(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に円すい状の軌道面を有する外輪と、外周面に円すい状の軌道面を有し、且つ、該軌道面の小径側の端部に小鍔を有すると共に大径側の端部に大鍔を有する内輪と、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に介在され、転動面が円すい形状をなす複数のころと、前記外輪および前記内輪の円周方向に複数のポケットを有する保持器とを備え、前記ころが前記保持器の外径方向に離脱しないように前記ポケット内に収容された円すいころ軸受において、
前記内輪の小鍔の軌道面側外周面と端面側外周面の外径形状を、前記ころの大径側端面を前記保持器のポケットに押しつけたときの前記ころの小径側の内接円径Ｄeより大きい長径を有すると共に前記内接円径Ｄeより小さい短径を有し且つ位相が円周方向に９０度ずれた楕円形状としたことを特徴とする円すいころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の変速機やデファレンシャルギヤ等の軸受として用いられる円すいころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の円すいころ軸受の組み立て工程は、まず、図５（ａ）に示すように、円すい状にプレス成形されて小径側にフランジａを有する保持器ｂのポケットｃに、転動面が円すい形状をなすころｄを該保持器ｂの内周側から挿入し、これにより、保持器ｂところｄとを一体にしてアッセンブリー状態にする。
【０００３】
次いで、保持器ｂの大径側に内輪ｅの小径部を対向配置し、この状態で、内輪ｅを保持器ｂところｄのアッセンブリーに軸方向に挿入する（図５（ｂ）参照  ）。内輪ｅは、外周面に円すい状の軌道面ｆを有し、且つ、該軌道面ｆの小径側の端部に小鍔ｇを有すると共に大径側の端部に大鍔ｈを有している。また、内輪ｅの小鍔ｇの外周円筒部は、内輪ｅを保持器ｂところｄのアッセンブリーに挿入する際に、ころｄの小径側端部を貫通できるような寸法関係になっている。したがって、内輪ｅを保持器ｂところｄのアッセンブリーに挿入した状態のままでは、ころｄと保持器ｂが分解してしまう虞れがある。
【０００４】
そこで、内輪ｅを保持器ｂところｄのアッセンブリーに挿入した後、図５（ｃ）に示すように、保持器ｂのフランジａ側の端部全周を図の二点鎖線から実線の状態になるように加締めて変形させ、ころの外周方向への遊びを少なくし、これにより、内輪ｅ、保持器ｂ及びころｄを分解不能な構造にしている。
そして、この構造に内周面に円すい状の軌道面を有する外輪（図示せず。）を組み込むことにより、円すいころ軸受が構成される。
【０００５】
なお、保持器ｂのフランジａ側の端部を加締めた後にころｄが拘束されて転動不能とならないようにすべく、加締め後のころｄのラジアル方向の遊びが適切な値を持つように保持器ｂの変形量を制御しながら加締めを行う。このように内輪ｅ、保持器ｂ及びころｄを分解不能な構造にするのは、円すいころ軸受は通常外輪単体と内輪ｅ、保持器ｂ及びころのアッセンブリーをそれぞれ別々に装置に組み込むことが多く、その時に内輪ｅ、保持器ｂ、及びころｄのアッセンブリーが分解しないようになっていないと取り扱いが不便になるためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の円すいころ軸受の構造においては、内輪ｅを保持器ｂところｄのアッセンブリーに挿入した後に、保持器ｂのフランジａ側の端部全周を加締める工程が必要となるため、組立コストが高くつくばかりか、組み立てが面倒であるという不都合がある。
【０００７】
本発明はかかる不都合を解消するためになされたものであり、保持器の加締め工程を省略して組立コストの低減を図ることができると共に、組み立ての容易化を図ることができる円すいころ軸受を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明に係る円すいころ軸受は、内周面に円すい状の軌道面を有する外輪と、外周面に円すい状の軌道面を有し、且つ、該軌道面の小径側の端部に小鍔を有すると共に大径側の端部に大鍔を有する内輪と、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に介在され、転動面が円すい形状をなす複数のころと、前記外輪および前記内輪の円周方向に複数のポケットを有する保持器とを備え、前記ころが前記保持器の外径方向に離脱しないように前記ポケット内に収容された円すいころ軸受において、前記内輪の小鍔の軌道面側外周面と端面側外周面の外径形状を、前記ころの大径側端面を前記保持器のポケットに押しつけたときの前記ころの小径側の内接円径Ｄeより大きい長径を有すると共に前記内接円径Ｄeより小さい短径を有し且つ位相が円周方向に９０度ずれた楕円形状としたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態である円すいころ軸受の外輪を省略した説明的断面図、図２は図１の矢印Ａ方向から見た図で保持器のみを破断した図、図３は内輪を挿入するときに保持器ところのアッセンブリーを支持する治具を説明するための説明的断面図、図４は本発明の第２の実施の形態である円すいころ軸受の外輪を省略した説明的断面図である。
