(57)【要約】【課題】特別な治具を用意することなく、円すいころ及び保持器を組み合わせたものを内輪に組み込む際における円すいころの転動面の傷つきを防止することができる円すいころ軸受を提供する。【解決手段】円すいころ軸受１０は、外輪１１、内輪１２、複数の円すいころ１３、及び保持器１４を備え、内輪１２は、小径側端部に設けられる小鍔部１２ｂと、大径側端部に設けられる大鍔部１２ｃと、を有し、円すいころ１３及び保持器１４を組み合わせたものを小鍔部１２ｂ側から内輪１２に組み込む際に、円すいころ１３の転動面１３ａが小鍔部１２ｂに接触し、円すいころ１３の転動面１３ａが接触する小鍔部１２ｂのころ接触部１２ｄの表面硬さを、円すいころ１３の転動面１３ａの表面硬さよりも低く設定する。【選択図】図１
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【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可能に設けられる複数の円すいころと、前記複数の円すいころを周方向に略等間隔に保持する保持器と、を備え、
前記内輪は、前記内輪の小径側端部に設けられる小鍔部と、前記内輪の大径側端部に設けられる大鍔部と、を有する円すいころ軸受であって、
前記円すいころ及び前記保持器を組み合わせたものを前記小鍔部側から前記内輪に組み込む際に、前記円すいころの転動面が前記小鍔部に接触し、
前記円すいころの転動面が接触する前記小鍔部のころ接触部の表面硬さを、前記円すいころの転動面の表面硬さよりも低く設定することを特徴とする円すいころ軸受。
【請求項２】
前記内輪の浸炭硬化処理工程において、前記小鍔部の前記ころ接触部に防炭処理を施すことにより、前記ころ接触部の表面硬さを、前記円すいころの転動面の表面硬さよりも低く設定す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】
前記内輪の浸炭硬化処理後に、前記小鍔部の表面の硬化層を除去し、前記小鍔部の内部の非硬化部分を露出させて、その非硬化部分を前記ころ接触部とすることにより、前記ころ接触部の表面硬さを、前記円すいころの転動面の表面硬さよりも低く設定す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】
前記内輪の前記小鍔部に、前記円すいころの転動面よりも表面硬さの低い部材を取り付けて、その表面硬さの低い部材を前記ころ接触部とすることにより、前記ころ接触部の表面硬さを、前記円すいころの転動面の表面硬さよりも低く設定することを特徴とする請求項１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し、特に、自動車用トランスミッション、デファレンシャルギア、一般産業機械、一般工作機械、及び自動車などに通常用いられる円すいころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の円すいころ軸受としては、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、外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動可能に配設される複数の円すいころと、複数の円すいころを周方向に等間隔に保持する樹脂製の保持器と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、上記特許文献１に記載の円すいころ軸受では、内輪、円すいころ、及び保持器を中間組立体に組み立てる際、樹脂製の保持器の弾性変形を利用して、円すいころ及び保持器を組み合わせたものを小鍔部側から内輪に押し込み、円すいころに小鍔部を乗り越えさせる組立方法が行われている。しかし、この組立方法では、円すいころの転動面が小鍔部に接触して、円すいころの転動面に傷が生じる可能性がある。
【０００４】
そして、この円すいころの転動面の傷つきを防止するため、円すいころの転動面が小鍔部に接触しないように、内輪に特別な治具を取り付ける円すいころ軸受の組立方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７―０５７０３８号公報
【特許文献２】特開２０１３−０４０６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２に記載の円すいころ軸受の組立方法では、円すいころの転動面の傷つきを防止できるものの、組み立てる軸受ごとに特別な治具を用意する必要があり、製造コストが増加する可能性があった。
【０００７】
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、特別な治具を用意することなく、円すいころ及び保持器を組み合わせたものを内輪に組み込む際における円すいころの転動面の傷つきを防止することができる円すいころ軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記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、外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動可能に設けられる複数の円すいころと、複数の円すいころを周方向に略等間隔に保持する保持器と、を備え、内輪は、内輪の小径側端部に設けられる小鍔部と、内輪の大径側端部に設けられる大鍔部と、を有する円すいころ軸受であって、円すいころ及び保持器を組み合わせたものを小鍔部側から内輪に組み込む際に、円すいころの転動面が小鍔部に接触し、円すいころの転動面が接触する小鍔部のころ接触部の表面硬さを、円すいころの転動面の表面硬さよりも低く設定することを特徴とする円すいころ軸受。
