(57)【要約】      （修正有）【課題】軸受に負荷容量を確保しつつ小型化を図ることができ、さらに、軸受の回転トルク低減を可能とした円すいころ軸受を提供する。【解決手段】軌道面２を有する内輪３と、内径面４に軌道面５を有する外輪６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７と、円すいころ７保持する保持器８を備え、保持器は、大径側環状部１１と、小径側環状部１０と、大径側環状部１１と小径側環状部１０とを連結する柱部１２を有する円すいころ軸受３０の外輪の内径面４の大径側にのみ内径方向に突出する鍔部２０を設けるとともに保持器８の柱部１２は、円すいころ７の軸中心Ｌ１よりも内径側に配置され、かつ保持器８の小径側環状部１０には、内径側へ突出する周方向内鍔部２２と外径側へ突出する周方向外鍔部２３とを設け、軸受回転中において、保持器８の柱部１２の平面状内径面と内輪３の軌道面２との接触を防止したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径面に軌道面を有する内輪と、内径面に軌道面を有する外輪と、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を備え、前記保持器は、大径側環状部と、小径側環状部と、大径側環状部と小径側環状部とを連結する柱部とを有する円すいころ軸受であって、
外輪の軌道面を構成する内径面の大径側にのみ内径方向に突出する鍔部を設けるとともに、内輪の軌道面を構成する外径面の小径側及び大径側をこの軌道面と連続する傾斜面とし、前記保持器の柱部は、円すいころの軸中心よりも内径側に配置され、かつ前記保持器の小径側環状部には、内径側へ突出する周方向内鍔部と外径側へ突出する周方向外鍔部とを設け、軸受回転中において、前記保持器の柱部の平面状内径面と前記内輪の軌道面との接触を防止したことを特徴とする円すいころ軸受。
【請求項２】
前記保持器の柱部が、前記円すいころの軸中心から前記内輪の軌道面までの距離を３分割したときの中央に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の円すいころ軸受。
【請求項３】
前記保持器の柱部が、前記円すいころの軸中心から前記内輪の軌道面までの距離を３分割したときの内径側に配置され、前記柱部の内径面の一部又は全面を凸曲面としたことを特徴とする請求項１に記載の円すいころ軸受。
【請求項４】
前記軸受回転中における保持器非振れ回り状態および保持器振れ回り状態において、前記保持器周方向内鍔部が前記内輪と非接触状態であるとともに、前記周方向外鍔部が前記外輪と非接触状態であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の円すいころ軸受。
【請求項５】
前記保持器の周方向内鍔部の内径端を、内輪の軌道面の傾斜角度と同一の傾斜角度の傾斜面とするとともに、前記保持器の周方向外鍔部の外径端を、外輪の軌道面の傾斜角度と同一の傾斜角度の傾斜面とし、かつ、周方向内鍔部の傾斜面を、内輪の軌道面に連続する小径側傾斜面に近接対峙させるとともに、周方向外鍔部の傾斜面を、外輪の軌道面に連続する小径側傾斜面に近接対峙させたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の円すいころ軸受。
【請求項６】
前記保持器が樹脂製であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のすいころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円すいころ軸受に関し、特に、自走車両等の動力伝達軸を支持する箇所に使用される円すいころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
円すいころ軸受は、一般には、図１１に示すように、外周面に円すい状の軌道面１０１を有する内輪１０２と、内周面に円すい状の軌道面１０３を有する外輪１０４と、内輪１０２の軌道面１０１と外輪１０４の軌道面１０３との間に転動自在に介在した複数の円すいころ１０５と、複数の円すいころ１０５を軸受周方向に所定の間隔を隔てて保持する保持器１０６とを主要な構成要素としている。また、内輪１０２は、軌道面１０１の小径側に小鍔１０７を形成すると共に大径側に大鍔１０８を形成している。
【０００３】
保持器１０６は、小径リング部１０９と大径リング部１１０との間に複数本の柱部１１１を有し、柱部１１１の相互間に円すいころ１０５を保持するポケット１１２を形成したものである。そして、このポケット１１２に円すいころ１０５が配置される。
