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(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】P2024135810
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】円すいころ軸受
(51)【国際特許分類】
F16C 33/46 20060101AFI20240927BHJP
F16C 19/36 20060101ALI20240927BHJP
B62D 55/12 20060101ALI20240927BHJP
【ＦＩ】
F16C33/46
F16C19/36
B62D55/12 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023046685
(22)【出願日】2023-03-23
(71)【出願人】
【識別番号】000102692
【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100130513
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 直也
(74)【代理人】
【識別番号】100074206
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 文二
(74)【代理人】
【識別番号】100130177
【弁理士】
【氏名又は名称】中谷 弥一郎
(72)【発明者】
【氏名】川井 崇
(72)【発明者】
【氏名】武川 起子
【テーマコード（参考）】
3J701
【Ｆターム（参考）】
3J701AA16
3J701AA25
3J701AA32
3J701AA42
3J701AA54
3J701AA62
3J701BA34
3J701BA44
3J701BA49
3J701BA50
3J701EA31
3J701EA36
3J701EA37
3J701EA47
3J701EA76
3J701FA02
3J701FA31
3J701GA51
3J701XB03
3J701XB13
3J701XB14
3J701XB23
3J701XB26
(57)【要約】
【課題】建機スプロケット用円すいころ軸受として使用したときに高い耐久性を有する円すいころ軸受を提供する。
【解決手段】円すいころ４の本数が４０本以上である円すいころ軸受において、ころ充填率γ％が７０％以上８９％未満であり、保持器５の軸方向幅をＷ、保持器５の大径側環状部１３の外径をＤｃ、柱部１５の小径側端部の周方向幅をＰ１、柱部１５の大径側端部の周方向幅をＰ２、円すいころ４の本数をＺとしたときに、Ａ＝（Ｗ×Ｄｃ）／（Ｐ１×Ｐ２×Ｚ）で定義される特性値Ａが２．０以上８．０以下である。
【選択図】図１
【解決手段】円すいころ４の本数が４０本以上である円すいころ軸受において、ころ充填率γ％が７０％以上８９％未満であり、保持器５の軸方向幅をＷ、保持器５の大径側環状部１３の外径をＤｃ、柱部１５の小径側端部の周方向幅をＰ１、柱部１５の大径側端部の周方向幅をＰ２、円すいころ４の本数をＺとしたときに、Ａ＝（Ｗ×Ｄｃ）／（Ｐ１×Ｐ２×Ｚ）で定義される特性値Ａが２．０以上８．０以下である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外輪（２）と、
前記外輪（２）の径方向内側に配置された内輪（３）と、
前記外輪（２）と前記内輪（３）の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の円すいころ（４）と、
前記複数の円すいころ（４）を保持する保持器（５）と、を備え、
前記保持器（５）は、前記複数の円すいころ（４）の大端面（１２）に沿って周方向に延びる大径側環状部（１３）と、前記複数の円すいころ（４）の小端面（１１）に沿って周方向に延びる小径側環状部（１４）と、周方向に隣り合う前記円すいころ（４）の間を通って前記大径側環状部（１３）と前記小径側環状部（１４）とを連結する複数の柱部（１５）とを有し、
前記円すいころ（４）の外周には、前記外輪（２）および前記内輪（３）に転がり接触する円すい状のころ転動面（１０）が形成され、
前記複数の円すいころ（４）の本数が４０本以上である円すいころ軸受において、
前記ころ転動面（１０）の大径側端部の直径と小径側端部の直径とを平均したころ径をＤａ（ｍｍ）、前記複数の円すいころ（４）の本数をＺ（本）、前記複数の円すいころ（４）のピッチ円直径をＰＣＤ（ｍｍ）としたときに、γ＝（Ｄａ×Ｚ）×１００／（π×ＰＣＤ）で定義されるころ充填率γ（％）が７０％以上８９％未満であり、
前記保持器（５）の軸方向幅をＷ（ｍｍ）、前記保持器（５）の前記大径側環状部（１３）の外径をＤｃ（ｍｍ）、前記柱部（１５）の小径側端部の周方向幅をＰ１（ｍｍ）、前記柱部（１５）の大径側端部の周方向幅をＰ２（ｍｍ）としたときに、Ａ＝（Ｗ×Ｄｃ）／（Ｐ１×Ｐ２×Ｚ）で定義される特性値Ａが２．０以上８．０以下であることを特徴とする円すいころ軸受。
前記外輪（２）の径方向内側に配置された内輪（３）と、
前記外輪（２）と前記内輪（３）の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の円すいころ（４）と、
前記複数の円すいころ（４）を保持する保持器（５）と、を備え、
前記保持器（５）は、前記複数の円すいころ（４）の大端面（１２）に沿って周方向に延びる大径側環状部（１３）と、前記複数の円すいころ（４）の小端面（１１）に沿って周方向に延びる小径側環状部（１４）と、周方向に隣り合う前記円すいころ（４）の間を通って前記大径側環状部（１３）と前記小径側環状部（１４）とを連結する複数の柱部（１５）とを有し、
