(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に球面の一部からなる軌道面を有する外輪と、
外周に、軸方向の中心を通り且つ軸線に垂直な断面に対して左右対称に２つ有するとともに軸線を含む断面において前記球面の一部と同じ半径を有する軌道面と、当該２つの軌道面の間に形成される円筒面とを有する内輪と、
前記外輪の軌道面と前記内輪の２つの軌道面との間にそれぞれ複数配設され、前記内外輪の軌道面に一致する外周面を有する凸面ころと、
前記凸面ころを周方向において所定間隔に配設するポケットを備えた金属製の保持器と、を備えた自動調心ころ軸受において、
前記保持器の最大径は前記外輪の端面の内径よりも大きく、
前記保持器は周方向に２分割された第一部材と第二部材とで構成されており、前記第二部材における保持器の径方向に垂直な面に中心を有する最も大きい仮想外接円の直径が、前記外輪の端面の内径以下であって、前記第一部材の分割角度は１８０°＋α°とされ、前記第二部材の分割角度は１８０°−β°とされ、前記αとβが正数であることを特徴とする自動調心ころ軸受。
【請求項２】
前記保持器が、前記内輪又は前記外輪のいずれかで案内されている請求項１に記載の自動調心ころ軸受。
【請求項３】
前記α°とβ°とはα°≦β°であり、且つα°とβ°とは略同一の角度である請求項１に記載の自動調心ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動調心ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動調心ころ軸受として、例えば、特許文献１に記載のものがある。この自動調心ころ軸受１０１は、図１３に示すように、２列の軌道１０３ａが形成され、各軌道１０３ａの外端に脱落防止つば１０３ｃを有する内輪１０３と、この内輪１０３の各軌道１０３ａに対向した軌道１０２ａが形成されている外輪１０２と、前記内輪１０３の各軌道１０３ａと前記外輪１０２の軌道１０２ａとの間に配置されている２列のころ１０４と、この各列のころ１０４を保持する一体型の保持器１０５と、この保持器１０５と前記内輪１０３との間に前記各列のころ１０４を案内するように配置されている案内輪１０６とを備えている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３０２３２号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された自動調心ころ軸受１０１のような従来の自動調心ころ軸受では、その許容調心角は±２．５°程度に設定されていた。この許容調心角をさらに大きくするためには、外輪１０２の幅を広げる必要がある。しかし、外輪１０２の幅をあまり広げすぎると、外輪１０２の最小内径Ｄ１１が小さくなって、保持器１０５の外径Ｄ１２が外輪１０２の最小内径Ｄ１１より大きくなり組立不可能となる。
【０００５】
そこで、小さくした外輪１０２の最小内径Ｄ１１よりも保持器１０５の外径Ｄ１２をさらに小さくすることも考えられるが、この場合には、保持器１０５の肉厚が薄くなって強度が弱くなり、保持器１０５として機能しなくなることから、許容調心角を大きくすることは困難であった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、許容調心角をより大きくすることができる自動調心ころ軸受を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の自動調心ころ軸受は、内周に球面の一部からなる軌道面を有する外輪と、外周に、軸方向の中心を通り且つ軸線に垂直な断面に対して左右対称に２つ有するとともに軸線を含む断面において前記球面の一部と同じ半径を有する軌道面と、当該２つの軌道面の間に形成される円筒面とを有する内輪と、前記外輪の軌道面と前記内輪の２つの軌道面との間にそれぞれ複数配設され、前記内外輪の軌道面に一致する外周面を有する凸面ころと、前記凸面ころを周方向において所定間隔に配設するポケットを備えた金属製の保持器と、を備えた自動調心ころ軸受において、前記保持器の最大径は前記外輪の端面の内径よりも大きく、前記保持器は周方向に２分割された第一部材と第二部材とで構成されており、前記第二部材における保持器の径方向に垂直な面に中心を有する最も大きい仮想外接円の直径が、前記外輪の端面の内径以下であって、前記第一部材の分割角度は１８０°＋α°とされ、前記第二部材の分割角度は１８０°−β°とされ、前記αとβが正数であることを特徴としている。