【０００４】
ところで、従来には、潤滑油の流動抵抗にトルク損失を低減することが可能なものが提案されている（特許文献１）。この場合、図９に示すように、保持器１０６の柱部１１１に切欠き１２１ａ、１２１ｂを設けて、内輪１０２の軌道面１０１に沿って大鍔１０８まで到る潤滑油の量を少なくして、軸受内部に滞留する潤滑油の量を減らし、潤滑油の流動抵抗によるトルク損失を低減できるようにしている。
【０００５】
具体的には、特許文献１では、図９に示すように、円すいころ軸受が高速で回転してその下部が油浴に漬かると、油浴の潤滑油が円すいころ１０５の小径側から保持器１０６の外径側と内径側とに分かれて軸受内部へ流入し、保持器１０６の外径側から外輪１０４へ流入した潤滑油は、外輪１０４の軌道面１０３に沿って円すいころの大径側へ通過して軸受内部から流出する。一方、保持器１０６の内径側から内輪側１０２へ流入する潤滑油は、保持器１０６の小環状部の鍔１２０と内輪１０２の小鍔１０７との隙間Ｓが狭く設定されているので、保持器１０６の外径側から流入する潤滑油よりも遥かに少なく、かつ、この隙間Ｓから流入する潤滑油の大半は、柱部１１１に設けた小径側の切欠き１２１ａを通過して、保持器１０６の外径側へ移動する。したがって、そのまま内輪１０２の軌道面１０１に沿って大鍔１０８まで到る潤滑油の量は非常に少なくなり、軸受内部に滞留する潤滑油の量を減らすことができる。なお、内輪１０２の軌道面１０１に沿って流れた潤滑油の一部は、柱部１１１に設けた大径側の切欠き１２１ｂを介して外輪１０４の軌道面１０３側へ流れる。
【０００６】
また、従来には、軸受の負荷容量を確保するために、図１１の内輪１０２において、小鍔１０７を省略したものがある（特許文献２）。図１０に示すように、この円すいころ軸受は、外径面に軌道面１５５を有する内輪１５１と、内径面に一対の軌道面１６０，１６０を有する外輪１５２と、内輪１５１と外輪１５２との間に転動自在に配された複数の円すいころ１５３と、円すいころ１５３を円周所定間隔に保持する保持器１５４とを備える。また、内輪１５１の外径面の大径側にのみ円すいころ１５３を案内する鍔部１５６を設けたものである。保持器１５４は、大径側環状部１６１と、小径側環状部１６２と、大径側環状部１６１と小径側環状部１６２とを連結する柱部１６３とを備えた樹脂保持器である。
【０００７】
このように、内輪１０２において小鍔を省略したことによって、保持器１５４の大径側環状部１６１に引っ掛け部１６５を設けている。すなわち、引っ掛け部１６５は、周方向に沿って所定ピッチで複数個が配置され、大径側環状部１６１から内径方向へ突出した引っ掛け片からなり、この引っ掛け部１６５が内輪１５１の鍔部１５６に係合するものであり、具体的には、内輪１５１の鍔部１５６に切欠部１６６を形成し、この切欠部１６６に引っ掛け部１６５を係合させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２４１６８号公報
【特許文献２】特開２００８−３０３９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の円すいころ軸受では、軸受内部への潤滑油の流入を制限する為に、保持器の内径と、内輪の小鍔との相対位置を近づける形状としている。すなわち、図９に示すように、潤滑油が外輪側に早期に流れるため、潤滑油の攪拌抵抗は低減するが、内輪の大鍔側への潤滑油供給量が少なくなり、特に、使用環境下で潤滑量が少ない場合、焼き付き損傷の懸念がある。
【００１０】
また、特許文献２に記載の円すいころ軸受では、軸受の負荷容量を確保するため、小鍔を省略したものである。このため、組み立て性を考慮して、保持器の大径側に引っ掛け部を設けている。したがって、内輪の大鍔に周方向切欠部を必要とし、これによって、大鍔の強度低下が懸念される。大鍔の強度を確保するため、大鍔の幅（厚さ）を大きくする必要がある。しかしながら、大鍔の幅を大きくすれば、負荷容量が減少することになる。