(57)【要約】【課題】コンパクトにした上で負荷容量を同等以上とすることが可能な円すいころを提供する。【解決手段】内輪１１と、外輪１２と、内輪１１と外輪１２との間に転動自在に配された複数の円すいころ１３と、円すいころ１３を円周所定間隔に保持する保持器１４とを備えた円すいころ軸受である。円すいころ１３の小径面１３ａ及び大径面１３ｂにそれぞれ凹部を設ける。保持器１３は、円すいころ１３の小径面１３ａの凹部２３に係合する凸部２５を有する小径側環状体１５と、円すいころ１３の大径面１３ｂの凹部２４に係合する凸部２６を有する大径側環状体１６とを備える。小径側環状体１５と大径側環状体１６とを、配置される円すいころ１３よりも少ない数の柱１７にて連結した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記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、前記円すいころを円周所定間隔に保持する保持器とを備えた円すいころ軸受において、
前記円すいころの小径面及び大径面にそれぞれ凹部を設けるとともに、前記保持器は、円すいころの小径面の凹部に係合する凸部を有する小径側環状体と、円すいころの大径面の凹部に係合する凸部を有する大径側環状体とを備え、小径側環状体と大径側環状体とを、配置される円すいころよりも少ない数の柱にて連結したことを特徴とする円すいころ軸受。
【請求項２】
前記保持器が鉄板製であることを特徴とする請求項１の円すいころ軸受。
【請求項３】
前記保持器が樹脂製であることを特徴とする請求項１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、特に車両（自動車）等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、図４に示すように、外周面に円すい状の軌道面１ａを有する内輪１と、内周面に円すい状の軌道面２ａを有する外輪２と、内輪１の軌道面１ａと、外輪２の軌道面２ａとの間に転動自在に配された複数の円すいころ３と、円すいころ３を円周等間隔に保持する保持器４とを備える。
【０００３】
この円すいころ軸受では、ころ３と内外輪１、２の軌道面１ａ、２ａとが線接触しており、内・外輪軌道面およびころ中心Ｏが軸心Ｐ上の一点（図示せず）に一致するよう設計される。荷重が作用した場合には、ころ３がその大端側（大径面３ａ側）に押圧されるため、この荷重を受けるべく、ころ大端側の内輪１の外周には鍔部（大鍔）９ａが設けられる。また、軸受を機械等に組込むまでの間にころが小端側に脱落するのを防止するため、ころ小端側の内輪外周にも鍔部（小鍔）９ｂが設けられる。
【０００４】
保持器４は、図５に示すように、小径側環状体５と、大径側環状体６と、両環状体５，６を連結する柱７とから構成される。すなわち、周方向に隣合う柱７、７間に円すいころ３が収納されるポケット８が形成される。なお、小径側環状体５は、リング状体の径方向壁部５ａと、この径方向壁部５ａから大径側環状体６側に向かって拡径するように延びる周壁５ｂとからなる。
【０００５】
近年、自動車においては、車内空間の拡大に伴い、エンジンルームの縮小化、エンジンの高出力化、燃費向上のためのトランスミッションの多段化等が進められている。そのため、そこに使用される円すいころ軸受には、従来のものと負荷容量を同等以上とした上でコンパクトにすることが要求され、その要求は年々厳しくなってきている。
【０００６】
ところで、コンパクトにした上で負荷容量を同等以上とするには、ころ長さを長くしたり、ころ径を大きくしたり、ころ本数を増やしたりする等の方法がある。しかしながら、この種の円すいころ軸受は、前記図４に示すように、内輪１には鍔９ａ、９ｂがあるとともに、ころ間には柱７が配置されるので、コンパクトにした上で負荷容量を同等以上とすることは困難であった。
【０００７】
そこで、従来には、内輪１の一方の鍔９ｂを省略できる構造のものがある（特許文献１）。すなわち、内輪１の鍔９ｂを省略することによって、円すいころ軸受の軽量化及びコンパクト化を図っている。
【特許文献１】特開２００２−５４６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、内輪１の鍔９ｂを省略したとしても、ころ径を大きくしたり、ころ本数を増やしたりすることはできない。なお、内輪１の鍔９ｂを省略した分、ころ長さを長くすることは可能である。ところが、ころ長さを長くすると、円すいころを収納している保持器４が大きくなって、小径側環状体５が外輪２の背面１０から突出することになる。このため、この円すいころ軸受の設置する位置によっては、小径側環状体５の周辺部品との干渉の問題が生じる場合がある。
【０００９】
従って、従来においては、コンパクトにした上で負荷容量を同等以上とすることは極めて困難であった。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みて、コンパクトにした上で負荷容量を同等以上と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】
【００１１】
