(57)【要約】      （修正有）【課題】小さな荷重でも保持器を加締めることができる円すいころ軸受用組付け治具を提供する。【解決手段】外輪と、この外輪の径方向内側に配設される内輪２と、前記外輪と内輪との間に転動自在に配設される複数の円すいころ３と、前記円すいころを周方向に沿って所定間隔で保持する金属製保持器４とを備えた円すいころ軸受の組み付けに用いられる治具。前記保持器に保持された円すいころを前記内輪に組み付けた内輪アセンブリにおける当該保持器の大径環状部５を押さえる上押さえ治具１０と、前記内輪アセンブリを軸方向一方側から押さえる外周治具１１と、前記保持器の小径環状部６の径方向内側に配設され、当該小径環状部の径方向内側への変位量を規定する内周治具１２とを備えている。前記外周治具には、前記保持器を径方向内側に加締めるための加締部を挿通し得る複数の孔１８が形成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、この外輪の径方向内側に配設される内輪と、前記外輪と内輪との間に転動自在に配設される複数の円すいころと、前記円すいころを周方向に沿って所定間隔で保持する金属製保持器とを備えた円すいころ軸受の組み付けに用いられる治具であって、
前記保持器に保持された円すいころを前記内輪に組み付けた内輪アセンブリにおける当該保持器の大径環状部を押さえる上押さえ治具と、
前記内輪アセンブリを軸方向一方側から押さえる外周治具と、
前記保持器の小径環状部の径方向内側に配設され、当該小径環状部の径方向内側への変位量を規定する内周治具と
を備えており、
前記外周治具には、前記保持器を径方向内側に加締めるための加締部を挿通し得る複数の孔が形成されている、円すいころ軸受用組付け治具。
【請求項２】
前記内周治具が前記外周治具と一体に形成されている、請求項１に記載の円すいころ軸受用組付け治具。
【請求項３】
前記外周治具の孔は、前記保持器の柱部の数と同じ数だけ形成されている、請求項１又は請求項２に記載の円すいころ軸受用組付け治具。
【請求項４】
前記外周治具の孔は、前記加締部が前記保持器の柱部の前記小径環状部側の端部を押圧し得る位置に形成されている、請求項３に記載の円すいころ軸受用組付け治具。
【請求項５】
前記加締部は、前記外周治具に形成された雌ねじ部に螺合されるボルトにより径方向内側に押し込まれる、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の円すいころ軸受用組付け治具。
【請求項６】
前記加締部が短円柱状のピンである、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の円すいころ軸受用組付け治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円すいころ軸受用組付け治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な円すいころ軸受は、内輪、保持器および円すいころからなるアセンブリ（以下、「内輪アセンブリ」ともいう）を外輪に組み付けることで製造される。内輪は環状の部材からなり、外周面に円すい状の内輪軌道面を有している。内輪は、前記内輪軌道面の大径側に位置する大鍔部と、当該内輪軌道面の小径側に位置する小鍔部とが、前記環状の部材と一体に形成されている。また、円すいころは保持器に形成されたポケット内に収容されている。
【０００３】
内輪アセンブリの状態において、保持器は、円すいころが小鍔部を乗り越えないように当該円すいころを保持する役割を果たしている。かかる内輪アセンブリを組み立てるに際しては、保持器のポケット内に円すいころを収容した組み立て品における円すいころが、内輪の小鍔部を乗り越える必要がある。一方、組み立てが完了した内輪アセンブリの状態では、前記円すいころが内輪の小鍔部を乗り越えることがないようにする必要がある。
【０００４】
