(57)【要約】【課題】小鍔の厳密な寸法管理を行わなくとも、内輪へのかちこみ作業の容易さと、転動体の脱落のしにくさとを両立し得るようにする。【解決手段】円錐ころ軸受用保持器１の小径側円環部２の内径面側から外径面側に至るスリット６を形成し、円錐ころ９を収納した状態で内輪１０に嵌め込む際に、このスリット６のスリット幅を拡大して小径側円環部２の内径を拡径し、この拡径によって前記嵌め込みをスムーズに行い得るようにした。さらに、その小径側円環部２に周溝８を形成しておき、前記嵌め込み後に、その周溝８にリング部材７を嵌め込み、このリング部材７の締付け力によって、小径側円環部２の内径を縮径して、この小径側円環部２から円錐ころ９が脱落するのを防止するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
小径側円環部（２）と、大径側円環部（３）と、これらの両円環部（２、３）を連結する柱部（４）と、小径側円環部（２）の内面、大径側円環部（３）の内面及び隣接する柱部（４、４）の内面で構成されるポケット部（５）とから構成される円錐ころ軸受用保持器において、
前記小径側円環部（２）の内径面側から外径面側に至るスリット（６）を形成し、転動体（９）を収納した状態で内輪（１０）に嵌め込む際に、前記スリット（６）のスリット幅を拡大して前記小径側円環部（２）の内径を拡径し、この拡径によって前記嵌め込みをスムーズに行うようにしつつ、前記小径側円環部（２）に周溝（８）を形成し、この周溝（８）にリング部材（７）を嵌め込んで、このリング部材（７）の締付け力によって前記小径側円環部（２）の内径を縮径して、この小径側円環部側（２）から転動体（９）が脱落するのを防止するようにしたことを特徴とする円錐ころ軸受用保持器。
【請求項２】
前記小径側円環部（２）に、周溝（８）を形成する代わりに突条（１４）を形成し、この突条（１４）にリング部材（７）を嵌め込むようにしたことを特徴とする請求項１に記載の円錐ころ軸受用保持器。
【請求項３】
前記スリット（６）の先端が前記ポケット部（５）に至るように形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の円錐ころ軸受用保持器。
【請求項４】
複数の前記ポケット部（５）のうち、前記スリット（６）を形成したポケット部（５）から、そのポケット部（５）に収納している転動体（９）を容易にその外径方向に取り出し得るようにそのポケット部（５）の開口幅を決定したことを特徴とする請求項３に記載の円錐ころ軸受用保持器。
【請求項５】
前記スリット（６）を形成しないポケット部（５）の外径側の開口幅を転動体（９）の直径よりも小さくして、これらのポケット部（５）に収納している転動体（９）をその外径方向に取り出すことができないようにしたことを特徴とする請求項４に記載の円錐ころ軸受用保持器。
【請求項６】
前記スリット（６）を形成した部分において、それ以外の部分と比較してリング部材（７）を嵌め込む周溝（８）の軸方向の幅を小さくしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の円錐ころ軸受用保持器。
【請求項７】
前記リング部材（７）の内面に突起（１６）を形成するとともに、前記周溝（８）内に前記突起（１６）が嵌る凹部（１７）を形成し、前記周溝（８）へのリング部材（７）の嵌め込みの際に、前記凹部（１７）に前記突起（１６）が嵌るようにしたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の円錐ころ軸受用保持器。
【請求項８】
前記リング部材（７）の側面に突条（１４）を形成するとともに、前記周溝（８）内に前記突条（１４）が嵌る副周溝（１５）を形成し、前記周溝（８）へのリング部材（７）の嵌め込みの際に、前記副周溝（１５）に前記突条（１４）が嵌るようにしたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の円錐ころ軸受用保持器。
【請求項９】
前記リング部材（７）に、小径側円環部（２）を構成する材料よりも高い引張強度を有する材料を採用したことを特徴とする請求項1乃至８のいずれか一つに記載の円錐ころ軸受用保持器。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一つに記載の円錐ころ軸受用保持器を組み込んだ円錐ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば鉄道車両の車軸等に用いられる円錐ころ軸受用の保持器、及び、その保持器を組み込んだ円錐ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