【０００７】
本発明の自動調心ころ軸受によれば、保持器を周方向に２分割するとともに、前記第二部材における保持器の径方向に垂直な面に中心を有する最も大きい仮想外接円の直径が、前記外輪の端面の内径以下であって、前記第一部材の分割角度は１８０°＋α°とされ、前記第二部材の分割角度は１８０°−β°とされ、前記αとβが正数であるので、保持器の最大外径が外輪の端面の内径（最小内径）より大きくても組立可能となる。これにより外輪の幅を従来よりも広げて内輪の軌道面を大きくとることができるため、自動調心ころ軸受の許容調心角をより大きくすることができる。
【０００８】
上記自動調心ころ軸受において、前記保持器が、前記内輪又は前記外輪のいずれかで案内されていることが好ましい。
この場合、回転中に保持器が内輪又は外輪のどちらかと摺接するので、保持器が２分割されているにもかかわらず保持器の挙動が安定し、これにより回転精度を確保することができる。
また、α°とβ°とはα°≦β°であり、且つα°とβ°とは略同一の角度であるのが好ましい。
α°≦β°とすることで、保持器５が径方向外方に膨らむ（花びら状になる）ことを抑制することができる。また、α°とβ°とを略同一の角度とすることで、第一部材と第二部材との周方向の隙間が大きくなることを防ぐことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の自動調心ころ軸受によれば、許容調心角をより大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を、添付した図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の１つの実施形態に係る自動調心ころ軸受を示す断面図である。この自動調心ころ軸受１は、互いに同心に組み合わされた外輪２と内輪３との間に、複数のころ４が配設されているものである。
【００１１】
外輪２は、その軸方向の中心を通り且つ軸線に垂直な断面に対して左右略対称に形成されている。外輪２の内周には、後述するころ４の軸方向断面における曲率と略同じ曲率（直径Ｄ５）の球面の一部からなる軌道面２ａが形成されている。そして、外輪２の端面２ｂの内径が、外輪２の最小内径Ｄ１を構成している。
内輪３も、その軸方向の中心を通り且つ軸線に垂直な断面に対して左右略対称に形成されている。内輪３の外周には、軸方向の中心を通り且つ軸線に垂直な断面に対して左右対称に２つの軌道面３ａが形成されており、各軌道面３ａは、軸線を含む断面において外輪２の軌道面２ａを構成する球面の一部と略同じ半径を有している。内輪３には、これら２つの軌道面３ａの間に円筒面３ｂが形成されており、各軌道面３ａの軸方向外側には後述するころ４の脱落を防止するための鍔部３ｃを有している。
ころ４は、内外輪２，３の軌道面２ａ，３ａに一致する外周面を有する凸面ころであり、前記外輪２の軌道面２ａと前記内輪３の２つの軌道面３ａとの間に２列にわたって転動自在に配設されている。
【００１２】
保持器５は、金属製であり、中央部の円環部５ａとこの円環部５ａから軸方向両側に延在する柱部５ｂとからなる。この柱部５ｂは周方向において所定間隔に配設されており、当該柱部５ｂの間に軸方向両側に向かって開放されているポケット６(図５及び図６参照)を形成し、このポケット６に前記ころ４を保持している。
円環部５ａの外周面５ａ１は、柱部５ｂよりも径方向外方に突出しており、軸線を含む断面において外輪２の軌道面２ａよりも小さい半径の円弧状であり、ころ４とポケット６との隙間によって保持器５が径方向の一方に移動した場合に外輪２の軌道面２ａに当接可能である。前記外周面５ａ１の外径が保持器５の最大外径Ｄ２を構成しており、この最大外径Ｄ２は外輪２の軌道面２ａの内径Ｄ５より若干小さく（Ｄ２＜Ｄ５）、この円環部５ａの外周面５ａ１の外径Ｄ２は前記外輪２の端面２ｂの内径（最小内径）Ｄ１よりも大きくなるように設定されている（Ｄ２＞Ｄ１）。一方、円環部５ａの内周面５ａ２は内輪３の最大外径Ｄ３となる円筒面３ｂに対向する部分に形成されており、この円環部５ａの内周面５ａ２の内径が保持器の最小内径Ｄ４であり、内輪３の円筒面３ｂの外径(最大外径)Ｄ３よりも若干大きく（Ｄ４＞Ｄ３）、ころ４とポケット６との隙間によって保持器５が径方向の一方に移動した場合に内輪３の円筒面３ｂに当接可能である。
