(57)【要約】      （修正有）【課題】柱部の強度を維持しつつ、円すいころを保持した保持器に内輪を組み付ける際に保持器の破損を防止可能、且つ、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を有する内輪と、外輪の外輪軌道面と前記内輪軌道面１ｓとの間に転動自在に配され、小径側端面３１と転動面３３とが面取り部を介して連結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、保持器４に保持された円すいころ３の面取り部３４が小鍔部１１を乗り越えることにより、保持器４と共に複数の円すいころ３が内輪１に組み込まれる円すいころ軸受であって、円すいころ３の面取り部３４が、転動面３３の面取り寸法ｄｙ３よりも小径側端面３１の面取り寸法ｄｘ３を小さくすることにより構成される。【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小鍔部、大径側に大鍔部を有する内輪と、
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、小径側端面と転動面とが面取り部を介して連結された複数の円すいころと、
前記円すいころを円周方向で所定間隔に保持する保持器と、を備え、
前記保持器に保持された前記円すいころの前記面取り部が前記小鍔部を乗り越えることにより、前記保持器と共に前記複数の円すいころが前記内輪に組み込まれる円すいころ軸受であって、
前記円すいころの面取り部が、前記転動面の面取り寸法よりも前記小径側端面の面取り寸法を小さくすることにより構成されることを特徴とする円すいころ軸受。
【請求項２】
前記保持器は、樹脂製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】
建設機械の減速機用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。
【請求項４】
外径が２００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項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、小径側端面３１と転動面３３との間に面取り（以下、面取り部３４と呼ぶ。）が施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、面取り部３４が内輪１の小鍔部１１を乗り越えることで、内輪１に組み込まれる（図５（ｂ））。
【０００６】
しかしながら、当該組立て方法（いわゆる圧入方式）では、内輪１を押し込む際に保持器４の弾性変形を伴うため、保持器４が破損する可能性がある。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、保持器４の寸法のばらつきが大きくなり、保持器４が破損する可能性がより高くなる。
【０００７】
組立て時の保持器破損を防止するためには、樹脂製の保持器４を変形させずに組立てるため、内輪１の小鍔部１１の外径を小さくすることが考えられる。
【０００８】
また、例えば特許文献１のように、樹脂製の保持器の小径側の柱部に切り欠き部を設けることによって、組立て時の保持器破損の可能性を軽減することも考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２７０８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、内輪１の小鍔部１１の外径を小さくすると、外輪２を外した状態で、内輪１及び円すいころ３、保持器４を製品（シャフト等）に固定する際に、内輪１から円すいころ３が分離してしまい、円すいころ３に傷がついて軸受の機能を損なったり、円すいころ３と保持器４が分離してしまい再度組立てを行うこととなり、作業性を著しく低下させてしまうおそれがある。また、特許文献１に記載の円すいころ軸受においては、保持器の柱部が部分的に細くなるため応力集中が発生しやすく、軸受使用中に保持器の切り欠き部に繰り返し応力が発生し、切り欠き部から破損するおそれがある。
【００１１】
本発明は、柱部の強度に影響を与えることなく、円すいころを保持した保持器に内輪を組み付ける際に保持器の破損を防止可能、且つ、円すいころを保持した保持器に内輪を組み付けた状態では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】
【００１２】
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小鍔部、大径側に大鍔部を有する内輪と、
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、小径側端面と転動面とが面取り部を介して連結された複数の円すいころと、
前記円すいころを円周方向で所定間隔に保持する保持器と、を備え、
前記保持器に保持された前記円すいころの前記面取り部が前記小鍔部を乗り越えることにより、前記保持器と共に前記複数の円すいころが前記内輪に組み込まれる円すいころ軸受であって、
前記円すいころの面取り部が、前記転動面の面取り寸法よりも前記小径側端面の面取り寸法を小さくすることにより構成されることを特徴とする円すいころ軸受。
（２）前記保持器は、樹脂製であることを特徴とする（１）に記載の円すいころ軸受。
（３）建設機械の減速機用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。
（４）外径が２００ｍｍ以上であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の円すいころ軸受。
【発明の効果】
【００１３】
