(57)【要約】      （修正有）【課題】円錐ころ大径側端面とポケット大径側切断面との間の接触部での面圧を下げることにより、保持器の磨耗を抑制し、耐久性等を向上させた円錐ころ軸受を提供する。【解決手段】内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に設けられ大径側端面７ａと小径側端面とを有する複数の円錐ころと、該円錐ころを周方向にほぼ等間隔で転動可能に保持するための保持器８と、を有する円錐ころ軸受において、前記保持器は大径リング部８１と小径リング部と両リング部を連結する柱部８５によって形成された、前記円錐ころを収容するためのポケット８７を有し、該ポケットの大径リング部側の大径側切断面８７ａと前記円錐ころの大径側端面７ａとはほぼ平行とされている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、
外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に設けられ大径側端面と小径側端面とを有する複数の円錐ころと、
該円錐ころを周方向にほぼ等間隔で転動可能に保持するための保持器と、
を有する円錐ころ軸受に用いられる保持器であって、
前記保持器は大径リング部と小径リング部と両リング部を連結する柱部によって形成された、前記円錐ころを収容するためのポケットを有し、前記柱部は前記大径リング部が拡径する側に屈曲されていること
を特徴とする円錐ころ軸受用保持器。
【請求項２】
前記ポケットの大径リング部側の大径側切断面と前記円錐ころの大径側端面とはほぼ平行とされていることを特徴とする請求項１記載の円錐ころ軸受用保持器。
【請求項３】
請求項１記載の円錐ころ軸受用保持器の製造方法であって、
素材鋼板から円盤状のブランクを打ち抜くステップと、
該ブランクを絞り加工してカップ状のワークを成形するステップと、
該カップ状ワークの底面に芯孔を穿孔する芯抜きステップと、
該芯孔が形成されたワークの外周にポケットを形成するポケット抜きステップと、
該ポケットが形成されたワークの大径側を拡径するステップと、
該大径側が拡径されたワークの底面に底孔を形成する内径抜きステップと、
該底孔が形成されたワークの大径側端部が所定の寸法に整えられる旋削縁切りステップと、
を有する円錐ころ軸受用保持器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円すいころ軸受用保持器およびその製造方法に係り、特に、鉄道車両や工作機械、鉄鋼、建設機械等に用いられる円すいころ軸受用保持器およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両や工作機械等においては、車軸やスピンドルを回転自在に支持するべく、種々の転がり軸受が用いられている。転がり軸受は、通常、内外の軌道輪（内外輪）と、内外輪間に配設された複数の転動体と、これら転動体どうしの接触や転動体の脱落を防止する保持器とから構成されている。例えば、鉄道車両車軸用軸受装置には、ラジアル荷重とアキシャル荷重とを負担させるべく、円錐ころ軸受が一般に用いられている。
【０００３】
図４は特許文献１に記載されている鉄道車両車軸用軸受装置の断面図を示したものである。この軸受装置は、車軸１１１を回転自在に支持する転がり軸受の一例としての複列の円錐ころ軸受１０１と、この円錐ころ軸受１０１の内輪１０２の軸方向両端部にそれぞれ配置されて内輪１０２と共に車軸１１１と一体回転する筒状の後蓋１０３及び油切り１０４とを備える。
【０００４】
円錐ころ軸受１０１は、一体型の外輪１０５と軸方向に分割された一対の内輪１０２との間に転動体としての２列の円錐ころ１０７がそれぞれ保持器１０８を介して周方向に複数配設されている。なお、図４において符号１０６は一対の内輪１０２間に介装された内輪間座である。また、内輪１０２と後蓋１０３との間及び内輪１０２と油切り１０４との間を覆うようにして、筒状のシールケース１０９が外輪１０５ の両端部にそれぞれ嵌合固定され、各シールケース１０９の内周部にはシール部材１１０が取り付けられている。シール部材１１０は、後蓋１０３及び油切り１０４の外周面に摺接する接触式とされており、これにより、軸受内部への異物侵入や軸受内部からのグリース等の漏れ等を防止するようにしている。
【０００５】
かかる円錐ころ軸受１０１の保持器１０８の作製にあたっては、例えば特許文献２に記載されているように、図５（ａ）〜（ｆ）に示した工程が採られる。すなわち、図５（ａ）のブランク抜き工程において図示しない素材鋼板から円盤状のブランク１９１が打ち抜かれ、同（ｂ）の絞り工程においてブランク１９１からカップ形状のワーク１９２が成形され、同（ｃ）の芯抜き工程においてワーク１９２の底面に芯孔１９７（基準孔）が穿孔され、同（ｄ）のポケット抜き工程においてワーク１９３の外周にポケット１８７および柱部１８５が形成され、同（ｅ）の内径抜き工程においてワーク１９４の底面に底孔１９８が形成され、同（ｆ）の旋削縁切り工程においてワーク１９５の大径側端部が所定の寸法に整えられる。これにより、大径リング部１８１と小径リング部１８３とが多数本の柱部１８５により連結された保持器１０８が作製される。（なお、特許文献１には、図５（ｅ）の工程の次に窓押し工程が記載されているが、本件発明との関連性が低いので省略している。）
