JP2021025656A - 円すいころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】円すいころ軸受が長時間にわたって停止し、その後、円すいころ軸受が始動するときに、円すいころの大端面と内輪の大鍔の間に急昇温が生じるのを防止することが可能な円すいころ軸受を提供する。【解決手段】複数の円すいころ４の大端面１１に沿って周方向に延びる大径側環状部１２と、複数の円すいころ４の小端面１０に沿って周方向に延びる小径側環状部１３と、大径側環状部１２と小径側環状部１３を連結する複数の柱部１４とを有し、大径側環状部１２は、各円すいころ４の大端面１１に対向する大径側ポケット面１６と、大径側環状部１２の内周面と大径側ポケット面１６の間にまたがって開口する保油凹部２０とを有する円すいころ軸受において、保油凹部２０は、軸方向に見て、保油凹部２０の隣り合う内面同士が交わる隅角部２１を２つ以上有する多角形状に形成されている。【選択図】図１

Description

この発明は、円すいころ軸受に関する。

自動車のトランスミッションやデファレンシャル機構には、ラジアル荷重とアキシアル荷重を同時に支持することが可能な軸受である円すいころ軸受が多く用いられる。

そのような円すいころ軸受は、外輪と、その外輪の内側に同軸に配置された内輪と、外輪と内輪の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の円すいころと、その複数の円すいころの周方向の間隔を保持する環状の保持器と、を備える。内輪は、各円すいころの大端面に接触する大鍔を有する。軸受回転時、円すいころの大端面と内輪の大鍔は、滑りを伴う接触によりアキシアル荷重の一部を支持する。

上記円すいころ軸受の潤滑は、ギヤの回転により跳ね上げられる潤滑油の飛沫や、オイルポンプから圧送される潤滑油によって行なわれる。ここで、軸受が回転しているときは、外部から円すいころ軸受に潤滑油が継続して供給されるが、軸受が停止しているときは、外部から円すいころ軸受への潤滑油の供給が停止する。このため、円すいころ軸受が長時間にわたって停止すると、円すいころ軸受に付着していた潤滑油の多くが流れ落ち、その後、円すいころ軸受が始動するときに、潤滑不足が生じやすい。

特に、近年、潤滑油の攪拌抵抗により発生するエネルギー損失を抑えるため、自動車のトランスミッションやデファレンシャル機構において低粘度の潤滑油を使用したり、潤滑油の量を少なくしたりする傾向にある。このため、円すいころ軸受が長時間にわたって停止したときに、円すいころ軸受に残存する潤滑油の量が過少となりやすく、その後、円すいころ軸受が始動するときに、円すいころの大端面と内輪の大鍔との間に急昇温が生じるおそれがあった。

そこで、そのような急昇温を防止すべく、外部から円すいころ軸受への潤滑油の供給が停止したときにも、円すいころの大端面と内輪の大鍔の間を潤滑可能とした円すいころ軸受として、特許文献１の図１１〜図１４に記載のものが知られている。特許文献１の図１１〜図１４の円すいころ軸受の保持器は、円すいころの大端面に沿って周方向に延びる大径側環状部と、各円すいころの小端面に沿って周方向に延びる小径側環状部と、大径側環状部と小径側環状部を連結する複数の柱部とを有し、大径側環状部には、周方向に間隔をおいて複数の保油凹部が形成されている。保油凹部は、大径側環状部の内周面と大径側ポケット面の間にまたがって開口している。保油凹部は、軸方向に見て、単一の凹円弧面を内面とする弓形状に形成されている。大径側ポケット面は、円すいころの大端面に対向する面である。

この特許文献１の円すいころ軸受は、外部から円すいころ軸受に潤滑油が継続して供給されているときは、その潤滑油の一部を、保持器の大径側環状部の内周の保油凹部に溜め、その後、何らかの原因で、外部から円すいころ軸受への潤滑油の供給が停止したときは、保持器の大径側環状部の内周の保油凹部から流出する潤滑油で、円すいころの大端面と内輪の大鍔との間を潤滑する。

特許第５６６８４２０号公報

ところで、特許文献１の円すいころ軸受においては、長時間にわたって停止すると、保油凹部内の潤滑油が、自重によって保油凹部から流出することがある。その後、円すいころ軸受が始動するときに、円すいころの大端面と内輪の大鍔との間を十分に潤滑することができないことがある。これにより、円すいころの大端面と内輪の大鍔の間に急昇温が生じるおそれがあった。

