JP2013124690A - スラスト円筒ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】スラスト円筒ころ軸受の組立高さの狂いを抑える。
【解決手段】両軌道盤１、２の軌道３、４を、ラジアル平面上で中高形状をもつように形成し、軸受に組み込む円筒ころを、ころ直径の許容範囲を異ならせた２分類以上の群から構成し、これら群の各円筒ころを、群ごとに異なる円周方向等配位置の３箇所以上に配置し、軌道３、４の中高形状が残り、かつ全円筒ころが中高形状頂部ＴＰ１、ＴＰ２に支持された状態に限って運転されるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、両軌道盤の軌道間で複数の円筒ころが転がり、これら円筒ころ間の間隔が保持器のポケット内面で保たれるスラスト円筒ころ軸受に関する。

立形旋盤に代表される立形工作機において、立軸のテーブルをスラスト方向に支持するためにスラスト円筒ころ軸受が組み込まれる。テーブル回転によりワークの表面形状を高精度で加工するには、テーブルの傾きを抑えることが重要である。テーブルを支持しているスラスト円筒ころ軸受の組立高さの変動は、テーブルの傾きに直結する。一般に、スラスト円筒ころ軸受の組立高さは、軌道盤の厚さ不同を管理したり（特許文献１）、ころ直径の相互差を管理したりすることで（特許文献２）、組立高さの変動が抑制されている。

特開２００９−１６８０６６号公報（明細書の段落００７１、００７５の各第５行目〜第６行目） 特開２００５−３５１３５６号公報（要約書、明細書の段落００３１）

スラスト円筒ころ軸受では、通常、各軌道の母線形状（転がり方向に垂直な平面における軌道形状）を直線に設定する。軌道盤の厚さ不同を管理したとしても、図６に軸受断面を示すように、加工精度の限界から、僅かに中低形状になった軌道６１、６２が発生し得る。このような軌道盤を一つでも用いると、図６中に一点鎖線で描くように、スラスト円筒ころ軸受の運転中に保持器６３がラジアル方向に偏心した際、同時に円筒ころ６４も偏心方向に移動し、図６中に二点鎖線で描くように、正規の組立高さＴからＴ´へ狂うことがある。

また、ころ直径の相互差を管理しても、従来は、同じ群に分類された円筒ころのみを使用して軸受を組み立てているに過ぎない。同群の円筒ころを保持器のポケットに入れる際、無作為に円周方向に円筒ころを並べている。このため、場合によっては、図７中に一点鎖線で描くように、同等級内で比較的小径の円筒ころ７１が特定の円周方向領域内に集中し、軌道盤７２が傾いた状態に組み立てられることが起り得る。こうなると、図７中に実線で描く正規の組立高さＴにならず、Ｔ´へ狂い、スラスト円筒ころ軸受の振れ精度が低下する。ころ直径の相互差の範囲を極力小さくすれば、軌道盤の傾きを無視できるまで小さくすることは可能であるが、そうすると、１種類の群を１個の軸受分だけ確保することが困難になる。

そこで、この発明が解決しようとする課題は、スラスト円筒ころ軸受の組立高さの狂いを抑えることにある。

上記の課題を解決する第１の発明は、両軌道盤の軌道間で複数の円筒ころが転がり、これら円筒ころ間の間隔が保持器のポケット内面で保たれるスラスト円筒ころ軸受において、前記両軌道盤の軌道のそれぞれが、ラジアル平面上で中高形状をもつように形成されており、前記両軌道盤の軌道の中高形状が残り、かつ少なくとも円周方向等配３箇所の前記円筒ころが中高形状頂部に支持された状態に限って運転される構成を採用したものである。ここで、ラジアル平面とは、スラスト円筒ころ軸受の中心軸に垂直な平面のことをいう。

この構成によれば、意図的に中高形状の軌道を形成しておき、中高形状が残る負荷での軸受運転なので、その運転中、保持器の偏心によって円筒ころが偏心方向に移動しても、図６に示すような中凹形状の軌道に由来する組立高さの変動は生じない。軌道盤が傾かないようにするため、少なくとも円周方向等配の３箇所以上で円筒ころが両軌道盤の軌道に支持されていることが必要である。したがって、保持器が偏心しても、少なくとも円筒方向等配３箇所の円筒ころが両軌道盤の軌道の中高形状頂部に支持されている状態に変わりがなければ、組立高さの狂いを抑えることができる。

