WO2022050267A1 - 円すいころ軸受 - Google Patents

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WO2022050267A1
WO2022050267A1 PCT/JP2021/031914 JP2021031914W WO2022050267A1 WO 2022050267 A1 WO2022050267 A1 WO 2022050267A1 JP 2021031914 W JP2021031914 W JP 2021031914W WO 2022050267 A1 WO2022050267 A1 WO 2022050267A1
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WO
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small
tapered roller
small brim
brim
inner ring
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Application number
PCT/JP2021/031914
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English (en)
French (fr)
Inventor
貴則 石川
崇 川井
Original Assignee
Ntn株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/36—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings

Definitions

  • the present invention relates to tapered roller bearings.
  • the tapered roller bearings of Patent Document 1 include an outer ring, an inner ring coaxially arranged inside the outer ring, a plurality of tapered rollers incorporated between the outer ring and the inner ring at intervals in the circumferential direction, and a plurality of tapered rollers.
  • Each has an annular cage in which a plurality of pockets are formed at intervals in the circumferential direction.
  • On the outer circumference of the inner ring from the conical inner ring raceway surface where the conical rollers roll and contact, the small brim protruding radially outward from the small diameter side end of the inner ring raceway surface, and the large diameter side end of the inner ring raceway surface. A large brim that protrudes outward in the radial direction is provided.
  • This tapered roller bearing is assembled as follows. That is, first, a tapered roller is inserted into each pocket of the cage. Next, the inner ring is inserted into the cage in which the tapered rollers are housed in each pocket. As a result, an inner ring assembly (an inner ring, a tapered roller, and a cage integrated) can be obtained. Then, by inserting the inner ring assembly into the outer ring, the assembly of the tapered roller bearing is completed.
  • the tapered rollers when inserting the inner ring into the cage in which the tapered rollers are housed in each pocket, the tapered rollers need to get over the small brim of the inner ring, but the tapered rollers are moved outward in the radial direction by the cage. Since movement is restricted, it is not possible to get over the small brim with the same dimensions.
  • the diameter of the cage is expanded in advance by plastic deformation, so that the inscribed circular diameter of the tapered rollers (that is, a plurality).
  • the diameter of the virtual cylindrical surface inscribed in the tapered roller) is expanded, the small brim is overcome by the tapered roller in that state, and then the inscribed circular diameter of the tapered roller is reduced by crimping the cage. Is often taken.
  • the small brim on the outer circumference of the small brim can be smoothly overcome by the tapered rollers.
  • the outer diameter surface is not cylindrical but conical.
  • the small brim has a cone-shaped small brim outer diameter surface whose outer diameter gradually increases as it approaches the inner ring raceway surface, a small brim end surface facing the small end surface of the tapered roller, and a small brim outer diameter surface and small.
  • An R-plane having an arcuate cross section is formed so as to connect to the end face of the brim.
  • the end face of the small brim is a surface that prevents the tapered roller from falling off from the inner ring (spreading of the tapered roller) by restricting the axial movement of the tapered roller.
  • the inventors of the present application do not use the outer diameter surface of the small brim as a cylindrical surface having a constant outer diameter as in Patent Document 2. I noticed that when a conical surface whose outer diameter gradually increases as it approaches the inner ring raceway surface, the roller rolling surface on the outer circumference of the tapered roller may be damaged.
  • the roller rolling surface is supported by the axial length of the outer diameter surface of the small brim, so that the surface pressure acting on the roller rolling surface is dispersed. , The roller rolling surface is not damaged by the surface pressure.
  • the attitude of the tapered roller changes, and the roller rolling surface on the outer circumference of the tapered roller changes. It may be in a state of being locally supported by the R surface of. At this time, it was found that the surface pressure was concentrated on one point of the roller rolling surface, and the roller rolling surface may be damaged by the surface pressure.
  • the radius of curvature of the R surface of the small brim is set large in order to prevent the roller rolling surface from being damaged by the surface pressure that acts locally on the roller rolling surface on the outer circumference of the tapered roller. It is conceivable to do.
  • the tapered roller There is a problem that the state of the tapered roller bearing becomes unstable, for example, some tapered rollers ride on the small brim even if the tapered rollers are loosened after assembling the bearing or even if the loose roller does not occur.
  • the problem to be solved by this invention is to provide a tapered roller bearing in which the roller rolling surface on the outer periphery of the tapered roller is not easily damaged during assembly.
  • the present invention provides a tapered roller bearing having the following configuration.
  • An inner ring coaxially arranged inside the outer ring, A plurality of tapered rollers incorporated at intervals in the circumferential direction between the outer ring and the inner ring, A ring-shaped cage in which a plurality of pockets each accommodating the plurality of tapered rollers are formed at intervals in the circumferential direction is provided.
  • On the outer circumference of the inner ring a conical inner ring raceway surface on which the plurality of tapered rollers roll and contact, and a small brim protruding radially outward from the small diameter side end portion of the inner ring raceway surface are provided.
  • the small brim faces a conical small brim outer diameter surface whose outer diameter gradually increases as it approaches the inner ring raceway surface and a small end surface of the tapered roller to regulate the axial movement of the tapered roller.
  • a tapered roller bearing in which a brim end surface and an R surface having an arcuate cross section connecting between the small brim outer diameter surface and the small brim end surface are formed.
  • the R surface and the small brim outer diameter surface are smoothly connected so that the small brim outer diameter surface is tangent to the R surface, and the small brim end surface is not tangent to the R surface.
  • a tapered roller bearing characterized in that the R surface and the end surface of the small brim are bent and connected.
  • the R surface and the outer diameter surface of the small brim are smoothly connected so that the outer diameter surface of the small brim becomes a tangent to the R surface, so that the roller rolling surface on the outer circumference of the tapered roller is the R surface.
  • the surface pressure acting on the roller rolling surface can be suppressed.
  • the R surface and the small brim end surface are bent and connected so that the small brim end surface does not become a tangent to the R surface, even when the radius of curvature of the R surface is set large, it faces the small end surface of the tapered roller.
  • the size of the end face of the small brim can be secured, and the axial movement of the tapered roller can be reliably regulated by the small brim. Therefore, when assembling the tapered roller bearing, it is possible to prevent the roller rolling surface on the outer periphery of the tapered roller from being damaged.
  • the R surface it is preferable to form the R surface so that the perpendicular distance from the center of the arc to the end face of the small brim is shorter than the perpendicular distance from the center of the arc of the cross section of the R surface to the outer diameter surface of the small brim. ..
  • the R surface and the outer diameter surface of the small brim are surely smoothly connected so that the outer diameter surface of the small brim is tangent to the R surface.
  • the radius of the arc on the R surface is set to be larger than the perpendicular distance from the connection point between the R surface and the outer diameter surface of the small brim to the inner ring raceway surface.
  • both the surface roughness of the outer diameter surface of the small brim and the surface roughness of the R surface along the direction orthogonal to the circumferential direction are Ra 6.3 ⁇ m or less.
  • the tapered roller can be made to get over the small brim particularly smoothly, and it is possible to effectively prevent the roller rolling surface on the outer circumference of the tapered roller from being damaged.