そこで、この発明が解決しようとする課題は、円すいころ軸受が始動するときに、円すいころの大端面と内輪の大鍔の間に急昇温が生じるのを防止することが可能な円すいころ軸受を提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明では、以下の構成の円すいころ軸受を提供する。外輪と、前記外輪の内側に同軸に配置された内輪と、前記外輪と前記内輪の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の円すいころと、前記複数の円すいころの周方向の間隔を保持する環状の保持器と、を備え、前記内輪は、前記各円すいころの大端面に接触する大鍔を有し、前記保持器は、前記複数の円すいころの大端面に沿って周方向に延びる大径側環状部と、前記複数の円すいころの小端面に沿って周方向に延びる小径側環状部と、前記大径側環状部と前記小径側環状部を連結する複数の柱部とを有し、前記大径側環状部と前記小径側環状部と前記複数の柱部は、前記複数の円すいころをそれぞれ収容する複数のポケットを区画し、前記大径側環状部は、前記各円すいころの大端面に対向する大径側ポケット面と、前記大径側環状部の内周面と前記大径側ポケット面の間にまたがって開口する保油凹部とを有する円すいころ軸受において、前記保油凹部は、軸方向に見て、保油凹部の隣り合う内面同士が交わる隅角部を２つ以上有する多角形状に形成されていることを特徴とする円すいころ軸受。

このようにすると、保油凹部の隅角部では、潤滑油が保油凹部の隣り合う内面同士のそれぞれに接触するので、潤滑油の表面張力によって、潤滑油が保油凹部に保持されやすくなる。そのため、軸受停止中に、保油凹部内の潤滑油がその自重によって流出するのを抑制し、軸受が長期にわたって停止したときにも、保油凹部内に潤滑油を保つことができる。その後、円すいころ軸受が回転すると、保油凹部内の潤滑油は、遠心力により円すいころ側に移動し、ころ大端面を潤滑可能となっている。従って、円すいころ軸受が長時間にわたって停止し、その後、円すいころ軸受が始動するときに、円すいころの大端面と内輪の大鍔の間の急昇温を効果的に防止することができる。

前記保油凹部は、周方向に直角な断面において前記大径側環状部の内周面から前記大径側環状部の内部に入り込む内壁面を有し、前記内壁面に、軸方向に窪む保油溝が形成されていることが好ましい。

このようにすると、内壁面の全面を平らとした場合に比べて、内壁面に保油溝が存在する分、保油凹部の内面の凹凸が増える。そのため、潤滑油の表面張力によって、潤滑油が保油凹部内に保持されやすくなる。従って、保油凹部内の潤滑油は、円すいころ軸受の回転中にはころ大端面を好適に潤滑し、円すいころ軸受の停止時には保油凹部内に好適に保持されるものとすることができる。

前記保油溝は、前記大径側環状部の内周面に開口する部分をもたないように、前記大径側環状部の内周面から径方向外側に離れた領域に形成されていることが好ましい。

このようにすると、円すいころ軸受の回転軸の軸心よりも上方側に位置する保油凹部において、その内部の潤滑油が保油溝によって好適に保持される。すなわち、その軸心よりも上方側の保油凹部において、その内部の潤滑油に、下方（大径側環状部の内周面側の方向）を向く重力が作用するが、保油凹部内の保油溝は、大径側環状部の内周面に開口する部分をもたない。このため、保油溝内の潤滑油が自重によって保油溝から流出しにくくなる。従って、保油凹部内の潤滑油が、保油溝によって好適に保油凹部内に保持されるものとすることができる。

前記保油溝は、周方向の一方の側から他方の側に延びる横溝部と、横溝部の途中から径方向外方に分岐して延びる縦溝部とを有することが好ましい。

このようにすると、保油溝の内面の表面積が増加し、保油凹部内の潤滑油と保油溝の内面との接触面積が増加する。このため、保油溝内でその内面と潤滑油との間に生じる表面張力が、より大きくなる。従って、保油凹部内の潤滑油が、より好適に保油凹部内に保持されるものとすることができる。

前記隅角部は、軸方向に見て前記隣り合う内面同士が９０°以下の角度をもって交わる鋭角の隅角部を２つ以上含むことが好ましい。

このようにすると、保油凹部の内面同士が９０°以下の角度をもって交わる隅角部において、前記隣り合う面のそれぞれに潤滑油が接触しやすくなる。このため、このような隅角部では、保油凹部内の潤滑油と保油凹部の内面との接触面積がより大きくなる。ひいては、潤滑油と保油凹部の内面との間で生じる表面張力が大きなものとなり、保油凹部内の潤滑油を、より好適に保油凹部内に保持することができる。

前記隅角部では、前記隣り合う内面同士が好ましくは１．０ｍｍ以下、少なくとも２．０ｍｍ以下の曲率半径をもつＲ面を介して交わっていることが好ましい。

このようにすると、隅角部の隣り合う内面同士の交わりがＲ面を介したものとなっているので、軸受の回転時の隅角部への応力集中を抑制することが可能になり、また、保油凹部の成型性が向上する。また、Ｒ面の曲率半径が１．０ｍｍ以下、少なくとも２．０ｍｍ以下なので、軸受の回転時の隅角部への応力集中を抑制することが可能になる。

前記保油凹部は、周方向に隣接する前記柱部の間に周方向に並んで複数設けられていることが好ましい。

このようにすることで、周方向に隣接する前記柱部の間に一つの保油凹部が設けられているものに比べ、保油凹部の内面の面積を増やすことが可能になる。このため、保油凹部内にある潤滑油と保油凹部の内面との接触面積が増加し、その内面と潤滑油との間に作用する表面張力が大きなものとなる。これにより、保油凹部内に潤滑油を保持しやすくなる。

