(57)【要約】【課題】円筒ころと鍔部との接触部の発熱や摩耗を抑制して、より高速回転に適した円筒ころ軸受を提供することにある。【解決手段】外周に軌道面１ａを有する内輪１と、内周に軌道面を有する外輪と、内輪１の軌道面１ａと外輪の軌道面との間に転動自在に配された複数の円筒ころ３とを備え、内輪１の軌道面１ａの両側にそれぞれ鍔部１ｂが設けられ、かつ、両側の鍔部１ｂの鍔面１ｂ１と軌道面１ａとの間にぬすみ溝１ｃが設けられ、鍔面１ｂ１がその基端部から先端部まで同一角度で傾斜した円筒ころ軸受において、軌道輪に設けられたぬすみ溝１ｃの軌道面１ａからの径方向高さｈ１よりも円筒ころ３の面取り３ｃの径方向寸法ｈ３を小さいものとし、円筒ころ３の端面３ｂのうち端面の外周縁に近い部分にだらし部３ｄを設ける。【選択図】    図１
2004251323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に軌道面を有する内輪と、内周に軌道面を有する外輪と、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に転動自在に配された複数の円筒ころとを備え、前記内輪及び外輪のうち少なくとも一方の軌道面の両側にそれぞれ鍔部が設けられ、かつ、両側の鍔部のうち少なくとも一方の鍔面と軌道面とが交わる隅部にぬすみ溝が設けられ、鍔面がその基端部から先端部まで同一角度で傾斜した円筒ころ軸受において、
前記円筒ころの外周端縁部に形成された面取りの径方向寸法ｈ３を前記ぬすみ溝の軌道面からの径方向高さｈ１より小さくし、円筒ころの面取りと端面との間にだらし部を設けたことを特徴とする円筒ころ軸受。
【請求項２】
前記だらし部は、前記ぬすみ溝の軌道面からの径方向高さをｈ１、円筒ころの転動面からだらし部と端面の境界部までの径方向寸法をｈ２、円筒ころの面取りの径方向寸法をｈ３、面取りとだらし部の境界部から円筒ころの端面までの軸方向寸法をδとした場合、
０．８≦ｈ２／ｈ１
１≦ｔａｎ−１［δ／（ｈ２−ｈ３）］（°）
からなる条件を満足する形状で規定されることを特徴とする請求項１に記載の円筒ころ軸受。
【請求項３】
前記だらし部は、弾性砥石を円筒ころの端面に対して僅かに傾斜させた状態で当てることによる加工で形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の円筒ころ軸受。
【請求項４】
工作機械の主軸装置に組み込まれたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の円筒ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は円筒ころ軸受に関し、例えば工作機械、ジェットエンジンやガスタービン等に組み込まれ、高速回転軸を支持するのに好適な円筒ころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばマシニングセンタ、ＣＮＣ旋盤やフライス盤等の工作機械の主軸装置は、ワークの加工効率や精度を高める等の理由から高速回転で運転される場合が多く、特に、最近では主軸回転速度のより高速化の傾向が顕著である。
【０００３】
一般に、工作機械の主軸装置において、主軸はハウジングに対して転がり軸受で回転自在に支持され、転がり軸受は、使用条件などに応じて、オイルミスト潤滑、エアオイル潤滑、ジェット潤滑、グリース潤滑などの潤滑方式によって潤滑される。また、転がり軸受としては、円筒ころ軸受やアンギュラ玉軸受などが使用される。
【０００４】
円筒ころ軸受は、一般に、外周に軌道面を有する内輪と、内周に軌道面を有する外輪と、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に転動自在に配された複数の円筒ころと、円筒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。
