(57)【要約】【課題】円すいころ軸受の内輪に円すいころと保持器を嵌め込む際に、内輪小鍔径に対する保持器小径側のしめしろを大きくしても、内輪軌道面と円すいころ転動面とに打痕が発生するのを防止し、且つ、内輪から円すいころと保持器が脱落するのを防止することが可能な円すいころ軸受用保持器を提供することを目的とする。【解決手段】円すいころ軸受用保持器を、小径側環状部を周方向に分割した保持器本体部品と、小径側環状部に係合する環状部品とから構成し、保持器本体部品単独において柱部が径方向の変形を許容する構造とする。内輪に円すいころと保持器を嵌め込んだ後に、分割された環状部に環状部品を係合して分割された環状部を固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に所定の間隔で設けられる複数の柱部と、該複数の柱部の一端同士及び他端同士をそれぞれ繋ぐ小径環状部及び大径環状部と、を有し、前記柱部及び前記小径及び大径環状部とで円錐ころが収納されるポケットを形成する円すいころ軸受用の保持器であって、
前記保持器は合成樹脂からなり、前記小径環状部が円周方向に等間隔且つ所定の隙間を有して分割された保持器本体部品と、前記保持器本体部品の分割された小径環状部に係合する環状部品から構成されることを特徴とする円すいころ軸受用保持器。
【請求項２】
請求項１に記載の円すいころ軸受用保持器であって、
前記保持器本体部品の小径側環状部の軸方向端面に、前記環状部品との係合部を有することを特徴とする円すいころ軸受用保持器。
【請求項３】
請求項１に記載の円すいころ軸受用保持器であって、
前記保持器本体部品の小径側環状部の外径面に、前記環状部品との係合部を有することを特徴とする円すいころ軸受用保持器。
【請求項４】
内径側に円すい状の外輪軌道面を有する外輪と、外径側に円すい状の内輪軌道面を有し、該内輪軌道面の小径側に位置する小鍔側と、大径側に位置する大鍔部と、が形成された内輪と、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された複数の円すいころと、
前記複数の円すいころを円周方向で所定間隔に保持する保持器と、を備えた円すいころ軸受であって、
前記保持器が請求項１乃至３に記載の保持器であることを特徴とする円すいころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械、自動車、鉄道車両、その他の産業機械における回転部に使用される円すいころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建設機械をはじめとする各種の駆動装置には、その回転機構を回転自在に支持する軸受として円すいころ軸受が使用されている。この円すいころ軸受は、図５（ｃ）に示すように、円すい状の外輪軌道面２ｓを有する外輪２と、円すい状の内輪軌道面１ｓを有し、該内輪軌道面１ｓの小径側に小鍔部１１、大径側に大鍔部１２を有する内輪１と、外輪軌道面２ｓと内輪軌道面１ｓとの間に転動自在に配された複数の円すいころ３と、円すいころ３を円周方向で所定間隔に保持する保持器４と、を備えて構成される。
【０００３】
円すいころ軸受の保持器は、金属製であることが一般的であり、金属製保持器を用いた円すいころ軸受の組立方法は、図４に示すように、先ず保持器４のポケット４１に円すいころ３を保持させ、内輪１に組み込む。そして、保持器加締め治具５を用いて該治具５を押し込み、内輪１及び円すいころ３、保持器４が脱落しない任意のポケット隙間になるまで加締める、といった方法が採られる。
【０００４】
しかしながら、金属製保持器は、平板を複数工程に渡って塑性変形させて製作するため、樹脂製保持器に比べて加工工程が多く、材料費が高く、重量も重いというデメリットがある。その為、自動車向けなどの外輪外径が１００ｍｍ以下の円すいころ軸受には樹脂製保持器が多く採用されている。
【０００５】
樹脂製保持器を用いた円すいころ軸受の組立方法は、先ず所定のポケット隙間が残るように射出成形した保持器４のポケット４１に円すいころ３を保持させる。その後、図５（ａ）に示すように、円すいころ３を保持した保持器４に内輪１を保持器４の大径側から小径側に向かって押し込むことによって、円すいころ３がポケット４１を一時的に押し広げ、円すいころ３の面取り部３４が内輪１の小鍔部１１を乗り越えて、内輪１に組み込まれる（図５（ｂ））、いわゆる圧入方式をとっている。
【０００６】
しかしながら、圧入方式で組み付けた円すいころ軸受は、内輪から円すいころと共に保持器が脱落しやすく、特に建設機械の、例えば最終減速機に用いられる外輪外径２００ｍｍ以上の、比較的サイズの大きい軸受では問題となる。通常、保持器と円すいころを保持した内輪を、例えば減速機シャフト等に軸受を組み付ける際は、図６（ａ）に示すように、外輪２を外した状態で軸芯Ｏが水平方向となるように円すいころ軸受を配置して行う。その際に、主に円すいころ３の自重により、樹脂製の保持器４が弾性変形し、鉛直方向上方では円すいころ３と内輪軌道面１ｓとの隙間が無くなり、鉛直方向下方では少なくとも鉛直方向上方の隙間減少分隙間が広がることとなり、鉛直方向最下部に位置する円すいころ３と小鍔部１１には大きな隙間Ｔ１が発生する。
【０００７】
