JP2005009533A - 円すいころ軸受 - Google Patents
円すいころ軸受 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005009533A JP2005009533A JP2003172153A JP2003172153A JP2005009533A JP 2005009533 A JP2005009533 A JP 2005009533A JP 2003172153 A JP2003172153 A JP 2003172153A JP 2003172153 A JP2003172153 A JP 2003172153A JP 2005009533 A JP2005009533 A JP 2005009533A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- life
- ring raceway
- raceway surface
- tapered roller
- roller bearing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- 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
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
- F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
- F16C19/36—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
- F16C19/364—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
-
- 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
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C23/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
- F16C23/06—Ball or roller bearings
- F16C23/08—Ball or roller bearings self-adjusting
- F16C23/088—Ball or roller bearings self-adjusting by means of crowning
-
- 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
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
- F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
- F16C2240/50—Crowning, e.g. crowning height or crowning radius
-
- 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
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
- F16C2300/02—General use or purpose, i.e. no use, purpose, special adaptation or modification indicated or a wide variety of uses mentioned
Abstract
【課題】エッジロードの抑制および接触部の面圧を緩和して寿命を確保することのできる円すいころ軸受を提供する。
【解決手段】外輪軌道面２１における中央部の軸方向曲率半径Ｒｏ１と、内輪軌道面３１における中央部の軸方向曲率半径Ｒｉ１の比Ｒｉ１／Ｒｏ１をパラメータとし、このパラメータの値を０．７＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜１．０とした。このため、転動体４０の転動面４１が、外輪軌道面２１の中央部および内輪軌道面３１の中央部と接触する面積を最適範囲とすることができ、大きなミスアライメントがある場合にはいわゆるエッジロードの発生を抑制することができる。また、小さなミスアライメントの場合にも、接触面圧を緩和できるので、両軸方向曲率半径Ｒｏ１、Ｒｉ１を同じとした場合に比して、円すいころ軸受１０の寿命を長くできる。
【選択図】 図１
【解決手段】外輪軌道面２１における中央部の軸方向曲率半径Ｒｏ１と、内輪軌道面３１における中央部の軸方向曲率半径Ｒｉ１の比Ｒｉ１／Ｒｏ１をパラメータとし、このパラメータの値を０．７＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜１．０とした。このため、転動体４０の転動面４１が、外輪軌道面２１の中央部および内輪軌道面３１の中央部と接触する面積を最適範囲とすることができ、大きなミスアライメントがある場合にはいわゆるエッジロードの発生を抑制することができる。また、小さなミスアライメントの場合にも、接触面圧を緩和できるので、両軸方向曲率半径Ｒｏ１、Ｒｉ１を同じとした場合に比して、円すいころ軸受１０の寿命を長くできる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、転動面の軸方向に凹状の母線形状を有する外輪および内輪と、凸状の母線形状を有する略円すい形状の転動体を有する円すいころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のころ軸受は、取付誤差や軸のたわみなどによってミスアライメントが生じると、ころ端部が外輪軌道面あるいは内輪軌道面と接触する位置の片側で、局所的な接触圧力の上昇（いわゆるエッジロード）が発生し、早期損傷を起こす虞れがあった。
【０００３】
そこで、このような早期損傷を防ぐために、ころ軸受の内外輪軌道面やころ転動面を凸状の母線形状に形成するクラウニング加工を施すことが行われている。
但し、大きなミスアライメントに対応するためにはクラウニング半径を小さくする必要があるが、ミスアライメントが小さい場合には、クラウニング半径を小さくすると各軌道面ところの接触部の中央部分における面圧が高くなるという不具合を生じる。
【０００４】
このような問題点を解決すべく、大きなミスアライメントがある場合にはエッジロードの発生を抑制し、かつ、ミスアライメントが小さい場合でも接触面圧が緩和される円すいころ軸受が考えられた（例えば、特許文献１参照）。
なお、円すいころ軸受の寿命の計算方法としては、外輪中央部の軸方向曲率半径と、内輪中央部の軸方向曲率半径との比をパラメータとして算出する方法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
すなわち、図８（Ａ）に示すように、ころ軸受１００は、外輪１０１の外輪軌道面１０２と、内輪１０３の内輪軌道面１０４との間に、複数配置された略円柱あるいは略円すい形状のころ１０５とを有している。各ころ１０５は、図８（Ｂ）に示すように、転動面の中央部を両軌道面１０２、１０４に対応して凸状の第１母線１０６により形成し、転動面の両端部側を第１母線１０６よりも小さな曲率半径の第２母線１０７により形成している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−７４０７５号公報（第３頁、第１図）
【非特許文献１】
Ｔ．Ａ．Ｈａｒｒｉｓ著”Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｂｅａｒｉｎｇ Ａｎａｌｙｓｉｓ”（３ｒｄ ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，１９９１）（７０８頁〜７１２頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したころ軸受１００においても、外輪１０１の外輪軌道面１０２の曲率半径、内輪１０３の内輪軌道面１０４の曲率半径、ころ１０５の母線１０６、１０７の曲率半径の値によっては、期待されたような効果が得られないという問題がある。
【０００８】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エッジロードの抑制および接触部の面圧を緩和して寿命を確保することのできる円すいころ軸受を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明にかかる円すいころ軸受は、請求項１に記載したように、内周面に軸方向に凹状の外輪軌道面が設けられた外輪と、外周面に軸方向に凹状の内輪軌道面が設けられた内輪と、前記両軌道面間に複数配置された凸状の母線形状で構成される略円すい形状の転動体とを備えた円すいころ軸受であって、前記外輪軌道面の中央部における軸方向曲率半径をＲｏ１とし、前記内輪軌道面の中央部における軸方向曲率半径をＲｉ１としたときに、両軸方向曲率半径の比Ｒｉ１／Ｒｏ１が、０．７＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜１．０であることを特徴としている。
