(57)【要約】【課題】比較的小さな力で保持器と共に複数の円すいころを軸受内部に組み込むことができる組込容易性に優れた軸受用保持器を提供する。【解決手段】軸受内部に沿って周方向に連続した円環部2,4と、円環部から軸受内部に沿って延出し、当該円環部に沿って周方向に所定間隔で配列された複数の柱部６と、円環部の内周面2s,4sと複数の柱部の内壁面とによって区画され、複数の転動体５を１つずつ回転自在に保持する複数のポケット８とを具備し、各ポケットにおける小径側円環部２の内周面２ｓには、その外側に周方向に沿って連続して形成され且つ軸受回転中に転動体の端面５ｅを所定方向に案内しつつ保持する環状の回転案内面２ａと、その内側に周方向に沿って連続して形成され且つ当該保持器と共に転動体を軸受内部に組み込む際に転動体の端面を所定方向に案内しつつ保持する環状の組込案内面２ｂとが設けられている。【選択図】図１
2008002535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受内部において複数の転動体を回転自在に保持しながら、これら複数の転動体と共に軸受内部に沿って公転する軸受用保持器であって、
軸受内部に沿って周方向に連続した少なくとも１つの円環部と、円環部から軸受内部に沿って延出し、当該円環部に沿って周方向に所定間隔で配列された複数の柱部と、円環部の内周面と複数の柱部の内壁面とによって区画され、複数の転動体を１つずつ回転自在に保持する複数のポケットとを具備し、
各転動体は、その回転方向に連続し且つ各ポケットにおける柱部の内壁面で保持される環状の転動面と、当該転動面の両側に形成され且つその少なくとも一方が各ポケットにおける円環部の内周面で保持される円形の端面とから構成されており、
各ポケットにおける円環部の内周面には、その外側に周方向に沿って連続して形成され且つ軸受回転中に転動体の端面を所定方向に案内しつつ保持する環状の回転案内面と、その内側に周方向に沿って連続して形成され且つ当該保持器と共に転動体を軸受内部に組み込む際に転動体の端面を所定方向に案内しつつ保持する環状の組込案内面とが設けられていることを特徴とする軸受用保持器。
【請求項２】
回転案内面は、軸受内部に転動体を組み込んだ状態における当該転動体の端面の傾斜方向に沿って延出しており、一方、組込案内面は、回転案内面とは異なる角度を成し且つ転動体の端面から離間する方向に延出しており、
当該保持器と共に転動体を軸受内部に組み込む際、転動体の端面を回転案内面と組込案内面との間における組込案内面の最も外径側の境界部位に当接させた状態で、当該境界部位を支点にして転動体を組込案内面方向に旋回させて傾斜させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受用保持器。
【請求項３】
全体が樹脂材料で成形されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受用保持器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の軸受用保持器で複数の転動体を保持した状態で、当該保持器と共に各転動体を軸受内部に組み込んで軸受を組み立てる軸受組立方法であって、
軸受は、相対回転可能に対向配置された軌道輪と、軌道輪の対向面にそれぞれ周方向に連続して形成された軌道面間に沿って転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備えていると共に、軌道輪のいずれか一方及び双方の軌道面の少なくとも片側には、当該軌道面に沿って複数の転動体を保持し且つ案内する環状の鍔部が突出されており、
