(57)【要約】【課題】潤滑油が十分に得られない環境下においても、軸受寿命に必要な潤滑油を確保でき、しかも、軸受内部に侵入した異物を外部へ排出することが可能な円すいころ軸受を提供する。【解決手段】外径面に軌道面を有する内輪と、内径面に軌道面を有する外輪と、内輪と外輪との間に転動自在に配された複数の円すいころと、円すいころを円周所定間隔に保持する保持器とを備え、内輪と円すいころと保持器とが組み付けられて内輪アッセンブリを構成する円すいころ軸受である。外輪の内径面の大径側に、保持器の外径面の大径側と外輪の内径面の外径側との間から軸受外部へ排出される潤滑油を捕捉する油溜り用リング体を装着する。油溜り用リング体の内径寸法を、内輪アッセンブリの最大外径寸法よりも大きく設定した。【選択図】図１
2015178857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径面に軌道面を有する内輪と、内径面に軌道面を有する外輪と、内輪と外輪との間に転動自在に配された複数の円すいころと、円すいころを円周所定間隔に保持する保持器とを備え、内輪と円すいころと保持器とが組み付けられて内輪アッセンブリを構成する円すいころ軸受であって、
外輪の内径面の大径側に、保持器の外径面の大径側と外輪の内径面の外径側との間から軸受外部へ排出される潤滑油を捕捉する油溜り用リング体を装着するとともに、この油溜り用リング体の内径寸法を、前記内輪アッセンブリの最大外径寸法よりも大きく設定したことを特徴とする円すいころ軸受。
【請求項２】
外輪の内径面の大径側に周方向凹溝が形成され、この周方向凹溝に前記油溜り用リング体の外径部が圧入され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】
前記油溜り用リング体は、保持器とは非接触状態が維持されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の円すいころ軸受。
【請求項４】
前記油溜り用リング体は、圧延鋼板または硬鋼線材からなる金属製であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の円すいころ軸受。
【請求項５】
前記油溜り用リング体は、エンジニアリングプラスチックからなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の円すいころ軸受。
【請求項６】
自動車用トランスミッションに用いられることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか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、例えば、潤滑油量が少ないトランスミッションに使用される円すいころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
円すいころ軸受は、一般には、図３に示すように、外周面に円すい状の軌道面１を有する内輪２と、内周面に円すい状の軌道面３を有する外輪４と、内輪２の軌道面１と外輪４の軌道面３との間に転動自在に介在した複数の円すいころ５と、複数の円すいころ５を軸受周方向に所定の間隔を隔てて保持する保持器６とを主要な構成要素としている。また、内輪２は、軌道面１の小径側に小鍔７を形成すると共に大径側に大鍔８を形成している。
【０００３】
保持器６は、小径リング部９と大径リング部１０との間に複数本の柱部１１を有し、柱部１１の相互間に円すいころ５を保持するポケット１２を形成したものである。そして、このポケット１２に円すいころ５が配置される。
【０００４】
ところで、潤滑油量が少ない部位に用いられれば、円すいころ３の大端面３ａに対向する内輪大鍔面１５に潤滑不足が発生するおそれがある。そこで、従来には、図４に示すように、内外輪間の軸受空間を密封する密封装置を設けたものがある（特許文献１）。
【０００５】