【００１０】
このように構成された円すいころ軸受においては、外輪軌道面における中央部の軸方向曲率半径Ｒｏ１と、内輪軌道面における中央部の軸方向曲率半径Ｒｉ１の比Ｒｉ１／Ｒｏ１をパラメータとし、このパラメータの値を０．７＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜１．０とした。このため、転動体の転動面が、外輪軌道面の中央部および内輪軌道面の中央部と接触する面積を最適範囲とすることができるので、大きなミスアライメントがある場合にはいわゆるエッジロードの発生を抑制し、小さなミスアライメントの場合にも、接触面圧を緩和することができるので、両軸方向曲率半径Ｒｏ１、Ｒｉ１を同じとした場合に比して、円すいころ軸受の寿命を長くできる。
【００１１】
また、本発明にかかる円すいころ軸受は、請求項２に記載したように、請求項１に記載した円すいころ軸受において、前記外輪軌道面が軸方向両端部に向かって前記転動体の転動面から離れるように構成されるとともに、前記内輪軌道面が軸方向両端部に向かって前記転動体の転動面から離れるように構成されていることを特徴としている。
【００１２】
このように構成された円すいころ軸受においては、外輪軌道面の母線形状が軸方向両端部に向かって転動体の転動面から離れるように構成されるとともに、内輪軌道面が軸方向両端部に向かって転動体の転動面から離れるように構成されているので、大きなミスアライメントに対応することができ、円すいころ軸受の寿命を長くすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る円すいころ軸受の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１に示すように、本発明に係る円すいころ軸受の実施形態である円すいころ軸受１０は、外輪２０と内輪３０との間に転動体である複数個のころ４０を回転自在に有している。
【００１５】
外輪２０の内周面には、軸方向に凹状の母線形状を有する外輪軌道面２１が設けられている。外輪軌道面２１の中央部における軸方向曲率半径はＲｏ１であり、軸方向に一定値となっている。また、軸方向両端部（図１において左右両端部）における軸方向曲率半径はＲｏ２，Ｒｏ２´となっている。
ここで、Ｒｏ２とＲｏ２´とは、等しい値でもよく、異なる値でもよい。
【００１６】
一方、内輪３０の外周面には、軸方向に凹状の母線形状を有する内輪軌道面３１が設けられており、内輪軌道面３１の中央部における軸方向曲率半径はＲｉ１であり、軸方向に一定値となっている。また、軸方向両端部における軸方向曲率半径はＲｉ２となっている。
【００１７】
また、ころ４０の断面方向の外径Ｄｌ、Ｄｒは、図１中左右両端面において、一方の端面における外径の方が他方の端面における外径よりも大きくなっており（Ｄｒ＞Ｄｌ）、全体として円すい形状となっている。
【００１８】
内輪軌道面３１の両端部の軸方向曲率半径Ｒｏ２，Ｒｏ２´、内輪軌道面３１の両端部の軸方向曲率半径Ｒｉ２，Ｒｉ２´は、軸方向両端部に向かってころ４０の転動面４１から離れる母線形状となるように構成されている。
【００１９】
次に、種々の円すいころ軸受について、外輪２０中央部の軸方向曲率半径Ｒｏ１と、内輪３０中央部の軸方向曲率半径Ｒｉ１との比Ｒｉ１／Ｒｏ１をパラメータとして、各円すいころ軸受の寿命を比較する。
ここで、寿命の計算は、Ｔ．Ａ．Ｈａｒｒｉｓ著”Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｂｅａｒｉｎｇ Ａｎａｌｙｓｉｓ”（３ｒｄ ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，１９９１）の７０８頁〜７１２頁を参照して行った。
【００２０】
図２〜図４には、円すいころ軸受について、軸方向曲率半径の比Ｒｉ１／Ｒｏ１をパラメータとして、円すいころ軸受について計算した寿命比の結果が示す。ここで、寿命比とは、Ｒｉ１／Ｒｏ１＝１．０のときの寿命値を１としたときの寿命値をあらわしている。
従って、寿命比が１．０よりも大きいということは、外輪２０の中央部における軸方向曲率半径Ｒｏ１と、内輪３０の中央部における軸方向曲率半径Ｒｉ１とを同じにした場合の円すいころ軸受の寿命よりも寿命が長い円すいころ軸受であることを意味する。
【００２１】
図２（Ａ）〜（Ｄ）に本発明に係る円すいころ軸受１０について、内径φ８５ｍｍ、外径φ１５０ｍｍ、組み立て幅３８．５ｍｍの場合の計算結果を示す。
なお、図２（Ａ）および（Ｂ）は純アキシアル荷重条件、図２（Ｃ）および（Ｄ）はＦａ／Ｆｒ＝０．５のラジアル荷重およびアキシアル荷重が負荷される荷重条件で、円すいころ軸受が使用される条件として最も一般的であると考えられるＰ／Ｃ＝０．１、０．２のときの寿命値である。
ここで、Ｐは動等価荷重であり、Ｃは動定格荷重である。
【００２２】
図２（Ａ）〜（Ｄ）について、寿命比が１．０を超える場合、すなわち、Ｒｉ１／Ｒｏ１＝１．０のときの寿命よりも寿命が長くなる場合のパラメータＲｉ１／Ｒｏ１の値を抽出して図５（Ａ）に示す。
図２（Ａ）においては、０．７１＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０である。図２（Ｂ）においては、０．６８＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０である。図２（Ｃ）においては、０．７≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０である。図２（Ｄ）においては、０．６７＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０となる。
【００２３】
図３（Ａ）〜（Ｄ）において、内径φ４０ｍｍ、外径φ８５ｍｍ、組み立て幅２０．６３８ｍｍの円すいころ軸受の場合の計算結果を示す。
なお、図２の場合と同様に、図３（Ａ）および（Ｂ）は純アキシアル荷重条件、図３（Ｃ）および（Ｄ）はＦａ／Ｆｒ＝０．５のラジアル荷重およびアキシアル荷重が負荷される荷重条件で、円すいころ軸受が使用される条件として最も一般的であると考えられるＰ／Ｃ＝０．１、０．２のときの寿命値である。
【００２４】
図３（Ａ）〜（Ｄ）について、寿命比が１．０を超える場合、すなわち、Ｒｉ１／Ｒｏ１＝１．０のときの寿命よりも寿命が長くなる場合のパラメータＲｉ１／Ｒｏ１の値を抽出して図５（Ｂ）に示す。
図３（Ａ）においては、０．７３＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０である。図２（Ｂ）においては、０．７２＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０である。図２（Ｃ）においては、０．７２＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０である。図２（Ｄ）においては、０．７１＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０となる。
【００２５】
図４（Ａ）〜（Ｄ）において、内径φ１８０ｍｍ、外径φ２８０ｍｍ、組み立て幅６４ｍｍの円すいころ軸受の場合の計算結果を示す。
なお、図２および図３の場合と同様に、図４（Ａ）および（Ｂ）は純アキシアル荷重条件、図４（Ｃ）および（Ｄ）はＦａ／Ｆｒ＝０．５のラジアル荷重およびアキシアル荷重が負荷される荷重条件で、円すいころ軸受が使用される条件として最も一般的であると考えられるＰ／Ｃ＝０．１、０．２のときの寿命値である。
【００２６】
図４（Ａ）〜（Ｄ）について、寿命比が１．０を超える場合、すなわち、Ｒｉ１／Ｒｏ１＝１．０のときの寿命よりも寿命が長くなる場合のパラメータＲｉ１／Ｒｏ１の値を抽出して図５（Ｃ）に示す。
図４（Ａ）においては、０．７２＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０である。図４（Ｂ）においては、０．６８＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０である。図４（Ｃ）においては、０．７０≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０である。図４（Ｄ）においては、０．６７＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０となる。
【００２７】
図５（Ａ）より、前述の図２（Ａ）〜（Ｄ）において、いずれの場合にも寿命比が１．０以上となる範囲は、パラメータＲｉ１／Ｒｏ１が、０．７１＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜１．０であることが判る。同様にして、図５（Ｂ）より、前述の図３（Ａ）〜（Ｄ）において、いずれの場合にも寿命比が１．０以上となる範囲は、パラメータＲｉ１／Ｒｏ１が、０．７３＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜１．０であることが判る。また、図５（Ｃ）より、前述の図４（Ａ）〜（Ｄ）において、いずれの場合にも寿命比が１．０以上となる範囲は、パラメータＲｉ１／Ｒｏ１が、０．７１＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜１．０であることが判る。
