JP3039638B2 - 円すいころ軸受 - Google Patents

円すいころ軸受

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JP3039638B2 JP10206151A JP20615198A JP3039638B2 JP 3039638 B2 JP3039638 B2 JP 3039638B2 JP 10206151 A JP10206151 A JP 10206151A JP 20615198 A JP20615198 A JP 20615198A JP 3039638 B2 JP3039638 B2 JP 3039638B2
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    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/36Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
    • F16C19/364Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】この発明に係る円すいころ軸
受は、自動車のギヤボックスに装着してシャフトを回転
自在に支持したり、或は自動車の懸架装置に装着して、
車軸を回転自在に支持する場合等に利用する。
【0002】
【従来の技術】円すい台状の円すいころを組み込んだ円
すいころ軸受は、ラジアル荷重とアキシャル荷重とを支
持する事ができ、しかも耐荷重が大きい為、大きな荷重
が加わる各種回転支持部分に利用されている。この様な
円すいころ軸受は、図2に示す様に、テーパ状の内方軌
道1を有する外輪2と、テーパ状の外方軌道3を有し、
この外方軌道3の小径側端部に小鍔部4を、大径側端部
に大鍔部5をそれぞれ形成した内輪6と、保持器7によ
って上記内方軌道1と外方軌道3との間に保持案内され
る複数の円すいころ8、8とから構成している。
【0003】この様な円すいころ軸受9は、例えば図3
に示す様に、外輪2をハウジング10に内嵌し、内輪6
を軸11に外嵌する事により、ハウジング10の内周面
と軸11の外周面との間に装着する。この様に円すいこ
ろ軸受9を装着した状態で、軸11にラジアル方向或は
アキシャル方向の荷重が加わった場合、何れの方向の荷
重も円すいころ8、8により支承され、軸11とハウジ
ング10との相対的回転が円滑に行なわれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の様に
構成され使用される円すいころ軸受に於いては、従来次
に述べる様な不都合を生じた。即ち、円すいころ軸受9
を組み立てる場合、図4に示す様に、先ず保持器7によ
って保持された複数の円すいころ8、8と内輪6とを組
み合わせ、次いで上記複数の円すいころ8、8を外輪2
の内側に組み付ける様にしている。
【0005】保持器7によって保持された複数の円すい
ころ8、8と内輪6とを組み合わせる場合、小鍔部4を
下側にした状態で両部材8、6同士を組み合わせるが、
この際、複数の円すいころ8、8が保持器7の窓13
(それぞれ1個ずつの円すいころ8を転動自在に保持す
る為、保持器7に形成した矩形の透孔)の内側で変位す
る。そして、複数の円すいころ8、8が正規の状態に整
列せず、しかも複数の円すいころ8、8と内輪6との関
係は、各円すいころ8、8の尾部側(小径側)端面が内
輪6の小鍔部4に当接し、各円すいころ8、8の頭部側
(大径側)端面と内輪6の大鍔部5との間に隙間12が
存在した状態となる。この状態から、複数の円すいころ
8、8を外輪2の内側に組み付けた場合、図5に示す様
に、各円すいころ8、8の頭部側端面と内輪6の大鍔部
5との間に隙間12が存在したままの状態に組み立てら
れる。
【0006】円すいころ軸受9の使用状態に於いては、
図3に示す様に、各円すいころ8、8の頭部側端面が内