具体的には、前記保持器の案内すきまをＡ、ラジアル方向のポケットすきまをＢ、円筒ころのころ長さをＬ、円筒ころのころ長さ中央でのピッチ径をＰＣＤとしたとき、前記両軌道盤の軌道が、｛ＰＣＤ−（Ｌ＋Ａ＋２Ｂ）｝〜｛ＰＣＤ＋（Ｌ＋Ａ）｝の範囲に亘って形成されているものにすればよい。ここで、ラジアル方向とは、スラスト円筒ころ軸受の中心軸に垂直な方向のことをいう。円筒ころが公転し得る空間は、ＰＣＤ前後のある領域のみに限定され、保持器の案内すきまＡ、ポケットすきまＢに基いて決まり、｛ＰＣＤ−（Ｌ＋Ａ＋２Ｂ）｝〜｛ＰＣＤ＋（Ｌ＋Ａ）｝の範囲となる。この範囲は、保持器の偏心によって円筒ころが最も偏心方向に移動し得るラジアル方向範囲に相当する。したがって、少なくとも、この範囲に亘って前記中高形状を形成しておけば、保持器が偏心しても複数の円筒ころが中高形状頂部に支持された状態を維持することができる。

より具体的には、前記複数の円筒ころのそれぞれが、ころ中心軸に沿うように形成された外径面中央部と、この外径面中央部及び面取り部間に連続するクラウニング部とをもつ場合、前記外径面中央部の長さをＣとしたとき、前記各軌道の中高形状頂部が、｛ＰＣＤ−（Ｃ−Ａ）｝〜｛ＰＣＤ＋（Ｃ−Ａ−２Ｂ）｝の範囲内に形成されていることが好ましい。この中高形状頂部が｛ＰＣＤ−（Ｃ−Ａ）｝〜｛ＰＣＤ＋（Ｃ−Ａ−２Ｂ）｝の範囲にあれば、保持器が偏心しても、曲線母線のクラウニング部と接触することはない。したがって、円筒ころの外径面中央部と中高形状頂部との転がり接触を保ち、円筒ころの挙動を安定させることができる。

より好ましくは、前記両軌道盤のうち、一方の前記中高形状頂部と他方の前記中高形状頂部とが、Ｃ／２以内のラジアル方向距離をもつように形成されているとよい。両軌道盤の中高形状頂部は、互いに同じラジアル方向位置にあることが理想的である。軌道盤側の中高形状頂部のラジアル方向位置と軌道盤側の中高形状頂部のラジアル方向位置とが異なり過ぎると、円筒ころが傾くことが懸念される。加工上可能な条件として、軌道盤の中高形状頂部と軌道盤の中高形状頂部との間のラジアル方向距離は、円筒ころにおける外径面中央部の長さの半分：Ｃ／２以内であることが好ましい。

さらに好ましくは、前記（ＰＣＤ−Ｌ＋Ａ＋２Ｂ）〜（ＰＣＤ＋Ｌ＋Ａ）の範囲における前記中高形状頂部の中高量をｈ、軸受外径をＤとしたとき、（Ｄ／ｈ）＜１×１０Ｅ−５になっているとよい。前記中高形状は、軌道の母線形状を直線にする加工が現実的でないための打開策であり、その中高量ｈは、軌道の母線形状を直線に近くするため、できるだけ小さいことが好ましい。実際の加工では、（Ｄ／ｈ）＝１×１０Ｅ−５程度の中高量は発生すると考えられるので、これよりも小さい中高量を目標にすることが好ましい。

前記中高形状頂部の管理を緩和するため、保持器の偏心時における円筒ころの偏心方向移動量は小さい方がよく、したがって、保持器の案内すきまも小さくする方がよい。スラスト円筒ころ軸受における保持器の案内形式として、軸又はハウジングで案内するものと、軌道盤で案内するものがある。

第１の発明においては、前記保持器が前記軌道盤によって案内されることが好ましい。同一軸受内で保持器の案内すきまを管理することができる。保持器を案内する軌道盤は、両軌道盤のうち、軸側又はハウジング側に配置するいずれの方でもよい。

上記の課題を解決する第２の発明は、両軌道盤の軌道間で複数の円筒ころが転がり、これら円筒ころ間の間隔が保持器のポケット内面で保たれるスラスト円筒ころ軸受において、前記複数の円筒ころが、ころ直径の許容範囲を異ならせた２分類以上の群からなり、これら群の各円筒ころが、群ごとに異なる円周方向等配位置の３箇所以上に配置されている構成を採用したものである。ここで、円周方向とは、スラスト円筒ころ軸受の中心軸回りの円周方向のことをいう。ころ直径の許容範囲とは、当該分類に許容するころの直径の上限と下限によって定められた範囲のことをいう。

