JP5182068B2 - 転がり軸受 - Google Patents

Description

本発明は、転がり軸受に関し、特に、連続鋳造機の駆動ロールや従動ロールに使用されれば好適な転がり軸受に関する。

従来、転がり軸受としては、実開昭６３−１４２４１９号公報（特許文献１）に記載されている円筒ころ軸受がある。この円筒ころ軸受は、軸部材、ハウジング部材、鍔輪および止め輪を備える転がり軸受装置の上記軸部材上に配置されている。上記円筒ころ軸受は、調心輪、外輪、内輪および複数の円筒ころを有する。上記調心輪は、球面の一部からなる内面を有し、上記外輪は、球面の一部からなる外面を有する。

上記調心輪は、ハウジングの内周面に固定され、上記外輪の上記外面は、上記調心輪の上記内面に嵌合している。上記外輪は、軌道面の一方および他方側に鍔部を有している。一方、上記内輪は、上記軸部材の外周面に外嵌されて固定されている。上記内輪の軸方向の一方側の端面は、軸部材の段部に当接している。

上記内輪は、軌道面の軸方向の一方側に鍔部を有する。上記止め輪は、軸部材の環状溝に嵌入されている。また、上記鍔輪は、軸部材に外嵌されて固定されている。上記鍔輪は、上記内輪の軸方向の他方側の端面と、止め輪とで軸方向に挟持されている。また、上記複数の円筒ころは、上記外輪の軌道面と上記内輪の軌道面との間に軸方向に重ならないように配置されている。

上記転がり軸受装置は、アキシアル荷重が作用した際、軸部材の上記段部、上記内輪の上記一方側の鍔部、上記円筒ころおよび上記外輪の上記軸方向の他方側の鍔部、調心輪、ハウジング部材の順に力を伝えてアキシアル荷重を受けるか、また、上記止め輪、上記鍔輪、上記円筒ころ、上記外輪の上記軸方向の一方側の鍔部、調心輪、上記ハウジング部材の順に力を加えてアキシアル荷重を受けるようになっている。

上記転がり軸受装置においては、アキシアル荷重を、転がり運動している円筒ころの端面と、鍔部または鍔輪とのすべり接触で負荷するようになっているから、特に、連続鋳造機で使用される場合のように、極低速回転の仕様においては、油膜形成が困難になる。そしてこの結果、円筒ころ軸受において、円筒ころの端面と、鍔部との接触が金属接触になって、円筒ころの端面や、鍔部にかじりが生じることがある。

また、特に、円筒ころ軸受が、保持器を有さない総ころの転がり軸受の場合においては、アキシアル荷重を受けて、ころが倒れようとしたときに、鍔部と、ころの端面とが、エッジ当たりして、この結果局所的に面圧が高くなって、円筒ころの端面や、鍔部にかじりが生じることがある。
実開昭６３−１４２４１９号公報（第３図）

そこで、本発明の課題は、鍔部およびころの端面にかじりが発生しにくい転がり軸受を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の転がり軸受は、
第１軌道面と、その第１軌道面の軸方向の一方側に位置する第１鍔部とを有する第１軌道部材と、
第２軌道面と、その第２軌道面の上記軸方向の他方側に位置する第２鍔部とを有する第２軌道部材と、
上記第１軌道面と、上記第２軌道面との間に配置された第１転動体と
を備え、
上記第１鍔部において上記第１転動体が摺動する第１案内面と、上記第２鍔部において上記第１転動体が摺動する第２案内面との両方は、上記第１軌道部材の上記軸方向の断面において、径方向の外方に行くにしたがって、上記第１軌道面の垂直二等分面に近づくように傾斜するか、または、上記垂直二等分面から遠ざかるように傾斜し、
上記第１転動体において上記第１案内面に摺接する第１摺接部と、上記第１転動体において上記第２案内面に摺接する第２摺接部とは、上記第１転動体の公転環状面に対して上記径方向の同じ側に位置していることを特徴としている。

尚、この明細書では、軌道面を、軌道部材において、転動体の転動面が接触する可能性がある部分として、定義する。また、この明細書では、案内面を、鍔部において、転動体が接触（摺接）する可能性がある部分として、定義する。

また、上記公転環状面とは、転動体（円筒ころ、円錐ころ、凸面ころ）の中心軸が、転動体の公転した際に描く軌跡として定義する。

本発明によれば、第１転動体の両側に位置する鍔の第１、第２案内面の両方が、上記断面において、径方向の外方に行くにしたがって、上記第１軌道面の垂直二等分面に近づくように傾斜するか、または、上記垂直二等分面から遠ざかるように傾斜し、かつ、上記第１摺接部と上記第２摺接部の両方が、上記第１転動体の公転環状面に対して上記径方向の同じ側に位置しているから、第１および第２案内面から受ける垂直抗力の和によって、上記第１転動体が、上記公転環状面に対して上記同じ側からそれとは反対側の向きに径方向に力を受けることになる。

すなわち、上記第１転動体を、径方向に常時、第１軌道部材または第２軌道部材に押圧することができるから、上記第１転動体が傾くことを抑制することができる。したがって、第１転動体が、第１案内面および第２案内面へエッジ当たりすることを抑制できて、鍔部およびころの端面にかじりが発生することを抑制できる。

また、一実施形態では、
上記第１摺接部の径方向の位置は、上記第２摺接部の径方向の位置と略一致している。

上記実施形態によれば、上記第１摺接部の径方向の位置は、上記第２摺接部の径方向の位置と略一致しているから、第１転動体に軸方向の一方の側からかかる力と、第１転動体に軸方向の他方の側からかかる力との合力を、径方向の成分のみの力に近づけることができる。したがって、第１転動体が傾くことを更に抑制することができる。

また、一実施形態では、
上記第１案内面と、上記第２案内面とは、上記垂直二等分面に対して略面対称に位置している。

上記実施形態によれば、上記第１案内面と、上記第２案内面とが、上記垂直二等分面に対して略面対称に位置しているから、第１転動体に軸方向の一方の側からかかる力と、第１転動体に軸方向の他方の側からかかる力との合力を、軸方向の成分を殆ど有さない略径方向の成分のみの力に近づけることができる。したがって、第１転動体が傾くことを大きく抑制することができる。

