JP2022148227A - 円すいころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】内輪軌道面クラウニングの小鍔側の端部付近において、確実に表面仕上げができるようにする。【解決手段】内輪軌道面２ａに設けられたクラウニング部２ｂと、内輪軌道面２ａの小径側に設けられた小鍔５と、小鍔５の小鍔面５ａと内輪軌道面２ａとの間に設けられたヌスミ部１０とを備え、小鍔面５ａは内輪軌道面２ａと逆方向に傾斜する第１円すい面Ｊを備え、ヌスミ部１０は、底部の弧状部Ｒと、第１円すい面Ｊと弧状部Ｒとを結ぶ接続部Ｌと、弧状部Ｒとクラウニング部２ｂとを結ぶ第２円すい面Ｋを備え、第１円すい面Ｊ及び第２円すい面Ｋは、第１円すい面Ｊの延長と内輪軌道面２ａの延長との交点である仮想交点Ａと第２円すい面Ｋと内輪軌道面２ａとの接続点Ｂとの距離で定義されるヌスミ幅Ｚの１．０５倍以上１．５０倍未満の直径を有する仮想円φとそれぞれ接する形状である円すいころ軸受とした。【選択図】図１

Description

この発明は、円すいころ軸受に関するものである。

一般に、自動車等の輸送用機器や各種の産業機械等が備える回転軸を支持する箇所に、円すいころ軸受が用いられている。円すいころ軸受は、外周にテーパ状の軌道面をもつ内輪と、内周にテーパ状の軌道面をもつ外輪と、内輪と外輪の軌道面間に周方向に沿って間隔をおいて組み込まれた複数の円すいころと、その円すいころを保持する環状の保持器で構成されている。

円すいころ軸受として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この円すいころ軸受は、内輪の軌道面の大径側に、円すいころに作用するアキシアル荷重を支持するために大鍔を備え、内輪の軌道面の小径側には、円すいころが内輪から脱落するのを防止するための小鍔を備えている。また、外輪と内輪の軌道面にはそれぞれクラウニングが設けられており、円すいころの転動面と内・外輪の軌道面との接触部中心位置が、円すいころの軸方向中心から大径側にずれている円すいころ軸受が記載されている。なお、クラウニングが設定された軌道面の仕上げ方法として、例えば、特許文献２に記載のものがある。

特開平１１－２０１１５１号公報 特許第４８１２４８８号公報

ところで、自動車用のトランスミッションやデファレンシャル、伝動装置を備えるＨＥＶやＥＶ等の動力伝達機構では、燃費向上を目的に低粘度潤滑油の適用や、ユニット内潤滑油量を低減させる傾向がある。また、車内空間を確保するため駆動ユニットの小形化や、高出力化が同時に行われており、今後もこの傾向は続くと考えられる。すなわち、軸受の小形化要求に対して負荷荷重は増大し、また、潤滑油の粘度低下又は油量低下により軸受の転がり面の油膜形成がますます厳しくなっていくと考えられる。特に円すいころ軸受は複雑な形状をしているため、過酷になっていく軸受の使用環境に備え、さらに高機能化を図っていく必要がある。

特許文献１の円すいころ軸受では、小鍔の端面である小鍔面と軌道面との間に凹状のヌスミ部が示されている。ここで、内輪の軌道面の方向線を小鍔側へ延長すると、その軌道面の方向線は小鍔面に交差する位置関係となっている。軌道面の方向線が小鍔面に交差する設定であると、軌道面の仕上げ（特に超仕上げ等）の際に砥石（超仕上げ砥石）が小鍔面に衝突する恐れがある。仮に、砥石の小鍔面への衝突を回避しようとすると、クラウニングの端部付近の表面粗さを充分に小さくすることができず、昨今のオイルの低粘度化に対応できない事態も生じ得る。特許文献２にも、これを回避する方策は開示されていない。

