JP2018146013A - 円すいころ軸受の組立方法及びこの方法に用いられる治具 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の円すいころを含む保持器組立体を内輪に組み合わせる際に、円すいころに発生する面圧を低くし、損傷を防ぐ。【解決手段】保持器１４のポケット２０に円すいころ１３が仮収容された状態にある保持器組立体２７を、内輪１１の小鍔部１６側から軸方向に接近させ、保持器組立体２７の円すいころ１３が小鍔部１６を越えて内軌道面１７に嵌め入れられて内輪組立体２８が構成され、内輪組立体２８と外輪１２とを組み合わせる。この方法において、円すいころ１３それぞれが接触可能であって断面形状が凹円弧形状の凹溝３６が外周部３５に形成されている治具３０を、小鍔部１６に隣接して設ける。保持器組立体２７の円すいころ１３を凹溝３６に沿って摺動させ径方向外側へ向かわせることで前記保持器１４を拡径させ、円すいころ１３が小鍔部１６を越えて内軌道面１７に嵌め入れられる。【選択図】 図２

Description

本発明は、円すいころ軸受の組立方法及びこの方法に用いられる治具に関する。

円すいころ軸受は、大きなラジアル荷重を支持することができる共に、アキシャル荷重も支持することから、様々な分野で広く用いられている。円すいころ軸受は、外周側にテーパ状の内軌道面を有する内輪と、内周側にテーパ状の外軌道面を有する外輪と、内軌道面及び外軌道面に転がり接触する複数の円すいころと、これら円すいころを保持する環状の保持器とを備えている。内輪の内軌道面の両側には、径方向外側に突出している小鍔部及び大鍔部が設けられている。小鍔部は大鍔部と共に円すいころを挟むことで円すいころが軸方向に脱落するのを防止しており、また、大鍔部の側面に円すいころが接触することでアキシャル荷重を支持することができる。保持器は、軸方向両側の環状部と、これら環状部を繋ぐ複数の柱部とを有しており、両側の環状部の間であって周方向で隣り合う一対の柱部の間が、円すいころを収容するポケットとなる。

このような円すいころ軸受は、次のようにして組み立てられる（図８参照）。先ず、保持器９０のポケット９１に円すいころ９２を仮収容することで保持器組立体９５とする。ポケット９１から円すいころ９２が径方向外側に脱落するのを防ぐために、保持器９０の柱部９３の一部が円すいころ９２に径方向外側から接触するように保持器９０（ポケット９１）は構成されている。図８に示すように、保持器組立体９５を、内輪９６に対して小鍔部９７側から軸方向に接近させ、更に軸方向に移動させることにより、保持器組立体９５の円すいころ９２が、小鍔部９７を越えて、この小鍔部９７と大鍔部９８との間に形成されている内軌道面９９に嵌め入れられる。

ここで、保持器組立体９５に含まれる複数の円すいころ９２の小径側（図８では右側）における内接円の直径Ｄ８は、小鍔部９７の外周面９７ａの直径Ｄ９よりも小さい（Ｄ８＜Ｄ９）。これは、円すいころ軸受が完成した状態で小鍔部９７によって円すいころ９２の軸方向の脱落を防ぐためである。このため、保持器組立体９５の円すいころ９２が小鍔部９７を越える際、小鍔部９７によって円すいころ９２それぞれは径方向外側に押されて変位することから、保持器９０は拡径方向に弾性変形する。

このように、保持器組立体９５と内輪９６とを組み合わせる際、円すいころ９２が小鍔部９７に乗り上げて滑り接触するが、この間、円すいころ９２は保持器９０の弾性的な復元力によって小鍔部９７に強く押し付けられる。このため、円すいころ９２の外周面に傷が発生する可能性が高い。円すいころ９２の外周面は、内輪９６及び外輪に転がり接触する転動面となることから、外周面に傷が生じると、軸受性能を低下させたり、軸受寿命を低下させたりする。

そこで、特許文献１に示すように（図９参照）、治具１００を用いて保持器組立体９５と内輪９６とを組み合わせる方法が提案されている。治具１００は、内輪９６の小鍔部９７に隣接して設けられ、この治具１００の外周に小鍔部９７側に向かって拡径するテーパ面１０１を有している。

特開２０１６−５３４２２号公報

特許文献１に記載の方法によれば、治具１００及び内輪９６に対して、保持器組立体９５を軸方向に移動させると、保持器組立体９５の円すいころ９２が治具１００のテーパ面１０１に沿って摺動することで、円すいころ９２が徐々に径方向外側へ押され、保持器９０を拡径させ、その後、円すいころ９２が小鍔部９７を通過し、内軌道面９９に嵌め入れられる。これにより、円すいころ９２の外周面（転動面）に傷が付かないようにして組み立てが可能となる。