輪6の大鍔部5に当接する為、図5に示す様に、各円す
いころ8、8の頭部側端面と内輪6の大鍔部5との間に
隙間12が存在した状態に組み立てられた円すいころ軸
受9を、図3に示す様にハウジング10と軸11との間
に組み付けて使用した場合、使用に伴なって各円すいこ
ろ8、8が、内輪6の大鍔部5に向けて移動する。
【0007】この様に、外輪2と内輪6との間に設けた
複数の円すいころ8、8が大鍔部5に向け移動するのに
伴なって、各円すいころ8、8と外輪2の内方軌道1と
が当接する圧力が小さくなり、円すいころ軸受9の予圧
力が不足してしまう。この様な原因による予圧力不足の
発生を防止する為従来から、円すいころ軸受9をハウジ
ング10と軸11との間等に仮組み付けした後、ハウジ
ング10と軸11とを相対的に回転させる事により、円
すいころ軸受9の馴染み運転を行ない、円すいころ軸受
9を構成する複数の円すいころ8、8の頭部側端面を内
輪6の大鍔部5に当接させてから、円すいころ軸受9を
ハウジング10と軸11との間等に、本組み付けする
(予圧を付与する)事が行われている。
【0008】ところが、従来の円すいころ軸受9の場
合、内輪6と複数の円すいころ8、8とを図4に示す様
に組み合わせた場合に、各円すいころ8、8の頭部側端
面と内輪6の大鍔部5との間に形成される隙間12の寸
法が大きい為、上記馴染み運転を十分に(ハウジング1
0と軸11との相対的回転を多く)しなければならず、
面倒であった。
【0009】この様な事情に鑑みて、実公昭58−50
094号公報には、保持器を弾性を有する合成樹脂によ
り造り、この保持器の一部を小鍔部に対して突っ張らせ
る事により、円すいころの頭部側端面を大鍔部に押し付
ける構造が記載されている。この様な構造によれば、上
記馴染み運転を少なくしても、予圧力不足の発生を防止
できる。但し、この公報に記載された構造の場合には、
特殊な保持器を使用する為、部品の汎用性がなくてコス
トが嵩むだけでなく、上記保持器の一部と小鍔部とが摩
擦係合したままとなる為、回転トルクが大きくなった
り、運転時の発熱が多くなり易く、焼き付き等の故障が
発生し易くなるものと考えられる。又、上記保持器が破
損し易く、耐久性及び信頼性の面からも問題が多い。
【0010】更に、上記公報に記載された発明の場合に
は、金属に比べて耐熱性及び耐薬品性が劣る、合成樹脂
製の保持器を使用する為、高温下での使用はできず、使
用可能な潤滑剤の種類も限定される等、用途が限定され
る事が避けられない。又、使用可能な潤滑剤にしても、
上記保持器が摩耗する事により生じた摩耗粉がこの潤滑
剤を汚染する事が考えられ、やはり、耐久性、信頼性の
面から問題を生じる。更に、常に内輪と擦れ合ったまま
となる合成樹脂製の保持器が摩耗する為、保守・点検の
為に分解した後、再組立を行なう際には、この保持器を
交換する必要が生じ、保守・点検に要するコストが嵩
む。更には、合成樹脂製の保持器の一部を内輪外周面の
小鍔部に対して突っ張らせる必要上、この内輪の幅を、
本来円すいころ軸受を構成する為に必要とする以上に大
きくしなければならず、円すいころ軸受が大型化する。
本発明は、上述の様な不都合を何れも解消できる円すい
ころ軸受を提供するものである。
【0011】
【課題を解決する為の手段】本発明の円すいころ軸受
は、テーパ状の内方軌道を有する外輪と、テーパ状の外
方軌道を有し、この外方軌道の小径側端部に小鍔部を、
大径側端部に大鍔部をそれぞれ形成した内輪と、保持器
によって上記内方軌道と外方軌道との間に保持案内され
る複数の円すいころとから構成される。特に、本発明の
円すいころ軸受に於いては、上記各円すいころを内輪の
外方軌道上の正規位置に配列し、且つ各円すいころの尾
部側と小鍔部とを接触させた場合に、各円すいころの頭
部側端面と大鍔部との間に形成される隙間の寸法△L
を、0.2mm以下としている。
【0012】
【作用】上述の様に構成する本発明の円すいころ軸受を
ハウジングと軸との間等に装着し、両部材の相対的回転
