JP2017203467A - ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 アキシャル荷重を受けたときのころ端面と内輪（或いは外輪）のつば部との間の摺接部における摺動抵抗を低減することで、ころ軸受の低フリクション化を促進し、以って自動車等における省エネルギー化に貢献可能なころ軸受を提供する。
【解決手段】 本発明に係るころ軸受１は、内輪１０と、内輪１０の外周軌道面に配設される複数の円すいころ２０と、複数の円すいころ２０の外周に配設され内周軌道面を有する外輪３０と、複数の円すいころ２０を保持する保持器４０と、を含んで構成されるころ軸受１であって、アキシャル荷重を受けたときに内輪１０のつば部１１と接触するころの端面２１のその接触する領域以外の隣接領域に、ころ２０の周方向と交差する方向に延在する微小溝２２を、ころの周方向に所定間隔で複数形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ころ軸受に関する。例えば、自動車のトランスミッション装置やディファレンシャル装置の動力伝達軸の軸受として使用されるころ軸受に関する。

ころ軸受の一種である円すいころ軸受は、同サイズの玉軸受と比較して約２倍の負荷容量を有しており、また、高剛性である。

しかし、円すいころ軸受は、ころ端面と内輪大つば面の接触域において摺動が生じるため回転トルクが大きくなってしまうといった特性がある（図１８の符号Ｘ参照）。
この回転トルクとは、すなわち、エネルギー損失であるから、自動車の省エネルギー化が求められる今日では、かかるエネルギー損失を低減することが求められている。

このようなことから、例えば特許文献１では、ころ大端面と内輪大つば面の接触面に非鉄のショット材を用いたショットピーニングによる金属被膜を形成することで摩擦損失の低減を試みている。

また、特許文献２では、ころ大端面と内輪大つば面の接触面等に撥油処理被膜を形成して長期に亘って潤滑油の流れを適正化することなどが試みられている。

特開２００８−５１１８０号公報 特開２０１１−７５００２号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載された技術以外の方法によっても、エネルギー損失を低減する余地は残されている。

ここで、一般に、円すいころ軸受における回転トルクは、以下の４つが挙げられる。
（１）ころ大端面と内輪大つば面の滑り抵抗
（２）ころと内輪・外輪軌道面の転がり抵抗
（３）潤滑油の攪拌抵抗
（４）ころと保持器間の滑り抵抗
通常、上記（３）と上記（４）の抵抗は非常に小さく、上記（１）および上記（２）が支配的である。

軸の回転速度によって抵抗の支配率が変化し、低速域では滑り抵抗が、高速域では転がり抵抗が支配的となる（図１９参照）。
そのため、円すいころ軸受の低トルク化には、上記（１）および上記（２）の抵抗低減が求められる。

そこで、今回、本発明者等は、上記（１）のころ大端面と内輪大つば面との間における滑り抵抗の低減に注目して、円すいころ軸受延いてはころ軸受の改良を試みた。

本発明は、かかる実情に鑑みなされたもので、アキシャル荷重を受けたときのころ端面と内輪（或いは外輪）のつば部との間の摺接部における摺動抵抗を低減することで、ころ軸受の低フリクション化を促進し、以って自動車等における省エネルギー化に貢献可能なころ軸受を提供することを目的とする。

このため、本発明に係るころ軸受は、
内輪と、内輪の外周軌道面に配設される円すい台形状或いは円筒形状の転動体である複数のころと、複数のころの外周に配設され内周軌道面を有する外輪と、複数のころを回転自在に内輪と外輪の間に保持する保持器と、を含んで構成され、潤滑油により転がり接触する部位及び滑り接触する部位を潤滑されるころ軸受であって、
アキシャル荷重を受けたときに内輪或いは外輪のつば部と接触するころの端面のその接触する領域以外の隣接領域に、微小な凹部を複数形成したことを特徴とする。

本発明において、前記微小な凹部は、微小な溝であって、ころの周方向に所定間隔で複数形成されることを特徴とすることができる。

本発明において、前記溝の形状は、ヘリングボーン形状、ストレート形状、スパイラル形状、或いはこれらの組み合わせであることを特徴とすることができる。

本発明において、前記溝は、ころの周方向と交差する方向に延在する微小な溝であることを特徴とすることができる。

本発明において、前記溝は、溝幅が１〜１００μｍ程度、溝深さが１〜５０μｍ程度、ころの周方向において隣接する溝と溝との間隔が０．１〜０．６ｍｍ程度であることを特徴とすることができる。