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みて、軸受に負荷容量を確保しつつ小型化を図ることができ、さらに、軸受の回転トルク低減を可能とした円すいころ軸受を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の円すいころ軸受は、外径面に軌道面を有する内輪と、内径面に軌道面を有する外輪と、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を備え、前記保持器は、大径側環状部と、小径側環状部と、大径側環状部と小径側環状部とを連結する柱部とを有する円すいころ軸受であって、外輪の軌道面を構成する内径面の大径側にのみ内径方向に突出する鍔部を設けるとともに、内輪の軌道面を構成する外径面の小径側及び大径側をこの軌道面と連続する傾斜面とし、前記保持器の柱部は、円すいころの軸中心よりも内径側に配置され、かつ前記保持器の小径側環状部には、内径側へ突出する周方向内鍔部と外径側へ突出する周方向外鍔部とを設け、軸受回転中において、前記保持器の柱部の平面状内径面と前記内輪の軌道面との接触を防止したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の円すいころ軸受によれば、保持器の小径側環状部に周方向内鍔部と周方向外鍔部とが設けられることによって、軸受内部への入り口部分のクリアランスを狭くできる。これによって、軸受内部への潤滑油の流入量が減ることになる。外輪の大径側に内径側へ突出する鍔部が設けられているので、軸受内部に流入した潤滑油の多くが外輪大径側の鍔部を通り軸受外部へ流出することにより、鍔部における焼付き損傷の懸念を低減できる。
【００１４】
外輪の軌道面の大径側に鍔部が形成されているが、内輪の外径面には、小鍔と大鍔とが省略されているので、軸受サイズに影響しない従来の余白スペースを活用できる。
【００１５】
軸受回転中において、保持器の柱部の平面状内径面と内輪の軌道面との接触を防止したので、保持器の接触に起因する損傷を防ぎ、長寿命化が可能となる。
【００１６】
保持器の柱部が円すいころの軸中心よりも内径側に配置されているので、外輪の鍔部に柱部が影響されることなく円すいころを保持することができる。しかも、円すいころを円すいころの軸中心よりも内径側で保持することができ、保持器の柱幅を確保した状態で、周方向に沿って相隣位する円すいころの間隔を小さく設定できる。
【００１７】
上記の保持器の柱部を、円すいころの軸中心から内輪の軌道面までの距離を３分割したときの中央に配置したことにより、保持器の柱部と内輪の軌道面との接触を完全に防止でき、軸受回転時に内輪の軌道面と円すいころ間の転がり部位への保持器の柱部のもぐり込みが無くなり、保持器の損傷を防ぎ、長寿命化が可能となる。
【００１８】
上記の保持器の柱部を、円すいころの軸中心から内輪の軌道面までの距離を３分割したときの内径側に配置し、柱部の内径面の一部又は全面を凸曲面とすることができる。これにより、保持器の柱部が内輪の軌道面に接触したとしても、保持器の柱部内径面の凸曲面により、軸受回転時に良好な潤滑状態が確保でき、内輪の軌道面と円すいころ間の転がり部位への保持器の柱部のもぐり込みが無くなり、保持器の損傷を防ぎ、長寿命化が可能となる。
【００１９】
ここで、円すいころの軸中心から内輪の軌道面までの距離を３分割した寸法を基準にした理由は、保持器の柱部の強度面より必要な肉厚を考慮した結果、３分割が好ましいことが判明したことによる。
【００２０】
軸受回転中における保持器非振れ回り状態および保持器振れ回り状態において、保持器周方向内鍔部が内輪と非接触状態であるとともに、周方向外鍔部が外輪と非接触状態であることが好ましい。
【００２１】
また、上記保持器の周方向内鍔部の内径端を、内輪の軌道面の傾斜角度と同一の傾斜角度の傾斜面とするとともに、上記保持器の周方向外鍔部の外径端を、外輪の軌道面の傾斜角度と同一の傾斜角度の傾斜面とし、かつ、周方向内鍔部の傾斜面を、内輪の軌道面に連続する小径側傾斜面に近接対峙させるとともに、周方向外鍔部の傾斜面を、外輪の軌道面に連続する小径側傾斜面に近接対峙させるものであってもよい。
【００２２】
上記保持器は樹脂製であるのが好ましい。樹脂製すなわちエンジニアリングプラスチック製とすれば、樹脂製保持器は軸受の組立において底拡げ、加締めといった作業が不要となるため、所要の寸法精度を確保することが容易である。また、樹脂製保持器は鋼板製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、内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、樹脂製保持器は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。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、保持器の小径側環状部の周方向内鍔部と周方向外鍔部とで、軸受内部への入り口部分のクリアランスを狭めることで、潤滑油の侵入が必要最低限に抑えることができ、潤滑油の粘性による油の攪拌トルクを低減することができる。