しかし、保持器９０の材質や構造（断面形状）により保持器９０の剛性が高くなる場合がある。この場合、前記の組み合わせの際に、保持器９０が弾性変形し難く、保持器組立体９５の円すいころ９２が、治具１００のテーパ面１０１に強く接触する。特に、円すいころ９２は凸曲面を有し、治具１００のテーパ面１０１も凸曲面であることから、両者の接触態様は点接触に近い状態となる。このような状態で両者が強く接触すると、発生する面圧は非常に高くなり、円すいころ９２の外周面（転動面）にまで変形が波及し、軸受性能を低下させたり、軸受寿命を低下させたりするおそれがある。

そこで、本発明は、複数の円すいころを含む保持器組立体を内輪に組み合わせる際に、円すいころに発生する面圧を低くし、損傷を防ぐことを目的とする。

本発明は、内輪、外輪、前記内輪と前記外輪の間に介在する複数の円すいころ、及び、前記円すいころを保持するポケットが周方向に複数形成されている環状の保持器を備えている円すいころ軸受の組み立て方法であって、前記ポケットに前記円すいころが径方向外側へ脱落不能となって仮収容された状態にある保持器組立体が構成される第一工程と、前記保持器組立体を前記内輪が有する小鍔部側から軸方向に接近させ、当該保持器組立体の前記円すいころが当該小鍔部を越えて前記内輪の内軌道面に嵌め入れられて内輪組立体が構成される第二工程と、前記内輪組立体と前記外輪とを組み合わせて円すいころ軸受とする第三工程と、を含み、前記第二工程では、前記小鍔部の外周面と連続状となる外周形状を有し、かつ、前記円すいころそれぞれが接触可能であって下記に定義する溝形状を有する凹溝が外周部に形成されている治具が、当該小鍔部に隣接して設けられており、更に前記第二工程では、前記保持器組立体を前記内輪及び前記治具との間で軸方向一方側に相対移動させることで、当該保持器組立体の前記円すいころを前記凹溝に沿って摺動させ径方向外側へ向かわせることで前記保持器を拡径させ、当該円すいころが前記小鍔部を越えて前記内軌道面に嵌め入れられる方法である。
溝形状：前記小鍔部側となる軸方向一方側に向かうにしたがって溝底が径方向外側へ向かう傾斜形状であり、かつ、断面形状が凹円弧形状

この組立方法によれば、保持器組立体を内輪及び治具との間で軸方向一方側に相対移動させると、保持器組立体の円すいころは治具の凹溝に沿って摺動する。この際、凹溝の前記溝形状によれば、円すいころは径方向外側に押され、保持器を徐々に弾性的に拡径させる。円すいころは凹溝に沿って摺動し保持器の拡径に伴ってこの凹溝に押し付けられるが、凹溝は断面が凹円弧形状であるため、両者の接触態様が凸曲面と凹曲面との接触となる。このため、円すいころと凹溝との接触面積が大きくなり、両者間で発生する面圧が低く、円すいころの外周面が損傷するのを防ぐことが可能となる。

また、前記治具は、前記凹溝の軸方向他方側に、当該凹溝が形成されている前記外周部と同心状の外周面を有し前記保持器が備えている小径環状部を隙間を有して外嵌させる仮組用軸部を有しており、前記第一工程では、前記仮組用軸部に前記小径環状部を外嵌させた仮組状態とし、前記治具の前記外周部と前記保持器との間に、前記円すいころを挿入可能とする環状空間が形成されており、前記環状空間に挿入した前記円すいころを、前記保持器のポケットに径方向内側から仮収容させ、前記保持器組立体とするのが好ましい。
この場合、治具の仮組用軸部に保持器の小径環状部を外嵌させることでこの治具に対して保持器をセンタリングすることができ、この状態（仮組状態）で、治具の外周部と保持器との間に円すいころを挿入し、円すいころをポケットに仮収容して保持器組立体を得ることが可能となる。そして、そのまま保持器組立体を治具との間で軸方向一方側に相対移動させることで、内輪組立体を得ることが可能となり、組み合わせの作業性が良い。

また、前記凹溝は、軸方向他方側に、前記仮組用軸部に外嵌させた前記小径環状部の軸方向内側面から径方向内側に延長した仮想面に沿った形状を有するガイド面を有しているのが好ましい。
この場合、前記環状空間に配置した円すいころを、前記ガイド面に沿って径方向外側に移動させてポケットに仮収容することが可能となり、容易に保持器組立体を得ることができる。

また、前記凹溝は、軸方向他方側に向かって前記凹円弧形状の曲率半径が小さくなる円すい面に沿った形状の第一溝部と、当該第一溝部から軸方向一方側に連続し円筒面に沿った形状の第二溝部と、を有しているのが好ましい。
この場合、円すいころが第一溝部に嵌まることで円すいころは安定して保持される。そして、保持器組立体を治具との間で相対移動させると、やがて保持器組立体の円すいころは第二溝部を摺動し案内される。第二溝部は円筒面に沿った形状であり、曲率半径がそれ以上大きくならない。そのため、円すいころの凸曲面と凹溝の凹曲面との間で生じる接触楕円が小さくなるのを防ぐことができ、面圧が高くなるのをより一層効果的に防ぐことが可能となる。