２分類以上の群を使用する場合、これら群の各円筒ころの挙動を安定させるため、各群に属する円筒ころは円周方向等配で３個以上が必要である。２分類以上の群の中で最もころ直径の許容範囲の大きい群は、従来の１種類の群に相当する。同群に属する円筒ころを円周方向等配位置の３箇所以上に配置しておけば、比較的ころ直径の小さな円筒ころの存在によって軌道盤が傾くことは防止される。したがって、無負荷時の組立高さの狂いを抑えることができる。ころ直径の許容範囲を異ならせた２分類以上の群を用いるので、ころ直径の許容範囲を極力小さくした１種類の群のみを用いたときと同等に軌道盤の傾きを防いでも、比較的ころ直径の許容範囲の小さい他の群を同じ呼び直径の量産品の中から選ぶことができ、１個の軸受分の円筒ころを確保することが容易になる。

前記複数の円筒ころの全てが前記両軌道盤の軌道と転がり接触する軸受荷重に限って運転されることが好ましい。全ての円筒ころが負荷に有効な状態に限って運転されるので、運転中に、比較的ころの直径が大きい円筒ころが弾性圧縮を生じることに伴う組立高さの変動を抑えることができる。

また、前記保持器が、前記複数の円筒ころを所定の前記ポケットに留める落ち止め部をもっていることも好ましい。複数の円筒ころが落ち止め部で所定のポケットに留められるので、軸受組立時、保持器と全円筒ころを一体に取り扱うことができるので、各群の等配性が崩れる心配はない。

第２の発明は、第１の発明と組み合わせて採用することができる。

第１の発明、第２の発明に係るスラスト円筒ころ軸受は、工作機の立軸テーブルを支持する用途に好適である。組立高さの狂いを抑えることができるので、立軸テーブルを回転させてワークを加工した際の加工精度を向上させることができる。特に第２の発明を採用すると、軌道盤の傾きに由来した軌道盤の振れを抑えることもできるので、より加工精度を向上させることができる。

なお、第１の発明、第２の発明において、円筒ころのころ直径に対するころ長さの比は特に限定されず、円筒ころの概念には、針状ころも含まれる。

上述のように、この発明は、上記第１の手段及び第２の手段の少なくとも一方の採用により、スラスト円筒ころ軸受の組立高さの狂いを抑えることができる。

第１実施形態に係るスラスト円筒ころ軸受を示す断面図 第１実施形態の保持器の案内構造を示す断面図 第２実施形態に係るスラスト円筒ころ軸受を示す断面図 第３実施形態の保持器と円筒ころを示す平面図 第４実施形態に係るスラスト円筒ころ軸受を組み込んだ工作機の立軸テーブルの断面図 従来例の組立高さ変動例を示す断面図 従来例の別の組立高さ変動例を示す断面図

この発明の第１実施形態に係るスラスト円筒ころ軸受（以下、単に、「このスラスト円筒ころ軸受」と呼ぶ）を添付図面に基づいて説明する。図１に示すように、このスラスト円筒ころ軸受は、軸（図示省略）側に配置する軌道盤１と、ハウジング（図示省略）側に配置する軌道盤２と、両軌道盤１、２の軌道３、４間に介在する複数の円筒ころ５と、複数の円筒ころ５間の間隔をポケット内面６で保つ保持器７とを備えている。

図１では、軌道盤１、２と、保持器７とが同軸に位置し、軸受運転中に公転する全円筒ころ５が、遠心力でポケット内面６に対して最も軸受外径側に偏った位置で転がり、軸受外径側のころ先端がポケット内面６に滑り接触する正規の軸受回転を前提に、軌道盤１の中心軸及びある円筒ころ５の中心軸を含むラジアル平面の切断面を実線で描いている。このスラスト円筒ころ軸受の中心軸は、軌道盤１の中心軸と同軸の回転軸である。

軌道盤１は、平面座単式スラスト円筒ころ軸受用の軸軌道盤になっている。軌道盤２は、ハウジング軌道盤になっている。軌道盤１の正面、軌道盤２の正面は、任意のラジアル平面上において、面取り部の除く全体が中高形状に形成されている。

各円筒ころ５は、ころ中心軸に沿うように形成された外径面中央部８と、この外径面中央部８及び面取り部９間に連続するクラウニング部１０とをもっている。クラウニング部１０は、面取り部９との繋ぎ目付近での応力集中を緩和するために形成されている。

全円筒ころ５は、同じ呼び直径に製造された量産品の中から選別されている。各円筒ころ５は、１つの上限と下限によって定められた範囲内となるころの直径をもっている。

保持器７は、円筒ころ５を単列に保持するものになっている。保持器７は、図２に示す軸１１の外径面によってラジアル方向に案内される。なお、図２も図１と同じ前提、切断面で描いている。