前記円すいころが、前記大端面の中央に凹部を有する場合、前記保油凹部は、前記凹部を挟む両側に配置されていることが好ましい。

このようにすると、円すいころ軸受が停止しているときに、保油凹部内に保持された潤滑油が、円すいころの大端面の凹部に流出するのを防止することができ、円すいころと内輪の大鍔との摩擦を低減しつつ、円すいころの大端面を潤滑することが可能になる。

前記保油凹部の前記大径側ポケット面側の開口のうち、前記各円すいころの大端面と対向する部分の開口面積が、前記保油凹部の前記大径側ポケット面側の開口面積の５０％以上であることが好ましい。

このようにすると、保油凹部の大径側ポケット面側の開口の５０％以上が、円すいころの大端面と対向しているので、保油凹部の大径側ポケット面側の開口を通じて保油凹部の外へと流出する潤滑油の大部分を、効率よく円すいころの大端面に付着させることができ、円すいころの大端面を効果的に潤滑することができる。

前記保油凹部は、好ましくは前記各円すいころの大端面と対向する領域の外側にはみ出さないように前記大端面の周縁よりも内側に位置すると良い。

保油凹部を上述のような態様にすることにより、保油凹部内に保持されている潤滑油が、ころ大端面に効率的に供給することができ、ころ大端面と内輪大鍔面間の潤滑に寄与する効果が得られる。

前記内輪が、前記各円すいころの小端面に対向する小鍔を有し、前記保持器が、樹脂組成物で一体に形成されている場合、前記樹脂組成物として、樹脂材にエラストマーが添加されたものを採用すると好ましい。

すなわち、円すいころ軸受の組み立ては、次のようにして行なうことができる。まず、保持器の各ポケットに円すいころを挿入する。次に、その各ポケットに円すいころを収容した状態の保持器に、内輪を挿入する。このとき、円すいころが、内輪の小鍔を乗り越える必要があるが、円すいころは、保持器によって径方向外側への移動が規制されているので、そのままの寸法関係では小鍔を乗り越えることができない。そこで、円すいころに小鍔を乗り越えさせるために、保持器が樹脂組成物で一体に形成されている場合は、円すいころが小鍔に乗り上げたときに円すいころが小鍔から受ける拡径方向の力により保持器を弾性変形させることとなる。ここで、保持器を形成する樹脂組成物として、樹脂材にエラストマーが添加されたものを採用すると、保持器の伸縮性が上がるので、各ポケットに円すいころを収容した状態の保持器に内輪を挿入する作業が容易となり、円すいころ軸受の組立性を向上させることが可能となる。

前記樹脂材に、さらに繊維強化材を添加すると好ましい。

このようにすると、樹脂材にエラストマーを添加することによる保持器の靭性・強度低下を、繊維強化材で補うことができる。そのため、保持器の靭性・強度と円すいころ軸受の組立性とを両立することが可能となる。

この発明の円すいころ軸受は、保油凹部の隅角部において、潤滑油が保油凹部の隣り合う内面同士のそれぞれに接触するので、潤滑油の表面張力によって、潤滑油が保油凹部に保持されやすい。そのため、軸受停止中に、保油凹部内の潤滑油がその自重によって流出するのを抑制し、軸受が長期にわたって停止したときにも、保油凹部内に潤滑油を保つことができる。その後、円すいころ軸受が回転すると、保油凹部内の潤滑油は、遠心力により円すいころ側に移動し、ころ大端面を潤滑可能となっている。従って、円すいころ軸受が長時間にわたって停止し、その後、円すいころ軸受が始動するときに、円すいころの大端面と内輪の大鍔の間の急昇温を効果的に防止することができる。

この発明の実施形態の円すいころ軸受のアキシアル平面に沿った断面図 図１の保油凹部の近傍の部分拡大図 図１に示す保持器をその内径側からみた斜視図 図１に示す保持器の大径側環状部を円すいころの大端面側から見た部分断面図 （ａ）は、図１に示す円すいころ軸受が長時間にわたって停止した後の保油凹部の近傍の拡大図、（ｂ）は、（ａ）に示す保油凹部を、保持器の周方向に直交する面に沿って破断した状態を示す断面図 （ａ）は、比較例の円すいころ軸受が長時間にわたって停止した後の保油凹部の近傍の拡大図、（ｂ）は、（ａ）に示す保油凹部を、保持器の周方向に直交する面に沿って破断した状態を示す断面図 図４の保油凹部の変形例を示す図 図４の保油凹部の他の変形例を示す図 図４の保油凹部の更に他の変形例を示す図 図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図 図１に示す円すいころ軸受を用いたトランスミッションの一例を示す図 図１に示す円すいころ軸受を用いたデファレンシャル機構の一例を示す図

