JP2002122146A - 円錐ころ軸受 - Google Patents

円錐ころ軸受

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JP2002122146A
JP2002122146A JP2000316566A JP2000316566A JP2002122146A JP 2002122146 A JP2002122146 A JP 2002122146A JP 2000316566 A JP2000316566 A JP 2000316566A JP 2000316566 A JP2000316566 A JP 2000316566A JP 2002122146 A JP2002122146 A JP 2002122146A
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tapered
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large end
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Kimihiro Hanai
公弘 花井
Takashi Tsujimoto
崇 辻本
Tsukasa Yamakawa
司 山川
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NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/583—Details of specific parts of races
    • F16C33/585—Details of specific parts of races of raceways, e.g. ribs to guide the rollers

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円錐ころ軸受の使用に伴う予圧抜けを防止し
て、軸受寿命の低下を防ぐことである。 【解決手段】 円錐ころ７の大端面９の曲率半径Ｒを、
円錐角の頂点から内輪大鍔面４までの基準距離Ｒb の７
５〜８５％に設定することにより、大端面９と大鍔面４
の間に油膜を形成せしめ、金属接触による摩耗を防止す
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、円錐ころ軸受に
関し、特に予圧抜け対策に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ディファレンシャルのリングギア支持部
やトランスミッションのシャフト支持部等の車両用動力
伝達装置に使用される円錐ころ軸受の一例を図５に示
す。この円錐ころ軸受は、円錐状の軌道面２１を有する
外輪２２と、円錐状の軌道面２３を有し、この軌道面２
３の大径側に大鍔面２４、小径側に小鍔面２５が設けら
れた内輪２６と、外輪２２と内輪２６の各軌道面２１、
２３の間に転動自在に配列された複数の円錐ころ２７
と、円錐ころ２７を所定の円周方向等間隔に保持する保
持器２８とで構成される。内輪２６の大鍔面２４と小鍔
面２５間の距離は、円錐ころ２７の長さよりもわずかに
長く設計されている。
【０００３】前記円錐ころ２７は、外輪２２と内輪２６
の各軌道面２１、２３と線接触し、円錐ころ２７および
各軌道面２１、２３の各円錐角頂点が、円錐ころ軸受の
中心線上の一点Ｏで一致するように設計されている。こ
れにより、円錐ころ２７は各軌道面２１、２３に沿って
転がり運動をすることができる。
【０００４】円錐ころ軸受では、前記各軌道面２１、２
３の円錐角が異なるので、各軌道面２１、２３から円錐
ころ２７に加わる荷重の合力が、円錐ころ２７を前記内
輪２６の大鍔面２４側に押す方向に作用する。したがっ
て、円錐ころ２７は、軸受使用時に大端面２９が大鍔面
２４に押し付けられて案内され、大端面２９と大鍔面２
４とはすべり接触する。
【０００５】一方、前記内輪２６の大鍔面２４と小鍔面
２５間の距離は円錐ころ２７の長さよりもわずかに長く
設計されているので、図５（ｂ）に拡大して示すよう
に、小鍔面２５は円錐ころ２７の小端面３０とは接触せ
ず、両者の間にはわずかな隙間が存在する。また、小鍔
面２５は、円錐ころ２７の小端面３０に対して外側に傾
斜した面で形成される。
【０００６】前記の円錐ころ軸受において、円錐ころ２
７の大端面２９の曲率半径Ｒは、図示の基準距離Ｒb
（円錐ころ２７の円錐角の頂点から前記内輪大鍔面２４
までの距離）の９０〜９７％に設定されるのが一般的で
あった。また、従来は内輪大鍔面の面粗さは０．１〜
０．３μｍに設定されていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記の円錐ころ軸受
は、その使用中の円錐ころ２７の軸方向移動を防止し、
円錐ころ２７を外輪２２及び内輪２６の各軌道面２１、
２３と安定して線接触させるために、軸方向の予圧が負
荷される。
【０００８】しかし、使用によって円錐ころ２７の大端
面２９と大鍔面２４との間の金属接触、及び円錐ころ２
７のスキュー時における大端面２９のエッジ部と大鍔面
２４との接触による、いわゆる鍔かじりの発生等によ
り、前記の予圧が次第に低下する現象、いわゆる予圧抜
けが発生する。
【０００９】予圧と軸受寿命の関係は、図６に示すよう
に、適当な大きさの予圧（アキシャルすき間が負の領
域）が有る場合は、寿命比（Ｌ／Ｌ0 ）（Ｌは、すき間
・予圧を考慮した寿命、Ｌ0 はすき間０の場合の寿命）
が１以上となるが、アキシャルすき間がゼロから正の領
域に入ると予圧抜けが発生し、寿命比は次第に低下す
る。
【００１０】そこで、この発明は、予圧抜けを防ぐこと
により、円錐ころ軸受の長寿命化を図ることを課題とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、前記円錐ころの耐予圧抜け対策とし
て、その大端面の曲率半径Ｒを、円錐ころの円錐角の頂
点から前記内輪大鍔面までの基準距離Ｒb の７５〜８５
％に設定したのである。さらに、これに加えて内輪大鍔
面の面粗さが０．０１〜０．０８μｍ、前記円錐ころの
大端面の面粗さが０．０１〜０．０８μｍである構成を
採用することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図１
から図４に基づいて説明する。図１及び図２に示すよう
に、実施形態の円錐ころ軸受は、従来の場合と同様に、
円錐状の軌道面１を有する外輪２と、円錐状の軌道面３
を有し、この軌道面３の大径側に大鍔面４、小径側に小
鍔面５が設けられた内輪６と、外輪２と内輪６の各軌道
面１、３の間に転動自在に配列された複数の円錐ころ７
と、円錐ころ７を所定の円周方向等間隔に保持する保持
器８とで構成される。内輪６の大鍔面４と小鍔面５間の
距離は、円錐ころ７の長さよりもわずかに長く設計され
ている。
【００１３】前記円錐ころ７は、外輪２と内輪６の各軌
道面１、３と線接触し、円錐ころ７および各軌道面１、
３の各円錐角頂点が、円錐ころ軸受の中心線上の一点Ｏ
で一致するように設計されている。これにより、円錐こ
ろ７は各軌道面１、３に沿って転がり運動をすることが
できる。
【００１４】円錐ころ軸受では、前記各軌道面１、３の
円錐角が異なるので、各軌道面１、３から円錐ころ７に
加わる荷重の合力が、円錐ころ７を前記内輪６の大鍔面
４側に押す方向に作用する。したがって、円錐ころ７
は、軸受使用時に大端面９が大鍔面４に押し付けられて
案内され、大端面９と大鍔面４とはすべり接触する。
【００１５】一方、前記内輪６の大鍔面４と小鍔面５間
の距離は円錐ころ７の長さよりもわずかに長く設計され
ているので、図２（ｂ）に拡大して示すように、小鍔面
５は円錐ころ７の小端面１０とは接触せず、両者の間に
はわずかな隙間が存在する。また、小鍔面５は、円錐こ
ろ７の小端面１０に対して外側に傾斜した面で形成され
る。
【００１６】前記の円錐ころ軸受において、円錐ころ７
の大端面９の曲率半径Ｒ（図３参照）は、図示の基準距
離Ｒb （円錐ころ７の円錐角の頂点から内輪大鍔面４ま
での距離）の７５〜８５％以下に設定される。また、内
輪６の大鍔面４の面粗さは０．０１〜０．０８μｍ、円
錐ころ７の大端面９の面粗さは０．０１〜０．０８μｍ
に形成される。
【００１７】なお、上記の各面粗さの下限値（０．０１
μｍ）は、加工能力限界であり、上限値（０．０８μ
ｍ）は予圧抜けに対し有効な面粗さの限界値である。
【００１８】
【実験例】前記の実施形態に示した円錐ころ軸受につい
て、円錐ころ７の大端面９の曲率半径Ｒの大きさと、予
圧抜け量の関係について行った実験結果を図４に示す。
実験条件は、Ｒ／Ｒb のパーセンテージを７０％から９
５％まで５％ごとに変えた試験対象をそれぞれ２個（N
o. １、No．２）づつ用意し、初期予圧を４．９ｋＮに
設定し、１００時間の運転を行い、予圧の抜け量を測定
した。
【００１９】なお、上記試験対象No. １、No. ２の大鍔
面９の面粗さは０．８μｍ、大端面９の面粗さは０．８
μｍであった。
【００２０】図４に示すように、７５％において予圧抜
け量が最も小さく、７５〜８５％が望ましい範囲である
ということができる。この範囲において望ましい結果を
示したのは、円錐ころ７の大端面９の曲率半径Ｒを従来
より小さく設定することにより、大端面９と大鍔面４と
の間における油膜形成が容易になり、金属接触による摩
耗が発生しにくくなったこと、また円錐ころ７のスキュ
ー時の鍔かじりも起きにくくなったことによるものと考
えられる。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る円錐ころ
軸受は、円錐ころの大端面の曲率半径Ｒの大きさを基準
距離Ｒb の７５〜８５％に設定したことにより、予圧抜
けが小さくなり、軸受寿命及びこれを用いたミッション
ギヤ等の寿命低下も抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の一部省略断面図
【図２】（ａ）同上の拡大断面図 （ｂ）（ａ）図の一部拡大断面図
【図３】同上の円錐ころの平面図
【図４】同上の実験結果のグラフ
【図５】（ａ）従来例の一部断面図 （ｂ）同上の一部拡大図
【図６】予圧と軸受寿命の関係を表わすグラフ
【符号の説明】
１ 軌道面 ２ 外輪 ３ 軌道面 ４ 大鍔面 ５ 小鍔面 ６ 内輪 ７ 円錐ころ ８ 保持器 ９ 大端面 １０ 小端面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山川 司 三重県桑名市大字東方字尾弓田3066 エヌ ティエヌ株式会社内 Ｆターム(参考） 3J012 AB05 BB03 EB14 FB12 3J101 AA16 AA25 AA32 AA42 AA54 AA62 BA05 BA53 FA31 FA41 GA01 GA11