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、円すいころの面取り部を、転動面の面取り寸法よりも小径側端面の面取り寸法を小さくすることにより構成したことで、柱部の強度に影響を与えることなく、円すいころを保持した保持器に内輪を組み付ける際に、面取り部が内輪の小鍔部を案内することにより保持器の破損が防止され、且つ、円すいころを保持した保持器に内輪を組み付けた状態では、小径側端面が内輪の小鍔部に干渉することにより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】
【００１４】
【図１】（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鉛直方向となるように配置した本発明の一実施形態の円すいころ軸受の断面図であり、（ｂ）は（ａ）の一点鎖線で囲まれた部分の拡大図である。
【図２】（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本発明の一実施形態の円すいころ軸受の断面図であり、（ｂ）は（ａ）の一点鎖線で囲まれた部分の拡大図である。
【図３】変形例の円すいころ軸受の円すいころ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）は組み付け時に保持器を破損せずに圧入できる限界の干渉量となるような四半円弧で面取り部が構成された円すいころ軸受を、外輪を外して軸芯が鉛直方向となるように配置した状態の断面図であり、（ｂ）は（ａ）の一点鎖線で囲まれた部分の拡大図である。
【図７】図６（ａ）に示す円すいころ軸受を軸芯が水平方向となるように配置した図であり、（ｂ）は（ａ）の一点鎖線で囲まれた部分の拡大図である。
【図８】内輪から保持器と円すいころが分離しない最小の干渉量となるような四半円弧で面取り部が構成された円すいころ軸受を、外輪を外して軸芯が水平方向となるように配置した状態の部分拡大図である。
【図９】図８に示す円すいころ軸受を軸芯が鉛直方向に配置した状態の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の円すいころ軸受の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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、大径環状部４３、および隣接する柱部４４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。
【００１８】
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。小径側端面３１と転動面３３とは面取り部３４を介して連結されている。言い換えると、小径側端面３１と転動面３３との間に面取り部３４が設けられている。
【００１９】
続いて、本発明の円すいころ軸受の特徴部分について図１及び図２を参照して説明する。
図１（ｂ）に拡大して示すように、円すいころ３の面取り部３４は、図中ｒ３で示されるように、転動面３３の面取り寸法ｄｙ３よりも小径側端面３１の面取り寸法ｄｘ３を小さくすることにより構成される。ここで、転動面３３の面取り寸法ｄｙ３とは、転動面３３と面取り部３４との境界点Ｐ３から小径側端面３１までの転動面３３に沿った距離であり、小径側端面３１の面取り寸法ｄｘ３とは、小径側端面３１と面取り部３４との境界点Ｑ３から転動面３３までの小径側端面３１に沿った距離である。
【００２０】
通常、小径側端面３１と転動面３３との間に施される面取りは、転動面３３の面取り寸法と小径側端面３１の面取り寸法が等しくなる四半円弧で形成されるが、本発明の面取り部３４は、転動面３３の面取り寸法ｄｙ３よりも小径側端面３１の面取り寸法ｄｘ３を小さくしたものである。
【００２１】
ここで、面取り部３４を四半円弧で構成する場合について検討する。
図６（ｂ）は、面取り部３４を組み付け時の保持器４を破損せずに圧入できる限界の干渉量Ｓ１となるような四半円弧ｒ１としたものであり、転動面３３と面取り部３４との境界点Ｐ１から小径側端面３１までの転動面３３に沿った距離である転動面３３の面取り寸法ｄｙ１と、小径側端面３１と面取り部３４との境界点Ｑ１から転動面３３までの小径側端面３１に沿った距離である小径側端面３１の面取り寸法ｄｘ１は等しくなっている（ｄｙ１＝ｄｘ１）。限界の干渉量Ｓ１は、面取り部３４を構成する四半円弧ｒ１の最も内径側に位置する最内径点から小鍔部外周面１１ａまでの径方向距離であり、内輪１を円すいころ３を保持した保持器４に押し込む際の円すいころ３の径方向の移動量である。従って、図６（ａ）に示すように、円すいころ軸受の軸芯Ｏが鉛直方向となるように配置して円すいころ３を保持した保持器４に内輪１を組み付ける際には、限界の干渉量Ｓ１に基づいて転動面３３の面取り寸法ｄｙ１が設定されているので、組み付ける時の保持器４の破損が防止される。
【００２２】
しかし、図７（ａ）に示すように、円すいころ軸受の軸芯Ｏが水平方向となるように配置して外輪２を外した状態で内輪１及び円すいころ３、保持器４をシャフト等に固定する際、主に円すいころ３の自重により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る。それにより、図７（ｂ）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と面取り部３４との境界点Ｑ１が小鍔部外周面１１ａよりＬ１だけ下方に位置することとなる。従って、図中矢印で示す大鍔部１２側から小鍔部１１側に力が加わると面取り部３４が小鍔部先端Ｂに接触し、円すいころ３が小鍔部先端Ｂに案内されて、内輪１から保持器４と円すいころ３が分離してしまうおそれがある。
