JP2012047201A - Tapered roller bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建設機械、自動車、鉄道車両、その他の産業機械における回転部に使用される円すいころ軸受に関する。 The present invention relates to a tapered roller bearing used for a rotating part in a construction machine, an automobile, a railway vehicle, and other industrial machines.
従来、建設機械をはじめとする各種の駆動装置には、その回転機構を回転自在に支持する軸受として円すいころ軸受が使用されている。この円すいころ軸受は、図5(c)に示すように、円すい状の外輪軌道面2sを有する外輪2と、円すい状の内輪軌道面1sを有し、該内輪軌道面1sの小径側に小鍔部11、大径側に大鍔部12を有する内輪1と、外輪軌道面2sと内輪軌道面1sとの間に転動自在に配され、小径側端面31と転動面33との間に面取り(以下、面取り部34と呼ぶ。)が施された複数の円すいころ3と、円すいころ3を円周方向で所定間隔に保持する保持器4と、を備えて構成される。
2. Description of the Related Art Conventionally, tapered roller bearings are used as bearings that rotatably support a rotating mechanism in various drive devices including construction machines. As shown in FIG. 5C, this tapered roller bearing has an outer ring 2 having a conical outer
円すいころ軸受の保持器は金属製であることが一般的であり、金属性保持器を用いた円すいころ軸受の組立て方法は、図4に示すように、先ず保持器4のポケット41に円すいころ3を保持させ、内輪1に組み込む。そして、保持器加締め治具5を用いて該治具5を押し込み、内輪1及び円すいころ3、保持器4が分離しない任意のポケット隙間になるまで加締める、といった方法(いわゆる加締め方式)が採られる。
The cage of the tapered roller bearing is generally made of metal, and the method of assembling the tapered roller bearing using the metallic cage is to first insert the tapered roller into the
しかしながら、金属製保持器は、平板を何度も塑性変形させて製作するため、樹脂製保持器に比べ加工工程が多く、材料費が高く、重量も重いというデメリットがある。そのため、自動車向けなどの外径100mm以下の円すいころ軸受には樹脂製保持器が多く採用されている。 However, since the metal cage is manufactured by plastically deforming a flat plate many times, there are disadvantages in that the number of processing steps is higher, the material cost is higher, and the weight is heavier than that of a resin cage. Therefore, many resin cages are used for tapered roller bearings having an outer diameter of 100 mm or less for automobiles and the like.
樹脂製保持器を用いた円すいころ軸受の組立て方法は、先ず所定のポケット隙間が残るように射出成型した保持器4のポケット41に円すいころ3を保持させる。その後、図5(a)に示すように、円すいころ3を保持した保持器4に内輪1を保持器4の大径側から小径側に向かって押し込むことによって、円すいころ3がポケット41を一時的に押し広げ、面取り部34が内輪1の小鍔部11を乗り越えることで、内輪1に組み込まれる(図5(b))。
In the method of assembling the tapered roller bearing using the resin cage, the
しかしながら、当該組立て方法(いわゆる圧入方式)では、内輪1を押し込む際に保持器4の弾性変形を伴うため、保持器4が破損する可能性がある。特に、建設機械用に用いられる外径200mm以上のサイズの大きい軸受では、保持器4の寸法のばらつきが大きくなり、保持器4が破損する可能性がより高くなる。
However, in the assembling method (so-called press-fitting method), the
組立て時の保持器破損を防止するためには、樹脂製の保持器4を変形させずに組立てるため、内輪1の小鍔部11の外径を小さくすることが考えられる。
In order to prevent breakage of the cage during assembly, it is conceivable to reduce the outer diameter of the
また、例えば特許文献1のように、樹脂製の保持器の小径側の柱部に切り欠き部を設けることによって、組立て時の保持器破損の可能性を軽減することも考えられる。
Further, for example, as in
しかしながら、内輪1の小鍔部11の外径を小さくすると、外輪2を外した状態で、内輪1及び円すいころ3、保持器4を製品(シャフト等)に固定する際に、内輪1から円すいころ3が分離してしまい、円すいころ3に傷がついて軸受の機能を損なったり、円すいころ3と保持器4が分離してしまい再度組立てを行うこととなり、作業性を著しく低下させてしまうおそれがある。また、特許文献1に記載の円すいころ軸受においては、保持器の柱部が部分的に細くなるため応力集中が発生しやすく、軸受使用中に保持器の切り欠き部に繰り返し応力が発生し、切り欠き部から破損するおそれがある。
However, when the outer diameter of the
本発明は、柱部の強度に影響を与えることなく、円すいころを保持した保持器に内輪を組み付ける際に保持器の破損を防止可能、且つ、円すいころを保持した保持器に内輪を組み付けた状態では内輪から円すいころと保持器が分離するのを防止可能な円すいころ軸受を提供することにある。 The present invention can prevent damage to the cage when assembling the inner ring to the cage holding the tapered roller without affecting the strength of the pillar portion, and the inner ring is assembled to the cage holding the tapered roller. It is an object of the present invention to provide a tapered roller bearing capable of preventing the tapered roller and the cage from being separated from the inner ring.
