JP2019116967A - 円すいころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】円すいころの大端面と内輪の大鍔部との間に潤滑油を供給することが可能となる円すいころ軸受を提供する。【解決手段】円すいころ軸受２０は、内軌道面２３を外周に有すると共に軸方向他方側の端部に径方向外方へ突出している大鍔部２４を有する内輪２１と、外軌道面２７を内周に有する外輪２２と、内輪２１と外輪２２との間に設けられている複数の円すいころ３０と、複数の円すいころ３０を周方向に間隔をあけて保持する環状の保持器４０とを備えている。保持器４０は、小径環状部４１と、円すいころ３０及び外輪２２の軸方向他方側に位置する大径環状部４２と、複数の柱部４３とを有している。大径環状部４２は、径方向内方に向かって開口している第一開口５１と外軌道面２７に向かって開口している第二開口５２とが設けられている油溜まり部５０を有している。【選択図】 図２

Description

本発明は、円すいころ軸受に関する。

図１４に示すように、円すいころ軸受は、内輪９１と、外輪９２と、これら内輪９１と外輪９２との間に設けられている複数の円すいころ９３と、これら円すいころ９３を周方向に間隔をあけて保持する環状の保持器９４とを備えている。内輪９１は、軸方向一方側から軸方向他方側に向かって拡径する内軌道面９５を有すると共に、軸方向他方側の端部に径方向外方へ突出している大鍔部９６を有している。外輪９２は、軸方向一方側から軸方向他方側に向かって拡径する外軌道面９７を有している。

内輪９１が回転すると、円すいころ９３は内軌道面９５及び外軌道面９７に沿って自転しながら公転する。この際、円すいころ９３が有する軸方向他方側の大端面９８は、大鍔部９６に滑り接触する。このため、大端面９８と大鍔部９６との間において潤滑油が不足すると焼付きが発生するおそれがある。そこで、特許文献１には、外輪９２の軸方向他方側に（図１４において二点鎖線で示す）油溜まり部９９を構成するための部材１００が取り付けられた円すいころ軸受が開示されている。

特開２００８−２２３８９１号公報

特許文献１に記載の円すいころ軸受によれば、前記油溜まり部９９の潤滑油を、大端面９８と大鍔部９６との間の潤滑に用いることが可能となる。これにより、大端面９８と大鍔部９６との間における焼付きを防止することができる。

このような円すいころの大端面と内輪の大鍔部との間の滑り接触部（摺動部）において潤滑油が不足するのを防ぐことが可能となる円すいころ軸受の開発は、更に、進められている。
そこで、本発明は、新たな技術的手段によって、円すいころの大端面と内輪の大鍔部との間に潤滑油を供給することが可能となる円すいころ軸受を提供することを目的とする。

本発明の円すいころ軸受は、軸方向一方側から軸方向他方側に向かって拡径する内軌道面を外周に有すると共に軸方向他方側の端部に径方向外方へ突出している大鍔部を有する内輪と、軸方向一方側から軸方向他方側に向かって拡径する外軌道面を内周に有する外輪と、前記内輪と前記外輪との間に設けられている複数の円すいころと、複数の前記円すいころを周方向に間隔をあけて保持する環状の保持器と、を備え、前記保持器は、前記円すいころの軸方向一方側に位置する小径環状部と、前記円すいころ及び前記外輪の軸方向他方側に位置する大径環状部と、前記小径環状部と前記大径環状部とを繋ぐ複数の柱部と、を有し、当該小径環状部と当該大径環状部との間であって周方向で隣り合う複数の柱部の間が、前記円すいころを収容するポケットであり、前記大径環状部は、径方向内方に向かって開口している第一開口と前記外軌道面に向かって開口している第二開口とが設けられている油溜まり部を有している。

この円すいころ軸受が回転すると、内輪の大鍔部の周囲に存在している潤滑油は遠心力によって保持器の大径環状部側へ移動する。このように移動した潤滑油は、第一開口から油溜まり部へ入り、第二開口から外軌道面側へと流れることができる。外軌道面側へ流れた潤滑油は、円すいころの回転により内輪側へ移動することができ、内輪の大鍔部と円すいころの大端面との間に供給され得る。この結果、大端面と大鍔部との間の摺動抵抗を小さくし、焼付きの発生を防ぐことが可能となる。

また、保持器の大径環状部は、円すいころの他に外輪の軸方向他方側にも位置していて、この大径環状部が有する油溜まり部は外軌道面に向かって開口している。このため、仮に外軌道面に沿って潤滑油が軸方向一方側から軸方向他方側へ流れた場合であっても、その潤滑油を、第二開口を通じて油溜まり部は受けることが可能となる。また、柱部の径方向内側面に沿って潤滑油が軸方向一方側から軸方向他方側へ流れた場合であっても、その潤滑油を、第一開口を通じて油溜まり部は受けることが可能となる。

また、前記大径環状部の軸方向一方側の第一側面は、前記外輪の軸方向他方側の第二側面と微小隙間を有して対向しているのが好ましい。この構成によれば、大径環状部と外輪との間にラビリンス隙間（前記微小隙間）が構成され、油溜まり部に溜められた潤滑油が、大径環状部と外輪との間から排出されるのを抑制することができる。

また、前記ポケットと円すいころとの間には隙間が設けられていることから、内輪と外輪との間で軸方向について位置決めされている円すいころに対して、保持器は軸方向に変位可能である。そこで、前記保持器が軸方向一方側へ変位すると、前記大径環状部の一部が前記円すいころの大端面に接触するよりも先に、前記大径環状部の軸方向一方側の第一側面が、前記外輪の軸方向他方側の第二側面と接触する構成とするのが好ましい。この構成によれば、保持器が軸方向一方側へ変位しても、円すいころの大端面に大径環状部が接触しない。このため、円すいころの大端面に付着する潤滑油が、大径環状部の一部によって掻き取られるのを防ぐことができ、大端面に付着する潤滑油が、内輪の大鍔部との間の潤滑に用いられる。