  • the tapered roller is formed between the planar small end surface orthogonal to the center line of the cone, the conical roller rolling surface that rolls and contacts the inner ring raceway surface, and the roller rolling surface and the small end surface. It has a small diameter side roller chamfered part to connect, The vertical distance from the connection point between the R surface and the small brim end surface to the inner ring raceway surface is larger than the perpendicular distance from the connection point between the small diameter side roller chamfered portion and the small end surface to the inner ring raceway surface. Can be adopted.
  • the size of the small brim end face facing the small end face of the tapered roller can be secured, so that the axial movement of the tapered roller can be reliably regulated.
  • the radius of curvature r of the R surface can be set to 0.2 mm ⁇ r ⁇ 2.5 mm.
  • the radius of curvature r of the R surface When the radius of curvature r of the R surface is set to a size exceeding 0.2 mm, the surface pressure acting on the roller rolling surface when the roller rolling surface on the outer circumference of the tapered roller is supported by the R surface is suppressed, and the roller rolls. It is possible to prevent the moving surface from being damaged by the surface pressure. Further, if the radius of curvature r of the R surface is set to a size of less than 2.5 mm, it becomes easy to secure the size of the small brim end surface.
  • the inclination angle of the outer diameter surface of the small brim with respect to the direction perpendicular to the axis is the same as the inclination angle of the inner ring raceway surface with respect to the direction perpendicular to the axis, or the difference is set to be less than 5 degrees.
  • the roller rolling surface on the outer circumference of the tapered roller is surely supported by the axial overall length of the small brim outer diameter surface. Therefore, the surface pressure acting on the roller rolling surface is surely dispersed, and it is possible to effectively prevent the roller rolling surface from being damaged by the surface pressure.
  • the outer diameter of the small brim at the position where the outer diameter of the small brim is maximum is SDI
  • the cage can be made of resin.
  • the R surface and the outer diameter surface of the small brim are smoothly connected so that the outer diameter surface of the small brim becomes a tangent to the R surface, so that the roller rolling surface on the outer circumference of the tapered roller is formed.
  • the surface pressure acting on the roller rolling surface can be suppressed.
  • the R surface and the small brim end surface are bent and connected so that the small brim end surface does not become a tangent to the R surface, even when the radius of curvature of the R surface is set large, it faces the small end surface of the tapered roller.
  • the size of the end face of the small brim can be secured, and the axial movement of the tapered roller can be reliably regulated by the small brim. Therefore, when assembling the tapered roller bearing, it is possible to prevent the roller rolling surface on the outer periphery of the tapered roller from being damaged.
  • FIG. 1 is a diagram showing a state in which an inner ring is inserted into a cage with a tapered roller inserted in a pocket and the tapered roller rides on a small brim in the process of assembling the tapered roller bearing in FIG. Partially enlarged cross-sectional view of FIG. FIG.
  • FIG. 6 shows a state in which the inner ring and the tapered roller move relative to each other in the axial direction, and the cage is elastically deformed and expanded in diameter due to the force received by the tapered roller from the small brim.
  • the figure which shows the state which changed the posture of the tapered roller shown in FIG. The figure which shows the state after the tapered roller shown in FIG. 8 got over a small brim.
  • FIG. 1 shows a tapered roller bearing according to an embodiment of the present invention.
  • This tapered roller bearing includes an outer ring 1, an inner ring 2 coaxially arranged inside the outer ring 1, and a plurality of tapered rollers 3 incorporated between the outer ring 1 and the inner ring 2 at intervals in the circumferential direction.
  • a plurality of pockets 4 for accommodating a plurality of tapered rollers 3 each have an annular cage 5 formed at intervals in the circumferential direction.
  • a conical outer ring raceway surface 6 is formed on the inner circumference of the outer ring 1 so that the tapered rollers 3 roll and come into contact with each other.
  • a large brim 9 is formed so as to project radially outward from the large-diameter side end.
  • the inner ring raceway surface 7 and the outer ring raceway surface 6 face each other in the radial direction with the tapered roller 3 sandwiched between them.
  • the outer ring raceway surface 6 and the inner ring raceway surface 7 are conical planes that intersect at a common point located on the center line of the inner ring 2.
  • each tapered roller 3 rotates while revolving around the center line of the inner ring 2 between the outer ring raceway surface 6 and the inner ring raceway surface 7.
  • the large brim 9 comes into contact with the large end surface 11 of the tapered roller 3 with sliding, and supports a part of the axial load.
  • the tapered rollers 3 are formed on the small end surface 10 facing the small brim 8 of the inner ring 2, the large end surface 11 facing the large brim 9 of the inner ring 2, and the outer ring raceway surface 6 and the inner ring raceway surface 7.
  • the conical roller rolling surface 12 that makes rolling contact
  • the small diameter side roller chamfering portion 13 that connects between the roller rolling surface 12 and the small end surface 10
  • the large diameter side that connects between the roller rolling surface 12 and the large end surface 11. It has a roller chamfered portion 14.
  • the small end surface 10 is formed in a plane shape orthogonal to the center line L (rotation center) of the tapered rollers 3.
  • the large end surface 11 is formed in a partially spherical shape having a center on the center line L of the tapered rollers 3.
  • a circular recess (not shown) is formed in the center of the large end surface 11.
  • the small diameter side roller chamfered portion 13 is a portion where the angle at which the roller rolling surface 12 and the small end surface 10 intersect is chamfered in an arc shape in cross section.
  • the large-diameter side roller chamfered portion 14 is a portion where the angle at which the roller rolling surface 12 and the large end surface 11 intersect is chamfered in an arc shape in cross section.
  • the width of the small diameter side roller chamfered portion 13 can be in the range of 0.3 mm to 1.5 mm.
  • the cage 5 includes a large-diameter side annular portion 15 extending in the circumferential direction along the large end surface 11 of the plurality of tapered rollers 3 and a small-diameter side annular portion 16 extending in the circumferential direction along the small end surfaces 10 of the plurality of tapered rollers 3. And a plurality of pillar portions 17 connecting the large-diameter side annular portion 15 and the small-diameter side annular portion 16 through between the tapered rollers 3 adjacent to each other in the circumferential direction.
  • the pillar portion 17 has each tapered roller 3 radially outside the pitch cone of the tapered roller 3 (a virtual cone surface formed by a locus through which the center line L of each tapered roller 3 passes when a plurality of tapered rollers 3 revolve). Contact guidance.
  • the inner circumference of the pillar portion 17 is located radially outside the pitch cone of the tapered roller 3.
  • the large diameter side annular portion 15, the small diameter side annular portion 16 and the plurality of pillar portions 17 each partition a pocket 4 for accommodating a plurality of tapered rollers 3.
  • the large diameter side annular portion 15 and the small diameter side annular portion 16 partition both ends in the axial direction of the pocket 4, and the pillar portion 17 partitions both ends in the circumferential direction of the pocket 4.
  • Each pocket 4 has a circumferential width dimension smaller than the diameter of the tapered roller 3 so that the tapered roller 3 does not fall out to the outer diameter side of the cage 5 when the outer ring 1 is removed.
  • the large diameter side annular portion 15, the small diameter side annular portion 16 and the plurality of pillar portions 17 constituting the cage 5 are seamlessly and integrally formed of resin.
  • a fiber reinforcing material for example, glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, etc. is added to the resin forming the cage 5.
