(57)【要約】【課題】回転トルクを低減することのできる円錐ころ軸受用保持器を提供する。【解決手段】中空円錐体の側壁に周方向所定間隔で設けられる複数の柱部５ｃを備え、隣合う各柱部間に円錐ころを転動可能に格納する円錐ころ軸受用保持器５であって、柱部５ｃは、ころ小端側で、ころ外周面に略倣う形状で、この外周面と微小間隔を有し、ころ大端側で、ころ外周面との間隔が拡大するよう大端側の柱部５ｃ2 の長さＬ2 分を細くする。或いは、保持器強度確保のためのいくつかの柱部５ｃは大小両端側円環部に結合し、他の柱部は小端側円環部のみに結合すると共に、円錐ころ保持のための最小軸方向長さＬ1 を有するように構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円錐体の側壁に周方向所定間隔で設けられる複数の柱部を備え、隣合う各柱部間のポケットに円錐ころを転動可能に格納する円錐ころ軸受用保持器において、
柱部は、ころ小端側で、ころ外周面に略倣う形状で、この外周面と微小間隔を有し、ころ大端側で、ころ外周面との間隔が拡大することを特徴とする円錐ころ軸受用保持器。
【請求項２】
中空円錐体の側壁に周方向所定間隔で設けられる複数の柱部と、これらの柱部の小端部と結合する小端側円環部と、これらの柱部の大端部と結合する大端側円環部を備えてなる円錐ころ軸受用保持器において、
保持器強度確保のためのいくつかの柱部は大小両端側円環部に結合し、他の柱部は小端側円環部のみに結合すると共に、円錐ころ保持のための最小軸方向長さを有することを特徴とする円錐ころ軸受用保持器  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円錐ころ軸受で使用される保持器、特に、オイルを流入させて潤滑する円錐ころ軸受において、回転トルクを低減することのできる円錐ころ軸受用保持器に関する。
【背景技術】
【０００２】
円錐ころ軸受は、主に自動車や産業機械に使用される軸受であり、図７（Ａ）に示すように、内輪１１と、外輪１２と、これら内・外輪間の環状空間１４に転動自在に配置される円錐ころ１３と、該円錐ころ１３を周方向所定間隔に保持する保持器１５とで構成される。このような円錐ころ軸受は、特に大きなラジアル荷重とスラスト荷重の両方向からの荷重を支持するのに適する。内輪１１の外周面にはテーパ状の軌道面１１ｃが形成されており、内輪１１の大端部及び小端部にはそれぞれ径方向外向きの鍔部１１ａ、１１ｂが設けられ円錐ころ１３を一定位置に保持している。また、前記保持器１５は、図６に示すように、中空円錐体の壁面の端部に小端側の環状部１５ａ’（小鍔部１５ａ）と大端側の環状部１５ｂとの間に周方向所定間隔でポケット１５ｐ，１５ｐ，・・を形成すると共に、複数の柱部１５ｃ，１５ｃ，・・を備え、隣合う各柱部１５ｃと柱部１５ｃとが形成され、これらのポケット１５ｐ，１５ｐ，・・には転動可能に円錐ころ１３が格納されている。
【０００３】
円錐ころ軸受は、高剛性、高負荷容量の利点が大きい一方で回転トルクが大きいという問題がある。円錐ころ軸受の回転トルクの主な要因としては、内輪１１端部に形成される小端部の鍔部１１ａおよび大端部の鍔部１１ｂと、円錐ころ１３の端面１３ａ、１３ｂとのすべり摩擦抵抗や転がり抵抗或いは潤滑オイルの撹拌抵抗等が挙げられる。
【０００４】
ところで、自動車のディファレンシャル装置や産業機械等で用いられる上記構成の円錐ころ軸受のように、多量のオイルを流入させて潤滑する場合には、図７（Ａ）に示すように、軸受内部を潤滑オイルが軸方向に通過するようにしている場合、潤滑オイルは実線矢印に示すように外輪１２の軌道面１２ｃと保持器１５の小鍔部１５ａの間から流入して外輪１２の軌道面１２ｃと保持器１３との間Ｂに沿って通過すると共に、保持器１５の小鍔部１５ａと内輪１１の小端部の鍔部１１ａとの間から流入し、内輪１１の軌道面１１ｃと保持器１３との間Ｃに沿って通過する。更に、上記の他に内輪小鍔１１ａと保持器１５の間Ａから流入して外輪１２と保持器１５との間Ｄから流出する潤滑オイルもある。
【０００５】
このように、多量の潤滑オイルを使用する条件下における円錐ころ軸受では、前記トルク負荷のうち潤滑オイルの撹拌抵抗がトルクに及ぼす影響が大きくなる。この撹拌抵抗を低減させる方法として軸受内部に流入する潤滑オイルを減少させる方法がある。出願人は、その一つとして保持器の柱部がその周方向のほぼ全体にわたって径方向に厚肉にされていることにより内径面と内輪の外径面との間の潤滑油流路を狭くし、少なくともその軸方向の一方の端部近傍の内径面が前記内輪の大鍔部の外径面よりも内径側に位置付けられて潤滑油流路が内輪の内面に対向している円錐ころ軸受を提案している（特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−０８４７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
