JP2012107765A - 円すいころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】ころ本数を増やすことによって負荷容量の増加と軌道面の面圧過大による早期破損を防止し、かつ軸受剛性を低下させることなく、低トルク化を実現して、引きずりトルクの発生を抑制することにある。
【解決手段】内輪２と、外輪３と、内輪２と外輪３との間に転動自在に配された複数の円すいころ４と、円すいころ４を円周所定間隔に保持するポケット５ｅを有する保持器５とを備えた円すいころ軸受である。保持器５の外径を、軸受回転中は保持器中心が軸中心に移動して保持器外周面と外輪軌道面との間にすきまが形成される寸法とする。ポケット５ｅ間に形成される柱部５ｃの内径面の両側に円すいころの外径面が摺接するテーパ面５ｄを設ける。テーパ面５ｄの幅方向の長さ寸法を、円すいころ４の平均直径の５％以上で、１１％未満とする。ころ係数γが０．９４を越える。
【選択図】図１

Description

この発明は円すいころ軸受に関し、たとえば自走車両のデファレンシャルやトランスミッション等の動力伝達軸を支持する軸受に適用することができる。

図５は、自動車 のトランスミッションの一構成例を示している。このトランスミッションは同期噛合式のもので、同図で左方向がエンジン側、右方向が駆動車輪側である。メインシャフト４１とメインドライブギヤ４２との間に円すいころ軸受 ４３が介装される。この例では、メインドライブギヤ４２の内周に円すいころ軸受 ４３の外輪軌道面が直接形成されている。メインドライブギヤ４２は、円すいころ軸受 ４４でケーシング４５に対して回転自在に支持される。メインドライブギヤ４２にクラッチギヤ４６が係合連結され、クラッチギヤ４６に近接してシンクロ機構４７が配設される。

シンクロ機構４７は、セレクタ（図示省略）の作動によって軸方向（同図で左右方向）に移動するスリーブ４８と、スリーブ４８の内周に軸方向移動自在に装着されたシンクロナイザーキー４９と、メインシャフト４１の外周に係合連結されたハブ５０と、クラッチギヤ４６の外周（コーン部）に摺動自在に装着されたシンクロナイザーリング５１と、シンクロナイザーキー４９をスリーブ４８の内周に弾性的に押圧する押さえピン５２及びスプリング５３とを備えている。

同図に示す状態では、スリーブ４８及びシンクロナイザーキー４９が押さえピン５２によって中立位置に保持されている。この時、メインドライブギヤ４２はメインシャフト４１に対して空転する。一方、セレクタの作動により、スリーブ４８が同図に示す状態から例えば軸方向左側に移動すると、スリーブ４８に従動してシンクロナイザーキー４９が軸方向左側に移動し、シンクロナイザーリング５１をクラッチギヤ４６のコーン部の傾斜面に押し付ける。これにより、クラッチギヤ４６の回転速度が落ち、逆にシンクロ機構４７側の回転速度が高められる。そして、両者の回転速度が同期した頃、スリーブ４８がさらに軸方向左側に移動して、クラッチギヤ４６と噛み合い、メインシャフト４１とメインドライブギヤ４２との間がシンクロ機構４７を介して連結される。これにより、メインシャフト４１とメインドライブギヤ４２とが同期回転する。

図６は、自動車のデファレンシャルの構成を例示したものである。このデファレンシャルは、プロペラシャフト（図示省略）に連結され、デファレンシャルケース２１内に挿入したドライブピニオン２２が差動歯車ケース２３に取り付けたリングギヤ２４とかみ合い、差動歯車ケース２３の内部に取り付けたピニオンギヤ２５が、差動歯車ケース２３に左右から挿入されるドライブシャフト（図示省略）と結合するサイドギヤ２６とかみ合って、エンジンの駆動力をプロペラシャフトから左右のドライブシャフトに伝達するようになっている。このデファレンシャルでは、動力伝達軸であるドライブピニオン２２と差動歯車ケース２３が、それぞれ一対の円すいころ軸受１ａ，１ｂで支持してある。そして、デファレンシャルケース２１はシール部材２７ａ、２７ｂ、２７ｃで密封され、内部にており潤滑油が貯留される。各円すいころ軸受１ａ、１ｂはこの潤滑油の油浴に下部が漬かった状態で回転する。