そのため、金属製の保持器を用いた円すいころ軸受では、従来、前記組み立て品における円すいころが内輪の小鍔部を乗り越えるための当該円すいころのポケット内での移動代を確保するために、正規形状に作製した保持器の小径側端部を径方向外側に変形（拡径）させるか、又は、小径側端部が正規形状よりも拡径された保持器を用いていた。そして、前記組み立て品における円すいころが内輪の小鍔部を乗り越えた後に、保持器の小径側端部を加締めることで径方向内側に変形（縮径）させて正規形状にしていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
円すいころ軸受の従来の一般的な組み付け方法では、図６に示されるように、保持器４０のすべての柱部４１を同時に加締めている。図６に示される方法では、プレスダイ４２の上に配設された環状の締め型４３内に、前記組み立て品における円すいころ４４が内輪４５の小鍔部４６を乗り越えた状態のものが配置される。締め型４３の内周面４３ａには、円すいころ４４の周面の一部を収容可能な凹所４７が周方向に沿って形成されている。隣接する凹所４７間には保持器４０の柱部４１の外周面４１ａと当接する押圧面４８が形成されている。そして、プレス機（図示せず）によりパンチ４９を下降させて前記内輪４５の大径側の端面４５ａを押圧することで、保持器４０の柱部４１を径方向内側に加締めている。加締め後の内輪アセンブリにおいて、円すいころ４４は、内輪４５の小鍔部４６を乗り越えないように保持器４０によって保持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１６６６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の組み付け方法では、保持器のすべての柱部を同時に加締めることができ、短時間で内輪アセンブリを得ることができる。しかし、例えば、風力発電の回転軸を支持する軸受に用いられる保持器のように直径が１ｍを超える大型の保持器の場合、プレス機のサイズやプレス荷重に制約があるため、軸受の組み付けが難しくなることがある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、小さな荷重でも保持器を加締めることができる円すいころ軸受用組付け治具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の円すいころ軸受用組付け治具（以下、単に「組付け治具」ともいう）は、
（１）外輪と、この外輪の径方向内側に配設される内輪と、前記外輪と内輪との間に転動自在に配設される複数の円すいころと、前記円すいころを周方向に沿って所定間隔で保持する金属製保持器とを備えた円すいころ軸受の組み付けに用いられる治具であって、
前記保持器に保持された円すいころを前記内輪に組み付けた内輪アセンブリにおける当該保持器の大径環状部を押さえる上押さえ治具と、
前記内輪アセンブリを軸方向一方側から押さえる外周治具と、
前記保持器の小径環状部の径方向内側に配設され、当該小径環状部の径方向内側への変位量を規定する内周治具と
を備えており、
前記外周治具には、前記保持器を径方向内側に加締めるための加締部を挿通し得る複数の孔が形成されている。
【００１０】
本発明の組付け治具は、保持器を一度に加締めるのではなく、保持器の複数個所を加締部によって個別に加締めることができるので、小さな荷重で保持器を加締めることができる。その結果、例えば風力発電の回転軸を支持する軸受に用いられる保持器のような大型の保持器でも加締めることができる。また、プレス機が不要であるので、軸受の組付け装置を簡素化することができる。
【００１１】
（２）上記（１）の組付け治具において、前記内周治具が前記外周治具と一体に形成されていることが望ましい。この場合、部品点数を削減することができる。
【００１２】
（３）上記（１）又は（２）の組付け治具において、前記外周治具の孔は、前記保持器の柱部の数と同じ数だけ形成されていることが望ましい。この場合、保持器を、当該保持器の柱部に対応した数の箇所で加締めることができ、加締めの精度を向上させることができる。
【００１３】