前記円すいころ（４）の外周には、前記外輪（２）および前記内輪（３）に転がり接触する円すい状のころ転動面（１０）が形成され、
前記複数の円すいころ（４）の本数が４０本以上である円すいころ軸受において、
前記ころ転動面（１０）の大径側端部の直径と小径側端部の直径とを平均したころ径をＤａ（ｍｍ）、前記複数の円すいころ（４）の本数をＺ（本）、前記複数の円すいころ（４）のピッチ円直径をＰＣＤ（ｍｍ）としたときに、γ＝（Ｄａ×Ｚ）×１００／（π×ＰＣＤ）で定義されるころ充填率γ（％）が７０％以上８９％未満であり、
前記保持器（５）の軸方向幅をＷ（ｍｍ）、前記保持器（５）の前記大径側環状部（１３）の外径をＤｃ（ｍｍ）、前記柱部（１５）の小径側端部の周方向幅をＰ１（ｍｍ）、前記柱部（１５）の大径側端部の周方向幅をＰ２（ｍｍ）としたときに、Ａ＝（Ｗ×Ｄｃ）／（Ｐ１×Ｐ２×Ｚ）で定義される特性値Ａが２．０以上８．０以下であることを特徴とする円すいころ軸受。
【請求項2】
外輪（２）と、
前記外輪（２）の径方向内側に配置された内輪（３）と、
前記外輪（２）と前記内輪（３）の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の円すいころ（４）と、
前記複数の円すいころ（４）を保持する保持器（５）と、を備え、
前記保持器（５）は、前記複数の円すいころ（４）の大端面（１２）に沿って周方向に延びる大径側環状部（１３）と、前記複数の円すいころ（４）の小端面（１１）に沿って周方向に延びる小径側環状部（１４）と、周方向に隣り合う前記円すいころ（４）の間を通って前記大径側環状部（１３）と前記小径側環状部（１４）とを連結する複数の柱部（１５）とを有し、
前記外輪（２）の内周には、前記複数の円すいころ（４）が転がり接触する円すい状の外輪軌道面（６）が形成され、
前記円すいころ（４）の外周には、前記外輪（２）および前記内輪（３）に転がり接触する円すい状のころ転動面（１０）が形成され、
前記保持器（５）の前記小径側環状部（１４）に、前記各円すいころ（４）の小端面（１１）に対向する小径側ポケット面（１８）が形成され、
前記複数の円すいころ（４）の本数が４０本以上である円すいころ軸受において、
前記ころ転動面（１０）の大径側端部の直径と小径側端部の直径とを平均したころ径をＤａ（ｍｍ）、前記複数の円すいころ（４）の本数をＺ（本）、前記複数の円すいころ（４）のピッチ円直径をＰＣＤ（ｍｍ）としたときに、γ＝（Ｄａ×Ｚ）×１００／（π×ＰＣＤ）で定義されるころ充填率γ（％）が７０％以上８９％未満であり、
前記小径側ポケット面（１８）の径方向外端から前記外輪軌道面（６）までの距離をＧ（ｍｍ）、前記保持器（５）の前記大径側環状部（１３）の外径をＤｃ（ｍｍ）としたときに、Ｂ＝Ｄｃ／Ｇで定義される特性値Ｂが１００以上１５０以下であることを特徴とする円すいころ軸受。
前記外輪（２）の径方向内側に配置された内輪（３）と、
前記外輪（２）と前記内輪（３）の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の円すいころ（４）と、
前記複数の円すいころ（４）を保持する保持器（５）と、を備え、
前記保持器（５）は、前記複数の円すいころ（４）の大端面（１２）に沿って周方向に延びる大径側環状部（１３）と、前記複数の円すいころ（４）の小端面（１１）に沿って周方向に延びる小径側環状部（１４）と、周方向に隣り合う前記円すいころ（４）の間を通って前記大径側環状部（１３）と前記小径側環状部（１４）とを連結する複数の柱部（１５）とを有し、
前記外輪（２）の内周には、前記複数の円すいころ（４）が転がり接触する円すい状の外輪軌道面（６）が形成され、
前記円すいころ（４）の外周には、前記外輪（２）および前記内輪（３）に転がり接触する円すい状のころ転動面（１０）が形成され、
前記保持器（５）の前記小径側環状部（１４）に、前記各円すいころ（４）の小端面（１１）に対向する小径側ポケット面（１８）が形成され、
前記複数の円すいころ（４）の本数が４０本以上である円すいころ軸受において、
前記ころ転動面（１０）の大径側端部の直径と小径側端部の直径とを平均したころ径をＤａ（ｍｍ）、前記複数の円すいころ（４）の本数をＺ（本）、前記複数の円すいころ（４）のピッチ円直径をＰＣＤ（ｍｍ）としたときに、γ＝（Ｄａ×Ｚ）×１００／（π×ＰＣＤ）で定義されるころ充填率γ（％）が７０％以上８９％未満であり、
前記小径側ポケット面（１８）の径方向外端から前記外輪軌道面（６）までの距離をＧ（ｍｍ）、前記保持器（５）の前記大径側環状部（１３）の外径をＤｃ（ｍｍ）としたときに、Ｂ＝Ｄｃ／Ｇで定義される特性値Ｂが１００以上１５０以下であることを特徴とする円すいころ軸受。
【請求項3】
前記内輪（３）の外周には、前記円すいころ（４）の大端面（１２）が滑りを伴って接触する大つば（９）が形成され、
前記ころ転動面（１０）には、前記ころ転動面（１０）の全体が断面凸円弧状となるようにフルクラウニングが施され、
前記フルクラウニングの円弧の頂点位置（Ｃ）が前記ころ転動面（１０）の円すいころ（４）の長さ方向の中心に対して前記大端面（１２）の側にずれている請求項１または２に記載の円すいころ軸受。
前記ころ転動面（１０）には、前記ころ転動面（１０）の全体が断面凸円弧状となるようにフルクラウニングが施され、
前記フルクラウニングの円弧の頂点位置（Ｃ）が前記ころ転動面（１０）の円すいころ（４）の長さ方向の中心に対して前記大端面（１２）の側にずれている請求項１または２に記載の円すいころ軸受。
【請求項4】
前記ころ径Ｄａが１９ｍｍ以下であり、
前記複数の円すいころ（４）のピッチ円直径ＰＣＤが２００ｍｍ以上である請求項１または２に記載の円すいころ軸受。
前記複数の円すいころ（４）のピッチ円直径ＰＣＤが２００ｍｍ以上である請求項１または２に記載の円すいころ軸受。
