(57)【要約】【課題】大径側端面が球状凸面であって大径側端面の中央に凹部を有する円錐ころ軸受用の保持器において、円錐ころが配置されるポケットの前記大径側端面との対向面に局部的な応力集中が生じないようにする。【解決手段】保持器４の円錐ころ３が配置されるポケット４１の大径側端面３１との対向面は、保持器周方向の中央部となる第一面４１１ａと、保持器周方向で第一面４１１ａの両側部となる第二面４１１ｂと、からなる。第一面４１１ａは円錐ころ３の大径側端面３１の凹部３１１および凹部３１１の外周部３１ａと対向する。第一面４１１ａおよび第二面４１１ｂは保持器周方向に沿った円弧状凹面である。第一面４１１ａの曲率半径Ｒ１は、大径側端面３１の曲率半径Ｒａより小さく、第二面４１１ｂの曲率半径Ｒ２は、大径側端面３１の曲率半径Ｒａより大きい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大径側端面が球状凸面であり前記大径側端面の中央に凹部を有する円錐ころとともに円錐ころ軸受を構成し、前記円錐ころを回転自在に保持する保持器であって、
前記円錐ころが配置されるポケットの前記大径側端面との対向面は、保持器周方向の中央部となる第一面と、前記保持器周方向で前記第一面の両側部となる第二面と、からなり、
前記第一面は前記凹部および前記凹部の外周部と対向し、
前記第一面および前記第二面は保持器周方向に沿った円弧状凹面であり、
前記第一面の曲率半径Ｒ１は、前記大径側端面の曲率半径Ｒａより小さく、
前記第二面の曲率半径Ｒ２は、前記大径側端面の曲率半径Ｒａより大きい円錐ころ軸受用保持器。
【請求項２】
大径側端面が球状凸面であり前記大径側端面の中央に凹部を有する円錐ころとともに円錐ころ軸受を構成し、前記円錐ころを回転自在に保持する保持器であって、
前記円錐ころが配置されるポケットの前記大径側端面との対向面は、保持器周方向での中心位置と前記保持器周方向での両端位置とを結ぶ一対の直線からなるＶ字状凹面であり、
前記直線は、前記大径側端面の前記凹部との角部を示す点のうち前記保持器の内周面と重なる点における接線よりも、前記中心位置を示す直線に対する角度が小さい斜線である円錐ころ軸受用保持器。
【請求項３】
大径側端面が球状凸面であり前記大径側端面の中央に凹部を有する円錐ころと、
前記円錐ころの軌道を形成する内輪および外輪と、
請求項１または２に記載の円錐ころ軸受用保持器と、を有する円錐ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、円錐ころ軸受の保持器に関する。
【背景技術】
【０００２】
円錐ころ軸受の保持器は、円錐ころを回転自在に保持するものであり、円錐ころが配置されるポケットの各円錐ころの大径側端面との対向面を有する。円錐ころ軸受には、この対向面と円錐ころの大径側端面との接触面圧を低減させて、保持器の摩耗を低減するという課題がある。特許文献１には、この課題を解決するために、保持器の円錐ころの大径側端面との対向面を、円錐ころの大径側端面（球状凸面）の曲率より大きな曲率の凹状円筒面または凹状球面にすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９４０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１には、円錐ころの大径側端面が球状凸面であって大径側端面の中央に凹部を有する円錐ころ軸受は記載されていない。
大径側端面が球状凸面であって大径側端面の中央に凹部を有する円錐ころ軸受用の保持器には、円錐ころの大径側端面の凹部との角部が、ポケットの前記大径側端面との対向面に当たることで、局部的な応力集中が生じるという問題点がある。また、円錐ころがポケット内で傾いた時に、大径側端面の面取り部（円錐ころの周面と大径側端面との角部が面取りされた部分）が前記対向面に当たることで、局部的な応力集中が生じるという問題点もある。
【０００５】
