(57)【要約】  本発明は、軸受（４）、並びに軸受隙間の取り付け、取り外し、及び調整するための方法に関する。軸受（４）が、外輪（６）と、転がり要素（５）と、二分割式内輪（Ａ）とを備えている。二分割式内輪（Ａ）は、ラジアル方向外面（１１）と内部ボア（１２）とを有している。さらに、二分割式内輪（Ａ）は、ラジアル方向内面（２１）と転がり要素のための少なくとも１つの軌道（２２）とを有している。第１の部分（１）のラジアル方向外面（１１）が、第２の部分（２）のラジアル方向内面（２）に適合している。利用時に圧力チャンバとして機能するキャビティ（３）が、第１の部分（１）と第２の部分（２）との間に配置されている。キャビティ（３）を加圧する場合には、第１の部品（１）と第２の部品（２）とがアキシアル方向において相対運動することができる。
2010538217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪（６）と転がり要素（５）と二分割式内輪（Ａ）とを備えている軸受（４）であって、
前記二分割式内輪（Ａ）が、
ラジアル方向外面（１１）と内部ボア（１２）とを有している第１の部分（１）であって、前記ラジアル方向外面（１１）が、相違する直径を有していると共にアキシアル方向に離隔されている少なくとも２つの部分を有している前記第１の部分（１）と、
ラジアル方向内面（２１）と前記転がり要素のための少なくとも１つの軌道（２２）とを有している第２の部分（２）であって、前記少なくとも１つの軌道（２２）が、外面に配置されており、前記ラジアル方向内面（２１）が、相違する直径を有していると共にアキシアル方向に離隔されている少なくとも２つの部分を有している前記第２の部分（２）と、
前記ラジアル方向内面（２１）に適合している前記ラジアル方向外面（１１）と、
利用時に前記第１の部分（１）と前記第２の部分（２）との間において圧力チャンバとして機能し、前記外輪（６）のアキシアル方向の幅（Ｂ）内に少なくとも部分的に配置されているキャビティ（３）であって、少なくとも部分的に周方向に延在している前記キャビティ（３）と、
を備えている前記軸受（４）において、
前記キャビティ（３）が、前記第１の部分（１）に形成された第１の表面（１３）と、前記第２の部分（２）に形成された第２の表面とから成り、
前記第１の表面（１３）の法線ベクトルと前記第２の表面（２３）の法線ベクトルとが、アキシアル方向のベクトル成分を有しており、これにより前記キャビティ（３）を加圧した場合に、前記第１の部分（１）と前記第２の部分（２）とがアキシアル方向において相対運動するようになっていることを特徴とする軸受（４）。
【請求項２】
前記ラジアル方向外面（１１）と前記ラジアル方向内面（２１）とのうち少なくとも１つの表面が、略錐状の形態とアキシアル方向に延在している複数の略錐状の形態とのうち少なくとも１つの形態になっていることを特徴とする請求項１に記載の軸受（４）。
【請求項３】
前記第１の部分（１）と前記第２の部分（２）との間に、且つ、前記外輪（６）のアキシアル方向における幅（Ｂ）内に少なくとも部分的に配置されているリング状要素（９）であって、前記第１の部分と前記第２の部分とのうち少なくとも１つの部分のアキシアル方向の端部に配設されている前記リング状要素（９）と、
前記キャビティ（３）の表面を形成している前記リング状要素（９）のアキシアル方向内側と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の軸受（４）。
【請求項４】
前記キャビティ内に且つ前記キャビティの前記アキシアル方向の端部に、シール要素（８）を有していることを特徴とする請求項１に記載の軸受（４）。
【請求項５】
入口及び出口を有している少なくとも１つの液体用ダクト（７）であって、前記第１の部分（１）及び前記第２の部分（２）のうち任意の部分の表面から前記圧力チャンバ（３）内に延在している前記液体用ダクト（７）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の軸受（４）。
【請求項６】
