JP5176804B2 - 円すいころ軸受 - Google Patents

Description

本発明は、円すいころ軸受に関し、例えば、鉄道車両、鉄鋼機械、工作機械、建設機械等の一般産業機械や、自動車の減速部分等の回転支持部に使用される円すいころ軸受に関する。

円すいころ軸受は、コンパクトで、大きなラジアル荷重及びアキシャル荷重を支持することができ、しかも、高速回転で使用することができるため、広く使用されている。

従来の円すいころ軸受は、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動可能に配設される複数の円すいころと、複数の円すいころを円周方向に略等間隔に保持する保持器と、を備える。

保持器は、大径側円環部と、大径側円環部と同軸配置される小径側円環部と、大径側円環部と小径側円環部とを連結し、円周方向に略等間隔で複数配置される柱部と、円周方向に互いに隣り合う柱部間に形成され、円すいころを転動可能に保持するポケット部と、を有する。

ところで、円すいころ軸受では、回転トルクの発生要因として、円すいころと外輪及び内輪との間の摩擦抵抗の他に、内輪の小径側端部から流入して大径側端部から排出される潤滑油の軸受内での攪拌抵抗がある。回転トルクは、エネルギー節約の観点から極力小さくすることが好ましく、このため軸受の回転トルクの低減を目的として、潤滑油の攪拌抵抗を低減する種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。

特許文献１に記載の円すいころ軸受は、保持器の小径側端部の内輪側への折り曲げ部と内輪との間隙を調整して、軸受内への潤滑油の流入量を減らし、これにより、軸受内の潤滑油の攪拌抵抗を低減している。

また、特許文献２に記載の円すいころ軸受は、保持器の小径側端部の内輪側への折り曲げ部と内輪との間隙、及び保持器の大径側端部の内輪側への折り曲げ部と内輪との間隙を調整して、軸受内への潤滑油の流入量を抑制して潤滑油の攪拌抵抗の低減を図っている。

また、特許文献３に記載の円すいころ軸受は、潤滑油流入側となる外輪と内輪との間の円環状開口の面積を、保持器より内側の面積が、保持器より外側の面積より小さくなるようにすると共に、内外輪間又は円すいころの大径側付近に潤滑油流出促進手段を設けて、軸受内部に滞留する潤滑油量を低減させて潤滑油の攪拌抵抗を低減している。

特開平１１−２０１１４９号公報 特開平１０−８９３５３号公報 特開２００５−２６５１１３号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３に記載の円すいころ軸受では、必ずしも、潤滑油の攪拌抵抗の低減が十分ではなく、更なる回転トルクの低減のため、改善の余地があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸受内の潤滑油の攪拌抵抗を低減させて、軸受の回転トルクを低減することができる円すいころ軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有し、小径側端部に小鍔部が形成されていない内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動可能に配設される複数の円すいころと、複数の円すいころを円周方向に略等間隔に保持する保持器と、を備える円すいころ軸受であって、保持器は、小径側円環部と、小径側円環部の軸方向端面に、円周方向に略等間隔で内径側及び外径側に突設される内径側柱部及び外径側柱部と、を有する櫛型保持器であり、外径側柱部が円すいころのピッチ円直径と外輪軌道面との間に配置されると共に、内径側柱部が内輪軌道面と僅かな隙間を介して対向配置されることにより、軸受内における潤滑油の渦流の発生を抑制して軸受内の潤滑油の攪拌抵抗を低減し、内径側柱部は、先端部に径方向内側に突出する突起部を備え、突起部は、内輪軌道面の大径側に形成される係合溝と係合することを特徴とする円すいころ軸受の構成により達成される。

本発明の円すいころ軸受によれば、保持器は、小径側円環部と、小径側円環部の軸方向端面に、円周方向に略等間隔で内径側及び外径側に突設される内径側柱部及び外径側柱部と、を有する櫛型保持器であり、外径側柱部が円すいころのピッチ円直径と外輪軌道面との間に配置されると共に、内径側柱部が内輪軌道面と僅かな隙間を介して対向配置されるため、軸受内の潤滑油の経路を狭めることができる。これにより、軸受内における潤滑油の渦流の発生を抑制して軸受内の潤滑油の攪拌抵抗を低減することができ、円すいころ軸受の回転トルクを低減することができる。
また、本発明の円すいころ軸受によれば、内径側柱部が先端部に径方向内側に突出する突起部を備え、内径側柱部の先端部の突起部が、内輪軌道面の係合溝に係合されるため、保持器の軸方向への抜け出しを防止することができ、円すいころ軸受の組立て性を向上することができる。

以下、本発明に係る円すいころ軸受の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の第１実施形態について説明する。

本実施形態の円すいころ軸受２００は、図１に示すように、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動可能に配設される複数の円すいころ１３と、複数の円すいころ１３を円周方向に等間隔に保持する保持器１０と、を備える。また、内輪１２の軸方向端部には、小鍔部１２ｂ及び大鍔部１２ｃがそれぞれ形成される。