（４）上記（３）の組付け治具において、前記外周治具の孔は、前記加締部が前記保持器の柱部の前記小径環状部側の端部を押圧し得る位置に形成されていることが望ましい。この場合、柱部の小径環状部側の端部を押圧することで、正規形状よりも変形（拡径）されていた柱部の小径環状部側の端部近傍部を効果的に加締めることができる。
【００１４】
（５）上記（１）〜（４）の組付け治具において、前記加締部は、前記外周治具に形成された雌ねじ部に螺合されるボルトにより径方向内側に押し込まれるものとすることができる。この場合、ボルトを雌ねじ部に螺合させるという簡単な操作により保持器の加締めを行うことができる。
【００１５】
（６）上記（１）〜（４）の組付け治具において、前記加締部を、短円柱状のピンとすることができる。この場合、簡単な構成のピンで保持器を加締めることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、小さな荷重でも保持器を加締めることができる組付け治具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の組付け治具が用いられる円すいころ軸受の一例の断面説明図である。
【図２】本発明の組付け治具の一実施形態の斜視説明図である。
【図３】図２に示される組付け治具の平面説明図である。
【図４】図２に示される組付け治具の断面説明図である。
【図５】図２に示される組付け治具の要部拡大断面説明図である。
【図６】従来の保持器の加締め方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の組付け治具の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００１９】
図１は、本発明の組付け治具が用いられる円すいころ軸受Ｂの一例の断面説明図である。円すいころ軸受Ｂは、外輪１と、内輪２と、円すいころ３と、保持器４とを備えている。外輪１および内輪２は、いずれも環状の部材からなっており、外輪１の径方向内側に内輪２が配設されている。外輪１と内輪２との間の環状の空間内に複数の円すいころ３が転動自在に配設されている。保持器４は、複数の円すいころ３を周方向に沿って所定間隔で保持する環状の部材であり、鉄などの金属で作製されている。外輪１、内輪２および保持器４は、同じ中心軸Ｏの回りを相対回転可能である。なお、本明細書では、特に言及しない限り、「軸方向」とは中心軸Ｏに沿った方向を示し、「径方向」とは、中心軸Ｏと直交する方向を示している。また、「周方向」とは中心軸Ｏ回りの円周方向を示している。さらに、ある基準部材または基準部を境として、中心軸Ｏに径方向に近い側を「内側」と称し、逆に中心軸Ｏに径方向に遠い側を「外側」と称している。
【００２０】
内輪２の外周には円すい状の内輪軌道面２ａが形成されている。内輪軌道面２ａの軸方向一方側（図１において左側）の端部である小径側端部には小鍔部２ｂが形成されており、軸方向他方側（図１において右側）の端部である大径側端部には大鍔部２ｃが形成されている。円すいころ３は、当該円すいころ３の大径側端面３ａが内輪２の大鍔部２ｃと対向し、小径側端面３ｂが内輪２の小鍔部２ｂと対向するように、外輪１と内輪２との間の環状空間内に配設されている。
【００２１】
保持器４は、大径環状部５と、大径環状部５よりも内径が小さい小径環状部６と、大径環状部５と小径環状部６とを繋ぐ複数の柱部７とで構成されている。隣接する柱部７間のスペースが、各円すいころ３を収容するポケット８とされている。図１に示される保持器４では、小径環状部６の端部が径方向内側を向くように曲げられている。なお、保持器４の正規形状とは、組み立てられた軸受内での保持器４の所定の形状、すなわち円すいころ３を周方向に沿って所定間隔で保持するとともに、当該円すいころ３が内輪２の小鍔部２ｂを乗り越えるのを防止し得るよう設定された形状のことである。この正規形状の保持器は、正規寸法または仕上がり寸法を有している。
【００２２】
図２は、本発明の一実施形態に係る組付け治具Ｊの斜視説明図であり、図３は、図２に示される組付け治具Ｊの平面説明図であり、図４は、図２に示される組付け治具Ｊの断面説明図であり、図５は、図２に示される組付け治具Ｊの要部拡大断面説明図である。組付け治具Ｊは、保持器４に保持された円すいころ３が内輪２の内輪軌道面２ａの外周に配置された内輪アセンブリにおける当該保持器４を加締めるために用いられる治具であり、上押さえ治具１０と、外周治具１１と、内周治具１２とで構成されている。  
