(57)【要約】【課題】潤滑油量が少ないときでも、円すいころ軸受の焼付きを防止する。【解決手段】円すいころ軸受は、内輪2と、外輪4と、複数の円すいころ6と、保持器8を具備し、外輪4の正面側に、外輪4の背面側から流入して正面側に流出する潤滑油を捕捉するためのシールド10を装着し、かつ、シールド10の装着部位を外輪4の外径側とすることにより、外輪4の背面側から流入して正面側から流出した潤滑油が受け止められて油たまりが形成され、使用中に流出する潤滑油量が少なくなっても、油たまりから潤滑油が補給され、軸受を潤滑することができる。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に軌道を有する内輪と、内周に軌道を有する外輪と、前記内輪の軌道と前記外輪の軌道との間に配置した複数の円すいころと、前記円すいころを円周方向で所定間隔に保持する保持器を具備し、前記外輪の正面側に、前記外輪の背面側から流入して正面側に流出する潤滑油を捕捉するためのシールドを装着し、かつ、前記シールドの装着部位を前記外輪の外径側とした円すいころ軸受。
【請求項２】
前記シールドは断面逆Ｌ字形状で、前記外輪の軸線に垂直に延びる円板部と、前記円板部の外周端縁とからなり、前記外輪の端部に小径段部を形成し、前記シールドの外周端縁を前記小径段部の外周面とはめ合わせた請求項１の円すいころ軸受。
【請求項３】
前記小径段部の外周面を、前記外輪の端面側ほど大径となる傾斜面とし、かつ、前記シールドの前記外周端縁を鋭角に曲げた請求項２の円すいころ軸受。
【請求項４】
前記シールドは断面逆Ｌ字形状で、前記外輪の軸線に垂直に延びる円板部と、前記円板部の外周端縁とからなり、前記外輪の端面に環状溝を形成し、前記外周端縁を前記環状溝に挿入した請求項１の円すいころ軸受。
【請求項５】
前記環状溝を、前記外輪の端面側ほど大径となる傾斜面とし、かつ、前記シールドの前記外周端縁を鋭角に曲げた請求項４の円すいころ軸受。
【請求項６】
前記内輪の大つばの外周面を、前記内輪の端部側ほど大径となる傾斜面とした請求項１から５のいずれか１項の円すいころ軸受。
【請求項７】
前記シールドの内周端縁を前記円すいころの転動面側に折り曲げた請求項１から６のいずれか１項の円すいころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は円すいころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
円すいころ軸受は、転動体として円すいころを用いたラジアル軸受であって、円すいころは、内輪の外周に形成した円すい台形状の軌道面と、外輪の内周に形成した円すい台形状の軌道面との間に配置される。したがって、円すいころ軸受の回転時、内輪の回転に伴う遠心力の作用で潤滑油は外輪側に向かって移動し、かつ、外輪の軌道面の形状に起因して、外輪の軌道面の小径側から大径側へ潤滑油の流れが生ずる。結果として、潤滑油が軸受内部を軸方向に貫流する。
【０００３】
ここで、軌道輪の正面とは、アキシアル荷重を支持しない軌道輪の側面をいい、軌道輪の背面とは、アキシアル荷重を支持する軌道輪の側面をいう。したがって、円すいころ軸受の場合、潤滑油は外輪の背面側から正面側へ移動する。
【０００４】
特許文献１（実公昭６２−１８７３９号公報）には、外輪の端部内径に、金属環を装着したシール付き円すいころ軸受が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実公昭６２−１８７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
述べたように、円すいころ軸受は、その断面形状に起因して、潤滑油が外輪の背面側から流入して正面側から流出する。そして、一旦正面側から流出した潤滑油は、軸受内部へ循環せず、そのため軸受の配置によっては軸受内部の油量が少なくなり、軸受の焼付きが発生することもある。したがって、常に軸受内部に潤滑油が流入、流出できる使用環境でないと、潤滑不良による焼き付きが発生するおそれがある。相手部品に対する円すいころ軸受使用条件が厳しく、潤滑油量が少ない環境下では、円すいころ軸受を使用することができなくなるため、相手部品の設計変更を余儀なくされる。
【０００７】