保持器１０は、合成樹脂の射出成形によって形成された、所謂、櫛型保持器であり、円環状の小径側円環部１５と、小径側円環部１５の軸方向端面に、円周方向に略等間隔で内径側及び外径側に突設され片持ち梁状に形成される内径側柱部１７及び外径側柱部１８と、円周方向に互いに隣り合う一対の柱部１７，１８間に形成され、円すいころ１３を転動可能に保持するポケット部１９と、を有する。なお、保持器は、合成樹脂の射出成形、又は、板金のプレス加工によって成形可能である。

そして、本実施形態では、内径側柱部１７は、内輪１２の小鍔部１２ｂ及び内輪軌道面１２ａの外周面に沿って屈曲して形成されて段付き部１７ａを有し、この段付き部１７ａの内径は、小鍔部１２ｂの外径より小さく設定される。

また、本実施形態では、内径側柱部１７は、内輪軌道面１２ａと円すいころ１３のピッチ円直径ＰＣＤとの間に配置され、また、外径側柱部１８は、円すいころ１３のピッチ円直径ＰＣＤと外輪軌道面１１ａとの間に配置される。

このように構成された円すいころ軸受２００の組み立ては、各ポケット部１９に円すいころ１３を組み込んだ保持器１０に、内輪１２を軸方向（図１（ａ）の右側）から挿入する。この際、保持器１０の内径側柱部１７は、内輪１２の挿入に伴って小鍔部１２ｂで押圧されて次第に弾性変形して拡径し、やがて段付き部１７ａが小鍔部１２ｂを乗り越えて組み立てられる。そして、組み立て後には、段付き部１７ａが小鍔部１２ｂに当接するので、保持器１０は軸方向に抜けることがなく、内輪１２、円すいころ１３、及び保持器１０の組み立て状態が維持される。これにより、運搬中や組み立て中にばれることがなくなるので、運搬や組み立てが容易になる。

以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受２００によれば、保持器１０は、小径側円環部１５と、小径側円環部１５の軸方向端面に、円周方向に略等間隔で内径側及び外径側に突設される内径側柱部１７及び外径側柱部１８と、を有する櫛型保持器であり、保持器１０の大径側が開放されているため、小径側から軸受２００内に流入した潤滑油を速やかに外径側から外部に排出することができる。これにより、軸受２００内の潤滑油の攪拌抵抗を低減することができるので、円すいころ軸受２００の回転トルクを低減することができる。

また、本実施形態の円すいころ軸受２００によれば、内径側柱部１７は、内輪１２の小鍔部１２ｂ及び内輪軌道面１２ａに沿って形成されて段付き部１７ａを有するため、組み立て後は、段付き部１７ａが小鍔部１２ｂに当接するので、保持器１０の軸方向への抜け出しを防止することができる。

（第２実施形態）
次に、図２及び図３を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態の保持器２０では、図２に示すように、内径側柱部１７及び外径側柱部１８の先端部同士が、連結部２１によって径方向に連結される。また、図２（ｃ）に示すように、連結部２１の断面形状は略正方形となっている。

以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受２００によれば、保持器２０の一対の柱部１７，１８の先端部同士が連結部２１によって径方向に連結されるため、一対の柱部１７，１８の強度を大幅に向上することができる。これにより、回転中の振動荷重や、円すいころ１３及び保持器２０との衝突などによる一対の柱部１７，１８の破損を防止することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

なお、本実施形態の変形例として、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、連結部２１の断面形状を、円形、楕円形、及び三角形にしてもよい。この場合、図中矢印で示すように、軸受２００内の潤滑油の流れを妨げることがないので、潤滑油の排出性が低下してしまうのを防止することができる。

（第３実施形態）
次に、図４及び図５を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態では、図４及び図５に示すように、保持器３０は、内径側柱部１７の先端部を円周方向に連結する大径側円環部３１を有しており、所謂、かご型となっている。また、外径側柱部１８は、片持ち梁状に形成されて、所謂、櫛型となっている。

以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受２００によれば、外径側柱部１８を櫛型とするため、小径側から軸受２００内に流入した潤滑油を速やかに外径側から外部に排出することができ、軸受２００内の潤滑油の攪拌抵抗を低減することができる。また、潤滑油の存在割合が比較的少ない、内径側柱部１７をかご型とするため、潤滑油の攪拌抵抗の増加を抑制しつつ、内輪１２、円すいころ１３、及び保持器３０の組み付けがばれるのを防止することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

（第４実施形態）
次に、図６を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の第４実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態では、図６に示すように、内径側柱部１７が、内輪軌道面１２ａと僅かな隙間を介して対向配置されると共に、内径側柱部１７の先端部に径方向内側に突出する突起部４１が形成されており、この突起部４１は、内輪軌道面１２ａの大径側端部に円周方向に沿って形成される係合溝４２と係合している。また、本実施形態では、内輪１２の小径側端部に小鍔部１２ｂは形成されていない。