本発明において、ころの最も内径側に形成される溝の内径側の端が、外径側の端より、ころの自転方向下流側に配置されることを特徴とすることができる。

本発明において、前記微小な凹部は、微小なディンプルであることを特徴とすることができる。

本発明において、前記ディンプルは、φ１〜５０μｍ程度、深さ０．１〜５０μｍ程度であることを特徴とすることができる。

本発明によれば、アキシャル荷重を受けたときのころ端面と内輪（或いは外輪）のつば部との間の摺接部における摺動抵抗を低減することで、ころ軸受の低フリクション化を促進し、以って自動車等における省エネルギー化に貢献可能なころ軸受を提供することができる。

（ａ）は本発明の一実施の形態に係るころ軸受（試験に供した円すいころ軸受）の全体構成を示す斜視図であり、（ｂ）は分解写真である。 同上実施の形態に係るころ軸受（試験に供した円すいころ軸受）の断面図である。 試験に供した円すいころ軸受（試験軸受）の仕様（溝のパターン形状等）を列挙した一覧表である。 （ａ）は同上実施の形態に係る試験軸受のころ大端面の試験前の状態を示す拡大写真（試験片名：Ｐ．Ｃ．Ｄ．φ８．７）であり、（ｂ）は試験片名：Ｐ．Ｃ．Ｄ．φ８．７＿０の試験前の状態を示す拡大写真である。 同上実施の形態において用いた回転トルク試験装置を概略的に示す断面図である。 同上実施の形態における回転トルク試験の試験結果を示す図（へリングボーン形状溝の試験結果）である。 同上実施の形態における回転トルク試験の試験結果を示す図（ストレート形状溝の試験結果）である。 （ａ）は試験軸受のころ大端面の試験後の状態を示す拡大写真（現行品）であり、（ｂ）は試験片名：Ｐ．Ｃ．Ｄ．φ９．５の試験後の状態を示す拡大写真であり、（ｃ）は試験片名：Ｐ．Ｃ．Ｄ．φ８．７の試験後の状態を示す拡大写真であり、（ｄ）は試験片名：Ｐ．Ｃ．Ｄ．φ７．９の試験後の状態を示す拡大写真である。 （ａ）は試験軸受のころ大端面（複合パターン形状溝）の試験前の状態を示す拡大写真（複合パターン Ｎｏ．１）であり、（ｂ）は複合パターン Ｎｏ．２の試験前の状態を示す拡大写真である。 同上実施の形態における回転トルク試験の試験結果を示す図（複合パターン形状溝の試験結果）である。 回転速度と回転トルクの関係を示す図である。 （ａ）は同上実施の形態に係る試験軸受の溝パターンの加工例（試験片名：φ７．９）を示す図であり、（ｂ）は同上実施の形態に係る試験軸受の溝パターンの加工例（試験片名：φ７．９反転）を示す図である。 （ａ）は同上実施の形態に係る試験軸受の溝パターンの加工例（試験片名：φ７．９小型）を示す図であり、（ｂ）は同上実施の形態に係る試験軸受の溝パターンの加工例（試験片名：φ８．７＿−４５）を示す図である。 （ａ）は同上実施の形態に係る試験軸受の溝パターンの加工例（試験片名：φ８．７＿０）を示す図であり、（ｂ）は同上実施の形態に係る試験軸受の溝パターンの加工例（試験片名：複合２）を示す図である。 スパイラル形状溝の一例を模式的に示す図である。 テストピース表面（ころの端面）に対してピコ秒レーザにより微小ディンプル（凹部）を多数形成した後の加工表面の様子及び表面形状の一例を示す図である。 テストピース表面に対してピコ秒レーザにより微小ディンプル（凹部）を多数形成した後の加工表面の様子を示すＳＥＭ像（４００倍）である。 円すいころ軸受におけるすべり接触箇所（ころ大端面と内輪大つば面の摺接部領域Ｘ）を示す図である。 円すいころ軸受の回転トクル（横軸：回転速度、縦軸：摩擦トルク）を説明する図である。

以下、本発明に係る一実施の形態を、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。

上述したように、円すいころ軸受は、コンパクトでありながら、大きなラジアル荷重及びアキシャル荷重を支持することができるため、比較的負荷の高い自動車等の動力伝達経路の軸受などに利用されているが、比較的フリクションが大きいため、低フリクション化することできれば、円すいころ軸受を利用している自動車や機械設備等の省エネルギー化に貢献でき有益である。