上記目的は以下の構成により達成される。
(1)円すい状の外輪軌道面を有する外輪と、
円すい状の内輪軌道面を有し、該内輪軌道面の小径側に小鍔部、大径側に大鍔部を有する内輪と、
前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配され、小径側端面と転動面とが面取り部を介して連結された複数の円すいころと、
前記円すいころを円周方向で所定間隔に保持する保持器と、を備え、
前記保持器に保持された前記円すいころの前記面取り部が前記小鍔部を乗り越えることにより、前記保持器と共に前記複数の円すいころが前記内輪に組み込まれる円すいころ軸受であって、
前記円すいころの面取り部が、前記転動面の面取り寸法よりも前記小径側端面の面取り寸法を小さくすることにより構成されることを特徴とする円すいころ軸受。
(2)前記保持器は、樹脂製であることを特徴とする(1)に記載の円すいころ軸受。
(3)建設機械の減速機用であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の円すいころ軸受。
(4)外径が200mm以上であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の円すいころ軸受。
The above object is achieved by the following configuration.
(1) an outer ring having a conical outer ring raceway surface;
An inner ring having a conical inner ring raceway surface, a small collar portion on the small diameter side of the inner ring raceway surface, and a large collar portion on the large diameter side;
A plurality of tapered rollers arranged between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface so as to be freely rollable and having a small-diameter side end face and a rolling face connected via a chamfer;
A retainer for holding the tapered rollers at a predetermined interval in the circumferential direction,
A tapered roller bearing in which the plurality of tapered rollers are incorporated into the inner ring together with the cage when the chamfered portion of the tapered roller held by the cage gets over the small collar portion,
A tapered roller bearing, wherein the chamfered portion of the tapered roller is configured by making a chamfer dimension of the end surface on the small diameter side smaller than a chamfer dimension of the rolling surface.
(2) The tapered roller bearing according to (1), wherein the cage is made of resin.
(3) The tapered roller bearing according to (1) or (2), wherein the tapered roller bearing is used for a reduction gear of a construction machine.
(4) The tapered roller bearing according to any one of (1) to (3), wherein an outer diameter is 200 mm or more.
上記のように構成された本発明の円すいころ軸受によれば、円すいころの面取り部を、転動面の面取り寸法よりも小径側端面の面取り寸法を小さくすることにより構成したことで、柱部の強度に影響を与えることなく、円すいころを保持した保持器に内輪を組み付ける際に、面取り部が内輪の小鍔部を案内することにより保持器の破損が防止され、且つ、円すいころを保持した保持器に内輪を組み付けた状態では、小径側端面が内輪の小鍔部に干渉することにより内輪から円すいころと保持器が分離するのを防止することができる。 According to the tapered roller bearing of the present invention configured as described above, the chamfered portion of the tapered roller is configured by making the chamfer dimension of the end surface on the small diameter side smaller than the chamfer dimension of the rolling surface. When assembling the inner ring to the cage that holds the tapered roller without affecting the strength of the cage, the chamfered portion guides the small collar part of the inner ring, preventing the cage from being damaged and holding the tapered roller. In a state where the inner ring is assembled to the cage, it is possible to prevent the tapered roller and the cage from being separated from the inner ring by the small-diameter side end surface interfering with the small collar portion of the inner ring.