そこで、この発明の課題は、内輪軌道面クラウニングの小鍔側の端部付近において、確実に表面仕上げが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、この発明は、外輪及び内輪と、前記外輪に設けられた円すい状の外輪軌道面と、前記内輪に設けられた円すい状の内輪軌道面と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置された円すいころと、前記内輪軌道面に設けられたクラウニング部と、前記内輪軌道面の小径側に設けられた小鍔と、前記小鍔の端面である小鍔面と前記内輪軌道面との間に設けられたヌスミ部とを備え、前記小鍔面は、前記内輪の軸心に対して前記内輪軌道面と逆方向に傾斜する第１円すい面を備え、前記ヌスミ部は、内径側の底部に形成された弧状部と、前記第１円すい面と前記弧状部とを結ぶ接続部と、前記弧状部と前記クラウニング部とを結び前記軸心に対して前記内輪軌道面と同方向に傾斜する第２円すい面を備え、前記第１円すい面及び前記第２円すい面は、前記第１円すい面の延長と前記内輪軌道面の延長との交点である仮想交点と前記第２円すい面と前記内輪軌道面との接続点との距離で定義されるヌスミ幅の１．０５倍以上１．５０倍未満の直径を有する仮想円とそれぞれ接する形状である円すいころ軸受を採用した。

ここで、前記仮想交点は、前記接続部よりも前記内輪軌道面側に、且つ、前記弧状部よりも外径側に位置している構成を採用することができる。

また、これらの各態様において、前記第２円すい面の前記内輪軌道面に対する角度は、２０度以上３０度未満である構成を採用することができる。

さらに、これらの各態様において、前記内輪軌道面の大径側に大鍔を備え、前記大鍔の端面である大鍔面と前記小鍔面との間の距離Ｘと前記ヌスミ幅Ｚとの間に、
０．０５≦Ｚ／Ｘ＜０．１５
が成立する構成を採用することができる。

また、上記の課題を解決するために、この発明は、外輪及び内輪と、前記外輪に設けられた円すい状の外輪軌道面と、前記内輪に設けられた円すい状の内輪軌道面と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置された円すいころと、前記内輪軌道面に設けられたクラウニング部と、前記内輪軌道面の小径側に設けられた小鍔と、前記小鍔の端面である小鍔面と前記内輪軌道面との間に設けられたヌスミ部とを備え、前記小鍔面は、前記内輪の軸心に対して前記内輪軌道面と逆方向に傾斜する第１円すい面を備え、前記ヌスミ部は、内径側の底部に形成された弧状部と、前記第１円すい面と前記弧状部とを結ぶ接続部と、前記弧状部と前記クラウニング部とを結び前記軸心に対して前記内輪軌道面と同方向に傾斜する第２円すい面を備え、前記第１円すい面の延長と前記内輪軌道面の延長との交点である仮想交点は、前記接続部よりも前記内輪軌道面側に、且つ、前記弧状部よりも外径側に位置している円すいころ軸受を採用した。

この発明は、内輪軌道面クラウニングの小鍔側の端部付近において、確実に表面仕上げができるようになる。

一実施形態を示す断面図 内輪の要部拡大図 図２の要部拡大図 図２の要部拡大図 軌道面を表面加工する際の様子を示す断面図 （ａ）（ｂ）は、実験例を示す断面図

この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態は、自動車のトランスミッションやデファレンシャル等の他、各種の輸送用機器や産業機械等において回転軸を支持する箇所に用いられる円すいころ軸受２０である。

円すいころ軸受２０は、図１に示すように、環状の部材からなる外輪１及び内輪２と、外輪１の内径面に設けられた円すい状の外輪軌道面１ａと、内輪２の外径面に設けられた円すい状の内輪軌道面２ａと、対向する外輪軌道面１ａと内輪軌道面２ａとの間に転動自在に配置された複数の円すいころ３とを備えている。外輪軌道面１ａ及び内輪軌道面２ａは、それぞれ内輪２の軸心ｃに対して同方向に傾斜している。円すいころ３の外周は、外輪軌道面１ａ及び内輪軌道面２ａに接する転動面３ａとなっている。また、円すいころ３は、環状の保持器４によって円周方向へ所定間隔で保持されている。内輪２に設けられた軸穴（内径面）２ｃには図示しない軸が挿通されて、軸と内輪２とが一体に回転する。また、外輪１は図示しないハウジングに固定される。