【０００６】
ところで、上述した円錐ころ軸受用保持器１０８の図５（ｄ）のポケット抜き工程で形成されるポケット１８７は、鋼板に対し垂直方向に打ち抜かれる。このため、図６に拡大して示すように、ポケット１８７周縁の大径リング部１８１側の大径側切断面１８７ａは、鋼板に垂直方向となる。一方、円錐ころ１０７の大径側端面１０７ａは、クラウニングが形成され凸状面とされている（なおクラウニングは理解を容易にするため誇張して記載している）。
【０００７】
この結果、ポケット１８７の大径側切断面１８７ａと円錐ころ１０７の大径側端面１０７ａが接触する場合は、線接触することとなる。ただし、内輪１０２の大径側の大つば部１０２ａによって円錐ころ１０７の軸線方向移動は制限されているため、ポケット１８７の大径側切断面１８７ａと円錐ころ１０７の大径側端面１０７ａとは常に接触する関係にはない。また、もしこのような線接触になった場合も、接触部はある程度の長さと幅を持っているため、接触部の面圧はそれほど高くなることはない。
【０００８】
しかしながら、もし接触部の長さと幅が小さくなってしまって面圧が高くなったときは、摩擦による磨耗が発生してしまう可能性も考えておく必要がある。かかる摩耗が蓄積されていくと、保持器の摩耗粉が内外輪や円錐ころ内に拡散し、軸受の寿命に影響を及ぼさないとも限らない。このため、接触部の面圧が高くなるのを抑え、ころと保持器の接触による保持器の摩耗を抑える対策が施されているのがより望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１６３８２８号公報
【特許文献２】特開２００１−５０２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、保持器のポケット形状を工夫することにより、もし円錐ころと保持器ポケットとが接触した場合も、接触部での面圧を下げることにより保持器の磨耗を抑制し、耐久性への信頼性等を向上させた円錐ころ軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明係るころ軸受は以下のように構成される。
（１）内輪と、
外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に設けられ大径側端面と小径側端面とを有する複数の円錐ころと、
該円錐ころを周方向にほぼ等間隔で転動可能に保持するための保持器と、
を有する円錐ころ軸受に用いられる保持器であって、
前記保持器は大径リング部と小径リング部と両リング部を連結する柱部によって形成された、前記円錐ころを収容するためのポケットを有し、前記柱部は前記大径リング部が拡径する側に屈曲されていること
を特徴とする円錐ころ軸受用保持器。
（２）前記ポケットの大径リング部側の大径側切断面と前記円錐ころの大径側端面とはほぼ平行とされている上記（１）の円錐ころ軸受用保持器。
（３）上記（１）の円錐ころ軸受用保持器の製造方法であって、
素材鋼板から円盤状のブランクを打ち抜くステップと、
該ブランクを絞り加工してカップ状のワークを成形するステップと、
該カップ状ワークの底面に芯孔を穿孔する芯抜きステップと、
該芯孔が形成されたワークの外周にポケットを形成するポケット抜きステップと、
該ポケットが形成されたワークの大径側を拡径するステップと、
該大径側が拡径されたワークの底面に底孔を形成する内径抜きステップと、
該底孔が形成されたワークの大径側端部が所定の寸法に整えられる旋削縁切りステップと、
を有する円錐ころ軸受用保持器の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、保持器の柱部は大径リング部が拡径する側に屈曲されていることにより、保持器ポケットの大径リング部側の大径側切断面と前記円錐ころの大径側端面とのなす角度を小さくすることが可能となり、円錐ころと保持器ポケットとの接触部の面圧が低くなり、これにより保持器磨耗が抑制され、耐久性への信頼性等を向上させた円錐ころ軸受を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る円錐ころ軸受が適用された鉄道車両車軸用軸受装置の断面図である。
【図２】図１の保持器ポケットの大径側切断面と円錐ころの大径側端面との接触部の拡大図である。
【図３】本発明に係る円錐ころ軸受用保持器の製造方法を示す説明図である。
【図４】従来の鉄道車両車軸用軸受装置を示す断面図である。
【図５】従来の円錐ころ軸受用保持器の製造方法を示す説明図である。
【図６】図４の保持器ポケットの大径側切断面と円錐ころの大径側端面との接触部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図１〜３を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る円錐ころ軸受が適用された鉄道車両車軸用軸受装置の断面図であり、図４に示したような２列の円錐ころ軸受のうち、右方の軸受を示したものである。本実施形態の円錐ころ軸受１は、車台（不図示）に取り付けられた外輪５と、車軸１１と一体回転する内輪２と、外輪５と内輪２との間に配置された複数の円錐ころ７と、円錐ころ７を周方向にほぼ等間隔で転動可能に保持するための保持器８と、からなる。
