(57)【要約】【課題】軸受の剛性を低下させることなく低トルクを実現する。【解決手段】円すいころ軸受は、内輪2と、外輪3と、内輪2と外輪3との間に転動自在に配された複数の円すいころ4と、円すいころ4を円周所定間隔に保持する保持器5とを備え、ころ係数γが0.94を越え、少なくとも円すいころ4の表面に、微小凹形状のくぼみをランダムに無数に設け、くぼみを設けた表面の面粗さパラメータＲｙniが0.4μｍ≦Ｒｙni≦1.0μｍの範囲内で、かつ、Ｓｋ値が−1.6以下であり、保持器5が、ころの一方の端部側で連なった環状部6と、ころの他方の端部側で連なった環状部7と、両環状部を連結する複数の柱部8とからなり、柱部8の内径面の両側にころ4の転動面と接するテーパ面8aが形成してあり、テーパ面の幅方向の長さ寸法Ｌが、ころ4の平均直径の5％以上11％未満である。【選択図】図１
2007120651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に転動自在に配された複数の円すいころと、円すいころを円周所定間隔に保持する保持器とからなり、
ころ係数γが０．９４を越え、
少なくとも前記円すいころの表面に、微小凹形状のくぼみをランダムに無数に設け、前記くぼみを設けた表面の面粗さパラメータＲｙniが０．４μｍ≦Ｒｙni≦１．０μｍの範囲内で、かつ、Ｓｋ値が−１．６以下であり、
前記保持器が、前記ころの一方の端部側で連なる環状部と、前記ころの他方の端部側で連なった環状部と、前記両環状部を連結する複数の柱部とからなり、前記柱部の内径面の両側に前記ころの転動面と接するテーパ面が形成してあり、前記テーパ面の幅方向の長さ寸法が、前記ころの平均直径の５％以上１１％未満である円すいころ軸受。
【請求項２】
前記柱部の厚さ寸法が、前記ころの平均直径の５％以上１７％未満である請求項１の円すいころ軸受。
【請求項３】
前記くぼみを設けた面の面粗さパラメータＲｙmaxが０．４〜１．０の範囲内である請求項１または２の円すいころ軸受。
【請求項４】
前記くぼみを設けた面の面粗さをパラメータＲｑniで表示したとき、軸方向面粗さＲｑni（Ｌ）と円周方向面粗さＲｑni（Ｃ）との比の値Ｒｑni（Ｌ）／Ｒｑni（Ｃ）が１．０以下である請求項１ないし３のいずれかの円すいころ軸受。
【請求項５】
前記保持器のポケットの窓角が５５°以上８０°以下である請求項１ないし４のいずれかの円すい円すいころ軸受。
【請求項６】
前記保持器が機械的強度、耐油性および耐熱性に優れたエンジニアリング・プラスチックで形成してある請求項１ないし５のいずれかの円すいころ軸受。
【請求項７】
自走車両の動力伝達軸を支持するものである請求項１ないし６のいずれかの円すいころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は円すいころ軸受に関し、たとえば自走車両のデファレンシャルやトランスミッション等の動力伝達軸を支持する軸受に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
円すいころ軸受は、外径面に軌道面を設けた内輪と、内径面に軌道面を設けた外輪と、内輪と外輪の軌道面間に介在させた複数の円すいころと、これらのころを保持する保持器とからなる。保持器は、円すいころの小端面側で連なった環状部と、ころの大端面側で連なった環状部と、これらの環状部同士を連結する複数の柱部とを有し、隣り合った柱部間にころを収納するためのポケットが画成してある。このような保持器では、ころの転動面と接する柱部の内径面の両側にテーパ面を設け、ころの転動面に接触疵が生じないようにしている。従来、このテーパ面の幅方向の長さ寸法Ｌは、ころの平均直径Ｄの１１〜２０％とするのが一般的である。
【０００３】
