JP2023117005A - 円すいころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】円すいころ軸受の転がり面における潤滑環境を改善すると共に軸受回転トルクを低減する。
【解決手段】仮想円直径φＷと円すいころ３０のピッチ円径φＰＣＤはφＷ／φＰＣＤ≧１．０である。転動面３１の平均径ＤＡと内輪肉厚ＢｉはＤＡ／Ｂｉ≧１．１である。交点Ｐ１から内輪１０の内周までの径方向長さＡと、交点Ｐ２から内輪１０の内周までの径方向長さＣはＣ／Ａ≧１．１である。外輪肉厚Ｂｏと内輪肉厚ＢｉはＢｏ／Ｂｉ＞１．５０である。これらにより、各転がり接触部の周速を抑え、転がり面の荷重を抑える。
【選択図】図１

Description

この発明は、円すいころ軸受に関する。

近年、自動車用駆動ユニット（デファレンシャル、トランスミッション、ＥＶ用減速機、ＨＥＶ用減速機等）、産業機械用装置（ロボット用減速機、建設機械用、トラクター用等）の各種装置において、高効率化のため、使用される油の低粘度化が加速しており、その内部に組み込まれる転がり軸受を潤滑することが難化している。

円すいころ軸受においては、油の低粘度化に対応するため、内輪の大鍔と円すいころの大端面間での急昇温を抑える構造が様々に提案されている（特許文献１）。

また、円すいころ軸受等においては、油の低粘度化に対応するため、その転がり面（軌道輪の軌道面、円すいころの転動面）を熱処理により強化することが提案されている（特許文献２）。

特開２０２１－０４６９１１号公報 特開２０２１－５０４０５号公報

しかしながら、円すいころ軸受の転がり面を熱処理で強化する方策は、その転がり面の潤滑に影響する環境を直接的に改善することにはならない。このため、今後、増々進む油の低粘度化に対応するには、その転がり面の潤滑が不十分となる懸念がある。

また、玉軸受に比して転がり面における接触長さが大きい円すいころ軸受は、許容ラジアル荷重及びアキシアル荷重を比較的大きくすることができる反面、軸受回転トルクが比較的高いために省エネルギ性に劣る特性がある。

そこで、この発明が解決しようとする課題は、円すいころ軸受の転がり面における潤滑環境を改善すると共に軸受回転トルクを低減することにある。

上記の課題を解決するため、この発明は、軌道面を外周側に有する内輪と、軌道面を内周側に有する外輪と、前記内輪と前記外輪間に配置された複数の円すいころとを備え、前記円すいころが転動面と、ころ大端面と、ころ小端面とを有する円すいころ軸受において、前記外輪の外径と前記内輪の内径との径差を二等分する仮想円の直径をφＷとし、前記複数の円すいころのピッチ円径をφＰＣＤとしたとき、φＷ／φＰＣＤが１．０以上であり、前記転動面の平均径をＤＡとし、前記ＤＡに一致する直径をもった転動面部分と前記内輪の軌道面との接触部から前記内輪の内周までの径方向の内輪肉厚をＢｉとしたとき、Ｄａ／Ｂｉが１．１以上であり、前記内輪の軌道面の母線を前記内輪の小径側へ延長した仮想線と前記ころ小端面の母線を延長した仮想線との交点から前記内輪の内周までの径方向長さをＡとし、前記内輪の軌道面の母線を前記内輪の大径側へ延長した仮想線と前記ころ大端面の母線を延長した仮想線との交点から前記内輪の内周までの径方向長さをＣとしたとき、Ｃ／Ａが１．１以上であり、前記ＤＡに一致する直径をもった転動面部分と前記外輪の軌道面との接触部から前記外輪の外周までの径方向の外輪肉厚をＢｏとしたとき、Ｂｏ／Ｂｉが１．５０よりも大きい構成を採用した。

