円すいころ軸受及び円すいころ軸受用保持器の製造方法
【課題】潤滑不良状態での耐久性向上、即ち、焼き付きにより回転不能に至るまでの時間の延長をより十分に図れる構造を実現する。
【解決手段】保持器５ｄを構成する大径側リム部１２ａのうちで、円周方向に関する位相が各ポケット１５ａに整合する部分の内周面部分に、径方向外方に凹んだ保油凹部１９を設ける。これら各保油凹部１９の底面のうちで前記各ポケット１５ａの内面に開口している部分を、これら各ポケット１５ａ内に保持された各円すいころ４ａの大径側端面１０に形成された凹部２０に対向させる。潤滑不良時に、前記各保油凹部１９に残った潤滑油を、前記大径側端面１０と大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺動部の潤滑に有効利用し、前記課題を解決する。
【解決手段】保持器５ｄを構成する大径側リム部１２ａのうちで、円周方向に関する位相が各ポケット１５ａに整合する部分の内周面部分に、径方向外方に凹んだ保油凹部１９を設ける。これら各保油凹部１９の底面のうちで前記各ポケット１５ａの内面に開口している部分を、これら各ポケット１５ａ内に保持された各円すいころ４ａの大径側端面１０に形成された凹部２０に対向させる。潤滑不良時に、前記各保油凹部１９に残った潤滑油を、前記大径側端面１０と大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺動部の潤滑に有効利用し、前記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道車両の車軸や駆動装置を構成する伝達軸、或は、自動車用デファレンシャルギヤを構成するピニオン軸の如く、大きなラジアル荷重及びスラスト荷重が加わる状態で回転する各種回転軸を支承する為の円すいころ軸受、及び、この円すいころ軸受に組み込む保持器の製造方法の改良に関する。具体的には、円すいころ軸受の発明に関しては、円すいころ軸受を構成する複数個の円すいころを転動自在に保持する保持器の形状、構造を工夫する事により、潤滑不良状態での耐久性向上、即ち、潤滑不良状態になってから焼き付きにより回転不能に至るまでの時間の延長を図るものである。又、円すいころ軸受用保持器の製造方法に関しては、上述の様な保持器を、工業的に能率良く造れる様にするものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばデファレンシャルギヤのピニオン軸の如く、大きなラジアル荷重及びスラスト荷重を支承しつつ回転する回転軸の為の回転支持部に、図１６に示す様な円すいころ軸受１が組み込まれている。この円すいころ軸受１は、互いに同心に配置された外輪２及び内輪３と、複数個の円すいころ４、４と、保持器５とを備える。このうちの外輪２は、内周面に部分円すい凹面状の外輪軌道６を有する。又、前記内輪３は、この外輪２の内径側に配置されたもので、外周面に部分円すい凸面状の内輪軌道７を有する。又、前記内輪３の外周面のうちの大径側端部に大径側鍔部８を、同じく小径側端部に小径側鍔部９を、それぞれ前記内輪軌道７から径方向に関して外方に突出する状態で形成している。又、前記各円すいころ４、４は、前記外輪軌道６と前記内輪軌道７との間に、転動自在に配置された状態で、それぞれの大径側端面（頭部）１０を、前記大径側鍔部８の軸方向内側面１１と対向させている。又、前記保持器５は、前記各円すいころ４、４を保持する為のものである。
【０００３】
この保持器５は、互いに同心に、且つ、軸方向に間隔をあけて配置された、それぞれが円環状である大径側リム部１２及び小径側リム部１３と、これら両リム部１２、１３同士の間に掛け渡された複数本の柱部１４、１４とを備える。そして、これら両リム部１２、１３と円周方向に隣り合う１対ずつの柱部１４、１４とにより四周を囲まれる部分を、それぞれ前記各円すいころ４、４を転動自在に保持する為のポケット１５、１５としている。尚、図１６に示した保持器５は、金属板を曲げ加工して成るもので、小径側端部から径方向内方に折れ曲がった、内向フランジ状の曲げ板部１６を形成する事により、全体の剛性確保を図っている。
【０００４】
又、図１７〜１９は、従来から知られている円すいころ軸受の第２例として、形状の異なる保持器５ａを組み込んだ円すいころ軸受１を示している。この保持器５ａは、合成樹脂を射出成形する事により、或は金属製の素材に削り出し加工を施す事により、一体に造られている。基本的構造は、上述の図１６に示した従来構造の第１例に組み込まれた保持器５と同様に、軸方向に間隔をあけて配置された、それぞれが円環状である大径側リム部１２ａ及び小径側リム部１３ａと複数本の柱部１４ａ、１４ａとを備え、これら両リム部１２ａ、１３ａと円周方向に隣り合う１対ずつの柱部１４ａ、１４ａとにより四周を囲まれる部分を、それぞれポケット１５ａ、１５ａとしている。本例の場合には、前記両リム部１２ａ、１３ａ自体で剛性を十分に確保できる為、上述の第１例の保持器５の様な曲げ板部１６（図１６参照）は設けていない。又、円すいころ４ａの大径側端面１０の中央部に、円形の凹部２０を設けている。
【０００５】
何れの構造の場合でも、円すいころ軸受１の運転時に前記各円すいころ４、４ａは、部分円すい凹面状の外輪軌道６と部分円すい凸面状の内輪軌道７とから加わる大きなラジアル荷重により、これら両軌道６、７の大径側に変位する傾向になる。この結果、前記円すいころ軸受１の運転時に前記各円すいころ４、４ａは、前記外輪２と前記内輪３との相対回転に伴って、それぞれの大径側端面１０と大径側鍔部８の軸方向内側面１１とを摺接させつつ、自転及び公転する。この場合に於いて、これら大径側端面１０と大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摩擦状態は、殆ど滑り摩擦だけの状態になる為、耐摩耗性及び耐焼き付け性を確保する面からは、非常に厳しい条件となる。この為従来から、上述の様な円すいころ軸受１を組み込んだ回転支持部には、十分な潤滑油を供給して、前記大径側端面１０と前記大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺動面に、十分な潤滑油膜を介在させる様に構成している。
【０００６】
前記円すいころ軸受１を組み込んだ回転支持部に十分な量の潤滑油を供給できる平常状態であれば、上述の様な従来構造の円すいころ軸受１でも、特に問題を生じる事はない。但し、この円すいころ軸受１を組み込んだ回転支持装置の種類に拘らず、何らかの故障や整備不良等により、この円すいころ軸受１に供給される潤滑油が不足乃至は枯渇する可能性を、完全に否定する事はできない。この円すいころ軸受１に供給される潤滑油が不足乃至は枯渇した場合、先ず、最も条件が厳しい、前記大径側端面１０と前記大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺動面の摩耗が著しく進行する。更に著しい場合には、これら大径側端面１０と軸方向内側面１１とが凝着して前記各円すいころ４、４ａの自転及び公転が不能になり、更にはこれら各円すいころ４、４ａの転動面と前記外輪軌道６とが凝着して、前記外輪２と前記内輪３との相対回転が不能になる、所謂焼き付きを発生する。
【０００７】
この様な焼き付きが発生すると、車両（鉄道車両や自動車）の通常運行はおろか、この車両を移動させる事も困難となり、鉄道の復旧が遅れたり、交通渋滞を引き起こす等の問題を生じ易くなる。又、回転支持部の回転不能が他の部分の故障の原因となって、修理に要する費用並びに時間が嵩む等の問題も生じ易い。この様な問題は、図２３に示す様に、接触角が大きな、即ち、外輪２の内周面に形成した外輪軌道６、及び、内輪３の外周面に形成した内輪軌道７の、中心軸に対する傾斜角度が大きく、各円すいころ４ａの自転軸と前記外輪２及び内輪３の中心軸との傾斜角度が大きな円すいころ軸受１の場合に、顕著になり易い。例えば、接触角が２０度以上である円すいころ軸受１は、使用時に加わる大きな荷重（ラジアル荷重及びスラスト荷重）に基づいて各円すいころ４ａを大径側に変位させる分力が大きくなり、これら各円すいころ４ａの大径側端面１０と、前記内輪３の端部外周面に形成した大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺動面の摺接部の面圧が高くなる。この結果、潤滑不良の状態で、これら両面１０、１１同士の摺接部の磨耗が著しくなり易い。特に、接触角が２５度以上の場合に、その傾向が著しくなる。
【０００８】
尚、上述した、図２３に示す様な、接触角が大きな円すいころ軸受１に組み込まれる保持器５ｆは、図２４〜２５に示す様に、大径側リム部１２ｃの直径と、小径側リム部１３ｂの直径との差が大きく、これら両リム部１２ｃ、１３ｂ同士の間に掛け渡した柱部１４ｂ、１４ｂの傾斜角度が大きくなっている。この様な図２４〜２５に示した保持器５ｆにしても、前述の図１８〜１９に示した保持器５ａにしても、合成樹脂により造る場合には、図２６に示す様な、軸方向に関して互いに遠近動する１対の金型２２、２３を備えた金型装置２４を利用する、所謂アキシアルドローにより射出成形する。即ち、これら両金型２２、２３を突き合わせた状態で、これら両金型２２、２３同士の間に画成される成形用空間（キャビティ）内に熱可塑性の合成樹脂を、加熱溶融した状態で、ゲートと呼ばれる複数の送り込み口を通じ、圧力を加えた状態で送り込む。そして、前記合成樹脂が冷却・固化した後、前記両金型２２、２３を離隔させて、成形された前記保持器５ｆ（５ａ）を取り出す。
【０００９】
何れの構造の保持器５、５ａ、５ｆを使用した円すいころ軸受１にしても、前述した様に、著しい磨耗や焼き付きが発生する可能性を有する。
この様な事情に鑑みて、特許文献１、２には、少ない潤滑油を有効利用して、各円すいころの大径側端面と大径側鍔部の軸方向内側面との摺接部を潤滑する構造が記載されている。図２０〜２２は、このうちの特許文献１に記載された、従来構造の２例を示している。
【００１０】
先ず、図２０に示した従来から知られている対策済構造の第１例の場合には、金属板製の保持器５ｂの大径側端部を径方向内方に向け折り曲げる事により、この保持器５ｂの内周面の大径側端部に保油部１７を、全周に亙って設けている。この従来構造の第１例は、この保油部１７に貯溜された潤滑油を、円すいころ４の大径側端面１０と大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺接部に供給して、潤滑不良の際の摩耗を抑えるとしている。
【００１１】
次に、図２１〜２２に示した従来から知られている対策済構造の第２例の場合には、保持器５ｃの小径側端部を径方向外方に向け折り曲げる事により、この保持器５ｃの外周面の小径側端部に保油部１７ａを設けている。又、仕切板部１８、１８によりこの保油部１７ａを円周方向に関して複数に分割している。この従来構造の第２例は、前記保持器５ｃの外周面に付着してこの保持器５ｃの小径側端部に達した潤滑油の流失を防止し、この潤滑油を、円すいころ４の大径側端面１０と大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺接部に供給して、潤滑不良の際の摩耗を抑えるとしている。
【００１２】
上述の様な従来から知られている対策済構造の２例の場合、前述の図１６〜１９に示した、未対策構造に比べれば優れた耐久性を得られるにしても、少量の潤滑油を大径側端面１０と軸方向内側面１１との摺接部に必ずしも効率良く供給できる（少量の潤滑油を有効利用できる）とは言えない。先ず、図２０に示した第１例の構造の場合には、保油部１７に溜まったままの状態で各円すいころ４の大径側端面１０に付着しない潤滑油の量が多くなり、残された少量の潤滑油の有効利用を図りにくい。又、図２１〜２２に示した第２例の構造は、保油部１７ａが大径側端面１０と軸方向内側面１１との摺接部から大きく外れた部分に設けられている為、やはり少量の潤滑油をこの摺接部の潤滑に有効利用する事が難しい。この様に、少量の潤滑油を前記大径側端面１０と前記軸方向内側面１１との摺接部の潤滑に有効利用できない点は、前記両対策済構造の２例を組み合わせ、図２０に示した保油部１７に図２２に示した仕切板部１８、１８を設けたとしても同様である。
【００１３】
特許文献２には、保持器の内周面に沿って導いた潤滑油を、この保持器の大径側端縁部に設けた内向の大径側フランジにより、円すいころの大径側端面と内輪外周面の大径側鍔部の軸方向内側面との摺接部に導く構造が記載されている。この様な特許文献２に記載された、対策済構造の第３例の場合も、前記未対策構造に比べれば優れた耐久性を得られるにしても、少量の潤滑油を前記大径側端面と軸方向内側面との摺接部により効率良く供給する面からは、改良の余地がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、潤滑不良状態での耐久性向上、即ち、潤滑不良状態になってから、焼き付きにより回転不能に至るまでの時間の延長をより十分に図れる構造、並びに、当該構造を実現する為の保持器を得る為に適切な製造方法を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の対象となる円すいころ軸受は、前述した従来から知られている円すいころ軸受と同様に、外輪と、内輪と、複数個の円すいころと、保持器とを備える。
このうちの外輪は、内周面に部分円すい凹面状の外輪軌道を有する。
又、前記内輪は、前記外輪の内径側にこの外輪と同心に配置されたもので、外周面に、部分円すい凸面状の内輪軌道、及び、この内輪軌道の大径側端部から径方向に関して外方に突出した大径側鍔部を有する。
又、前記各円すいころは、前記内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に配置されており、それぞれの大径側端面を前記大径側鍔部の軸方向側面と対向させている。
又、前記保持器は、前記各円すいころを保持する為のものである。
そして、この保持器は、互いに同心に、且つ、軸方向に間隔をあけて配置された、それぞれが円環状である大径側リム部及び小径側リム部と、これら両リム部同士の間に掛け渡された複数本の柱部とを備える。そして、これら両リム部と円周方向に隣り合う１対ずつの柱部とにより四周を囲まれる部分を、それぞれ前記各円すいころを保持する為のポケットとした構造を有するものである。
【００１６】
