(57)【要約】【課題】組み付け対象部に組み付ける際に与える予圧の調整が簡単に行える円錐ころ軸受を提供する。【解決手段】内輪１と外輪とこれら内外輪間に転動自在に設けられた円錐ころ３からなる転動体とを備え、油潤滑下で使用される。内輪１に円錐ころ３の大端面７と接触して円錐ころ３の転走を案内する接触面５を有する鍔部４が形成されている。鍔部４の接触面５に微細突起部６が形成されている。この突起部６は、使用初期では鍔部４の接触面５と円錐ころ３の大端面７との間の油膜の形成を抑制し、その後摩耗して鍔部４の接触面５と円錐ころ３の大端面７との間において油膜の形成を可能とさせている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、これら内外輪間に転動自在に設けられた円錐ころと、を備え、前記内輪と外輪の少なくとも一方に前記円錐ころの端面と接触して当該円錐ころの転走を案内する接触面を有する鍔部が形成されており、油潤滑下で使用される円錐ころ軸受において、前記鍔部の接触面とこの接触面と接触する前記円錐ころの端面の少なくとも一方に、使用初期では当該鍔部の接触面と当該円錐ころの端面との間の油膜の形成を抑制し、その後摩耗して当該鍔部の接触面と当該円錐ころの端面との間において油膜の形成を可能とさせる微細突起部が形成されていることを特徴とする円錐ころ軸受。
【請求項２】
内輪と、外輪と、これら内外輪間に転動自在に設けられた円錐ころと、を備え、前記内輪と外輪の少なくとも一方に前記円錐ころの端面と接触して当該円錐ころの転走を案内する接触面を有する鍔部が形成されている円錐ころ軸受において、前記鍔部の接触面とこの接触面と接触する前記円錐ころの端面の少なくとも一方に、高さ寸法が２μｍ〜１０μｍの微細突起部が形成されていることを特徴とする円錐ころ軸受。
【請求項３】
前記突起部は、前記鍔部の前記接触面に周方向に沿って形成されている請求項１又は２に記載の円錐ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、オイル潤滑下で使用される円錐ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より知られている円錐ころ軸受は、内輪と、外輪と、これら内外輪間に転動自在に設けられた転動体としての円錐ころとを備えており、例えば内輪に、円錐ころの端面と接触して当該円錐ころの転走を案内する接触面を有する鍔部が形成されている。つまり、鍔部の接触面に、ころの端面が滑り接触（摺動）するよう構成されている。
この滑り接触による抵抗を小さくさせている低トルク軸受では、鍔部の接触面及びころの端面を表面粗さが小さくなるよう平滑にしている。さらに、特許文献１においては、低トルク化のために鍔部の接触面ところの端面との間に厚い油膜を形成させるよう、鍔部の接触面に微小凹部（深さ０．１８μｍ〜０．２μｍ）を形成している。
【０００３】
また、例えば自動車のデファレンシャルやトランスアクスルなどの車両用ピニオン軸支持装置や、トランスミッションなどに使用される円錐ころ軸受においては、組み付けの際に軸受に予圧が与えられており、この予圧の管理は、低速回転でのトルク（以下、組み付けトルクという）によって管理がなされている。この組み付けトルクのばらつきが大きいと、過大予圧の場合は早期焼き付き、過小予圧の場合は剛性低下などの不具合に発展する。そこで、この組み付けトルクのばらつきを小さくさせるために、特許文献２、特許文献３のように、ころの端面、鍔部の接触面の粗さなどを所定の値に設定したものがある。例えば、ころの端面、鍔部の接触面の粗さは、大きくても１μｍ（Ｒｚ）程度、または通常それ以下とされており、０．１μｍ以下で設定されているものもある。つまり、従来のこれらにおける表面粗さは、１／１０μｍ〜１／１００μｍの小さいレベルで設定されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２４１２３５号公報
【特許文献２】特開２００１−１０７９５２号公報
【特許文献３】特開２００２−２２１２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されている円錐ころ軸受は、鍔部ところとの間において油膜を厚い状態に維持させて低トルク化を図るのみであり、組付けトルクが安定しないため、組み付けトルクを基準とする予圧調整作業は困難である。また特許文献２、特許文献３においては、組み付けトルクを安定させて（一定とさせて）、組み付けトルクを基準とした予圧の調整作業を容易にさせる一方で、定常使用時におけるトルクが大きくなる。
【０００６】