内輪２は、内輪軌道面２ａの小径側に外径側へ突出する小鍔５を備え、大径側には外径側へ突出する大鍔６を備えている。小鍔５の内輪軌道面２ａ側の端面である小鍔面５ａは円すいころ３の小端面３ｂに対向し、大鍔６の内輪軌道面２ａ側の端面である大鍔面６ａは円すいころ３の反対側の大端面３ｃに対向している。軸受使用時に円すいころ３は、外輪軌道面１ａ及び内輪軌道面２ａから受ける力によって大鍔面６ａに押し付けられ、その大鍔面６ａに案内されながら転動する。このとき、円すいころ３の小端面３ｂと小鍔面５ａとの間には僅かな隙間が存在している（図１参照）。

内輪２を製作する際には、小鍔面５ａが円すいころ３の小端面３ｂと概ね平行になるように旋削加工され、さらに研削加工により、小鍔面５ａを小端面３ｂと平行に仕上げている。大鍔面６ａは、加工済の小鍔面５ａを基準として、小鍔面５ａからの溝幅寸法Ｘ（図３参照）を測定しながら、研削加工によって仕上げている。溝幅寸法Ｘは、小鍔面５ａと大鍔面６ａにおける大端面３ｃとの接触位置との間における円すいころ３の軸線と平行な方向への距離である。

なお、円すいころ軸受２０の組み付ける手法として、例えば、全ての円すいころ３、保持器４、内輪２からなる組付体を、小鍔５側が下向き、大鍔６側が上向きになるように保持し、その外周に上方から外輪１を挿入して組み立てることができる。組み立てた初期状態では、円すいころ３の小端面３ｂが小鍔面５ａに接触した状態で、大端面３ｃと大鍔面６ａとの間に隙間ができた状態になる。初期状態からスラスト荷重を作用させた状態で軸受を回転させると、円すいころ３が大鍔面６ａ側に移動して、大端面３ｃが大鍔面６ａに接触して正規の使用状態に設定される。

内輪軌道面２ａには凸状のクラウニングが設けられている。クラウニングが設けられた内輪軌道面２ａの表面をクラウニング部２ｂと称する。ここで、クラウニングとは、軌道面や転動面の母線に微小な曲率をもたせることをいう。クラウニングには、全域に亘って１つの曲率をもたせたもの（単一Ｒドロップ形状）、複数の曲率を複合させたもの（複合クラウニングドロップ形状）、又は、対数クラウニングドロップ形状等があり、実施形態ではいずれの形状でも採用できる。クラウニング形状やドロップ量は、軸受の用途や仕様によって適宜決定される。この実施形態では、クラウニング部２ｂの両端部での中央部に対するドロップ量Ｙ（図２参照）を、１５μｍ以上５０μｍ以下とし、好ましくは、２５μｍ以上３５μｍ以下の範囲に設定している。なお、外輪軌道面１ａと円すいころ３の転動面３ａにも、それぞれ同様なクラニングが設けられている。なお、この実施形態では、円すいころ３のころ長さとして１３ｍｍ～１８ｍｍを想定しているが、これには限定されず、円すいころ３の大きさ、形状は軸受の仕様に応じて適宜決定できる。

クラウニングの設定により、転動面と軌道面との接触状態は無負荷時で、理論上はごく短い線接触となる。ただし、クラウニングのドロップ量が非常に微小であるので、実際の荷重無負荷時にはクラウニングの頂点から弾性変形し軸方向に対して線接触となる。図２では、理解がしやすいように、クラウニングの形状を誇張して図示している。クラウニングは軌道面と転動面の全域に設けられており、図２における破線ｕは、クラウニング部２ｂの両端部を直線で結んだものである。図３及び図４は、クラウニング部２ｂの小鍔５側の端部付近の詳細を示し、図５は、クラウニング部２ｂの表面を仕上げる際における砥石Ｇの移動方向を、矢印で示したものである。

表面の仕上げ方法として、例えば、前述の特許文献２の超仕上げに関する手法や装置を採用できる。その手法は、図５に示す矢印の方向に沿って砥石Ｇをトラバースさせながら砥石Ｇを正逆方向に旋回させ、且つ砥石Ｇに微振動を与える。砥石Ｇの旋回は、砥石Ｇの中心軸がクラウニングの法線方向を常に維持するように行い、この法線方向に砥石Ｇを加圧して、砥石Ｇをクラウニング各部の面形状に対して一定角度および一定の力で作用させる。

