(57)【要約】【課題】部品点数を増やさず且つ加工工程も増やすことなく、内輪から円すいころと保持器が分離するのを防止可能な円すいころ軸受を提供する。【解決手段】円すいころ軸受の軸芯Ｏが水平方向となる姿勢で、且つ、外輪２が外されて保持器４と複数の円すいころ３が内輪１によって保持された状態において、最上部に位置する円すいころ３を保持するポケット４１の大径環状部４３の内径側端部Ｐを支点として保持器４が回転運動をするとき、小鍔部１１が、最下部に位置する円すいころ３の小径側端面３１の運動軌跡上に位置するように形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円すい状の外輪軌道面を有する外輪と、
円すい状の内輪軌道面を有し、該内輪軌道面の小径側に位置する小鍔部と、大径側に位置する大鍔部と、が形成された内輪と、
前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配された複数の円すいころと、
小径環状部と、大径環状部と、該小径環状部と該大径環状部とを連結する複数の柱部と、を備え、これら小径環状部、大径環状部及び隣接する柱部で構成されるポケットに前記円すいころを収容することにより前記複数の円すいころを円周方向で所定間隔に保持する樹脂製の保持器と、を備えた円すいころ軸受であって、
前記円すいころ軸受の軸芯が水平方向となる姿勢で、且つ、前記外輪が外されて前記保持器と前記複数の円すいころが前記内輪によって保持された状態において、最上部に位置する前記円すいころを保持する前記ポケットの前記大径環状部の内径側端部を支点として前記保持器が回転運動をするとき、前記小鍔部が、最下部に位置する前記円すいころの小径側端面の運動軌跡上に位置するように形成されていることを特徴とする円すいころ軸受。
【請求項２】
建設機械の減速機用であることを特徴とする請求項１に記載の円すいころ軸受。
【請求項３】
外径が２００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の円すいころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械、自動車、鉄道車両、その他の産業機械における回転部に使用される円すいころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建設機械をはじめとする各種の駆動装置には、その回転機構を回転自在に支持する軸受として円すいころ軸受が使用されている。この円すいころ軸受は、図５（ｃ）に示すように、円すい状の外輪軌道面２ｓを有する外輪２と、円すい状の内輪軌道面１ｓを有し、該内輪軌道面１ｓの小径側に小鍔部１１、大径側に大鍔部１２を有する内輪１と、外輪軌道面２ｓと内輪軌道面１ｓ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を円周方向で所定間隔に保持する保持器４と、を備えて構成される。
【０００３】
円すいころ軸受の保持器は金属製であることが一般的であり、金属性保持器を用いた円すいころ軸受の組立て方法は、図４に示すように、先ず保持器４のポケット４１に円すいころ３を保持させ、内輪１に組み込む。そして、保持器加締め治具５を用いて該治具５を押し込み、内輪１及び円すいころ３、保持器４が分離しない任意のポケット隙間になるまで加締める、といった方法（いわゆる加締め方式）が採られる。
【０００４】
しかしながら、金属製保持器は、平板を何度も塑性変形させて製作するため、樹脂製保持器に比べ加工工程が多く、材料費が高く、重量も重いというデメリットがある。そのため、自動車向けなどの外径１００ｍｍ以下の円すいころ軸受には樹脂製保持器が多く採用されている。
【０００５】
樹脂製保持器を用いた円すいころ軸受の組立て方法は、先ず所定のポケット隙間が残るように射出成型した保持器４のポケット４１に円すいころ３を保持させる。その後、図５（ａ）に示すように、円すいころ３を保持した保持器４に内輪１を保持器４の大径側から小径側に向かって押し込むことによって、円すいころ３がポケット４１を一時的に押し広げ、円すいころ３の面取り部３４が内輪１の小鍔部１１を乗り越えて、内輪１に組み込まれる（図５（ｂ））、いわゆる圧入方式をとっている。
【０００６】
しかしながら、圧入方式で組み付けた円すいころ軸受は、内輪から保持器と円すいころが分離しやすく、特に、建設機械用に用いられる外径２００ｍｍ以上のサイズの大きい軸受では問題となる。通常、保持器と円すいころを保持した内輪を製品（シャフト等）に組み付ける際は、図６（ａ）に示すように、外輪２を外した状態で軸芯Ｏが水平方向となるように円すいころ軸受を配置して行う。その際に、主に円すいころ３の自重により樹脂製の保持器４が弾性変形し、鉛直方向上方では円すいころ３と内輪軌道面１ｓとの隙間がなくなり、鉛直方向下方では鉛直方向上方の隙間減少分だけ隙間が広がることとなり、最下部に位置する円すいころ３と小鍔部１１には大きな隙間Ｔ１が発生する。