【００２８】
従って、パラメータＲｉ１／Ｒｏ１の値を０．６７〜０．７３≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０とすることにより、寿命比が１．０以上となることがわかる。
このときもっとも広い範囲として０．６≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０を採用することができ、もっとも確実に長寿命とする場合は０．７３＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜０．９の範囲を採用する。
なお、中央値を用いて、０．７＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜１．０を選択することが一般的に採用され、図２〜図４に示したいずれの場合にも、寿命比が１．０を上回る。
【００２９】
次に、寿命比に対する寿命比の最大値に対し約３割長寿命になる寿命比を基準値として、パラメータＲｉ１／Ｒｏ１の比を抽出して図６に示す。
図６（Ａ）は図２に対応するデータである。
図２（Ａ）においては、寿命比の最大値は約１．６２であり、この値に対し約３割長寿命になる寿命比は約１．２であり、０．７４≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９５である。図２（Ｂ）においては、寿命比の最大値は約１．２６であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．０８であり、０．７３≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９５である。図２（Ｃ）においては、寿命比の最大値は約１．４であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．１２であり、０．７４≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９５である。図２（Ｄ）においては、寿命比の最大値は約１．２であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．０６であり、０．７０≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９５となる。
【００３０】
図６（Ｂ）は図３に対応するデータである。
図３（Ａ）においては、寿命比の最大値は約３．８であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．８５であり、０．７６≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９である。図３（Ｂ）においては、寿命比の最大値は約２．９であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．６であり、０．７４≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９２である。図３（Ｃ）においては、寿命比の最大値は約３．１であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．６５であり、０．７５≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９である。図３（Ｄ）においては、寿命比の最大値は約２．２であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．４であり、０．７４≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９２となる。
【００３１】
図６（Ｃ）は図４に対応するデータである。
図４（Ａ）においては、寿命比の最大値は約２．６であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．５であり、０．７３≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９２である。図４（Ｂ）においては、寿命比の最大値は約２．２であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．３５であり、０．７３≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９３である。図３（Ｃ）においては、寿命比の最大値は約２．３であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．４であり、０．７３≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９２である。図４（Ｄ）においては、寿命比の最大値は約１．８であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．２５であり、０．７２≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９３となる。
【００３２】
これらの結果から、０．７〜０．７６≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９〜０．９５とすることにより、より長寿命とすることができる。このときもっとも広い範囲でとしては０．７〜≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９５を採用することができ、もっとも確実に長寿命とする場合は０．７６≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９の範囲を採用する。なお、中央値を用いて、０．７３≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９２５を選択することが一般的に採用される。
【００３３】
さらに、寿命比１に対する寿命比の最大値に対し約５割長寿命となる寿命比を基準値として、パラメータＲｉ１／Ｒｏ１の比を抽出して図７に示す。
図７（Ａ）は図２に対応するデータである。
図２（Ａ）においては、寿命比の最大値は約１．６２であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．３１であり、０．７５≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９３である。図２（Ｂ）においては、寿命比の最大値は約１．２６であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．１３であり、０．７５≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９５である。図２（Ｃ）においては、寿命比の最大値は約１．４であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．２であり、０．７５≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９２である。図２（Ｄ）においては、寿命比の最大値は約１．２であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．１であり、０．７≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９となる。
【００３４】
図７（Ｂ）は図３に対応するデータである。
図３（Ａ）においては、寿命比の最大値は約３．８であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約２．４であり、０．７８≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．８８である。図３（Ｂ）においては、寿命比の最大値は約２．９であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．９であり、０．７６≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．８９である。図３（Ｃ）においては、寿命比の最大値は約２．１であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約２．１であり、０．７７≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．８８である。図３（Ｄ）においては、寿命比の最大値は約２．２であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．６であり、０．７５≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９となる。