このため、本発明者等は、上述したように、内輪１０と、円すい台形状の円すいころ（転動体）２０と、外輪３０と、ころ２０を回転（転動、自転）自在に保持する保持器４０と、を含んで構成される円すいころ軸受１のころ大端面２１と内輪大つば面１１の滑り抵抗の低減に着目して、ころ大端面２１と内輪大つば面１１の摺接部（接触部）の改良を各種試み、その効果の確認を行った。

＜試験軸受＞
本実施の形態において、試験に供した軸受（試験軸受）１は、３０３０６Ｃ（図１参照）と呼ばれる軸受で、内径３０ｍｍ、外径７２ｍｍ、組立幅２０．７５ｍｍ、接触角が約２０°の円すいころ軸受である（図２参照）。

本実施の形態では、ころ大端面２１の内輪大つば面１１との摺接部領域Ｘに、後述するピコ（ｐｉｃｏ）秒レーザにより微小（或いは微細）な溝（凹形状）２２を複数形成した。ころ（転動体）の材質としては、軸受材として一般的な高炭素クロム軸受鋼などの金属材料とすることができる。

＜加工パターン＞
これまで行った溝２２のパターン（形状）は主として、くの字形状のヘリングボーンパターンと，Ｉ字形状のストレートパターンの２種類で、パターン位置や大きさ、個数等を変更して回転トルクの違いを確認した。これらの溝（一条の溝）は、すべて線幅（溝幅）１４μｍ、深さ（溝深さ）２．６μｍ（ねらい値）とし、これらの溝（一の溝）を、ころの周方向において隣接する溝と溝との間隔（溝間ピッチ）０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ程度で複数形成した。

本研究でこれまで試験を行ったパターンの一覧を図３に示す。また、試験軸受のころ大端面２１の内輪大つば面１１との摺接部に形成された溝２２のパターンの一部を図４に示す。

＜評価方法＞
回転トルク測定にはトルク試験機を用いた。その概略図を図５に示す。アキシャル荷重付与装置１００によりアキシャル荷重を試験軸受１に作用させながら、試験軸受１の内輪１０を電動モータ等により回転させ、外輪３０の連れ回りトルクをロードセル２００にて測定する。

測定条件は回転数５００ｒｐｍ、アキシャル荷重１０ｋＮとし、潤滑はＶＧ３２（タービン潤滑油）、４Ｌを５００ｍｌ／ｍｉｎで循環させている。
本試験においては、試験軸受１の運転を５時間行い、５時間経過時点でのトルクを軸受のトルクとして評価した。

＜試験結果＞
図３で示した試験軸受１の回転トルク（連れ回りトルク）の測定結果を、図６および図７に示す。

図６を見ると、Ｐ．Ｃ．Ｄ．（溝パターンの中心直径：図１２〜図１４等参照）が小さいほど回転トルク（連れ回りトルク）が小さくなっていることがわかる。

図８に試験片φ９．５、φ８．７、φ７．９の試験後のころ大端面の写真を示すが、溝パターンのＰ．Ｃ．Ｄ．が大きいほど摩耗領域と溝２２（パターン）がかぶっている（重なっている）ことがわかる。

このことから、ヘリングボーンパターンは摩耗領域に行わないほうが回転トルク（連れ回りトルク）は低くなる傾向にあることがわかる。

また，反転方向パターンは、同じＰ．Ｃ．Ｄ．の正方向パターンよりも高い回転トルク（連れ回りトルク）を示していることから、ヘリングボーンパターンには方向性があり、回転方向（ころの自転の回転方向）によって効果が異なることがわかる。

更に、パターンの全幅を半分にした場合、効果が薄れ、回転トルク（連れ回りトルク）が高くなった。
また，パターン数を半分の７２個にしても、１４４個の同パターンと比べて回転トルク（連れ回りトルク）にほとんど違いは見られなかった。

次に、図７を見ると、ストレートパターンの角度が大きくなるほど得られる効果は大きくなっていることがわかる。
また，パターンＰ．Ｃ．Ｄ．を変更しても効果に違いはほとんど見られなかった。