自走車両のデファレンシャルやトランスミッション等の動力伝達軸を支持する円すいころ軸受は、一部が油浴に漬かった状態で使用され、その回転に伴って油浴の油を潤滑油とする油浴潤滑状態となる。このように油浴潤滑状態で使用されるころ軸受では、ころの転動面と保持器の柱部内径面のテーパ面との間も、これらの面で形成されるくさび空間に入り込む潤滑油で潤滑される。
【特許文献１】特開平０９−０９６３５２号公報
【特許文献２】特開平１１−２１０７６５号公報
【特許文献３】特開２００３−３４３５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の、保持器の柱部テーパ面の長さ寸法Ｌをころの平均直径Ｄの１１〜２０％としたころ軸受は、ころの転動面と柱部テーパ面との間に比較的大きいくさび空間が形成され、多量の潤滑油がくさび空間に入り込む。このくさび空間からころの転動面と保持器のテーパ面との界面に入る潤滑油の量は限られているので、このように多量の潤滑油がくさび空間に入り込むと、これらの潤滑油の逃げ場がなくなって軸受回転の抵抗となり、トルク損失が大きくなるという問題がある。また、このように潤滑油が軸受内部へ流入するころ軸受では、保持器の回転に対する潤滑油の流動抵抗も、無視できないトルク損失の要因となる。
【０００５】
したがって、軸受内部に潤滑油が流入するころ軸受における潤滑油の流動抵抗によるトルク損失を低減させる必要がある。以上が低トルク化のために油の流動抵抗を減少させる方法であるが、大幅な低トルク化を行うためには、ころがり粘性抵抗が低下するように軸受諸元を変更することが必要である。しかしながら、従来の低トルク化手法（特許文献１〜３参照）では、定格荷重を低下させない低トルク化は可能であるが、軸受剛性がいくらか低下する。
【０００６】
この発明の主要な目的は、軸受剛性を低下させることなく、低トルク化を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、ころ本数を減らさず、あるいは増加させつつ、ころピッチ径（ＰＣＤ）を小さくすることによって、課題を解決したものである。図１３は円すいころ軸受においてＰＣＤを変化させたときの剛性比（−●−）およびトルク比（−○−）を表したものである。ころの弾性変形量を計算確認した結果、図１３に示すように、ＰＣＤを小さくすると軸受のトルクは大幅に低下するが、軸受剛性はあまり低下しないといった知見を得た。そこで、ころ本数を減らさないか増加させつつ、ＰＣＤを小さくすることによって、剛性を低下させずにトルクを低減させることができる。
【０００８】
この発明の円すいころ軸受は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に転動自在に配された複数の円すいころと、円すいころを円周所定間隔に保持する保持器とからなり、ころ係数γが０．９４を越え、少なくとも前記円すいころの表面に、微小凹形状のくぼみをランダムに無数に設け、前記くぼみを設けた表面の面粗さパラメータＲｙniが０．４μｍ≦Ｒｙni≦１．０μｍの範囲内で、かつ、Ｓｋ値が−１．６以下であり、前記保持器が、前記ころの一方の端部側で連なる環状部と、前記ころの他方の端部側で連なった環状部と、前記両環状部を連結する複数の柱部とからなり、前記柱部の内径面の両側に前記ころの転動面と接するテーパ面が形成してあり、前記テーパ面の幅方向の長さ寸法が、前記ころの平均直径の５％以上１１％未満であることを特徴とするものである。
【０００９】
ころ係数γ（ころの充填率）は（ころ本数×ころ平均径）／（π×ＰＣＤ）で表されるパラメータであって、ころ平均径が一定とした場合、γの値が大きいほどころ本数が多いことを意味する。従来の典型的な保持器付き円すいころ軸受ではころ係数γを通常０．９４以下に設定しているのに対し、ころ係数γが０．９４を越えるということは、従来と比較して、ころ充填率ひいては軸受剛性が高いことを意味する。
【００１０】