【００２４】
しかも、外輪の大径側に内径側へ突出する鍔部を設けていることによって、安定した潤滑が可能となって、焼付き損傷を防止できる。また、従来の余白スペースを活用でき、負荷容量のアップや軸受サイズのコンパクト化が可能となる。
【００２５】
軸受回転中において、保持器の柱部の平面状内径面と内輪の軌道面との接触を防止したので、保持器の接触に起因する損傷を防ぎ、長寿命化が可能となる。
【００２６】
保持器の柱部が円すいころの軸中心よりも内径側に配置されているので、外輪の鍔部に柱部が影響されることなく円すいころを保持することができる。しかも、保持器の柱部が円すいころの軸中心よりも内径側で円すいころを保持することができ、保持器の柱幅を確保した状態で、周方向に沿って相隣位する円すいころの間隔を小さく設定できる。これにより、ころ本数増加を図ることができて、負荷容量の増大が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の円すいころ軸受の第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す円すいころ軸受の要部拡大図である。
【図３】図２のＨ−Ｈ線で矢視した円すいころ軸受の横断面図である。
【図４】保持器の柱部の変形例を示す円すいころ軸受の横断面図である。
【図５】本発明の円すいころ軸受の第２の実施形態を示す横断面図である。
【図６】保持器の柱部の変形例を示す円すいころ軸受の横断面図である。
【図７】実施形態の円すいころ軸受の縦断面図を示し、（ａ）図は内径を３５ｍｍとし、外径を７２ｍｍとし、幅を１７．９５ｍｍとした円すいころ軸受の縦断面図であり、（ｂ）図は内径を３５ｍｍとし、外径を７２ｍｍとし、幅を２０．７５ｍｍとした円すいころ軸受の縦断面図である。
【図８】内径が３５ｍｍとし、外径が７２ｍｍとし、幅が２０．７５ｍｍである従来品の円すいころ軸受の縦断面図である。
【図９】従来の円すいころ軸受の潤滑油に流を示す要部断面図である。
【図１０】他の従来の円すいころ軸受の断面図である。
【図１１】図９の円すいころ軸受に対応する円すいころ軸受の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の第１の実施形態を図１および図２に基づいて説明する。円すいころ軸受３０は、外径面１に軌道面２を有する内輪３と、内径面４に軌道面５を有する外輪６と、内輪３と外輪６との間に転動自在に配された複数の円すいころ７と、円すいころ７を円周所定間隔に保持する保持器８とを備える。保持器８は、大径側環状部１１と、小径側環状部１０と、大径側環状部１１と小径側環状部１０とを連結する柱部１２とを有し、大径側環状部１１と小径側環状部１０と柱部１２とで、円すいころ７が嵌入するポケット１３が形成される。このため、ポケット１３は、周方向に沿って所定ピッチで複数個配設される。
【００２９】
内輪３の外径面１には、円すいころ７が転動する軌道面２と、この軌道面２よりも小径側にこの軌道面２に連続して軌道面２と傾斜角度が同じ小径側傾斜面１５と、この軌道面よりも大径側にこの軌道面２に連続して軌道面２と傾斜角度が同じ大径側傾斜面１６とを有するものである。なお、大径側傾斜面１６よりも大径側においては、周方向切欠部１７が設けられている。
【００３０】
外輪６の内径面４の大径側にのみ内径方向に突出する鍔部２０を設けている。また、鍔部２０の円すいころ当接面（円すいころ７の大端面７ａが当接する面）２０ａと軌道面５とのコーナ部に、断面半円形状のぬすみ部２１が形成されている。
【００３１】
保持器８の柱部１２は、内輪３の軌道面２と外輪６の軌道面５との間に介在される円すいころ７の軸中心Ｌ１よりも内径側に配置される。また、保持器８の小径側環状部１０には、内径側へ突出する周方向内鍔部２２と外径側へ突出する周方向外鍔部２３とを設けている。この場合、周方向内鍔部２２及び周方向外鍔部２３は軸受軸心Ｌに対して直交する方向に延びる。
【００３２】
周方向外鍔部２３の径方向長さが周方向内鍔部２２の径方向長さよりも長くなっている。また、周方向内鍔部２２の内径端を、内輪３の軌道面２の傾斜角度と同一の傾斜角度の傾斜面２２ａとするとともに、周方向外鍔部２３の外径端を、外輪６の軌道面５の傾斜角度と同一の傾斜角度の傾斜面２３ａとしている。
【００３３】