【０００５】
内輪の両側部にそれぞれ鍔部を備えている場合、内輪の各鍔部の鍔面と軌道面とが交わる隅部に、それぞれ、ぬすみ溝が設けられる。これらぬすみ溝は、主として、軌道面と鍔面を研削加工する際の逃げ溝として設けられるものである。また、円筒ころの転動面と両端面とが交わる角部には、それぞれ、面取りが設けられる。さらに、軸方向に対向する鍔面間の軸方向寸法は円筒ころの長さ寸法よりも僅かに大きく設定され、これにより円筒ころと鍔部との間に案内隙間が確保される。
【０００６】
前述したような円筒ころ軸受は、円筒ころの転動面と軌道輪（内外輪）の軌道面とが線接触するため、ラジアル荷重の負荷能力が高く、高速回転にも適しているが、その反面、玉軸受に比べて高速回転時の発熱量が大きく、とりわけ、円筒ころと鍔部との滑り接触部に発熱増大や摩耗が生じ易いという問題を抱えている。
【０００７】
すなわち、円筒ころは前述の案内隙間分だけ傾きの自由度を持っており、軸受回転時、円筒ころの軸線が軸受の軸線に対して傾く現象、すなわちスキューが発生することが避けられない。そして、円筒ころがスキューを起こすと、回転側の軌道面によって与えられる駆動力に軸方向成分が発生し、これが軸方向推力Ｆとなって円筒ころの端部を一方の鍔部に押し付ける。これにより、円筒ころと鍔部との滑り接触部位の摩擦抵抗が増大して、円筒ころの端部および鍔部が発熱、摩耗することがある。
【０００８】
このような問題に対して、従来より種々の改善策が提案されている。例えば、ぬすみ溝の高さ寸法を円筒ころの面取りの高さ寸法よりも大きくすると共に、軸方向外側に所定の角度をもって広がったテーパ面を鍔面に設けることにより、前述した滑り接触部の潤滑状態を改善するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
また、円筒ころがスキューを起こしたときに、円筒ころの両端面外周縁部が鍔面の先端縁よりも基端に寄った部分で接触するような構成とすることにより、円筒ころの両端面外周縁部が鍔面の先端縁と接触する場合に比較して、上記滑り接触部のエッジロードが小さくなるようにするものがある（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特公昭５８―４３６０９号公報
【特許文献２】
特開平７―１２１１９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したように円筒ころは案内隙間分だけ傾きの自由度を持っており、軸受回転時、円筒ころは最大スキュー角θＭＡＸの範囲内で時々刻々とその姿勢を変えながら自転及び公転運動を行う。ここで、最大スキュー角θＭＡＸとは、円筒ころの両端面外周縁部が軌道面両側の鍔部に接触し、円筒ころのスキュー角の自由度のうち、最大のスキュー角となった状態のことを意味する。
【００１２】
図１０に模式的に示すように円筒ころ２３が最大スキュー角θＭＡＸ未満のスキュー角θでスキューを起こしているとき、その円筒ころ２３は前述した軸方向推力Ｆによって軸方向の一方側に押され、一方の鍔部２１ｂに押し付けられた状態で案内されながら転動する。その際、円筒ころ２３と鍔部２１ｂとの接触状態は、スキュー角θ（０＜θＴ＜θＵ＜θＭＡＸ）によって次のように変化する。
【００１３】
すなわち、スキュー角θが０＜θ≦θＴの範囲では、図１１に示すように円筒ころ２３の端面２３ｂと面取り２３ｃとの境界部Ｒ１３が、鍔面２１ｂ１とぬすみ溝２１ｃとの境界部Ｒ１１と接触し（接触点を黒●で示す）、スキュー角θがθＴ＜θ＜θＵの範囲では、図１２に示すように円筒ころ２３の端面２３ｂと面取り２３ｃとの境界部Ｒ１３が鍔面２１ｂ１と接触する（接触点を黒●で示す）。そして、スキュー角θがθＵに近付くと、円筒ころ２３の端面２３ｂと面取り２３ｃとの境界部Ｒ１３が、鍔面２１ｂ１と面取り２１ｂ３との境界部Ｒ１２と接触する（図示省略）。その後、円筒ころ２３の両端部が両鍔部２１ｂとそれぞれ接触して最大スキュー角θＭＡＸに達する（図示省略）。