上記構成によれば、内輪を薄く、外輪を厚くして内輪の軌道面と外輪の軌道面の直径を小さくし、これに伴い円すいころのＰＣＤを小さくして、内輪の軌道面と円すいころの転動面の接触部と軸受中心軸間の距離を短くし、さらに外輪の軌道面と円すいころの転動面の接触部と軸受中心軸間の距離も短くし、これら両接触部における周速を遅くすることができる。この周速を遅くする程、各接触部において、転がり面に作用する油のせん断抵抗を抑えて軸受回転トルクを減少させることができる。さらに、各接触部が軸受中心軸に対して成す角度を大きくして転がり面の荷重を抑えることができ、このことも軸受回転トルクの低減に有効となる。このように低トルク化によって発熱を抑えることにより、油の昇温による粘度の低下を抑えること、すなわち転がり面における潤滑環境を改善することができる。

好ましくは、前記内輪が、前記円すいころの脱落を阻止する小鍔と、前記小鍔から前記内輪の軌道面まで形成された小径側研削逃げとを有し、前記小径側研削逃げの母線が前記小鍔の母線に連続する円弧状線部を有し、前記内輪の軌道面の母線に対する前記小径側研削逃げの削り代をＴＮ１とし、前記小径側研削逃げの母線の円弧状線部が有する曲率半径をＲＮ１としたとき、ＴＮ１／ＲＮ１が０．１０以上１．００以下であり、前記小鍔の母線を延長した仮想線と前記内輪の軌道面を小鍔側へ延長した仮想線との交点から前記内輪の軌道面の母線までの距離をＺＮ１とし、前記円すいころの転動面の直径をＤＷ１としたとき、ＺＮ１／ＤＷ１が０．０１以上０．５０以下であり、前記円すいころの全長をＸＬＷとしたとき、ＸＬＷ／ＤＷ１が１．１以上２．４以下であるとよい。このようにすると、内輪への負荷が過大になることを避け、内輪に小鍔を形成することで特に薄くなる小径側研削逃げ付近の強度低下を抑えて、前述の低トルク化と内輪の強度確保を両立させることができる。

また、前記Ｂｏ／Ｂｉが１．８０よりも大きいことが好ましく、２．００よりも大きいことがより好ましい。このようにすると、前述の接触部の径方向位置を内輪側に寄せて前述の接触部の周速をより抑えることができ、特に外輪側の接触部における周速を効果的に抑えることができる。

また、前記Ｄａ／Ｂｉが１．２以上であることが好ましい。このようにすると、前述の接触部の径方向位置を内輪側に寄せて周速をより抑えることに好適である。

また、前記Ｃ／Ａが１．２以上であることが好ましい。このようにすると、前述の接触部が軸受中心軸に対して成す角度を大きくして転がり面の荷重をより抑えることができる。

上述のように、この発明に係るは、上記構成の採用により、円すいころ軸受の転がり面における潤滑環境を改善すると共に軸受回転トルクを低減することができる。

この発明の実施形態に係る円すいころ軸受を示す部分断面図 図１の円すいころ軸受の全断面図 図１の内輪の小鍔付近の母線形状を示す図 図１の円すいころ軸受の転がり接触部での潤滑態様を示す模式図

この発明の一例としての実施形態に係る円すいころ軸受を図１～図３に示す。

図１、図２に示すこの円すいころ軸受は、内輪１０と、外輪２０と、内輪１０と外輪２０との間に配置された複数の円すいころ３０と、これら円すいころ３０を収容する保持器４０と、を備える。

内輪１０は、円すい状に形成された軌道面１１と、軌道面１１の大径側縁よりも大径に形成された大鍔１２と、大鍔１２から軌道面１１まで形成された大径側研削逃げ１３と、軌道面１１の小径側縁よりも大径に形成された小鍔１４と、小鍔１４から軌道面１１まで形成された小径側研削逃げ１５とを外周側に有し、円筒面状の内径面１６を内周側に有する軌道輪からなる。