軌道３、４は、円筒ころ５が転がる走路空間を形成する軌道盤１、２の正面部分からなる。軌道３、４の軸受内径側の幅端は、最も軸受内径側に偏った円筒ころ５の軸受内径側先端のラジアル方向位置に相当する。軌道３、４の軸受外径側の幅端は、最も軸受外径側に偏った円筒ころ５の軸受外径側先端のラジアル方向位置に相当する。最も軸受内径側又は軸受外径側に偏った円筒ころ５の位置は、保持器７の案内すきまＡと、ラジアル方向のポケットすきまＢとで決まる。円周方向に亘って確保すべき軌道３、４の存在範囲は、保持器７の偏心回転を考慮し、このスラスト円筒ころ軸受の中心軸に中心をもった円周で考えればよい。

保持器７の案内すきまＡは、保持器７がラジアル方向の一方向に最も偏った位置から円周方向に１８０°反対の他方向に最も偏った位置まで自由に動き得る長さである。図２中では、保持器７と軸１１とが同軸なので、案内すきまＡの半分（Ａ／２）が保持器７と軸１１間の最小ラジアル方向すきまとなって現れている。

ラジアル方向のポケットすきまＢは、円筒ころ５がポケット内面６に対して軸受外径側に最も偏った位置から軸受内径側に最も偏った位置まで自由に動き得る長さである。円筒ころ５がポケット内面６に対して軸受外径側に最も偏った位置にある同図中では、ポケットすきまＢが、円筒ころ５の軸受内径側先端とポケット内面６との間の最小ラジアル方向すきまに相当する。

円筒ころ５のころ長さＬは、ころの軸受内径側先端、軸受外径側先端を含む、ころの中心軸に垂直な二つの平面の間の距離である。外径面中央部８の長さＣは、円筒面状に加工された外径面中央部８の軸受内径側先端、軸受外径側先端を含む、ころの中心軸に垂直な二つの平面の間の距離である。

円筒ころ５のころ長さ中央でのピッチ径ＰＣＤは、このスラスト円筒ころ軸受の中心軸上に中心をもち、かつ前記正規の軸受回転位置にある円筒ころ５のころ長さ中央と交わる円の直径である。ＰＣＤは、一列の円筒ころ５からなるセットのピッチ径と看做すことができる。

｛ＰＣＤ−（Ｌ＋Ａ＋２Ｂ）｝は、軌道３、４の軸受内径側の境界線となる円周の直径に相当する。｛ＰＣＤ＋（Ｌ＋Ａ）｝は、軌道３、４の軸受外径側の境界線となる円周の直径に相当する。

軌道３、４は、任意のラジアル平面上において、｛ＰＣＤ−（Ｌ＋Ａ＋２Ｂ）｝〜｛ＰＣＤ＋（Ｌ＋Ａ）｝の範囲に亘って中高形状に形成されている。中高形状とは、｛ＰＣＤ−（Ｌ＋Ａ＋２Ｂ）｝の直径の円周上で軸受内径側の最低高部ＬＰ１、ＬＰ２を成し、｛ＰＣＤ＋（Ｌ＋Ａ）｝の直径の円周上で軸受外径側の最低高部ＬＰ３、ＬＰ４を成し、軸受内径側の最低高部ＬＰ１、ＬＰ２からラジアル方向に軸受外径側へ向って、軸受外径側の最低高部ＬＰ３、ＬＰ４からラジアル方向に軸受内径側へ向ってアキシアル方向の高さが漸次に高くなっていることをいう。

中高形状頂部ＴＰ１、ＴＰ２は、ラジアル平面上において、軌道３、４の最もアキシアル方向に高い頂部である。中高形状頂部ＴＰ２の中高量ｈは、最低高部ＬＰ２又はＬＰ４の低い方との間のアキシアル方向の高低差である。中高形状頂部ＴＰ１の中高量も、同様に最低高部ＬＰ１又はＬＰ３の低い方との間の高低差である。