以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受２００によれば、内径側柱部１７が、内輪軌道面１２ａと僅かな隙間を介して対向配置されるため、軸受２００内の潤滑油の経路を狭めることができる。これにより、軸受２００内における潤滑油の渦流の発生を抑制することができ、軸受２００内の潤滑油の攪拌抵抗を低減することができる。また、内径側柱部１７の先端部の突起部４１が、内輪軌道面１２ａの係合溝４２に係合されるため、保持器４０の軸方向への抜け出しを防止することができ、円すいころ軸受２００の組立て性を向上することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

（第５実施形態）
次に、図７〜図１４を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の第５実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態の保持器５０は、図７及び図８に示すように、大径側円環部５１と、大径側円環部５１と同軸配置される小径側円環部５２と、大径側円環部５１と小径側円環部５２とを連結し、円周方向に略等間隔で複数配置される柱部５３と、円周方向に互いに隣り合う各柱部５３間に形成され、円すいころ１３を転動可能に保持するポケット部５４と、を備える、所謂、かご型保持器である。また、小径側円環部５２の軸方向外端部には、その内周面から径方向内側に延びる折り曲げ部５５が形成されている。

そして、本実施形態では、柱部５３が、円すいころ１３のピッチ円直径ＰＣＤより径方向外方に配置されると共に、柱部５３の外周面と外輪軌道面１１ａとの隙間Ｓが、小径側円環部５２より大径側円環部５１に向かって狭くなるように設定される。

以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受２００によれば、柱部５３が、円すいころ１３のピッチ円直径ＰＣＤより径方向外方に配置されると共に、柱部５３の外周面と外輪軌道面１１ａとの隙間Ｓが、小径側円環部５２より大径側円環部５１に向かって狭くなるように設定されるため、保持器５０と内輪１２の小鍔部１２ｂとの間に形成される開口面積より、保持器５０と内輪１２の大鍔部１２ｃとの間に形成される開口面積の方が大きくなる。これにより、保持器５０と小鍔部１２ｂとの間から軸受２００内に浸入する潤滑油量を少なくすることができると共に、軸受２００内に浸入した潤滑油（異物も含む）を、開口面積の大きな保持器５０と大鍔部１２ｃとの間から速やかに排出することができる。このため、軸受２００内に滞留する潤滑油量を少なくすることができ、潤滑油の攪拌抵抗を低減することができる。

なお、保持器５０と外輪１１の外輪軌道面１１ａとの間に浸入した潤滑油は、遠心力によって外輪軌道面１１ａに沿って外部に排出されるため、柱部５３の外周面と外輪軌道面１１ａとの隙間Ｓを狭くする影響はほとんどなく、容易に排出される。

また、本実施形態の円すいころ軸受２００によれば、小径側円環部５２の軸方向外端部に径方向内側に延びる折り曲げ部５５が形成されるため、保持器５０と小鍔部１２ｂとの間に形成される開口面積を更に小さくすることができる。これにより、保持器５０と小鍔部１２ｂとの間から軸受２００内に浸入する潤滑油量を更に少なくすることができると共に、軸受２００内に滞留する潤滑油量を更に少なくすることができるので、潤滑油の攪拌抵抗を更に低減することができる。

ところで、図１５に示す従来の円すいころ軸受３００の保持器３５０によると、柱部３５３の外周面と外輪軌道面１１ａとの隙間Ｓを一定に設定した場合、図１６に示すように、柱部３５３の円周方向幅が、小径側円環部３５２より大径側円環部３５１に向かって狭くなるので、柱部３５３の強度が低くなる可能性があった。なお、図中の符号３５４はポケット部である。

そこで、本実施形態の保持器５０では、柱部５３を円すいころ１３のピッチ円直径ＰＣＤより径方向外方に配置し、且つ柱部５３の外周面と外輪軌道面１１ａとの隙間Ｓを、小径側円環部５２より大径側円環部５１に向かって狭くなるように設定しているので、図８に示すように、柱部５３の円周方向幅が、小径側円環部５２から大径側円環部５１に向かうに従って次第に広くなる。これにより、柱部５３の強度を向上することができるので、保持器５０の剛性を十分に確保することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

なお、本実施形態の第１変形例として、図９に示すように、小径側円環部５２に形成される折り曲げ部５５の先端部を径方向内側に更に延ばして、保持器５０と小鍔部１２ｂとの間に形成される開口面積を更に小さくしてもよい。この場合、保持器５０と小鍔部１２ｂとの間から軸受２００内に浸入する潤滑油量を更に少なくすることができると共に、軸受２００内に滞留する潤滑油量を更に少なくすることができる。

また、本実施形態の第２変形例として、図１０及び図１１に示すように、保持器５０の外周面が大径側円環部５１側において外輪軌道面１１ａに接近するように、柱部５３の略中央部に段部５６を形成してもよい。この場合、柱部５３の円周方向幅が、段部５６において段階的に広くなり、柱部５３の強度を向上することができる。

ところで、保持器５０に作用する主要な力の１つとして、軸受回転時に円すいころ１３が保持器５０を円周方向に押圧する力がある。このとき、柱部５３は、両持ち梁に分布荷重が加えられたような状態になるが、本変形例のように、柱部５３に段部５６を形成して、段部５６において柱部５３の円周方向幅を段階的に広くすることにより、直線形状の柱部と比較すると、柱部５３を撓み難くすることができ、円すいころ１３を安定して保持することができる。