本発明の円すいころ軸受は、内輪と、外輪と、前記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、前記円すいころを円周所定間隔に保持する保持器とを備えた円すいころ軸受において、前記円すいころの小径面及び大径面にそれぞれ凹部を設けるとともに、前記保持器は、円すいころの小径面の凹部に係合する凸部を有する小径側環状体と、円すいころの大径面の凹部に係合する凸部を有する大径側環状体とを備え、小径側環状体と大径側環状体とを、配置される円すいころよりも少ない数の柱にて連結したものである。
【００１２】
本発明の円すいころ軸受によれば、ころの小径面の凹部に小径側環状体の凸部が係合し、ころの大径面の凹部に大径側環状体の凸部が係合するので、各ころは保持器に保持される。このため、各ころを柱で挟む必要がなくなって、柱の数を円すいころよりも少なくすることができる。
【００１３】
また、ころと保持器とを組み付けたアセンブリ体とすることができるので、ころの抜けを防止する内輪の小径側に鍔部を省略することができる。
【００１４】
前記保持器が鉄板製であっても、樹脂製であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の円すいころ軸受では、柱の数を円すいころよりも少なくすることができるので、円すいころ軸受の外形を大きくすることなく、ころ数を増加させたり、ころ径を大きくしたりすることができる。このため、コンパクトにした上で負荷容量を同等以上とすることができ、周辺部品との干渉があまり問題とならず、この円すいころ軸受の設置位置（装着位置）規制を少なくできるとともに、設置（装着）作業の容易化を図ることができる。
【００１６】
また、ころの抜けを防止する内輪の小径側に鍔部を省略することができるので、コンパクト化及び軽量化を図ることができる。
【００１７】
前記保持器を鉄板製とすることによって、保持器の剛性を高めることができ、長期に亘って安定してころを保持することができる。しかも、耐油性に優れ、油への浸漬による材質劣化を防止できる。保持器を樹脂製とすれば、重量が軽く摩擦係数が小さいため、軸受起動時のトルク損失や保持器摩耗の低減に好適となる。特に、樹脂保持器では、射出成形で形成することができるので、特異形状の保持器でも製作し易い利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る円すいころ軸受の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００１９】
図１に円すいころ軸受の保持器の簡略平面図を示し、図２にこの保持器の要部側面図を示し、図３に円すいころ軸受の要部拡大断面図を示す。この円すいころ軸受は、外周面に円すい状の軌道面１１ａを有する内輪１１と、内周面に円すい状の軌道面１２ａを有する外輪１２と、内輪１１の軌道面１１ａと、外輪１２の軌道面１２ａとの間に転動自在に配された複数の円すいころ１３と、円すいころ１３を円周等間隔に保持する保持器１４とを備える。
【００２０】
内輪１１は軌道面１１ａの大径側に外径方向に延びる鍔部２１が設けられるとともに、この鍔部２１と、軌道面１１ａとのコーナ部にヌスミ部２２が設けられている。なお、内輪１１は軌道面１１ａの小径側には鍔部が設けられていない。また、外輪１２には、その軌道面１２ａの大径側及び小径側には鍔部等は設けられていない。
【００２１】
円すいころ１３は、その小径面１３ａ及び大径面１３ｂにはそれぞれ凹部２３、２４が設けられている。この場合、各凹部２３、２４は半球状凹部からなり、それぞれ小径面１３ａ及び大径面１３ｂの中心部に設けられる。
【００２２】
また、保持器１４は、この図１と図２に示すように、小径側環状体１５と、大径側環状体１６と、両環状体１５，１６を連結する柱１７とから構成される。小径側環状体１５には、大径側環状体１６に対峙する凸部（突起部）２５が設けられ、大径側環状体１６には、凸部（突起部）２５に対応して小径側環状体１５に対峙する凸部（突起部）２６が設けられている。
【００２３】
凸部（突起部）２５、２６は断面半長円状とされ、その外面の曲率半径Ｒ１を円すいころ１３の凹部２３、２４の曲率半径Ｒよりも小さく設定して、凸部２５、２６の凹部２３、２４の内面への接触を点接触状としている。
【００２４】
また、凸部２５、２６はそれぞれ配設されるころ１３の数にあった数ずつ配設される。このため、各円すいころ１３は、小径面１３ａの凹部２３に小径側環状体１５の凸部２５が係合するとともに、大径面１３ｂの凹部２４に大径側環状体１６の凸部２６が係合する。これによって、各円すいころ１３は保持器１４に保持される。
【００２５】
ところで、この保持器１４には、１６個の円すいころ１３が配設されることになるので、凸部２５、２６は、それぞれ、周方向に２２．５度ピッチで配置される。そこで、図例のものでは、図１に示すように、周方向に沿って９０度ピッチで配置される２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄに保持されるころ１３を挟む柱１７のみが配置される。すなわち、円すいころ１３を収容するポケット１８を形成する一対柱１７からなる４個の環状体連結柱１９を周方向に沿って９０度ピッチで設けている。なお、環状体連結柱１９間は、３個の円すいころが収容される大ポケット２７が設けられる。
【００２６】