円錐ころ軸受は、例えば図１０に示すように、転動体として円錐ころ９を用いたものであって、内輪１０及び外輪１８の相対回転を円滑になし得るようにしたものである。この円錐ころ９を所定間隔で保持する保持器１として、主として、炭素鋼等の金属からなるものと、樹脂からなるものとがある。
【０００３】
この金属製の保持器１は、その素材自体の剛性が高く安定的に転動体９を保持できるというメリットがある一方で、転動体９を収納した保持器１を内輪１０に設ける際に、この保持器１をかしめて（外力を加えて保持器１の一部を部分的に変形させて）、保持器１から転動体９が脱落したり、内輪１０からこの保持器１が外れたりすることのないようにする必要がある。このため、かしめ作業用の専用金型を用意する必要がありコストが嵩む。
【０００４】
また、この金属製の保持器１は、その使用中に転動体９との接触によって磨耗が生じやすい。この磨耗粉が、軸受内に封入された潤滑用のグリースに混入すると、その潤滑性が損なわれて焼付きが生じる恐れがある。このため、所定の使用時間ごとに軸受を分解してグリースを交換する必要があり、その作業が非常に煩雑である。
【０００５】
そこで、近年は前記金属製の保持器１に代わり、樹脂製の保持器１が積極的に採用されるようになってきている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１２１０９７号公報
【０００６】
この樹脂製の保持器１は、金属と比較して弾性に富むため、その弾性力１に抗してポケット部５を押し拡げて転動体９を嵌め込むことができる。また、転動体９を収納した保持器１を内輪１０に設ける際には、この内輪１０の小鍔１１側からこの保持器１を嵌めて、かちこみ状態（きっちりと嵌め込んだ状態）とするだけでよく、金属製の保持器１のようにかしめ作業を必要としない。このため、かしめ作業用の専用金型を必要とせず、設備及び作業コストの面で大きなメリットがある。
また、この樹脂製の保持器１はその弾性が高いため、金属製の保持器１と比較すると転動体９との接触による磨耗が生じにくい。そのため、グリースの交換頻度を減らすことができるというメリットもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示す樹脂製の保持器１を用いる方法においては、保持器１に収納した転動体９を、その小径側から内輪１０に形成した小鍔１１を乗り越えさせて、そのかちこみ作業を行う。このため、この小鍔１１の高さが低いほど、その作業を行いやすい。その反面、小鍔１１の高さが低すぎると、軸受の洗浄作業等の際に、転動体９の自重によってこの保持器１が変形した場合に、転動体９が脱落してしまう（ばらけてしまう）恐れがある。また、樹脂製の保持器１は、高湿度の環境下で使用すると水分を吸収して膨張することがあるため、その寸法管理も重要である。
【０００８】
このため、設計段階において多くの実験データの採取及び試作を行って、前記自重による変形及び吸水による膨張を十分考慮に入れて小鍔１１の高さ（かちこみ代）の寸法管理をする必要があり、その設計・製作が非常に煩雑なものとなる。
【０００９】
そこで、この発明は、樹脂製保持器において、小鍔や保持器の厳密な寸法管理を行わなくとも、内輪へのかちこみ作業の容易さと、転動体の脱落のしにくさとを両立し得るようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、この発明は、保持器にスリットを形成してこのスリット幅の拡大によって保持器を拡径し、転動体を収納した保持器の内輪への嵌め込みを容易に行うようにする一方で、この嵌め込み後においては、スリット幅の拡大を防止するリング部材を嵌め込み、このリング部材の締結作用によって、保持器の内輪への嵌め込みを確実なものとして、この保持器の変形に起因して転動体が脱落するのを防止するようにした。
【００１１】
このようにスリットを形成することにより、保持器の内径の拡径を自在に行い得るので、この保持器を内輪に嵌め込む際に、この内輪に形成した小鍔を容易に乗り越えさせることができる。このため、小鍔や保持器の厳密な寸法管理を行う必要性がなくなり、それらの製造コストを抑制し得るとともに、前記かちこみ作業をスムーズに行うことができるため、作業コストも低減し得る。
【００１２】
この発明の構成としては、小径側円環部と、大径側円環部と、これらの両円環部を連結する柱部と、小径側円環部の内面、大径側円環部の内面及び隣接する柱部の内面とで構成されるポケット部とから構成される円錐ころ軸受用保持器において、前記小径側円環部の内径面側から外径面側に至るスリットを形成し、転動体を収納した状態で内輪に嵌め込む際に、前記スリットのスリット幅を拡大して前記小径側円環部の内径を拡径し、この拡径によって前記嵌め込みをスムーズに行うようにしつつ、前記小径側円環部に周溝を形成し、この周溝にリング部材を嵌め込んで、このリング部材の締付け力によって、前記小径側円環部の内径を縮径して、この小径側円環部から転動体が脱落するのを防止するようにした。