  • the small brim 8 has an R surface having an arcuate cross section connecting the small brim outer diameter surface 20, the small brim end surface 21, and the small brim outer diameter surface 20 and the small brim end surface 21. 22 is formed.
  • the small brim outer diameter surface 20 is an outer diameter surface that faces the small diameter side annular portion 16 of the cage 5 in the radial direction.
  • the small brim outer diameter surface 20 is formed in a conical shape in which the outer diameter gradually increases as it approaches the inner ring raceway surface 7.
  • the small brim end surface 21 is a surface facing the small end surface 10 of the tapered roller 3.
  • the small brim end surface 21 is formed in a conical shape whose outer diameter gradually decreases as it approaches the inner ring raceway surface 7.
  • the small brim end surface 21 regulates the axial movement of the tapered roller 3 to prevent the tapered roller 3 from falling off from the inner ring 2 (the tapered roller 3 is disassembled).
  • a slime groove 23 having an arcuate cross section is formed between the small brim end surface 21 and the inner ring raceway surface 7.
  • the slime groove 23 and the small brim end face 21 are smoothly connected so that the small brim end face 21 is tangent to the arc of the slime groove 23.
  • the outer diameter of the end of the outer diameter surface 20 of the small brim on the side farthest from the inner ring raceway surface 7 is SDIsmal
  • the diameter of the inscribed circle of the rollers is SDR, which is the diameter of the virtual cylindrical surface inscribed in the plurality of tapered rollers 3.
  • SDR the diameter of the virtual cylindrical surface inscribed in the plurality of tapered rollers 3.
  • the relationship of SDIsmall> SDR is established.
  • the small brim coefficient K ((SDI-SDR) / 2) / SDI is defined as the small brim coefficient.
  • the outer diameter dimension SDI is set so that K satisfies 0.005 ⁇ K ⁇ 0.04.
  • the inclination angle ⁇ 1 of the small brim outer diameter surface 20 in the direction perpendicular to the axis is the same as the inclination angle ⁇ 2 of the inner ring raceway surface 7 in the direction perpendicular to the axis, or the difference is less than 5 degrees (preferably 3 degrees). It is set to a size that fits within, more preferably within 2 degrees.
  • the R surface 22 and the small brim outer diameter surface 20 are smoothly connected at the connection point P1 so that the small brim outer diameter surface 20 is tangent to the R surface 22.
  • the R surface 22 and the small brim end surface 21 are bent and connected at the connection point P2 so that the small brim end surface 21 does not become a tangent to the R surface 22.
  • the R surface 22 and the small brim end surface 21 have an intersection angle of 5 degrees or more. (Preferably 10 degrees or more, more preferably 20 degrees or more) are connected so as to intersect.
  • the cross-sectional shape of the R surface 22 is an arc shape obtained by cutting out a part of a single circle.
  • the small brim end surface 21 is formed to be parallel to the small end surface 10 of the tapered roller 3 or substantially parallel to the small end surface 10 of the tapered roller 3 so that the difference in angle with respect to the small end surface 10 is less than 5 degrees.
  • the R surface 22 has a perpendicular distance H2 from the center O of the arc to the small brim end surface 21 shorter than the perpendicular distance H1 from the center O of the arc in the cross section of the R surface 22 to the outer diameter surface 20 of the small brim. Is formed in.
  • the vertical distance H2 can be set to a size of 50 to 85% (preferably 60 to 80%) of the vertical distance H1.
  • the radius r (radius of curvature) of the arc of the R surface 22 is larger than the perpendicular distance c from the connection point P1 between the R surface 22 and the small brim outer diameter surface 20 to the inner ring raceway surface 7.
  • the radius of curvature r can be set in the range of 0.2 mm ⁇ r ⁇ 2.5 mm (preferably 1.0 mm to 2.5 mm, more preferably 1.5 mm to 2.5 mm).
  • the perpendicular distance H1 has the same magnitude as the radius r. Further, the perpendicular distance H2 is smaller than the radius r.
  • Both the small brim outer diameter surface 20 and the R surface 22 have a surface roughness Ra6 along the direction orthogonal to the circumferential direction (the direction traveling parallel to the axial direction along the small brim outer diameter surface 20 and the R surface 22). It is formed so as to be 0.3 ⁇ m or less (preferably Ra 3.2 ⁇ m or less). As shown in FIG. 10, the small brim outer diameter surface 20 and the R surface 22 having such a small surface roughness have a shape corresponding to the cross-sectional shape of the small brim outer diameter surface 20 and the R surface 22. It can be formed by cutting the outer circumference of the small brim 8. As shown in FIG.
  • the small brim outer diameter surface 20 and the R surface 22 can be machined to Ra 3.2 ⁇ m or less with an NC lathe, but it is better to machine with the figure cutting tools 24 and 25 to have a smaller surface roughness. It is possible.
  • the above tapered roller bearings can be assembled as follows.
  • the cage 5 is placed so that the small diameter side annular portion 16 of the cage 5 is on the lower side and the large diameter side annular portion 15 is on the upper side, and each pocket 4 of the cage 5 is placed. Insert the tapered roller 3 into the.
  • the inner ring 2 is inserted into the cage 5 in that state. At this time, the tapered roller 3 held by the cage 5 needs to get over the small brim 8 of the inner ring 2, but the tapered roller 3 is restricted from moving outward in the radial direction by the cage 5. It is not possible to get over the small brim 8 with the same dimensions.
  • the roller rolling surface 12 is supported by the axial length of the small brim outer diameter surface 20.
  • the surface pressure acting on the rolling surface 12 is dispersed, and the roller rolling surface 12 is not damaged by the surface pressure.
  • the posture of the tapered roller 3 changes and the roller rolls on the outer circumference of the tapered roller 3.
  • the surface 12 may be locally supported by the R surface 22 of the small brim 8. At this time, the surface pressure is concentrated on one point of the roller rolling surface 12, and the roller rolling surface 12 may be damaged.
  • the radius of curvature r of the R surface 22 of the small brim 8 is set to be large, so that the R surface 22 is the outer circumference of the tapered roller 3.
  • the R surface 22 and the small brim outer diameter surface 20 are smoothly connected so that the small brim outer diameter surface 20 is tangent to the R surface 22.
  • the roller rolling surface 12 on the outer circumference of the tapered roller 3 is supported by the connection point P1 between the R surface 22 and the small brim outer diameter surface 20, the surface pressure acting on the roller rolling surface 12 can be suppressed. It is possible. Therefore, when assembling the tapered roller bearing, it is possible to prevent the roller rolling surface 12 on the outer periphery of the tapered roller 3 from being damaged.
  • the radius r of the arc of the R surface 22 is from the perpendicular distance c from the connection point P1 of the R surface 22 and the outer diameter surface 20 of the small brim to the inner ring raceway surface 7. Is also set large, so that the radius of curvature r of the R surface 22 is sufficiently large. Therefore, when the roller rolling surface 12 on the outer circumference of the tapered roller 3 is supported by the R surface 22, the surface pressure acting on the roller rolling surface 12 can be effectively suppressed.