外輪２０は、円すい状に形成された軌道面２１を内周側に有し、円筒面状の外径面２２を外周側に有する軌道輪からなる。

内輪１０と外輪２０間の軸受内部空間には、外部から油が供給される。

円すいころ３０は、円すい状に形成された転動面３１と、転動面３１の大径側に連続する面取り３２と、面取り３２に連続するころ大端面３３と、転動面３１の小径側に連続する面取り３４と、面取り３４に連続するころ小端面３５とを有する転動体からなる。

複数の円すいころ３０は、内輪１０と外輪２０間に単列に配置されている。

保持器４０は、複数の円すいころ３０を周方向に所定ピッチに保つ環状の軸受部品からなる。各円すいころ３０は、保持器４０に周方向に等間隔に形成されたポケットに収容されている。図示例の保持器４０は、かご形の打ち抜き保持器を例示したが、保持器４０の材料や製法は特に問わない。

ここで、図１、図２は、内輪１０、外輪２０及び保持器４０の中心線が一致する理想状態を示し、この中心線を軸受中心軸ＣＬとする。また、図１、図２は、軸受中心軸ＣＬに一致する内輪１０、外輪２０の各中心軸及び円すいころ３０の中心軸（図示省略）が同一の仮想アキシアル平面に含まれ、かつ円すいころ３０の中心軸が内外の軌道面１１，２１の円すい状の頂点である軸受中心軸ＣＬ上の一点Ｏに真っすぐに対向する位置関係のときを示す。

以下、軸受中心軸ＣＬに沿った方向のことを「軸方向」といい、軸受中心軸ＣＬに直交する方向のことを「径方向」といい、軸受中心軸ＣＬ回りに一周する円周方向のことを「周方向」という。

内外の軌道面１１，２１と、内外の軌道面１１，２１間で周方向に公転する円すいころ３０の転動面３１とは相対的に転がり運動する。内外の軌道面１１，２１と転動面３１の各接触部に荷重が負荷される。

内外の軌道面１１，２１の各表面粗さは、０．１６μｍＲａ以下であることが好ましい。また、円すいころ３０の転動面３１の表面粗さは、０．１３μｍＲａ以下であることが好ましい。ここで、表面粗さは、ＪＩＳ規格のＢ０６０１：２０１３「製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）－表面性状：輪郭曲線方式－用語，定義及び表面性状パラメータ」で規定された算術平均粗さＲａのことをいう。

内外の軌道面１１，２１及び転動面３１の円すい状は、内外の軌道面１１，２１と、円すいころ３０の転動面３１との各接触部が成す形状と実質的に同一視することができ、その形状の頂点は点Ｏに一致する。なお、内外の軌道面１１，２１、転動面３１の各円すい状は、母線を直線とした形状に限定されず、クラウニングをもった形状を含む概念である。

ここで、母線は、軸線回りの運動による軌跡としてある種の曲面を生成する線分のことをいう。例えば、軌道面１１の母線は、軸受中心軸ＣＬを含む仮想アキシアル平面（図１，２の紙面相当）上において軌道面１１の外形を成す線分であり、軌道面２１、小鍔１４、小径側研削逃げ１５の母線についても同様である。また、ころ小端面３５の母線は、円すいころ３０の中心軸を含む仮想平面（図１，２の紙面相当）上においてころ小端面３５の外形を成す線分であり、ころ大端面３３の母線についても同様である。

ころ大端面３３は、点Ｏと円すいころ３０の中心軸とを結ぶ直線上に中心をおいた曲率半径の球面状に基づいて規定されている。

内輪１０の大鍔１２は、軸受回転中に軸方向大径側の推力が作用する円すいころ３０のころ大端面３３を支持すると共に周方向に案内する。

内輪１０の小鍔１４は、複数の円すいころ３０が軌道面１１から小径側へ脱落することを防ぎ、これら円すいころ３０と保持器４０と内輪１０とでアセンブリを構成するための部位である。