また、保持器５０は、合成樹脂の射出成形、或いは板金のプレス加工によって成形可能である。板金のプレス加工による場合は、加締部となる小径側円環部５２の真円度を確保し難い可能性があるが、段部５６を有する本変形例の保持器５０の構造は、小径側円環部５２を外輪１１から離れた位置に配置することができるので、小径側円環部５２と外輪１１との接触を避ける上で有効である。

また、本実施形態の第３変形例として、図１２に示すように、第２変形例の段部５６の内周側及び外周側に、略三角形のリブ５７を形成してもよい。この場合、柱部５３の強度を更に向上することができ、柱部５３を撓み難くすることができる。

また、本実施形態の第４変形例として、図１３に示すように、段部５６は、第２変形例と比較して、小径側円環部５２側に形成されていてもよい。この場合、保持器５０と内輪１２との間の空間を広げることができるので、潤滑油の排出性が向上して、潤滑油の攪拌抵抗を更に低減することができる。

さらに、本実施形態の第５〜第７変形例として、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、小径側円環部５２の軸方向端面と柱部５３の内周面との間を略三角形のリブ５８で連結してもよい。この場合、柱部５３の強度を更に向上することができ、柱部５３を撓み難くすることができる。また、第５及び第６変形例の有する段部５６は、リブ５８の延長線上に設けられて連続した形状に形成される。これにより、遠心力による潤滑油の排出性が向上して、潤滑油の攪拌抵抗を更に低減することができる。また、このような連続形状とすることは、射出成形時における合成樹脂の流れがスムースとなり、巣などの製造欠陥が発生し難いという利点もある。

（第６実施形態）
次に、図１７〜図１９を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の第６実施形態について説明する。なお、第１及び第５実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態の保持器６０では、図１７に示すように、大径側円環部５１側における柱部５３の円周方向幅Ｗ１、柱部５３の厚さＴ１、及び大径側円環部５１の軸方向幅Ｗ２が、小径側円環部５２の厚さＴ２よりも小さく設定される。

ところで、一般的に、大径側円環部５１は、軸受２００内に流入した潤滑油が大径側から流出する際の障害となるが、本実施形態の保持器６０のように、大径側円環部５１側における柱部５３の円周方向幅Ｗ１、柱部５３の厚さＴ１、及び大径側円環部５１の軸方向幅Ｗ２を、小径側円環部５２の厚さＴ２よりも小さく（細く）設定することにより、潤滑油の排出を妨げることがなく、潤滑油の攪拌抵抗を低減することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受２００によれば、大径側円環部５１側における柱部５３の円周方向幅Ｗ１、柱部５３の厚さＴ１、及び大径側円環部５１の軸方向幅Ｗ２が、小径側円環部５２の厚さＴ２よりも小さく設定されるため、大径側円環部５１が、大径側から排出される潤滑油の流れを妨げることはない。これにより、軸受２００内の潤滑油の攪拌抵抗を低減することができるので、円すいころ軸受２００の回転トルクを低減することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１及び第５実施形態と同様である。

なお、本実施形態の第１変形例として、図１８に示すように、保持器６０の大径側の略半分を金属製の金属部６１とし、小径側の略半分を樹脂製の樹脂部６２として、これら金属部６１及び樹脂部６２を射出成形により一体形成するようにしてもよい。この場合、柱部５３の強度を向上することができ、柱部５３を撓み難くすることができる。

なお、本実施形態の第２変形例として、図１９に示すように、保持器６０の大径側円環部５１及び柱部５３に、芯金６３をインサート成形により埋設するようにしてもよい。この場合、柱部５３の強度を向上することができ、柱部５３を撓み難くすることができる。

（第７実施形態）
次に、図２０〜図２３を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の第７実施形態について説明する。なお、第１及び第５実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態の保持器７０では、図２０〜図２２に示すように、柱部５３の円周方向の一側面に切欠き７１が形成されて、柱部５３の形状が円周方向において非対称となっている。

切欠き７１は、自動車の駆動系などのように、回転方向の使用頻度の差が大きい場合、使用頻度の高い方向に回転しているときに、潤滑油が効果的に排出される側に設けられる。具体的には、本実施形態の場合、図２１及び図２２に示すように、外輪１１が固定され、内輪１２が時計方向回転で使用されるので、切欠き７１は、柱部５３の円周方向の左側面（ポケット部５４の右側面）に形成される。また、不図示ではあるが、外輪１１が固定され、内輪１２が反時計方向回転で使用される場合、切欠き７１は、柱部５３の円周方向の右側面（ポケット部５４の左側面）に形成される。