【００１４】
図１３は、円筒ころ２３のスキュー角θと、円筒ころ２３と鍔部２１ｂとの接触面圧Ｐとの関係（実線）、および円筒ころ２３に作用する軸方向推力Ｆとの関係（点線）を示している。同図に示すように軸方向推力Ｆはスキュー角θの増大に伴って大きくなる。
【００１５】
０＜θ≦θＴの範囲において、接触面圧Ｐがスキュー角θの増大に伴い比較的急激な勾配で上昇する現象が起こる。これは、円筒ころ２３と鍔部２１ｂとが境界部Ｒ１３と境界部Ｒ１１とで接触すること（図１１に示す状態）、軸方向推力Ｆがスキュー角θの増大に伴って大きくなることと関係している。特に、θ０≦θ≦θＴの範囲（同図にクロスハッチングで示す領域）では、接触面圧Ｐがその接触部位に摩耗が発生する面圧レベルＰ０以上になることが試験により確認されている。
【００１６】
スキュー角θがθＴを超えると、接触面圧Ｐは円筒ころ２３と鍔部２１ｂとの接触部に摩耗が発生する面圧レベルＰ０以下の値に減少し、その後はスキュー角θの増大にかかわらず比較的低い値で安定した推移を示す。これは、円筒ころ２３と鍔部２１ｂとの接触状態が、境界部Ｒ１３と境界部Ｒ１１との接触（図１１に示す状態）から、境界部Ｒ１３と鍔面２１ｂ１との接触（図１２に示す状態）に移行したことと関係している。
【００１７】
スキュー角θがθＵに近づくと、図１３に示すように接触面圧Ｐは再び急激な上昇に転じ、θＵに達した時点から面圧レベルＰ０以上の値となる。これは、円筒ころ２３と鍔部２１ｂとの接触状態が、境界部Ｒ１３と鍔面２１ｂ１との接触（図１２に示す状態）から、境界部Ｒ１３と境界部Ｒ１２との接触状態に移行したことと関係している。
【００１８】
前述したように円筒ころと鍔部との接触面圧Ｐは、最大スキュー角θＭＡＸに達する前の段階、すなわちスキュー角θがθ０≦θ≦θＴ、θＵ≦θ＜θＭＡＸの範囲で、円筒ころ２３と鍔部２１ｂとの接触部に摩耗が発生する面圧レベルＰ０以上の値になっており、このことが接触部の発熱や摩耗の大きな要因となっていると考えられる。
【００１９】
しかしながら、前述した特許文献１に開示された発明では、前述した現象に対する認識はなく、その改善策を提案したものではない。また、特許文献２に開示された発明では、最大スキュー角θＭＡＸでの、円筒ころの両端面外周縁部と鍔面との接触状態を規定したものであり、θ０≦θ≦θＴの段階で生じる前述の発熱や摩耗に対する認識はなく、その改善策を提案したものではない。
【００２０】
θ０≦θ≦θＴの段階で生じる前述の発熱や摩耗は、内外輪の一方にのみ鍔部を有する形式の円筒ころ軸受（例えばＮＵ型、Ｎ型など）を負のラジアル内部隙間（予圧状態）で高速運転する場合に発生し易い。内外輪の一方にのみ鍔部を有する形式の円筒ころ軸受はアキシャル荷重を負荷しないため、円筒ころのスキューは、軸受取り付け時のミスアライメントや軸受の軌道面の僅かな形状誤差などが原因となって発生する。そのため、そのスキュー角度はごく僅かでθ０≦θ≦θＴとなる確率が高く、円筒ころと鍔部の接触部の面圧は、摩耗が発生する面圧レベルＰ０以上の値になる状態が多いことが、試験により確認されている。さらに、高速運転されると、円筒ころと鍔部の接触部の滑り速度が高いため、容易に発熱や摩耗が進行してしまう。
【００２１】
本発明は、以上の知見に基づいて円筒ころ軸受の改良を図るものである。
【００２２】