そこでこの発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、組み付け対象部に組み付ける際に与える予圧の調整が簡単に行え、また、予圧のばらつきを抑え、予圧管理の精度を向上させることができるとともに、定常使用時はトルクの小さい円錐ころ軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するためのこの発明の円錐ころ軸受は、内輪と、外輪と、これら内外輪間に転動自在に設けられた円錐ころとを備え、前記内輪と外輪の少なくとも一方に前記円錐ころの端面と接触して当該円錐ころの転走を案内する接触面を有する鍔部が形成されており、油潤滑下で使用される円錐ころ軸受において、前記鍔部の接触面とこの接触面と接触する前記円錐ころの端面の少なくとも一方に、使用初期では当該鍔部の接触面と当該円錐ころの端面との間の油膜の形成を抑制し、その後摩耗して当該鍔部の接触面と当該円錐ころの端面との間において油膜の形成を可能とさせる微細突起部が形成されていることを特徴としている。
このような構成の円錐ころ軸受によれば、軸受を組み付け対象部へ組み付け時（回転を開始させた使用初期）には、前記微細突起部によって鍔部の接触面と円錐ころの端面との間において油膜の形成が抑制されて、当該微細突起部を、対面する相手側の面に直接的に接触（押圧）させることができる。これにより、鍔部の接触面と円錐ころの端面との間において油膜の形成を抑制できるため、トルクが安定して、トルク管理による予圧調整が容易になる。そして、使用（回転）が開始されるとやがて突起部が摩耗（摩滅）して、円錐ころの端面と鍔部の接触面との間に油膜を形成させることができるため、定常使用時のトルクを小さくできる。
これにより、軸受部に予圧を与えかつ予圧の調整をすることができるだけの必要な大きさの組み付けトルクを確保しつつ、軸受の使用が開始されると低トルク化が可能となる。
【０００８】
また、内輪と、外輪と、これら内外輪間に転動自在に設けられた円錐ころと、を備え、前記内輪と外輪の少なくとも一方に前記円錐ころの端面と接触して当該円錐ころの転走を案内する接触面を有する鍔部が形成されている円錐ころ軸受において、前記鍔部の接触面とこの接触面と接触する前記円錐ころの端面の少なくとも一方に、高さ寸法が２μｍ〜１０μｍの微細突起部が形成されていることを特徴としている。
これによれば、軸受を組み付け対象部への組み付ける際、突起部により円錐ころの端面と鍔部の接触面との間の油膜の形成を抑制して、突起部を対面する相手側の面に直接的に接触させることができる。従って、回転トルクが安定して、トルク管理による予圧調整が容易になる。さらに、使用（回転）が開始されると早期に突起部を摩耗させることができ、鍔部の接触面ところの端面との間に油膜を形成させることができ、定常使用時において、低トルク化が実現できる。
【０００９】
また、前記突起部は、前記鍔部の前記接触面に周方向に沿って形成されているのが好ましい。これによれば、突起部と鍔部の円環状の接触部が、周方向の全域にわたり均一になるため、トルクが安定し、トルク管理による予圧調整をより正確に行うことができる。また、突起部の摩耗後の接触も安定するため、低トルク時のトルクも安定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の円錐ころ軸受によれば、軸受に予圧を与えかつ調整することができるだけの必要な大きさの組み付けトルクを確保させることができる。従って、組み付けトルクを基準とした予圧を付与する作業が簡単となるとともに、定常使用時のトルクを小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明の実施の一形態に係る円錐ころ軸受を示す縦断面図である。この円錐ころ軸受は、内輪１と、外輪２と、内輪１と外輪２との間に転動自在に設けられた転動体とを備えている。転動体は複数個の円錐ころ３からなる。そして、この軸受は、内輪１と円錐ころ３、外輪２と円錐ころ３との間に潤滑剤（オイル）を介在させて回転の際の摩擦トルクを小さくさせることのできるオイル潤滑式のものである。円錐ころ３は保持器１０により保持されている。
【００１２】
内輪１は、その外周面にテーパ状の軌道面１１が形成されており、軌道面１１の軸方向の両端部に鍔部４，１４が形成されている。そして、円錐ころ３の直径が大きい側である大端面７が大径側の鍔部４の内側の接触面５に接触して、円錐ころ３の転走が案内されている。具体的には内輪１の外周側部において、円錐ころ３の外周面と接触するテーパ状の軌道面１１と、軌道面１１の軸方向一端部側から径方向外方に突出する大径の鍔部４の接触面５と、軌道面１１の他端部側から径方向外方に突出する小径の鍔部１４の内側面１５とにより周溝が形成されており、大径の鍔部４の接触面５が円錐ころ３の大端面７の周縁部に接触している。鍔部４は内輪１に全周にわたって連続して形成されており、鍔部４は環状となる。
