JP2008281139A - 円すいころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】組立性に優れ、しかも、ころ軸方向長さの延長が可能となって、定格荷重のアップを図ることができる円すいころ軸受を提供する。
【解決手段】内輪５１と、外輪５２と、内輪５１と外輪５２との間に転動自在に配された複数の円すいころ５３と、円すいころ５３を円周所定間隔に保持する保持器５４とを備え、内輪５１の外径面の大径側にのみ円すいころ５３を案内する鍔部５６を設けた円すいころ軸受である。保持器５４は、樹脂製の保持器本体６１と、運転中においては内輪５１の鍔部５６に非接触状態となり非運転中においては引っ掛かる引っ掛け部材６５とを備える。引っ掛け部材６５の保持器本体６１の大径側環状部５４ａへの大径側からの嵌合を可能とする。嵌合状態で引っ掛け部材６５と保持器本体６１とは廻り止め構造７０を介して一体化されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、円すいころ軸受に関するものである。

自動車におけるエンジンの駆動力は、トランスミッション、プロペラシャフト、デファレンシャル、ドライブシャフトの何れか又は全てを含む動力伝達系を介して車輪に伝達される。

この動力伝達系では、シャフトを支持する軸受として、ラジアル荷重に対する負荷能力が高く、耐衝撃性にも優れる円すいころ軸受を使用する場合が多い。円すいころ軸受は、一般的には、図１３に示すように、外周側に円すい状の軌道面１を有する内輪２と、内周側に円すい状の軌道面３を有する外輪４と、内輪２と外輪４との間に転動自在に配された複数の円すいころ５と、円すいころ５を円周所定間隔に保持する保持器６とを備える。

保持器６は、図１４に示すように、一対の環状部６ａ、６ｂと、環状部６ａ、６ｂを連結する柱部６ｃとを備え、周方向に沿って隣合う柱部６ｃ間に形成されるポケット６ｄに前記円すいころ５が収容される。

この円すいころ軸受では、円すいころ５と内外輪２，４の軌道面１、３とが線接触しており、内・外輪軌道面１、３およびころ中心Ｏが軸心Ｐ（図１３参照）上の一点（図示せず）に一致するよう設計される。

このため、荷重が作用した場合には、円すいころ５がその大端側に押圧される。この荷重を受けるべく、内輪２の大径側には外径側へ突出する鍔部７が設けられている。また、この軸受を機械等に組込むまでの間に円すいころ５が小端側へ脱落しないようにするために、内輪２の小端側にも突出する鍔部８が設けられる。

近年、車内空間の拡大化に伴いエンジンルームの縮小化、エンジンの高出力化、燃費向上のためのトランスミッションの多段化などが進む中、そこに使用される円錐ころ軸受の使用環境は年々厳しくなってきている。その使用環境の中で軸受の寿命を満足する為には、軸受の長寿命化が必要であった。

上記背景に対して、ころ本数を増やすかころ長さを長くすることによって、同一寸法で負荷容量を現状よりも上げて、軸受の長寿命化を図ることを提案できる。しかしながら、現在の構造では、前記したように、軸受組立上の理由により内輪２にはその軌道面の小径側に鍔部（小鍔）８を設けていた。このため、円すいころ５の長さ寸法を大きくすることに対してこの鍔部８による規制がある。また、各円すいころ５は前記したように保持器６にて支持されて、周方向に沿って隣合う円すいころ５間に保持器６の柱部６ｃが介在されることになる。このため、ころ本数を増加されるころに対しても柱部６ｃによる規制がある。このように、従来においては負荷容量を上げるのに限界があった。

ところで、従来には、内輪において小径側の鍔部（小鍔）を省略したものがある（特許文献１）。内輪において小径側の鍔部を省略すれば、その省略した分だけ円すいころの軸方向長さを大きくとることができ、負荷容量の増加を図ることができる。ところが、内輪において小径側の鍔部を省略すれば、機械等に組込むまでの間に円すいころ５が小端側へ脱落する。そこで、内輪において小径側の鍔部（小鍔）を省略したものは、図１１に示すように、円すいころが落下しないように、大径側の鍔部７に係合する引っ掛け部３０を保持器２４に設けている。

すなわち、図１１に示す円すいころ軸受は、内輪２１と、外輪２２と、内輪２１と外輪２２との間に転動自在に配された複数の円すいころ２３と、円すいころ２３を円周所定間隔に保持する保持器２４とを備える。

保持器２４は、前記図１３に示す保持器６と同様、大径側環状部２５と、小径側環状部２６と、大径側環状部２５と小径側環状部２６とを連結する柱部２７とを備える。そして、周方向隣り合う柱部２７間にポケット２８が形成され、各ポケット２８に円すいころ２３が保持されている。