【００１６】
内輪２は、図中右方の大つば部２ａと、左方の小つば部２ｂと、これら両つば部２ａ、２ｂの間に形成されたテーパ状の内輪軌道面２ｃとを有し、図中左方に位置するナット（不図示）によって、後蓋３方向に締め付けられ、車軸１１と一体回転するようになっている。
【００１７】
外輪５は、内周にテーパ状の外輪軌道面５ｃを有し、端部にはシール１０を取付けるためのシールケース９用の固定部５ｄが形成されている。
【００１８】
円錐ころ７は、大径側端面７ａと小径側端面７ｂとこれら両端面の間に延びたテーパ状の軌道面７ｃとを有する。大径側端面７ａには、図２の拡大図で明らかなように、クラウニングがつけられている。円錐ころ７の軌道面７ｃの長手方向寸法は、上記内輪２の軌道面２ｃの長手方向寸法よりも若干小さくされている。
【００１９】
保持器８は鋼板を素材としてプレス成形法で作製され、大径リング部８１と小径リング部８３とが多数本の柱部８５により連結された形状となっている。これら大径リング部８１と小径リング部８３と柱部８５によってポケット８７が形成されている。このポケット８７内に、円錐ころ７が転動可能に収容されている。図２から明らかな通り、大径リング部８１側が拡径する態様で柱部８５の一部が「く」字状に屈曲されている。柱部８５がこのように屈曲されていることにより、ポケット８７の大径リング部８１側の大径側切断面８７ａは、円錐ころ７の大径側端面７ａとほぼ平行とされている。
【００２０】
図３は、上述した保持器８の製造方法の説明図である。図３（ａ）〜（ｄ）までの、素材鋼板から円盤状のブランク９１を打ち抜くステップ（図３（ａ））と、カップ状のワーク９２を成形するステップ（同（ｂ））と、カップ状ワークの底面に芯孔９７を穿孔する芯抜きステップ（同（ｃ））と、芯孔６０が形成されたワーク９３の外周にポケット８７を形成するポケット抜きステップ（同（ｄ））までは、従来と同一である。従って、重複するので詳細な説明は割愛する。
【００２１】
本発明においては、上述したように、ポケット８７の大径リング部８１側の大径側切断面８７ａと、円錐ころ７の大径側端面７ａとのなす角度が小さくなるように、好ましくはほぼ平行となるように、図３（ｄ）のポケット抜きステップのあとに、図３（ｅ）のポケット抜きされたワーク９４の大径側を拡径するステップを追加している。このステップにおいては、上下型の間にてワーク９４を押圧することにより、ワーク９４の大径側を拡径する。即ち柱部８５の一部を「く」字状に屈曲させることで、打ち抜かれたポケット８７の切断面が円錐ころ７の大径側端面７ａとほぼ平行となっている。なお、保持器柱部を屈曲させる態様は、本実施形態のように「く」字状に折曲させるだけでなく、一定のまたは変化する曲率で曲面状に屈曲させてもよい。
【００２２】
図３（ｆ）（ｇ）の、大径側が拡径されたワーク９５の底面に底孔９８を形成する内径抜きステップ（図３（ｆ））と、底孔９８が形成されたワーク９６の大径側端部が所定の寸法に整えられる旋削縁切りステップ（同（ｇ））も従来と同一であり、これらについても詳細な説明は割愛する。図３（ａ）〜（ｇ）のステップを経て、保持器８が作製される。
【００２３】
次に、軸受１の作動について説明する。
【００２４】
本実施形態の円錐ころ軸受１は、車輪（不図示）と一体の車軸１１に取り付けられた内輪２が、車軸１１と共に回転し、車台（不図示）に取り付けられた外輪５との間で円錐ころ７が転動する態様で使用される。内輪２回転時、内輪軌道面２ｃおよび外輪軌道面５ｃから円錐ころ７に作用する荷重の合力により、円錐ころ７は保持器ポケット８７の大径リング部８１側に移動しようとする。
【００２５】
このとき内輪軌道面２ｃの長手方向寸法との関係により、場合によっては円錐ころ７の大径側端面７ａが、保持器ポケット８７の大径リング部８１側の大径側切断面８７ａ（図２参照）と接触する。しかしながら、保持器ポケット８７の大径側切断面８７ａと、円錐ころ７の大径側端面７ａとのなす角度が小さくなるように、好ましくはほぼ平行とされていることにより、接触部の面圧が過大になることはない。これにより、保持器８の磨耗が抑制され、耐久性への信頼性等を向上させた円錐ころ軸受を得ることができる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、円錐ころ軸受が適用される分野は、鉄道車両用軸受に限定されることなく、工作機械用軸受や鉄鋼用ロールネック軸受等にも適用可能である。また、複列の円錐ころ軸受に限らず、単列の円錐ころ軸受に使用されてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１‥‥円錐ころ軸受
２‥‥内輪
２ａ‥‥大つば部
２ｂ‥‥小つば部
５‥‥外輪
７‥‥円錐ころ
７ａ‥‥大径側端面
８‥‥保持器
８１‥‥大径リング部
８３‥‥小径リング部
８５‥‥柱部
８７‥‥ポケット
８７ａ‥‥大径側切断面
【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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