【００１３】
この保持器の内輪への嵌め込みに際しては、保持器の各ポケット部に転動体を収納した後、この保持器の大径側円環部側から、内輪に形成した小鍔を乗り越えるようにその軸心方向にスライドさせ、最後にその小径側円環部が前記小鍔を乗り越えるようにする。この嵌め込み後は、前記小鍔の軸方向反対側に形成した大鍔と前記転動体の端面（円錐ころの大径側端面）とが当接するとともに、前記小鍔がこの転動体の小径側への移動を阻止することによってその脱落を防止する。
【００１４】
前記小鍔の乗り越えに際しては、前記スリットのスリット幅を拡大して自在に小径側円環部の内径を拡径し得るようにしたので、この保持器の嵌め込み性を大幅に向上し得る。さらに、その嵌め込み後にはリング部材が前記小径側円環部をしっかりと締結するので、転動体の自重等によってこの小径側円環部が変形（拡径）して、転動体が脱落する恐れが低い。このため、従来のように厳密な寸法管理が不要となって、保持器の吸水に伴う寸法変化等を考慮する必要がない。そのため、この保持器の設計・製造における寸法上の許容範囲が広くなって、その製造コストの低減を図ることができる。
【００１５】
また、前記構成においては、小径側円環部に、周溝を形成する代わりに突条を形成し、この突条にリング部材を嵌め込むようにすることもできる。
【００１６】
この場合においても、リング部材が小径側円環部において締付け力を発揮し、その小径側円環部からの転動体の脱落を防止するという同様の作用効果を発揮し得るためである。
【００１７】
また、前記スリットの形成においては、そのスリットの先端が前記ポケット部に至るように形成することもできる。
【００１８】
このスリットは、上述したように、小径側円環部の内径を一時的に拡径するためのものであって、その作用を発揮し得るのであれば、その位置は適宜選択し得るものである。その位置として、例えば、小径側円環部から柱部の途中まで至るもの、さらにその柱部を通って大径側円環部まで至るもの等種々のものを考え得る。そのような各種形態において、そのスリットが小径側円環部からポケット部に至る形状を選択し得る。
【００１９】
上記のようにスリットをポケット部で終端すると、そのスリットの全長を短くすることができ、容易にそのスリット幅を拡大することができるというメリットがある。さらに、そのスリットを締付けるリング部材を、スリットを形成した小径側円環部にのみ設ければよいため（大径側円環部は拡径しないため）、そのリング部材による締付け構成を単純なものとし得るというメリットもある。
【００２０】
また、保持器を構成する複数のポケットのうち、前記スリットを形成したポケット部の外径側の開口幅を転動体の直径以上として、このポケット部に収納している転動体をその外径方向に取り出し得るようにすることもできる。
【００２１】
例えば、軸受の定期点検時等においては、内輪から保持器及び転動体を取り外して、この内輪の転動面の状態を目視にて確認したりする。しかしながら、この保持器に転動体を嵌めて一旦リング部材で締結すると、この保持器を切断しない限りこの転動体を外すことができず、その点検作業が煩雑になるとともにコストを要する。そこで、前記のように転動体を自在に取り出し得るようにしておけば、保持器を切断しなくとも、転動面の状態を目視することができ、点検作業の効率が高まる。
【００２２】
この構成においては、前記スリットを構成しないポケット部の外径側の開口幅を転動体の直径よりも小さくして、これらのポケット部に収納している転動体をその外径方向に取り出すことができないようにすることもできる。
【００２３】
このようにすることによって、前記スリットを形成したポケット部以外のポケット部に収納した転動体が安定して、その転動体の回転が安定したものとなる。なお、取り出し自在とする転動体は、スリットを形成したポケット部に位置するものだけ（高々１〜２個）なので、これに起因して転動体の回転にがたつきが生じる恐れはほとんどない。
【００２４】
また、前記各構成において、前記スリットを形成した部分において、それ以外の部分と比較して周溝の幅を小さくすることもできる。
【００２５】
この保持器に形成したスリットは、リング部材の締付けによって狭められ、対向する面同士が当接する。この当接の際、その面積が広いほどその当接状態が安定したものとなって、転動体の回転を円滑に行い得る。前記のように、周溝の幅をスリット部分において狭くすることによって、リング部材による保持器の締付けの作用を確保しつつ、前記当接面積を拡大し得るので、その締付けが一層安定したものとなる。
