(57)【要約】【課題】自転しながら公転する遊星回転体を支持する円錐ころ軸受における、保持器の被案内面と案内面間での摩耗や焼付きを防止することである。【解決手段】内輪２の小鍔２ｃ側に内輪間座６ａを配設し、保持器５の小円環部５ａに、外端から屈曲して内径側へ延出された円板部５ｄを設け、その内周端に軸方向外側へ直角に屈曲した円環部５ｅを設けて、円環部５ｅの内径面を内輪間座６ａの外径面で案内される被案内面７とすることにより、被案内面７の接触面積を大きくするとともに、案内面となる内輪間座６ａの外径面に表面硬化層と潤滑性皮膜を形成し、自転しながら公転する遊星回転体を支持する円錐ころ軸受１における、保持器５の被案内面７と案内面間での摩耗や焼付きを防止できるようにした。【選択図】図１
2008196583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪の軌道面間に配列された複数の円錐ころを保持器で保持し、自転しながら公転する遊星回転体を回転自在に支持する遊星回転体用円錐ころ軸受において、前記内輪を位置決めする内輪間座および前記外輪を位置決めする外輪間座の少なくとも一方を配設し、前記保持器に、前記内輪間座または外輪間座で全周を案内される被案内部を設けたことを特徴とする遊星回転体用円錐ころ軸受。
【請求項２】
前記保持器の被案内部を案内する前記内輪間座または外輪間座の案内面に表面硬化層を形成した請求項１に記載の遊星回転体用円錐ころ軸受。
【請求項３】
前記保持器の被案内部を案内する前記内輪間座または外輪間座の案内面に潤滑性皮膜を形成した請求項１または２に記載の遊星回転体用円錐ころ軸受。
【請求項４】
前記保持器の被案内部を円環状に形成した請求項１乃至３のいずれかに記載の遊星回転体用円錐ころ軸受。
【請求項５】
前記保持器を鋼で形成し、前記被案内部の被案内面に表面硬化層を形成した請求項１乃至４のいずれかに記載の遊星回転体用円錐ころ軸受。
【請求項６】
前記保持器を樹脂で形成した請求項１乃至４のいずれかに記載の遊星回転体用円錐ころ軸受。
【請求項７】
前記保持器を高力黄銅で形成した請求項１乃至４のいずれかに記載の遊星回転体用円錐ころ軸受。
【請求項８】
前記円錐ころ軸受を一対の背面組合わせしたものとし、前記保持器の被案内部を、前記背面組合わせした一対の円錐ころ軸受の外輪間に配設した外輪間座で案内するようにした請求項１乃至７のいずれかに記載の遊星回転体用円錐ころ軸受。
【請求項９】
前記遊星回転体が遊星減速機の遊星歯車または遊星ローラである請求項１乃至８のいずれかに記載の遊星回転体用円錐ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転しながら公転する遊星回転体を回転自在に支持する遊星回転体用円錐ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
内輪と外輪の軌道面間に複数の円錐ころを円周方向に配列した円錐ころ軸受では、配列した各円錐ころを、円錐ころの小端面側と大端面側でそれぞれ円環状に連なる小円環部と大円環部を複数の柱部で連結して、各円錐ころを収納するポケットを形成した円錐筒状の保持器で保持したものが多い。円錐ころの小端面側で連なる円環部のみを有し、この円環部に複数の柱部をくし状に連結してポケットを形成したくし状の保持器もある。
【０００３】
このような円錐ころ軸受の保持器には、鋼板等の金属板のプレス加工で形成したプレス保持器や、鋼や黄銅等の金属の切削加工で形成したもみ抜き保持器等が用いられており、これらの保持器は、ポケットを形成する柱部が円錐ころで案内されるころ案内式のものが多い。一部には、円錐筒状の保持器の小円環部から屈曲して突出する突出部を設け、この突出部を内輪の軌道面もしくは小鍔外周面、または外輪の軌道面で案内するようにした軌道輪案内式のものもある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、大きな減速比が得られる減速機として遊星減速機が知られており、その代表的なものとして遊星歯車減速機がある。遊星歯車減速機は、入力軸に設けられた太陽歯車とハウジング等に固定された内歯車との間で、キャリヤのピンに回転自在に支持された複数の遊星歯車を自転させながら公転させ、これらの遊星歯車の公転運動をキャリヤを介して出力軸に出力するものである（例えば、特許文献２参照）。太陽歯車、内歯車および遊星回転体としての遊星歯車をそれぞれローラとした遊星ローラ減速機もある（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