また、一実施形態では、
上記第１軌道部材は、上記第１鍔部の軸方向の上記第１軌道面とは反対側に、第２の第１軌道面を有し、
上記第２軌道部材は、上記第２の第１軌道面に上記径方向に対向する第２の第２軌道面と、その第２の第２軌道面の上記軸方向の上記一方側に位置する第２の第２鍔部とを有し、
上記第２の第１軌道面と、上記第２の第２軌道面との間に配置された第２転動体を備え、
上記第１鍔部において上記第２転動体が摺動する第２の第１案内面と、上記第２の第２鍔部において上記第２転動体が摺動する第２の第２案内面との両方は、上記断面において、径方向の外方に行くにしたがって、上記第２の第１軌道面の垂直二等分面に近づくように傾斜するか、または、上記第２の第１軌道面の上記垂直二等分面から遠ざかるように傾斜し、
上記第２転動体において上記第２の第１案内面に摺接する第２の第１摺接部と、上記第２転動体において上記第２の第２案内面に摺接する第２の第２摺接部とは、上記第２転動体の公転環状面に対して上記径方向の同じ側に位置している。

上記実施形態によれば、転動体が、軸方向に複列に配置されているから、上記第１転動体から第２転動体の方へのアキシアル荷重と、上記第２転動体から第１転動体の方へのアキシアル荷重の両方を、負荷することができる。

本発明の転がり軸受によれば、第１転動体の両側に位置する第１案内面および第２案内面の両方が、軸方向の断面において、径方向の外方に行くにしたがって、第１軌道部材の第１軌道面の垂直二等分面に近づくように傾斜するか、または、上記垂直二等分面から遠ざかるように傾斜し、かつ、第１転動体の軸方向の端面において、第１案内面に摺接する第１摺接部および第２案内面に摺接する第２摺接部の両方が、第１転動体の公転環状面に対して径方向の同じ側に位置しているから、第１案内面および第２案内面から受ける垂直抗力の和によって、第１転動体が、径方向の力を受けることになる。すなわち、上記第１転動体を、径方向に、第１軌道部材または第２軌道部材に常時押圧することができるから、上記第１転動体が傾くことを抑制することができて、第１転動体の第１案内面へのエッジ当たりを抑制でき、鍔部およびころの端面にかじりが発生することを抑制できる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

尚、以下に開示する第１実施形態および第２実施形態において、以下に詳細に説明する、鍔部の末広がり形状、鍔部の先細り形状、鍔部の案内面の傾斜、および、各円筒ころの摺接部を含む端面の球面の一部は、理解を容易にするために、誇張して描かれている。

図１は、本発明の第１実施形態である連続鋳造機の従動ロール装置におけるロールネック部分の模式拡大図である。

この従動ロール装置は、ロール１と、軸箱２と、蓋３と、転がり軸受としての複列円筒ころ軸受４と、止め輪の一例としてのＣ形止め輪１５とを備える。上記軸箱２および蓋３は、ハウジング部材を構成している。

上記ロール１は、第１円筒外周面６０と、第２円筒外周面６２とを有し、第１円筒外周面６０の外径は、第２円筒外周面６２の外径よりも大きくなっている。上記第１円筒外周面６０は、径方向に広がる段部６７を介して第２円筒外周面６２に連なっている。上記ロールネックは、環状の止め輪取付溝６４を有し、その止め輪取付溝６４は、ロール１の周方向に延在している。上記止め輪取付溝６４の軸方向の一端部および他端部の両方は、第２円筒外周面６２につながっている。

上記軸箱２は、連続鋳造機のセグメント（図示せず）に固定されている。上記軸箱２には、蓋３が固定されている。上記ハウジング部材は、その内周に、環状かつ略円筒状の調心輪取付溝５０を有している。上記軸箱２は、その内周面から径方向の内方に突出する段部９０を有し、その段部９０は、調心輪取付溝５０の軸方向の蓋３側とは反対側の側面を構成している。一方、上記蓋３の軸箱２側の端面は、外径側端面８１と、軸方向突出部８２とを有する。上記外径側端面８１は、軸箱２の端面に軸方向に対向し、軸箱２の端面に当接している。また、上記軸方向突出部８２は、外径側端面８１の径方向の内方側に位置している。上記軸方向突出部８２は、外径側端面８１から軸方向に突出している。上記軸方向突出部８２は、円筒外周面と、端面９７とを有する。上記円筒外周面は、外径側端面８１に、屈曲部を介して連なっている。また、上記端面９７は、軸方向突出部８２の先端に位置している。

上記複列円筒ころ軸受４は、調心輪５と、外輪６と、内輪７と、複数の第１の円筒ころ８と、複数の第２の円筒ころ９とを有する。上記外輪６は、第１軌道部材を構成し、内輪７は、第２軌道部材を構成する。また、上記第１の円筒ころ８は、第１転動体を構成し、第２の円筒ころ９は、第２転動体を構成する。

上記調心輪５は、円筒状の外周面および球面状の内周面を有する。上記調心輪５の円筒状の外周面は、軸箱内径面である調心輪取付溝５０に内嵌されて固定されている。上記軸方向突出部８２の上記円筒外周面は、軸箱２の円筒内周面に内嵌されている。また、上記軸方向突出部８２の端面９７は、調心輪５の蓋３側の端面と当接している。上記段部９０と軸方向突出部８２の端面９７とで軸方向に挟持されることで、調心輪５を、ハウジング部材に対して位置決めしている。上記調心輪５は、ハウジング部材に対して移動できない状態になっている。

上記外輪６は、球面状の外周面７０、第１鍔部７１、第１軌道面としての第１円筒軌道面７２および第２の第１軌道面としての第２の第１円筒軌道面７３を有する。上記外輪６の球面状の外周面は、調心輪５の球面状の内周面に嵌合している。上記ロール１の取り付け誤差や使用時のロール１への荷重によって、上記ロール１が軸箱２に対して傾いた際、調心輪５の球面状の内周面と、外輪６の球面状の外周面との間で、調心を行うようになっている。

上記第１鍔部７１は、外輪６の内周面の中央部から径方向の内方に突出している。上記第２の第１円筒軌道面７３は、外輪６の内周面の一方側の端部（図１の紙面における右側の端部）に位置する一方、第１円筒軌道面７２は、外輪６の内周面の他方側の端部に位置している。上記第１鍔部７１は、第１円筒軌道面７２の軸方向の一方側に位置している。上記第１鍔部７１は、第２の第１円筒軌道面７３の軸方向の他方側に位置している。上記外輪６は、その球面状の外周面７０の垂直二等分面に対して略面対称な形状を有している。