特に、本発明の円すいころ軸受に於いては、前記大径側リム部のうちで、円周方向に関する位相が少なくとも前記各ポケットのうちの一部のポケットに整合する部分の内周面部分に、径方向外方に凹んだ保油凹部を設けている。
そして、この保油凹部の底面のうちで前記ポケットの内面に開口している部分を、当該ポケット内に保持された円すいころの大径側端面（好ましくは、この大径側端面に形成された凹部）に対向させている。但し、この大径側端面の凹部は、省略する事もできる。
【００１７】
この様な本発明の円すいころ軸受を実施する場合に、好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、前記保油凹部の大径側リム部の外端面側に、これら保油凹部の内部と大径側リム部の外端面とを遮断する（これら保油凹部の内部と大径側リム部の外端面とが軸方向に貫通する事を防止する）堰を設ける。具体的には、前記保油凹部を、前記ポケット側の開口側端部から、前記外端面側の奥端部まで、前記大径側リム部の内周面よりも径方向外方に凹入する方向の深さを持たせる。言い換えれば、前記保油凹部の底面の奥端部と前記大径側リム部の内周面との間に段差を設ける。
【００１８】
又、本発明を実施する場合に、好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、前記保油凹部の数を、前記ポケットの数と同じとする。そして、円周方向に関して互いに独立した状態で設けられたこれら各保油凹部を、それぞれ前記各ポケットに向けて開口させる。
又、好ましくは、請求項４に記載した発明の様に、前記保油凹部の底部を、前記ポケットに向かうに従って径方向外方に向かう方向に傾斜させる。
更に好ましくは、請求項５に記載した発明の様に、前記大径側リム部の内周面を、前記保持器の中心軸と平行な円筒状面乃至は前記ポケットに向かうに従って径方向外方に向かう方向に傾斜した傾斜面とする。
【００１９】
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項６に記載した発明の様に、前記保持器を合成樹脂製とする。この請求項６に記載した発明を実施する場合に、より好ましくは、請求項７に記載した発明の様に、前記保持器を、熱可塑性を有する合成樹脂を溶融状態で金型装置の成形用空間内に、複数の送り込み口を通じ、圧力を加えた状態で送り込む事により造られるものとする。従って前記保持器は、一部に、異なる送り込み口から前記成形用空間内に送り込まれた溶融状態の合成樹脂がこの成形用空間内で突き当たる事により生じるウェルドが存在する。前記請求項７に記載した発明の場合、このウェルドを、前記両リム部と前記各柱部との連続部から外れた部分に存在させる。
【００２０】
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項８に記載した発明の様に、前記円すいころ軸受を、自走式車両（トラクタや機関車等に牽引されて走行するのではなく、自身に走行用の駆動源を備えた車両）の駆動源と駆動用車輪との間に設けられて、この駆動源の回転駆動力をこの駆動用車輪に伝達する車両駆動系を構成する回転軸の支持部に使用する。尚、この様な車両駆動系を構成する回転軸としては、例えば自動車のデファレンシャルギヤを構成するピニオン軸、自動車用トランスミッション（自動変速機、手動変速機、トランスアクスルを含む）を構成する動力伝達軸、鉄道車両用駆動部の動力伝達軸等が含まれる。
【００２１】
又、請求項９に記載した円すいころ軸受の製造方法は、前記請求項７に記載した合成樹脂製の保持器を射出成形する為の金型装置として、前記成形用空間内に溶融状態の合成樹脂を送り込む為の送り込み口を、この成形用空間のうちで前記両リム部を形成する為のリム部成形用空間部分にそれぞれ設けると共に、前記各送り込み口の設置位置を、これら両リム部成形用空間部分の円周方向に関して、これら両リム部成形用空間部分同士の間で互いに一致させたものを使用する。
【００２２】
或は、請求項１０に記載した発明の様に、前記金型装置として、次の(1)〜(3)の条件を総て満たすものを使用する。
(1) 互いに同心に配置された１対の金型を軸方向に関して互いに遠近動させる、アキシアルドロー構造である。
(2) 前記両金型の互いに対向する軸方向端面のうちの一方の金型の軸方向端面に成形用凹部が、他方の金型の軸方向端面に成形用凸部が、それぞれ設けられている。
(3) 前記一方の金型の軸方向端面に、前記保油凹部を形成すべき保油凹部成形用凸部が設けられている。
この様な請求項１０に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項１１に記載した発明の様に、前記一方の金型として、前記保油凹部成形用凸部の先端部に段部が存在するものを使用する。
【発明の効果】
【００２３】
上述の様に構成する本発明の円すいころ軸受は、次の様に作用する事により、潤滑不良状態での耐久性向上、即ち、潤滑不良状態になってから、焼き付きにより回転不能に至るまでの時間の延長を、より十分に図れる。
本発明の円すいころ軸受を組み込んだ回転機械装置の運転時に潤滑油は、一般的な円すいころ軸受の場合と同様に、円すいころ軸受特有の、各円すいころの公転運動に伴う遠心力に基づくポンプ作用により、外輪の内周面と内輪の外周面との間の軸受内部空間を、外輪軌道及び内輪軌道の小径側から大径側に向けて流れる。潤滑油の供給量が十分である場合には、この様に軸受内部空間を流れる潤滑油が、前記各円すいころの大径側端面と内輪外周面の大径側鍔部の軸方向内側面との摺接部も十分に潤滑する。又、この状態では、前記軸受内部空間を流れる潤滑油の一部が、大径側リム部の内周面に形成した保油凹部内に、各ポケット側の開口部から流入しつつ、この大径側リム部の軸方向外端縁側に排出される。言い換えれば、先に前記保油凹部内に入り込んでいた潤滑油が、前記開口部から新たに流入する潤滑油によって、この保油凹部から押し出される。従って、潤滑油供給が十分に行われている通常運転時には、この保油凹部内に、常に潤滑油が溜まっている（存在している）状態となる。
【００２４】
この状態から、例えば潤滑油供給ポンプの故障、ケーシング内からの潤滑油の漏洩等により、前記軸受内部空間内の潤滑油の流通量が、減少乃至は零になった場合には、前記ポケット側の開口部から前記保油凹部内への潤滑油の送り込みは、減少乃至は停止する。この様に、開口部からの潤滑油の送り込みが減少乃至は停止した状態では、既に前記保油凹部内に溜まっていた潤滑油は、この保油凹部から大径側リム部の外端縁側に押し出される事はなくなり、この保油凹部内に留まる。そして、この保油凹部内に留まった潤滑油は、前記ポケット内に保持された円すいころの大径側端面部分に（好ましくは、この大径側端面に形成された凹部内に）入り込み、この円すいころの自転運動に伴って、この大径側端面と前記大径側鍔部の軸方向内側面の摺接部に送られ、この摺接部を潤滑する。前記故障或は漏洩等が発生した時点で前記保油凹部内に留まっている潤滑油は、そのうちの多くの部分を前記摺接部の潤滑に利用できる。従って、潤滑不良状態の発生時から、焼き付きにより回転不能に至るまでの時間を十分に長くできる。この為、車両を邪魔にならない場所にまで運行する事ができ、鉄道の復旧までに要する時間を短くしたり、道路渋滞を引き起こしにくくできる。更に、前記潤滑不良が、回転支持部の回転不能にまで至りにくくして、他の部分の故障を誘発しにくくでき、修理に要する費用並びに時間が嵩む等の問題を生じにくくできる。
【００２５】
尚、前記保油凹部は、少なくとも一部のポケットに整合する部分に形成すれば、当該ポケットに保持された円すいころの大径側端面（好ましくは、この大径側端面に形成された凹部）を通じて、大径側鍔部の軸方向内側面に潤滑油が供給され、この軸方向内側面と他の円すいころの大径側端面との摺接部の潤滑も行える。従って、前記保油凹部は、例えば円周方向に関して一つ置き或は二つ置きのポケット部分に設ける事もできる。又、前記保油凹部は、前記円すいころの大径側端面に対向する前記大径側リム部の内端面側で、或る程度の深さを有し、潤滑油を一時貯溜できるものであれば、この大径側リム部の外端面側では深さがゼロになっている（内端面側から外端面側に向かって深さが漸減して、この大径側リム部の内周面の軸方向中間部で消滅する）形状であっても良い。
【００２６】
但し、請求項２に記載した発明の様に、前記保油凹部の大径側リム部の外端面側に堰を設ければ、この保油凹部の容積を増大して、この保油凹部内に貯溜しておける潤滑油の量を増大させると共に、潤滑不良時に、この保油凹部内に貯溜されていた潤滑油を、前記大径側リム部の外端面側に流失させずに、前記各円すいころの大径側端面と前記大径側鍔部の軸方向内側面との摺接部の潤滑に、より有効に利用できる。或は、請求項３に記載した発明の様に、前記保油凹部の数を前記ポケットの数と同じとして、円周方向に関して互いに独立した状態で設けられたこれら各保油凹部を、それぞれ前記各ポケットに向けて開口させれば、全保油凹部内に溜まる潤滑油の総量（保持器全体に溜めておける潤滑油の総量）を確保して、潤滑不良状態の発生時から回転不能に至るまでの時間を長くする面から有利である。
【００２７】
又、請求項４に記載した発明の様に、前記保油凹部の底部を、前記ポケットに向かうに従って径方向外方に向かう方向に傾斜させたり、請求項５に記載した発明の様に、前記大径側リム部の内周面を、前記保持器の中心軸と平行な円筒状面乃至は前記ポケットに向かうに従って径方向外方に向かう方向に傾斜した傾斜面とすれば、前記保油凹部内に溜まった潤滑油、更には前記大径側リム部の内周面に付着した潤滑油を、前記各円すいころの大径側端面に向けて効率良く導ける。特に、傾斜面とすれば、前記大径側リム部の外端面側に流失する潤滑油をゼロ乃至は僅少に抑えて、前記内周面に付着した潤滑油の、より効率的利用を図れる。この結果、潤滑不良状態が発生した時点で、前記保持器の大径側端部に残留している潤滑油を、前記各円すいころの大径側端面と大径側鍔部の軸方向内側面との摺接部の潤滑に有効利用できて、前記潤滑不良状態の発生時から回転不能に至るまでの時間をより長くできる。
【００２８】
又、請求項６に記載した発明の様に、前記保持器を合成樹脂製とすれば、この保持器の軽量化及び低コスト化を図れる。即ち、この保持器は、鉄系合金や銅系合金等の金属製とする事もできる。金属製の保持器を造る場合、先ず、円環状の素材に削り加工を施したり、或は板状の素材にプレスによる曲げ加工を施す事で、前記各保油凹部を持たない中間素材を得る。その後、これら保油凹部となるべき部分に削り加工を施して、前記各保油凹部を形成する。この様にして造られる金属製の保持器は、大きな強度及び剛性を得られて、通常の使用状態での耐久性確保の面から有利な反面、重量及び製造コストが嵩む。これに対し、前記保持器を合成樹脂製とすれば、材料の比重が小さい事による重量の軽減を図れる。又、この保持器を、次述する様な射出成形により造れば、前記各保油凹部を、この保持器の他の部分と同時に成形する事が可能になり、製造コストの低減を図れる。
【００２９】
合成樹脂製の保持器を造る場合、熱可塑性の合成樹脂を加熱し溶融させた状態で、金型装置の成形用空間（キャビティ）内に、圧力を加えた状態で送り込む、射出成形による事が、製造コスト低減の面から一般的である。合成樹脂を射出成形する場合、ゲートと呼ばれる送り込み口から前記成形用空間内に送り込まれた合成樹脂が、この成形用空間の所定部分に互いに反対側から進入してこの所定部分で突き当たり、当該部分にウェルドと呼ばれる、応力に対する強度が低い部分が生じる。一方、保持器の使用時には、各ポケット内に保持された各円すいころが、それぞれの公転速度の差等に基づいて、これら各ポケットの周方向両側部分を仕切る各柱部を、周方向に押圧する事がある。この押圧の結果、これら各柱部の両端部と、大径側、小径側両リム部との連続部に曲げ方向の応力が加わる。そして、上述の様なウェルドがこれら各連続部に存在すると、長期間に亙る使用に伴って、これら各連続部に、亀裂等の損傷が発生する可能性がある。これに対して請求項７に記載した発明によれば、前記各連続部にウェルドが存在しない為、前記保持器の耐久性を確保し易くなる。言い換えれば、この保持器の断面積を大きくしなくても（保持器を大型化しなくても）、必要とする耐久性を確保し易くなる。
【００３０】
本発明の円すいころ軸受の使用部位は特に限定しないが、請求項８に記載した発明の様に、自走式車両の駆動系の回転支持部に使用する事が好ましい。自走式車両の駆動系の場合、潤滑油を外部から供給しにくく、円すいころ軸受の内部に封入したグリースや、前記回転支持部を収めたハウジング内に貯溜した潤滑油（デファレンシャルオイルやミッションオイル）だけで潤滑する事が一般的である。又、使用期間が長期間に亙る場合が多く、潤滑状態の監視も頻繁に行われないのが実情である。これらの理由により、潤滑不良が突然生じる可能性が、例えば工作機械や産業機械の回転支持部に比べて多い。そして、潤滑不良に基づいて焼き付き等の損傷が発生した場合に、周囲に与える影響（迷惑）が、前述した通り、前記工作機械や産業機械の場合に比べて大きい。そこで、本発明の円すいころ軸受を、上述の様な、自走式車両の駆動系の回転支持部に使用すれば、前述した様な本発明による効果を顕著に得られる。
【００３１】
上述の請求項７に記載した発明の様に、前記ウェルドを、前記両リム部と前記各柱部との連続部から外れた部分に存在させた合成樹脂製の保持器は、請求項９に記載した発明を実施する事により、容易に得られる。即ち、両リム部成形用空間のうちで、円周方向に関する位相が互いに一致する部分に設けられた送り込み口から金型装置の成形用空間内に送り込まれた、溶融状態の合成樹脂は、前記両リム部成形用空間を周方向に流れてから、各柱部を成形する為の、各柱部成形用空間内に、これら各柱部成形用空間の両端から進入し、これら各柱部成形用空間の中間部で突き当たり、当該部分でウェルドを形成する。従って前記各柱部の端部と前記両リム部との連続部にウェルドが形成される事はない。この為、前記請求項７に記載した様な、耐久性を確保し易い保持器を低コストで得られる。
【００３２】
又、請求項１０に記載した発明の様に、成形用凹部の一部に保油凹部成形用凸部を設けた一方の金型と、成形用凸部を設けた他方の金型とから成る、アキシアルドロー構造の金型装置を使用すれば、比較的簡単な金型装置で、前記各保油凹部を備えた合成樹脂製の保持器を、能率良く造れる。
