(57)【要約】      （修正有）【課題】保持器強度の低下を抑えつつ、低トルク化が得られる円すいころ軸受を提供する。【解決手段】円すいころ４を収容する保持器５とからなる円すいころ軸受であって、保持器が、金属材料で形成され、円すいころ４の小端面側で連なる小径側環状部６と、円すいころの大端面側で連なる大径側環状部７と、これらの環状部を連結する複数の柱部８とからなり、ポケットに面する柱部は、その側面９ｃの径方向内側に面押し加工面１１を有し、面押し加工面は、ポケットの軸方向中央に位置するストレート部１１ａと、ポケットの軸方向両端に位置するポケット隅アール部１０ｂと、ストレート部１１ａとポケット隅アール部１０ｂとの間に形成された逃げ部１１ｂとからなり、逃げ部１１ｂは、ストレート部１１ａの軸方向端からポケット隅アール部１０ｂに向けて徐々に逃げ量Δが大きくなると共に、ストレート部１１ａに滑らかに接続されている。【選択図】図２
2020153515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に円錐状の軌道面を有する内輪と、内周に円錐状の軌道面を有する外輪と、前記両軌道面間に組込まれた複数の円すいころと、この円すいころを収容する保持器とからなる円すいころ軸受であって、
前記保持器が、金属材料で形成され、前記円すいころの小径端面側で連なる小径側環状部と、前記円すいころの大径端面側で連なる大径側環状部と、これらの環状部を連結する複数の柱部とからなり、前記小径側環状部、大径側環状部および柱部によって前記円すいころを収容するポケットが区画された円すいころ軸受において、
前記ポケットに面する柱部は、その側面の径方向内側に面押し加工面を有し、
前記面押し加工面は、前記ポケットの軸方向中央に位置するストレート部と、前記ポケットの軸方向両端に位置するポケット隅アール部と、前記ストレート部と前記ポケット隅アール部との間に形成された逃げ部とからなり、
前記逃げ部は、前記ストレート部の軸方向端から前記ポケット隅アール部に向けて徐々に逃げ量が大きくなると共に、前記ストレート部に滑らかに接続されていることを特徴とする円すいころ軸受。
【請求項２】
前記逃げ部が、前記柱部の軸方向に対して傾斜した直線状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の円すいころ軸受。
【請求項３】
前記逃げ部が、前記柱部の軸方向に突状に湾曲した曲線状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の円すいころ軸受。
【請求項４】
前記ストレート部が、前記柱部の軸方向に中凸形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の円すいころ軸受。
【請求項５】
前記円すいころの小端面に対向する前記ポケットの小径端側面が凸形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の円すいころ軸受。
【請求項６】
前記円すいころの小端面に対向する前記ポケットの小径端側面に、前記保持器の保持器の内周面と外周面との間を半径方向に貫通する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４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】
円すいころ軸受は、外周に円錐状の軌道面を有する内輪と、内周に円錐状の軌道面を有する外輪と、両軌道面間に組込まれた複数の円すいころと、この円すいころを収容する保持器とを主な構成とする。保持器は、金属材料で形成され、通常、円すいころの小端面側で連なる小径側環状部と、円すいころの大端面側で連なる大径側環状部と、これらの環状部を連結する複数の柱部とからなり、小径側環状部、大径側環状部および柱部によって囲まれたポケットに円すいころが収容される。円すいころ軸受は、ラジアル荷重とスラスト荷重の双方を支持することができ、例えば、自動車や産業機械の用途で広く使用されている。
【０００３】
図１２、図１３に示すように、鋼板をプレス加工して形成した保持器５５では、ポケット５９を抜き加工した後、ポケット５９に面する柱部５８の側面５８ａに円すいころを案内するために、パンチによる面押し加工面５８ｂを形成する構成が従来から採用されている。図１３（ａ）はポケットの中心における保持器の縦断面図で、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＣ−Ｃ線で示す円錐面に向かって矢視した断面図である。図１３（ａ）、図１３（ｂ）に示すように、面押し加工面５８ｂは、柱部５８の側面５８ａの軸方向に直線状に形成され、この形状が、円すいころ軸受の保持器では標準仕様となっている。
【０００４】