また、前記円すいころ軸受が回転すると、流体が軸方向一方側から軸方向他方側へと流れる作用（ポンプ作用）が発生する。この作用が強すぎると軸方向一方側において潤滑油が不足する場合がある。そこで、前記内輪の軸方向一方側の一部と前記小径環状部との間にラビリンス隙間が設けられているのが好ましい。この構成によれば、内輪の軸方向一方側の潤滑油が、内輪と外輪との間の環状空間を通過して軸方向他方側へ流れるのを抑制することができる。そして、前記のとおり、油溜まり部の潤滑油は第二開口から外軌道面側へと流れることによって、潤滑油を軸方向一方側へ向かって流す作用が働き、前記ポンプ作用に抗することができる。この結果、軸方向一方側の潤滑油が不足するのを防ぐことが可能となる。

また、前記大径環状部は、前記外輪の軸方向他方側の隣に位置する円筒部と、当該円筒部の軸方向他方側の端部から径方向内方へ延びて設けられている円環部と、を有し、前記円筒部の径方向内方側であって前記円環部の軸方向一方側の空間が、前記油溜まり部であるのが好ましい。これにより、油溜まり部を有する大径環状部が簡単に構成される。

また、この場合において、前記円筒部が有する軸方向一方側の端部の内径は、前記外輪が有する軸方向他方側の端部の内径以下であるのが好ましい。この構成によれば、油溜まり部の潤滑油が外輪の内周面（外軌道面）側へと流れやすくなり、潤滑油を、第二開口を通じて外軌道面及び円すいころに供給しやすくなる。
また、前記大径環状部が前記円環部を有する場合において、前記大径環状部は、更に、複数の前記柱部の軸方向他方側を繋ぐ環状連結部を有し、当該環状連結部よりも軸方向他方側に前記円環部が位置しているのが好ましい。この構成によれば、複数の柱部の軸方向他方側を環状連結部が繋ぐことにより、保持器の剛性が高まる。そして、環状連結部よりも円環部が軸方向他方側に位置していることによって、これら環状連結部と円環部との間に、前記第一開口が形成される。

前記大径環状部は、前記外輪の軸方向他方側の隣に位置する円筒部と、当該円筒部の軸方向他方側の端部から径方向内方へ延びて設けられている円環部と、前記円すいころの軸方向他方側の隣に位置しかつ前記円筒部よりも径方向内方側に位置すると共に前記柱部の軸方向他方側の一部と前記円環部とを繋げる継手部と、を有し、前記継手部には、前記ポケット側、径方向外方側、及び径方向内方側に開口するスリットが設けられているのが好ましい。この構成によれば、継手部に設けられているスリットの径方向内側の端が、前記第一開口となる。継手部と円筒部との間が前記油溜まり部となり、スリットも前記油溜まり部に含まれ、油溜まり部の容量が増える。そして、継手部と円筒部との間の軸方向一方側の端が、前記第二開口となる。
前記円環部の内周面は、前記継手部の径方向外側面よりも径方向内方側に位置しているのが好ましい。この構成によれば、円環部の径方向寸法が大きくなり、油溜まり部の容量が大きくなる。

本発明の円すいころ軸受によれば、円すいころの大端面と内輪の大鍔部との間に潤滑油を供給することが可能となり、大端面と大鍔部との間の摺動抵抗を小さくし、焼付きの発生を防ぐことが可能となる。

本発明の円すいころ軸受を備えているギヤ機構の一例を示す断面図である。 円すいころ軸受の断面図である。 保持器の軸方向他方側を外周側から見た斜視図である。 保持器の軸方向他方側を内周側から見た斜視図である。 大径環状部及びその周囲を示す拡大断面図である。 他の形態に係る円すいころ軸受の断面図である。 大径環状部及びその周囲を示す拡大断面図である。 保持器の軸方向他方側を外周側から見た斜視図である。 保持器の軸方向他方側を内周側から見た斜視図である。 第一の形態に係る保持器を成形する金型の説明図である。 第一の形態に係る保持器の変形例を成形する金型の説明図である。 第二の形態に係る保持器を成形する金型の説明図である。 第二の形態に係る保持器を成形する金型の説明図である。 従来の円すいころ軸受の断面図である。

〔ギヤ機構の説明〕
図１は、本発明の円すいころ軸受を備えているギヤ機構の一例を示す断面図である。図１に示すギヤ機構は、自動車に搭載されるディファレンシャルギヤ機構５である。このディファレンシャルギヤ機構５（以下、単に「ギヤ機構５」という。）は、ケース（デフケース）６と、ケース６から突出して設けられている回転軸（ドライブシャフト）７ａ，７ｂと、ケース６内に設けられているピン８、サイドギヤ９及びピニオンギヤ１０とを備えている。ギヤ機構５は、更に、全体ハウジング１１に対してケース６を支持する円すいころ軸受２０を備えている。円すいころ軸受２０が有する内輪２１がケース６に取り付けられており、円すいころ軸受２０が有する外輪２２が全体ハウジング１１に取り付けられている。全体ハウジング１１内には、潤滑油（オイル）が溜められており、この潤滑油が、円すいころ軸受２０、及びケース６内の各種ギヤ及び各部における摺動面の潤滑のために用いられる。回転軸７ａ，７ｂの外周面には、図示していないが溝（螺旋溝）が形成されている。回転軸７ａ，７ｂが回転すると、全体ハウジング１１内であってケース６外の潤滑油は前記溝に誘導されてケース６内に供給される。図１において、左側の円すいころ軸受２０と右側の円すいころ軸受２０とは同じ構造である。図２は、図１において左側の円すいころ軸受２０の断面図である。

〔円すいころ軸受２０の説明〕
図２において、円すいころ軸受２０は、内輪２１と、外輪２２と、これら内輪２１と外輪２２との間に設けられている複数の円すいころ３０と、複数の円すいころ３０を保持する環状の保持器４０とを備えている。