入口及び出口を有している少なくとも１つの液体用ダクト（７）であって、前記第１の部分及び前記第２の部分のうち任意の部分の表面から、前記ラジアル方向外面（１１）と前記ラジアル方向内面（２１）との間の少なくとも１つの接触面に、延在している前記液体用ダクト（７）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の軸受（４）。
【請求項７】
液体用ダクト（１０）が、前記接触面のアキシアル方向と前記接触面の周方向とのうち任意の方向又はこれらを組み合わせた方向において、少なくとも１つの前記接触面で少なくとも１つの液体用溝内に延在していることを特徴とする請求項６に記載の軸受（４）。
【請求項８】
軸受（４）をシャフトに対して取り付けるための方法であって、前記軸受が、請求項１に記載の軸受であって、第１の表面（１３）の法線ベクトルが、アキシアル方向成分であって、ラジアル方向外面（１１）の少なくとも１つの法線ベクトルのアキシアル方向成分に対する反対方向の成分になっている方法において、
前記軸受（４）を前記シャフトに固定するステップであって、内部ボア（１２）が、前記シャフトの外周面に取り付けられているステップと、
前記シャフト上で前記軸受（４）をアキシアル方向に移動させるステップと、
キャビティ（３）を加圧するステップであって、前記第２の部分（２）を前記第１の部分（１）のラジアル方向外面に押し上げるステップと、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項９】
軸受（４）をシャフトから取り外すための方法であって、前記軸受が、請求項１に記載の軸受であって、内部ボア（１２）が、前記シャフトの外周面に固定されており、第１の表面（１３）の法線ベクトルが、アキシアル方向成分であって、ラジアル方向外面（１１）の少なくとも１つの法線ベクトルのアキシアル方向成分と同一方向の成分になっている方法において、
第１の部分（１）と第２の部分（２）とがアキシアル方向において相対運動するように、液体媒体によってキャビティ（３）を加圧するステップであって、前記第１の部分（１）の前記ラジアル方向外面（１１）から前記第２の部分（２）を取り外し、これにより前記シャフトと前記第１の部分（１）との間におけるラジアル方向の圧力を低減させるステップと、
前記軸受を前記シャフトから取り外すステップと、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項１０】
軸受（４）をシャフトから取り外すための方法であって、前記軸受が、請求項６又は７に記載の二分割式内輪（Ａ）を有しており、内部ボア（１２）が、前記シャフトの外周面に固定されている方法において、
液体用ダクト（１０）を加圧し、これにより前記第２の部分（２）がアキシアル方向において移動することによって、前記第１の部分（１）から取り外されるステップを備えていることを特徴とする方法。
【請求項１１】
軸受（４）をシャフトから取り外すための方法であって、第１の表面（１３）の法線ベクトルが、アキシアル方向成分であって、ラジアル方向外面（１１）の少なくとも１つの法線ベクトルのアキシアル方向成分に対する反対方向の成分になっている方法において、
アキシアル方向の力が、加圧された液体用ダクト（１０）からの圧力に起因し且つ前記第２の部分（２）に作用する、アキシアル方向の力の反対方向において前記第２の部分（２）に作用するように、キャビティ（３）を加圧し、これにより前記第２の部分（２）が、制御された状態において前記第１の部分（１）から取り外されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
軸受隙間を調整するための方法であって、軸受が請求項１に記載の軸受であって、内部ボア（１２）が、シャフトの外周面に固定されている方法において、
アキシアル方向における相対運動が実現されるようにキャビティ（３）を加圧し、これにより前記軸受隙間を調整するために、第２の部分（２）をアキシアル方向位置で第１の部分（１）上に押し上げることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
第１の実施形態では、本発明は、二分割式内輪を有している軸受に関する。
【０００２】
第２の実施形態では、本発明は、第１の実施形態における軸受を取り付けるための方法に関する。
【０００３】
第３の実施形態では、本発明は、第１の実施形態における軸受を取り外すための方法に関する。
