(57)【要約】【課題】円すいころ軸受における円すいころの大径側端面と内輪の大つば部端面の油膜切れを防止する。【解決手段】内輪１及び外輪２と、内輪１と外輪２との間に配置される円すいころ３と、円すいころ３の大径側端面３ａに対向して内輪１に設けられる大つば部５と、大つば部５の円すいころ３側の内側端面５ａに大径側端面３ａとの間に隙間を形成する凹部又は傾斜面からなる隙間形成部を備え、その隙間形成部に植毛部２０が設けられる円すいころ軸受とした。隙間形成部は、内輪１の軌道面１ａと内側端面５ａとの間に設けられる凹状のぬすみ部６や、大つば部５の外径面５ｂと内側端面５ａとの間の稜線部に設けられる面取り部又はアール部からなるコーナ処理部８とすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪及び外輪と、
前記内輪及び前記外輪との間に配置される円すいころと、
前記円すいころの大径側端面に対向して前記内輪に設けられる大つば部と、
前記大つば部の前記円すいころ側の内側端面に前記大径側端面との間に隙間を形成する凹部又は傾斜面からなる隙間形成部を備え、
前記隙間形成部に植毛部が設けられる円すいころ軸受。
【請求項２】
内輪及び外輪と、
前記内輪及び前記外輪との間に配置される円すいころと、
前記円すいころの大径側端面に対向して前記内輪に設けられる大つば部と、
前記大径側端面に前記大つば部の前記円すいころ側の内側端面との間にくさび状隙間を形成する傾斜端面を備え、
前記傾斜端面に対向する前記内側端面に植毛部が設けられる円すいころ軸受。
【請求項３】
前記隙間形成部は、前記内輪の軌道面と前記内側端面との間に設けられる凹状のぬすみ部である請求項１に記載の円すいころ軸受。
【請求項４】
前記隙間形成部は、前記内側端面の外径側端部に設けられる傾斜面である請求項１又は３に記載の円すいころ軸受。
【請求項５】
前記隙間形成部は、前記大つば部の外径面と前記内側端面との間の稜線部に設けられる面取り部又はアール部である請求項１，３又は４に記載の円すいころ軸受。
【請求項６】
前記傾斜端面は、前記円すいころの転動面から前記円すいころの中心軸側へ向かって徐々に円すいころの軸方向外側へ膨出するように円弧状に形成される
請求項２に記載の円すいころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転動体として円すいころを用いた円すいころ軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受は、一般的に、内輪及び外輪と、その内輪と外輪との間の軸受空間に配置される転動体、及び、その転動体を保持する保持器等で構成されている。軸受空間の内部の潤滑は、グリース等の潤滑剤により行われている。また、外部から軸受内部空間内への異物の侵入を防止するため、あるいは、軸受空間内に封入した潤滑剤の流出を防ぐために、内輪と外輪との間の軸方向開口部に、種々のシール部材が設けられる場合がある。
【０００３】
また、軸受空間内の適切な場所に適切な量の潤滑剤を保持するために、例えば、特許文献１では、内輪や外輪、保持器やシール部材等の表面に、繊維を静電植毛する技術が開示されている。この繊維の植毛により、繊維と繊維との間の空間に潤滑剤を捕捉することができる。これにより、軸受空間内の潤滑性能を高め、転がり軸受の回転トルクの低減や寿命の延長を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ２０１５／１４１８２２号公報
【特許文献２】特開２００３−２６９４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献２に示すような、転動体として円すいころを用いた円すいころ軸受では、ラジアル荷重が作用した場合に、内輪と外輪との間にアキシアル方向への分力が生じ、円すいころの大径側端面から内輪の大つば部端面にその分力が作用する。このとき、円すいころの大径側端面と内輪の大つば部端面とは滑り接触であるため、回転速度や負荷荷重が大きくなった場合に、大つば部端面の接触面圧、滑り速度が上昇する。このため、大つば部は、転がり接触の箇所と比べて発熱につながりやすいという傾向がある。仮に、想定される以上の回転速度や負荷荷重が継続すると、大つば部の発熱量が増大するので、潤滑剤の劣化や、それに伴う油膜切れに繋がる恐れがある。
【０００６】