上記第１鍔部７１は、軸方向の断面において、径方向の内方に行くにしたがって、末広がりな形状をしている。第１実施形態では、軸方向の断面において、上記第１鍔部７１の軸方向の第１円筒軌道面７２側の端面から、第１円筒軌道面７２の垂直二等分面までの軸方向の距離は、径方向の内方にいくにしたがって線形的（一次関数的）に減少している。また、軸方向の断面において、上記第１鍔部７１の軸方向の第２円筒軌道面７３側の端面から、第２円筒軌道面７３の垂直二等分面までの軸方向の距離は、径方向の内方に行くにしたがって線形的（一次関数的）に減少している。

上記内輪７は、ロール１の第２円筒外周面６２に外嵌されて固定されている。上記内輪７は、環状の第１部材４０と、環状の第２部材４１とを有する。上記第１部材４０は、筒状部４３と、第２鍔部４４とを有し、第２鍔部４４は、筒状部４３の軸方向の他方側に位置している。上記筒状部４３は、円筒外周面を有する。この円筒外周面において、外輪６の第１鍔部７１の先端面に対して軸方向に軸方向の他方側に間隔をおいて位置する部分には、第２軌道面としての第２円筒軌道面７６が存在する一方、この円筒外周面において、上記第１鍔部７１の先端面に対して軸方向に軸方向の一方側に間隔をおいて位置する部分には、第２の第２軌道面としての第２の第２円筒軌道面７７が存在している。

上記第２鍔部４４における第１鍔部７１側の端面１０４と、外輪６の第１鍔部７１における第２鍔部４４側の端面１０５とは、内輪７の第２円筒軌道面７６の垂直二等分面に対して、略面対称に位置している。軸方向の断面において、上記第２鍔部４４の上記端面１０４と、内輪７の第２円筒軌道面７６の垂直二等分面との距離は、径方向の内方に行くにしたがって短くなっている。

上記第２部材４１は、第１端面１０７、第２端面１０８および第３端面１０９を有し、第１端面１０７は、軸方向の一方側に位置する一方、第２および第３端面１０８,１０９は、軸方向の他方側（軸方向の内方側）に位置している。上記第１および第２端面１０７,１０８は、略径方向に広がっている。一方、第３端面１０９は、径方向に対して傾斜している。

上記第２端面１０８は、第１部材４０の軸方向の第２部材４１側の端面に当接している。また、上記第３端面１０９は、第２端面１０８の径方向の外方の端から延びている。上記第３端面１０９は、軸方向の断面において、径方向の外方に行くにしたがって軸方向の一方側（軸方向の外方側）に、略線形的（略一次関数的）に傾斜している。

図１に示すように、上記第１部材４０の第２鍔部４４の上記端面１０４と、第３端面１０９とは、外輪６の垂直二等分面に対して、略面対称に位置している。上記第２部材４１において、筒状部４３よりも径方向の外方に位置している部分４５は、第２軌道部材の第２の第２鍔部を構成している。

上記複数の第１の円筒ころ８は、外輪６の第１円筒軌道面７２と、内輪７の第２円筒軌道面７６との間に、周方向に配置されている。上記各第１の円筒ころ８の軸方向の一方側の端面は、外輪６の第１鍔部７１の軸方向の他方側の端面１０５に摺接する一方、各第１の円筒ころ８の軸方向の他方側の端面は、第２鍔部４４の上記端面１０４に摺接している。上記第２鍔部４４の軸方向の一方側の端面１０４は、内輪７の第２案内面を構成し、第１鍔部７１の軸方向の他方側の端面１０５は、外輪６の第１案内面を構成している。

また、上記第１の円筒ころ８において外輪６の上記端面１０５に摺接する第１摺接部１１０と、第１の円筒ころ８において内輪７の上記端面１０４に摺接する第２摺接部１１１とは、ともに、第１の円筒ころ８の公転円筒面（第１の円筒ころ８が公転した際、第１の円筒ころ８の中心軸が描く円筒面）に対して、径方向の内方側に位置しており、径方向の同じ側に位置している。上記第１摺接部１１０の径方向の位置は、第２摺接部１１１の径方向の位置と略一致している。上記公転円筒面は、公転環状面の一例となっている。

詳述しないが、軸方向の断面において、各第１の円筒ころ８の軸方向の一方側および他方側の端面は、円筒ころ８の径方向の中心線上に中心を有する同じ半径を有する円弧状の形状を有し、それぞれ異なる球面の一部となっている。上記各第１の円筒ころ８の軸方向の一方側の端面の曲率の中心は、その第１の円筒ころ８の軸方向の中心よりも第１の円筒ころ８の軸方向の他方側に位置する一方、各第１の円筒ころ８の軸方向の他方側の端面の曲率の中心は、第１の円筒ころ８の軸方向の中心よりも第１の円筒ころ８の軸方向の一方側に位置している。

このようにして、上記第１の円筒ころ８の中心軸が軸方向に対して傾いた場合における第１の円筒ころ８の軸方向の寸法が、第１の円筒ころ８の中心軸が軸方向に対して平行である場合における第１の円筒ころ８の軸方向の寸法よりも長くなるようにしている。このようにして、第１の円筒ころ８にアキシアル荷重が作用した場合において、第１の円筒ころ８の中心軸が、軸方向に対して傾きにくくしている。

上記複数の第２の円筒ころ９は、外輪６の第２の第１円筒軌道面７３と、内輪７の第２の第２円筒軌道面７７との間に、周方向に配置されている。上記各第２の円筒ころ９の軸方向の一方側の端面は、内輪７の第２部材４１の第３端面１０９に摺接する一方、各第２の円筒ころ９の軸方向の他方側の端面は、外輪６の第１鍔部７１の軸方向の一方側の端面１１５に摺接している。上記内輪７の第２部材４１の第３端面１０９は、内輪７の第２の第２案内面を構成し、外輪６の第１鍔部７１の軸方向の一方側の端面１１５は、外輪６の第２の第１案内面を構成している。

