(57)【要約】【課題】簡易な構造で高速回転性能を向上させた円すいころ軸受を提供する。【解決手段】円すいころ軸受１０は、内周面に円すい状の外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に円すい状の内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動自在に配設された複数の円すいころ１３と、を備え、円すいころ１３の大端面１３ａに接触して円すいころ１３を案内する大鍔１５が内輪１２に形成されている。円すいころ１３の大端面１３ａは凸球面に成形されており、円すいころ１３は、凸球面とされた大端面１３ａの中心において大鍔１５に接触する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に円すい状の外輪軌道面を有する外輪と、外周面に円すい状の内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配設された複数の円すいころと、を備え、前記円すいころの大端面に接触して該円すいころを案内する大鍔が前記内輪に形成された円すいころ軸受であって、
前記円すいころの大端面が凸球面に成形されており、
前記円すいころが、凸球面とされた大端面の中心において前記大鍔に接触することを特徴とする円すいころ軸受。
【請求項２】
前記円すいころの凸球面とされた大端面の該円すいころの軸方向についての寸法が、前記大鍔と交わる前記内輪軌道面の縁部において研削が施される有効領域を除く領域の該円すいころの軸方向についての寸法よりも大きい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】
前記円すいころの大端面に接触する前記大鍔の案内面が、前記円すいころの大端面の曲率半径よりも大きい曲率半径を有する円弧状の母線で構成される凹曲面に成形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。
【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する。
【背景技術】
【０００２】
従来の円すいころ軸受の一例を図６および図７に示す。図６および図７に示す円すいころ軸受３０は、内周面に円すい状の外輪軌道面３１ａを有する外輪３１と、外周面に円すい状の内輪軌道面３２ａを有する内輪３２と、外輪軌道面３１ａと内輪軌道面３２ａとの間に転動自在に配設される複数の円すいころ３３と、円すいころ３３を円周方向に等間隔に保持する保持器３４と、を備える。
【０００３】
内輪３２には、その大径側端部において内輪軌道面３２ａに隣接する位置に、円すいころ３３の大端面３３ａに接触して円すいころ３３を案内し、またアキシアル荷重を受ける大鍔３５が形成されている。また、内輪３２には、その小径側端部において内輪軌道面３２ａに隣接する位置に、円すいころ３３の小端面３３ｂに接触して円すいころ３３の抜け落ちを防止する小鍔３６が形成される。
【０００４】
大鍔３５と内輪軌道面３２ａとが交わる角には、内輪軌道面３２ａの研削加工に必要な窪みである逃げ３７が形成され、同様に、小鍔３６と内輪軌道面３２ａとが交わる角にも逃げ３８が形成される。
【０００５】
一般に、円すいころ軸受は、同諸元の玉軸受と比較して、高速回転性能には劣るが負荷容量については略３〜４倍と高いことが知られている。近年では、例えば自動車等の車両や工作機械等の産業機械において、それらに組み込まれる部品の小型化・軽量化が求められており、負荷容量に優れる円すいころ軸受は小型化・軽量化に資するところ、高速回転性能の向上が求められる。そこで従来、円すいころ軸受の高速回転性能を向上させるための提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１は円すいころ軸受の高速回転に伴う温度上昇を回避することで、その高速回転性能の向上を図ったものであり、図６および図７に示す従来の円すいころ軸受３０を参照して、内輪３２の側面３２ｂから内輪軌道面３２ａと大鍔３５とが交わる角の付近に開通する給油孔を設け、内輪３２の側面３２ｂにおける給油孔の開口に対面して油を噴出するノズルを外輪間座（不図示）に設けている。ノズルから噴出した油は、給油孔を通り、発熱量が多い円すいころ３３の大端面３３ａと大鍔３５との接触部分に供給され、その部分の発熱を抑制する。
【特許文献１】特開平０８−２７０６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示された円すいころ軸受けでは、給油孔や、この給油孔に油を噴出するノズルが必要となり、その構造が複雑である。また、ノズルを設けるにあたり外輪間座が必要となり、小型化・軽量化を図る上で不利である。
【０００８】
本発明の目的は、上記事情に鑑み、簡易な構造で高速回転性能を向上させた円すい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】