この特許文献１に記載の密封装置としては、図４に示すように、内輪２の大鍔８の外径面に圧入嵌合される密封板１６と、潤滑油を通すが固形の異物の侵入を防止する材質の異物侵入防止材１７とを備えたものが記載されている。すなわち、密封装置は、内輪２の大径側の軸受開口部を塞ぐものである。また、特許文献１には、密封板の一部を、内輪の大径側の端面と内輪間座等の相手側部材とで挟み込んで固定したものも記載されているが、この場合も、内輪２の大径側の軸受開口部を塞ぐものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２５６８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１に記載の円すいころ軸受を自動車用トランスミッションに用いた場合、潤滑油は、小鍔側から軸受内部に侵入する場合もあるため、この特許文献１の密封装置では、ギヤの摩耗粉（鉄粉等）等の異物の侵入を防ぐ効果はなく、異物の軸受内部への侵入を許容することになる。しかも、一旦、異物が侵入すれば、この密封装置側からの異物の流出が不可であって、軸受内部に停滞することになる。このように、その異物が転がり軸受の内部に侵入すると、異物の噛み込みによって軌道面や転動面に剥離が生じて、転がり軸受の耐久性を低下させることになる。
【０００８】
また、特許文献１の図１等に記載のものでは、密封板を内輪の大鍔の外径面に圧入する必要があるため、この圧入面に対して研削仕上げ等する必要があり、高コスト化することになる。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みて、潤滑油が十分に得られない環境下においても、軸受寿命に必要な潤滑油を確保でき、しかも、軸受内部に侵入した異物を外部へ排出することが可能な円すいころ軸受を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の円すいころ軸受は、外径面に軌道面を有する内輪と、内径面に軌道面を有する外輪と、内輪と外輪との間に転動自在に配された複数の円すいころと、円すいころを円周所定間隔に保持する保持器とを備え、内輪と円すいころと保持器とが組み付けられて内輪アッセンブリを構成する円すいころ軸受であって、外輪の内径面の大径側に、保持器の外径面の大径側と外輪の内径面の外径側との間から軸受外部へ排出される潤滑油を捕捉する油溜り用リング体を装着するとともに、この油溜り用リング体の内径寸法を、前記内輪アッセンブリの最大外径寸法よりも大きく設定したものである。
【００１１】
一般には、円すいころ軸受（テーパ軸受）では、ポンプ作用により潤滑油は保持器と内輪外径面との間のすきまより進入し、保持器外径側から排出されていくことになる。これに対して、本発明の円すいころ軸受では、外輪の内径面の大径側に油溜り用リング体を装着することによって、保持器の外径面の大径側から軸受外部へ排出される潤滑油を捕捉することができ、保持器の外径面側からの潤滑油の排出を抑えることができる。これによって、内輪大鍔面において潤滑油を残すことができる。
【００１２】
また、油溜り用リング体の内径寸法は、前記内輪アッセンブリの最大外径寸法よりも大きく設定されているので、軸受内部に異物が侵入しても、この油溜り用リング体を介して軸受外部へ排出される。
【００１３】
外輪の内径面の大径側に周方向凹溝が形成され、この周方向凹溝に前記油溜り用リング体の外径部が圧入されているものが好ましい。このように、圧入されるものでは、装着状態が安定したものとなる。また、前記油溜り用リング体は、保持器とは非接触状態が維持されるのが好ましい。
【００１４】
前記油溜り用リング体は、圧延鋼板または硬鋼線材からなるものであっても、エンジニアリングプラスチックからなるものであってもよい。圧延鋼板としては、ＳＰＣ等であり、硬鋼線材としては、ＳＷＲＨ６２やＳＷＲＨ７７等である。エンジニアリングプラスチックとしては、ＰＡ６６，ＰＡ４６，ＰＥＥＫ，ＰＰＳ等である。
【００１５】
本円すいころ軸受は自動車用トランスミッションに好ましく用いることができる。トランスミッション用の軸受を組み付ける場合、外輪がハウジングに圧入された状態とするとともに、内輪が軸（シャフト）に圧入された状態とする。また、内輪と保持器と円すいころとは、組み付けられて内輪アッセンブリを構成する。そして、この内輪アッセンブリを、ハウジングに圧入された状態の外輪に嵌入することになる。このため、本願発明では、油溜り用リング体の内径寸法を、前記内輪アッセンブリの最大外径寸法よりも大きく設定している。これによって、油溜り用リング体が前記内輪アッセンブリの嵌入の妨げにならない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、内輪大鍔面において潤滑油が残ることになり、内輪大鍔面における潤滑不足を防止できる。すなわち、軸受寿命に必要な潤滑油を確保することができ、耐用性に優れた円すいころ軸受となる。