【００１３】
そして、保持器５は、図２に示すように、周方向２箇所で分割された第一部材５１と第二部材５２とで構成されている。保持器５は、図５、図８及び図９に示すように、柱部５ｂのほぼ中央部で保持器５の軸線を含む断面に沿って（径方向に沿って）分割されており、第一部材５１の分割角度θ１は１８０°＋α°（αは正数）とされ、第二部材５２の分割角度θ２は１８０°−β°（βは正数）とされている。ここで、α°とβ°とはα°≦β°且つ、α°とβ°とは略同一の角度となっている。α°≦β°とすることで、保持器５が径方向外方に膨らむ（花びら状になる）ことを抑制することができる。また、α°とβ°とを略同一の角度とすることで、第一部材５１と第二部材５２との周方向の隙間が大きくなることを防ぐ。第一部材５１と第二部材５２との周方向の隙間が大きすぎると、第一部材５１と第二部材５２とが周方向に大きく相対移動してしまい、第一部材５１のポケット６に保持される凸面ころ４と第二部材５２のポケット６に保持される凸面ころ４との間隔が開きすぎて、ラジアル荷重を十分に負荷することができなくなるためである。
【００１４】
ここで、保持器５を構成する第一部材５１及び第二部材５２は、内外輪２，３で案内されている。すなわち、回転中に保持器５の円環部５ａが外輪２又は内輪３の少なくともどちらかと摺接する（円環部５ａの外周面５ａ１が外輪２の軌道面２ａと摺接するか又は円環部５ａの内周面５ａ２が内輪３の円筒面３ｂと摺接する）ので保持器５が安定し、これにより回転精度を確保することができる。
【００１５】
図３は、外輪２と保持器５の第一部材５１と内輪３との寸法の関係を説明する模式説明図である。
内輪３の軸方向の幅をＷ１とする。また、外輪２の軸方向の幅をＷ２とする。内輪３の軸方向の幅Ｗ１は、外輪２の軸方向の幅Ｗ２よりも小さく形成されている。そして、保持器５（第一部材５１）の最小半径をｒとすると、最小半径ｒは、保持器５の最小内径Ｄ４の半分（１／２）と等しくなる（Ｄ４＝２ｒ）。第一部材５１の一方と他方の開端部５１ａ間を結ぶ最も短い開端内幅（開端部間距離）Ｋ１は、Ｋ１＝２ｒｃｏｓ（α／２）であり、図１に示すように、外輪２の幅Ｗ２が外輪２の内周面と外周面との間の肉厚よりも大きい場合、開端内幅Ｋ１を、外輪２の幅Ｗ２に対してＫ１≧Ｗ２とすることで、外輪２に第一部材５１を組み込むことが可能になる。また、内輪３の最大外径Ｄ３となる円筒面３ｂ、及び鍔部３ｃの外径は、保持器４の最小内径Ｄ４以下とする。このような寸法の関係によって、開端内幅Ｋ１より内輪３の最大外径Ｄ３が大きくても、第一部材５１を外輪２の内部に組み込んだ状態で内輪３を組み込むことが可能になる。また、このような寸法となるようにα°は決定される。
なお、本実施形態では保持器５を径方向に沿って分割しているため、開端部５１ａを結ぶ線分Ｋ１は、一方の開端部５１ａの保持器５の最小内径Ｄ４を有する内周面５ａ２の境界と他方の開端部５１ａの保持器５の最小内径Ｄ４を有する内周面５ａ２の境界とを結ぶ線としているが、図３に破線で示すように開端部５１ｂを形成し、第一部材５１の一方の開端部５１ｂの内周面５ａ２と他方の開端部５１ｂの内周面５ａ２との間の線分よりも短い線分Ｋ２が形成される場合には、最も短い線分Ｋ２を線分Ｋ１とみなせばよい。このようにして、外輪２に、保持器５の第一部材５１、第二部材５２と、内輪３とを組み立てることができる。
また、第二部材５２については、第二部材５２における保持器５の径方向に垂直な面に中心を有する最も大きい仮想外接円の直径Ｋ３が、外輪２の最小内径Ｄ１に対してＫ３≦Ｄ１とすることで外輪２と第一部材５１と内輪３との組立体に、第二部材５２を組み立てることができる。ここでは、一方の開端部５２ａ上且つ保持器５の最大外径Ｄ２を有する円環部５ａの外周面５ａ１上における保持器５の軸方向中心に対して対称な２点と、他方の開端部５２ａ上且つ保持器５の最大外径Ｄ２を有する円環部５ａの外周面５ａ上における保持器５の軸方向中心に対して対称な２点と、に接する第二部材５２の仮想外接円の直径Ｋ３が、外輪２の最小内径Ｄ１よりも小さくなっている。このような寸法が得られるようβ°は決定される。