【０００７】
この状況において、保持器４の鉛直方向下方で大鍔部１２側から小鍔部１１側への力が加わると、最上部に位置する円すいころ３を保持するポケット４１の大径環状部４３の内径側端部Ｐを支点として保持器４が回転運動を行なう。このとき、最下部に位置する円すいころ３の小径側端面３１の回転運動は、最上部に位置する円すいころ３を保持するポケット４１の大径環状部４３の内径側端部Ｐを回転中心とし、該回転中心から最下部の円すいころ３の小径側端面３１までの距離を半径とする運動軌跡となる。図６（ｂ）では、最下部の円すいころ３の小径側端面３１と転動面３３との境界部Ｑの運動軌跡Ｍが表わされている。
【０００８】
従って、最下部に位置する円すいころ３は軸方向に移動すると同時に径方向にも移動する。内輪１の小鍔部外周面１１ａが図６（ｂ）に示すように軸芯に対して傾斜しており、この傾斜角θが大きいとき、最下部に位置する円すいころ３と内輪１の小鍔部１１が接触することなく、最下部に位置する円すいころ３は回転運動をし続け、最終的には内輪１から円すいころ３と保持器４が分離してしまう。
【０００９】
その対策として、特許文献１には、小鍔部に周溝を設け、その周溝に保持器の小径側環状部に形成されるフランジ先端部を嵌挿し、円すいころが小径側に移動できなくする技術が提案されている。また、特許文献２には、小鍔部にストップリングを設け、円すいころが小径側に移動できなくする技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実公昭６３−０１６８９６号公報
【特許文献２】特開２０００−３０４０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
これら特許文献１及び特許文献２に記載の円すいころ軸受においては、内輪から円すいころと保持器が分離することは防止できるが、特許文献１では、小鍔部に周溝を設ける加工工程が増え、加工コストの増加や、小鍔部の肉厚が減少し、小鍔部の強度が低下するという問題があり、特許文献２では、部品点数が増えるとともに保持器の組立て時の工程数が増え、加工コストが増加するという問題があった。
【００１２】
本発明は、部品点数を増やさず且つ加工工程も増やすことなく、内輪から円すいころと保持器が分離するのを防止可能な円すいころ軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は以下の構成により達成される。
（１）円すい状の外輪軌道面を有する外輪と、
円すい状の内輪軌道面を有し、該内輪軌道面の小径側に位置する小鍔部と、大径側に位置する大鍔部と、が形成された内輪と、
前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配された複数の円すいころと、
小径環状部と、大径環状部と、該小径環状部と該大径環状部とを連結する複数の柱部と、を備え、これら小径環状部、大径環状部及び隣接する柱部で構成されるポケットに前記円すいころを収容することにより前記複数の円すいころを円周方向で所定間隔に保持する樹脂製の保持器と、を備えた円すいころ軸受であって、
前記円すいころ軸受の軸芯が水平方向となる姿勢で、且つ、前記外輪が外されて前記保持器と前記複数の円すいころが前記内輪によって保持された状態において、最上部に位置する前記円すいころを保持する前記ポケットの前記大径環状部の内径側端部を支点として前記保持器が回転運動をするとき、前記小鍔部が、最下部に位置する前記円すいころの小径側端面の運動軌跡上に位置するように形成されていることを特徴とする。
（２）建設機械の減速機用であることを特徴とする（１）に記載の円すいころ軸受。
（３）外径が２００ｍｍ以上であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の円すいころ軸受。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように構成された本発明の円すいころ軸受によれば、円すいころを保持した保持器に内輪を組み付けて外輪を外した状態で保持器が回転運動をする場合であっても、円すいころの小径側端面が小鍔部と接触することで内輪から円すいころと保持器が分離するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】円すいころを保持した保持器に内輪を組み付け、外輪を外した状態で軸芯が水平方向となるように配置した第１実施形態の円すいころ軸受の部分拡大図である。