この状況において、保持器４の鉛直方向下方で大鍔部１２側から小鍔部１１側への力が加わると、最上部に位置する円すいころ３を保持するポケット４１の大径環状部４３の内径側端部Ｐを支点として保持器４が回転運動する。このとき、最下部に位置する円すいころ３の小径側端面３１の回転運動は、最上部に位置する円すいころ３を保持するポケット４１の大径環状部４３の内径側端部Ｐを回転中心とし、該回転中心から最下部の円すいころ３の小径側端面３１までの距離を半径とする運動軌跡となる。図６（ｂ）では、最下部の円すいころ３の小径側端面３１と転動面３３との境界部Ｑの運動軌跡Ｍが表わされている。
【０００８】
従って、最下部に位置する円すいころ３は軸方向に移動すると同時に径方向にも移動する。内輪１の小鍔側外周面１１ａが図６（ｂ）に示すように軸芯Ｏに対して傾斜しており、この傾斜角θが大きいとき、最下部に位置する円すいころ３と内輪１の小鍔部１１とが接触することなく、最下部に位置する円すいころ３は回転運動をし続け、最終的には内輪１から円すいころ３と保持器４が脱落してしまう。
【０００９】
内輪１から円すいころ３と樹脂製の保持器４が脱落するのを防ぐには、保持器４のポケット４１に円すいころ３を保持させた際の内接円径と、小鍔部１１の外径との差（しめしろ）を確保する必要がある。しかしながら、しめしろを過大にすると、図５（ａ）の状態を経る場合に、保持器４が元に戻ろうとする力により、円すいころ３が内輪１の軌道面１ｓに勢い良く衝突し、円すいころ３転動面と、内輪１の軌道面１ｓに打痕や擦り傷が発生したり、図５（ａ）の状態を経る際に保持器が破損したりする虞がある。
【００１０】
また、樹脂製の保持器は温度や湿度に対する膨張率が、鋼より大きいことから、組込み時に打痕や保持器の破損が発生することなく、且つ、輸送時並びに組み込み時にバレが発生しないように樹脂製保持器を製作するのは困難であり、軸受及び、保持器形状、サイズによっては達成が非常に困難である。しめしろに関しては、組立時の打痕及び保持器破損と、輸送時及び組み込み時のバレの発生が相反しており、双方を満足させる為の対策が必要となる。
【００１１】
上記の問題を解決する手段として、保持器を分割構造とすることで、保持器と転動体を内輪に組み込む際の圧入工程を無くして打痕や保持器の破損を防ぐ発明が知られている。例えば、特許文献１では、保持器を周方向に分割し、保持器部品の周方向端部に設けられた爪で保持器部品同士を一体化させる発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１２−１３２５３５ 号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記特許文献に記載の発明では、保持器を周方向に分割する為、保持器部品同士の継ぎ目で剛性が変わる為、保持器の真円度が崩れやすく、保持器が内輪や外輪に接触して保持器及び転がり軸受の寿命が低下する虞がある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そこで、本発明は、内輪小鍔径に対する保持器小径側のしめしろを大きくしても、組立時において内輪軌道面と円すいころ転動面との打痕を防止し、且つ、内輪から円すいころと保持器が脱落するのを防止することが可能な円すいころ軸受を提供することを目的とする。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
円周方向に所定の間隔で設けられる複数の柱部と、該複数の柱部の一端同士及び他端同士をそれぞれ繋ぐ小径環状部及び大径環状部と、を有し、前記柱部及び前記小径及び大径環状部とで円錐ころが収納されるポケットを形成する円すいころ軸受用の保持器であって、
前記保持器は、合成樹脂からなり、前記小径環状部及び前記大径環状部の何れか一方が円周方向に等間隔且つ所定の隙間を有して分割された保持器本体部品と、前記保持器本体部品の分割された環状部に係合する環状部品から構成されることを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の円すいころ軸受用保持器であって、
前記保持器本体部品の分割された環状部の軸方向端面に、前記環状部品との係合部を有することを特徴としている。
また、請求項３に記載の発明は、
請求項１に記載の円すいころ軸受用保持器であって、
前記保持器本体部品の分割された環状部の外径面に、前記環状部品との係合部を有することを特徴としている。
また、請求項４に記載の発明は、
内径側に円すい状の外輪軌道面を有する外輪と、外径側に円すい状の内輪軌道面を有し、該内輪軌道面の小径側に位置する小鍔側と、大径側に位置する大鍔部と、が形成された内輪と、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された複数の円すいころと、前記複数の円すいころを円周方向で所定間隔に保持する保持器と、を備えた円すいころ軸受であって、
