JP2008039128A - 鍔付ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】鍔部８、８の基端部に設けた逃げ溝１３、１３に基づくエッジロード（過大面圧）の低減を図る。
【解決手段】これら各逃げ溝１３、１３の軸方向内端縁と内輪軌道４の軸方向外端縁との連続部に、軸方向外側に向かう程これら各逃げ溝１３、１３の深さが深くなる方向に傾斜した逃げ面１４、１４を、それぞれ全周に亙って形成する。この結果、相対傾きが大きくなる場合や大きな荷重が加わる場合でも、各円筒ころ７の転動面９は上記逃げ面１４、１４と接触する為、上記課題を解決できる。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば工作機械の主軸（スピンドル）等、各種回転機械装置の回転部材を回転自在に支持する為の鍔付ころ軸受（例えば鍔付円筒ころ軸受、鍔付円すいころ軸受等）の改良に関し、製造コストが嵩む事を防止しつつ、鍔部の基端部に設けた逃げ溝に起因するエッジロードの低減を図る事により、耐久性の確保（長寿命化）を図るものである。

各種回転機械装置の回転支持部に転がり軸受が組み込まれているが、大きな荷重が加わる回転支持部を構成する為の転がり軸受としては、転動体としてころ（例えば円筒ころ、円すいころ等）を使用したころ軸受が使用されている。図７は、この様なころ軸受の１例として、例えば工作機械の回転支持部に組み込む、（単列のラジアル）鍔付円筒ころ軸受１を示している。この鍔付円筒ころ軸受１は、内周面の軸方向中間部に円筒面状の外輪軌道２を有する外輪３と、外周面の軸方向中間部に円筒面状の内輪軌道４を有する内輪５と、これら外輪軌道２と内輪軌道４との間に保持器６により保持した状態で転動自在に設けられた、複数の円筒ころ７とから成る。又、上記内輪５の軸方向両端部外周面には、それぞれ全周に亙り鍔部８、８を設けて、上記各円筒ころ７が上記両軌道２、４同士の間から脱落するのを防止している。

又、上記各円筒ころ７の外周面である転動面９の軸方向両端部には、図８に誇張して示す様に、それぞれクラウニングを施している。即ち、この転動面９のうち、軸方向中間部に設けた円筒面部１０の両側部分に、それぞれクラウニング部１１、１１を設けている。これら各クラウニング部１１、１１は、母線の形状（断面形状）が曲率半径Ｒの大きい円弧である、凸曲面である。又、上記各クラウニング部１１、１１の端縁と上記円筒ころ７の両端面とは、それぞれ凸曲面状の面取り部１２、１２により滑らかに連続させている。そして、この様なクラウニング部１１、１１を設ける事により、上記外輪軌道２及び内輪軌道４のうち、上記転動面９の両端縁と転がり接触する部分に、エッジロードに基づく過大面圧が加わらない様にしている。
上述の様な円筒ころ軸受１により回転支持部を構成するには、例えば、上記外輪３を図示しない工作機械等のハウジングに内嵌支持すると共に、上記内輪５を、やはり図示しない主軸等の回転軸に外嵌支持する。

又、例えば特許文献１には、外輪軌道と内輪軌道と各ころの転動面とのうちの少なくとも何れかの面にクラウニングを施すと共に、その母線形状を対数曲線に近似した形状にする技術が記載されている。又、特許文献２には、母線形状を２段円弧としたクラウニングを施す技術が記載されている。又、特許文献３には、所定位置に於ける各ころのクラウニング量｛各ころの転動面の軸方向中央部に対する母線の変化の程度（半径の差）｝と内輪軌道のクラウニング量｛内輪軌道の軌道面の軸方向中央部に対する母線の変化の程度（半径の差）｝との和を、所定の条件式を満たす様に規制する技術が記載されている。この様な技術を採用すれば、ころ軸受に加わる荷重の変化やミスアライメントに拘らず、エッジロードを低減でき（過大面圧の低減化を図れ）、ころ軸受の長寿命化を図れると考えられる。尚、この特許文献３には、転動面又は軌道面に施すクラウニングを、軸方向全体に亙って施すフルクラウニング（全クラウニング）とする事や、例えば転動面又は軌道面の軸方向端部にのみ施すパーシャルクラウニング（部分的クラウニング）とする事も記載されている。

ところで、上述の図７〜８に示した鍔付円筒ころ軸受１を含む、一般的な鍔付ころ軸受の場合、図９に示す様に、各鍔部８、８の基端部と内輪軌道４の軸方向両端縁との連続部に、それぞれ逃げ溝１３、１３を設けている。尚、この図９は、（Ａ）に円筒ころ７を、（Ｂ）に内輪５（の部分断面）を、これら円筒ころ７と内輪５とを互いに径方向（図９の上下方向）に離隔した状態で、それぞれ示している。又、これら逃げ溝１３、１３は、後述する本発明の実施の形態の第２例の図３に示す様に、外輪３ａの内周面の軸方向両端部に設けた各鍔部８、８の基端部と外輪軌道２の軸方向両端縁との連続部に設ける場合もある。何れにしても、上述の様な逃げ溝１３、１３を設ける理由は、上記各鍔部８、８の軸方向内側面並びに内輪軌道４の軌道面を研削加工する際に、上記各鍔部８、８の基端部と内輪軌道４の軸方向両端縁との連続部に砥石により研削できない部分（研削残り）が残存する事を防止して、この様な残存部分と各円筒ころ７との接触による寿命の短縮を防止する為である。ところが、この様な逃げ溝１３、１３を設けた構造の場合、この逃げ溝１３、１３の存在に基づいて、次の様な問題を生じる可能性がある。この点に就いて、上記図９を用いて説明する。