ところで、図２４に示す従来の円すいころ軸受４００が、上記のように、外輪１１が固定され、内輪１２が時計方向回転で使用される場合、保持器４５０、円すいころ１３、及び内輪１２で画成される空間４０１内の潤滑油は、図中矢印で示すように、空間４０１内で時計方向に循環回転する。この結果、この潤滑油は、内輪１２の小鍔部１２ｂ側から大鍔部１２ｃ側に向かって螺旋状に流れ、最終的に大鍔部１２ｃに衝突して空間４０１内に滞留して、潤滑油の攪拌抵抗増大の要因となる。なお、図中の符号４５３は柱部、４５４はポケット部である。

以上説明したように、本実施形態の保持器７０によれば、柱部５３の円周方向の一側面に切欠き７１を形成しているので、保持器７０、円すいころ１３、及び内輪１２で画成される空間７２内の潤滑油は、図中矢印に示すように、空間７２内で時計方向に循環回転しようとするが、切欠き７１から外輪１１側に排出されて、空間７２内に滞留することが抑制される。また、逆側（柱部５３の円周方向の他側面）には切欠き７１が設けられないので、外輪１１側に排出された潤滑油が、再び外輪１１側から内輪１２側へ浸入することはない。これにより、軸受２００内の潤滑油の攪拌抵抗を低減することができるので、円すいころ軸受２００の回転トルクを低減することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１及び第５実施形態と同様である。

なお、本実施形態の変形例として、図２３に示すように、柱部５３の切欠き７１側の内周面に段部７３を形成してもよい。この場合、空間７２内で時計方向に循環回転しようとする潤滑油が段部７３に案内されるので、切欠き７１から潤滑油が効率よく排出される。これにより、潤滑油の排出性を向上することができるので、潤滑油の攪拌抵抗を更に低減することができる。

（第８実施形態）
次に、図２５〜図２９を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の第８実施形態について説明する。なお、第１及び第５実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態の保持器８０では、図２５〜図２７に示すように、柱部５３の外周面に、その外周面の軸方向の全域に亘って突条部８１が形成されており、この突条部８１は、外輪１１の外輪軌道面１１ａに接近対向するように配置される。また、本実施形態では、突条部８１は、柱部５３の円周方向中心より、軸受２００の回転方向後方（図２５の円周方向右側）に形成される。

ところで、図３０に示す従来の円すいころ軸受５００が、外輪１１が固定され、内輪１２が反時計方向回転で使用される場合、外輪１１と円すいころ１３との転がり接触入口部である楔領域５０１に潤滑油５０２の一部が溜まり、この潤滑油５０２が軸受外に排出されるまでの間、楔領域５０１に引き込まれることによってせん断抵抗が発生する。なお、図中の符号５５３は柱部、５５４はポケット部である。

以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受２００によれば、柱部５３が、その外周面の軸方向の全域に亘って形成され、外輪軌道面１１ａに接近対向する突条部８１を備えるため、突条部８１が、外輪軌道面１１ａに付着する潤滑油８２を掻きとり、その潤滑油８２が、図中矢印に示すように、突条部８１に沿って軸方向に誘導され、軸受外に排出される。これにより、外輪１１と円すいころ１３との間の楔領域８３に引き込まれる潤滑油量を少なくすることができるので、楔領域８３で発生するせん断抵抗を低減することができ、円すいころ軸受２００の回転トルクを低減することができる。

また、本実施形態の円すいころ軸受２００によれば、突条部８１は、柱部５３の円周方向中心より、軸受２００の回転方向後方に形成されるため、突条部８１により掻きとられた潤滑油８２の保持量を増やすことができる。これにより、軸受２００内に大量の潤滑油が流入したとしても、楔領域８３に引き込まれる潤滑油量の増加を防止することができるので、円すいころ軸受２００の回転トルクの増大を抑制することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１及び第５実施形態と同様である。

なお、本実施形態の変形例として、図２８及び図２９に示すように、突条部８１は、保持器８０の外周面（外径円錐面）の母線に対して傾斜して形成されていてもよい。また、突条部８１の傾斜方向は、軸受２００の回転方向により異なり、本変形例では、突条部８１は、柱部５３の小径側端部の回転方向前方側から大径側端部の回転方向後方側に向けて、対角線状に傾斜して形成される。

本変形例によれば、突条部８１が、保持器８０の外周面の母線に対して傾斜して形成されるため、突条部８１により掻きとられた潤滑油は、図中矢印に示すように、突条部８１に沿って小径側から大径側へ１方向に誘導され、軸受外に排出される。この潤滑油の流れは、潤滑油に作用する遠心力により外輪軌道面１１ａに沿って小径側から大径側に流れる潤滑油の流れと同じ方向の流れであるので、突条部８１により掻きとった潤滑油を効率よく排出することができる。これにより、楔領域８３に引き込まれる潤滑油量を更に少なくすることができるので、楔領域８３で発生するせん断抵抗を更に低減することができ、円すいころ軸受２００の回転トルクを更に低減することができる。