【００２３】
上押さえ治具１０は環状の部材からなっており、当該上押さえ治具１０を外周治具１１に固定するためのキャップボルト１３を挿通させる貫通孔１４（図４参照）が周方向に沿って一定の間隔で複数個形成されている。本実施形態では、７つの貫通孔１４が形成されている。上押さえ治具１０の径方向内側の端部は軸方向に沿って一方側（図４〜５における下側。以下同様）に延設されて、延長部１５を構成している。この延長部１５の先端面１５ａは、組付け治具Ｊ内に配置された内輪アセンブリの保持器４の大径環状部５を押さえる役割を果たしている。より詳細には、延長部１５の先端面１５ａは、保持器４の大径環状部５の端面５ａと当接しており、後述する保持器４の加締め時に当該保持器４が軸方向他方側（図４〜５において上側。以下同様）に移動するのを規制している。  
【００２４】
外周治具１１は環状の部材からなっており、内輪アセンブリを軸方向一方側から押さえる役割を果たしている。外周治具１１の軸方向一方側の端部、すなわち上押さえ治具１０が配置される側と反対側の端部が径方向内側に突設されて環状突出部１６を構成している。環状突出部１６の軸方向他方側の端面は、内輪アセンブリが配置される載置面１６ａを構成している。  
【００２５】
外周治具１１には、保持器４を径方向内側に加締めるための加締部としてのピン１７を挿通し得る複数の孔１８が周方向に沿って形成されている。本実施形態では、保持器４の柱部７の数と同数の孔１８が形成されている。各孔１８は、図５に示されるように、当該孔１８内に挿通されるピン１７の径方向内側の先端１７ａが柱部７の小径側の端部７ａを押圧し得る位置に形成されている。各孔１８は、径方向外側の大径孔部１８ａと、径方向内側の小径孔部１８ｂとで構成されている。ピン１７は小径孔部１８ｂ内に挿通され、当該小径孔部１８ｂによりピン１７の径方向の移動がガイドされる。大径孔部１８ａの内周面には雌ねじ部１９が形成されている。ピン１７は、この雌ねじ部１９に螺合されるキャップボルト２０によって径方向内側に押し込まれる。ピン１７は円柱形状の部材から作製されており、当該ピン１７の軸方向の両端はドーム状または半球状に加工されている。したがって、本実施形態にける「孔」は、ピン１７の横断面形状に対応した丸孔である。ピン１７は、その両端が同じ形状を呈しているので、いずれの端部側からでも小径孔部１８ｂ内に挿入することができる。
【００２６】
また、本実施形態における外周治具１１では、孔１８の軸方向他端側に当該孔１８と同数の孔２１が孔１８と同じ間隔で周方向に沿って形成されている。孔２１には、保持器４の大径環状部５を径方向内側に加締めるためのピン２２が挿通される。保持器４の大径環状部５を変形（縮径）させる必要がある場合には、孔２１に挿通されたピン２２を利用して、保持器４の大径環状部５が径方向内側に押し込まれる。  
【００２７】
内周治具１２は、環状の部材からなっており、保持器４の小径環状部６の径方向内側に配設されている。内周治具１２は、加締め時における保持器４の小径環状部６の径方向内側への変位量ないし移動量を規定する役割を果たしている。内周治具１２は、図５に示されるように、軸方向他方側の端部が径方向外側に延設されて係止部２３を構成している。内周治具１２は、この係止部２３の軸方向一方側の面２３ａが環状突出部１６の載置面１６ａの軸方向内側の縁部と当接するように、外周治具１１の径方向内側に配設される。この配設された状態において、係止部２３の外周面２３ｂは、保持器４の小径環状部６と所定の間隔をあけて離れた状態にある。この間隔の距離だけ、保持器４の小径環状部６は軸方向内側に変位ないし移動が可能である。なお、図４〜５は保持器４の加締めが完了した状態を示しているので、前記所定の間隔は図示されていない。  
【００２８】
つぎに前述した組付け治具Ｊを用いて内輪アセンブリを加締める方法について説明する。