少なくとも円すいころの表面に、微小凹形形状のくぼみをランダムに無数に設け、このくぼみを設けた表面の面粗さパラメータＲｙniを０．４μｍ≦Ｒｙni≦１．０μｍとし、かつ、Ｓｋ値を−１．６以下とすることにより、円すいころの表面に満遍なく潤滑油を保持させて、軸受内部に滞留する潤滑油の量を減らしても、円すいころと内外輪との接触部を十分に潤滑することができる。
【００１１】
パラメータＲｙniは、基準長毎最大高さの平均値すなわち、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の山頂線と谷底線との間隔を粗さ曲線の縦倍率の方向に測定した値である（ＩＳＯ  ４２８７：１９９７）。パラメータＳｋは粗さ曲線の歪み度（スキューネス）を指し（ＩＳＯ  ４２８７：１９９７）、凹凸分布の非対称性を知る目安となる統計量であり、ガウス分布のような対称な分布ではＳｋ値は０に近くなり、凹凸の凸部を削除した場合は負の値、逆に凹部を削除した場合は正の値となる。Ｓｋ値のコントロールは、バレル研摩機の回転速度、加工時間、ワーク投入量、研摩チップの種類と大きさ等を選ぶことにより行える。Ｓｋ値を幅方向、円周方向とも−１．６以下とすることにより、微小凹形状のくぼみが油溜りとなり、満遍なく潤滑油を保持することができる。したがって、圧縮されても滑り方向、直角方向への油のリークは少なく、油膜形成に優れ、油膜形成状況は良好で、表面損傷を極力抑える効果がある。
【００１２】
ころの転動面と接する保持器の柱部のテーパ面の幅方向の長さ寸法を、ころの平均直径の１１％未満、好ましくは９％以下とすることにより、ころの転動面とテーパ面との間にあまり大きなくさび空間が形成されないようにして、くさび空間に入り込む潤滑油の量を少なくし、潤滑油の逃げ場がなくなることによるトルク損失を低減できるようにした。なお、テーパ面の幅方向の長さ寸法をころの平均直径の５％以上としたのは、５％未満では、ころの外径面とのテーパ面との弾性接触領域がテーパ面の幅よりも大きくなるおそれがあるからである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の円すいころ軸受において、前記柱部の厚さ寸法が、前記ころの平均直径の５％以上１７％未満であることを特徴とするものである。これにより、柱部の厚みを薄くして、保持器の回転に対する潤滑油の流動抵抗を小さくし、トルク損失をより低減させることができる。なお、柱部の厚さ寸法をころの平均値の５％以上としたのは、５％では保持器の剛性を十分に確保できないからである。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１または２の円すいころ軸受において、前記くぼみを設けた面の面粗さパラメータＲｙmaxが０．４〜１．０の範囲内であることを特徴とするものである。パラメータＲｙmaxは基準長毎最大高さの最大値である（ＩＳＯ４２８７：１９９７）。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの円すいころ軸受において、前記くぼみを設けた面の面粗さをパラメータＲｑniで表示したとき、軸方向面粗さＲｑni（Ｌ）と円周方向面粗さＲｑni（Ｃ）との比の値Ｒｑni（Ｌ）／Ｒｑni（Ｃ）が１．０以下であることを特徴とするものである。パラメータＲｑniは、粗さ中心線から粗さ曲線までの高さの偏差の自乗を測定長さの区間で積分し、その区間で平均した値の平方根であり、別名自乗平均平方根ともいう。Ｒｑniは拡大記録した断面曲線、粗さ曲線から数値計算で求められ、粗さ計の触針を幅方向および円周方向に移動させて測定する。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１ないし４の円すいころ軸受において、前記保持器のポケットの窓角が５５°以上８０°以下であることを特徴とするものである。窓角とは、柱部の、ころの転動面と接する面がなす角度をいう。