内輪２１は、その外周に、軸方向一方側から軸方向他方側に向かって拡径する内軌道面２３を有している。内輪２１は、軸方向他方側の端部に径方向外方へ突出している大鍔部２４を有している。更に、内輪２１は、軸方向一方側に径方向外方へ突出している小鍔部２５と、円筒状の端部２６を有している。大鍔部２４及び小鍔部２５は、円環形状である。大鍔部２４の外周面は、小鍔部２５の外周面よりも外径が大きい。小鍔部２５の外周面は、円筒状の端部２６の外周面よりも外径が大きい。

外輪２２は、その内周に、軸方向一方側から軸方向他方側に向かって拡径する外軌道面２７を有している。このような構成を備えている円すいころ軸受２０は回転すると（本実施形態では内輪２１が回転すると）、内輪２１と外輪２２との間に形成されている環状空間２９において、流体が軸方向一方側から軸方向他方側へ流れる作用（以下、「ポンプ作用」という。）が発生する。このポンプ作用は、内輪２１及び保持器４０の回転により流体が遠心力によって径方向外側へ移動し、更に、この流体が外軌道面２７に沿って軸方向他方側へ移動することにより発生する。このポンプ作用により、円すいころ軸受２０の軸方向一方側に存在する潤滑油が、環状空間２９を通過して、軸方向他方側へ流れようとする。しかし、本実施形態の円すいころ軸受２０では、後にも説明するが、このようなポンプ作用による潤滑油の流れに抗する作用を発生させることができる。

円すいころ３０は、円すいに沿った形状の外周面３１と、軸方向一方側の小端面３２と、軸方向他方側の大端面３３とを有している。大端面３３は小端面３２よりも直径が大きい円形の面である。大端面３３が内輪２１の大鍔部２４の側面２４ａに接触することで、円すいころ３０は軸方向について位置決めされる。円すいころ軸受２０が回転すると（内輪２１が回転すると）、各円すいころ３０は、自転しながら公転し、内軌道面２３及び外軌道面２７に対して転がり接触する。円すいころ軸受２０が回転すると、各円すいころ３０の大端面３３は、大鍔部２４の側面２４ａに対して滑り接触する。

保持器４０は、全体として環状であり、円環状の小径環状部４１と、円環状の大径環状部４２と、複数の柱部４３とを有している。小径環状部４１は、円すいころ３０の軸方向一方側に位置している。小径環状部４１と小端面３２との間には隙間が設けられている。大径環状部４２は、円すいころ３０及び外輪２２の軸方向他方側に位置している。大径環状部４２は、大鍔部２４の径方向外方側に位置している。大径環状部４２の一部（環状連結部４７）と大端面３３との間には隙間が設けられており、大径環状部４２の他部（円筒部４５）と外輪２２の側面５４との間には隙間が設けられている。これらの隙間については、後に説明する。各柱部４３は、小径環状部４１と大径環状部４２とを繋いでいる。小径環状部４１と大径環状部４２との間であって周方向で隣り合う複数の柱部４３の間が、ポケット４４であり、ポケット４４に円すいころ３０が収容されている。以上の構成により、保持器４０は、複数の円すいころ３０を周方向に間隔をあけて保持することができる。本実施形態の保持器４０は樹脂製であり、射出成形により製造される。

ポケット４４と円すいころ３０との間には周方向及び軸方向それぞれにおいて隙間が設けられている。このため、軸方向について位置決めされている円すいころ３０に対して、保持器４０は軸方向に変位可能である。

〔保持器４０の説明〕
図３は、保持器４０の軸方向他方側を外周側から見た斜視図である。図４は、保持器４０の軸方向他方側を内周側から見た斜視図である。図５は、大径環状部４２及びその周囲を示す拡大断面図である。大径環状部４２は、円筒部４５と円環部４６とを有している。円筒部４５は、円筒状であり、図５に示すように、外輪２２の軸方向他方側の隣に位置している。円環部４６は、円環状であり、円筒部４５の軸方向他方側の端部４５ａから径方向内方へ延びて設けられている。円筒部４５の径方向内方側であって円環部４６の軸方向一方側の空間が、油溜まり部５０となる。

油溜まり部５０は、径方向内方及び軸方向一方側に向かって開口している。油溜まり部５０において、径方向内方に向かう開口が「第一開口５１」であり、軸方向一方側に向かう開口が「第二開口５２」である。このように、油溜まり部５０には、径方向内方に向かって開口している第一開口５１と、外軌道面２７に向かって開口している第二開口５２とが設けられている。

図５では、保持器４０の中心軸と外輪２２の中心軸とが一致した状態が示されている。円筒部４５が有する軸方向一方側の端部４５ｂの内径Ｄ１は、外輪２２が有する軸方向他方側の端部４８の内径Ｄ２以下に設定されている（Ｄ１≦Ｄ２）。円筒部４５は、保持器４０の中心軸を中心とする内周面４９を有しており、前記内径Ｄ１は、この内周面４９の軸方向一方側の端における内径である。外輪２２の端部４８には面取り加工が施されており、前記内径Ｄ２は、この面取り加工された面の軸方向他方側の端における内径である。なお、円筒部４５の内周面４９は、保持器４０の中心軸を中心とする円筒面であるが、軸方向一方側又は軸方向他方側に向かって縮径するテーパー面であってもよい。

円環部４６の軸方向一方側の端部４６ａの内径Ｄ３は、外輪２２の端部４８の内径Ｄ２よりも小さい。これにより、円環部４６、円筒部４５、及び外軌道面２７により囲まれた領域に潤滑油が溜まることができる。この潤滑油は、円すいころ３０の大端面３３に付着し大鍔部２４との間の潤滑に用いられる。また、図５に示す形態では、前記端部４６ａの内径Ｄ３は、環状連結部４７の外径Ｄ４よりも大きいが、小さくてもよく、更に、環状連結部４７の内径Ｄ５よりも小さくてもよい。内径Ｄ３が小さくなるほど潤滑油を多く溜めることができる。内径Ｄ３を小さくすることで油溜まり部５０の容量を拡大した形態については、後に説明する（図７参照）。

