(57)【要約】【課題】軸体を安価な材料で形成することができるとともに、外輪に焼き付けが生じるのを防止することができる円筒ころ軸受及びこれを用いた軸体の支持構造を提供する。【解決手段】軸線を上下方向に向けた軸体１を円筒ころ軸受２によって回転自在に支持した。円筒ころ軸受２の内輪２１を鋼板のプレス成形品で構成し、当該内輪２１を軸体１に嵌合した。内輪２１に設けた支承鍔部２１ｃによって、円筒ころ２３と保持器２４とを受け止める。保持器２４の支承鍔部２１ｃに摺接する下端面を、鋼製の摺接環２４ｂで構成した。【選択図】      図１
2014043872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を上下方向に向けた状態でハウジングの内部に配置された軸体を回転自在に支持するための円筒ころ軸受であって、
外周に内輪軌道を有し内周が軸体に嵌合される内輪と、この内輪と同芯に設けられ、内周に外輪軌道を有し外周がハウジングに嵌合される外輪と、前記内輪軌道と外輪軌道との間に介在した複数の円筒ころと、この円筒ころを周方向に沿って一定間隔ごとに保持する保持器とを備え、
前記内輪が、外周に前記内輪軌道を有し内周が前記軸体に嵌合される内輪円筒部と、前記内輪円筒部の下端から径方向外方へ延びて前記円筒ころを保持器とともに受け止める支承鍔部とを備えるとともに、全体が鋼板をプレス加工して得られたプレス成形品からなり、
前記保持器が、所定間隔離して互いに対向した一対の円環部と、この一対の円環部の両者間に架設され、当該一対の円環部とともに各円筒ころを個別に収容するポケットを構成する複数の柱部とを有し、全体が合成樹脂で形成された保持器本体と、この保持器本体の下端面に一体化され、前記支承用鍔部に摺接する鋼製にて円環状の摺接環とを備えていることを特徴とする円筒ころ軸受。
【請求項２】
軸線を上下方向に向けた状態でハウジングの内部に配置された軸体を回転自在に支持するための円筒ころ軸受であって、
前記円筒ころ軸受が、外周に内輪軌道を有し内周が前記軸体に嵌合される内輪と、この内輪と同芯に設けられ、内周に外輪軌道を有し外周が前記ハウジングに嵌合される外輪と、前記内輪軌道と外輪軌道との間に介在した複数の円筒ころと、この円筒ころを周方向に沿って一定間隔ごとに保持する保持器とを備え、
前記内輪が、外周に前記内輪軌道を有し内周が前記軸体に嵌合される内輪円筒部を有し、全体が鋼板をプレス加工して得られたプレス成形品からなり、
前記外輪が、内周に前記外輪軌道を有し外周が前記ハウジングに嵌合される外輪円筒部と、前記外輪円筒部の下端から径方向内方に延びて前記円筒ころを保持器とともに受け止める支承鍔部とを備えるとともに、全体が鋼板をプレス加工して得られたプレス成形品からなり、
前記保持器が、所定間隔離して互いに対向した一対の円環部と、この一対の円環部の両者間に架設され、当該一対の円環部とともに各円筒ころを個別に収容するポケットを構成する複数の柱部とを有し、全体が合成樹脂で形成された保持器本体と、この保持器本体の下端面に一体化され、前記支承用鍔部に摺接する鋼製にて円環状の摺接環とを備えていることを特徴とする円筒ころ軸受。
【請求項３】
前記支承鍔部のうちの前記摺接環が摺接する部分に、潤滑剤を溜める環状の凹溝を設けている請求項１又は２に記載の円筒ころ軸受。
【請求項４】
前記凹溝によって保持器の径方向の移動を規制している請求項３に記載の円筒ころ軸受。
【請求項５】
前記内輪が、内輪円筒部の上端から径方向内方に延びて軸体に掛止される掛止鍔部を備える請求項１に記載の円筒ころ軸受。
【請求項６】
前記外輪が、外輪円筒部の上端から径方向外方に延びて前記ハウジングに掛止される掛止鍔部を備える請求項２に記載の円筒ころ軸受。
【請求項７】
