(57)【要約】【課題】スキューの発生を抑制して、高い高速回転性能を有する円錐ころ軸受用転動体及び円錐ころ軸受を提供する。【解決手段】ころ大径端面２２の表面形状は、ころ中心軸Ｃ１からδだけ離れ、且つ中心軸Ｃ１に対して同じ側に中心Ｏ１を持つ円弧Ｄを、ころ中心軸Ｃ１回りに回転させて形成されるトーラス面であり、ころ大径端面２２の円周方向の曲率半径Ｒｃａは、大つば面１７の円周方向の曲率半径Ｒｃｂより大きく、ころ大径端面２２と大つば面１７とが円周方向に離間する２つの点Ｅで接触する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲率中心がころ中心軸から離れた位置にある円弧を前記ころ中心軸回りに回転させることで得られる表面形状を持ったころ大径端面を備える、円錐ころ軸受用転動体。
【請求項２】
前記ころ大径端面の表面形状は、トーラス面である、請求項１に記載の円錐ころ軸受用転動体。
【請求項３】
内周面に外輪軌道面を有する外輪と、
外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
前記外輪軌道面及び前記内輪軌道面間に転動自在に配置される、請求項１又は２に記載の複数の転動体と、を備え、
前記転動体のころ大径端面が接触する前記内輪の大つば面は、前記円錐ころ軸受の回転軸上に中心を持つ円錐面である、円錐ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円錐ころ軸受用転動体及び円錐ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の円錐ころ軸受では、円錐ころのころ大径端面の表面形状は球面によって形成され、内輪の大つば面は、円錐面によって形成されており、円錐ころのころ大径端面と大つば面とは、１点で接触する。このような円錐ころがスキューを生じると、ころ大径端面と大つば面との接点が円錐ころの縁部側、且つ大つば面の外径側へ移動する。このように接点が移動することで、接点での荷重によってスキューを抑制する向きのモーメントが生じる。円錐ころのスキュー量に対してモーメントが大きいほど、円錐ころ軸受のスキューを抑制する効果が高く、高速回転による焼き付きが生じ難い。
【０００３】
例えば、図１３に示すように、ころ大径端面の曲率半径Ｒが大きい円錐ころ１００Ａと、曲率半径Ｒが小さい円錐ころ１００Ｂとを比較すると、曲率半径Ｒの大きい円錐ころ１００Ａの方が接点の移動距離Ｈが大きいため、スキュー量αが同じであっても、モーメントＭが大きくなる。
【０００４】
特許文献１には、円錐ころのころ大径端面と内輪の大つば面との接触に着目して、円錐ころのスキューを抑制するようにした円錐ころ軸受が提案されている。特許文献１の円錐ころ軸受は、大つば面と接触する円錐ころのころ大径端面が凸球面であり、大つば面が凹球面とされている。更に、凸球面（円錐ころのころ大径端面）の曲率半径を、凹球面（大つば面の内周面）の曲率半径よりも小さく設定することで、円錐ころのころ大径端面と大つば面とを１点で接触させている。この円錐ころ軸受は、大つば面が凹球面形状であるため、大つば面が円錐面形状である円錐ころ軸受と比較して、円錐ころのころ大径端面と大つば面との接点で、弾性変形により生じる接触楕円が大きくなる。また、円錐ころがスキューした際、ころ大径端面と大つば面との接点の移動距離も増えるため、復元モーメントが大きくなり、大きなスキュー抑制効果が得られる。
【０００５】
特許文献２の円錐ころ軸受は、ころ大径端面の曲面形状は、ころ中心軸の反対側に中心を持つ円弧を、ころ中心軸回りに回転させた曲面形状であり、ころ周方向の曲率半径は、ころ半径方向の曲率半径より大きく設定されている。また、内輪の大つば面の面形状は、軸受回転軸上に中心を持つ円錐面形状となっている。そして、ころ大径端面と内輪の大つば面とを、１点で滑り接触させている。これにより、ころ大径端面と内輪の大つば面との接触楕円が、長軸方向の長さは変えずに、短軸方向の長さだけが長くなった、接触面積が大きな接触楕円として、接触面圧低下による軸受損失の低減を図っている。