窓角を５５°以上としたのは、ころとの良好な接触状態を確保するためであり、８０°以下としたのは、これ以上大きくなると半径方向への押し付け力が大きくなり、自己潤滑性の樹脂材であっても円滑な回転が得られなくなる危険性が生じるからである。なお、通常の保持器では窓角は２５°〜５０°となっている。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの円すいころ軸受において、前記保持器が機械的強度、耐油性および耐熱性に優れたエンジニアリング・プラスチックで形成してあることを特徴とするものである。保持器に、機械的強度、耐油性および耐熱性に優れたエンジニアリング・プラスチックを使用することにより、鉄板製保持器に比べ、保持器重量が軽く、自己潤滑性があり、摩擦係数が小さいという特徴があるため、軸受内に介在する潤滑油の効果と相俟って、外輪との接触による摩耗の発生を抑えることが可能になる。また、これらの樹脂は鋼板と比べると重量が軽く摩擦係数が小さいため、軸受起動時のトルク損失や保持器摩耗の低減に好適である。保持器材料としては、ＰＰＳ，ＰＥＥＫ，ＰＡ，ＰＰＡ，ＰＡＩ等のスーパーエンプラを使用するほか、必要に応じて、強度増強のため、これら樹脂材料またはその他のエンジニアリング・プラスチックに、ガラス繊維または炭素繊維などを配合したものを使用してもよい。
【００１８】
上述の各円すいころ軸受は、自走車両の動力伝達軸を支持するものに好適である（請求項７）。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、剛性を低下させることなくトルク損失を減少させることができる。すなわち、この発明の円すいころ軸受は、ころ係数γが０．９４を越えないような設定とすることにより、ころ本数を減らさず、あるいは増加させつつ、ころピッチ径（ＰＣＤ）を小さくすることができ、剛性の低下を防止することができる。しかも、ころ係数γを０．９４より小さく抑えることにより、負荷容量がアップするばかりでなく、軌道面の最大面圧を低下させることができるため、過酷潤滑条件下での極短寿命での表面起点剥離を防止することができる。
【００２０】
また、ころの転動面と接する保持器の柱部のテーパ面の幅方向の長さ寸法を、ころの平均直径の５％以上１１％未満としたことにより、ころの転動面とテーパ面との間にあまり大きなくさび空間が形成されず、くさび空間に入り込む潤滑油の量が少なくなる。したがって、潤滑油の逃げ場がなくなることによるトルク損失が減少し、この面からも低トルク化を促進することができる。
【００２１】
さらに、少なくとも円すいころの表面に、微小凹形状のくぼみをランダムに無数に設けることによって、油膜形成能力が向上し、低粘度・希薄潤滑下で極端に油膜厚さが薄い条件下でも長寿命を得ることができる。とくに、くぼみを設けた面の面粗さパラメータＲｙniを０．４μｍ≦Ｒｙni≦１．０μｍの範囲内に設定し、従来よりも小さく抑えたことにより、希薄潤滑下でも油膜切れを防ぐことが可能で、従来品に比べ、極端に油膜厚さが薄い条件下でも長寿命を得ることができる。Ｓｋ値については、−１．６以下が表面凹部の形状、分布が加工条件により油膜形成に有利な範囲である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。まず、図２を参照して全体構成を説明すると、円すいころ軸受１は、内輪２と外輪３と円すいころ３と保持器４とを主要な構成要素としている。内輪２は外周に円すい状の軌道面２ａが形成してあり、外輪３は内周に円すい状の軌道面３ａが形成してある。内輪２の軌道面の２ａと外輪３の軌道面３ａとの間に複数の円すいころ４が転動自在に介在させてある。各円すいころ４は保持器５に形成されたポケット内に収容され、内輪２の軌道面２ａの両側に設けた小つば２ｂと大つば２ｃとで軸方向移動を規制される。
【００２３】
円すいころ軸受１は、ころ係数γがγ＞０．９４となっている。ころ係数γはころの充填率を表し、次式で表される。