特許文献１のように、外輪の内径に金属環を圧入する場合、外輪の内径の精度（研削仕上げ）が必要になるため、加工工程が増える。しかも、外輪の内周には軌道があるため、その軌道よりも外側に金属環を圧入する部分を設ける必要上、外輪の軸方向長さを延長しなければならない。所定の負荷容量を確保するためには軌道の軸方向寸法を短縮するわけにいかないからである。また、外輪の軸方向長さを延長すると、外輪の正面の位置が変わるため、相手部品との取り合いに影響が及び、この面からも相手部品の設計変更を余儀なくされる。例えばトランスミッション用円すいころ軸受の場合、相手部品はトランスミッションの構成要素であることから、その設計変更は容易でない。
【０００８】
この発明の目的は、軸受負荷容量を犠牲にすることなく、かつ、外輪の軸方向長さを延長することなく、潤滑油量が少ないときでも焼付きが発生しにくい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】
【０００９】
この発明は、外輪の正面の外径側にシールドを装着し、外輪の正面側から流出しようとする潤滑油を捕捉して潤滑油たまりを形成し、この潤滑油たまりから軸受内部へ潤滑油を戻すようにすることで課題を解決した。
【００１０】
すなわち、この発明の円すいころ軸受は、外周に軌道を有する内輪と、内周に軌道を有する外輪と、前記内輪の軌道と前記外輪の軌道との間に配置した複数の円すいころと、前記円すいころを円周方向で所定間隔に保持する保持器を具備し、前記外輪の正面側に、前記外輪の背面側から流入して正面側に流出する潤滑油を捕捉するためのシールドを装着し、かつ、前記シールドの装着部位を前記外輪の外径側としたことを特徴とする。
【００１１】
外輪の正面側にシールドを装着することにより、外輪の背面側から流入して正面側に流出する潤滑油をシールドで受け止めて潤滑油の流出を一定量にとどめる。これにより、油たまりが形成され、使用中に軸受内部の潤滑油量が少なくなっても、シールドで形成された油たまりから潤滑油が補給される。
また、外輪の正面側は、通常、相手部品との突き当て面とならない。突き当て面となる場合でも、特許文献１のように外輪内径に金属環を圧入する場合に比べて、外輪の軸方向長さを変更する必要がないため、相手部品の設計変更を必要としない。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、次の効果が得られる。すなわち、外輪の背面側から流入して正面側へ流出しようとする潤滑油をシールドで受け止めて油たまりが形成されるため、当該円すいころ軸受の焼付きを抑制でき、従来品に比べて少量の潤滑油使用環境下でも当該円すいころ軸受を使用できる。
【００１３】
また、シールドの装着部位を外輪の正面側で、かつ、外径側としたことにより、次の効果が得られる。すなわち、外輪の正面側はアキシアル荷重を支持しない側であるため、通常、相手部品との突き当て面とならず、しかも、外径側であれば軌道に影響を与えないため、シールドを装着するための段差等の加工を容易に施すことができる。したがって、外輪内径の設計自由度が向上し、シールド取付けによる軸方向寸法の無駄な延長も回避され、負荷容量の設定が自由になる。相手部品の設計変更を必要とすることもない。さらに、装着部位を例えば溝の形態としたり、その溝に傾斜をつけたりすることで、加工精度や焼入れ変形などの関係である程度ルーズなはめあい公差になってもはずれにくい構造となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態を説明するための円すいころ軸受の断面図である。
【図２】シールドの内周端縁に傾斜部を設けた実施の形態を示す部分拡大図である。
【図３】シールドの外周端縁をかしめた実施の形態を示す部分拡大図である。
【図４】図１における外輪の小径端部とシールドの外周端縁を傾斜させた実施の形態を示す部分拡大図である。
【図５】小径端部に代えて環状溝とした実施の形態を示す部分拡大図である。
【図６】図５における外輪の環状溝とシールドの外周端縁を傾斜させた実施の形態を示す部分拡大図である。
【図７】内輪の大つばの外周面を傾斜させた実施の形態を示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１に示すように、円すいころ軸受は、内輪２と、外輪４と、円すいころ６と、保持器８とからなり、外輪４にシールド１０を装着してある。
【００１７】
内輪２は、内周面２ａを図示しない軸とはめ合わせる。内輪２の外周には円すい面状の軌道２ｂが形成してあり、軌道２ｂの両側には大つば２ｃと小つば２ｄが形成してある。内輪２は、図の左側が正面、右側が背面となる。
【００１８】