この図９に示す様に、上記各円筒ころ７の軸方向長さをＬとし、これら各円筒ころ７の両端部に設けた面取り部１２、１２の軸方向長さをそれぞれＬｃとし、これら各円筒ころ７の軸方向長さＬからこれら面取り部１２、１２の軸方向長さＬｃを減じた長さ（転動面の軸方向長さ）である、ころ有効接触長さをＬｅ（図示の例の場合はＬｅ＝Ｌ−２Ｌｃ）とし、上記鍔部８、８を設けた上記内輪５の内輪軌道４の軸方向長さ（各逃げ溝１３、１３の軸方向内端縁同士の軸方向距離）をＡとする。ここで、このうちのころ有効接触長さＬｅが、上記内輪軌道４の軸方向長さＡに比べて大きい場合、上記各逃げ溝１３、１３の軸方向内端縁と各円筒ころ７の転動面とが接触する可能性がある。

より具体的には、上記内輪軌道４や各円筒ころ７の転動面にクラウニングを施さない場合、或は、施してもクラウニング量が小さい場合、ころ軸受の取り付け誤差（ミスアライメント）やモーメント荷重等に基づき、上記内輪５と外輪３（図７参照）との相対傾き（中心軸同士のずれ）が大きくなると、上記各円筒ころ７の転動面と内輪軌道４との転がり接触部が、上記各逃げ溝１３、１３の軸方向内端縁に達する可能性がある。又、これら外輪３と内輪５との間に大きなラジアル荷重が加わった場合にも、上記転がり接触部の軸方向長さが大きくなり、この転がり接触部が上記各逃げ溝１３、１３の軸方向内端縁に達する可能性がある。この様な場合、これら各逃げ溝１３、１３の内端縁と各円筒ころ７との間にエッジロードに基づく過大面圧が加わり易くなり、著しい場合にはかじりや剥離等に伴う寿命の短縮を生じる可能性がある。

この様な不都合を防止する為に、上記各円筒ころ７の転動面や内輪軌道４（又は外輪軌道２）の軌道面のクラウニング量、即ち、上記円筒ころ７の転動面や内輪軌道４（又は外輪軌道２）の転動面の軸方向中央部に対する母線の変化の程度（落ち量、半径の差）を大きくする事が考えられる。即ち、例えば上記各円筒ころ７の転動面の母線形状を、上記図９（Ａ）に破線αで誇張して示す様にする事が考えられる。この様にクラウニング量を大きくすれば、上記各円筒ころ７の転動面の軸方向両端部と上記各逃げ溝１３、１３との径方向に関する間隔を大きくでき、これら各逃げ溝１３、１３の内端縁と各円筒ころ７の転動面との接触を防止できると考えられる。但し、この様にクラウニング量を大きくした場合、上記各円筒ころ７の転動面と上記内輪軌道４（又は外輪軌道２）との転がり接触部の軸方向長さが小さくなる可能性がある。そして、この様に軸方向長さが小さくなると、上記各円筒ころ７並びに内輪軌道４（又は外輪軌道２）の軸方向中央部での面圧が大きくなり、転がり寿命を確保しにくくなる可能性がある。又、上記クラウニング量を大きくする場合には、その分研削量が大きくなるだけでなく、形状精度や寸法の管理が面倒になる等、加工の手間が増大し、製造コストが増大する可能性もある。

尚、特許文献４には、図１０に示す様に、鍔部８、８の基端部と内輪軌道４の端縁との連続部に逃げ溝１３ａ、１３ａを有する構造で、これら各逃げ溝１３ａ、１３ａを上記鍔部８、８の軸方向内側面に達しない様にした（内輪軌道４の軌道面から径方向内方にのみ凹入し、鍔部８、８の軸方向内側面には凹入しない）構造が記載されている。この様な構造を採用すれば、上記各鍔部８、８の軸方向内側面と各円筒ころ７、７（図７、８等参照）の軸方向端面との（滑り）接触部が上記各逃げ溝１３、１３の端縁に達しにくくできる。但し、この様な構造を採用したとしても、これだけでは、前述した様な各円筒ころ７の転動面と逃げ溝１３ａ、１３ａの軸方向内端縁との接触に伴う不都合は防止できないと考える。

特開２００５−１５５７６３号公報 実開平３−１２０１５号公報 特許第３７３１４０１号公報 特開２００６−９８９１号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、取り付け誤差（ミスアライメント）やモーメント荷重に基づき内輪と外輪との相対傾き（中心軸同士のずれ）が大きくなる場合や、これら内輪と外輪との間に大きな荷重が加わる場合でも、鍔部の基端部に設けた逃げ溝に基づくエッジロード（過大面圧）の低減を図れる構造を、製造コストの増大を抑えつつ実現すべく発明したものである。

本発明の鍔付ころ軸受は、前述した従来から知られているころ軸受と同様に、外輪と、内輪と、複数のころとを備える。
このうちの外輪は、内周面に外輪軌道を設けている。
又、上記内輪は、外周面に内輪軌道を設けている。
又、上記各ころは、上記内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けている。
この様なころ軸受としては、例えば、円筒面状の外輪軌道と円筒面状の内輪軌道との間に複数の円筒ころを転動自在に設けた円筒ころ軸受や、円すい凹面状の外輪軌道と円すい凸面状の内輪軌道との間に複数の円すいころを転動自在に設けた円すいころ軸受等を例示できる。