軸１１と同軸の軌道盤１、２の背面に平行な形状に加工されている軸受座（図示省略。軸、ハウジングに加工される）に軌道盤１、軌道盤２の背面が支持される。軌道盤１、２は、鍛造品なので、プレス成形品と比べて軌道盤厚さを大きくすることができる。このため、軸受運転中にアキシアル荷重が負荷された際、軌道盤１、２が軸受座に倣う変形は軸受座の加工誤差に比して十分に小さく、軌道３、４の中高形状が崩れる心配はない。さらに、このスラスト円筒ころ軸受に対する軸受荷重は、軌道３、４の弾性変形で中高量ｈが減少しても正の値に保たれる範囲内に制限されている。すなわち、このスラスト円筒ころ軸受は、軌道３、４の中高形状が残る状態に限って運転される。なお、軌道３、４の中高形状頂部ＴＰ１、ＴＰ２における厚さ不同管理、円筒ころ５の直径の相互差の管理に基いて、全円筒ころ５が中高形状頂部ＴＰ１、ＴＰ２に支持された状態を維持可能な軸受荷重の上限と下限を定めることができる。

中高形状頂部ＴＰ１、ＴＰ２は、｛ＰＣＤ−（Ｃ−Ａ）｝〜｛ＰＣＤ＋（Ｃ−Ａ−２Ｂ）｝の範囲内に形成されている。この範囲にあれば、保持器７が最大の偏心量Ａ／２だけ偏心しても円筒ころ５の外径面中央部８と中高形状頂部ＴＰ１、ＴＰ２との転がり接触を確保することができる。図１中に保持器７が最大偏心を生じたときの軸受回転状態を二点鎖線で描いた。他の円周方向位置のポケット内では図示の円筒ころ５よりも円筒ころの移動量は少なくなる。すなわち、このスラスト円筒ころ軸受は、保持器７が最大偏心を生じても、全円筒ころ５が中高形状頂部ＴＰ１、ＴＰ２に支持された状態に限って運転される。この支持状態が維持される限り、保持器７の偏心量や偏心方向を問わずに中高形状頂部ＴＰ１、ＴＰ２が各円筒ころ５の外径面中央部８を挟み続けるため、円筒ころ５の中心軸がラジアル方向に対して傾いたとしも、軌道盤１が実質的にアキシアル方向へ変動しない。したがって、このスラスト円筒ころ軸受の組立高さＴの狂いを抑えることができる。なお、組立高さＴは、このスラスト円筒軸受の高さを定める両軌道盤１、２背面に接する２ラジアル平面と、ころスラスト円筒ころ軸受の中心軸との両交点間の距離である。

中高形状頂部ＴＰ１と中高形状頂部ＴＰ２とは、図２に示すように、軌道３、４の全周に亘ってＣ／２以内のラジアル方向距離ｄをもつように形成されている。このラジアル方向距離ｄは、正規の軸受回転におけるラジアル平面上において、中高形状頂部ＴＰ１と中高形状頂部ＴＰ２との間に存在するラジアル方向の距離である。図示の中高形状頂部ＴＰ１、ＴＰ２が軌道３、４の略中央になっている。円筒ころ５のラジアル方向に対する傾きを防止するため、ラジアル方向距離ｄをＣ／２以内にすることが好ましい。図２中では、ラジアル方向距離ｄを明示するため、中高形状頂部ＴＰ１、ＴＰ２の相対的な位置ずれをラジアル方向に誇張している。

軌道３、４の中高形状は、軌道３、４を完璧なラジアル平面に加工することが現実的には不可能であるための打開策であり、軌道３、４を意図的に中高形状に形成するとしても、中高量ｈは、できるだけ小さくすることが好ましい。実際の加工では、軸受外径１ｍを超えるような場合、軌道をラジアル平面に加工しようとしても、１０μｍ程度の中高は生じている。そこで、軌道３、４をなるべくラジアル平面に近付けるため、中高形状頂部ＴＰ１、ＴＰ２の中高量ｈは、軸受外径をＤとしたとき、（Ｄ／ｈ）＜１×１０Ｅ−５になっている。軸受外径Ｄは、軌道盤２の最大外径である。図２中では、中高量ｈを明示するため、軌道３、４の中高形状をアキシアル方向に誇張している。

なお、各図においては、全円筒ころ５の中で、最も平均的な円筒ころ５、軌道３、４、保持器７の関係を代表的に示したが、どの円筒ころ５についても、任意の公転位置で保持器７及び軌道３、４に対する前記のＰＣＤ、Ｌ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、ｄ及びｈに係る適宜の関係が成立している。

軌道盤１の正面、軌道盤２の正面の加工においては、寸法及び形状の高精度な管理が過剰になるのを避けるため、軌道３、４の範囲に限って寸法及び形状の精度を管理すれば十分である。