以下、図面を参照しつつ、この発明の実施形態について説明する。

図１に、この発明の実施形態の円すいころ軸受１を示す。この円すいころ軸受１は、外輪２と、外輪２の内側に同軸に配置された内輪３と、外輪２と内輪３の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の円すいころ４と、複数の円すいころ４の周方向の間隔を保持する環状の保持器５とを有する。円すいころ軸受１は、自動車に使用するサイズのものであり、具体例としては、内輪３の内径が５０ｍｍ以下（３５ｍｍ以下でも良い）のサイズのものである。

外輪２の内周には、テーパ状の外輪軌道面６が形成されている。内輪３の外周には、外輪軌道面６と径方向に対向するテーパ状の内輪軌道面７と、内輪軌道面７の小径側に位置する小鍔８と、内輪軌道面７の大径側に位置する大鍔９とが形成されている。円すいころ４は、外輪軌道面６と内輪軌道面７に転がり接触している。

小鍔８は、円すいころ４の小端面１０に対向するように内輪軌道面７から外径側に突出して形成されている。小鍔８は、円すいころ４が内輪軌道面７の小径側に移動するのを規制し、円すいころ４が内輪軌道面７から脱落するのを防止する。大鍔９は、円すいころ４の大端面１１に対向するように内輪軌道面７から外径側に突出して形成されている。軸受回転時、円すいころ４の大端面１１と内輪３の大鍔９は、滑りを伴う接触により、アキシアル荷重の一部を支持する。

図１〜図３に示すように、保持器５は、各円すいころ４の大端面１１に沿って周方向に延びる大径側環状部１２と、各円すいころ４の小端面１０に沿って周方向に延びる小径側環状部１３と、周方向に隣り合う円すいころ４の間を通って大径側環状部１２と小径側環状部１３を連結する複数の柱部１４とを有する。

大径側環状部１２と小径側環状部１３と複数の柱部１４は、複数の円すいころ４をそれぞれ収容する複数のポケット１５を区画している。ここで、大径側環状部１２と小径側環状部１３はポケット１５の保持器軸方向の両端を区画し、柱部１４はポケット１５の保持器周方向の両端を区画している。大径側環状部１２には、円すいころ４の大端面１１に対向する大径側ポケット面１６が形成され、小径側環状部１３には、円すいころ４の小端面１０に対向する小径側ポケット面１７が形成されている。大径側ポケット面１６は、円すいころ４の大端面１１と面接触可能なように保持器５の軸直角方向（図の上下方向）に対して傾斜して形成されている。柱部１４は、円すいころ４の外周と対向する位置に、円すいころ４の外周に接触するころ案内面を有する。

大径側環状部１２の内周には、保持器周方向に間隔をおいて複数の保油凹部２０が形成されている。保油凹部２０は、大径側環状部１２の内周と大径側ポケット面１６との間にまたがって形成されている。すなわち、保油凹部２０は、大径側環状部１２の内周に開口するとともに大径側ポケット面１６に開口して形成されている。

図４に示すように、保油凹部２０は、ころ大端面１１の側から軸方向に見て、保油凹部２０の隣り合う内面同士が交わる隅角部２１を２つ有する方形状に形成されている。

図１〜図４に示すように、保油凹部２０の内面は、保持器径方向内側を臨む底面２２と、底面２２の周方向の両端から径方向内側に立ち上がった起立面である一対の対向面２３と、円すいころ軸受１のアキシアル平面に沿った断面（すなわち、図１、図２に示す断面）において大径側環状部１２の内周面から大径側環状部の内部に入り込んでいる内壁面２４と、を有する。内壁面２４は、対向面２３、及び底面２２とそれぞれ隣り合っている。底面２２と内壁面２４との間、底面２２と対向面２３との間、及び対向面２３と内壁面２４との間には、隅角部２１が形成されている。隅角部２１は、２．０ｍｍ以下（好ましくは１．０ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以下、さらにより好ましくは０．２ｍｍ以下）の曲率半径をもつＲ面状をなしている。

保油凹部２０の深さ（すなわち、保油凹部２０の底面２２から大径側環状部１２の内径面までの幅）は、１．４ｍｍ以下である。

図１〜図２、及び図４に示すように、円すいころ４は、大端面１１の中央に凹部１１ａを有する。大端面１１は、凹部１１ａと、凹部１１ａの周囲を囲む環状面１１ｂとで構成されている。環状面１１ｂは、大鍔９に押し付けられる面である。環状面１１ｂは、十分に大きい曲率半径（少なくとも内輪３の半径よりも大きい曲率半径）をもつ球面である。保油凹部２０は、この凹部１１ａを挟む両側に配置されている。凹部１１ａは、大端面１１上に円形に開口し、その開口から円すいころの軸方向の小端面１０側に入り込むように形成されている。

保油凹部２０内の潤滑油には、潤滑油の表面張力によって保油凹部２０内に保持される力（以下保持力Ｆ１と称する）が作用する。その保持力Ｆ１が、潤滑油に作用する重力Ｆ２よりも大きい場合に、保油凹部２０内に潤滑油が保持される。保持力Ｆ１、及び重力Ｆ２は、以下の計算式により計算可能である。
保持力Ｆ１＝潤滑油の表面張力γ×ぬれ縁長さＬ（潤滑油に接している保油凹部の内面の長さの合計値）×cosθ（θは潤滑油の接触角）
潤滑油に作用する重力Ｆ２＝重力加速度ｇ×潤滑油密度ρ×潤滑油の体積Ｖ