【００１７】
また、軸受内部にギヤの摩耗粉（鉄粉等）等の異物が侵入しても、この油溜り用リング体を介して軸受外部へ排出される。このため、この円すいころ軸受の耐久性を低下させるのを有効に防止できる。
【００１８】
周方向凹溝に油溜り用リング体の外径部が圧入されるものでは、装着状態が安定したものとなって、長期にわたって、軸受寿命に必要な潤滑油を確保する機能を発揮することができる。また、前記油溜り用リング体は、保持器とは非接触状態が維持されるものでは、安定した回転状態を維持できる。
【００１９】
油溜り用リング体としては、金属製であっても、樹脂製であるエンジニアリングプラスチック製であってもよい。金属製のものでは、耐油性（油への浸漬による材質劣化）を気にせず使用することができる。樹脂製のものは鉄板製のものに比べ重量が軽く、自己潤滑性があり、摩擦係数が小さいという特徴がある。エンジニアリングプラスチック（エンプラ）とは、合成樹脂のなかで主に耐熱性が優れており、強度が必要とされる分野に使うことのできるものをいう。さらに耐熱性・強度を増した樹脂をスーパーエンプラと呼び、このスーパーエンプラを使用してもよい。
【００２０】
油溜り用リング体の内径寸法を、前記内輪アッセンブリの最大外径寸法よりも大きく設定しているので、油溜り用リング体が、内輪アッセンブリの外輪への嵌入時の妨げにならず、トランスミッションへの組み付け性に優れる。このため、本願発明の円すいころ軸受はトランスミッション用に最適となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の円すいころ軸受の実施形態を示す断面図である。
【図２】前記図１に示す円すいころ軸受の組み付け状態を示す断面図である。
【図３】従来の円すいころ軸受の断面図である
【図４】他の従来の円すいころ軸受の要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下本発明の実施の形態を図１と図２とに基づいて説明する。円すいころ軸受は、外径面２１に軌道面２２を有する内輪２３と、内径面２４に軌道面２５を有する外輪２６と、内輪２３と外輪２６との間に転動自在に配された複数の円すいころ２７と、円すいころ２７を円周所定間隔に保持する保持器２８とを備える。前記保持器２８は、大径側環状部３１と、小径側環状部３０と、大径側環状部３１と小径側環状部３０とを連結する柱部３２とを有し、大径側環状部３１と小径側環状部３０と柱部３２とで、円すいころ２７が嵌入するポケット３３が形成される。このため、ポケット３３は、周方向に沿って所定ピッチで複数個配設される。
【００２３】
内輪２３は、軌道面２２の小径側に小鍔３５を形成すると共に大径側に大鍔３６を形成している。また、外輪２６の内径面２４には、円すいころ２７が転動する軌道面２５と、この軌道面２５よりも小径側にこの軌道面２５に連続して軌道面２５と傾斜角度が同じ小径側傾斜面４０と、この軌道面２５よりも大径側にこの軌道面２５に連続して軌道面２５と傾斜角度が同じ大径側傾斜面４１とを有するものである。また、大径側傾斜面４１に、軸受軸心方向に延びる延設部４２が連続している。そして、内輪２３の小径側端面２３ａと、外輪２６の小径側端面２３ａに対応する端面２６ａとが同一平面上に位置し、内輪２３の大径側端面２３ｂと、外輪２６の大径側端面２３ｂに対応する端面２６ｂとが同一平面上に位置する。すなわち、内輪２３の軸方向寸法と外輪２６の軸方向寸法とを一致させている。
【００２４】
外輪２６の内径面２４の大径側、つまり延設部４２に油溜り用リング体５０を装着している。この場合、外輪２６の内径面２４の延設部４２に周方向凹溝４３を形成し、この周方向凹溝４３に油溜り用リング体５０の外径部を圧入している。そして、油溜り用リング体５０の軸心をこの軸受の軸心に一致させている。
【００２５】