そして、上記内輪と外輪とのうちの少なくとも一方の軌道輪の周面の少なくとも軸方向一端部に、他方の軌道輪に向けて突出する鍔部を全周に亙って設けている。例えば、上記内輪と外輪とのうちの一方（又は双方）の軌道輪の周面の軸方向一端部（又は両端部）に、他方の軌道輪に向けて突出する鍔部を全周に亙って設ける。
又、これと共に、この鍔部を設けた軌道輪の軌道面の軸方向外端縁とこの鍔部の基端縁との連続部に、少なくともこの軌道面から径方向に凹入する逃げ溝を全周に亙って形成する。例えば、上記一方の軌道輪（内輪又は外輪）の軸方向両端部に鍔部をそれぞれ設けた場合には、これら各鍔部を設けた軌道輪（内輪又は外輪）の軌道面の軸方向両端縁とこれら各鍔部の基端縁との連続部に、この軌道面から径方向に（必要に応じて鍔部の軸方向内側面の軸方向外方に）凹入する逃げ溝を、それぞれ全周に亙って形成する。

特に、本発明の鍔付ころ軸受に於いては、上記（各）逃げ溝の軸方向内端縁と上記軌道面の軸方向外端縁との連続部に、軸方向外側に向かう程この逃げ溝の深さが深くなる方向に傾斜した逃げ面（だらし）を、全周に亙って形成する。
この様な本発明の鍔付ころ軸受を実施する場合に好ましくは、各部の寸法を次の様に規制する。即ち、上記各ころの軸方向長さをＬとし、これら各ころの端部に設けた面取り部の軸方向長さをＬｃとし、これら各ころの軸方向長さＬから面取り部の軸方向長さＬｃを減じた長さ（各ころの転動面の軸方向長さ）である、ころ有効接触長さをＬｅ（例えば各ころの軸方向両端部に面取り部を設けた場合はＬｅ＝Ｌ−２Ｌｃ）とする。又、鍔部を設けた軌道輪の軌道の軸方向長さをＡとし、逃げ面の軸方向長さ（幅）をＢとし、上記軌道の軸方向長さＡからこの逃げ面の軸方向長さＢを減じた長さである、軌道面有効長さをＡ₁ （例えば軌道の軸方向一端部にのみ逃げ面を設けた場合はＡ₁ ＝Ａ−Ｂ、軌道の軸方向両端部に逃げ面を設けた場合はＡ₁ ＝Ａ−２Ｂ）とし、上記逃げ面の軸方向両端縁同士の径方向に関する距離である、この逃げ面の深さ（逃げ面の軸方向両端縁同士の外径の差の１／２）をＣとする。そして、これら各値を、次の様に規制する。

即ち、請求項２に記載した様に、０．０５Ｌｅ≦Ｂ≦０．１０Ｌｅとし、１μｍ≦Ｃ≦１０μｍとする。より好ましくは、１μｍ≦Ｃ≦５μｍ、更に好ましくは、１μｍ≦Ｃ≦２μｍとする。 又、請求項３に記載した様に、Ｌｅ＞Ａ₁ とする。
又、請求項４に記載した様に、Ｌｅ＞Ａ₁ ＋Ｂ（例えば軸方向一端部にのみ逃げ溝を設けた構造の場合）、又は、必要に応じてＬｅ＞Ａ₁ ＋２Ｂ（例えば軌道の軸方向両端部に逃げ溝をそれぞれ設けた構造の場合）とする。言い換えれば、Ｌｅ＞Ａとする。

又、本発明の鍔付ころ軸受を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した様に、鍔部を設けた軌道輪の軌道面の軸方向中央部の母線形状を直線とする。
又、請求項６に記載した様に、各ころの転動面の軸方向中央部に対する母線の変化の程度であるクラウニング量（落ち量、半径の差）を、以下の（イ）、（ロ）の少なくとも何れかの条件を満たす様にする。
（イ）上記各ころの転動面の軸方向中央部からの軸方向距離が０．４２５Ｌｅである位置のクラウニング量が、０．０００５Ｌｅ以下である。
（ロ）同じく軸方向距離が０．５Ｌｅである位置のクラウニング量が、０．００１５Ｌｅ以下である。
尚、上記各ころの転動面に施すクラウニングは、軸方向全体に亙って施すフルクラウニング（全クラウニング）や、例えば転動面の軸方向端部にのみ施すパーシャルクラウニング（部分的クラウニング）を採用できる。
又、請求項７に記載した様に、上記各ころの転動面に対数クラウニングを施しても良い。

上述の様に構成する本発明の鍔付ころ軸受によれば、取り付け誤差（ミスアライメント）やモーメント荷重に基づき内輪と外輪との相対傾き（中心軸同士のずれ）が大きくなる場合や、これら内輪と外輪との間に大きな荷重が加わる場合でも、鍔部の基端部に設けた逃げ溝に基づくエッジロード（過大面圧）の低減を図れる構造を、製造コストの増大を抑えつつ実現できる。
即ち、上記逃げ溝と軌道面との連続部に、全周に亙って逃げ面（だらし）を設けている。この為、上記相対傾きが大きくなる場合や大きな荷重が加わる場合でも、上記各ころの転動面は上記逃げ面と接触する事になり、エッジロード（過大面圧）の低減を図れる。又、この様な逃げ面の加工は、上記各ころや軌道に施すクラウニングの量を大きくする場合に比べ、形状精度や寸法の管理が面倒でない為、製造コストが増大する事も抑えられる。又、上記クラウニング量を大きくする場合は、上記各ころの転動面と軌道面との転がり接触部の軸方向寸法が小さくなり、この転がり接触部の面圧が大きくなる傾向となるが、この様にクラウニング量を大きくしなくても、上記逃げ面の軸方向寸法を適切に規制する事で、上記各ころの転動面並びに軌道面の軸方向中央部の面圧が大きくなる事も抑えられる。この為、上記エッジロードの低減だけでなく、この面からも、耐久性（転がり寿命）の確保を図れる。