特に近年、デファレンシャルやトランスミッション等の動力伝達軸を支持する自動車用円すいころ軸受に求められる機能の一つとして低トルク化が挙げられる。このような要求に対応する円すいころ軸受が、例えば、特許文献１に提案されている。特許文献１の円すいころ軸受の保持器を図１４に示す。図１４（ａ）はポケット１０９の中心における保持器１０５の縦断面図で、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＤ−Ｄ線で示す円錐面に向かって矢視した断面図である。軸受内部に潤滑油が流入する円すいころ軸受における潤滑油の流動抵抗によるトルク損失を低減するために、ポケット１０９の狭幅側の柱部１０８や広幅側の柱１０８部に切欠き１１０ａ、１１０ｂを設け、柱部１０８のころ案内面（面押し加工面１０８ｂ）の長さを短縮したものが提案されている（特許文献１）。なお、上述した図１３（ｂ）、図１４（ｂ）では、断面のハッチングを省略している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年のデファレンシャルやトランスミッション等の動力伝達軸を支持する自動車用円すいころ軸受に求められる低トルク化に対して、前述した標準仕様の保持器を有する円すいころ軸受では、円すいころの案内面（すべり面）が長く、低トルク化には十分ではないことが判明した。
【０００７】
特許文献１の円すいころ軸受では、保持器１０５の柱部１０８に切欠き１１０ａ、１１０ｂを設けているので、柱部１０８は、段付き形状では、保持器のプレス加工が難しくなることが考えられる。特に、比較的小径の自動車用円すいころ軸受（軸受外径φ４０ｍｍ〜φ１５０ｍｍ程度）では、必要な保持器強度を確保するには、ころ本数を減らす等、考慮する必要があった。
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑み、保持器強度の低下を抑えつつ、低トルク化が得られ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】
【０００９】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、外周に円錐状の軌道面を有する内輪と、内周に円錐状の軌道面を有する外輪と、前記両軌道面間に組込まれた複数の円すいころと、この円すいころを収容する保持器とからなる円すいころ軸受であって、前記保持器が、金属材料で形成され、前記円すいころの小径端面側で連なる小径側環状部と、前記円すいころの大径端面側で連なる大径側環状部と、これらの環状部を連結する複数の柱部とからなり、前記小径側環状部、大径側環状部および柱部によって前記円すいころを収容するポケットが区画された円すいころ軸受において、前記ポケットに面する柱部は、その側面の径方向内側に面押し加工面を有し、前記面押し加工面は、前記ポケットの軸方向中央に位置するストレート部と、前記ポケットの軸方向両端に位置するポケット隅アール部と、前記ストレート部と前記ポケット隅アール部との間に形成された逃げ部とからなり、前記逃げ部は、前記ストレート部の軸方向端から前記ポケット隅アール部に向けて徐々に逃げ量が大きくなると共に、前記ストレート部に滑らかに接続されていることを特徴とする。
【００１０】
上記の構成により、保持器強度の低下を抑えつつ、低トルク化が得られる円すいころ軸受を実現することができる。
【００１１】
具体的には、上記の逃げ部が、柱部の軸方向に対して傾斜した直線状に形成されていることが望ましい。これにより、面押し加工が、従来の面押し加工を踏襲し、パンチの形状変更により製造可能であることから、工程変更を必要としなく加工コストの上昇を抑えることができる。
【００１２】
上記の逃げ部が、柱部の軸方向に突状に湾曲した曲線状に形成されていることが望ましい。これにより、面押し加工が、従来の面押し加工を踏襲し、パンチの形状変更により製造可能であることから、工程変更を必要としなく加工コストの上昇を抑えることができる。また、ストレート部と逃げ部との滑らかな接続部の形状設定の自由度が増す。
【００１３】
上記のストレート部が、柱部の軸方向に中凸形状に形成されていることが望ましい。これにより、円すいころとストレート部との接触案内部への潤滑性が良好で、かつ、円すいころを安定して案内することができる。
【００１４】
上記の円すいころの小端面に対向するポケットの小径端側面が凸形状に形成されていることが望ましい。これにより、低トルク化を一層促進すると共に、円すいころの面取りとの干渉回避をより確実に実現することができる。
【００１５】
上記の円すいころの小端面に対向するポケットの小径端側面に、保持器の内周面と外周面との間を半径方向に貫通する凹部が形成されていることが望ましい。これにより、潤滑油の攪拌抵抗が低減し低トルク化を一層促進することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、保持器強度の低下を抑えつつ、低トルク化が得られる円すいころ軸受を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る円すいころ軸受を示す縦断面図である。