また、この場合において、円すいころ軸受が完成した状態で、円すいころの端縁に形成されている面取り部は内軌道面及び外軌道面に非接触である。そこで、前記第二溝部の軸方向に対する傾斜角度は、前記第一溝部の軸方向に対する傾斜角度よりも小さいのが好ましい。保持器組立体の円すいころは治具の凹溝に沿って摺動し、第二溝部において円すいころと凹溝とが比較的強く接触するが、前記構成によれば、第二溝に対して、円すいころの小径側端縁に形成されている面取り部を確実に摺動させることができる。前記のとおり接触面圧が低いが、仮に面取り部に傷が生じても、軸受性能には影響を与えない。

また、本発明は、内輪、外輪、前記内輪と前記外輪の間に介在する複数の円すいころ、及び、前記円すいころを保持するポケットが周方向に複数形成されている環状の保持器を備えている円すいころ軸受を組み立てるために、前記ポケットに前記円すいころが径方向外側へ脱落不能となって仮収容された状態にある保持器組立体を、前記内輪が有する小鍔部側から軸方向に接近させ、当該保持器組立体の前記円すいころが当該小鍔部を越えて前記内輪の内軌道面に嵌め入れられて内輪組立体が構成され、当該内輪組立体と前記外輪とを組み合わせて前記円すいころ軸受とするために用いられる治具であって、前記小鍔部の外周面と連続状となる外周形状を有し、かつ、前記円すいころそれぞれが接触可能であって下記に定義する溝形状を有する凹溝が外周部に形成されている。
溝形状：前記小鍔部側となる軸方向一方側に向かうにしたがって溝底が径方向外側へ向かう傾斜形状であり、かつ、断面形状が凹円弧形状
この治具が前記組み立て方法に用いられることで、保持器組立体と内輪とを組み合わせる際に、円すいころの外周面が損傷するのを防ぐことが可能となる。

本発明によれば、円すいころ軸受の組み立てにおいて、保持器組立体と内輪とを組み合わせる際に、円すいころの外周面が損傷するのを防ぐことが可能となる。

円すいころ軸受の断面図である。 内輪、治具、及び保持器組立体の断面図である。 内輪、治具、及び保持器組立体の斜視図である。 凹溝が形成されているガイド軸部の外周部を軸方向から見た断面図である。 内輪、治具、及び保持器組立体の断面図である。 内輪組立体、及び治具の断面図である。 （Ａ）は、ガイド軸部の外周部を軸方向から見た断面図であり、（Ｂ）は、他の形態の凹溝を説明する断面図である。 従来の組立方法を説明する断面図である。 従来の組立方法を説明する断面図である。

図１は、円すいころ軸受１０の断面図である。円すいころ軸受１０は、内輪１１、外輪１２、複数の円すいころ１３、及び環状の保持器１４を備えている。内輪１１は、軸方向一方側（図１では右側）の大鍔部１５と軸方向他方側（図１では左側）の小鍔部１６とを有し、これら大鍔部１５と小鍔部１６との間に内軌道面１７が形成されている。内軌道面１７は小鍔部１６側に向かって縮径するテーパ形状を有している。外輪１２の内周側には外軌道面１８が形成されている。外軌道面１８は軸方向他方側に向かって縮径するテーパ形状を有している。円すいころ１３の外周面１９はテーパ形状を有しており、複数の円すいころ１３は、内輪１１（内軌道面１７）と外輪１２（外軌道面１８）との間に介在している。

内軌道面１７の軸方向両側に設けられている大鍔部１５及び小鍔部１６は、内軌道面１７から径方向外側に突出しており、小鍔部１６は大鍔部１５と共に円すいころ１３を挟むことで円すいころ１３が軸方向に脱落するのを防止しており、また、大鍔部１５の側面１５ａに円すいころ１３の大端面１３ａが接触することで、円すいころ軸受１０はアキシャル荷重を支持することができる。

円すいころ１３の外周面１９は、内軌道面１７及び外軌道面１８に転がり接触する転動面となる。外周面１９と大端面１３ａとの間には面取り部２４が形成されており、外周面１９と小端面１３ｂとの間には面取り部２５が形成されている。これら面取り部２４，２５は、円すいころ１３の中心線Ｃ１を含む断面において、凸の曲面形状（凸のアール形状）を有している。

保持器１４は、全体として環状であり、樹脂製である。保持器１４には、円すいころ１３を収容するポケット２０が周方向に複数形成されている。保持器１４は、円すいころ１３の軸方向一方側に設けられている大径環状部２１と、円すいころ１３の軸方向他方側に設けられている小径環状部２２と、これら大径環状部２１と小径環状部２２とを繋いでいる柱部２３とを有している。大径環状部２１と小径環状部２２との間であって、周方向で隣り合う一対の柱部２３，２３の間が、前記ポケット２０となる。本実施形態の保持器１４では、軸方向他方側（図１では左側）から潤滑油が内輪１１と外輪１２との間に過剰に浸入するのを防ぐために、小径環状部２２と内輪１１との間には微小隙間が形成されており、また、小径環状部２２と外輪１２との間には微小隙間が形成されている。これにより、小径環状部２２の断面積は大きく（大径環状部２１の断面積よりも大きく）なっている。このため、保持器１４は樹脂製であり弾性変形可能であるが、特に小径側（小径環状部２２側）が弾性変形し難い構成となっている。
また、小径環状部２２の軸方向内側面２６が円すいころ１３の小端面１３ｂに対向している。小鍔部１６の軸方向内側面４５と小径環状部２２の軸方向内側面２６とが略同一（直線上）に組み立てられた状態で位置している。また、大径環状部２１の軸方向内側面４６が、円すいころ１３の大端面１３ａに対向している。大鍔部１５の軸方向内側面（側面１５ａ）と大径環状部２１の軸方向内側面４６とが略同一（直線上）に組み立てられた状態で位置している。