図３〜図５に示すように、本実施形態では、大径環状部４２は環状連結部４７を有している。環状連結部４７は、円環状であり、複数の柱部４３の軸方向他方側を繋いでいる。環状連結部４７が複数の柱部４３の軸方向他方側を繋ぐことにより、保持器４０の剛性が高まる。図５に示すように、円環部４６は、環状連結部４７よりも軸方向他方側に位置している。大径環状部４２が環状連結部４７を有している本実施形態の場合、環状連結部４７と円環部４６との間が第一開口５１となり、環状連結部４７と円筒部４５との間が第二開口５２となる。円筒部４５、円環部４６、及び環状連結部４７に囲まれた空間が、油溜まり部５０となる。

環状連結部４７に関して説明する。環状連結部４７の軸方向一方側の側面５６は、円すいころ３０の大端面３３と軸方向に対向している。環状連結部４７は、円筒部４５及び円環部４６（の内周面）よりも径方向内方側に位置している。環状連結部４７の軸方向一方側の側面５６は、外輪２２の側面５４よりも軸方向一方側に位置している。軸方向他方側の側面５９は、外輪２２の側面５４及び円筒部４５の側面５３よりも軸方向他方側に位置していると共に、円環部４６の軸方向一方側の側面６１よりも軸方向一方側に位置している。なお、環状連結部４７については、前記構成に限ったものではない。また、環状連結部４７は省略されてもよい。

図４に示すように、大径環状部４２は、各柱部４３から延長された部分である部分連結部５８を更に有している。部分連結部５８は、環状連結部４７と円環部４６とを繋いでいる。なお、環状連結部４７が省略される場合、部分連結部５８は、柱部４３と円環部４６とを繋ぐ。図４に示す部分連結部５８は、柱部４３の軸方向他方側の端部４３ａと（略）同じ断面形状を有しており、部分連結部５８によって油溜まり部５０は周方向に沿って複数の領域に区画されている。なお、図４に示す部分連結部５８のうち、径方向内側の範囲を省略してもよい。つまり、図示しないが、部分連結部５８は、柱部４３の端部４３ａよりも小さい断面形状を有していてもよい。

前記のとおり、保持器４０は円すいころ３０に対して軸方向に変位可能である。保持器４０が軸方向他方側へ変位した場合（図２参照）、保持器４０の小径環状部４１が円すいころ３０の小端面３２に接触することで、その変位は制限される。反対に、保持器４０が軸方向一方側へ変位した場合、保持器４０の大径環状部４２が、円すいころ３３の大端面３３ではなく、外輪２２に接触することで、その変位は制限される。

保持器４０が軸方向他方側へ変位した場合について更に説明する。図５において、大径環状部４２（円筒部４５）の軸方向一方側の第一側面５３は、外輪２２の軸方向他方側の第二側面５４と微小隙間５５を有して対向している。保持器４０が軸方向他方側へ変位した状態であっても、第一側面５３と第二側面５４との隙間寸法（微小隙間５５）は微小寸法（例えば、０．５ミリメートル未満）となる。

保持器４０が軸方向一方側へ変位する場合について更に説明する。大径環状部４２の一部（本実施形態では環状連結部４７）は、円すいころ３０の大端面３３と対向している。環状連結部４７の軸方向一方側の側面５６と大端面３３との間には、隙間５７が形成されている。保持器４０が軸方向他方側（図５において右側）へ変位した状態で（図５に示す状態で）、隙間５７は微小隙間５５よりも軸方向について大きい。このため、保持器４０が軸方向一方側（図５において左側）へ変位すると、大径環状部４２の一部（本実施形態では環状連結部４７）が円すいころの大端面３３に接触するよりも先に、大径環状部４２（円筒部４５）の軸方向一方側の第一側面５３が、外輪２２の軸方向他方側の第二側面５４と接触する。つまり、保持器４０が軸方向一方側へ変位しても、円すいころ３０の大端面３３に大径環状部４２は接触しない。本実施形態の保持器４０は樹脂製であることから、大径環状部４２は外輪２２に対して（保持器４０が金属製である場合よりも）円滑に滑り接触することができる。

〔円すいころ軸受２０の軸方向一方側の構成の説明〕
図２において、円すいころ軸受２０の軸方向一方側の構成について説明する。前記のとおり、内輪２１は、軸方向一方側に、小鍔部２５と円筒状の端部２６とを有している。保持器４０の小径環状部４１の内周側端部４１ａは、小鍔部２５及び円筒状の端部２６と接近しており、内周側端部４１ａと、小鍔部２５及び円筒状の端部２６それぞれとの間に微小隙間が形成されている。この微小隙間は、軸方向一方側において保持器４０と内輪２１との間に形成されたラビリンス隙間６０となる。つまり、本実施形態の円すいころ軸受２０では、内輪２１の軸方向一方側の一部（小鍔部２５及び円筒状の端部２６）と、小径環状部４１（内周側端部４１ａ）との間に、ラビリンス隙間６０が設けられている。このラビリンス隙間６０によれば、内輪２１よりも軸方向一方側に存在する潤滑油が軸受内部（環状空間２９）に浸入し難くなる。

〔他の形態に係る円すいころ軸受２０について〕
図６は、他の形態に係る円すいころ軸受２０の断面図である。図１〜図５に示す形態を「第一の形態」という。図６〜図９に示す形態を「第二の形態」という。第一の形態と第二の形態とにおいて、同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号（参照番号）を付し、重複する詳細な説明を省略する。