保持器１４としては、例えば、金属板を円すい台形状にプレス成形した後、各ポケット１８、２７をプレス打抜きして形成される。金属板としては、冷間圧延鋼板（ＳＰＣ）や熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨ）等の圧延鋼板、及びばね鋼等を使用することができる。また、冷間圧延鋼板（ＳＰＣ）や熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨ）であれば、その表面に浸炭窒化処理やガス軟窒化処理等の表面硬化処理を施すのが好ましい。
【００２７】
ここで、浸炭窒化とは、浸炭と同時に窒化処理も行う方法であって、炭素Ｃと窒素Ｎを拡散させる方法であり、例えば、通常のガス浸炭性ガス雰囲気中にアンモニア（ＮＨ３）（０．５〜１．０％程度）を添加し例えば、８５０℃前後の温度で行う。また、ガス軟窒化処理とは、軟窒化をガスによって行う方法であり、この処理にはアンモニアガスと浸炭性ガスを混合して使う場合と、尿素を分解して用いる方法とがある。アンモニアガスと浸炭性ガスを１：１の割合で混合して用いる軟窒化は、ガス軟窒化の主流をなす。
【００２８】
また、保持器１４としては、鉄板製のものに代えて、樹脂製すなわちエンジニアリングプラスチック製としてもよい。ここで、エンジニアリングプラスチックとは、合成樹脂のなかで主に耐熱性が優れ、強度が必要とされる分野に使うことができるものであって、エンプラと略される。また、エンジニアリングプラスチックは、汎用エンジニアリングプラスチックとスーパーエンジニアリングプラスチックとがあり、この保持器１４に用いるエンジニアリングプラスチックには両者を含む。以下に代表的なものを掲げる。なお、これらはエンジニアリングプラスチックの例示であって、エンジニアリングプラスチックが以下のものに限定されるものではない。また、この樹脂保持器１４では、例えば射出成形にて形成することができる。
【００２９】
汎用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。
【００３０】
本発明の円すいころ軸受によれば、円すいころ１３の小径面１３ａの凹部２３に小径側環状体１５の凸部２５が係合し、円すいころ１３の大径面１３ｂの凹部２４に大径側環状体１６の凸部２６が係合するので、各円すいころ１３は保持器１４に保持される。このため、各円すいころ１３を柱１７で挟む必要がなくなって、柱１７の数を円すいころ１３よりも少なくでき、円すいころ軸受の外形を大きくすることなく、ころ数を増加させたり、ころ径を大きくしたりすることができる。すなわち、コンパクトにした上で負荷容量を同等以上とすることができる。
【００３１】
また、円すいころ１３と保持器１４とを組み付けたアセンブリ体とすることができるので、ころ１３の抜けを防止する内輪１１の小径側に鍔部を省略することができ、コンパクト化及び軽量化を図ることができる。
【００３２】
保持器１４を鉄板製とすることによって、保持器１４の剛性を高めることができ、長期に亘って安定してころを保持することができる。しかも、耐油性に優れ、油への浸漬による材質劣化を防止できる。保持器１４を樹脂製とすれば、重量が軽く摩擦係数が小さいため、軸受起動時のトルク損失や保持器摩耗の低減に好適となる。特に、樹脂保持器では、射出成形で形成することができるので、特異形状の保持器でも製作し易い利点がある。
【００３３】
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、例えば、保持器１４の柱１７の数の増減は任意であり、配置される円すいころ１３の数も任意である。すなわち、小径側環状体１５と大径側環状体１６とを、配置される円すいころ１３よりも少ない数の柱１７にて連結するようにできればよい。また、円すいころ１３の小径面１３ａ及び大径面１３ｂに形成される凹部２３，２４の形状及び大きさ等は、この凹部２３，２４に係合する保持器側の凸部２５、２６の形状及び大きさ等に応じて種々変更できる。すなわち、凹部２３、２４および凸部２５、２６は、それぞれ係合して、各円すいころ１３を保持器１４に保持でき、しかも、各円すいころ１３の転動の妨げにならなければよい。なお、保持器１４として、強度増強のため、これら樹脂材料またはその他のエンジニアリングプラスチックに、ガラス繊維または炭素繊維などを配合したものを使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態を示す円すいころ軸受の保持器の簡略平面図である。
【図２】前記円すいころ軸受の保持器の要部側面図である。
【図３】前記円すいころ軸受の要部拡大断面図である。
【図４】従来の円すいころ軸受の断面図である。
【図５】従来の円すいころ保持器の斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１１    内輪
１２    外輪
１３    円すいころ
１３ａ  小径面
１３ｂ  大径面
１４    保持器
１５    小径側環状体
１６    大径側環状体
１７    柱
２３，２４  凹部
２５，２６  凸部
【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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