前記トランスミッションやデファレンシャルに使用し得る円すいころ軸受は、円すい状の軌道面を有する外輪と、円すい状の軌道面を有し、この軌道面の小径側端部に小鍔部、大径側端部に大鍔部を有する内輪と、外輪の軌道面と内輪の軌道面との間に転動自在に配された複数の円すいころと、円すいころを円周方向等間隔に保持する保持器とを備えている。

このような円すいころ軸受では、柱部の内径面の両側に前記円すいころの外径面が摺接するテーパ面を設け、円すいころの外径面に接触疵が生じないようにしている。従来では、このテーパ面の幅方向の長さ寸法を、前記円すいころの平均直径の１１％〜２０％としている。

前記したように、デファレンシャルやトランスミッションでは、円すいころ軸受はこの潤滑油の油浴に下部が漬かった状態で回転する。このように、油浴潤滑状態で使用される円すいころ軸受では、円すいころ４の外径面と保持器５の柱部内径面のテーパ面との間も、これらの面で形成されるくさび空間に入り込む潤滑油で潤滑される。

したがって、保持器のテーパ面の幅方向の長さ寸法Ｌが、円すいころの平均直径の１１％〜２０％である場合、円すいころの外径面と柱部内径面のテーパ面との間に比較的大きいくさび空間が形成され、多量の潤滑油がくさび空間に入り込む。このくさび空間からころの外径面と保持器のテーパ面との界面に入る潤滑油の量は限られているので、このように大量の潤滑油がくさび空間に入り込むと、これらの潤滑油の逃げ場がなくなって軸受回転の抵抗となり、トルク損失が大きくなる問題がある。また、このように軸受内部への流入する円すいころ軸受では、保持器の回転に対する潤滑油の流動抵抗も、無視できないトルク損失の要因となる。

そのため、軸受内部に潤滑油が流入する円すいころ軸受における潤滑油の流動抵抗によるトルク損失を低減させる必要がある。すなわち、低トルク化のために油の流動抵抗を減少させる必要がある。しかしながら、大幅な低トルク化を行うためには、転がり粘性抵抗が低下するように軸受諸元を変更することが必要である。ところが、従来の低トルク化手法（特許文献１〜３参照）では、定格荷重を低下させない低トルク化は可能であるが、軸受剛性はいくらか低下する。

特開平０９−０９６３５２号公報 特開平１１−０２１０７６５公報 特開２００３−３４３５５２号公報 特開２００３−２８１６５号公報

一方、自動車のトランスミッションには、近年、ミッションのＡＴ・ＣＶＴ化、低燃費化などのため、低粘度オイルが使用される傾向にあるが、低粘度オイルが使用される環境下では、油温が高い、油量が少ない、予圧抜けが発生する等の悪条件が重なった場合に潤滑不良に起因する非常に短寿命での表面起点剥離が、面圧の高い内輪の軌道面に生じることがある。

この表面起点剥離による短寿命対策としては最大面圧低減が直接的かつ有効な解決策である。最大面圧を低減するためには軸受寸法を変更するか、軸受寸法を変えない場合は軸受のころ本数を増大させる。ころ直径を減少させないでころ本数を増やすためには保持器のポケット間隔を狭くしなければならないが、そのためには保持器のピッチ円を大きくして外輪側にできるだけ寄せる必要がある。

保持器を外輪内径面に接するまで寄せた例として、図７に記載の円すいころ軸受がある（特許文献４参照）。この円すいころ軸受６１は保持器６２の小径側環状部６２ａの外周面と大径側環状部６２ｂの外周面を外輪６３内径面と摺接させて保持器６２をガイドし、保持器６２の柱部６２ｃの外径面に引きずりトルクを抑制するため凹所６４を形成して、柱部６２ｃの外径面と外輪６３の軌道面６３ａの非接触状態を維持するようにしている。保持器６２は詳しくは図７に示すように、小径側環状部６２ａと、大径側環状部６２ｂと、小径側環状部６２ａと大径側環状部６２ｂとを軸方向に繋ぎ外径面に凹所６４が形成された複数の柱部６２ｃとを有する。そして柱部６２ｃ相互間に円すいころ６５を転動自在に収容するための複数のポケット６６が設けられている。小径側環状部６２ａには、内径側に一体に延びた鍔部６２ｄが設けられている。

特許文献４記載の円すいころ軸受６１では、保持器６２の柱部６２ｃに凹所６４があるので板厚が必然的に薄くなって保持器６２の剛性が低下し、軸受６１の組立て時の応力によって保持器６２が変形したり、軸受６１の回転中に保持器６２が変形する等の可能性がある。また保持器６２の小径側環状部６２ａの外周面と大径側環状部６２ｂの外周面を外輪６３内径面と摺接させているためその分だけ高トルクになるという問題もある。