更に、請求項１１に記載した発明の様に、前記一方の金型として、前記保油凹部成形用凸部の先端部に段部が存在するものを使用すれば、前述の請求項２に記載した発明の様に、潤滑油の有効利用をより高度に図れる合成樹脂製の保持器を能率良く造れる。又、前記保油凹部成形用凸部の先端部の断面積を確保して（この先端部が薄肉にならない様にして）この先端部を破損しにくくでき、金型装置の耐久性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、円すいころ軸受の部分断面図。
【図２】図１のイ部拡大図。
【図３】実施の形態の第１例に組み込んだ保持器を取り出して、大径側且つ径方向外側から見た状態で示す斜視図。
【図４】図３のロ部拡大図。
【図５】本発明の実施の形態の第２例を示す、円すいころ軸受の部分断面図。
【図６】本発明の実施の形態の第３例を示す、円すいころ軸受の部分断面図。
【図７】図６のハ部拡大図。
【図８】実施の形態の第３例に組み込んだ保持器を取り出して、大径側且つ径方向外側から見た状態で示す斜視図。
【図９】図３のニ部拡大図。
【図１０】本発明の実施の形態の第４例を示す、円すいころ軸受の部分断面図。
【図１１】同第５例を示す、円すいころ軸受の部分断面図。
【図１２】図１１のホ部拡大図。
【図１３】実施の形態の第５例に組み込んだ保持器を取り出して、小径側且つ径方向外側から見た状態で示す斜視図。
【図１４】図１３のヘ部拡大図。
【図１５】各実施の形態を構成する保持器を合成樹脂の射出成形により造る場合に使用する金型装置を構成する１対の金型を、互いに離隔した状態で示す部分切断斜視図。
【図１６】従来から知られている一般的な円すいころ軸受の第１例を示す、部分切断斜視図。
【図１７】同第２例を示す部分断面図。
【図１８】この第２例に組み込んだ保持器を取り出して示す、図３と同様の斜視図。
【図１９】図１８のト部拡大図。
【図２０】焼き付き防止の為の対策済の従来構造の第１例を示す部分断面図。
【図２１】同第２例を示す部分断面図。
【図２２】この第２例に組み込む保持器の一部を取り出して、大径側且つ径方向外側から見た状態で示す斜視図。
【図２３】潤滑不良時に問題が大きくなり易い、接触角が大きな円すいころ軸受の部分断面図。
【図２４】同じく保持器を取り出して、大径側且つ径方向外側から見た状態で示す斜視図。
【図２５】図２４のチ部拡大図。
【図２６】従来構造を構成する保持器を合成樹脂の射出成形により造る場合に使用する金型装置を構成する１対の金型を、互いに離隔した状態で示す部分切断斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
［実施の形態の第１例］
図１〜４は、請求項１、３、４（６〜８）に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の構造を含めて、本発明の特徴は、保持器の大径側端部、並びに各円すいころの大径側端面の形状及び構造を工夫する事により、潤滑不良状態の発生時から回転不能に至るまでの時間の延長を図る点にある。その他の、円すいころ軸受の基本的構成に就いては、前述の図１６、２０、２１に示した従来から知られている円すいころ軸受と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分、並びに、先に説明しなかった部分を中心に説明する。
【００３５】
本例の円すいころ軸受１を構成する保持器５ｄは、合成樹脂を射出成形する事により、或は金属材料に削り出し加工を施す事により、一体に造った、所謂籠型保持器で、全体を部分円すい筒状に形成している。射出成形用の合成樹脂の種類は特に問わず、例えばポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等、合成樹脂製保持器の射出成形用として従来から一般的に使用されていた、各種合成樹脂を使用できる。何れの合成樹脂にしても、単独で、或は炭素繊維、ガラス繊維等の強化用繊維或は強化用のセラミックウィスカ等と混合したものを使用できる。又、金属材料としては、鋼材、ステンレス鋼材等の鉄系合金や、真鍮等の銅系合金等を使用できる。
【００３６】
何れの場合でも大径側リム部１２ａのうちで、円周方向に隣り合う柱部１４ａ、１４ａ同士の間部分、言い換えれば、円周方向に関する位相が各ポケット１５ａ、１５ａと一致する（これら各ポケット１５ａ、１５ａの大径側端部に整合する）部分の内周面に、それぞれ保油凹部１９、１９を設けている。これら各保油凹部１９、１９は、前記保持器５ｄの径方向に（内径側から）見た形状が爪型であって、円周方向に関する幅が、前記各ポケット１５ａ、１５ａの側ほど広く、これら各ポケット１５ａ、１５ａから離れるに従って狭くなる。又、前記保持器５ｄの径方向（厚さ方向）に関する、前記各保油凹部１９、１９の深さは、前記各ポケット１５ａ、１５ａの側ほど深く、これら各ポケット１５ａ、１５ａから離れるに従って漸減する。
【００３７】
又、前記各保油凹部１９、１９の深さは、前記大径側リム部１２ａの外端縁部分で零になっている。従ってこれら各保油凹部１９、１９は、前記保持器５ｄの内径側及び前記各ポケット１５ａ、１５ａの側にのみ開口しており、円周方向両側及び軸方向外側には開口していない。又、前記各保油凹部１９、１９のうち、円周方向に関する幅方向中央部で、この幅方向に関して最も深くなった部分である底部は、前記各ポケット１５ａ、１５ａに向かうに従って径方向外方に向かう方向に、前記保持器５ｄの中心軸に対し、角度θ1分だけ傾斜している。要するに、前記各保油凹部１９、１９を、幅方向中央部ほど、更に（軸方向に関しては）この幅方向中央部で前記各ポケット１５ａ、１５ａに向かう程、それぞれ深くして、これら各ポケット１５ａ、１５ａに近付くに従って前記保持器５ｄの径方向外方に向かう方向に傾斜させている。
【００３８】
又、前記各ポケット１５ａ、１５ａ内にそれぞれ転動自在に保持された各円すいころ４ａの大径側端面１０の中央部に凹部２０を形成している。図示の例の場合、この凹部２０を円形としているが、円輪状とする（前記大径側端面１０の中心部を凹ませずに残す）事もできる。何れの場合でも、この凹部２０の中心を、前記各円すいころ４ａの中心軸上に位置させる。そして、前記各保油凹部１９、１９の底面のうちで前記各ポケット１５ａ、１５ａの内面に開口している部分を、当該ポケット１５ａ、１５ａ内に保持された前記円すいころ４ａの大径側端面１０に形成された凹部２０に対向させる。尚、これら各円すいころ４ａの径方向に関し、前記各保油凹部１９、１９の底部のうちで前記各ポケット１５ａ、１５ａの内面に開口している部分（図２の点Ｘ部分）は、前記凹部２０の外周縁よりも内側に位置させている。従って、前記各保油凹部１９、１９の前記各ポケット１５ａ、１５ａの内面側開口は、その全体が、前記凹部２０に対向している。この為、前記各保油凹部１９、１９内に存在して、前記保持器５ｄの回転に基づく遠心力によりこれら各保油凹部１９、１９の底部に押し付けられた潤滑油は、そのほぼ全量が、前記各ポケット１５ａ、１５ａの内面側開口から前記凹部２０に流入する傾向になる。尚、前記各保油凹部１９、１９の前記各ポケット１５ａ、１５ａ側の開口縁部は、前記大径側端面１０のうちで、前記凹部２０の周囲に位置する平坦部に、ほぼ全長に亙って、摺接若しくは微小隙間を介して近接対向している。従って、前記凹部２０内に流入した潤滑油は、前記各円すいころ４ａの公転運動や前記保持器５ｄの回転運動に基づく遠心力に拘らず、前記円すいころ軸受１の径方向に関して外方に流失しにくい。
【００３９】
上述の様に構成する本例の円すいころ軸受を組み込んだ回転機械装置の運転時に潤滑油は、前記各円すいころ４ａの公転運動に伴う遠心力に基づくポンプ作用により、外輪２の内周面と内輪３の外周面との間の軸受内部空間２１を、外輪軌道６及び内輪軌道７の小径側から大径側に向けて（図１の左上から右下に向けて）流れる。潤滑油の供給量が十分である場合には、この様に前記軸受内部空間２１内を流れる潤滑油が、前記各円すいころ４ａの大径側端面１０と前記内輪３の外周面の大径側端部に設けた大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺接部も十分に潤滑する。又、この状態では、前記軸受内部空間２１内を流れる潤滑油の一部が、前記大径側リム部１２ａの内周面の複数箇所に形成した前記各保油凹部１９、１９内に、前記各ポケット１５ａ、１５ａ側の開口部から流入しつつ、この大径側リム部１２ａの軸方向外端縁側に排出される。即ち、先に前記各保油凹部１９、１９内に入り込んでいた潤滑油が、前記各ポケット１５ａ、１５ａの側の開口部から新たに流入する潤滑油によって、前記各保油凹部１９、１９から押し出される。従って、潤滑油供給が十分に行われている通常運転時には、これら各保油凹部１９、１９内に、常に潤滑油が溜まっている（存在している）状態となる。
【００４０】
この状態から、例えば潤滑油供給ポンプの故障、ケーシング内からの潤滑油の漏洩等により、前記軸受内部空間２１内の潤滑油の流通量が、減少乃至は零になった場合には、前記各ポケット１５ａ、１５ａ側の開口部から前記各保油凹部１９、１９内への潤滑油の送り込みは、減少乃至は停止する。この様に、開口部からの送り込みが減少乃至は停止した状態では、既に前記各保油凹部１９、１９内に溜まっていた潤滑油は、これら各保油凹部１９、１９から前記大径側リム部１２ａの外端縁側に押し出される事はなくなり、これら各保油凹部１９、１９内に留まる。この状態でこれら各保油凹部１９、１９内の潤滑油は、前記保持器５ｄの回転に伴う遠心力により、これら各保油凹部１９、１９の底面に押し付けられる傾向になる。これら各保油凹部１９、１９の底面は、前述の様に、幅方向及び軸方向に関して傾斜している為、これら各保油凹部１９、１９内に留まった潤滑油の大部分は、前記各ポケット１５ａ、１５ａ内に保持された前記各円すいころ４ａの大径側端面１０に形成された凹部２０のうち、前記円すいころ軸受１の径方向に関して外寄り部分に入り込む。そして、この凹部２０内に入り込んだ潤滑油は、前記各円すいころ４ａの自転運動に伴って、前記大径側端面１０と前記大径側鍔部８の軸方向内側面１１の摺接部に送られて（この摺接部に染み込んで）、この摺接部を潤滑する。
【００４１】
上述の説明から明らかな通り、前記故障或は漏洩等が発生した時点で前記各保油凹部１９、１９内に留まっている潤滑油は、そのうちの多くの部分を前記摺接部の潤滑に利用できる。従って、潤滑不良状態の発生時から、焼き付きにより回転不能に至るまでの時間を十分に長くできる。本発明者が行った、オイルディッピングによる焼き付き実験によれば、図１〜４に示した構造を有する円すいころ軸受は、図１７〜１９に示した従来構造の場合に比べて、潤滑油枯渇下で焼き付きが発生するまでに要する時間を、凡そ３倍に延ばせた。この為、潤滑不良の発生をセンサにより検知する等の対策を講じれば、焼き付き発生以前に、運転速度を遅くしたり安全な状態で停止する等の対策を、十分に余裕を持って行う事が可能になる。そして、焼き付きが発生する以前に、車両を邪魔にならない場所にまで運行する事ができて、鉄道の復旧までの時間を短くしたり、道路渋滞を引き起こしにくくできる。更に、前記潤滑不良が、回転支持部の回転不能にまで至りにくくして、他の部分の故障を誘発しにくくでき、修理に要する費用並びに時間が嵩む等の問題を生じにくくできる。
【００４２】
［実施の形態の第２例］
図５は、請求項１、３〜５（６、７）に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、大径側リム部１２ｂの内周面で各ポケット１５ａに整合する部分に形成した保油凹部１９の底部だけでなく、これら各保油凹部１９から円周方向に外れた、前記大径側リム部１２ｂ本来の内周面も、各ポケット１５ａに向かうに従って径方向外方に向かう方向に、保持器５ｅの中心軸に対し、角度θ2分だけ傾斜させている。この様な本例の構造によれば、前記保油凹部１９だけでなく、前記大径側リム部１２ｂの内周面に付着した潤滑油に就いても、前記各ポケット１５ａ内に保持した各円すいころ４ａの大径側端面１０に向けて効率良く導ける。この結果、潤滑不良状態が発生した時点で、前記保持器５ｅの大径側端部に残留している潤滑油を、前記各円すいころ４ａの大径側端面１０と内輪３の外周面の大径側端部に設けた大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺接部の潤滑に有効利用できて、前記潤滑不良状態の発生時から回転不能に至るまでの時間をより長くできる。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００４３】
［実施の形態の第３例］
図６〜９は、請求項１、３、４（６〜８）に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例は、各円すいころ４ａの接触角が大きな円すいころ軸受１に関して、本発明を適用した場合に就いて示している。前述した通り、外輪２の内周面に形成した外輪軌道６、及び、内輪３の外周面に形成した内輪軌道７の、中心軸に対する傾斜角度が大きく、各円すいころ４ａの自転軸と前記外輪２及び内輪３の中心軸との傾斜角度が、２０度以上、更には２５度以上と、大きな円すいころ軸受１の場合、潤滑不良時も問題が顕著になり易い。言い換えれば、潤滑不良状態になってから、焼き付き等の重大な損傷に結び付くまでの時間が短くなり易い。
【００４４】
一方、接触角が大きな円すいころ軸受は、スラスト負荷容量を大きくできる為、大きなスラスト荷重が加わる回転支持部に使用される場合がある。そこで本例の場合には、接触角が大きな円すいころ軸受１に関して本発明を適用し、大きなスラスト荷重が加わる回転支持部の潤滑状態が不良になった場合でも、焼き付き等の重大な損傷に結び付くまでに要する時間を長くできる様にしている。この様に、接触角が大きな円すいころ軸受１に本発明を適用する為に、本例の構造に組み込む保持器５ｇとして、大径側リム部１２ｃの直径と、小径側リム部１３ｂの直径との差が大きく、これら両リム部１２ｃ、１３ｂ同士の間に掛け渡した柱部１４ｂ、１４ｂの傾斜角度が大きいものを使用している。
その他の部分の構成及び作用は、前述の図１〜４に示した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００４５】
［実施の形態の第４例］