すなわち、本発明の課題は、円筒ころと鍔部との接触面圧、特に円筒ころのスキュー角がθ０≦θ≦θＴの範囲内での接触面圧を低減することにより、円筒ころの端部と鍔部の発熱や摩耗を抑制して、より高速回転に適した円筒ころ軸受を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための技術的手段として、本発明は、外周に軌道面を有する内輪と、内周に軌道面を有する外輪と、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に転動自在に配された複数の円筒ころとを備え、前記内輪及び外輪のうち少なくとも一方の軌道面の両側にそれぞれ鍔部が設けられ、かつ、両側の鍔部のうち少なくとも一方の鍔面と軌道面とが交わる隅部にぬすみ溝が設けられ、鍔面がその基端部から先端部まで同一角度で傾斜した円筒ころ軸受において、前記円筒ころの外周端縁部に形成された面取りの径方向寸法ｈ３を前記ぬすみ溝の軌道面からの径方向高さｈ１より小さくし、円筒ころの面取りと端面との間にだらし部を設けたことを特徴とする。
【００２４】
ここで、だらし部とは、円筒ころの端面外周縁部の断面形状を円弧とし、その円弧の曲率半径が径方向に沿って漸次変化させた形状を有する。なお、だらし部の形成には、弾性砥石を円筒ころの端面に対して僅かに傾斜させた状態で当てることによる加工が好適である。
【００２５】
このだらし部は、前記ぬすみ溝の軌道面からの径方向高さをｈ１、円筒ころの転動面からだらし部と端面の境界部までの径方向寸法をｈ２、円筒ころの面取りの径方向寸法をｈ３、面取りとだらし部の境界部から円筒ころの端面までの軸方向寸法をδとした場合、
０．８≦ｈ２／ｈ１
１≦ｔａｎ−１［δ／（ｈ２−ｈ３）］（°）
からなる条件を満足する形状で規定される。
【００２６】
本発明では、前記構成としたことにより、スキュー角がθ０≦θ≦θＴの範囲となった場合に生じる従来の問題、つまり、円筒ころの端面と面取りとの境界部が鍔面とぬすみ溝との境界部と接触する現象を回避でき、円筒ころ端部および鍔部の発熱、摩耗を防止することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に従って詳述する。
【００２８】
図２は、マシニングセンタ、研削盤等の工作機械における主軸装置の一構造例を示している。同図に示す主軸装置は、ビルトイン・タイプと呼ばれているのもので、内蔵したモータ１０によって主軸１１を高速で回転駆動する方式のものである。モータ１０は主軸装置の軸方向中央部に配設され、主軸１１の外周に設けられたロータ１０ａとハウジング１２の内周に設けられたステータ１０ｂとで構成される。ステータ１０ｂに電流を通じると、ロータ１０ａとの間に励磁力が発生し、その励磁力によって主軸１１が高速で回転駆動される。
【００２９】
主軸１１の回転は、モータ１０を挟んでフロント側（工具側）とリア側（反工具側）にそれぞれ配置された転がり軸受でハウジング１２に対して回転自在に支持される。通常、リア側の転がり軸受部は、運転時の熱による主軸１１の軸方向膨張量を吸収し又は逃がすため、軸方向に変位可能な構造になっている（自由側）。この例では、フロント側の転がり軸受として組合せアンギュラ玉軸受（一対のアンギュラ玉軸受）１３を使用し、リア側の転がり軸受として単列の円筒ころ軸受１４を使用している。
【００３０】
図３は、リア側に配置される円筒ころ軸受１４を示している。この円筒ころ軸受１４は、外周に軌道面１ａを有する内輪１と、内周に軌道面２ａを有する外輪２と、内輪１の軌道面１ａと外輪２の軌道面２ａとの間に転動自在に配された複数の円筒ころ３と、円筒ころ３を円周方向等間隔に保持する保持器４とを備えている。内輪１の軌道面１ａの両側部には、それぞれ、鍔部１ｂが設けられている。なお、保持器４は、樹脂材で形成することができる。
【００３１】
円筒ころ軸受１４は、内輪１を主軸１１の外周に嵌合され、外輪２をハウジング１２の内周に嵌合される。運転時のラジアル内部隙間は例えば負隙間であり、軸受内部はオイルミスト潤滑、エアオイル潤滑、ジェット潤滑、グリース潤滑などの潤滑方式によって潤滑される。
【００３２】