大径側環状部２５に周方向に沿って所定ピッチで配設される引っ掛け部３０が形成されている。この場合、引っ掛け部３０は大径側環状部２５の外端縁部から内径方向へと突出する扁平の矩形片からなる。また、図１２に示すように、内輪２１の鍔部３１には、内輪２１の鍔部３１の外径面３１ａの大径側に切欠部３２を形成し、この切欠部３２に前記引っ掛け部３０を係合させる。この際、引っ掛け部３０と切欠部３２との間には軸方向および半径方向に僅かな隙間があり、これより保持器２４は軸方向および半径方向に僅かに移動可能である。すなわち、引っ掛け部３０は、運転中においては内輪２１の鍔部３１に非接触状態となり非運転中においては引っ掛かる。
実開昭５８−１６５３２４号公報

ところで、引っ掛け部３０を設けた保持器２４は、形状が複雑であり、樹脂保持器の場合では、成形しにくく、成形金型によって引っ掛け部の大きさや位置等が規制される。このため、引っ掛け部として機能する保持器の一体成形が困難であった。また、金属製保持器でも、同様に成形性に劣るとともに、引っ掛け部の成形のための打ち抜きによる材料の無駄等が生じていた。

前記図１１に示すような円すいころ軸受を組立てるには、まず、各保持器２４のポケット２８に円すいころ２３を収容する。その後、この保持器２４と円すいころ２３との組合体に、内輪２１を内嵌する。逆に言えば、保持器２４と円すいころ２３との組合体を内輪２１に外嵌する。

そして、内輪２１と円すいころ２３と保持器２４との組合体を形成し、組合体を、外輪２２の開口部から挿入することによって、内輪２１と円すいころ２３と保持器２４と外輪２２とが一体化された円すいころ軸受を組立てることができる。

しかしながら、保持器２４の大径側環状部２５に形成される引っ掛け部３０が、ころを保持器２４のポケット（周方向に隣り合う柱部間）に収納する際に、邪魔ものとなる。このため、従来からの既存のころ整列機を使用することができず、生産性に劣ることになっていた。

本発明は、上記課題に鑑みて、引っ掛け部として機能するものを確実に成形でき、また、円すいころの組込性の向上を図ることができ、しかも、ころ軸方向長さの延長が可能となって、定格荷重のアップを図ることができて、保持器の強度を向上させることができる円すいころ軸受を提供する。

本発明の円すいころ軸受は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に転動自在に配された複数の円すいころと、円すいころを円周所定間隔に保持する保持器とを備え、内輪の外径面の大径側にのみ前記円すいころを案内する鍔部を設けた円すいころ軸受であって、前記保持器は、大径側環状部と、小径側環状部と、大径側環状部と小径側環状部とを連結する柱部とからなる樹脂製の保持器本体と、運転中においては内輪の鍔部に非接触状態となり非運転中においては引っ掛かる引っ掛け部材とを備え、この引っ掛け部材の前記保持器本体の大径側環状部への大径側からの嵌合を可能とするとともに、その嵌合状態で引っ掛け部材と保持器本体とは廻り止め構造を介して一体化されているものである。

本発明の円すいころ軸受によれば、従来において存在していた内輪の小径側の鍔部およびぬすみ部を省略したものである。このため、この省略する鍔部およびぬすみ部分だけ、軌道面を大きくとることができる。また、非運転中において、保持器に内輪の鍔部に係合する引っ掛け部材を設けたので、円すいころが小端側へ脱落するのを防止できる。

また、保持器本体と引っ掛け部材とを別に成形することができる。これによって、種々の大きさの引っ掛け部（鍔部に係合する部位）を成形することができ、この引っ掛け部の位置としても周方向に任意の位置に設けることができる。

このように、保持器は、保持器本体と引っ掛け部材との組合せ体である。このため、この軸受を組み立てる際には、まず、保持器本体のポケット（周方向に隣合う柱部間）に円すいころを収容させる。その後、全ポケットに円すいころを収容させた保持器本体に、引っ掛け部材を嵌合させた後、保持器と円すいころとの組立体に内輪を嵌入することになる。すなわち、引っ掛け部材を保持器本体に組み付ける前に、ころを保持器のポケットに収容させることができ、引っ掛け部材によるころの組み込みの妨げがなくなる。なお、引っ掛け部材を保持器本体に嵌合した後、ころを保持器本体のポケットに収納してもよい。

また、保持器本体に引っ掛け部材を組み付けた状態では、廻り止め構造を介して一体化されているので、保持器本体と引っ掛け部材との周方向の位置ずれが生じない。

前記引っ掛け部材は、リング部と、このリング部から内径方向へ突出する突出片とから構成しても、リング体から構成してもよい。また、廻り止め構造は、突起部と、この突起部に軸方向に沿って嵌合する孔部とからなる凹凸嵌合構造であっても、断面台形状の凸部と、凸部に軸方向に沿って嵌合する断面台形状の凹溝とからなる凹凸嵌合構造であってもよい。

廻り止め構造を、軸部と軸部の先端の膨出部とを有する保持器本体側の弾性的首振り可能なピン部材と、このピン部材が嵌合する引っ掛け部材側の周方向孔とで構成するとともに、前記周方向孔は、軸部を介して膨出部が嵌入する一端側の大径嵌入部と、軸部を介して膨出部が引っ掛け部材の外面側へ突出して嵌合する他端側の大径嵌合部と、ピン部材の軸部を大径嵌入部から大径嵌合部へ案内する幅狭連通部とを備え、幅狭連通部の大径嵌合部との連結部位が内径側に配置されるものであってもよい。