【００１６】
次に、自動調心ころ軸受１を組立方法について説明する。
自動調心ころ軸受１の組立は、まず外輪２に保持器５の第一部材５１を組み込み、次に内輪３を組み込んでから保持器５の第二部材５２を組み込み、その後にころ４を組み込むことにより行うことができる。以下、図４〜図１２を用いて詳細に説明する。
【００１７】
図４〜図１２は、自動調心ころ軸受１の組立方法の概略を時系列に示す模式説明図である。まず、外輪２を図４のように配置し、この外輪２の軸方向一方側から第一部材５１を接近させて外輪２の内部に挿入する。第一部材５１の外輪２の内部への挿入は、例えば次のように行う。第一部材５１の一方と他方の開端部５１ａの間を通して第一部材５１の径方向内方に外輪２の周方向の一部を入れ込む。開端内幅Ｋ１が外輪２の幅Ｗ２以上となっているため、第一部材５１の径方向内方に外輪２の周方向の一部を容易に入れ込むことができる。そして、第一部材５１を一方と他方の開端部５１ａの間が外輪２の径方向外方に位置するよう第一部材５１の周方向に移動させる。この後、図５に示すように、第一部材５１を矢印ａの方向に移動させ、外輪２の一部を第一部材５１の一方と他方の開端部５１ａの間を通して第一部材５１全体を外輪２の径方向内方に納める。このときも、開端内幅Ｋ１が外輪２の幅Ｗ２以上となっているため、第一部材５１全体を外輪２の径方向内方に容易に納めることができる。そして、第一部材５１を外輪２の軌道面２ａに沿わせて回転させ、図６に示すように第一部材５１の円環部５ａの外周面５ａ１を外輪２の軌道面２ａに当接させる。そして、内輪３を保持器５の第一部材５１の軸心に対して略同心なるよう外輪２の軸方向一方側に位置させ、内輪３を第一部材５１及び外輪２の軸方向一方側から平行移動により接近させ、図７に示すように内輪３を第一部材５１の内周側の空間に挿入する。
【００１８】
そして、図８に示すように、内輪３を軸受中心軸に直交し且つ軸受中心軸を含む面上を延びる軸の回りを回動させて、外輪２の軸方向一方側又は軸方向の他方側に保持器５が配設されていない内輪３の軌道面３ａを向け、図９に示すように、第二部材５２の円環部５ａの内周面５ａ２を内輪３の円筒面３ｂに当接させる。第二部材５２における保持器５の径方向に垂直な面に中心を有する最も大きい仮想外接円の直径Ｋ３が、外輪２の最小内径Ｄ１以下となっているため、外輪２と第一部材５１と内輪３との組立体に、第二部材５２を組み立てることができる。その後、図１０に示すように、一方の列（図１０の上の列）の各ポケット６にころ４を挿入していく。続いて図１１に示すように、他方の列（図１１の下の列）の各ポケット６にころ４を挿入する。最後に、図１２に示すように、内輪３を軸受中心軸に直交し且つ軸受中心軸を含む面上を延びる軸の回りを回動させて組立が完了する。
このようにして組立られる自動調心ころ軸受１は、許容調心角を±６°程度にすることが可能である。
【００１９】
このように、本発明の自動調心ころ軸受１によれば、前記保持器５が第一部材５１と第二部材５２とに２分割され、前記第二部材５２における保持器５の径方向に垂直な面に中心を有する最も大きい仮想外接円の直径Ｋ３が、前記外輪２の最小内径Ｄ１以下であって、前記第一部材の分割角度が１８０°＋α°とされ、前記第二部材の分割角度が１８０°−β°とされているので、保持器５の最大外径Ｄ２が外輪２の端面２ｂの内径（最小内径）Ｄ１より大きくても組立可能となる。これにより外輪２の幅を従来よりも広げて外輪２の軌道面２ａを大きくとることができるため、自動調心ころ軸受１の許容調心角をより大きくすることができる。
なお、本発明の自動調心ころ軸受は、前述の実施形態に限らず、本発明の範囲内で適宜変更が可能である。
【００２０】
例えば、上記実施形態においては、内輪３の鍔部３ｃは保持器５の最小内径Ｄ４よりも小さいため、上記のように内輪３に保持器５の第一部材５１の軸心に対して略同心なるよう外輪２の軸方向一方側に位置させ、内輪３を第一部材５１及び外輪２の軸方向一方側から平行移動により接近させ、内輪３を第一部材５１の内周側の空間に挿入したが、内輪３の鍔部３ｃが保持器５の最小内径Ｄ４よりも大きい外径を有する場合には、少なくとも一方の鍔部３ｃを内輪３と別体の鍔輪とし、内輪３と第一部材５１に組み込んだ後に鍔輪を内輪３に当接させて組み付けてもよく、あるいは、内輪３の２つの軌道面３ａ間で内輪３を軸方向に２分割し、一方の内輪３を第一部材５１の軸方向一方側から、他方の内輪３を第一部材５１の軸方向他方側から組み付けてもよい。
