(57)【要約】【課題】軸方向すきまのばらつきが非常に小さく、かつ、加工工数の少ない転がり軸受および転がり軸受の組立方法を提供する。【解決手段】内周部に２列の外輪軌道１１、１２が形成された外輪１０と、外周部に２列の内輪軌道２１、３１が形成された内輪２０、３０と、外輪１０の２列の外輪軌道１１、１２と内輪の２列の内輪軌道２１、３１の間で転動する２列の複数の転動体４０と、を備え、所定の軸方向すきまを有する転がり軸受１であって、外輪１０および内輪２０、３０の少なくとも一方は軸線方向に２分割されるとともに両分割面を対峙して配置され、対峙する両分割面２２、３２の少なくともいずれか一方に、円環状の玉溝２３、３３を有し、玉溝２３、３３内に所定の直径の複数の鋼球６０が配置され、複数の鋼球６０が玉溝２３、３３の軸線方向底面２４、３４を含む対峙する両分割面２２、３２に接触することにより、所定の軸方向すきまを得る。【選択図】図２
2015031301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周部に２列の外輪軌道が形成された外輪と、
外周部に２列の内輪軌道が形成された内輪と、
前記外輪の２列の外輪軌道と前記内輪の２列の内輪軌道の間で転動する２列の複数の転動体と、
を備え、所定の軸方向すきまを有する転がり軸受であって、
前記外輪および前記内輪の少なくとも一方は軸線方向に２分割されるとともに両分割面を対峙して配置され、
対峙する両分割面の少なくともいずれか一方に、円環状の玉溝を有し、前記玉溝内に所定の直径の複数の鋼球が配置され、前記複数の鋼球が前記玉溝の軸線方向の底面を含む対峙する両分割面に接触することにより、前記所定の軸方向すきまを得たことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記玉溝の円周上１箇所に、前記底面から前記転がり軸受の外部に貫通するとともに、軸線に平行で、断面が前記鋼球の直径より僅かに大きい円形の挿入穴が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記玉溝は軸線方向の底面が円弧形状に形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の転がり軸受を組立てる組立方法であって、前記複数の鋼球のゲージを選定することで、前記軸方向すきまを所定の値とすることを特徴とする転がり軸受の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受および転がり軸受の組立方法に係わり、より詳しくは軸方向に分割された内輪または外輪を有する、複列の転がり軸受の構造および転がり軸受の組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、旋回軸受等の複列の軌道を有する転がり軸受は、外輪は軸方向に２列の軌道を有し、内輪は軸方向に分割され、分割された両内輪にそれぞれ軌道が形成されている。分割された内輪は、転動体を組込み後、軸方向すきまが所定の値となるよう、分割面の間隔が調整されている。
【０００３】
例えばＣＴスキャン等の高い剛性を求められる用途や、高い回転精度を求められる用途に使用される転がり軸受においては、軸方向すきまは、負すきま、すなわち予圧となるよう設定されている。しかし、過大な予圧は旋回トルクの増加をもたらし、異常発熱や、短寿命の原因となる。ここで、予圧のばらつきを抑えることを目的として、分割面に配置したシムの厚さ調整によって所定の予圧が設定される、転がり軸受の予圧設定方法すなわち軸方向すきまの設定方法が有る。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記の特許文献１に記載の転がり軸受の軸方向すきまの設定方法においては、他部位を基準面とした間接的な測定と、計算に基づいて、分割面の間隔を求めるため、測定誤差が生じる。また、計算に基づき、所定の軸方向すきまが得られるシムの厚さを設定しても、剛性の低いシムを、設定通りの厚さに加工することは難しく、軸方向すきまのばらつきを、例えば２０μｍ以下の非常に小さい値に抑えることは困難である。
【０００６】