周方向内鍔部２２の傾斜面２２ａを、内輪３の軌道面２に連続する小径側傾斜面１５に近接対峙させるとともに、周方向外鍔部２３の傾斜面２３ａを、外輪６の軌道面に連続する小径側傾斜面２５に近接対峙させている。この場合、軸受回転中における保持器非振れ回り状態および保持器振れ回り状態において、周方向内鍔部２２が内輪３と非接触状態であるとともに、周方向外鍔部２３が外輪６と非接触状態である。
【００３４】
図２に示すように、内輪３の小径側傾斜面１５とこれに対向する周方向内鍔部２２の傾斜面２２ａとでもって、軸受内部への潤滑油通路２６を形成する。また、外輪６の小径側傾斜面２５とこれに対向する周方向外鍔部２３の傾斜面２３ａとでもって、軸受内部への潤滑油通路２７を形成する。この場合、内輪３の小径側傾斜面１５及び周方向内鍔部２２の傾斜面２２ａは、内輪３の軌道面２の傾斜角度と同一の傾斜角度で傾斜しているので、潤滑油通路２６は、内輪３の軌道面２に沿った通路となる。また、外輪６の小径側傾斜面２５及び周方向外鍔部２３の傾斜面２３ａは、外輪６の軌道面５の傾斜角度と同一の傾斜角度で傾斜しているので、潤滑油通路２７は、外輪６の軌道面５に沿った通路となる。
【００３５】
保持器８としては、鋼板製保持器や樹脂製保持器である。この樹脂としてはエンジニアリングプラスチックが好ましい。鋼板製保持器は耐油性（油への浸漬による材質劣化）を気にせず使用することができる。一方、樹脂製すなわちエンジニアリングプラスチック製とすれば、樹脂製保持器は軸受の組立において底拡げ、加締めといった作業が不要となるため、所要の寸法精度を確保することが容易である。また、樹脂製保持器は鋼板製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、内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、樹脂製保持器は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。なお、エンジニアリングプラスチック（エンプラ）とは、合成樹脂のなかで主に耐熱性が優れており、強度が必要とされる分野に使うことのできるものをいう。さらに耐熱性・強度を増した樹脂をスーパーエンプラと呼び、このスーパーエンプラを使用してもよい。
【００３６】
エンジニアリングプラスチックには、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）等がある。また、スーパーエンジニアリングプラスチックには、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）等がある。
【００３７】
この場合、前記スーパーエンプラの中で耐油性が高く、強度及び靭性に優れているＰＰＳ（ポニフェニレンサルファイド）が好適である。ＰＰＳとは、フェニル基（ベンゼン環）とイオウ（S）が交互に繰り返される分子構造を持った高性能エンジニアリングプラスチックである。結晶性で，連続使用温度は２００℃〜２２０℃，高荷重（１．８２ＭＰａ）での荷重たわみ温度が２６０℃以上と耐熱性に優れ，しかも引っ張り強さや曲げ強さが大きい。成形時の収縮率は０．３〜０．５％と小さいので寸法安定性が良い。難燃性や耐薬品性の点でも優れている。ＰＰＳは，架橋型，直鎖型，半架橋型の3種に大別できる。架橋型は低分子量ポリマーを架橋して高分子量化したもので，脆く，ガラス繊維で強化したグレードが中心である。直鎖型は重合段階で架橋工程がなしに高分子量化したもので，靭性が高い。半架橋型は，架橋型と直鎖型の特性を併せ持つ特徴を持っている。
【００３８】
次に、円すいころ軸受３０の潤滑油の流れを図２に基づいて説明する。円すいころ軸受３０が高速で回転してその下部が油浴に漬かると、油浴の潤滑油が円すいころ７の内径側の通路２６及び外径側の通路２７から、矢印α、βに示すように、保持器８の内径側と外径側とに分かれて軸受内部へ流入する。
【００３９】
そして、矢印αのように、軸受内部の内径側に流入した潤滑油は、内輪３の軌道面２にそってそのまま矢印α１に示すように、軸受外部へ流出するものと、矢印α２に示すように、ポケット１３を介して保持器８の柱部１２よりも外径側へ流れて軸受外部へ流出するものとに分流する。また、矢印βのように、軸受内部の外径側に流入した潤滑油は、外輪６の軌道面５にそって流れて、鍔部２０を介して軸受外部へ流出することになる。
【００４０】
この円すいころ軸受３０では、周方向内鍔部２２と周方向外鍔部２３とを設けることによって、軸受内部への入り口（通路２６及び通路２７）は形成され、しかもこの入り口部分のクリアランスを狭くなっている。このため、潤滑油の侵入が必要最低限に抑えることができ、潤滑油の粘性による油の攪拌トルクを低減することができる。