この発明の課題は、円錐ころの大径側端面が球状凸面であって大径側端面の中央に凹部を有する円錐ころ軸受用の保持器において、上記二つの局部的な応力集中が生じないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明の第一態様は、下記の構成(1) 〜(3) を有する円錐ころ軸受用保持器を提供する。
(1) 大径側端面が球状凸面であり前記大径側端面の中央に凹部を有する円錐ころとともに円錐ころ軸受を構成し、前記円錐ころを回転自在に保持する保持器である。
(2) 前記円錐ころが配置されるポケットの前記大径側端面との対向面は、保持器周方向の中央部となる第一面と、前記保持器周方向で前記第一面の両側部となる第二面と、からなる。
【０００７】
(3) 前記第一面は前記凹部および前記凹部の外周部と対向する。前記第一面および前記第二面は保持器周方向に沿った円弧状凹面である。前記第一面の曲率半径Ｒ１は、前記大径側端面の曲率半径Ｒａより小さい。前記第二面の曲率半径Ｒ２は、前記大径側端面の曲率半径Ｒａより大きい。
この発明の第二態様は、上記構成(1) と下記の構成(4) を有する円錐ころ軸受用保持器を提供する。
【０００８】
(4) 前記円錐ころが配置されるポケットの前記大径側端面との対向面は、保持器周方向での中心位置と前記保持器周方向での両端位置とを結ぶ一対の直線からなるＶ字状凹面である。前記直線は、前記大径側端面の前記凹部との角部を示す点のうち前記保持器の内周面と重なる点における接線よりも、前記中心位置を示す直線に対する角度が小さい斜線である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、円錐ころの大径側端面が球状凸面であって大径側端面の中央に凹部を有する円錐ころ軸受用の保持器において、円錐ころが配置されるポケットの前記大径側端面との対向面に局部的な応力集中が発生しにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一実施形態および第二実施形態の円錐ころ軸受を示す断面図である。
【図２】第一実施形態の円錐ころ軸受を構成する保持器を示す断面図である。
【図３】第一実施形態の円錐ころ軸受を構成する保持器と円錐ころとの関係を示す部分断面図であって、図１のＡ−Ａ断面の一部を示す図である。
【図４】第一実施形態の円錐ころ軸受を構成する保持器と円錐ころとの関係を示す図であって、図１のＢ矢視に対応する図である。
【図５】第一実施形態の円錐ころ軸受の変形例を示す断面図である。
【図６】第二実施形態の円錐ころ軸受を構成する保持器を示す断面図である。
【図７】第二実施形態の円錐ころ軸受を構成する保持器と円錐ころとの関係を示す部分断面図であって、図１のＡ−Ａ断面の一部に対応する図である。
【図８】第二実施形態の円錐ころ軸受を構成する保持器と円錐ころとの関係を示す図であって、図１のＢ矢視に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明は以下に示す実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、この発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定はこの発明の必須要件ではない。
［第一実施形態］
図１に示すように、この実施形態の円錐ころ軸受１０は、内輪１、外輪２、複数の円錐ころ３、および合成樹脂製の保持器４を有する。内輪１は、外周面の軸方向中央部にテーパ状の内輪軌道面１１を有し、外周面の軸方向両端部の大径側に大鍔部１２、小径側に小鍔部１３を有する。外輪２は、内周面にテーパ状の外輪軌道面２１を有する。円錐ころ３は、内輪軌道面１１と外輪軌道面２１とで形成される軌道内に、転動自在に配置されている。
【００１２】
円錐ころ３の大径側端面３１は球状凸面であり、小径側端面３２は平面である。図１および図３に示すように、円錐ころ３は、大径側端面３１の中央に凹部３１１を有する。また、円錐ころ３の周面３３と大径側端面３１との角部が面取りされて、面取り部３１３となっている。