【００２６】
また、前記リング部材の内面に突部を形成するとともに、前記周溝内に前記突部が嵌る凹部を形成し、前記周溝へのリング部材の嵌め込みの際に、前記凹部に前記突部が嵌るようにすることもできる。
【００２７】
このように突部を形成することにより、リング部材と周溝との接触面積が増大する。そうすると、両者の間の締付け力が一層確実なものとなって、転動体回転時の保持器の変形が抑制され、軸受の信頼性を一層向上し得る。この突部の形状としては適宜選択し得るが、例えば、突起状の形状とすることができる。この突起を周溝内に形成した凹部に嵌め込むことにより、リング部材が周溝の周方向に対して相対的に滑るのを防止することができ、その締付け安定性が一層向上する。また、この突起の数も適宜選択し得るが、２箇所（例えば、円周上に対向する２箇所）以上に設けることによって、転動体の回転に際して、この保持器に変形を生じさせる力が作用した場合においても、その複数の突起がしっかりと凹部に嵌まり込んだ状態を維持して、前記変形を防止し得る。
【００２８】
あるいは、前記リング部材の側面に突条を形成するとともに、前記周溝内に前記突条が嵌る副周溝を形成し、前記周溝へのリング部材の嵌め込みの際に前記副周溝に前記突条が嵌るようにすることもできる。
【００２９】
この側面に形成した突条は、一旦複周溝に嵌まり込むと、このリング部材に引き抜き（外周方向）の力が作用しても容易に抜けにくい。このため、このリング部材による保持器の締付けを一層安定したものとし得る。
【００３０】
このリング部材に、小径側円環部を構成する材料よりも高い引張強度を有する材料を採用することができる。
【００３１】
上述したように、転動体を収納した保持器は、その転動体の自重等によってスリット幅が拡大することによりその保持器が拡径し、それによって収納した転動体が脱落することがある。この拡径は、保持器自体の素材の有する弾性によって生じるものなので、この弾性を上回る引張強度を有する材料を、その保持器を締付けるリング部材用の材料とすることで、その保持器の締付けを一層確実なものとし得る。
【発明の効果】
【００３２】
この発明によると、保持器にスリットを形成してこのスリット幅の拡大によって保持器を拡径し、転動体を収納した保持器の内輪への嵌め込みを容易に行うようにする一方で、この嵌め込み後においては、スリット幅の拡大を防止するリング部材を嵌め込み、このリング部材の締結作用によって、保持器の内輪への嵌め込みを確実なものとするようにした。このため、小鍔や保持器の厳密な寸法管理を行わなくとも、内輪へのかちこみ作業の容易さと、転動体の脱落のしにくさとを両立し得ることとなって、この保持器を用いた軸受の信頼性が一層向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
この発明に係る円錐ころ軸受用の保持器１の要部を図１に示す。この保持器１は、図１０に示したような円錐ころ軸受に用いるものであって、その全体が樹脂材料で構成されている。
この保持器１は、従来の円錐ころ軸受用の保持器１と同様に、小径側円環部２と、大径側円環部３と、これらの両円環部２、３を連結する柱部４と、小径側円環部２の内面、大径側円環部３の内面及び隣接する柱部４、４の内面とで構成されるポケット部５とから構成されているが、小径側円環部２からポケット部５に至るスリット６が形成されている点と、後述するリング部材７を嵌め込む周溝８が小径側円環部２に形成されている点で従来のものと異なっている。
【００３４】
円錐ころ軸受のアセンブリにおいては、まず、この保持器１のポケット部５に、その内径面側から円錐ころ９を収納し、その収納状態のまま、図２に示すように、内輪１０の小鍔１１側から大鍔１２側へとこの保持器（円錐ころ）をスライドさせる。このスライドの際、内輪１０の小鍔１１と円錐ころ９との当接力によってスリット６のスリット幅が拡大し、小径側円環部２の内径が拡径する。そうすると、円錐ころ９がスムーズに小鍔１１を乗り越えることができ、内輪１０への保持器１（円錐ころ）のかちこみが速やかに完了する。
【００３５】
このかちこみが完了すると、小径側円環部２は、その弾性力によって元のように縮径するが、軸受の使用中等に再び拡径しないように、図３に示すように、その小径側円環部２に形成した周溝８にリング部材７を嵌め込む。このリング部材７は金属部材であって、その剛性は保持器１を構成する樹脂材料よりも十分高いため、このリング部材７の嵌め込みによって、この保持器１の拡径を確実に防止し得る。あるいは、前記拡径を確実に防止できるのであれば、金属製のリング部材７に代えて、十分に剛性のある樹脂製のリング部材７を採用することもできる。この嵌め込みにおいては接着剤を用いることによって、その嵌め込み状態を確実なものとしているが、その他に、超音波を付与して、保持器１とリング部材７とを溶着する手法等も適宜採用し得る。