【図２】図１の保持器の縦断面図である。
【図３】（ａ）図は、保持器のポケットの中心線における部分的な縦断面図で、（ｂ）図は、（ａ）図のＢ−Ｂ線で矢視した部分的な外観図で、（ｃ）図は、（ａ）図のＡ−Ａ線で示す円錐面に向かって矢視した断面図である。
【図４】図２の保持器の柱部の面押し加工面の詳細を説明するための部分的な縦断面図である。
【図５】図４の各軸方向位置における柱部の断面を示し、（ａ）図は、図４のａ−ａ線における断面図で、（ｂ）図は、図４のｂ−ｂ線における断面図で、（ｃ）図は、図４のｃ−ｃ線における断面図で、（ｄ）図は、図４のｄ−ｄ線における断面図である。
【図６】図２の保持器を径方向内側から見た斜視図である。
【図７】保持器の柱部の面押し加工を示す横断面図である。
【図８】軸受回転トルク試験結果を示すグラフである。
【図９】保持器の変形例を示し、（ａ）図は、保持器のポケットの中心線における部分的な縦断面図で、（ｂ）図は、（ａ）図のＢ−Ｂ線で矢視した部分的な外観図で、（ｃ）図は、（ａ）図のＡ−Ａ線で示す円錐面に向かって矢視した断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る円すいころ軸受の保持器を示し、（ａ）図は保持器のポケットの中心線における部分的な縦断面図で、（ｂ）図は、（ａ）図のＡ−Ａ線で示す円錐面に向かって矢視した断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る円すいころ軸受の保持器を示し、（ａ）図は保持器のポケットの中心線における部分的な縦断面図で、（ｂ）図は、（ａ）図のＡ−Ａ線で示す円錐面に向かって矢視した断面図である。
【図１２】従来の標準保持器の縦断面図である。
【図１３】図１２の保持器の部分的な図で、（ａ）図は保持器のポケットの中心線における部分的な縦断面図で、（ｂ）図は、（ａ）図のＣ−Ｃ線で示す円錐面に向かって矢視した断面図である。
【図１４】従来の保持器の部分的な図で、（ａ）図は保持器のポケットの中心線における部分的な縦断面図で、（ｂ）図は、（ａ）図のＤ−Ｄ線で示す円錐面に向かって矢視した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の第１の実施形態に係る円すいころ軸受を図１〜図８に基づいて説明する。図１は、本実施形態の円すいころ軸受の中心線から上側半分を示す縦断面図で、図２は、図１の保持器の縦断面図である。
【００１９】
図１に示すように、円すいころ軸受１は、外輪２、内輪３、外輪２と内輪３の間に組込まれた円すいころ４、円すいころ４を保持する保持器５からなる。外輪２には内周に円錐状の軌道面２ａが形成されている。内輪３には外周に円錐状の軌道面３ａが形成され、小径側に小つば部３ｂが設けられ、大径側に大つば部３ｃが設けられている。外輪２の軌道面２ａと内輪３の軌道面３ａとの間に複数の円すいころ４が組み込まれている。各円すいころ４は、保持器５のポケット９に収容され、円周方向に所定間隔で保持されている。
【００２０】
図１に示すように、円すいころ４の外周には、円錐状の転動面４ａが形成され、小径側に小端面４ｂ、大径側に大端面４ｃが形成され、円すいころ４は、その大端面４ｃが内輪３の大つば部３ｃの大つば面３ｄで受けられる。
【００２１】
図２に示すように、保持器５は、小径側環状部６と、大径側環状部７と、小径側環状部６と大径側環状部７とを軸方向に繋ぐ複数の柱部８とからなる。保持器５は金属材料（例えば、鋼板）をプレス加工して形成される。小径側環状部６と、大径側環状部７および柱部８によって、二点鎖線で示す円すいころ４を収容するポケット９が形成される。円すいころ４を収容するポケット９の開口形状は、円すいころ４の小端面４ｂに対向する小径端側面９ａ、大端面４ｃに対向する大径端側面９ｂ、円すいころ４の転動面４ａに対向する（周方向に対向する）柱部８の側面９ｃとからなる台形状をなす。小径端側面９ａ、大径端側面９ｂ、側面９ｃの交わる部分にはポケット隅アール部１０ａが形成されている。円すいころ４の転動面４ａに対応する柱部８の側面９ｃの径方向内側には、面押し加工面１１が形成されている。図２では、保持器５の中心線に位置する一つポケット９の開口形状を実線で示し、このポケット９から柱部８により隔てられた所定数のポケット９が形成されているが、これらのポケット９については、二点鎖線で一続きの輪郭として簡略化して表示している。
【００２２】