【０００９】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内周面に円すい状の外輪軌道面を有する外輪と、外周面に円すい状の内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配設された複数の円すいころと、を備え、前記円すいころの大端面に接触して該円すいころを案内する大鍔が前記内輪に形成された円すいころ軸受であって、前記円すいころの大端面が凸球面に成形されており、前記円すいころが、凸球面とされた大端面の中心において前記大鍔に接触することを特徴とする円すいころ軸受。
（２）前記円すいころの凸球面とされた大端面の該円すいころの軸方向についての寸法が、前記大鍔と交わる前記内輪軌道面の縁部において研削が施される有効領域を除く領域の該円すいころの軸方向についての寸法よりも大きいことを特徴とする（１）に記載の円すいころ軸受。
（３）前記円すいころの大端面に接触する前記大鍔の案内面が、前記円すいころの大端面の曲率半径よりも大きい曲率半径を有する円弧状の母線で構成される凹曲面に成形されていることを特徴とする（１）に記載の円すいころ軸受。
【００１０】
図６および図７に示す従来の円すいころ軸受３０を参照して、高速回転性能について円すいころ軸受が玉軸受に劣る要因の一つとして、大鍔３５と円すいころ３３の大端面３３ａとの間に発生する焼付きがある。そして、本発明者らは、大鍔３５と円すいころ３３の大端面３３ａとの間の焼付きが、高速回転に伴う大鍔３５と円すいころ３３の大端面３３ａとの間のＰＶ値（Ｐ：ころ端面の接触面圧、Ｖ：ころ端面の接触部分の回転周速）の上昇に基因することを見出し、本発明をするに至ったものである。
【００１１】
従来の円すいころ軸受３０では、円すいころ３３の大端面３３ａは実質的に平面であり、また、大鍔３５は、円すいころ３３の軸よりも内径側に寄った位置で大端面３３ａに接触している。そのため、大鍔３５と円すいころ３３の大端面３３ａとの間のＰＶ値は比較的高いものとなる。
【００１２】
これに対し、本発明の円すいころ軸受によれば、円すいころの大端面を凸球面に成形して、この大端面の中心において円すいころを大鍔に接触させており、大鍔と円すいころの大端面との接触部分の周速を低くすることができる。これにより、大鍔と円すいころの大端面との間のＰＶ値を下げて焼付きを防止することができ、高速回転性能を向上させることができる。
【００１３】
また、円すいころの凸球面とされた大端面の該円すいころの軸方向についての寸法を、大鍔と交わる内輪軌道面の縁部において研削が施される有効領域を除く領域の円すいころの軸方向についての寸法よりも大きくすれば、大鍔と内輪軌道面とが交わる角に逃げを設ける必要をなくすことができる。これにより、内輪の加工コストを低減することができ、また、逃げをなくすことで、その部分への応力集中を回避することができる。
【００１４】
また、円すいころの大端面に接触する大鍔の案内面を、円すいころの大端面の曲率半径よりも大きい曲率半径を有する円弧状の母線で構成される凹曲面に成形すれば、円すいころが軸方向に傾くチルト現象が発生した際にも、凸球面とされた大端面の中心において円すいころを大鍔に接触させることができる。これにより、大鍔と円すいころの大端面との接触部分の周速の増大を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、簡易な構造で円すいころ軸受の高速回転性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る円すいころ軸受の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る円すいころ軸受の第１実施形態を説明するための断面図、図２は図１の円すいころ軸受の要部拡大断面図、図３は図１の円すいころ軸受けの各部の寸法を説明するための要部拡大断面図である。
【００１８】
本実施形態の円すいころ軸受１０は、図１および図２に示すように、内周面に円すい状の外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に円すい状の内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動自在に配設される複数の円すいころ１３と、円すいころ１３を円周方向に等間隔に保持する保持器１４と、を備えている。
【００１９】
内輪１２には、その大径側端部において内輪軌道面１２ａに隣接する位置に、円すいころ１３の大端面１３ａに接触して円すいころ１３を案内し、またアキシアル荷重を受ける大鍔１５が形成されている。また、内輪１２には、その小径側端部において内輪軌道面１２ａに隣接する位置に、円すいころ１３の小端面１３ｂに接触して円すいころ１３の抜け落ちを防止する小鍔１６が形成される。
【００２０】
円すいころ１３の大端面１３ａは凸球面に成形されている。そして、円すいころ１３は、凸球面とされた大端面１３ａの中心において大鍔１５の案内面１５ａに接触する。尚、本実施形態の円すいころ軸受１０においては、円すいころ１３の小端面１３ｂもまた凸球面に成形されている。
【００２１】
図３に示すように、凸球面とされた大端面１３ａの円すいころ１３の軸方向についての寸法ＬＬ１は、大鍔１５と交わる内輪軌道面１２ａの縁部において研削が施される有効領域を除く領域Ａ１の円すいころ１３の軸方向についての寸法（研削不可長さ）Ｌ１よりも大きくなっている。内輪軌道面１２ａの領域Ａ１には、従来であれば窪みである逃げ（図７に示す逃げ３７参照）が形成されるところ、本実施形態の円すいころ軸受１０では、上記構成により円すいころ１３が領域Ａ１に接触することがないので、逃げが省略されている。