以上の構成を備えている円すいころ軸受１０の組立方法を説明する。まず、組立方法の概要について説明する。図２に示すように、保持器１４の各ポケット２０に円すいころ１３を仮収容する（第一工程）。全てのポケット２０に円すいころ１３が収容された保持器１４を、保持器組立体２７と呼ぶ。そして、図６に示すように、保持器組立体２７と内輪１１とを組み合わせる（第二工程）。保持器組立体２７と内輪１１とが組み合わされた状態のものを、内輪組立体２８と呼ぶ。最後に、内輪組立体２８と外輪１２とを組み合わせ（第三工程）、これにより円すいころ軸受１０が完成する（図１参照）。前記第一工程及び前記第二工程では、図２及び図３に示す治具３０が用いられ、また、内輪１１及び治具３０の中心線Ｃ０を鉛直方向として組立が行われる。

保持器組立体２７及び内輪組立体２８に関して説明する。前記第一工程において（図２参照）、ポケット２０は、円すいころ１３を径方向内側から装入可能とするが、径方向外側から装入不能とする形状を有している。これは、保持器組立体２７（図６に示す内輪組立体２８）の状態で、ポケット２０に収容した円すいころ１３が径方向外側に脱落しないようにするためである。具体的に説明すると、保持器１４の柱部２３の一部４４（図３参照）が円すいころ１３に径方向外側から接触するように保持器１４（ポケット２０）は構成されている。

また、図２に示すように、保持器組立体２７において、複数の円すいころ１３の小径側（図２では下側）の内接円の直径Ｄ１は、小鍔部１６の外周面１６ａの直径Ｄ２よりも小さい（Ｄ１＜Ｄ２）。これは、内輪組立体２８（図６）及び円すいころ軸受１０が完成した状態（図１）で小鍔部１６によって円すいころ１３の軸方向の脱落を防ぐためである。後に説明するが、保持器組立体２７と内輪１１との組み合わせ（嵌合）は、相互を軸方向に接近させることで行われるが、その途中で保持器組立体２７の円すいころ１３が小鍔部１６を越えて、この小鍔部１６と大鍔部１５との間に形成されている内軌道面１７に嵌め入れられる。この際、前記のとおりＤ１＜Ｄ２の関係のため、円すいころ１３は小鍔部１６を越える際に径方向外側に変位する必要があり、これにより、複数の円すいころ１３によって保持器１４は径方向外側に押されて拡径方向に弾性変形する。

以上のように、本実施形態の組立方法は、図２に示すように、保持器１４のポケット２０に円すいころ１３が径方向外側へ脱落不能となって仮収容された状態とし、保持器組立体２７が構成される（第一工程）。この保持器組立体２７を、内輪１１の小鍔部１６側から軸方向に接近させ（図５参照）、保持器組立体２７の円すいころ１３が小鍔部１６を越えて内輪１１の内軌道面１７に嵌め入れられ（図６参照）、これにより内輪組立体２８が構成される（第二工程）。そして、この内輪組立体２８と外輪１２とを組み合わせることにより、図１に示す円すいころ軸受１０が組み立てられる（第三工程）。内輪組立体２８と外輪１２との組み合わせは、両者を軸方向に沿って接近させればよい。

治具３０について説明する。図２及び図３に示すように、治具３０は軸状の部材であり、例えば鋼製である。内輪１１に対して治具３０は同心状の配置とされ、治具３０の中心線を内輪１１の中心線Ｃ０と一致させる。本実施形態の治具３０は、小鍔部１６側である軸方向一方側から順に（図２及び図３では上から順に）移行軸部３１、ガイド軸部３２、及び仮組用軸部３３を有している。

移行軸部３１は軸状であり、小鍔部１６と軸方向に突き合わされた状態となる。移行軸部３１の外周面３４は中心線Ｃ０を中心とする円筒面により構成されており、外周面３４の直径Ｄ３は小鍔部１６の外周面１６ａの直径Ｄ２と同じである。本実施形態では、小鍔部１６の外周面１６ａの直径Ｄ２は軸方向に沿って一定であるが、変化していてもよい。この場合、この外周面１６ａの治具３０側の端部における直径と、移行軸部３１が有する外周面３４の内輪１１側の端部における直径とが同じであればよい。つまり、移行軸部３１は、小鍔部１６の外周面１６ａと連続状となる外周形状（外周面３４）を有している。