以下、本発明の円すいころ軸受の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態の円すいころ軸受は、図5(c)に示す円すいころ軸受と基本的構成を同一にするので、先ず図5(c)を参照して、本実施形態の円すいころ軸受の基本的構成について説明する。また、図面は符号の向きに見るものとする。 Hereinafter, embodiments of the tapered roller bearing of the present invention will be described with reference to the drawings. The tapered roller bearing of the present embodiment has the same basic configuration as that of the tapered roller bearing shown in FIG. 5C. First, referring to FIG. 5C, the tapered roller bearing of the present embodiment. A basic configuration will be described. The drawings are to be viewed in the direction of the reference numerals.
本実施形態の円すいころ軸受は、図5(c)に示すように、円すい状の外輪軌道面2sを有する外輪2と、円すい状の内輪軌道面1sを有し、該内輪軌道面1sの小径側に小鍔部11、大径側に大鍔部12を有する内輪1と、外輪軌道面2sと内輪軌道面1sとの間に転動自在に配された複数の円すいころ3と、円すいころ3を円周方向で所定間隔に保持する保持器4と、を備えて構成される。
As shown in FIG. 5 (c), the tapered roller bearing of the present embodiment has an outer ring 2 having a tapered outer
保持器4は、樹脂から構成され、小径環状部42と、大径環状部43と、小径環状部42と大径環状部43とを連結して周方向に略等間隔で配置される複数の柱部44とを備え、これら小径環状部42、大径環状部43、および隣接する柱部44とで円すいころ3を保持するポケット41を構成する。各ポケット41には、それぞれ円すいころ3が転動自在に保持される。
The
円すいころ3は、小径側端面31と大径側端面32が同心状に配置され、両端面を結ぶ周面が大径側端面32側から小径側端面31側へ向かうに従って徐々に縮径された転動面33をなしている。小径側端面31と転動面33とは面取り部34を介して連結されている。言い換えると、小径側端面31と転動面33との間に面取り部34が設けられている。
In the tapered
続いて、本発明の円すいころ軸受の特徴部分について図1及び図2を参照して説明する。
図1(b)に拡大して示すように、円すいころ3の面取り部34は、図中r3で示されるように、転動面33の面取り寸法dy3よりも小径側端面31の面取り寸法dx3を小さくすることにより構成される。ここで、転動面33の面取り寸法dy3とは、転動面33と面取り部34との境界点P3から小径側端面31までの転動面33に沿った距離であり、小径側端面31の面取り寸法dx3とは、小径側端面31と面取り部34との境界点Q3から転動面33までの小径側端面31に沿った距離である。
Then, the characteristic part of the tapered roller bearing of this invention is demonstrated with reference to FIG.1 and FIG.2.
As shown in an enlarged view in FIG. 1B, the chamfered
通常、小径側端面31と転動面33との間に施される面取りは、転動面33の面取り寸法と小径側端面31の面取り寸法が等しくなる四半円弧で形成されるが、本発明の面取り部34は、転動面33の面取り寸法dy3よりも小径側端面31の面取り寸法dx3を小さくしたものである。
Normally, the chamfering performed between the small-diameter
ここで、面取り部34を四半円弧で構成する場合について検討する。
図6(b)は、面取り部34を組み付け時の保持器4を破損せずに圧入できる限界の干渉量S1となるような四半円弧r1としたものであり、転動面33と面取り部34との境界点P1から小径側端面31までの転動面33に沿った距離である転動面33の面取り寸法dy1と、小径側端面31と面取り部34との境界点Q1から転動面33までの小径側端面31に沿った距離である小径側端面31の面取り寸法dx1は等しくなっている(dy1=dx1)。限界の干渉量S1は、面取り部34を構成する四半円弧r1の最も内径側に位置する最内径点から小鍔部外周面11aまでの径方向距離であり、内輪1を円すいころ3を保持した保持器4に押し込む際の円すいころ3の径方向の移動量である。従って、図6(a)に示すように、円すいころ軸受の軸芯Oが鉛直方向となるように配置して円すいころ3を保持した保持器4に内輪1を組み付ける際には、限界の干渉量S1に基づいて転動面33の面取り寸法dy1が設定されているので、組み付ける時の保持器4の破損が防止される。
Here, a case where the chamfered
FIG. 6B shows a quadrant arc r1 that has a limit interference amount S1 that can be press-fitted without damaging the