また、上記第２の円筒ころ９において外輪６の上記端面１１５に摺接する第２の第１摺接部１２０と、第２の円筒ころ９において内輪７の上記第３端面１０９に摺接する第２の第２摺接部１２１とは、ともに、第２の円筒ころ９の公転円筒面に（第２の円筒ころ９が公転した際、第２の円筒ころ９の中心軸が描く円筒面）対して、径方向の内方側に位置しており、径方向の同じ側に位置している。上記第２の第１摺接部１２０の径方向の位置は、第２の第２摺接部１２１の径方向の位置と略一致している。上記公転円筒面は、公転環状面の一例となっている。

詳述しないが、軸方向の断面において、各第２の円筒ころ９の軸方向の一方側および他方側の端面は、円筒ころ３９の径方向の中心線上に中心を有する同じ半径を有する円弧状の形状を有し、それぞれ異なる球面の一部となっている。上記各第２の円筒ころ９の軸方向の一方側の端面の曲率の中心は、その第２の円筒ころ９の軸方向の中心よりも第２の円筒ころ９の軸方向の他方側に位置する一方、各第２の円筒ころ９の軸方向の他方側の端面の曲率の中心は、第２の円筒ころ９の軸方向の中心よりも第２の円筒ころ９の軸方向の一方側に位置している。

このようにして、上記第２の円筒ころ９の中心軸が軸方向に対して傾いた場合における第２の円筒ころ９の軸方向の寸法が、第２の円筒ころ９の中心軸が軸方向に対して平行である場合における第２の円筒ころ９の軸方向の寸法よりも長くなるようにしている。このようにして、第２の円筒ころ９にアキシアル荷重が作用した場合において、第２の円筒ころ９の中心軸が、軸方向に対して傾きにくくしている。

上記Ｃ形止め輪１５は、止め輪取付溝６４に嵌入されている。上記Ｃ形止め輪１５の第１鍔部７１側の端面は、第２部材４１の第１端面１０７に当接している。また、上記内輪７の第１部材４０において軸方向の第２部材４１側とは反対側の端面は、ロール１の段部６７に当接している。

尚、詳述しないが、２７および２８は、シール部材である。上記シール部材２７,２８の夫々は、蓋３または軸箱２に固定される一方、ロール１に対して軸方向に摺動できる構成になっている。上記シール部材２７は、円筒ころ８の軸方向の一方の側で、蓋３とロール１との間をシールし、シール部材２８は、円筒ころ８の軸方向の他方の側で、軸箱２とロール１との間をシールしている。

また、詳述しないが、６８は、外輪６を径方向に貫通する潤滑剤給脂穴であり、６９は、調心輪５を径方向に貫通する潤滑剤給脂穴である。上記外輪６の潤滑剤給脂穴６８は、外輪６の外周面に周方向に沿って形成された外輪６の周溝に開口し、この外輪６の周溝を介して調心輪５の潤滑剤給脂穴６９に連通している。

上記調心輪５の潤滑剤給脂穴６９の外輪６側とは反対側の端は、軸箱内径の内周面に形成された軸箱内径面の調心輪取付溝５０の周溝に開口している。上記調心輪５の潤滑剤給脂穴６９は、調心輪取付溝５０の周溝を介して図示しないハウジング部材の潤滑剤供給通路に連通している。この潤滑剤供給通路は、ハウジングを貫通している。上記潤滑剤供給通路の潤滑剤給脂穴６９側とは反対側の開口から潤滑剤を注入して、注入した潤滑剤を、上記潤滑剤供給通路、潤滑剤給脂穴６９および潤滑剤給脂穴６８を、この順に経由させて、潤滑剤を、複列円筒ころ軸受４の内部に注入するようになっている。

上記構成において、この従動ロール装置は、図１の紙面において、ロール１の左側から右側へのアキシアル荷重を受ける場合、アキシアル荷重を、ロール１の段部６７、第１部材４０の第２鍔部４４、第１の円筒ころ８、外輪６の第１鍔部７１、調心輪５、蓋３の軸方向突出部８２の端面９７と伝えて、アキシアル荷重を、ロール１とハウジング部材とで負荷するようになっている。

また、この従動ロール装置は、図１の紙面において、ロール１の右側から左側へのアキシアル荷重を受ける場合、アキシアル荷重を、ロール１、Ｃ形止め輪１５、第２部材４１、第２の円筒ころ９、外輪６の第１鍔部７１、調心輪５、軸箱２の段部９０と伝えて、アキシアル荷重を、ロール１とハウジング部材とで負荷するようになっている。

上記第１実施形態の複列円筒ころ軸受４によれば、第１の円筒ころ８の軸方向の両側に位置する鍔（第１鍔部７１、第２鍔部４４）の第１案内面（端面１０５）、第２案内面（端面１０４）の両方が、軸方向の断面において、径方向の内方に行くにしたがって、外輪６の第１円筒軌道面７２の垂直二等分面に近づくように傾斜し、かつ、第１の円筒ころ８の第１摺接部１１０と第２摺接部１１１の両方が、第１の円筒ころ８の公転円筒面に対して径方向の内方側に位置し、上記公転円筒面に対して径方向の同じ側に位置しているから、アキシアル荷重を負荷すると第１案内面（端面１０５の一部）と第２案内面（端面１０４の一部）から受ける垂直抗力の和によって、第１の円筒ころ８が、図１に矢印Ａで示す径方向の外方側に力を受けることになる。すなわち、上記第１の円筒ころ８を、外輪６側に常時押圧することができるから、第１の円筒ころ８が傾くことを抑制することができる。したがって、上記第１の円筒ころ８の第１案内面（端面１０５の一部）および第２案内面（端面１０４の一部）へのエッジ当たりを抑制できて、第１、第２案内面および第１円筒ころ８の端面にかじりが発生することを抑制できる。

また、上記第１実施形態の複列円筒ころ軸受４によれば、第１摺接部１１０の径方向の位置が、第２摺接部１１１の径方向の位置と略一致しているから、第１の円筒ころ８に軸方向の一方の側からかかる力と、第１の円筒ころ８に軸方向の他方の側からかかる力との合力を、径方向の力に近づけることができる。したがって、第１の円筒ころ８が傾くことを更に抑制することができる。