又、ころ軸受の諸元との関係で｛例えば、ＮＵＰ２２０８型、即ち、内輪の内径がφ４０mm、外輪の外径がφ８０mm、軸方向（幅）寸法が２３mm、円筒ころの外径が１１mm、同じく軸方向長さが１５mm、ころ有効接触長さが１４mm、面取り部の軸方向長さが０．５mmの鍔付円筒ころ軸受の場合、又は、ＮＵＰ３２０型、即ち、内輪の内径がφ１００mm、外輪の外径がφ２１５mm、軸方向（幅）寸法が４７mm、円筒ころの外径が３２mm、同じく軸方向長さが３２mm、ころ有効接触長さが２９mm、面取り部の軸方向長さが０．５mmの鍔付円筒ころ軸受の場合｝、請求項２に記載した様に、逃げ面の軸方向寸法（幅）Ｂと深さＣとを、０．０５Ｌｅ≦Ｂ≦０．１０Ｌｅ、１μｍ≦Ｃ≦１０μｍ（より好ましくはＣ≦５μｍ、更に好ましくはＣ≦２μｍ）に規制すれば、エッジロードを確実に低減できる。即ち、上記逃げ面は、上記各ころを組み付けた状態でのこれら各ころの軸方向中央部からの距離が０．４２５Ｌｅの位置で、これら各ころの転動面と対向する事が好ましい。言い換えれば、上記各ころの軸方向中央部からの距離が０．４２５Ｌｅの位置が、上記逃げ面に含まれる（逃げ面の途中となる）様にする事が好ましい。又、上記各ころの転動面の端縁から上記逃げ溝の軸方向内端縁までの距離は、一般的に０．０２５Ｌｅ以上となる。言い換えれば、上記逃げ溝の軸方向内端縁は、上記各ころの軸方向中央部からの距離が０．４７５Ｌｅ以下（軸方向内側）となる部分に位置する。

これらの点から、少なくとも上記各ころの軸方向中央部からの距離が０．４２５Ｌｅの位置と上記逃げ溝の軸方向内端縁との間（軸方向中央部からの距離で０．４２５Ｌｅから０．４７５Ｌｅまでの間）が上記逃げ面となる様に、これら逃げ面の軸方向距離Ｂを、０．０５Ｌｅ以上とする。尚、この逃げ面の軸方向距離Ｂが０．０５Ｌｅよりも小さいと、この逃げ面の存在の基づくエッジロード（過大面圧）の低減効果を十分に得られなくなる可能性がある。これに対して、上記逃げ面の軸方向距離Ｂが０．１０Ｌｅよりも大きいと、各ころと軌道面との接触部の軸方向寸法が小さくなり、面圧が大きくなる可能性がある。又、上記逃げ面の深さＣが１０μｍよりも大きいと、この逃げ面の傾斜が急になり過ぎて、この逃げ面の軸方向内端縁と軌道との連続部に大きな面圧が加わり易くなる他、この逃げ面の加工が面倒になる可能性がある。これに対して、上記深さＣが１μｍよりも小さいと、この逃げ面の傾斜が緩やか過ぎて、上記逃げ溝の軸方向内端縁と逃げ面の軸方向外端縁との連続部で大きな面圧が加わり易くなる可能性がある。

又、請求項３、４に記載した様に、Ｌｅ＞Ａ₁ 、Ｌｅ＞Ａ₁ ＋Ｂ（必要に応じてＬｅ＞Ａ₁ ＋２Ｂ）とした場合には、逃げ面を設ける効果をより有効に得られる。即ち、この様な構造の場合、各ころの転動面と軌道との転がり接触部が、上記各ころの転動面と逃げ面の軸方向内端縁乃至は逃げ溝の軸方向内端縁に達し易くなる。但し、この様な場合でも、上記逃げ面の存在に基づいて、これら各ころの転動面と逃げ溝の軸方向内端縁との接触に基づくエッジロードの発生を低減できる。
又、請求項５に記載した様に、鍔部を設けた軌道輪の軌道面の軸方向中央部の母線形状を直線とした場合にも、上記逃げ面を設ける事による効果をより有効に得られる。即ち、この様に軸方向中央部の母線形状を直線とすると、この直線部分の存在に基づいて、上記各ころの転動面の軸方向端部と上記逃げ溝の軸方向内端縁との径方向に関する間隔が小さくなる傾向となる。そして、この様に小さくなる分、上記各ころの転動面の軸方向端部と上記逃げ溝の軸方向内端縁とが接触し易くなる。但し、この様な場合でも、上記各ころの転動面が上記逃げ面と接触する事で、エッジロードの発生を低減できる。

又、請求項６に記載した様に、各ころの転動面のクラウニング量（落ち量）が所定の条件を満たす場合、或は、請求項７に記載した様に、各ころの転動面に対数クラウニングを施す場合も、上記逃げ面を設ける事による効果をより有効に得られる。即ち、上記請求項６に記載した様な所定の条件を満たす場合には、クラウニング量が小さく乃至は０になるが、この様にクラウニング量が小さく乃至は０でも、上記逃げ面の存在に基づいて、上記各ころの転動面と逃げ溝の軸方向内端縁との接触に基づくエッジロードの発生を低減できる。又、上記請求項７に記載した様に対数クラウニングを施した場合も、各ころの軸方向中央部から０．４２５Ｌｅの位置のクラウニング量が同じく０．５Ｌｅの位置のクラウニング量に比べ小さくなる傾向となるが、この様な場合でも、上記逃げ面の存在に基づいて、上記各ころの転動面と逃げ溝の軸方向内端縁との接触に基づくエッジロードの発生を低減できる。