【００２２】
同様に、円すいころ１３の凸球面とされた小端面１３ｂの円すいころ１３の軸方向についての寸法ＬＬ２は、小鍔１６と交わる内輪軌道面１２ａの縁部において研削が施される有効領域を除く領域Ａ２の円すいころ１３の軸方向についての寸法（研削不可長さ）Ｌ２よりも大きくなっている。内輪軌道面１２ａの領域Ａ２には、従来であれば窪みである逃げ（図７に示す逃げ３８参照）が形成されるところ、本実施形態の円すいころ軸受１０では、上記構成により円すいころ１３が領域Ａ２に接触することがないので、逃げが省略されている。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受１０によれば、円すいころ１３の大端面を凸球面に成形して、この大端面１３ａの中心において円すいころ１３を大鍔１５に接触させているため、大鍔１５と円すいころ１３の大端面１３ａとの接触部分の周速を低くすることができる。これにより、大鍔１５と円すいころ１３の大端面１３ａとの間のＰＶ値を下げて焼付きを防止することができ、高速回転性能を向上させることができる。
【００２４】
また、凸球面とされた大端面１３ａの円すいころ１３の軸方向についての寸法ＬＬ１を、大鍔１５と交わる内輪軌道面１２ａの縁部において研削が施される有効領域を除く領域Ａ１の円すいころ１３の軸方向についての寸法Ｌ１よりも大きくしているので、大鍔１５と内輪軌道面１２ａとが交わる角に逃げを設ける必要をなくすことができる。これにより、内輪１２の加工コストを低減することができ、また、逃げをなくすことで、その部分への応力集中を回避することができる。
【００２５】
同様に、凸球面とされた小端面１３ｂの円すいころ１３の軸方向についての寸法ＬＬ２を、小鍔１６と交わる内輪軌道面１２ａの縁部において研削が施される有効領域を除く領域Ａ２の円すいころ１３の軸方向についての寸法Ｌ２よりも大きくしているので、小鍔１６と内輪軌道面１２ａとが交わる角に逃げを設ける必要をなくすことができる。これにより、内輪１２の加工コストを低減することができ、また、逃げをなくすことで、その部分への応力集中を回避することができる。
【００２６】
（第２実施形態）
図４は本発明に係る円すいころ軸受の第２実施形態を説明するための断面図、図５は図４の円すいころ軸受の要部拡大断面図である。なお、上記第１実施形態の円すいころ軸受１０と重複する部分については各図に同一符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
本実施形態の円すいころ軸受２０は、図４および図５に示すように、円すいころ１３の大端面１３ａに接触する大鍔１５の案内面１５ａ´が、凸球面とされた大端面１３ａの曲率半径よりも大きい曲率半径を有する円弧状の母線で構成される凹曲面に成形されている。
【００２８】
上記構成の円すいころ軸受２０によれば、円すいころ１３が軸方向に傾くチルト現象が発生した際にも、凸球面とされた大端面１３ａの中心において円すいころ１３を大鍔１５に接触させることができる。それにより、大鍔１５と円すいころ１３の大端面１３ａとの接触部分の周速の増大を抑制することができる。その他の作用効果は上記第１実施形態と同様である。
【００２９】
尚、本実施形態の円すいころ軸受２０では、大鍔１５の案内面１５ａ´を凹曲面に成形したことにより、大鍔１５と交わる内輪軌道面１２ａの縁部において研削が施される有効領域を除く領域Ａ１に円すいころ１３がかかることになるため、大鍔１５と内輪軌道面１２ａとが交わる角に逃げ２１を形成している。ただし、凸球面とされた大端面１３ａの円すいころ１３の軸方向についての寸法ＬＬ１および大鍔１５と交わる内輪軌道面１２ａの縁部において研削が施される有効領域を除く領域Ａ１の円すいころ１３の軸方向についての寸法Ｌ１の設定によっては、逃げ２１を不要とすることもできる。
【００３０】
なお、本発明の構成は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る円すいころ軸受の第１実施形態を説明するための断面図である。
【図２】図１の円すいころ軸受の要部拡大断面図である。
【図３】図１の円すいころ軸受けの各部の寸法を説明するための要部拡大断面図である。
【図４】本発明に係る円すいころ軸受の第２実施形態を説明するための断面図である。
【図５】図４の円すいころ軸受の要部拡大断面図である。
【図６】従来の円すいころ軸受を説明するための断面図である。
【図７】図６の円すいころ軸受の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  円すいころ軸受
１１  外輪
１１ａ  外輪軌道面
１２  内輪
１２ａ  内輪軌道面
１３  円すいころ
１３ａ  大端面
１５  大鍔
１５ａ  案内面
【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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