また、上記第１実施形態の複列円筒ころ軸受４によれば、外輪６の第１鍔部７１の端面１０５と、内輪７の第２鍔部４４の端面１０４とは、外輪６の第１円筒軌道面７２の垂直二等分面に対して略面対称に位置しているから、第１の円筒ころ８に軸方向の一方の側からかかる力と、第１の円筒ころ８に軸方向の他方の側からかかる力との合力を、略正確に径方向の力にすることができる。したがって、上記第１の円筒ころ８が傾くことを大きく抑制することができる。

また、上記第１実施形態の複列円筒ころ軸受４によれば、第１の円筒ころ８および第２の円筒ころ９が、軸方向に複列に配置されているから、軸方向の一方側から他方側へのアキシアル荷重と、軸方向の他方側から一方側へのアキシアル荷重との両方を、負荷することができる。

また、上記第１実施形態の複列円筒ころ軸受４によれば、上記第１の円筒ころ８および第２の円筒ころ９の夫々が押圧されるのが、外輪６の内周軌道面である第１および第２の第１円筒軌道面７２,７３であって、第１の円筒ころ８および第２の円筒ころ９の夫々が押圧されるのが凹面であるから、第１の円筒ころ８および第２の円筒ころ９は、押圧によってその姿勢が矯正させることができる。したがって、このことからも、上記第１および第２円筒ころ８,９の挙動が安定し、第１案内面（端面１０５および１１５）、第２案内面（端面１０４および端面１０９）、第１の円筒ころ８の端面、および、第２の円筒ころ９の端面にかじりが発生することを抑制できる。

尚、上記第１実施形態の複列円筒ころ軸受４では、内輪７を、第１部材４０と、鍔輪である第２部材４１とで構成し、内輪の軸方向の一方側の第２の第２鍔部を、鍔輪の一部で構成したが、この発明では、内輪を、３つの部材、詳しくは、軌道面を有する本体部と、本体部の軸方向の一方側に位置する第１の鍔輪と、本体部の軸方向の他方側に位置する第２の鍔輪とで構成しても良い。また、この発明では、内輪として、軌道面と、この軌道面の一方および他方側に位置する二つの鍔部とを有する一体形の内輪を採用しても良い。

また、上記第１実施形態の転がり軸受装置では、軸箱２に調心輪５を内嵌し、更に、調心輪５の球面状の内周面に、外輪６の球面状の外周面を内嵌させる構成であったが、この発明の転がり軸受装置は、調心輪を有しない構成であり、ハウジング部材の内周面に外輪の外周面が直接内嵌される構成であっても良い。

また、上記第１実施形態の複列円筒ころ軸受４では、転動体（第１の円筒ころ８および第２円筒ころ９）が、複列に配置されていたが、この発明では、転動体は、単列（一列）に配置されていても良い。

また、上記第１実施形態の複列円筒ころ軸受４では、円筒ころ８,９の端面を案内する鍔部の案内面（端面１０４,１０５,１１５,１０９）が、軸方向の断面において、直線形状であったが、この発明では、円筒ころの端面を案内する鍔部の案内面は、軸方向において、曲面形状であっても良く、曲面形状と直線形状とを含む形状からなっていても良い。

また、上記第１実施形態の複列円筒ころ軸受４では、各円筒ころ８,９の両側に位置する案内面１０４,１０５,１０９,１１５の形状が、その各円筒ころ８,９が転動する内輪４０の円筒軌道面７６,７７の垂直二等分面に対して略面対称であったが、この発明では、円筒ころの両側に位置する案内面の形状が、その円筒ころが転動する内輪の軌道面の垂直二等分面に対して面対称でなくても良い。例えば、軸方向の断面において、円筒ころの両側に位置する案内面の傾きが、左右対称でなくて、傾きが左右で異なっていても良い。

また、上記第１実施形態の複列円筒ころ軸受４では、各円筒ころ８,９において、第１摺接部１１０,１２０の径方向の位置は、第２摺接部１１１,１２１の径方向の位置と略一致していたが、この発明では、円筒ころの第１摺接部の径方向の位置は、第２摺接部の径方向の位置と異なっていても良い。

また、上記第１実施形態の複列円筒ころ軸受４では、外輪６が、外輪６の内周面の中央部から径方向の内方に、径方向の内方に行くにしたがって末広がりに突出する第１鍔部７１を有する一方、内輪７が、軸方向の両端部に、径方向の外方に行くにしたがって、案内面が軸方向の外方に傾斜するように径方向の外方に突出する二つの第２鍔部４４,４５を有していた。しかしながら、この発明では、外輪が、軸方向の両端部に、径方向の内方に行くにしたがって、案内面が軸方向の内方に傾斜するように径方向の内方に突出する二つの第２鍔部を有する一方、内輪が、内輪の外周面の中央部から径方向の外方に、径方向の外方に行くにしたがって先細りに突出する第１鍔部を有していても良い。

また、上記第１実施形態の複列円筒ころ軸受４では、外輪６が、外輪６の内周面の中央部から径方向の内方に、径方向の内方に行くにしたがって末広がりに突出する第１鍔部７１を有する一方、内輪７が、軸方向の両端部に、径方向の外方に行くにしたがって、案内面が軸方向の外方に傾斜するように径方向の外方に突出する二つの第２鍔部４４を有していた。しかしながら、この発明では、外輪が、外輪の内周面の中央部から径方向の内方に、径方向の内方に行くにしたがって先細りに突出する第１鍔部を有する一方、内輪が、軸方向の両端部に、径方向の外方に行くにしたがって、案内面が軸方向の内方に傾斜するように径方向の外方に突出する二つの第２鍔部を有していても良い。次にこのような複列円筒ころ軸受を説明する。

図２は、第２実施形態の従動ロール装置の軸方向の断面図である。

第２実施形態では、第１実施形態の構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略することにする。また、第２実施形態では、第１実施形態と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第１実施形態と異なる構成、作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。

この従動ロール装置は、複列円筒ころ軸受２０４を備え、その複列円筒ころ軸受２０４は、調心輪２０５と、外輪２０６と、内輪２０７と、複数の第１の円筒ころ２０８と、複数の第２の円筒ころ２０９とを有する。

上記外輪２０６は、第１軌道部材を構成し、内輪２０７は、第２軌道部材を構成する。また、上記第１の円筒ころ２０８は、第１転動体を構成し、第２の円筒ころ２０９は、第２転動体を構成する。

