(57)【要約】【課題】高速回転で使用される油潤滑方式の円すいころ軸受に関し、撹拌トルクの低減が図れ、軸受の損失トルクが小さくなる。【解決手段】内輪１０と、外輪２０と、内輪１０と外輪２０の間に保持器４０によって回動自在に保持された複数の円すいころ３０とを含み、内輪１０は小鍔部１１と大鍔部１２と内輪軌道面１３とを有し、外輪２０は外輪軌道面２１を有し、外輪２０の小径側における軸方向端部と内輪１０の小鍔部１１との間の潤滑油流路断面積Ａ１、円すいころ３０の小径側端面における外輪２０と内輪間の潤滑油流路断面積Ａ２、外輪２０の大径側における軸方向端部と内輪１０の大鍔部１２との間の潤滑油流路断面積Ａ３が、Ａ１≦Ａ２＜Ａ３の関係を満たしている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪の間に保持器によって回動自在に保持された複数の円すいころとを含み、
前記外輪の小径側における軸方向端部と前記内輪の小鍔部との間の潤滑油流路断面積Ａ１、前記円すいころの小径側端面における前記外輪と前記内輪間の潤滑油流路断面積Ａ２、前記外輪の大径側における軸方向端部と前記内輪の大鍔部との間の潤滑油流路断面積Ａ３が、
Ａ１≦Ａ２＜Ａ３
の関係を満たす、ことを特徴とする円すいころ軸受。
【請求項２】
内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪の間に保持器によって回動自在に保持された複数の円すいころとを含み、
前記内輪は、前記円すいころの小径側における軸方向端縁において径方向外向きに突出させた小鍔部と、前記円すいころの大径側における軸方向端縁において径方向外向きに突出させた大鍔部と、前記小鍔部から前記大鍔部にかけて外径が漸増するテーパ状の外周面からなる内輪軌道面とを有し、
前記外輪は、前記円すいころの小径側における軸方向端部から前記円すいころの大径側における軸方向端部にかけて内径が漸増するテーパ状の内周面からなる外輪軌道面を有し、
前記外輪の小径側における軸方向端部と前記内輪の小鍔部との間の潤滑油流路断面積Ａ１、前記円すいころの小径側端面における前記外輪と前記内輪間の潤滑油流路断面積Ａ２、前記外輪の大径側における軸方向端部と前記内輪の大鍔部との間の潤滑油流路断面積Ａ３が、
Ａ１≦Ａ２＜Ａ３
の関係を満たす、ことを特徴とする円すいころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速回転で使用される油潤滑方式の円すいころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内輪と外輪の間に、保持器によって回動自在に保持された複数の円すいころを介装させることにより、軸を中心に内輪と外輪を相対回転させる円すいころ軸受がある。
【０００３】
円すいころ軸受では、各部における摩擦や焼付きを防止するため、十分に潤滑することが重要となる。特に、高速回転で使用される場合には、潤滑性に優れた油潤滑方式が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
油潤滑方式の円すいころ軸受の場合、回転時に潤滑油が、円すいころの小径側の軸受端部から円すいころの大径側の軸受端部へ流れる。
【０００５】
軸受中を潤滑油が流れる際に、潤滑油が円すいころの転動によって攪拌される。軸受内部に滞留する潤滑油の量が多くなると、攪拌抵抗が増大し、軸受の損失トルクも大きくなる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の円すいころ軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪の間に保持器によって回動自在に保持された複数の円すいころとを含み、前記外輪の小径側における軸方向端部と前記内輪の小鍔部との間の潤滑油流路断面積Ａ１、前記円すいころの小径側端面における前記外輪と前記内輪間の潤滑油流路断面積Ａ２、前記外輪の大径側における軸方向端部と前記内輪の大鍔部との間の潤滑油流路断面積Ａ３が、Ａ１≦Ａ２＜Ａ３の関係を満たすものである。
【０００７】