環状の鍔部が突出された軌道輪に対して保持器と共に複数の転動体を組み込む際、各転動体の端面を回転案内面と組込案内面との間における組込案内面の最も外径側の境界部位に当接させた状態で、当該境界部位を支点にして各転動体を組込案内面方向に旋回させて傾斜させることで、当該保持器に保持された各転動体を鍔部の突出端を乗り越えて当該軌道輪の軌道面に組み込むことを特徴とする軸受組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持器と共に複数の転動体を軸受内部に組み込む際の組込容易性を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両や自動車、鉄鋼設備や建設機械をはじめとする産業機械には、その回転機構を回転自在に支持する各種の軸受が適用されている。かかる軸受としては、比較的小さな荷重を支持する際に適用する玉軸受と、比較的大きな荷重を支持する際に適用するころ軸受とがあるが、近年における高荷重下での高速回転に対応するために、ころ軸受が適用される場合が多くなっている(例えば、特許文献１〜３)。
【０００３】
ころ軸受の一例として、図１(ａ)に示された円すいころ軸受は、相対回転可能に対向配置された内輪１及び外輪３と、内外輪1,3の対向面に形成された軌道面1s,3s間に転動自在に組み込まれた複数の転動体５と、これら複数の転動体５を１つずつ回転自在に保持する複数のポケット８を有する保持器１１とを備えて構成されている。この場合、各転動体５としては、その転動面５ｍ(回転方向に連続し且つ軌道面1s,3s間に沿って転がる面)が円すい形状を成した円すいころ５を想定しており、かかる円すいころを保持する保持器１１としては、かご形保持器１１が用いられている。
【０００４】
かかる構成において、内外輪1,3のいずれか一方及び双方の軌道面1s,3sの少なくとも片側には、当該軌道面1s,3sに沿って環状の鍔部が突出されている。なお、図面には、内輪１の軌道面１ｓの両側に環状の鍔部7,9が突出した構成が例示されている。また、内外輪1,3の軌道面1s,3sは、各円すいころ５の回転中心(図示しない)の集束方向に沿って傾斜しており、これに対応して、内輪１の軌道面１ｓの両側に突出した環状の鍔部7,9は、その突出端7e,9eの径寸法が相互に異なっている。即ち、一方の鍔部９(以下、大径鍔部９という)は、比較的大径の突出端９ｅとなり、他方の鍔部７(以下、小径鍔部７という)は、一方の鍔部９よりも比較的小径の突出端７ｅとなる。
【０００５】
これにより、複数の円すいころ５が内外輪1,3の軌道面1s,3s間を転動する際、各円すいころ５は、転動面５ｍの両側に形成された円形の端面５ｅが環状の鍔部7,9の案内面7s,9sによって保持されながら、内外輪1,3の軌道面1s,3s間に沿って案内される。このとき、各円すいころ５は、保持器１１に形成された複数のポケット８に１つずつ保持された状態で当該回転中心回りに回転する。
【０００６】
また、かご形保持器１１は、内外輪1,3間に沿って周方向に連続し且つ互いに同中心に所定の間隔を空けて対向配置された２つの円環部2,4と、これら円環部2,4の間に亘って延出し且つ当該円環部2,4に沿って周方向に等間隔で配列された複数の柱部６と、２つの円環部2,4の内周面2s,4sと複数の柱部６両側の内壁面６ｓとで区画された複数のポケット８とを備えている。この場合、２つの円環部2,4は、内外輪1,3の軌道面1s,3sの傾斜方向に沿って互いに異なる径に設計されている。即ち、一方の円環部(大径側円環部)４は、他方の円環部(小径側円環部)２よりも比較的大径に設計されており、これにより、当該保持器１１は、その全体が例えば図１(ｂ)に示すような円錐台形状を成している。
【０００７】
このようなかご形保持器１１において、複数の円すいころ５は、当該保持器１１の各ポケット８に１つずつ回転自在に保持されるようになっている。即ち、各円すいころ５において、その転動面５ｍが隣り合う２つの柱部６の内壁面６ｓに保持されると共に、転動面５ｍの両側に形成された円形の端面５ｅが２つの円環部2,4の内周面2s,4sに保持される。そして、軸受回転中において、かご形保持器１１は、その複数のポケット８に各円すいころ５を１つずつ回転自在に保持しながら、これら円すいころ５と共に内外輪1,3間に沿って公転する。
【０００８】
また、例えば図３(ａ)〜(ｄ)には、上述した円すいころ軸受を組み立てる軸受組立方法が示されている。当該軸受組立方法において、まず、保持器１１の各ポケット８に円すいころ５を保持させた後、内輪１を矢印Ｙ方向に移動させて、環状の小径鍔部７を各円すいころ５に位置付ける(同図(ａ))。このとき、小径鍔部７は、各円すいころ５の内側に入り込んでいくが、その後、突出端７ｅと転動面５ｍとの間の高低差Ｇにより、当該小径鍔部７の突出端７ｅと各円すいころ５の転動面５ｍとが干渉する。なお、高低差Ｇは、軸受組立後に各円すいころ５と保持器１１とが内輪１から分離しない程度に設定されている。