上記調心輪２０５は、円筒状の外周面および球面状の内周面を有する。上記調心輪２０５の円筒状の外周面は、軸箱内径面の調心輪取付溝５０に内嵌されて固定されている。上記軸方向突出部８２の上記円筒外周面は、軸箱２の内周面に内嵌し、軸方向突出部８２の端面９７は、調心輪２０５の蓋３側の端面と当接している。段部９０と軸方向突出部８２の端面９７とで軸方向に挟持されることで、調心輪２０５を、ハウジング部材に対して位置決めしている。上記調心輪２０５は、ハウジング部材に対して移動できない状態になっている。

上記外輪２０６は、球面状の外周面２７０、第１鍔部２７１、第１軌道面としての第１円筒軌道面２７２および第２の第１軌道面としての第２の第１円筒軌道面２７３を有する。上記外輪２０６の球面状の外周面は、調心輪２０５の球面状の内周面に嵌合している。上記ロール１の取り付け誤差や使用時のロール１への荷重によって、上記ロール１が軸箱２に対して傾いた際、調心輪２０５の球面状の内周面と、外輪２０６の球面状の外周面との間で、調心を行うようになっている。

上記第１鍔部２７１は、外輪２０６の内周面の中央部から径方向の内方に突出している。上記第２の第１円筒軌道面２７３は、外輪２０６の内周面の軸方向の一方側に位置している一方、第１円筒軌道面２７２は、外輪２０６の内周面の軸方向の他方側に位置している。上記第１鍔部２７１は、第１円筒軌道面２７２の軸方向の一方側に位置している。上記第１鍔部２７１は、第２の第１円筒軌道面２７３の軸方向の他方側に位置している。上記外輪２０６は、その球面状の外周面２７０の垂直二等分面に対して略面対称な形状を有している。

上記第１鍔部２７１は、軸方向の断面において、径方向の内方に行くにしたがって、先細りな形状をしている。第２実施形態では、上記断面において、上記第１鍔部２７１の第１円筒軌道面２７２側の端面から、第１円筒軌道面２７２の垂直二等分面までの軸方向の距離は、径方向の内方にいくにしたがって線形的（一次関数的）に増大している。また、軸方向の断面において、上記第１鍔部２７１の第２円筒軌道面２７３側の端面から、第２円筒軌道面２７３の垂直二等分面までの軸方向の距離は、径方向の内方にいくにしたがって線形的（一次関数的）に増大している。

上記内輪２０７は、ロール１の第２円筒外周面６２に外嵌されて固定されている。上記内輪２０７は、環状の第１部材２４０と、環状の第２部材２４１とを有する。上記第１部材２４０は、筒状部２４３と、第２鍔部２４４とを有し、第２鍔部２４４は、筒状部２４３の軸方向の他方側に位置している。上記筒状部２４３は、円筒外周面を有する。この円筒外周面において、外輪２０６の第１鍔部２７１の先端面に対して軸方向に軸方向の他方側に間隔をおいて位置する部分には、第２軌道面としての第２円筒軌道面２７６が存在する一方、この円筒外周面において、上記第１鍔部２７１の先端面に対して軸方向に軸方向の一方側に間隔をおいて位置する部分には、第２の第２軌道面としての第２の第２円筒軌道面２７７が存在している。

上記第２鍔部２４４における第１鍔部２７１側の端面３０４と、外輪２０６の第１鍔部２７１における第２鍔部２４４側の端面３０５とは、内輪２０７の第２円筒軌道面２７６の垂直二等分面に対して、略面対称に位置している。軸方向の断面において、上記第２鍔部２４４の上記端面３０４と、内輪２０７の第２円筒軌道面２７６の垂直二等分面との距離は、径方向の内方に行くにしたがって長くなっている。

上記第２部材２４１は、第１端面３０７、第２端面３０８および第３端面３０９を有している。上記第１端面３０７は、軸方向の一方側に位置する一方、第２および第３端面３０８,３０９は、軸方向の他方側（軸方向の内方側）に位置している。上記第１および第２端面３０７,３０８は、略径方向に広がっている一方、第３端面３０９は、径方向に対して傾斜している。

上記第２端面３０８は、第１部材２４０の軸方向の第２部材２４１側の端面に当接している。また、上記第３端面３０９は、第２端面３０８の径方向の外方の端から延びている。上記第３端面３０９は、軸方向の断面において、径方向の外方に行くにしたがって軸方向の他方側（軸方向の内方側）に、略線形的（略一次関数的）に傾斜している。

図２に示すように、上記第１部材２４０の第２鍔部２４４の上記端面３０４と、第３端面３０９とは、外輪２０６の垂直二等分面に対して、略面対称に位置している。上記第２部材２４１において、筒状部２４３よりも径方向の外方に位置している部分２４５は、第２軌道部材の第２の第２鍔部を構成している。

上記複数の第１の円筒ころ２０８は、外輪２０６の第１円筒軌道面２７２と、内輪２０７の第２円筒軌道面２７６との間に、周方向に配置されている。

上記各第１の円筒ころ２０８の軸方向の一方側の端面は、外輪２０６の第１鍔部２７１の軸方向の他方側の端面３０５に摺接する一方、各第１の円筒ころ２０８の軸方向の他方側の端面は、第２鍔部２４４の上記端面３０４に摺接している。上記第２鍔部２４４の軸方向の一方側の端面３０４は、内輪２０７の第２案内面を構成し、第１鍔部２７１の軸方向の他方側の端面３０５は、外輪２０６の第１案内面を構成している。

また、上記第１の円筒ころ２０８において外輪２０６の上記端面３０５に摺接する第１摺接部３１０と、第１の円筒ころ２０８において内輪２０７の上記端面３０４に摺接する第２摺接部３１１とは、ともに、第１の円筒ころ２０８の公転円筒面に対して、径方向の外方側に位置しており、径方向の同じ側に位置している。上記第１摺接部３１０の径方向の位置は、第２摺接部３１１の径方向の位置と略一致している。

詳述しないが、軸方向の断面において、各第１の円筒ころ２０８の軸方向の一方側および他方側の端面は、第１の円筒ころ２０８の径方向の中心軸上に中心を有する同じ半径を有する円弧状の形状を有し、それぞれ異なる球面の一部となっている。上記各第１の円筒ころ２０８の軸方向の一方側の端面の曲率の中心は、その第１の円筒ころ２０８の軸方向の中心よりも第１の円筒ころ２０８の軸方向の他方側に位置する一方、各第１の円筒ころ２０８の軸方向の他方側の端面の曲率の中心は、第１の円筒ころ２０８の軸方向の中心よりも第１の円筒ころ２０８の軸方向の一方側に位置している。