内輪１０の小径側研削逃げ１５は、軌道面１１及び小鍔１４に研削加工を施すための全周溝であり、軌道面１１と小鍔１４とを繋ぐ表面部である。

内輪１０、外輪２０及び円すいころ３０は、それぞれ鍛造、旋削、研削の順に所要部位を加工することで形成されている。

内輪１０の軌道面１１は、研削加工後に研磨加工されている。内輪１０の小径側研削逃げ１５は、所定の母線形状に基づいて旋削加工されている。

図３に示すように、小径側研削逃げ１５の旋削加工における母線は、小鍔１４の母線の直線部に連続する円弧状線部１５ａを有し、この円弧状線部１５ａと軌道面１１の母線との間の残部を軌道面１１に対して内径面１６側に傾斜した直線状とした線形になっている。小径側研削逃げ１５には積極的に研削加工及び研磨加工を行わないが、軌道面１１の研削、研磨加工時、砥石が軌道面研削部位の小径側縁を少し丸めてしまう。このため、小径側研削逃げ１５の略全面は旋削加工面からなるが、小径側研削逃げ１５と軌道面１１との繋ぎ部は、僅かに丸まった研削面ないし研磨面になっている。

図１に示すように、内輪１０の内径面１６は、内輪１０の内径φｄを規定する。内径φｄは、この円すいころ軸受の内径に一致する。外輪２０の外径面２２は、外輪２０の外径φＤを規定する。外径φＤは、この円すいころ軸受の外径に一致する。

ここで、外輪２０の外径φＤと内輪１０の内径φｄとの径差を二等分する仮想円の直径をφＷとする。直径φＷの中心は、図２に示す軸受中心軸ＣＬ上に位置する。

また、円すいころ３０の転動面３１の直径をＤＷ１とし、転動面３１の平均径をＤＡとする。転動面３１の各部位の直径の値は、円すいころ３０の中心軸に垂直な仮想平面上での当該部位の表面に接する互いに平行な２直線間の距離に相当する。直径ＤＷ１は、転動面３１の大径側縁の直径（転動面３１の最大直径）である。平均径ＤＡは、直径ＤＷ１と、転動面３１の小径側縁の直径（転動面３１の最小直径）との差分を二等分した値である。

また、複数の円すいころ３０のピッチ円径をφＰＣＤとする。ピッチ円径φＰＣＤは、図２に示す前述の理想状態において軸受中心軸ＣＬ上に中心を置き、かつ各円すいころ３０の平均径ＤＡに一致する直径をもった転動面部分を含む前述の仮想平面上において各円すいころ３０の中心軸と交差する仮想円の直径である。

また、転動面３１のうちの平均径ＤＡに一致する直径をもった転動面部分と、内輪１０の軌道面１１との接触部から内輪１０の内周までの径方向の内輪肉厚をＢｉとする。内輪肉厚Ｂｉは、前述の仮想アキシアル平面上において、内輪１０の内径面１６と、平均径ＤＡに一致する直径をもった転動面部分と接触する内輪軌道面部分との間の径方向距離に相当する。

また、転動面３１のうちの平均径ＤＡに一致する直径をもった転動面部分と、外輪２０の軌道面２１との接触部から外輪２０の外周までの径方向の外輪肉厚をＢｏとする。外輪肉厚Ｂｏは、前述の仮想アキシアル平面上において、外輪２０の外径面２２と、平均径ＤＡに一致する直径をもった転動面部分と接触する外輪軌道面部分との間の径方向距離に相当する。

また、内輪１０の軌道面１１の母線を内輪１０の小径側へ延長した仮想線と、ころ小端面３５の母線を内輪１０側へ延長した仮想線との交点Ｐ１から内輪１０の内周までの径方向長さをＡとする。径方向長さＡは、前述の仮想アキシアル平面上において、交点Ｐ１と、内輪１０の内径面１６との径方向距離に相当する。

また、内輪１０の軌道面１１の母線を内輪１０の大径側へ延長した仮想線と、ころ大端面３３の母線を延長した仮想線との交点Ｐ２から内輪１０の内周までの径方向長さをＣとする。径方向長さＣは、前述の仮想アキシアル平面上において、交点Ｐ２と、内輪１０の内径面１６との径方向距離に相当する。