ころ係数γ＝（Ｚ・ＤＡ）／（π・ＰＣＤ）
ここに、Ｚ：ころ本数、ＤＡ：ころ平均径、ＰＣＤ：ころピッチ円径。
【００２４】
比較のために、図３を参照して従来の技術に言及すると、同図に示す円すいころ軸受は、保持器が外輪から離間している典型的な保持器付き円すいころ軸受であって、外輪７１と保持器７２との接触を避けた上で、保持器７２の柱幅を確保し、適切な保持器７２の柱強度と円滑な回転を得るために、通常、ころ係数γ（ころの充填率）を０．９４以下にして設計している。なお、図３中、符号７３、７４、７５は、それぞれ、円すいころ、柱面、内輪を指し、符号θは窓角を表している。
【００２５】
また、図示は省略するが、円すいころ４の全表面には微小凹形状のくぼみがランダムに無数に設けてある。このくぼみを設けた表面は、面粗さパラメータＲｙniが０．４μｍ≦Ｒｙni≦１．０μｍ、かつ、Ｓｋ値が−１．６以下としてある。
【００２６】
保持器５は、図１（Ａ）に示すように、円すいころ４の小端面側で連なった環状部６と、円すいころ４の大端面側で連なった環状部７と、これらの環状部６，７を連結する複数の柱部８とからなり、隣り合った柱部８間に台形状のポケット９が画成される。
【００２７】
図１（Ｂ）に示すように、柱部８の内径面の両側には、円すいころ４の転動と接するテーパ面８ａが形成してある。このテーパ面８ａの幅方向の長さ寸法Ｌは、円すいころ４の平均直径Ｄの５％以上１１％未満、たとえば７％に設定するのが望ましい。このような構成とすることにより、円すいころ４の転動面とテーパ面８ａとの間にあまり大きなくさび空間が形成されることはない。また、柱部８の厚さ寸法Ｔは、円すいころ４の平均直径Ｄの５％以上１７％未満、たとえば１０％に設定するのが望ましい。このような構成とすることにより、保持器５の回転に対する潤滑油の流動抵抗を小さく抑えることができる。
【００２８】
図４および図５を参照して、柱部８の、ころの転動面と接する面８ａがなす角度すなわち窓角θについて述べると、下限窓角θminが５５°（図４）、上限窓角θmaxが８０°（図５）である。窓角は、従来の、保持器が外輪から離間している典型的な保持器付き円すいころ軸受（図３）では、大きくても約５０°である。下限窓角θminを５５°としたのは、ころとの良好な接触状態を確保するためであり、窓角５５°未満ではころとの接触状態が悪くなる。すなわち、窓角を５５°以上とすると、保持器強度を確保した上でγ＞０．９４として、かつ、良好な接触状態を確保できるのである。また、上限窓角θmaxを８０°としたのは、これ以上大きくなると半径方向への押し付け力が大きくなり、自己潤滑性の樹脂材であっても円滑な回転が得られなくなる危険性が生じるからである。
【００２９】
図６に軸受の寿命試験の結果を示す。同図中、「軸受」欄の「比較例１」が保持器と外輪とが離れた典型的な従来の円すいころ軸受（図３参照）である。「比較例２」はこの発明の円すいころ軸受のうち従来品に対してころ係数γのみをγ＞０．９４とした円すいころ軸受である。「実施例」はころ係数γをγ＞０．９４とし、かつ、窓角を５５°〜８０°の範囲にしたこの発明の円すいころ軸受である。寸法（単位ｍｍ）はいずれもφ４５×φ８１×１６で、ころ本数は「比較例１」が２４、「比較例２」と「実施例」が２７であった。試験は、過酷潤滑（油膜パラメータΛ＝０．２）、過大負荷条件下で行った。図４から明らかなように、「比較例２」は「比較例１」の２倍以上の長寿命となる。さらに、「実施例」の軸受はころ係数が「比較例２」と同じ０．９６であるが、寿命時間は「比較例２」の約５倍以上にもなる。
【００３０】