【００３５】
図７（Ｃ）は図４に対応するデータである。
図４（Ａ）においては、寿命比の最大値は約２．６であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．８であり、０．７５≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．８８である。図４（Ｂ）においては、寿命比の最大値は約２．２であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．６であり、０．７４≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．８９である。図４（Ｃ）においては、寿命比の最大値は約２．３であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．７であり、０．７４≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．８９である。図４（Ｄ）においては、寿命比の最大値は約１．８であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．４であり、０．７３≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９となる。
【００３６】
これらの結果から、０．７２〜０．７８≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．８８〜０．９３とすることにより、さらに長寿命とすることができる。このときもっとも広い範囲でとしては０．７２〜≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９３を採用することができ、もっとも確実に長寿命とする場合は０．７８≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．８８の範囲を採用する。なお、中央値を用いて、０．７５≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９を選択することが一般的に採用される。
【００３７】
以上、前述した円すいころ軸受によれば、外輪軌道面２１における中央部の軸方向曲率半径Ｒｏ１と、内輪軌道面３１における中央部の軸方向曲率半径Ｒｉ１の比Ｒｉ１／Ｒｏ１をパラメータとし、このパラメータの値を０．７＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜１．０とした。
このため、ころ４０の転動面４１が、外輪軌道面２１の中央部および内輪軌道面３１の中央部と接触する面積を最適範囲とすることができ、大きなミスアライメントがある場合にはいわゆるエッジロードの発生を抑制できる。
また、小さなミスアライメントの場合にも、接触面圧を緩和できるので、両軸方向曲率半径Ｒｏ１、Ｒｉ１を同じとした場合に比して、円すいころ軸受の寿命を長くできる。
【００３８】
また、外輪軌道面２１が軸方向両端部に向かってころ４０の転動面４１から離れる母線形状となるように構成されるとともに、内輪軌道面３１が軸方向両端部に向かってころ４０の転動面４１から離れる母線形状となるように構成されているので、大きなミスアライメントに対応でき、円すいころ軸受の寿命を長くできる。
【００３９】
なお、本発明の円すいころ軸受１０は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、前述した各実施形態では、ころ４０の転動面４１は、軸方向の前端面における半径と、後端面における半径が異なるようにして全体略円すい形状とした場合について説明したが、この場合に限らず、両端面における半径を同じとした全体略円柱形状としてもよい。
【００４０】
また、前述した各実施形態では、ころ４０の転動面４１の曲率半径を一定にするとともに、外輪軌道面２１における軸方向両端部の曲率半径Ｒｏ２を中央部の曲率半径Ｒｏ１よりも大きくし、かつ、内輪軌道面３１における軸方向両端部の曲率半径Ｒｉ２を中央部の曲率半径Ｒｉ１よりも大きくした場合について説明したが、これに限らない。
【００４１】
さらに、内輪及び外輪の少なくとも一方の、軌道面粗さを０．０５〜０．２５μｍＲａ（中心線平均粗さ）とすることにより転がり抵抗が低減される。この値より小さすぎても、大きすぎてもトルク増大の要因となり、粗すぎる場合は、さらに表面損傷に起因する転がり疲労強度への影響も懸念される。これらの影響を考慮した場合には、両方の軌道面粗さを０．０８〜０．１６μｍＲａ（中心線平均粗さ）とすることが望ましい。
内外輪および転動体の材料は、一般的に用いられる高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２に限らず、肌焼き鋼を浸炭熱処理あるいは浸炭窒化熱処理により転がり寿命強度を向上させた材料を用いることができる。さらには、ダイヤモンドライクカーボンやセラミックコーティング等の皮膜処理を施したものも適用できる。
【００４２】
すなわち、外輪軌道面２１の両端部における曲率半径Ｒｏ２を中央部の曲率半径をＲｏ１と同じとし、かつ、内輪軌道面３１の両端部における曲率半径Ｒｉ２を中央部の曲率半径Ｒｉ１と同じとし、さらに、ころ４０の転動面４１における両端部の曲率半径を中央部の曲率半径よりも小さくしてもよい。
このように構成しても、前述した円すいころ軸受１０と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
このような構成からなる円すいころ軸受は、アキシアル荷重あるいはアキシアル荷重とラジアル荷重の合成荷重が負荷される条件下で、ミスアライメントが生じてもその影響を極力小さくする効果があるので、自動車用の円すいころ軸受、鉄道車両用、鉄鋼用、一般産業機械・設備用、電気機器用等の円すいころ軸受として長寿命等の優れた特性を有する。
特に、自動車トランスミッション用転がり軸受（デフ、デフピニオン等）として、ミスアライメントが生じやすい環境下において、クリーン及び異物混入条件下においても長寿命を有し、優れた軸受特性を有する。
【００４４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明にかかる円すいころ軸受によれば、外輪軌道面における中央部の軸方向曲率半径Ｒｏ１と、内輪軌道面における中央部の軸方向曲率半径Ｒｉ１の比Ｒｉ１／Ｒｏ１をパラメータとし、このパラメータの値を０．７＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜１．０とした。
このため、転動体の転動面が、外輪軌道面の中央部および内輪軌道面の中央部と接触する面積を最適範囲とすることができ、大きなミスアライメントがある場合にはいわゆるエッジロードの発生を抑制できる。
また、小さなミスアライメントの場合にも、接触面圧を緩和できるので、両軸方向曲率半径Ｒｏ１、Ｒｉ１を同じとした場合に比して、円すいころ軸受の寿命を長くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る円すいころ軸受の実施形態を示す要部断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は、内径φ８５ｍｍ、外径φ１５０ｍｍ、組み立て幅３８．５ｍｍの円すいころ軸受について寿命の計算結果を示すグラフである。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は、内径φ４０ｍｍ、外径φ８５ｍｍ、組み立て幅２０．６３８ｍｍの円すいころ軸受について寿命の計算結果を示すグラフである。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、内径φ１８０ｍｍ、外径φ２８０ｍｍ、組み立て幅６４ｍｍの円すいころ軸受について寿命の計算結果を示すグラフである。
【図５】図２〜図４のグラフにおいて、Ｒｉ１／Ｒｏ１＝１．０のときの寿命よりも寿命が長くなる場合のパラメータＲｉ１／Ｒｏ１の値を抽出したグラフである。
【図６】図２〜図４のグラフにおいて、Ｒｉ１／Ｒｏ１のときの寿命に対し最大値の寿命化の約３割長寿命となる場合のパラメータＲｉ１／Ｒｏ１の値を抽出したグラフである。
【図７】図２〜図４のグラフにおいて、Ｒｉ１／Ｒｏ１のときの寿命に対し最大値の寿命化の約５割長寿命となる場合のパラメータＲｉ１／Ｒｏ１の値を抽出したグラフである。
【図８】（Ａ）は、従来より知られているころ軸受を示す要部断面図であり、（Ｂ）は、ころの転動面を構成する母線を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 円すいころ軸受
２０ 外輪
２１ 外輪軌道面
３０ 内輪
３１ 内輪軌道面
４０ ころ（転動体）
４１ 転動面
【発明の属する技術分野】