【００１０】
まず、図１〜図３を参照して、第１の実施の形態の円すいころ軸受から説明すると、この円すいころ軸受は、内周面に円すい状の軌道面を有する外輪（図示せず。）と、外周面に円すい状の軌道面１を有し、且つ、該軌道面１の小径側の端部に小鍔２を有すると共に大径側の端部に大鍔３を有する内輪４と、内輪４の軌道面１と外輪の軌道面との間に介在され、転動面が円すい形状をなす複数のころ５と、内輪４にころ５を組み込んだ状態でころ５が外周方向に離脱しないようにころ５を保持する保持器６とを備える。
【００１１】
保持器６は、例えば円すい状にプレス成形されて小径側にフランジ７を有するものを用い、高剛性と高強度の仕様としている。保持器６の外周面にはポケット８がころ５の数に対応して周方向に略等間隔で複数形成されており、保持器６の内周側からポケット８にころ５を挿入した際に、ころ５が外周方向に抜けないようになっている。なお、保持器６の各断面は真円を狙っており、各ポケット８も均一幅を狙って製作している。
【００１２】
内輪４の小鍔２の外周面は軌道面１から離間する側に縮径するテーパ形状で、且つ、外周断面形状が楕円形をなしている。この実施の形態では、図２において小鍔２の外周楕円の長径が上下方向、短径が左右方向になっており、小鍔２の軌道面１側外周面の楕円と端面側外周面の楕円は同位相となっている。また、小鍔２の軌道面１側外周面の楕円の長径部はころ５と干渉し、短径部はころ５と干渉しないようになっており、一方、小鍔２の端面側外周面の楕円は長径部及び短径部のいずれもころ５に干渉しないようになっている。
【００１３】
ここで、この実施の形態では、小鍔２の端面側外接円径（楕円の長径）をＤ1、小鍔２の軌道面１側外接円径（楕円の長径）をＤ2、ころ５の大径側端面を保持器６のポケット８に押しつけた時のころ５の小径側の内接円径をＤeとしたときにＤ1＜Ｄe＜Ｄ2の寸法関係になるようにしている。
かかる構成の円すいころ軸受を組み立てるには、まず、保持器６のポケット８にころ５を該保持器６の内周側から挿入し、保持器６ところ５とを一体にしてアッセンブリー状態にする。
【００１４】
次いで、図３に示すように、保持器６ところ５のアッセンブリーを支持する治具１０によってころ５のポケット８から突出する部分の小径側端面を軸方向に支持すると共に、保持器６の大径側に内輪４の小鍔２側端部を対向配置し、この状態で、内輪４を保持器６ところ５のアッセンブリーに軸方向に挿入する。ここで、上述したように、Ｄ1 ＜Ｄe の寸法関係になっているので、内輪４を保持器６ところ５のアッセンブリーに挿入する時に、該内輪４の小鍔２側端部がスムースに挿入できる。
【００１５】
次いで、この状態から内輪４に対して軸方向に挿入荷重を負荷すると、小鍔２の楕円長径部の外周面と当たっているころ５が外径側に押され、そのころ５の位置における保持器６が外径側に弾性変形することにより内輪４の挿入を許容する。かかる挿入時においては、保持器６の一部、即ち、保持器６の内輪４の小鍔２の楕円長径部の位置に対応する部分をころ５を介して膨らませるように弾性変形させているので、ころを介して保持器の全周が外径側に膨らんでいる状態で組み立てる従来構造に比べて、保持器６の変形に要する荷重を非常に小さなものとすることができる。また、保持器６ところ５のアッセンブリーを支持する治具１０によって、ころ５のポケット８から突出する部分の小径側端面を軸方向に支持しているので、保持器６に軸方向の荷重が負荷されて該保持器６が永久変形してしまうのを防止することができる。
【００１６】
次いで、内輪４をさらに軸方向に押して小鍔２の全長がころ５の小径側端部の内接を貫通すると、保持器６が弾性復帰する。この時、上述したように、Ｄe ＜Ｄ2 の寸法関係にしているので、保持器６ところ５のアッセンブリーが内輪４から離脱することはない。そして、この構造に内周面に円すい状の軌道面を有する外輪（図示せず。）を組み込むことにより、円すいころ軸受が構成される。
【００１７】
上記の説明から明らかなように、この実施の形態では、内輪４の小鍔２の外周断面形状を非円形としているので、保持器６ところ５のアッセンブリーに内輪４を挿入する際に、ころ５を介して保持器６の円周上の一部のみを外径側に弾性変形させれば足り、この結果、組み立ての容易化を図ることができる。
また、内輪４を保持器６ところ５のアッセンブリーに挿入した後に、保持器６が弾性復帰して保持器６ところ５のアッセンブリーが内輪４から離脱しない構造としているので、従来のような保持器６のフランジ７側端部の加締めを不要にすることができ、組立てコストを低くすることができる。
【００１８】
更に、保持器６のフランジ７側端部の加締めを不要にすることができることから、加締め不良によるころばれやころの拘束による焼付き事故等のトラブルをなくすことができ、信頼性が向上する。
