特開 2025-15986 円錐ころ軸受

(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】P2025015986

(43)【公開日】2025-01-31

(54)【発明の名称】円錐ころ軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/49 20060101AFI20250124BHJP

   F16C 19/36 20060101ALI20250124BHJP

   F16C 33/54 20060101ALI20250124BHJP

【ＦＩ】

F16C33/49

F16C19/36

F16C33/54 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023118948

(22)【出願日】2023-07-21

(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】山田 渓太

(72)【発明者】

【氏名】村井 隆司

【テーマコード（参考）】

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J701AA16

3J701AA25

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA54

3J701AA62

3J701BA25

3J701BA44

3J701BA47

3J701BA49

3J701DA09

3J701EA02

3J701FA44

3J701FA46

3J701GA01

3J701GA36

3J701GA51

3J701XB03

3J701XB19

3J701XB26

(57)【要約】

【課題】ポケット内に円錐ころを安定して保持することができ、かつ円錐ころ及び保持器の内輪への組み込みが容易であり、製造コストを低減可能な円錐ころ軸受を提供する。
【解決手段】円錐ころ軸受１０の櫛型保持器４０は、軸方向一方側に配置される円環部４１と、円環部４１の軸方向他方側の面４２から周方向に所定の間隔で離間して設けられた複数の柱部４３と、周方向に隣り合う柱部４３の周方向側面４４と、円環部４１の軸方向他方側の面４２とによって画成されるポケット部４５と、を有する。柱部４３の長さＬ２は、円錐ころ１１の長さＬ１の２／３以上且つ全長以下である。
【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自在に配置される複数の円錐ころと、
前記複数の円錐ころを周方向に所定の間隔で回動自在に保持する保持器と、
を備える円錐ころ軸受であって、
前記保持器は、
前記円錐ころの軸方向一方側に配置される円環部と、
前記円環部の軸方向他方側の面から周方向に所定の間隔で離間して設けられた複数の柱部と、
周方向に隣り合う前記柱部の周方向側面と前記円環部の軸方向他方側の面とによって画成され、それぞれ前記円錐ころを保持するポケット部と、
を有する櫛型保持器であり、
前記柱部の長さは、前記円錐ころの長さの２／３以上且つ全長以下である、
円錐ころ軸受。

【請求項2】

前記保持器は、鋼板のプレス成形品である、
請求項１に記載の円錐ころ軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、櫛型保持器を備える円錐ころ軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

円錐ころ軸受は、鉄道車両、自動車、建設機械、鉄鋼圧延機等の各種産業機械の回転軸を回転支持するために好適に用いられている。円錐ころ軸受においては、複数の円錐ころが、主に籠型保持器や櫛型保持器に形成されたポケット内に転動自在に配設されている。

【0003】

図６及び図７に示すように、従来の円錐ころ軸受１００は、内周面に外輪軌道面１１１を有する外輪１１０と、外周面に内輪軌道面１２１を有する内輪１２０と、外輪軌道面１１１と内輪軌道面１２１との間に転動自在に配設された複数の円錐ころ１３０と、複数の円錐ころ１３０をそれぞれポケット１４７内に回動自在に保持する籠型保持器１４０と、を備える。

【0004】

籠型保持器１４０は、軸方向一方側に形成された大径円環部１４２と、軸方向他方側に形成された小径円環部１４１と、大径円環部１４２と小径円環部１４１とを軸方向に連結し、周方向に互いに離間して形成された複数の柱部１４３と、を有する。籠型保持器１４０は、小径円環部１４１の軸方向一方側の面１４４と、大径円環部１４２の軸方向他方側の面１４５と、隣り合う柱部１４３，１４３の周方向側面１４６，１４６と、で画成されたポケット１４７内に、円錐ころ１３０を回動自在に保持する。