ピン部材の膨出部を周方向孔の大径嵌入部に嵌入した後、ピン部材と周方向孔とを相対的に回動させつつ幅狭連通部にて案内させて、ピン部材の膨出部を大径嵌合部に嵌合させる。この際、幅狭連通部の大径嵌合部との連結部位が内径側に配置されているので、ピン部材の軸部は幅狭連通部に応じて弾性的に内径側に弾性変形しつつ大径嵌合部に進入することになる。ピン部材の軸部が大径嵌合部に進入すれば、その状態が復元して、膨出部が大径嵌合部に嵌合する。また、幅狭連通部の大径嵌合部との連結部位が内径側に配置しているので、ピン部材が大径嵌合部に嵌合した状態では、この連結部位を介した幅狭連通部へのピン部材の進入が防止されて、保持器本体と引っ掛け部材との周方向のずれを防止できる。さらに、膨出部が外面側へ突出して大径嵌合部に嵌合するので、保持器本体に対する引っ掛け部材の軸方向の抜けおよび径方向のずれを防止できる。

前記引っ掛け部材は金属製であっても、樹脂製であってもよい。保持器本体や引っ掛け部材に用いる樹脂には、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）を使用するのが好ましい。ＰＰＳとは、フェニル基（ベンゼン環）とイオウ（S）が交互に繰り返される分子構造を持った高性能エンジニアリング・プラスチックである。結晶性で，連続使用温度は２００℃〜２２０℃，高荷重（１．８２ＭＰａ）での荷重たわみ温度が２６０℃以上と耐熱性に優れ，しかも引っ張り強さや曲げ強さが大きい。成形時の収縮率は０．３〜０．５％と小さいので寸法安定性が良い。難燃性や耐薬品性の点でも優れている。PPSは，架橋型，直鎖型，半架橋型の３種に大別できる。架橋型は低分子量ポリマーを架橋して高分子量化したもので，脆く，ガラス繊維で強化したグレードが中心である。直鎖型は重合段階で架橋工程がなしに高分子量化したもので，靭性が高い。半架橋型は，架橋型と直鎖型の特性を併せ持つ特徴を持っている。

本発明の円すいころ軸受では、従来において存在していた内輪の小径側の鍔部を省略したものである。このため、この省略する鍔部分、軽量化を図ることができる。さらに、省略した小径側の鍔部及びぬすみ部分だけ、軌道面が大きくなり、これによって円すいころの軸心長さを長くでき、負荷容量を向上させることができ、長寿命化を達成することができる。

特に、保持器本体と引っ掛け部材とを別に成形することができて、種々の大きさや形状の引っ掛け部材を成形することができ、引っ掛け部材における引っ掛かり部（内輪の鍔部に係合する部位）の位置としても周方向に任意の位置に設けることができる。このため、引っ掛け部材として機能する保持器を確実に成形することができる。しかも、従来では、位置させることができなかった位置に内輪の引っ掛かり部を設けることができ、油の循環性向上や剛性向上を図ったりすることができる。また、保持器本体の形状も複雑なものでないので、保持器本体が樹脂製であれば、成形金型の形状を比較的簡単な形状でよく、低コストで製造することができる。すなわち、保持器の設計の自由度が大となって、目的（用途目的等）に合った保持器を提供することができる。

また、組み立てる際には、引っ掛け部材によるころの組み込みの妨げがなくなるので、従来からの既存のころ整列機を用いてころを組み込むことができ、短時間の組み込みが可能となる。

保持器本体と引っ掛け部材との周方向の位置ずれが生じないので、運転中に引っ掛け部材が内輪に接触したとしても、保持器本体と引っ掛け部材が分離しにくい。このため、運転中において引っ掛け部材が外れて、運転機能に支障を来たすようなことがない。

前記引っ掛け部材は、リング部と、このリング部から内径方向へ突出する突出片とから構成した場合であっても、リング体から構成した場合であっても、引っ掛け部材としての強度が安定する。

廻り止め構造は、突起部と、この突起部に軸方向に沿って嵌合する孔部とからなる凹凸嵌合構造であれば、突起部を孔部に嵌合させることによって、断面台形状の凸部と、凸部に軸方向に沿って嵌合する断面台形状の凹溝とからなる凹凸嵌合構造であれば、凸部を凹溝に嵌合させることによって、保持器本体と引っ掛け部材との周方向の位置ずれを安定して防止でき、しかも、構造としては簡単であり、形成しやすくコスト低減を達成できる。特に、廻り止め構造が凸部と凹溝とからなるものでは、保持器に大きなモーメント荷重が作用しても、損傷しにくいものとなる利点がある。

廻り止め構造を、軸部と軸部の先端の膨出部とを有する弾性的首振り可能なピン部材と、このピン部材が嵌合する周方向孔とで構成したものでは、ピン部材が大径嵌合部に嵌合した状態で、保持器本体と引っ掛け部材との周方向のずれ、保持器本体に対する引っ掛け部材の軸方向の抜け、および径方向のずれを防止できる。このため、運転中において、保持器本体と引っ掛け部材とが分離しないことの信頼性が向上して、高品質の製品を提供することができる。