【請求項5】
前記円すいころ（４）の小端面（１１）に対応する位置での前記外輪（２）の径方向厚さをＴ１（ｍｍ）、前記円すいころ（４）の大端面（１２）に対応する位置での前記外輪（２）の径方向厚さをＴ２（ｍｍ）、前記内輪（３）の内周から前記外輪（２）の外周までの径方向寸法である軸受高さをＨ（ｍｍ）としたときに、前記径方向厚さＴ１が前記軸受高さＨの３０％以上４５％以下であり、前記径方向厚さＴ２が前記軸受高さＨの１０％以上２０％以下である請求項１または２に記載の円すいころ軸受。
【請求項6】
前記大径側環状部（１３）に、前記各円すいころ（４）の大端面（１２）に対向する大径側ポケット面（１７）が形成され、
前記円すいころ（４）の大端面（１２）と前記大径側ポケット面（１７）との間の隙間δの大きさが０．６ｍｍ未満である請求項１または２に記載の円すいころ軸受。
前記円すいころ（４）の大端面（１２）と前記大径側ポケット面（１７）との間の隙間δの大きさが０．６ｍｍ未満である請求項１または２に記載の円すいころ軸受。
【請求項7】
建設機械のクローラ（２３）を駆動するクローラ駆動スプロケット（２０）の支持に用いられる請求項１または２に記載の円すいころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、円すいころ軸受に関する。
【背景技術】
【0002】
建設機械の下部走行体として、不整地でも安定して走行することができるようにクローラ（履帯）を使用したものが広く知られている。クローラは、下部走行体の進行方向の一端に設けられたクローラ駆動スプロケットと、下部走行体の進行方向の他端に設けられた従動スプロケットとの間に掛け回して設けられ、クローラ駆動スプロケットを回転させることで循環駆動される。
【0003】
このクローラ駆動スプロケットの回転駆動装置は、油圧モータを収容する固定ハウジングと、固定ハウジングの外周に設けた軸受で回転可能に支持される回転ハウジングと、その回転ハウジングに収容された減速機とを有する。回転ハウジングの外周にはクローラ駆動スプロケットが固定されている。油圧モータを作動させると、その油圧モータの回転が減速機で減速されて回転ハウジングに伝達し、回転ハウジングと一体にクローラ駆動スプロケットが回転する。
【0004】
ここで、クローラ駆動スプロケットを支持する軸受（回転ハウジングを回転可能に支持する軸受）は、ラジアル荷重とスラスト荷重の両方の荷重を受けることから、円すいころ軸受が使用されることが多い（例えば、特許文献１参照）。
【0005】
この円すいころ軸受（以下「建機スプロケット用円すいころ軸受」という）は、過酷なモーメント荷重に耐えることができるようにするため、特許文献１の図５のように、円すいころのピッチ円直径が大きく、一方、円すいころのころ径は小さく設定され、そのため一般的な用途に使用される円すいころ軸受よりも円すいころの本数が多く、円すいころの本数が４０本以上となっている。
【0006】
また、建機スプロケット用円すいころ軸受は、大きな荷重が負荷されることから、軸受の耐久性を確保するため、９０％以上のころ充填率をもつように設計される。ころ充填率γは、円すいころの本数をＺ、円すいころのころ径をＤａ、円すいころのピッチ円直径をＰＣＤとしたときに、γ＝（Ｄａ×Ｚ）×１００／（π×ＰＣＤ）で定義される値である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本願の発明者らは、建機スプロケット用円すいころ軸受の耐久性を向上させることを検討した。その検討の結果、建機スプロケット用円すいころ軸受においては、円すいころのスキュー（円すいころがその進行方向に対して傾斜する現象）が生じることによって保持器に大きな負荷がかかりやすいことから、ころ充填率を従来よりも低く設定すれば、保持器の剛性が向上し、建機スプロケット用円すいころ軸受の全体としての耐久性を高めることが可能となるという着想を得た。
【0009】
すなわち、建機スプロケット用円すいころ軸受は、低速かつ高荷重の条件で使用される。そのため、円すいころのスキューが生じやすく、そのスキューにより円すいころを保持する保持器に負荷がかかり、保持器の耐久性が低下する場合がある。一方、ころ充填率を従来よりも低く設定すれば、その分、保持器の柱部の周方向幅が大きくなるので、保持器の剛性が向上し、保持器の耐久性を高めることが可能となる。ここで、ころ充填率を低く設定した場合、外輪、内輪、円すいころに作用する面圧が高くなり、軸受の転がり疲労寿命の低下が懸念されるが、円すいころの本数および円すいころのピッチ円直径の大きさが確保されていれば、クローラ駆動スプロケットを支持して使用したときに、外輪、内輪、円すいころの耐久性を確保できる。そのため、ころ充填率を従来よりも低く設定すれば、建機スプロケット用円すいころ軸受の全体としての耐久性を高めることが可能となるという着想を得た。
【0010】
この発明が解決しようとする課題は、建機スプロケット用円すいころ軸受として使用したときに高い耐久性を有する円すい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】
【0011】
上記の課題を解決するため、この発明では、以下の構成の円すいころ軸受を提供する。
［構成１］
外輪と、
前記外輪の径方向内側に配置された内輪と、
前記外輪と前記内輪の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の円すいころと、
前記複数の円すいころを保持する保持器と、を備え、
前記保持器は、前記複数の円すいころの大端面に沿って周方向に延びる大径側環状部と、前記複数の円すいころの小端面に沿って周方向に延びる小径側環状部と、周方向に隣り合う前記円すいころの間を通って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有し、