第一の形態と第二の形態とを比較すると、内輪２１の軸方向一方側の形状と、保持器４０の形状とが異なり、その他については同じである。第二の形態では、内輪２１の軸方向一方側は、小鍔部２５を有するが、第一の形態が有する円筒状の端部２６を有していない。第二の形態の円すいころ軸受２０は、小鍔部２５よりも外径が小さい端部２６を有していないが、保持器４０の小径環状部４１と小鍔部２５との間には、微小隙間が設けられていて、ラビリンス隙間６０が形成されている。

〔第二の形態に係る保持器４０の説明〕
図７は、保持器４０の大径環状部４２及びその周囲を示す拡大断面図である。図８は、保持器４０の軸方向他方側を外周側から見た斜視図である。図９は、保持器４０の軸方向他方側を内周側から見た斜視図である。大径環状部４２は、円筒部４５と円環部４６と継手部６５とを有する。円筒部４５は、円筒状であり、図７に示すように、外輪２２の軸方向他方側の隣に位置している。円環部４６は、円環状であり、円筒部４５の軸方向他方側の端部４５ａから径方向内方へ延びて設けられている。円環部４６は、第一の形態（図５参照）における円環部４６よりも径方向について長い。継手部６５は、円すいころ３０の軸方向他方側の隣に位置し、かつ、円筒部４５よりも径方向内方側に位置する。円筒部４５と継手部６５とは間隔をあけて設けられている。図９に示すように、継手部６５は、柱部４３の軸方向他方側の一部４３ｂと、円環部４６とを繋ぐ。継手部６５の軸方向一方側に、ポケット４４が形成されている。

継手部６５には、スリット６６が設けられている。スリット６６は、ポケット４４側、径方向外方側（つまり、円筒部４５側）、及び径方向内方側（つまり、大鍔部２４側）に開口している。図７に示すように、円筒部４５の径方向内方側であって円環部４６の軸方向一方側の空間が、油溜まり部５０となる。第二の形態では、スリット６６も油溜まり部５０の一部として機能する。

油溜まり部５０は、径方向内方及び軸方向一方側に向かって開口している。油溜まり部５０において、径方向内方に向かう開口が「第一開口５１」であり、軸方向一方側に向かう開口が「第二開口５２」である。スリット６６の径方向内側の端６６ａが、油溜まり部５０の第一開口５１となる。継手部６５と円筒部４５との間の軸方向一方側の端が、油溜まり部５０の第二開口５２となる。このように、油溜まり部５０には、径方向内方に向かって開口している第一開口５１と、軸方向一方側の外軌道面２７に向かって開口している第二開口５２とが設けられている。

継手部６５について更に説明する。図８及び図９に示すように、継手部６５は、ポケット４４毎に設けられている。継手部６５の径方向内側面６５ａ（図９参照）及び径方向外側面６５ｂ（図８参照）それぞれは、保持器４０の中心軸を中心とする仮想の円筒面又はテーパー面に沿った形状を有する。径方向内側面６５ａは、円環部４６の内周面４６ｂと連続していて、これら径方向内側面６５ａ及び内周面４６ｂは、前記円筒面又はテーパー面に沿って形成されている。各継手部６５のポケット４４側における周方向の中央にスリット６６が形成されている。継手部６５の軸方向一方側の側面６７は（図７参照）、円すいころ３０の大端面３３と軸方向に対向している。

図７に示すように、円環部４６の軸方向一方側の端部４６ａの内径Ｄ３は、外輪２２の端部４８の内径Ｄ２よりも小さい。これにより、円環部４６、円筒部４５、及び外軌道面２７により囲まれた領域に潤滑油が溜まることができる。この潤滑油は、円すいころ３０の大端面３３に付着し大鍔部２４との間の潤滑に用いられる。前記端部４６ａの内径Ｄ３は、継手部６５の外径Ｄ６よりも小さい（Ｄ３＜Ｄ６）。つまり、円環部４６の内周面４６ｂは、継手部６５の径方向外側面６５ｂよりも径方向内方側に位置している。内径Ｄ３が小さくなるほど、油溜まり部５０の径方向寸法が大きくなり（つまり、油溜まり部５０が径方向に深くなり）、潤滑油を多く溜めることができる。

前記のとおり、保持器４０は円すいころ３０に対して軸方向に変位可能である。保持器４０が軸方向他方側へ変位した場合（図２参照）、保持器４０の小径環状部４１が円すいころ３０の小端面３２に接触することで、その変位は制限される。反対に、保持器４０が軸方向一方側へ変位した場合、保持器４０の大径環状部４２が、円すいころ３３の大端面３３ではなく、外輪２２に接触することで、その変位は制限される。

保持器４０が軸方向一方側へ変位する場合について更に説明する。図７に示すように、大径環状部４２の一部（第二の形態では継手部６５）は、円すいころ３０の大端面３３と対向している。継手部６５の軸方向一方側の側面６７と大端面３３との間には、隙間５７が形成されている。保持器４０が軸方向他方側（図７において右側）へ変位した状態で（図７に示す状態で）、隙間５７は、外輪２２と円筒部４５との間の微小隙間５５よりも軸方向について大きい。このため、保持器４０が軸方向一方側（図７において左側）へ変位すると、大径環状部４２の一部（継手部６５）が円すいころの大端面３３に接触するよりも先に、大径環状部４２（円筒部４５）の軸方向一方側の第一側面５３が、外輪２２の軸方向他方側の第二側面５４と接触する。つまり、保持器４０が軸方向一方側へ変位しても、円すいころ３０の大端面３３に大径環状部４２は接触しない。

保持器４０は、熱可塑性樹脂製である。保持器４０は、軸方向に分割する二つの割金型を用いて射出成形により製造される。この点については、第一の形態及び第二の形態で共通である。

図１０は、第一の形態に係る保持器４０を成形する金型７９の説明図である。金型７９は、二つの割金型として、第一割型７８と第二割型７７とを有する。第一割型７８と第二割型７７との間の一部において、大径環状部４２を成形可能であり、成形後、これら第一割型７８と第二割型７７とは、軸方向に分離可能である。第一割型７８と第二割型７７とは軸方向に移動して分離することで、成形品である保持器４０から脱型される。