この円すいころ軸受は、自動車のトランスミッションに用いられる。このため、図２に示すように、外輪２６がハウジング５１に圧入された状態とするとともに、内輪２３が軸（シャフト）５２に圧入された状態とする。ハウジング５１は、短円筒部５１ａと、この短円筒部５１ａの一方の開口部に連設される内鍔部５１ｂとからなる。そして、外輪２６の外径面２６ｃがハウジング５１の短円筒部５１ａの内径面５３に嵌合するとともに、外輪２６の端面２６ａがハウジング５１の内鍔部５１ｂの内面５４に嵌合することになる。また、外輪２６には、周方向凹溝４３に油溜り用リング体５０の外径部が圧入されている。
【００２６】
内輪２３側は、内輪２３と保持器２８と円すいころ２７とが組み付けられて内輪アッセンブリ５５が構成され、この内輪アッセンブリ５５の内輪２３に軸５２は圧入される。そして、この軸５２に圧入された内輪アッセンブリ５５が、ハウジング５１に圧入されている外輪２６に嵌入することになる。
【００２７】
このため、油溜り用リング体５０の内径寸法を、内輪アッセンブリ５５の最大外径寸法よりも大きく設定している。内輪アッセンブリ５５の最大外径寸法は、この場合、保持器２８の大径側環状部３１の最外径部の径寸法である。すなわち、油溜り用リング体５０の内径寸法をＢとし、内輪アッセンブリ５５の最大外径寸法をＡとした場合に、Ｂ＞Ａに設定する。この場合、（Ｂ−Ａ）を、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度とする。このため、図１に示すように、油溜り用リング体５０の内径部が、内輪２３の大鍔３６と外輪２６の延設部４２とで構成される軸受開口部内に進入する状態となる。この設置高さＥとしては、１ｍｍ〜２ｍｍ程度とする。設置高さＥが１ｍｍよりも小さければ、油溜めの機能を発揮しにくく、潤滑油を軸受外部へ排出させることになり、設置高さＥが２ｍｍよりも大きければ、油溜り用リング体５０の内径寸法が、内輪アッセンブリ５５の最大外径寸法と近接し、内輪アッセンブリ５５の挿入が困難になるばかりか、場合によっては油溜り用リング体５０と内輪アッセンブリ５５が干渉し挿入が不可能となってしまう。
【００２８】
このように、油溜り用リング体５０の内径寸法を、内輪アッセンブリ５５の最大外径寸法よりも大きく設定することによって、内輪アッセンブリ５５を外輪２６に嵌入することができ、組み付けることができる。このため、（Ｂ−Ａ）が０．１ｍｍよりも小さければ、組み付ける際に、油溜り用リング体５０の内径面と内輪アッセンブリ５５の外径面とが接触して組み付け性に劣ることになる。また、（Ｂ−Ａ）が０．５ｍｍよりも大きければ、前記設置高さＥが小さくなって、油溜めの機能を発揮しにくくなる。
【００２９】
油溜り用リング体５０としては、圧延鋼板または硬鋼線材からなる金属製であっても、
エンジニアリングプラスチックからなるものであってもよい。圧延鋼板としては、ＳＰＣ等であり、硬鋼線材としては、ＳＷＲＨ６２やＳＷＲＨ７７等である。
【００３０】
エンジニアリングプラスチックには、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ＧＦ強化ポリエチレンテレフタレート（ＧＦ−ＰＥＴ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）等がある。また、スーパーエンジニアリングプラスチックには、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリメチルベンテン（ＴＰＸ）、ポリ１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、ポリアミド１１，１２（ＰＡ１１，１２）、フッ素樹脂、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）等がある。
【００３１】
また、油溜り用リング体５０は保持器２８とは非接触状態が維持される。すなわち、保持器２８の大径側環状部３１は、外輪２６の大径側傾斜面４１に対応するものであって、延設部４２には対応しないものである。このため、延設部４２の装着されている油溜り用リング体５０は保持器２８に接触しない状態（非接触状態が維持される状態）となっている。この非接触状態が維持されるとは、保持器の振れ回りを考慮しても干渉しないように設定されることである。この場合、自由状態（非回転状態）において、保持器２８の大径側端面５６と油溜り用リング体５０の軸受内部側の端面５７との間の寸法をＣとした場合、Ｃを０．３ｍｍ〜１ｍｍに設定される。すなわち、Ｃが０．３ｍｍよりも小さければ、回転中等において、保持器２８と油溜り用リング体５０とが接触するおそれがあり、Ｃが１ｍｍよりも大きければ、軸受の軸方向長さが大きくなって、大型化することになる。