本実施形態の円すいころ軸受１の概要は以上のとおりである。次に、本実施形態の円すいころ軸受１の特徴的な構成を図３〜図５に基づいて説明する。図３（ａ）は、保持器のポケットの中心線における部分的な縦断面図で、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線で矢視した部分的な外観図で、図３（ｃ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線で示す円錐面に向かって矢視した断面図である。図４は、図３（ａ）の保持器の柱部の面押し加工面の詳細を示す部分的な縦断面図で、図５は、図４の各軸方向位置における柱部の断面を示し、図５（ａ）は、図４のａ−ａ線における断面図で、図５（ｂ）は、図４のｂ−ｂ線における断面図で、図５（ｃ）は、図４のｃ−ｃ線における断面図で、図５（ｄ）は、図４のｄ−ｄ線における断面図である。
【００２３】
本実施形態の円すいころ軸受１の特徴的な構成は、ポケット９に面する柱部８が、その側面９ｃの径方向内側に面押し加工面１１を有し、面押し加工面１１が、ポケット９（柱部８）の軸方向中央に位置するストレート部１１ａと、ポケット９の軸方向両端に位置するポケット隅アール部１０ｂと、ストレート部１１ａとポケット隅アール部１０ｂとの間に形成された逃げ部１１ｂとからなり、逃げ部１１ｂが、ストレート部１１ａの軸方向端からポケット隅アール部１０ｂに向けて徐々に逃げ量が大きくなると共に、ストレート部１１ａとポケット隅アール部１０ｂとに滑らかに接続されていることである。
【００２４】
具体的には、図３（ａ）のＢ−Ｂ線で矢視した保持器５のポケット９の開口形状は、図３（ｂ）に示すように、円すいころ４（図２参照）の小端面４ｂに対向する小径端側面９ａ、大端面４ｃに対向する大径端側面９ｂ、円すいころ４の転動面４ａに対向する柱部８の側面９ｃとからなる台形状をなす。側面９ｃは、柱部８の軸方向に直線状である。図示は省略するが、ポケット９の抜き加工は、保持器５の環状素形材の外周をダイスで支持すると共に、環状素形材の内周に複数のパンチを配置し、各パンチを外径側に移動させ、各パンチの抜き刃で環状素形材を径方向に打ち抜いて複数のポケット９が形成される。各パンチには、図３（ｂ）に示す各ポケット９に対応した形状の抜き刃が設けられている。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、ポケット９に面する柱部８のうち軸方向に直線状に延びる側面９ｃの径方向内側には、面押し加工面１１が設けられている。面押し加工面１１は、円すいころ４の転動面４ａをすべり案内するために側面９ｃに対して傾斜して形成されている〔図５（ａ）〜図５（ｄ）参照〕。図３（ａ）のＡ−Ａ線で示す円錐面に向かって矢視した断面図である図３（ｃ）に示すように、ポケット９の抜き加工により形成されたポケット隅アール部１０ａと、柱部８の面押し加工により形成されたポケット隅アール部１０ｂは、略等しい曲率半径を有する円弧形状となっている。柱部８の軸方向中央は、従来の標準保持器と同様に、軸受運転中の円すいころ４の姿勢を安定化することを目的とし、ストレート形状を確保する。なお、図３（ｃ）では、断面のハッチングを省略している。
【００２６】
逃げ部１１ｂは、ストレート部１１ａの軸方向端からポケット隅アール部１０ｂに向けて、わずかに傾斜する直線状とすることにより、周方向に徐々に逃げ量が大きく形成されている。そして、逃げ部１１ｂは、ストレート部１１ａの軸方向端とポケット隅アール部１０ｂとに滑らかに接続されている。本実施形態では、ストレート部１１ａの長さＬａは、ポケット９の全長Ｌの５０％〜９０％の範囲とし、５０％〜８０％がより好ましい。これにより、円すいころ４と柱部８の面押し加工面１１（案内面）との接触長さが低減され、トルクの低減が図れる。５０％未満では、円すいころ４を案内する面押し加工面１１（案内面）が短く、軸受運転中のころの姿勢が不安定となる可能性が考えられ、一方、９０％を超えると、円すいころ４と面押し加工面１１（案内面）との接触長さが過剰になり、トルクの低減効果が得られない。
【００２７】
本実施形態の柱部８の面押し加工面１１の別の利点として、従来の標準保持器でのポケット隅アール部６０ｂ（図１２参照）は、円すいころ５４の面取りアール部５４ｄとの位置関係が非常に接近する場合があることから、面押し加工において、細心の注意により、柱部の面押し加工面５８ｂからポケット隅アール部６０ｂまで滑らかに繋げた形状とする必要があったが、本実施形態では、図２に示すように、面押し加工面１１の逃げ部１１ｂが円すいころ４の面取りアール部４ｄから遠ざかる位置となり、ポケット隅アール部１０ｂは、面取りアール部４ｄと干渉しない位置関係が得られ、面押し加工の段取りや加工が容易となる。また、面押し加工は、従来の面押し加工を踏襲し、パンチの形状変更により製造可能であることから、工程変更を必要としなく加工コストの上昇を抑えることができる。
【００２８】
さらに、柱部８の面押し加工面１１の詳細について、図４、図５を参照して説明する。図４に示すように、面押し加工面１１のうち、柱部８の軸方向中央に位置するストレート部１１ａの軸方向端がａ−ａ線である。このａ−ａ線の軸方向位置でストレート部１１ａと逃げ部１１ｂが接続され、逃げ部１１ｂは、ｄ−ｄ線の軸方向位置でポケット隅アール部１０ｂに接続される。ａ−ａ線とｄ−ｄ線との間に、等間隔の軸方向位置としてｂ−ｂ線とｃ−ｃ線を表記している。