円すいころの大径側端面と内輪の大つば部端面の油膜切れを防止するためには、例えば、円すいころの大径側端面の面取り部の範囲を、ころ軸心側へ拡大させること等により、内輪の大つば部端面との間の隙間を拡大したり、逆に、内輪の大つば部端面に角度をつけて、円すいころの大径側端面との間の隙間を拡大し潤滑剤が円すいころの大径側端面と内輪の大つば部端面との間で流動しやすくする手法が考えられる。しかし、上記手法を採用するには、ころの面取り部や内輪の大つば部端面の加工の精度を向上させる必要があり、これは、製品のコスト高につながるという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、円すいころ軸受における円すいころの大径側端面と内輪の大つば部端面の油膜切れを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、この発明は、内輪及び外輪と、前記内輪及び前記外輪との間に配置される円すいころと、前記円すいころの大径側端面に対向して前記内輪に設けられる大つば部と、前記大つば部の前記円すいころ側の内側端面に前記大径側端面との間に隙間を形成する凹部又は傾斜面からなる隙間形成部を備え、前記隙間形成部に植毛部が設けられる円すいころ軸受を採用した。
【０００９】
また、他の手段として、内輪及び外輪と、前記内輪及び前記外輪との間に配置される円すいころと、前記円すいころの大径側端面に対向して前記内輪に設けられる大つば部と、前記大径側端面に前記大つば部の前記円すいころ側の内側端面との間にくさび状隙間を形成する傾斜端面を備え、前記傾斜端面に対向する前記内側端面に植毛部が設けられる円すいころ軸受を採用した。
【００１０】
ここで、前記隙間形成部は、前記内輪の軌道面と前記内側端面との間に設けられる凹状のぬすみ部とすることができる。
【００１１】
また、その凹状のぬすみ部に代えて又は加えて、前記隙間形成部は、前記内側端面の外径側端部に設けられる傾斜面である構成を採用することができる。
【００１２】
さらに、それらの各態様に代えて又は加えて、前記隙間形成部は、前記大つば部の外径面と前記内側端面との間の稜線部に設けられる面取り部又はアール部である構成を採用することができる。
【００１３】
また、前記傾斜端面は、前記円すいころの転動面から前記円すいころの中心軸側へ向かって徐々に円すいころの軸方向外側へ膨出するように円弧状に形成される構成を採用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は、内輪の大つば部の内側端面と円すいころの大径側端面との間に、内側端面に設けた凹部又は傾斜面によって形成された隙間、あるいは、円すいころの大径側端面に設けた傾斜端面によって形成された隙間がある場合に、その隙間に臨む大つば部の内側端面に植毛部を設けたので、円すいころの大径側端面と内輪の大つば部端面の油膜切れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の一実施形態を示し、（ａ）縦断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図
【図２】図１（ａ）の右側面図
【図３】他の実施形態を示し、（ａ）縦断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は、一実施形態の円すいころ軸受１０を示している。
【００１７】
円すいころ軸受１０は、同軸状に配置された対の軌道輪である内輪１及び外輪２と、その内輪１と外輪２との間の環状の軸受空間に、周方向に沿って配置された複数の転動体（円すいころ）３を備えている。
【００１８】
円すいころ３は、内輪１の軌道面１ａと外輪２の軌道面２ａの間に配置され、円すいころ３の転動面３ｄが軌道面１ａ，２ａに転動する。円すいころ３は、軸受空間に配置された環状の保持器４によって周方向に沿って保持されている。また、軸受空間には、潤滑剤としてグリースが充填されている。
【００１９】
内輪１は円すい台状に形成され、その軸方向両端部には、円すいころ３の大径側と小径側の両端面をすべり接触で案内するように、外径側へ突出するつば部（鍔部）５，６が設けられている。円すいころ３の大径側端面３ａを案内するために、内輪１の大径側端部に配置されるのが、大つば部５である。内輪１の小径側端部に配置され、円すいころ３の小径側端面３ｂを案内するのが、小つば部６である。
【００２０】
大つば部５と円すいころ３の大径側端面３ａとの接触部分、小つば部６と円すいころ３の小径側端面３ｂとの接触部分、円すいころ３と軌道面１ａ，２ａとの接触部分や保持器４のポケット部内面等との接触部分は、油やグリース等の潤滑剤で潤滑されるようになっている。この実施形態では、潤滑剤としてグリースを用いるものを対象としている。
【００２１】
なお、円すいころ３の大径側端面３ａ、小径側端面３ｂの表面は、仕上げ加工の際に形成される多数の研磨痕が周方向に沿って同心円状に残存しており、また、その同心円状の研磨痕の中央部において、成形時に形成された円形状の浅い凹み３ｅが残存している。
【００２２】
内輪１の大つば部５の円すいころ側の端面５ａ（内側端面５ａと称する）に、大径側端面５ａとの間に隙間を形成する凹部又は傾斜面からなる隙間形成部を備えている。この隙間形成部に、植毛部２０が設けられている。