本発明の円すいころ軸受によると、潤滑油が軸受に入る入口側の潤滑油流路断面積Ａ１，Ａ２は、潤滑油が軸受から出る出口側の潤滑油流路断面積Ａ３より小さくなっている。よって、軸受に入る潤滑油の油量が軸受から出る潤滑油の油量より少なくなり、軸受内部に滞留する潤滑油の量が少なくなる。その結果、円すいころの転動によって攪拌される潤滑油の量が少なくなり、軸受の損失トルクが小さくなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１ないし図５を用いて説明する。
【０００９】
図１は円すいころ軸受の部分縦断面図、図２は円すいころ軸受のＬ１部分の断面図、図３は円すいころ軸受のＬ２部分の断面図、図４は円すいころ軸受のＬ３部分の断面図、図５は円すいころ軸受の潤滑油流路断面積を示すグラフである。
【００１０】
これらの図において、１０は内輪、２０は外輪、３０は円すいころ、４０は保持器を示す。
【００１１】
内輪１０は環状に形成され、軸心Ｃに沿う方向（軸方向）の一端縁に径方向外向きに突出させた小鍔部１１を有し、他端縁には径方向外向きに突出させた大鍔部１２を有している。内輪１０の外周面（内輪軌道面）１３は、小鍔部１１から大鍔部１２にかけて外径が漸増するテーパ状に形成されている。大鍔部１２は径方向外側が厚肉となり、その軸方向内周面１２ａには円すいころ３０の大径側端面３２が接触される。
【００１２】
外輪２０は、内輪１０より大径の環状に形成され、内輪１０の内輪軌道面１３との間に円すいころ３０を保持するための間隙を介して対向配置されている。外輪２０の内周面（外輪軌道面）２１は、軸方向一端から他端にかけて内径が漸増するテーパ状に形成されている。
【００１３】
円すいころ３０は、小径側端面３１と、大径側端面３２と、テーパ状の外周面３３とを有している。円すいころ３０は、大径側端面３２の一部を内輪１０の大鍔部１２の内周面１２ａに接触させて、内輪軌道面１３ならびに外輪軌道面２１に転接される。複数の円すいころ３０が、周方向に等配されて、保持器４０にて回動自在に保持される。
【００１４】
保持器４０は、各円すいころ３０を収納するポケットを有した環状板部４１と、円すいころ３０の小径側の端縁において環状板部４１を径方向内向きに折曲してなるフランジ部４２とを有している。
【００１５】
円すいころ軸受の回転時に、潤滑油が、円すいころ３０の小径側の軸方向端部から円すいころ３０の大径側の軸方向端部へ流れる（矢印Ｑ方向）。
【００１６】
図２〜図４に、円すいころ軸受の各位置Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３における円すいころ３０の軸心Ｍに対し直交する断面における軸受の断面図を示す。
【００１７】
図２〜図４中、点々で示した部分が、潤滑油の通る流路部となる。
【００１８】
潤滑油流路断面積Ａ１は、小鍔部１１において、内輪１０と外輪２０の間隙における保持器４０を除いた断面積に相当する。
【００１９】
潤滑油流路断面積Ａ２は、円すいころ３０の小径側において、内輪１０と外輪２０の間隙における保持器４０と円すいころ３０および小鍔部１１の投影面積を除いた断面積に相当する。すなわち、小鍔部１１が壁となり、潤滑油流路断面積Ａ２では小鍔部１１の投影面積も減じた流路面積となっている。
【００２０】
潤滑油流路断面積Ａ３は、大鍔部１２において、内輪１０と外輪２０の間隙における保持器４０と円すいころ３０を除いた断面積に相当する。
【００２１】
各位置Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３における潤滑油流路断面積Ａ１，Ａ２，Ａ３を図５に示す。図５中、縦軸は潤滑油の流路断面積、横軸は円すいころ軸受の軸心Ｃ方向の位置を示している。
【００２２】
各位置Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３における円すいころ軸受の潤滑油流路断面積Ａ１，Ａ２，Ａ３の関係は、下記の式（１）のようになる。
【００２３】
Ａ１≦Ａ２＜Ａ３　…（１）