ここで、ぬれ縁長さＬは、対向面２３のうちの潤滑油と接する領域の軸方向の長さと、内壁面２４のうちの潤滑油と接する領域の周方向の長さとの合計値である。

例えば、潤滑油の表面張力γ＝３０（ｍＮ／ｍ）、接触角θ＝１８.５（°）、ぬれ縁
長さＬ＝２．８（ｍｍ）、潤滑油密度ρ＝０．８５（ｇ／ｍｍ^３）、潤滑油体積Ｖ＝０．４９（ｍｍ^３）である場合、Ｆ１＝８．０×１０^−５Ｎとなる。このとき、潤滑油に作用する重力Ｆ２は、Ｆ２＝４．０×１０^−９Ｎとなる。このため、Ｆ１≧Ｆ２となり、保油凹部内の潤滑油は、表面張力によって保油凹部内に保持される。

保油凹部２０は、周方向に隣接する柱部１４の間に周方向に並んで複数設けられている。すなわち、各大径側ポケット面１６ごとに複数の保油凹部２０が設けられている。そのような保油凹部２０の一例として、図４には、大径側ポケット面１６ごとに２箇所ずつ設けた態様を示している。その２箇所の保油凹部２０は、大径側ポケット面１６の中央に対して保持器５の周方向の両側に離れて配置されている。すなわち、保油凹部２０は、ころ大端面１１の凹部１１ａの図示左右方向に一箇所ずつ設けられている。保油凹部２０は、ころ大端面１１のうち凹部１１ａとは対向せず、環状面１１ｂの部分のみと対向するように、凹部１１ａよりも外側に配置されている。

保油凹部２０は、円すいころ４の大端面１１と対向する領域の外側にはみ出さないように大端面１１の周縁よりも内側に位置する。すなわち、図４に示すようにころ大端面１１側からの平面視において、保油凹部２０の開口縁の内側の全ての領域が、ころ大端面１１の周縁の内側に位置する。また、保油凹部２０は、ころ大端面１１の凹部１１ａの開口縁の内側にはみ出さないように設けられる。すなわち、ころ大端面１１側からの平面視において、保油凹部２０の開口縁の内側の全ての領域が、ころ大端面１１の凹部１１ａの開口縁よりも外側に位置する。

ここで、大径側環状部１２は、ウエルドライン（保持器５を樹脂成形するときに樹脂が合流する部分）を有する。具体的には、ウエルドラインが隣り合う保油凹部２０の間に設けられることで、ウエルドラインが保油凹部２０と重なる位置に設けられる構成と比べて、大径側環状部１２の十分な肉厚を確保でき、大きな強度低下を招くことなく保油凹部２０を設けることが可能となる。

保持器５は、合成樹脂で継ぎ目のない一体に形成されている。すなわち、保持器５を構成する大径側環状部１２と小径側環状部１３と複数の柱部１４は、樹脂組成物で継ぎ目のない一体に形成されている。保持器５を構成する樹脂組成物は、樹脂材のみからなるものを使用することも可能であるが、ここでは、樹脂材にエラストマーと繊維強化材とを添加したものが使用されている。

樹脂組成物のベースとなる樹脂材としては、ポリアミド（ＰＡ）を採用することができる。ポリアミドとしては、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリノナメチレンテレフタルアミド（ＰＡ９Ｔ）等を使用することができる。ポリアミドを採用すると、ポリアミドは親油性が比較的高いことから、保油凹部２０の内面に潤滑油が馴染みやすく、潤滑油の表面張力によって潤滑油を保油凹部２０に効果的に保持することが可能となる。ポリアミドに代えて、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等を採用することも可能である。樹脂材に添加するエラストマーは、例えば、熱可塑性エラストマーである。

樹脂材に添加する繊維強化材としては、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維等を採用することができる。繊維強化材としてガラス繊維を採用する場合、繊維強化材に占めるガラス繊維の含有率は、１０〜５０重量％（好ましくは２０〜４０重量％、より好ましくは２５〜３５重量％）とすることができる。なお、樹脂材、エラストマー、繊維強化材の種類の組み合わせは適宜自由に選択可能である。

図１１に、上記の円すいころ軸受１を、自動車のトランスミッション３０に配置した場合の一部分の構造図を示す。

特に、近年、潤滑油の攪拌抵抗により発生するエネルギー損失を抑えるため、自動車のトランスミッションやデファレンシャル機構において低粘度の潤滑油を使用したり、潤滑油の量を少なくしたりする傾向にある。また、図６（ａ）に比較例として示す保持器５０の保油凹部５１は、軸方向に見て、単一の凹円弧面を内面とする弓形状に形成されており、隅角部がないため、保油凹部５１内に潤滑油が保持されにくい。従って、円すいころ軸受１が長時間にわたって停止したときに、図６（ｂ）に示すように保油凹部５１内から潤滑油が流出してしまい、円すいころ軸受１に残存する潤滑油の量が過少となりやすく、その後、円すいころ軸受１が始動するときに、円すいころ４の大端面１１と内輪３の大鍔９との間に急昇温が生じる可能性がある。