前記円すいころの外周には、前記外輪および前記内輪に転がり接触する円すい状のころ転動面が形成され、
前記複数の円すいころの本数が４０本以上である円すいころ軸受において、
前記ころ転動面の大径側端部の直径と小径側端部の直径とを平均したころ径をＤａ（ｍｍ）、前記複数の円すいころの本数をＺ（本）、前記複数の円すいころのピッチ円直径をＰＣＤ（ｍｍ）としたときに、γ＝（Ｄａ×Ｚ）×１００／（π×ＰＣＤ）で定義されるころ充填率γ（％）が７０％以上８９％未満であり、
前記保持器の軸方向幅をＷ（ｍｍ）、前記保持器の前記大径側環状部の外径をＤｃ（ｍｍ）、前記柱部の小径側端部の周方向幅をＰ１（ｍｍ）、前記柱部の大径側端部の周方向幅をＰ２（ｍｍ）としたときに、Ａ＝（Ｗ×Ｄｃ）／（Ｐ１×Ｐ２×Ｚ）で定義される特性値Ａが２．０以上８．０以下であることを特徴とする円すいころ軸受。
［構成１］
外輪と、
前記外輪の径方向内側に配置された内輪と、
前記外輪と前記内輪の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の円すいころと、
前記複数の円すいころを保持する保持器と、を備え、
前記保持器は、前記複数の円すいころの大端面に沿って周方向に延びる大径側環状部と、前記複数の円すいころの小端面に沿って周方向に延びる小径側環状部と、周方向に隣り合う前記円すいころの間を通って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有し、
前記円すいころの外周には、前記外輪および前記内輪に転がり接触する円すい状のころ転動面が形成され、
前記複数の円すいころの本数が４０本以上である円すいころ軸受において、
前記ころ転動面の大径側端部の直径と小径側端部の直径とを平均したころ径をＤａ（ｍｍ）、前記複数の円すいころの本数をＺ（本）、前記複数の円すいころのピッチ円直径をＰＣＤ（ｍｍ）としたときに、γ＝（Ｄａ×Ｚ）×１００／（π×ＰＣＤ）で定義されるころ充填率γ（％）が７０％以上８９％未満であり、
前記保持器の軸方向幅をＷ（ｍｍ）、前記保持器の前記大径側環状部の外径をＤｃ（ｍｍ）、前記柱部の小径側端部の周方向幅をＰ１（ｍｍ）、前記柱部の大径側端部の周方向幅をＰ２（ｍｍ）としたときに、Ａ＝（Ｗ×Ｄｃ）／（Ｐ１×Ｐ２×Ｚ）で定義される特性値Ａが２．０以上８．０以下であることを特徴とする円すいころ軸受。
【0012】
この構成を採用すると、ころ充填率γ（％）が８９％未満に設定されているので、その分、保持器の柱部の周方向幅を大きくすることができ、保持器の剛性を高めることができる。また、保持器のサイズを示す（Ｗ×Ｄｃ）を、柱部の周方向幅と柱部の本数（Ｐ１×Ｐ２×Ｚ）で除した特性値Ａが、８．０以下となるように保持器の寸法が設定されているので、低速かつ高荷重の建機スプロケット用円すいころ軸受として使用したときにも、保持器の剛性を確保することができる。また、特性値Ａが２．０以上となるように保持器の寸法が設定されているので、保持器の柱部の周方向幅が保持器のサイズに対して過大とはならない。
【0013】
［構成２］
外輪と、
前記外輪の径方向内側に配置された内輪と、
前記外輪と前記内輪の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の円すいころと、
前記複数の円すいころを保持する保持器と、を備え、
前記保持器は、前記複数の円すいころの大端面に沿って周方向に延びる大径側環状部と、前記複数の円すいころの小端面に沿って周方向に延びる小径側環状部と、周方向に隣り合う前記円すいころの間を通って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有し、
前記外輪の内周には、前記複数の円すいころが転がり接触する円すい状の外輪軌道面が形成され、
前記円すいころの外周には、前記外輪および前記内輪に転がり接触する円すい状のころ転動面が形成され、
前記保持器の前記小径側環状部に、前記各円すいころの小端面に対向する小径側ポケット面が形成され、
前記複数の円すいころの本数が４０本以上である円すいころ軸受において、
前記ころ転動面の大径側端部の直径と小径側端部の直径とを平均したころ径をＤａ（ｍｍ）、前記複数の円すいころの本数をＺ（本）、前記複数の円すいころのピッチ円直径をＰＣＤ（ｍｍ）としたときに、γ＝（Ｄａ×Ｚ）×１００／（π×ＰＣＤ）で定義されるころ充填率γ（％）が７０％以上８９％未満であり、
前記小径側ポケット面の径方向外端から前記外輪軌道面までの距離をＧ（ｍｍ）、前記保持器の前記大径側環状部の外径をＤｃ（ｍｍ）としたときに、Ｂ＝Ｄｃ／Ｇで定義される特性値Ｂが１００以上１５０以下であることを特徴とする円すいころ軸受。ここで、前記距離Gは、前記保持器の前記小径側ポケット面を前記円すいころの小端面に接触させた状態で、前記小径側ポケット面の径方向外端からその直上の外輪軌道面までの隙間（半径方向の隙間）の大きさである。
外輪と、
前記外輪の径方向内側に配置された内輪と、
前記外輪と前記内輪の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の円すいころと、
前記複数の円すいころを保持する保持器と、を備え、
前記保持器は、前記複数の円すいころの大端面に沿って周方向に延びる大径側環状部と、前記複数の円すいころの小端面に沿って周方向に延びる小径側環状部と、周方向に隣り合う前記円すいころの間を通って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有し、
前記外輪の内周には、前記複数の円すいころが転がり接触する円すい状の外輪軌道面が形成され、
前記円すいころの外周には、前記外輪および前記内輪に転がり接触する円すい状のころ転動面が形成され、