【０００６】
特許文献３の円錐ころのころ大径端面は、大端面中央部に形成され、ころ中心軸上に中心を持つ球面と、大端面外縁部に形成され、ころ中心軸上に中心がない円弧をころ中心軸回りに回転させた曲面との、２つの曲面で構成されている。そして、内輪の大つば面は、大端面中央部と接触し、大端面外縁部は、円錐ころがスキューしても、エッジ当たりを避け、接触部分の焼付きを生じにくくすることを図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１７３６６５号公報
【特許文献２】特開２００２−１４７４６１号公報
【特許文献３】特開２００６−３１６８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の円錐ころ軸受によると、スキューの初期段階のように、スキュー量が小さく、接点の移動量も小さい間は、十分な復元モーメントは得られず、そのため、円錐ころは、ある程度スキューした状態でなければ安定しない問題があった。
【０００９】
また、特許文献２の円錐ころ軸受は、接触面積の拡大により接触面圧を低下させて軸受損失の低減を図ったものであり、接触面の円周方向の長さに関連させた曲率半径の規定が行われておらず、スキューの抑制効果は期待できない。
【００１０】
また、特許文献３の円錐ころ軸受は、大端面外縁部の曲面によるスキュー発生時のエッジ当たりを防止するためのものであり、大端面中央部に形成された曲面と内輪の大つば面との接触は、１点で滑り接触しており、スキューの発生自体を抑制するものではない。
【００１１】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、スキューの発生を抑制して、高い高速回転性能を有する円錐ころ軸受用転動体及び円錐ころ軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  曲率中心がころ中心軸から離れた位置にある円弧を前記ころ中心軸回りに回転させることで得られる表面形状を持ったころ大径端面を備える、円錐ころ軸受用転動体。
（２）  前記ころ大径端面の表面形状は、トーラス面である、（１）に記載の円錐ころ軸受用転動体。
（３）  前記ころ大径端面は、内輪の大つば面と円周方向に２点で接触する、（１）又は（２）に記載の円錐ころ軸受用転動体。
（４）  内周面に外輪軌道面を有する外輪と、
外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
前記外輪軌道面及び前記内輪軌道面間に転動自在に配置される、（１）又は（２）に記載の複数の転動体と、を備え、
前記転動体のころ大径端面が接触する前記内輪の大つば面は、前記円錐ころ軸受の回転軸上に中心を持つ円錐面である、円錐ころ軸受。
（５）  前記ころ大径端面の表面形状は、前記ころ中心軸と同じ側に中心を持つ円弧を、前記ころ中心軸回りに回転させて形成されるトーラス面であり、
前記転動体のころ大径端面と、前記内輪の大つば面とは、円周方向に２点で接触し、
前記ころ中心軸と軸受中心軸とを含む断面において、前記ころ大径端面と前記大つば面との距離が極小となる前記ころ大径端面上の点における前記ころ大径端面の円周方向の曲率半径Ｒｃａと、前記ころ大径端面と前記大つば面との距離が極小となる前記大つば面上の点における前記大つば面の円周方向の曲率半径Ｒｃｂは、Ｒｃｂ＜Ｒｃａの関係を満たす、（４）に記載の円錐ころ軸受。
（６）  前記ころ大径端面の前記円弧の半径をＲｒａ、前記円弧の中心と前記ころ中心軸との距離をδ、前記ころ大径端面と前記大つば面との距離が極小となる前記大つば面上の点から前記大つば面を形成する円錐面の頂点までの距離をＬ、前記転動体の転動面の半頂角をβ、前記内輪軌道面の半頂角をγ、前記大つば面の円錐面の半頂角をπ/２−φとしたとき、
Ｌ／ｔａｎφ＜Ｒｒａ＋δ/ｓｉｎ（β＋γ−φ)
の関係式を満たす、（５）に記載の円錐ころ軸受。
（７）  前記ころ大径端面の表面形状は、前記ころ中心軸の反対側に中心を持つ円弧を、前記ころ中心軸回りに回転させて形成され、