【００２３】
植毛部２０を設けたことによって、潤滑剤であるグリースが、植毛部２０の繊維、あるいは、その繊維の間に保持される。潤滑剤が保持されることにより、円すいころ３の大径側端面３ａと内輪１の大つば部５の内側端面５ａの油膜切れを防止することができる。また、植毛部２０の設置によって潤滑油を保持できることから、円すいころや内輪の大つば部の形状加工に関わるコストの上昇を抑えることができる。
【００２４】
図１（ａ）（ｂ）に示す実施形態では、隙間形成部は、内輪１の軌道面１ａと内側端面５ａとの間のコーナ部に設けられる凹状のぬすみ部９によって構成されている。植毛部２０は、ぬすみ部９の内面に設けられた第一植毛部２１で構成されている。第一植毛部２１は、円すいころ３の軌道面３ｄと大径側端面３ａとの間に形成された円弧状稜線部３ｃに対面している。
【００２５】
また、図１（ａ）（ｂ）に示す実施形態では、隙間形成部は、大つば部５の内側端面５ａの一部、具体的には、内側端面５ａの外径側端部に設けられる傾斜面７で構成されている。傾斜面７によって形成される大径側端面５ａとの間の隙間は、外径方向に向かって徐々に拡がって外径側へ開口した状態である。植毛部２０は、この傾斜面７に設けられた第二植毛部２２で構成されている。なお、この傾斜面７の形状は、図１（ｂ）に示すように、円弧状に凹む形状であってもよいし、あるいは、外径側へ向かうにつれて大径側端面５ａから徐々に遠ざかる方向へ直線状に伸びる形状であってもよい。
【００２６】
また、この第二植毛部２２は、大つば部５の外径面５ｂと内側端面５ａとの間の稜線部８に設けられる面取り部又はアール部にも連続して設けられている。この稜線部８に設けられた面取り部又はアール部は、円すいころ３の大径側端面３ａとの間に隙間を形成するための隙間形成部を構成する。この面取り部又はアール部からなる隙間形成部に植毛部２０を設けることで、潤滑油の保持性能をさらに高めることができる。
【００２７】
図２は、円すいころ３の大径側端面３ａと、大つば部５の内側端面５ａとの位置関係を示す側面図である。図中に斜線で示すエリアは接触楕円と呼ばれ、円すいころ３と大つば部５とが、比較的強い圧力で摺接する範囲である。この接触楕円の内径側と外径側にそれぞれ植毛部２０が設けられているので、植毛部２０に保持されたグリースが常に接触楕円の範囲へ供給されるので、油膜切れの防止にさらに効果的である。
【００２８】
また、円すいころ３の大径側端面３ａにおける円形状の浅い凹み３ｅの直径をさらに大きくすることにより、浅い凹み３ｅと隙間設定部とを対向させて、植毛部２０が介在する部分の隙間を大きくすることができる。これにより、傾斜面７や稜線部８の植毛部２０におけるグリースの保持量を増大させることができる。
【００２９】
つぎに、図３（ａ）に示す実施形態では、隙間形成部は、大つば部５の内側端面５aの全体に設けられる傾斜面７で構成されている。傾斜面７によって形成される大径側端面５aとの間の隙間は、外径方向に向かって徐々に拡がって外径側へ開口した状態である。植毛部２０は、この傾斜面７に設けられた第三植毛部２３で構成されている。
【００３０】
さらに、図３（ｂ）に示す実施形態では、円すいころ３の大径側端面３ａに、大つば部５の内側端面５ａとの間にくさび状隙間を形成する傾斜端面３ｆを備えている。植毛部２０は、この傾斜端面３fに対向する内側端面５aに設けられる第四植毛部２４で構成されている。
【００３１】
傾斜端面３ｆは、円すいころ３の転動面３ｄから円すいころ３の中心軸側へ向かって、徐々に円すいころ３の軸方向外側へ膨出するように円弧状に形成されている。このため、傾斜端面３ｆによって形成される大径側端面５ａとの間の隙間は、内径方向に向かって徐々に拡がる形状である。この実施形態では、傾斜端面３ｆによって形成される大径側端面５ａとの間の隙間が内径側のぬすみ部９に臨んでいるので、潤滑剤溜まりとして機能するぬすみ部９から、外径側へ向かって潤滑剤が順次供給されるという効果が期待できる。
【００３２】
図３（ａ）（ｂ）に示す実施形態では、内側端面５ａに設けられる第四植毛部２４を、大つば部５の外径面５ｂとの稜線部８の面取り部又はアール部にも設けている。このため、グリースの保持量がさらに増大されている。
【００３３】
潤滑剤として用いるグリースに関し、そのグリース使用できる基油は、通常グリースに使用できる基油であって分散剤が可溶であれば使用できる。例えば、ポリ-α-オレフィン油等の合成炭化水素油、鉱油、フッ素油、エーテル油、エステル油、グリコール系油等が例示できる。これらの基油は、単独で、または２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００３４】