このようにして、上記第１の円筒ころ２０８の中心軸が軸方向に対して傾いた場合における第１の円筒ころ２０８の軸方向の寸法が、第１の円筒ころ２０８の中心軸が軸方向に対して平行である場合における第１の円筒ころ２０８の軸方向の寸法よりも長くなるようにしている。このようにして、第１の円筒ころ２０８にアキシアル荷重が作用した場合において、第１の円筒ころ２０８の中心軸が、軸方向に対して傾きにくくしている。

上記複数の第２の円筒ころ２０９は、外輪２０６の第２の第１円筒軌道面２７３と、内輪２０７の第２の第２円筒軌道面２７７との間に、周方向に配置されている。上記各第２の円筒ころ３０９の軸方向の一方側の端面は、内輪２０７の第２部材２４１の第３端面２０９に摺接する一方、各第２の円筒ころ２０９の軸方向の他方側の端面は、外輪２０６の第１鍔部２７１の軸方向の一方側の端面３１５に摺接している。上記内輪２０７の第２部材２４１の第３端面３０９は、内輪２０７の第２の第２案内面を構成し、外輪２０６の第１鍔部２７１の軸方向の一方側の端面３１５は、外輪２０６の第２の第１案内面を構成している。

また、上記第２の円筒ころ２０９において外輪２０６の上記端面３１５に摺接する第２の第１摺接部３２０と、第２の円筒ころ２０９において内輪２０７の上記第３端面３０９に摺接する第２の第２摺接部３２１とは、ともに、第２の円筒ころ２０９の公転円筒面に対して、径方向の外方側に位置しており、径方向の同じ側に位置している。上記第２の第１摺接部３２０の径方向の位置は、第２の第２摺接部３２１の径方向の位置と略一致している。

詳述しないが、軸方向の断面において、各第２の円筒ころ２０９の軸方向の一方側および他方側の端面は、円筒ころ２０９の径方向の中心線上に中心を有する同じ半径を有する円弧状の形状を有し、それぞれ異なる球面の一部となっている。上記各第２の円筒ころ２０９の軸方向の一方側の端面の曲率の中心は、その第２の円筒ころ２０９の中心よりも第２の円筒ころ２０９の軸方向の他方側に位置する一方、各第２の円筒ころ２０９の軸方向の他方側の端面の曲率の中心は、第２の円筒ころ２０９の中心よりも第２の円筒ころ２０９の軸方向の一方側に位置している。

このようにして、上記第２の円筒ころ２０９の中心軸が軸方向に対して傾いた場合における第２の円筒ころ２０９の軸方向の寸法が、第２の円筒ころ２０９の中心軸が軸方向に対して平行である場合における第２の円筒ころ２０９の軸方向の寸法よりも長くなるようにしている。このようにして、第２の円筒ころ２０９にアキシアル荷重が作用した場合において、第２の円筒ころ２０９の中心軸が、軸方向に対して傾きにくくしている。

上記Ｃ形止め輪１５は、止め輪取付溝６４に嵌入されている。上記Ｃ形止め輪１５の第１鍔部２７１側の端面は、第２部材２４１の第１端面３０７に当接している。また、上記内輪２０７の第１部材２４０において軸方向の第２部材２４１側とは反対側の端面は、ロール１の段部６７に当接している。

また、詳述しないが、２６８は、外輪２０６を径方向に貫通する潤滑剤給脂穴であり、２６９は、調心輪２０５を径方向に貫通する潤滑剤給脂穴である。上記外輪２０６の潤滑剤給脂穴２６８は、外輪２０６の外周面に形成された外輪２０６の周溝に開口し、この外輪２０６の周溝を介して調心輪２０５の潤滑剤給脂穴２６９に連通している。上記調心輪２０５の潤滑剤給脂穴２６９の外輪２０６側とは反対側の端は、軸箱内径面の調心輪取付溝５０に形成された周溝に開口している。上記調心輪２０５の潤滑剤給脂穴２６９は、軸箱内径面の調心輪取付溝５０の周溝を介して図示しないハウジング部材の潤滑剤供給通路に連通している。この潤滑剤供給通路は、ハウジングを貫通している。上記潤滑剤供給通路の潤滑剤給脂穴２６９側とは反対側の開口から潤滑剤を注入して、注入された潤滑剤を、上記潤滑剤供給通路、潤滑剤給脂穴２６９および潤滑剤給脂穴２６８を経由して、複列円筒ころ軸受２０４の内部に注入するようになっている。

上記構成において、この従動ロール装置は、図１の紙面において、ロール１の左側から右側へのアキシアル荷重を受ける場合、アキシアル荷重を、ロール１の段部６７、第１部材２４０の第２鍔部２４４、第１の円筒ころ２０８、外輪２０６の第１鍔部２７１、調心輪２０５、蓋３の軸方向突出部８２の端面９７と伝えて、アキシアル荷重を、ロール１とハウジング部材とで負荷するようになっている。

また、この従動ロール装置は、図１の紙面において、ロール１の右側から左側へのアキシアル荷重を受ける場合、アキシアル荷重を、ロール１、Ｃ形止め輪１５、第２部材２４１、第２の円筒ころ２０９、外輪２０６の第１鍔部２７１、調心輪２０５、軸箱２の段部９０と伝えて、アキシアル荷重を、ロール１とハウジング部材とで負荷するようになっている。

上記第２実施形態の複列円筒ころ軸受１０４によれば、第１案内面（端面３０５）および第２案内面（端面３０４）から受ける垂直抗力の和によって、第１の円筒ころ２０８が、図２に矢印Ｂで示す径方向の内方側に力を受けることになる。すなわち、上記第１の円筒ころ２０８を、内輪２０７側に常時押圧することができるから、第１の円筒ころ２０８が傾くことを抑制することができる。したがって、上記第１の円筒ころ２０８の第１案内面（端面３０５）および第２案内面（端面３０４）へのエッジ当たりを抑制できて、第１、第２案内面および第１円筒ころ２０８の端面にかじりが発生することを抑制できる。

