を向上させることができると共に焼き嵌めのための加熱と冷却による鍔輪３０の変形及び変色を防止できる。

【0036】

図２に示されるように、大径部２２ｂの幅Ｗは、鍔嵌合部２３の長さＬ以下となっている。つまり、大径部２２ｂは、内輪軌道面２１と軸方向Ａの位置がずれており、内輪軌道面２１と径方向Ｒにおいて重ならない。ここで、円すいころ軸受１の使用時には、内輪軌道面２１に円すいころ５からの接触面圧が生じる。しかしながら、上述したように、大径部２２ｂと内輪軌道面２１とは軸方向Ａの位置がずれている。このため、円すいころ軸受１は、内輪軌道面２１が接触面圧を受ける場合であっても、内輪本体部２０の鍔嵌合部２３が設けられた側の端部の変形を抑制できる。

【0037】

保持器６の表面には硬化処理が施されている。この場合、保持器６の疲労強度を向上させることができる。また、円すいころ軸受１は、鍔輪３０が内輪本体部２０とは別体であるため、保持器アッシー１０を内輪本体部２０に組み付ける際に、保持器６の小径側の端部を底拡げする必要がない。このように保持器６に対して底拡げを行う必要がないため、保持器６に対して硬化処理が施されている場合であっても、組付け時における保持器６の割れを防止できる。

【0038】

鍔嵌合部２３の外周面２３ａには、嵌合溝２３ｂが設けられている。また、鍔輪３０の内周面３０ａには、嵌合凸部３０ｂが設けられている。鍔輪３０が鍔嵌合部２３に取り付けられた状態で、嵌合凸部３０ｂは嵌合溝２３ｂに嵌り込んでいる。これにより、円すいころ軸受１は、内輪本体部２０の鍔嵌合部２３から鍔輪３０が抜け出てしまうことを防止できる。

【0039】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
例えば、円筒面の大径部２２ｂの代わりに、図４のような円すい面の大径部２２１ｂとしても良い。

【符号の説明】

【0040】

１…円すいころ軸受、２…内輪、４…外輪、５…円すいころ、６…保持器、７…軸、２０…内輪本体部、２１…内輪軌道面、２２…内径面、２２ａ…軸嵌部、２２ｂ…大径部、２３…鍔嵌合部、２３ａ…外周面（鍔輪が嵌め込まれる部位）、２３ｂ…嵌合溝（溝）、３０…鍔輪、３０ａ…内周面、３０ｂ…嵌合凸部（凸部）、４１…外輪軌道面、Ａ…軸方向、Ｌ…長さ、Ｗ…幅。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】