軸線を上下方向に向けた状態でハウジングの内部に配置された軸体を、前記軸体とハウジングとの間に介在した円筒ころ軸受によって回転自在に支持する軸体の支持構造であって、
前記円筒ころ軸受が、請求項１から６のいずれかに記載された円筒ころ軸受であることを特徴とする軸体の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、円筒ころ軸受及びこれを用いた軸体の支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば油圧ショベルの旋回機構に用いられる減速機については、その出力軸が、軸線を鉛直方向に向けた状態で配置されている（例えば特許文献１参照）。前記出力軸は、ハウジングに嵌合された転がり軸受により回転自在に支持されている。図４は前記出力軸の上端部を支持する構造の一例を示す要部断面図である。同図に示すように、出力軸１０１の上端部１０１ａは、ハウジング１０３に嵌合された転がり軸受としての円筒ころ軸受１０２によって回転自在に支持されている。
【０００３】
円筒ころ軸受１０２は、出力軸１０１自体で形成された内輪１０４と、ハウジング１０３に嵌合された外輪１０５と、内輪１０４と外輪１０５との間に介在した複数の円筒ころ１０６と、各円筒ころ１０６を周方向に沿って一定間隔ごとに保持する保持器１０７とを備えている。
内輪１０４の外周には、円筒ころ１０６が転走する内輪軌道１０４ａが形成されている。この内輪軌道１０４ａ部分は、熱処理によって所定の硬さに硬化されているとともに、研磨によって所定の表面粗さに仕上げられている。
【０００４】
外輪１０５の内周には、円筒ころ１０６が転走する外輪軌道１０５ａが形成されている。この外輪軌道１０５ａ部分は、熱処理によって高硬度に硬化されているとともに、研磨によって所定の表面粗さに仕上げられている。
外輪１０５の外輪軌道１０５ａを挟んだ上下両側には、径方向内方へ突出する環状の鍔１０５ｂが形成されており、下側の鍔１０５ｂによって、円筒ころ１０６及び保持器１０７を受け止めて、これらが落下するのが規制されている。なお、円筒ころ１０６及び保持器１０７を受け止める鍔１０５ｂは、外輪１０５の下部側のみに設けられていてもよいが、この場合、外輪１０５をハウジング１０３に嵌合させる際に、外輪１０５の上下の方向を揃える必要があり、その嵌合作業が繁雑になるので好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３３０５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記出力軸１０１の支持構造においては、熱処理によって少なくとも内輪軌道１０４ａ部分を高硬度に硬化させる必要があるので、出力軸１０１の材料として、クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ材）等の高価な材料を用いる必要がある。このように、出力軸１０１の一部のみを硬化させるために、その全体を高価な材料で形成する必要があるので、出力軸１０１の材料費が高くつくという問題があった。
【０００７】
また、下部側の鍔１０５ｂによって円筒ころ１０６及び保持器１０７が落下するのを規制しているので、下部側の鍔１０５ｂの内側面（上面）には、出力軸１０１の回転時において円筒ころ１０６の端面が常時摺接することになる。しかも、円筒ころ１０６にスキューが生じると、ころ１０６の端面と各鍔１０５ｂの内側面との接触面圧が強くなる。このため、潤滑不良等に起因して、円筒ころ１０６の端面と鍔１０５ｂとの摺接面が焼き付いて、軸受寿命が低下するおそれがあった。
【０００８】
この発明は前記問題点に鑑みなされたものであり、軸体を安価な材料で形成することができるとともに、軸受寿命が低下するのを防止することができる円筒ころ軸受及びこれを用いた軸体の支持構造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】