樹脂製保持器は重量が軽く、自己潤滑性があり、摩擦係数が小さいという特徴があるため、軸受内に介在する潤滑油の効果と相俟って、保持器の摩耗の発生を抑えることが可能になる。また、軸受起動時のトルク損失の低減に好適である。油や高温，薬品に対して耐性が高いＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）を保持器に採用することで、寿命を大幅に伸ばすことができる。

また、引っ掛け部材を金属製とすれば、保持器本体側が樹脂であるので、凹凸嵌合させた場合、金属側が樹脂側の（凸部又は凹部）を潰すようになり、嵌合状態が安定して、保持器本体と引っ掛け部材との一体化が強固になる。

以下本発明の実施の形態を図１〜図１０に基づいて説明する。

図１は本発明に係る円すいころ軸受を示し、この円すいころ軸受は、内輪５１と、外輪５２と、内輪５１と外輪５２との間に転動自在に配された複数の円すいころ５３と、円すいころ５３を円周所定間隔に保持する保持器５４とを備える。

内輪５１はその外径面に円すい状の軌道面５５を有し、軌道面５５の大径側に外径側へ突出する鍔部５６が形成されている。すなわち、従来の円すいころ軸受の内輪のように小径側に鍔部を有さない。軌道面５５と鍔部５６との間のコーナ部にはぬすみ部５７を形成している。また、鍔部５６の内面（つまり小径側の端面）５６ｂは、軸受軸心Ｐと直交する平面に対して所定角度αだけ傾斜している。

鍔部５６はその内面５６ｂにて円すいころ５３の大端面５３ａを受け、円すいころ５３を通じてかかるアキシャル荷重を受けて、円すいころ５３を回転案内する大鍔である。なお、従来において設けられている小鍔は、軸受回転中には特別な役割を果たすものでなく、このようなものを本発明では省略していることになる。

外輪５２はその内径面に円すい状の軌道面６０を有し、この軌道面６０と内輪５１の軌道面５５とを、保持器５４で保持された複数の円すいころ５３が転動することになる。

この円すいころ軸受では、円すいころ５３と内外輪５１、５２の軌道面５５、６０とが線接触しており、内・外輪軌道面５５、６０およびころ中心Ｏが軸心Ｐ上の一点（図示せず）に一致するよう設計される。

また、保持器５４は、一対の環状部５４ａ、５４ｂと、円周等配位置でころ中心Ｏ方向に延びて環状部５４ａ、５４ｂを連結する柱部５４ｃとを有する保持器本体６１を備える。そして、周方向に沿って隣合う柱部５４ｃ、５４ｃで仕切られたポケット５４ｄに円すいころ５３が回転自在に収容される。

大径側環状部５４ａの外端面には引っ掛け部材６５が付設されている。引っ掛け部材６５は、図２に示すように、平板状のリング部６５ａと、このリング部６５ａに周方向に沿って所定ピッチ（図例では、６０°ピッチ）に内径方向へ突出する複数の突出片６５ｂとからなる。

図３において突出片６５ｂが内輪５１の鍔部５６に係合する。すなわち、内輪５１の鍔部５６の外径面５６ａの大径側に切欠部６６を形成し、この切欠部６６に前記突出片６５ｂを係合させる。この際、突出片６５ｂと切欠部６６との間には軸方向および半径方向に僅かな隙間があり、これより保持器２４は軸方向および半径方向に僅かに移動可能である。すなわち、この突出片６５ｂは、運転中においては内輪５１の鍔部５６に非接触状態となり非運転中においては引っ掛かる。このため、切欠部６６の切欠寸法は、突出片６５ｂの内径端６７と切欠部６６の底面６６ａとの許容されるべき相対的接近量と、突出片６５ｂの内面６９と切欠部６６の径方向切欠面６６ｂとの許容されるべき相互接近量とによって設定される。ここで、突出片６５ｂの内径端６７と切欠部６６の底面６６ａとの許容されるべき相対的接近量とは、突出片６５ｂを無しとしたときの保持器５４と内輪５１との径方向のガタ（遊び）における接近量である。また、突出片６５ｂの内面６９と切欠部６６の径方向切欠面６６ｂとの許容されるべき相互接近量とは、突出片６５ｂを無しとしたときの保持器５４と内輪５１との軸方向のガタ（遊び）における接近量である。

保持器本体６１と引っ掛け部材６５とは、廻り止め構造７０を介して一体化されている。この場合の廻り止め構造７０は、本体６１の外端面に設けられる突起部７１と、引っ掛け部材６５のリング部６５ａに設けられる孔部７２とからなる凹凸嵌合構造である。