一方、特許文献１記載の円錐ころ軸受以外の従来の典型的な保持器付き円すいころ軸受は、図８のように外輪７１と保持器７２との接触を避けた上で、保持器７２の柱幅を確保し、適切な保持器７２の柱強度と円滑な回転を得るために、次式で定義されるころ係数γ（ころの充填率）を、通常０．９４以下にする必要がある（特許文献２参照）。
ころ係数γ＝（Ｚ・ＤＡ）／（π・ＰＣＤ）≦０．９４
ここで、Ｚ：ころ本数、ＤＡ：ころ平均径、ＰＣＤ：ころピッチ円径
なお、図８で７３は円錐ころ、７４は柱面、７５は内輪、θは窓角である。

保持器７２のポケット寸法をそのままにして単純にころ充填率を高めようとすると、保持器７２の柱７２ａが細くなり、充分な柱強度を確保することができない。一方、柱強度を確保するため、保持器と外輪との隙間が小さくなる方向に保持器径を変更（径寸法を大きく）すると、特許文献４に紹介されているように、保持器の外輪接触部での摩耗を促進し、引きずりトルクの増大を引き起こす可能性がある。

この発明の目的は、ころ本数を増やすことによって負荷容量の増加と軌道面の面圧過大による早期破損を防止し、かつ軸受剛性を低下させることなく、低トルク化を実現することができて、引きずりトルクの発生を抑制することができる円すいころ軸受を提供することにある。

この発明は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に転動自在に配された複数の円すいこ
ろと、円すいころを円周所定間隔に保持するポケットを有する保持器とを備えた円すいこ
ろ軸受において、前記保持器の外径を、静止中は保持器を半径方向に移動させると保持器
外周面が外輪軌道面に当接し、かつ運転中は保持器中心が軸中心に移動して保持器外周面
と外輪軌道面との間にすきまが形成される寸法とし、かつ、前記ポケット間に形成される
柱部の内径面の両側に前記円すいころの外径面が摺接するテーパ面を設けるとともに、こ
のテーパ面の幅方向の長さ寸法を、前記円すいころの平均直径の５％以上で、１１％未満
とし、さらにころ係数γが０．９４を越えたものである。ポケット間に形成される柱部
の外径面が一つの凸曲面形状をなすのが好ましく、保持器を、エンジニアリング・プラス
チックにて構成するのが好ましい。

保持器が軸中心に位置した状態では保持器外径と外輪軌道面間にすきまが存在しているので、軸受運転中には外輪と保持器との接触が殆ど発生しないようにしている。

外輪と保持器との接触を回転中のみ避けるような保持器寸法とすることにより、ころ係数γをγ＞０．９４とすることを可能にした。

ころ係数γ（ころの充填率）は（ころ本数×ころ平均径）／（π×ＰＣＤ）で表されるパラメータであって、ころ平均径が一定とした場合、γの値が大きいほどころ本数が多いことを意味する。従来の典型的な保持器付き円すいころ軸受では、ころ係数γを、通常０．９４以下にして設計しているので、ころ係数γが０．９４を越えるということは、従来と比較して、ころ充填率ひいては軸受剛性が高いことを意味する。

テーパ面の幅方向の長さ寸法を、円すいころの平均直径の１１％未満（好ましくは９％以下）としたことにより、円すいころの外径面とテーパ面との間にあまり大きなくさび空間が形成されない。テーパ面の幅方向の長さ寸法が、円すいころの平均直径の５％未満では、円すいころの外径面とテーパ面との弾性接触領域がテーパ面の幅よりも大きくなるおそれがあるので、テーパ面の幅方向の長さ寸法を、円すいころの平均直径の５％以上とするのが好ましい。

前記柱部の厚さ寸法を、前記円すいころの平均直径の５％以上で、１７％未満とする。これにより、柱部の厚みを薄くして、保持器の回転に対する潤滑油の流動抵抗を小さくすることができる。なお、柱部の厚さ寸法を円すいころの平均直径の５％未満では、保持器の剛性を十分に確保できないので、柱部の厚さ寸法を円すいころの平均直径の５％以上とするのが好ましい。

上述した各円すいころ軸受は、自走車両の動力伝達軸を支持するものに好適である。

本発明の円すいころ軸受は、保持器が軸中心に位置した状態では保持器外径と外輪軌道面間にすきまが存在しているので、軸受運転中には外輪と保持器との接触が殆ど発生せず、接触による引きずりトルクの増大や摩耗を抑制することができる。