図２に示すように、保持器４は、テーパ状の周面を有する円環体であって、円環体の軸方向一端である小径側端面に内向きフランジ部４０を有する。保持器４は、テーパ状周面を貫通するポケット４１を周方向に等間隔で複数個有する。複数の円錐ころ３は、保持器４の各ポケット４１内に一つずつ転動自在に保持されている。
【００１３】
ポケット４１は、図１および図２に示すように、円錐ころ３の大径側端面３１との対向面４１１と、円錐ころ３の小径側端面３２との対向面４１２を有する。ポケット４１の円錐ころ３の小径側端面３２との対向面４１２は、保持器４の周面に垂直な平面である。
ポケット４１の円錐ころ３の大径側端面３１との対向面４１１は、図３に示すように、保持器４の周方向で中央部となる第一面４１１ａと、保持器４の周方向で第一面４１１ａの両側部となる第二面４１１ｂと、からなる。また、第一面４１１ａおよび第二面４１１ｂは、保持器４の周方向に沿った円弧状凹面である。この円弧状凹面は円柱面（円柱の周面）の一部をなす凹面であり、保持器４の周方向に沿った円弧面が厚さ方向にそのまま続く形状である。
【００１４】
第一面４１１ａの曲率半径Ｒ１は、円錐ころ３の大径側端面３１の曲率半径Ｒａより小さい。第二面４１１ｂの曲率半径Ｒ２は、円錐ころ３の大径側端面３１の曲率半径Ｒａより大きい。つまり、Ｒ１＜Ｒａ＜Ｒ２となっている。
図３に、円錐ころ３の大径側端面３１の曲率中心と、第一面４１１ａおよび第二面４１１ｂの境界点（変曲点）と、を通る直線Ｌを書き入れた。また、図４において、円錐ころ３の大径側端面３１の全体と、保持器４の第一面４１１ａおよび第二面４１１ｂとの関係を示した。これらの図から、第一面４１１ａが、円錐ころ３の大径側端面３１の凹部３１１および凹部３１１の外周部３１ａと対向することが分かる。
【００１５】
この実施形態の円錐ころ軸受１０では、保持器４のポケット４１の第一面４１１ａが、図３および図４に示すように、円錐ころ３の大径側端面３１の凹部３１１および凹部３１１の外周部３１ａと対向している。また、第一面４１１ａの円弧状凹面の曲率半径Ｒ１と大径側端面３１の曲率半径Ｒａとの関係がＲ１＜Ｒａになっている。
そのため、図３に二点鎖線Ｎ１で示すように、円錐ころ３が対向面４１１側に移動した場合には、円錐ころ３の大径側端面３１がポケット４１の対向面４１１に、凹部３１１より外側の外縁部３１２で点接触する。その結果、円錐ころ３の大径側端面３１の凹部３１１との角部３１ｂが、ポケット４１の第一面４１１ａに当たることを回避できる。
【００１６】
また、保持器４のポケット４１の第二面４１１ｂをなす円弧状凹面の曲率半径Ｒ２と、円錐ころ３の大径側端面３１の曲率半径Ｒａとの関係がＲａ＜Ｒ２になっている。そのため、図３に二点鎖線Ｎ２で示すように、円錐ころ３が傾いた時に、大径側端面３１の面取り部３１３が、ポケット４１の第二面４１１ｂに当たることを回避できる。
よって、この実施形態の円錐ころ軸受１０によれば、円錐ころ３の角部３１ｂとポケット４１の対向面４１１との当たりに起因する局部的な応力集中の発生が抑制される。また、円錐ころ３の面取り部３１３とポケット４１の対向面４１１との当たりに起因する局部的な応力集中の発生も抑制される。
【００１７】
さらに、この実施形態の円錐ころ軸受１０によれば、円錐ころの大径側端面との対向面が、大径側端面の球状凸面と同じ円弧面である保持器を有する円錐ころ軸受と比較して、円錐ころの大径側端面とポケット面（大径側端面との対向面）との面圧が低減されるため、ポケット面の摩耗が抑制される効果も有する。
なお、この実施形態の円錐ころ軸受１０において、保持器４の第一面４１１ａおよび第二面４１１ｂをなす円弧状凹面は、保持器４の周方向に沿った円弧面が厚さ方向では変化しない円柱状凹面であるが、図５に示すように、保持器４の厚さ方向に沿っても円弧状に形成されていてもよい。その場合、保持器４の厚さ方向に沿った円弧面４１１Ａの曲率半径Ｒ３はＲ３＜Ｒａとする。
【００１８】
［第二実施形態］