前記遊星歯車や遊星ローラをキャリヤのピンに支持する転がり軸受には、小型の遊星減速機では針状ころ軸受が多く用いられ、中型や大型の遊星減速機では円錐ころ軸受、自動調心ころ軸受、円筒ころ軸受等が用いられている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２９３７３０号公報
【特許文献２】特開平７−１０３３２０号公報
【特許文献３】特開平８−１３０８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した遊星減速機の遊星歯車や遊星ローラ等の自転しながら公転する遊星回転体を支持する遊星回転体用円錐ころ軸受の保持器には、自転による軸受中心からの遠心力のほかに、公転による減速機等の中心からの遠心力が作用する。公転による遠心力は保持器を軸受中心から偏心させるように作用するので、公転速度が速くなって遠心力が大きくなると、ころ案内式のものでは、保持器の偏心によって一部の柱部が円錐ころに強く当接され、柱部が摩耗したり、柱部が円環部と連結された根元部に集中する曲げモーメントによって折損したりする恐れがある。
【０００８】
特許文献１に記載された軌道輪案内式のものは、このような柱部の摩耗や折損の恐れはないが、円環部から突出させた突出部の先端に、内輪の軌道面もしくは小鍔外周面、または外輪の軌道面で案内される被案内面を設けているので、被案内面と軌道輪の案内面との接触面積が小さくなって接触面圧が高くなり、案内面や被案内面で摩耗や焼付きが生じやすい問題がある。このような軌道輪の案内面や保持器の被案内面での摩耗や焼付きを防止するためには、軌道輪の案内面を、被案内面との摩擦抵抗等を低減できる材質や表面性状とすることが考えられるが、内輪や外輪の軌道輪は、転動体の転動に対する転動疲労寿命等を確保することが優先されるので、軌道輪の案内面の材質や表面性状を変更することには制約がある。
【０００９】
また、内輪や外輪の軌道面を案内面とする場合は、円錐ころ間に挿入される突出部の被案内面が周方向の一部に制約されて、被案内面の接触面積がかなり小さくなるとともに、内輪や外輪の軌道面は軸方向に傾斜しているので、保持器の被案内面にアキシアル方向の分力が作用し、ポケットを形成する円環部の内側端面が円錐ころの端面に押し付けられる問題もある。このように、円環部の内側端面が円錐ころの端面に押し付けられると、軸受のトルクロスが大きくなる。
【００１０】
そこで、本発明の課題は、自転しながら公転する遊星回転体を支持する円錐ころ軸受における、保持器の被案内面と案内面間での摩耗や焼付きを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明は、内輪と外輪の軌道面間に配列された複数の円錐ころを保持器で保持し、自転しながら公転する遊星回転体を回転自在に支持する遊星回転体用円錐ころ軸受において、前記内輪を位置決めする内輪間座および前記外輪を位置決めする外輪間座の少なくとも一方を配設し、前記保持器に、前記内輪間座または外輪間座で全周を案内される被案内部を設けた構成を採用した。
【００１２】
すなわち、内輪を位置決めする内輪間座および外輪を位置決めする外輪間座の少なくとも一方を配設し、保持器に、内輪間座または外輪間座で全周を案内される被案内部を設けることにより、保持器の被案内面と内輪間座または外輪間座の案内面との接触面積を大きくして、これらの接触面圧を低減するとともに、軌道輪のように転動疲労寿命等を確保する必要のない間座の案内面を、被案内面との摩擦抵抗等を低減できる材質や表面性状に容易に変更可能とし、自転しながら公転する遊星回転体を支持する円錐ころ軸受における、保持器の被案内面と案内面間での摩耗や焼付きを防止できるようにした。また、内輪間座や外輪間座の案内面は軸方向に傾斜しないので、保持器の被案内面にアキシアル方向の分力が作用して、ポケットを形成する円環部の内側端面が円錐ころの端面に押し付けられることもない。
【００１３】
前記保持器の被案内部を案内する前記内輪間座または外輪間座の案内面に表面硬化層を形成することにより、案内面の耐摩耗性を向上させることができる。表面硬化層を形成する手段としては、浸炭窒化処理等を採用することができる。
【００１４】
前記保持器の被案内部を案内する前記内輪間座または外輪間座の案内面に潤滑性皮膜を形成することにより、案内面の摩擦抵抗を低減することができる。潤滑性皮膜を形成する手段としては、リン酸塩皮膜処理等を採用することができる。
【００１５】
前記保持器の被案内部を円環状に形成することにより、被案内面と案内面の接触面積をより大きくすることができる。