第２実施形態を図３に基いて説明する。以下、第１実施形態との相違点を述べる。同図に示すように、第２実施形態の保持器１２は、軌道盤２によって案内される。保持器１２の軸受内径側の環状部外径面１３と、軌道盤１４の内周に形成された円筒状の案内面１５との間で保持器の案内すきまが設定されている。このように軌道輪案内方式を採用すると、同一軸受内で、保持器１２の案内すきまを管理することができる。したがって、スラスト円筒ころ軸受を他装置に組み込む際、軸受使用者側で加工した軸又はハウジングの案内面形成精度が悪いために、軸受提供者側で定めた軌道３、４と円筒ころ５の正規の関係が狂う心配はない。軌道盤１４の案内面１５に代えて、軌道盤１の内径面、外径面、軌道盤１４の外径面に、対応する側の保持器環状部とラジアル方向に対面する案内面を形成することもできる。

第３実施形態を図４に基いて説明する。図４（ａ）に保持器付きころの平面を模式的に示すように、第３実施形態に係るスラスト円筒ころ軸受の全円筒ころ５、２１、２２は、ころ直径の許容範囲を異ならせた２分類以上の群で構成されている。図示例では、ころ直径の許容範囲が最も大きい第１分類の群に属した円筒ころ５と、ころ直径の許容範囲が第１分類の群よりも小さい第２分類の群に属した円筒ころ２１と、ころ直径の許容範囲が全群の中で小さい第３分類の群に属した円筒ころ２２とが一列に存在している。

各分類に属する円筒ころ５、２１、２２は、同じころの呼び直径の量産品ごとにころの直径の最大値を実測し、当該分類に許容するころの直径の上限と下限によって定められたころ直径の許容範囲内に該当する最大値をもつか否かで選別されている。ここで、ころの直径とは、ＪＩＳ Ｂ０１０４−１９９１における「ころの直径」のことをいう。第１分類におけるころ直径の許容範囲の上限は、第１実施形態におけるころ直径の許容範囲の上限に相当し、第３分類におけるころ直径の許容範囲の下限は、第１実施形態におけるころ直径の許容範囲の下限に相当している。

第１分類の群に属する円筒ころ５は、円周方向等配の３箇所以上であって、総分類数３の倍数である１２箇所に配置されている。円筒ころ５の位置を図中に網掛けで明示した。第２分類の群に属する円筒ころ２１は、各円筒ころ５の円周方向一方側の隣りのみに配置されている。第３分類の群に属する円筒ころ２２は、各円筒ころ２１の円周方向一方側の隣りのみに配置されている。すなわち、第１分類〜第３分類の群の各円筒ころ５、２１、２２が、群ごとに異なる円周方向等配位置の３箇所以上に配置されている。

図４（ｂ）に示すように、保持器７は、全円筒ころ５、２１、２２を所定のポケット２３に留める落ち止め部２４をもっている。全円筒ころ５、２１、２２は、自重でポケット２３から脱落しないよう、落ち止め部２４によって変位が規制されている。したがって、使用者は、軸受組立時、保持器付き円筒ころのユニットとして一体に取り扱うことができる。このため、軸受提供者側で定めた各群の等配性が崩れる心配はない。なお、落ち止め部２４は、図示のようなポケット２３の開口幅を狭くした一体成形例に限らず、別付けの部材で構成することもできる。

図４（ａ）に示すように、第１分類の群に属する円筒ころ５が円周方向等配位置の３箇所以上に配置されているので、比較的ころ直径の小さな円筒ころ２１、２２の存在によって図１に示す軌道盤１が軌道盤２に対して傾くことは防止される。このため、第３実施形態は、組立高さの狂いを抑えることができ、軌道盤１の傾きに伴うラジアル分力の発生を抑えて軸受の振れ精度を向上させることができる。さらに、第３実施形態は、ころ直径の許容範囲を極力小さくした第１分類の円筒ころ５のみを用いたときと同等に軌道盤の傾きを防ぎつつ、図４（ａ）に示すように、比較的ころ直径の許容範囲が小さい円筒ころ２１、２２を同じ呼び直径の量産品の中から選ぶことができ、１個の軸受分の円筒ころ５、２１、２２を確保することが第１実施形態よりも容易になる。

同じころの呼び直径の量産品の中から各群を選別する際は、隣接する各群の上限、下限を連続する境界条件に設定し、ころを無駄なく利用することが好ましい。図示例では、第１分類におけるころ直径の許容範囲の下限と、第２分類におけるころ直径の許容範囲の上限とが連続し、第２分類におけるころ直径の許容範囲の下限と第３分類におけるころ直径の許容範囲の上限とが連続している。