ガイド軸部３２は軸状であり、外周部３５に複数の凹溝３６が形成されている。凹溝３６の数は、円すいころ１３（及びポケット２０）の数と同数であり、これら凹溝３６は周方向に等間隔で形成されている（図３参照）。凹溝３６は、溝幅の方向が周方向となるように形成されている。図２の二点鎖線で示す円すいころ１３は、ポケット２０に仮収容する前の状態を示しており、実線で示す円すいころ１３が仮収容された状態を示している。二点鎖線で示す円すいころ１３のように、凹溝３６に円すいころ１３の外周面１９が接触可能であり、また、図５に示すように、凹溝３６に円すいころ１３の面取り部２５が接触可能である。凹溝３６は、円すいころ１３それぞれが接触可能であり、円すいころ１３を誘導するガイドとなる。

凹溝３６の溝形状は、図２に示すように、小鍔部１６側となる軸方向一方側に向かうにしたがって溝底３７が径方向外側へ向かう傾斜形状であり、かつ、図４に示すように、断面形状が凹円弧形状である。図４は、凹溝３６が形成されているガイド軸部３２の外周部３５を軸方向から見た断面図である。

図２及び図３において、各凹溝３６は、軸方向他方側の第一溝部４１と、軸方向一方側の第二溝部４２とを有している。第一溝部４１は、軸方向他方側に向かって先細りとなるテーパ面（記凹円弧形状の曲率半径が小さくなる円すい面）に沿った形状を有している。このテーパ面の形状については、円すいころ１３の外周面１９と同じとすることができ、第一溝部４１には、円すいころ３１（一部）が嵌まることができる。第二溝部４２は、第一溝部４１から軸方向一方側に連続しており、円筒面に沿った形状を有している。図２では、第一溝部４１の軸方向に対する傾斜角度Ａ１と、第二溝部４２の軸方向に対する傾斜角度Ａ２とは異なる角度を有しており、第二溝部４２の傾斜角度Ａ２は、第一溝部４１の傾斜角度Ａ１よりも小さい（Ａ２＜Ａ１）。図２では、傾斜角度Ａ１，Ａ２は、それぞれ溝底（３７）における角度としており、溝底３７（各凹溝３６の周方向で最も深い位置）を各凹溝３６の軸方向に結ぶ線と中心線Ｃ０に平行な直線との成す角度である。第一溝部４１の傾斜角度Ａ１は、内輪１１の内軌道面１７の傾斜角度と等しく設定されている。

また、各凹溝３６は、軸方向他方側に、円すいころ１３の小端面１３ｂと対向するガイド面４３を有している。ガイド面４３は、仮組用軸部３３に外嵌させた保持器１４の小径環状部２２の軸方向内側面２６から径方向内側に延長した仮想面に沿った形状を有している。つまり、保持器１４の軸方向内側面２６と、治具３０のガイド面４３とは、軸方向に対して同じ傾斜角度を有しており、仮組用軸部３３に小径環状部２２を外嵌させた状態で、軸方向内側面２６とガイド面４３とは同一面上に位置することができる。

仮組用軸部３３は軸状であり、その外周面３８は中心線Ｃ０を中心とする円筒面により構成されている。この外周面３８は、凹溝３６の軸方向他方側に位置する面であり、凹溝３６が形成されているガイド軸部３２の外周部３５と同心状の面となる。前記第一工程の際、仮組用軸部３３の外周面３８に保持器１４の小径環状部２２を、隙間を有して外嵌させることで、治具３０を基準として保持器１４をセンタリング（芯合わせ）することができる。この隙間を確保するために、外周面３８の直径Ｄ４は、小径環状部２２の内径Ｄ５よりも小さく設定されている。また、外周面３８の直径Ｄ４は小鍔部１６の外周面１６ａの直径Ｄ２と同じであってもよいが（Ｄ４＝Ｄ２）、この外周面１６ａの直径Ｄ２よりも少し小さくてもよい（Ｄ４＜Ｄ２）。この仮組用軸部３３に小径環状部２２を外嵌させた仮組状態で、治具３０の凹溝３６が形成されている外周部３５と、保持器１４との間に、円すいころ１３を挿入可能とする環状空間２９が形成される。

以上の構成を備えている治具３０を用いて行う組立方法の具体例について説明する。図２に示すように、内輪１１及び治具３０の中心線Ｃ０を鉛直方向とし、治具３０が内輪１１の小鍔部１６に隣接して設けられている。治具３０の軸方向他方側の端部から保持器１４が嵌め入れられており、仮組用軸部３３の径方向外側に保持器１４の小径環状部２２を位置させた状態とする。これにより、治具３０及び内輪１１に対して保持器１４はセンタリングされる。また、治具３０の凹溝３６と、保持器１４のポケット２０との位相を一致させた状態とする。