前記ころ大径端面の前記円弧の半径をＲｒａ、前記円弧の中心と前記ころ中心軸との距離をδ、前記ころ大径端面と前記大つば面との接点から前記大つば面の円錐面の頂点までの距離をＬ、前記転動体の転動面の半頂角をβ、前記内輪軌道面の半頂角をγ、前記大つば面の円錐面の半頂角をπ/２−φとしたとき、
｛Ｒｒａ−δ/ｓｉｎ（β＋γ−φ)）／（Ｌ／ｔａｎφ）≧０．８５
の関係式を満たす、（４）に記載の円錐ころ軸受。
（８）  前記ころ大径端面の表面形状は、前記ころ中心軸と軸受中心軸とを含む断面内に前記ころ中心軸から外れた位置に中心を持つ第１円弧及び第２円弧の２つ円弧を、それぞれ前記ころ中心軸回りに回転させて形成される複合凸曲面であり、
前記大つば面と、前記転動体のころ大径端面とは、２点で接触する、（４）に記載の円錐ころ軸受。
（９）  前記ころ大径端面の前記第１円弧の半径をＲｒ１、前記ころ大径端面の前記第２円弧の半径をＲｒ２、前記第１円弧の中心と前記ころ中心軸との距離をδ１、前記第２円弧の中心と前記ころ中心軸との距離をδ２、前記第１円弧と前記大つば面との接点から前記大つば面の円錐面の頂点までの距離をＬ１、前記第２円弧と前記大つば面との接点から前記大つば面の円錐面の頂点までの距離をＬ２、前記転動体の転動面の半頂角をβ、前記内輪軌道面の半頂角をγ、前記大つば面の円錐面の半頂角をπ/２−φとしたとき、
｛Ｒｒｎ−δｎ/ｓｉｎ（β＋γ−φ)）／（Ｌｎ／ｔａｎφ）≧０．８５  （ｎ＝１，２）
の関係式を満たす、（８）に記載の円錐ころ軸受。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の円錐ころ軸受用転動体及び円錐ころ軸受によれば、ころ大径端面の形状が、ころ中心軸から離れた位置に曲率中心を持つ円弧を、ころ中心軸回りに回転させることで形成される転動体を備える。これにより、転動体のころ大径端面と、円錐ころ軸受の回転軸上に中心を持つ円錐面である内輪の大つば面との間で、スキューを抑制して、転動体のころ大径端面と内輪の大つば面との摩擦による発熱が低減して高速回転性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る円錐ころ軸受の断面図である。
【図２】図１に示す円錐ころのころ中心軸を含む断面図である。
【図３】図１に示す内輪の軸受中心軸を含む断面図である。
【図４】図１に示す円錐ころのころ大径端面と内輪の大つば面とが、２点で接触する状態を示す側面図である。
【図５】図１の円Ｖで囲まれた部分の拡大図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る円錐ころ軸受の断面図である。
【図７】図６に示す円錐ころのころ中心軸を含む断面図である。
【図８】従来の円錐ころ軸受における、円錐ころのころ大径端面と内輪の大つば面との距離が１μｍ以下となる範囲を接触面と平行な平面上に投影した図である。
【図９】図６に示す円錐ころ軸受における、円錐ころのころ大径端面と内輪の大つば面との距離が１μｍ以下となる範囲を接触面と平行な平面上に投影した図である。
【図１０】図６に示す円錐ころ軸受の曲率半径比と、ころ大径端面と大つば面との距離が１μｍ以下である面積と、の関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る円錐ころ軸受の断面図である。
【図１２】図１１の円ＸＩＩで囲まれた部分の拡大図である。
【図１３】ころ大径端面が凸球面形状の円錐ころと、円錐形状の大つば面とが接触する、従来の円錐ころ軸受におけるスキュー状態を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の各実施形態に係る円錐ころ軸受用転動体及び円錐ころ軸受を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る円錐ころ軸受の軸受中心軸と１つのころ中心軸を含む断面図、図２はころ中心軸を含む円錐ころの断面図、図３は内輪の軸受中心軸を含む断面図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の円錐ころ軸受１０は、内周面に外輪軌道面１１が設けられた外輪１２と、外周面に内輪軌道面１３が設けられた内輪１４と、外輪軌道面１１および内輪軌道面１３間に多数配置された転動体である円錐ころ１５と、を備えている。
