(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の保持器を、低い接触面圧の被案内面で案内して、被案内面に摩耗や焼付きが生じないようにすることである。【解決手段】保持器５の小円環部５ａに、外端から屈曲して外径側へ延出された円板部５ｄを設け、その外周端に軸方向内側へ直角に屈曲した円環部５ｅを設けて、この円環部５ｅの内径面を、外輪３の外径面に設けられた段差小径面３ｂに案内されるラジアル方向の被案内面６とすることにより、被案内面６の接触面積を大きくして、自転しながら公転する遊星回転体としての遊星歯車１５を支持する円錐ころ軸受１の保持器５の被案内面６に摩耗や焼付きが生じないようにした。【選択図】図１
2008196582.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、前記外輪の外径面に外嵌して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、前記保持器に、前記外輪の外径面、または外輪の外径面に外嵌される前記遊星回転体の内径面で全周を案内されるラジアル方向の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】
前記保持器のラジアル方向の被案内部を円環状に形成した請求項１に記載の遊星回転体用円錐ころ軸受。
【請求項３】
前記保持器に、アキシアル方向を案内されるアキシアル方向の被案内部を設けた請求項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】
前記保持器を樹脂で形成した請求項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６】
前記保持器を高力黄銅で形成した請求項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７】
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６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ている。
【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を円錐ころで案内するころ案内式のものが多い。一部には、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、ラジアル方向の案内を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、接触面積の小さい被案内面の接触面圧が高くなり、被案内面で摩耗や焼付きが生じやすい問題がある。内輪の軌道面や小鍔外周面で案内する場合は、被案内面の周長が短くなって接触面積がより小さくなるとともに、グリース等の潤滑剤が自転による遠心力によって外輪側へ移動するので、被案内面での潤滑剤が不足しやすく、被案内面で摩耗や焼付きがより生じやすい。
【０００９】
また、内輪や外輪の軌道面で案内する場合は、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の保持器を、低い接触面圧の被案内面で案内して、被案内面に摩耗や焼付きが生じないようにすることである。
【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、前記外輪の外径面に外嵌して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、前記保持器に、前記外輪の外径面、または外輪の外径面に外嵌される前記遊星回転体の内径面で全周を案内されるラジアル方向の被案内部を設けた構成を採用した。
【００１２】
すなわち、保持器に、外輪の外径面、または外輪の外径面に外嵌される遊星回転体の内径面で全周を案内されるラジアル方向の被案内部を設けることにより、保持器の被案内面の周長を長くしてその接触面積を大きくし、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の保持器を、低い接触面圧の被案内面で案内して、被案内面に摩耗や焼付きが生じないようにした。また、外輪の外径面や遊星回転体の内径面は軸方向に傾斜していないので、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】
前記保持器のラジアル方向の被案内部を円環状に形成することにより、被案内面の接触面積をより大きくすることができる。
【００１４】
前記保持器に、アキシアル方向を案内されるアキシアル方向の被案内部を設けることにより、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のを確実に防止することができる。
【００１５】
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。前記表面硬化層を形成する手段としては、タフトライド処理や部分焼入れ処理等を採用することができる。
【００１６】
前記保持器を樹脂で形成することにより、被案内面での摩擦抵抗を減らし、軸受のトロクロスを低減することができる。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。
【００１７】
前記保持器を高力黄銅で形成することによっても、被案内面での摩擦抵抗を減らし、軸受のトロクロスを低減することができる。
【００１８】
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】
【００１９】
本発明の遊星回転体用円錐ころ軸受は、保持器に、外輪の外径面、または外輪の外径面に外嵌される遊星回転体の内径面で全周を案内されるラジアル方向の被案内部を設けたので、保持器の被案内面の周長を長くしてその接触面積を大きくし、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の保持器を、低い接触面圧の被案内面で案内して、被案内面に摩耗や焼付きが生じないようにすることができる。また、この保持器は、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く、軸受のトルクロスも低減することができる。
【００２０】
前記保持器のラジアル方向の被案内部を円環状に形成することにより、被案内面の接触面積をより大きくすることができる。
【００２１】
前記保持器に、アキシアル方向を案内されるアキシアル方向の被案内部を設けることにより、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のを確実に防止することができる。
【００２２】
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。
【００２３】
前記保持器を樹脂で形成することにより、被案内面での摩擦抵抗を減らし、軸受のトロクロスを低減することができる。
【００２４】
前記保持器を高力黄銅で形成することによっても、被案内面での摩擦抵抗を減らし、軸受のトロクロスを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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で連結した保持器５で保持したものであり、外輪３の外径面に、後述する遊星回転体としての遊星歯車減速機の遊星歯車１５が外嵌されるようになっている。内輪２の軌道面２ａの片側には、円錐ころ４の大端面を案内する大鍔２ｂが設けられている。
【００２６】
前記保持器５は、鋼板のプレス加工で形成され、小円環部５ａの外端から屈曲して外径側へ延出された円板部５ｄの外周端に、軸方向内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が外輪３の外径面に設けられた段差小径面３ｂに案内されるラジアル方向の被案内部とされ、その内径面が被案内面６とされている。また、円板部５ｄは外輪３の端面に案内されるアキシアル方向の被案内部とされ、その内側面が被案内面７とされており、これらの被案内面６、７はタフトライド処理によって、軟窒化した表面硬化層が形成されている。
【００２７】
図２および図３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、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。
【００２８】
図４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、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、前記保持器５が高力黄銅で形成されている点と、前記アキシアル方向の被案内面７が円環部５ｅの先端面とされ、この被案内面７が外輪３の段差小径面３ｂを形成する段差面３ｃで案内されるようになっている点とが異なる。
【００２９】
図５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、前記保持器５がナイロン樹脂の射出成形で形成され、小円環部５ａの外端から屈曲して外径側へ延出された円板部５ｄが設けられるとともに、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が設けられて、その外周端に軸方向内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３の外径面に設けられた段差小径面３ｄと遊星歯車１５の内径面の間の隙間に挿入されており、円環部５ｇの外径面が遊星歯車１５の内径面に案内されるラジアル方向の被案内面６とされている。また、各円板部５ｄ、５ｆの内側面は、外輪３の端面で案内されるアキシアル方向の被案内面７とされている。その他の部分は、第１の実施形態のものと同じである。
【００３０】
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】
【００３１】
【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３】図２のIII−III線に沿った断面図
【図４】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５】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
【符号の説明】
【００３２】
１  円錐ころ軸受
２  内輪
２ａ  軌道面
２ｂ  大鍔
３  外輪
３ａ  軌道面
３ｂ、３ｄ  段差小径面
３ｃ  段差面
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
６、７  被案内面
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】
2008196582.tif 000006
【図５】
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