【００３６】
このリング部材７は、保持器１の拡径を防止し得るのであれば、その形状は適宜選択し得る。図３に示したリング部材７はその全周に亘って均一の幅を有するものであるが、例えば、図４に示すように、スリット６を形成した部分において、それ以外の部分と比較して周溝８の幅を小さくした幅狭部８ａを形成し、その周溝８の幅に整合するリング部材７を嵌め込むようにしてもよい。
このように、スリット６の対向する面同士が当接する場合においては、その当接面積が広いほど当接状態が安定する。そこで、同図のようにすることによって、リング部材７による保持器１の締付けの作用を確保しつつ、前記当接面積を拡大し得るので、締付けが一層安定したものとなる。
【００３７】
また、図５に示すように、リング部材７及び周溝８の端面にテーパ１３を形成したり、図６に示すように、リング部材７の側面に突条１４を形成するとともに、周溝８内にその突条１４が嵌る副周溝１５を形成したりすることもできる。これらの構成においては、一旦この周溝８にリング部材７を嵌め込むと、テーパ１３又は突条１４の係合作用によって容易にこのリング部材７が抜けない。このため、リング部材７による確実な締付け作用を発揮し得る。
【００３８】
また、図７に示すように、リング部材７の内面に突起１６を形成するとともに、周溝８内にこの突起１６が嵌る凹部１７を形成することもできる。この構成においては、リング部材７と周溝８との接触面積が増大し、両者の間の締付け力が一層確実なものとなって、転動体回転時の保持器１の変形が抑制され、軸受の信頼性を一層向上し得る。
【００３９】
図１乃至７に示したように、小径側円環部２に周溝８を形成する代わりに、図８に示すように、リング部材７に同様の周溝８を形成して、この周溝８に、小径側円環部２に形成した突条１４を嵌め込むようにしてもよい。この構成においても、リング部材７による確実な締付け効果を発揮し得るからである。この突条１４に、肉ぬすみ部Ｒを設ける構成としてもよい。この肉ぬすみ部Ｒを形成することで、その突条１４が内側に変形しやすくなって、リング部材７の嵌め込みが一層容易なものとし得る。
【００４０】
また、図９に示すように、この保持器１の柱部４にテーパ１３を形成し、このテーパ１３同士の隙間を外径方向ほど狭くすることによって、ポケット部５に収納した円錐ころ９が外径方向に取り出すことができないようにする一方で、スリット６を形成したポケット部５のみテーパ１３を形成せず、そのポケット部５に収納している円錐ころ９をその外径方向に取り出し得るようにしてもよい。このようにすれば、軸受の定期点検時に、外輪１８を取り外した上で、スリット６を形成したポケット部５から円錐ころ９を取り外すことで、保持器１を切断しなくとも、その転動面の状態を目視で容易に点検することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明に係る保持器の一実施形態を示す斜視図
【図２】内輪への保持器及び転動体の嵌め込みを示す側面断面図
【図３】この発明に係る他の実施形態を示す側面断面図
【図４】この発明に係る他の実施形態を示す平面図
【図５】この発明に係る他の実施形態を示す側面断面図
【図６】この発明に係る他の実施形態を示す側面断面図
【図７】この発明に係る他の実施形態を示し、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は平面図
【図８】この発明に係る他の実施形態を示す側面断面図
【図９】保持器への転動体の収納を示す側面断面図
【図１０】一般的な円錐ころ軸受を示す側面断面図
【符号の説明】
【００４２】
１  保持器
２  小径側円環部
３  大径側円環部
４  柱部
５  ポケット部
６  スリット
７  リング部材
８  周溝
９  円錐ころ（転動体）
１０  内輪
１１  小鍔
１２  大鍔
１３  テーパ
１４  突条
１５  副周溝
１６  突起
１７  凹部
１８  外輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010091007.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010091007.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010091007.tif 000009
【図８】
2010091007.tif 000010
【図９】
2010091007.tif 000011
【図１０】
2010091007.tif 000012