【００１８】
図３も参照して、内輪１４は、内輪軌道面１３に対して大径側軸方向端部に設けられた鍔部（大径鍔部）１６を備えている。内輪１４の内輪軌道面１３は、軸受中心軸Ｃ２上に頂点Ｏ２を持つ半頂角γの円錐面であり、内輪１４の大つば面１７（鍔部１６の内周面）は、軸受中心軸Ｃ２上に頂点Ｏ３を持ち、半頂角π／２−φの円錐面である。即ち、大つば面１７上の点Ｐにおける、大つば面１７の半径方向の曲率半径Ｒｒｂ＝∞であり、大つば面１７上の点Ｐにおける円周方向の曲率半径Ｒｃｂは、大つば面１７の点Ｐから、点Ｐを通る大つば面１７の垂線と軸受中心軸Ｃ２の交点までの距離である。また、円錐ころ１５の転動面２１は、半頂角βの円錐面であるので、外輪１２の外輪軌道面１１は、半頂角γ+２βの円錐面である。
【００１９】
図２も参照して、ころ大径端面２２の形状は、ころ中心軸Ｃ１に対して同じ側（図２ではころ中心軸Ｃ１の下側）で、ころ中心軸Ｃ１からδだけ離れた位置にある点Ｏ１を中心にもつ半径Ｒｒａの円弧Ｄを、ころ中心軸Ｃ１回りに回転させた回転面である。したがって、ころ大径端面２２の形状は、ころ大径端面２２上の点Ｑにおける半径方向の曲率半径Ｒｒａ、及びころ大径端面２２上の点Ｑにおける円周方向の曲率半径Ｒｃａで表される非球面（トーラス面）である。
なお、円周方向の曲率半径Ｒｃａは、点Ｑと点Ｏ４とを結ぶ線の長さであり、点Ｏ４は、線Ｏ１Ｑところ中心軸Ｃ１との交点である。また、円錐ころ１５の小径端面２３の形状は、任意形状とされている。
【００２０】
ころ大径端面２２の形状が非球面である円錐ころ１５を備える円錐ころ軸受１０では、円錐ころ１５の転動面２１と、内輪軌道面１３との頂点が一致し、線接触している状態において、図４に示すように、円錐ころ１５のころ大径端面２２と、内輪１４の大つば面１７とが、円周方向に離間する２つの点Ｅで接触している。
【００２１】
図５は、図１の円Ｖで囲まれた部分の拡大図であり、円錐ころ軸受１０の軸受中心軸Ｃ２と１つのころ中心軸Ｃ１を含む断面図である。円錐ころ軸受１０は、軸受中心軸Ｃ２ところ中心軸Ｃ１を含む断面上には、ころ大径端面２２と大つば面１７とが接触する点Ｅが存在しないため、図５の断面上での大つば面１７ところ大径端面２２との間には、隙間Ｓがある。
【００２２】
ここで、大つば面１７ところ大径端面２２との隙間Ｓが極小となる大つば面１７上の点をＰ、ころ大径端面２２上の点をＱとし、点Ｐから大つば面１７の軸受中心軸Ｃ２上の中心Ｏ３までの距離をＬとすると（図１参照）、ころ大径端面２２と大つば面１７とが、円周方向に離間して接触する２つの点Ｅを持つためには、点Ｐにおける大つば面１７の円周方向の曲率半径Ｒｃｂと、点Ｑにおけるころ大径端面２２の円周方向の曲率半径Ｒｃａと、の間には、Ｒｃｂ＜Ｒｃａの関係が成立する。
【００２３】
ここで、大つば面１７の円周方向の曲率半径Ｒｃｂは、Ｌ／ｔａｎφで近似でき、ころ大径端面２２の円周方向の曲率半径Ｒｃａは、Ｒｒａ＋δ/ｓｉｎ（β＋γ−φ)で近似できるので、式（１）の関係が成立する。
【００２４】
Ｌ／ｔａｎφ＜Ｒｒａ＋δ/ｓｉｎ（β＋γ−φ)  ―――（１）
【００２５】
従って、円錐ころ１５のころ大径端面２２と、内輪１４の大つば面１７との２点での接触は、式（１）を満足するように、ころ大径端面２２の半径Ｒｒａ、及び半径Ｒｒａの中心Ｏ１ところ中心軸Ｃ１との距離δを求めることで、達成される。
【００２６】
以上説明したように、円錐ころ１５のころ大径端面２２の表面形状は、中心Ｏ１がころ中心軸Ｃ１から離れた位置にある円弧Ｄをころ中心軸Ｃ１回りに回転させることで得られる非球面（トーラス面）であるので、ころ大径端面２２の半径方向の曲率半径Ｒｒａと、円周方向の曲率半径Ｒｃａとを異なる値に設定される。
【００２７】