小鍔面５ａと内輪軌道面２ａとの間には、内径側へ向かって凹状に凹む小径側ヌスミ部１０（以下、単にヌスミ部１０と称する）が全周に亘って同一の断面で連続的に設けられている。また、大鍔面６ａと内輪軌道面２ａとの間にも、内径側へ向かって凹状に凹む大径側ヌスミ部１１が全周に亘って同一の断面で連続的に設けられている。大径側ヌスミ部１１は、内径側へ向かって凹状に凹むとともに、軸方向に沿って外側方向に凹状に凹んでいる形状である。ヌスミ部１０は、小鍔面５ａと内輪軌道面２ａとが交差する谷部に設けられている。小鍔面５ａは、図３に示すように、内輪２の軸心ｃに対して内輪軌道面２ａと逆方向に傾斜する第１円すい面Ｊを備えている。

第１円すい面Ｊは、小鍔面５ａの外径側端部である第１地点ａから内径側端部である第２地点ｂまで直線状に伸びており、軸心ｃに直交する方向線に対して角度α（鋭角）を成している。角度αは、軸受組立時における円すいころ３の小端面３ｂの角度と同等であり、その誤差は±５度以内としている。これにより、内輪軌道面２ａの研削砥石、超仕上げ砥石等の各砥石Ｇの端面と小鍔面５ａとの平行が保たれ、その結果、砥石Ｇと小鍔面５ａとの間に一定の距離を保つことで、加工が容易となる。また、円すいころ３の小端面３ｂと対向する小鍔面５ａが互いに平行となることで、予圧抜け時等において円すいころ３が小鍔面５ａに案内される場合でも、安定した動作が可能である。なお、小鍔５の頂面５ｂと小鍔面５ａとの間は、その稜線部の形状を滑らかにする弧状のアール部５ｃが設けられている。アール部５ｃは、頂面５ｂ上に設定された始点ｈから第１地点ａまで設定されている。

ヌスミ部１０は、図３に示す断面のように、内径側の底部に形成された円弧状面からなる弧状部Ｒと、弧状部Ｒを挟んで小鍔５側に形成された接続部Ｌ、弧状部Ｒを挟んで内輪軌道面２ａ側に形成された第２円すい面Ｋとを備えている。接続部Ｌは、第１円すい面Ｊの内径側端部である第２地点ｂから、弧状部Ｒの外方側端部（軸心ｃの方向に沿って外側の端部）である第３地点ｄとの間を、軸心ｃに対して直交する方向へ直線状に伸びている垂直面である。以下、この実施形態では、接続部Ｌを垂直部Ｌと称する。第２円すい面Ｋは、弧状部Ｒの内方側端部（軸心ｃの方向に沿って内側の端部）である第４地点ｆから、クラウニング部２ｂの小鍔５側の端部である第５地点ｇまで直線状に伸びている。第２円すい面Ｋの軸心ｃに対する傾斜方向は、内輪軌道面２ａの軸心ｃに対する傾斜方向と同方向である。ただし、第２円すい面Ｋの軸心ｃに対する傾斜角（鋭角）は、内輪軌道面２ａの軸心ｃに対する傾斜角（鋭角）よりも大きく設定されている。図中の符号ｅは弧状部Ｒの底部であり、符号ｒ１は弧状部Ｒの半径である。

（要件１）
ここで、第１円すい面Ｊ及び第２円すい面Ｋは、第１円すい面Ｊの延長線ｐと内輪軌道面２ａの延長線ｑとの交点である仮想交点Ａと、第２円すい面Ｋと内輪軌道面２ａとの接続点Ｂ（第４地点ｇと一致）との距離で定義されるヌスミ幅Ｚに対して、そのヌスミ幅Ｚの１．０５倍以上１．５０倍未満の直径を有する仮想円φとそれぞれ接する形状となっている。仮想円φと第１円すい面Ｊとの接点を図３及び図４では符号ｓで示し、仮想円φと第２円すい面Ｋとの接点を図３及び図４では符号ｔで示している。接点ｓは、第１地点ａと第２地点ｂの間のいずれかの箇所（両端を含む）に位置し、接点ｔは、第４地点ｆと第５地点ｇの間のいずれかの箇所（両端を含む）に位置している。図中では、仮想円φの半径を符号ｒ２で示している。なお、内輪軌道面２ａの延長線ｑとは、軸心ｃを通る任意の断面における内輪軌道面２aの小鍔側端部（内輪軌道面と小径側ヌスミ部との境界部）におけるクラウニング部２ｂの表面の接線方向と定義することができる。なお、クラウニングは湾曲しているが、その湾曲度合いはμｍ単位の微小なドロップ量に対応したものであるので、上記のクラウニング部２ｂの端部の接線方向を、クラウニングを設けない場合の直線的な内輪軌道面２aの方向（図２における破線ｕ）に置き換えて、それを内輪軌道面２ａの延長線ｑとしてもよい。