＜複合パターン＞
ヘリングボーンパターンとストレートパターンを組み合わせた複合パターン（図９参照）を各３個作製し、試験を行った。試験結果を図１０に示す。

＜複合パターンのトルク試験結果＞
図１０の試験結果より、パターンの組み合わせを行った場合、パターン単体の場合よりも高い回転トルク（連れ回りトルク）を示していることがわかる。現行品と比較しても回転トルク（連れ回りトルク）が大きくなっている。

＜回転速度特性＞
図１１は回転速度と回転トルクの関係をまとめたものである。
試験軸受は、現行品（１個）と、ヘリングボーンパターンのＰ．Ｃ．Ｄ．＝φ８．７およびＰ．Ｃ．Ｄ．＝φ７．９（各２個）である、
また、試験回転数は１００，２００，３００，４００，５００，１０００，１５００ｒｐｍで、各速度３回の平均値をプロットした。

ヘリングボーンパターンのＰ．Ｃ．Ｄ．＝φ８．７は、４００ｒｐｍ以上の領域においてのトルクは低いが、１００，２００ｒｐｍのトルクは高くなっている。これは、パターンによって接触領域（接触面積）が小さくなり、接触面圧が高くなったことが原因だと考えられる。

対してヘリングボーンパターンのＰ．Ｃ．Ｄ．＝φ７．９はほぼすべての速度域において現行品よりも低いトルクを示している。
ただし、３００ｒｐｍ付近ではトルクにほとんど違いは見られない。また、最もトルクが低くなる速度は、現行品が３００ｒｐｍなのに対して、φ８．７が３００〜４００ｒｐｍ、φ７．９が２００ｒｐｍと異なっている。

このように、本試験結果によれば、ころ大端面２１の内輪大つば面１１との摺接部付近にレーザ加工により微小な溝２２を形成した場合、ころ大端面２１と内輪大つば面１１との接触領域（摩耗領域）に溝２２を形成した場合には、溝２２のパターン形状にかかわらず、回転トルクが増大し、現行品（ころ大端面２１に溝の無い従来形状）に比べても大きくなることがわかった。

これは、ころ大端面２１と内輪大つば面１１との接触領域（摩耗領域）に溝２２を形成した場合には、ころ大端面２１と内輪大つば面１１との接触面積が減少し、接触面圧が上昇したため、局所的に金属接触或いは境界潤滑となる領域が増加したためと考えられる。

この一方、ころ大端面２１と内輪大つば面１１との接触領域（摩耗領域）には溝２２を形成せず（現行品と同様未加工のままとし）、前記接触領域（摩耗領域）の内側領域（ころの内径側の隣接領域）に溝２２を形成すると、回転トルクが低減され、現行品（ころ大端面２１に溝の無い従来形状）に比べて小さくできることがわかった。なお、前記接触領域（摩耗領域）の外側領域（ころの外径側の隣接領域）に溝２２を形成することができる軸受の場合には、外側領域に溝を形成することで同様の効果を得ることができるものと考えられる。

これは、ころ大端面２１と内輪大つば面１１との接触領域（摩耗領域）の内側領域に設けた溝２２により潤滑油が良好に前記接触領域（摩耗領域）に案内されて供給され、摩耗領域に対して適切に潤滑油を供給することができ、以って流体潤滑となる領域が増加するためなどと考えられる。

また、前記接触領域（摩耗領域）には溝２２を形成せず、その内側領域に溝２２を形成する場合、溝２２の向きにも回転トルクは影響されることから（図６参照）、溝２２の向き（延いてはころの回転（自転）方向）との関係により溝２２が案内する潤滑油の前記接触領域（摩耗領域）への供給のされ方の良し悪しなどが存在するものと考えられる。

例えば、本実施の形態では、ころ大端面２１に形成される溝２２のうち、最もころ２０の内径側に形成される溝２２の内径側の端が、外径側の端より、ころの回転方向（自転方向）下流側に配置されるように形成することで（図１２〜図１４の拡大図筒参照）、良好に回転トルクを低減することができた（図７、図８等参照）。

以上で述べたように、本実施の形態のように、ころ大端面２１と内輪大つば面１１との接触領域（摩耗領域）には溝２２を形成せず（現行品と同様未加工のままとし）、前記接触領域（摩耗領域）の内側隣接領域（ころの内径側の隣接領域）に溝２２を形成すると、回転トルクが低減され、現行品（ころ大端面２１に溝の無い従来形状）に比べて小さくでき、以って円すいころ軸受の低フリクション化を促進することができる。

