本発明に係る円すいころ軸受の実施形態� ��図1~図5に基づいて説明する。

 図1は本発明の円すいころ軸受を使用した 自動車用トランスミッション(同期噛合式変� �機)を示している。主軸と副軸とが所定間隔� ��平行に配置され、主軸が駆動車輪側の出力� ��に連動され、副軸がエンジン側の入力軸に� ��動される。すなわち、副軸には副軸歯車が� ��けられ、副軸歯車に、本発明の円すいころ� ��受の外輪を構成する主軸歯車が噛合してい� ��。

 すなわち、円すいころ軸受は、円すい状� ��軌道面22aを有する一対の内輪22と、円すい� �の一対の軌道面23aを有する外輪23と、内輪22� ��軌道面22aと外輪23の軌道面23aとの間に転動� �在に配された複数の円すいころ24と、円すい ころ24を円周等間隔に保持する保持器25とを� �える。内輪22は、小径側に小つば22bが設けら れているとともに大径側に大つば22cが設けら れている。

 また、外輪23は、その外周面に副軸の副� �歯車に噛合する歯部27が設けられ、その軸方 向端部には、図示省略のクラッチギヤが噛合 する歯部28が設けられている。そして、図示� ��略するが、クラッチギヤに近接してシンク� ��機構が配置される。

 すなわち、ニュートラル時には、外輪(主 軸歯車)23は内輪22に対して空転するが、外輪( 主軸歯車)23による変速時には、シンクロ機構 を介した連動によって外輪(主軸歯車)23は内� �22及び主軸と同期回転する。

 外輪軌道面角度を2αとし、ころ角度をβ� �したときに、α/β≧4.9とする。円すいころ24� ��軌道面23aとの接触面圧は、軸受の必要寿命� ��ら必要な動定格荷重と、動定格荷重に対す� ��静定格荷重の割合等で決まる。また、動定� ��荷重に対する静定格荷重の割合は、外輪軌� ��面角度に対するころ角度の比率に相関関係� ��ある。このため、α/β≧4.9とすることによ� �て、円すいころ24と軌道面23aとの接触面圧が 2200MPaを下回らせることができる。

 なお、図2と図3に示すように、保持器25は 小径側環状部25aと、大径側環状部25bと、小径 側環状部25aと大径側環状部25bとを軸方向に繋 ぐ複数の柱部25cとを備えている。柱部25cの柱 面25dの窓押し角(窓角)θ(図5参照)は、例えば� �55°以上80°以下とする。

 ころ係数γが0.94を越えるように設定して� ��る。ここで、ころ係数γは、次式で定義さ� �る。また、ポケット(周方向に沿って隣合う� ��部間)18の窓角θとは、柱部の、円すいころ24 の転動面と接する面がなす角度をいう。

 ころ係数γ=(Z・DA)/(π・PCD)
ここで、Z:ころ本数、DA:ころ平均径、PCD:ころ ピッチ円径

 保持器25としては、例えば、金属板を円� �い台形状にプレス成形した後、各ポケット18 をプレス打抜きして形成される。金属板とし ては、冷間圧延鋼板(SPC)や熱間圧延軟鋼板(SPH )等の圧延鋼板、及びばね鋼等を使用するこ� �ができる。また、冷間圧延鋼板(SPC)や熱間圧 延軟鋼板(SPH)であれば、その表面に浸炭窒化� ��理やガス軟窒化処理等の表面硬化処理を施� ��のが好ましい。

 ここで、浸炭窒化とは、浸炭と同時に窒� ��処理も行う方法であって、炭素Cと窒素Nを� �散させる方法であり、例えば、通常のガス� �炭性ガス雰囲気中にアンモニア(NH3)(0.5~1.0%程 度)を添加し例えば、850℃前後の温度で行う� �また、ガス軟窒化処理とは、軟窒化をガス� �よって行う方法であり、この処理にはアン� �ニアガスと浸炭性ガスを混合して使う場合� �、尿素を分解して用いる方法とがある。ア� �モニアガスと浸炭性ガスを1:1の割合で混合� �て用いる軟窒化は、ガス軟窒化の主流をな� �。

 また、保持器25としては、鉄板製のもの� �代えて、樹脂製すなわちエンジニアリング� �ラスチック製としてもよい。ここで、エン� �ニアリングプラスチックとは、合成樹脂の� �かで主に耐熱性が優れ、強度が必要とされ� �分野に使うことができるものであって、エ� �プラと略される。また、エンジニアリング� �ラスチックは、汎用エンジニアリングプラ� �チックとスーパーエンジニアリングプラス� �ックとがあり、この保持器25に用いるエンジ ニアリングプラスチックには両者を含む。以 下に代表的なものを掲げる。なお、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には� ��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� �リフェニレンエーテル(m-PPE)、ポリブチレン� ��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)等がある。また、スーパーエンジニア� ��ングプラスチックには、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� �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� ��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� ��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 )等がある。