図１０は、請求項１、３〜５（６、７）に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合も、上述した実施の形態の第３例の場合と同様に、各円すいころ４ａの接触角が大きな円すいころ軸受１に関して、本発明を適用した場合に就いて示している。この接触角が大きい事に合わせて、保持器５ｈを構成する大径側リム部１２ｃの直径と小径側リム部１３ｂの直径との差を大きくし、各柱部１４ｂの傾斜角度を大きくした点は、上述した実施の形態の第３例と同様であり、前記大径側リム部１２ｃの内周面で各保油凹部１９から円周方向に外れた部分の内周面を、各ポケット１５ａに向かうに従って径方向外方に向かう方向に傾斜させた点は、前述の図５に示した実施の形態の第２例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００４６】
［実施の形態の第５例］
図１１〜１４は、請求項１〜５（６〜８）に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、保持器５ｉを構成する大径側リム部１２ｃの内周面で、円周方向に関する位相が各ポケット１５ａ、１５ａに整合する部分にそれぞれ形成した保油凹部１９ａ、１９ａの深さ寸法を、これら各保油凹部１９ａ、１９ａの奥端部でも十分に大きくしている。言い換えれば、前記大径側リム部１２ｃの外端面側（図１１〜１２の右端側、図１３〜１４の下端側）に、前記各保油凹部１９ａ、１９ａの内部と前記大径側リム部１２ｃの外端面とを遮断する堰２５、２５を設けて、これら保油凹部１９ａ、１９ａの内部とこの大径側リム部１２ｃの外端面とが軸方向に貫通しない様にしている。即ち、前記各保油凹部１９ａ、１９ａに、前記各ポケット１５ａ、１５ａ側の開口側端部から、前記大径側リム部１２ｃの外端面側の奥端部まで、この大径側リム部１２ｃの内周面よりも径方向外方に凹入する方向の深さを持たせて、前記各保油凹部１９ａ、１９ａの底面の奥端部と前記大径側リム部１２ｃの内周面との間に段差２６、２６を設けている。尚、本例の場合には、この大径側リム部１２ｃの内周面のうちで前記各保油凹部１９ａ、１９ａから外れた部分を、軸方向に関して内径が変化しない、単なる円筒面状としている。
【００４７】
それぞれが上述の様な形状を有する、前記各保油凹部１９ａ、１９ａを前記各ポケット１５ａ、１５ａ毎に設けた本例の構造によれば、これら各保油凹部１９ａ、１９ａの容積を増大して、これら各保油凹部１９ａ、１９ａ内に貯溜しておける潤滑油の量を増大させる事ができる。更に、潤滑不良時に、これら各保油凹部１９ａ、１９ａ内に貯溜されていた潤滑油を、前記大径側リム部１２ｃの外端面側に流失させずに、各円すいころ４ａの大径側端面１０と、内輪３の外周面に設けた大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺接部の潤滑に、より有効に利用できる。この結果、潤滑不良状態になってから、焼き付き等の重大な故障が発生するまでの時間を、より一層長くできる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した各実施の形態のうちの何れかと同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００４８】
［実施の形態の第６例］
図１５は、請求項９〜１１に対応する、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例は、以上に述べた各実施の形態の構造に組み込む保持器（例えば、上述した実施の形態の第５例に組み込む保持器５ｉ）を合成樹脂の射出成形により造る、円すいころ軸受用保持器の製造方法に関する。この製造方法の実施に使用する金型装置２４ａの基本構成は、前述の図２６に示した金型装置２４と同様である。即ち、本例の金型装置２４ａは、互いに同心に配置された状態で、軸方向に関して互いに遠近動する、１対の金型２２ａ、２３ａを備える。これら両金型２２ａ、２３ａは、互いに対向する軸方向端面同士を突き合わせた状態で、突き合わせ部の内部に成形用空間（キャビティ）を画成する。そして、この成形用空間内に、前記両金型２２ａ、２３ａの一方又は双方に設けた送り込み口（ゲート）を通じて加熱溶融した熱可塑性合成樹脂を、圧力を加えた状態で送り込み、前記保持器５ｉを、アキシアルドローにより射出成形する。
【００４９】
前記両金型２２ａ、２３ａのうちの一方（図１５の上側）の金型２２ａの軸方向端面（図１５の下面）の中央部には成形用凹部２７を、他方（図１５の下側）の金型の軸方向端面（図１５の上面）の中央部には成形用凸部２８を、それぞれ形成している。それぞれの金型２２ａ、２３ａの軸方向端面の外径寄り部分で、それぞれ前記成形用凹部２７又は前記成形用凸部２８を囲む部分は、互いに密に（前記成形用空間内に送り込んだ、溶融した合成樹脂が漏れ出ない様に）当接可能な平坦面２９ａ、２９ｂとしている。そして、これら両平坦面２９ａ、２９ｂ同士を当接させた状態で、前記成形用凹部２７と前記成形用凸部２８とにより囲まれた部分に、前記成形用空間が画成される様にしている。
【００５０】
特に、本例の場合には、前記一方の金型２２ａの軸方向端面に設けた成形用凹部２７の開口周縁部よりも少し径方向内側に寄った部分で、射出成形すべき前記保持器５ｉのポケット１５ａ、１５ａに整合する（円周方向に関する位相が一致する）部分に、それぞれ保油凹部成形用凸部３０、３０を設けている。これら各保油凹部成形用凸部３０、３０は、前記保持器５ｉを構成する大径側リム部１２ｃの内周面のうちで前記各ポケット１５ａ、１５ａに整合する部分に保油凹部１９ａ、１９ａを成形する為のもので、前記大径側リム部１２ｃを成形する為の大径側リム部成形用空間部分のうちの内径寄り部分に設けている。前記各保油凹部成形用凸部３０、３０の先端面（下端面）は平坦面として、前記平坦面２９ａよりも、軸方向（上下方向）に関して少し凹んだ部分に位置させている。そして、前記各保油凹部１９ａ、１９ａの奥端部に、前述の図１１〜１４で説明した堰２５、２５を形成できる様にしている。又、前記各保油凹部成形用凸部３０、３０の先端部の断面積を確保して、言い換えれば、これら各保油凹部成形用凸部３０、３０の先端部が、薄く尖った形状になる事を防止している。そして、これら各保油凹部成形用凸部３０、３０の先端部を傷みにくくし、前記金型装置２４ａの耐久性を確保できる様にしている。又、前記両金型２２ａ、２３ａの何れの部分にも、先端側部分に比べて基端側部分が径方向に凹んだ、所謂アンダーカットとなる部分が存在しない様にして、１対の金型２２ａ、２３ａのみで前記保持器５ｉの射出成形を行う、アキシアルドローを可能としている。
【００５１】
それぞれが上述の様な構造を有する、前記両金型２２ａ、２２ｂの平坦面２９ａ、２９ｂ同士を当接させた状態で、これら両金型２２ａ、２２ｂ同士の間に画成される、前記成形用空間内に、例えば前記一方の金型２２ａ（前記他方の金型２３ａでも可）に設けた、図示しない送り込み口を通じて、溶融した合成樹脂を送り込み可能としている。この様な送り込み口は、少なくとも前記成形用空間のうち、前記保持器５ｉの大径側リム部１２ｃを成形する為の大径側リム部成形用空間部分と、同じく小径側リム部１３ｂを成形する為の小径側リム部成形用空間部分とに、それぞれ設ける。更に、前記各送り込み口の設置位置を、これら両リム部成形用空間部分の円周方向に関して、これら両リム部成形用空間部分同士の間で互いに一致させる。好ましくは、前記各送り込み口を、前記大径側リム部成形用空間部分及び前記小径側リム部成形用空間部分の一部で、円周方向に隣り合う各柱部１４ｂ、１４ｂを形成すべき部分の中間部毎に設ける。
【００５２】
以上の様な構成を有する金型装置２４ａにより前記保持器５ｉを射出成形するには、前記大径側、小径側両リム部成形用空間に設けた各送り込み口から、前記金型装置２４ａの成形用空間内に、溶融状態の合成樹脂を送り込む。すると、この合成樹脂は、前記両リム部成形用空間を周方向に流れてから、各柱部を成形する為の、各柱部成形用空間内に、これら各柱部成形用空間の両端から進入する。そして、これら各柱部成形用空間の中間部で突き当たり、当該部分でウェルドを形成する。前記各柱部１４ｂ、１４ｂの端部と、前記大径側、小径側両リム部１２ｃ、１３ｂとの連続部にウェルドが形成される事はない。この為、長期間に亙る使用に拘らず、これら各連続部に亀裂等の損傷が発生しにくく、前記保持器５ｉの耐久性を確保し易い。尚、円周方向に隣り合う送り込み口から前記各柱部成形用空間に向けて流れた溶融状態の合成樹脂は、これら各柱部成形用空間の入口部分で合流してから、これら各柱部成形用空間内に進入する。この入口部分では、未だ上記合成樹脂の温度は十分に高いので、当該部分にウェルドが形成される事はない。
【符号の説明】
【００５３】
１ 円すいころ軸受
２ 外輪
３ 内輪
４、４ａ 円すいころ
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ、５ｉ 保持器
６、６ａ 外輪軌道
７、７ａ 内輪軌道
８ 大径側鍔部
９ 小径側鍔部
１０ 大径側端面
１１ 軸方向内側面
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 大径側リム部
１３、１３ａ、１３ｂ 小径側リム部
１４、１４ａ、１４ｂ 柱部
１５、１５ａ ポケット
１６ 曲げ板部
１７、１７ａ 保油部
１８ 仕切板部
１９、１９ａ 保油凹部
２０ 凹部
２１ 軸受内部空間
２２、２２ａ 金型
２３、２３ａ 金型
２４、２４ａ 金型装置
２５ 堰
２６ 段差
２７ 成形用凹部
２８ 成形用凸部
２９ａ、２９ｂ 平坦面
３０ 保油凹部成形用凸部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【特許文献１】特開２００７−４０５１２号公報
【特許文献２】特開２００７−２７０８５１号公報
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道車両の車軸や駆動装置を構成する伝達軸、或は、自動車用デファレンシャルギヤを構成するピニオン軸の如く、大きなラジアル荷重及びスラスト荷重が加わる状態で回転する各種回転軸を支承する為の円すいころ軸受、及び、この円すいころ軸受に組み込む保持器の製造方法の改良に関する。具体的には、円すいころ軸受の発明に関しては、円すいころ軸受を構成する複数個の円すいころを転動自在に保持する保持器の形状、構造を工夫する事により、潤滑不良状態での耐久性向上、即ち、潤滑不良状態になってから焼き付きにより回転不能に至るまでの時間の延長を図るものである。又、円すいころ軸受用保持器の製造方法に関しては、上述の様な保持器を、工業的に能率良く造れる様にするものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばデファレンシャルギヤのピニオン軸の如く、大きなラジアル荷重及びスラスト荷重を支承しつつ回転する回転軸の為の回転支持部に、図１６に示す様な円すいころ軸受１が組み込まれている。この円すいころ軸受１は、互いに同心に配置された外輪２及び内輪３と、複数個の円すいころ４、４と、保持器５とを備える。このうちの外輪２は、内周面に部分円すい凹面状の外輪軌道６を有する。又、前記内輪３は、この外輪２の内径側に配置されたもので、外周面に部分円すい凸面状の内輪軌道７を有する。又、前記内輪３の外周面のうちの大径側端部に大径側鍔部８を、同じく小径側端部に小径側鍔部９を、それぞれ前記内輪軌道７から径方向に関して外方に突出する状態で形成している。又、前記各円すいころ４、４は、前記外輪軌道６と前記内輪軌道７との間に、転動自在に配置された状態で、それぞれの大径側端面（頭部）１０を、前記大径側鍔部８の軸方向内側面１１と対向させている。又、前記保持器５は、前記各円すいころ４、４を保持する為のものである。
【０００３】
この保持器５は、互いに同心に、且つ、軸方向に間隔をあけて配置された、それぞれが円環状である大径側リム部１２及び小径側リム部１３と、これら両リム部１２、１３同士の間に掛け渡された複数本の柱部１４、１４とを備える。そして、これら両リム部１２、１３と円周方向に隣り合う１対ずつの柱部１４、１４とにより四周を囲まれる部分を、それぞれ前記各円すいころ４、４を転動自在に保持する為のポケット１５、１５としている。尚、図１６に示した保持器５は、金属板を曲げ加工して成るもので、小径側端部から径方向内方に折れ曲がった、内向フランジ状の曲げ板部１６を形成する事により、全体の剛性確保を図っている。
【０００４】
又、図１７〜１９は、従来から知られている円すいころ軸受の第２例として、形状の異なる保持器５ａを組み込んだ円すいころ軸受１を示している。この保持器５ａは、合成樹脂を射出成形する事により、或は金属製の素材に削り出し加工を施す事により、一体に造られている。基本的構造は、上述の図１６に示した従来構造の第１例に組み込まれた保持器５と同様に、軸方向に間隔をあけて配置された、それぞれが円環状である大径側リム部１２ａ及び小径側リム部１３ａと複数本の柱部１４ａ、１４ａとを備え、これら両リム部１２ａ、１３ａと円周方向に隣り合う１対ずつの柱部１４ａ、１４ａとにより四周を囲まれる部分を、それぞれポケット１５ａ、１５ａとしている。本例の場合には、前記両リム部１２ａ、１３ａ自体で剛性を十分に確保できる為、上述の第１例の保持器５の様な曲げ板部１６（図１６参照）は設けていない。又、円すいころ４ａの大径側端面１０の中央部に、円形の凹部２０を設けている。
【０００５】
何れの構造の場合でも、円すいころ軸受１の運転時に前記各円すいころ４、４ａは、部分円すい凹面状の外輪軌道６と部分円すい凸面状の内輪軌道７とから加わる大きなラジアル荷重により、これら両軌道６、７の大径側に変位する傾向になる。この結果、前記円すいころ軸受１の運転時に前記各円すいころ４、４ａは、前記外輪２と前記内輪３との相対回転に伴って、それぞれの大径側端面１０と大径側鍔部８の軸方向内側面１１とを摺接させつつ、自転及び公転する。この場合に於いて、これら大径側端面１０と大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摩擦状態は、殆ど滑り摩擦だけの状態になる為、耐摩耗性及び耐焼き付け性を確保する面からは、非常に厳しい条件となる。この為従来から、上述の様な円すいころ軸受１を組み込んだ回転支持部には、十分な潤滑油を供給して、前記大径側端面１０と前記大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺動面に、十分な潤滑油膜を介在させる様に構成している。