なお、突条部８１は、外輪軌道面１１ａに摺接させてもよいが、僅かな隙間を介して外輪軌道面１１ａに対向配置させ、潤滑油に整流効果を持たせるだけでも効果が得られる。
また、突条部８１の配置は、柱部５３の外周面に限定されず、柱部５３の内周面に設けて内輪軌道面１２ａに接近対向させ、内輪軌道面１２ａに付着する潤滑油を掻きとるようにしてもよい。
さらに、突条部８１は、柱部５３の外周面又は内周面だけではなく、大径側円環部５１及び小径側円環部５２の外周面又は内周面にまで延設してもよい。

（第９実施形態）
次に、図３１〜図３３を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の第９実施形態について説明する。なお、第１及び第５実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態の保持器９０では、図３１〜図３３に示すように、柱部５３の内周面に沿うように、保持器９０の軸方向全域に亘って断面略円弧状の潤滑溝９１が形成されており、この潤滑溝９１は、小径側円環部５２から大径側円環部５１に向かって円周方向幅が次第に狭くなるように設定される。また、潤滑溝９１の円周方向端縁とポケット部５４との境界には、直線状のエッジ部９２，９３が形成されており、このエッジ部９２、９３は、円すいころ１３の表面と線接触している。

このように構成された円すいころ軸受２００では、軸受回転時に円すいころ１３に付着した潤滑油は、エッジ９２，９３（本実施形態ではエッジ９２）により掻きとられ、その後、公転する保持器９０の遠心力により、潤滑溝９１に沿って誘導されて小径側から大径側に流れて、軸受外に排出される。

以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受２００によれば、柱部５３の内周面に沿うように、保持器９０の軸方向全域に亘って潤滑溝９１が形成されるため、潤滑油は、公転する保持器９０の遠心力により、潤滑溝９１に沿って誘導されて軸受外に効率よく排出される。これにより、軸受２００内の潤滑油の攪拌抵抗を低減することができるので、円すいころ軸受２００の回転トルクを低減することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１及び第５実施形態と同様である。

（第１０実施形態）
次に、図３４〜図３６を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の第１０実施形態について説明する。なお、第１及び第５実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態の保持器１００は、合成樹脂製であり、図３４〜図３６に示すように、小径側円環部５２の内周面に、内輪１２の小鍔部１２ｂと摺接する軸方向視において波形の凹凸部１０１が形成される。また、凹凸部１０１の波形に内接する内接円の直径は、小鍔部１２ｂの外径と同じか、或いは、それよりも僅かに小さく設定される。また、凹凸部１０１の波形の山部の数は３個以上に設定される。また、凹凸部１０１の波形の山部の高さは保持器１００の振れ回り幅よりも小さく設定される。このため、凹凸部１０１の波形の山部は、小鍔部１２ｂの外周面に接触、或いは、僅かに圧入嵌合されている。

このように構成された円すいころ軸受２００では、小径側円環部５２の凹凸部１０１が、小鍔部１２ｂの外周面に接触し、或いは、僅かに圧入嵌合されているので、合成樹脂からなる凹凸部１０１が、軸受回転に伴って小鍔部１２ｂと摺接することにより磨耗する。これにより、小径側円環部５２と小鍔部１２ｂとの間に、保持器１００のバラツキや振れ回り量に適応した最小隙間が自動的に形成される。

以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受２００によれば、小径側円環部５２の内周面に、内輪１２の小鍔部１２ｂと摺接する凹凸部１０１が形成されるため、高い寸法精度を有する高価な部品を用いることなく、比較的寸法精度が低く、安価に製造可能な保持器１００を用いて、小径側円環部５２と小鍔部１２ｂとの間に、保持器１００のバラツキや振れ回り量に適応した最小隙間を自動的に形成することができる。これにより、軸受２００内に流入する潤滑油量を抑制することができるので、潤滑油の攪拌抵抗を低減することができ、円すいころ軸受２００の回転トルクを低減することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１及び第５実施形態と同様である。

（第１１実施形態）
次に、図３７〜図３９を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の第１１実施形態について説明する。なお、第１及び第５実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態の保持器１１０では、図３７及び図３８に示すように、柱部５３は、外輪１１、内輪１２、及び円すいころ１３によって画成される軸受空間の少なくとも外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａが対向する領域において略全域を埋める大きさを有し、また、柱部５３の内部に、小径側円環部５２から大径側円環部５１に向かって軸方向に貫通する断面略正方形の貫通穴１１１と、この貫通穴１１１と連通して内輪軌道面１２ａに開口する給油穴１１２と、を備える。なお、貫通穴１１１の断面形状は正方形に限定されず任意である。

以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受２００によれば、柱部５３が、外輪１１、内輪１２、及び円すいころ１３によって画成される軸受空間の略全域を埋める大きさを有するため、潤滑油の流路を狭めて、軸受２００内に滞留する潤滑油量を少なくすることができる。これにより、軸受２００内の潤滑油の攪拌抵抗を低減することができるので、円すいころ軸受２００の回転トルクを低減することができる。

また、本実施形態の円すいころ軸受２００によれば、柱部５３の内部に、小径側円環部５２から大径側円環部５１に向かって軸方向に貫通する貫通穴１１１が形成されるため、小径側円環部５２側から大径側円環部５１側に流れる潤滑油量を確保して、大径側円環部５１側に配設される各種装置の潤滑を良好に行うことができる。また、貫通穴１１１の大きさを変えることによって、例えば、トランスミッション内の潤滑油の流量を制御することも可能となる。