 円すいころの表面にMoS2処理を施すのが好 ましい。ここで、MoS2処理とは、被コーティ� �グ部材の表層部(母材表層部)にMoS2(二硫化モ� ��ブデン)を被覆する処理であって、例えば、 母材表層部を熱で溶解し二硫化モリブデンを 母材に取入れて再結晶させるものである。こ のため、この被覆層は、摩滅に対して強く、 剥がれ難く、摺動抵抗低減少効果に優れてい る。

 保持器25の外径としては、図3Aの状態から 同図に矢印で示すように保持器25を軸方向小� ��側に移動させ(図3B)、次に図4Aのように径方� ��下側に移動させると、外輪23と保持器25の一 部が接触し、この軸受が回転して図4Cのよう� ��保持器25がセンタリングされると、保持器25 と外輪23が全周にわたり所定すきまをあけて� ��接触となるような寸法に設定してある。言� ��換えれば、そのような寸法とは、保持器25� �軸中心に配置され、図3Bのように保持器25が� ��径側に寄った状態では保持器25と外輪23の間 にすきまが存在するが、保持器25を軸中心か� ��径方向に移動させると外輪23と保持器25が接 触するような寸法である。

 これにより、運転初期(図4B)には外輪23と� ��持器25は接触するが、運転中(図4C)は非接触� ��なることから、接触による引きずりトルク� ��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拡げやかしめ作業� ��必要であるが、樹脂製保持器の場合は不要� ��なるため、必要な寸法精度を確保すること� ��容易である。ここで、「底拡げ」とは、円� ��いころ24を組み込んだ保持器25を内輪22に組� ��付ける時、ころが内輪22の小つば22bを乗り� �えるように保持器25の小径側の柱部の径を大 きく拡げることをいう。「かしめ作業」とは 、前述のように大きく拡げた保持器25の小径� ��の柱部を外側から型で押して元に戻すこと� ��いう。

 本発明の円すいころ軸受によれば、円す� ��ころ24と軌道面23aとの接触面圧が2200MPaを下� ��らせることができるので、疲労寿命を低下� ��せることなく、フレッティングの発生を抑� ��できる。特に、円すいころ24の表面にMoS2処� ��を施すことによって、円すいころ24と、外� �23及び内輪22の転動面23aとの摩擦抵抗を低減� ��きる。すなわち、円すいころの表面にMoS2処 理を施すことによって、円すいころと軌道面 との接触面圧が2200MPaを下回らなくても、2200M Pa近傍の面圧で、フレッティングの発生を防� ��ことができ、α/β≧4.75であってもよい。こ� ��ため、外輪軌道面角度ところ角度との関係� ��定が容易となって設計の自由度が広がる。

 保持器25の中立状態では保持器25と外輪23� ��が非接触となってすきまが生じ、この中立� ��態から径方向の保持器25の移動により保持� �25の一部が外輪と接触するようにしたことに よって、PCDを上げることができ、しかも、こ ろ係数γが0.94を越えるので、中立状態におい ては外輪23と保持器25との接触を避けた上で� �保持器25の柱幅を大きくすることができる。 このため、軸受寸法を変更することなく、負 荷容量を総ころ軸受(保持器を用いていない� �受)のレベルまで上げることが可能となる。� ��れによって、接触面圧を低減でき、停止状� ��での面圧が緩和され、耐フレッティング性� ��向上する。しかも、保持器25と円すいころ24 とは良好な接触状態を確保することができ、 円すいころ24は円滑な回転が得られる。

 また、保持器25の窓角θを55°以上とした� �とによって、円すいころ24との良好な接触状 態を確保することができ、保持器25の窓角θ� �80°以下としたことによって、半径方向への� ��し付け力が大きくならず、円滑な回転が得� ��れる。すなわち、窓角θが55°未満であれば� ��円すいころ24との良好な接触状態を得られ� �くく、窓角θが80°を越えれば、半径方向へ� �押し付け力が大きくなりすぎて、円滑な回� �が得られにくくなる。

 なお、保持器25を鉄板製とすることによ� �て、保持器25の剛性を高めることができ、長 期に亘って安定して円すいころ24を保持する� ��とができる。しかも、耐油性に優れ、油へ� ��浸漬による材質劣化を防止できる。保持器2 5を樹脂製とすれば、重量が軽く摩擦係数が� �さいため、軸受起動時のトルク損失や保持� �摩耗の低減に好適となる。

 以上、本発明の実施形態につき説明した� ��、本発明は前記実施形態に限定されること� ��く種々の変形が可能であって、例えば、配� ��される円すいころ24の数は任意である。ま� �、保持器25として、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、ガラス繊維または炭素繊維な どを配合したものを使用してもよい。