保持器５は、例えばＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＡ、ＰＰＡ、ＰＡＩ等のスーパーエンプラで一体成形することができる。また、必要に応じて、強度増強のため、これら樹脂材料またはその他のエンジニアリング・プラスチックにガラス繊維または炭素繊維などを配合したものを使用してもよい。エンジニアリング・プラスチックは、汎用エンジニアリング・プラスチックとスーパー・エンジニアリング・プラスチックを含む。以下に代表的なものを掲げるが、これらはエンジニアリング・プラスチックの例示であって、エンジニアリング・プラスチックが以下のものに限定されるものではない。
【００３１】
〔汎用エンジニアリング・プラスチック〕ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ＧＦ強化ポリエチレンテレフタレート（ＧＦ−ＰＥＴ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）
【００３２】
〔スーパー・エンジニアリング・プラスチック〕ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリメチルベンテン（ＴＰＸ）、ポリ１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、ポリアミド１１，１２（ＰＡ１１，１２）、フッ素樹脂、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）
【００３３】
次に、図７および図８に示す変形実施例について説明する。図７に示す円すいころ軸受１は、エンジニアリング・プラスチックで一体成形した保持器５の柱部８の外径面に、外輪軌道面側に向けて凸状となった突起部８ｂを形成したものである。その他は前述した保持器５と同じである。突起部８ｂは図８に示すように柱部８の横断方向の断面輪郭形状が円弧状をしている。この円弧状の曲率半径Ｒ2は外輪軌道面半径Ｒ1より小さくしてある。これは、突起部８ｂと外輪軌道面との間に良好なくさび状油膜が形成されるようにするためである。望ましくは突起部の曲率半径Ｒ2は外輪軌道面半径Ｒ1の７０〜９０％程度に形成するとよい。７０％未満では、くさび状油膜の入口開き角度が大きくなりすぎて却って動圧が低下する。９０％を超えると、くさび状油膜の入口角度が小さくなりすぎて同様に動圧が低下する。
【００３４】
また、突起部８ｂの横幅Ｗ2は望ましくは柱部５ｃの横幅Ｗ1の５０％以上とする（Ｗ2≧０．５Ｗ１）。５０％未満では良好なくさび状油膜を形成するための充分な突起部８ｂの高さが確保できなくなるためである。なお、外輪軌道面半径Ｒ1は大径側から小径側へと連続的に変化しているので、突起部８ｂの曲率半径Ｒ2もそれに合わせて大径側環状部７の大きな曲率半径Ｒ2から小径側環状部６の小さな曲率半径Ｒ2へと連続的に変化するようにする。
【００３５】
図７および図８の円すいころ軸受１は以上にように構成されているため、軸受１が回転して保持器５が回転し始めると、外輪軌道面と保持器５の突起部８ｂとの間にくさび状油膜が形成される。このくさび状油膜は軸受１の回転速度にほぼ比例した動圧を発生するので、保持器５のピッチ円径（ＰＣＤ）を従来よりも大きくして外輪軌道面に近接させても、軸受１を大きな摩耗ないしトルク損失を生じることなく回転させることが可能となり、無理なくころ本数を増加させることが可能となる。
【００３６】
図９は、この発明の円すいころ軸受を使用し得る自動車のデファレンシャルの構成を例示したものである。このデファレンシャルは、プロペラシャフト（図示省略）に連結されるデファレンシャルケース２１内に配置したドライブピニオン２２が、差動歯車ケース２３に取り付けたリングギヤ２４とかみ合い、差動歯車ケース２３の内部に取り付けたピニオンギヤ２５が、差動歯車ケース２３に左右から挿入したドライブシャフト（図示省略）と結合するサイドギヤ２６とかみ合って、エンジンの駆動力をプペラシャフトから左右のドライブシャフトに伝達するようになっている。このデファレンシャルでは、動力伝達軸であるドライブピニオン２２と差動歯車ケース２３が、それぞれ一対の円すいころ軸受１ａ，１ｂで支持されている。