また、上記第２実施形態の複列円筒ころ軸受２０４では、外輪２０６が、外輪２０６の内周面の中央部から径方向の内方に、径方向の内方に行くにしたがって先細りに突出する第１鍔部２７１を有する一方、内輪２０７が、軸方向の両端部に、径方向の外方に行くにしたがって、案内面が軸方向の内方に傾斜するように径方向の外方に突出する第２鍔部２４４,２４５を有していた。しかしながら、この発明では、外輪が、軸方向の両端部に、径方向の内方に行くにしたがって、案内面が軸方向の外方に傾斜するように径方向の内方に突出する二つの第２鍔部を有する一方、内輪が、内輪の外周面の中央部から径方向の外方に、径方向の外方に行くにしたがって末広がりに突出する第１鍔部を有していても良い。

尚、上記第１、２実施形態の複列円筒ころ軸受４,２０４では、円筒ころ８,９,２０８,２０９が２列に配置され、かつ、複列円筒ころ軸受４,２０４が、外輪の垂直二等分面に対して略面対称な形状を有していたが、この発明では、円筒ころが２列に配置され、かつ、複列円筒ころ軸受が、外輪の垂直二等分面に対して非対称な形状を有していても良い。例えば、外輪の垂直二等分面に対して一方の側が、第１実施形態の複列円筒ころ軸受４の形状をしている一方、外輪の垂直二等分面に対して他方の側が、第２実施形態の複列円筒ころ軸受２０４の形状をしていても良い。

また、第１実施形態の変形例で、内輪がその中央部に第１鍔部を有する変形例（以下、この変形例を、第１変形例という）について述べ、第２実施形態の変形例で、内輪がその中央部に第１鍔部を有する変形例（以下、この変形例を、第２変形例という）について述べたが、この発明では、外輪の垂直二等分面に対して一方の側が、第１変形例の複列円筒ころ軸受の形状をしている一方、外輪の垂直二等分面に対して他方の側が、第２変形例の複列円筒ころ軸受の形状をしていても良い。

また、上記第１、２実施形態では、転動体が、第１および第２円筒ころ８,９,２０８,２０９であったが、この発明では、転動体は、円錐ころ、凸面ころ等の円筒ころ以外の転動体であっても良い。

また、上記第１、２実施形態では、本発明の転がり軸受を配置したのが、連続鋳造機の従動ロール装置であったが、本発明の転がり軸受は、連続鋳造機の駆動ロール装置に配置されても良い。また、本発明の転がり軸受は、アキシアル荷重および回転トルクが作用する状況で使用されると共に、転がり軸受を備える機械であれば、如何なる機械に配置されても良い。

本発明の第１実施形態の従動ロール装置におけるロールネック部分の模式拡大図である。 本発明の第２実施形態の従動ロール装置におけるロールネック部分の模式拡大図である。

符号の説明

１ ロール
２ 軸箱
３ 蓋
４,２０４ 複列円筒ころ軸受
５,２０５ 調心輪
６,２０６ 外輪
７,２０７ 内輪
８,２０８ 第１の円筒ころ
９,２０９ 第２の円筒ころ
４４,１４４ 第２鍔部
４５,１４５ 第２の第２鍔部
７１,２７１ 第１鍔部
７２,２７２ 第１円筒軌道面
７３,２７３ 第２の第１円筒軌道面
７６,２７６ 第２円筒軌道面
７７,２７７ 第２の第２円筒軌道面
１０４,３０４ 第２鍔部の軸方向の一方側の端面
１０５,３０５ 第１鍔部の軸方向の他方側の端面
１０９,３０９ 第２の第２鍔部の軸方向の他方側の端面
１１０,３１０ 第１摺接部
１１１,３１１ 第２摺接部
１１５,３１５ 第１鍔部の軸方向の一方側の端面
１２０,３２０ 第２の第１摺接部
１２１,３２１ 第２の第２摺接部

Claims (4)

1. 第１軌道面と、その第１軌道面の軸方向の一方側に位置する第１鍔部とを有する第１軌道部材と、
   第２軌道面と、その第２軌道面の上記軸方向の他方側に位置する第２鍔部とを有する第２軌道部材と、
   上記第１軌道面と、上記第２軌道面との間に配置された第１転動体と
   を備え、
   上記第１鍔部において上記第１転動体が摺動する第１案内面と、上記第２鍔部において上記第１転動体が摺動する第２案内面との両方は、上記第１軌道部材の上記軸方向の断面において、径方向の外方に行くにしたがって、上記第１軌道面の垂直二等分面に近づくように傾斜するか、または、上記垂直二等分面から遠ざかるように傾斜し、
   上記第１転動体において上記第１案内面に摺接する第１摺接部と、上記第１転動体において上記第２案内面に摺接する第２摺接部とは、上記第１転動体の公転環状面に対して上記径方向の同じ側に位置していることを特徴とする転がり軸受。
2. 請求項１に記載の転がり軸受において、
   上記第１摺接部の径方向の位置は、上記第２摺接部の径方向の位置と略一致していることを特徴とする転がり軸受。
3. 請求項１または２に記載の転がり軸受において、
   上記第１案内面と、上記第２案内面とは、上記垂直二等分面に対して略面対称に位置していることを特徴とする転がり軸受。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の転がり軸受において、
   上記第１軌道部材は、上記第１鍔部の軸方向の上記第１軌道面とは反対側に、第２の第１軌道面を有し、
   上記第２軌道部材は、上記第２の第１軌道面に上記径方向に対向する第２の第２軌道面と、その第２の第２軌道面の上記軸方向の上記一方側に位置する第２の第２鍔部とを有し、
   上記第２の第１軌道面と、上記第２の第２軌道面との間に配置された第２転動体を備え、
   上記第１鍔部において上記第２転動体が摺動する第２の第１案内面と、上記第２の第２鍔部において上記第２転動体が摺動する第２の第２案内面との両方は、上記断面において、径方向の外方に行くにしたがって、上記第２の第１軌道面の垂直二等分面に近づくように傾斜するか、または、上記第２の第１軌道面の上記垂直二等分面から遠ざかるように傾斜し、
   上記第２転動体において上記第２の第１案内面に摺接する第２の第１摺接部と、上記第２転動体において上記第２の第２案内面に摺接する第２の第２摺接部とは、上記第２転動体の公転環状面に対して上記径方向の同じ側に位置していることを特徴とする転がり軸受。

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