最近の環境負荷改善ニーズに対応するため、上記するように潤滑オイルを多量に使用する自動車や産業機械の円錐ころ軸受においても、さらなる機械の効率向上が望まれている。かかる状況に鑑みて潤滑オイルの撹拌抵抗による回転トルクを低減することも有効となって来ている。そこで潤滑オイルを軸方向に流通させる円錐ころ軸受においても円錐ころ保持用の保持器を工夫することにより、軸受内部の撹拌抵抗の増加を抑制し、回転トルクを低減しようとするものである。
【０００８】
この発明は上記する課題に対処するためになされたものであり、円錐ころ軸受の撹拌抵抗等を抑制することにより回転トルクを低減することのできる円錐ころ軸受用保持器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
即ち、上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、中空円錐体の側壁に周方向所定間隔で設けられる複数の柱部を備え、隣合う各柱部間のポケットに円錐ころを転動可能に格納する円錐ころ軸受用保持器において、柱部は、ころ小端側で、ころ外周面に略倣う形状で、この外周面と微小間隔を有し、ころ大端側で、ころ外周面との隙間が拡大することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、中空円錐体の側壁に周方向所定間隔で設けられる複数の柱部と、これらの柱部の小端部と結合する小端側円環部と、これらの柱部の大端部と結合する大端側円環部を備えてなる円錐ころ軸受用保持器において、保持器強度確保のためのいくつかの柱部は大小両端側円環部に結合し、他の柱部は小端側円環部のみに結合すると共に、円錐ころ保持のための最小軸方向長さを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、上記各手段により、円錐ころ軸受内へ内輪の小端側開口部から内部へ流入及び大端側から流出する潤滑オイルの流れを円滑化し、回転時に生じる潤滑オイルの撹拌抵抗による回転トルクを低減しようとするものである。すなわち、上記請求項１乃至２による手段によれば、保持器の柱部は、円錐ころ小端側の柱部でころ外周面に略倣う形状として中空円錐体の側壁と微小間隔を有するよう幅広とし、円錐ころ大端側の柱部でころ外周面と側壁との間隔が拡大するよう細くしたり、ポケットとポケットとの間の大端側の柱部を軸方向に一定長さ残して数本無くすと、円錐ころ軸受内へ小端側開口部から流入し、大端側開口部から流出する潤滑オイルの流れの抵抗が抑制される。即ち、上記手段とした保持器を用いると、軸受内部を流通する潤滑オイルの流れが円滑な流れとなり、保持器による抵抗が少なくなる。その結果、撹拌抵抗による回転トルクを減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の最良の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す円錐ころ軸受用保持器を使用した円錐ころ軸受の一部軸方向断面図である。本発明の円錐ころ軸受用保持器を用いる円錐ころ軸受は、内輪１と外輪２と、これら内・外輪間の環状空間４に周方向一定間隔で配置される円錐ころ３と、該円錐ころ３を保持する保持器５と、で構成される。この円錐ころ軸受は、例えば自動車のディファレンシャルギヤやトランスアクスル装置のような車両用のピニオン軸支持装置や工作機械の主軸支持装置のように、内輪１の小端側開口部Ｅより比較的大量のオイルが流入する条件で好適に使用される。
【００１４】
図２（Ａ）は、前記保持器５の一部斜視図であり、図２（Ｂ）は周方向展開図である。本発明の保持器５は、中空円錐体（コーンタイプ）の形状を有しており、側壁の小端側の環状部５ａ’（小鍔部５ａ）と、大端側の環状部５ｂと、これら小端側の環状部５ａ’と大端側の環状部５ｂとの間に周方向所定間隔に設けられた柱部５ｃ，５ｃ，・・・とからなる。そして、これら柱部５ｃと柱部５ｃとの間には、円錐ころ３を格納するためのポケット５ｄ，５ｄ，・・が設けられている。
【００１５】
前記保持器５の柱部５ｃは、円錐ころ小端側の柱部５ｃ1 で、ころ外周面に略倣う形状で、この側壁と微小間隔を有するよう幅広とし、円錐ころ大端側の柱部５ｃ2 で、ころ外周面と側壁との間隔が拡大するよう該大端柱の柱部５ｃ2 両側に凹部（切込）５ｅ，５ｅを設けて細くしてある。即ち、円錐ころ３は、小端側で僅かな隙間をもって保持され、大端側で比較的広い隙間をもって保持されている。
【００１６】