この状態で、ガイド軸部３２の外周部３５と保持器１４との間には、環状空間２９が形成されており、この環状空間２９に円すいころ１３を入れる（図２の二点鎖線で示す状態）。環状空間２９の各円すいころ１３は、凹溝３６に嵌った状態で周方向について位置決めされ、また、円すいころ１３は、ガイド面４３に接触することで軸方向についても凹溝３６により位置決めされる。そして、円すいころ１３を、ガイド面４３に沿って径方向外側に移動させることで、ポケット２０に収容（仮収容）させた状態とする。これにより、保持器組立体２７が得られる。本実施形態では、中心線Ｃ０を鉛直方向としていることで、ポケット２０に仮収容された円すいころ１３は、保持器１４の大径環状部２１と小径環状部２２との間に位置した状態で維持される。以上が第一工程である。

全てのポケット２０に円すいころ１３を仮収容させた状態で、保持器組立体２７を、治具３０及び内輪１１に対して軸方向一方側に相対移動させる。すると、保持器組立体２７の円すいころ１３は、やがて凹溝３６に接触し、更に、凹溝３６に沿って摺動し、凹溝３６の溝底３７に押されて径方向外側へ向かう（図５参照）。保持器組立体２７において、前記のとおり、保持器１４の柱部２３（の一部４４、図３参照）が円すいころ１３に径方向外側から接触することで、円すいころ１３はポケット２０から径方向外側へ移動不能となっている。このため、保持器１４は、径方向外側へ向かう円すいころ１３によって押され、拡径方向に弾性変形しながら、保持器組立体２７は軸方向一方側に進む。なお、保持器組立体２７の進行により、ポケット２０に仮収容されている円すいころ１３が軸方向一方側へ直線的に移動すると、円すいころ１３の面取り部２５が、凹溝３６の第二溝部４２に接触し、第二溝部４２を摺動する。

円すいころ１３の面取り部２５が第二溝部４２を摺動し、第二溝部４２を越えると、面取り部２５はそのまま移行軸部３１の外周面３４を摺動する。保持器組立体２７と、治具３０及び内輪１１との相対移動が継続され、円すいころ１３の面取り部２５が、内輪１１の小鍔部１６の外周面１６ａを摺動し、小鍔部１６を越えると、保持器１４は弾性復元力により縮径し、図６に示すように、円すいころ１３は内軌道面１７に嵌め入れる。これにより、内輪組立体２８が得られる。この状態で、円すいころ１３は径方向外側及び軸方向両側に脱落せず、また、保持器１４も円すいころ１３により拘束され、内輪１１から脱落しない。以上が第二工程である。

内輪組立体２８と外輪１２（図１参照）とを組み合わせる際、治具３０を内輪１１から分離させ、内輪組立体２８と外輪１２とを軸方向に沿って接近させ、円すいころ１３の径方向外側に外輪１２を配置させればよい。以上が、第三工程である。これにより、円すいころ１３が完成する。

以上のように、本実施形態の組立方法では、治具３０を内輪１１の小鍔部１６に隣接して設け（図２参照）、この治具３０（仮組用軸部３３）に嵌めた保持器１４の各ポケット２０に円すいころ１３を仮収容し、保持器組立体２７とする（第一工程）。そして、保持器組立体２７を内輪１１及び治具３０との間で軸方向一方側に相対移動させることで、保持器組立体２７の円すいころ１３を凹溝３６に沿って摺動させ径方向外側へ向かわせることで保持器１４を拡径させ（図５参照）、円すいころ１３が小鍔部１６を越えて内軌道面１７に嵌め入れられる（第二工程）。

この組立方法では、第二工程において、保持器組立体２７の円すいころ１３は治具３０の凹溝３６に沿って摺動する。この際、凹溝３６の溝形状が、前記のとおり、小鍔部１６側となる軸方向一方側に向かうにしたがって溝底３７が径方向外側へ向かう傾斜形状であり、かつ、断面形状が凹円弧形状となっている（図４参照）ことから、図５に示すように、円すいころ１３は凹溝３６によって径方向外側に押され、保持器１４を徐々に弾性的に拡径させる。つまり、凹溝３６により、保持器１４を径方向外側に弾性的に押し広げる。保持器１４の拡径に伴って円すいころ１３は凹溝３６に押し付けられるが、凹溝３６は断面円弧形状であるため、両者の接触態様が凸曲面と凹曲面との接触となる。このため、円すいころ１３と凹溝３６との接触面積が、図９に示す従来例の場合よりも大きくなり、両者間で発生する面圧が低くなる。この結果、円すいころ１３の外周面１９が損傷するのを防ぐことが可能となる。

また、第二工程において、保持器組立体２７の円すいころ１３は、弾性的に拡径する保持器１４の反力により、第二溝部４２に比較的強く接触する。そこで、円すいころ１３において第二溝部４２に接触する部分を面取り部２５としている。これは、図１に示すように、完成した円すいころ軸受１０では、この面取り部２５は、円すいころ１３の転動面に含まれず、内軌道面１７及び外軌道面１８に非接触となるからである。つまり、前記のとおり接触面圧が従来例よりも低くなるが、仮に面取り部２５に傷が生じても、面取り部２５は、円すいころ１３の転動面に含まれないことから、軸受性能には影響を与えないためである。そして、本実施形態では、第二溝部４２に対して面取り部２５を確実に接触させるために、前記のとおり（図２参照）第二溝部４２の傾斜角度Ａ２は小さく設定されている（第一溝部４１の傾斜角度Ａ１よりも小さく設定されている）。この構成によれば、図５に示すように、円すいころ１３の外周面１９と第二溝部４２における溝底３７ｂとの成す角度を大きくすることができ、第二溝４２に対して、円すいころ１３の面取り部２５を確実に摺動させることができる。