この問題に対し、この実施形態の円すいころ軸受１においては、円すいころ軸受１が回転しているときに、保油凹部２０に潤滑油が導入される。ここで、図５（ａ）に示すように、保油凹部２０は、軸方向に見て、保油凹部２０の隣り合う内面同士が交わる隅角部２１を２つ有する方形状に形成されている。保油凹部２０の隅角部２１では、潤滑油が保油凹部２０の隣り合う内面同士のそれぞれに接触するので、潤滑油の表面張力によって、潤滑油が保油凹部２０に保持されやすくなる。そのため、軸受停止中に、保油凹部２０内の潤滑油がその自重によって流出するのを抑制し、円すいころ軸受１が長期にわたって停止したときにも、保油凹部２０内に潤滑油を保つことができる。その後、円すいころ軸受１が回転すると、保油凹部２０内の潤滑油は、図５（ｂ）に示すように遠心力により円すいころ４側に移動し、大端面１１を潤滑可能となっている。従って、円すいころ軸受１が長時間にわたって停止し、その後、円すいころ軸受１が始動するときに、円すいころ４の大端面１１と内輪３の大鍔９の間の急昇温を効果的に防止することができる。

また、隅角部２１は、軸方向に見て隣り合う内面同士が９０°以下の角度をもって交わる鋭角の隅角部２１を２つ以上含む。保油凹部の内面同士が９０°以下の角度をもって交わる隅角部２１において、隣り合う面のそれぞれに潤滑油が接触しやすくなる。このため、このような隅角部２１では、保油凹部内の潤滑油と保油凹部の内面との接触面積がより大きくなる。ひいては、潤滑油と保油凹部２０の内面との間で生じる表面張力が大きなものとなり、保油凹部２０内の潤滑油を、より好適に保油凹部２０内に保持することができる。

また、隅角部２１の隣り合う内面同士の交わりがＲ面を介したものとなっているので、軸受の回転時の隅角部２１への応力集中を抑制することが可能になり、また、保油凹部２０の成型性が向上する。また、Ｒ面の曲率半径が好ましくは１．０ｍｍ以下、少なくとも２．０ｍｍ以下なので、軸受の回転時の隅角部２１への応力集中を抑制することが可能になる。

また、保油凹部２０は、周方向に隣接する柱部１４の間に周方向に並んで複数設けられているので、周方向に隣接する柱部１４の間に一つの保油凹部２０が設けられているものに比べ、保油凹部２０の内面の面積を増やすことが可能になる。このため、保油凹部２０内にある潤滑油と保油凹部２０の内面との接触面積が増加し、その内面と潤滑油との間に作用する表面張力が大きなものとなる。これにより、保油凹部２０内に潤滑油を保持しやすくなる。

また、この円すいころ軸受１は、保油凹部２０が、円すいころ４の大端面１１の凹部１１ａを挟む両側に配置されているので、円すいころ軸受１が停止しているときに、保油凹部２０内に保持された潤滑油が、円すいころ４の大端面１１の凹部１１ａに流出するのを防止することができ、円すいころ４と内輪３の大鍔９との摩擦を低減しつつ、円すいころ４の大端面１１（特に環状面１１ｂ）を潤滑することが可能となっている。

また、この円すいころ軸受１は、保油凹部２０の大径側ポケット面１６側の開口のうち、円すいころ４の大端面１１と対向する部分の開口面積が、保油凹部２０の大径側ポケット面１６側の開口面積の５０％以上（好ましくは７０％以上、より好ましくは９０％以上）であるので、保油凹部２０の大径側ポケット面１６側の開口を通じて保油凹部２０の外へと流出する潤滑油の大部分を、効率よく円すいころ４の大端面１１（特に環状面１１ｂ）に付着させることができ、円すいころ４の大端面１１を効果的に潤滑することが可能となっている。

また、この円すいころ軸受１は、好ましくは各円すいころ４の大端面１１と対向する領域の外側にはみ出さないようにころ大端面１１の周縁よりも内側に保油凹部２０を配置すると、円すいころ軸受１の停止時に、保油凹部２０内に保持されている潤滑油が、ころ大端面１１に効率的に供給することができ、ころ大端面と内輪大鍔面間の潤滑に寄与する効果が得られる。

上記実施形態では、軸方向に見て、保油凹部２０の隣り合う内面同士が交わる隅角部２１を２つ以上有する多角形状の保油凹部２０として、隅角部２１を２つ有する方形状のものを例に挙げて説明したが、図７に示すように、軸方向に見て、保油凹部２０の隣り合う内面同士が交わる隅角部２１を４つ有する六角形状をなすものとすることもできる。

