JP2007120715A - 円錐ころ軸受 - Google Patents

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聡 来原
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Abstract

【課題】円錐ころ軸受の内輪の大鍔ところの大端面の摺接部へ、潤滑油を的確に供給できるようにすることである。
【解決手段】外輪１と内輪２の軌道面１ａ、２ａ間に配列された一部の円錐ころ３に、その転動面３ａで小端面３ｂから大端面３ｃに連なる螺旋状の油溝５を設けることにより、この油溝５に保持した封入潤滑油、または、円錐ころ３の小径側から軸受内部に流入して油溝５に入り込む流入潤滑油を、円錐ころ３の大端面３ｃに沿わせて内輪２の大鍔２ｃとの摺接部へ的確に供給できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、円錐ころ軸受に関する。
ラジアル荷重とアキシアル荷重を受ける円錐ころ軸受は、外輪の軌道面と、大径側の端部に大鍔が設けられた内輪の軌道面との間に、円錐面の転動面が設けられた複数の円錐ころを、内輪の大鍔側に大端面を向けて配列したものであり、各円錐ころはアキシアル荷重の作用によって、大端面を大鍔に摺接させながら転動する。このため、大きなアキシアル荷重が作用すると、高い接触面圧で摺接するころの大端面や内輪の大鍔に摩耗や焼付きが生じることがある。また、この摺接の摩擦トルクによって、軸受のトルク損失も大きくなる。
ころの端面と内輪または外輪の鍔部との摺接部における摩耗や焼付きの防止と摩擦トルクの低減のために、この摺接部へ十分な潤滑油を供給する手段としては、潤滑油が外部から流入するころ軸受を対象として、鍔部を貫通する螺旋状の油路を設け、この油路を通して外部の潤滑油を軸受内部へ積極的に流入させるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１６１３６９号公報（第３図）
自走車両のデファレンシャルやトランスミッション等の動力伝達軸を支持する円錐ころ軸受等のように、下部が油浴に漬かった状態で使用され、その回転に伴って油浴の油が潤滑油として軸受内部に流入するものでは、潤滑油が円錐ころの小径側の内外輪の間から軸受内部に流入して、円錐ころの大径側へ移動する。この円錐ころの小径側から軸受内部に流入する潤滑油は、軸受内部を円錐ころの大径側へ移動するときに、軸受回転の遠心力によって外輪側へ逃げやすく、内輪の大鍔ところの大端面の摺接部に供給され難い問題がある。このため、この摺接部で摩擦トルクが大きくなるとともに、摩耗や焼付きが生じやすくなる。
また、グリース等の潤滑油が軸受内部に封入される円錐ころ軸受であっても、封入される潤滑油が軸受回転の遠心力によって外輪側へ逃げやすく、内輪の大鍔ところの大端面の摺接部に潤滑油が供給され難い問題がある。
特許文献１に記載された鍔部を貫通する螺旋状の油路を設ける手段は、潤滑油が外部から流入する一般的なころ軸受で、潤滑油を軸受内部へ積極的に流入させる効果はあるが、軸受内部へ流入させた潤滑油を、円錐ころ軸受の内輪の大鍔ところの大端面の摺接部へ的確に導いて供給することはできない。また、潤滑油が軸受内部に封入される円錐ころ軸受では効果がない。
そこで、本発明の課題は、円錐ころ軸受の内輪の大鍔ところの大端面の摺接部へ、潤滑油を的確に供給できるようにすることである。
上記の課題を解決するために、本発明は、外輪の軌道面と、大径側の端部に大鍔が設けられた内輪の軌道面との間に、小端面と大端面の間に円錐面の転動面が設けられた複数の円錐ころを、前記内輪の大鍔側に大端面を向けて配列した円錐ころ軸受において、少なくとも１つの前記円錐ころの転動面に、前記小端面から大端面に連なる油溝を設けた構成を採用した。
すなわち、少なくとも１つの円錐ころの転動面に、小端面から大端面に連なる油溝を設けることにより、この油溝に保持した封入潤滑油、または、円錐ころの小径側から軸受内部に流入して油溝に入り込む流入潤滑油を、ころの大端面に沿わせて内輪の大鍔との摺接部へ的確に供給できるようにした。