すなわち、本実施の形態によれば、アキシャル荷重を受けたときのころ端面と内輪（或いは外輪）のつば部との間の摺接部における摺動抵抗を低減することで、ころ軸受の低フリクション化を促進し、以って自動車等における省エネルギー化に貢献可能なころ軸受を提供することができる。

ここで、本実施の形態において溝加工を行ったレーザ加工について説明する。
本実施の形態では、ころ大端面２１（内輪大つば面１１との摺接部領域）に対して溝２２を形成するレーザ加工に用いるレーザとして、パルスレーザを用いることが望ましい。

なお、パルスレーザによる加工では，パルス幅が加工状態に大きく影響する。一般的には，パルス幅によりナノ秒（ｎａｎｏ）レーザ，ピコ（ｐｉｃｏ）秒レーザ，フェムト（ｆｅｍｔｏ：ｆｍ）秒レーザに分けられる。
パルス幅は同一エネルギーであれば、短パルスほどエネルギー密度が高いこと、パルス幅が短いほど照射エネルギーが照射部に伝わらないことから、パルス幅が長いほど熱影響が多くなり溶融・蒸発の加工に、短いほど溶融過程を経過せずに直接原子化される（アブレーション）加工となるため、バリ等の生じない精度の高い加工が可能である。
また，装置価格もナノ（ｎａｎｏ）秒レーザ，ピコ（ｐｉｃｏ）秒レーザ，フェムト（ｆｅｍｔｏ：ｆｍ）秒レーザの順に高額となる。

パルスレーザによる材料加工は、光が化学結合の電子系（電子による結合）を励起し、該結合を切断することにより溶融過程を経ずに、直接に原子化・蒸発を行う（アブレーション「ａｂｌａｔｉｏｎ」：材料の表面が蒸発等によって剥ぎ取られる現象））とされ、溶融バリなどの発生が少なく、本発明のような細い幅（例えば、５μｍ〜３０μｍ程度、深さ１〜５μｍ程度）の高精度な微小（微細）溝の加工に好適である。

このため、本発明では、加工精度や仕上がり精度、コスト等を勘案して、ピコ（ｐｉｃｏ）秒レーザ以上の短パルスレーザ（パルス幅をピコ秒以上に短いパルス幅まで短パルス化したレーザ）により、ころ大端面２１（内輪大つば面１１との摺接部領域）に対して微小（或いは微細）な溝（凹形状）を形成することが好ましい。

より具体的には、本実施の形態に係るころ大端面２１の内輪大つば面１１との摺接部付近の溝加工に使用するレーザとしては、例えば、パルス幅２０ｐｓ以下の短パルスと最大２５０μＪの高いパルスエネルギーを両立できるピコ秒レーザが好ましい。
本実施の形態においては、ピコ秒レーザとして、例えば、エッジウェーブ（edgewave）社製の短パルスレーザ「Ultra short pulse lasers PX-series」(スラブ型レーザ ＰＸ５０−２−ＧＭ)（仕様等についてはＵＲＬ：http://www.beams-inc.jp/edgewave_pico_pxqx.html or http://www.edge-wave.de/web/wp-content/uploads/2013/03/PX.pdf 参照）を用いて微小なスリット（溝）を形成した。
但し、これに限らず、他のレーザ加工装置を用いることは可能である。

なお、パルスレーザに限らず、ころ大端面２１と内輪大つば面１１との摺接部領域に対して、溝２２を形成するレーザ加工に用いるレーザとして、高密度連続波（ＣＷ）を採用することなども可能である。高密度連続波（ＣＷ）は、溶接、溶断など熱的に材料を溶融させて加工を施す方法であり、パルスレーザは光エネルギーを圧縮化（パルス化）して加工を行う方法であり、これらは公知である。

なお、かかる短パルスレーザによる加工の際に溶融バリや再付着原子等が生じる場合には、これらの除去ならびに溝の入口部の周辺部の丸めを、ＷＰＣ処理或いは三次元形状を研磨することができる三次元研磨（３Ｄラッピング「登録商標」）により実現することができる。

ＷＰＣ処理とは、「微粒子ピーニング」、「精密ショットピーニング」、「ＦＰＢ（Ｆｉｎｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｂｏｍｂａｒｄｉｎｇ）」などと称される表面処理で、金属製品の表面に、目的に応じた材質の微粒子を圧縮性の気体に混合して高速衝突させる表面改質処理である。かかるＷＰＣ処理により、溶融バリや再付着原子等を除去することができる。