【００２９】
図４に示すａ−ａ線、ｂ−ｂ線、ｃ−ｃ線およびｄ−ｄ線の各軸方向位置に対応する柱部８の断面を、それぞれ、図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）および図５（ｄ）に示す。図５（ａ）に示すように、ａ−ａ線の軸方向位置では、ストレート部１１ａの面押し加工量はＥａで、ストレート部１１ａの全長にわたって一定である。そして、ストレート部１１ａに接続される逃げ部１１ｂの開始端の面押し加工量もＥａとなる。図５（ｂ）に示すように、ｂ−ｂ線の軸方向位置における逃げ部１１ｂの面押し加工量はＥｂとなり、同様に、図５（ｃ）に示すように、ｃ−ｃ線の軸方向位置における逃げ部１１ｂの面押し加工量はＥｃとなり、図５（ｄ）に示すように、ｄ−ｄ線の軸方向位置における逃げ部１１ｂの面押し加工量はＥｄとなる。このように、逃げ部１１ｂの面押し加工量Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃ、Ｅｄは、柱部８の軸方向端部側、すなわち、ポケット隅アール部１０ｂに向けて徐々に大きくなる。
【００３０】
面押し加工量は上記のとおりであるが、逃げ部１１ｂの逃げ量について整理する。図５（ａ）に示すａ−ａ線の軸方向位置に対して、図５（ｂ）に示すｂ−ｂ線の軸方向位置における逃げ量Δｂ＝Ｅｂ−Ｅａとなり、図５（ｃ）に示すｃ−ｃ線の軸方向位置における逃げ量Δｃ＝Ｅｃ−Ｅａとなり、図５（ｄ）に示すｄ−ｄ線の軸方向位置における逃げ量Δｄ＝Ｅｄ−Ｅａとなる。本明細書および特許請求の範囲において逃げ量は上記の意味で用いる。
【００３１】
図５（ｄ）に示すｄ−ｄ線の軸方向位置における逃げ量Δｄ＝Ｅｄ−Ｅａが最大逃げ量Δｍａｘとなる。本実施形態では、最大逃げ量Δｍａｘ（＝Ｅｄ−Ｅａ）は、０ｍｍを越え、０．５ｍｍ以下である。好ましくは、０．２ｍｍ以下である。０．５ｍｍを超えると、柱部８の断面積の減少が大きくなり、標準保持器５５に対して強度低下が大きくなる。
図５では柱端部に向かうに従い９ｃ面が狭くなる加工例を示したが、プレス加工金型の工夫により、ａ−ａ断面での９ｃ幅を保ちながら１０ａまで至る場合（つまり、９ｃ幅＝１０ａ幅）となってもよい。
【００３２】
ここで、本実施形態における保持器５と従来の標準保持器との強度面の関係を補足する。図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）および図５（ｄ）に示すように、本実施形態の保持器５の柱部８の側面９ｃは、柱部８の軸方向全長にわたって直線状であるので、柱部８の側面９ｃ間の幅Ｆは一定である。この側面９ｃ間の幅Ｆは、図１２、図１３に示す従来の標準保持器５５の柱部の５８ａ間の幅寸法と同等である。また、面押し加工面１１のストレート部１１ａの面押し加工量Ｅａは、上記標準保持器５５の面押し加工面５８ｂの面押し加工量と同等である。図５（ｄ）に標準保持器５５の面押し加工面５８ｂを破線で示したが、本実施形態の保持器は、標準保持器と比べて、面押し加工面１１の逃げ部１１ｂの領域における逃げ量の分だけ柱部８の断面積が減少する関係になる。したがって、本実施形態の円すいころ軸受１では、最大逃げ量Δｍａｘを適宜の設定にすることにより、保持器強度の低下を極力抑えることができる。
【００３３】
ａ−ａ線の軸方向位置におけるストレート部１１ａと逃げ部１１ｂのつなぎ目形状およびｄ−ｄ線の軸方向位置における逃げ部１１ｂとポケット隅アール部１０ｂのつなぎ目形状は、円弧形状で滑らかに繋げるか、あるいは、ショットブラストによりエッジなく滑らかに繋がる形状とする。これにより、応力集中はなく、かつ、円すいころ４とのエッジ当たりが防止できる。
【００３４】
面押し加工面１１のストレート部１１ａとして直線状のものを例示したが、ストレート部１１ａは中凸形状としてもよい。中凸形状は、ストレート部１１ａの中央部と両端部との高さの差が５μｍ〜１００μｍの範囲とし、１０μｍ〜３０μｍ程度がより好ましい。この場合、円すいころ４とストレート部１１ａとの接触案内部への潤滑性が良好で、かつ、円すいころ４を安定して案内することができる。ストレート部１１ａの中央部と両端部との高さの差が１００μｍを超えると、面圧が大きくなりストレート部１１ａと円すいころ４との当たりで表面損傷になる可能性が懸念され、５μｍ未満では、プレス加工上の特性で柱面が凹凸になる可能性が懸念される。
【００３５】
上記では、保持器５の大径側環状部７側の逃げ部１０ｂについて説明したが、小径側環状部６側の逃げ部１０ｂも同様であるので、説明を省略する。
【００３６】