  • the surface roughness of the small brim outer diameter surface 20 and the surface roughness of the R surface 22 along the direction orthogonal to the circumferential direction are both Ra 6.3 ⁇ m or less (preferably Ra 3.2 ⁇ m or less). Therefore, when the tapered roller 3 gets over the small brim 8, the frictional resistance acting between the tapered roller 3 and the small brim 8 is low. Therefore, when assembling the tapered roller bearing, the tapered roller 3 can be made to get over the small brim 8 particularly smoothly, and the roller rolling surface 12 on the outer circumference of the tapered roller 3 can be effectively prevented from being damaged. It is possible.
  • this tapered roller bearing has an R surface 22 and a small brim end surface 21 rather than a perpendicular distance a from the connection point P3 between the small diameter side roller chamfered portion 13 and the small end surface 10 to the inner ring raceway surface 7. Since the vertical distance b from the connection point P2 to the inner ring raceway surface 7 is larger, the size of the small brim end surface 21 facing the small end surface 10 of the tapered roller 3 is secured, and the tapered roller is surely conical. It is possible to regulate the axial movement of the rollers 3.
  • the tapered rollers on the R surface 22 are set.
  • the radius of curvature r of the R surface 22 is set to a size exceeding 0.2 mm (preferably 1.0 mm, more preferably 1.5 mm)
  • the tapered rollers on the R surface 22 are set.
  • the radius of curvature r of the R surface 22 is set to a size of less than 2.5 mm, it is easy to secure the size of the small brim end surface 21.
  • the inclination angle ⁇ 1 of the small brim outer diameter surface 20 with respect to the axis perpendicular direction is the same as or the difference between the inclination angles ⁇ 2 of the inner ring raceway surface 7 with respect to the axis perpendicular direction. Since the size is set to be less than 5 degrees (preferably within 3 degrees, more preferably within 2 degrees), as shown in FIG. 6, when assembling the tapered roller bearing, the tapered roller 3 is surely set.
  • the roller rolling surface 12 on the outer circumference is supported by the total length of the outer diameter surface 20 of the small brim in the axial direction. Therefore, the surface pressure acting on the roller rolling surface 12 is surely dispersed, and it is possible to effectively prevent the roller rolling surface 12 from being damaged by the surface pressure.
  • the outer diameter surface 20 of the small brim is formed in a conical shape in which the outer diameter gradually increases as it approaches the inner ring raceway surface 7, the small brim 8 is chipped due to dents during bearing manufacturing. Is unlikely to occur, and the quality of the product is stable.
  • this tapered roller bearing adopts a configuration in which the small brim coefficient K exceeds 0.005, even if the tapered roller bearing 3 is loosened or does not come loose after assembling the tapered roller bearing. It is possible to prevent the problem that the state of the tapered roller bearing becomes unstable, such as a part of the tapered roller 3 riding on the small brim 8. Further, since the small brim coefficient K is less than 0.04, when the tapered roller 3 gets over the small brim 8, the tapered roller 3 becomes the small brim outer diameter surface 20 due to the elastic restoring force of the cage 5. The magnitude of the pressing force can be suppressed, and it is possible to effectively prevent the roller rolling surface 12 on the outer periphery of the tapered roller 3 from being damaged.