この発明は、転動面の軸方向に凹状の母線形状を有する外輪および内輪と、凸状の母線形状を有する略円すい形状の転動体を有する円すいころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のころ軸受は、取付誤差や軸のたわみなどによってミスアライメントが生じると、ころ端部が外輪軌道面あるいは内輪軌道面と接触する位置の片側で、局所的な接触圧力の上昇（いわゆるエッジロード）が発生し、早期損傷を起こす虞れがあった。
【０００３】
そこで、このような早期損傷を防ぐために、ころ軸受の内外輪軌道面やころ転動面を凸状の母線形状に形成するクラウニング加工を施すことが行われている。
但し、大きなミスアライメントに対応するためにはクラウニング半径を小さくする必要があるが、ミスアライメントが小さい場合には、クラウニング半径を小さくすると各軌道面ところの接触部の中央部分における面圧が高くなるという不具合を生じる。
【０００４】
このような問題点を解決すべく、大きなミスアライメントがある場合にはエッジロードの発生を抑制し、かつ、ミスアライメントが小さい場合でも接触面圧が緩和される円すいころ軸受が考えられた（例えば、特許文献１参照）。
なお、円すいころ軸受の寿命の計算方法としては、外輪中央部の軸方向曲率半径と、内輪中央部の軸方向曲率半径との比をパラメータとして算出する方法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
すなわち、図８（Ａ）に示すように、ころ軸受１００は、外輪１０１の外輪軌道面１０２と、内輪１０３の内輪軌道面１０４との間に、複数配置された略円柱あるいは略円すい形状のころ１０５とを有している。各ころ１０５は、図８（Ｂ）に示すように、転動面の中央部を両軌道面１０２、１０４に対応して凸状の第１母線１０６により形成し、転動面の両端部側を第１母線１０６よりも小さな曲率半径の第２母線１０７により形成している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−７４０７５号公報（第３頁、第１図）
【非特許文献１】
Ｔ．Ａ．Ｈａｒｒｉｓ著”Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｂｅａｒｉｎｇ Ａｎａｌｙｓｉｓ”（３ｒｄ ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，１９９１）（７０８頁〜７１２頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したころ軸受１００においても、外輪１０１の外輪軌道面１０２の曲率半径、内輪１０３の内輪軌道面１０４の曲率半径、ころ１０５の母線１０６、１０７の曲率半径の値によっては、期待されたような効果が得られないという問題がある。
【０００８】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エッジロードの抑制および接触部の面圧を緩和して寿命を確保することのできる円すいころ軸受を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明にかかる円すいころ軸受は、請求項１に記載したように、内周面に軸方向に凹状の外輪軌道面が設けられた外輪と、外周面に軸方向に凹状の内輪軌道面が設けられた内輪と、前記両軌道面間に複数配置された凸状の母線形状で構成される略円すい形状の転動体とを備えた円すいころ軸受であって、前記外輪軌道面の中央部における軸方向曲率半径をＲｏ１とし、前記内輪軌道面の中央部における軸方向曲率半径をＲｉ１としたときに、両軸方向曲率半径の比Ｒｉ１／Ｒｏ１が、０．７＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜１．０であることを特徴としている。
【００１０】
このように構成された円すいころ軸受においては、外輪軌道面における中央部の軸方向曲率半径Ｒｏ１と、内輪軌道面における中央部の軸方向曲率半径Ｒｉ１の比Ｒｉ１／Ｒｏ１をパラメータとし、このパラメータの値を０．７＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜１．０とした。このため、転動体の転動面が、外輪軌道面の中央部および内輪軌道面の中央部と接触する面積を最適範囲とすることができるので、大きなミスアライメントがある場合にはいわゆるエッジロードの発生を抑制し、小さなミスアライメントの場合にも、接触面圧を緩和することができるので、両軸方向曲率半径Ｒｏ１、Ｒｉ１を同じとした場合に比して、円すいころ軸受の寿命を長くできる。
【００１１】
また、本発明にかかる円すいころ軸受は、請求項２に記載したように、請求項１に記載した円すいころ軸受において、前記外輪軌道面が軸方向両端部に向かって前記転動体の転動面から離れるように構成されるとともに、前記内輪軌道面が軸方向両端部に向かって前記転動体の転動面から離れるように構成されていることを特徴としている。
【００１２】
このように構成された円すいころ軸受においては、外輪軌道面の母線形状が軸方向両端部に向かって転動体の転動面から離れるように構成されるとともに、内輪軌道面が軸方向両端部に向かって転動体の転動面から離れるように構成されているので、大きなミスアライメントに対応することができ、円すいころ軸受の寿命を長くすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る円すいころ軸受の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１に示すように、本発明に係る円すいころ軸受の実施形態である円すいころ軸受１０は、外輪２０と内輪３０との間に転動体である複数個のころ４０を回転自在に有している。
【００１５】
外輪２０の内周面には、軸方向に凹状の母線形状を有する外輪軌道面２１が設けられている。外輪軌道面２１の中央部における軸方向曲率半径はＲｏ１であり、軸方向に一定値となっている。また、軸方向両端部（図１において左右両端部）における軸方向曲率半径はＲｏ２，Ｒｏ２´となっている。
ここで、Ｒｏ２とＲｏ２´とは、等しい値でもよく、異なる値でもよい。
【００１６】
一方、内輪３０の外周面には、軸方向に凹状の母線形状を有する内輪軌道面３１が設けられており、内輪軌道面３１の中央部における軸方向曲率半径はＲｉ１であり、軸方向に一定値となっている。また、軸方向両端部における軸方向曲率半径はＲｉ２となっている。
【００１７】
また、ころ４０の断面方向の外径Ｄｌ、Ｄｒは、図１中左右両端面において、一方の端面における外径の方が他方の端面における外径よりも大きくなっており（Ｄｒ＞Ｄｌ）、全体として円すい形状となっている。
【００１８】
内輪軌道面３１の両端部の軸方向曲率半径Ｒｏ２，Ｒｏ２´、内輪軌道面３１の両端部の軸方向曲率半径Ｒｉ２，Ｒｉ２´は、軸方向両端部に向かってころ４０の転動面４１から離れる母線形状となるように構成されている。
【００１９】
次に、種々の円すいころ軸受について、外輪２０中央部の軸方向曲率半径Ｒｏ１と、内輪３０中央部の軸方向曲率半径Ｒｉ１との比Ｒｉ１／Ｒｏ１をパラメータとして、各円すいころ軸受の寿命を比較する。
ここで、寿命の計算は、Ｔ．Ａ．Ｈａｒｒｉｓ著”Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｂｅａｒｉｎｇ Ａｎａｌｙｓｉｓ”（３ｒｄ ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，１９９１）の７０８頁〜７１２頁を参照して行った。
【００２０】
図２〜図４には、円すいころ軸受について、軸方向曲率半径の比Ｒｉ１／Ｒｏ１をパラメータとして、円すいころ軸受について計算した寿命比の結果が示す。ここで、寿命比とは、Ｒｉ１／Ｒｏ１＝１．０のときの寿命値を１としたときの寿命値をあらわしている。
従って、寿命比が１．０よりも大きいということは、外輪２０の中央部における軸方向曲率半径Ｒｏ１と、内輪３０の中央部における軸方向曲率半径Ｒｉ１とを同じにした場合の円すいころ軸受の寿命よりも寿命が長い円すいころ軸受であることを意味する。
【００２１】
図２（Ａ）〜（Ｄ）に本発明に係る円すいころ軸受１０について、内径φ８５ｍｍ、外径φ１５０ｍｍ、組み立て幅３８．５ｍｍの場合の計算結果を示す。
なお、図２（Ａ）および（Ｂ）は純アキシアル荷重条件、図２（Ｃ）および（Ｄ）はＦａ／Ｆｒ＝０．５のラジアル荷重およびアキシアル荷重が負荷される荷重条件で、円すいころ軸受が使用される条件として最も一般的であると考えられるＰ／Ｃ＝０．１、０．２のときの寿命値である。
ここで、Ｐは動等価荷重であり、Ｃは動定格荷重である。
【００２２】
図２（Ａ）〜（Ｄ）について、寿命比が１．０を超える場合、すなわち、Ｒｉ１／Ｒｏ１＝１．０のときの寿命よりも寿命が長くなる場合のパラメータＲｉ１／Ｒｏ１の値を抽出して図５（Ａ）に示す。
図２（Ａ）においては、０．７１＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０である。図２（Ｂ）においては、０．６８＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０である。図２（Ｃ）においては、０．７≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０である。図２（Ｄ）においては、０．６７＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０となる。