［実施の形態の第１例］
図１〜２は、請求項１〜７に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、鍔付円筒ころ軸受１を構成する内輪５の鍔部８、８の基端部に設けた逃げ溝１３、１３と内輪軌道４との連続部の形状を工夫する事により、エッジロード（過大面圧）の低減を、製造コストの増大を抑えつつ図る点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述の図７〜９に示した従来構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

本例の場合は、上記内輪５の外周面の軸方向両端部にそれぞれ、外輪３に向けて突出する鍔部８、８を全周に亙って設けている。又、これと共に、上記内輪５の外周面に設けた内輪軌道４の軸方向両端縁と上記各鍔部８、８の基端縁との連続部に、この内輪軌道４から径方向内方に凹入すると共に、上記各鍔部８、８の軸方向内側面から軸方向外側にも凹入する逃げ溝１３、１３を、それぞれ全周に亙って形成している。更に本例の場合は、これら各逃げ溝１３、１３の軸方向内端縁と上記内輪軌道４の軸方向外端縁との連続部に、軸方向外側に向かう程これら各逃げ溝１３、１３の深さが深くなる方向（図１、２の下方）に傾斜した（母線が例えば直線状の）逃げ面（だらし）１４、１４を、それぞれ全周に亙って形成している。

又、本例の場合は、各部の寸法を次の様に規制している。即ち、各円筒ころ７の軸方向長さをＬとし、これら各円筒ころ７の軸方向両端部に設けた各面取り部１２、１２の軸方向長さをＬｃとし、これら各円筒ころ７の軸方向長さＬから上記各面取り部１２、１２の軸方向長さＬｃを減じた長さ（転動面９の軸方向長さ）である、ころ有効接触長さをＬｅ（＝Ｌ−２Ｌｃ）とする。又、上記内輪軌道４の軸方向長さをＡとし、上記各逃げ面１４、１４の軸方向長さ（幅）をＢとし、上記内輪軌道４の軸方向長さＡからこれら各逃げ面の１４、１４軸方向長さＢを減じた長さである、軌道面有効長さをＡ₁ （＝Ａ−２Ｂ）とし、上記各逃げ面１４、１４の軸方向両端縁同士の径方向に関する距離である、これら各逃げ面１４、１４の深さ（逃げ面１４、１４の軸方向両端縁同士の外径の差の１／２）をＣとする。そして、これら各値を、次の様に規制している。

即ち、０．０５Ｌｅ≦Ｂ≦０．１０Ｌｅとし、１μｍ≦Ｃ≦１０μｍ（より好ましくは、１μｍ≦Ｃ≦５μｍ、更に好ましくは、１μｍ≦Ｃ≦２μｍ）としている。又、Ｌｅ＞Ａ₁ とし、更に、Ｌｅ＞Ａ₁ ＋２Ｂ（言い換えれば、Ｌｅ＞Ａ）としている。又、本例の場合は、上記内輪軌道４の軸方向中央部の母線形状を直線とすると共に、上記各円筒ころ７の転動面９にクラウニングを施している。尚、これら各円筒ころ７の転動面９に施すクラウニングのクラウニング量、即ち、この転動面９の軸方向中央部に対する母線の変化の程度（落ち量、半径の差）を、以下の（イ）、（ロ）の少なくとも何れかの条件を満たす様にしている。（イ）上記各円筒ころ７の転動面９の軸方向中央部からの軸方向距離が０．４２５Ｌｅである位置のクラウニング量が、０．０００５Ｌｅ以下である。
（ロ）同じく軸方向距離が０．５Ｌｅである位置のクラウニング量が、０．００１５Ｌｅ以下である。

尚、これら（イ）、（ロ）の少なくとも何れかの条件を満たせば、上記転動面９に施すクラウニングは、軸方向全体に亙って施すフルクラウニング（全クラウニング）や、例えば転動面９の軸方向端部にのみ施すパーシャルクラウニング（部分的クラウニング）でも良い。又、必要に応じて、上記転動面９に施すクラウニングを、前述の特許文献２、３等に記載された対数クラウニング乃至はこれに近似した曲線のクラウニング、２段円弧の母線形状を有するクラウニング等としても良い。

上述の様な本例の鍔付円筒ころ軸受１によれば、取り付け誤差（ミスアライメント）やモーメント荷重に基づき内輪５と外輪３との相対傾き（中心軸同士のずれ）が大きくなる場合や、これら内輪５と外輪３との間に大きな荷重が加わる場合でも、各鍔部８、８の基端部に設けた逃げ溝１３、１３に基づくエッジロード（過大面圧）の低減を図れる構造を、製造コストの増大を抑えつつ実現できる。
即ち、上記各逃げ溝１３、１３と内輪軌道４との連続部に、全周に亙って逃げ面１４、１４を設けている。この為、上記相対傾きが大きくなる場合や大きな荷重が加わる場合でも、上記各円筒ころ７の転動面９は上記逃げ面１４、１４と接触する為、エッジロード（過大面圧）の低減を図れる。又、この様な逃げ面１４、１４の加工は、上記各円筒ころ７や内輪軌道４に施すクラウニングの量を大きくする場合に比べ、形状精度や寸法の管理が面倒でない為、製造コストが増大する事も抑えられる。又、上記クラウニング量を大きくする場合は、上記各円筒ころ７の転動面９と内輪軌道４との転がり接触部の軸方向寸法が小さくなり、この転がり接触部の面圧が大きくなる傾向となるが、この様にクラウニング量を大きくしなくても、上記逃げ面１４、１４の軸方向寸法を適切に規制する事で、上記各円筒ころ７の転動面９並びに内輪軌道４の軸方向中央部の面圧が大きくなる事も抑えられる。この為、上記エッジロードの低減だけでなく、この面からも、耐久性（転がり寿命）の確保を図れる。