以上に説明した本実施形態における保持器５のポケット９の形状を、保持器の径方向内側から見た斜視図である図６に示す。図６により、保持器５のポケット９の形状が容易に理解される。図示のように、ポケット９の抜き加工により形成されたポケット隅アール部１０ａと柱部８の面押し加工により形成されたポケット隅アール部１０ｂは、略等しい曲率半径を有する円弧形状であることが理解できる。
【００３７】
最後に、柱部８の面押し加工について図７を参照して説明する。面押し加工では、図７に示すように、前述したポケット９の抜き加工後の保持器５の中間製品５’の柱部８’を外周からダイス１５０で支持すると共に、中間製品５’の内周に複数のパンチ１５１が配置される。各パンチ１５１には、面押し加工面１１、すなわち、ストレート部１１ａ、逃げ部１１ｂおよびポケット隅アール部１０ｂに対応した形状の成形面１５１ａが設けられている。図７に示すように、各パンチ１５１を矢印で示すように外径側に移動させ、各パンチ１５１の成形面１５１ａを、中間製品５’の柱部８’に内径側から押し付けることにより、柱部８’に面押し加工面１１が形成される。これにより、柱部８’が仕上がって柱部８となり保持器５となる。この状態を図７は示している。なお、図７では、柱部８’、８の断面のハッチングを省略している。
ここで、図７では、一体面押しパンチ１５１が一度に各柱８’を加工する、いわゆる「柱総押し加工」を図示したが、１つのパンチで２つの柱部８’の片側のみを加工する、いわゆる「柱１つ押し加工」の場合でもよい。
【実施例】
【００３８】
次に、従来品に対する本発明の実施例のトルク低減効果を説明する。実施例は、第１の実施形態に基づく円すいころ軸受である。従来品は、図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すものである。実施例と従来品は、軸受サイズ（内径Φ３５ｍｍ×外径Φ８０ｍｍ×幅２０ｍｍ）が同じで、保持器のポケット形状のみが異なる。保持器の寸法関係を表１に示す。表１中、実施例の図は、図３（ｃ）に寸法引き出し線および符号Ｌｂ、Δｍａｘを追記し、従来品の図は、図１４（ｂ）に寸法引き出し線および符号Ｌ、Ｌａ’、Ｌｂ’、Δを追記した。
【表１】
2020153515.tif 000003
【００３９】
軸受回転トルク測定の試験条件は、実施例および従来品とも次のとおりである。
＜試験条件＞
・軸受サイズ：内径Φ３５ｍｍ×外径Φ８０ｍｍ×幅２０ｍｍ
・試験荷重：アキシャル荷重＝３７００Ｎ（軽荷重条件）
・回転速度：０〜６０００ｒ／ｍｉｎ（５０秒で６０００回転に立上げ）
・潤滑油  ：４０℃の時の動粘度２５ｍｍ2／ｓ、１００℃の時の動粘度５．５ｍｍ2／ｓ、潤沢なオイル環境
・試験温度：８５℃
【００４０】
図８に示す軸受回転トルク試験の結果、実施例は、従来品に対して、平均で２８％のトルク低減効果が得られた。この結果は、潤滑油の低粘度化により、円すいころと柱部のすべり接触部の油膜が極薄になったためと考えられる。すなわち、従来品では、柱部１０８のころ案内面１０８ｂの長さＬａ’を実施例のストレート部１１ａの長さＬａよりも短くしたが、ころ案内面１０８ｂと切欠き１１０ａ、１１０ｂとの境目が角形状（段付き形状）であり油膜が形成され難い。これに対して、実施例は、ストレート部１１ａと逃げ部１１ｂとが滑らかに接続され過度な境目がない形状であるので、油膜が形成され易くなる。よって、円すいころと柱部との間の金属接触が少ない実施例が低トルクを示した。これにより、昨今の潤滑油の低粘度化のトレンドに対応した低トルク柱部形状の新しい形を見出した。
【００４１】
次に、保持器５の変形例を図９に基づいて説明する。図９（ａ）は、保持器のポケットの中心線における部分的な縦断面図で、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＢ−Ｂ線で矢視した部分的な外観図で、図９（ｃ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ線で示す円錐面に向かって矢視した断面図である。本変形例は、面押し加工面の逃げ部の形状が前述した第１の実施形態とは異なり、その他の構成は同様である。同一の機能を有する部位には同一の符号（ダッシュを含む）を付し、異なる点について以下に説明する。なお、図９（ｃ）では、断面のハッチングを省略している。
【００４２】
図９（ｃ）に示すように、逃げ部１１ｂ’は、柱部８の軸方向に突状に湾曲した曲線状に形成されている。本変形例においても、逃げ部１１ｂ’は、ストレート部１１ａの軸方向端からポケット隅アール部１０ｂに向けて徐々に逃げ量が大きくなると共に、ストレート部１１ａとポケット隅アール部１０ｂとに滑らかに接続されている。逃げ部１１ｂ’が、柱部８の軸方向に突状に湾曲した曲線状に形成されているので、ストレート部１１ａと逃げ部１１ｂ’との滑らかな接続部の形状設定の自由度が増す。その他の構成については、前述した第１の実施形態と同じであるので、前記実施形態において説明した内容はすべて準用して、重複説明を省略する。