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 円錐状の軌道面を有する外輪と、円錐状
    の軌道面を有し、この軌道面の大径側に大鍔面、小径側
    に小鍔面が設けられた内輪と、外輪の軌道面と内輪の軌
    道面との間に転動自在に配列された複数の円錐ころと、
    円錐ころを所定の円周方向間隔に保持する保持器とを備
    え、軸受使用時に円錐ころの大端面が前記内輪の大鍔面
    と接触して案内され、前記円錐ころと外輪及び内輪の各
    軌道面との間に所要の予圧を付与してなる円錐ころ軸受
    において、前記円錐ころの大端面の曲率半径Ｒを、円錐
    ころの円錐角の頂点から前記大鍔面までの基準距離Ｒb
    の７５〜８５％に設定したことを特徴とする円錐ころ軸
    受。
  2. 【請求項２】 前記円錐ころの大端面の曲率半径Ｒの大
    きさが、該円錐ころの耐予圧抜け対策として設定された
    ことを特徴とする請求項１に記載の円錐ころ軸受。
  3. 【請求項３】 前記の内輪大鍔面の面粗さが、０．０１
    〜０．０８μｍ、前記円錐ころの大端面の面粗さが０．
    ０１〜０．０８μｍであることを特徴とする請求項１又
    は２に記載の円錐ころ軸受。
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