(57)【要約】【課題】転がり軸受において、潤滑油に含まれている異物が軸受内部に侵入し難くする。【解決手段】転がり軸受は、内輪３、外輪４、複数の円すいころ４、及び複数の円すいころ４を保持する環状の保持器６を備えている。保持器６は、円すいころ４の軸方向一方側に設けられている小径環状部１１と、この小径環状部１１から軸方向他方側に延在している複数の柱部１３とを有している。小径環状部１１の軸方向一方側に、径方向外側に向けて先細りとなる形状を有し潤滑油に含まれる異物を先端頂部４２で捕捉する凹部４１が形成されている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪、外輪、前記内輪と前記外輪との間に介在している複数の転動体、及び複数の前記転動体を保持する環状の保持器を備え、
前記保持器は、前記転動体の軸方向一方側に設けられている環状部と、当該環状部から軸方向他方側に延在している複数の柱部と、を有し、
前記環状部の軸方向一方側に、径方向外側に向けて先細りとなる形状を有し潤滑油に含まれる異物を先端頂部で捕捉する凹部が形成されている、転がり軸受。
【請求項２】
前記凹部は、周方向両側に位置し径方向外側に向かうにしたがって相互が接近する一対の側面と、前記一対の側面の間に位置する底面とを有し、
前記底面は、径方向外側に向かうにしたがって軸方向一方側へ傾斜する傾斜面を有する請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記先端頂部は、前記凹部の周方向両側に位置する一対の側面が鋭角に交差する尖り形状を有している請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記凹部は、前記環状部の軸方向一方側の環状面に沿って連続的に複数形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両や工作機械等が備えている回転部の軸を支持するために、転がり軸受が用いられている。図５に示す転がり軸受は、円すいころ軸受９０であり、内輪９１、外輪９２、これら内輪９１と外輪９２との間に設けられている複数の円すいころ９３、及びこれら円すいころ９３を周方向に間隔をあけて保持している環状の保持器９４を備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような円すいころ軸受９０は、例えば自動車のトランスミッションにおいてギヤと共に回転する軸を支持するために用いられることがあり、この場合において、トランスミッションのハウジング内に溜められてギヤの潤滑に用いられる潤滑油は、円すいころ軸受９０の潤滑にも用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６９４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図５に示す円すいころ軸受９０では、その回転に伴うポンプ作用により、前記ハウジング内に溜められ軸方向一方側（図５では左側）の軸受外部９５に存在する潤滑油が、内輪９１と外輪９２との間に形成される環状の開口部９６から、円すいころ９３が存在している軸受内部に流入し、流入した潤滑油が軸受内部を通過する。
【０００６】
そして、自動車のトランスミッションにおいては、潤滑油に、ギヤ等の製造時に生じた研磨粉や、駆動の際にギヤから生じた摩耗粉等の異物が含まれる。したがって、このような異物が潤滑油と共に軸受内部を通過すると、その異物が円すいころ９３と軌道面９１ａ，９２ａとの間に噛み込む場合があり、これにより、面あれが生じて軸受寿命が低下するおそれがある。
【０００７】
なお、このような潤滑油に含まれる異物に起因する軸受寿命の低下は、図５に示すような円すいころ軸受９０に限らず、玉軸受や円筒ころ軸受等の他の転がり軸受においても生じるおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、転がり軸受において、潤滑油に含まれている異物が軸受内部に侵入し難くすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の転がり軸受は、内輪、外輪、前記内輪と前記外輪との間に介在している複数の転動体、及び複数の前記転動体を保持する環状の保持器を備え、前記保持器は、前記転動体の軸方向一方側に設けられている環状部と、当該環状部から軸方向他方側に延在している複数の柱部と、を有し、前記環状部の軸方向一方側に、径方向外側に向けて先細りとなる形状を有し潤滑油に含まれる異物を先端頂部で捕捉する凹部が形成されている。