テーパ面の幅方向の長さ寸法を、円すいころの平均直径の５％以上で、１１％未満（好ましくは９％以下）としたので、円すいころの外径面とテーパ面との間にあまり大きなくさび空間が形成されない。このため、くさび空間に入り込む潤滑油の量を少なくし、潤滑油の逃げ場が無くなることによるトルク損失を低減できる。

ところで、図１０は円すいころ軸受において円すいころピッチ径（ＰＣＤ）を変化させたときの剛性比（−●−）およびトルク比（−○−）を表したものである。図１０に示すように、ＰＣＤを小さくすると軸受のトルクは大幅に低下するが、軸受剛性はあまり低下しないことが、円すいころの弾性変形量を計算確認した結果として得られた。そこで、ころ本数を減らさないか増加させつつ、ＰＣＤを小さくすることによって、剛性を低下させずにトルクを低減させることができる。

本発明では、ころ係数γが０．９４を越えるようにすることによって、ころ本数を増加させつつこのＰＣＤを小さくできる。これにより、軸受剛性を低下させることなく、低トルク化を実現できる。また、ころ本数を増加させることによって、負荷容量がアップするばかりでなく、軌道面の最大面圧を低下させることができるため、過酷潤滑条件下での極短寿命での表面起点剥離を防止することができる。

また、柱部の厚さ寸法を、円すいころの平均直径の５％以上で、１７％未満とすることにより、柱部の厚みを薄くして、保持器の回転に対する潤滑油の流動抵抗を小さくし、トルク損失をより低減できる。

（Ａ）は本発明の円すいころ軸受の部分断面図であり、（Ｂ）は同ころ軸受の縦断面図である。 （Ａ）は軸方向移動前の保持器の断面図であり、（Ｂ）は移動後の保持器の断面図である。 （Ａ）は静止時の円すいころ軸受の保持器側面図であり、（Ｂ）は回転初期の円すいころ軸受の保持器側面図であり、（Ｃ）回転中の円すいころ軸受の保持器側面図である 図１の保持器を示し、（Ａ）は展開平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。 自動車のトランスミッションの部分断面図である。 自動車のデファレンシャルを示す断面図である。 従来の円すいころ軸受の部分断面図である。 保持器を外輪側に寄せた従来の円錐ころ軸受の断面図である。 トルク測定試験の結果を示すグラフである。 円すいころ軸受において円すいころピッチ径（ＰＣＤ）を変化させたときの剛性比およびトルク比の変化を表す線図である。

以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。この実施の形態の円すいころ軸受１は、内輪２と、外輪３と、円すいころ４と、保持器５とで構成されている。内輪２は外周に円すい状の軌道面２ａを有し、外輪３は内周に円すい状の軌道面３ａを有する。複数の円すいころ４が、内輪２の軌道面２ａと外輪３の軌道面３ａとの間に転動自在に介在させてある。円すいころ４は保持器５に形成されたポケット５ｅ内に収容されている。各円すいころ４は、内輪２の軌道面２ａの両側に設けた小つば２ｂと大つば２ｃとで軸方向への移動を規制されている。

保持器５は鉄板製であって、油への浸漬による材質劣化（耐油性）を気にせず使用できる。保持器５は、鉄板製に代えて、例えばＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＡ、ＰＰＡ、ＰＡＩ等のスーパーエンプラで一体成形してもよい。樹脂製保持器は鉄板製に比べ保持器重量が軽く、自己潤滑性があり、摩擦係数が小さいという特徴があるため、軸受内に介在する潤滑油の効果と相俟って、外輪との接触による摩耗の発生を抑えることが可能になる。また、樹脂製保持器は重量が軽く摩擦係数が小さいため、軸受起動時のトルク損失や保持器摩耗の低減に好適である。

エンジニアリング・プラスチックは、汎用エンジニアリング・プラスチックとスーパー・エンジニアリング・プラスチックを含む。以下に代表的なものを掲げるが、これらはエンジニアリング・プラスチックの例示であって、エンジニアリング・プラスチックが以下のものに限定されるものではない。

〔汎用エンジニアリング・プラスチック〕ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ＧＦ強化ポリエチレンテレフタレート（ＧＦ−ＰＥＴ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）

〔スーパー・エンジニアリング・プラスチック〕ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリメチルベンテン（ＴＰＸ）、ポリ１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、ポリアミド１１，１２ （ＰＡ１１，１２）、フッ素樹脂、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）