しかし、図7(a)に示すように、円すいころ軸受の軸芯Oが水平方向となるように配置して外輪2を外した状態で内輪1及び円すいころ3、保持器4をシャフト等に固定する際、主に円すいころ3の自重により鉛直方向上方では円すいころ3と内輪軌道面1sとの隙間がなくなり、鉛直方向下方では鉛直方向上方の隙間減少分だけ隙間が広がることとなる。それにより、図7(b)に示すように、最下部に位置する円すいころ3の小径側端面31と面取り部34との境界点Q1が小鍔部外周面11aよりL1だけ下方に位置することとなる。従って、図中矢印で示す大鍔部12側から小鍔部11側に力が加わると面取り部34が小鍔部先端Bに接触し、円すいころ3が小鍔部先端Bに案内されて、内輪1から保持器4と円すいころ3が分離してしまうおそれがある。
However, as shown in FIG. 7 (a), the
これに対し、内輪1から保持器4と円すいころ3が分離してしまうのを防止するため、図8に示すように、最下部に位置する円すいころ3の小径側端面31と面取り部34との境界点Q2が内輪1から保持器4と円すいころ3が分離しない最小の干渉量L2だけ小鍔部外周面11aより上方に位置するように四半円弧r2を設定した場合を考える。このとき、転動面33と面取り部34との境界点P2から小径側端面31までの転動面33に沿った距離である転動面33の面取り寸法dy2と、小径側端面31と面取り部34との境界点Q2から転動面33までの小径側端面31に沿った距離である小径側端面31の面取り寸法dx2は等しくなっており、dx2<dx1、dy2<dy1の関係となっている。これにより、図中矢印で示す大鍔部12側から小鍔部11側に力が加わっても、面取り部34が小鍔部先端Bに接触して矢印方向の移動が規制され、内輪1から保持器4と円すいころ3が分離してしまうのが防止される。
On the other hand, in order to prevent the
しかし、この場合、円すいころ軸受の軸芯Oが鉛直方向となるように配置して円すいころ3を保持した保持器4に内輪1を組み付ける際には、図9に示すように、四半円弧r2の最も内径側に位置する最内径点から小鍔部外周面11aまでの径方向距離S2が限界の干渉量S1より長くなるので、組み付け時に保持器4が破損するおそれがある。
However, in this case, when the
従って、本実施形態では、図1(b)及び図2(b)に示すように、面取り部34における小径側端面31の面取り寸法dx3を、内輪1から保持器4と円すいころ3が分離しない最大寸法dx2以下とし(dx3≦dx2)、且つ、転動面33の面取り寸法dy3を、円すいころ3を保持した保持器4に内輪1を組み付ける際に保持器4が破損しない最小寸法dy1以上としている(dy3≧dy1)。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIGS. 1B and 2B, the
これにより、図1(a)に示すように、円すいころ軸受の軸芯Oが鉛直方向となるように配置して円すいころ3を保持した保持器4に内輪1を組み付ける際には、図1(b)に示すように、面取り部34を構成する面取りr3の最も内径側に位置する最内径点から小鍔部外周面11aまでの径方向距離S3が限界干渉量S1以下となる。従って、面取り部34が内輪1の小鍔部先端Bを案内することにより、組み付け時に円すいころ3がポケット41を一時的に押し広げ、円すいころ3の面取り部34が内輪1の小鍔部11を乗り越えて、内輪1に組み込まれて、組み付け時の保持器4の破損が防止される。
As a result, as shown in FIG. 1A, when the
また、図2(a)に示すように、円すいころ3を保持した保持器4に内輪1を組み付け、外輪2を外した状態で軸芯Oが水平方向になるように配置して内輪1及び円すいころ3、保持器4をシャフト等に固定する際には、図2(b)に示すように、最下部に位置する円すいころ3の小径側端面31と面取り部34との境界点Q3から小鍔部外周面11aまでの径方向距離L3が分離しない最小の干渉量L2以上となる。従って、この状態で大鍔部12側から小鍔部11側に力が加わったとしても、小径側端面31が内輪1の小鍔部先端Bに干渉することにより内輪1から円すいころ3と保持器4が分離するのを防止することができる。
Further, as shown in FIG. 2A, the
以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受によれば、面取り部34が、転動面33の面取り寸法dy3よりも小径側端面31の面取り寸法dx3を小さくすることにより構成されることで、柱部44の強度に影響を与えることなく、円すいころ3を保持した保持器4に内輪1を組み付ける際に、面取り部34が内輪1の小鍔部11を案内することにより保持器4の破損が防止され、且つ、円すいころ3を保持した保持器4に内輪1を組み付けた状態では、小径側端面31が内輪1の小鍔部11に干渉することにより内輪1から円すいころ3と保持器4が分離するのを防止することができる。また、本発明は、外径が200mm以上の円すいころ軸受に特に有用であり、建設機械の減速機用に好適に用いられる。
As described above, according to the tapered roller bearing of the present embodiment, the chamfered
なお、本発明に係る複列転がり軸受は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、図3に示すように、転動面33の面取り寸法dy3を組み付け時に保持器4が破損しない最小寸法dy1以上、且つ、小径側端面31の面取り寸法dx3を内輪1から保持器4と円すいころ3が分離しない最大寸法dx2以下とすれば、円すいころ3の面取り部34はテーパー形状であってもよい。
The double row rolling bearing according to the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
For example, as shown in FIG. 3, the chamfer dimension dy3 of the rolling
