(57)【要約】【課題】周辺部品との干渉も問題とならず、しかも決まったサイズ内で最大定格荷重を受けることができる円すいころ軸受を提供する。【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。保持器１４は、ころ大径側に配設されるとともに、内輪１１に係合する抜け防止部１８を有するリング状の保持器本体２５と、保持器本体２５からころ軸方向に沿ってころ小径側に延びる複数の延設部２６とからなる。周方向に沿って隣合う延設部２６間に円すいころ１３を介在させた。【選択図】図１
2008101678.tif 000002
【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、
前記保持器は、ころ大径側に配設されるとともに、前記内輪に係合する抜け防止部を有するリング状の保持器本体と、この保持器本体からころ軸方向に沿ってころ小径側に延びる複数の延設部とからなり、周方向に沿って隣合う延設部間に前記ころを介在させたことを特徴とする円すいころ軸受。
【請求項２】
前記保持器の延設部の先端がころ小径面よりころ大径側に後退してい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】
前記保持器を圧延鋼板にて構成するとともに、その表面に硬化処理を施してなることを特徴とする請求項１又は請求項２の円すいころ軸受。
【請求項４】
前記保持器をばね鋼にて構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２の円すいころ軸受。
【請求項５】
前記保持器の延設部の先端部に自己潤滑性のある樹脂剤からなるころ接触体を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの円すいころ軸受。
【請求項６】
前記保持器を自己潤滑性のある樹脂にて構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２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、各種産業機械や鉄道車両又は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、転動体として円すいころを用いた転がり軸受であって、図４に示すように、内輪１と、外輪２と、複数の円すいころ３と、保持器４とを主要な構成要素として成り立っている（特許文献）。内輪１は外周面に円すい状の軌道面１ａを有し、外輪２は内周面に円すい状の軌道面２ａを有する。そして、円すいころ３は内輪１の軌道面１ａと外輪２の軌道面２ａとの間に転動自在に介在する。保持器４は複数の円すいころ３を円周方向で所定間隔に保持する。
【０００３】
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。また、図４に示すように、大径側環状体６と、リング状体の径方向壁部６ａと、小径側環状体５側に向かって縮径するように延びる周壁６ｂとからなる。
【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】
【０００４】
しかしながら、図４に示すような円すいころ軸受では、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を設置する位置によっては、小径側環状体５と周辺部品との干渉の問題が生じる場合がある。
【０００５】
このため、従来には、軸受幅を拡げたり、ころ長さを短くしたりする等、この小径側環状体５の周辺部品に対する干渉を無くす方法がある。軸受幅を拡げる方法は、図６に示すように、外輪２の軸方向長さを大として、小径側環状体５が外輪２の背面１０から突出しないようにする。すなわち、図４に示す外輪２の軸方向長さをＡとし、図６に示す外輪２の軸方向長さをＡ１としたときに、Ａ＜Ａ１とする。また、ころ長さを短くする方法は、図７に示すように、外輪２の軸方向長さを図４の外輪２の軸方向長さに保持したまま、保持器４の軸方向長さを短くして、小径側環状体５が外輪２の背面１０から突出しないようにする。
【０００６】
ところが、図６に示すように、軸受幅を拡げる方法では、小径側環状体５自体の周辺部品との干渉が無くなるが、外輪２の軸方向長さが大となって、軸受全体が大型化して、近年の軽量化及びコンパクト化に対応しない。また、ころ長さを短くする方法では、十分な軸受負荷容量を確保できなくなるおそれがあった。すなわち、決まったサイズ内で最大定格荷重を受けることができないおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて、周辺部品との干渉も問題とならず、しかも決まったサイズ内で最大定格荷重を受けることができる円すいころ軸受を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、前記保持器は、ころ大径側に配設されるとともに、前記内輪に係合する抜け防止部を有するリング状の保持器本体と、この保持器本体からころ軸方向に沿ってころ小径側に延びる複数の延設部とからなり、周方向に沿って隣合う延設部間に前記円すいころを介在させたものである。
【０００９】