円すいころ軸受１は、ころ係数γがγ＞０．９４となっている。ころ係数γはころの充填率を表し、次式で定義される。
ころ係数γ＝（Ｚ・ＤＡ）／（π・ＰＣＤ）
ここに、
Ｚ：ころ本数
ＤＡ：ころ平均径
ＰＣＤ：ころピッチ径。

保持器５は、小径側環状部５ａと、大径側環状部５ｂと、小径側環状部５ａと大径側環状部５ｂとを軸方向に繋ぐ複数の柱部５ｃとを備えている。そして、円周方向に隣接する柱部５ｃ間に、円すいころ４を転動自在に収容する複数のポケット５ｅが形成される。保持器５は、図４（Ｂ）に示すように、柱部５ｃの内径面の両側には、円すいころ４の外径面が摺接する柱面（テーパ面）５ｄが設けられている。図１に示すように、柱部５ｃの外径面は一つの凸曲面形状をなす。

本発明の円すいころ軸受の保持器直径は、図２（Ｂ）のように、保持器５を軸方向小径側に移動させ、次に図３（Ａ）のように径方向下側に移動させると、外輪３と保持器５は接触するが、軸受が回転し図３（Ｃ）のように保持器５がセンタリングされると、保持器５と外輪３が周方向全周で所定隙間を明けて接触しないような寸法に設定される。すなわち、保持器５が軸中心に配置され、図２（Ｂ）のように保持器５が小径側に寄った状態では保持器５と外輪３の間にすきまができるが、保持器５を軸中心から径方向に移動させると外輪３と保持器５が接触する寸法に設定される。

この事により、運転初期には外輪３と保持器５は接触するが、運転中は非接触となることから、接触による引きずりトルクの増大や摩耗を抑制することができる。なお、鉄板製保持器の場合は底広げや加締め作業が必要であったが、樹脂製保持器の場合は不要となるため、発明品に必要な寸法精度を確保することが容易である。ここで「底広げ」とは、ころを組込んだ保持器５を内輪に組付ける時、ころが内輪小鍔を乗り越えるように保持器５小径側の柱部の径を大きく拡げることをいう。「加締め作業」とは、前述のように大きく拡げた保持器５小径部の柱部を外側から型で押して元に戻すことをいう。

保持器５は、図４に示すように、柱部５ｃの内径面の両側には、円すいころ４の外径面が摺接するテーパ面５ｄが設けられ、このテーパ面５ｄの幅方向の長さ寸法Ｌは、円すいころ４の平均直径Ｄの５％以上で、１１％未満（好ましくは９％以下）とされる。テーパ面５ｄの幅方向の長さ寸法Ｌを、円すいころ４の平均直径の１１％未満としたことにより、円すいころ４の外径面とテーパ面５ｄとの間にあまり大きなくさび空間が形成されない。テーパ面５ｄの幅方向の長さ寸法Ｌが、円すいころの平均直径の５％未満では、円すいころ４の外径面とテーパ面５ｄとの弾性接触領域がテーパ面５ｄの幅よりも大きくなるおそれがあるので、テーパ面５ｄの幅方向の長さ寸法Ｌを、円すいころ４の平均直径の５％以上とするのが好ましい。なお、この実施形態では、テーパ面５ｄの幅方向の長さ寸法Ｌを、円すいころ４の平均直径Ｄの７％とした。

また、柱部５ｃの厚さ寸法Ｔを、円すいころ４の平均直径Ｄの５％以上で、１７％未満とする。これにより、保持器５の回転に対する潤滑油の流動抵抗を小さくできるようにしている。なお、柱部５ｃの厚さ寸法Ｔを円すいころの平均直径の５％未満では、保持器５の剛性を十分に確保できないので、柱部５ｃの厚さ寸法Ｔを円すいころ４の平均直径の５％以上とするのが好ましい。この実施形態では、柱部５ｃの厚さ寸法Ｔを、円すいころ４の平均直径Ｄの１０％とした。

本発明の円すいころ軸受は、保持器５が軸中心に位置した状態では保持器外径と外輪軌道面間にすきまが存在しているので、軸受運転中には外輪３と保持器５との接触が殆ど発生せず、接触による引きずりトルクの増大や摩耗を抑制することができる。

テーパ面５ｄの幅方向の長さ寸法Ｌを、円すいころ４の平均直径の５％以上で、１１％未満（好ましくは９％以下）としたので、円すいころ４の外径面とテーパ面５ｄとの間にあまり大きなくさび空間が形成されない。このため、くさび空間に入り込む潤滑油の量を少なくし、潤滑油の逃げ場が無くなることによるトルク損失を低減できる。