前記円錐ころの転動面の油溝に、前記小端面から大端面に向けて捩じり傾斜する傾斜角を付与することにより、より多くの潤滑油を油溝に保持することができる。
前記油溝の小端面から大端面に向けての傾斜角を、前記円錐ころ軸受が多く回転する方向における前記円錐ころの転動回転方向と対向する方向に傾けて付与することにより、油溝に保持した封入潤滑油や、円錐ころの小径側から軸受内部に流入して油溝に入り込む流入潤滑油を、円錐ころの転動回転により油溝内の潤滑油に作用する大端面側への分力を利用して、積極的に円錐ころの大端面へ送り込むことができる。
前記油溝の溝肩に、前記転動面と滑らかにつなぐ面取りを施すことにより、油溝の溝肩で内外輪の軌道面との間に過大な接触圧力が生じないようにすることができる。
前記油溝を設けた円錐ころの個数は、前記配列される円錐ころの総数の３０〜５０％とするのが好ましい。
前記油溝を設けた円錐ころを、他の円錐ころよりも小径に形成することによっても、油溝の溝肩で内外輪の軌道面との間に過大な接触圧力が生じないようにすることができる。
前記小径に形成した円錐ころを、軸方向に貫通する貫通孔を設けられた中空形状とすることにより、より多くの潤滑油を内輪の大鍔との摺接部へ供給することができる。
前記小径に形成した円錐ころの転動面に固体潤滑皮膜を形成することにより、小径に形成した円錐ころのスリップによるスリップ疵を防止することができる。
前記小径に形成した円錐ころを樹脂で形成することによっても、小径に形成した円錐ころのスリップによるスリップ疵を防止することができる。
本発明の円錐ころ軸受は、少なくとも１つの円錐ころの転動面に、小端面から大端面に連なる油溝を設けたので、この油溝に保持した封入潤滑油、または、円錐ころの小径側から軸受内部に流入して油溝に入り込む流入潤滑油を、ころの大端面に沿わせて内輪の大鍔との摺接部へ的確に供給することができ、この摺接部の摩擦トルクを低減できるとともに、摩耗や焼付きの発生も防止することができる。
前記円錐ころの転動面の油溝に、小端面から大端面に向けて捩じり傾斜する傾斜角を付与することにより、より多くの潤滑油を油溝に保持することができる。
前記油溝の小端面から大端面に向けての傾斜角を、円錐ころ軸受が多く回転する方向における円錐ころの転動回転方向と対向する方向に傾けて付与することにより、油溝に保持した封入潤滑油や、円錐ころの小径側から軸受内部に流入して油溝に入り込む流入潤滑油を、円錐ころの転動回転により油溝内の潤滑油に作用する大端面側への分力を利用して、積極的に円錐ころの大端面へ送り込むことができる。
前記油溝の溝肩に、転動面と滑らかにつなぐ面取りを施すことにより、油溝の溝肩で内外輪の軌道面との間に過大な接触圧力が生じないようにすることができる。
前記油溝を設けた円錐ころを、他の円錐ころよりも小径に形成することによっても、油溝の溝肩で内外輪の軌道面との間に過大な接触圧力が生じないようにすることができる。
前記小径に形成した円錐ころを、軸方向に貫通する貫通孔を設けられた中空形状とすることにより、より多くの潤滑油を内輪の大鍔との摺接部へ供給することができる。
前記小径に形成した円錐ころの転動面に固体潤滑皮膜を形成することにより、小径に形成した円錐ころのスリップによるスリップ疵を防止することができる。
前記小径に形成した円錐ころを樹脂で形成することによっても、小径に形成した円錐ころのスリップによるスリップ疵を防止することができる。
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図４は、第１の実施形態を示す。この円錐ころ軸受は、図１に示すように、外輪１の軌道面１ａと、大径側の端部に大鍔２ｃが設けられた内輪の軌道面２ａとの間に、複数の円錐ころ３を、大鍔２ｃ側に大端面３ｃを向けて配列し、保持器４で保持したものであり、各円錐ころ３は大端面３ｃを内輪２の大鍔２ｃに摺接させながら転動面３ａで転動する。なお、内輪２の軌道面２ａの小径側の端部には、円錐ころ３の小端面３ｂ側の軸方向移動を規制する小鍔２ｂが設けられている。