【００１０】
この転がり軸受によれば、軸方向一方側の軸受外部に存在していた潤滑油に含まれる異物が、軸受の回転に伴う遠心力により、保持器の環状部に形成されている凹部内を径方向外側に向かって移動すると、この凹部は径方向外側に向けて先細りとなる形状を有することから、この異物は先端頂部において捕捉される。このため、潤滑油に含まれる異物が軸受内部に侵入し難くなる。
【００１１】
また、前記凹部は、周方向両側に位置し径方向外側に向かうにしたがって相互が接近する一対の側面と、前記一対の側面の間に位置する底面とを有し、前記底面は、径方向外側に向かうにしたがって軸方向一方側へ傾斜する傾斜面を有するのが好ましい。
この場合、軸受の回転に伴う遠心力により、潤滑油に含まれる異物が凹部内を径方向外側に向かって移動すると、この異物が底面に沿って先端頂部に集められ捕捉される。
【００１２】
また、前記先端頂部は、前記凹部の周方向両側に位置する一対の側面が鋭角に交差する尖り形状を有しているのが好ましい。
この場合、先端頂部において異物が一対の側面の間に挟み込まれ、その状態を維持することができ異物は捕捉される。
【００１３】
また、前記凹部は、前記環状部の軸方向一方側の環状面に沿って連続的に複数形成されているのが好ましい。
この場合、遠心力によって内輪側から径方向外側に移動する潤滑油に含まれる異物を、いずれかの凹部で捕捉しやすい構成が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の転がり軸受によれば、軸方向一方側の軸受外部に存在していた潤滑油に含まれる異物が、軸受の回転に伴う遠心力により、保持器の環状部に形成されている凹部内を径方向外側に向かって移動すると、この異物は凹部の先端頂部において捕捉される。このため、潤滑油に含まれる異物が軸受内部に侵入し難くなり、異物による軸受寿命の低下を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の転がり軸受の実施の一形態を示す縦断面図である。
【図２】保持器の小径環状部及びその周囲を示す拡大断面図である。
【図３】図２の矢印Ｘ方向から円すいころ軸受の一部を見た説明図である。
【図４】内輪端部の一部、及び小径環状部を拡大して示す説明図である。
【図５】従来の転がり軸受の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔転がり軸受の全体構成について〕
図１は、本発明の転がり軸受の実施の一形態を示す縦断面図である。この転がり軸受は、円すいころ軸受２であり、内輪３、外輪４、これら内輪３と外輪４との間に介在している複数の円すいころ５、及び複数の円すいころ５を保持する環状の保持器６を備えている。
【００１７】
本実施形態では、円すいころ軸受２が自動車のトランスミッションに用いられており、この円すいころ軸受２は、トランスミッションのハウジング内において、ギヤと共に回転する軸７を回転可能として支持している。このハウジング内には、ギヤを潤滑するための潤滑油（オイル）が溜められており、また、この潤滑油は、円すいころ軸受２の潤滑にも用いられる。このようなトランスミッションにおいては、潤滑油に、ギヤ等の製造時に生じた研磨粉や、駆動の際にギヤから生じた摩耗粉等の金属製である異物が含まれる。
【００１８】
内輪３は、軸受鋼や機械構造用鋼等を用いて形成された環状の部材であり、その外周には、複数の円すいころ４が転動するテーパー状の内輪軌道面３ａが形成されている。また、内輪３は、内輪軌道面３ａの軸方向一方側（図１では左側）に設けられ径方向外側に突出する小鍔部８と、内輪軌道面３ａの軸方向他方側（図１では右側）に設けられ径方向外側に突出する大鍔部９とを有している。
【００１９】
外輪４も、内輪３と同様、軸受鋼や機械構造用鋼等を用いて形成された環状の部材であり、その内周には、内輪軌道面３ａに対向し複数の円すいころ４が転動するテーパー状の外輪軌道面４ａが形成されている。
【００２０】