グリースに使用できる増ちょう剤も、特に限定なく使用できる。例えば、リチウム石けん、リチウムコンプレックス石けん、力ルシウム石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウム石けん、アルミニウムコンプレックス石けん等の石けん類、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア系化合物等が挙げられる。これらの増ちょう剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。なお、潤滑剤として潤滑油を用いる場合は、上記の基油を採用することができる。
【００３５】
植毛部２０の形成方法は、その植毛部２０を設ける対象面に接着剤層を形成し、その接着剤層に繊維が植え付けられて、接着剤層の固化により繊維が固定される。
【００３６】
このとき、高電圧電極による静電界を作り、その静電気の吸引力により、植毛部２０を設ける対象面に繊維の植毛を行う静電植毛の手法を採用することができる。例えば、付着させたい多数の短繊維を電極板上に置き、少し距離を隔てて、植毛の対象面を有する母材を配置する。母材（例えば、プラス側）と電極板（例えば、マイナス側）との間に高電圧を印加すると、その高電圧により電界が発生し、短繊維に分極が発生する。その結果、短繊維のマイナス電荷がプラス側である母材に引きつけられて、繊維が接着剤層に付着する。このとき、繊維は、対象面に対して直角となるように接着剤層に突き刺さった状態に固定される。
【００３７】
また、繊維をエアによって接着剤層に吹き付ける手法（静電吹き付け植毛）を採用することもできる。すなわち、帯電した繊維を静電吸引力で対象面の接着剤層に付着させるときに、エアで繊維を吹き付けるようにすると、繊維は、対象面の面方向に対して一定の角度で傾いて接着剤層に固定されるようになる。
【００３８】
植毛部２０に用いられる繊維材としては、（１）合成樹脂繊維（ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ナイロンなどのポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンテフタレートなどのポリエステル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ビニロン樹脂、等の合成樹脂からなる繊維）、（２）無機繊維（例えば、カーボン繊維、グラスファイバーなど）、（３）再生繊維（レーヨン、アセテートなど）、（４）天然繊維（綿、絹、麻、羊毛など）を用いることができるが、合成樹脂繊維を用いると好ましい。繊維材として合成樹脂繊維を用いると、作動油による繊維材の膨潤や溶解を防止することができ、かつ低コストである。
【００３９】
繊維の太さは、１０〜５０デシテックスの範囲で設定することができる。また、繊維の植毛密度（柔軟性構造体３３に占める繊維材３５の面積割合）は１０〜３０％の範囲に設定することができる。繊維は、ストレート形状(全長にわたって直線形状)またはベンド形状（曲がった形状）のものを採用することができる。また、繊維は、円形断面または多角形断面を有するものを採用することができる。ベンド形状の繊維はストレート形状の繊維に比べて、潤滑剤を保持する能力が高い。また、多角断面形状の繊維は、円状断面の繊維に比べて表面積が大きいことから、潤滑剤を保持する能力が高い。このため、潤滑油の円滑な流れを期待する場合、繊維は、ストレート形状で円状断面であることが望ましい。
【００４０】
接着剤層は、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂を主成分とする接着剤で形成されている。接着剤としては、例えば、ウレタン樹脂溶剤系接着剤、エポキシ樹脂溶剤系接着剤、酢酸ビニル樹脂溶剤系接着剤、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン接着剤、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤、ウレタン樹脂系エマルジョン接着剤、エポキシ樹脂系エマルジョン接着剤、ポリエステル系エマルジョン接着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体系接着剤などが挙げられる。
【符号の説明】
【００４１】
１  内輪
１ａ  軌道面
２  外輪
２ａ  軌道面
３  円すいころ
３ａ  大径側端面
３ｂ  小径側端面
３ｃ  円弧状稜線部
３ｄ  転動面
４  保持器
５  大つば部
５ａ  大つば部端面
５ｂ  外径面
６  小つば部
７  傾斜面
８  稜線部
９  ぬすみ部
１０  円すいころ軸受
２０；２１，２２，２３，２４  植毛部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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