【０００９】
この干渉状態において、更に内輪１を矢印Ｙ方向に移動させると、上記高低差Ｇの差分だけ各円すいころ５が小径鍔部７の突出端７ｅで押圧されて移動することで、保持器１１の小径側円環部２が外径方向Ｔ１に押し広げられる(同図(ｂ))。この後、更に内輪１を矢印Ｙ方向に移動させると(同図(ｃ))、これに伴って突出端７ｅが同方向Ｙへ移動することにより、当該突出端７ｅで押圧されている各円すいころ５が、例えば図３(ｅ)に示すように、小径側円環部２の内周面２ｓにおける最も内側の部位(最内側点)Ｐ１を支点にして矢印方向Ｒｓに旋回して傾斜する。
【００１０】
そして、各円すいころ５が小径鍔部７の突出端７ｅを乗り越えたとき、保持器１１の小径側円環部２が自身の弾性で初期状態(外径方向Ｔ１に押し広げられる前の状態)に復元することで、当該保持器１１に保持されている複数の円すいころ５を内輪１の軌道面１ｓに組み込むことができる(同図(ｄ))。
【００１１】
ところで、従来の保持器１１では、各円すいころを最内側点Ｐ１を支点にして矢印方向Ｒｓに旋回して傾斜させる際に(図３(ｅ))、比較的大きな力が必要となり、その力の大きさによっては、例えば保持器１１が変形して破損したり、内輪１の軌道面１ｓや円すいころ５の転動面５ｍが損傷してしまう虞がある。特に、上述した突出端７ｅと転動面５ｍとの間の高低差Ｇが大きい場合には、更に大きな力が保持器１１や内輪１並びに円すいころ５に加わることになる。
【００１２】
このような問題を解消するためには、小径側円環部２における内周面２ｓの最内側点Ｐ１と各円すいころ５が突出端７ｅに接触する接触点Ｐ２との間の距離Ｌ１(図３(ｅ))を大きくすれば良い。しかし、図１(ｄ)に示すように、従来の保持器１１では、小径側円環部２における１つの内周面２ｓ全体で円すいころ５の端面５ｅを保持している関係上、上記の接触点P1,P2相互の距離Ｌ１(図３(ｅ))を大きく設定するには限界があった。そこで、比較的小さな力で保持器１１と共に複数の円すいころ５を軸受内部に組み込むことができる組込容易性に優れた技術の開発が望まれている。
【特許文献１】特開２００４−１６９７６１号公報
【特許文献２】特開２００３−１８４８９３号公報
【特許文献３】実開平５−１７２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、このような要望に応えるためになされ、その目的は、比較的小さな力で保持器と共に複数の円すいころを軸受内部に組み込むことができる組込容易性に優れた技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような目的を達成するために、本発明は、軸受内部において複数の転動体を回転自在に保持しながら、これら複数の転動体と共に軸受内部に沿って公転する軸受用保持器であって、軸受内部に沿って周方向に連続した少なくとも１つの円環部と、円環部から軸受内部に沿って延出し、当該円環部に沿って周方向に所定間隔で配列された複数の柱部と、円環部の内周面と複数の柱部の内壁面とによって区画され、複数の転動体を１つずつ回転自在に保持する複数のポケットとを具備し、各転動体は、その回転方向に連続し且つ各ポケットにおける柱部の内壁面で保持される環状の転動面と、当該転動面の両側に形成され且つその少なくとも一方が各ポケットにおける円環部の内周面で保持される円形の端面とから構成されており、各ポケットにおける円環部の内周面には、その外側に周方向に沿って連続して形成され且つ軸受回転中に転動体の端面を所定方向に案内しつつ保持する環状の回転案内面と、その内側に周方向に沿って連続して形成され且つ当該保持器と共に転動体を軸受内部に組み込む際に転動体の端面を所定方向に案内しつつ保持する環状の組込案内面とが設けられている。
【００１５】