【００４３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る円すいころ軸受の保持器について、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に基づいて説明する。図１０（ａ）は保持器のポケットの中心線における部分的な縦断面図で、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ線で示す円錐面に向かって矢視した断面図である。図１０（ａ）のＢ−Ｂ線で矢視した柱部の外観図は、図３（ｂ）と同じであるので、図示を省略する。本実施形態における保持器は、円すいころの小端面に対向するポケットの小径端側面の形態が前述した第１の実施形態とは異なり、その他の構成は同様である。同一の機能を有する部位には同一の符号（ダッシュを含む）を付し、異なる点について以下に説明する。なお、図１０（ｂ）では、断面のハッチングを省略している。
【００４４】
図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、円すいころ４の小端面４ｂ（図２参照）に対向するポケット９’の小径端側面９ａ’は、凸形状に形成されている。具体的には、小径端側面９ａ’は、ポケット隅アール部１０ａ〔図３（ｂ）参照〕、１０ｂから周方向に延び、周方向の中央で頂点Ｐとなる円弧状に湾曲した凸形状に形成されている。これにより、円すいころ４の小端面４ｂとポケット９’の小径端側面９ａ’との接触面積が減少し、かつ油膜形成が良好となるので、低トルク化に貢献する。また、ポケット９’の柱部８の面押し加工面１１に逃げ部１１ｂを設けているが、特に、小径側において、ポケット隅アール部１０ｂと円すいころ４の面取りアール部４ｄ（図２参照）との干渉回避のための距離の余裕が少ないのが実状である。小径端側面９ａ’に凸形状を追加することにより、円すいころ４の面取りアール部４ｄとの干渉回避がより確実となる。
【００４５】
上記の小径端側面９ａ’が凸形状に形成された構成と、前述した第１の実施形態の特徴的な構成、すなわち、柱部８の面押し加工面１１が、ストレート部１１ａとポケット隅アール部１０ｂとの間に形成された逃げ部１１ｂとからなり、逃げ部１１ｂが、ストレート部１１ａの軸方向端からポケット隅アール部１０ｂに向けて徐々に逃げ量が大きくなると共に、ストレート部１１ａとポケット隅アール部１０ｂとに滑らかに接続されている構成とが相俟って、低トルク化を一層促進することができる。
【００４６】
小径端側面９ａ’の凸形状の凸量Ｈ（ポケット隅アール部１０ｂと凸形状の頂点Ｐとの軸方向の寸法）は０．００５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲とする。０．００５ｍｍ未満では、凸量Ｈが少な過ぎ効果が期待できない。一方、０．５０ｍｍを超えると、円すいころの長さ方向のポケットすきまが少なくなり、円滑な回転を阻害する恐れがある。なお、小径端側面９ａ’の凸形状は、小径端側面９ａ’の周方向の一部に形成してもよい。また、円すいころ４の転動面４ａに対向する柱部８の側面９ｃ、面押し加工面１１は、前述した変形例の構成としてもよい。
【００４７】
円すいころ４の転動面４ａに対向する柱部８の側面９ｃ、面押し加工面１１等のその他の構成およびその作用効果等については、第１の実施形態と同じであるので、前記実施形態において説明した内容はすべて準用して、重複説明を省略する。
【００４８】
本発明の第３の実施形態に係る円すいころ軸受の保持器について、図１１（ａ）、図１１（ｂ）に基づいて説明する。図１１（ａ）は保持器のポケットの中心線における部分的な縦断面図で、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＡ−Ａ線で示す円錐面に向かって矢視した断面図である。図１１（ａ）のＢ−Ｂ線で矢視した柱部の外観図は、図３（ｂ）と同じであるので、図示を省略する。本実施形態における保持器は、円すいころの小端面に対向するポケットの小径端側面の形態が前述した第１の実施形態とは異なり、その他の構成は同様である。同一の機能を有する部位には同一の符号（ダッシュ付きを含む）を付し、異なる点について以下に説明する。なお、図１１（ｂ）では、断面のハッチングを省略している。
【００４９】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように、円すいころ４の小端面４ｂ（図２参照）に対向するポケット９”の小径端側面９ａ”の周方向の中央に凹部１２が形成されている。凹部１２は、保持器５の内周面と外周面との間を半径方向に貫通して形成されている。小径端側面９ａ”に凹部１２を追加することにより、内輪３と保持器５との間に介在する潤滑油が外輪２の側へ抜け、潤滑油の攪拌抵抗が低減し低トルク化に貢献する。
【００５０】