［実施の形態の第２例］
図３は、同じく請求項１〜７に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合は、外輪３ａの内周面の軸方向両端部にそれぞれ、内輪５ａに向けて突出する鍔部８、８を全周に亙って設けている。又、これと共に、上記外輪３ａの内周面に設けた外輪軌道２の軸方向両端縁と上記各鍔部８、８の基端縁との連続部に、少なくともこの外輪軌道２から径方向外方に凹入する逃げ溝１３、１３を、それぞれ全周に亙って形成している。更に本例の場合は、これら各逃げ溝１３、１３の軸方向内端縁と上記外輪軌道２の軸方向外端縁との連続部に、軸方向外側に向かう程これら各逃げ溝１３、１３の深さが深くなる方向に傾斜した逃げ面（だらし）１４、１４（図２参照）を、それぞれ全周に亙って形成している。
その他の部分の構成及び作用は、上述した第１例と同様である。

本発明の効果を確認する為に行なった、円筒ころの転動面と内輪軌道との接触部に加わる面圧の計算結果に就いて説明する。この計算は、図４に示すＮＵＰ型（より具体的には、比較的寸法の小さいＮＵＰ２２０８型、及び、比較的寸法の大きいＮＵＰ３２０型）の鍔付円筒ころ軸受１ａで行なった。この鍔付円筒ころ軸受１ａは、外輪３ｂと、内輪５ｂと、鍔輪１５と、複数個の円筒ころ７とを備える。このうちの外輪３ｂは、内周面の軸方向両端部に内向鍔部１６、１６を設けている。又、上記内輪５ｂは、外周面の軸方向一端部（図４の右端部）に外向鍔部１７を設けている。又、上記鍔輪１５は、上記内輪５ｂの軸方向他端面（図４の左端面）に突き当てた状態で設けており、この内輪５ｂの外周面のうち内輪軌道４よりも直径方向外方に突出する部分を、やはり外向鍔部１７としている。そして、各逃げ溝１３、１３の軸方向内端縁と内輪軌道４及び外輪軌道２の軸方向外端縁との連続部に逃げ面１４、１４（図２参照）を設けている。

この様なＮＵＰ型の鍔付円筒ころ軸受１ａのうち、ＮＵＰ２２０８型の諸元は、内輪５ｂの内径をφ４０mm、外輪３ｂの外径をφ８０mm、軸方向（幅）寸法を２３mm、円筒ころ７の外径を１１mm、同じく軸方向長さを１５mm、ころ有効接触長さＬｅを１４mm、面取り部１２の軸方向寸法Ｌｃを０．５mmとしている。又、同じくＮＵＰ３２０型の鍔付円筒ころ軸受１ａの諸元は、内輪５ｂの内径をφ１００mm、外輪３ｂの外径をφ２１５mm、軸方向（幅）寸法を４７mm、円筒ころ７の外径を３２mm、同じく軸方向長さを３２mm、ころ有効長さＬｅを２９mm、面取り部１２の軸方向寸法Ｌｃを０．５mmとしている。そして、動定格荷重の０．３倍のラジアル荷重を負荷すると共に、上記内輪５ｂと外輪３ｂの相対傾きを１２／１００００rad （ラジアン）とした場合に於ける上記面圧を計算した。尚、この面圧は、図９（Ｂ）に示した従来の母線形状の場合と、図２（Ｂ）に示した逃げ面１４、１４を設けた母線形状の場合で、これら各逃げ面１４、１４の深さＣを１μｍとした場合と、同じく２μｍ（ＮＵＰ２２０８型）又は１０μｍ（ＮＵＰ３２０型）とした場合との、合計３例に就いて、それぞれ求めた。又、これら各逃げ面１４、１４の幅Ｂは１mm（ＮＵＰ２２０８型）又は２mm（ＮＵＰ３２０型）とした。即ち、各逃げ溝１３、１３の軸方向内端縁から軸方向内側に１mm（ＮＵＰ２２０８型）又は２mm（ＮＵＰ３２０型）の位置からこれら各逃げ溝１３、１３の軸方向内端縁に至るまで、上記各逃げ面１４、１４を滑らかに形成した。又、各円筒ころ７は、対数クラウニングが施されており、ＮＵＰ２２０８型の場合は、ころ有効接触長さをＬｅ（＝１４mm）とした場合に、これら各円筒ころ７の軸方向中央部から０．４２５Ｌｅ（＝５．９５mm）の位置のクラウニング量（落ち量、軸方向中央部に対する半径の差）を４μｍとし、同じく０．５Ｌｅ（＝７mm）の位置でのクラウニング量を１３μｍとした。又、ＮＵＰ３２０型の場合は、同じく対数クラウニングが施されており、ころ有効接触長さをＬｅ（＝２９mm）とした場合に、各円筒ころ７の軸方向中央部から０．４２５Ｌｅ（＝１２．３２５mm）の位置のクラウニング量を１２μｍとし、同じく０．５Ｌｅ（＝１４．５mm）の位置のクラウニング量を４２μｍとした。