外輪４は、外周面４ａを図示しないハウジングの孔とはめ合わせる。外輪４の内周には円すい面状の軌道４ｂが形成してある。外輪４は、図の右側が正面、左側が背面となる。
【００１９】
円すいころ６は、円すい面状の転動面６ａと、大径側の端面すなわち大端面６ｂと、小径側の端面すなわち小端面６ｃを有し、内輪２の軌道２ｂと外輪４の軌道４ｂとの間に介在する。
【００２０】
軸受運転中は、円すいころ６がその転動面６ａで軌道２ｂ、４ｂ上を転動する。円すいころ軸受の幾何学的な断面形状に基づき、円すいころ６が大端面６ｂ側に押され、大端面６ｂと内輪２の大つば２ｃは滑り接触する。軸受停止時、円すいころ６が内輪２の軌道２ｂの小径側に落ちても小端面６ｃが内輪２の小つば２ｄで受け止められる。また、組立の際には、円すいころ６を内輪２の小つば２ｄ側から軸方向に移動させ、小つば２ｄを乗り越えさせて、軌道２ｂ上に配置する。
【００２１】
保持器８は、内輪２と外輪４との間にあって、複数の円すいころ６を円周方向で所定の間隔に保持する役割を果たす。大径側環状部８ａと、小径側環状部８ｂと、大径側環状部８ａと小径側環状部８ｂを連結する複数の柱部８ｃとからなり、隣り合った柱部８ｃ間に台形状のポケット８ｄが形成され、各ポケット８ｄに円すいころ６が収容される。
【００２２】
シールド１０は、外輪４の正面側に装着してある。外輪４の背面側から軸受内部に流入して、外輪４の正面側から流出する潤滑油を受け止めるためである。また、内輪２、円すいころ６、保持器８の回転に伴う遠心力の作用で、潤滑油の多くは外輪４の軌道４ｂに沿って流れる傾向にあることから、シールド１０を外輪４に装着する。
【００２３】
シールド１０は、合成樹脂製または鋼板その他の金属製とすることができる。合成樹脂は軽量であるため、軸受の軽量化の観点から好ましい材料である。鋼板製のシールド１０の場合、外輪４と溶接して固定することができる。
【００２４】
図１の場合、外輪４の正面側の端部に小径段部が形成してある。また、シールド１０は断面が逆Ｌ字形状で、円板部１２と外周端縁１４を有し、円板部１２と外周端縁１４は直角をなしている。そして、シールド１０の外周端縁１４を外輪４の小径端部の外周面４ｃにはめ合わせてある。シールド１０の円板部１２の内周端縁は、軸受半径方向で見て、外輪４の軌道４ｂを超えてさらに内径側に延び、保持器８の大径側環状部８ａと内輪２の大つば２ｃとの中間付近に位置している。
【００２５】
この場合、小径段部の外周面４ｃは、外輪４の外径からシールド１０の肉厚程度小径とすれば足るため、材料の無駄を最小限にとどめることができる。なお、図面では、外輪４と小径段部の外周面４ｃとの径差をかなり誇張してある。外輪４の軸方向寸法に関しても、相手部材との突き当て面でない場合は小径段部を設けるのみで足り、突き当て面となる場合にはシールド１０の板厚分だけ外輪４の端面を削れば済むため、軸方向寸法を延長する必要はない。また、シールド装着部、具体的には小径段部の外周面４ｃや側壁面は、鍛造面又は旋削面のままでもよく、外輪４の外周面や軌道面４ａの焼入れ後無加工とすることにより、低コストとなる。
【００２６】
図２は、シールド１０の内周端縁を軸受内部に向けて斜めに折り曲げて傾斜部１６を形成した例である。傾斜部１６は全周にわたって存在し、外輪４の軌道４ｂとシールド１０の円板部１２と傾斜部１６とで、軸受内部側が開いた環状の空間を形成する。この空間は潤滑剤たまりとなる。
【００２７】
図３は、外輪４の小径段部の隅角にぬすみ４ｄを設け、シールド１０の外周端縁１４の先端をかしめた例である。これにより、抜け止め作用が得られる。
図３のように、外周端縁１４の先端をかしめて突起を設ける場合、外輪４の小径段部の外周面４ｃは旋削仕上げとすることができる。また、図３に示すような形状に成形したシールド１０を外輪４に装着する場合、外周端縁１４の先端突起の弾性変形を利用したスナップ嵌合となり、その変形は、突起部の加工応力を弱める方向となるため、材料への応力負荷は小さくすることができる。その結果、シールド１０の塑性変形が緩和されるため、結果として材質や板厚、固定部位形状の設計自由度が向上する。
【００２８】
図４は、外輪４の小径段部の外周面４ｃを、外輪４の端面側（図４の右側）ほど大径となる傾斜面とし、かつ、シールド１０の外周端縁１４も同様に傾斜させた例である。これにより、抜け止め作用が得られる。この場合、図１に示した形状のシールド１０を用い、円板部１２を外輪４の端面に当てた状態で外周端縁１４をかしめて図４に示す状態となす。
【００２９】