また、円すいころ３０の全長をＸＬＷとする。全長ＸＬＷは、円すいころ３０の中心軸に沿った方向で考えた円すいころ３０の全長である。

また、図３に示すように、内輪１０の軌道面１１の母線に対する小径側研削逃げ１５の削り代をＴＮ１とする。削り代ＴＮ１は、軌道面１１の母線に対する小径側研削逃げ１５の深さに相当し、より具体的には、軌道面１１の母線に垂直な方向で考えて、小径側研削逃げ１５の母線と軌道面１１の母線の繋ぎ部から、小径側研削逃げ１５の母線の最深部までの深さに相当する。

また、小鍔１４の母線を延長した仮想線と、内輪１０の軌道面１１を小鍔１４側へ延長した仮想線との交点Ｐ３から内輪１０の軌道面１１の母線までの距離をＺＮ１とする。距離ＺＮ１は、軌道面１１の母線の延長方向で考えた小径側研削逃げ１５の母線の幅に相当する。

また、小径側研削逃げ１５の母線の円弧状線部１５ａが有する曲率半径をＲＮ１とする。

この円すいころ軸受において、図１に示す前述のφＷ／φＰＣＤの値は、１．０以上である。これにより、ピッチ円径φＰＣＤの径方向位置を外輪２０寄りとせず、内外の軌道面１１，２１と円すいころ３０の転動面の各転がり接触部の周速を低減する。好ましくは、ピッチ円径φＰＣＤの径方向位置を内輪１０寄りとなるように縮径するため、φＷ／φＰＣＤの値を１．０よりも大きくするとよい。

また、前述のＤＡ／Ｂｉの値は、１．１以上であり、好ましくは１．２以上である。これにより、円すいころ軸受の断面において円すいころ３０の平均径ＤＡの位置を内輪１０側に寄せ、内輪１０の軌道面１１と転動面３１の転がり接触部の周速を低減する。

また、前述のＣ／Ａの値は、１．１以上であり、好ましくは１．２以上である。これにより、図２に示すように軸受中心軸ＣＬに対して円すい状の転動面３１と内外の軌道面１１，２１の転がり接触部が成す角度θは大きくなる。角度θを大きくすることは、転がり面（転動面３１，軌道面１１，２１）に負荷される荷重を低減することになるので、転がり接触部でのトルク損失を抑えて発熱を抑えるのに有効である。

また、前述のＢｏ／Ｂｉの値は、１．５０よりも大きく、好ましくは１．８０よりも大きく、より好ましくは２．００よりも大きい。これにより、内輪１０の内径φｄ及び外輪２０の外径φＤの変更を避けつつ、ピッチ円径φＰＣＤを縮径し、内外の軌道面１１，２１と円すいころ３０の転動面の各転がり接触部の周速を低減することができる。特に、外輪２０の軌道面２１を縮径して外輪２０を厚くすることになるので、内輪１０側の転がり接触部よりも軸受中心軸ＣＬからの径方向距離が遠く、比較的周速が高くなる外輪２０側の転がり接触部の周速を低減するのに有効である。

前述のように内外の軌道面１１，２１と転動面３１の転がり接触部の周速を低減することは、円すいころ軸受の回転トルクとして発生する主要因である転がり抵抗の低減に有効である。転がり接触部での油の影響を図４に模式的に示す。同図中において、Ｓは、剛体表面であり、内輪又は外輪の軌道面を模している。また、Ｒは、剛体表面Ｓに対して矢線Ｌ方向に転がる転動体であり、転動面に相当する。また、同図中において、矢線Ｆ_＋，Ｆ_－及びこれらと同種の矢線は、油の流れを模式的に示すものであり、転動方向Ｌに順じる流れをＦ_＋とし、これと逆の流れをＦ_－とする。また、同図中において、矢線τ及びこれと同種の矢線は、転動体Ｒが油から与えられるせん断応力を模式的に示すものである。また、同図中において、一点鎖線は、油の速度勾配を模式的に示し、剛体表面Ｓに垂直な実線Ｖ_０は、速度分布の原点位置を示すものであり、実線Ｖ_０よりも図中左方の一点鎖線領域では油が逆方向の流れＦ_－となる。