【0005】

また、特許文献１や特許文献２には、櫛型保持器を備える円錐ころ軸受が開示されている。特許文献１に記載の櫛型保持器は、鋼のプレス加工により形成され、小径側に円環部を有すると共に、小径側端部には軸受の半径方向内側に向いた折曲部が設けられている。そして、内輪小鍔部に、折曲部の軸方向の位置を規制する環状突部が形成され、潤滑剤の攪拌抵抗の低減を図っている。また、特許文献２に記載の櫛型保持器は、樹脂の成形や削り加工、或いは、金属の鋳造や削り加工により形成され、柱部の長さが円錐ころの長さの半分以上且つ全長以下であり、柱部の周方向両面は、円錐ころの曲率と略等しく、かつ円錐ころを半径方向に保持するためのパチン部を形成して製造の低コスト化を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９－２３７７号公報

【特許文献2】特開２０１４－２３１８９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、図６及び図７に示す従来の籠型保持器１４０や特許文献１に記載の櫛型保持器では、内輪に円錐ころと保持器を組込む際に保持器に対し加締め加工を行う必要がある。また、特許文献２に記載の櫛型保持器は、組付け時に保持器の加締め加工は必要ないものの、円錐ころを抱える形状であるため、従来の籠形保持器と比較して半径方向の厚みが大きく材料のコストがかさむという問題があった。また、一般的に、円錐ころの重心位置は、円錐ころの長さの略半分の位置にあるため、柱部の長さが円錐ころの長さの半分である場合、円錐ころの重心位置と柱部の先端位置が一致してしまい、円錐ころの保持が不安定になる虞がある。

【0008】

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、ポケット内に円錐ころを安定して保持することができ、かつ円錐ころ及び保持器の内輪への組み込みが容易であり、製造コストを低減可能な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】

【0009】

したがって、本発明の上記目的は、円錐ころ軸受に係る下記［１］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自在に配置される複数の円錐ころと、
前記複数の円錐ころを周方向に所定の間隔で回動自在に保持する保持器と、
を備える円錐ころ軸受であって、
前記保持器は、
前記円錐ころの軸方向一方側に配置される円環部と、
前記円環部の軸方向他方側の面から周方向に所定の間隔で離間して設けられた複数の柱部と、
周方向に隣り合う前記柱部の周方向側面と前記円環部の軸方向他方側の面とによって画成され、それぞれ前記円錐ころを保持するポケット部と、
を有する櫛型保持器であり、
前記柱部の長さは、前記円錐ころの長さの２／３以上且つ全長以下である、
円錐ころ軸受。

【発明の効果】

【0010】

本発明の円錐ころ軸受によれば、ポケット内に円錐ころを安定して保持することができると共に、円錐ころ及び保持器の内輪への組み込みが容易であり、円錐ころ軸受を低コストで製造できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態に係る円錐ころ軸受の断面図である。

【図2】図１の円錐ころ軸受から外輪を外して示す斜視図である。

【図3】図１の円錐ころ軸受の円錐ころ長さと保持器の柱部長さとを示す断面図である。

【図4】図３の要部拡大図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係る円錐ころ軸受の図４相当の拡大図ある。

【図6】従来の籠型保持器を備える円錐ころ軸受の断面図である。

【図7】図６の従来の円錐ころ軸受から外輪を外して示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（第１実施形態）
図１及び図２に示すように、本実施形態の円錐ころ軸受１０は、内周面に外輪軌道面２１を有する外輪２０と、外周面に内輪軌道面３１を有する内輪３０と、外輪軌道面２１と内輪軌道面３１との間に転動自在に配設された複数の円錐ころ１１と、複数の円錐ころ１１を周方向に所定の間隔で回動自在に保持する櫛型保持器４０と、を備える。

【0013】

外輪軌道面２１及び内輪軌道面３１は、円錐ころ軸受１０の軸心Ｃに対して傾斜する円錐形状に形成されている。内輪３０は、内輪軌道面３１の軸方向一方側（図１中、右側）に形成された大径鍔部３２と、内輪軌道面３１の軸方向他方側（図１中、左側）に形成された小径鍔部３３と、を有する。

