私は日頃からベアリングがなぜこんなにも摩耗や焼き付きを起こすのか不思議に思っていました。
ある日スラストベアリングが必要になり、メーカーから届いたスラストベアリングを箱から出して唖然としました。
私はてっきり転動体がテーパーローラーのスラストベアリングが送られてくると思っていましたが、届いたのは画像２左上の写真の転動体が円筒状のローラーのスラストベアリングでした。
円筒状のローラーベアリングの転動体は矢印の様に真っ直ぐにしか転がりません、自動車で例えるとデフの無い車で円形のコースを回っいているのと同じです。（回れません）
自動車のデフアレンシャルギアの動きは、カーブの内側の車輪の回転を遅く、外側の車輪の車輪の回転を速くして、カーブをスムーズに回れる様にする事です。
デフの無い車で円形のコースを回るには、カーブの内側の車輪の直径を小さく、外側の車輪の直径を大きくすれば、デフと同じ働きをして何の抵抗もなくスムーズに回れます。
つまりスラストベアリングの転動体はベアリングの回転中心軸に近い内側は直径が小さく、回転中心軸から遠い外側は直径が大きいテーパーローラーの転動体で無ければ、上手く回転しません。
そこで従来一般的に使用されているボールベアリングについて考えてみました、軌道輪と転動体の接触位置はスラストベアリングの横方向に対して縦方向になりますが、ボールベアリングの内輪はベアリングの回転中心軸に近いので直径が小さく、外輪はベアリングの回転中心軸から離れているので直径が大きいですが、内輪に接触している転動体の接触位置の直径と外輪に接触している転動体の回転軸からの接触位置の直径は内輪も外輪も同じ径です。
つまり転動体が回転して軌道輪を進む距離は同じなのに、接触している軌道輪を進む角度が内軌道輪と外軌道輪では違うために転動体は上手く回転できず、軌道輪をスリップしながら回転する事になります、これがベアリングの摩耗や焼き付きの原因になっている訳です。
ベアリングの滑り⇒ https://youtu.be/BaskYLM4Hc4
この問題を解決するには、内輪はベアリングの回転中心軸に近く直径が小さいので、内輪への転動体の接触位置の直径を小さくし、外輪はベアリングの回転中心軸から離れていて直径が大きいので、外輪への転動体の接触位置の直径を大きくすれば、転動体が回転して進む距離は、内輪は短く外輪は長くなり、転動体が回転して回転中心軸を中心に接触している内輪と外輪を進む角度は同じになり（進む方向は反対ですが）転動体は軌道輪をスリップせずに何の抵抗もなく回転します。
本発明のベアリングは、大径部と小径部とを有する転動体が、次の比率で、小径部で内軌道輪に外接し、大径部で外軌道輪に内接する事を特徴とするベアリングです。
転動体の内輪に外接する小径部の直径 : 転動体の外輪に内接する大径部の直径 ＝ 転動体が小径部で外接する内輪の直径 : 転動体が大径部で内接する外輪の直径。に設定されています。
私と同じ理論を考えられている方のブログを見つけましたが、上手くリンクが張れません。お手数ですか⇒ 緩むベアリング - 風のように・・・ をコピペしてGoogle検索して下さい。
私の説明より判りやすいかも知れません。
ブログ⇒ http://livelikethewind.blog.fc2.com/blog-entry-1182.html
●画像５は机の上で缶コーヒーを転がした時の手のひら（内輪）の動きと、缶コーヒー（転動体）の動きと机（外輪）の位置関係を示しています、内輪が100π移動すると転動体は、内輪と反対方向に50π移動して外輪を内輪と同じ方向に50π移動します。
●画像６は、内輪と外輪に同じ直径で接触している従来のベアリングの外輪を固定して内輪が180°回転した時の転動体の動きを示した物です、（相対性理論では外輪を固定しても転動体から見れば内輪と逆方向に回転していると考えます）転動体は外輪を1.25π内輪を1.25π（同じ距離）を移動して180°移動しますが、外輪を75°内輪を105°移動しますので、転動体が内輪と逆方向に105°移動すると転動体の移動距離は1.5πとなり、転動体は内輪よりも+0.25π長い距離を逆方向に動きます。
（図の様に内輪に0.25πの回転抵抗と外輪に0.25πの回転抵抗が生じる）
●画像7は、本発明のベアリングの外輪を固定して内輪が180°回転した時の転動体の動きを示した物です、転動体は一回転で内輪を90°（1π）移動して、同時に外輪を90°（1.5π）移動して90°移動します。
（転動体は中さの違う内輪と外輪を同時に同じ角度移動するので回転抵抗は生じません。）
本発明のベアリングは、従来のベアリングと部品点数や製造方法は同じなので、製造コストも現在製造されているベアリングと同じです。
●画像８は、内輪と外輪に同じ直径で接触している従来のベアリングの外輪にニードルベアリングを取り付けて外輪を回動自在にしたベアリングの取付方法の例です。
●画像９は、従来のベアリングの外輪を回動自在にした時の、内輪と外輪と転動体の動きを示した図面です。
●画像１０は、従来のベアリングの外輪を回動自在にすると、外輪が内輪との長さの違いの距離を内輪と同じ方向に回転して、ベアリングに発生する回転抵抗の発生を防ぐことが出来るのかを示した図面です。
特許第６７４２５７１号（ＰＣＴ国際特許出願中です）
特許第６７４２５７３号（ＰＣＴ国際特許出願中です）
特許第６７４２５７４号（ＰＣＴ国際特許出願中です）
（2022年 4月 10日 6時 54分 追加）理論を説明した出品⇒https://page.auctions.yahoo.co.jp/jp/auction/1046734465
（2022年 4月 10日 6時 54分 追加）
理論を説明した出品⇒https://page.auctions.yahoo.co.jp/jp/auction/1046734465