円すいころ５は、軸受鋼等を用いて形成された部材であり、内輪軌道面３ａと外輪軌道面４ａとを転動する。円すいころ５は、軸方向一方側に直径の小さい小端面５ａを有し、軸方向他方側に直径の大きい大端面５ｂを有している。大端面５ｂは、内輪３の大鍔部９の鍔面９ａと接触する。
【００２１】
保持器６は、軸方向一方側に設けられている小径環状部１１と、この小径環状部１１から軸方向他方側に延在している複数の柱部１３とを有している。更に、本実施形態の保持器６は、軸方向他方側に設けられている大径環状部１２を有している。小径環状部１１と大径環状部１２とは円環状であり、軸方向に所定間隔離れて設けられている。柱部１３は、周方向に間隔をあけて設けられており、環状部１１，１２を連結している。なお、周方向とは、円すいころ軸受２の中心線Ｃ回りの方向である。
【００２２】
小径環状部１１は、円すいころ５の軸方向一方側に設けられており、大径環状部１２は、円すいころ５の軸方向他方側に設けられており、両環状部１１，１２の間であって周方向で隣り合う二つの柱部１３,１３の間に形成される空間が、円すいころ４を収容（保持）するポケット１４となる。保持器６は金属製であってもよいが、本実施形態の保持器６は樹脂製（合成樹脂製）であり、射出成形によって成形することができる。保持器６を樹脂製とすることで、後述する凹部４１の成形が容易となる。
【００２３】
図２は、保持器６の小径環状部１１及びその周囲を示す拡大断面図である。本実施形態の小径環状部１１は、外輪４の軸方向一方側の端部２１（以下、外輪端部２１という。）と、内輪３の軸方向一方側の端部である小鍔部８（以下、内輪端部８という。）との間に位置している。小径環状部１１の内周面３１は、内輪端部８の外周面２３に対して環状隙間Ａ１を有して対向している。また、この小径環状部１１の外周面３２は、外輪端部２１の内周面２２に対して環状隙間Ａ２を有して対向している。
【００２４】
内輪端部８の外周面２３と小径環状部１１の内周面３１とは接近しており、環状隙間Ａ１の径方向寸法は微小（例えば、半径で１．５ｍｍ未満）となるように設定されている。また、外輪端部２１の内周面２２と小径環状部１１の外周面３２とは接近しており、環状隙間Ａ２の径方向寸法は微小（例えば、半径で１．５ｍｍ未満）となるように設定されている。以上より、内輪端部８と外輪端部２１との間には環状の開口部が形成されるが、小径環状部１１は、この開口部を微小な環状隙間Ａ１，Ａ２をあけて塞ぐ構成となっている。
【００２５】
そして、図１に示す円すいころ軸受２では、外輪４の内周面（外輪軌道面４ａ）が、軸方向一方側から他方側に向かって拡径している。このため、円すいころ軸受２（本実施形態では内輪３）が回転すると、内輪３と外輪４との間に形成されている環状空間を潤滑油が軸方向一方側から他方側に向かって流れる作用（ポンプ作用）が生じる。このような円すいころ軸受２の回転に伴うポンプ作用により、軸受外部１０の潤滑油が、軸方向一方側から、内輪３と外輪４との間の環状空間に流入可能となり、流入した潤滑油は、軸方向他方側から流出する。つまり、円すいころ４が存在している軸受内部を潤滑油が通過する。以上より、図１に示す円すいころ軸受２では、軸方向一方側が潤滑油の流入側となり、軸方向他方側が潤滑油の流出側となる。
【００２６】
〔小径環状部１１に設けられている凹部について〕
図３は、図２の矢印Ｘ方向から円すいころ軸受２の一部を見た説明図である。図２及び図３に示すように、小径環状部１１の軸方向一方側の部分に、複数の凹部４１が形成されている。各凹部４１は、径方向外側に向けて先細りとなる形状を有している。つまり、各凹部４１は、内輪３（内輪端部８）側から外輪４（外輪端部２１）側に向かって先細りとなる形状を有している。
【００２７】
本実施形態では、円すいころ軸受２の中心線Ｃ（図１参照）に平行な方向から小径環状部１１を見た場合（図３参照）、各凹部４１は、先端頂部４２を頂点とする三角形状を有している。そして、凹部４１は、小径環状部１１の軸方向一方側の環状面１５に沿って連続的に複数形成されている。つまり、周方向で隣り合う凹部４１の底部４３は連続している。なお、各凹部４１は底部４３において径方向内側（内輪３側）に向かって開口している。以上より、各凹部４１は、軸方向一方側の軸受外部１０に向かって開口していると共に、径方向内側（内輪３側）に向かって開口している。