図１１は、第一の形態に係る保持器４０の変形例を成形する金型７９の説明図である。この変形例では、大径環状部４２の円環部４６の内径Ｄ３が、環状連結部４７の外径Ｄ４よりも小さい（Ｄ３＜Ｄ４）。この変形例の場合、図１０に示す第一の形態のように、軸方向に二分割する割金型（７７，７８）の採用が不可能である。すなわち、図１１に示す変形例の場合、油溜まり部５０の第一開口５１を形成するために、円環部４６と環状連結部４７との間に金型部分７６が必要となる。しかし、この金型部分７６を有する一方の割金型（第一割型７８）は、射出成形後、軸方向に移動不能となる。このため、変形例の場合、軸方向に二分割する割金型（７７，７８）の採用が不可能であり、図示しないが、径方向に移動可能とする第三の割型が更に必要となる。

図１２及び図１３は、第二の形態に係る保持器４０を成形する金型７０の説明図である。図１２は、図９のスリット６６を通る軸方向におけるＸ１矢視の断面図であり、図１３は、図９の継手部６５及びポケット４４を通る軸方向におけるＸ２矢視の断面図である。金型７０は、二つの割金型として、第一割型７１と第二割型７２とを有する。第二の形態では、大径環状部４２の円環部４６の内径Ｄ３が、継手部６５の外径Ｄ６よりも小さい（Ｄ３＜Ｄ６）。第二の形態と前記変形例とを比較すると、第二の形態では、図９に示すように継手部６５にスリット６６が形成されている。スリット６６は、軸方向一方側に開口している。スリット６６は、油溜まり部５０の第一開口５１を形成する。図１２において、スリット６６を形成するための金型部分７３は、第一割型７１の一部である。第一割型７１は軸方向一方側へ移動することができる。よって、第二の形態では、第一割型７１と第二割型７２との間の一部において、大径環状部４２を成形可能であり、成形後、これら第一割型７１と第二割型７２とは、軸方向に分離可能である。つまり、第二の形態の場合、軸方向に二分割する割金型（７１，７２）の採用が可能であり、前記変形例のように、径方向に移動可能とする第三の割金型は不要である。

第二割型７２の形状について更に説明する。大径環状部４２の軸方向他方側の内周側端部に相当する第一位置７２ａから、柱部４３の径方向外側面における軸方向中央部に相当する第二位置７２ｂまでの間、第二割型７２は、外径Ｄｉが軸方向一方に向かうにしたがって縮径する仮想のテーパー面に沿った形状を有する。更に、第二位置７２ｂから、小径環状部４１の軸方向一方側の外周端部に相当する第三位置７２ｃまでの間、第二割型７２は、外径Ｄｊが軸方向一方に向かうにしたがって縮径する仮想のテーパー面に沿った形状を有する。この構成により、第一割型７１と第二割型７２とを軸方向に沿って移動させて脱型する作業が容易となる。

第二の形態において（図９参照）、継手部６５に形成されているスリット６６の周方向に沿った幅寸法Ｗは、軸方向に沿って一定である、又は、軸方向一方側に向かうにしたがって広がっている。この構成により（図１２参照）、第一割型７１のうち、スリット６６を形成する金型部分７３が、脱型の際に、軸方向一方側に容易に移動することができる。

〔前記各形態の円すいころ軸受２０について〕
前記各形態（前記第一の形態及び前記第二の形態それぞれ）の円すいころ軸受２０において（図２及び図６参照）、大径環状部４２は、潤滑油を溜める油溜まり部５０を有している。油溜まり部５０には、径方向内方に向かって開口している第一開口５１と、外軌道面２７に向かって開口している第二開口５２とが設けられている。この円すいころ軸受２０によれば、内輪２１が回転すると、内輪２１の大鍔部２４の周囲に存在している潤滑油は遠心力によって保持器４０の大径環状部４２側へ移動する。このように移動した潤滑油は、第一開口５１から油溜まり部５０へ入り、第二開口５２から外軌道面２７側へと流れることができる。外軌道面２７側へ流れた潤滑油は、円すいころ３０の回転（自転）により内輪２１側へ移動し、内輪２１の大鍔部２４と円すいころ３０の大端面３３との間に供給される。この結果、大端面３３と大鍔部２４との間の摺動抵抗を小さくすることができ、大端面３３と大鍔部２４との間の滑り接触部において焼付きが発生するのを防ぐことが可能となる。

内輪２１の大鍔部２４の周囲に存在している潤滑油は、遠心力によって径方向外方へ移動して油溜まり部５０に浸入し溜められる。内輪２１が高速で回転するほど遠心力は大きくなり、油溜まり部５０に溜められる潤滑油の圧力は高くなる。
これに対して、環状空間２９のうち、保持器４０と外輪２２との間の潤滑油も、保持器４０の回転により遠心力を受け、外軌道面２７に沿って軸方向他方側、つまり、油溜まり部５０側へ流れようとする。つまり、これが前記ポンプ作用を生じさせる。しかし、保持器４０の回転速度は、内輪２１の回転速度のおよそ半分である。
このため、外軌道面２７に沿って油溜まり部５０側へ流れようとする潤滑油の圧力は、内輪２１の大鍔部２４から油溜まり部５０へ浸入して溜められた潤滑油の圧力よりも低い。この結果、油溜まり部５０の潤滑油は第二開口５２から外軌道面２７側へと流れることができ、潤滑油を軸方向一方側へ向かって流す作用が働く。つまり、本実施形態の円すいころ軸受２０の場合、ポンプ作用による潤滑油の流れに抗する作用が発生し、油溜まり部５０の潤滑油は、軸方向一方側へ圧送される。