前記保持器が請求項１乃至３に記載の保持器であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、保持器の小径側環状部及び大径側環状部のいずれか一方が周方向に分割されているため各柱部は片持ち梁の状態となり、前記保持器のポケットに円すいころを保持させた状態で内輪に圧入し、前記円すいころが前記内輪の小鍔で押されて前記内輪の径方向外側に移動した場合でも、前記保持器の分割された環状部が前記円すいころによって押し拡げられ、各柱部が径方向外側に倒れる方向に変形することで、前記円すいころの移動を許容し、前記保持器に過大なストレスが生じることを防ぐことができる。すなわち、前記円すいころに前記内輪内径方向の過大な力が働くことを防ぐことができるため、前記円すいころが前記内輪の小鍔を乗り越えた際に、前記内輪の軌道面と前記円すいころが勢い良く衝突して双方に打痕を生じるのを防ぐことができる。
さらに、前記圧入が完了した後に前記保持器の分割された環状部に環状部品を係合して固定することにより、前記環状部の剛性を確保し、前記円すいころの前記内輪径方向の移動を規制すると共に、前記内輪から、前記円すいころと前記保持器とが脱落するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態である円すい転がり軸受用保持器を示す斜視図である。
【図２】図１に示す円すい転がり軸受用保持器の径方向断面図である。
【図３】本発明の実施形態の変形例を示す斜視図である。
【図４】図３に示す変形例の径方向断面図である。
【図５】円すい転がり軸受の組立の様子を示す図である。
【図６】円すい転がり軸受の内輪から円すいころと保持器が脱落する様子を示した図である。
【図７】円すい転がり軸受の金属製保持器の加締め工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の第一の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は第一の実施形態である円すいころ軸受用保持器の斜視図、図２は図１に示す円すいころ軸受用保持器の径方向断面図である。円すいころ軸受用保持器（以下保持器という）１００の材質は、合成樹脂を用いて形成されている。図１に示すように前記保持器１００は保持器本体部品１１０と環状部品１２０から構成される。前記保持器本体部品１１０は、小径環状部１１１と、大径環状部１１２と、複数の柱部１１３からなる。前記小径環状部１１１は周方向に等間隔且つ所定の隙間を有する様に分割されている。前記小径環状部１１１の軸方向端面には、前記環状部品１２０と係合する為の係合部１１４が形成されている。また、前記柱部１１３の周方向面と、前記小径環状部１１１と前記大径環状部の対向する面とで、円すいころを保持する複数のポケット１１５が形成されている。
【００１９】
前記環状部品１２０は軸方向の端部の一方に、前記保持器本体部品１１０の係合部１１４に対応した形状を有する係合部１２１と、前記保持器本体部品１１０の小径環状部１１４の隙間に嵌合する形状を有する突出部１２２を有する。
上記の構成による円すいころ軸受用保持器１００は、前記保持器本体部品１１０のポケット１１５に円すいころをセットした状態で、円すいころ軸受の内輪に組み込まれる。前記内輪の小鍔を円すいころが乗り越える際、前記円すいころを介して保持器小径側環状部に生じる応力が前記保持器本体部品１１０の柱部が保持器径方向外側に傾く様に変形することで緩和され、前記円すいころと前記内輪との衝突によって打痕が生じるのを防ぐことができる。これにより、前記保持器１００に円すいころをセットした際の円すいころ内接円径を、前記内輪小鍔の外径を考慮しない寸法、例えば、前記内輪軌道面の小径側外径に近い寸法とすることができる。
【００２０】
また、前記内輪に前記保持器本体部品１１０と円すいころを組み込んだ後で、前記係合部１１４に前記環状部品１２０を係合して保持器１００とすることで、分割されていた環状部の剛性が確保される。これにより、前記内輪から前記円すいころと前記保持器１００が脱落するのを防止することができる。
【００２１】
図３に第一の実施例の変形例を示す。
保持器本体部品１１０の係合部１１４が、保持器径方向外側に形成されている。それに伴い、環状部品１２０の係合部１２１及び突出部１２２が保持器径方向内側に形成される。その他の構成については第一の実施例と同様である為、説明を省略する。
【符号の説明】
【００２２】
１    内輪
１ｓ  内輪軌道面
２    外輪
２ｓ  外輪軌道面
３    円すいころ
４    保持器（従来）
５    保持器加締め治具
１１  小鍔部
１１ａ  小鍔外周面
１２  大鍔部
３１  小径側端面
３３  大径側端面
３４  面取り部
４１  ポケット
１００  保持器(本発明)
１１０  保持器本体部品
１１１  小径側環状部
１１２  大径側環状部
１１３  柱部
１１４  係合部
１１５  ポケット
１２０  環状部品
１２１  係合部
１２２  突出部
Ｏ      軸芯
Ｔ１    隙間
【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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【図６】
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【図７】
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