主軸装置に内蔵されたモータ１０によって主軸１１が高速で回転駆動されると、その回転が、フロント側のアンギュラ玉軸受１３とリア側の円筒ころ軸受１４でハウジング１２に対して回転自在に支持される。また、運転時の温度上昇によって、主軸１１が軸方向に熱膨張すると、その軸方向膨張量が、円筒ころ軸受１４の外輪２と円筒ころ３との間のスライド変位によって吸収され又は逃がされる。
【００３３】
なお、本発明を単列円筒ころ軸受に適用する場合、適用可能な軸受形式には、Ｎ形（内輪両鍔）、ＮＵ形（外輪両鍔）、ＮＦ形（内輪両鍔、外輪片鍔）、ＮＪ形（内輪片鍔、外輪両鍔）、ＮＵＰ形（内輪の両鍔のうち片側を別体の鍔輪で構成、外輪両鍔）など、種々の公知の軸受形式が含まれる。鍔部を別体の鍔輪で構成する場合、その鍔面と軌道面との間の隅部に逃げ溝も設けないこともある。また、本発明は複列又は多列円筒ころ軸受にも適用することができ、その場合も種々の公知の軸受形式を採用することができる。
【００３４】
この実施形態では、図１に拡大して示すように内輪１の各鍔部１ｂの鍔面１ｂ１と軌道面１ａとが交わる隅部には、それぞれ、ぬすみ溝１ｃが設けられている。これらぬすみ溝１ｃは、主に、軌道面１ａと鍔面１ｂ１を研削加工する際の逃げ溝として設けられるものである。この実施形態において、鍔面１ｂ１は外径方向に向かって漸次開く方向に傾斜したテーパ面になっており、鍔面１ｂ１と鍔部１ｂの外径面１ｂ２とが交わる角部には面取り１ｂ３が設けられている。
【００３５】
一方、円筒ころ３の転動面３ａと両端面３ｂとが交わる角部には、それぞれ、面取り３ｃが設けられている。また、この円筒ころ３の外周端縁部に形成された面取り３ｃの径方向寸法ｈ３をぬすみ溝１ｃの軌道面１ａからの径方向高さｈ１より小さくする。さらに、円筒ころ３の面取り３ｃと端面３ｂとの間にだらし部３ｄを設ける。
【００３６】
ここで、径方向寸法ｈ１は、内輪１の軌道面１ａの位置から、ぬすみ溝１ｃと鍔面１ｂ１との境界部Ｒ１までの寸法である。また、径方向寸法ｈ２は、円筒ころ３の転動面３ａと面取り３ｃとの境界部Ｒ４の位置から、だらし部３ｄと端面３ｂとの境界部Ｒ５までの寸法である。また、径方向寸法ｈ３は、転動面３ａと面取り３ｃとの境界部Ｒ４の位置から、面取り３ｃとだらし部３ｄとの境界部Ｒ３までの寸法である。なお、境界部Ｒ１〜Ｒ５は、接触面圧を低減するため、曲面、例えば曲率半径０．１〜０．３ｍｍの円弧面で構成して、隣接する面と滑らかに連続させるのが好ましい。
【００３７】
円筒ころ３の面取り３ｃの径方向寸法ｈ３をぬすみ溝１ｃの軌道面１ａからの径方向高さｈ１より小さくする理由を以下に詳述する。
【００３８】
例えば、円筒ころ３の面取り３ｃの径方向寸法ｈ３をぬすみ溝１ｃの軌道面１ａからの径方向高さｈ１より大きくすると、円筒ころ２３（図１２参照）のようにその円筒ころ２３がスキューしていない状態でその端面２３ｂと面取り２３ｃとの境界部Ｒ１３が鍔面２１ｂ１に接触する。通常、面取り２３ｃは鍛造によって加工されるため、境界部Ｒ１３は形状精度が悪い。円筒ころ２３がスキューを起こしていない状態から、形状精度が悪い境界部Ｒ１３が鍔面２１ｂ１に接触する場合、円筒ころ２３に異常な振動が発生し、Ｒ１３に摩耗が生じることを試験で確認している。それ故に、この実施形態では、円筒ころ３の面取り３ｃの径方向寸法ｈ３をぬすみ溝１ｃの軌道面１ａからの径方向高さｈ１より小さくした。
【００３９】
前述のだらし部３ｄは、ぬすみ溝１ｃの軌道面１ａからの径方向高さをｈ１、円筒ころ３の転動面３ａからだらし部３ｄと端面３ｂの境界部Ｒ５までの径方向寸法をｈ２、円筒ころ３の面取り３ｃの径方向寸法をｈ３、面取り３ｃとだらし部３ｄの境界部Ｒ３から円筒ころ３の端面３ｂまでの軸方向寸法をδとした場合、
０．８≦ｈ２／ｈ１
１≦ｔａｎ−１［δ／（ｈ２−ｈ３）］（°）
からなる条件を満足する形状で規定される。
【００４０】