そして、本実施形態の円錐ころ軸受１０は、円錐ころ１５のころ大径端面２２と、円錐ころ軸受の回転軸Ｃ２上に中心Ｏ２を持つ円錐面である内輪１４の大つば面１７とが、円周方向に離間する２つの点Ｅで接触するので、従来の１点接触の円錐ころ軸受と比較して、点Ｅが、ころ大径端面２２の縁部側、且つ大つば面１７の外径側で接触している。従って、円錐ころ１５にスキューが生じた際の復元力が大きくなり、スキュー量が小さい場合でも復元されて、スキューに対する安定性が向上する。これにより、スキューに起因する円錐ころ１５のころ大径端面２２と、内輪１４の大つば面１７との摩擦による発熱を抑制して、焼付きを防止することができ、高速回転性能が向上する。
【００２８】
また、ころ大径端面の表面形状は、ころ中心軸Ｃ１と同じ側に中心Ｏ１を持つ円弧Ｄを、ころ中心軸Ｃ１回りに回転させて形成されるトーラス面であり、ころ大径端面２２と大つば面１７との距離Ｓが極小となるころ大径端面２２上の点Ｑにおけるころ大径端面２２の円周方向の曲率半径Ｒｃａと、ころ大径端面２２と大つば面１７との距離Ｓが極小となる大つば面１７上の点Ｐにおける大つば面１７の円周方向の曲率半径Ｒｃｂが、Ｒｃｂ＜Ｒｃａの関係を満たすことで、ころ大径端面２２と大つば面１７とが、円周方向に離間する２つの点Ｅで接触する。
【００２９】
また、このような円錐ころ軸受１０は、ころ大径端面２２の円弧Ｄの半径をＲｒａ、円弧Ｄの中心Ｏ１ところ中心軸Ｃ１との距離をδ、ころ大径端面２２と大つば面１７との距離Ｓが極小となる大つば面１７上の点Ｐから大つば面１７を形成する円錐面の頂点Ｏ３までの距離をＬ、円錐ころ１５の転動面２１の半頂角をβ、内輪軌道面１３の半頂角をγ、大つば面１７の円錐面の半頂角をπ/２−φとしたとき、Ｌ／ｔａｎφ＜Ｒｒａ＋δ/ｓｉｎ（β＋γ−φ)の関係式を満たしている。
【００３０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る円錐ころ軸受について、図６〜図１０を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一または同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００３１】
第１実施形態の円錐ころ軸受１０では、ころ大径端面２２と大つば面１７とが、円周方向に離間する２つの点Ｅで接触することで、スキューの抑制を図ったが、本実施形態の円錐ころ軸受１０Ａでは、ころ大径端面２２と大つば面１７との接触面を円周方向に広くすることで、スキューの抑制を図る。
【００３２】
具体的に、ころ大径端面２２と大つば面１７との接触面は、弾性変形により楕円形となる。この接触面が広くなるほど、又は接触面が内輪軌道面１３から見て高い位置にあるほど、円錐ころ１５Ａのスキューの抑制効果が高くなる。
【００３３】
ころ大径端面２２と大つば面１７との接点Ｐにおけるころ大径端面２２の半径方向の曲率半径をＲｒａ、ころ大径端面２２の円周方向の曲率半径（点Ｐと点Ｏ４とを結ぶ線の長さ）をＲｃａ、大つば面１７の半径方向の曲率半径をＲｒｂ、大つば面１７の円周方向の曲率半径（点Ｐと点Ｏ２とを結ぶ線の長さ）をＲｃｂとすると、大つば面１７は円錐面であるので、Ｒｒｂ＝∞となり、Ｒｃｂが大きいほど接触面は半径方向に広がる。
【００３４】
また、Ｒｃａ−Ｒｃｂの値が０に近づくほど、ころ大径端面２２と大つば面１７と接触面は線接触に近づき、円周方向に広がるが、同時に接点Ｐは低くなる。これは、接点Ｐの位置を低くするほどＲｃａが大きくなり，Ｒｃｂが小さくなるためである。
【００３５】
従来のように、ころ大径端面２２の形状が球面形状だと、Ｒｒａ＝Ｒｃａであるため、接点を低くせずに接触面を広くすることはできない。一方、本実施形態の円錐ころ軸受１０Ａは、図７に示すように、円錐ころ１５Ａのころ大径端面２２の形状が、ころ中心軸Ｃ１からδだけ離れた位置に中心Ｏ１をもつ半径Ｒｒａの円弧Ｄを、ころ中心軸Ｃ１回りに回転させた回転面（非球面）としたので、円周方向の曲率半径Ｒｃａを変化させずに、半径方向の曲率半径Ｒｒａを大きくすることができ、接触面を広くすることができる。
【００３６】