本願発明者らが前述の転がり抵抗について、分析・研究を進めたところ、図４に示すように、転動体Ｒ（円すいころ）と剛体表面Ｓ（内輪の軌道面又は外輪の軌道面）との間には、油の速度勾配と逆流による油のせん断応力により、転がり抵抗が発生していることを確認した。具体的には、転がり前進方向の転動体Ｒ（円すいころ）と剛体表面Ｓ（軌道面）間の広い空間から狭い空間に油が流入する際、その空間が狭小部のため、油のすべてが通過することはできず、油の一部は入口側の中心付近で逆流Ｆ_－が生じる。流体力学的に、流体から物体表面に作用するせん断応力τは、物体表面での流体の速度勾配に比例する。したがって、逆流Ｆ_－が発生する入口部では速度勾配が大きくなるため、せん断抵抗が大きくなり、これが転動体Ｒの回転を妨げる方向のモーメントとして作用する。この知見を得た本願発明者らは、円すいころ軸受における転がり抵抗が軌道面と転動面の接触部における周速の関数であることを確認した。その周速は、図２に示す軸受中心軸ＣＬから転動面３１と軌道面１１又は２１の接触部までの距離が大きいほどに高くなる。したがって、前述のようにφＷ／φＰＣＤ、ＤＡ／Ｂｉ、及びＢｏ／Ｂｉの各値を設定することにより、転動面３１と内外の軌道面１１，２１の各接触部と軸受中心軸ＣＬ間の距離を小さくして、周速を低減して円すいころ軸受におけるトルク損失を低減することができる。

一方、前述のようにφＷ／φＰＣＤ、ＤＡ／Ｂｉ、Ｃ／Ａ及びＢｏ／Ｂｉの各値を設定する場合、内輪１０は、特に小径側研削逃げ１５のところで薄くなるので、内輪１０側の強度に考慮する必要がある。このため、内輪１０の強度の観点から小径側研削逃げ１５の形状を考慮することが好ましい。

具体的には、図３に示す前述のＴＮ１／ＲＮ１の値は、０．１０以上１．００以下であり、好ましくは０．２０以上０．８０以下であり、より好ましくは０．２２以上０．５０以下である。これにより、小径側研削逃げ１５付近の強度低下を防ぐと共に、前述のような内輪１０の砥石加工に要する研削逃げとしての形状の成立性を確保する。

また、前述のＺＮ１／ＤＷ１の値は、０．０１以上０．５０以下であり、好ましくは０．０５以上０．４０以下であり、より好ましくは０．０７５以上０．３１以下である。これにより、小径側研削逃げ１５付近の強度低下を防ぐと共に、軌道面１１の幅を確保する。

さらに、内輪１０側への荷重負担を考慮した円すいころ３０の寸法設定とするため、前述のＸＬＷ／ＤＷ１の値は、１．１以上２．４以下である。この値を１．１未満にすると、軌道面１１の長さ方向の荷重分担が小さくなり、内輪１０の負荷が高くなり過ぎるので、好ましくない。また、この値が２．４を超えると、軌道面１１の長さ方向の荷重分担は増えるが、内輪１０の小鍔１４側の薄肉な部分の幅が長くなり、内輪１０への負担が高くなる。

前述の各値の組み合わせにより、転がり接触部の周速低減と、内輪１０の強度確保との両立を実現することができる。その組み合わせについての評価結果を表１に示す。

この評価では、全例において内輪内径φｄ、外輪外径φＤを一定とし、また、φＷ／φＰＣＤ、Ｄａ／Ｂｉ、Ｃ／Ａの各値について表１の５つの組み合わせパターンを検討し、各組み合わせパターンにおいて、ＴＮ１／ＲＮ１、ＺＮ１／ＤＷ１を様々に検討した。表１において、比較例１，２とする各組み合わせパターンは、図１～図３に示すこの円すいころ軸受に該当しないものであり、実施例１～３とする各組み合わせパターンは、この円すいころ軸受に該当するものである。