Abstract

小つば外径面（２０）がＲ面（２２）の接線となるようにＲ面（２２）と小つば外径面（２０）とが滑らかに接続し、かつ、小つば端面（２１）がＲ面（２２）の接線とならないようにＲ面（２２）と小つば端面（２１）とが折れ曲がって接続している。

Description

円すいころ軸受
　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（マニュアルトランスミッション（ＭＴ）、オートマチックトランスミッション（ＡＴ）、デュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）、連続可変トランスミッション（ＣＶＴ）、ハイブリッドトランスミッション）やディ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（例えば、特許文献１）。
　特許文献１の円すいころ軸受は、外輪と、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、複数の円すいころをそれぞれ収容する複数のポケットが周方向に間隔をおいて形成された環状の保持器とを有する。内輪の外周には、円すいころが転がり接触する円すい状の内輪軌道面と、内輪軌道面の小径側端部から径方向外方に突出する小つばと、内輪軌道面の大径側端部から径方向外方に突出する大つばとが設けられている。
　この円すいころ軸受の組み立ては、次のようにして行なわれる。すなわち、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。これにより、内輪アッシー（内輪と円すいころと保持器とが一体化したもの）が得られる。その後、その内輪アッシーを外輪に挿入することで、円すいころ軸受の組み立てが完成する。
　ここで、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ときに、円すいころが、内輪の小つば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つばを乗り越えることができない。
　そこで、円すいころに小つばを乗り越えさせるために、保持器が鉄で形成されている場合には、あらかじめ保持器を塑性変形により拡径させることで、円すいころの内接円径（すなわち、複数の円すいころに内接する仮想の円筒面の直径）を拡大し、その状態で円すいころに小つばを乗り越えさせ、その後、保持器を加締めることで円すいころの内接円径を縮小するという方法が採られることが多い。
　一方、特許文献２のように、保持器が樹脂で形成されている場合には、円すいころが小つばに乗り上げたときに円すいころが小つばから受ける拡径方向の力により保持器を弾性変形させ、その保持器の弾性変形によって円すいころの内接円径を拡大し、円すいころに小つばを乗り越えさせるという方法が一般に採られている。
　ここで、特許文献２では、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ときに、円滑に円すいころが小つばを乗り越えることができるように、小つばの外周の小つば外径面を、円筒状とするのではなく、円すい状としている。ここで、小つばには、内輪軌道面に近づくに従って次第に外径が大きくなる円すい状の小つば外径面と、円すいころの小端面と対向する小つば端面と、小つば外径面と小つば端面との間を接続する断面円弧状のＲ面とが形成されている。小つば端面は、円すいころの軸方向移動を規制することで、円すいころの内輪からの脱落（円すいころのバラけ）を防止する面である。
特開２００７－０２４１６８号公報 特開２００７－１２７２６９号公報
　ところで、本願の発明者らは、円滑に円すいころが小つばを乗り越えることができるようにするため、特許文献２のように、小つば外径面を、外径が一定の円筒面ではなく、内輪軌道面に近づくに従って次第に外径が大きくなる円すい状の面としたときに、円すいころの外周のころ転動面に傷つくおそれがあることに気付いた。
　すなわち、特許文献２のように、小つば外径面を、内輪軌道面に近づくに従って次第に外径が大きくなる円すい状とすると、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し、円すいころが小つばに乗り上げたときに、円すいころの外周のころ転動面は、小つば外径面で支持された状態となる。このとき、円すいころが小つば外径面から受ける力により、保持器は弾性的に拡径変形し、円すいころは、保持器の弾性復元力によって小つば外径面に強く押し付けられる。
　ここで、円すいころが小つばに乗り上げた直後は、ころ転動面が、小つば外径面の軸方向全長で支持された状態になるので、ころ転動面に作用する面圧が分散され、ころ転動面が面圧で傷つくことはない。
　しかしながら、円すいころが小つばを乗り上げた後、さらに円すいころと小つばとを軸方向に相対移動させたときに、円すいころの姿勢が変化し、円すいころの外周のころ転動面が小つばのＲ面で局所的に支持された状態となることがある。このとき、ころ転動面の一点に面圧が集中し、ころ転動面が面圧で傷つくおそれがあることが分かった。
　そこで、円すいころ軸受を組み立てるときに、円すいころの外周のころ転動面に局所的に作用する面圧でころ転動面が傷つくのを防ぐため、小つばのＲ面の曲率半径を大きく設定することが考えられる。しかしながら、小つばのＲ面の曲率半径を大きく設定すると、その分、小つば端面が小さくなるため、小つばで円すいころの軸方向移動を確実に規制することができなくなり、その結果、円すいころ軸受を組み立てた後に円すいころのバラけが生じたり、バラけが生じるに至らない場合でも、一部の円すいころが小つばに乗り上げる等、円すいころ軸受の状態が不安定になったりする問題がある。
　この発明が解決しようとする課題は、組み立て時に、円すいころの外周のころ転動面が傷つきにくい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をそれぞれ収容する複数のポケットが周方向に間隔をおいて形成された環状の保持器と、を備え、
　前記内輪の外周には、前記複数の円すいころが転がり接触する円すい状の内輪軌道面と、前記内輪軌道面の小径側端部から径方向外方に突出する小つばとが設けられ、
　前記小つばには、前記内輪軌道面に近づくに従って次第に外径が大きくなる円すい状の小つば外径面と、前記円すいころの小端面と対向し、前記円すいころの軸方向移動を規制する小つば端面と、前記小つば外径面と前記小つば端面との間を接続する断面円弧状のＲ面とが形成されている円すいころ軸受において、
　前記小つば外径面が前記Ｒ面の接線となるように前記Ｒ面と前記小つば外径面とが滑らかに接続し、かつ、前記小つば端面が前記Ｒ面の接線とならないように前記Ｒ面と前記小つば端面とが折れ曲がって接続し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、小つば外径面がＲ面の接線となるようにＲ面と小つば外径面とが滑らかに接続しているので、円すいころの外周のころ転動面が、Ｒ面と小つば外径面との接続点で支持されたときに、ころ転動面に作用する面圧を抑えることができる。また、小つば端面がＲ面の接線とならないようにＲ面と小つば端面とが折れ曲がって接続しているので、Ｒ面の曲率半径を大きく設定したときにも、円すいころの小端面と対向する小つば端面の大きさを確保し、小つばで円すいころの軸方向移動を確実に規制することができる。そのため、円すいころ軸受を組み立てるときに、円すいころの外周のころ転動面が傷つくのを防止することが可能である。
　前記Ｒ面の断面の円弧の中心から前記小つば外径面への垂線距離よりも、前記円弧の中心から前記小つば端面への垂線距離の方が短くなるように前記Ｒ面を形成すると好ましい。
　このようにすると、Ｒ面の曲率半径を大きく設定したときにも、確実に、小つば外径面がＲ面の接線となるようにＲ面と小つば外径面とを滑らかに接続し、かつ、円すいころの小端面と対向する小つば端面の大きさを確保することが可能となる。