図５にＮＵＰ２２０８型の計算結果を、図６にＮＵＰ３２０型の計算結果を、それぞれ示す。これら図５、６中の破線は、各逃げ面１４、１４の深さＣが０μｍ（逃げ面１４、１４を形成しない従来の母線形状）の場合を、同じく細線は、各逃げ面１４、１４の深さＣが１μｍの場合を、同じく全線は、各逃げ面１４、１４の深さＣが２μｍ（ＮＵＰ２２０８型、図５）又は１０μｍ（ＮＵＰ３２０型、図６）の場合を、それぞれ示している。又、各図の横軸は、各円筒ころ７の軸方向に関する位置を表しており、ころ接触有効長さＬｅの１／２｛０．５Ｌｅ＝７mm（ＮＵＰ２２０８型、図５）又は１４．５mm（ＮＵＰ３２０型、図６）｝を１としている。又、各図の縦軸は、接触面圧を比で表している。この様な図５、６から明らかな様に、上記各逃げ面１４、１４の深さＣが０μｍ（従来の母線形状）の場合は、面圧が過度に高くなる点ａ（エッジロード）を生じるのに対して、これら各逃げ面１４、１４の深さＣが１μｍ、２μｍ（ＮＵＰ２２０８型、図５）又は１０μｍ（ＮＵＰ３２０型、図６）の場合は、この様に面圧が過度に高くなる点が生じない。又、これら各逃げ面１４、１４の深さＣが１μｍの場合は、ピークｂを生じるが、このピークｂが他の部分の面圧（転がり接触部の面圧）と比べて過度に高くなるものではない。又、上記各逃げ面１４、１４の深さＣが２μｍ（ＮＵＰ２２０８型、図５）又は１０μｍ（ＮＵＰ３２０型、図６）の場合は、ピークを生じず、面圧の変化が滑らかになる。この様な結果から、上記各逃げ面１４、１４を設ける事で、逃げ溝１３、１３に基づくエッジロード（過大面圧）の低減を図れる事が分かる。

尚、図示は省略するが、上述の様な逃げ面１４、１４を形成しない場合でも、各円筒ころ７の転動面に大きなクラウニングを施せば、上記図５、６に示すａ点の様な、過度に面圧が大きくなる点が出現する事を防止できる。例えば、ＮＵＰ２２０８型程度の寸法の鍔付円筒ころ軸受の場合は、上記各円筒ころ７の軸方向中央部から０．４２５Ｌｅの位置でのクラウニング量（落ち量、軸方向中央部に対する半径の差）を１０μｍ、同じく０．５Ｌｅの位置でのクラウニング量を２５μｍとした、クラウニング（例えばパーシャルクラウニング）を施す事で、過度に面圧が大きくなる事を防止できる。但し、加工コストが嵩む。これに対して本実施例では、各円筒ころ７の軸方向中央部から０．４２５Ｌｅの位置のクラウニング量を４μｍとし、同じく０．５Ｌｅの位置でのクラウニング量を１３μｍとして、クラウニングの加工コストを抑えている。即ち、本例の場合は、上述の様な大きなクラウニング（１０μｍ、２５μｍ）を各円筒ころ７に施さなくても｛小さいクラウニング（４μｍ、１３μｍ）でも｝、上記逃げ面１４、１４の存在に基づいて（深さが１〜２μｍ程度の逃げ面１４、１４を形成するだけで）、上記各逃げ溝１３、１３の軸方向内端縁に起因するエッジロードの低減を図れる（逃げ溝１３、１３近傍の面圧のピークを転がり接触部の最も高い面圧よりも小さくできる）。

尚、上記各逃げ面１４、１４は、上記各円筒ころ７を組み付けた状態でのこれら各円筒ころ７の軸方向中央部からの距離が０．４２５Ｌｅの位置に存在する事が好ましい。一方、上記各円筒ころ７の転動面９（面取り部１２、１２同士の間の外周面）の端縁から上記逃げ溝１３、１３の軸方向内端縁までの距離は、一般的に０．０２５Ｌｅ以上となる。そこで、少なくとも上記各円筒ころ７の軸方向中央部からの距離が０．４２５Ｌｅの位置と上記逃げ溝１３、１３の軸方向内端縁との間（軸方向中央部からの距離で０．４２５Ｌｅから０．４７５Ｌｅの間）が上記逃げ面１４、１４となる様に、これら逃げ面１４、１４の軸方向距離Ｂを、０．０５Ｌｅ以上とする事が望ましい。尚、この軸方向距離Ｂの上限は、０．１０Ｌｅ以下とする事が望ましい。

又、上記各円筒ころ７は、例えば下記の（イ）（ロ）の条件の少なくとも何れかを満たす様な、小さなクラウニングが施されている、乃至は、クラウニングが施されていない場合でも、上記逃げ面１４、１４の存在に基づいて（例えば深さが１〜２μｍ程度の逃げ面１４、１４を形成するだけで）、上記各逃げ溝１３、１３の内端縁に起因するエッジロードの低減を図れる。
（イ）上記各円筒ころ７の転動面９の軸方向中央部からの軸方向距離が０．４２５Ｌｅである位置のクラウニング量が、０．０００５Ｌｅ以下である。
（ロ）同じく軸方向距離が０．５Ｌｅである位置のクラウニング量が、０．００１５Ｌｅ以下である。
尚、上記逃げ面１４、１４の存在に基づく効果は、上記（イ）（ロ）の条件の何れか一方のみを満たす場合だけでなく、これら（イ）（ロ）の条件の両方が満たされる場合にも、より顕著に得られる。