本発明の円すいころ軸受によれば、保持器は、ころ大径側に配設されるリング状の保持器本体と、保持器本体からころ軸方向に沿ってころ小径側に延びる延設部とからなるので、従来において必要とした保持器の小径側環状体を必要としないとともに、外輪の軸方向長さを大きくする必要がない。また、保持器の保持器本体は、内輪に係合する抜け防止部を有するので、この軸受を装置に装着する前等において、保持器の抜けを防止できる。
【００１０】
前記保持器の延設部の先端がころ小径面よりころ大径側に後退しているのが好ましい。このように、後退させることによって、延設部の周辺部品との干渉を確実に解消することができる。
【００１１】
前記保持器としては、圧延鋼板にて構成するとともに、その表面に硬化処理を施してなるものであっても、ばね鋼にて構成するものであってもよい。圧延鋼板としては、冷間圧延鋼板（ＳＰＣ材）であっても、熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨ材）であってもよい。また、硬化処理としては、浸炭窒化処理やガス軟窒化処理等である。
【００１２】
また、保持器の延設部の先端部に自己潤滑性のある樹脂剤からなるころ接触体を設けてもよく、さらには、保持器を自己潤滑性のある樹脂にて構成することもできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の円すいころ軸受では、従来において必要とした保持器の小径側環状体を必要としないので、小径側環状体による周辺部品との干渉があまり問題とならない。特に、保持器の延設部の先端をころ小径面よりころ大径側に後退させることによって、延設部の周辺部品との干渉を確実に解消することができ、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。
【００１４】
しかも、外輪の軸方向長さを大きくする必要がないので、軽量化及びコンパクト化を図ることができる。また、小径側環状体を必要としないので、円すいころ自体を小型にする必要が無くなって、決まったサイズ内で最大定格荷重を受けることができる。さらに、抜け防止部にて保持器の抜けを防止できるので、取り扱いが容易であり、この円すいころ軸受の他の装置への組込み性の向上を図ることができる。
【００１５】
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円すい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。
【００１６】
また、保持器の延設部の先端部に自己潤滑性のある樹脂剤からなるころ接触体を設けた場合、周方向に沿って対向するころ接触体が円すいころを挟むことになって、円すいころの安定した保持が可能である。しかも、この挟持によってもトルクが増大せず、円すいころ軸受は滑らかな回転伝達機能を発揮する。
【００１７】
保持器を自己潤滑性のある樹脂にて構成することによって、この自己潤滑性により滑らかな回転が可能であり、しかも、抜け防止部が内輪に係合していても、滑らかな回転が可能である。また、このように、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。
【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４に基づいて説明する。
【００１９】
図１に円すいころ軸受の要部断面図を示す。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。さらに、鍔部２１の内輪大径側端面２３側の外径面に切欠部２４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】
保持器１４は、この図１と図２に示すように、ころ大径側に配設されるリング状の保持器本体２５と、この保持器本体２５からころ軸方向に沿ってころ小径側に延びる延設部２６とからなる。保持器本体２５は、平板リング状の径方向壁部２５ａと、径方向壁部２５ａから円すいころ１３側に延びる周方向壁２５ｂからなる。そして、この周方向壁２５ｂから周方向に所定ピッチで配設される前記延設部２６が延設されている。
【００２２】
このため、周方向に沿って隣合う延設部２６間に、円すいころ１３が収納されるポケット２７が形成される。すなわち、周方向に沿って隣合う延設部２６間の間隔をほぼ円すいころ１３の外形寸法に合わせている。また、延設部２６の長さ寸法としては、図１に示すように、円すいころ１３の小径側より突出しない寸法とする。具体的には、円すいころ１３の軸方向長さをＬとし、延設部２６の長さをＬ１としたときに、Ｌ＞Ｌ１とする。
【００２３】
また、保持器１４の径方向壁部２５ａの内径端部が内輪１１の切欠部２４に係合する。これによって、保持器１４の抜けを防止することができる。このため、この径方向壁部２５ａの内径端部が、内輪１１に係合する抜け防止部２８を構成する。
【００２４】
ところで、保持器は、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。
【００２５】
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。
【００２６】