図３（Ａ）は、前記保持器５の第１の実施の形態の変形例を示す図であり、図３（Ｂ）は、周方向展開図である。この実施の形態では、図２に示すように、大端側の柱部５ｃ2 は、ポケット５ｄの側面の凹部５ｅと隣の側面の凹部５ｅとが平行となるように細く形成するのではなく、大端側の柱部５ｃ2 は、大端部側に行くに従って徐々に細くなるようテーパ状に形成する。また、大端部の柱部５ｃ2 の細くなる部分の長さＬ2 は、小端部の環状部５ａと大端部の環状部５ｂとの間のポケット長さＡの１／３〜２／３程度とする。通常の円錐ころ軸受においては、保持器５には元々大きな荷重がかかることはなく、特に必要な強度を要することはない。従って、柱部５ｃの一部を細くしても、保持器としての機能に支障はなく、円錐ころ３を保持できる程度の柱部とすれば良い。
【００１７】
通常、潤滑オイルは、外輪２と保持器５間からの流入よりも内輪１の小鍔部１ａと保持器間から流入する量の方が多いので、柱部５ｃの中央部よりも小端側を細くすると、流入直後の外輪と保持器間に流れる油量が増加し、軸受内部の撹拌抵抗が増大する。この対策として、本発明のように、大端側の環状部５ｂ側の柱部５ｃを細くすることによって  外輪と保持器間からの油が排出しやすくなるため、撹拌抵抗が減少し、トルク低減効果を有効に得ることができる。特に、車両用のピニオン軸支持装置では、ギヤ潤滑のため比較的高粘度のオイルを使用するため、前記撹拌抵抗の減少によるトルク低減は顕著である。
【００１８】
図４は、本発明の第２の実施の形態を示す一部斜視図である。第１及び第２の実施の形態では、保持器５の柱部５ｃは、円錐ころ小端側の柱部５ｃ1 で、ころ外周面に略倣う形状として中空円錐体の側壁と微小間隔を有するよう幅広とし、或いは円錐ころ大端側の柱部５ｃ2 で、ころ外周面と側壁との間隔が拡大するよう細くした。この発明の第３の実施の形態では、ポケット５ｄとポケット５ｄとの間の小端側の環状部５ａ’側（小鍔部５ａ側）の柱部５ｃのうち複数本を軸方向に一定長さ残し、他の数本は一部を切断等により無くした柱部５ｃ’としたものである。この場合、柱部５ｃの一部の除去は、図４に示すように、３本おきとしてもよいが、図５（Ａ）に示すように、２本おきとしても良く、図５（Ｂ）に示すように１本おきとしても良い。この場合、大端部の柱部の切断長さＬ2 は、大端部の環状部５ｂと小端部の環状部５ａの間のポケット長さＡの１／３〜２／３程度とする。
【００１９】
上記するように、本発明の構成の円錐ころ軸受用保持器によれば、円錐ころ軸受内へ小端側開口部から流入し、大端側開口部から流出する潤滑オイルの流れの抵抗が抑制される。即ち、円錐ころ軸受内部を流通する潤滑オイルの流れは保持器による抵抗が少なくなることにより、円滑な流れとなる。その結果、多量の潤滑オイルを使用するデファレンシャル装置等において、円錐ころ軸受内の撹拌抵抗による回転トルクを減少させることができる。
【００２０】
通常、潤滑オイルを使用する円錐ころ軸受では、軸受全体として回転トルク要因のうち撹拌抵抗の占める割合は大きい。しかし、本発明の円錐ころ軸受用保持器のように、保持器の柱部を細くしたり、大端部側で欠如（大端部とは連絡しない）したりすれば、潤滑オイルの撹拌抵抗を大幅に低減し、軸受全体としての回転トルクを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す円錐ころ軸受の一部軸方向断面図である。
【図２】図２（Ａ）は本発明の第１の実施の形態で使用される円錐ころ軸受用の保持器の一部斜視図であり、図２（Ｂ）は周方向展開図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す円錐ころ軸受用の保持器の一部斜視図であって、大端側の柱部の両側が大端側に行くに従って徐々に細くなるようテーパ状にした場合の図である。図３（Ａ）は、本発明の保持器の第１の実施の形態の変形例を示す図であり、図３（Ｂ）は、周方向展開図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す円錐ころ軸受用の保持器の一部斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す保持器の一部斜視であって、図５（Ａ）は、保持器の柱部を２つ置きに一部を切断した場合の図であり、図５（Ｂ）は保持器の柱部を１つ置きに一部を切断した場合の図である。
【図６】従来の円錐ころ軸受用の保持器の一部斜視図である。
【図７】従来の円錐ころ軸受における潤滑オイルの流通方向を示す一部軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１      内輪
２      外輪
３      円錐ころ
４      環状空間
５      保持器
５ａ    大端側環状部
５ｂ    小端側環状部
５ｃ    柱部
５ｃ’  一部切断された柱部
５ｄ    保持器ポケット
５ｅ    保持器柱部の大端側の凹部（切込）
【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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