また、三次元研磨（３Ｄラッピング）処理について、以下に説明する。
（１）研磨砥粒：微小粒径（例えば粒径５μｍ以下）のダイヤモンドその他の研磨剤（炭化ケイ素、コランダム：アルミナなど）を単独もしくは樹脂等に担持させて研磨に用いる。
（２）複雑形状部材の研磨のために、上記の研磨砥粒を、部材に投射 (投射処理) 或いはバレル容器内で部材と共に運動させる(バレル処理)。
（３）投射処理
以下の２通りが想定される。
（ａ）研磨砥粒を空気あるいは各種気体と混合し、ノズルから圧送し、被加工部材に投射する。
（ｂ）研磨砥粒を回転羽根等により機械的に速度を付加し，被加工部材に投射する。
（４）バレル処理
通常のバレル処理と同様（研磨砥粒を、バレル容器内で部材と共に運動させる）

なお、３Ｄラッピングの具体的な例として、不二製作所のシリウス加工（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｆｕｊｉｍｆｇ．ｃｏ．ｊｐ／ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｉｒｉｕｓ．ｈｔｍ）、噴射式ラップマシン「ＳＭＡＰ」東洋研磨材工業株式会社製（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｏｙｏ−ｋｅｎｍａｚａｉ−ｋｏｇｙｏ．ｊｐ／ｓｍａｐ．ｈｔｍｌ）などを利用することができる。
かかる３Ｄラッピング（砥粒研磨）を用いることにより、比較的容易にかつ精度良く溶融バリ、再付着原子の除去ならびに溝入口周辺部の丸めを行うことなどが可能である。

ところで、本実施の形態において、ころ大端面２１に形成した溝２２は、線幅（溝幅）１４μｍ、深さ（溝深さ）２．６μｍ（ねらい値）で加工を施したが、これに限定されるものではなく、例えば、線幅（溝幅）が１μｍ〜１００μｍ程度、溝深さが１μｍ〜５０μｍ程度とすることができる。但し、ピコ（ｐｉｃｏ）秒レーザ以上の短パルスレーザを用いてより微細な溝を形成する場合には、線幅（溝幅）５μｍ〜３０μｍ程度、深さ（溝深さ）１〜５μｍ程度の微細溝とすることができる。

また、ころの周方向において隣接する溝と溝の間の溝間ピッチは、例えば、０．１ｍｍ〜０．６ｍｍ（好ましくは、０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ程度）とすることができるが、これ以外の溝間ピッチとすることができる。特に、短パルスレーザの照射によれば、通常の機械的な表面加工処理では困難な微細加工を施すことができる。例えば、形成位置をナノメートルオーダーで制御しつつ微小（微細）な溝（凹部）を形成することができる。また、短パルスレーザを用いれば、レーザ波長と略同じかそれよりも短いピッチで周期的に溝（凹部）を形成するなどの微小（微細）加工を施すことができる。

また、本実施の形態では、ころ（転動体）を高炭素クロム軸受鋼などの金属材料として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、セラミックスからなるころ或いはセラミックスコーティングされたころ（転動体）に対しても本発明は適用可能である。

なお、本実施の形態では、円すいころ軸受について説明したが、円すい台形状のころを有するものに限定されるものではなく、円筒形状のころを有するころ軸受にも本発明を適用することができる。すなわち、転動体であるころの端面と、アキシャル方向においてころと当接する内輪或いは外輪のつばと、の間における摺動抵抗について、ころ端面のつば面との接触領域（摩耗領域）には溝を形成せず（現行品と同様未加工のままとし）、前記接触領域（摩耗領域）の内側領域（ころの内径側の隣接領域）或いは外側領域（ころの外径側の隣接領域）に溝を形成すると、回転トルクが低減され、現行品（ころ端面に溝の無い従来形状）に比べて小さくでき、以ってころ軸受の低フリクション化に貢献することができるものである。

ところで、上記実施の形態では、溝形状をヘリングボーン形状、ストレート形状、これらの組み合わせを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の形状、例えばスパイラル形状（図１５参照）などの種々の溝形状（波形状や円弧形状など）の他、溝形状以外にも複数の微小ディンプル（球面状に陥没した凹部）形状（図１６、図１７参照）とすることができる。