【００２３】
これに対し、内輪１から保持器４と円すいころ３が分離してしまうのを防止するため、図８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と面取り部３４との境界点Ｑ２が内輪１から保持器４と円すいころ３が分離しない最小の干渉量Ｌ２だけ小鍔部外周面１１ａより上方に位置するように四半円弧ｒ２を設定した場合を考える。このとき、転動面３３と面取り部３４との境界点Ｐ２から小径側端面３１までの転動面３３に沿った距離である転動面３３の面取り寸法ｄｙ２と、小径側端面３１と面取り部３４との境界点Ｑ２から転動面３３までの小径側端面３１に沿った距離である小径側端面３１の面取り寸法ｄｘ２は等しくなっており、ｄｘ２＜ｄｘ１、ｄｙ２＜ｄｙ１の関係となっている。これにより、図中矢印で示す大鍔部１２側から小鍔部１１側に力が加わっても、面取り部３４が小鍔部先端Ｂに接触して矢印方向の移動が規制され、内輪１から保持器４と円すいころ３が分離してしまうのが防止される。
【００２４】
しかし、この場合、円すいころ軸受の軸芯Ｏが鉛直方向となるように配置して円すいころ３を保持した保持器４に内輪１を組み付ける際には、図９に示すように、四半円弧ｒ２の最も内径側に位置する最内径点から小鍔部外周面１１ａまでの径方向距離Ｓ２が限界の干渉量Ｓ１より長くなるので、組み付け時に保持器４が破損するおそれがある。
【００２５】
従って、本実施形態では、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示すように、面取り部３４における小径側端面３１の面取り寸法ｄｘ３を、内輪１から保持器４と円すいころ３が分離しない最大寸法ｄｘ２以下とし（ｄｘ３≦ｄｘ２）、且つ、転動面３３の面取り寸法ｄｙ３を、円すいころ３を保持した保持器４に内輪１を組み付ける際に保持器４が破損しない最小寸法ｄｙ１以上としている（ｄｙ３≧ｄｙ１）。
【００２６】
これにより、図１（ａ）に示すように、円すいころ軸受の軸芯Ｏが鉛直方向となるように配置して円すいころ３を保持した保持器４に内輪１を組み付ける際には、図１（ｂ）に示すように、面取り部３４を構成する面取りｒ３の最も内径側に位置する最内径点から小鍔部外周面１１ａまでの径方向距離Ｓ３が限界干渉量Ｓ１以下となる。従って、面取り部３４が内輪１の小鍔部先端Ｂを案内することにより、組み付け時に円すいころ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に組み込まれて、組み付け時の保持器４の破損が防止される。
【００２７】
また、図２（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を組み付け、外輪２を外した状態で軸芯Ｏが水平方向になるように配置して内輪１及び円すいころ３、保持器４をシャフト等に固定する際には、図２（ｂ）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と面取り部３４との境界点Ｑ３から小鍔部外周面１１ａまでの径方向距離Ｌ３が分離しない最小の干渉量Ｌ２以上となる。従って、この状態で大鍔部１２側から小鍔部１１側に力が加わったとしても、小径側端面３１が内輪１の小鍔部先端Ｂに干渉することにより内輪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。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受によれば、面取り部３４が、転動面３３の面取り寸法ｄｙ３よりも小径側端面３１の面取り寸法ｄｘ３を小さくすることにより構成されることで、柱部４４の強度に影響を与えることなく、円すいころ３を保持した保持器４に内輪１を組み付ける際に、面取り部３４が内輪１の小鍔部１１を案内することにより保持器４の破損が防止され、且つ、円すいころ３を保持した保持器４に内輪１を組み付けた状態では、小径側端面３１が内輪１の小鍔部１１に干渉することにより内輪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。また、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。  
【００２９】
なお、本発明に係る複列転がり軸受は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、図３に示すように、転動面３３の面取り寸法ｄｙ３を組み付け時に保持器４が破損しない最小寸法ｄｙ１以上、且つ、小径側端面３１の面取り寸法ｄｘ３を内輪１から保持器４と円すいころ３が分離しない最大寸法ｄｘ２以下とすれば、円すいころ３の面取り部３４はテーパー形状であってもよい。
【００３０】
また、面取りの形状はテーパー形状以外でも、複数の円弧（アール）で構成される面取りや、複数のテーパーで構成される面取り、単数又は複数のテーパー及びアールの組合せで構成される面取りであってもよい。
【００３１】
なお、金属製保持器が採用された円すいころ軸受においても、本発明の面取りを設けたころが採用された場合、加締め不良等による組み付け後の軸受分離防止の効果を得ることができ、本発明は樹脂製保持器に限らず金属製保持器にも適用することができる。
【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
３４  面取り部
４  保持器
ｄｙ３  転動面の面取り寸法
ｄｘ３  小径側端面の面取り寸法
【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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