【００２８】
凹部４１それぞれの形状は同じであり、各凹部４１は、周方向一方側及び他方側に位置している一対の側面４４，４５と、これら一対の側面４４，４５の間に位置する底面４６とを有している。一対の側面４４，４５は、径方向外側に向かうにしたがって相互が接近する構成であり、本実施形態の側面４４，４５は、それぞれ先端頂部４２を通過する半径方向の仮想線Ｋ１に対して傾斜する平面からなる。また、底面４６は、軸方向一方側の軸受外部１０に臨む面からなるが、底面４６は、径方向外側に向かうにしたがって軸方向一方側（軸受外部１０側）へ傾斜する傾斜面を有している。特に、図２に示すように、底面４６の全体が傾斜面となっており、この傾斜面は、円すいころ軸受２の中心線Ｃに直交する面に対して傾斜している。なお、側面４４，４５それぞれは、平面でなくてもよく、例えば凸曲面であってもよい。
【００２９】
底面４６と、小径環状部１１の軸方向一方側の端面となる環状面１５とは平行となっている。また、一対の側面４４，４５は、中心線Ｃに平行な仮想直線Ｋ２（図２参照）上において交差しており、交差する線は所定長さを有している。つまり、凹部４１は、先端頂部４２側において軸方向の深さを有している。また、凹部４１は、底部４３側においても軸方向の深さを有している。なお、前記仮想直線Ｋ２は、中心線Ｃに平行でなく、軸方向一方側に向かうにしたがって中心線Ｃに接近する傾斜直線であってもよく、この場合においても、この傾斜直線からなる仮想直線Ｋ２上において、一対の側面４４，４５は交差する。
【００３０】
凹部４１の先端頂部４２は、凹部４１の周方向両側に位置する一対の側面４４，４５が交差する部分であり、この先端頂部４２は、一対の側面４４，４５が鋭角に交差する尖り形状を有している。なお、この先端頂部４２における尖り形状は、保持器６の製作上の関係で必要となる微小な丸みを有している。この丸みの半径は、潤滑油に含まれている異物Ｊよりも小さくすることができる。
【００３１】
また、本実施形態では（図１参照）、内輪３の軸方向一方側の側面５１は、中心線Ｃに直交する面であり、そして、図４に示すように、この側面５１の径方向外側へ延びる仮想線Ｋ３は、凹部４１内を通過する（底面４６を貫通する）構成となっている。なお、図４は、内輪端部８の一部、及び小径環状部１１を拡大して示す説明図である。
【００３２】
以上のように、保持器６が有する小径環状部１１の軸方向一方側には凹部４１が設けられており、この凹部４１は、潤滑油に含まれる異物Ｊを、先端頂部４２において一対の側面４４，４５間で詰まらせて捕捉する機能を備えている。この機能について以下、説明する。
【００３３】
前記のとおり、円すいころ軸受２の周囲（軸方向一方側の軸受外部１０）に存在している潤滑油には、ギヤ等の製造時に生じた研磨粉や、駆動の際にギヤから生じた摩耗粉等の金属製である異物が含まれている。そして、円すいころ軸受２（本実施形態では内輪３）が回転すると、その軸方向一方側の軸受外部１０に存在している潤滑油は、前記ポンプ作用により前記環状隙間Ａ１，Ａ２（図２参照）を通じて円すいころ５が存在している軸受内部に浸入しようとする。さらに、軸受の回転に伴う遠心力により、軸方向一方側の軸受外部１０に存在している潤滑油には、径方向外側へ向かう流れが発生する。つまり、内輪３の軸方向一方側の側面５１から、小径環状部１１の軸方向一方側の端面（環状面１５）を経由し、外輪４の軸方向一方側の側面５２へ至る、潤滑油の流れが生じる。
そこで、図４に示すように、内輪３の側面５１に沿って流れる潤滑油は、遠心力により径方向外側に進んで（図４の矢印Ｓ１）、小径環状部１１の環状面１５に形成されている凹部４１に入ることができ、更に、凹部４１内を径方向外側、つまり、先端頂部４２に向かって流れる（図４の矢印Ｓ２）。この際、潤滑油及びこの潤滑油に含まれる異物Ｊは、側面４４，４５及び底面４６に誘導されて流れ、異物Ｊについては先端頂部４２で集められる。この先端頂部４２は、一対の側面４４，４５が鋭角に交差する尖り形状を有していることから、先端頂部４２に集められた異物Ｊは、この先端頂部４２において一対の側面４４，４５の間に挟み込まれ詰まった状態となり、その状態が維持される。つまり、異物Ｊは凹部４１に捕捉される。なお、潤滑油については、凹部４１から出て、更に外輪４側へ進むことができる。