【００４１】
しかも、外輪６の大径側に内径側へ突出する鍔部２０を設けていることによって、軸受内部に流入した潤滑油の多くが外輪６の大径側の鍔部２０を通り軸受外部へ流出することにより、鍔部２０における焼付き損傷の懸念を低減できる。これによって、安定した潤滑が可能となって、焼付き損傷を防止できる。外輪６の軌道面５の大径側に鍔部２０が形成されているが、内輪３の外径面には、小鍔と大鍔とが省略されているので、軸受サイズに影響しない従来の余白スペースを活用でき、負荷容量のアップや軸受サイズのコンパクト化が可能となる。
【００４２】
また、軸受回転中においては、保持器８の周方向内鍔部２２が内輪３と非接触状態であり、周方向外鍔部２３が外輪６と非接触状態であるよう設定されたものでは、安定した回転状態を得ることができる。
【００４３】
周方向内鍔部２２の傾斜面２２ａを、内輪３の軌道面２に連続する小径側傾斜面１５に近接対峙させるとともに、周方向外鍔部２３の傾斜面２３ａを、外輪６の軌道面５に連続する小径側傾斜面２５に近接対峙させたものでは、軸受内部への入り口部分のクリアランスが軌道面２、５に沿ったものとなって、軸受内部への潤滑油の流入を滑らかに行える。
【００４４】
保持器８を樹脂製とすれば、この保持器８の射出成型が可能となり、複雑な形状でも安価に安定して成型できる。
【００４５】
図１に示すように、保持器８の柱部１２が円すいころ７の軸中心Ｌ１よりも内径側に配置されているので、外輪６の鍔部２０に柱部１２が影響されることなく円すいころ７を保持することができる。また、保持器振れ回り状態では内輪３の軌道面２に非接触もしくは、所定タイミング時のみ接触するものでは、保持器８に柱幅を確保しつつ、ころ間隙間を狭くすることができ、ころ本数増加を図ることができて、負荷容量の増大が可能となる。
【００４６】
保持器８は、前述したように、柱部１２がころ軸心線Ｌ１よりも内径側に配置される。図３に基づいて、本実施形態の円すいころ軸受３０の保持器８の柱部１２の位置を説明する。図３は、図２のＨ−Ｈ線で矢視した横断面図、すなわち、円すいころ７の小端面７ｂの近傍の横断面図である。図示のように、円すいころ７の軸中心Ｌ１から内輪３の軌道面２までの距離をＧとし、この距離Ｇを二点鎖線で示す分割線Ｇ１、Ｇ２により３分割する。この分割線Ｇ１と分割線Ｇ２の間に保持器８の柱部１２を配置する。本明細書および特許請求の範囲において、保持器の柱部が、円すいころの軸中心から内輪の軌道面までの距離を３分割したときの中央に配置されているとは、上記の分割線Ｇ１、Ｇ２の間に保持器８の柱部１２が配置されていることを意味する。ただし、柱部１２の平面状外径面１２ｄおよび平面状内径面１２ｂの一方あるいは双方が分割線Ｇ１、Ｇ２上に位置する場合や分割線Ｇ１、Ｇ２を適宜寸法で越えて設定されるものも含む概念である。
【００４７】
また、円すいころ７の軸中心Ｌ１から内輪３の軌道面２までの距離Ｇは円すいころ７の小端面７ｂ側で狭くなるので、上記の３分割の基準になる軸方向の位置は、円すいころ７の小端面７ｂの近傍を意味する。本明細書および特許請求の範囲において、３分割の基準になる軸方向の位置は上記の意味で用いる。
【００４８】
前述したように、円すいころ７の軸中心Ｌ１から内輪３の軌道面２までの距離を分割線Ｇ１、Ｇ２により３分割した寸法を基準にした理由は、保持器の柱部の強度面より必要な肉厚を考慮した結果、３分割が好ましいことが判明したことによる。
【００４９】
上記のように、保持器８の柱部１２を分割線Ｇ１と分割線Ｇ２の間に配置したことにより、保持器８の柱部１２の平面状内径面１２ｂと内輪３の軌道面２との接触を完全に防止でき、軸受回転時に内輪３の軌道面２と円すいころ７間の転がり部位への保持器８の柱部１２のもぐり込みが無くなり、保持器８の損傷を防ぎ、長寿命化が可能となる。
【００５０】
円すいころ７を案内する柱部１２の案内面１２ａ1は、円すいころ７を受けるような凹Ｒ形状ではなく、直線形状にしている。これにより、凹Ｒ形状とした場合より、円すいころ７と柱部１２の案内面１２ａの間に介在する潤滑油膜が少なくなり、これによるせん断トルクが低減できる。
【００５１】
図４に保持器の柱部の変形例を示す。この変形例においては、円すいころ７を案内する柱部１２1の案内面１２ａは曲率半径Ｒ１を有する凸Ｒ形状にしている。これにより、前述した第１の実施形態と同様に、円すいころ７と柱部１２1の案内面１２ａ1の間に介在する潤滑油膜が少なくなり、これによるせん断トルクが低減できる。その他の構成は、第１の実施形態の円すいころ軸受３０と同様であるので、同じ機能を有する部位には同一の符号を付して、第１の実施形態で前述した内容を準用し、重複説明を省略する。