【００１６】
前記保持器を鋼で形成し、前記被案内部の被案内面に表面硬化層を形成することにより、被案内面の耐摩耗性を向上させることができる。表面硬化層を形成する手段としては、タフトライド処理または部分焼入れ処理等を採用することができる。
【００１７】
前記保持器を樹脂で形成することにより、被案内面の摩擦抵抗を減らすことができる。保持器を形成する樹脂としては、ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリテトラフルオルエチレン等のフッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン等のポリエーテルケトン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂や、これらの混合物を用いることができる。また、必要に応じて、これらの樹脂に、炭素繊維、ガラス繊維等の繊維状補強材、マイカ、タルク等の鱗状補強材、チタン酸カリウムウィスカ等の微小繊維補強材、ポリテトラフルオロエチレン、グラファイト、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム等の摺動補強材等を配合することもできる。
【００１８】
前記保持器を高力黄銅で形成することによっても、被案内面の摩擦抵抗を減らすことができる。
【００１９】
前記円錐ころ軸受を一対の背面組合わせしたものとし、前記保持器の被案内部を、前記背面組合わせした一対の円錐ころ軸受の外輪間に配設した外輪間座で案内することができる。
【００２０】
上述した各遊星回転体用円錐ころ軸受は、前記遊星回転体が遊星減速機の遊星歯車または遊星ローラであるものに好適である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の遊星回転体用円錐ころ軸受は、内輪を位置決めする内輪間座および外輪を位置決めする外輪間座の少なくとも一方を配設し、保持器に、内輪間座または外輪間座で全周を案内される被案内部を設けたので、保持器の被案内面と内輪間座または外輪間座の案内面との接触面積を大きくして、これらの接触面圧を低減するとともに、軌道輪のように転動疲労寿命等を確保する必要のない間座の案内面を、被案内面との摩擦抵抗等を低減できる材質や表面性状に容易に変更可能とし、自転しながら公転する遊星回転体を支持する円錐ころ軸受における、保持器の被案内面と案内面間での摩耗や焼付きを防止することができる。また、内輪間座や外輪間座の案内面は軸方向に傾斜しないので、保持器の被案内面にアキシアル方向の分力が作用して、ポケットを形成する円環部の内側端面が円錐ころの端面に押し付けられることもない。
【００２２】
前記保持器の被案内部を案内する内輪間座または外輪間座の案内面に表面硬化層を形成することにより、案内面の耐摩耗性を向上させることができる。
【００２３】
前記保持器の被案内部を案内する内輪間座または外輪間座の案内面に潤滑性皮膜を形成することにより、案内面の摩擦抵抗を低減することができる。
【００２４】
前記保持器の被案内部を円環状に形成することにより、被案内面と案内面の接触面積をより大きくすることができる。
【００２５】
前記保持器を鋼で形成し、被案内部の被案内面に表面硬化層を形成することにより、被案内面の耐摩耗性を向上させることができる。
【００２６】
前記保持器を樹脂で形成することにより、被案内面の摩擦抵抗を減らすことができる。
【００２７】
前記保持器を高力黄銅で形成することによっても、被案内面の摩擦抵抗を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態を示す。この遊星回転体用円錐ころ軸受１は、内輪２と外輪３の軌道面２ａ、３ａ間に配列された複数の円錐ころ４を、これらの小端面側と大端面側でそれぞれ円環状に連なる小円環部５ａと大円環部５ｂを複数の柱部５ｃで連結した円錐筒状の保持器５で保持したものである。内輪２の軌道面２ａの両側には大鍔２ｂと小鍔２ｃが設けられ、内輪２の小鍔２ｃ側には内輪間座６ａが配設されている。
【００２９】
前記円錐筒状の保持器５は鋼板で形成されたプレス保持器とされ、小円環部５ａの外端から屈曲して内径側へ延出された円板部５ｄの内周端に、軸方向外側へ直角に屈曲した円環部５ｅが設けられており、この円環部５ｅが内輪間座６ａの外径面に案内される被案内部とされ、その内径面が被案内面７とされている。案内面としての内輪間座６ａの外径面には、浸炭窒化処理による表面硬化層と、リン酸塩皮膜処理による潤滑性皮膜が形成されている。また、被案内面７には、タフトライド処理による表面硬化層が形成されている。