図５は、外輪４の小径段部に代えて、環状溝４ｅを形成し、この環状溝４ｅにシールド１０の外周端縁１４を挿入するようにした例である。
【００３０】
図６に示すように、環状溝４ｅとシールド１０の外周端縁１４を傾斜させてもよい。これにより、図４の場合と同様、抜け止め作用が得られる。
【００３１】
図７に示すように、内輪２の大つば２ｃの外周面２ｄを、内輪２の正面側から背面側に向けて徐々に大径となる傾斜面としてもよい。これにより、大つば２ｃ上にある潤滑油を円すいころ６側に戻すことができる。具体的には、円すいころ６の転動面６ａと軌道２ｂ、４ｂとの間の転動接触部、円すいころ６の大端面６ｂと大つば２ｃとの滑り接触部に潤滑油を導くことができる。
【００３２】
図７の形態の上記作用は、図２に示した形態と組み合わせて実施することにより、一層有効に発揮される。すなわち、外輪４の正面側から流出する潤滑油をシールド１０で受け止めて、傾斜部１６によって内輪２の大つば２ｃに向けて戻すことにより、さらに大つば２ｃの外周面２ｄが傾斜していることにより、確実に円すいころ軸受潤滑に再利用することができる。
【００３３】
上述の実施例の効果をまとめると次のとおりである。
【００３４】
内輪２と、外輪４と、複数の円すいころ６と、保持器８を具備した円すいころ軸受において、外輪４の正面側に、外輪４の背面側から流入して正面側に流出する潤滑油を捕捉するためのシールド１０を装着することにより、外輪４の背面側から流入して正面側から流出した潤滑油が受け止められて油たまりが形成され、使用中に流出する潤滑油量が少なくなっても、油たまりから潤滑油が補給され、軸受を潤滑することができる。また、相手部品との突き当て面とならない外輪４の正面側にシールド１０を装着することにより、相手部品の設計変更を要することがないため、容易に実施をすることができる。
【００３５】
シールド１０は断面Ｌ字形状で、外輪４の軸線に垂直に延びる円板部１２と、円板部１２の外周端縁１４とからなり、外輪４の端部に小径段部を形成し、シールド１０の外周端縁１４を小径段部の外周面４ｃとはめ合わせる。この場合、小径段部の外周面４ｃを、端面側ほど大径となる傾斜面とし、かつ、シールド１０の外周端縁１４を鋭角に曲げることにより、シールド１０が抜けにくくなる。
【００３６】
シールド１０は断面Ｌ字形状で、外輪４の軸線に垂直に延びる円板部１２と、円板部１２の外周端縁１４とからなり、外輪４の端面に環状溝４ｅを形成し、シールド１０の外周端縁１４を外輪４の環状溝４ｅに挿入する。この場合、外輪４の環状溝４ｅを、端面側ほど大径となる傾斜面とし、かつ、シールド１０の外周端縁１４を鋭角に曲げることにより、シールド１０が抜けにくくなる。
【００３７】
シールド１０は樹脂製であってもよい。樹脂材料は量産に向くばかりでなく、軽量であるため軸受の軽量化に反しない。
【００３８】
シールド１０は鋼板製であってもよい。その場合、溶接により外輪４に確実に固定することも可能である。
【００３９】
内輪２の大つば２ｃの外周面２ｄを、内輪２の端部側ほど大径となる傾斜面とすることにより、内輪２の大つば２ｃ上の潤滑油を円すいころの転動接触部や滑り接触部に戻すことができる。
【００４０】
シールド１０の平板部１０ａの内周端縁を円すいころ６側に向けて折り曲げることにより、シールド１０で受け止めた潤滑油を円すいころの転動接触部や滑り接触部に戻すことができる。
【００４１】
以上、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、特許請求の範囲を逸脱することなく種々の改変を加えて実施をすることができる。たとえば、図２の実施の形態は、図１、図３〜７の各実施の形態と組み合わせて実施をすることができる。また、図７の実施の形態は他のいずれかの図に示す実施の形態と組み合わせて実施をすることができる。
【符号の説明】
【００４２】
２  内輪
２ａ  内周面
２ｂ  軌道
２ｃ  大つば
２ｄ  小つば
４  外輪
４ａ  外周面
４ｂ  軌道
４ｃ  小径段部
４ｄ  ぬすみ
４ｅ  環状溝
６  円すいころ
６ａ  転動面
６ｂ  大端面
６ｃ  小端面
８  保持器
８ａ  小径側環状部
８ｂ  大径側環状部
８ｃ  柱部
８ｄ  ポケット
１０  シールド
１２  円板部
１４  外周端縁
１６  傾斜部
【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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