【0014】

内輪３０の大径鍔部３２及び小径鍔部３３は、それぞれ円錐ころ１１の大径側端面１２（頭部面）及び小径側端面１３（尾部面）に滑り接触し、該円錐ころ１１を軸方向に位置決めする。また、内輪軌道面３１と大径鍔部３２及び内輪軌道面３１と小径鍔部３３とを接続する一対の角部には、それぞれ周方向に沿って内輪逃げ溝３４、３５が凹設される。

【0015】

円錐ころ１１は、円錐状に形成され、周面に円錐状の転動面１４を備える。円錐ころ１１の大径側端面１２には、円形状の凹部１５が形成されている。転動面１４及び大径側端面１２を接続する角部と、転動面１４及び小径側端面１３を接続する角部とは、それぞれ凸球面状に形成されている。

【0016】

複数の円錐ころ１１を回転自在に保持する櫛形保持器４０は、鋼板をプレス成形して形成されており、円錐ころ１１の軸方向一方側（図１、図２の右側。大径側。）に配置される円環部４１と、円環部４１の軸方向他方の面４２から周方向に所定の間隔で離間して設けられた複数の柱部４３と、を有する。柱部４３は、円錐ころ１１の軸心Ｃ１よりも半径方向外側に位置する。柱部４３は、面４２から軸方向他方側に向かうにしたがって径方向内側（円錐ころ軸受１０の軸心Ｃ側）に近づくように傾斜する。なお、図示の例では、柱部４３は、円錐ころ１１の軸心Ｃ１に平行に延設されているが、必ずしも軸心Ｃ１に対して平行でなくてもよい。

【0017】

櫛形保持器４０は、周方向の隣り合う柱部４３，４３の互いに対向する周方向側面４４，４４と、円環部４１の軸方向他方側の面４２と、によってポケット部４５が画成される。該ポケット部４５には、それぞれ円錐ころ１１が転動自在に保持される。

【0018】

柱部４３の長さＬ２（円錐ころ１１の軸心Ｃ１に沿った長さ）は、円錐ころ１１の軸方向長さＬ１の２／３以上かつ全長以下とすることが好ましい。本実施形態では、図３及び図４に示すように、柱部４３の長さＬ２（円錐ころ１１の軸心Ｃ１に沿った長さ）は、円錐ころ１１の軸方向長さＬ１の２／３の長さに設定されている。

【0019】

櫛形保持器４０のポケット部４５に保持された円錐ころ１１の重心位置Ｇは、円錐ころ１１の軸方向長さＬ１の半分又は半分よりも大径側（軸方向一方側）の位置であり、該位置に円錐ころ１１の荷重が作用する。ここで、柱部４３の長さＬ２が、円錐ころ１１の軸方向長さＬ１の半分であるとすると、円錐ころ１１の重心位置Ｇと柱部４３の先端位置が一致してしまい、ポケット部４５による円錐ころ１１の保持が不安定になる虞がある。

【0020】

しかし、本実施形態の櫛型保持器４０は、柱部４３の長さＬ２が、円錐ころ１１の軸方向長さＬ１の２／３の長さに設定されているので、円錐ころ１１を重心位置Ｇを超えた部分まで保持することができ、円錐ころ１１が安定して保持される。

【0021】

なお、柱部４３の長さＬ２を、円錐ころ１１の軸方向長さＬ１の２／３の長さに設定したのは、特殊な円錐ころ１１では、重心位置Ｇが円錐ころ１１の大径側端面１２から軸方向長さＬ１の１／３の位置にあることを考慮したことによる。このような特殊な円錐ころ１１でも、柱部４３の長さＬ２を、円錐ころ１１の大径側端面１２から重心位置Ｇまでの距離の２倍以上とすることで、円錐ころ１１を安定して保持できる。