前記保持器の前記小径側環状部に、前記各円すいころの小端面に対向する小径側ポケット面が形成され、
前記複数の円すいころの本数が４０本以上である円すいころ軸受において、
前記ころ転動面の大径側端部の直径と小径側端部の直径とを平均したころ径をＤａ（ｍｍ）、前記複数の円すいころの本数をＺ（本）、前記複数の円すいころのピッチ円直径をＰＣＤ（ｍｍ）としたときに、γ＝（Ｄａ×Ｚ）×１００／（π×ＰＣＤ）で定義されるころ充填率γ（％）が７０％以上８９％未満であり、
前記小径側ポケット面の径方向外端から前記外輪軌道面までの距離をＧ（ｍｍ）、前記保持器の前記大径側環状部の外径をＤｃ（ｍｍ）としたときに、Ｂ＝Ｄｃ／Ｇで定義される特性値Ｂが１００以上１５０以下であることを特徴とする円すいころ軸受。ここで、前記距離Gは、前記保持器の前記小径側ポケット面を前記円すいころの小端面に接触させた状態で、前記小径側ポケット面の径方向外端からその直上の外輪軌道面までの隙間（半径方向の隙間）の大きさである。
【0014】
この構成を採用すると、ころ充填率γ（％）が８９％未満に設定されているので、その分、保持器の柱部の周方向幅を大きくすることができ、保持器の剛性を高めることができる。また、保持器の大径側環状部の外径Ｄｃを、保持器と外輪の隙間の大きさを示すＧで除した特性値Ｂが１００以上となるように保持器の外径寸法が設定されているので、保持器の外周が外輪軌道面に近い。そのため、保持器の柱部の周方向幅が大きくなり、保持器の剛性を効果的に高めることが可能である。また、特性値Ｂが１５０以下に設定されているので、保持器の外周と外輪軌道面の間の隙間が狭くなりすぎず、保持器の弾性変形時に保持器が外輪軌道面に接触するのを防止することができる。
【0015】
［構成３］
前記内輪の外周には、前記円すいころの大端面が滑りを伴って接触する大つばが形成され、
前記ころ転動面には、前記ころ転動面の全体が断面凸円弧状となるようにフルクラウニングが施され、
前記フルクラウニングの円弧の頂点位置が前記ころ転動面の円すいころの長さ方向の中心に対して前記大端面の側にずれている構成１または２に記載の円すいころ軸受。
前記内輪の外周には、前記円すいころの大端面が滑りを伴って接触する大つばが形成され、
前記ころ転動面には、前記ころ転動面の全体が断面凸円弧状となるようにフルクラウニングが施され、
前記フルクラウニングの円弧の頂点位置が前記ころ転動面の円すいころの長さ方向の中心に対して前記大端面の側にずれている構成１または２に記載の円すいころ軸受。
【0016】
この構成を採用すると、円すいころの外周のころ転動面にフルクラウニングが施され、そのフルクラウニングの頂点位置が大端面の側にずれているので、円すいころの大端面と内輪の大つばとの間の滑り抵抗を低く抑えることができ、円すいころのスキュー（円すいころがその進行方向に対して傾斜する現象）が生じにくくなる。そのため、低速かつ高荷重の条件で使用されたときにも、円すいころのスキューによる保持器の負荷を効果的に低減することが可能となる。
【0017】
［構成４］
前記ころ径Ｄａが１９ｍｍ以下であり、
前記複数の円すいころのピッチ円直径ＰＣＤが２００ｍｍ以上である構成１から３のいずれかに記載の円すいころ軸受。
前記ころ径Ｄａが１９ｍｍ以下であり、
前記複数の円すいころのピッチ円直径ＰＣＤが２００ｍｍ以上である構成１から３のいずれかに記載の円すいころ軸受。
【0018】
この構成を採用すると、建機スプロケット用円すいころ軸受の用途に好適である。
【0019】
［構成５］
前記円すいころの小端面に対応する位置での前記外輪の径方向厚さをＴ１（ｍｍ）、前記円すいころの大端面に対応する位置での前記外輪の径方向厚さをＴ２（ｍｍ）、前記内輪の内周から前記外輪の外周までの径方向寸法である軸受高さをＨ（ｍｍ）としたときに、前記径方向厚さＴ１が前記軸受高さＨの３０％以上４５％以下であり、前記径方向厚さＴ２が前記軸受高さＨの１０％以上２０％以下である構成１から４のいずれかに記載の円すいころ軸受。
前記円すいころの小端面に対応する位置での前記外輪の径方向厚さをＴ１（ｍｍ）、前記円すいころの大端面に対応する位置での前記外輪の径方向厚さをＴ２（ｍｍ）、前記内輪の内周から前記外輪の外周までの径方向寸法である軸受高さをＨ（ｍｍ）としたときに、前記径方向厚さＴ１が前記軸受高さＨの３０％以上４５％以下であり、前記径方向厚さＴ２が前記軸受高さＨの１０％以上２０％以下である構成１から４のいずれかに記載の円すいころ軸受。
【0020】
この構成を採用すると、外輪の剛性を確保することができる。
【0021】
［構成６］
前記大径側環状部に、前記各円すいころの大端面に対向する大径側ポケット面が形成され、
前記円すいころの大端面と前記大径側ポケット面との間の隙間δの大きさが０．６ｍｍ未満である構成１から５のいずれかに記載の円すいころ軸受。
前記大径側環状部に、前記各円すいころの大端面に対向する大径側ポケット面が形成され、
前記円すいころの大端面と前記大径側ポケット面との間の隙間δの大きさが０．６ｍｍ未満である構成１から５のいずれかに記載の円すいころ軸受。
【0022】
この構成を採用すると、円すいころのスキューを保持器で効果的に抑制することが可能となる。
【0023】
［構成７］
建設機械のクローラを駆動するクローラ駆動スプロケットの支持に用いられる構成１から６のいずれかに記載の円すいころ軸受。
建設機械のクローラを駆動するクローラ駆動スプロケットの支持に用いられる構成１から６のいずれかに記載の円すいころ軸受。
【発明の効果】
【0024】