【００５２】
次に、本発明の第２の実施形態に係る円すいころ軸受を図５に基づいて説明する。図５は図３に対応する横断面図である。本実施形態の円すいころ軸受３０’では、保持器８’の柱部１２2が、円すいころ７の軸中心Ｌ１から内輪３の軌道面２までの距離Ｇを３分割したときの内径側に配置され、かつ、柱部１２2の内径面１２ｂ2を凸曲面としている。
【００５３】
第１の実施形態の円すいころ軸受３０は、円すいころ７間の隙間が十分にあり、保持器８の柱部１２を円すいころ７の軸中心Ｌ１から内輪３の軌道面２までの距離を３分割したときの中央に配置しても、保持器８の柱部１２の柱幅が確保できる例を示した。しかし、ころ係数γが非常に高い場合（例えば、ころ係数γが９４％以上）では、円すいころ７間の隙間が小さくなり、第１の実施形態の円すいころ軸受３０では、保持器８の柱部１２の柱幅を確保できず、設計が成立しない場合がある。このような場合に対応可能なものが第２の実施形態である。ころ係数γは次式で示される。
ころ係数γ＝（ころ平均直径×ころ本数）／（ころピッチ円直径×π）
【００５４】
図５に示すように、第２の実施形態の円すいころ軸受３０’は、ころ係数γが高く、円すいころ７間の隙間が小さくなっている。本実施形態の円すいころ軸受３０’では、円すいころ７の軸中心Ｌ１から内輪３の軌道面２までの距離をＧとし、この距離Ｇを二点鎖線で示す分割線Ｇ１、Ｇ２により３分割し、分割線Ｇ２の内径側に保持器８’の柱部１２2を配置している。本明細書および特許請求の範囲において、保持器の柱部が、円すいころの軸中心から内輪の軌道面までの距離を３分割したときの内径側に配置されているとは、上記の分割線Ｇ２の内径側に保持器８’の柱部１２2の外径面１２ｄ2が配置されていることを意味する。ただし、柱部１２2の外径面１２ｄ2が分割線Ｇ２上に位置する場合や分割線Ｇ２を適宜寸法で越えて設定されるものも含む概念である。
【００５５】
保持器８’の柱部１２2を分割線Ｇ２の内径側に配置したので、図５に示すように、円すいころ７間の隙間が小さくても、保持器８’の柱部１２2の柱幅を確保できる。
【００５６】
そして、柱部１２2の内径面１２ｂ2は、曲率半径Ｒ２の凸曲面で形成されている。これにより、保持器８’の柱部１２2の内径面１２ｂ2の一部が内輪３の軌道面２に接触したとしても、保持器８’の柱部１２2の内径面１２ｂ2の凸曲面により、軸受回転時に良好な潤滑状態が確保でき、内輪３の軌道面２と円すいころ７間の転がり部位への保持器８の柱部１２のもぐり込みが無くなり、保持器８’の損傷を防ぎ、長寿命化が可能となる。このように、保持器８’の柱部１２2と内輪３の軌道面２との接触する場合でも、保持器８’の柱部１２2の内径面１２ｂ2の凸曲面と軌道面２との接触であるので、本明細書および特許請求の範囲における保持器の柱部の平面状内径面と内輪の軌道面との接触を防止したものに含まれる。
【００５７】
その他の構成は、第１の実施形態の円すいころ軸受３０と同様であるので、同じ機能を有する部位には同一の符号（ただし、下付文字やダッシュを除く）を付して、第１の実施形態で前述した内容を準用し、重複説明を省略する。
【００５８】
図６に保持器の柱部の変形例を示す。この変形例においては、柱部１２3の内径面１２ｂ3の一部に、曲率半径Ｒ３の凸曲面１２ｃが形成されている。これにより、保持器８’の柱部１２3の内径面１２ｂ3の一部（凸曲面１２ｃ）が内輪３の軌道面２に接触したとしても、保持器８’の柱部１２3の内径面１２ｂ3の凸曲面１２ｃにより、良好な潤滑状態が確保でき、保持器８’の損傷を防ぎ、長寿命化が可能となる。本変形例では、保持器８’の柱部１２3の内径面１２ｂ3の凸曲面１２ｃが内輪３の軌道面２に接触するが、第２の実施形態と同様、本明細書および特許請求の範囲における保持器の柱部の平面状内径面と内輪の軌道面との接触を防止したものに含まれる。
【００５９】
以上説明した第２の実施形態および変形例では、円すいころ７を案内する柱部１２2、１２3の案内面１２ａ2、１２ａ3を直線形状としたものを例示したが、第１の実施形態の変形例と同様に、凸Ｒ形状にしてもよい。これにより、円すいころ７と柱部１２2、１２3の案内面１２ａ2、１２ａ3の間に介在する潤滑油膜が少なくなり、これによるせん断トルクが低減できる。その他の構成は、第２の実施形態と同様であるので、同じ機能を有する部位には同一の符号（ただし、下付文字やダッシュを除く）を付して、第１の実施形態および第２の実施形態で前述した内容を準用し、重複説明を省略する。