　前記Ｒ面の前記円弧の半径は、前記Ｒ面と前記小つば外径面の接続点から前記内輪軌道面への垂線距離よりも大きく設定すると好ましい。
　このようにすると、Ｒ面の曲率半径が十分に大きいので、そのＲ面で、円すいころの外周のころ転動面を支持したときに、ころ転動面に作用する面圧を効果的に抑えることが可能となる。
　周方向に直交する方向に沿った前記小つば外径面の面粗さと前記Ｒ面の面粗さとを、いずれもＲａ６．３μｍ以下にすると好ましい。
　このようにすると、円すいころが小つばを乗り越えるときに、円すいころと小つばとの間に作用する摩擦抵抗が低くなる。そのため、円すいころ軸受を組み立てるときに、特に円滑に、円すいころを小つばに乗り越えさせることができ、円すいころの外周のころ転動面が傷つくのを効果的に防止することが可能となる。
　前記円すいころは、円すいころの中心線に直交する平面状の前記小端面と、前記内輪軌道面に転がり接触する円すい状のころ転動面と、前記ころ転動面と前記小端面の間をつなぐ小径側ころ面取り部とを有し、
　前記小径側ころ面取り部と前記小端面の接続点から前記内輪軌道面への垂線距離よりも、前記Ｒ面と前記小つば端面の接続点から前記内輪軌道面への垂線距離の方が大きい構成を採用することができる。
　このようにすると、円すいころの小端面と対向する小つば端面の大きさを確保することができるので、確実に円すいころの軸方向移動を規制することが可能となる。
　前記Ｒ面の曲率半径ｒは、０．２ｍｍ＜ｒ＜２．５ｍｍに設定することができる。
　Ｒ面の曲率半径ｒを０．２ｍｍを超える大きさに設定すると、Ｒ面で円すいころの外周のころ転動面を支持したときに、ころ転動面に作用する面圧を抑え、ころ転動面が面圧で傷つくのを防止することができる。また、Ｒ面の曲率半径ｒを２．５ｍｍ未満の大きさに設定すると、小つば端面の大きさを確保しやすくなる。
　軸直角方向に対する前記小つば外径面の傾斜角度は、軸直角方向に対する前記内輪軌道面の傾斜角度と同じか、その差が５度未満に収まる大きさに設定すると好ましい。
　このようにすると、円すいころ軸受を組み立てるときに、確実に、円すいころの外周のころ転動面が、小つば外径面の軸方向全長で支持された状態になる。そのため、ころ転動面に作用する面圧が確実に分散され、ころ転動面が面圧で傷つくのを効果的に防止することが可能である。
　前記小つばの外径が最大となる位置での小つばの外径寸法をＳＤＩ、前記複数の円すいころに内接する仮想の円筒面の直径であるころ内接円径をＳＤＲとしたときに、小つば係数Ｋ＝（（ＳＤＩ－ＳＤＲ）／２）／ＳＤＩで定義される小つば係数Ｋが、０．００５＜Ｋ＜０．０４を満たす構成を採用すると好ましい。
　小つば係数Ｋが０．００５を超える構成を採用すると、円すいころ軸受を組み立てた後に円すいころのバラけが生じたり、バラけが生じるに至らない場合でも、一部の円すいころが小つばに乗り上げる等、円すいころ軸受の状態が不安定になったりする問題を防止することが可能となる。また小つば係数Ｋが０．０４未満の構成を採用すると、円すいころが小つばを乗り越えるときに、保持器の弾性復元力によって円すいころが小つば外径面に押し付けられる力の大きさを抑えることができ、円すいころの外周のころ転動面が傷つくのを効果的に防止することが可能となる。
　前記保持器は、樹脂で形成したものを採用することができる。
　この発明の円すいころ軸受は、小つば外径面がＲ面の接線となるようにＲ面と小つば外径面とが滑らかに接続しているので、円すいころの外周のころ転動面が、Ｒ面と小つば外径面との接続点で支持されたときに、ころ転動面に作用する面圧を抑えることができる。また、小つば端面がＲ面の接線とならないようにＲ面と小つば端面とが折れ曲がって接続しているので、Ｒ面の曲率半径を大きく設定したときにも、円すいころの小端面と対向する小つば端面の大きさを確保し、小つばで円すいころの軸方向移動を確実に規制することができる。そのため、円すいころ軸受を組み立てるときに、円すいころの外周のころ転動面が傷つくのを防止することが可能である。
この発明の実施形態の円すいころ軸受の断面図 図１の一部拡大断面図 図２の保持器の小径側環状部の近傍の拡大断面図 図３の内輪の小つばの近傍の拡大断面図 図１の円すいころ軸受の組み立て過程において、ポケットに円すいころを挿入した状態の保持器に内輪を挿入し、円すいころが小つばに乗り上げた状態を示す図 図５の一部拡大断面図 図６に示す内輪と円すいころが軸方向に相対移動し、円すいころが小つばから受ける力により、保持器が弾性変形して拡径した状態を示す図 図７に示す円すいころの姿勢が変化した状態を示す図 図８に示す円すいころが小つばを乗り越えた後の状態を示す図 図４に示す小つばの外周を加工する姿バイトの例を示す図 図４に示す小つばの外周を加工する姿バイトの他の例を示す図
　図１に、この発明の実施形態の円すいころ軸受を示す。この円すいころ軸受は、外輪１と、外輪１の内側に同軸に配置された内輪２と、外輪１と内輪２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３と、その複数の円すいころ３をそれぞれ収容する複数のポケット４が周方向に間隔をおいて形成された環状の保持器５とを有する。
　外輪１の内周には、円すいころ３が転がり接触する円すい状の外輪軌道面６が形成されている。内輪２の外周には、円すいころ３が転がり接触する円すい状の内輪軌道面７と、内輪軌道面７の小径側端部から径方向外方に突出する小つば８と、内輪軌道面７の大径側端部から径方向外方に突出する大つば９とが形成されている。
　内輪軌道面７と外輪軌道面６は、円すいころ３を間に挟んで径方向に対向している。外輪軌道面６と内輪軌道面７は、内輪２の中心線上に位置する共通の一点で交わる円すい面である。軸受回転時、各円すいころ３は外輪軌道面６と内輪軌道面７の間で内輪２の中心線まわりに公転しながら自転する。大つば９は、軸受回転時、円すいころ３の大端面１１と滑りを伴って接触し、アキシアル荷重の一部を支持する。
　図２に示すように、円すいころ３は、内輪２の小つば８と対向する小端面１０と、内輪２の大つば９と対向する大端面１１と、外輪軌道面６および内輪軌道面７に転がり接触する円すい状のころ転動面１２と、ころ転動面１２と小端面１０の間をつなぐ小径側ころ面取り部１３と、ころ転動面１２と大端面１１の間をつなぐ大径側ころ面取り部１４とを有する。
　小端面１０は、円すいころ３の中心線Ｌ（自転中心）に直交する平面状に形成されている。大端面１１は、円すいころ３の中心線Ｌ上に中心をもつ部分球面状に形成されている。大端面１１の中央には、図示しない円形凹部が形成されている。小径側ころ面取り部１３は、ころ転動面１２と小端面１０とが交差する角を断面円弧状に面取りした部分である。同様に、大径側ころ面取り部１４は、ころ転動面１２と大端面１１とが交差する角を断面円弧状に面取りした部分である。小径側ころ面取り部１３の幅は、０．３ｍｍ～１．５ｍｍの範囲とすることができる。
　保持器５は、複数の円すいころ３の大端面１１に沿って周方向に延びる大径側環状部１５と、複数の円すいころ３の小端面１０に沿って周方向に延びる小径側環状部１６と、周方向に隣り合う円すいころ３の間を通って大径側環状部１５と小径側環状部１６を連結する複数の柱部１７とを有する。柱部１７は、円すいころ３のピッチ円すい（複数の円すいころ３が公転するときに各円すいころ３の中心線Ｌの通る軌跡からなる仮想の円すい面）より径方向外側で各円すいころ３を接触案内している。柱部１７の内周は、円すいころ３のピッチ円すいよりも径方向外側に位置している。
　大径側環状部１５と小径側環状部１６と複数の柱部１７は、複数の円すいころ３をそれぞれ収容するポケット４を区画している。ここで、大径側環状部１５と小径側環状部１６はポケット４の軸方向の両端を区画し、柱部１７はポケット４の周方向の両端を区画している。各ポケット４は、外輪１を取り外した状態のときに、円すいころ３が、保持器５の外径側に抜け落ちないように、円すいころ３の直径よりも小さい周方向幅寸法を有する。
　保持器５を構成する大径側環状部１５と小径側環状部１６と複数の柱部１７は、樹脂で継ぎ目のない一体に形成されている。保持器５を形成する樹脂には、繊維強化材（例えば、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維等）が添加されている。