【０００４】
第４の実施形態では、本発明は、第１の実施形態における軸受を取り外すための第２の方法に関する。
【０００５】
本発明の第５の実施形態では、本発明は、第１の実施形態における軸受の軸受隙間を調整するための方法に関する。
【背景技術】
【０００６】
軸受の寿命を最長にするためには、軸受を正確に取り付けることが非常に重要である。このことは、すべての軸受において重要であるが、特に大きなサイズの軸受においては重大である。今日に至るまで、軸受をシャフトに脱着するための幾つかの方法が確立されている。
【０００７】
軸受の型式及び大きさに基づいて、機械的な方法、熱的な方法、又は液圧的な方法が軸受を取り付けるために利用されている。例えばシリンドリカルなボアが形成された軸受をシリンドリカルなシャフトに取り付ける場合には、軸受の内径を大きくした後に軸受をシャフトにかしめるために、軸受を加熱することが一般的である。この手順は、複雑且つ高価である上に、時間を要する。さらには、このように固定された軸受を取り外すことが困難な場合がある。
【０００８】
テーパ状のボアが形成された軸受も存在している。これら軸受は、シャフトに装着されたテーパ状の台座に取り付けられている場合がある。テーパ状の台座に軸受を押し上げることによって、締まり嵌めにすることができる。このような取付の利点は、好ましい締まり嵌めを実現することができることである。一方、その欠点は、テーパ状の台座の製造コストが嵩むことである。幾つかの分野では、テーパ状のシートが形成された別のスリーブが、軸受を取り付けるために利用されている。このことは、さらなる構成部品を必要とするので、軸受の取り扱いをさらに複雑にしている。さらには、軸受の用途が広がっている。
【０００９】
従って、例えば風力タービンのような特定用途では、高精度で軸受を取り付け可能とし、軸受の小型化を実現し、且つ、容易に軸受を取り外し可能とすることについて、ニーズが存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、良好な把持力によって容易にシャフトに取り付け可能な軸受を提供すると同時に、軸受の小型化を実現することである。本発明の第２の目的は、容易に軸受を取り外し可能にすることである。本発明の第３の目的は、制御された状態で軸受を取り外し可能にすることである。本発明の第４の目的は、容易に軸受隙間を調整可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の実施形態では、これら目的が、外輪と転がり要素と二分割式内輪とを備えている軸受によって達成される。二分割式内輪が、ラジアル方向外面と内部ボアとを有している第１の部分を備えている。ラジアル方向外面は、異なる直径を有し且つアキシアル方向に離隔した少なくとも２つの部分を有している。さらに、二分割式内輪が、ラジアル方向内面と転がり要素のための少なくとも１つの軌道とを備えている。少なくとも１つの軌道が、外面に配設されており、ラジアル方向内面が、異なる直径を有し且つアキシアル方向に離隔した少なくとも２つの部分を有している。第１の部分のラジアル方向外面が、第２の部分のラジアル方向内面に適合している。利用時に圧力チャンバとして機能するキャビティが、第１の部分と第２の部分との間に配置され、外輪のアキシアル方向における幅内に少なくとも部分的に配設されている。一の実施例では、キャビティは、外輪のアキシアル方向の幅内に少なくとも部分的に配設されている。キャビティが、少なくとも部分的に周方向に延在している。さらに、キャビティが、第１の部分に形成された第１の表面と、アキシアル方向に離隔し且つ第２の部分に形成された第２の表面とから成る。第１の表面及び第２の表面の法線ベクトルが、アキシアル方向のベクトル成分を有しており、これによりキャビティを加圧した場合に、第１の部分と第２の部分とがアキシアル方向において相対運動可能になる。２つの表面が、例えば２つの平行な且つアキシアル方向に離隔した表面であり、アキシアル方向のベクトル成分が、これら表面の法線ベクトルに等しい。しかしながら、異なる設計に基づく表面とすることも可能であり、例えば２つの相対的に傾斜し且つアキシアル方向に離隔した表面、凹状の表面、凸状の表面、又はアキシアル方向のベクトル成分を有している任意の他の表面であっても良い。