【００３２】
本発明の円すいころ軸受では、外輪２６の内径面２４の大径側に油溜り用リング体５０を装着することによって、保持器２８の外径面２８ａの大径側と外輪２６の内径面２４の外径側との間から軸受外部へ排出される潤滑油を捕捉して、保持器２８の外面側からの潤滑油の排出を抑えることができる。これによって、内輪大鍔面３６ａにおいて潤滑油が残ることになり、このように、内輪大鍔面３６ａにおいて潤滑油が残れば、内輪大鍔面３６ａにおける潤滑不足を防止できる。すなわち、軸受寿命に必要な潤滑油を確保することができ、耐用性に優れた円すいころ軸受となる。
【００３３】
また、油溜り用リング体５０の内径寸法を、前記内輪アッセンブリ５５の最大外径寸法よりも大きく設定されているので、軸受内部に異物が侵入しても、この油溜り用リング体５０を介して軸受外部へ排出される。このため、この円すいころ軸受の耐久性を低下させるのを有効に防止できる。
【００３４】
外輪２６の内径面２４の大径側に周方向凹溝４３が形成され、この周方向凹溝４３に前記油溜り用リング体５０の外径部が圧入されるものであるので、装着状態が安定したものとなり、長期にわたって、軸受寿命に必要な潤滑油を確保する機能を発揮することができる。また、前記油溜り用リング体５０は、保持器２８とは非接触状態が維持されるので、安定した回転状態を維持できる。
【００３５】
油溜り用リング体５０としては、金属製であっても、樹脂製であるエンジニアリングプラスチック製であってもよい。金属製のものでは、耐油性（油への浸漬による材質劣化）を気にせず使用することができる。樹脂製のものは鉄板製のものに比べ重量が軽く、自己潤滑性があり、摩擦係数が小さいという特徴がある。エンジニアリングプラスチック（エンプラ）とは、合成樹脂のなかで主に耐熱性が優れており、強度が必要とされる分野に使うことのできるものをいう。さらに耐熱性・強度を増した樹脂をスーパーエンプラと呼び、このスーパーエンプラを使用してもよい。
【００３６】
油溜り用リング体５０の内径寸法を、内輪アッセンブリ５５の最大外径寸法よりも大きく設定しているので、油溜り用リング体５０が、内輪アッセンブリ５５の外輪２６への嵌入時の妨げにならず、トランスミッションへの組み付け性に優れる。
【００３７】
本発明の円すいころ軸受では、外輪の内径面の大径側に油溜り用リング体を装着するものであるので、従来のこの種の軸受よりも外輪幅（外輪の軸方向寸法）が大となっている。ところで、トランスミッションの軸受スペースは構造上、外輪幅を組み立て幅と同様の寸法としても干渉する部品が存在しない。このため、本願発明の円すいころ軸受はトランスミッション用に最適となる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、保持器２８のポケット３３の数は、保持される円すいころ２７の数に応じて種々変更できる。また、柱部３２の長さや肉厚寸法等も、円すいころ２７を保持することが可能な限り種々変更できる。油溜り用リング体５０の肉厚寸法としては、種々変更できる。この場合、コンパクト性及び重量性等を考慮すれば、薄いのが好ましいが、薄すぎれば、強度が弱くなる。このため、使用する材質等に応じて種々変更するのが好ましい。本発明の円すいころ軸受として、ディファレンシャルやトランスミッション等の動力伝達系で使用することができ、さらには、これ以外の用途、例えば工作機械の主軸等の支持に用いることもできる。
【符号の説明】
【００３９】
２１   外径面
２２   軌道面
２３   内輪
２４   内径面
２５   軌道面
２６   外輪
２７   円すいころ
２８   保持器
４３   周方向凹溝
５０   油溜り用リング体
５５   内輪アッセンブリ
【図１】
2015178857.tif 000003
【図２】
2015178857.tif 000004
【図３】
2015178857.tif 000005
【図４】
2015178857.tif 000006