（１）前記目的を達成するためのこの発明にかかる円筒ころ軸受は、軸線を上下方向に向けた状態でハウジングの内部に配置された軸体を回転自在に支持するための円筒ころ軸受であって、外周に内輪軌道を有し内周が軸体に嵌合される内輪と、この内輪と同芯に設けられ、内周に外輪軌道を有し外周がハウジングに嵌合される外輪と、前記内輪軌道と外輪軌道との間に介在した複数の円筒ころと、この円筒ころを周方向に沿って一定間隔ごとに保持する保持器とを備え、前記内輪が、外周に前記内輪軌道を有し内周が前記軸体に嵌合される内輪円筒部と、前記内輪円筒部の下端から径方向外方へ延びて前記円筒ころを保持器とともに受け止める支承鍔部とを備えるとともに、全体が鋼板をプレス加工して得られたプレス成形品からなり、前記保持器が、所定間隔離して互いに対向した一対の円環部と、この一対の円環部の両者間に架設され、当該一対の円環部とともに各円筒ころを個別に収容するポケットを構成する複数の柱部とを有し、全体が合成樹脂で形成された保持器本体と、この保持器本体の下端面に一体化され、前記支承用鍔部に摺接する鋼製にて円環状の摺接環とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
（２）また、本願発明にかかる他の円筒ころ軸受は、軸線を上下方向に向けた状態でハウジングの内部に配置された軸体を回転自在に支持するための円筒ころ軸受であって、前記円筒ころ軸受が、外周に内輪軌道を有し内周が前記軸体に嵌合される内輪と、この内輪と同芯に設けられ、内周に外輪軌道を有し外周が前記ハウジングに嵌合される外輪と、前記内輪軌道と外輪軌道との間に介在した複数の円筒ころと、この円筒ころを周方向に沿って一定間隔ごとに保持する保持器とを備え、前記内輪が、外周に前記内輪軌道を有し内周が前記軸体に嵌合される内輪円筒部を有し、全体が鋼板をプレス加工して得られたプレス成形品からなり、前記外輪が、内周に前記外輪軌道を有し外周が前記ハウジングに嵌合される外輪円筒部と、前記外輪円筒部の下端から径方向内方に延びて前記円筒ころを保持器とともに受け止める支承鍔部とを備えるとともに、全体が鋼板をプレス加工して得られたプレス成形品からなり、前記保持器が、所定間隔離して互いに対向した一対の円環部と、この一対の円環部の両者間に架設され、当該一対の円環部とともに各円筒ころを個別に収容するポケットを構成する複数の柱部とを有し、全体が合成樹脂で形成された保持器本体と、この保持器本体の下端面に一体化され、前記支承用鍔部に摺接する鋼製にて円環状の摺接環とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
前記の構成の円筒ころ軸受によれば、前記支承鍔部によって、円筒ころ及び保持器を受け止めることができるので、外輪に円筒ころ及び保持器が落下するのを規制するための鍔を設ける必要がない。このため、従来生じていた円筒ころと鍔との摺接面の焼き付きが発生すること自体あり得ない。
さらに、内輪を軸体に嵌合することによって、高硬度の内輪軌道を構成することができるので、軸体自体を高硬度に熱処理する必要がない。このため、軸体の材料として安価な材料を使用することができる。
【００１２】
（３）前記円筒ころ軸受においては、支承鍔部のうちの前記摺接環が摺接する部分に、潤滑剤を溜める環状の凹溝を設けているのが好ましい。
この場合、凹溝に溜めた潤滑剤によって、前記支承鍔部と摺接環との摺接面を効果的に潤滑することができる。このため、両者が焼き付いたり異常摩耗したりするのを効果的に防止することができる。
【００１３】
（４）前記円筒ころ軸受においては、前記凹溝によって保持器の径方向の移動を規制しているのが好ましい。