外輪２は内輪１の径方向外方に設けられており、その内周面に円錐ころ３の外周面と接触するテーパ状の軌道面１２が形成されている。
【００１３】
そして、図２は図１のＡ部を示す拡大断面図であり、図３は内輪１の鍔部４の接触面５を軸心方向から見た断面図である。図２において円錐ころ３を二点鎖線で示している。これらに示すように、鍔部４の接触面５に微細の突起部６が形成されている。
接触面５及び円錐ころ３の大端面７は研摩加工されて極微細な凹凸による粗さを有する滑らかな面とされている。そして、この突起部６は、このように滑らかな面とされている接触面５から突出するよう形成されている。つまり、この突起部６は、平滑面を得るために研摩加工を行っても必然的に生じてしまう粗さによる凸部ではなく、平滑面よりも意図的に一段高く形成したものである。言い換えると、接触面５に所定の高さの段差部を設け、この段差部を突起部６としている。
【００１４】
そして、以上のように構成された円錐ころ軸受を組み付け対象部位（図示せず）に組み付ける際、この軸受には内輪１が軸方向に押圧されて予圧が付与される。この予圧は、組み付けの際に軸受に低速回転でのトルクが与えられることによって、その大小の管理がなされている。つまり、低速回転による組み付けトルクを基準として予圧の調整作業を行っている。
従って、相互に接触する円錐ころ３の大端面７と鍔部４の接触面５との間においては、使用状態（機器の運転状態）では低トルク化のために油膜を形成させて摩擦抵抗を低下させる必要があるが、予圧を調整して組み付ける際は、これらの間にある程度の大きさの摩擦抵抗が必要となる。
【００１５】
そこで、鍔部４の接触面５に前記突起部６が形成されており、軸受を組み付け対象部へ組み付けて回転を開始させた使用初期において、この突起部６は円錐ころ３の大端面７の周縁部と鍔部４の接触面５との間の油膜の形成を抑制している。そして、この突起部６の頂部を（油膜を介さずに）直接的に相手側である円錐ころ３の大端面７に接触させて、相互間において必要な摩擦抵抗を確保させ、組み付けトルクを基準として所定の予圧を軸受に付与し、組み付けが完了する。
一方、所定の予圧を持って組み付けられた軸受を備えた機器が動作し、軸受が回転すると、つまり使用初期の後において、突起部６は微細なものであるために早期に（徐々に）摩耗し、円錐ころ３の大端面７と鍔部４の接触面５との間において、比較的広い面積での接触となり、油膜の形成が可能となる。
【００１６】
以上の実施形態において、鍔部４の接触面５に形成した突起部６により、軸受を組み付け対象部に組み付ける際には、突起部６の頂部を円錐ころ３の大端面７に直接的に接触させ、円錐ころ３の大端面７と鍔部４の接触面５との間における摩擦抵抗を小さくさせる油膜の形成を抑制することができる。そして、回転が開始されるとやがて突起部６が摩耗して円錐ころ３の大端面７と鍔部４の接触面５との間の全面にわたって油膜を形成させることができる。
従って、軸受を予圧調整して組み付け対象部へ組み付ける際、組み付けトルクを必要なだけ大きくさせることができ、トルクの大小の差を明確にできる。これにより、組み付けトルクを基準とした予圧の調整作業が容易となる。そして、軸受の使用が開始されれば低トルク化が実現できる。また、軸受の組み付けの際の予圧のばらつきを抑えることができ、予圧管理の精度を向上させることができる。
【００１７】
そして、この突起部６は微小な高さ、微小な幅寸法、つまり、頂部において微小な接触面積を持つよう形成されている。具体的には、突起部６の高さ寸法ｈは２μｍ〜１０μｍとされているのが好ましい。
突起部６の高さ寸法ｈが２μｍ未満の場合、高さが低すぎて組み付け対象部への組み付けの際においても油膜が形成されてしまうおそれがあり、必要な大きさの組み付けトルクを確保させることができないおそれがある。また、高さ寸法ｈが１０μｍを超えると、高さが高すぎて、使用初期の後において、摩擦抵抗を小さくさせる油膜を形成させるだけの突起部６の摩滅が進まず、長期にわたり回転トルクが大きくなってしまう。
【００１８】
さらに、突起部６の幅寸法ｗは、円錐ころ軸受全体の大きさにも左右されるが、突起部６の幅寸法ｗを１００μｍ〜２００μｍとするのが好ましい。