図７において、ころ大端面１１側から見た保油凹部２０は、六角形状をなしている。保油凹部２０内の隣り合う内面同士が交わる４箇所のそれぞれには、隅角部２１が形成されている。六角形の保油凹部２０は、保持器径方向内側を臨む底面２２と、底面２２の保持器周方向の両端に交わる第１面２６と、第１面の端部に交わり、保油凹部２０の大径側ポケット面１６側の開口に至る第２面２７とを有する。底面２２と第１面２６との間の隅角部２１の内角は、９０°以上をなしている。第１面２６と第２面２７との間の隅角部２１の内角は、直角、又は９０°未満の鋭角である。このように、軸方向に見て六角形状の保油凹部２０を採用することで、軸方向に見て方形状の保油凹部２０を採用した場合に比べ、保油凹部２０内の隅角部２１の数が多くなる。そのため、より効果的に保油凹部２０内に潤滑油を保持することができる。

また、六角形の保油凹部２０は、図８に示すように、底面２２と第１面２６との間の隅角部の内角を９０°未満の鋭角とし、第１面２６と第２面２７との間の角部の外角を１８０°超の鈍角とする六角形状をなすものとすることができる。

図９、図１０に示すように、内壁面２４には、軸方向（図１０における左右方向）に窪む保油溝２５を形成することができる。保油溝２５は、大径側環状部１２の内周面に開口する部分をもたないように、大径側環状部１２の内周面から径方向外側に離れた領域に形成されている。保油溝２５の軸方向（図１０における左右方向）の深さは、１．０ｍｍ以下（好ましくは０．５ｍｍ以下）である。

保油溝２５は、周方向（図９における左右方向）の一方の側から他方の側に延びる横溝部２５ａと、横溝部２５ａの途中から径方向外方に分岐して延びる縦溝部２５ｂとを有する。横溝部２５ａの径方向（図９における上下方向）の幅は、０．１〜１．０ｍｍ（好ましくは０．２〜０．８ｍｍ、より好ましくは０．４〜０．６ｍｍ）である。縦溝部２５ｂの周方向の幅は、０．１〜１．０ｍｍ（好ましくは０．２〜０．８ｍｍ、より好ましくは０．４〜０．６ｍｍ）である。

図９、図１０に示すように、内壁面２４に、軸方向に窪む保油溝２５を形成すると、保油凹部２０内の潤滑油が、保油凹部２０の内壁面２４に形成された保油溝２５に入り込んで、保油凹部２０内に保持されやすくなる。従って、保油凹部２０内の潤滑油は、円すいころ軸受１の回転中にはころ大端面１１を好適に潤滑し、円すいころ軸受１の停止時には保油凹部２０内に好適に保持されるものとすることができる。

また、保油溝２５は、大径側環状部１２の内周面に開口する部分をもたないように、大径側環状部１２の内周面から径方向外側に離れた領域に形成されている。そのため、円すいころ軸受１の回転軸の軸心よりも上方側に位置する保油凹部２０において、その内部の潤滑油が保油溝２５によって好適に保持される。すなわち、その軸心よりも上方側の保油凹部２０において、その内部の潤滑油に、下方（大径側環状部１２の内周面側の方向）を向く重力が作用するが、保油凹部２０内の保油溝２５は、大径側環状部１２の内周面に開口する部分をもたない。このため、保油溝２５内の潤滑油が自重によって保油溝２５から流出しにくくなる。従って、保油凹部２０内の潤滑油が、保油溝２５によって好適に保油凹部２０内に保持されるものとすることができる。

また、保油溝２５は、周方向の一方の側から他方の側に延びる横溝部２５ａと、横溝部２５ａの途中から径方向外方に分岐して延びる縦溝部２５ｂとを有しており、保油溝２５の内面の表面積が増加し、保油凹部２０内の潤滑油と保油溝２５の内面との接触面積が増加している。このため、保油溝２５内でその内面と潤滑油との間に生じる表面張力が、より大きくなる。従って、保油凹部２０内の潤滑油が、より好適に保油凹部２０内に保持されるものとすることができる。

上記の円すいころ軸受１は、図１２に示すデファレンシャル機構４０の入力軸を回転可能に支持する転がり軸受として使用することも可能である。

上記の円すいころ軸受１の組み立ては、次のようにして行なうことができる。まず、保持器５の各ポケット１５に円すいころ４を挿入する。次に、その各ポケット１５に円すいころ４を収容した状態の保持器５に、内輪３を挿入する。このとき、円すいころ４が、内輪３の小鍔８を乗り越える必要があるが、円すいころ４は、保持器５によって径方向外側への移動が規制されているので、そのままの寸法関係では小鍔８を乗り越えることができない。そこで、円すいころ４に小鍔８を乗り越えさせるために、円すいころ４が小鍔８に乗り上げたときに円すいころ４が小鍔８から受ける拡径方向の力により保持器５を弾性変形させることとなる。ここで、上記実施形態においては、保持器５を形成する樹脂組成物として、樹脂材にエラストマーが添加されたものを採用しているので、保持器５の伸縮性が高く、各ポケット１５に円すいころ４を収容した状態の保持器５に内輪３を挿入する作業が容易であり、円すいころ軸受１の優れた組立性を得ることが可能となっている。