この場合には、前記支承鍔部によって保持器の回転を案内することができるので、保持器の回転を案内するための機構を別途設ける必要がない。
【００１４】
（５）前記（１）に記載の円筒ころ軸受においては、前記内輪が、内輪円筒部の上端から径方向内方に延びて軸体に掛止される掛止鍔部を備えるのが好ましい。
この場合には、内輪を軸体に嵌合した状態で、掛止鍔部を軸体に掛止することができるので、内輪が下方に移動するのを防止することができる。このため、円筒ころ及び保持器を、確実に支承することができる。
【００１５】
（６）前記（２）に記載の円筒ころ軸受においては、前記外輪が、外輪円筒部の上端から径方向外方に延びて前記ハウジングに掛止される掛止鍔部を備えるのが好ましい。
この場合には、外輪をハウジングに嵌合した状態で、掛止鍔部をハウジングに掛止することができるので、外輪が下方に移動するのを防止することができる。このため、円筒ころ及び保持器を、確実に支承することができる。
【００１６】
この発明にかかる軸体の支持構造は、軸線を上下方向に向けた状態でハウジングの内部に配置された軸体を、前記軸体とハウジングとの間に介在した円筒ころ軸受によって回転自在に支持する軸体の支持構造であって、
前記円筒ころ軸受が、前記（１）から（６）のいずれかに記載された円筒ころ軸受であることを特徴とする。
前記の構成の軸体の支持構造によれば、前記（１）から（６）に記載された各円筒ころ軸受にそれぞれ対応する作用を奏する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる円筒ころ軸受及び軸体の支持構造によれば、軸体として安価な材料を用いることができるとともに、外輪の鍔と円筒ころの端面との摺接が生じないので、その焼き付きによって軸受寿命が低下するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる円筒ころ軸受及び軸体の支持構造示す要部断面図である。
【図２】前記円筒ころ軸受の保持器を示す要部側面図である。
【図３】他の実施形態を示す要部断面図である。
【図４】従来の軸体の支持構造を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明の一実施形態に係る円筒ころ軸受を用いた軸体の支持構造を示す要部断面図である。この軸体の支持構造は、減速機の出力軸等の軸体１を、ハウジング３に嵌合された円筒ころ軸受２によって回転自在に支持するものである。
【００２０】
軸体１は、軸線Ｌを上下方向に向けた状態でハウジング３の内部に配置されている。円筒ころ軸受２は軸体１の上端部の外周とハウジング３との間に介在している。この円筒ころ軸受２は、軸体１に嵌合された内輪２１と、この内輪２１と隙間を設けて同芯に配置された外輪２２と、内輪２１と外輪２２との間に介在した複数の円筒ころ２３と、この円筒ころ２３を周方向に沿って一定間隔ごとに保持する保持器２４とを備えている。
【００２１】
内輪２１は、内周が軸体１に嵌合された内輪円筒部２１ａと、この内輪円筒部２１ａの上端から径方向内方に延びる円環状の掛止鍔部２１ｂと、内輪円筒部２１ａの下端から径方向外方へ延びる円環状の支承鍔部２１ｃとを備えている。この内輪２１は、厚みの薄い鋼板をプレス加工にて一体成形したプレス成形品である。前記鋼板としては、例えば、ニッケルクロム鋼（ＳＮＣ）、ニッケルクロムモリブデン鋼（ＳＮＣＭ）、クロム鋼（ＳＣｒ）、クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）等の浸炭鋼や、高・中炭素鋼が用いられる。
【００２２】
内輪円筒部２１ａの内周面には、内輪軌道２１ｄが設けられている。少なくとも内輪軌道２１ｄ部分は、熱処理によって硬化されているとともに、熱処理後にバレル研磨等によって表面仕上げが施されている。前記熱処理としては、軸体１の材質に応じて浸炭、浸炭窒化、高周波焼入れ等が採用される。また、内輪円筒部２１ａの内周は軸体１の外周に圧入されている。