又、上記各円筒ころ７の転動面９には、直線と円弧とを組合せた母線を有するパーシャルクラウニングを施しても良いし、軸方向全体に亙り円弧状の母線を有するフルクラウニング、対数近似曲線の母線を有するクラウニング等を施しても良い。特にクラウニング量が小さい場合、乃至は、クラウニングが施されていない場合に、上記逃げ面１４、１４の存在に基づく効果をより顕著に得られる。又、これら逃げ面１４、１４を設ける軌道面の軸方向両端部を除く中央部の母線形状は、直線としても良いし、クラウニングを施したものとしても良い。何れにしても、クラウニング量が小さい場合、乃至は、クラウニングが施されていない場合に、上記逃げ面１４、１４の存在に基づく効果をより顕著に得られる。尚、これら逃げ面１４、１４の深さＣは、円筒ころ７の寸法を含む円筒ころ軸受１の諸元、使用される荷重条件、更にはころ軸受の種類等に応じて、適宜変更可能である。又、上記逃げ面１４、１４の存在に基づく効果は、各円筒ころ７のころ有効接触長さＬｅが、軌道面長さＡ（Ａ₁ ＋Ｂ、Ａ₁ ＋２Ｂ）よりも長い場合に、特に顕著に得られる。

上述した各例では、鍔付ころ軸受として、鍔付円筒ころ軸受の場合に就いて説明したが、本発明は、ころとして円すいころを使用した、鍔付円すいころ軸受にも適用可能である。又、各鍔は、内輪と外輪との何れか一方又は双方に設けても良いし、軌道輪の軸方向一端部にのみ、又は、両端部に設けても良い。何れの場合も、鍔部の基端部に設けた逃げ溝と軌道面との連続部に逃げ面（だらし）を設ける。

本発明の実施の形態の第１例を示す半部断面図。 円筒ころと内輪とを取り出して図１と同方向から見た図。 本発明の実施の形態の第２例を示す半部断面図。 面圧の計算に使用した円筒ころ軸受を示す部分断面図。 ＮＵＰ２２０８型に関する、逃げ面の深さ毎に面圧分布を示す線図。 同じくＮＵＰ３２０型に関する、逃げ面の深さ毎に面圧分布を示す線図。 鍔付円筒ころ軸受の部分断面図。 クラウニング量（径方向の落ち量）を誇張して示す、円筒ころの半部正面図。 円筒ころと内輪とを取り出して図７と同方向から見た図。 内輪の別例を示す部分断面図。

符号の説明

１、１ａ 鍔付円筒ころ軸受
２ 外輪軌道
３、３ａ、３ｂ 外輪
４ 内輪軌道
５、５ａ、５ｂ 内輪
６ 保持器
７ 円筒ころ
８ 鍔部
９ 転動面
１０ 円筒面部
１１ クラウニング部
１２ 面取り部
１３、１３ａ 逃げ溝
１４ 逃げ面
１５ 鍔輪
１６ 内向鍔部
１７ 外向鍔部

Claims (7)

1. 内周面に外輪軌道を設けた外輪と、外周面に内輪軌道を設けた内輪と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数のころとを備え、上記内輪と外輪とのうちの少なくとも一方の軌道輪の周面の少なくとも軸方向一端部に、他方の軌道輪に向けて突出する鍔部を全周に亙って設けると共に、この鍔部を設けた軌道輪の軌道面の軸方向外端縁とこの鍔部の基端縁との連続部に、少なくともこの軌道面から径方向に凹入する逃げ溝を全周に亙って形成した鍔付ころ軸受に於いて、この逃げ溝の軸方向内端縁と上記軌道面の軸方向外端縁との連続部に、軸方向外側に向かう程この逃げ溝の深さが深くなる方向に傾斜した逃げ面を、全周に亙って形成した事を特徴とする鍔付ころ軸受。
2. 各ころの軸方向長さからこれら各ころの端部に設けた面取り部の軸方向長さを減じた長さである、ころ有効接触長さをＬｅとし、逃げ面の軸方向長さをＢとし、この逃げ面の軸方向両端縁同士の径方向に関する距離である、この逃げ面の深さをＣとした場合に、０．０５Ｌｅ≦Ｂ≦０．１０Ｌｅとし、１μｍ≦Ｃ≦１０μｍとした、請求項１に記載した鍔付ころ軸受。
3. 各ころの軸方向長さからこれら各ころの端部に設けた面取り部の軸方向長さを減じた長さである、ころ有効接触長さをＬｅとし、鍔部を設けた軌道輪の軌道面の軸方向長さから逃げ面の軸方向長さＢを減じた長さである、軌道面有効長さをＡ₁ とした場合に、Ｌｅ＞Ａ₁ とした、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した鍔付ころ軸受。
4. Ｌｅ＞Ａ₁ ＋Ｂとした、請求項３に記載した鍔付ころ軸受。
5. 鍔部を設けた軌道輪の軌道面の軸方向中央部の母線形状を直線とした、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載した鍔付ころ軸受。
6. 各ころの転動面の軸方向中央部に対する母線の変化の程度であるクラウニング量が、以下の（イ）、（ロ）の少なくとも何れかの条件を満たす、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載した鍔付ころ軸受。
   （イ）上記各ころの転動面の軸方向中央部からの軸方向距離が０．４２５Ｌｅである位置のクラウニング量が、０．０００５Ｌｅ以下である。
   （ロ）同じく軸方向距離が０．５Ｌｅである位置のクラウニング量が、０．００１５Ｌｅ以下である。
7. 各ころの転動面に対数クラウニングが施されている、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載した鍔付ころ軸受。

Images