【００１２】
二分割式内輪は液圧を利用した取り付け機能を有しているので、二分割式内輪を備えた、このような設計の軸受が優位である。これにより、軸受の構成を小型化することができる。特にアキシアル方向において、軸受の構成を小型化することができる。従って、軸受のアキシアル方向における幅が、標準的な軸受よりも広くする必要がない。さらに、内輪の内部ボアがシリンドリカルである場合には、テーパ状のボアを備えた軸受とシャフト上に載置されたテーパ状の台座とを利用する場合と比較して、容易に内輪をシリンドリカルなシャフトに押し上げることができる。また、テーパ状の台座を備えたシャフトの製造コストは、シリンドリカルなシャフトの製造コストよりも高い。さらに、本発明では、高精度の寸法公差を実現するために研削及び研磨をする必要がない。しかしながら、シリンドリカルなボアを備えた従来の軸受を取り付ける場合には、研削及び研磨をする必要がある。従って、本発明は、シリンドリカルなボアを備えた軸受と、テーパ状の台座に取り付けられるテーパ状のボアを備えた軸受との両方において優位である。
【００１３】
一の実施例では、第１の部分のラジアル方向外面と第２の部分のラジアル方向内面とのうち少なくとも１つの表面が、略錐状の形態とアキシアル方向に延在している複数の略錐状の形態とのうち少なくとも１つの形態になっている。該表面を他の形態とすることもできる。例えば、該表面は、指数関数的に増大する表面の形態をしている場合がある。
【００１４】
一の実施例では、軸受は、第１の部分と第２の部分との間にリング状要素を備え、外輪のアキシアル方向における幅内に少なくとも部分的に配設されている。一の実施例では、リング状要素が、外輪のアキシアル方向における幅内に配設されている。さらに、リング状要素は、２つの部分のうち少なくとも１つの部分のアキシアル方向端部に配設されている。また、リング状要素のアキシアル方向内側が、キャビティの表面、すなわち該キャビティの第１の表面又は第２の表面である。リング状要素が、二分割式内輪の第１の部分又は第２の部分のいずれか一方に固定されている。リング状要素が、溶接、螺合接続、ボルト、又は任意の他の取り付け方法によって、２つの部分のうち任意の部分に固定されている。
【００１５】
一の実施例では、軸受が、キャビティ内に且つキャビティのアキシアル方向端部に、シール要素を有している。シール要素を利用することによって、キャビティを加圧した場合に液体が漏出することを防止することが重要である。液体の漏出によって、キャビティが加圧された場合のアキシアル方向における相対運動の効率が損なわれるからである。シール要素は、キャビティが加圧された場合に第１の表面又は第２の表面のいずれかの表面と接触状態にある。
【００１６】
一の実施例では、軸受が、入口及び出口を有している少なくとも１つの液体用ダクトを備えている。液体用ダクトが、第１の部分及び第２の部分のうち任意の部分の表面から、圧力チャンバに延在している。液体用ダクトが、キャビティを加圧するために、液体媒体、好ましくは油をキャビティに導くようになっている。これによって、第１の部分と第２の部分とが、アキシアル方向において相対的に運動することができる。
【００１７】
一の実施例では、軸受が、入口及び出口を有している少なくとも１つの液体用ダクトを備えている。液体用ダクトが、第１の部分及び第２の部分のうち任意の部分の表面から、ラジアル方向外面とラジアル方向内面との少なくとも１つの接触面に延在している。液体媒体を該少なくとも１つの接触面に導くことによって、２つの部分の間における摩擦が低減されるので、２つの部分が、アキシアル方向において容易に相対運動可能になる。さらに、液体用ダクトは、液体用ダクトを加圧することによって、二分割式内輪を有している軸受を取り外すために利用される場合がある。これにより、第１の部分と第２の部分とがアキシアル方向において相対運動可能になる。
【００１８】
一の実施例では、軸受が、少なくとも１つの接触面に延在している液体用ダクトを備えている。さらに、液体用ダクトが、接触面のアキシアル方向及び接触面の周方向のうち任意の方向、又はこれら方向を組み合わせた方向において、少なくとも１つの接触面で少なくとも１つの液体用溝内に延在している。これによって、液体媒体が、少なくとも１つの接触面の周囲全体に亘って分布するようになるので、より良好な性能が発揮される、すなわち、２つの部分の間の少なくとも１つの接触面において摩擦が低減される。