第１の発明の円すいころ軸受は、ころ充填率γ（％）が８９％未満に設定されているので、その分、保持器の柱部の周方向幅を大きくすることができ、保持器の剛性を高めることができる。また、保持器のサイズを示す（Ｗ×Ｄｃ）を、柱部の周方向幅と柱部の本数（Ｐ１×Ｐ２×Ｚ）で除した特性値Ａが、８．０以下となるように保持器の寸法が設定されているので、低速かつ高荷重の建機スプロケット用円すいころ軸受として使用したときにも、保持器の剛性を確保することができる。そのため、建機スプロケット用円すいころ軸受として使用したときに高い耐久性を得ることが可能である。
【0025】
第２の発明の円すいころ軸受も、ころ充填率γ（％）が８９％未満に設定されているので、その分、保持器の柱部の周方向幅を大きくすることができ、保持器の剛性を高めることができる。また、保持器の大径側環状部の外径Ｄｃを、保持器と外輪の隙間の大きさを示すＧで除した特性値Ｂが１００以上となるように保持器の外径寸法が設定されているので、保持器の外周が外輪軌道面に近い。そのため、保持器の柱部の周方向幅が大きくなり、保持器の剛性を効果的に高めることが可能である。そのため、建機スプロケット用円すいころ軸受として使用したときに高い耐久性を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【発明を実施するための形態】
【0027】
図１に、この発明の第１実施形態の円すいころ軸受１を示す。この円すいころ軸受１は、外輪２と、外輪２の径方向内側に同軸に配置された内輪３と、外輪２と内輪３の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の円すいころ４と、複数の円すいころ４を保持する環状の保持器５とを有する。
【0028】
外輪２の内周には、円すいころ４が転がり接触する円すい状の外輪軌道面６が形成されている。内輪３の外周には、円すいころ４が転がり接触する円すい状の内輪軌道面７と、内輪軌道面７の小径側端部から径方向外方に突出する小つば８と、内輪軌道面７の大径側端部から径方向外方に突出する大つば９とが形成されている。
【0029】
円すいころ４の外周には、外輪軌道面６および内輪軌道面７に転がり接触する円すい状のころ転動面１０が形成されている。また、円すいころ４の小径端には、内輪３の小つば８と対向する小端面１１が形成され、円すいころ４の大径端には、内輪３の大つば９と対向する大端面１２が形成されている。
【0030】
内輪軌道面７と外輪軌道面６は、円すいころ４を間に挟んで径方向に対向している。外輪軌道面６と内輪軌道面７は、内輪３の中心線上に位置する共通の一点Ｏで交わる円すい面である。軸受回転時、各円すいころ４は外輪軌道面６と内輪軌道面７の間で内輪３の中心線まわりに公転しながら自転する。小つば８は、円すいころ４が小径側に移動するのを規制し、円すいころ４が内輪軌道面７から脱落するのを防止する。大つば９は、軸受回転時に円すいころ４の大端面１２と滑りを伴って接触し、アキシアル荷重の一部を支持する。
【0031】
保持器５は、各円すいころ４の大端面１２に沿って周方向に延びる大径側環状部１３と、各円すいころ４の小端面１１に沿って周方向に延びる小径側環状部１４と、周方向に隣り合う円すいころ４の間を通って大径側環状部１３と小径側環状部１４とを連結する複数の柱部１５とを有する。
【0032】
大径側環状部１３と小径側環状部１４と複数の柱部１５は、複数の円すいころ４をそれぞれ収容する複数のポケット１６を区画している。ここで、大径側環状部１３と小径側環状部１４はポケット１６の軸方向の両端を区画し、柱部１５はポケット１６の周方向の両端を区画している。大径側環状部１３には、円すいころ４の大端面１２に対向する大径側ポケット面１７が形成され、小径側環状部１４には、円すいころ４の小端面１１に対向する小径側ポケット面１８が形成されている。
【0033】
保持器５を構成する大径側環状部１３と小径側環状部１４と複数の柱部１５は、樹脂材に繊維強化材を添加した樹脂組成物で一体に形成されている。樹脂組成物のベースとなる樹脂材としては、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリノナメチレンテレフタルアミド（ＰＡ９Ｔ）、ポリアミド１０Ｔ（ＰＡ１０Ｔ）等を使用することができる。樹脂材に添加する繊維強化材としては、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維等を採用することができる。
【0034】
この円すいころ軸受１は、円すいころ４のころ充填率γが７０％以上（好ましくは７５％以上）８９％未満（好ましくは８５％以下、より好ましくは８０％以下）に設定されている。ころ充填率γは、円すいころ４のころ径をＤａ（ｍｍ）、円すいころ４の本数をＺ（本）、円すいころ４のピッチ円直径をＰＣＤ（ｍｍ）としたときに、γ＝（Ｄａ×Ｚ）×１００／（π×ＰＣＤ）で定義される値である。
【0035】
ここで、ころ径Ｄａは、ころ転動面１０の大径側端部の直径と小径側端部の直径とを平均した値である。また、円すいころ４のピッチ円直径ＰＣＤは、外輪２と内輪３と円すいころ４とを正規の位置（外輪軌道面６ところ転動面１０の間に隙間が無く、内輪軌道面７ところ転動面１０との間にも隙間が無く、円すいころ４の大端面１２が大つば９に接触する位置。以下同じ）に配置した状態で、複数の円すいころ４のころ径Ｄａの部分の中心を結ぶ仮想円の直径である。
【0036】
ころ径Ｄａは１９ｍｍ以下（好ましくは１２ｍｍ以下）に設定され、円すいころ４のピッチ円直径ＰＣＤは２００ｍｍ以上に設定されている。すなわち、この円すいころ軸受１は、過酷なモーメント荷重に耐えることができるようにするため、円すいころ４のピッチ円直径ＰＣＤが大きく、一方、円すいころ４のころ径Ｄａは小さく設定され、そのため一般的な用途に使用される円すいころ軸受よりも円すいころ４の本数Ｚが多く、円すいころ４の本数が４０本以上（好ましくは５０本以上）となっている。
【0037】