また、この円すいころ軸受１は、保持器５を形成する樹脂組成物として、樹脂材にエラストマーを加えてさらに繊維強化材を添加したものを採用しているので、エラストマーを添加することによる保持器５の靭性・強度低下を、繊維強化材で補うことが可能である。そのため、保持器５の靭性・強度と円すいころ軸受１の組立性とを両立することが可能となっている。

なお、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例が適用可能である。

上記実施形態では、図３に示すように、大径側ポケット面１６ごとに保油凹部２０を２箇所ずつ設けたが、保油凹部２０は、各大径側ポケット面１６ごとに３個所以上ずつ設けられていてもよいし、１個所ずつ設けられていてもよく、さらに、各大径側ポケット面１６ごとに異なる数の保油凹部２０が設けられていてもよい。

１ 円すいころ軸受
２ 外輪
３ 内輪
４ 円すいころ
５ 保持器
８ 小鍔
９ 大鍔
１０ 小端面
１１ 大端面
１１ａ 凹部
１２ 大径側環状部
１３ 小径側環状部
１４ 柱部
１５ ポケット
１６ 大径側ポケット面
２０ 保油凹部
２１ 隅角部
２４ 内壁面
２５ 保油溝
２５ａ 横溝部
２５ｂ 縦溝部

Claims (12)

1. 外輪と、
   前記外輪の内側に同軸に配置された内輪と、
   前記外輪と前記内輪の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の円すいころと、
   前記複数の円すいころの周方向の間隔を保持する環状の保持器と、を備え、
   前記内輪は、前記各円すいころの大端面に接触する大鍔を有し、
   前記保持器は、前記複数の円すいころの大端面に沿って周方向に延びる大径側環状部と、前記複数の円すいころの小端面に沿って周方向に延びる小径側環状部と、前記大径側環状部と前記小径側環状部を連結する複数の柱部とを有し、
   前記大径側環状部と前記小径側環状部と前記複数の柱部は、前記複数の円すいころをそれぞれ収容する複数のポケットを区画し、
   前記大径側環状部は、前記各円すいころの大端面に対向する大径側ポケット面と、前記大径側環状部の内周面と前記大径側ポケット面の間にまたがって開口する保油凹部とを有する円すいころ軸受において、
   前記保油凹部は、軸方向に見て、保油凹部の隣り合う内面同士が交わる隅角部を２つ以上有する多角形状に形成されていることを特徴とする円すいころ軸受。
2. 前記保油凹部は、周方向に直角な断面において前記大径側環状部の内周面から前記大径側環状部の内部に入り込む内壁面を有し、前記内壁面に、軸方向に窪む保油溝が形成されている請求項１に記載の円すいころ軸受。
3. 前記保油溝は、前記大径側環状部の内周面に開口する部分をもたないように、前記大径側環状部の内周面から径方向外側に離れた領域に形成されている請求項２に記載の円すいころ軸受。
4. 前記保油溝は、周方向の一方の側から他方の側に延びる横溝部と、横溝部の途中から径方向外方に分岐して延びる縦溝部とを有する請求項２または３に記載の円すいころ軸受。
5. 前記隅角部は、軸方向に見て前記隣り合う内面同士が９０°以下の角度をもって交わる鋭角の隅角部を２つ以上含む請求項１から４のいずれかに記載の円すいころ軸受。
6. 前記隅角部では、前記隣り合う内面同士が２．０ｍｍ以下の曲率半径をもつＲ面を介して交わっている請求項１から５のいずれかに記載の円すいころ軸受。
7. 前記保油凹部は、周方向に隣接する前記柱部の間に周方向に並んで複数設けられている請求項１から６のいずれかに記載の円すいころ軸受。
8. 前記円すいころは、前記大端面の中央に凹部を有し、
   前記保油凹部は、前記凹部を挟む両側に配置されている請求項１から７のいずれかに記載の円すいころ軸受。
9. 前記保油凹部の前記大径側ポケット面側の開口のうち、前記各円すいころの大端面と対向する部分の開口面積が、前記保油凹部の前記大径側ポケット面側の開口面積の５０％以上である請求項１から８のいずれかに記載の円すいころ軸受。
10. 前記保油凹部は、前記各円すいころの大端面と対向する領域の外側にはみ出さないように前記大端面の周縁よりも内側に位置する請求項１から９のいずれかに記載の円すいころ軸受。
11. 前記内輪は、前記各円すいころの小端面に対向する小鍔を有し、
    前記保持器は、樹脂組成物で一体に形成され、前記樹脂組成物は、樹脂材にエラストマーが添加されたものである請求項１から１０のいずれかに記載の円すいころ軸受。
12. 前記樹脂材に、さらに繊維強化材が添加されている請求項１１に記載の円すいころ軸受。

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