具体的には、突起部７１は断面円形のピン部材であって、本体６１の外端面に周方向に沿って所定ピッチで複数個が配置されている。また、引っ掛け部材６５側の孔部７２も、突起部７１と同一ピッチ、同一円周上に配設される。突起部７１の径寸法と孔部７２の孔径とが略同一とされて、突起部７１が孔部７２に嵌入されている。この際、突起部７１を孔部７２に圧入して、引っ掛け部材６５が本体６１から外れないようにするのが好ましい。また、突起部７１を孔部７２に嵌入した状態において、突起部７１の外端面７１ａが、突出片６５ｂの外面７３よりも突出していても、同一面上に配置されていても、突出片６５ｂの外面７３よりも凹んでいてもよい。しかしながら、内輪５１の外端面７５よりも軸方向外方へ突出させないように設定する。

ところで、保持器５４の保持器本体は、樹脂製とするが、引っ掛け部材６５は金属製であっても樹脂であってもよい。金属としては、ＳＰＨＣ等の熱間圧延鋼、ＳＰＣＣ等の冷間圧延鋼、ＳＰＢ２等の冷間圧延鋼や軸受用みがき帯鋼等を使用することができる。また、合成樹脂材としてはエンジニアリングプラスチック製とするのが好ましい。また保持器本体は樹脂製であるので、軸受の組立において底広げ、かしめといった作業が不要となるため、所要の寸法精度を確保することが容易である。また、保持器重量が軽く、自己潤滑性があり、摩擦係数が小さいという特徴があるため、軸受内に介在する潤滑油の効果と相俟って、保持器の摩耗の発生を抑えることが可能になる。また、軸受起動時のトルク損失の低減にも好適である。なお、エンジニアリングプラスチック（エンプラ）とは、合成樹脂のなかで主に耐熱性が優れており、強度が必要とされる分野に使うことのできるものをいう。さらに耐熱性・強度を増した樹脂をスーパーエンプラと呼び、このスーパーエンプラを使用してもよい。

エンジニアリングプラスチックには、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ＧＦ強化ポリエチレンテレフタレート（ＧＦ−ＰＥＴ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）等がある。また、スーパーエンジニアリングプラスチックには、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリメチルベンテン（ＴＰＸ）、ポリ１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、ポリアミド１１，１２ （ＰＡ１１，１２）、フッ素樹脂、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）等がある。

特に、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）が好ましい。ＰＰＳとは、フェニル基（ベンゼン環）とイオウ（S）が交互に繰り返される分子構造を持った高性能エンジニアリングプラスチックである。結晶性で，連続使用温度は２００℃〜２２０℃、高荷重（１．８２ＭＰａ）での荷重たわみ温度が２６０℃以上と耐熱性に優れ，しかも引っ張り強さや曲げ強さが大きい。成形時の収縮率は０．３〜０．５％と小さいので寸法安定性が良い。難燃性や耐薬品性の点でも優れている。PPSは，架橋型，直鎖型，半架橋型の3種に大別できる。架橋型は低分子量ポリマーを架橋して高分子量化したもので，脆く，ガラス繊維で強化したグレードが中心である。直鎖型は重合段階で架橋工程がなしに高分子量化したもので，靭性が高い。半架橋型は，架橋型と直鎖型の特性を併せ持つ特徴を持っている。

次に図１を用いてこの円すいころ軸受の組立方法を説明する。まず、保持器本体６１と引っ掛け部材６５とを分離した状態において、保持器本体６１のポケット５４ｄに円すいころ５３を収容する。その後、保持器本体６１に引っ掛け部材６５を装着する。すなわち、保持器本体６１の突起部７１を引っ掛け部材６５の孔部７２に嵌入させて、保持器本体６１と引っ掛け部材６５とを一体化する。この際、保持器本体６１に対して引っ掛け部材６５を大径側の軸方向外方から接近させることによって、保持器本体６１の突起部７１を引っ掛け部材６５側の孔部７２に嵌入することができる。

次に、この保持器５４と円すいころ５３との組合体に、内輪５１を内嵌する。逆に言えば、保持器５４と円すいころ５３との組合体を内輪５１に外嵌する。この際、突出片６５ｂを内輪５１の切欠部６６に嵌合させる必要がある。嵌合させるには、突出片６５ｂを弾性変形させて嵌合させればよい。保持器本体６１に引っ掛け部材６５を装着する作業を、保持器本体６１と円すいころ５３との組合体に内輪５１を内嵌した後、行ってもよい。

その後、内輪５１と円すいころ５３と保持器５４との組合体を形成し、組合体を、外輪５２に挿入することによって、内輪５１と円すいころ５３と保持器５４と外輪５２とが一体 化された円すいころ軸受を組み立てることができる。

本発明の円すいころ軸受では、従来において存在していた内輪５１の小径側の鍔部およびぬすみ部を省略したものである。このため、この省略する鍔部およびぬすみ部分だけ、軌道面５５を大きくとることができる。これによって円すいころの軸心長さを長くでき、負荷容量を向上させることができ、長寿命化を達成することができる。また、非運転中において保持器５４に内輪５１の鍔部に係合する引っ掛け部６５を設けたので、保持器５４の内輪５１からの抜けが防止されて、円すいころ５３が小端側へ脱落するのを防止できる。