【００３７】
デファレンシャルケース２１には潤滑油を貯留させてシール部材２７ａ，２７ｂ，２７ｃで密封してあり、各円すいころ軸受１ａ，１ｂは、下部が潤滑油の油浴に漬かった状態で回転し、油浴の潤滑油が軸受内部へ流入する。
【実施例】
【００３８】
図１（Ｂ）に示したテーパ面の長さ寸法Ｌを円すいころの平均直径Ｄの７％とした保持器を用いた円すいころ軸受（実施例）と、テーパ面の長さ寸法Ｌを円すいころの平均直径Ｄの１３％とした従来の保持器を用いた円すいころ軸受（比較例）とを用意した。円すいころ軸受の寸法は、いずれも、外径１００ｍｍ、内径４５ｍｍ、幅２７．２５ｍｍとした。また、保持器の柱部の厚さ寸法Ｔは、実施例のものが円すいころの平均直径Ｄの１３％、比較例のものが１７％とした。
【００３９】
実施例と比較例の円すいころ軸受について、縦型トルク試験機を用いたトルク測定試験を行った。試験条件は次のとおりである。
・アキシアル荷重：３００ｋｇｆ
・回転速度      ：３００〜２０００ｒｐｍ（１００ｒｐｍピッチ）
・潤滑条件      ：油浴潤滑（潤滑油：７５Ｗ−９０）
【００４０】
図１０は、上記トルク測定試験の結果を示し、同図のグラフの縦軸は、比較例のもののトルクに対する実施例のもののトルクの低減率を表す。テーパ面の長さ寸法Ｌを円すいころの平均直径Ｄの７％と小さくした実施例のものは、低速回転から高速回転まで顕著なトルク低減効果が認められ、試験の最高回転速度である２０００ｒｐｍでも１２．０％のトルク低減率が得られている。この実施例のトルク低減効果には、柱部の厚さ寸法Ｔを薄くして、保持器の回転に対する潤滑油の流動抵抗を小さくした効果も含まれている。
【００４１】
上述の各実施の形態の円すいころ軸受では、円すいころの転動面および端面ならびに内外輪の軌道面（さらに円すいころ軸受の内輪については大つば面）の少なくとも一つに、微小凹形状のくぼみをランダムに無数に形成して微小粗面化してある。この微小粗面は、くぼみを設けた面の面粗さパラメータＲｑniが０．４μｍ≦Ｒｑni≦１．０μｍの範囲内であり、かつ、Ｓｋ値が−１．６以下、好ましくは−４．９〜−１．６の範囲である。また、くぼみを設けた面の面粗さパラメータＲｙmaxが０．４〜１．０である。さらに、面粗さを各表面の軸方向と円周方向のそれぞれで求めてパラメータＲｑniで表示したとき、軸方向面粗さＲｑni（Ｌ）と円周方向面粗さＲｑni（Ｃ）の比の値Ｒｑni（Ｌ）／Ｒｑni（Ｃ）が１．０以下になっている。このような微小粗面を得るための表面加工処理としては、特殊なバレル研摩によって、所望の仕上げ面を得ることができるが、ショット等を用いてもよい。
【００４２】
円すいころ軸受の場合、図２（Ｂ）から理解できるように、運転中、円すいころ４の転動面が内輪２および外輪３の軌道と転がり接触するほか、円すいころ４の大端面が内輪２の大つば２ｃの内側面と滑り接触する。したがって、円すいころ４の場合、転動面のほか大端面にも微小凹形状のくぼみをランダムに無数に形成させてもよい。同様に、内輪２の場合、軌道面のほか大つば２ｃの内側面にも微小凹形状のくぼみをランダムに無数に形成させてもよい。
【００４３】
パラメータＲｙni，Ｒｙmax，Ｓｋ，Ｒｑniの測定方法、条件を例示するならば次のとおりである。なお、これらのパラメータで表される表面性状を、転がり軸受の転動体や軌道輪といった構成要素について測定する場合、一ヶ所の測定値でも代表値として信頼できるが、たとえば直径方向に対向する二ヶ所を測定するとよい。
パラメータ算出規格：JIS B 0601: 1994（サーフコム  JIS 1994）
測定長さ：５λ
カットオフ種別：ガウシアン
測定倍率：×１００００
測定速度：０．３０ｍｍ／ｓ
測定箇所：ころ中央部
測定数：２
測定装置：面粗さ測定器サーフコム１４００Ａ（東京精密株式会社）
【００４４】