【０００６】
前記円すいころ軸受１を組み込んだ回転支持部に十分な量の潤滑油を供給できる平常状態であれば、上述の様な従来構造の円すいころ軸受１でも、特に問題を生じる事はない。但し、この円すいころ軸受１を組み込んだ回転支持装置の種類に拘らず、何らかの故障や整備不良等により、この円すいころ軸受１に供給される潤滑油が不足乃至は枯渇する可能性を、完全に否定する事はできない。この円すいころ軸受１に供給される潤滑油が不足乃至は枯渇した場合、先ず、最も条件が厳しい、前記大径側端面１０と前記大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺動面の摩耗が著しく進行する。更に著しい場合には、これら大径側端面１０と軸方向内側面１１とが凝着して前記各円すいころ４、４ａの自転及び公転が不能になり、更にはこれら各円すいころ４、４ａの転動面と前記外輪軌道６とが凝着して、前記外輪２と前記内輪３との相対回転が不能になる、所謂焼き付きを発生する。
【０００７】
この様な焼き付きが発生すると、車両（鉄道車両や自動車）の通常運行はおろか、この車両を移動させる事も困難となり、鉄道の復旧が遅れたり、交通渋滞を引き起こす等の問題を生じ易くなる。又、回転支持部の回転不能が他の部分の故障の原因となって、修理に要する費用並びに時間が嵩む等の問題も生じ易い。この様な問題は、図２３に示す様に、接触角が大きな、即ち、外輪２の内周面に形成した外輪軌道６、及び、内輪３の外周面に形成した内輪軌道７の、中心軸に対する傾斜角度が大きく、各円すいころ４ａの自転軸と前記外輪２及び内輪３の中心軸との傾斜角度が大きな円すいころ軸受１の場合に、顕著になり易い。例えば、接触角が２０度以上である円すいころ軸受１は、使用時に加わる大きな荷重（ラジアル荷重及びスラスト荷重）に基づいて各円すいころ４ａを大径側に変位させる分力が大きくなり、これら各円すいころ４ａの大径側端面１０と、前記内輪３の端部外周面に形成した大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺動面の摺接部の面圧が高くなる。この結果、潤滑不良の状態で、これら両面１０、１１同士の摺接部の磨耗が著しくなり易い。特に、接触角が２５度以上の場合に、その傾向が著しくなる。
【０００８】
尚、上述した、図２３に示す様な、接触角が大きな円すいころ軸受１に組み込まれる保持器５ｆは、図２４〜２５に示す様に、大径側リム部１２ｃの直径と、小径側リム部１３ｂの直径との差が大きく、これら両リム部１２ｃ、１３ｂ同士の間に掛け渡した柱部１４ｂ、１４ｂの傾斜角度が大きくなっている。この様な図２４〜２５に示した保持器５ｆにしても、前述の図１８〜１９に示した保持器５ａにしても、合成樹脂により造る場合には、図２６に示す様な、軸方向に関して互いに遠近動する１対の金型２２、２３を備えた金型装置２４を利用する、所謂アキシアルドローにより射出成形する。即ち、これら両金型２２、２３を突き合わせた状態で、これら両金型２２、２３同士の間に画成される成形用空間（キャビティ）内に熱可塑性の合成樹脂を、加熱溶融した状態で、ゲートと呼ばれる複数の送り込み口を通じ、圧力を加えた状態で送り込む。そして、前記合成樹脂が冷却・固化した後、前記両金型２２、２３を離隔させて、成形された前記保持器５ｆ（５ａ）を取り出す。
【０００９】
何れの構造の保持器５、５ａ、５ｆを使用した円すいころ軸受１にしても、前述した様に、著しい磨耗や焼き付きが発生する可能性を有する。
この様な事情に鑑みて、特許文献１、２には、少ない潤滑油を有効利用して、各円すいころの大径側端面と大径側鍔部の軸方向内側面との摺接部を潤滑する構造が記載されている。図２０〜２２は、このうちの特許文献１に記載された、従来構造の２例を示している。
【００１０】
先ず、図２０に示した従来から知られている対策済構造の第１例の場合には、金属板製の保持器５ｂの大径側端部を径方向内方に向け折り曲げる事により、この保持器５ｂの内周面の大径側端部に保油部１７を、全周に亙って設けている。この従来構造の第１例は、この保油部１７に貯溜された潤滑油を、円すいころ４の大径側端面１０と大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺接部に供給して、潤滑不良の際の摩耗を抑えるとしている。
【００１１】
次に、図２１〜２２に示した従来から知られている対策済構造の第２例の場合には、保持器５ｃの小径側端部を径方向外方に向け折り曲げる事により、この保持器５ｃの外周面の小径側端部に保油部１７ａを設けている。又、仕切板部１８、１８によりこの保油部１７ａを円周方向に関して複数に分割している。この従来構造の第２例は、前記保持器５ｃの外周面に付着してこの保持器５ｃの小径側端部に達した潤滑油の流失を防止し、この潤滑油を、円すいころ４の大径側端面１０と大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺接部に供給して、潤滑不良の際の摩耗を抑えるとしている。
【００１２】
上述の様な従来から知られている対策済構造の２例の場合、前述の図１６〜１９に示した、未対策構造に比べれば優れた耐久性を得られるにしても、少量の潤滑油を大径側端面１０と軸方向内側面１１との摺接部に必ずしも効率良く供給できる（少量の潤滑油を有効利用できる）とは言えない。先ず、図２０に示した第１例の構造の場合には、保油部１７に溜まったままの状態で各円すいころ４の大径側端面１０に付着しない潤滑油の量が多くなり、残された少量の潤滑油の有効利用を図りにくい。又、図２１〜２２に示した第２例の構造は、保油部１７ａが大径側端面１０と軸方向内側面１１との摺接部から大きく外れた部分に設けられている為、やはり少量の潤滑油をこの摺接部の潤滑に有効利用する事が難しい。この様に、少量の潤滑油を前記大径側端面１０と前記軸方向内側面１１との摺接部の潤滑に有効利用できない点は、前記両対策済構造の２例を組み合わせ、図２０に示した保油部１７に図２２に示した仕切板部１８、１８を設けたとしても同様である。
【００１３】
特許文献２には、保持器の内周面に沿って導いた潤滑油を、この保持器の大径側端縁部に設けた内向の大径側フランジにより、円すいころの大径側端面と内輪外周面の大径側鍔部の軸方向内側面との摺接部に導く構造が記載されている。この様な特許文献２に記載された、対策済構造の第３例の場合も、前記未対策構造に比べれば優れた耐久性を得られるにしても、少量の潤滑油を前記大径側端面と軸方向内側面との摺接部により効率良く供給する面からは、改良の余地がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、潤滑不良状態での耐久性向上、即ち、潤滑不良状態になってから、焼き付きにより回転不能に至るまでの時間の延長をより十分に図れる構造、並びに、当該構造を実現する為の保持器を得る為に適切な製造方法を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の対象となる円すいころ軸受は、前述した従来から知られている円すいころ軸受と同様に、外輪と、内輪と、複数個の円すいころと、保持器とを備える。
このうちの外輪は、内周面に部分円すい凹面状の外輪軌道を有する。
又、前記内輪は、前記外輪の内径側にこの外輪と同心に配置されたもので、外周面に、部分円すい凸面状の内輪軌道、及び、この内輪軌道の大径側端部から径方向に関して外方に突出した大径側鍔部を有する。
又、前記各円すいころは、前記内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に配置されており、それぞれの大径側端面を前記大径側鍔部の軸方向側面と対向させている。
又、前記保持器は、前記各円すいころを保持する為のものである。
そして、この保持器は、互いに同心に、且つ、軸方向に間隔をあけて配置された、それぞれが円環状である大径側リム部及び小径側リム部と、これら両リム部同士の間に掛け渡された複数本の柱部とを備える。そして、これら両リム部と円周方向に隣り合う１対ずつの柱部とにより四周を囲まれる部分を、それぞれ前記各円すいころを保持する為のポケットとした構造を有するものである。
【００１６】
特に、本発明の円すいころ軸受に於いては、前記大径側リム部のうちで、円周方向に関する位相が少なくとも前記各ポケットのうちの一部のポケットに整合する部分の内周面部分に、径方向外方に凹んだ保油凹部を設けている。
そして、この保油凹部の底面のうちで前記ポケットの内面に開口している部分を、当該ポケット内に保持された円すいころの大径側端面（好ましくは、この大径側端面に形成された凹部）に対向させている。但し、この大径側端面の凹部は、省略する事もできる。
【００１７】
この様な本発明の円すいころ軸受を実施する場合に、好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、前記保油凹部の大径側リム部の外端面側に、これら保油凹部の内部と大径側リム部の外端面とを遮断する（これら保油凹部の内部と大径側リム部の外端面とが軸方向に貫通する事を防止する）堰を設ける。具体的には、前記保油凹部を、前記ポケット側の開口側端部から、前記外端面側の奥端部まで、前記大径側リム部の内周面よりも径方向外方に凹入する方向の深さを持たせる。言い換えれば、前記保油凹部の底面の奥端部と前記大径側リム部の内周面との間に段差を設ける。
【００１８】
又、本発明を実施する場合に、好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、前記保油凹部の数を、前記ポケットの数と同じとする。そして、円周方向に関して互いに独立した状態で設けられたこれら各保油凹部を、それぞれ前記各ポケットに向けて開口させる。
又、好ましくは、請求項４に記載した発明の様に、前記保油凹部の底部を、前記ポケットに向かうに従って径方向外方に向かう方向に傾斜させる。
更に好ましくは、請求項５に記載した発明の様に、前記大径側リム部の内周面を、前記保持器の中心軸と平行な円筒状面乃至は前記ポケットに向かうに従って径方向外方に向かう方向に傾斜した傾斜面とする。
【００１９】
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項６に記載した発明の様に、前記保持器を合成樹脂製とする。この請求項６に記載した発明を実施する場合に、より好ましくは、請求項７に記載した発明の様に、前記保持器を、熱可塑性を有する合成樹脂を溶融状態で金型装置の成形用空間内に、複数の送り込み口を通じ、圧力を加えた状態で送り込む事により造られるものとする。従って前記保持器は、一部に、異なる送り込み口から前記成形用空間内に送り込まれた溶融状態の合成樹脂がこの成形用空間内で突き当たる事により生じるウェルドが存在する。前記請求項７に記載した発明の場合、このウェルドを、前記両リム部と前記各柱部との連続部から外れた部分に存在させる。
【００２０】
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項８に記載した発明の様に、前記円すいころ軸受を、自走式車両（トラクタや機関車等に牽引されて走行するのではなく、自身に走行用の駆動源を備えた車両）の駆動源と駆動用車輪との間に設けられて、この駆動源の回転駆動力をこの駆動用車輪に伝達する車両駆動系を構成する回転軸の支持部に使用する。尚、この様な車両駆動系を構成する回転軸としては、例えば自動車のデファレンシャルギヤを構成するピニオン軸、自動車用トランスミッション（自動変速機、手動変速機、トランスアクスルを含む）を構成する動力伝達軸、鉄道車両用駆動部の動力伝達軸等が含まれる。
【００２１】
又、請求項９に記載した円すいころ軸受の製造方法は、前記請求項７に記載した合成樹脂製の保持器を射出成形する為の金型装置として、前記成形用空間内に溶融状態の合成樹脂を送り込む為の送り込み口を、この成形用空間のうちで前記両リム部を形成する為のリム部成形用空間部分にそれぞれ設けると共に、前記各送り込み口の設置位置を、これら両リム部成形用空間部分の円周方向に関して、これら両リム部成形用空間部分同士の間で互いに一致させたものを使用する。
【００２２】
或は、請求項１０に記載した発明の様に、前記金型装置として、次の(1)〜(3)の条件を総て満たすものを使用する。
(1) 互いに同心に配置された１対の金型を軸方向に関して互いに遠近動させる、アキシアルドロー構造である。
(2) 前記両金型の互いに対向する軸方向端面のうちの一方の金型の軸方向端面に成形用凹部が、他方の金型の軸方向端面に成形用凸部が、それぞれ設けられている。
(3) 前記一方の金型の軸方向端面に、前記保油凹部を形成すべき保油凹部成形用凸部が設けられている。
この様な請求項１０に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項１１に記載した発明の様に、前記一方の金型として、前記保油凹部成形用凸部の先端部に段部が存在するものを使用する。
【発明の効果】
【００２３】
上述の様に構成する本発明の円すいころ軸受は、次の様に作用する事により、潤滑不良状態での耐久性向上、即ち、潤滑不良状態になってから、焼き付きにより回転不能に至るまでの時間の延長を、より十分に図れる。
本発明の円すいころ軸受を組み込んだ回転機械装置の運転時に潤滑油は、一般的な円すいころ軸受の場合と同様に、円すいころ軸受特有の、各円すいころの公転運動に伴う遠心力に基づくポンプ作用により、外輪の内周面と内輪の外周面との間の軸受内部空間を、外輪軌道及び内輪軌道の小径側から大径側に向けて流れる。潤滑油の供給量が十分である場合には、この様に軸受内部空間を流れる潤滑油が、前記各円すいころの大径側端面と内輪外周面の大径側鍔部の軸方向内側面との摺接部も十分に潤滑する。又、この状態では、前記軸受内部空間を流れる潤滑油の一部が、大径側リム部の内周面に形成した保油凹部内に、各ポケット側の開口部から流入しつつ、この大径側リム部の軸方向外端縁側に排出される。言い換えれば、先に前記保油凹部内に入り込んでいた潤滑油が、前記開口部から新たに流入する潤滑油によって、この保油凹部から押し出される。従って、潤滑油供給が十分に行われている通常運転時には、この保油凹部内に、常に潤滑油が溜まっている（存在している）状態となる。