特に、保持器本体６１と引っ掛け部材６５とを別に成形することができて、種々の大きさの引っ掛け部材６５を成形することができ、引っ掛け部材６５における引っ掛かり部（内輪の鍔部に係合する部位）の位置としても周方向に任意の位置に設けることができる。このため、引っ掛け部材６５として機能する保持器５４を確実に成形することができる。しかも、従来では、位置させることができなかった位置に引っ掛け部材６５の内輪の引っ掛かり部を設けることができ、油の循環性向上や剛性向上を図ったりすることができる。また、保持器本体６１は樹脂製で形状も複雑なものでないので、成形金型の形状を比較的簡単な形状でよく、低コストで製造することができる。

また、引っ掛け部材６５によるころ５３の組み込みの妨げがなくなるので、従来からの既存のころ整列機を用いてころを組み込むことができ、短時間の組み込みが可能となり、組立生産性の向上を図ることができる。

また、保持器本体６１と引っ掛け部材６５との周方向の位置ずれが生じないので、運転中に引っ掛け部材６５が内輪に接触したとしても、保持器本体６１と引っ掛け部材６５が分離しにくい。このため、運転中において引っ掛け部材６５が外れて、運転機能に支障を来たすようなことがない。

前記引っ掛け部材６５は、リング部６５ａと、このリング部６５ａから内径方向へ突出する突出片６５ｂとから構成しているので、引っ掛け部材６５としての強度が安定する。

廻り止め構造７０は、突起部７１と、この突起部７１に軸方向に沿って嵌合する孔部７２とからなる凹凸嵌合構造であるので、突起部７１を孔部７２に嵌合させることによって、保持器本体６１と引っ掛け部材６５との周方向の位置ずれを安定して防止でき、しかも、構造としては簡単であり、形成しやすくコスト低減を達成できる。

樹脂製保持器は重量が軽く、自己潤滑性があり、摩擦係数が小さいという特徴があるため、軸受内に介在する潤滑油の効果と相俟って、外輪との接触による摩耗の発生を抑えることが可能になる。また、軸受起動時のトルク損失の低減にも好適である。油や高温，薬品に対して耐性が高いＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）を保持器に採用することで、寿命を大幅に伸ばすことができる。

また、引っ掛け部材６５を金属製とすれば、保持器本体側が樹脂であるので、凹凸嵌合させた場合、金属側の凹部（この場合孔部７２）が樹脂側の凸部（この場合突起部７１）を潰すようになり、嵌合状態が安定して、保持器本体６１と引っ掛け部材６５との一体化が強固になる。

次に、図４〜図６は他の実施形態を示し、この場合、廻り止め構造７０が、断面台形状の凸部８１と、凸部８１に軸方向に沿って嵌合する断面台形状の凹溝８２とからなる凹凸嵌合構造である。すなわち、アリとアリ溝の関係を構成している。

すなわち、凸部８１は、図５に示すように、その側面間が内径側に向かって拡大するように傾斜する断面台形状であり、その本体６１の外端面に周方向に沿って所定ピッチで複数個が配置されている。凹溝８２の断面形状は、凸部８１の台形形状に対応して、側面間が内径側に向かって拡大するように傾斜する断面台形状である。そして、突起部７１と同一ピッチ、同一円周上に配設されている。また、凹溝８２は引っ掛け部材６５のリング部６５ａの外径面に開口している。

この図４〜図６に示す廻り止め構造の場合も、保持器本体６１の凸部８１を引っ掛け部材６５の凹溝８２に嵌入させて、保持器本体６１と引っ掛け部材６５とを一体化する。この際、保持器本体６１に対して引っ掛け部材６５を大径側の軸方向外方から接近させることによって、保持器本体６１の凸部８１を引っ掛け部材６５側の凹溝８２に嵌入することができる。また、この図４〜図６に示す円すいころ軸受の他の構成は、前記図１〜図３に示す円すいころ軸受と同様であり、この図１等と同一構成は同一符号を付してその説明を省略する。

このため、図４〜図６に示す円すいころ軸受であっても、図１〜図３に示す円すいころ軸受と同様の作用効果を奏する。特に、廻り止め構造７０が、断面台形状の凸部８１と、断面台形状の凹溝８２とからなる凹凸嵌合構造であるので、保持器に大きなモーメント荷重が作用しても、損傷しにくいものとなる利点がある。

次に図７から図１０は別の実施形態を示し、この場合の廻り止め構造７０が、軸部８５と軸部８５の先端の膨出部８６とを有する弾性的首振り可能なピン部材８７と、このピン部材８７が嵌合する周方向孔８８とで構成している。

ピン部材８７は、図８に示すように、保持器本体６１の外端面６１ａに周方向に沿って所定ピッチで複数個が配設される。また、前記周方向孔８８は引っ掛け部材６５側に設けられ、軸部８５を介して膨出部８６が嵌入する一端側の大径嵌入部８９と、軸部８５を介して膨出部８６が外面側へ突出して嵌合する他端側の大径嵌合部９０と、ピン部材８７の軸部８５を大径嵌入部８９から大径嵌合部９０へ案内する幅狭連通部９１とを備える。幅狭連通部９１の大径嵌合部９０との連結部位９２が内径側に配置される。