【図２】第２実施形態の円すいころ軸受の部分拡大図である。
【図３】第３実施形態の円すいころ軸受の部分拡大図である。
【図４】金属製保持器を備える円すいころ軸受における、内輪に円すいころを保持した保持器を組み付ける方法を説明する説明図である。
【図５】（ａ）は 樹脂製保持器を備える円すいころ軸受における、円すいころを保持した保持器に内輪を組み付ける途中の断面図であり、（ｂ）は円すいころを保持した保持器に内輪を組み付けた状態の断面図であり、（ｃ）は（ｂ）にさらに外輪を組み付けた状態の断面図である。
【図６】（ａ）は円すいころを保持した保持器に内輪を組み付け、外輪を外した状態で軸芯が水平方向となるように配置した従来の円すいころ軸受の断面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の円すいころ軸受の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態の円すいころ軸受は、図５（ｃ）に示す円すいころ軸受と基本的構成を同一にするので、先ず図５（ｃ）を参照して、本実施形態の円すいころ軸受の基本的構成について説明する。また、図面は符号の向きに見るものとする。
【００１７】
本実施形態の円すいころ軸受は、図５（ｃ）に示すように、円すい状の外輪軌道面２ｓを有する外輪２と、円すい状の内輪軌道面１ｓを有し、該内輪軌道面１ｓの小径側に小鍔部１１、大径側に大鍔部１２を有する内輪１と、外輪軌道面２ｓと内輪軌道面１ｓ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を円周方向で所定間隔に保持する保持器４と、を備えて構成される。
【００１８】
保持器４は、樹脂から構成され、小径環状部４２と、大径環状部４３と、小径環状部４２と大径環状部４３とを連結して周方向に略等間隔で配置される複数の柱部４４とを備え、これら小径環状部４２の内面、大径環状部４３の内面、および隣接する柱部４４の内面とで円すいころ３を保持するポケット４１を構成する。各ポケット４１には、それぞれ円すいころ３が転動自在に保持される。
【００１９】
円すいころ３は、小径側端面３１と大径側端面３２が同心状に配置され、両端面を結ぶ周面が大径側端面３２側から小径側端面３１側へ向かうに従って徐々に縮径された転動面３３をなしている。
【００２０】
ここで、本実施形態の内輪１の小鍔部１１は、図１に示すように、最下部に位置する円すいころ３の小径側端面３１の運動軌跡と交差するように該運動軌跡上に設けられている。この運動軌跡は、図６（ａ）に示すように、円すいころ軸受の軸芯Ｏが水平方向となる姿勢で、且つ、外輪２が外されて保持器４と複数の円すいころ３が内輪１によって保持された状態（図１の仮想線）から、最上部に位置する円すいころ３とポケット内面との接点、即ち最上部に位置する円すいころ３を保持するポケット４１の大径環状部４３の内径側端部Ｐを支点（回転中心）として保持器４が回転運動をするときの、最下部に位置する円すいころ３の小径側端面３１の運動軌跡であって、内径側端部Ｐから円すいころ３の小径側端面３１までの距離を半径とする運動軌跡である。なお、図１では、最下部に位置する円すいころ３の小径側端面３１の運動軌跡のうち、小径側端面３１の最内径部である、小径側端面３１と転動面３３との境界部Ｑの描く運動軌跡Ｍを示している。
【００２１】
小鍔部１１は、軸芯Ｏに対して所定の角度α１（０＜α１＜９０°）で大鍔部１２側から小鍔部１１先端に向かって縮径するように傾斜する第１の傾斜面１１ｂと、該第１の傾斜面１１ｂからさらに軸芯Ｏに対して所定の角度β（０＜β＜９０°、ただしβ＞α１）で小鍔部１１先端に向かって縮径するように傾斜する第２の傾斜面１１ｃとで小鍔部外周面１１ａが構成され、第１の傾斜面１１ｂの略中央部で円すいころ３の境界部Ｑの運動軌跡Ｍと交差するように設定される。
【００２２】
第１の傾斜面１１ｂの軸方向距離は、第２の傾斜面１１ｃの軸方向距離より長く、また、第２の傾斜面１１ｃの傾斜角βは第２の傾斜面１１ｃが運動軌跡Ｍの内側に位置しないように設定される。
【００２３】
従って、円すいころ軸受をシャフト等に組み付ける際、外輪２を外して軸芯Ｏが水平方向となるように円すいころ軸受を配置した状態で、保持器４の鉛直方向下方で大鍔部１２側から小鍔部１１側への力が加わって、最上部に位置する円すいころ３を保持するポケット４１の大径環状部４３の内径側端部Ｐを支点として保持器４が回転運動をする場合でも、最下部に位置する円すいころ３の境界部Ｑの運動軌跡Ｍ上に小鍔部１１の第１の傾斜面１１ｂが位置するので、最下部に位置する円すいころ３が第１の傾斜面１１ｂと接触することになる。従って、最下部に位置する円すいころ３は第１の傾斜面１１ｂにより回転運動が規制され、これにより更なる径方向への移動が規制され、内輪１から円すいころ３と保持器４が分離するのが防止される。