【００３４】
また、内輪３の側面５１に沿って通過する潤滑油（図４の矢印Ｓ１）の一部は、その後、矢印Ｓ３に示すように径方向内側に向かって流れることがあるが、この潤滑油に含まれる異物Ｊは金属製であり潤滑油と比較すると比重が大きいため、異物Ｊについては大きな遠心力が作用して矢印Ｓ３に沿った潤滑油の流れに追従せず、凹部４１内へ流れることが可能となる。
【００３５】
このように、本実施形態の円すいころ軸受２によれば、軸方向一方側の軸受外部１０に存在していた潤滑油に含まれる異物Ｊが、軸受の回転に伴う遠心力により、保持器６の小径環状部１１に形成されている凹部４１内を径方向外側に向かって移動すると、この凹部４１は径方向外側に向けて先細りとなる形状を有することから、この異物Ｊは先端頂部４２において捕捉される。このため、潤滑油に含まれる異物Ｊが軸受内部に侵入し難くなる。
【００３６】
特に、凹部４１は、一対の側面４４，４５と、これら側面４４，４５の間に位置する底面４６とを有しており、一対の側面４４，４５は径方向外側に向かうにしたがって相互が接近する構成であり、また、底面４６は径方向外側に向かうにしたがって軸方向一方側へ傾斜する傾斜面を有している。このため、軸受の回転に伴う遠心力により、内輪３の側面５１に沿って径方向外側に向かって潤滑油が流れ、更に、この潤滑油及び潤滑油に含まれる異物Ｊが凹部４１内を径方向外側に向かって移動すると、この異物Ｊが、側面４４，４５及び底面４６に沿って誘導され、先端頂部４２に集められ捕捉される。
そして、先端頂部４２は尖り形状を有していることから、この先端頂部４２に集められた異物は一対の側面４４，４５の間に挟み込まれ、その状態が維持され異物Ｊは凹部４１内で捕捉される。
【００３７】
そして、本実施形態では、凹部４１は、小径環状部１１の軸方向一方側の環状面１５に沿って連続的に複数形成されていることから（図３参照）、遠心力によって内輪３側から径方向外側に移動する潤滑油に含まれる異物Ｊを、いずれかの凹部４１で捕捉することが可能となる。
【００３８】
以上より、本実施形態の円すいころ軸受２によれば、潤滑油に含まれる異物Ｊが軸受内部に侵入し難くなり、異物Ｊによる軸受寿命の低下を抑制することが可能となる。
【００３９】
以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明の転がり軸受は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。
【００４０】
例えば、図３に示すように、前記実施形態では、凹部４１は周方向に連続して形成されているが、間隔をあけて凹部４１が複数形成されていてもよい。
また、図１に示す転がり軸受は円すいころ軸受２であるが、保持器６が有する環状部に前記凹部４１を設ける構成は、他の転がり軸受に適用してもよく、例えばアンギュラ玉軸受等に適用することができる。なお、前記のようなポンプ作用等により潤滑油の流入方向が一定となる転がり軸受の場合、その流入側となる環状部に凹部を設けるのが好ましい。また、転がり軸受は、例えば深溝玉軸受や円筒ころ軸受であってもよく、そして、保持器が軸方向両側に環状部を有している場合、両側の環状部それぞれに凹部４１を設ければよい。また、転がり軸受は、一列の転動体を有する軸受以外に、二列の転動体を有する軸受であってもよい。このように、環状部に凹部４１を有する保持器は様々な形式の転がり軸受に適用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
２：円すいころ軸受（転がり軸受）      ３：内輪      ４：外輪
５：円すいころ（転動体）      ６：保持器      １０：軸受外部
１１：小径環状部（環状部）      １３：柱部      １５：環状面
４１：凹部      ４２：先端頂部      ４４，４５：側面
４６：底面      Ｊ：異物
【図１】
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【図２】
2016205594.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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