なお、本実施形態のころ大径端面２２の表面形状は、ころ中心軸Ｃ１に対して対称な２つの円弧Ｄをつなげた形であるが、第１実施形態の円錐ころ１５と異なり、半径Ｒｒａの円弧Ｄと、円弧Ｄの中心Ｏ１とは、ころ中心軸Ｃ１に対して互いに反対側に位置する。
【００３７】
この円錐ころ軸受１０Ａにおいては、ころ大径端面２２及び大つば面１７の円周方向の曲率半径の差（Ｒｃａ−Ｒｃｂ）が０に近づくほど、又はころ大径端面２２及び大つば面１７の円周方向の曲率半径の比Ｋｒ＝Ｒｃａ／Ｒｃｂが１に近づくほど、接触面は線接触に近づき、円周方向に長くなる。
【００３８】
図６を参照して、本実施形態の円錐ころ軸受１０Ａでは、ころ大径端面２２と大つば面１７との接点Ｐにおける大つば面１７の円周方向の曲率半径Ｒｃｂは、Ｌ／ｔａｎφで近似できる。また、接点Ｐにおけるころ大径端面２２の円周方向の曲率半径Ｒｃａは、Ｒｒａ−δ/ｓｉｎ（β＋γ−φ) で近似できる。
【００３９】
従って、曲率半径比Ｋｒ（Ｒｃａ／Ｒｃｂ）は、式（２）となる。
Ｋｒ＝｛Ｒｒａ−δ/ｓｉｎ（β＋γ−φ)｝／（Ｌ／ｔａｎφ）―――（２）
【００４０】
ここで、曲率半径比Ｋｒが１に近づくように、Ｒｒａとδを決めることで、ころ大径端面２２と大つば面１７との接触面が円周方向に長く、接触面が広くなって、スキューの抑制効果が向上する。
【００４１】
図８、図９は、従来例の軸受と、本実施形態の軸受のそれぞれについて、ころ大径端面と大つば面の距離が、１μｍ以下となる範囲を、接触面と平行な平面上に投影した図である。なお、ここでは、β＝１．５°、γ＝１３．２°、π／２-φ＝７６．４°（φ＝１３．６°）、内輪軌道面１３の最外径＝８５ｍｍとした。また、従来例の軸受（図８）では、ころ大径端面のＲｒａ＝１７７ｍｍ、δ＝０ｍｍの球面形状とし、本実施形態の軸受（図９）では、ころ大径端面のＲｒａ＝３５５ｍｍ、δ＝３．４ｍｍの非球面とした。
【００４２】
どちらの軸受も、Ｌ＝４５ｍｍとなり接点の高さが等しく、また、Ｋｒ＝０．９５と曲率半径比も同じになるが、図９に示す本実施形態の軸受の方が、ころ大径端面と大つば面との距離が１μｍ以下となる範囲が広く、同一荷重条件での接触面積が大きくなり、スキュー抑制効果が大きくなる。なお、図９では、ころ大径端面ところ転動面の面取り、及び、その面取りところ大径端面との間のだらし面を考慮していないため、距離１μｍ以下の範囲が、ころ輪郭にまで及んでいるが、実際には面取り及びだらし面が設けられるため、距離１μｍ以下の範囲は、図９より少し狭い範囲となる。
【００４３】
また、式（２）において、曲率半径比Ｋｒが０．７０〜１．００となるように、Ｒｒａの値を変化させて、ころ大径端面と大つば面との距離が１μｍ以下となる範囲の面積を計算した。円錐ころ軸受の諸元は、図９と同じく、β＝１．５°、γ＝１３．２°、φ＝１３．６°、内輪軌道面の最外径＝８５ｍｍ、δ＝３．４ｍｍとした。
【００４４】
表１は、計算結果であり、図１０は、円錐ころ軸受の曲率半径比Ｋｒと、ころ大径端面と大つば面との距離が１μｍ以下である面積と、の関係を示すグラフである。
【００４５】
表１及び図１０から分かるように、Ｋｒ≧０．８５では、同一荷重条件下での接触面積が大きくなる。従って、式（３）の関係を満たすようにＲｒａとδを設定すれば、スキューの抑制効果が向上する。
Ｋｒ＝｛Ｒｒａ−δ/ｓｉｎ（β＋γ−φ)｝／（Ｌ／ｔａｎφ）≧０．８５  ―――（３）
【００４６】
【表１】
2017187148.tif 000003
【００４７】
以上、説明したように、本実施形態の円錐ころ軸受１０Ａによれば、ころ大径端面２２の表面形状は、円錐ころ１５Ａの中心軸Ｃ１の反対側に中心Ｏ１を持つ円弧Ｄを、円錐ころ１５Ａの中心軸Ｃ１回りに回転させて形成され、ころ大径端面２２の円弧Ｄの半径をＲｒａ、円弧Ｄの中心Ｏ１と円錐ころ１５Ａの中心軸Ｃ１との距離をδ、ころ大径端面２２と大つば面１７との接点Ｐから大つば面１７の円錐面の頂点Ｏ３までの距離をＬ、円錐ころ１５Ａの転動面の半頂角をβ、内輪軌道面１３の半頂角をγ、大つば面１７の円錐面の半頂角をπ/２−φとしたとき、上述した式（３）の関係を満たすことで、ころ大径端面２２と大つば面１７との接触面積が大きくなり、効果的にスキューを抑制することができる。