さらに、本実施形態の円すいころ軸受２００によれば、柱部５３の内部に、貫通穴１１１と連通して内輪軌道面１２ａに開口する給油穴１１２が形成されるため、貫通穴１１１に流入した潤滑油を、給油穴１１２を介して内輪軌道面１２ａに供給することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１及び第５実施形態と同様である。

なお、本実施形態の変形例として、図３９に示すように、貫通穴１１１を断面円形状とし、この貫通穴１１１の内周面に螺旋状の溝部１１３を形成するようにしてもよい。この場合、給油穴１１２は、溝部１１３に対応する位置に形成される。これにより、貫通穴１１１を介して、小径側円環部５２側から大径側円環部５１側に潤滑油を効率よく流出させることができるので、大径側円環部５１側に配設される各種装置の潤滑を更に良好に行うことができる。

（第１２実施形態）
次に、図４０〜図４３を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の第１２実施形態について説明する。なお、第１及び第５実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態の保持器１２０では、図４０及び図４１に示すように、全ての柱部５３（本実施形態では８個）が、断面形状が翼型の柱部５３Ａとなっている。また、本実施形態の柱部５３Ａの翼型は、外周側曲面部１２１の前端（図４０の左端）から後端（図４０の右端）までの距離が長く、且つ内周側曲面部１２２の前端から後端までの距離が短くなるような形状である。なお、柱部５３Ａの翼型の形状は、軸受２００内を流れる潤滑油のレイノルズ数に応じて流体抵抗が最も小さくなる最適形状とする方が好ましい。また、保持器は、合成樹脂の射出成形によって形成される。

以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受２００によれば、柱部５３Ａの軸方向に沿って切った断面形状が翼型であるため、小径側から軸受２００内に流入した潤滑油は柱部５３Ａの翼型に沿って滑らかに流れて外径側から外部に排出される。これにより、柱部の断面形状が単純な多角形である従来の保持器と比較して、保持器１２０に作用する潤滑油の流体抵抗を大幅に低減することができる。このため、保持器１２０の剛性を不必要に確保する必要がなくなるので、保持器１２０の軽量化が可能となる。

また、保持器１２０に作用する潤滑油の流体抵抗が低減されているので、小径側から軸受２００内に流入した潤滑油を速やかに外径側から外部に排出することができる。これにより、軸受２００内の潤滑油の攪拌抵抗を低減することができるので、円すいころ軸受２００の回転トルクを低減することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１及び第５実施形態と同様である。

なお、本実施形態の変形例として、図４２及び図４３に示すように、径方向に対向する位置（対称位置）に配置される一対の柱部５３を、断面形状が翼型の柱部５３Ｂにするようにしてもよい。また、本変形例の柱部５３Ｂの翼型は、外周側曲面部１２１の前端から後端までの距離が短く、且つ内周側曲面部１２２の前端から後端までの距離が長くなるような形状である。このため、柱部５３Ｂには、図中矢印に示すように、軸受２００内を小径側から大径側に流れる潤滑油によって、径方向内側に向かう揚力が発生する。

本変形例によれば、柱部５３Ｂに径方向内側に向かう揚力が発生するため、この揚力と遠心力によって保持器１３０を径方向外側に広げようとする力とが相殺されて、保持器１２０の損傷を防止することができる。また、一対の柱部５３Ｂが、保持器１２０の径方向に対向する位置（対称位置）に配置されるので、保持器１２０の円周方向の力のバランスが確保されて、振れ回りなどの不要な振動を抑制することができる。

なお、２個以上の翼型の柱部５３Ａ又は柱部５３Ｂと通常形状の柱部５３とを混在させて用いる場合は、柱部５３Ａ又は柱部５３Ｂを円周方向に等間隔に配置することによって、保持器１２０の円周方向の力のバランスを確保することができる。