すなわち、大径嵌入部８９と大径嵌合部９０とは、各円形孔であり、大径嵌入部８９の孔径Ｄ１を大径嵌合部９０の孔径Ｄ２よりも大きく設定するとともに、幅狭連通部９１の幅寸法Ｗを孔径Ｄ１、Ｄ２よりも小さく設定している。また、ピン部材８７の膨出部８６は球状体からなり、その外径Ｄ３を孔径Ｄ１よりも小さく、孔径Ｄ２よりも大きく設定している。ピン部材８７の軸部８５は断面円形であり、その径寸法Ｄ４を幅狭連通部９１よりも小さくしている。さらに、ピン部材８７と大径嵌入部８９および大径嵌合部９０とを同一円上に配設する。すなわち、ピン部材８７のＰＣＤと、大径嵌入部８９および大径嵌合部９０のＰＣＤとを同一としている。ピン部材８７の軸部８５の長さ寸法Ｌを、引っ掛け部材６５の厚さ寸法Ｔと同一乃至厚さ寸法Ｔよりも僅かに長く設定する。

次にこのような廻り止め構造７０を有する保持器５４の組立方法を説明する。まず、本体６１側のピン部材８７を周方向孔８８の大径嵌入部８９に嵌入させる。この際、ピン部材８７の膨出部８６の外径Ｄ３が大径嵌入部８９よりも小さく設定されているので、ピン部材８７は引っ掛け部材６５の内面側から大径嵌入部８９に嵌合されて、その膨出部８６が引っ掛け部材６５の外面側へ突出する。

その後、引っ掛け部材６５を図１０の矢印方向へ回動させる。この場合、ピン部材８７の軸部８５の長さ寸法Ｌを、引っ掛け部材６５の厚さ寸法Ｔと同一乃至厚さ寸法Ｔよりも僅かに長く設定しているので、ピン部材８７の軸部８５のみが幅狭連通部９１に対応する。このため、引っ掛け部材６５を図１０の矢印方向へ回動させることによって、軸部８５が幅狭連通部９１内を摺動することになり、しかも、幅狭連通部９１の大径嵌合部９０との連結部位９２が内径側に配置されているので、ピン部材８７は、この幅狭連通部９１に沿って内径側に傾くように首を振っていくことになる。

そして、ピン部材８７の軸部８５が連結部位９２を介して大径嵌合部９０に進入すれば、大径嵌合部９０が大径嵌入部８９と同一円上に配設されているので、ピン部材８７は元の状態に復元して、膨出部８６が大径嵌合部９０に嵌合することになる。この際、膨出部８６の外径寸法Ｄ３が大径嵌合部９０の外径寸法Ｄ２よりも大きく設定されているので、膨出部８６が大径嵌合部９０に嵌合して、引っ掛け部材６５の本体６１からの外れを規制する。しかも、大径嵌合部９０との連結部位９２が内径側に配置されているので、ピン部材８７がこの連結部位９２を介して幅狭連通部９１に進入させるためには、ピン部材８７の膨出部８６を内径側へ傾斜させる必要がある。このため、ピン部材８７に対して傾斜させる外力を作用させなければ、ピン部材８７が幅狭連通部９１に進入することがない。したがって、このロック状態が維持され、保持器本体６１と引っ掛け部材６５との周方向のずれ、保持器本体６１に対する引っ掛け部材６５の軸方向の抜け、および径方向のずれを防止できる。

このように、この図７から図１０に示す円すいころ軸受では、運転中において、保持器本体と引っ掛け部材とが分離しないことの信頼性が向上して、高品質の製品を提供することができる。

この図７〜図１０に示す円すいころ軸受の他の構成は、前記図１〜図３に示す円すいころ軸受と同様であり、この図１等と同一構成は同一符号を付してその説明を省略する。このため、図７〜図１０に示す円すいころ軸受であっても、図１〜図３に示す円すいころ軸受と同様の作用効果を奏する。

ところで、引っ掛け部材６５としては、突出片６５ｂを有さないリング体（平板リング体）のみをもって構成してもよい。この場合、リング体の内径端部全周が切欠溝６６に嵌合することになる。このようなものであっても、引っ掛け部材６５としての機能を発揮することができる。また、引っ掛け部材６５を複数の突出片６５ｂのみでもって構成してもよい。すなわち、例えば、扁平矩形状の複数の係合片を保持器本体６１に大径側端面に周方向に沿って配置すればよい。そして、廻り止め構造に、前記図１等に示したもの、図４等に示したもの、及び図７等に示したものを使用することができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、図１等に示す凹凸嵌合構造にあっては、突起部７１を引っ掛け部材６５側に設け、孔部７２を本体６１側に設けてもよい。また、図４等に示す凹凸嵌合構造であっても、凸部８１を引っ掛け部材６５側に設け、凹溝８２を本体６１側に設けてもよい。各凹凸嵌合構造における突起部７１および凸部８１、これらに嵌合する孔部７２および凹溝８２の数は、任意に設定でき、少なくともそれぞれ１個ずつあればよい。また、嵌合させた後、突起部７１や凸部８１の先端部を潰して、拡大させて抜け止めを構成してもよい。さらに、図４等に示す凹凸嵌合構造である場合、凸部８１の側面間が外径方向に向かって拡大するものであってもよい。