　図３に示すように、小つば８には、小つば外径面２０と、小つば端面２１と、小つば外径面２０と小つば端面２１との間を接続する断面円弧状のＲ面２２とが形成されている。小つば外径面２０は、保持器５の小径側環状部１６と径方向に対向する外径面である。小つば外径面２０は、内輪軌道面７に近づくに従って次第に外径が大きくなる円すい状に形成されている。小つば端面２１は、円すいころ３の小端面１０と対向する面である。小つば端面２１は、内輪軌道面７に近づくに従って次第に外径が小さくなる円すい状に形成されている。小つば端面２１は、円すいころ３の軸方向移動を規制することで、円すいころ３の内輪２からの脱落（円すいころ３のバラけ）を防止している。小つば端面２１と内輪軌道面７の間には、断面円弧状のぬすみ溝２３が形成されている。ぬすみ溝２３と小つば端面２１は、小つば端面２１がぬすみ溝２３の円弧の接線となるように滑らかに接続されている。
　小つば外径面２０の内輪軌道面７から最も遠い側の端部の外形寸法をＳＤＩｓｍａｌｌ、複数の円すいころ３に内接する仮想の円筒面の直径であるころ内接円径をＳＤＲとしたときに、ＳＤＩｓｍａｌｌ＞ＳＤＲの関係が成り立つようになっている。また、小つば８の外径が最大となる位置での小つば８の外径寸法をＳＤＩとすると、小つば係数Ｋ＝（（ＳＤＩ－ＳＤＲ）／２）／ＳＤＩで定義される小つば係数Ｋが、０．００５＜Ｋ＜０．０４を満たすように外径寸法ＳＤＩが設定されている。
　図２に示すように、軸直角方向に対する小つば外径面２０の傾斜角度θ１は、軸直角方向に対する内輪軌道面７の傾斜角度θ２と同じか、その差が５度未満（好ましくは３度以内、より好ましくは２度以内）に収まる大きさに設定されている。
　図４に示すように、Ｒ面２２と小つば外径面２０は、小つば外径面２０がＲ面２２の接線となるように接続点Ｐ１で滑らかに接続している。一方、Ｒ面２２と小つば端面２１は、小つば端面２１がＲ面２２の接線とならないように接続点Ｐ２で折れ曲がって接続している。具体的には、一方の面が他方の面の接線となるように接続するときに両者のなす角を０度としたときに、Ｒ面２２と小つば端面２１は、５度以上の交差角（好ましくは１０度以上、より好ましくは２０度以上の交差角）をもって交差するように接続している。Ｒ面２２の断面形状は、単一の円の一部を切り取った円弧形状である。小つば端面２１は、円すいころ３の小端面１０と平行か、円すいころ３の小端面１０に対する角度の差が５度未満に収まるように略平行に形成されている。
　Ｒ面２２は、Ｒ面２２の断面の円弧の中心Ｏから小つば外径面２０への垂線距離Ｈ１よりも、円弧の中心Ｏから小つば端面２１への垂線距離Ｈ２の方が短くなるように形成されている。ここで、垂線距離Ｈ２は、垂線距離Ｈ１の５０～８５％（好ましくは６０～８０％）の大きさに設定することができる。
　Ｒ面２２の円弧の半径ｒ（曲率半径）は、Ｒ面２２と小つば外径面２０の接続点Ｐ１から内輪軌道面７への垂線距離ｃよりも大きい。曲率半径ｒは、０．２ｍｍ＜ｒ＜２．５ｍｍ（好ましくは１．０ｍｍ～２．５ｍｍ、より好ましくは１．５ｍｍ～２．５ｍｍ）の範囲で設定することができる。垂線距離Ｈ１は、半径ｒと同じ大きさである。また、垂線距離Ｈ２は、半径ｒよりも小さい。小径側ころ面取り部１３と小端面１０の接続点Ｐ３から内輪軌道面７への垂線距離ａよりも、Ｒ面２２と小つば端面２１の接続点Ｐ２から内輪軌道面７への垂線距離ｂの方が大きい。
　小つば外径面２０とＲ面２２は、いずれも周方向に直交する方向（小つば外径面２０とＲ面２２に沿って軸方向と並行に進む方向）に沿った面粗さがＲａ６．３μｍ以下（好ましくはＲａ３．２μｍ以下）となるように形成されている。このような小さい面粗さを有する小つば外径面２０とＲ面２２は、図１０に示すように、小つば外径面２０とＲ面２２の断面形状に対応する形状を有する姿バイト２４で小つば８の外周を切削加工することで形成することが可能である。図１１に示すように、小つば外径面２０とＲ面２２と小つば端面２１とぬすみ溝２３の断面形状に対応する形状を有する姿バイト２５で小つば８の外周を切削加工してもよい。なお、小つば外径面２０とＲ面２２は、ＮＣ旋盤でＲａ３．２μｍ以下に加工することも可能であるが、姿バイト２４、２５で加工する方が、より小さな面粗さに加工することが可能である。
　上記の円すいころ軸受は、次のようにして組み立てることができる。
　図５に示すように、まず、保持器５の小径側環状部１６を下側、大径側環状部１５を上側にした向きに保持器５を載置し、その保持器５の各ポケット４に円すいころ３を挿入する。次に、その状態の保持器５に、内輪２を挿入する。このとき、保持器５に保持された円すいころ３が、内輪２の小つば８を乗り越える必要があるが、円すいころ３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つば８を乗り越えることができない。そこで、円すいころ３に小つば８を乗り越えさせるために、図６から図１０に順に示すように、プレス機Ｍで内輪２を軸方向に押し動かし、円すいころ３が小つば８に乗り上げたときに円すいころ３が小つば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、その保持器５の弾性変形によって円すいころ３の内接円径ＳＤＲ（図３参照）を拡大し、円すいころ３に小つば８を乗り越えさせる。これにより、内輪アッシー（内輪２と円すいころ３と保持器５とが一体化したもの）が得られる。その後、内輪アッシーを外輪１に挿入することで、円すいころ軸受の組み立てが完成する。
　ところで、図６に示すように、ポケット４に円すいころ３を収容した状態の保持器５に内輪２を挿入し、円すいころ３が小つば８に乗り上げたときに、円すいころ３の外周のころ転動面１２が、小つば外径面２０で支持された状態となる。このとき、円すいころ３が小つば外径面２０から受ける力により、保持器５は弾性的に拡径変形し、円すいころ３は、保持器５の弾性復元力によって小つば外径面２０に強く押し付けられる。ここで、図６に示すように、円すいころ３が小つば８に乗り上げた直後は、ころ転動面１２が、小つば外径面２０の軸方向全長で支持された状態になるので、ころ転動面１２に作用する面圧が分散され、ころ転動面１２が面圧で傷つくことはない。
　その後、図７、図８に示すように、さらに円すいころ３と小つば８とを軸方向に相対移動させたときに、円すいころ３の姿勢が変化し、円すいころ３の外周のころ転動面１２が小つば８のＲ面２２で局所的に支持された状態となることがある。このとき、ころ転動面１２の一点に面圧が集中し、ころ転動面１２に傷つく可能性がある。
　この問題に対し、この実施形態の円すいころ軸受は、図４に示すように、小つば８のＲ面２２の曲率半径ｒが大きく設定されているので、Ｒ面２２で円すいころ３の外周のころ転動面１２を支持したときに、ころ転動面１２に作用する面圧を抑え、ころ転動面１２が面圧で傷つくのを防止することが可能となっている。
　また、この円すいころ軸受は、図４に示すように、小つば外径面２０がＲ面２２の接線となるようにＲ面２２と小つば外径面２０とが滑らかに接続しているので、円すいころ３の外周のころ転動面１２が、Ｒ面２２と小つば外径面２０との接続点Ｐ１で支持されたときに、ころ転動面１２に作用する面圧を抑えることが可能である。そのため、円すいころ軸受を組み立てるときに、円すいころ３の外周のころ転動面１２が傷つくのを防止することが可能となっている。
　また、この円すいころ軸受は、図４に示すように、小つば端面２１がＲ面２２の接線とならないようにＲ面２２と小つば端面２１とが折れ曲がって接続しているので、Ｒ面２２の曲率半径ｒを大きく設定したときにも、円すいころ３の小端面１０と対向する小つば端面２１の大きさを確保し、小つば８で円すいころ３の軸方向移動を確実に規制することが可能となっている。
　また、この円すいころ軸受は、図４に示すように、Ｒ面２２の断面の円弧の中心Ｏから小つば外径面２０への垂線距離Ｈ１よりも、円弧の中心Ｏから小つば端面２１への垂線距離Ｈ２の方が短くなるようにＲ面２２を形成しているので、Ｒ面２２の曲率半径ｒを大きく設定したときにも、確実に、小つば外径面２０がＲ面２２の接線となるようにＲ面２２と小つば外径面２０とを滑らかに接続し、かつ、円すいころ３の小端面１０と対向する小つば端面２１の大きさを確保することが可能である。