【００２１】
また、上記実施形態においては、内輪３の軸方向の幅Ｗ１は外輪２の軸方向の幅Ｗ２よりも小さく形成されていたが、内輪３の軸方向の幅Ｗ１は外輪２の軸方向の幅Ｗ２より大きくても、同じであってもよい。
【００２２】
また、上記実施形態においては、外輪２と第一部材５１と内輪３との組立体に、第二部材５２を組み立てた後に、一方の列の各ポケット６にころ４を挿入し、続いて、他方の列の各ポケット６にころ４を挿入したが、ころ４の挿入の順序は上記実施形態に限定されるものではない。一方の列のポケット６にころ４を挿入した後に他方の列のポケット６にころ４を挿入し、さらに、一方の列のポケット６にころ４を挿入し、他方の列のポケット６にころ４を挿入することを繰り返してもよく、あるいは、他の周期性をもった繰り返し方法で挿入しても、ランダムに挿入してもよい。また、周方向には、最も一方の開端部５１ａ側のポケット６にころ４を挿入してから周方向に隣接するポケット６にころ４を挿入し、この後も周方向に他方の開端部５１ａ側に向けて順にポケット６にころ４を挿入してもよく、最も一方の開端部５１ａ側のポケット６にころ４を挿入し、続いて最も他方の開端部５１ａ側のポケット６にころ４を挿入し、さらに、最も一方の開端部５１ａ側のころ未挿入のポケット６にころ４を挿入し、最も他方の開端部５１ａ側のころ未挿入のポケット６にころ４を挿入することを繰り返し、徐々に両開端部５１ａから最も離れたポケット６に向けて順にポケット６にころ４を挿入してもよく、その逆に、両開端部５１ａから最も離れたポケット６にころ４を挿入し、続いて一方の開端部５１ａ側に隣接するポケット６にころ４を挿入し、続いて他方の開端部５１ａ側に隣接する未挿入のポケット６にころ４を挿入し、さらに、一方の開端部５１ａ側に隣接する未挿入のポケット６にころ４を挿入し、他方の開端部５１ａ側に隣接する未挿入のポケット６にころ４を挿入することを繰り返し、徐々に両開端部５１ａ側に向けて順にポケット６にころ４を挿入してもよい。さらには、第二部材５２を組み立てる前の外輪２と第一部材５１と内輪３との組立体に、第一部材５１のポケット６の全てあるいは一部にころ４を挿入し、第二部材５２を外輪２と第一部材５１と内輪３との組立体に組み付けた後に、残りのポケット６の全てに、場合によっては一部のポケット６を未挿入のまま残して、ころ４を組み付けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の１つの実施形態に係る自動調心ころ軸受を示す断面図である。
【図２】図１に示される自動調心ころ軸受の保持器を説明する平面説明図である。
【図３】外輪と保持器の第一部材と内輪との寸法の関係を説明する模式説明図である。
【図４】自動調心ころ軸受の組立方法の概略を時系列に示す模式説明図である。
【図５】自動調心ころ軸受の組立方法の概略を時系列に示す模式説明図である。
【図６】自動調心ころ軸受の組立方法の概略を時系列に示す模式説明図である。
【図７】自動調心ころ軸受の組立方法の概略を時系列に示す模式説明図である。
【図８】自動調心ころ軸受の組立方法の概略を時系列に示す模式説明図である。
【図９】自動調心ころ軸受の組立方法の概略を時系列に示す模式説明図である。
【図１０】自動調心ころ軸受の組立方法の概略を時系列に示す模式説明図である。
【図１１】自動調心ころ軸受の組立方法の概略を時系列に示す模式説明図である。
【図１２】自動調心ころ軸受の組立方法の概略を時系列に示す模式説明図である。
【図１３】従来の自動調心ころ軸受を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１      自動調心ころ軸受
２      外輪
２ａ    軌道面
３      内輪
３ａ    軌道面
３ｂ    円筒面
４      ころ
５      保持器
５ａ    円環部
５ｂ    柱部
５１    第一部材
５２    第二部材
６      ポケット
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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