本発明では、ころ係数γが０．９４を越えるようにすることによって、ころ本数を増加させつつこのＰＣＤを小さくできる。このため、軸受剛性を低下させることなく、低トルク化を実現できる。また、ころ本数を増加させることによって、負荷容量がアップするばかりでなく、軸受のトルク特性を損なうことなくころ本数増大によって内外輪軌道面の最大面圧を低減させることができ、高油温、少油量、および予圧抜け発生など悪条件が重なって過酷潤滑条件となった場合でも、極短寿命の表面起点剥離がとりわけ内輪軌道面に発生するのを防止することができる。

また、柱部の厚さ寸法を、円すいころの平均直径の５％以上で、１７％未満とすることにより、柱部の厚みを薄くして、保持器の回転に対する潤滑油の流動抵抗を小さくし、トルク損失をより低減できる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態では保持器材料にＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＡ、ＰＰＡ、ＰＡＩ等のスーパーエンプラを使用できることを記載したが、必要に応じて、強度増強のため、これら樹脂材料またはその他のエンジニアリング・プラスチックに、ガラス繊維又は炭素繊維などを配合したものを使用してもよい。

また、本発明に係る円すいころ軸受１ は、自動車のトランスミッションやデファレンシャルに使用することができるが、自動車用歯車装置以外の用途に使用することも可能である。

テーパ面の長さ寸法Ｌを円すいころの平均直径Ｄの７％とした保持器を用いた円すいころ軸受（実施例）と、テーパ面の長さ寸法Ｌを円すいころの平均直径Ｄの１３％とした従来の保持器を用いた円すいころ軸受（比較例）とを用意した。なお、各円すいころ軸受は、寸法が外径１００ｍｍ、内径４５ｍｍ、幅２７．２５ｍｍとした。また、保持器の柱部の厚さ寸法Ｔは、実施例のものが円すいころの平均直径Ｄの１３％、比較例のものが１７％とした。

実施例と比較例の円すいころ軸受について、縦型トルク試験機を用いたトルク測定試験を行った。試験条件は以下のとおりである。
アキシアル荷重：３００ｋｇｆ
回転速度：３００〜２０００ｒｐｍ（１００ｒｐｍピッチ）
潤滑条件：油浴潤滑（潤滑油：７５Ｗ−９０）

図９は、上記トルク測定試験の結果を示す。図９のグラフの縦軸は、比較例のもののトルクに対する実施例のもののトルクの低減率を表す。テーパ面の長さ寸法Ｌを円すいころの平均直径Ｄの７％と小さくした実施例のものは、低速回転から高速回転まで顕著なトルク低減効果が認められ、試験の最高回転速度である２０００ｒｐｍでも１２．０％のトルク低減率が得られている。この実施例のトルク低減効果には、柱部の厚さ寸法Ｔを薄くして、保持器の回転に対する潤滑油の流動抵抗を小さくした効果も含まれている。

１ 軸受
２ 内輪
２ａ 軌道面
３ａ 軌道面
３ 外輪
４ 円すいころ
５ 保持器
５ｄ テーパ面
５ｅ ポケット

Claims (5)

1. 内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に転動自在に配された複数の円すいころと、円すいころを円周所定間隔に保持するポケットを有する保持器とを備えた円すいころ軸受において、
   前記保持器の外径を、静止中は保持器を半径方向に移動させると保持器外周面が外輪軌道面に当接し、かつ運転中は保持器中心が軸中心に移動して保持器外周面と外輪軌道面との間にすきまが形成される寸法とし、かつ、前記ポケット間に形成される柱部の内径面の両側に前記円すいころの外径面が摺接するテーパ面を設けるとともに、このテーパ面の幅方向の長さ寸法を、前記円すいころの平均直径の５％以上で、１１％未満とし、さらにころ係数γが０．９４を越えていることを特徴とする円すいころ軸受。
2. 前記ポケット間に形成される柱部の外径面が一つの凸曲面形状をなすことを特徴とする請求項１に記載の円すいころ軸受。
3. 前記保持器を、エンジニアリング・プラスチックにて構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の円すいころ軸受。
4. 前記柱部の厚さ寸法を、前記円すいころの平均直径の５％以上で、１７％未満としたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の円すいころ軸受。
5. 自走車両の動力伝達軸を支持することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の円すいころ軸受。

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