【００２３】
図３（Ａ）〜（Ｄ）において、内径φ４０ｍｍ、外径φ８５ｍｍ、組み立て幅２０．６３８ｍｍの円すいころ軸受の場合の計算結果を示す。
なお、図２の場合と同様に、図３（Ａ）および（Ｂ）は純アキシアル荷重条件、図３（Ｃ）および（Ｄ）はＦａ／Ｆｒ＝０．５のラジアル荷重およびアキシアル荷重が負荷される荷重条件で、円すいころ軸受が使用される条件として最も一般的であると考えられるＰ／Ｃ＝０．１、０．２のときの寿命値である。
【００２４】
図３（Ａ）〜（Ｄ）について、寿命比が１．０を超える場合、すなわち、Ｒｉ１／Ｒｏ１＝１．０のときの寿命よりも寿命が長くなる場合のパラメータＲｉ１／Ｒｏ１の値を抽出して図５（Ｂ）に示す。
図３（Ａ）においては、０．７３＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０である。図２（Ｂ）においては、０．７２＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０である。図２（Ｃ）においては、０．７２＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０である。図２（Ｄ）においては、０．７１＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０となる。
【００２５】
図４（Ａ）〜（Ｄ）において、内径φ１８０ｍｍ、外径φ２８０ｍｍ、組み立て幅６４ｍｍの円すいころ軸受の場合の計算結果を示す。
なお、図２および図３の場合と同様に、図４（Ａ）および（Ｂ）は純アキシアル荷重条件、図４（Ｃ）および（Ｄ）はＦａ／Ｆｒ＝０．５のラジアル荷重およびアキシアル荷重が負荷される荷重条件で、円すいころ軸受が使用される条件として最も一般的であると考えられるＰ／Ｃ＝０．１、０．２のときの寿命値である。
【００２６】
図４（Ａ）〜（Ｄ）について、寿命比が１．０を超える場合、すなわち、Ｒｉ１／Ｒｏ１＝１．０のときの寿命よりも寿命が長くなる場合のパラメータＲｉ１／Ｒｏ１の値を抽出して図５（Ｃ）に示す。
図４（Ａ）においては、０．７２＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０である。図４（Ｂ）においては、０．６８＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０である。図４（Ｃ）においては、０．７０≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０である。図４（Ｄ）においては、０．６７＜Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０となる。
【００２７】
図５（Ａ）より、前述の図２（Ａ）〜（Ｄ）において、いずれの場合にも寿命比が１．０以上となる範囲は、パラメータＲｉ１／Ｒｏ１が、０．７１＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜１．０であることが判る。同様にして、図５（Ｂ）より、前述の図３（Ａ）〜（Ｄ）において、いずれの場合にも寿命比が１．０以上となる範囲は、パラメータＲｉ１／Ｒｏ１が、０．７３＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜１．０であることが判る。また、図５（Ｃ）より、前述の図４（Ａ）〜（Ｄ）において、いずれの場合にも寿命比が１．０以上となる範囲は、パラメータＲｉ１／Ｒｏ１が、０．７１＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜１．０であることが判る。
【００２８】
従って、パラメータＲｉ１／Ｒｏ１の値を０．６７〜０．７３≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０とすることにより、寿命比が１．０以上となることがわかる。
このときもっとも広い範囲として０．６≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦１．０を採用することができ、もっとも確実に長寿命とする場合は０．７３＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜０．９の範囲を採用する。
なお、中央値を用いて、０．７＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜１．０を選択することが一般的に採用され、図２〜図４に示したいずれの場合にも、寿命比が１．０を上回る。
【００２９】
次に、寿命比に対する寿命比の最大値に対し約３割長寿命になる寿命比を基準値として、パラメータＲｉ１／Ｒｏ１の比を抽出して図６に示す。
図６（Ａ）は図２に対応するデータである。
図２（Ａ）においては、寿命比の最大値は約１．６２であり、この値に対し約３割長寿命になる寿命比は約１．２であり、０．７４≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９５である。図２（Ｂ）においては、寿命比の最大値は約１．２６であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．０８であり、０．７３≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９５である。図２（Ｃ）においては、寿命比の最大値は約１．４であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．１２であり、０．７４≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９５である。図２（Ｄ）においては、寿命比の最大値は約１．２であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．０６であり、０．７０≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９５となる。
【００３０】
図６（Ｂ）は図３に対応するデータである。
図３（Ａ）においては、寿命比の最大値は約３．８であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．８５であり、０．７６≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９である。図３（Ｂ）においては、寿命比の最大値は約２．９であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．６であり、０．７４≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９２である。図３（Ｃ）においては、寿命比の最大値は約３．１であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．６５であり、０．７５≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９である。図３（Ｄ）においては、寿命比の最大値は約２．２であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．４であり、０．７４≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９２となる。
【００３１】
図６（Ｃ）は図４に対応するデータである。
図４（Ａ）においては、寿命比の最大値は約２．６であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．５であり、０．７３≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９２である。図４（Ｂ）においては、寿命比の最大値は約２．２であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．３５であり、０．７３≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９３である。図３（Ｃ）においては、寿命比の最大値は約２．３であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．４であり、０．７３≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９２である。図４（Ｄ）においては、寿命比の最大値は約１．８であり、この値に対し約３割長寿命となる寿命比は約１．２５であり、０．７２≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９３となる。
【００３２】