突起部６の幅寸法ｗが１００μｍ未満であると、ころ端面との接触により押しつぶされるか、組み付け完了前に摩耗が進み、組み付け対象部への組み付けの際においても油膜が形成されてしまうおそれがある。また、幅寸法ｗが２００μｍを超えると、使用（回転）開始後も突起部の摩耗が進み難くなり、突起部６と対面する相手側の面との間において、長期間にわたり摩擦抵抗が大きくなって回転トルクが大きくなったり、その部分において焼き付きが生じるおそれがある。なお、図２の幅寸法ｗは突起部６の頂部（当接面）の寸法を示している。
なお、突起部６の数は、前記摩耗が適度に進行するよう、接触条件や軸受寸法などに応じて適切に設定すればよい。
【００１９】
また、図３に示すように、突起部６は、鍔部４の接触面５上であってその周方向に沿って形成されている。つまり、突起部６は内輪１（鍔部４）の軸心側を中心とする仮想環状線ｅに沿って形成されている。この場合、突起部６の前記幅寸法ｗは、径方向の幅寸法となる。なお、突起部６は、周方向の全周にわたって連続して形成させるのが好ましい。
これによれば、突起部６と鍔部４の円環状の接触部が、周方向の全域にわたり均一になるため、トルクが安定し、トルク管理による予圧調整をより正確に行うことができる。また、突起部６の摩耗後の接触も安定するため、低トルク時のトルクも安定する。
また、旋削により接触面５を形成する際に同時に突起部６を形成することができ、接触面５を砥石により研摩する際に段付き状の砥石により同時に突起部６を研摩することができる。なお、図示しないが突起部６を周方向に沿って間欠状に形成してもよい。
このように突起部６を周方向に沿って形成することにより、円錐ころ軸受の使用が開始され、突起部６が摩耗し、鍔部４の接触面５と円錐ころ３の大端面７との間の全周にわたって形成が開始された油膜を途切れさせることがなく、運転開始後の早い時期に、鍔部４の接触面５全面に油膜を形成させることができる。
【００２０】
さらに図２に示すように、突起部６は、鍔部４の環状の接触面５において径方向中間位置よりも内方側の位置に形成されている。さらに説明すると、突起部６は、鍔部４の接触面５と軌道面１１との間の隅部に形成されている凹溝部１６の近傍に（突起部６の内周面が凹溝部１６の内周面と連続するよう）設けられている。なお、凹溝部１６は円錐ころ３と接触しない部分であり、環状の空間部が形成されている。これにより、円錐ころ３の回転により生じる突起部６の摩耗粉を、この凹溝部１６に収容させることができ、摩耗粉が軸受に悪影響を与えるのを防ぐことができる。
【００２１】
また、図４は本発明の円錐ころ軸受の他の実施の形態の要部を示す拡大断面図であり、この軸受は、突起部６が円錐ころ３の大端面７側に形成されている。つまり、突起部６は円錐ころ３の大端面７のうち鍔部４の接触面５と接触する部分に形成されている。さらに説明すると、突起部６は、円錐ころ３の軸心を中心として円錐ころ３の大端面７の周縁部に周状に形成されており、大端面７の周縁部の外径側寄りに設けられている。図４において、内輪１を二点鎖線で示している。
【００２２】
また、本発明の円錐ころ軸受は、図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態のものであっても良く、突起部６は、鍔部４の接触面５とこの接触面５と接触する円錐ころ３の大端面７の接触部分の少なくとも一方に形成されていればよい。従って、図２、図４以外にも、図示しないが、鍔部４の接触面５に第１の突起部６が形成され、かつ、円錐ころ３の大端面７であって鍔部４の接触面５と接触する部分にも第２の突起部６が形成され、第１の突起部６と第２の突起部６同士が接触する位置に夫々形成されるようしてもよい。なお、この場合、第１の突起部６と第２の突起部６との合計高さ寸法が、前記の２μｍ〜１０μｍとなるようしている。
また、突起部６の断面形状を図２と図４においては台形としているが、これ以外に円弧部を有する形状などとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の一形態に係る円錐ころ軸受を示す縦断面図である。
【図２】鍔部と円錐ころとの接触部の一部を示す拡大断面図である。
【図３】内輪の鍔部の接触面を軸心方向から見た断面図である。
【図４】鍔部と円錐ころとの接触部の変形例を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  内軸
２  外輪
３  円錐ころ
４  鍔部
５  接触面
６突起部
７  大端面
ｈ  高さ寸法
ｗ  幅寸法
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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