【００２３】
掛止鍔部２１ｂは、軸体１の上端面の外周側に沿わせた状態で当該軸体１に掛止されている。これにより、内輪２１の上下方向の位置が規定されているとともに、例えば軸体１と内輪２１との熱膨張率の差や、内輪２１に繰り返し作用する負荷に起因して、内輪２１が下方へ移動するのが規制されている。このように、掛止鍔部２１ｂによって内輪２１を定位置に保持することができるので、軸体１側に内輪２１を受け止めて定位置に保持するための突起や段部等を形成する必要がない。
【００２４】
支承鍔部２１ｃは、保持器２４の下端部に摺接して当該保持器２４を受け止めることにより、円筒ころ２３が落下するのを規制している。支承鍔部２１ｃのうちの保持器２４を受け止める部分には、潤滑剤を溜める環状の凹溝２１ｅが設けられている。この凹溝２１ｅは径方向に沿う面が凹湾曲面になっている。
【００２５】
保持器２４は、全体が合成樹脂で形成された円環状の保持器本体２４ａと、この保持器本体２４ａに一体化された円環状の摺接環２４ｂとを備えている。
保持器本体２４ａは、所定間隔離して互いに対向する一対の円環部２４ｃと、この一対の円環部２４ｃの相互間に架設された複数の柱部２４ｄとを有している（図２参照）。この柱部２４ｄは、円環部２４ｃとともに円筒ころ２３を個別に収容する複数のポケット２４ｆを構成している。
【００２６】
摺接環２４ｂは、上下一対設けられており、インサート成形によって保持器本体２４ａの各円環部２４ｃにそれぞれ一体化されている。各摺接環２４ｂは、径方向断面において、中央部が膨出する円弧形状になっており、その内面は円環部２４ｃの外面に合致している。摺接環２４ｂは鋼製のものであり、支承鍔部２１ｃとの摺接によって保持器２４が摩耗するのを抑制している。
【００２７】
各摺接環２４ｂの外面の凸湾曲面の曲率は、支承鍔部２１ｃの凹溝２１ｅにおける凹湾曲面の曲率よりも大きくなっている。これにより、下部側の摺接環２４ｂは、保持器２４の回転に伴って、支承鍔部２１ｃの凹溝２１ｅに対して線接触した状態で、当該凹溝２１ｅに摺接する。この際、凹溝２１ｅに溜めた潤滑剤によって、支承鍔部２１ｃと摺接環２４ｂとの摺接面を効果的に潤滑することができるので、両者が焼き付くのを効果的に防止することができるとともに、両者が異常摩耗するのを効果的に防止することができる。
なお、摺接環２４ｂの支承鍔部２１ｃに対する摺接面には、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等の硬質膜を形成してもよく、この場合、支承鍔部２１ｃと前記摺接面とが焼き付くのをより効果的に防止することができる。
【００２８】
また、支承鍔部２１ｃの凹溝２１ｅによって、保持器２４が径方向へ移動するのを規制することができるので、支承鍔部２１ｃによって保持器２４の回転を案内することができる。このため、保持器２４の回転を案内するための機構を別途構成する必要がない。
【００２９】
外輪２２は内周に外輪軌道２２ｄを有する円筒状のものである。この外輪２２は、外輪軌道２２ｄを挟んだ軸方向の両側に径方向内方へ突出する鍔を有しない、いわゆる鍔なしタイプのものである。外輪２２は、少なくとも外輪軌道２２ｄ部分が熱処理にて硬化されている。この外輪２２の外周はハウジング３に対して圧入されている。外輪２２は例えば高・中炭素鋼や軸受鋼によって形成されている
【００３０】
以上の構成の軸体の支持構造によれば、内輪２１の支承鍔部２１ｃによって、円筒ころ２３及び保持器２４を受け止めることができるので、外輪２２に円筒ころ２３及び保持器２４が落下するのを規制するための鍔を設ける必要がない。このため、鍔と円筒ころ２３との摺接自体が生じないので、両者の摺接面が焼き付くという従来の不具合も生じるおそれがない。また、掛止鍔部２１ｂによって内輪２１を定位置に保持することができるので、円筒ころ２３及び保持器２４を確実に支承することができる。