また、前述のＢｏ／Ｂｉの数値設定が円すいころ軸受の回転トルクに及ぼす影響についても検討した。その検討モデルは４つであり、各検討モデルは、軸受内径（内径φｄ）：φ３５×軸受外径（外径φＤ）：φ７５×軸受幅２１である。第一の検討モデルは、Ｂｏ／Ｂｉ＝１．０である。第二の検討モデルは、Ｂｏ／Ｂｉ＝１．４９である。第三の検討モデルは、Ｂｏ／Ｂｉ＝１．７８である。第四の検討モデルは、Ｂｏ／Ｂｉ＝２．０３である。

第一の検討モデルは、従来品に該当するものであり、第二～第四の検討モデルは、図１～図３に示すこの円すいころ軸受に該当するものである。第一の検討モデルにおける軸受回転トルクを基準として、第二～第四の検討モデルの回転トルクを評価したところ、第二の検討モデル（Ｂｏ／Ｂｉ＝１．４９）の回転トルク比は０．８９となり、第一の検討モデルに比して約１０％のトルク低減効果があった。同じく第三の検討モデル（Ｂｏ／Ｂｉ＝１．７８）の回転トルク比は０．８４となり、第一の検討モデルに比して約１５％のトルク低減効果があった。同じく第四の検討モデル（Ｂｏ／Ｂｉ＝２．０３）の回転トルク比は０．８１となり、第一の検討モデルに比して約２０％のトルク低減効果があった。これらの結果から、前述のＢｏ／Ｂｉの値を１．５０よりも大きくすることが低トルク化に有効であり、１．８０よりも大きくすることが好適であり、２．００よりも大きくすることがより好適であるといえる。

このように、この円すいころ軸受は、前述のφＷ／φＰＣＤが１．０以上であり、Ｄａ／Ｂｉが１．１以上であり、Ｃ／Ａが１．１以上であり、Ｂｏ／Ｂｉが１．５０よりも大きいことにより、内輪１０を薄く、外輪２０を厚くして内外の軌道面１１，２１の各直径を小さくし、これに伴い円すいころ３０のピッチ円径φＰＣＤを小さくして、軌道面１１と転動面３１の接触部と軸受中心軸ＣＬ間の距離を短くし、さらに軌道面２１と転動面３１の接触部と軸受中心軸ＣＬ間の距離も短くして、これら両接触部における周速を遅くし、転がり面（転動面３１，軌道面１１，２１）に作用する油のせん断抵抗を抑えて軸受回転トルクを減少させることができ、さらに、各接触部が軸受中心軸ＣＬに対して成す角度θを大きくして転がり面の荷重を抑えて軸受回転トルクの低減を図ることもでき、これら低トルク化によって軸受内部での発熱を抑え、ひいては、油の昇温による粘度の低下を抑えて、転がり面における潤滑環境を改善することができる。したがって、この円すいころ軸受は、軸受内部に供給する油の粘度が今後増々低粘度化される場合に適用することができて省エネルギ化にも貢献することができる。

また、この円すいころ軸受は、前述のＴＮ１／ＲＮ１が０．１０以上１．００以下であり、ＺＮ１／ＤＷ１が０．０１以上０．５０以下であり、ＸＬＷ／ＤＷ１が１．１以上２．４以下であることにより、内輪１０への負荷が過大になることを避け、小径側研削逃げ１５付近の強度低下を抑えて、前述の低トルク化と内輪１０の強度確保を両立させることができる。

また、この円すいころ軸受けは、前述のＢｏ／Ｂｉが１．８０よりも大きいことにより、前述の接触部の径方向位置を内輪１０側に寄せて前述の接触部の周速をより抑え、特に外輪２０側の接触部における周速を効果的に抑えてより軸受回転トルクを低減することができる。