仮想円φの直径（半径ｒ２×２）を、ヌスミ幅Ｚに対して１．０５倍以上１．５０倍未満とすることで、仮想円φは、第１円すい面Ｊ及び第２円すい面Ｋに接することができる。これにより、内輪軌道面２aの表面加工がより確実にできるようになり、表面加工が確実であれば良好な軸受機能を実現できるようになる。ここで、仮に、仮想円φが設定できないほど（第１円すい面Ｊ及び第２円すい面Ｋに接することができないほど）ヌスミ幅Ｚが小さくなり過ぎた場合、第１円すい面Ｊと内輪軌道面２ａとが近過ぎる状態となる。このため、超仕上げ砥石等の表面処理用の砥石Ｇが小鍔面５ａに接近し、内輪軌道面２ａの軌道面粗さを小さくする作業に制約が生じ得る。また、逆に、仮想円φが設定できないほど（第１円すい面Ｊ及び第２円すい面Ｋに接することができないほど）ヌスミ幅Ｚが大きくなり過ぎた場合、ヌスミ幅Ｚを除いた内輪軌道面２ａの幅が小さくなり過ぎ、その結果、円すいころ３の転動面３ａの幅が狭くなり、軸受の寿命が短くなる危惧が生じ得る。よって、適正な小鍔５の形状を有する指標形状として、上記要件１のように、第１円すい面Ｊ及び第２円すい面Ｋに接する仮想円φが設定できる小鍔形状とすると、加工面・軸受機能面の双方で良好な仕様を実現できるようになる。

（要件２）
ここで、仮想交点Ａは、垂直部Ｌよりも内輪軌道面２ａ側に、且つ、弧状部Ｒよりも外径側に位置している。すなわち、仮想交点Ａは、ヌスミ部１０内の空間に位置している。

上記要件２のように、仮想交点Ａをヌスミ部１０内の空間に位置させることにより、図５に示すように、砥石Ｇを内輪軌道面２ａの幅方向に沿って平行移動させた際、砥石Ｇが小鍔５側に近づき過ぎた場合であっても、第１円すい面Ｊと砥石Ｇとの衝突が避けられる。これにより、内輪軌道面２ａの表面加工の際に、数値制御が可能な加工機（ＮＣ）や単能機といった種々の旋削機を使用しやすくなる。小鍔５に近い部分の内輪軌道面２ａの表面仕上げが施工し易くなるので、クラウニングのドロップ量が大きい場合でも、充分に小さな粗さ（例えば、０．２０μｍＲａ以下、より好ましくは０．１６μｍＲａ）を施すことができ、その結果、低粘度オイルへの対応が容易に可能となる。すなわち、部材の表面加工が確実にできるようになり、また、確実な表面加工により良好な軸受機能を実現できるようになる。この要件２の成立に際し、第１円すい面Ｊと弧状部Ｒとの間に垂直部Ｌを設定したことにより、仮想交点Ａをヌスミ部１０の空間内に設定しやすくなったということができる。

（要件３）
上記各要件に加え、第２円すい面Ｋの内輪軌道面２ａに対する角度θは、実施形態では２５度を基本設定としているが、角度θの取り得る範囲としては、２０度以上３０度未満であることが望ましい。

この要件３について、第２円すい面Ｋの内輪軌道面２ａに対する角度θ（Ｋ面角度θと称する）が大き過ぎると、弧状部Ｒの深さが深過ぎる状態となる。そうすると、弧状部Ｒの底部ｅと内輪２の内径面２ｃとの距離が近くなり、内輪２を構成する部材の強度に懸念が生じ得る。逆に、Ｋ面角度θが小さ過ぎると、内輪軌道面２ａの研削時における径方向への取代（削り量）のバラツキ（研削の誤差）により、ヌスミ幅Ｚの変動が大きくなり過ぎる危惧が生じ得る。このため、角度θの取り得る範囲として、２０度以上３０度未満とすることが望ましい。