また、軸方向すきまのばらつきを抑える方法として、一旦組立てた転がり軸受の軸方向すきまを測定した後、分解し、外輪または内輪の分割面を、前記軸方向すきまの測定値と、所定の軸方向すきまの差に等しい値だけ再研磨する方法がある。しかし、分解、研磨、再組立の加工工数は膨大である。また、分割面の再研磨における加工誤差を抑えることは難しく、軸方向すきまのばらつきを、前述の非常に小さい値に抑えることは困難である。
【０００７】
本発明は、軸方向すきまのばらつきが非常に小さく、かつ、加工工数の少ない転がり軸受および転がり軸受の組立方法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】
【０００８】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、内周部に２列の軌道が形成された外輪と、外周部に２列の軌道が形成された内輪と、前記外輪の２列の外輪軌道と前記内輪の２列の内輪軌道の間で転動する２列の複数の転動体と、を備え、所定の軸方向すきまを有する転がり軸受であって、前記外輪および前記内輪の少なくとも一方は軸線方向に前記２列の軌道の中間で２分割されるとともに両分割面を対峙して配置され、対峙する両分割面の少なくともいずれか一方に、円環状の玉溝を有し、前記玉溝内に所定の直径の複数の鋼球が配置され、前記複数の鋼球が前記玉溝の軸線方向の底面を含む対峙する両分割面に接触することにより、前記所定の軸方向すきまを得たことである。
【０００９】
本発明の構成によれば、前記円環状の玉溝に配置された前記複数の鋼球が前記玉溝の軸線方向の底面を含む軸線方向に２分割された前記外輪または前記内輪の対峙する両分割面に接触することにより、前記外輪または前記内輪の２列の前記軌道の軸線方向の間隔が決まる。すなわち、前記外輪または前記内輪の２列の前記軌道の軸線方向の間隔は、前記複数の鋼球の直径を変更することで変更可能であり、適正な寸法の鋼球を用いることで、所定の軸方向すきまの設定が可能である。
【００１０】
シムの厚さの公差や、外輪または内輪の幅の公差が数１０μｍであるのに対し、鋼球の直径の公差は、数μｍと、はるかに小さいため、２列の前記軌道の軸線方向の間隔を前記鋼球で調整することにより、軸方向すきまのばらつきを従来の転がり軸受にくらべ大幅に縮小することができる。
【００１１】
上記の課題を解決するため、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記玉溝の円周上１箇所に、前記底面から前記転がり軸受の外部に貫通するとともに、軸線に平行で、断面が前記鋼球の直径より僅かに大きい円形の挿入穴が形成されたことである。
【００１２】
本発明の構成によれば、前記複数の鋼球を前記挿入穴から挿入することにより、容易に前記複数の鋼球を前記玉溝に配置することができる。
【００１３】
上記の課題を解決するため、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記玉溝は軸線方向の底面が円弧形状に形成されたことである。
【００１４】
本発明の構成によれば、前記複数の鋼球と前記玉溝の軸線方向の底面とが接触し、軸線方向の荷重が作用したとき、接触面が半径方向に長い楕円形状となり、前記底面が平面の場合にくらべ接触面圧が低下する。すなわち、軸線方向に分割された外輪または内輪を軸線方向に締め付けた時の変形が小さくなり、軸方向すきまが安定する。
【００１５】
上記の課題を解決するため、請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の転がり軸受を組立てる転がり軸受の組立方法であって、前記複数の鋼球のゲージを選定することで、前記軸方向すきまを所定の値とすることである。
【００１６】
鋼球は同一ゲージ毎に梱包して出荷される。ゲージの間隔、範囲は鋼球の等級によって異なる。一般的な等級であるＧ４０においては、ゲージの間隔は４μｍ、ゲージ範囲は−１６μｍから＋１６μｍとなっている。本発明の転がり軸受の組立方法によると、例えばＧ４０の鋼球を全ゲージ準備することにより、最適なゲージを選定し、軸方向すきまのばらつきを最小４μｍ程度に抑えることができる。すなわち、従来の転がり軸受の組立方法にくらべ軸方向すきまのばらつきを大幅に抑えることが可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、軸方向すきまのばらつきが非常に小さく、かつ、加工工数の少ない転がり軸受および転がり軸受の組立方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態の転がり軸受の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態の転がりの平面図である。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００２０】