図２および図３に示すように、前記外輪１と内輪２の軌道面１ａ、２ａ間に配列される円錐ころ３のうちの１／３のものには、その転動面３ａに小端面３ｂから大端面３ｃに連なる油溝５が設けられている。この油溝５は小端面３ｂから大端面３ｃに向けて捩じり傾斜する傾斜角θを付与され、傾斜角θは円錐ころ軸受が多く回転する方向における円錐ころ３の転動回転方向と対向する方向に傾けられている。
図４（ａ）に示すように、前記油溝５は円弧断面に形成され、その溝肩には、転動面３ａと滑らかにつなぐ面取り５ａが施されている。図４（ｂ）は、油溝５を角形断面とした変形例、図４（ｃ）は、油溝５をＶ字断面とした変形例であり、いずれの変形例も溝肩に面取り５ａが施されている。
図５および図６は、第２の実施形態を示す。この円錐ころ軸受は、前記油溝５を設けられた円錐ころ３が他の円錐ころ３よりも僅かに小径とされ、その転動面３ａに固体潤滑皮膜であるリン酸塩皮膜６が形成されている点が異なる。その他の部分は、第１の実施形態のものと同じである。なお、固体潤滑皮膜は、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂皮膜、金めっきや銀めっき等のめっき皮膜としてもよい。
図７は、第２の実施形態の小径に形成した円錐ころ３の変形例を示す。この変形例の円錐ころ３は樹脂で形成され、軸方向に貫通する貫通孔７を設けられた中空形状とされている。
上述した各実施形態では、油溝の傾斜角θを大きくして、油溝が円錐ころの転動面で螺旋状に旋回するものとしたが、油溝の傾斜角θをなくすか小さくして、旋回せずに小端面から大端面に連なるようにしてもよい。油溝は転動面に複数本設けてもよい。
また、上述した各実施形態では、内外輪の軌道面間に配列された円錐ころの１／３に油溝を設けたが、油溝を設ける円錐ころの個数は１つ以上であればよく、全ての円錐ころに油溝を設けることもできる。
さらに、上述した各実施形態では、内輪を大鍔と小鍔が設けられたものとしたが、本発明に係る円錐ころ軸受は、内輪に大鍔のみが設けられたものにも適用することができる。
第１の実施形態の円錐ころ軸受を示す縦断面図 図１の分解斜視図 図１の円錐ころの正面図 ａは図３の円錐ころの油溝を拡大して示す断面図、ｂ、ｃはそれぞれａの変形例を示す断面図 第２の実施形態の円錐ころ軸受を示す縦断面図 図５の円錐ころの切欠き正面図 図６の円錐ころの変形例を示す切欠き正面図
符号の説明
１ 外輪
１ａ 軌道面
２ 内輪
２ａ 軌道面
２ｂ 小鍔
２ｃ 大鍔
３ 円錐ころ
３ａ 転動面
３ｂ 小端面
３ｃ 大端面
４ 保持器
５ 油溝
５ａ 面取り
６ リン酸塩皮膜
７ 貫通孔

Claims (9)

  1. 外輪の軌道面と、大径側の端部に大鍔が設けられた内輪の軌道面との間に、小端面と大端面の間に円錐面の転動面が設けられた複数の円錐ころを、前記内輪の大鍔側に大端面を向けて配列した円錐ころ軸受において、少なくとも１つの前記円錐ころの転動面に、前記小端面から大端面に連なる油溝を設けたことを特徴とする円錐ころ軸受。
  2. 前記円錐ころの転動面の油溝に、前記小端面から大端面に向けて捩じり傾斜する傾斜角を付与した請求項１に記載の円錐ころ軸受。
  3. 前記油溝の小端面から大端面に向けての傾斜角を、前記円錐ころ軸受が多く回転する方向における前記円錐ころの転動回転方向と対向する方向に傾けて付与した請求項２に記載の円錐ころ軸受。
  4. 前記油溝の溝肩に、前記転動面と滑らかにつなぐ面取りを施した請求項１乃至３のいずれかに記載の円錐ころ軸受。
  5. 前記油溝を設けた円錐ころの個数を、前記配列される円錐ころの総数の３０〜５０％とした請求項１乃至４のいずれかに記載の円錐ころ軸受。
  6. 前記油溝を設けた円錐ころを、他の円錐ころよりも小径に形成した請求項１乃至５のいずれかに記載の円錐ころ軸受。
  7. 前記小径に形成した円錐ころを、軸方向に貫通する貫通孔を設けられた中空形状とした請求項６に記載の円錐ころ軸受。
  8. 前記小径に形成した円錐ころの転動面に固体潤滑皮膜を形成した請求項６または７に記載の円錐ころ軸受。
  9. 前記小径に形成した円錐ころを樹脂で形成した請求項６または７に記載の円錐ころ軸受。
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