（要件４）
さらに、上記各要件に加え、大鍔面６ａと小鍔面５ａとの間の距離である溝幅寸法Ｘとヌスミ幅Ｚとの間に、
０．０５≦Ｚ／Ｘ＜０．１５
が成立していることが望ましい。より好ましくは
０．１０≦Ｚ／Ｘ＜０．１５
とすることが望ましい。溝幅寸法Ｘに対してヌスミ幅Ｚが大き過ぎると、ヌスミ幅Ｚを除いた内輪軌道面２ａの幅が小さくなり過ぎるという問題が生じ、また、溝幅寸法Ｘに対してヌスミ幅Ｚが小さ過ぎると、仮想円φの設定が難しくなるからである。

以上のような要件１～要件４を満たすことで、クラウニング加工時における作業性向上と軸受機能向上の効果が期待でき、例えば、１５μｍ以上５０μｍ以下といった大きなドロップ量のクラウニング形状に対しても良好な形状を保ち、また、表面粗さを細かい水準で施すことが可能となる。特に、クラウニング部２ｂの小鍔５側の端部において、ドロップ量が比較的大きいエリアでの超仕上げ加工に対し、従来との比較で加工時間の短縮が可能となる。

この実施形態では、要件１と要件２の両方を備えた構成としているが、要件１と要件２のいずれか一方のみを選択的に採用した構成としてもよい。すなわち、要件１を備え要件２を備えない構成であっても、作業性向上と軸受機能向上に関するある適度の効果が期待でき、また、要件２を備え要件１を備えない構成であっても、設計上の自由度が高まり、作業性向上と軸受機能向上に関するある適度の効果が期待できる。また、実施形態では、要件３と要件４の両方を満たした構成としているが、要件３と要件４についても選択的に採用することができる。すなわち、要件３を備え要件４を備えない構成、または、要件４を備え要件３を備えない構成を採用することもできる。

（実施例・比較例）
実施例と比較例を表１に示す。

表中の実施例１のように、Ｚ（ｍｍ）＝１．６０、φ（ｍｍ）＝２、φ／Ｚ＝１．２５、θ（度）＝２５、ｒ１（ｍｍ）＝０．６、Ｘ（ｍｍ）＝１４．１５、Ｚ／Ｘ＝０．１１のとき、要件１と要件２を満たしている（単位は以下同じ）。同じく実施例２のように、Ｚ＝１．８５、φ＝２、φ／Ｚ＝１．０８、θ＝２０、ｒ１＝０．６、Ｘ＝１４．１５、Ｚ／Ｘ＝０．１３のとき、要件１と要件２を満たしている。実施例３に記載のように、Ｚ＝１．４５、φ＝２、φ／Ｚ＝１．３８、θ＝３０、ｒ１＝０．６、Ｘ＝１４．１５、Ｚ／Ｘ＝０．１０のとき、要件１と要件２を満たしている。実施例４に記載のように、Ｚ＝１．６０、φ＝２、φ／Ｚ＝１．２５、θ＝２５、ｒ１＝０．６、Ｘ＝１６．１６７、Ｚ／Ｘ＝０．１０のとき、要件１と要件２を満たしている。実施例５に記載のように、Ｚ＝１．８６、φ＝２、φ／Ｚ＝１．０８、θ＝２０、ｒ１＝０．６、Ｘ＝１６．１６７、Ｚ／Ｘ＝０．１２のとき、要件１と要件２を満たしている。実施例６に記載のように、Ｚ＝１．４３、φ＝１．９、φ／Ｚ＝１．３３、θ＝３０、ｒ１＝０．６、Ｘ＝１６．１６７、Ｚ／Ｘ＝０．０９のとき、要件１と要件２を満たしている。

また、表中の比較例１のように、Ｚ＝２．２６、φ＝２、φ／Ｚ＝０．８８（規定範囲外）、θ＝１５（規定範囲外）、ｒ１＝０．６、Ｘ＝１４．１５、Ｚ／Ｘ＝０．１６（規定範囲外）のとき、要件１及び要件２を満たさない。これは、θが小さいと必然的にＺが大きくなり、仮想交点Ａがヌスミ部１０内の空間に位置できなくなるからである。また、この比較例１では、Ｚが大き過ぎることで、内輪軌道面２ａの研削時における径方向への取代のバラツキ（研削誤差）により、ヌスミ幅Ｚの変動が大きくなり過ぎる危惧も生じ得る。このため、比較例１は実施例１～６よりも作業性に劣る。