また、面取りの形状はテーパー形状以外でも、複数の円弧(アール)で構成される面取りや、複数のテーパーで構成される面取り、単数又は複数のテーパー及びアールの組合せで構成される面取りであってもよい。 Further, the chamfered shape may be a chamfer constituted by a plurality of arcs (R), a chamfer constituted by a plurality of tapers, or a chamfer constituted by a combination of one or a plurality of tapers and a radius, other than the tapered shape. Also good.
なお、金属製保持器が採用された円すいころ軸受においても、本発明の面取りを設けたころが採用された場合、加締め不良等による組み付け後の軸受分離防止の効果を得ることができ、本発明は樹脂製保持器に限らず金属製保持器にも適用することができる。 Even in a tapered roller bearing using a metal cage, when the roller provided with the chamfer of the present invention is used, it is possible to obtain an effect of preventing the bearing from being separated after assembly due to a caulking defect, etc. The invention can be applied not only to a resin cage but also to a metal cage.
1 内輪
11 小鍔部
12 大鍔部
1s 内輪軌道面
2 外輪
2s 外輪軌道面
3 円すいころ
31 小径側端面
32 大径側端面
33 転動面
34 面取り部
4 保持器
dy3 転動面の面取り寸法
dx3 小径側端面の面取り寸法
DESCRIPTION OF
Claims (4)
円すい状の内輪軌道面を有し、該内輪軌道面の小径側に小鍔部、大径側に大鍔部を有する内輪と、
前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配され、小径側端面と転動面とが面取り部を介して連結された複数の円すいころと、
前記円すいころを円周方向で所定間隔に保持する保持器と、を備え、
前記保持器に保持された前記円すいころの前記面取り部が前記小鍔部を乗り越えることにより、前記保持器と共に前記複数の円すいころが前記内輪に組み込まれる円すいころ軸受であって、
前記円すいころの面取り部が、前記転動面の面取り寸法よりも前記小径側端面の面取り寸法を小さくすることにより構成されることを特徴とする円すいころ軸受。 An outer ring having a conical outer ring raceway surface;
An inner ring having a conical inner ring raceway surface, a small collar portion on the small diameter side of the inner ring raceway surface, and a large collar portion on the large diameter side;
A plurality of tapered rollers arranged between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface so as to be freely rollable and having a small-diameter side end face and a rolling face connected via a chamfer;
A retainer for holding the tapered rollers at a predetermined interval in the circumferential direction,
A tapered roller bearing in which the plurality of tapered rollers are incorporated into the inner ring together with the cage when the chamfered portion of the tapered roller held by the cage gets over the small collar portion,
A tapered roller bearing, wherein the chamfered portion of the tapered roller is configured by making a chamfer dimension of the end surface on the small diameter side smaller than a chamfer dimension of the rolling surface.
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2010
- 2010-08-24 JP JP2010187511A patent/JP2012047201A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014228136A (en) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | 日本精工株式会社 | Conical roller bearing |
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