また、この円すいころ軸受けは、前述のＢｏ／Ｂｉが２．００よりも大きいことにより、さらに軸受回転トルクを低減することができる。

また、この円すいころ軸受けは、前述のＤａ／Ｂｉが１．２以上であることにより、前述の接触部の径方向位置を内輪１０側に寄せて周速をより抑えることに好適である。

また、この円すいころ軸受けは、前述のＣ／Ａが１．２以上であることにより、前述の接触部が軸受中心軸ＣＬに対して成す角度θを大きくして転がり面の荷重をより抑えることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 内輪
１１ 軌道面
１４ 小鍔
１５ 小径側研削逃げ
１６ 内径面
２０ 外輪
２１ 軌道面
２２ 外径面
３０ 円すいころ
３１ 転動面
３３ ころ大端面
３５ ころ小端面

Claims (6)

1. 軌道面を外周側に有する内輪と、軌道面を内周側に有する外輪と、前記内輪と前記外輪間に配置された複数の円すいころとを備え、前記円すいころが転動面と、ころ大端面と、ころ小端面とを有する円すいころ軸受において、
   前記外輪の外径と前記内輪の内径との径差を二等分する仮想円の直径をφＷとし、前記複数の円すいころのピッチ円径をφＰＣＤとしたとき、φＷ／φＰＣＤが１．０以上であり、
   前記転動面の平均径をＤＡとし、前記ＤＡに一致する直径をもった転動面部分と前記内輪の軌道面との接触部から前記内輪の内周までの径方向の内輪肉厚をＢｉとしたとき、Ｄａ／Ｂｉが１．１以上であり、
   前記内輪の軌道面の母線を前記内輪の小径側へ延長した仮想線と前記ころ小端面の母線を延長した仮想線との交点から前記内輪の内周までの径方向長さをＡとし、前記内輪の軌道面の母線を前記内輪の大径側へ延長した仮想線と前記ころ大端面の母線を延長した仮想線との交点から前記内輪の内周までの径方向長さをＣとしたとき、Ｃ／Ａが１．１以上であり、
   前記ＤＡに一致する直径をもった転動面部分と前記外輪の軌道面との接触部から前記外輪の外周までの径方向の外輪肉厚をＢｏとしたとき、Ｂｏ／Ｂｉが１．５０よりも大きいことを特徴とする円すいころ軸受。
2. 前記内輪が、前記円すいころの脱落を阻止する小鍔と、前記小鍔から前記内輪の軌道面まで形成された小径側研削逃げとを有し、前記小径側研削逃げの母線が前記小鍔の母線に連続する円弧状線部を有し、
   前記内輪の軌道面の母線に対する前記小径側研削逃げの削り代をＴＮ１とし、前記小径側研削逃げの母線の円弧状線部が有する曲率半径をＲＮ１としたとき、ＴＮ１／ＲＮ１が０．１０以上１．００以下であり、
   前記小鍔の母線を延長した仮想線と前記内輪の軌道面を小鍔側へ延長した仮想線との交点から前記内輪の軌道面の母線までの距離をＺＮ１とし、前記円すいころの転動面の直径をＤＷ１としたとき、ＺＮ１／ＤＷ１が０．０１以上０．５０以下であり、
   前記円すいころの全長をＸＬＷとしたとき、ＸＬＷ／ＤＷ１が１．１以上２．４以下である請求項１に記載の円すいころ軸受。
3. 前記Ｂｏ／Ｂｉが１．８０よりも大きい請求項１又は２に記載の円すいころ軸受。
4. 前記Ｂｏ／Ｂｉが２．００よりも大きい請求項３に記載の円すいころ軸受。
5. 前記Ｄａ／Ｂｉが１．２以上である請求項１から４のいずれか１項に記載の円すいころ軸受。
6. 前記Ｃ／Ａが１．２以上である請求項１から５のいずれか１項に記載の円すいころ軸受。

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