を自在とすると共に、両部材の間に働くラジアル方向の
荷重とアキシャル方向の荷重とを支承する際の作用自体
は、前述した従来からの円すいころ軸受と同様である。
特に、本発明の円すいころ軸受の場合、円すいころの頭
部側端面と大鍔部との間に形成される隙間の寸法△Lを
小さくしている為、この円すいころ軸受をハウジングと
軸との間等に組み付けた後、ころの頭部側端面と大鍔部
とを当接させる迄に要する馴染み運転が短いもので済
み、円すいころ軸受に十分な予圧を付与する作業が容易
になる。
【0013】又、保持器を使用する場合も、この保持器
は一般的なもので足りる。しかも、馴染み運転を終了し
た後予圧を付与した状態では、従来から一般的に知られ
ている円すいころ軸受と同じ様に機能して、保持器が内
輪の一部と擦れ合う事もない。この為、コストが増大し
たり、或は回転トルクや発熱量の増大を招く事もない。
従って、保持器の性状に基づいて円すいころ軸受の用途
が限定される事がなく、信頼性及び耐久性の確保も容易
である。又、保持器を組み込む為に、内輪の幅を必要以
上に大きくする必要もない為、円すいころ軸受の小型・
軽量化も容易である。
【0014】
【実施例】次に、本発明の効果を確認する為に行った実
験に就いて説明しつつ、本発明を更に詳しく説明する。
本発明の円すいころ軸受9は、図1〜2に示す様に、テ
ーパ状の内方軌道1を有する外輪2と、テーパ状の外方
軌道3を有し、この外方軌道3の小径側端部に小鍔部4
を、大径側端部に大鍔部5をそれぞれ形成した内輪6
と、保持器7によって上記内方軌道1と外方軌道3との
間に保持案内される複数の円すいころ8、8とから構成
している。
【0015】そして、保持器7は金属製で、各円すいこ
ろ8、8の投影面積よりも小さな窓13、13を形成し
た篭形保持器としており、この保持器7を、各円すいこ
ろ8、8のピッチ円径よりも大径としている。この結
果、保持器7により保持された複数の円すいころ8、8
を内輪6の外側に装着した場合、これら複数の円すいこ
ろ8、8は内輪6と分離する事なく、両部材6、8を一
体的に取り扱える状態となる。
【0016】本発明の円すいころ軸受9は、図1に示す
様に、円すいころ8を内輪6の外方軌道3上の正規位置
に配列し、且つ各円すいころ8の尾部側と小鍔部4とを
接触させた場合に各円すいころ8の頭部側端面と大鍔部
5との間に形成される、隙間12の寸法△Lを規制して
いる。即ち、本発明の場合、上記隙間12の寸法△Lを
0.2mm以下(△L≦0.2mm)としている。これに対
して、従来の円すいころ軸受の場合、上記隙間12の寸
法△Lは0.4〜0.6mm程度であった。
【0017】次に、上述の様に、円すいころ8を内輪6
の外方軌道3上の正規位置に配列し、且つ各円すいころ
8の尾部側と小鍔部4とを接触させた場合に、各円すい
ころ8の頭部側端面と大鍔部5との間に形成される隙間
12の寸法△Lを、0.2mm以下とした場合の効果を確
認する為に行なった実験に就いて説明する。
【0018】実験は、図5に示す様に、各円すいころ
8、8の頭部側端面と内輪6の大鍔部5とが当接しない
状態に組み立てられた円すいころ軸受9を、外輪2を固
定する事により、同図に示した様に水平に保持し、内輪
6を回転させたり、或は往復揺動させる事に伴なう内輪
6の変位量を測定する事で行なった。即ち、図5に示す
様な状態に組み立てられた円すいころ軸受9を運転した
場合、内輪6の運動に伴なってこの内輪6が徐々に下降
するが、この下降量を内輪6の変位量として測定し、記
録した。実験は、本発明品として、上記隙間12の寸法
△Lが0.13mmのものを2個、従来品として、上記隙
間12の寸法△Lが0.55〜0.60mmのものを2
個、それぞれ使用した。
【0019】先ず、第一の実験は、内輪6を一方向に回
転させると共に、回転に伴なってこの内輪6が下降する
変位量を、回転回数との関係で記録した。この結果、本
発明品の場合、内輪6の変位量は、回転回数との関係で
図6の破線a、bに示す様に変化したのに対し、従来品