図１、図２において、転がり軸受１は、内周に２列の外輪軌道１１、１２が形成された外輪１０と、外周に内輪軌道２１を有する内輪２０と、外周に内輪軌道３１を有し、外輪軌道１１、１２の中間で内輪２０と軸方向に対峙する内輪３０と、外輪軌道１１と内輪軌道２１の間および外輪軌道１２と内輪軌道３１の間に転動自在に配置された転動体としての複列の複数の玉４０と、各列の複数の玉４０を保持する２個の保持器５０と、内輪２０と内輪３０の間に介在する複数の鋼球６０と、止め栓７０と、内輪２０および内輪３０を締結する複数の締結ボルト８０と、で構成されている。
【００２１】
外輪１０は軸受鋼等の鋼材からなる円環状の部材で、内周２列の外輪軌道１１、１２が形成されている。内輪２０は軸受鋼等の鋼材からなる円環状の部材で、外周に内輪軌道２１が形成されている。内輪軌道２１は、径方向外方で外輪軌道１２の方向に傾く接触角を有する形状に形成されている。内輪３０は軸受鋼等の鋼材からなる円環状の部材で、外周に内輪軌道３１が形成されている。内輪軌道３１は、径方向外方で外輪軌道１１の方向に傾く接触角を有する形状に形成されている。
【００２２】
内輪２０、内輪３０は軸方向に対峙する面にそれぞれ、軸線に直交する分割面２２、分割面３２を有している。分割面２２、分割面３２の径方向外方にはそれぞれ軸線方向に凹む環状の玉溝２３、３３が対峙して形成されている。玉溝２３、３３の軸線方向の底面２４、３４は軸線方向の断面が円弧形状であり、曲率半径は例えば、鋼球６０の直径の５０．５％から５５％程度と、鋼球６０の半径より僅かに大きい値に形成されている。また、内輪２０は、軸線方向に分割面２２と反対側の側面２５から玉溝２３に貫通する軸線に平行な１個の挿入孔２６を有し、挿入孔２６の断面は、直径が鋼球６０の直径より僅かに大きい円形に形成されている。
【００２３】
複数の鋼球６０は、軸受鋼等の鋼材からなる同一ゲージで同一ロットの転がり軸受用鋼球で、等級は一般的な等級であるＧ４０であり、同一ロット内の直径の相互差は２μｍである。複数の鋼球６０は玉溝２３、３３の軸線方向の底面２４、３４に接触して玉溝２３、３３内に配置されている。
【００２４】
止め栓７０は鋼材または樹脂からなる円柱形状で、直径は挿入孔２６の直径より僅かに小さく、長さは挿入孔２６の長さに略等しい。止め栓７０は一方側の端部に軸線方向の拡張ねじ部７１を有し、他方側の端部を玉溝２３に向けて挿入孔２６に挿入されている。拡張ねじ部７１には外周にテーパーねじが形成されたプラグ７２が螺合し、テーパーねじの螺合によって拡径した止め栓７０の外周と挿入孔２６の内周の間の締代によって止め栓７０は挿入孔２６内に固定されている。
【００２５】
図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。図３において、内輪２０の玉溝２３の径方向内方には複数のねじ穴２７が軸線に平行に形成されている。  内輪３０には、内輪２０のねじ穴２７と対峙して、分割面３２から分割面３２と反対側の側面３５に貫通する複数の貫通穴３６が軸線に平行に形成されている。貫通穴３６の側面３５側には、ざぐり面３７を有するざぐり３８が形成されている。
【００２６】
複数の締結ボルト８０は、六角穴付ボルトであり、内輪３０の貫通穴３６を挿通し、ねじ部８１を内輪２０のねじ穴２７に螺合し、頭部座面８２を内輪３０のざぐり面３７に接して、内輪２０と内輪３０を締結している。このとき、本発明の実施形態の転がり軸受１の軸方向すきまは、例えば、−１０μｍの負すきま、すなわち予圧が設定されている。
【００２７】
次に、図２、図３に基づいて、本発明の実施形態の転がり軸受１の組立方法について説明する。
鋼球６０の等級はＧ４０であり、直径は玉溝２３の底面２４と玉溝３３底面３４との軸線方向の最大間隔に等しい。このとき、鋼球６０のゲージの間隔は４μｍ、ゲージの範囲は−１６μｍから＋１６μｍ、となっている。
【００２８】