このような発明において、回転案内面は、軸受内部に転動体を組み込んだ状態における当該転動体の端面の傾斜方向に沿って延出しており、一方、組込案内面は、回転案内面とは異なる角度を成し且つ転動体の端面から離間する方向に延出しており、当該保持器と共に転動体を軸受内部に組み込む際、転動体の端面を回転案内面と組込案内面との間における組込案内面の最も外径側の境界部位に当接させた状態で、当該境界部位を支点にして転動体を組込案内面方向に旋回させて傾斜させるように構成されている。なお、当該保持器は、全体が樹脂材料で成形されている。
【００１６】
また、本発明は、上記の軸受用保持器で複数の転動体を保持した状態で、当該保持器と共に各転動体を軸受内部に組み込んで軸受を組み立てる軸受組立方法であって、軸受は、相対回転可能に対向配置された軌道輪と、軌道輪の対向面にそれぞれ周方向に連続して形成された軌道面間に沿って転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備えていると共に、軌道輪のいずれか一方及び双方の軌道面の少なくとも片側には、当該軌道面に沿って複数の転動体を保持し且つ案内する環状の鍔部が突出されており、環状の鍔部が突出された軌道輪に対して保持器と共に複数の転動体を組み込む際、各転動体の端面を回転案内面と組込案内面との間における組込案内面の最も外径側の境界部位に当接させた状態で、当該境界部位を支点にして各転動体を組込案内面方向に旋回させて傾斜させることで、当該保持器に保持された各転動体を鍔部の突出端を乗り越えて当該軌道輪の軌道面に組み込む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、各ポケットにおける円環部の内周面に軸受回転中に転動体の端面を案内保持する回転案内面と、軸受組立時に転動体の端面を案内保持する組込案内面とを設けたことにより、組込容易性が向上し、比較的小さな力で保持器と共に複数の円すいころを軸受内部に組み込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態に係る軸受用保持器について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態は、上述したようなころ軸受(図１(ａ))に用いたかご形保持器１１(図１(ｂ))の改良であり、他の軸受構成は同図に示した構成と同一であるため、以下、改良部分の保持器１１の説明にとどめる。ここでは、例えば新幹線などの鉄道車両に設けられた回転軸(車軸、各種の駆動軸など)を支持する軸受に適用される保持器１１を想定する。
【００１９】
図１(ｃ)に示すように、本実施の形態のかご形保持器１１において、各ポケット８における小径側円環部２の内周面２ｓには、その外側に周方向に沿って連続して形成され且つ軸受回転中に円すいころ５の端面５ｅを所定方向に案内しつつ保持する環状の回転案内面２ａと、その内側に周方向に沿って連続して形成され且つ当該保持器１１と共に円すいころ５を軸受内部(図面では、内輪１の軌道面１ｓ)に組み込む際に円すいころ５の端面５ｅを所定方向に案内しつつ保持する環状の組込案内面２ｂとが設けられている。
【００２０】
この場合、回転案内面２ａは、軸受内部(内輪１の軌道面１ｓ)に円すいころ５を組み込んだ状態における当該円すいころ５の端面５ｅの傾斜方向に沿って延出しており、一方、組込案内面２ｂは、回転案内面２ａとは異なる角度を成し且つ円すいころ５の端面５ｅから離間する方向に延出して形成されている。
【００２１】
図面では一例として、各ポケット８における小径側円環部２の内周面２ｓにおいて、回転案内面２ａ及び組込案内面２ｂは、互いに連接して形成されている。また、組込案内面２ｂは、回転案内面２ａを横断(斜めに交差)する軸受のアキシアル方向(図示しない)に延出されている。これにより、当該組込案内面２ｂは、回転案内面２ａから円すいころ５の端面５ｅから離間する方向に延出することになる。
【００２２】