更に、第二工程において、保持器組立体２７の円すいころ１３の面取り部２５は、第二溝部４２を摺動し案内される。第二溝部４２は円筒面に沿った形状であり、曲率半径ｒ１（図７（Ａ）参照）はそれ以上大きくならない。このため、円すいころ１３の面取り部２５における凸曲面と、凹溝３６の凹曲面との間で生じる接触楕円が小さくなるのを防ぐことができる。つまり、両者間の面圧が高くなるのをより一層効果的に防ぐことが可能となる。仮に凹溝３６が単一のテーパ面形状に沿った形状である場合（図７（Ｂ）参照）、その凹溝３６において面取り部２５が摺動する領域では、軸方向一方側に向かうにしたがって曲率半径ｒ２が徐々に大きくなる（ｒ２＞ｒ１）。すると、円すいころ１３と凹溝３６との接触楕円の大きさは、図７（Ｂ）に示す形態の方が、図７（Ａ）に示す本実施形態よりも小さくなり、相互間の接触面圧が高まる傾向がある。そこで、本実施形態では、第二溝部４２を円筒面に沿った形状とし、曲率半径ｒ１が大きくなるのを防ぎ、円すいころ１３と凹溝３６との間で生じる面圧が高くなるのを防いでいる。

第一工程において（図２参照）、治具３０の仮組用軸部３３に保持器１４の小径環状部２２を外嵌させた仮組状態で、治具３０の凹溝３６が形成されている外周部３５と保持器１４との間に、円すいころ１３を挿入可能とする環状空間２９が形成されており、この環状空間２９に挿入した円すいころ１３を、保持器１４のポケット２０に径方向内側から仮収容させ、保持器組立体２７としている。更に、環状空間２９に配置した円すいころ１３をポケット２０に仮収容する際、円すいころ１３を、凹溝３６のガイド面４３に沿って径方向外側のポケット２０へ向かわせることができる。

このように、第一工程において、治具３０の仮組用軸部３３に保持器１４の小径環状部２２を外嵌させることで、治具３０に対して保持器１４をセンタリング（芯合わせ）することができ、更に、この仮組状態で、治具３０の外周部３５と保持器１４との間に円すいころ１３を挿入し、保持器組立体２７を得ることが可能となる。また、環状空間２９に配置した円すいころ１３を、ガイド面４３に沿って径方向外側に移動させてポケット２０に仮収容することから、容易に保持器組立体２７を得ることができる。そして、第二工程では、そのまま保持器組立体２７を治具３０との間で軸方向一方側に相対移動させることで、内輪組立体２８を得ることが可能となり、組み立ての作業性が良い。

治具３０において、凹溝３６の第一溝部４１は、軸方向他方側に向かって先細りとなるテーパ面に沿った形状を有しており、円すいころ１３（一部）が嵌まることのできる形状となっている。このため、第一工程において、環状空間２９に入れた円すいころ１３は、第一溝部４１に嵌まることで安定し、ポケット２０と位相を一致させることができる。
また、第一溝部４１をテーパ面に沿った形状とすることで、図３に示すように、周方向で隣り合う凹溝３６，３６間に、高さ及び先端幅（径方向外側の幅）を充分に有する凸壁部３９が形成される。凸壁部３９において「高さ及び先端幅が充分」であるとは、隣り合う凹溝３６，３６を明確に区画していることを意味する。凸壁部３９の高さ及び先端幅がガイド面４３のある軸方向他方側まで充分であることにより、各凹溝３６に嵌まる円すいころ１３の姿勢を維持することができる。その結果、隣り合う円すいころ１３，１３同士が接触しないように凸壁部３９を間に介在させることができる。

以上のように、本実施形態の治具３０を用いて行う組立方法によれば、この治具３０には、保持器組立体２７の各円すいころ１３を誘導する凹溝３６が形成されている。各円すいころ１３は、内輪１１の小鍔部１６を最終的に越えるために、凹溝３６によって誘導されながら径方向外側に変位し保持器１４を拡径させ（図５）、その反力によって凹溝３６に押し付けられる。そこで、本実施形態の凹溝３６は断面形状が凹円弧形状を有しているので、円すいころ１３（面取り部２５）と凹溝３６との接触態様が凸曲面と凹曲面との接触となる。このため、両者間で発生する面圧が低くなり、円すいころ１３の面取り部２５を通じて外周面１９に変形等が波及するのを防ぐことができ、外周面１９が損傷するのを防ぐことが可能となる。