　また、この円すいころ軸受は、図４に示すように、Ｒ面２２の円弧の半径ｒが、Ｒ面２２と小つば外径面２０の接続点Ｐ１から内輪軌道面７への垂線距離ｃよりも大きく設定されているので、Ｒ面２２の曲率半径ｒが十分に大きい。そのため、Ｒ面２２で、円すいころ３の外周のころ転動面１２を支持したときに、ころ転動面１２に作用する面圧を効果的に抑えることが可能となっている。
　また、この円すいころ軸受は、周方向に直交する方向に沿った小つば外径面２０の面粗さとＲ面２２の面粗さとを、いずれもＲａ６．３μｍ以下（好ましくはＲａ３．２μｍ以下）にしているので、円すいころ３が小つば８を乗り越えるときに、円すいころ３と小つば８との間に作用する摩擦抵抗が低い。そのため、円すいころ軸受を組み立てるときに、特に円滑に、円すいころ３を小つば８に乗り越えさせることができ、円すいころ３の外周のころ転動面１２が傷つくのを効果的に防止することが可能となっている。
　また、この円すいころ軸受は、図４に示すように、小径側ころ面取り部１３と小端面１０の接続点Ｐ３から内輪軌道面７への垂線距離ａよりも、Ｒ面２２と小つば端面２１の接続点Ｐ２から内輪軌道面７への垂線距離ｂの方が大きい構成を採用しているので、円すいころ３の小端面１０と対向する小つば端面２１の大きさを確保し、確実に円すいころ３の軸方向移動を規制することが可能となっている。
　また、この円すいころ軸受は、Ｒ面２２の曲率半径ｒを０．２ｍｍ（好ましくは１．０ｍｍ、より好ましくは１．５ｍｍ）を超える大きさに設定しているので、Ｒ面２２で円すいころ３の外周のころ転動面１２を支持したときに、ころ転動面１２に作用する面圧を抑え、ころ転動面１２が面圧で傷つくのを防止することが可能である。また、Ｒ面２２の曲率半径ｒを２．５ｍｍ未満の大きさに設定しているので、小つば端面２１の大きさを確保しやすい。
　また、この円すいころ軸受は、図２に示すように、軸直角方向に対する小つば外径面２０の傾斜角度θ１を、軸直角方向に対する内輪軌道面７の傾斜角度θ２と同じか、その差が５度未満（好ましくは３度以内、より好ましくは２度以内）に収まる大きさに設定しているので、図６に示すように、円すいころ軸受を組み立てるときに、確実に、円すいころ３の外周のころ転動面１２が、小つば外径面２０の軸方向全長で支持された状態になる。そのため、ころ転動面１２に作用する面圧が確実に分散され、ころ転動面１２が面圧で傷つくのを効果的に防止することが可能である。
　また、この円すいころ軸受は、小つば外径面２０が、内輪軌道面７に近づくに従って次第に外径が大きくなる円すい状に形成されているので、軸受製造中の打痕による小つば８の欠けが発生しにくく、製品の品質が安定している。
　また、この円すいころ軸受は、小つば係数Ｋが０．００５を超える構成を採用しているので、円すいころ軸受を組み立てた後に円すいころ３のバラけが生じたり、バラけが生じるに至らない場合でも、一部の円すいころ３が小つば８に乗り上げる等、円すいころ軸受の状態が不安定になったりする問題を防止することが可能である。また小つば係数Ｋが０．０４未満の構成を採用しているので、円すいころ３が小つば８を乗り越えるときに、保持器５の弾性復元力によって円すいころ３が小つば外径面２０に押し付けられる力の大きさを抑えることができ、円すいころ３の外周のころ転動面１２が傷つくのを効果的に防止することが可能である。
　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。
１　　　　外輪
２　　　　内輪
３　　　　円すいころ
４　　　　ポケット
５　　　　保持器
７　　　　内輪軌道面
８　　　　小つば
１０　　　小端面
１２　　　ころ転動面
１３　　　小径側ころ面取り部
２０　　　小つば外径面
２１　　　小つば端面
２２　　　Ｒ面
Ｏ　　　　中心
Ｌ　　　　中心線
ｒ　　　　半径
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３　接続点
Ｈ１，Ｈ２　垂線距離
ａ，ｂ，ｃ　垂線距離
θ１　　　傾斜角度
θ２　　　傾斜角度
ＳＤＩ　　外径寸法
ＳＤＲ　　ころ内接円径

Claims (9)

  1. 　外輪（１）と、
    　前記外輪（１）の内側に同軸に配置された内輪（２）と、
    　前記外輪（１）と前記内輪（２）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（３）と、
    　前記複数の円すいころ（３）をそれぞれ収容する複数のポケット（４）が周方向に間隔をおいて形成された環状の保持器（５）と、を備え、
    　前記内輪（２）の外周には、前記複数の円すいころ（３）が転がり接触する円すい状の内輪軌道面（７）と、前記内輪軌道面（７）の小径側端部から径方向外方に突出する小つば（８）とが設けられ、
    　前記小つば（８）には、前記内輪軌道面（７）に近づくに従って次第に外径が大きくなる円すい状の小つば外径面（２０）と、前記円すいころ（３）の小端面（１０）と対向し、前記円すいころ（３）の軸方向移動を規制する小つば端面（２１）と、前記小つば外径面（２０）と前記小つば端面（２１）との間を接続する断面円弧状のＲ面（２２）とが形成されている円すいころ軸受において、
    　前記小つば外径面（２０）が前記Ｒ面（２２）の接線となるように前記Ｒ面（２２）と前記小つば外径面（２０）とが滑らかに接続し、かつ、前記小つば端面（２１）が前記Ｒ面（２２）の接線とならないように前記Ｒ面（２２）と前記小つば端面（２１）とが折れ曲がって接続していることを特徴とする円すいころ軸受。
  2. 　前記Ｒ面（２２）の断面の円弧の中心（Ｏ）から前記小つば外径面（２０）への垂線距離（Ｈ１）よりも、前記円弧の中心（Ｏ）から前記小つば端面（２１）への垂線距離（Ｈ２）の方が短くなるように前記Ｒ面（２２）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Ｒ面（２２）の前記円弧の半径（ｒ）が、前記Ｒ面（２２）と前記小つば外径面（２０）の接続点（Ｐ１）から前記内輪軌道面（７）への垂線距離（ｃ）よりも大きい請求項１または２に記載の円すいころ軸受。
  4. 　周方向に直交する方向に沿った前記小つば外径面（２０）の面粗さと前記Ｒ面（２２）の面粗さとが、いずれもＲａ６．３μｍ以下である請求項１から３のいずれかに記載の円すいころ軸受。
  5. 　前記円すいころ（３）は、円すいころ（３）の中心線（Ｌ）に直交する平面状の前記小端面（１０）と、前記内輪軌道面（７）に転がり接触する円すい状のころ転動面（１２）と、前記ころ転動面（１２）と前記小端面（１０）の間をつなぐ小径側ころ面取り部（１３）とを有し、
    　前記小径側ころ面取り部（１３）と前記小端面（１０）の接続点（Ｐ３）から前記内輪軌道面（７）への垂線距離（ａ）よりも、前記Ｒ面（２２）と前記小つば端面（２１）の接続点（Ｐ２）から前記内輪軌道面（７）への垂線距離（ｂ）の方が大きい請求項１から４のいずれかに記載の円すいころ軸受。
  6. 　前記Ｒ面（２２）の曲率半径ｒは、０．２ｍｍ＜ｒ＜２．５ｍｍに設定されている請求項１から５のいずれかに記載の円すいころ軸受。
  7. 　軸直角方向に対する前記小つば外径面（２０）の傾斜角度（θ１）は、軸直角方向に対する前記内輪軌道面（７）の傾斜角度（θ２）と同じか、その差が５度未満に収まる大きさに設定されている請求項１から６のいずれかに記載の円すいころ軸受。
  8. 　前記小つば（８）の外径が最大となる位置での小つば（８）の外径寸法をＳＤＩ、前記複数の円すいころ（３）に内接する仮想の円筒面の直径であるころ内接円径をＳＤＲとしたときに、小つば係数Ｋ＝（（ＳＤＩ－ＳＤＲ）／２）／ＳＤＩで定義される小つば係数Ｋが、０．００５＜Ｋ＜０．０４を満たす請求項１から７のいずれかに記載の円すいころ軸受。
  9. 　前記保持器（５）は、樹脂で形成されている請求項１から８のいずれかに記載の円すいころ軸受。
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