本発明では、保持器１４は、ころ大径側に配設されるリング状の保持器本体２５と、保持器本体２５からころ軸方向に沿ってころ小径側に延びる延設部２６とからなるので、従来において必要とした保持器１４の小径側環状体を必要としない。このため、小径側環状体による周辺部品との干渉があまり問題とならない。特に、保持器１４の延設部２６の先端をころ小径面よりころ大径側に後退させることによって、延設部２６の周辺部品との干渉を確実に解消することができ、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。
【００２７】
しかも、外輪１２の軸方向長さを大きくする必要がないので、軽量化及びコンパクト化を図ることができる。また、小径側環状体を必要としないので、円すいころ１３自体を小型にする必要が無くなって、決まったサイズ内で最大定格荷重を受けることができる。さらに、抜け防止部２８にて保持器１４の抜けを防止できるので、取り扱いが容易であり、この円すいころ軸受の他の装置への組込み性の向上を図ることができる。
【００２８】
保持器１４としては、圧延鋼板にて構成するとともに、その表面に硬化処理を施してなるものであったり、ばね鋼にて構成したりする場合、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円すいころ１３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。
【００２９】
次に図３は他の実施形態を示し、この場合、各延設部２６の先端部に自己潤滑性のある樹脂剤からなるころ接触体３０が付設されている。このころ接触体３０には、例えば自己潤滑性を有する四フッ化エチレン系樹脂を含有したプラスチックまたはポリイミド系樹脂などを用いることができる。すなわち、ころ接触体３０としては、自己潤滑性のあるエンジニアリングプラスチック等にて構成することができる。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
また、ころ接触体３０は、延設部２６の先端部に例えばインサート成形等にて付設することができる。ここで、インサート成形とは、金型内にインサート品を装填した後、樹脂を注入してインサート品を溶融樹脂で包んで固化させ、一体化した複合部品を作る工法である。このため、延設部２６の先端部を金型内に装填した後、樹脂（自己潤滑性のある樹脂）を注入して、この延設部２６の先端部をこの溶融樹脂を包んで固化すればよい。
【００３３】
このように、保持器１４の延設部２６の先端部に自己潤滑性のある樹脂剤からなるころ接触体３０を設けた場合、周方向に沿って対向するころ接触体３０が円すいころ１３を挟むことになって、円すいころ１３の安定した保持が可能である。しかも、この挟持によってもトルクが増大せず、円すいころ軸受は滑らかな回転伝達機能を発揮する。
【００３４】
ところで、前記各実施形態では、保持器１４を鋼板にて構成していたが、保持器１４自体を自己潤滑性のある樹脂（例えばエンジニアリングプラスチック）にて構成することができる。すなわち、前記記載したエンジニアリングプラスチックから、自己潤滑性に優れたもの、例えばＰＡ４６、ＰＡ６６、ＰＥＥＫ等を選択してこの保持器１４に用いることができる。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。
【００３５】
このように、保持器１４を自己潤滑性のある樹脂にて構成することによって、この自己潤滑性により滑らかな回転が可能であり、しかも、抜け防止部２８が内輪１１に係合していても、滑らかな回転が可能である。このように、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。
【００３６】
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の延設部２６の数、延いてはポケット２７の数の増減は任意であり、また、保持器１４の延設部２６の長さ寸法として、前記実施の形態では、保持器１４の延設部２６の先端をころ小径面よりころ大径側に後退させているが、後退させずに、一致させたり、さらには、外輪１２の背面２０に対応する位置まで延ばしたりしたものであってもよい。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】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態を示す円すいころ軸受の要部断面図である。
【図２】前記円すいころ軸受の保持器の簡略展開図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す円すいころ軸受の要部断面図である。
【図４】従来の円すいころ軸受の要部断面図である。
【図５】従来の円すいころ保持器の斜視図である。
【図６】従来の他の円すいころ軸受の要部断面図である。
【図７】従来の別の円すいころ軸受の要部断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１１    内輪
１２    外輪
１３    円すいころ
１４    保持器
２５    保持器本体
２６    延設部
２８    抜け防止部
３０    接触体
【図１】
2008101678.tif 000003
【図２】
2008101678.tif 000004
【図３】
2008101678.tif 000005
【図４】
2008101678.tif 000006
【図５】
2008101678.tif 000007
【図６】
2008101678.tif 000008
【図７】
2008101678.tif 000009