以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。治具３０は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、前記実施形態では、凹溝３６が、テーパ面に沿った形状を有する第一溝部４１と、円筒面に沿った形状を有する第二溝部４２とを含む構成としたが、凹溝３６は、すべてテーパ面に沿った形状であってもよく、また、すべて円筒面に沿った形状であってもよい。また、治具３０において、移行軸部３１を省略してガイド軸部３２が小鍔部１６に直接接触（接続）する形状であってもよい。

１０：円すいころ軸受 １１：内輪 １２：外輪
１３：円すいころ １３ｂ：小端面 １４：保持器
１６：小鍔部 １６ａ：外周面 １７：内軌道面
２０：ポケット ２２：小径環状部 ２６：軸方向内側面
２７：保持器組立体 ２８：内輪組立体 ２９：環状空間
３０：治具 ３３：仮組用軸部 ３５：外周部
３６：凹溝 ３７：溝底 ３８：外周面
４１：第一溝部 ４２：第二溝部 ４３：ガイド面
Ａ１：傾斜角度 Ａ２：傾斜角度

Claims (6)

1. 内輪、外輪、前記内輪と前記外輪の間に介在する複数の円すいころ、及び、前記円すいころを保持するポケットが周方向に複数形成されている環状の保持器を備えている円すいころ軸受の組み立て方法であって、
   前記ポケットに前記円すいころが径方向外側へ脱落不能となって仮収容された状態にある保持器組立体が構成される第一工程と、
   前記保持器組立体を前記内輪が有する小鍔部側から軸方向に接近させ、当該保持器組立体の前記円すいころが当該小鍔部を越えて前記内輪の内軌道面に嵌め入れられて内輪組立体が構成される第二工程と、
   前記内輪組立体と前記外輪とを組み合わせて円すいころ軸受とする第三工程と、を含み、
   前記第二工程では、前記小鍔部の外周面と連続状となる外周形状を有し、かつ、前記円すいころそれぞれが接触可能であって下記に定義する溝形状を有する凹溝が外周部に形成されている治具が、当該小鍔部に隣接して設けられており、
   更に前記第二工程では、前記保持器組立体を前記内輪及び前記治具との間で軸方向一方側に相対移動させることで、当該保持器組立体の前記円すいころを前記凹溝に沿って摺動させ径方向外側へ向かわせることで前記保持器を拡径させ、当該円すいころが前記小鍔部を越えて前記内軌道面に嵌め入れられる、円すいころ軸受の組立方法。
   溝形状：前記小鍔部側となる軸方向一方側に向かうにしたがって溝底が径方向外側へ向かう傾斜形状であり、かつ、断面形状が凹円弧形状
2. 前記治具は、前記凹溝の軸方向他方側に、当該凹溝が形成されている前記外周部と同心状の外周面を有し前記保持器が備えている小径環状部を隙間を有して外嵌させる仮組用軸部を有しており、
   前記第一工程では、前記仮組用軸部に前記小径環状部を外嵌させた仮組状態とし、前記治具の前記外周部と前記保持器との間に、前記円すいころを挿入可能とする環状空間が形成されており、前記環状空間に挿入した前記円すいころを、前記保持器のポケットに径方向内側から仮収容させ、前記保持器組立体とする、請求項１に記載の円すいころ軸受の組立方法。
3. 前記凹溝は、軸方向他方側に、前記仮組用軸部に外嵌させた前記小径環状部の軸方向内側面から径方向内側に延長した仮想面に沿った形状を有するガイド面を有している、請求項２に記載の円すいころ軸受の組立方法。
4. 前記凹溝は、軸方向他方側に向かって前記凹円弧形状の曲率半径が小さくなる円すい面に沿った形状の第一溝部と、当該第一溝部から軸方向一方側に連続し円筒面に沿った形状の第二溝部と、を有している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の円すいころ軸受の組立方法。
5. 前記第二溝部の軸方向に対する傾斜角度は、前記第一溝部の軸方向に対する傾斜角度よりも小さい、請求項４に記載の円すいころ軸受の組立方法。
6. 内輪、外輪、前記内輪と前記外輪の間に介在する複数の円すいころ、及び、前記円すいころを保持するポケットが周方向に複数形成されている環状の保持器を備えている円すいころ軸受を組み立てるために、
   前記ポケットに前記円すいころが径方向外側へ脱落不能となって仮収容された状態にある保持器組立体を、前記内輪が有する小鍔部側から軸方向に接近させ、
   当該保持器組立体の前記円すいころが当該小鍔部を越えて前記内輪の内軌道面に嵌め入れられて内輪組立体が構成され、
   当該内輪組立体と前記外輪とを組み合わせて前記円すいころ軸受とするために用いられる治具であって、
   前記小鍔部の外周面と連続状となる外周形状を有し、かつ、前記円すいころそれぞれが接触可能であって下記に定義する溝形状を有する凹溝が外周部に形成されている、治具。
   溝形状：前記小鍔部側となる軸方向一方側に向かうにしたがって溝底が径方向外側へ向かう傾斜形状であり、かつ、断面形状が凹円弧形状

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