まず、外周治具１１の各小径孔部１８ｂにピン１７を挿通する。このとき、ピン１７の径方向内側の端部が、後述する内輪アセンブリを外周治具１１の載置面１６ａに載置する作業の支障にならないように、小径孔部１８ｂからの径方向内側への突出長さを調整しておく。
【００２９】
つぎに、内周治具１２を外周治具１１の径方向内側に配設する。より詳細には、内周治具１２の係止部２３の軸方向一方側の面２３ａが環状突出部１６の載置面１６ａの径方向内側の縁部と当接するように、内周治具１２を外周治具１１の径方向内側に配設する。
【００３０】
つぎに、保持器４に保持された円すいころ３が内輪２の内輪軌道面２ａの外周に配置された内輪アセンブリを外周治具１１の載置面１６ａの上に配置する。内輪アセンブリは、当該内輪アセンブリの保持器４の小径環状部６が外周治具１１の載置面１６ａ側に位置するように配置される。
【００３１】
つぎに、上押さえ治具１０をキャップボルト１３により外周治具１１に取り付ける。上押さえ治具１０を外周治具１１に取り付けた状態で、当該上押さえ治具１０の延長部１５の先端面１５ａは、保持器４の大径環状部５の端面５ａと当接するか、または、当該端面５ａとわずかに離間した状態にある。
【００３２】
つぎに、外周治具１１の各大径孔部１８ａの雌ねじ部１９に順次キャップボルト２０を螺合させて、小径孔部１８ｂに挿通されているピン１７を径方向内側に押し込み、当該ピン１７により保持器４を径方向内側に加締めて塑性変形させる。キャップボルト２０の締め付けは作業者がマニュアルで行ってもよいし、電動モータや空気圧を利用した工具を用いて行ってもよく、本発明において特に限定されるものではない。
【００３３】
加締め作業が完了すれば、上押さえ治具１０を外周治具１１から取り外して、内輪アセンブリを取り出す。取り出した内輪アセンブリを外輪と組み合わせることで円すいころ軸受を作製することができる。
【００３４】
〔その他の変形例〕
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では、ピンによって保持器の柱部の端部を押圧しているが、これ以外に、柱部と小径環状部との境界よりもわずかに小径環状部側よりの箇所を押圧することもできる。
【００３５】
また、前述した実施形態では、ピンの先端をドーム状または半球状にして、点接触で保持器を押圧しているが、ピンの先端形状は、これに限定されるものではなく、保持器の形状に対応した凹面または平面形状とし、線接触または面接触で保持器を押圧することもできる。
また、前述した実施形態では、加締部として短円柱状のピンを用いているが、本発明の柱部を加締めることができる限り、例えば矩形状の板材などを用いることもできる。板材を用いる場合は、例えば当該板材の側面で保持器の柱部を押圧する形状の板材とすることができる。  
【００３６】
また、前述した実施形態では、環状の内周治具を用いているが、円盤形状の内周治具を用いることもできる。さらに、前述した実施形態では、外周治具と別体の内周治具を用いているが、内周治具を外周治具と一体に形成することもできる。この場合、部品点数を削減することができる。
また、前述した実施形態では、保持器の柱部の数と同数のピン挿通用の孔を外周治具に形成しているが、所定の加締め状態が得られる場合は、孔の数を間引いて柱部の数よりも少なくすることもできる。
【００３７】
また、前述したように、保持器の小径環状部を押圧する場合は、保持器の柱部の数に関係なく、外周治具に形成する孔の数を選定することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１：外輪、２：内輪、２ｂ：小鍔部、３：円すいころ、４：保持器、５：大径環状部、
６：小径環状部、７：柱部、１０：上押さえ治具、１１：外周治具、１２：内周治具、
１３：ボルト、１４：貫通孔、１５：延長部、１６：環状突出部、１７：ピン、
１８：孔、１９：雌ねじ部、２０：ボルト、Ｂ：円すいころ軸受、Ｊ：組付け治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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