式（１）に示す関係となるように、保持器４０の形状を設定したり、小鍔部１１や大鍔部１２の径方向高さを設定したり、潤滑油の入口側である円すいころの小径側における軸方向端部に遮蔽板を設置する。
【００２４】
本実施の形態では、小鍔部１１と大鍔部１２の径方向高さを調整し、保持器４０のフランジ部４２の径方向長さを調整することで、式（１）に示す関係を満たすようにする。
【００２５】
一例として、円すいころ軸受は型番３０３０６ＤＪを用い、円すいころ３０のころ数は１４個、小鍔部１１の外径はφ４１．１ｍｍ、大鍔部１２の外径はφ５４ｍｍ、保持器４０は小鍔部１１側の内径が小さくなるように屈曲させてフランジ部４２を形成し、当該フランジ部４２の内径を小鍔部１１の外径と略等しくしたものとする。
【００２６】
これにより、各潤滑油流路断面積Ａは、下記の値となる。
【００２７】
Ａ１＝２０２．５ｍｍ２
Ａ２＝２５７．３ｍｍ２
Ａ３＝３５７．３ｍｍ２
図５について、詳細に説明する。
【００２８】
図５中、点ａから点ｂに渡って流路断面積が小さくなっているのは、保持器４０のフランジ部４２によるものである。
【００２９】
点ｂから点ｃに渡って流路断面積が大きくなっているのは、小鍔部１１を乗り越えて内輪軌道面１３に達することによるものである。
【００３０】
点ｃから点ｄに渡って流路断面積が小さくなっているのは、円すいころ３０によるものである。
【００３１】
点ｄから点ｅに渡って流路断面積が大きくなっているのは、内輪軌道面１３と外輪軌道面２１の間隙が、テーパ状に広がっていることによる。
【００３２】
点ｅから点ｆに渡って流路断面積が小さくなっているのは、大鍔部１２によるものである。
【００３３】
その後、大鍔部１２を乗り越えるに伴い、流路断面積が増加する。
【００３４】
このように構成された円すいころ軸受によると、潤滑油が軸受に入る入口側の流路断面積Ａ１，Ａ２は、潤滑油が軸受から出る出口側の流路断面積Ａ３より小さくなっている。よって、軸受に入る潤滑油の油量Ｑ１が軸受から出る潤滑油の油量Ｑ２より少なくなり、軸受内部に滞留する潤滑油の量が少なくなる。その結果、円すいころ３０の転動によって攪拌される潤滑油の量が少なくなり、軸受の損失トルクが小さくなる。
【００３５】
なお、円すいころ軸受の構造は、円すいころの小径側における軸方向端部の軸受開口面積Ａ１、円すいころの小径側端面における流路断面積Ａ２、円すいころの大径側における軸方向端部の流路断面積Ａ３が、Ａ１≦Ａ２＜Ａ３の関係を満たす構造であればよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の円すいころ軸受によると、撹拌トルクの低減が図れ、軸受の損失トルクが小さくなるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における円すいころ軸受の部分縦断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態における円すいころ軸受のＬ１部分の断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態における円すいころ軸受のＬ２部分の断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態における円すいころ軸受のＬ３部分の断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態における円すいころ軸受の潤滑油流路断面積を示すグラフである。
【符号の説明】
１０　内輪
１１　小鍔部
１２　大鍔部
１３　内輪軌道面
２０　外輪
２１　外輪軌道面
３０　円すいころ
３１　小径側端面
３２　大径側端面
４０　保持器
Ａ１，Ａ２，Ａ３　潤滑油流路断面積
【図１】
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【図２】
2004076766.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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