すなわち、本発明は、ころ端面と、内輪のつば面と、の接触領域（摩耗領域）以外のころ端面（摩耗領域に隣接する領域等）に動圧効果をもたらすパターンを付与する具体的な手段の例として、へリングボーン形状、ストレート形状の溝を用いて説明したが、動圧効果をもたらすパターン形状はこれらに限定されるものではなく、ころ端面と、内輪のつば面と、が相対移動（回転）する際に、前記接触領域の外側で潤滑油を保持して、前記接触領域にその保持している潤滑油を動圧効果により供給することに貢献可能な凹部であれば、特にその形状や数やサイズなどは限定されるものでなく、本発明の思想の範囲に含まれるものである。

したがって、溝形状をスパイラル形状（図１５参照）としたり、その他の形状としたり、これらを組み合わせたり、溝形状の代りに、複数の微小ディンプル（凹部）を格子状に整列させたり（図１６、図１７参照）、溝とディンプルを組み合わせることなども可能である。

なお、溝形状の場合、ヘリングボーン形状やスパイラル形状のパターンでは、回転トルク低減効果は、回転方向がある方向に限られるが、微小ディンプルを格子状に配置するパターンにすることで、左右両方向の回転において回転トルクを低減できる点で有益である。

なお、回転トルク試験はヘリングボーン形状、ストレート形状、これらの組み合わせを用いて行ったが、それ以外の凹形状パターンでも、動圧発生効果があることはすべり軸受では一般的に知られているところであり、上述した各種の凹部（溝、ディンプル）を、前記ころ端面（摩耗領域に隣接する領域等）に形成することで回転トルクの低減に貢献できるものである。

なお、微小ディンプル（凹部）は、前述同様に、ピコ（ｐｉｃｏ）秒レーザ以上の短パルスレーザ等により形成することができ、形成後に、必要に応じて、前述した３ＤラップリングやＷＰＣ処理により、溶融バリや再付着原子等を除去することが好ましい。

微小なディンプル（凹部）のサイズについては、例えば入口径φ１２μｍ（φ１〜５０μｍ程度）、深さ０．４μｍ（０．１〜５０μｍ程度）、ピッチ２０μｍ（１０〜１００μｍ）程度が想定される。ここで、ピコ（ｐｉｃｏ）秒レーザ以上の短パルスレーザを照射して微小或いは微細なディンプル（凹部）を多数形成した後の表面の一例を、図１６、図１７に拡大して示しておく。

本発明は、上述した発明の実施の形態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内において、種々変更を加え得ることは可能である。

１ 円すいころ軸受
１０ 内輪
１１ 内輪大つば面
２０ 円すいころ（転動体）
２１ ころ大端面
２２ 溝（微小な溝）
３０ 外輪
４０ 保持器

Claims (8)

1. 内輪と、内輪の外周軌道面に配設される円すい台形状或いは円筒形状の転動体である複数のころと、複数のころの外周に配設され内周軌道面を有する外輪と、複数のころを回転自在に内輪と外輪の間に保持する保持器と、を含んで構成され、潤滑油により転がり接触する部位及び滑り接触する部位を潤滑されるころ軸受であって、
   アキシャル荷重を受けたときに内輪或いは外輪のつば部と接触するころの端面のその接触する領域以外の隣接領域に、微小な凹部を複数形成したことを特徴とするころ軸受。
2. 前記微小な凹部は、微小な溝であって、ころの周方向に所定間隔で複数形成されることを特徴とする請求項１に記載のころ軸受。
3. 前記溝の形状は、ヘリングボーン形状、ストレート形状、スパイラル形状、或いはこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項２に記載のころ軸受。
4. 前記溝は、ころの周方向と交差する方向に延在する微小な溝であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のころ軸受。
5. 前記溝は、溝幅が１〜１００μｍ程度、溝深さが１〜５０μｍ程度、ころの周方向において隣接する溝と溝との間隔が０．１〜０．６ｍｍ程度であることを特徴とする請求項２〜請求項４の何れか１つに記載のころ軸受。
6. ころの最も内径側に形成される溝の内径側の端が、外径側の端より、ころの自転方向下流側に配置されることを特徴とする請求項２〜請求項５の何れか１つに記載のころ軸受。
7. 前記微小な凹部は、微小なディンプルであることを特徴とする請求項１に記載のころ軸受。
8. 前記ディンプルは、φ１〜５０μｍ程度、深さ０．１〜５０μｍ程度であることを特徴とする請求項７に記載のころ軸受。