【００２４】
また、小鍔部外周面１１ａを、大鍔部１２側から小鍔部１１先端に向かって縮径するように傾斜する第１の傾斜面１１ｂと第２の傾斜面１１ｃとで構成することにより、図５（ａ）で説明したように、円すいころ３を保持した保持器４に内輪１を保持器４の大径側から小径側に向かって押し込む際に、円すいころ３の小径側端面３１と転動面３３との境界部Ｑが内輪１の小鍔部１１を乗り越えて、内輪１に組み込まれやすくなっている。
【００２５】
なお、本発明の小鍔部外周面１１ａの形状は、図１に示した第１の傾斜面１１ｂと第２の傾斜面１１ｃから構成される場合に限らず、種々の変更が可能である。例えば、図２に示すように、第１の傾斜面１１ｂに代えて、軸芯Ｏと平行な水平面１１ｄとしてもよい。
【００２６】
この変形例の小鍔部１１は、水平面１１ｄと、該水平面１１ｄからさらに軸芯Ｏに対して所定の角度β（０＜β＜９０°）で小鍔部１１先端に向かって縮径するように傾斜する第２の傾斜面１１ｃとで小鍔部外周面１１ａが構成される。従って、本変形例によっても最上部に位置する円すいころ３を保持するポケット４１の大径環状部４３の内径側端部Ｐを支点として保持器４が回転運動をする場合、最下部に位置する円すいころ３の境界部Ｑの運動軌跡Ｍ上に小鍔部１１の水平面１１ｄが位置するので、最下部に位置する円すいころ３は水平面１１ｄにより回転運動が規制され、内輪１から円すいころ３と保持器４が分離するのが防止される。
【００２７】
また、本変形例によれば、第１の傾斜面１１ｂに代えて水平面１１ｄとすることにより、最下部に位置する円すいころ３が小鍔部１１に接触した後の引き摺りが抑制され、例えば引き摺りが生じたとしても更なる径方向への移動が水平面１１ｄで規制されるので、より確実に内輪１から円すいころ３と保持器４が分離するのが防止される。
【００２８】
さらに、本発明の小鍔部外周面１１ａの形状は、図１及び図２に示した構成に限らず、例えば、図３に示すように、軸芯Ｏに対して所定の角度α２（０＜α２＜９０°）で大鍔部１２側から小鍔部１１先端に向かって拡径するように傾斜する第３の傾斜面１１ｅとしてもよい。
【００２９】
この変形例の小鍔部１１は、第３の傾斜面１１ｅと、該第３の傾斜面１１ｅからさらに軸芯Ｏに対して所定の角度β（０＜β＜９０°）で小鍔部１１先端に向かって縮径するように傾斜する第２の傾斜面１１ｃとで小鍔部外周面１１ａが構成される。従って、本変形例によっても最上部に位置する円すいころ３を保持するポケット４１の大径環状部４３の内径側端部Ｐを支点として保持器４が回転運動をする場合、最下部に位置する円すいころ３の境界部Ｑの運動軌跡Ｍ上に小鍔部１１の第３の傾斜面１１ｅが位置するので、最下部に位置する円すいころ３は第３の傾斜面１１ｅにより回転運動が規制され、内輪１から円すいころ３と保持器４が分離するのが防止される。
【００３０】
また、本変形例によれば、第１の傾斜面１１ｂに代えて第３の傾斜面１１ｅとすることにより、最下部に位置する円すいころ３が小鍔部１１に接触した後の引き摺りが確実に防止され、より確実に内輪１から円すいころ３と保持器４が分離するのが防止される。
【００３１】
以上説明したように本実施形態及び本変形例によれば、円すいころ軸受の軸芯Ｏが水平方向となる姿勢で、且つ、外輪２が外されて保持器４と複数の円すいころ３が内輪１によって保持された状態において、最上部に位置する円すいころ３を保持するポケット４１の大径環状部４３の内径側端部Ｐを支点として保持器４が回転運動をするとき、小鍔部１１が最下部に位置する円すいころ３の小径側端面３１の運動軌跡上に位置するように形成されているので、部品点数を増やさず且つ加工工程も増やすことなく、円すいころ３を保持した保持器４に内輪１を組み付け外輪２を外した状態であっても、内輪１から円すいころ３と保持器４が分離するのを防止することができる。さらに、本発明は、外径が２００ｍｍ以上の円すいころ軸受に特に有用であり、建設機械の減速機用に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００３２】
１  内輪
１１  小鍔部
１２  大鍔部
１ｓ  内輪軌道面
２    外輪
２ｓ  外輪軌道面
３    円すいころ
３１  小径側端面
３２  大径側端面
３３  転動面
４    保持器
４１  ポケット
４２  小径環状部
４３  大径環状部
４４  柱部
Ｍ    運動軌跡
Ｏ    軸芯
【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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