このような構成によれば、図２(ｅ)に示すように、各円すいころ５が突出端７ｅに接触する接触点Ｐ２と回転案内面２ａと組込案内面２ｂとの間における組込案内面２ｂの最も外径側の境界部位(支点)Ｐ３との間の距離Ｌ２を大きくすることができる。即ち、従来の保持器１１における各円すいころ５の支点Ｐ１と当該円すいころ５の接触点Ｐ２との間の距離Ｌ１(図３(ｅ))に比べて、本実施の保持器１１における各円すいころ５の支点Ｐ３と当該円すいころ５の接触点Ｐ２との間の距離Ｌ２(図２(ｅ))を大きく設定(Ｌ２＞Ｌ１)することができる。別の言い方をすると、本実施の形態における円すいころ５の支点Ｐ３回りの旋回半径Ｌ２を従来の円すいころ５の支点Ｐ１回りの旋回半径Ｌ１よりも大きく設定することができる。
【００２３】
ここで、従来と同様の軸受組立方法において、図２(ａ)〜(ｅ)に示すように、保持器１１の各ポケット８に円すいころ５を保持させた状態で、内輪１を矢印Ｙ方向に移動させると(同図(ａ))、小径鍔部７の突出端７ｅで各円すいころ５が押圧され(同図(ｂ))、これにより小径側円環部２が外径方向Ｔ１に押し広げられる(同図(ｃ))。この状態において、当該突出端７ｅで押圧されている各円すいころ５は、図２(ｅ)に示すように、その端面５ｅを回転案内面２ａと組込案内面２ｂとの間における組込案内面２ｂの最も外径側の境界部位Ｐ３に当接した状態で、当該境界部位Ｐ３を支点にして組込案内面２ｂ方向(矢印方向Ｒｓ)に旋回して傾斜する。
【００２４】
この場合、接触点P1,P2相互の距離Ｌ２が大きく設定されているため、各円すいころを境界部位Ｐ３を支点にして矢印方向Ｒｓに旋回して傾斜させる際(同図(ｃ),(ｅ))の力を小さくすることができる。これにより、保持器１１や内輪１並びに円すいころ５に加わる力が低減され、例えば保持器１１が変形して破損したり、内輪１の軌道面１ｓや円すいころ５の転動面５ｍが損傷してしまうといったような従来の問題を解消することができる。この結果、組込容易性が向上し、比較的小さな力で保持器１１と共に複数の円すいころ５を鍔部７の突出端７ｅを乗り越えて軸受内部(内輪１の軌道面１ｓ)に組み込むことができる(同図(ｄ))。
【００２５】
なお、上述した実施の形態において、かご形保持器１１の材質については特に言及しなかったが、その全体を樹脂材料で成形しても良いし、金属材料で成形しても良い。この場合、当該保持器１１の材料は、高剛性で且つ高強度であれば任意の材料を選択することができるため、ここでは特に限定しない。また、軸受回転時には高温下にさらされることになるため、耐熱性に優れた材料を選択することが好ましい。
【００２６】
また、上述した実施の形態では、転動体５として円すいころを想定し、これを保持可能なかご形保持器１１を想定して説明したが、これ以外に、例えば円筒ころ、針状ころ、球面ころ、凸面ころなどを保持可能な保持器１１にも本発明の技術的構成を施すことで、上述したような効果を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】(ａ)は、円すいころ軸受の縦断面図、(ｂ)は、保持器の斜視図、(ｃ)は、本発明の一実施の形態に係る軸受用保持器の構成を一部拡大して示す断面図、(ｄ)は、従来の軸受用保持器の構成を一部拡大して示す断面図。
【図２】本発明の一実施の形態に係る軸受組立方法を説明するための図であり、(ａ)は、内輪を転動体に向けて移動させている状態を示す図、(ｂ)は、転動体が鍔部で押圧された状態を示す図、(ｃ)は、円環部が押し広げられた状態を示す図、(ｄ)は、保持器と共に転動体が軸受内部に組み込まれた状態を示す図、(ｅ)は、同図(ｃ)において転動体が支点回りに旋回傾斜する状態を示す図。
【図３】従来の軸受組立方法を説明するための図であり、(ａ)は、内輪を転動体に向けて移動させている状態を示す図、(ｂ)は、転動体が鍔部で押圧された状態を示す図、(ｃ)は、円環部が押し広げられた状態を示す図、(ｄ)は、保持器と共に転動体が軸受内部に組み込まれた状態を示す図、(ｅ)は、同図(ｃ)において転動体が支点回りに旋回傾斜する状態を示す図。
【符号の説明】
【００２８】
2,4  円環部
２ａ  回転案内面
２ｂ  組込案内面
2s,4s  内周面
５  転動体(円すいころ)
５ｅ  端面
６  柱部
６ｓ  内壁面
８  ポケット
１１  保持器
【図１】
2008002535.tif 000003
【図２】
2008002535.tif 000004
【図３】
2008002535.tif 000005