このような円すいころ軸受２０は図１に示すギヤ機構５に設けられている。全体ハウジング１１内には潤滑油が溜められており、この潤滑油が、円すいころ軸受２０及びケース６内のギヤ等の潤滑に用いられる。
ここで、円すいころ軸受２０の回転に伴い、流体（潤滑油）が軸方向一方側から他方側へ流れるポンプ作用が強すぎると、軸方向一方側において潤滑油が不足することがある。図１の左側の円すいころ軸受２０の場合、更にその左側の空間Ｋ１の潤滑油がポンプ作用により右側へ流れる。すると、空間Ｋ１の潤滑油が減少し、ケース６内に浸入する潤滑油量が減少し、ケース６内において潤滑油不足が発生する可能性がある。
しかし、前記各形態の円すいころ軸受２０によれば、前記のとおり、ポンプ作用による潤滑油の流れに抗する作用が発生することから、軸方向一方側の空間Ｋ１の潤滑油が、環状空間２９を通過して軸方向他方側へ流れるのを抑制することができる。この結果、空間Ｋ１の潤滑油が不足するのを防ぐことができ、空間Ｋ１の潤滑油はケース６内に十分に浸入することができ、ギヤ等の潤滑に用いられる。

更に、前記各形態では（図２及び図６参照）内輪２１の軸方向一方側の一部（図２の場合、小鍔部２５及び円筒状の端部２６）と、保持器４０の小径環状部４１との間にラビリンス隙間６０が設けられている。このため、内輪２１の軸方向一方側の潤滑油が環状空間２９を通過して軸方向他方側へ流れるのを抑制することができる。そして、前記のとおり、油溜まり部５０の潤滑油は第二開口５２から外軌道面２７側へと流れることによって、潤滑油を軸方向一方側へ向かって流す作用が働き、前記ポンプ作用に抗することができる。この結果、軸方向一方側の潤滑油が不足するのを、より一層効果的に防ぐことが可能となる。

また、前記各形態の円すいころ軸受２０によれば、保持器４０の大径環状部４２は、円すいころ３０の他に外輪２２の軸方向他方側にも位置している。そして、大径環状部４２が有する油溜まり部５０は外軌道面２７に向かって開口している。このため（前記ポンプ作用によって）外軌道面２７に沿って潤滑油が軸方向一方側から軸方向他方側へ流れた場合であっても、その潤滑油を、第二開口５２を通じて油溜まり部５０は受けることが可能となる。また、保持器４０の柱部４３の径方向内側面に沿って潤滑油が軸方向一方側から軸方向他方側へ流れた場合であっても、その潤滑油を、第一開口５１を通じて油溜まり部５０は受けることが可能となる。

そして、前記各形態の円すいころ軸受２０は、油溜まり部５０に溜められている潤滑油が大径環状部４２と外輪２２との間から排出され難くする構成を備えている。つまり、図５（図７）において、大径環状部４２の軸方向一方側の第一側面５３と、外輪２２の軸方向他方側の第二側面５４との間に、微小隙間５５が形成されていて、この微小隙間５５はラビリンス隙間として機能する。この構成により、油溜まり部５０の潤滑油が大径環状部４２と外輪２２との間から排出されるのを抑制し、油溜まり部５０の潤滑油の圧力を高い状態に維持することができる。油溜まり部５０の圧力の高い潤滑油が、それよりも圧力の低い外輪２２の内周側へ流れやすくなる。

図５により説明したように、大径環状部４２の円筒部４５が有する軸方向一方側の端部４５ｂの内径Ｄ１が、外輪２２が有する軸方向他方側の端部４８の内径Ｄ２以下である。この構成によれば、油溜まり部５０の潤滑油が外輪２２の内周面側へと流れやすくなり、潤滑油を、第二開口５２を通じて外軌道面２７及び円すいころ３０に供給しやすくなる。この点、図７に示す第二の形態においても同様である。

また、前記各形態の円すいころ軸受２０では、保持器４０が軸方向一方側へ変位すると、大径環状部４２の一部（図２の場合は環状連結部４７、図６の場合は継手部６５）が円すいころ３０の大端面３３に接触するよりも先に、大径環状部４２の軸方向一方側の第一側面５３が、外輪２２の軸方向他方側の第二側面５４と接触する。このため、円すいころ３０の大端面３３に付着する潤滑油が、大径環状部４２の一部（環状連結部４７、継手部６５）によって掻き取られるのを防ぐことができる。この結果、大端面３３に付着する潤滑油が、内輪２１の大鍔部２４との間の潤滑に用いられる。

図６〜図９に示す第二の形態について説明する。保持器４０が備える大径環状部４２は、円筒部４５と、円環部４６と、柱部４３の軸方向他方側の一部４３ｂと円環部４６とを繋ぐ継手部６５とを有する。継手部６５は、円すいころ３０の軸方向他方側の隣に位置し、かつ、円筒部４５よりも径方向内方側に位置する。継手部６５には、ポケット４４側、径方向外方側、及び径方向内方側に開口するスリット６６が設けられている。この第二の形態によれば、継手部６５に設けられているスリット６６の径方向内側の端が、前記第一開口５１となる。継手部６５と円筒部４５との間が油溜まり部５０となり、スリット６６も油溜まり部５０に含まれ、油溜まり部５０の容量が増える。そして、継手部６５と円筒部４５との間の軸方向一方側の端が、前記第二開口５２となる。

第二の形態では（図７参照）、円環部４６の内周面４６ｂは、継手部６５の径方向外側面６５ｂよりも径方向内方側に位置している（つまり、Ｄ３＜Ｄ６）。この構成によれば、円環部４６の径方向寸法が大きくなり、油溜まり部５０の容量が大きくなる。Ｄ３＜Ｄ６となっているが、継手部６５において、軸方向一方側に向かって開口するスリット６６が形成されていることから、前記のとおり（図１２及び図１３参照）、軸方向に二分割する割金型（７１，７２）によって、保持器４０の成形が可能となる。