【0022】

また、上記した櫛型保持器４０によれば、円錐ころ１１及び保持器４０を内輪３０に組付ける際、櫛型保持器４０が容易に弾性変形するので組み付けが容易になる。さらに、櫛型保持器４０では、従来の籠型保持器を用いた円錐ころ軸受の組立で必要であった組付け後の加締め加工が不要となる。

【0023】

さらに、ポケット部４５内に円錐ころ１１を保持する、従来の籠型保持器及び本実施形態に係る櫛型保持器４０を内輪３０に組み込む際、各保持器に発生する変位は両保持器とも同じであるので、円錐ころ１１の軸方向長さＬ１の半分の位置に強制変位を付与した場合の柱部根元部応力について解析した。その結果、櫛型保持器４０は、従来の籠型保持器と比較して柱部根元部応力が６０％程度低減できることが分かった。

【0024】

なお、上記の解析にあたっては、従来の籠型保持器と、籠型保持器に対して板厚が１０～２０％厚く、柱部４３の周方向幅Ｗが同等であり、柱部４３の長さＬ２が円錐ころ１１の軸方向長さＬ１の２／３の櫛型保持器４０とで、比較した。

【0025】

また、柱部４３の周方向幅Ｗを狭くした場合でも、同等の解析結果が得られているため、円錐ころ１１のころ数を増やすことで、円錐ころ軸受１０の基本動定格荷重を大きくすることも可能となる。また、本実施形態の櫛型保持器４０は、従来の籠型保持器とほとんど同じ工程で製作可能であるため、安価に製造できる。

【0026】

（第２実施形態）
次に、図５を参照して第２実施形態の櫛型保持器４０について説明する。図５に示すように、本実施形態の櫛型保持器４０は、柱部４３の長さＬ２（円錐ころ１１の軸心Ｃ１に沿った長さ）が、円錐ころ１１の軸方向長さＬ１と同じ長さ（Ｌ２＝Ｌ１）に設定されている。

【0027】

本実施形態の櫛型保持器４０によれば、第１実施形態の櫛型保持器４０と比較して、柱部４３の長さＬ２が長いので、円錐ころ１１をより安定して保持できる。また、円錐ころ１１及び櫛型保持器４０の内輪３０への組み付けが容易であるだけでなく、櫛型保持器４０の柱部根元応力は、従来の籠型保持器と比較して６０％程度低減できる。

【0028】

その他の構成及び作用は、第１実施形態の櫛型保持器４０と同様であるので、同一部分には同一符号または相当符号付して説明を省略する。

【0029】

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

【0030】

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（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自在に配置される複数の円錐ころと、
前記複数の円錐ころを周方向に所定の間隔で回動自在に保持する保持器と、
を備える円錐ころ軸受であって、
前記保持器は、
前記円錐ころの軸方向一方側に配置される円環部と、
前記円環部の軸方向他方側の面から周方向に所定の間隔で離間して設けられた複数の柱部と、
周方向に隣り合う前記柱部の周方向側面と前記円環部の軸方向他方側の面とによって画成され、それぞれ前記円錐ころを保持するポケット部と、
を有する櫛型保持器であり、
前記柱部の長さは、前記円錐ころの長さの２／３以上且つ全長以下である、
円錐ころ軸受。
この構成によれば、ポケットにより円錐ころを安定して保持することができると共に、円錐ころ及び保持器の内輪への組み込みが容易であり、円錐ころ軸受を低コストで製造できる。

【0031】

（２）前記保持器は、鋼板のプレス成形品である、
（１）に記載の円錐ころ軸受。
この構成によれば、鋼板をプレス加工することで、保持器を安価に製造できる。

【符号の説明】

【0032】

１０ 円錐ころ軸受
１１ 円錐ころ
２０ 外輪
２１ 外輪軌道面
３０ 内輪
３１ 内輪軌道面
４０ 櫛型保持器（保持器）
４１ 円環部
４３ 柱部
４４ 柱部の周方向側面
４５ ポケット部
Ｃ１ 円錐ころの軸心
Ｌ１ 円錐ころの長さ
Ｌ２ 柱部の長さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】