上記の小径端側面９ａ”に保持器５の内周面と外周面との間を半径方向に貫通する凹部１２が形成された構成と、前述した第１の実施形態の特徴的な構成、すなわち、柱部８の面押し加工面１１が、ストレート部１１ａとポケット隅アール部１０ｂとの間に形成された逃げ部１１ｂとからなり、逃げ部１１ｂが、ストレート部１１ａの軸方向端からポケット隅アール部１０ｂに向けて徐々に逃げ量が大きくなると共に、ストレート部１１ａとポケット隅アール部１０ｂとに滑らかに接続されている構成とが相俟って、低トルク化を一層促進することができる。
【００５１】
小径端側面９ａ’に形成した凹部１２の周方向の幅Ｉは、円すいころの小径端の直径をＤｍｉｎ（図２参照）とすると、Ｄｍｉｎ×（１．２〜０．８）／２の範囲とする。幅Ｉが広すぎると、ポケット９”のプレス抜き加工が不安定になり、狭すぎると潤滑油の流れに対して効果がない。凹部１２の深さＪは、小径側環状部６の幅をｈ（図２参照）とすると、ｈ×（０．０５〜０．３）の範囲とする。その根拠は、幅Ｉの数値範囲の根拠と同様である。なお、凹部１２の形状として矩形状のものを例示したが、これに限られず、加工面や潤滑油の流れを考慮して、円弧状、三角状等としてもよい。円すいころ４の転動面４ａに対向する柱部８の側面９ｃ、面押し加工面１１は、前述した変形例の構成としてもよい。
【００５２】
円すいころ４の転動面４ａに対向する柱部８の側面９ｃ、面押し加工面１１等のその他の構成およびその作用効果等については、第１の実施形態と同じであるので、前記実施形態において説明した内容はすべて準用して、重複説明を省略する。
【００５３】
図１に示す保持器５の小径側環状部６の内径面と内輪３の小つば部３ｂの外径面との隙間δは、小つば部３ｂの外径寸法の２．０％以下に狭く設定してもよい。これにより、この隙間δから流入する潤滑油の量が少なくなり、そのため軸受内部に滞留する潤滑油の量が減少し、油の攪拌抵抗が少なくなり、軸受の回転トルク低減に寄与する。
【００５４】
以上説明した実施形態および変形例は、ポケット９に面する柱部８の側面９ｃの径方向内側に面押し加工面１１を有し、面押し加工面１１は、柱部８の軸方向中央に位置するストレート部１１ａと、ポケット隅アール部１０ａと、ストレート部１１ａとポケット隅アール部１０ａとの間に形成された逃げ部１１ｂとからなり、逃げ部１１ｂ、１１ｂ’は、ストレート部１１ａの軸方向端からポケット隅アール部１０ａに向けて徐々に逃げ量が大きくなると共に、ストレート部１１ａにプレス加工上の出来栄えおよびショット加工面の水準で滑らかに接続されている。加えて、有利な構成として、円すいころ４の小端面４ｂに対向するポケット９’の小径端側面９ａ’が凸形状に形成されている。また、円すいころ４の小端面４ｂに対向するポケット９”の小径端側面９ａ”に、保持器５の内周面と外周面との間を半径方向に貫通する凹部１２が形成されている。さらに、小径側環状部６の内径面と内輪３の小つば部３ｂの外径面との隙間δは、小つば部３ｂの外径寸法の２．０％以下に狭く設定してもよい。これにより、保持器強度の低下を抑えつつ、低トルク化が得られる円すいころ軸受を実現することができる。特に、比較的小径の自動車用円すいころ軸受の小型化と低トルク化を両立するのに好適である。
【００５５】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００５６】
１          円すいころ軸受
２          外輪
２ａ        軌道面
３          内輪
３ａ        軌道面
４          円すいころ
５          保持器
６          小径側環状部
７          大径側環状部
８          柱部
９          ポケット
９ａ        小径端側面
１０ａ      ポケット隅アール部
１０ｂ      ポケット隅アール部
１１        面押し加工面
１１ａ      ストレート部
１１ｂ      逃げ部
１２        凹部
Δ          逃げ量
【図１】
2020153515.tif 000004
【図２】
2020153515.tif 000005
【図３】
2020153515.tif 000006
【図４】
2020153515.tif 000007
【図５】
2020153515.tif 000008
【図６】
2020153515.tif 000009
【図７】
2020153515.tif 000010
【図８】
2020153515.tif 000011
【図９】
2020153515.tif 000012
【図１０】
2020153515.tif 000013
【図１１】
2020153515.tif 000014
【図１２】
2020153515.tif 000015
【図１３】
2020153515.tif 000016
【図１４】
2020153515.tif 000017