【００３１】
さらに、軸体１に嵌合した内輪２１に内輪軌道２１ｄを構成しているので、軸体１自体に内輪軌道を構成する必要がない。これにより、軸体１を熱処理にて硬化させる必要がないので、軸体の材料として安価な材料を選択することができる。また、軸体１の材料として、用途に応じてアルミニウムや銅合金等の鋼材以外の材料を選択することもできる。
【００３２】
図４は他の実施形態を示す断面図である。この実施形態が図１に示す実施形態と主に異なる点は、外輪２２が鋼板をプレス成形した成形品で構成され、その下端部に、径方向内方に延びる支承鍔部２２ｃが形成されている点である。
さらに詳述すると、外輪２２は、内周がハウジング３に嵌合された外輪円筒部２２ａと、この外輪円筒部２２ａの上端から径方向内方に延びる円環状の掛止鍔部２２ｂと、外輪円筒部２２ａの下端から径方向内方へ延びる円環状の支承鍔部２２ｃとを備えている。この外輪２２は、厚みの薄い鋼板をプレス加工にて一体成形したプレス成形品である。
【００３３】
外輪円筒部２２ａの内周面には、外輪軌道２２ｄが設けられている。少なくとも外輪軌道２２ｄ部分は、熱処理によって硬化されているとともに、熱処理後にバレル研磨等によって表面仕上げが施されている。
掛止鍔部２２ｂは、ハウジング３の段部３１に沿わせることにより当該ハウジング３に掛止されている。これにより、外輪２２の上下方向の位置が規定されているとともに、外輪２２の下方への移動が規制されている。
【００３４】
支承鍔部２２ｃは、円筒ころ２３を保持器２４とともに受け止めている。支承鍔部２２ｃのうちの保持器２４を受け止める部分には、潤滑剤を溜める環状の凹溝２２ｅが設けられている。この凹溝２２ｅは径方向に沿う面が凹湾曲面になっている。
なお、内輪２１は円筒部２１ａと掛止鍔部２１ｂのみを有するプレス成形品で構成されている。
【００３５】
この実施形態によれば、外輪２２の支承鍔部２２ｃによって、円筒ころ２３及び保持器２４を受け止めることができるので、円筒ころ２３及び保持器２４が落下するのを規制するための外輪２２の鍔が不要となる。このため、鍔と円筒ころとの摺接面が焼き付くという従来の不具合が生じるのを回避することができる。また、掛止鍔部２２ｂによって外輪２２を定位置に保持することができるので、円筒ころ２３及び保持器２４を確実に支承することができる。
【００３６】
この発明は前記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、摺接環２４ｂを上下一対設けた場合を示したが、これを保持器２４の下端部側のみに設けてもよい。
また、支承鍔部２１ｃ，２２ｃの凹溝２１ｅ，２２ｅの断面形状については、前記した湾曲形状だけでなく、三角形等の他の形状であってもよく、この場合、保持器２４の摺接環２４ｂの形状も、凹溝２１ｅ，２２ｅの形状に対応する形状にしてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１：軸体、２：円筒ころ軸受、３：ハウジング、２１：内輪、２１ａ：内輪円筒部、２１ｂ：掛止鍔部、２１ｃ：支承鍔部、２１ｄ：内輪軌道、２１ｅ：凹溝、２２：外輪、２２ａ：外輪円筒部、２２ｂ：掛止鍔部、２２ｃ：支承鍔部、２２ｄ：外輪軌道、２３：円筒ころ、２４：保持器、２４ａ：保持器本体、２４ｂ：摺接環、２４ｃ：円環部、２４ｄ：柱部、２４ｆ：ポケット、Ｌ：軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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