【００２４】
この状態から、例えば潤滑油供給ポンプの故障、ケーシング内からの潤滑油の漏洩等により、前記軸受内部空間内の潤滑油の流通量が、減少乃至は零になった場合には、前記ポケット側の開口部から前記保油凹部内への潤滑油の送り込みは、減少乃至は停止する。この様に、開口部からの潤滑油の送り込みが減少乃至は停止した状態では、既に前記保油凹部内に溜まっていた潤滑油は、この保油凹部から大径側リム部の外端縁側に押し出される事はなくなり、この保油凹部内に留まる。そして、この保油凹部内に留まった潤滑油は、前記ポケット内に保持された円すいころの大径側端面部分に（好ましくは、この大径側端面に形成された凹部内に）入り込み、この円すいころの自転運動に伴って、この大径側端面と前記大径側鍔部の軸方向内側面の摺接部に送られ、この摺接部を潤滑する。前記故障或は漏洩等が発生した時点で前記保油凹部内に留まっている潤滑油は、そのうちの多くの部分を前記摺接部の潤滑に利用できる。従って、潤滑不良状態の発生時から、焼き付きにより回転不能に至るまでの時間を十分に長くできる。この為、車両を邪魔にならない場所にまで運行する事ができ、鉄道の復旧までに要する時間を短くしたり、道路渋滞を引き起こしにくくできる。更に、前記潤滑不良が、回転支持部の回転不能にまで至りにくくして、他の部分の故障を誘発しにくくでき、修理に要する費用並びに時間が嵩む等の問題を生じにくくできる。
【００２５】
尚、前記保油凹部は、少なくとも一部のポケットに整合する部分に形成すれば、当該ポケットに保持された円すいころの大径側端面（好ましくは、この大径側端面に形成された凹部）を通じて、大径側鍔部の軸方向内側面に潤滑油が供給され、この軸方向内側面と他の円すいころの大径側端面との摺接部の潤滑も行える。従って、前記保油凹部は、例えば円周方向に関して一つ置き或は二つ置きのポケット部分に設ける事もできる。又、前記保油凹部は、前記円すいころの大径側端面に対向する前記大径側リム部の内端面側で、或る程度の深さを有し、潤滑油を一時貯溜できるものであれば、この大径側リム部の外端面側では深さがゼロになっている（内端面側から外端面側に向かって深さが漸減して、この大径側リム部の内周面の軸方向中間部で消滅する）形状であっても良い。
【００２６】
但し、請求項２に記載した発明の様に、前記保油凹部の大径側リム部の外端面側に堰を設ければ、この保油凹部の容積を増大して、この保油凹部内に貯溜しておける潤滑油の量を増大させると共に、潤滑不良時に、この保油凹部内に貯溜されていた潤滑油を、前記大径側リム部の外端面側に流失させずに、前記各円すいころの大径側端面と前記大径側鍔部の軸方向内側面との摺接部の潤滑に、より有効に利用できる。或は、請求項３に記載した発明の様に、前記保油凹部の数を前記ポケットの数と同じとして、円周方向に関して互いに独立した状態で設けられたこれら各保油凹部を、それぞれ前記各ポケットに向けて開口させれば、全保油凹部内に溜まる潤滑油の総量（保持器全体に溜めておける潤滑油の総量）を確保して、潤滑不良状態の発生時から回転不能に至るまでの時間を長くする面から有利である。
【００２７】
又、請求項４に記載した発明の様に、前記保油凹部の底部を、前記ポケットに向かうに従って径方向外方に向かう方向に傾斜させたり、請求項５に記載した発明の様に、前記大径側リム部の内周面を、前記保持器の中心軸と平行な円筒状面乃至は前記ポケットに向かうに従って径方向外方に向かう方向に傾斜した傾斜面とすれば、前記保油凹部内に溜まった潤滑油、更には前記大径側リム部の内周面に付着した潤滑油を、前記各円すいころの大径側端面に向けて効率良く導ける。特に、傾斜面とすれば、前記大径側リム部の外端面側に流失する潤滑油をゼロ乃至は僅少に抑えて、前記内周面に付着した潤滑油の、より効率的利用を図れる。この結果、潤滑不良状態が発生した時点で、前記保持器の大径側端部に残留している潤滑油を、前記各円すいころの大径側端面と大径側鍔部の軸方向内側面との摺接部の潤滑に有効利用できて、前記潤滑不良状態の発生時から回転不能に至るまでの時間をより長くできる。
【００２８】
又、請求項６に記載した発明の様に、前記保持器を合成樹脂製とすれば、この保持器の軽量化及び低コスト化を図れる。即ち、この保持器は、鉄系合金や銅系合金等の金属製とする事もできる。金属製の保持器を造る場合、先ず、円環状の素材に削り加工を施したり、或は板状の素材にプレスによる曲げ加工を施す事で、前記各保油凹部を持たない中間素材を得る。その後、これら保油凹部となるべき部分に削り加工を施して、前記各保油凹部を形成する。この様にして造られる金属製の保持器は、大きな強度及び剛性を得られて、通常の使用状態での耐久性確保の面から有利な反面、重量及び製造コストが嵩む。これに対し、前記保持器を合成樹脂製とすれば、材料の比重が小さい事による重量の軽減を図れる。又、この保持器を、次述する様な射出成形により造れば、前記各保油凹部を、この保持器の他の部分と同時に成形する事が可能になり、製造コストの低減を図れる。
【００２９】
合成樹脂製の保持器を造る場合、熱可塑性の合成樹脂を加熱し溶融させた状態で、金型装置の成形用空間（キャビティ）内に、圧力を加えた状態で送り込む、射出成形による事が、製造コスト低減の面から一般的である。合成樹脂を射出成形する場合、ゲートと呼ばれる送り込み口から前記成形用空間内に送り込まれた合成樹脂が、この成形用空間の所定部分に互いに反対側から進入してこの所定部分で突き当たり、当該部分にウェルドと呼ばれる、応力に対する強度が低い部分が生じる。一方、保持器の使用時には、各ポケット内に保持された各円すいころが、それぞれの公転速度の差等に基づいて、これら各ポケットの周方向両側部分を仕切る各柱部を、周方向に押圧する事がある。この押圧の結果、これら各柱部の両端部と、大径側、小径側両リム部との連続部に曲げ方向の応力が加わる。そして、上述の様なウェルドがこれら各連続部に存在すると、長期間に亙る使用に伴って、これら各連続部に、亀裂等の損傷が発生する可能性がある。これに対して請求項７に記載した発明によれば、前記各連続部にウェルドが存在しない為、前記保持器の耐久性を確保し易くなる。言い換えれば、この保持器の断面積を大きくしなくても（保持器を大型化しなくても）、必要とする耐久性を確保し易くなる。
【００３０】
本発明の円すいころ軸受の使用部位は特に限定しないが、請求項８に記載した発明の様に、自走式車両の駆動系の回転支持部に使用する事が好ましい。自走式車両の駆動系の場合、潤滑油を外部から供給しにくく、円すいころ軸受の内部に封入したグリースや、前記回転支持部を収めたハウジング内に貯溜した潤滑油（デファレンシャルオイルやミッションオイル）だけで潤滑する事が一般的である。又、使用期間が長期間に亙る場合が多く、潤滑状態の監視も頻繁に行われないのが実情である。これらの理由により、潤滑不良が突然生じる可能性が、例えば工作機械や産業機械の回転支持部に比べて多い。そして、潤滑不良に基づいて焼き付き等の損傷が発生した場合に、周囲に与える影響（迷惑）が、前述した通り、前記工作機械や産業機械の場合に比べて大きい。そこで、本発明の円すいころ軸受を、上述の様な、自走式車両の駆動系の回転支持部に使用すれば、前述した様な本発明による効果を顕著に得られる。
【００３１】
上述の請求項７に記載した発明の様に、前記ウェルドを、前記両リム部と前記各柱部との連続部から外れた部分に存在させた合成樹脂製の保持器は、請求項９に記載した発明を実施する事により、容易に得られる。即ち、両リム部成形用空間のうちで、円周方向に関する位相が互いに一致する部分に設けられた送り込み口から金型装置の成形用空間内に送り込まれた、溶融状態の合成樹脂は、前記両リム部成形用空間を周方向に流れてから、各柱部を成形する為の、各柱部成形用空間内に、これら各柱部成形用空間の両端から進入し、これら各柱部成形用空間の中間部で突き当たり、当該部分でウェルドを形成する。従って前記各柱部の端部と前記両リム部との連続部にウェルドが形成される事はない。この為、前記請求項７に記載した様な、耐久性を確保し易い保持器を低コストで得られる。
【００３２】
又、請求項１０に記載した発明の様に、成形用凹部の一部に保油凹部成形用凸部を設けた一方の金型と、成形用凸部を設けた他方の金型とから成る、アキシアルドロー構造の金型装置を使用すれば、比較的簡単な金型装置で、前記各保油凹部を備えた合成樹脂製の保持器を、能率良く造れる。
更に、請求項１１に記載した発明の様に、前記一方の金型として、前記保油凹部成形用凸部の先端部に段部が存在するものを使用すれば、前述の請求項２に記載した発明の様に、潤滑油の有効利用をより高度に図れる合成樹脂製の保持器を能率良く造れる。又、前記保油凹部成形用凸部の先端部の断面積を確保して（この先端部が薄肉にならない様にして）この先端部を破損しにくくでき、金型装置の耐久性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、円すいころ軸受の部分断面図。
【図２】図１のイ部拡大図。
【図３】実施の形態の第１例に組み込んだ保持器を取り出して、大径側且つ径方向外側から見た状態で示す斜視図。
【図４】図３のロ部拡大図。
【図５】本発明の実施の形態の第２例を示す、円すいころ軸受の部分断面図。
【図６】本発明の実施の形態の第３例を示す、円すいころ軸受の部分断面図。
【図７】図６のハ部拡大図。
【図８】実施の形態の第３例に組み込んだ保持器を取り出して、大径側且つ径方向外側から見た状態で示す斜視図。
【図９】図３のニ部拡大図。
【図１０】本発明の実施の形態の第４例を示す、円すいころ軸受の部分断面図。
【図１１】同第５例を示す、円すいころ軸受の部分断面図。
【図１２】図１１のホ部拡大図。
【図１３】実施の形態の第５例に組み込んだ保持器を取り出して、小径側且つ径方向外側から見た状態で示す斜視図。
【図１４】図１３のヘ部拡大図。
【図１５】各実施の形態を構成する保持器を合成樹脂の射出成形により造る場合に使用する金型装置を構成する１対の金型を、互いに離隔した状態で示す部分切断斜視図。
【図１６】従来から知られている一般的な円すいころ軸受の第１例を示す、部分切断斜視図。
【図１７】同第２例を示す部分断面図。
【図１８】この第２例に組み込んだ保持器を取り出して示す、図３と同様の斜視図。
【図１９】図１８のト部拡大図。
【図２０】焼き付き防止の為の対策済の従来構造の第１例を示す部分断面図。
【図２１】同第２例を示す部分断面図。
【図２２】この第２例に組み込む保持器の一部を取り出して、大径側且つ径方向外側から見た状態で示す斜視図。
【図２３】潤滑不良時に問題が大きくなり易い、接触角が大きな円すいころ軸受の部分断面図。
【図２４】同じく保持器を取り出して、大径側且つ径方向外側から見た状態で示す斜視図。
【図２５】図２４のチ部拡大図。
【図２６】従来構造を構成する保持器を合成樹脂の射出成形により造る場合に使用する金型装置を構成する１対の金型を、互いに離隔した状態で示す部分切断斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
［実施の形態の第１例］
図１〜４は、請求項１、３、４（６〜８）に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の構造を含めて、本発明の特徴は、保持器の大径側端部、並びに各円すいころの大径側端面の形状及び構造を工夫する事により、潤滑不良状態の発生時から回転不能に至るまでの時間の延長を図る点にある。その他の、円すいころ軸受の基本的構成に就いては、前述の図１６、２０、２１に示した従来から知られている円すいころ軸受と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分、並びに、先に説明しなかった部分を中心に説明する。
【００３５】
本例の円すいころ軸受１を構成する保持器５ｄは、合成樹脂を射出成形する事により、或は金属材料に削り出し加工を施す事により、一体に造った、所謂籠型保持器で、全体を部分円すい筒状に形成している。射出成形用の合成樹脂の種類は特に問わず、例えばポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等、合成樹脂製保持器の射出成形用として従来から一般的に使用されていた、各種合成樹脂を使用できる。何れの合成樹脂にしても、単独で、或は炭素繊維、ガラス繊維等の強化用繊維或は強化用のセラミックウィスカ等と混合したものを使用できる。又、金属材料としては、鋼材、ステンレス鋼材等の鉄系合金や、真鍮等の銅系合金等を使用できる。
【００３６】
何れの場合でも大径側リム部１２ａのうちで、円周方向に隣り合う柱部１４ａ、１４ａ同士の間部分、言い換えれば、円周方向に関する位相が各ポケット１５ａ、１５ａと一致する（これら各ポケット１５ａ、１５ａの大径側端部に整合する）部分の内周面に、それぞれ保油凹部１９、１９を設けている。これら各保油凹部１９、１９は、前記保持器５ｄの径方向に（内径側から）見た形状が爪型であって、円周方向に関する幅が、前記各ポケット１５ａ、１５ａの側ほど広く、これら各ポケット１５ａ、１５ａから離れるに従って狭くなる。又、前記保持器５ｄの径方向（厚さ方向）に関する、前記各保油凹部１９、１９の深さは、前記各ポケット１５ａ、１５ａの側ほど深く、これら各ポケット１５ａ、１５ａから離れるに従って漸減する。
【００３７】
又、前記各保油凹部１９、１９の深さは、前記大径側リム部１２ａの外端縁部分で零になっている。従ってこれら各保油凹部１９、１９は、前記保持器５ｄの内径側及び前記各ポケット１５ａ、１５ａの側にのみ開口しており、円周方向両側及び軸方向外側には開口していない。又、前記各保油凹部１９、１９のうち、円周方向に関する幅方向中央部で、この幅方向に関して最も深くなった部分である底部は、前記各ポケット１５ａ、１５ａに向かうに従って径方向外方に向かう方向に、前記保持器５ｄの中心軸に対し、角度θ1分だけ傾斜している。要するに、前記各保油凹部１９、１９を、幅方向中央部ほど、更に（軸方向に関しては）この幅方向中央部で前記各ポケット１５ａ、１５ａに向かう程、それぞれ深くして、これら各ポケット１５ａ、１５ａに近付くに従って前記保持器５ｄの径方向外方に向かう方向に傾斜させている。
【００３８】