更に、従来構造のように内輪の小鍔の外周断面が真円形状の場合には保持器全周を外径側に膨らませないと内輪を挿入できないので少ない変形量でも保持器に働く応力が大きくなり、挿入時に発生する応力を一定の値以下にするため締め代の許容範囲は非常に狭いものとなるが、この実施の形態では、保持器６を局部的に外径側に変形させればよいので、楕円長径との締め代の許容範囲を広くすることができ、各部の製作許容差が広がって加工が容易である。また、保持器を変形させるのに要する荷重も小さくなるので、挿入時のころと小鍔との接触面圧も低くなり、ころが小鍔上を滑りながら移動してもころに傷が付くことはない。
【００１９】
次に、図４を参照して、本発明の第２の実施の形態である円すいころ軸受について説明する。なお、この実施の形態は、第１の実施の形態に対して、保持器の形状及び内輪の小鍔の形状のみが相違しており、従って、第１の実施の形態と重複する部分については図に同一符号を付してその説明を省略する。
この実施の形態では、保持器６０の剛性を低くして内輪４の挿入が容易になるように小径側にフランジのないものを用いている。なお、保持器の強度と剛性が必要な用途に用いる場合は、第１の実施の形態に示したフランジ付き保持器を用いることも可能である。
【００２０】
内輪４の小鍔２０の外周面は軸方向の各断面で同じ楕円形状となっているが、小鍔２０の軌道面１側外周面の楕円と端面側外周面の楕円は位相が異なって軸方向にねじれの関係にある。この実施の形態では、小鍔２０の軌道面１側外周面の楕円と端面側外周面の楕円とは互いに９０°位相がずれており、具体的には図４において端面側外周面の楕円の長径が上下方向で短径は紙面と直交する方向であり、軌道面１側外周面の楕円の長径は紙面と直交する方向で短径は上下方向である。また、端面側外周面の楕円の長径及び軌道面１側外周面の楕円の長径は共にころ５の大径側端面を保持器６０のポケット８に押しつけた時のころ５の小径側の内接円径Ｄeより大きく設定されてころ５と干渉し、一方、端面側外周面の楕円の短径と平均径及び軌道面１側外周面の楕円の短径と平均径は共に、Ｄｅより小さく設定されてころ５と干渉しないようになっている。
【００２１】
このようにこの実施の形態では、小鍔２０の端面側外周面及び軌道面１側外周面の各楕円の長径がＤe より大きく、短径と平均径がＤe よりも小さくなっているので、内輪４を保持器６０ところ５のアッセンブリーに挿入する際に、端面側外周面及び軌道面１側外周面の各楕円の長径部に位置するころ５を介して局部的に保持器６０に外径側に弾性変形させることにより、内輪４の挿入が可能で組み立てを容易に行うことができ、しかも、内輪４の挿入後においては、保持器６０が弾性復帰して保持器６０ところ５のアッセンブリーが内輪４から離脱することはない。特に、この実施の形態では、内輪４の小鍔２０の外周楕円形状が軸方向にねじれているので、保持器を径方向に変形させながらねじり力を与えない限り、保持器６０ところ５のアッセンブリーが内輪４から離脱することはなく、離脱防止機能は第１の実施の形態より優れたものとなる。その他の作用効果は第１の実施の形態と同一であるので省略する。
【００２２】
なお、上記各実施の形態では、内輪の小鍔の外周断面形状を楕円形にした場合を例に採ったが、楕円以外にもいろいろな形状が考えられる。例えば数本のころのピッチを除いて円周上にころピッチで小さな切り欠きを設ける構造なども考えられる。楕円形以外の非円形を採用しても良いのは勿論である。
また、上記の各実施の形態では、鋼製のプレス保持器を用いた例を示したが、樹脂製の保持器の場合にも同じように本発明を適用できることはいうまでもない。
【００２３】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明によれば、保持器の加締め工程を省略して組立コストの低減を図ることができると共に、組み立ての容易化を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である円すいころ軸受の外輪を省略した説明的断面図である。
【図２】図１の矢印Ａ方向から見た図で保持器のみを破断した図である。
【図３】内輪を挿入する時に保持器ところのアッセンブリーを支持する治具を説明するための説明的断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態である円すいころ軸受の外輪を省略した説明的断面図である。
【図５】従来の円すいころ軸受の組み立て工程を説明するための説明的断面図であり、（ａ）は保持器のポケットにころを挿入した状態を示す図、（ｂ）は内輪を保持器ところのアッセンブリーに挿入した状態を示す図、（ｃ）は保持器のフランジ側の端部全周を加締めて変形させた状態を示す図である。
【符号の説明】
１…軌道面
２，２０…小鍔
３…大鍔
４…内輪
５…ころ
６，６０…保持器
【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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