比較例２のように、Ｚ＝１．３４、φ＝１．７、φ／Ｚ＝１．２７、θ＝３５（規定範囲外）、ｒ１＝０．６、Ｘ＝１４．１５、Ｚ／Ｘ＝０．０９のとき、要件２は満たすが要件１を満たさない。これは、θが大きいと要件２を満足しやすくなる傾向があるものの、ヌスミ幅Ｚが小さくなるので、要件１を満たしにくくなることによるものである。このため、要件２のみを満たせば足りる仕様においては、比較例２を採用することもできる。

比較例３のように、Ｚ＝２．２９、φ＝２、φ／Ｚ＝０．８７（規定範囲外）、θ＝１５（規定範囲外）、ｒ１＝０．６、Ｘ＝１６．１６７、Ｚ／Ｘ＝０．１４のとき、要件１及び要件２を満たさない。これは比較例１と同様であり、比較例３は実施例１～６よりも作業性に劣る。

比較例４のように、Ｚ＝１．３２、φ＝１．７、φ／Ｚ＝１．２９、θ＝３５（規定範囲外）、ｒ１＝０．６、Ｘ＝１６．１６７、Ｚ／Ｘ＝０．０８のとき、要件２は満たすが要件１を満たさない。これは比較例２と同様であり、要件２のみを満たせば足りる仕様においては、比較例４を採用することもできる。

さらなる実施例と比較例を表２に示す。

表中の実施例７のように、Ｚ（ｍｍ）＝０．９、φ（ｍｍ）＝１．１９１、φ／Ｚ＝１．３２、θ（度）＝２５、ｒ１（ｍｍ）＝０．４、Ｘ（ｍｍ）＝１２．２６４、Ｚ／Ｘ＝０．０７のとき、要件１と要件２を満たしている。また、比較例５は従来製品に相当するものであり、Ｚ＝０．９、φは成立せず（円が成立しない）、φ／Ｚは成立せず、θ＝２５、ｒ１＝０．５、Ｘ＝１２．２６４、Ｚ／Ｘ＝０．０７で、要件１及び要件２を満たさない。

図６（ａ）は、従来製品に係る比較例５の構成に関し、図６（ｂ）は、この発明に係る実施例７の構成に関し、それぞれ実際に使用した場合に内輪２に作用する応力分布を解析したものである。応力は、図中右側の凡例において、上方へ向かうほど大きな数値となっている。すなわち、図６（ａ）（ｂ）のそれぞれにおいて、図中左側の大径側の外径部が最も応力が高い部位であり、図中右側の小径側の内径部が最も応力の低い部位である。図６（ａ）（ｂ）を比較すると、両者の応力分布がほぼ同じであり、この発明の構成を用いても、従来製品とくらべて耐久性を低下させないことが確認できた。

なお、この発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に特定される範囲内で種々の変形例が適用可能である。例えば、接続部Ｌは必ずしも上記実施形態における垂直部Ｌには限定されず、第１円すい面Ｊと弧状部Ｒとを結ぶ面で構成されている限りにおいて、軸方向に直交する方向に対して多少の角度がついていてもよい。ただし、接続部Ｌの軸方向に対する傾斜角度（仰角（鋭角））は、第１円すい面Ｊの軸方向に対する傾斜角度（仰角（鋭角））よりも大きいことが求められる。

１ 外輪
１ａ 外輪軌道面
２ 内輪
２ａ 内輪軌道面
２ｂ クラウニング部
３ 円すいころ
３ａ 転動面
５ 小鍔
５ａ 小鍔面
６ 大鍔
６ａ 大鍔面
１０ ヌスミ部
２０ 円すいころ軸受
Ａ 仮想交点
Ｂ 接続点
Ｊ 第１円すい面
Ｋ 第２円すい面
Ｌ 接続部（垂直部）
Ｒ 弧状部
Ｚ ヌスミ幅

Claims (5)