最も大きい第１分類におけるころ直径の許容範囲の上限と、最も小さい第３分類におけるころ直径の許容範囲の下限との差は、使用する軸受荷重条件下での、第１分類に属する円筒ころ５の中で、ころの直径が最大のものに生じるアキシアル方向の弾性圧縮量の値より小さいことが好ましい。すなわち、第３分類の群の中でころの直径が最も小さい円筒ころ２２が図１の両中高形状頂部ＴＰ１、ＴＰ２に支持された状態になるまで、図４（ａ）の他の円筒ころ５、２１、２２を弾性圧縮することができる大きさのアキシアル荷重が軌道盤背面に与えられているとよい。この軸受加重を軸受静止時から与えておけば、図４（ａ）の全円筒ころ５、２１、２２が図１の軌道３、４と転がり接触する軸受荷重に限って運転される。このため、ころ直径の許容範囲を異ならせた第１分類〜第３分類の３群を使用しても、軸受運転中を通じて、図４（ａ）の全円筒ころ５、２１、２２で図１の軌道盤１が傾かないように支持することができる。また、軸受運転中を通じて図４（ａ）の全円筒ころ５、２１、２２で負荷が受けられるので、前記他の円筒ころ５、２１、２２が弾性圧縮を生じることに伴う組立高さの変動を抑えることもできる。

なお、第１分類におけるころ直径の許容範囲の上限に相当するころの直径をもった理想的な円筒ころ５のみを軸受に組み込むと仮定したとき、所定の軸受荷重によって各円筒ころ５に生じるアキシアル方向の弾性圧縮量の値を求め、第３分類におけるころ直径の許容範囲の下限を、求めた値よりも小さく設定しておけば、総分類数、各群に属するころ本数を問わず、全円筒ころ５、２１、２２に負荷される運転条件にすることができる。少なくとも第１分類の群（全円筒ころ５）が図１に示す両中高形状頂部ＴＰ１、ＴＰ２に転がり接触する軸受荷重で運転される限り、図４（ａ）に示す円周方向等配の３箇所以上の円筒ころ５が図１に示す両中高形状頂部ＴＰ１、ＴＰ２に支持された状態を確保し、軌道盤１の傾きを防止しつつ、保持器７が偏心した際の組立高さＴの変動を抑えることができる。

第４実施形態を図５に基いて説明する。図５は、工作機の立軸テーブルを支持する装置の一例として、大型立旋盤の立軸テーブル３０の構造を例示している。立軸テーブル３０は、ベッド３１に対して立軸３２回りに回転可能に設けられ、ワーク、パレット等を適宜に固定可能な天面を有する回転体からなる。立軸テーブル３０は、縦軸３２側に設けられたラジアル軸受３３により、ラジアル方向に支持されている。また、立軸テーブル３０は、スラスト円筒ころ軸受３４により、スラスト方向に支持されている。立軸テーブル３０に設けられたリングギア３５と、ベッド３１側に設けられた回転源３６のピニオンギア３７とが噛み合っている。回転源３６が所定の制御で回転することにより、立軸テーブル３０の回転駆動が行われるようになっている。

スラスト円筒ころ軸受３４は、第２実施形態と第３実施形態に係るものとしている。スラスト円筒ころ軸受３４には、立軸テーブル３０の重量に由来した軸受荷重が組み込み当初から与えられている。この軸受静止時から与えられる軸受荷重により、ワーク加工時の負荷変動と無関係に全円筒ころと中高形状頂部の支持、両軌道との転がり接触が確保されている。

スラスト円筒ころ軸受３４の軌道盤の傾きによる組立高さの狂いが抑えられているので、立軸テーブル３０の支持に組み込む際、軸受提供者の定めた正規の状態に組み込むことが容易である。軌道盤の傾きによる立軸テーブル３０のラジアル振れは防止される。ワークの加工に伴って軸受荷重が変動しても第１分類又は第２分類の群のみが弾性変形する低剛性の時期は存在せず、立軸テーブル３０が回転するスラスト円筒ころ軸受３４の運転中、無負荷ころの発生による立軸テーブル３０の振動等が防止される。また、スラスト円筒ころ軸受３４保持器偏心に伴う組立高さの狂いが抑えられるので、立軸テーブル３０のアキシアル振れも防止される。これらのことから、運転中、工具をワークに当てる精度の乱れが防止されるので、ワークの加工精度を向上させることができる。

この発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基く技術的思想の範囲内での全ての変更を含むものである。

１、２、１４ 軌道盤
３、４ 軌道
５、２１、２２ 円筒ころ
６ ポケット内面
７、１２ 保持器
８ ころの外径面中央部
９ ころの面取り部
１０ ころのクラウニング部
１１ 軸（図２のみ）
１３ 保持器１２の被案内面
１５ 軌道盤１４の保持器案内面
２３ ポケット
２４ 落ち止め部
Ｔ 軸受組立高さ
ＴＰ１、ＴＰ２ 中高形状頂部
Ａ 保持器の案内すきま
Ｂ ポケットすきま
Ｃ 外径面中央部の長さ
Ｄ 軸受外径
ｄ ラジアル方向距離
ｈ 中高量