図６において、小径環状部４１の円すいころ３０側（軸方向他方側）の側面には、凹部８０が設けられている。凹部８０は、円すいころ３０の小端面３０ａと対向し、この小端面３０ａ側に向けて開口している。凹部８０は、小径環状部４１の剛性を低下させる。小径環状部４１の軸方向他方側の側面（８１，８２）は、円すいころ３０の小端面３０ａに対向する対向面とされている。凹部８０よりも径方向外側に位置する外側対向面８１は、円すいころ３０の小端面３０ａと平行に配置されている。また、外側対向面８１は、円すいころ３０の中心軸線Ｃ１よりも径方向外側において小端面３０ａに対向している。凹部８０よりも径方向内側に位置する内側対向面８２も、小端面３０ａと平行に配置されている。内側対向面８２は、円すいころ３０の中心軸線Ｃ１よりも径方向内側において小端面３０ａに対向している。外側対向面８１は、小端面３０ａとの間に第一の隙間をあけて配置されている。内側対向面８２は、小端面３０ａとの間に第二の隙間をあけて配置されている。そして、前記第一の隙間は前記第二の隙間よりも小さく設定されている。つまり、内側対向面８２は、外側対向面８１よりも小端面３０ａから離れて配置されている。この構成は、主に円すいころ軸受２０を組み立てる際に役立つ。なお、図６に示す小径環状部４１の構成を、第一の形態（図２）に適用してもよい。

図８において、小径環状部４１の軸方向他方側の側面（円すいころ３０の小端面３０ａが対向する側面）には、径方向に延びる凹部８３が設けられている。凹部８３は、中央の凸部８４の周方向両側に設けられている。凹部８３は、円すいころ３０の小端面３０ａと対向する。凸部８４は小端面３０ａと接触可能である。凹部８３により、小径環状部４１と円すいころ３０の小端面３０ａとの間に隙間が形成される。このため、前記ポンプ作用が働く際、このポンプ作用に伴って、径方向内方の潤滑油が径方向外方へ流れる流路（誘導路）として、凹部８３は機能する。なお、図８に示す小径環状部４１の前記構成（凹部８３）を、第一の形態（図２）に適用してもよい。

今回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。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。例えば、保持器４０の小径環状部４１は、図示した形状以外であってもよい。

２０：円すいころ軸受 ２１：内輪 ２２：外輪
２３：内軌道面 ２４：大鍔部 ２７：外軌道面
３０：円すいころ ３３：大端面 ４０：保持器
４１：小径環状部 ４２：大径環状部 ４３：柱部
４４：ポケット ４５：円筒部 ４５ａ：端部
４５ｂ：端部 ４６：円環部 ４６ｂ：円環部の内周面
４７：環状連結部 ５０：油溜まり部 ５１：第一開口
５２：第二開口 ５３：第一側面 ５４：第二側面
５５：微小隙間 ６０：ラビリンス隙間 ６５：継手部
６５ｂ：継手部の径方向外側面 ６６：スリット Ｄ１：内径
Ｄ２：内径

Claims (9)

1. 軸方向一方側から軸方向他方側に向かって拡径する内軌道面を外周に有すると共に軸方向他方側の端部に径方向外方へ突出している大鍔部を有する内輪と、
   軸方向一方側から軸方向他方側に向かって拡径する外軌道面を内周に有する外輪と、
   前記内輪と前記外輪との間に設けられている複数の円すいころと、
   複数の前記円すいころを周方向に間隔をあけて保持する環状の保持器と、を備え、
   前記保持器は、前記円すいころの軸方向一方側に位置する小径環状部と、前記円すいころ及び前記外輪の軸方向他方側に位置する大径環状部と、前記小径環状部と前記大径環状部とを繋ぐ複数の柱部と、を有し、当該小径環状部と当該大径環状部との間であって周方向で隣り合う複数の柱部の間が、前記円すいころを収容するポケットであり、
   前記大径環状部は、径方向内方に向かって開口している第一開口と前記外軌道面に向かって開口している第二開口とが設けられている油溜まり部を有している、円すいころ軸受。
2. 前記大径環状部の軸方向一方側の第一側面は、前記外輪の軸方向他方側の第二側面と微小隙間を有して対向している、請求項１に記載の円すいころ軸受。
3. 前記保持器が軸方向一方側へ変位すると、前記大径環状部の一部が前記円すいころの大端面に接触するよりも先に、前記大径環状部の軸方向一方側の第一側面が、前記外輪の軸方向他方側の第二側面と接触する、請求項１又は２に記載の円すいころ軸受。
4. 前記内輪の軸方向一方側の一部と前記小径環状部との間にラビリンス隙間が設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の円すいころ軸受。
5. 前記大径環状部は、前記外輪の軸方向他方側の隣に位置する円筒部と、当該円筒部の軸方向他方側の端部から径方向内方へ延びて設けられている円環部と、を有し、前記円筒部の径方向内方側であって前記円環部の軸方向一方側の空間が、前記油溜まり部である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の円すいころ軸受。
6. 前記円筒部が有する軸方向一方側の端部の内径は、前記外輪が有する軸方向他方側の端部の内径以下である、請求項５に記載の円すいころ軸受。
7. 前記大径環状部は、更に、複数の前記柱部の軸方向他方側を繋ぐ環状連結部を有し、当該環状連結部よりも軸方向他方側に前記円環部が位置している、請求項５又は６に記載の円すいころ軸受。
8. 前記大径環状部は、前記外輪の軸方向他方側の隣に位置する円筒部と、当該円筒部の軸方向他方側の端部から径方向内方へ延びて設けられている円環部と、前記円すいころの軸方向他方側の隣に位置しかつ前記円筒部よりも径方向内方側に位置すると共に前記柱部の軸方向他方側の一部と前記円環部とを繋げる継手部と、を有し、
   前記継手部には、前記ポケット側、径方向外方側、及び径方向内方側に開口するスリットが設けられている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の円すいころ軸受。
9. 前記円環部の内周面は、前記継手部の径方向外側面よりも径方向内方側に位置している、請求項８に記載の円すいころ軸受。

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