【００４８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る円錐ころ軸受について、図１１及び図１２を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一または同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００４９】
第２実施形態で述べたように、ころ大径端面２２と大つば面１７との接触面が広くなるほど、又は接触面が内輪軌道面１３から見て高い位置にあるほど、円錐ころ１５Ａのスキューの抑制効果が高くなる。第２実施形態の円錐ころ軸受１０Ａでは、ころ大径端面２２と大つば面１７との接触面を円周方向に広くすることで、スキューの抑制を図ったが、本実施形態の円錐ころ軸受１０Ｂでは、ころ大径端面２２の表面形状を２種類の曲面の組合せとすることで、広い接触面を形成して、スキューの抑制を図る。
【００５０】
本実施形態の円錐ころ軸受１０Ｂは、図１１及び図１２に示すように、円錐ころ１５Ｂのころ大径端面２２の形状が、ころ中心軸Ｃ１からδ１だけ離れた位置に中心Ｏ１をもつ半径Ｒｒ１の第１円弧Ｄ１を、ころ中心軸Ｃ１回りに回転させた回転面（非球面）と、ころ中心軸Ｃ１からδ２だけ離れた位置に中心Ｏ５をもつ半径Ｒｒ２の第２円弧Ｄ２を、ころ中心軸Ｃ１回りに回転させた回転面（非球面）と、からなる複合非球面で構成されている。第１及び第２円弧Ｄ１，Ｄ２の中心Ｏ１，Ｏ５は、いずれも、ころ中心軸Ｃ１に対して第１円弧Ｄ１及び第２円弧Ｄ２の反対側にある。
【００５１】
したがって、図１２に示すように、ころ大径端面２２の複合非球面と大つば面１７とは、半径方向に離間するＰ１，Ｐ２の２点で接触している。ころ中心軸Ｃ１から見て遠い側である外縁部の表面形状は、半径Ｒｒ１の第１円弧Ｄ１をころ中心軸Ｃ１回りに回転させた回転面（非球面）であり、ころ中心軸Ｃ１に近い側である中央部の表面形状は、半径Ｒｒ２の第２円弧Ｄ２をころ中心軸Ｃ１回りに回転させた回転面（非球面）である。
【００５２】
即ち、ころ大径端面２２は、ころ大径端面２２と大つば面１７との接点Ｐ１において、半径方向の曲率半径Ｒｒ１、及び円周方向の曲率半径（点Ｐ１と点Ｏ４とを結ぶ線の長さ）Ｒｃ１を有し、また、ころ大径端面２２と大つば面１７との接点Ｐ２において、半径方向の曲率半径Ｒｒ２、及び円周方向の曲率半径（点Ｐ２と点Ｏ６とを結ぶ線の長さ）Ｒｃ２を有している。
【００５３】
本実施形態の円錐ころ軸受１０Ｂは、ころ大径端面２２の表面形状を、第１円弧Ｄ１及び第２円弧Ｄ２の回転面からなる２つの非球面の複合曲面とすることで、ころ大径端面２２と大つば面１７とを点Ｐ１，Ｐ２の２点で接触させると共に、各点Ｐ１，Ｐ２における接触面を円周方向に長く、接触面を広くして円錐ころ１５Ｂのスキューを効果的に抑制している。
【００５４】
即ち、図１１に示すように、円錐ころ１５の転動面２１の半頂角をβ、内輪軌道面１３の半頂角をγ、内輪１４の大つば面１７の半頂角をπ／２−φ、ころ中心軸Ｃ１から第１及び第２円弧Ｄ１，Ｄ２の中心Ｏ１，Ｏ５までの距離をそれぞれδ１，δ２、大つば面１７を構成する円錐面の頂点Ｏ３からころ大径端面２２と大つば面１７との接点Ｐ１，Ｐ２までの距離をそれぞれＬ１，Ｌ２としたとき、第２実施形態と同様に、式（４）の関係を満たすように半径Ｒｒ１、δ１、及び半径Ｒｒ２、δ２を設定することで、ころ大径端面２２と大つば面１７との接触面が円周方向に長くなり、接触面積が広くなって、効果的にスキューを抑制することができる。
【００５５】
Ｋｒｎ＝｛Ｒｒｎ−δｎ/ｓｉｎ（β＋γ−φ) ｝／（Ｌｎ／ｔａｎφ）≧０．８５  ――（４）
但し、ｎ＝１，２
【００５６】