なお、だらし部３ｄは、図４に示すように弾性砥石５を円筒ころ３の端面３ｂに対して僅かな角度αだけ傾斜させた状態で当てることによる加工で製作することが可能である。
【００４１】
円筒ころ３の面取り３ｃと端面３ｂとの間にだらし部３ｄを設けたことにより、スキュー角θが０＜θ≦θＴ（θ０≦θを含む）の範囲となった場合に生じる従来の問題、つまり、円筒ころ２３の端面２３ｂと面取り２３ｃとの境界部Ｒ１３が鍔面２１ｂ１とぬすみ溝２１ｃとの境界部Ｒ１１と接触する現象（図１１参照）を回避できることについて、図５（ａ）〜（ｅ）に基づいて詳述する。
【００４２】
同図（ｂ）（ｃ）は、同図（ａ）に示すように円筒ころ２３の切断面Ａと境界部Ｒ１１を軸受の外径方向から軸受中心に向かって観察した従来品を示し、同図（ｄ）（ｅ）は、同図（ａ）に示すように円筒ころ３の切断面Ａと境界部Ｒ１を軸受の外径方向から軸受中心に向かって観察した本発明品を示す。
【００４３】
従来品では、同図（ｂ）（ｃ）に示すように円筒ころ２３がスキュー角０＜θ≦θＴ（θ０≦θを含む）の範囲でスキューした時、その端面２３ｂと面取り２３ｃとの境界部Ｒ１３が鍔面２１ｂ１とぬすみ溝２１ｃとの境界部Ｒ１１と接触することを示している。この場合、円筒ころ２３と鍔部２１ｂの両エッジが接触しているため、接触面圧が大きくなり異常な発熱や摩耗をおこしてしまう。
【００４４】
これに対して、本発明品では、同図（ｄ）（ｅ）に示すように円筒ころ３がスキュー角０＜θ≦θＴ（θ０≦θを含む）の範囲でスキューした時、だらし部３ｄが鍔面１ｂ１とぬすみ溝１ｃとの境界部Ｒ１と接触することを示している。この場合、従来品のようなエッジ部同士の接触を回避する事ができるため接触面圧は小さく、異常な発熱や摩耗は発生しない。
【００４５】
前記だらし部３ｄを形成するための条件を、０．８≦ｈ２／ｈ１、１≦ｔａｎ−１［δ／（ｈ２−ｈ３）］°（ｈ１：ぬすみ溝１ｃの軌道面１ａからの径方向高さ、ｈ２：円筒ころ３の転動面３ａからだらし部３ｄと端面３ｂの境界部Ｒ５までの径方向寸法、ｈ３：円筒ころ３の面取り３ｃの径方向寸法、δ：面取り３ｃとだらし部３ｄの境界部Ｒ３から円筒ころ３の端面３ｂまでの軸方向寸法）とした理由は、以下のとおりである。
【００４６】
通常、円筒ころ３の径方向寸法ｈ３は、径方向寸法ｈ１に対して０．５≦ｈ３／ｈ１≦０．９程度の関係にあり、ｈ３／ｈ１＝０．５の場合であっても、円筒ころ３のだらし部３ｄの径方向幅（ｈ２−ｈ３）が確保できるようにｈ２／ｈ１の下限値を０．８とした。
【００４７】
また、通常の円筒ころ軸受３は、最大スキュー角θＭＡＸであっても約０．５〜１°程度の角度しかなく、円筒ころ３のだらし部３ｄの径方向幅（ｈ２−ｈ３）と軸方向寸法δで形成される三角形（図６参照）の頂角θ１が１°以上であれば、円筒ころ３がスキュー角０＜θ≦θＴ（θ０≦θを含む）の範囲でスキューした時に、だらし部３ｄが鍔面１ｂ１とぬすみ溝１ｃとの境界部Ｒ１と接触するため、１≦ｔａｎ−１［δ／（ｈ２−ｈ３）］°と決定した。これに関して、実際にｔａｎ−１［δ／（ｈ２−ｈ３）］＝１°の製品を用い、後述の試験にて確認を行っている。
【００４８】
【実施例】
従来品と本発明品である試験軸受を製作し、回転数と温度上昇の関係を求めると共に、それら試験軸受を試験機にセットし、下記の条件で運転して、円筒ころの端部における摩耗の発生状況を観察した。
【００４９】
［試験条件］
2004251323.tif 000003
【００５０】
［試験結果］
従来品と本発明品の温度上昇結果を図８に示す。従来品は軸受の温度上昇が高く、また、７０００ｒｐｍで軸受温度が不安定となったため、試験を継続できなかった。さらに、試験後の軸受を観察したところ、円筒ころ２３の端面２３ｂと面取り２３ｃとの境界部Ｒ１３、内輪２１の鍔面２１ｂ１とぬすみ溝２１ｃとの境界部Ｒ１１に摩耗が発生しているのが確認された。
【００５１】