第二実施形態の円錐ころ軸受の径方向に沿った断面図は、図１に示す第一実施形態の円錐ころ軸受１０の断面図と同じである。第二実施形態の円錐ころ軸受は、第一実施形態の保持器４に代えて図６に示す保持器４Ａを有する。これ以外の点は第一実施形態と同じである。
【００１９】
図６に示すように、保持器４Ａは、テーパ状の周面を有する円環体であって、円環体の軸方向一端である小径側端面に内向きフランジ部４０を有する。保持器４Ａは、テーパ状周面を貫通するポケット４１Ａを周方向に等間隔で複数個有する。ポケット４１Ａは、円錐ころ３の大径側端面３１との対向面４１３と、円錐ころ３の小径側端面３２との対向面４１２を有する。ポケット４１Ａの円錐ころ３の小径側端面３２との対向面４１２は、保持器４の周面に垂直な平面である。
【００２０】
ポケット４１Ａの円錐ころ３の大径側端面３１との対向面４１３は、図７に示すように、ポケット４１Ａの保持器周方向での中心位置４１５と保持器周方向での両端位置４１６とを結ぶ一対の直線４１７からなるＶ字状凹面である。
図８は、円錐ころ３の大径側端面３１の全体と保持器４Ａの対向面４１３との位置関係を示す図である。図８に、大径側端面３１の凹部３１１との角部３１ｂを示す点のうち、保持器４Ａの内周面４５と重なる点をＫで示す。また、図７に、点Ｋでの接線Ｓを書き入れた。直線４１７の中心位置４１５を示す直線Ｃに対する角度αは、接線Ｓの中心位置４１５を示す直線Ｃに対する角度α０より小さい。
【００２１】
そのため、図７に二点鎖線Ｎ１で示すように、円錐ころ３が対向面４１３側に移動した場合には、円錐ころ３の大径側端面３１がポケット４１Ａの対向面４１３に、凹部３１１より外側の外縁部３１２で点接触する。その結果、大径側端面３１の凹部３１１との角部３１ｂが、ポケット４１の対向面４１３に当たることを回避できる。
また、図７に二点鎖線Ｎ２で示すように、円錐ころ３が傾いた時に、大径側端面３１の面取り部３１３が、ポケット４１の対向面４１３に当たることを回避できる。
【００２２】
よって、この実施形態の円錐ころ軸受によれば、円錐ころ３の角部３１ｂとポケット４１Ａの対向面４１３との当たりに起因する局部的な応力集中の発生が抑制される。また、円錐ころ３の面取り部３１３とポケット４１Ａの対向面４１３との当たりに起因する局部的な応力集中の発生も抑制される。
さらに、この実施形態の円錐ころ軸受によれば、円錐ころの大径側端面との対向面が、大径側端面の球状凸面と同じ円弧面である保持器を有する円錐ころ軸受と比較して、円錐ころの大径側端面とポケット面（大径側端面との対向面）との面圧が低減されるため、ポケット面の摩耗が抑制される効果も有する。
【符号の説明】
【００２３】
１  内輪
１１  内輪軌道面
１２  大鍔部
１３  小鍔部
２  外輪
２１  外輪軌道面
３  円錐ころ
３１  円錐ころの大径側端面
３１１  大径側端面の凹部
３１ａ  凹部の外周部
３１ｂ  大径側端面の凹部との角部
３１２  大径側端面の外縁部
３１３  面取り部
３２  小径側端面
３３  円錐ころの周面
４  保持器
４Ａ  保持器
４０  内向きフランジ部
４１  ポケット
４１１  大径側端面との対向面
４１１ａ  大径側端面との対向面の第一面
４１１ｂ  大径側端面との対向面の第二面
４１２  小径側端面との対向面
４１３  大径側端面との対向面
４１５  ポケットの保持器周方向での中心位置
４１６  ポケットの保持器周方向での両端位置
４１７  中心位置と両端位置とを結ぶ直線
４５  保持器の内周面
１０  円錐ころ軸受
Ｃ  対向面の保持器周方向での中心位置を示す直線
Ｒ１  第一面の曲率半径
Ｒａ  円錐ころの大径側端面の曲率半径
Ｒ２  第二面の曲率半径
Ｋ  大径側端面の凹部との角部を示し、対向面の位置で保持器の内周面と重なる点
Ｓ  点Ｋでの接線
【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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