保持器５は、保持器５の軸方向幅をＷ（ｍｍ）、保持器５の大径側環状部１３の外径をＤｃ（ｍｍ）、図４に示す柱部１５の小径側端部の周方向幅をＰ１（ｍｍ）、図３に示す柱部１５の大径側端部の周方向幅をＰ２（ｍｍ）としたときに、Ａ＝（Ｗ×Ｄｃ）／（Ｐ１×Ｐ２×Ｚ）で定義される特性値Ａが２．０以上８．０以下となるように保持器５の各部位の寸法が設定されている。柱部１５の本数は、円すいころ４の本数Ｚと同じである。
【0038】
ここで、図１に示すように、保持器５の軸方向幅Ｗは、小径側環状部１４の円すいころ４の側とは反対側（図では左側）の軸方向端面から、大径側環状部１３の円すいころ４の側とは反対側（図では右側）の軸方向端面までの軸方向の距離である。
【0039】
また、保持器５は、保持器５と外輪軌道面６の距離をＧ（ｍｍ）、保持器５の大径側環状部１３の外径をＤｃ（ｍｍ）としたときに、Ｂ＝Ｄｃ／Ｇで定義される特性値Ｂが１００以上（好ましくは１２０以上）１５０以下となるように保持器５の各部位の寸法が設定されている。ここで、保持器５と外輪軌道面６の距離Ｇは、外輪２と内輪３と円すいころ４とを正規の位置に配置し、保持器５の小径側ポケット面１８と円すいころ４の小端面１１に接触させた状態で、小径側ポケット面１８の径方向外端から外輪軌道面６までの距離（小径側ポケット面１８の径方向外端から外輪軌道面６に下ろした垂線の長さ）である。
【0040】
また、保持器５は、外輪２と内輪３と円すいころ４とを正規の位置に配置し、保持器５の小径側ポケット面１８と円すいころ４の小端面１１に接触させた状態で、円すいころ４の大端面１２と大径側ポケット面１７との間の隙間δの大きさ（円すいころ４の軸線方向に測った隙間δの大きさ）が０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ未満となるように形成されている。これにより、円すいころ４のスキュー（円すいころ４がその進行方向に対して傾斜する現象）を保持器５で抑制することが可能となっている。
【0041】
外輪軌道面６の軸受中心に対する傾斜角θは１０°以上２２．５°以下に設定されている。外輪２は、円すいころ４の小端面１１に対応する位置での外輪２の径方向厚さをＴ１（ｍｍ）、円すいころ４の大端面１２に対応する位置での外輪２の径方向厚さをＴ２（ｍｍ）、内輪３の内周から外輪２の外周までの径方向寸法である軸受高さをＨ（ｍｍ）としたときに、径方向厚さＴ１が軸受高さＨの３０％以上４５％以下であり、径方向厚さＴ２が軸受高さＨの１０％以上２０％以下となるように形成されている。これにより、外輪２の剛性が確保されている。内輪軌道面７の軸受中心に対する傾斜角は、１２．５°以上２０°以下に設定されている。
【0042】
図５に示すように、ころ転動面１０には、ころ転動面１０の全体が断面凸円弧状となるようにフルクラウニングが施されている。そして、このフルクラウニングは、円弧の頂点位置Ｃが、円すいころ４の長さ方向の中心に対して大端面１２の側（図では左側）にずれるように形成されている。円すいころ４の長さ方向の中心に対するクラウニングの頂点位置Ｃのずれ量は、円すいころ４のころ長さＬの１０％以上２０％以下に設定されている。
【0043】
ここで、フルクラウニングの円弧の頂点位置Ｃは、外輪２と内輪３と円すいころ４とを正規の位置に配置した状態で、ころ転動面１０が内輪軌道面７に接する位置である。図では、ころ転動面１０のクラウニングを誇張して示しているが、実際のクラウニングはドロップ量（クラウニングを施す前の理想的な円すい面に対する両端での落ち込み量）が１μｍ以上４０μｍ以下（好ましくは３μｍ以上４０μｍ以下）程度の微小なものである。
【0044】
図１０に、上記の円すいころ軸受１を使用したクローラ駆動スプロケット２０の回転駆動装置を示す。この回転駆動装置は、油圧モータ（図示せず）を収容する固定ハウジング２１と、固定ハウジング２１の外周に装着した円すいころ軸受１と、円すいころ軸受１で回転可能に支持される回転ハウジング２２と、回転ハウジング２２に収容された遊星歯車減速機（図示せず）とを有する。回転ハウジング２２の外周にはクローラ駆動スプロケット２０が固定され、そのクローラ駆動スプロケット２０に建設機械のクローラ２３（履帯）が巻き掛けられている。この回転駆動装置は、固定ハウジング２１に収容された油圧モータ（図示せず）を作動させると、その油圧モータの回転が回転ハウジング２２に収容された遊星歯車減速機（図示せず）で減速されて回転ハウジング２２に伝達し、回転ハウジング２２と一体にクローラ駆動スプロケット２０が回転する。
【0045】
ところで、図１０に示すように、建設機械のクローラ２３を駆動するクローラ駆動スプロケット２０の支持に用いられる円すいころ軸受１は、大きな荷重が負荷されることから、軸受の耐久性を確保するため、従来、９０％以上のころ充填率をもつように設計されていた。一方、建設機械のクローラ２３を駆動するクローラ駆動スプロケット２０の支持に用いられる円すいころ軸受１は、低速かつ高荷重の条件で使用されるため、円すいころ４のスキュー（円すいころ４がその進行方向に対して傾斜する現象）が生じやすく、そのスキューにより円すいころ４を保持する保持器５に負荷がかかり、保持器５の耐久性が低下する場合がある。
【0046】
この問題に対し、この実施形態の円すいころ軸受１は、ころ充填率γ（％）が８９％未満（好ましくは８５％以下、より好ましくは８０％以下）に設定されているので、その分、保持器５の柱部１５の周方向幅を大きくすることができ、保持器５の剛性を高めることができる。また、保持器５のサイズを示す（Ｗ×Ｄｃ）を、柱部１５の周方向幅と柱部１５の本数（Ｐ１×Ｐ２×Ｚ）で除した特性値Ａが、８．０以下となるように保持器５の寸法が設定されているので、図１０に示すように、低速かつ高荷重の条件で使用したときにも、保持器５の剛性を確保することができる。そのため、建機スプロケット用円すいころ軸受として使用したときに高い耐久性を得ることが可能である。