1. 外輪（１）及び内輪（２）と、前記外輪（１）に設けられた円すい状の外輪軌道面（１ａ）と、前記内輪（２）に設けられた円すい状の内輪軌道面（２ａ）と、前記外輪軌道面（１ａ）と前記内輪軌道面（２ａ）との間に転動自在に配置された円すいころ（３）と、前記内輪軌道面（２ａ）に設けられたクラウニング部（２ｂ）と、前記内輪軌道面（２ａ）の小径側に設けられた小鍔（５）と、前記小鍔（５）の端面である小鍔面（５ａ）と前記内輪軌道面（２ａ）との間に設けられたヌスミ部（１０）とを備え、
   前記小鍔面（５ａ）は、前記内輪（２）の軸心（ｃ）に対して前記内輪軌道面（２ａ）と逆方向に傾斜する第１円すい面（Ｊ）を備え、
   前記ヌスミ部（１０）は、内径側の底部に形成された弧状部（Ｒ）と、前記第１円すい面（Ｊ）と前記弧状部（Ｒ）とを結ぶ接続部（Ｌ）と、前記弧状部（Ｒ）と前記クラウニング部（２ｂ）とを結び前記軸心（ｃ）に対して前記内輪軌道面（２ａ）と同方向に傾斜する第２円すい面（Ｋ）を備え、
   前記第１円すい面（Ｊ）及び前記第２円すい面（Ｋ）は、前記第１円すい面（Ｊ）の延長と前記内輪軌道面（２ａ）の延長との交点である仮想交点（Ａ）と前記第２円すい面（Ｋ）と前記内輪軌道面（２ａ）との接続点（Ｂ）との距離で定義されるヌスミ幅（Ｚ）の１．０５倍以上１．５０倍未満の直径を有する仮想円（φ）とそれぞれ接する形状である円すいころ軸受。
2. 前記仮想交点（Ａ）は、前記接続部（Ｌ）よりも前記内輪軌道面（２ａ）側に、且つ、前記弧状部（Ｒ）よりも外径側に位置している請求項１に記載の円すいころ軸受。
3. 前記第２円すい面（Ｋ）の前記内輪軌道面（２ａ）に対する角度（θ）は、２０度以上３０度未満である請求項１又は２に記載の円すいころ軸受。
4. 前記内輪軌道面（２ａ）の大径側に大鍔（６）を備え、
   前記大鍔（６）の端面である大鍔面（６ａ）と前記小鍔面（５ａ）との間の距離（Ｘ）と前記ヌスミ幅（Ｚ）との間に、
   ０．０５≦Ｚ／Ｘ＜０．１５
   が成立する請求項１から３のいずれか一つに記載の円すいころ軸受。
5. 外輪（１）及び内輪（２）と、前記外輪（１）に設けられた円すい状の外輪軌道面（１ａ）と、前記内輪（２）に設けられた円すい状の内輪軌道面（２ａ）と、前記外輪軌道面（１ａ）と前記内輪軌道面（２ａ）との間に転動自在に配置された円すいころ（３）と、前記内輪軌道面（２ａ）に設けられたクラウニング部（２ｂ）と、前記内輪軌道面（２ａ）の小径側に設けられた小鍔（５）と、前記小鍔（５）の端面である小鍔面（５ａ）と前記内輪軌道面（２ａ）との間に設けられたヌスミ部（１０）とを備え、
   前記小鍔面（５ａ）は、前記内輪（２）の軸心（ｃ）に対して前記内輪軌道面（２ａ）と逆方向に傾斜する第１円すい面（Ｊ）を備え、
   前記ヌスミ部（１０）は、内径側の底部に形成された弧状部（Ｒ）と、前記第１円すい面（Ｊ）と前記弧状部（Ｒ）とを結ぶ接続部（Ｌ）と、前記弧状部（Ｒ）と前記クラウニング部（２ｂ）とを結び前記軸心（ｃ）に対して前記内輪軌道面（２ａ）と同方向に傾斜する第２円すい面（Ｋ）を備え、
   前記第１円すい面（Ｊ）の延長と前記内輪軌道面（２ａ）の延長との交点である仮想交点（Ａ）は、前記接続部（Ｌ）よりも前記内輪軌道面（２ａ）側に、且つ、前記弧状部（Ｒ）よりも外径側に位置している円すいころ軸受。

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