の場合同図に実線c、dで示す様に変化した。
【0020】又、第二の実験は、内輪6を30度ずつ往
復揺動させ、揺動に伴なってこの内輪6が下降する変位
量を、揺動回数との関係で記録した。この結果、本発明
品の場合、内輪6の変位量は、揺動回数との関係で図7
の破線e、fに示す様に変化したのに対し、従来品の場
合、同図に実線g、hで示す様に変化した。
【0021】これら図6〜7から明らかな通り、本発明
の円すいころ軸受9の場合、馴染み運転に伴なう内輪6
の変位量が少なく、しかも早期に安定状態(各円すいこ
ろ8、8の頭部側端面と内輪6の大鍔部5とが当接し、
それ以上内輪6が変位しない状態)に達する事が解る。
【0022】更に、第三の実験として、上記隙間12の
寸法△Lが少しずつ異なる複数の円すいころ軸受9を使
用して、これらの馴染み運転を行ない、安定状態に達す
る迄に内輪6を回転させた回数を測定した所、図8に示
した様な結果を得られた。この図8から明らかな通り、
上記隙間12の寸法△Lが0.2mm以下であった場合、
馴染み運転の回数は同じ様に少なくて済むが、上記隙間
12の寸法△Lが0.2mmを越えた場合(△L>0.2
mm)、必要とする馴染み運転の回数が次第に多くなる。
【0023】
【発明の効果】本発明の円すいころ軸受は、以上に述べ
た通り構成され作用するが、簡単な構成で製作費を高く
する事もなく、しかも十分な予圧を保つ為に要する馴染
み運転も少なくて済む為、円すいころ軸受を組み込んだ
機械装置の組み立て作業の能率化を図る事ができる。し
かも、回転トルクが小さく発熱量も少ない、安価な、あ
らゆる用途に使用して十分な耐久性及び信頼性を確保で
きる円すいころ軸受を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の円すいころ軸受を説明する為の部分断
面図。
【図2】本発明の対象となる円すいころ軸受の一部切断
斜視図。
【図3】円すいころ軸受の使用状態の1例を示す断面
図。
【図4】円すいころ軸受を組み立てる状態を工程の初期
状態で示す断面図。
【図5】同じく終期状態で示す断面図。
【図6】本発明の効果を確認する為に行なった第一の実
験の結果を示す線図。
【図7】同じく第二の実験の結果を示す線図。
【図8】 同じく第三の実験の結果を示す線図。 1 内方軌道 2 外輪 3 外方軌道 4 小鍔部 5 大鍔部 6 内輪 7 保持器 8 円すいころ 9 円すいころ軸受 10 ハウジング 11 軸 12 隙間 13 窓
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実公 昭58−50094(JP,Y2) 特公 昭46−25202(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16C 19/36 F16C 33/46 F16C 33/58

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テーパ状の内方軌道を有する外輪と、テ
    ーパ状の外方軌道を有し、この外方軌道の小径側端部に
    小鍔部を、大径側端部に大鍔部をそれぞれ形成した内輪
    と、保持器によって上記内方軌道と外方軌道との間に保
    持案内される複数の円すいころとから成る円すいころ軸
    受に於いて、円すいころを内輪の外方軌道上の正規位置
    に配列し、且つ各円すいころの尾部側と小鍔部とを接触
    させた場合に各円すいころの頭部側端面と大鍔部との間
    に形成される隙間の寸法△Lを、0.2mm以下とした事
    を特徴とする円すいころ軸受。
  2. 【請求項2】 保持器が金属製で、各円すいころの投影
    面積よりも小さな窓を形成した篭形保持器であり、この
    保持器が各円すいころのピッチ円径よりも大径である、
    請求項1に記載の円すいころ軸受。
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