本発明に係る円すいころ軸受の第１実施形態を説明するための図であり、（ａ）は円すいころ軸受の要部断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。 本発明に係る円すいころ軸受の第２実施形態を説明するための図であり、（ａ）は円すいころ軸受の要部断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線矢視断面図である。 第２実施形態の円すいころ軸受の変形例を説明するための図であり、（ａ）〜（ｃ）は図２（ｃ）相当部分の断面図である。 本発明に係る円すいころ軸受の第３実施形態を説明するための要部断面図である。 図４に示す保持器の斜視図である。 本発明に係る円すいころ軸受の第４実施形態を説明するための要部断面図である。 本発明に係る円すいころ軸受の第５実施形態を説明するための要部断面図である。 図７に示す保持器が円すいころを保持した状態の部分展開図である。 第５実施形態の円すいころ軸受の第１変形例を説明するための要部断面図である。 第５実施形態の円すいころ軸受の第２変形例を説明するための要部断面図である。 図１０に示す保持器が円すいころを保持した状態の部分展開図である。 第５実施形態の円すいころ軸受の第３変形例を説明するための要部断面図である。 第５実施形態の円すいころ軸受の第４変形例を説明するための要部断面図である。 第５実施形態の円すいころ軸受の第５〜第７変形例を説明するための要部断面図である。 従来の円すいころ軸受を説明するための要部断面図である。 図１５に示す保持器が円すいころを保持した状態の部分展開図である。 本発明に係る円すいころ軸受の第６実施形態を説明するための図であり、（ａ）は保持器の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線矢視断面図である。 第６実施形態の円すいころ軸受の第１変形例を説明するための図であり、（ａ）は保持器の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線矢視断面図である。 第６実施形態の円すいころ軸受の第２変形例を説明するための要部断面図である。 本発明に係る円すいころ軸受の第７実施形態を説明するための要部断面図である。 図２０のＦ−Ｆ線矢視断面図である。 図２１に示す保持器が円すいころを保持した状態の部分展開図である。 第７実施形態の円すいころ軸受の変形例を説明するための要部断面図である。 従来の円すいころ軸受を説明するための要部断面図である。 本発明に係る円すいころ軸受の第８実施形態を説明するための要部断面図である。 図２５に示す保持器が円すいころを保持した状態の部分展開図である。 図２６に示す保持器の斜視図である。 第８実施形態の円すいころ軸受の変形例を説明するための部分展開図である。 図２８に示す保持器の斜視図である。 従来の円すいころ軸受を説明するための要部断面図である。 本発明に係る円すいころ軸受の第９実施形態を説明するための要部断面図である。 図３１のＧ−Ｇ線矢視断面図である。 図３２に示す保持器が円すいころを保持した状態の部分展開図である。 本発明に係る円すいころ軸受の第１０実施形態を説明するための要部断面図である。 図３４に示す円すいころ軸受を軸方向から見た図である。 図３４に示す保持器の斜視図である。 本発明に係る円すいころ軸受の第１１実施形態を説明するための要部断面図である。 図３７のＨ−Ｈ線矢視断面図である。 第１１実施形態の円すいころ軸受の変形例を説明するための要部断面図である。 本発明に係る円すいころ軸受の第１２実施形態を説明するための要部断面図である。 図４０に示す円すいころ軸受を軸方向から見た断面図である。 第１２実施形態の円すいころ軸受の変形例を説明するための要部断面図である。 図４２に示す円すいころ軸受を軸方向から見た断面図である。

符号の説明

２００ 円すいころ軸受
１１ 外輪
１１ａ 外輪軌道面
１２ 内輪
１２ａ 内輪軌道面
１２ｂ 小鍔部
１２ｃ 大鍔部
１３ 円すいころ
１０ 保持器
１５ 小径側円環部
１７ 内径側柱部
１７ａ 段付き部
１８ 外径側柱部
１９ ポケット部
２０ 保持器
２１ 連結部
３０ 保持器
３１ 大径側円環部
４０ 保持器
４１ 突起部
４２ 係合溝
５０ 保持器
５１ 大径側円環部
５２ 小径側円環部
５３ 柱部
５４ ポケット部
５５ 折り曲げ部
５６ 段部
５７ リブ
５８ リブ
Ｓ 隙間
６０ 保持器
６１ 金属部
６２ 樹脂部
６３ 芯金
Ｗ１ 柱部の円周方向幅
Ｔ１ 柱部の厚さ
Ｗ２ 大径側円環部の軸方向幅
Ｔ２ 小径側円環部の厚さ
７０ 保持器
７１ 切欠き
７２ 空間
７３ 段部
８０ 保持器
８１ 突条部
８２ 潤滑油
８３ 楔領域
９０ 保持器
９１ 潤滑溝
９２ エッジ部
９３ エッジ部
１００ 保持器
１０１ 凹凸部
１１０ 保持器
１１１ 貫通穴
１１２ 給油穴
１１３ 溝部
１２０ 保持器
５３Ａ 柱部
５３Ｂ 柱部
１２１ 外周側曲面部
１２２ 内周側曲面部

Claims (1)

1. 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有し、小径側端部に小鍔部が形成されていない内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動可能に配設される複数の円すいころと、前記複数の円すいころを円周方向に略等間隔に保持する保持器と、を備える円すいころ軸受であって、
   前記保持器は、小径側円環部と、
   前記小径側円環部の軸方向端面に、円周方向に略等間隔で内径側及び外径側に突設される内径側柱部及び外径側柱部と、を有する櫛型保持器であり、
   前記外径側柱部が前記円すいころのピッチ円直径と前記外輪軌道面との間に配置されると共に、前記内径側柱部が前記内輪軌道面と僅かな隙間を介して対向配置されることにより、軸受内における潤滑油の渦流の発生を抑制して前記軸受内の前記潤滑油の攪拌抵抗を低減し、
   前記内径側柱部は、先端部に径方向内側に突出する突起部を備え、
   前記突起部は、前記内輪軌道面の大径側に形成される係合溝と係合することを特徴とする円すいころ軸受。

Images