【００３０】
図２は、前記保持器５の変形例を示す。この保持器５は、前記円環部５ｅがなく、円板部５ｄの内周端が内輪間座６ａの外径面に案内される被案内面７とされている点が異なる。
【００３１】
図３および図４は、上述した円錐ころ軸受１で、遊星回転体としての遊星歯車１５を支持した遊星歯車減速機を示す。この遊星歯車減速機は、入力軸１１に取り付けた太陽歯車１２とハウジング１３に固定された内歯車１４との間に複数の遊星歯車１５を噛み合わせ、出力軸１６に連結されたキャリヤ１７のピン１７ａに、背面組合わせとした一対の円錐ころ軸受１で各遊星歯車１５を回転自在に支持して、太陽歯車１２と内歯車１４との間で自転しながら公転する遊星歯車１５の公転運動を、キャリヤ１７を介して出力軸１６に出力するものである。
【００３２】
図５は、第２の実施形態を示す。この遊星回転体用円錐ころ軸受１は、前記外輪３の軌道面３ａの大径側に外輪間座６ｂが配設されるとともに、前記円錐筒状の保持器５がナイロン樹脂の射出成形で形成され、大円環部５ｂの外端から屈曲して外径側へ延出された円板部５ｆの外周端に、軸方向外側へ直角に屈曲した円環部５ｇが設けられ、この円環部５ｇが外輪間座６ｂの内径面に案内される被案内部とされて、その外径面が被案内面７とされている。その他の軸受の構成は、第１の実施形態のものと同じである。
【００３３】
図６は、第３の実施形態を示す。この遊星回転体用円錐ころ軸受１は、背面組合わせとした各一対の内輪２と外輪３の間に、それぞれ内輪間座６ａと外輪間座６ｂが配設され、各円錐ころ軸受１の円錐ころ４が、これらの小端面側で連なる円環部８ａに複数の柱部８ｂをくし状に連結したくし状の保持器８で保持されている。
【００３４】
前記くし状の保持器８は高力黄銅で形成されたもみ抜き保持器とされ、円環部８ａから外径側へ突出する環状突条８ｃの外径面が、外輪間座６ｂの内径面に案内される被案内面７とされている。案内面としての外輪間座６ｂの内径面には、第１の実施形態のものと同様に、浸炭窒化処理による表面硬化層と、リン酸塩皮膜処理による潤滑性皮膜が形成されている。
【００３５】
図７は、第４の実施形態を示す。この遊星回転体用円錐ころ軸受１は、基本的な構成は第３の実施形態のものと同じであり、前記くし状の保持器８が鋼板で形成されたプレス保持器とされ、円環部８ａの外端から屈曲して外径側へ延出された円板部８ｄの外周端に、軸方向内側へ直角に屈曲した円環部８ｅが設けられ、この円環部８ｅの外径面が外輪間座６ｂの内径面に案内される被案内面７とされている点が異なる。また、被案内面７にはタフトライド処理による表面硬化層が形成されている。その他の部分は、第３の実施形態のものと同じである。
【００３６】
上述した各実施形態では、円錐ころ軸受で支持する遊星回転体を遊星歯車減速機の遊星歯車としたが、本発明に係る遊星回転体用円錐ころ軸受は、遊星ローラ減速機の遊星ローラや、他の自転しながら公転する遊星回転体の支持にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１の実施形態の遊星回転体用円錐ころ軸受を示す縦断面図
【図２】図１の保持器の変形例を示す縦断面図
【図３】図１の円錐ころ軸受を用いた遊星歯車減速機を示す縦断面図
【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図
【図５】第２の実施形態の遊星回転体用円錐ころ軸受を示す縦断面図
【図６】第３の実施形態の遊星回転体用円錐ころ軸受を示す縦断面図
【図７】第４の実施形態の遊星回転体用円錐ころ軸受を示す縦断面図
【符号の説明】
【００３８】
１  円錐ころ軸受
２  内輪
２ａ  軌道面
２ｂ  大鍔
２ｃ  小鍔
３  外輪
３ａ  軌道面
４  円錐ころ
５  保持器
５ａ  小円環部
５ｂ  大円環部
５ｃ  柱部
５ｄ、５ｆ  円板部
５ｅ、５ｇ  円環部
６ａ  内輪間座
６ｂ  外輪間座
７  被案内面
８  保持器
８ａ  円環部
８ｂ  柱部
８ｃ  環状突条
８ｄ  円板部
８ｅ  円環部
１１  入力軸
１２  太陽歯車
１３  ハウジング
１４  内歯車
１５  遊星歯車
１６  出力軸
１７  キャリヤ
１７ａ  ピン
【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】
2008196583.tif 000008
【図７】
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