（２）内輪の浸炭硬化処理工程において、小鍔部のころ接触部に防炭処理を施すことにより、ころ接触部の表面硬さを、円すいころの転動面の表面硬さよりも低く設定することを特徴とする（１）に記載の円すいころ軸受。
（３）内輪の浸炭硬化処理後に、小鍔部の表面の硬化層を除去し、小鍔部の内部の非硬化部分を露出させて、その非硬化部分をころ接触部とすることにより、ころ接触部の表面硬さを、円すいころの転動面の表面硬さよりも低く設定することを特徴とする（１）に記載の円すいころ軸受。
（４）内輪の小鍔部に、円すいころの転動面よりも表面硬さの低い部材を取り付けて、その表面硬さの低い部材をころ接触部とすることにより、ころ接触部の表面硬さを、円すいころの転動面の表面硬さよりも低く設定することを特徴とする（１）に記載の円すいころ軸受。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、円すいころ及び保持器を組み合わせたものを小鍔部側から内輪に組み込む際に、円すいころの転動面が小鍔部に接触し、円すいころの転動面が接触する小鍔部のころ接触部の表面硬さを、円すいころの転動面の表面硬さよりも低く設定するため、円すいころ及び保持器を組み合わせたものを内輪に組み込む際に円すいころの転動面が内輪の小鍔部に接触したとしても、円すいころの転動面に傷が生じることはない。このため、特別な治具を用意することなく、円すいころ及び保持器を組み合わせたものを内輪に組み込む際における円すいころの転動面の傷つきを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る円すいころ軸受の一実施形態を説明する要部断面図である。
【図２】図１に示す中間組立体の組立工程を説明する要部断面図である。
【図３】本発明に係る円すいころ軸受の一実施形態の第１変形例を説明する内輪の要部断面図である。
【図４】本発明に係る円すいころ軸受の一実施形態の第２変形例を説明する内輪の要部断面図である。
【図５】本発明に係る円すいころ軸受の一実施形態の第３変形例を説明する内輪の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る円すいころ軸受の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
本実施形態の円すいころ軸受１０は、図１に示すように、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動可能に設けられる複数の円すいころ１３と、複数の円すいころ１３を周方向に略等間隔に保持する樹脂製の保持器１４と、を備える。
【００１３】
内輪１２は、内輪１２の小径側端部に設けられる小鍔部１２ｂと、内輪１２の大径側端部に設けられる大鍔部１２ｃと、を有する。円すいころ１３は、その外周面に転動面１３ａを有する。
【００１４】
保持器１４は、合成樹脂を射出成形することで形成されており、大径側円環部１５と、大径側円環部１５と同軸配置される小径側円環部１６と、大径側円環部１５と小径側円環部１６とを連結すべく、周方向に略等間隔で複数配置される柱部１７と、周方向に互いに隣り合う柱部１７間に形成され、円すいころ１３を転動可能に保持するポケット１８と、を有する。
【００１５】
このように構成された円すいころ軸受１０では、内輪１２、円すいころ１３、及び保持器１４からなる中間組立体は、図２に示すように、円すいころ１３及び保持器１４を組み合わせたものを小鍔部１２ｂ側から内輪１２に押し込み、円すいころ１３の転動面１３ａを内輪１２の小鍔部１２ｂに接触させつつ、円すいころ１３に小鍔部１２ｂを乗り越えさせることにより組み立てられる。そして、円すいころ１３が小鍔部１２ｂを乗り越えるとき、円すいころ１３の転動面１３ａは、小鍔部１２ｂの外周面及び軸方向外端面の角部であるころ接触部１２ｄに接触する。
【００１６】
ところで、多くの転がり軸受の内輪及び転動体は、その寿命を確保するため、軸受鋼など非常に高い表面硬さを有する素材から作られている。特に、浸炭鋼や一部の軸受鋼では、浸炭、高周波焼き入れを行うことで、高い表面硬さと靱性を併せ持つ素材を実現している。
【００１７】
そして、本実施形態では、内輪１２の浸炭硬化処理工程において、小鍔部１２ｂのころ接触部１２ｄに防炭処理が施される。このため、内輪１２のころ接触部１２ｄ以外の部分に浸炭硬化処理が施され、防炭処理が施されたころ接触部１２ｄには浸炭硬化処理が施されないので、ころ接触部１２ｄの表面に非硬化層１２ｅが形成される。これにより、ころ接触部１２ｄの表面硬さは、円すいころ１３の転動面１３ａの表面硬さよりも低く設定される。なお、防炭処理としては、例えば、防炭剤の塗布や銅メッキ処理などを挙げることができる。
【００１８】