これらの結果から、０．７〜０．７６≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９〜０．９５とすることにより、より長寿命とすることができる。このときもっとも広い範囲でとしては０．７〜≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９５を採用することができ、もっとも確実に長寿命とする場合は０．７６≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９の範囲を採用する。なお、中央値を用いて、０．７３≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９２５を選択することが一般的に採用される。
【００３３】
さらに、寿命比１に対する寿命比の最大値に対し約５割長寿命となる寿命比を基準値として、パラメータＲｉ１／Ｒｏ１の比を抽出して図７に示す。
図７（Ａ）は図２に対応するデータである。
図２（Ａ）においては、寿命比の最大値は約１．６２であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．３１であり、０．７５≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９３である。図２（Ｂ）においては、寿命比の最大値は約１．２６であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．１３であり、０．７５≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９５である。図２（Ｃ）においては、寿命比の最大値は約１．４であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．２であり、０．７５≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９２である。図２（Ｄ）においては、寿命比の最大値は約１．２であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．１であり、０．７≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９となる。
【００３４】
図７（Ｂ）は図３に対応するデータである。
図３（Ａ）においては、寿命比の最大値は約３．８であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約２．４であり、０．７８≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．８８である。図３（Ｂ）においては、寿命比の最大値は約２．９であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．９であり、０．７６≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．８９である。図３（Ｃ）においては、寿命比の最大値は約２．１であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約２．１であり、０．７７≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．８８である。図３（Ｄ）においては、寿命比の最大値は約２．２であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．６であり、０．７５≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９となる。
【００３５】
図７（Ｃ）は図４に対応するデータである。
図４（Ａ）においては、寿命比の最大値は約２．６であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．８であり、０．７５≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．８８である。図４（Ｂ）においては、寿命比の最大値は約２．２であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．６であり、０．７４≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．８９である。図４（Ｃ）においては、寿命比の最大値は約２．３であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．７であり、０．７４≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．８９である。図４（Ｄ）においては、寿命比の最大値は約１．８であり、この値に対し約５割長寿命となる寿命比は約１．４であり、０．７３≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９となる。
【００３６】
これらの結果から、０．７２〜０．７８≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．８８〜０．９３とすることにより、さらに長寿命とすることができる。このときもっとも広い範囲でとしては０．７２〜≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９３を採用することができ、もっとも確実に長寿命とする場合は０．７８≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．８８の範囲を採用する。なお、中央値を用いて、０．７５≦Ｒｉ１／Ｒｏ１≦０．９を選択することが一般的に採用される。
【００３７】
以上、前述した円すいころ軸受によれば、外輪軌道面２１における中央部の軸方向曲率半径Ｒｏ１と、内輪軌道面３１における中央部の軸方向曲率半径Ｒｉ１の比Ｒｉ１／Ｒｏ１をパラメータとし、このパラメータの値を０．７＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜１．０とした。
このため、ころ４０の転動面４１が、外輪軌道面２１の中央部および内輪軌道面３１の中央部と接触する面積を最適範囲とすることができ、大きなミスアライメントがある場合にはいわゆるエッジロードの発生を抑制できる。
また、小さなミスアライメントの場合にも、接触面圧を緩和できるので、両軸方向曲率半径Ｒｏ１、Ｒｉ１を同じとした場合に比して、円すいころ軸受の寿命を長くできる。
【００３８】
また、外輪軌道面２１が軸方向両端部に向かってころ４０の転動面４１から離れる母線形状となるように構成されるとともに、内輪軌道面３１が軸方向両端部に向かってころ４０の転動面４１から離れる母線形状となるように構成されているので、大きなミスアライメントに対応でき、円すいころ軸受の寿命を長くできる。
【００３９】
なお、本発明の円すいころ軸受１０は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、前述した各実施形態では、ころ４０の転動面４１は、軸方向の前端面における半径と、後端面における半径が異なるようにして全体略円すい形状とした場合について説明したが、この場合に限らず、両端面における半径を同じとした全体略円柱形状としてもよい。
【００４０】
また、前述した各実施形態では、ころ４０の転動面４１の曲率半径を一定にするとともに、外輪軌道面２１における軸方向両端部の曲率半径Ｒｏ２を中央部の曲率半径Ｒｏ１よりも大きくし、かつ、内輪軌道面３１における軸方向両端部の曲率半径Ｒｉ２を中央部の曲率半径Ｒｉ１よりも大きくした場合について説明したが、これに限らない。
【００４１】
さらに、内輪及び外輪の少なくとも一方の、軌道面粗さを０．０５〜０．２５μｍＲａ（中心線平均粗さ）とすることにより転がり抵抗が低減される。この値より小さすぎても、大きすぎてもトルク増大の要因となり、粗すぎる場合は、さらに表面損傷に起因する転がり疲労強度への影響も懸念される。これらの影響を考慮した場合には、両方の軌道面粗さを０．０８〜０．１６μｍＲａ（中心線平均粗さ）とすることが望ましい。
内外輪および転動体の材料は、一般的に用いられる高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２に限らず、肌焼き鋼を浸炭熱処理あるいは浸炭窒化熱処理により転がり寿命強度を向上させた材料を用いることができる。さらには、ダイヤモンドライクカーボンやセラミックコーティング等の皮膜処理を施したものも適用できる。
【００４２】
すなわち、外輪軌道面２１の両端部における曲率半径Ｒｏ２を中央部の曲率半径をＲｏ１と同じとし、かつ、内輪軌道面３１の両端部における曲率半径Ｒｉ２を中央部の曲率半径Ｒｉ１と同じとし、さらに、ころ４０の転動面４１における両端部の曲率半径を中央部の曲率半径よりも小さくしてもよい。
このように構成しても、前述した円すいころ軸受１０と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