又、前記各ポケット１５ａ、１５ａ内にそれぞれ転動自在に保持された各円すいころ４ａの大径側端面１０の中央部に凹部２０を形成している。図示の例の場合、この凹部２０を円形としているが、円輪状とする（前記大径側端面１０の中心部を凹ませずに残す）事もできる。何れの場合でも、この凹部２０の中心を、前記各円すいころ４ａの中心軸上に位置させる。そして、前記各保油凹部１９、１９の底面のうちで前記各ポケット１５ａ、１５ａの内面に開口している部分を、当該ポケット１５ａ、１５ａ内に保持された前記円すいころ４ａの大径側端面１０に形成された凹部２０に対向させる。尚、これら各円すいころ４ａの径方向に関し、前記各保油凹部１９、１９の底部のうちで前記各ポケット１５ａ、１５ａの内面に開口している部分（図２の点Ｘ部分）は、前記凹部２０の外周縁よりも内側に位置させている。従って、前記各保油凹部１９、１９の前記各ポケット１５ａ、１５ａの内面側開口は、その全体が、前記凹部２０に対向している。この為、前記各保油凹部１９、１９内に存在して、前記保持器５ｄの回転に基づく遠心力によりこれら各保油凹部１９、１９の底部に押し付けられた潤滑油は、そのほぼ全量が、前記各ポケット１５ａ、１５ａの内面側開口から前記凹部２０に流入する傾向になる。尚、前記各保油凹部１９、１９の前記各ポケット１５ａ、１５ａ側の開口縁部は、前記大径側端面１０のうちで、前記凹部２０の周囲に位置する平坦部に、ほぼ全長に亙って、摺接若しくは微小隙間を介して近接対向している。従って、前記凹部２０内に流入した潤滑油は、前記各円すいころ４ａの公転運動や前記保持器５ｄの回転運動に基づく遠心力に拘らず、前記円すいころ軸受１の径方向に関して外方に流失しにくい。
【００３９】
上述の様に構成する本例の円すいころ軸受を組み込んだ回転機械装置の運転時に潤滑油は、前記各円すいころ４ａの公転運動に伴う遠心力に基づくポンプ作用により、外輪２の内周面と内輪３の外周面との間の軸受内部空間２１を、外輪軌道６及び内輪軌道７の小径側から大径側に向けて（図１の左上から右下に向けて）流れる。潤滑油の供給量が十分である場合には、この様に前記軸受内部空間２１内を流れる潤滑油が、前記各円すいころ４ａの大径側端面１０と前記内輪３の外周面の大径側端部に設けた大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺接部も十分に潤滑する。又、この状態では、前記軸受内部空間２１内を流れる潤滑油の一部が、前記大径側リム部１２ａの内周面の複数箇所に形成した前記各保油凹部１９、１９内に、前記各ポケット１５ａ、１５ａ側の開口部から流入しつつ、この大径側リム部１２ａの軸方向外端縁側に排出される。即ち、先に前記各保油凹部１９、１９内に入り込んでいた潤滑油が、前記各ポケット１５ａ、１５ａの側の開口部から新たに流入する潤滑油によって、前記各保油凹部１９、１９から押し出される。従って、潤滑油供給が十分に行われている通常運転時には、これら各保油凹部１９、１９内に、常に潤滑油が溜まっている（存在している）状態となる。
【００４０】
この状態から、例えば潤滑油供給ポンプの故障、ケーシング内からの潤滑油の漏洩等により、前記軸受内部空間２１内の潤滑油の流通量が、減少乃至は零になった場合には、前記各ポケット１５ａ、１５ａ側の開口部から前記各保油凹部１９、１９内への潤滑油の送り込みは、減少乃至は停止する。この様に、開口部からの送り込みが減少乃至は停止した状態では、既に前記各保油凹部１９、１９内に溜まっていた潤滑油は、これら各保油凹部１９、１９から前記大径側リム部１２ａの外端縁側に押し出される事はなくなり、これら各保油凹部１９、１９内に留まる。この状態でこれら各保油凹部１９、１９内の潤滑油は、前記保持器５ｄの回転に伴う遠心力により、これら各保油凹部１９、１９の底面に押し付けられる傾向になる。これら各保油凹部１９、１９の底面は、前述の様に、幅方向及び軸方向に関して傾斜している為、これら各保油凹部１９、１９内に留まった潤滑油の大部分は、前記各ポケット１５ａ、１５ａ内に保持された前記各円すいころ４ａの大径側端面１０に形成された凹部２０のうち、前記円すいころ軸受１の径方向に関して外寄り部分に入り込む。そして、この凹部２０内に入り込んだ潤滑油は、前記各円すいころ４ａの自転運動に伴って、前記大径側端面１０と前記大径側鍔部８の軸方向内側面１１の摺接部に送られて（この摺接部に染み込んで）、この摺接部を潤滑する。
【００４１】
上述の説明から明らかな通り、前記故障或は漏洩等が発生した時点で前記各保油凹部１９、１９内に留まっている潤滑油は、そのうちの多くの部分を前記摺接部の潤滑に利用できる。従って、潤滑不良状態の発生時から、焼き付きにより回転不能に至るまでの時間を十分に長くできる。本発明者が行った、オイルディッピングによる焼き付き実験によれば、図１〜４に示した構造を有する円すいころ軸受は、図１７〜１９に示した従来構造の場合に比べて、潤滑油枯渇下で焼き付きが発生するまでに要する時間を、凡そ３倍に延ばせた。この為、潤滑不良の発生をセンサにより検知する等の対策を講じれば、焼き付き発生以前に、運転速度を遅くしたり安全な状態で停止する等の対策を、十分に余裕を持って行う事が可能になる。そして、焼き付きが発生する以前に、車両を邪魔にならない場所にまで運行する事ができて、鉄道の復旧までの時間を短くしたり、道路渋滞を引き起こしにくくできる。更に、前記潤滑不良が、回転支持部の回転不能にまで至りにくくして、他の部分の故障を誘発しにくくでき、修理に要する費用並びに時間が嵩む等の問題を生じにくくできる。
【００４２】
［実施の形態の第２例］
図５は、請求項１、３〜５（６、７）に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、大径側リム部１２ｂの内周面で各ポケット１５ａに整合する部分に形成した保油凹部１９の底部だけでなく、これら各保油凹部１９から円周方向に外れた、前記大径側リム部１２ｂ本来の内周面も、各ポケット１５ａに向かうに従って径方向外方に向かう方向に、保持器５ｅの中心軸に対し、角度θ2分だけ傾斜させている。この様な本例の構造によれば、前記保油凹部１９だけでなく、前記大径側リム部１２ｂの内周面に付着した潤滑油に就いても、前記各ポケット１５ａ内に保持した各円すいころ４ａの大径側端面１０に向けて効率良く導ける。この結果、潤滑不良状態が発生した時点で、前記保持器５ｅの大径側端部に残留している潤滑油を、前記各円すいころ４ａの大径側端面１０と内輪３の外周面の大径側端部に設けた大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺接部の潤滑に有効利用できて、前記潤滑不良状態の発生時から回転不能に至るまでの時間をより長くできる。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００４３】
［実施の形態の第３例］
図６〜９は、請求項１、３、４（６〜８）に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例は、各円すいころ４ａの接触角が大きな円すいころ軸受１に関して、本発明を適用した場合に就いて示している。前述した通り、外輪２の内周面に形成した外輪軌道６、及び、内輪３の外周面に形成した内輪軌道７の、中心軸に対する傾斜角度が大きく、各円すいころ４ａの自転軸と前記外輪２及び内輪３の中心軸との傾斜角度が、２０度以上、更には２５度以上と、大きな円すいころ軸受１の場合、潤滑不良時も問題が顕著になり易い。言い換えれば、潤滑不良状態になってから、焼き付き等の重大な損傷に結び付くまでの時間が短くなり易い。
【００４４】
一方、接触角が大きな円すいころ軸受は、スラスト負荷容量を大きくできる為、大きなスラスト荷重が加わる回転支持部に使用される場合がある。そこで本例の場合には、接触角が大きな円すいころ軸受１に関して本発明を適用し、大きなスラスト荷重が加わる回転支持部の潤滑状態が不良になった場合でも、焼き付き等の重大な損傷に結び付くまでに要する時間を長くできる様にしている。この様に、接触角が大きな円すいころ軸受１に本発明を適用する為に、本例の構造に組み込む保持器５ｇとして、大径側リム部１２ｃの直径と、小径側リム部１３ｂの直径との差が大きく、これら両リム部１２ｃ、１３ｂ同士の間に掛け渡した柱部１４ｂ、１４ｂの傾斜角度が大きいものを使用している。
その他の部分の構成及び作用は、前述の図１〜４に示した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００４５】
［実施の形態の第４例］
図１０は、請求項１、３〜５（６、７）に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合も、上述した実施の形態の第３例の場合と同様に、各円すいころ４ａの接触角が大きな円すいころ軸受１に関して、本発明を適用した場合に就いて示している。この接触角が大きい事に合わせて、保持器５ｈを構成する大径側リム部１２ｃの直径と小径側リム部１３ｂの直径との差を大きくし、各柱部１４ｂの傾斜角度を大きくした点は、上述した実施の形態の第３例と同様であり、前記大径側リム部１２ｃの内周面で各保油凹部１９から円周方向に外れた部分の内周面を、各ポケット１５ａに向かうに従って径方向外方に向かう方向に傾斜させた点は、前述の図５に示した実施の形態の第２例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００４６】
［実施の形態の第５例］
図１１〜１４は、請求項１〜５（６〜８）に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、保持器５ｉを構成する大径側リム部１２ｃの内周面で、円周方向に関する位相が各ポケット１５ａ、１５ａに整合する部分にそれぞれ形成した保油凹部１９ａ、１９ａの深さ寸法を、これら各保油凹部１９ａ、１９ａの奥端部でも十分に大きくしている。言い換えれば、前記大径側リム部１２ｃの外端面側（図１１〜１２の右端側、図１３〜１４の下端側）に、前記各保油凹部１９ａ、１９ａの内部と前記大径側リム部１２ｃの外端面とを遮断する堰２５、２５を設けて、これら保油凹部１９ａ、１９ａの内部とこの大径側リム部１２ｃの外端面とが軸方向に貫通しない様にしている。即ち、前記各保油凹部１９ａ、１９ａに、前記各ポケット１５ａ、１５ａ側の開口側端部から、前記大径側リム部１２ｃの外端面側の奥端部まで、この大径側リム部１２ｃの内周面よりも径方向外方に凹入する方向の深さを持たせて、前記各保油凹部１９ａ、１９ａの底面の奥端部と前記大径側リム部１２ｃの内周面との間に段差２６、２６を設けている。尚、本例の場合には、この大径側リム部１２ｃの内周面のうちで前記各保油凹部１９ａ、１９ａから外れた部分を、軸方向に関して内径が変化しない、単なる円筒面状としている。
【００４７】
それぞれが上述の様な形状を有する、前記各保油凹部１９ａ、１９ａを前記各ポケット１５ａ、１５ａ毎に設けた本例の構造によれば、これら各保油凹部１９ａ、１９ａの容積を増大して、これら各保油凹部１９ａ、１９ａ内に貯溜しておける潤滑油の量を増大させる事ができる。更に、潤滑不良時に、これら各保油凹部１９ａ、１９ａ内に貯溜されていた潤滑油を、前記大径側リム部１２ｃの外端面側に流失させずに、各円すいころ４ａの大径側端面１０と、内輪３の外周面に設けた大径側鍔部８の軸方向内側面１１との摺接部の潤滑に、より有効に利用できる。この結果、潤滑不良状態になってから、焼き付き等の重大な故障が発生するまでの時間を、より一層長くできる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した各実施の形態のうちの何れかと同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００４８】
［実施の形態の第６例］
図１５は、請求項９〜１１に対応する、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例は、以上に述べた各実施の形態の構造に組み込む保持器（例えば、上述した実施の形態の第５例に組み込む保持器５ｉ）を合成樹脂の射出成形により造る、円すいころ軸受用保持器の製造方法に関する。この製造方法の実施に使用する金型装置２４ａの基本構成は、前述の図２６に示した金型装置２４と同様である。即ち、本例の金型装置２４ａは、互いに同心に配置された状態で、軸方向に関して互いに遠近動する、１対の金型２２ａ、２３ａを備える。これら両金型２２ａ、２３ａは、互いに対向する軸方向端面同士を突き合わせた状態で、突き合わせ部の内部に成形用空間（キャビティ）を画成する。そして、この成形用空間内に、前記両金型２２ａ、２３ａの一方又は双方に設けた送り込み口（ゲート）を通じて加熱溶融した熱可塑性合成樹脂を、圧力を加えた状態で送り込み、前記保持器５ｉを、アキシアルドローにより射出成形する。
【００４９】
前記両金型２２ａ、２３ａのうちの一方（図１５の上側）の金型２２ａの軸方向端面（図１５の下面）の中央部には成形用凹部２７を、他方（図１５の下側）の金型の軸方向端面（図１５の上面）の中央部には成形用凸部２８を、それぞれ形成している。それぞれの金型２２ａ、２３ａの軸方向端面の外径寄り部分で、それぞれ前記成形用凹部２７又は前記成形用凸部２８を囲む部分は、互いに密に（前記成形用空間内に送り込んだ、溶融した合成樹脂が漏れ出ない様に）当接可能な平坦面２９ａ、２９ｂとしている。そして、これら両平坦面２９ａ、２９ｂ同士を当接させた状態で、前記成形用凹部２７と前記成形用凸部２８とにより囲まれた部分に、前記成形用空間が画成される様にしている。
【００５０】
特に、本例の場合には、前記一方の金型２２ａの軸方向端面に設けた成形用凹部２７の開口周縁部よりも少し径方向内側に寄った部分で、射出成形すべき前記保持器５ｉのポケット１５ａ、１５ａに整合する（円周方向に関する位相が一致する）部分に、それぞれ保油凹部成形用凸部３０、３０を設けている。これら各保油凹部成形用凸部３０、３０は、前記保持器５ｉを構成する大径側リム部１２ｃの内周面のうちで前記各ポケット１５ａ、１５ａに整合する部分に保油凹部１９ａ、１９ａを成形する為のもので、前記大径側リム部１２ｃを成形する為の大径側リム部成形用空間部分のうちの内径寄り部分に設けている。前記各保油凹部成形用凸部３０、３０の先端面（下端面）は平坦面として、前記平坦面２９ａよりも、軸方向（上下方向）に関して少し凹んだ部分に位置させている。そして、前記各保油凹部１９ａ、１９ａの奥端部に、前述の図１１〜１４で説明した堰２５、２５を形成できる様にしている。又、前記各保油凹部成形用凸部３０、３０の先端部の断面積を確保して、言い換えれば、これら各保油凹部成形用凸部３０、３０の先端部が、薄く尖った形状になる事を防止している。そして、これら各保油凹部成形用凸部３０、３０の先端部を傷みにくくし、前記金型装置２４ａの耐久性を確保できる様にしている。又、前記両金型２２ａ、２３ａの何れの部分にも、先端側部分に比べて基端側部分が径方向に凹んだ、所謂アンダーカットとなる部分が存在しない様にして、１対の金型２２ａ、２３ａのみで前記保持器５ｉの射出成形を行う、アキシアルドローを可能としている。