また、外輪１０、内輪２０、内輪３０、玉４０は予め、同一ゲージの鋼球６０を使用したとき、軸方向すきまの範囲が、鋼球６０の全ゲージの範囲と等しくなるよう、外輪軌道１１、１２の間隔、内輪軌道２１、３１の間隔、玉溝２４、３４の底面の寸法等が所定の寸法に仕上げられ、２列の複数の玉の公差が選定されている。この軸方向すきまの範囲の確保は通常の加工、組立方法で達成可能な範囲である。  
【００２９】
組立工程１は、外輪軌道１１と内輪軌道２１の間および外輪軌道１２と内輪軌道３１の間に複列の保持器５０に保持された複数の玉４０を配置して、外輪１０、内輪２０、内輪３０を配置し、複数の締結ボルト８０で内輪２０と内輪３０の仮締結を行う。このとき、玉溝２３の底面２４と玉溝３３の底面３４の間に鋼球６０の直径より僅かに広い軸線方向の間隔を確保しておく。
【００３０】
組立工程２は、最大ゲージすなわち＋１６μｍの所定の個数の鋼球６０を、内輪２０の挿入孔２６より挿入し、玉溝２３と玉溝３３からなる環状の空間に回し入れる。鋼球６０の挿入が完了後、挿入孔２６に止め栓７０を挿入し、止め栓７０の仮固定をおこなう。この状態で複数の締結ボルト８０を所定のトルクで締付け、内輪２０と内輪３０の締結を行う。
【００３１】
組立工程３は軸方向すきまの測定と鋼球６０のゲージ選択の工程である。
軸方向すきまの測定は、転がり軸受１の外輪１０を軸方向すきま測定機に軸線を垂直に固定し、内輪２０、内輪３０を軸方向に移動させ、内輪２０または内輪３０の側面の軸方向移動量を測定することにより行われる。実際の軸方向すきまは、測定された軸方向移動量から測定荷重による変位量を引いた値である。
【００３２】
そして、完成品の複数の鋼球６０は設定された軸方向すきまからここで測定された実際の軸方向すきまと組立工程２で使用した鋼球６０のゲージとの差を減じた値のゲージを選定する。例えば、設定された軸方向すきまが−１０μｍ、測定された実際の軸方向すきまが１０μｍ、使用した鋼球６０のゲージが＋１６μｍの場合、設定された軸方向すきま−１０μｍを確保する鋼球６０のゲージとして、−４μｍが選定される。
【００３３】
組立工程４は複数の鋼球６０の入替えである。まず、複数の締結ボルト８０を緩め、挿入孔２６の止め栓７０を抜取り、玉溝２３と玉溝３３からなる環状の空間から複数の鋼球６０をすべて取り出す。選定されたゲージである−４μｍの所定の個数の鋼球６０を内輪２０の挿入孔２６より挿入し、玉溝２３と玉溝３３からなる環状の空間に回し入れる。
【００３４】
鋼球６０の挿入が完了したら、挿入孔２６に止め栓７０を挿入し、止め栓７０の拡張ねじ部７１にプラグ７２を螺合し、止め栓７０を挿入孔２６内に固定する。つぎに、複数の締結ボルト８０を所定のトルクで締付け、内輪２０と内輪３０の締結を行う。この状態で組立工程３と同様の方法で軸方向すきまの最終確認を行う。
【００３５】
上述の組立工程で組立てられた転がり軸受１の実際の軸方向すきまは、設定された−１０μｍの負すきますなわち予圧に対し、ゲージの間隔±２μｍのばらつきが発生し、−８μｍ〜−１２μｍの負すきますなわち予圧となっている。本発明の実施形態によると、分解や再研磨等の加工工数を要せずに、軸方向すきまのばらつきが、従来の転がり軸受の軸方向すきまのばらつきよりはるかに小さい転がり軸受を提供できる。
【００３６】
上述の実施形態では転がり軸受１は内輪２０、内輪３０が軸方向に分割された形式であるが、この発明では外輪１０が軸方向に分割された形式の転がり軸受であっても良い。
【００３７】
上述の実施形態では転がり軸受１は転動体が玉４０である玉軸受であるが、この発明では転動体が円すいころである円すいころ軸受等、他の形式のころがり軸受であっても良い。
【００３８】
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは当然である。
【符号の説明】
【００３９】
１            ‥  転がり軸受
１０          ‥  外輪
１１、１２    ‥  外輪軌道
２０、３０    ‥  内輪
２１、３１    ‥  内輪軌道
２２、３２    ‥  分割面
２３、３３    ‥  玉溝
２４、３４    ‥  底面
４０          ‥  玉（転動体）
６０          ‥  鋼球
【図１】
2015031301.tif 000003
【図２】
2015031301.tif 000004
【図３】
2015031301.tif 000005