【0047】
また、この円すいころ軸受１は、保持器５の大径側環状部１３の外径Ｄｃを、保持器５と外輪２の隙間の大きさを示すＧで除した特性値Ｂが１００以上（好ましくは１２０以上）となるように保持器５の外径寸法が設定されているので、保持器５の外周が外輪軌道面６に近い。そのため、保持器５の柱部１５の周方向幅が大きくなり、保持器５の剛性を効果的に高めることが可能である。そのため、建機スプロケット用円すいころ軸受として使用したときに高い耐久性を得ることが可能である。
【0048】
また、この円すいころ軸受１は、図５に示すように、円すいころ４の外周のころ転動面１０にフルクラウニングが施され、そのフルクラウニングの頂点位置Ｃが大端面１２の側にずれているので、図１に示す円すいころ４の大端面１２と内輪３の大つば９との間の滑り抵抗を低く抑えることができ、円すいころ４のスキューが生じにくい。そのため、図１０に示すように、低速かつ高荷重の条件で使用されたときにも、円すいころ４のスキューによる保持器５の負荷を効果的に低減することが可能である。
【0049】
図６～図９に、この発明の第２実施形態の円すいころ軸受１を示す。第２実施形態は、第１実施形態と比べて、保持器５の材質が異なるのみであり、それ以外の構成は同一である。そのため、第１実施形態に対応する部分は同一の符号を付して説明を省略する。
【0050】
保持器５を構成する大径側環状部１３と小径側環状部１４と複数の柱部１５は、円すい状にプレス成形した鉄板で形成されている。鉄板の材質としては、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）、熱間圧延鋼板（ＳＰＨＣ）、熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨＤ）等を採用することができる。
【0051】
この円すいころ軸受１も、第１実施形態と同様、円すいころ４のころ径をＤａ（ｍｍ）、円すいころ４の本数をＺ（本）、円すいころ４のピッチ円直径をＰＣＤ（ｍｍ）としたときに、γ＝（Ｄａ×Ｚ）×１００／（π×ＰＣＤ）で定義されるころ充填率γが７０％以上（好ましくは７５％以上）８９％未満（好ましくは８５％以下、より好ましくは８０％以下）に設定されているので、その分、保持器５の柱部１５の周方向幅を大きくすることができ、保持器５の剛性を高めることができる。また、保持器５のサイズを示す（Ｗ×Ｄｃ）を、柱部１５の周方向幅と柱部１５の本数（Ｐ１×Ｐ２×Ｚ）で除した特性値Ａが、８．０以下となるように保持器５の寸法が設定されているので、図１０に示すように、低速かつ高荷重の条件で使用したときにも、保持器５の剛性を確保することができる。そのため、建機スプロケット用円すいころ軸受として使用したときに高い耐久性を得ることが可能である。
【0052】
また、この円すいころ軸受１は、保持器５の大径側環状部１３の外径Ｄｃを、保持器５と外輪２の隙間の大きさを示すＧで除した特性値Ｂが１００以上（好ましくは１２０以上）となるように保持器５の外径寸法が設定されているので、保持器５の外周が外輪軌道面６に近い。そのため、保持器５の柱部１５の周方向幅が大きくなり、保持器５の剛性を効果的に高めることが可能である。そのため、建機スプロケット用円すいころ軸受として使用したときに高い耐久性を得ることが可能である。
【0053】
また、この円すいころ軸受１は、円すいころ４の外周のころ転動面１０にフルクラウニングが施され、そのフルクラウニングの頂点位置Ｃが大径側にずれているので、図６に示す円すいころ４の大端面１２と内輪３の大つば９との間の滑り抵抗を低く抑えることができ、円すいころ４のスキューが生じにくい。そのため、図１０に示すように、低速かつ高荷重の条件で使用されたときにも、円すいころ４のスキューによる保持器５の負荷を効果的に低減することが可能である。それ以外の作用効果も第１実施形態と同様である。
【0054】
今回開示された実施の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と考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0055】
１ 円すいころ軸受
２ 外輪
３ 内輪
４ 円すいころ
５ 保持器
６ 外輪軌道面
９ 大つば
１０ ころ転動面
１１ 小端面
１２ 大端面
１３ 大径側環状部
１４ 小径側環状部
１５ 柱部
１７ 大径側ポケット面
１８ 小径側ポケット面
２０ クローラ駆動スプロケット
２３ クローラ
Ｃ クラウニングの円弧の頂点位置
Ｄａ 円すいころのころ径
Ｄｃ 大径側環状部の外径
Ｇ 小径側ポケット面の径方向外端から外輪軌道面までの距離
Ｈ 軸受高さ
Ｐ１ 柱部の小径側端部の周方向幅
Ｐ２ 柱部の大径側端部の周方向幅
ＰＣＤ 円すいころのピッチ円直径
Ｔ１、Ｔ２ 外輪の径方向厚さ
Ｗ 保持器の軸方向幅
δ 大端面と大径側ポケット面の間の隙間
２ 外輪
３ 内輪
４ 円すいころ
５ 保持器
６ 外輪軌道面
９ 大つば
１０ ころ転動面
１１ 小端面
１２ 大端面
１３ 大径側環状部
１４ 小径側環状部
１５ 柱部
１７ 大径側ポケット面
１８ 小径側ポケット面
２０ クローラ駆動スプロケット
２３ クローラ
Ｃ クラウニングの円弧の頂点位置
Ｄａ 円すいころのころ径
Ｄｃ 大径側環状部の外径
Ｇ 小径側ポケット面の径方向外端から外輪軌道面までの距離
Ｈ 軸受高さ
Ｐ１ 柱部の小径側端部の周方向幅
Ｐ２ 柱部の大径側端部の周方向幅
ＰＣＤ 円すいころのピッチ円直径
Ｔ１、Ｔ２ 外輪の径方向厚さ
Ｗ 保持器の軸方向幅
δ 大端面と大径側ポケット面の間の隙間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】