また、内輪１２のころ接触部１２ｄの表面硬さと円すいころ１３の転動面１３ａの表面硬さの具体例としては、例えば、内輪１２及び円すいころ１３の素材が、軸やハウジング、軸受の材料としても多く用いられるクロムモリブデン鋼ＳＣＭ４２０である場合、円すいころ１３の表面は、浸炭焼き入れによりＨＶ６９７〜８００の表面硬さとなる。そして、内輪１２のころ接触部１２ｄの表面は、浸炭焼き入れをする場合、上記円すいころ１３の表面硬さと同等となるが、浸炭焼き入れをしない場合、条件に依存するが、ＨＶ３０２〜４８４程度の表面硬さとなる。従って、ころ接触部１２ｄの表面硬さを、円すいころ１３の転動面１３ａの表面硬さよりもＨＶ２１３〜４９８低く設定することが可能となる。
【００１９】
なお、内輪１２の小鍔部１２ｂは、通常、円すいころ１３の脱落を防止するものであって、小鍔部１２ｂのころ接触部１２ｄは、軸受回転時に円すいころ１３の接触や負荷を受ける部分ではない。このため、ころ接触部１２ｄの表面硬さを低くすることにより、ころ接触部１２ｄに傷がついたとしても、軸受機能に問題は生じない。従って、内輪１２の素材が鋼鉄である以上、ころ接触部１２ｄの表面硬さの下限に特に制限はない。
【００２０】
以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受１０によれば、円すいころ１３の転動面１３ａが接触する小鍔部１２ｂのころ接触部１２ｄの表面硬さを、円すいころ１３の転動面１３ａの表面硬さよりも低く設定するため、円すいころ１３及び保持器１４を組み合わせたものを内輪１２に組み込む際に円すいころ１３の転動面１３ａが小鍔部１２ｂに接触したとしても、円すいころ１３の転動面１３ａに傷が生じることはない。このため、特別な治具を用意することなく、円すいころ１３及び保持器１４を組み合わせたものを内輪１２に組み込む際における円すいころ１３の転動面１３ａの傷つきを防止することができる。
【００２１】
また、本実施形態の第１変形例として、図３に示すように、内輪１２の浸炭硬化処理後に、小鍔部１２ｂの表面の硬化層１２ｆを研削（図３の研削線Ａ参照）にて除去し、小鍔部１２ｂの内部の非硬化部分を露出させて、その非硬化部分をころ接触部１２ｄとしてもよい。従って、ころ接触部１２ｄの表面硬さは、円すいころ１３の転動面１３ａの表面硬さよりも低く設定される。また、硬化層１２ｆの深さは通常１〜３ｍｍ程度であるため、研削量も同等のものとする。また、研削の際に、小鍔部１２ｂの軸方向外端部にＲ面取り加工を施した方が好ましく、この場合、円すいころ１３の転動面１３ａが接触するときの応力集中が回避され、過剰面圧による傷や剥離を防止することができる。なお、上記した硬化層１２ｆの除去は研削に限定されず切削であってもよい。
【００２２】
また、本実施形態の第２変形例として、図４に示すように、内輪１２の小鍔部１２ｂに、円すいころ１３の転動面１３ａよりも表面硬さの低い部材、例えば、アルミニウムなどの軟金属部材２０を接着にて取り付けて、その軟金属部材２０をころ接触部１２ｄとしてもよい。従って、ころ接触部１２ｄの表面硬さは、円すいころ１３の転動面１３ａの表面硬さよりも低く設定される。
【００２３】
また、本実施形態の第３変形例として、図５に示すように、内輪１２の小鍔部１２ｂに、円すいころ１３の転動面１３ａよりも表面硬さの低い部材、例えば、断面略コの字状の樹脂部材３０を嵌め込みにより取り付けて、その樹脂部材３０をころ接触部１２ｄとしてもよい。従って、ころ接触部１２ｄの表面硬さは、円すいころ１３の転動面１３ａの表面硬さよりも低く設定される。なお、本変形例では、内輪１２の小径側端面に、樹脂部材３０を嵌め込むための周溝１２ｇが形成されている。
【００２４】
なお、上記した第２及び第３変形例は、軸受鋼ＳＵＪ２などの熱処理前から炭素含有量が比較的高い金属で、浸炭硬化処理を施す必要がなく、防炭処理による表面硬さの差別化が難しい場合に好適である。また、上記した軟金属部材２０及び樹脂部材３０は、軸受の要素として必要なものではないため、組み立て後に分解、離脱させるようにしてもよい。
【００２５】
なお、本発明は、上記実施形態に例示したものに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において適宜変更可能である。
例えば、内輪の小鍔部に対して樹脂材などによるコーティング、ライニング、又は金属メッキを行うことによりころ接触部を形成するようにしてもよい。これらには大きな耐摩耗性や密着性は期待できないが、組み込み時にこれらが剥離することにより、円すいころの転動面の傷つきを防止することができる。この場合、剥離したものが軸受内に異物として残留することがあるため、組み込み後に洗浄することが望ましい。
【符号の説明】
【００２６】
１０    円すいころ軸受
１０Ａ  内輪ユニット
１１    外輪
１１ａ  外輪軌道面
１２    内輪
１２ａ  内輪軌道面
１２ｂ  小鍔部
１２ｃ  大鍔部
１２ｄ  ころ接触部
１３    円すいころ
１３ａ  転動面
１４    保持器
２０    軟金属部材
３０    樹脂部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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