【実施例１】
【００６０】
従来品と本発明品１、２と回転トルク等を比較した。表１に、これらの軸受サイズ、負荷容量、組立幅、重量、回転トルクおよび寿命試験結果を示す。従来品としては、図８に示すＪＩＳメートル系型番の［３０３０６Ｄ］（内径ｄ：３５ｍｍ、外径Ｄ：７２ｍｍ、組立幅Ｂ：２０．７５ｍｍ）のものを用いた。また、本発明品１、２は、この従来の［３０３０６Ｄ］をベースとして、図１および図３に示す形状の保持器を用いた。本発明品１は、図７（ａ）に示し、軸受サイズは、（内径ｄ：３５ｍｍ、外径Ｄ：７２ｍｍ、組立幅Ｂ：１７．９５ｍｍ）であり、本発明品２は、図７（ｂ）に示し、軸受サイズは、（内径ｄ：３５ｍｍ、外径Ｄ：７２ｍｍ、組立幅Ｂ：２０．７５ｍｍ）である。従来品と本発明品１、２の保持器の材料は、従来品は鋼板、発明品は樹脂製とし、潤滑油としては、デフオイルを用いた。また、周方向内鍔２２の肉厚寸法を、３ｍｍとし、周方向外鍔２３の肉厚寸法を、３ｍｍとした。さらに、自由状態での発明品１の通路２６のクリアランスを、０．０５０ｍｍとし、自由状態での発明品１の通路２７のクリアランスを、０．０５０ｍｍとし、自由状態での発明品２の通路２６のクリアランスを、０．０５０ｍｍとし、自由状態での発明品２の通路２７のクリアランスを、０．０５０ｍｍとした。
【表１】
2016196944.tif 000003
【００６１】
表１中の回転トルク測定条件と寿命試験の条件を以下に示す。
＜回転トルク測定条件＞
・ラジアル荷重：０Ｎ、アキシャル荷重：５０００Ｎ
・回転速度：３０００ｍｉｎ-1
・オイル：４０℃において９０．３ｍｍ2／ｓ、１００℃において１４．７ｍｍ2／ｓ
・テスト油温：４０℃
＜寿命試験条件＞
・ラジアル荷重：４９００Ｎ、アキシャル荷重：１９６０Ｎ
・回転速度：２０００ｍｉｎ-1
・オイル：４０℃において９０．３ｍｍ2／ｓ、１００℃において１４．７ｍｍ2／ｓ
【００６２】
本発明品１では、組立幅を従来品よりも１４％のコンパクト化を図ることができ、本発明品２では、基本動定格荷重（Ｃ0ｒ）が従来品に比べて２０％増加し、基本静定格荷重（Ｃ0）が従来品に比べて２４％増加した。そして、回転トルクは、本発明品１及び本発明品２は従来品に比べて低減した。寿命試験結果として、本発明品１は従来品と同等で、本発明品２は従来品に比べて２０％増加し、低トルク効果を維持し、寿命特性が改善された。ここで、基本動定格荷重とは、１００万回転の定格寿命が得られるような、軸受にかかる方向と大きさが一定の荷重であり、定格寿命（ｒａｔｉｎｇ  ｌｉｆｅ）とは、一群の同じ軸受を同じ条件で運転したとき、そのうちの９０％の軸受が転がり疲れによる材料の損傷を起こさずに回転できる総回転数である。また、基本静定格荷重とは、最大応力を受けている接触部で、転動体の永久変形量と軌道輪の永久変形量との和が、転動体の直径の０．０００１倍になるような方向と大きさが一定の静止荷重である。
【００６３】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、保持器８、８’のポケット１３の数は、保持される円すいころ７の数に応じて種々変更できる。また、柱部１２，１２1、１２2、１２3の長さや肉厚寸法等も、円すいころ７を保持することが可能な限り種々変更できる。円すいころ軸受として複列のものであってもよい。また、本発明の円すいころ軸受として、ディファレンシャルやトランスミッション等の動力伝達系で使用することができ、さらには、これ以外の用途、例えば工作機械の主軸等の支持に用いることもできる。
【符号の説明】
【００６４】
１        外径面
２        軌道面
３        内輪
４        内径面
５        軌道面
６        外輪
７        円すいころ
８        保持器
１０      小径側環状部
１１      大径側環状部
１２      柱部
１２ｂ    内径面
１２ｃ    凸曲面
１３      ポケット
１５      傾斜面
１６      傾斜面
２０      鍔部
２２      周方向内鍔部
２２ａ    傾斜面
２３      周方向外鍔部
２３ａ    傾斜面
Ｌ１      軸中心
【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】
2016196944.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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