【００５１】
それぞれが上述の様な構造を有する、前記両金型２２ａ、２２ｂの平坦面２９ａ、２９ｂ同士を当接させた状態で、これら両金型２２ａ、２２ｂ同士の間に画成される、前記成形用空間内に、例えば前記一方の金型２２ａ（前記他方の金型２３ａでも可）に設けた、図示しない送り込み口を通じて、溶融した合成樹脂を送り込み可能としている。この様な送り込み口は、少なくとも前記成形用空間のうち、前記保持器５ｉの大径側リム部１２ｃを成形する為の大径側リム部成形用空間部分と、同じく小径側リム部１３ｂを成形する為の小径側リム部成形用空間部分とに、それぞれ設ける。更に、前記各送り込み口の設置位置を、これら両リム部成形用空間部分の円周方向に関して、これら両リム部成形用空間部分同士の間で互いに一致させる。好ましくは、前記各送り込み口を、前記大径側リム部成形用空間部分及び前記小径側リム部成形用空間部分の一部で、円周方向に隣り合う各柱部１４ｂ、１４ｂを形成すべき部分の中間部毎に設ける。
【００５２】
以上の様な構成を有する金型装置２４ａにより前記保持器５ｉを射出成形するには、前記大径側、小径側両リム部成形用空間に設けた各送り込み口から、前記金型装置２４ａの成形用空間内に、溶融状態の合成樹脂を送り込む。すると、この合成樹脂は、前記両リム部成形用空間を周方向に流れてから、各柱部を成形する為の、各柱部成形用空間内に、これら各柱部成形用空間の両端から進入する。そして、これら各柱部成形用空間の中間部で突き当たり、当該部分でウェルドを形成する。前記各柱部１４ｂ、１４ｂの端部と、前記大径側、小径側両リム部１２ｃ、１３ｂとの連続部にウェルドが形成される事はない。この為、長期間に亙る使用に拘らず、これら各連続部に亀裂等の損傷が発生しにくく、前記保持器５ｉの耐久性を確保し易い。尚、円周方向に隣り合う送り込み口から前記各柱部成形用空間に向けて流れた溶融状態の合成樹脂は、これら各柱部成形用空間の入口部分で合流してから、これら各柱部成形用空間内に進入する。この入口部分では、未だ上記合成樹脂の温度は十分に高いので、当該部分にウェルドが形成される事はない。
【符号の説明】
【００５３】
１ 円すいころ軸受
２ 外輪
３ 内輪
４、４ａ 円すいころ
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ、５ｉ 保持器
６、６ａ 外輪軌道
７、７ａ 内輪軌道
８ 大径側鍔部
９ 小径側鍔部
１０ 大径側端面
１１ 軸方向内側面
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 大径側リム部
１３、１３ａ、１３ｂ 小径側リム部
１４、１４ａ、１４ｂ 柱部
１５、１５ａ ポケット
１６ 曲げ板部
１７、１７ａ 保油部
１８ 仕切板部
１９、１９ａ 保油凹部
２０ 凹部
２１ 軸受内部空間
２２、２２ａ 金型
２３、２３ａ 金型
２４、２４ａ 金型装置
２５ 堰
２６ 段差
２７ 成形用凹部
２８ 成形用凸部
２９ａ、２９ｂ 平坦面
３０ 保油凹部成形用凸部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【特許文献１】特開２００７−４０５１２号公報
【特許文献２】特開２００７−２７０８５１号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に部分円すい凹面状の外輪軌道を有する外輪と、この外輪の内径側にこの外輪と同心に配置された、外周面に部分円すい凸面状の内輪軌道及びこの内輪軌道の大径側端部から径方向に関して外方に突出した大径側鍔部を有する内輪と、この内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に配置され、それぞれの大径側端面を前記大径側鍔部の軸方向側面と対向させた複数個の円すいころと、これら各円すいころを保持する為の保持器とを備え、この保持器は、互いに同心に、且つ、軸方向に間隔をあけて配置された、それぞれが円環状である大径側リム部及び小径側リム部と、これら両リム部同士の間に掛け渡された複数本の柱部とを備え、これら両リム部と円周方向に隣り合う１対ずつの柱部とにより四周を囲まれる部分を、それぞれ前記各円すいころを保持する為のポケットとした構造を有するものである円すいころ軸受に於いて、前記大径側リム部のうちで、円周方向に関する位相が少なくとも前記各ポケットのうちの一部のポケットに整合する部分の内周面部分に、径方向外方に凹んだ保油凹部を設けており、この保油凹部の底面のうちで前記ポケットの内面に開口している部分が、当該ポケット内に保持された円すいころの大径側端面に対向している事を特徴とする円すいころ軸受。
【請求項２】
前記保油凹部に、前記ポケット側の開口側端部から前記外端面側の奥端部まで、前記大径側リム部の内周面よりも径方向外方に凹入する方向の深さを持たせる事により、前記保油凹部の大径側リム部の外端面側に、これら保油凹部の内部と大径側リム部の外端面とを遮断する堰を設けている、請求項１に記載した円すいころ軸受。
【請求項３】
前記保油凹部の数がポケットの数と同じであり、円周方向に関して互いに独立した状態で設けられたこれら各保油凹部が、それぞれ前記各ポケットに向けて開口している、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した円すいころ軸受。
【請求項４】
前記保油凹部の底部が、前記ポケットに向かうに従って径方向外方に向かう方向に傾斜している、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した円すいころ軸受。
【請求項５】
前記大径側リム部の内周面が、前記保持器の中心軸と平行な円筒状面乃至は前記ポケットに向かうに従って径方向外方に向かう方向に傾斜した傾斜面である、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載した円すいころ軸受。
【請求項６】
前記保持器が合成樹脂製である、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載した円すいころ軸受。
【請求項７】
前記保持器が、熱可塑性を有する合成樹脂を溶融状態で金型装置の成形用空間内に、複数の送り込み口を通じ、圧力を加えた状態で送り込む事により造られるものであって、一部に、異なる送り込み口から送り込まれた溶融状態の合成樹脂が突き当たる事により生じるウェルドが存在しており、このウェルドが、前記両リム部と前記各柱部との連続部から外れた部分に存在する、請求項６に記載した円すいころ軸受。
【請求項８】
車両の駆動源と駆動用車輪との間に設けられて、この駆動源の回転駆動力をこの駆動用車輪に伝達する車両駆動系を構成する回転軸の支持部に使用される、請求項１〜７のうちの何れか１項に記載した円すいころ軸受。
【請求項９】
請求項７に記載した円すいころ軸受に組み込まれる保持器の製造方法であって、前記金型装置として、前記成形用空間内に溶融状態の合成樹脂を送り込む為の送り込み口を、この成形用空間のうちで前記両リム部を形成する為のリム部成形用空間部分にそれぞれ設けると共に、前記各送り込み口の設置位置を、これら両リム部成形用空間部分の円周方向に関して、これら両リム部成形用空間部分同士の間で互いに一致させたものを使用する事を特徴とする円すいころ軸受用保持器の製造方法。
【請求項１０】
請求項６〜７のうちの何れか１項に記載した円すいころ軸受に組み込まれる保持器の製造方法であって、前記金型装置として、次の(1)〜(3)の条件を総て満たすものを使用する事を特徴とする円すいころ軸受の製造方法。
(1) 互いに同心に配置された１対の金型を、軸方向に関して互いに遠近動させるアキシアルドロー構造である。
(2) 前記両金型の互いに対向する軸方向端面のうちの一方の金型の軸方向端面に成形用凹部が、他方の金型の軸方向端面に成形用凸部が、それぞれ設けられている。
(3) 前記一方の金型の軸方向端面に、前記保油凹部を形成すべき保油凹部成形用凸部が設けられている。
【請求項１１】
前記一方の金型として、前記保油凹部成形用凸部の先端部に段部が存在するものを使用する、請求項１０に記載した円すいころ軸受の製造方法。
【請求項１】
内周面に部分円すい凹面状の外輪軌道を有する外輪と、この外輪の内径側にこの外輪と同心に配置された、外周面に部分円すい凸面状の内輪軌道及びこの内輪軌道の大径側端部から径方向に関して外方に突出した大径側鍔部を有する内輪と、この内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に配置され、それぞれの大径側端面を前記大径側鍔部の軸方向側面と対向させた複数個の円すいころと、これら各円すいころを保持する為の保持器とを備え、この保持器は、互いに同心に、且つ、軸方向に間隔をあけて配置された、それぞれが円環状である大径側リム部及び小径側リム部と、これら両リム部同士の間に掛け渡された複数本の柱部とを備え、これら両リム部と円周方向に隣り合う１対ずつの柱部とにより四周を囲まれる部分を、それぞれ前記各円すいころを保持する為のポケットとした構造を有するものである円すいころ軸受に於いて、前記大径側リム部のうちで、円周方向に関する位相が少なくとも前記各ポケットのうちの一部のポケットに整合する部分の内周面部分に、径方向外方に凹んだ保油凹部を設けており、この保油凹部の底面のうちで前記ポケットの内面に開口している部分が、当該ポケット内に保持された円すいころの大径側端面に対向している事を特徴とする円すいころ軸受。
【請求項２】
前記保油凹部に、前記ポケット側の開口側端部から前記外端面側の奥端部まで、前記大径側リム部の内周面よりも径方向外方に凹入する方向の深さを持たせる事により、前記保油凹部の大径側リム部の外端面側に、これら保油凹部の内部と大径側リム部の外端面とを遮断する堰を設けている、請求項１に記載した円すいころ軸受。
【請求項３】
前記保油凹部の数がポケットの数と同じであり、円周方向に関して互いに独立した状態で設けられたこれら各保油凹部が、それぞれ前記各ポケットに向けて開口している、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した円すいころ軸受。
【請求項４】
前記保油凹部の底部が、前記ポケットに向かうに従って径方向外方に向かう方向に傾斜している、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した円すいころ軸受。
【請求項５】
前記大径側リム部の内周面が、前記保持器の中心軸と平行な円筒状面乃至は前記ポケットに向かうに従って径方向外方に向かう方向に傾斜した傾斜面である、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載した円すいころ軸受。
【請求項６】
前記保持器が合成樹脂製である、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載した円すいころ軸受。
【請求項７】
前記保持器が、熱可塑性を有する合成樹脂を溶融状態で金型装置の成形用空間内に、複数の送り込み口を通じ、圧力を加えた状態で送り込む事により造られるものであって、一部に、異なる送り込み口から送り込まれた溶融状態の合成樹脂が突き当たる事により生じるウェルドが存在しており、このウェルドが、前記両リム部と前記各柱部との連続部から外れた部分に存在する、請求項６に記載した円すいころ軸受。
【請求項８】
車両の駆動源と駆動用車輪との間に設けられて、この駆動源の回転駆動力をこの駆動用車輪に伝達する車両駆動系を構成する回転軸の支持部に使用される、請求項１〜７のうちの何れか１項に記載した円すいころ軸受。
【請求項９】
請求項７に記載した円すいころ軸受に組み込まれる保持器の製造方法であって、前記金型装置として、前記成形用空間内に溶融状態の合成樹脂を送り込む為の送り込み口を、この成形用空間のうちで前記両リム部を形成する為のリム部成形用空間部分にそれぞれ設けると共に、前記各送り込み口の設置位置を、これら両リム部成形用空間部分の円周方向に関して、これら両リム部成形用空間部分同士の間で互いに一致させたものを使用する事を特徴とする円すいころ軸受用保持器の製造方法。
【請求項１０】
請求項６〜７のうちの何れか１項に記載した円すいころ軸受に組み込まれる保持器の製造方法であって、前記金型装置として、次の(1)〜(3)の条件を総て満たすものを使用する事を特徴とする円すいころ軸受の製造方法。
(1) 互いに同心に配置された１対の金型を、軸方向に関して互いに遠近動させるアキシアルドロー構造である。
(2) 前記両金型の互いに対向する軸方向端面のうちの一方の金型の軸方向端面に成形用凹部が、他方の金型の軸方向端面に成形用凸部が、それぞれ設けられている。
(3) 前記一方の金型の軸方向端面に、前記保油凹部を形成すべき保油凹部成形用凸部が設けられている。
【請求項１１】
前記一方の金型として、前記保油凹部成形用凸部の先端部に段部が存在するものを使用する、請求項１０に記載した円すいころ軸受の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１２−８７９２４（Ｐ２０１２−８７９２４Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５０４８０（Ｐ２０１０−２５０４８０）
【出願日】平成２２年１１月９日（２０１０．１１．９）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月９日（２０１０．１１．９）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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