これに対して、本発明品は軸受温度上昇が低く、安定して８０００ｒｐｍでの運転が可能であった。このため、１０００時間の運転を行った後、軸受を観察した。円筒ころ３の端面３ｂには摩耗が見られず、だらし部３ｄに僅かに内輪１の鍔部１ｂと接触したと思われる接触痕ａ（図９参照）が存在しただけであり、本発明の効果を確認することができた。また、ｔａｎ−１［δ／（ｈ２−ｈ３）］＝１°である時の本発明の有効性についても確認された。このため、ｔａｎ−１［δ／（ｈ２−ｈ３）］の下限値を１と設定した。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、円筒ころと鍔部との接触部の発熱や摩耗を抑制して、より高速回転に適した円筒ころ軸受、特により高速回転で運転される工作機械の主軸装置に好適な円筒ころ軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態で、円筒ころと内輪の軌道面および鍔部を示す要部拡大断面図である。
【図２】工作機械の主軸装置の一構造例を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態で、円筒ころ軸受を示す一部省略部分を含む断面図である。
【図４】円筒ころと弾性砥石を示す模式図である。
【図５】（ａ）は円筒ころを面Ａで切断した時の切断面を示す模式図である。
（ｂ）は従来品において、スキュー角θ＝０°の時の円筒ころと鍔部との当たり状態を示す模式図である。
（ｃ）は従来品において、スキュー角０＜θ≦θＴの時の円筒ころと鍔部との当たり状態を示す模式図である。
（ｄ）は本発明品において、スキュー角θ＝０°の時の円筒ころと鍔部との当たり状態を示す模式図である。
（ｅ）は本発明品において、スキュー角０＜θ≦θＴの時の円筒ころと鍔部との当たり状態を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態で、円筒ころの面取りおよびだらし部を示す要部拡大図である。
【図７】本発明の実施形態で、円筒ころのだらし部の形状寸法を示すグラフである。
【図８】実施例の試験結果で、回転数と温度上昇との関係を示す特性図である。
【図９】実施例の試験結果で、だらし部に僅かに鍔部と接触したと思われる痕を示す円筒ころの端面図である。
【図１０】円筒ころが最大スキュー角θＭＡＸ未満のスキュー角θでスキューを起こし、一方の鍔部と接触している状態を模式的に示す図である。
【図１１】円筒ころの端面と面取りとの境界部が、鍔面とぬすみ溝との境界部と接触している状態を示す図である。
【図１２】円筒ころの端面と面取りとの境界部が、鍔面と接触している状態を示す図である。
【図１３】従来の円筒ころ軸受における円筒ころのスキュー角θと、円筒ころと鍔部との接触面圧Ｐとの関係（実線）、および、円筒ころに作用する軸方向推力Ｆとの関係（点線）を示す図である。
【符号の説明】
１  内輪
１ａ  軌道面
１ｂ  鍔部
１ｃ  ぬすみ溝
２  外輪
２ａ  軌道面
３  円筒ころ
３ｂ  端面
３ｃ  面取り
３ｄ  だらし部
【図１】
2004251323.tif 000004
【図２】
2004251323.tif 000005
【図３】
2004251323.tif 000006
【図４】
2004251323.tif 000007
【図５】
2004251323.tif 000008
【図６】
2004251323.tif 000009
【図７】
2004251323.tif 000010
【図８】
2004251323.tif 000011
【図９】
2004251323.tif 000012
【図１０】
2004251323.tif 000013
【図１１】
2004251323.tif 000014
【図１２】
2004251323.tif 000015
【図１３】
2004251323.tif 000016