例えば、ころ中心軸Ｃ１から見て遠い側に形成される、曲率半径Ｒｒ１の第１円弧Ｄ１の回転面に注目し、曲率半径比Ｋｒ１が０．７０〜１．００となるように、Ｒｒ１の値を変化させて、ころ大径端面と大つば面との距離が１μｍ以下となる範囲の面積を計算した結果は、表１、及び図１０に示す第２実施形態の円錐ころ軸受１０Ｂと同様に、Ｋｒ１≧０．８５では、同一荷重条件下での接触面積が大きくなる。従って、式（４）の関係を満たすようにＲｒ１とδ１を設定すれば、スキューを効果的に抑制することができる。但し、計算に用いた円錐ころ軸受の諸元は、第２実施形態の円錐ころ軸受１０Ｂと同じ、β＝１．５°、γ＝１３．２°、φ＝１３．６°、内輪軌道面の最外径＝８５ｍｍ、δ＝３．４ｍｍとした。
【００５７】
ころ中心軸Ｃ１に近い側である中央部に形成される、曲率半径Ｒｒ２の第２円弧Ｄ２の回転面についても同様に、式（４）の関係を満たすようにＲｒ２とδ２を設定することで、スキューの抑制効果が向上する。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態の円錐ころ軸受１０Ｂによれば、ころ大径端面２２の表面形状は、ころ中心軸Ｃ１と軸受中心軸Ｃ２とを含む断面内にころ中心軸Ｃ１から外れた位置に中心Ｏ１，Ｏ５を持つ第１円弧Ｄ１及び第２円弧Ｄ２の２つ円弧を、それぞれころ中心軸Ｃ１回りに回転させて形成される複合凸曲面であり、大つば面１７と、円錐ころ１５のころ大径端面２２とは、２点で接触するので、効果的にスキューを抑制することができる。
【００５９】
また、ころ大径端面２２の第１円弧Ｄ１の半径をＲｒ１、ころ大径端面２２の第２円弧Ｄ２の半径をＲｒ２、第１円弧Ｄ１の中心Ｏ１ところ中心軸Ｃ１との距離をδ１、第２円弧Ｄ２の中心Ｏ５ところ中心軸Ｃ１との距離をδ２、第１円弧Ｄ１と大つば面１７との接点Ｐ１から大つば面１７の円錐面の頂点Ｏ３までの距離をＬ１、第２円弧Ｄ２と大つば面１７との接点Ｐ２から大つば面１７の円錐面の頂点Ｏ３までの距離をＬ２、円錐ころ１５の転動面２１の半頂角をβ、内輪軌道面１３の半頂角をγ、大つば面１７の円錐面の半頂角をπ/２−φとしたとき、
｛Ｒｒｎ−δｎ/ｓｉｎ（β＋γ−φ) ｝／（Ｌｎ／ｔａｎφ）≧０．８５  （ｎ＝１，２）
の関係式を満たすので、スキューの発生を抑制することができ、スキューに起因する円錐ころ１５のころ大径端面２２と、内輪１４の大つば面１７との摩擦による発熱を抑制して、焼付きを防止することができ、高速回転性能が向上する。
【００６０】
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１０，１０Ａ，１０Ｂ    円錐ころ軸受
１１    外輪軌道面
１２    外輪
１３    内輪軌道面
１４    内輪
１５    円錐ころ（円錐ころ軸受用転動体）
１７    大つば面
２１    転動面
２２    ころ大径端面
Ｃ１    ころ中心軸
Ｃ２    軸受中心軸（円錐ころ軸受の回転軸）
Ｄ      円弧
Ｄ１    第１円弧（円弧）
Ｄ２    第２円弧（円弧）
Ｋｒ    曲率半径比
Ｌ      ころ大径端面と大つば面との接点から大つば面の円錐面の頂点までの距離
Ｌ１    第１円弧と大つば面との接点から大つば面の円錐面の頂点までの距離
Ｌ２    第２円弧と大つば面との接点から大つば面の円錐面の頂点までの距離
Ｏ１    円弧の中心
Ｏ３    円錐面の頂点
Ｒｒ１        第１円弧の半径方向の曲率半径（第１円弧の半径）
Ｒｒ２        第２円弧の半径方向の曲率半径（第２円弧の半径）
Ｒｒａ        ころ大径端面の半径方向の曲率半径（円弧の半径）
Ｒｃａ        ころ大径端面の円周方向の曲率半径
Ｒｒｂ        大つば面の半径方向の曲率半径
Ｒｃｂ        大つば面の円周方向の曲率半径
β      転動体の転動面の半頂角
γ      内輪軌道面の半頂角
δ      円弧の中心ところ中心軸との距離
δ１    第１円弧の中心ところ中心軸との距離
δ２    第２円弧の中心ところ中心軸との距離
π／２-φ     大つば面の円錐面の半頂角
【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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