次に、円すいころの転動面を滑らかな面に仕上げた従来の円すいころ軸受Ａ，Ｂ（比較例）と、円すいころの転動面に微小凹形状のくぼみをランダムに無数に形成した軸受Ｃ〜Ｅ（比較例）ならびに軸受Ｆ，Ｇ（実施例）について行った寿命試験について説明する（表１参照）。使用した軸受Ａ〜Ｇはいずれも、外輪の外径が８１ｍｍ、内輪の内径が４５ｍｍの円すいころ軸受である。なお、比較例の軸受Ａ，Ｂにおけるころの転動面は、研削後にスーパーフィニッシュ（超仕上げ）を施して加工され、くぼみ加工を施してない。比較例の軸受Ｃ〜Ｅならびに実施例の軸受Ｆ，Ｇのころの転動面は、バレル研摩特殊加工によって微小凹形状のくぼみがランダムに無数に形成してある。なお、Ｒｑni（Ｌ／Ｃ）については、ころ軸受Ｃ〜Ｇは１．０以下であり、ころ軸受Ａ，Ｂは１．０前後である。
【００４５】
【表１】
2007120651.tif 000003
【００４６】
図１１に示す２円筒試験機を使用してピーリング試験を行い、金属接触率を評価した。同図において、駆動側円筒３２（Ｄ円筒:Driver）と従動側円筒３４（Ｆ円筒:Follower）は各々の回転軸の片端に取り付けられ、２本の回転軸３６，３８はそれぞれプーリ４０を介して別々のモータで駆動できるようになっている。Ｄ円筒３２側の軸３６をモータで駆動し、Ｆ円筒３４はＤ円筒３２に従動させる自由転がりにした。Ｆ円筒３４は、表面処理に関して比較例と実施例の２種類を用意した。試験条件等詳細は表２のとおりである。
【００４７】
【表２】
2007120651.tif 000004
【００４８】
金属接触率の比較データを図１２に示す。同図は横軸が経過時間、縦軸が金属接触率を表し、図１２（Ａ）は比較例の軸受におけるころの転動面の金属接触率を、図１２（Ｂ）は実施例の軸受におけるころの転動面の金属接触率を、それぞれ示す。これらの図を対比すれば、比較例に比べて実施例では金属接触率が改善されていることを明瞭に確認できる。言い換えれば、油膜形成率（＝１００％−金属接触率）が、実施例の軸受の方が比較例の軸受に比べて、運転開始時で１０％程度、試験終了時（２時間後）で２％程度、向上している。
【００４９】
以上、この発明の実施の形態につき説明したが、この発明は前記実施の形態に限定されることなく種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】（Ａ）はこの発明の実施の形態を示す保持器の展開平面図  （Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図
【図２】（Ａ）はこの発明の実施の形態を示す円すいころ軸受の横断面図  （Ｂ）は図２（Ａ）の円すいころ軸受の縦断面図
【図３】従来の技術を示す円すいころ軸受の部分拡大断面図
【図４】窓角が下限の円すいころ軸受の部分拡大断面図
【図５】窓角が上限の円すいころ軸受の部分拡大断面図
【図６】軸受の寿命試験の結果を示す図
【図７】この発明の変形例に係る円すいころ軸受の部分断面図
【図８】図７の保持器の柱部の断面図
【図９】一般的な自動車デファレンシャルの断面図
【図１０】トルク測定試験の結果を示すグラフ
【図１１】２円筒試験機の全体概略図
【図１２】（Ａ）は比較例の金属接触率を示すグラフ  （Ｂ）は実施例の金属接触率を示すグラフ
【図１３】円すいころ軸受においてころピッチ径（ＰＣＤ）を変化させたときの剛性比（−●−）およびトルク比（−○−）の変化を表した線図
【符号の説明】
【００５１】
１，１ａ，１ｂ  円すいころ軸受
２  内輪
２ａ  軌道面
２ｂ   小つば
２ｃ   大つば
３  外輪
３ａ  軌道面
４  円すいころ
５  保持器
６  環状部（ころ小端面側）
７  環状部（ころ大端面側）
８  柱部
８ａ  テーパ面
８ｂ  突起部
９  ポケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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