Claims (11)

1. 両軌道盤（１、２）の軌道（３、４）間で複数の円筒ころ（５）が転がり、これら円筒ころ（５）間の間隔が保持器（７）のポケット内面（６）で保たれるスラスト円筒ころ軸受において、
   前記両軌道盤（１、２）の軌道（３、４）のそれぞれが、ラジアル平面上で中高形状をもつように形成されており、
   前記両軌道盤（１、２）の軌道（３、４）の中高形状が残り、かつ少なくとも円周方向等配３箇所の前記円筒ころ（５）が中高形状頂部（ＴＰ１、ＴＰ２）に支持された状態に限って運転されることを特徴とするスラスト円筒ころ軸受。
2. 前記保持器（７）の案内すきまをＡ、ラジアル方向のポケットすきまをＢ、円筒ころ（５）のころ長さをＬ、円筒ころ（５）のころ長さ中央でのピッチ径をＰＣＤとしたとき、前記両軌道盤（１、２）の軌道（３、４）が、｛ＰＣＤ−（Ｌ＋Ａ＋２Ｂ）｝〜｛ＰＣＤ＋（Ｌ＋Ａ）｝の範囲に亘って形成されている請求項１に記載のスラスト円筒ころ軸受。
3. 前記複数の円筒ころ（５）のそれぞれが、ころ中心軸に沿うように形成された外径面中央部（８）と、この外径面中央部（８）及び面取り部（９）間に連続するクラウニング部（１０）とをもち、
   前記外径面中央部（８）の長さをＣとしたとき、前記各軌道（３、４）の中高形状頂部（ＴＰ１、ＴＰ２）が、｛ＰＣＤ−（Ｃ−Ａ）｝〜｛ＰＣＤ＋（Ｃ−Ａ−２Ｂ）｝の範囲内に形成されている請求項２に記載のスラスト円筒ころ軸受。
4. 前記両軌道盤（１、２）のうち、一方の前記中高形状頂部（ＴＰ１）と他方の前記中高形状頂部（ＴＰ２）とが、Ｃ／２以内のラジアル方向距離（ｄ）をもつように形成されている請求項３に記載のスラスト円筒ころ軸受。
5. 前記｛ＰＣＤ−（Ｌ＋Ａ＋２Ｂ）｝〜｛ＰＣＤ＋（Ｌ＋Ａ）｝の範囲における前記中高形状頂部（ＴＰ１、ＴＰ２）の中高量をｈ、軸受外径をＤとしたとき、（Ｄ／ｈ）＜１×１０Ｅ−５になっている請求項４に記載のスラスト円筒ころ軸受。
6. 前記保持器（７）が、前記軌道盤（１４）によって案内される請求項１から４のいずれか１項に記載のスラスト円筒ころ軸受。
7. 前記複数の円筒ころ（５、２１、２２）が、ころ直径の許容範囲を異ならせた２分類以上の群からなり、これら群の各円筒ころ（５、２１、２２）が、群ごとに異なる円周方向等配位置の３箇所以上に配置されている請求項１から６のいずれか１項に記載のスラスト円筒ころ軸受。
8. 両軌道盤（１、２）の軌道（３、４）間で複数の円筒ころ（５、２１、２２）が転がり、これら円筒ころ（５、２１、２２）間の間隔が保持器（７）のポケット（２３）内面で保たれるスラスト円筒ころ軸受において、
   前記複数の円筒ころ（５、２１、２２）が、ころ直径の許容範囲を異ならせた２分類以上の群からなり、これら群の各円筒ころ（５、２１、２２）が、群ごとに異なる円周方向等配位置の３箇所以上に配置されていることを特徴とするスラスト円筒ころ軸受。
9. 前記複数の円筒ころ（５、２１、２２）の全てが前記軌道盤（１、２）の軌道（３、４）と転がり接触する軸受荷重に限って運転される請求項８に記載のスラストころ軸受。
10. 前記保持器（７）が、前記複数の円筒ころ（５、２１、２２）を所定の前記ポケット（２３）に留める落ち止め部（２４）をもっている請求項７から９のいずれか１項に記載のスラスト円筒ころ軸受。
11. 工作機の立軸テーブル（３０）を支持する請求項１から１０のいずれか１項に記載のスラストころ軸受。

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