引っ掛け部材６５の係合部６５ａの数としては、その増減は任意であるが、安定して円すいころ２３の落下を防止する上で、少なくとも１個あればよく、強度および組み込み性を考慮すれば、周方向に沿って定ピッチで４〜８個程度配置するのが好ましい。また、切欠部６６として、実施形態では、内輪５１の大径側の端面７５に開口しているが、この端面５１ａに開口させずに、鍔部５６の外径面５６ａに形成される環状の凹溝にて構成してもよい。

図７〜図１０に示す保持器において、保持器本体６１と引っ掛け部材６５とを組み付ける際に、前記実施形態では、引っ掛け部材６５側を回転（回動）させていたが、逆に保持器本体６１を回転（回動）させても、両者を回転（回動）させてもよい。また、大径嵌合部９０が大径嵌入部８９に対して反時計廻り方向側に設けられていたが、逆に、大径嵌合部９０を大径嵌入部８９に対して時計廻り方向側に設けてもよい。

この円すいころ軸受は、自動車のデファレンシャルやトランスミッションに用いることができる他、従来から円すいころ軸受を用いることができる種々の部位に用いることができる。なお、この円すいころ軸受として、図１に示すように単列で使用しても、図１に示すものと一対を突き合わせて複列で使用してもよい。

本発明の実施形態を示す円すいころ軸受の断面図である。 前記円すいころ軸受の要部正面図である。 前記円すいころ軸受の要部拡大断面図である。 本発明の他の実施形態を示す円すいころ軸受の断面図である。 前記図４の円すいころ軸受の要部正面図である。 前記図４の円すいころ軸受の要部拡大断面図である。 本発明の別の実施形態を示す円すいころ軸受の断面図である。 前記図７の円すいころ軸受に用いられる保持器本体の簡略正面図である。 前記図７の円すいころ軸受に用いられる保持器本体の要部側面図である。 前記図７の円すいころ軸受の保持器の要部正面図である。 従来の円すいころ軸受の断面図である。 前記従来の円すいころ軸受の保持器の断面図である。 従来の他の円すいころ軸受の断面図である。 前記図１３に示す円すいころ軸受の保持器の斜視図である。

符号の説明

５１ 内輪
５２ 外輪
５３ 円すいころ
５４ 保持器
５４ａ 大径側環状部
５４ｂ 小径側環状部
５６ 鍔部
６５ 引っ掛け部材
６５ａ リング部
６５ａ 係合部
７０ 廻り止め構造
７１ 突起部
７２ 孔部
７３ 外面
７５ 外端面
８１ 凸部
８２ 凹溝
８５ 軸部
８６ 膨出部
８７ ピン部材
８８ 周方向孔
８９ 大径嵌入部
９０ 大径嵌合部
９１ 幅狭連通部
９２ 連結部位

Claims (9)

1. 内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に転動自在に配された複数の円すいころと、円すいころを円周所定間隔に保持する保持器とを備え、内輪の外径面の大径側にのみ前記円すいころを案内する鍔部を設けた円すいころ軸受であって、
   前記保持器は、大径側環状部と、小径側環状部と、大径側環状部と小径側環状部とを連結する柱部とからなる樹脂製の保持器本体と、運転中においては内輪の鍔部に非接触状態となり非運転中においては引っ掛かる引っ掛け部材とを備え、この引っ掛け部材の前記保持器本体の大径側環状部への大径側からの嵌合を可能とするとともに、その嵌合状態で引っ掛け部材と保持器本体とは廻り止め構造を介して一体化されていることを特徴とする円すいころ軸受。
2. 前記引っ掛け部材は、リング部と、このリング部から内径方向へ突出する突出片とからなることを特徴とする請求項１の円すいころ軸受。
3. 前記引っ掛け部材はリング体からなることを特徴とする請求項１の円すいころ軸受。
4. 廻り止め構造は、突起部と、この突起部に軸方向に沿って嵌合する孔部とからなる凹凸嵌合構造であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの円すいころ軸受。
5. 廻り止め構造は、断面台形状の凸部と、凸部に軸方向に沿って嵌合する断面台形状の凹溝とからなる凹凸嵌合構造であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの円すいころ軸受。
6. 廻り止め構造を、軸部と軸部の先端の膨出部とを有する保持器本体側の弾性的首振り可能なピン部材と、このピン部材が嵌合する引っ掛け部材側の周方向孔とで構成するとともに、前記周方向孔は、軸部を介して膨出部が嵌入する一端側の大径嵌入部と、軸部を介して膨出部が引っ掛け部材の外面側へ突出して嵌合する他端側の大径嵌合部と、ピン部材の軸部を大径嵌入部から大径嵌合部へ案内する幅狭連通部とを備え、幅狭連通部の大径嵌合部との連結部位が内径側に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの円すいころ軸受。
7. 前記引っ掛け部材は金属製であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかの円すいころ軸受。
8. 前記引っ掛け部材は樹脂製であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかの円すいころ軸受。
9. 前記保持器に用いる樹脂をＰＰＳとしたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかの円すいころ軸受。

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