このような構成からなる円すいころ軸受は、アキシアル荷重あるいはアキシアル荷重とラジアル荷重の合成荷重が負荷される条件下で、ミスアライメントが生じてもその影響を極力小さくする効果があるので、自動車用の円すいころ軸受、鉄道車両用、鉄鋼用、一般産業機械・設備用、電気機器用等の円すいころ軸受として長寿命等の優れた特性を有する。
特に、自動車トランスミッション用転がり軸受（デフ、デフピニオン等）として、ミスアライメントが生じやすい環境下において、クリーン及び異物混入条件下においても長寿命を有し、優れた軸受特性を有する。
【００４４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明にかかる円すいころ軸受によれば、外輪軌道面における中央部の軸方向曲率半径Ｒｏ１と、内輪軌道面における中央部の軸方向曲率半径Ｒｉ１の比Ｒｉ１／Ｒｏ１をパラメータとし、このパラメータの値を０．７＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜１．０とした。
このため、転動体の転動面が、外輪軌道面の中央部および内輪軌道面の中央部と接触する面積を最適範囲とすることができ、大きなミスアライメントがある場合にはいわゆるエッジロードの発生を抑制できる。
また、小さなミスアライメントの場合にも、接触面圧を緩和できるので、両軸方向曲率半径Ｒｏ１、Ｒｉ１を同じとした場合に比して、円すいころ軸受の寿命を長くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る円すいころ軸受の実施形態を示す要部断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は、内径φ８５ｍｍ、外径φ１５０ｍｍ、組み立て幅３８．５ｍｍの円すいころ軸受について寿命の計算結果を示すグラフである。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は、内径φ４０ｍｍ、外径φ８５ｍｍ、組み立て幅２０．６３８ｍｍの円すいころ軸受について寿命の計算結果を示すグラフである。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、内径φ１８０ｍｍ、外径φ２８０ｍｍ、組み立て幅６４ｍｍの円すいころ軸受について寿命の計算結果を示すグラフである。
【図５】図２〜図４のグラフにおいて、Ｒｉ１／Ｒｏ１＝１．０のときの寿命よりも寿命が長くなる場合のパラメータＲｉ１／Ｒｏ１の値を抽出したグラフである。
【図６】図２〜図４のグラフにおいて、Ｒｉ１／Ｒｏ１のときの寿命に対し最大値の寿命化の約３割長寿命となる場合のパラメータＲｉ１／Ｒｏ１の値を抽出したグラフである。
【図７】図２〜図４のグラフにおいて、Ｒｉ１／Ｒｏ１のときの寿命に対し最大値の寿命化の約５割長寿命となる場合のパラメータＲｉ１／Ｒｏ１の値を抽出したグラフである。
【図８】（Ａ）は、従来より知られているころ軸受を示す要部断面図であり、（Ｂ）は、ころの転動面を構成する母線を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 円すいころ軸受
２０ 外輪
２１ 外輪軌道面
３０ 内輪
３１ 内輪軌道面
４０ ころ（転動体）
４１ 転動面
Claims (2)
- 内周面に軸方向に凹状の外輪軌道面が設けられた外輪と、外周面に軸方向に凹状の内輪軌道面が設けられた内輪と、前記両軌道面間に複数配置された凸状の母線形状で構成される略円すい形状の転動体とを備えた円すいころ軸受であって、
前記外輪軌道面の中央部における軸方向曲率半径をＲｏ１とし、前記内輪軌道面の中央部における軸方向曲率半径をＲｉ１としたときに、両軸方向曲率半径の比Ｒｉ１／Ｒｏ１が、０．７＜Ｒｉ１／Ｒｏ１＜１．０であることを特徴とする円すいころ軸受。 - 前記外輪軌道面が軸方向両端部に向かって前記転動体の転動面から離れるように構成されるとともに、前記内輪軌道面が軸方向両端部に向かって前記転動体の転動面から離れるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載した円すいころ軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003172153A JP2005009533A (ja) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | 円すいころ軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003172153A JP2005009533A (ja) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | 円すいころ軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005009533A true JP2005009533A (ja) | 2005-01-13 |
Family
ID=34096391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003172153A Pending JP2005009533A (ja) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | 円すいころ軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005009533A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016205466A (ja) * | 2015-04-17 | 2016-12-08 | Ntn株式会社 | 円すいころ軸受の製造方法 |
-
2003
- 2003-06-17 JP JP2003172153A patent/JP2005009533A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016205466A (ja) * | 2015-04-17 | 2016-12-08 | Ntn株式会社 | 円すいころ軸受の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2010122955A1 (ja) | 円すいころ軸受およびその設計方法 | |
| EP2952763B1 (en) | Multipoint contact ball bearing | |
| JP5056115B2 (ja) | ころ軸受 | |
| WO2011145692A1 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP5251431B2 (ja) | 円すいころ軸受 | |
| JP2002310164A (ja) | 円すいころ軸受 | |
| JP2007198518A (ja) | ころおよびころ軸受 | |
| JP4011677B2 (ja) | ころ軸受 | |
| JP6472671B2 (ja) | 円すいころ軸受 | |
| JP2000074075A (ja) | ころ軸受 | |
| JP2005009533A (ja) | 円すいころ軸受 | |
| JP2001241446A (ja) | ころ軸受 | |
| JP2007155021A (ja) | ころ軸受 | |
| WO2007058112A1 (ja) | 円すいころ軸受 | |
| JP5050619B2 (ja) | 円すいころ軸受 | |
| JP2006194320A (ja) | ころ軸受の製造方法及びころ軸受 | |
| JP4206715B2 (ja) | 円すいころ軸受 | |
| JP7468550B2 (ja) | ころ軸受 | |
| JP2006266464A (ja) | 自動調心ころ軸受 | |
| CN107559311A (zh) | 滚动元件轴承保持架或滚动元件轴承保持架段 | |
| JP2005061431A (ja) | 玉軸受 | |
| JP2007170417A (ja) | 円すいころ軸受 | |
| JP2007139020A (ja) | 円すいころ軸受 | |
| JP2021055831A (ja) | 複列円すいころ軸受 | |
| JPH04351314A (ja) | 円すいころ軸受 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060325 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060530 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071128 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080813 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080814 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081209 |