【００１９】
一の実施例では、軸受の二分割式内輪の第１の部分が、アキシアル方向において第１の部分のアキシアル方向端部から延在している、少なくとも１つのスリットを有している。該スリットは、キャビティでは延在していない。第１の部分に少なくとも１つのスリットが形成されていることによって、軸受を取り付けるためにキャビティを加圧した場合に、シャフトに対する良好な把持力を得ることができる。幾つかの状況では、所望の把持力を得るために幾つかのスリットを有していることが望ましい。
【００２０】
軸受の形式は、転がり軸受の任意の型式を採用可能であり、例えば球面ころ軸受、円筒ころ軸受、トロイダルころ軸受や玉軸受等が挙げられる。
【００２１】
本発明の第２の実施形態では、本発明の第１の目的が、本発明の第１の実施形態における軸受をシャフトに取り付けるための方法によって達成される。本発明の第１の実施形態のすべての特徴が、本発明の第２の実施形態に適用可能であり、本発明の第２の実施形態のすべての特徴が、本発明の第１の実施形態に適用可能である。第１の表面の法線ベクトルが、アキシアル方向成分であって、ラジアル方向外面の少なくとも１つの法線ベクトルのアキシアル方向成分に対して反対方向の成分になっている。当該方法は、軸受をシャフトに固定するためのステップであって、内部ボアがシャフトの外周面に取り付けられているステップを備えている。第二に、軸受が、シャフト上でアキシアル方向位置に移動される。その後に、キャビティが加圧され、これにより第２の部分が、第１の部分のラジアル方向外面に押し上げられる。第２の部分が第１の部分に押し上げられたことによって締まり嵌めされるので、第１の部分とシャフトとの間において、ラジアル方向の圧力が高められる。２つの部分の間における接触面が錐状であるが、本発明に従った任意の他の形状であっても良い。この取り付け手順は、他の取り付け方法、例えば誘導加熱と比較して容易に実行可能である。また、本発明は、軸受を高精度で取付可能とし、好ましい軸受隙間を得ることができる。液圧式工具を軸受に接続することによって、キャビティを加圧することができる。パイプが、キャビティに連通している液体用ダクトの入口に接続されている。低圧から開始し、その後に連続的に圧力を高めることによって、制御された状態で、第２の部分が、最終的に第１の部分に押し上げられる。軸受を取り付けている際に、軸受が良好な把持力でシャフトに正確に取り付けられたことを計測するために、様々な種類の取り付け方法を利用することができる。例えばＳＫＦ社のＳｅｎｓｏｒＭｏｕｎｔ（登録商標）システムを利用すれば、シャフトと軸受の内輪とを正確に締まり嵌めすることができる。
【００２２】
一の実施例では、第１の部分の内部ボアは、シリンドリカルになっている。従って、比較的容易に軸受をシャフトに固定し、シャフト上で軸受をアキシアル方向位置に移動させることができる。軸受が二分割式内輪によって高精度で取り付けられるので、内部ボア及びシャフトの寸法交差を厳密にする必要がなくなる。多様な分野で利用するに際し、シリンドリカルなボアが優位である。例えば風力タービンの分野では、軸受のシリンドリカルなボアが利用される場合がある。本発明によって、上述のような優位性を有するシリンドリカルなボアが継続的に利用可能になると同時に、良好な把持力によって軸受をシャフトに取り付け可能になる。
【００２３】
本発明の第３の実施形態では、本発明の第２の目的は、本発明の第１の実施形態における軸受をシャフトから取り外すための方法によって達成される。第３の実施形態のすべての特徴が、第１の実施形態に適用可能であり、第１の実施形態のすべての特徴が、第３の実施形態に適用可能である。第１の部分の内部ボアが、シャフトの外周面に固定されている。第１の表面の法線ベクトルが、アキシアル方向成分であって、ラジアル方向外面の少なくとも１つの法線ベクトルのアキシアル方向成分と同一方向の成分になっている。第一に、当該方法は、第１の部分と第２の部分とがアキシアル方向において相対運動するように、液体媒体によってキャビティを加圧するステップを備えている。キャビティ内で高められた圧力によって、アキシアル方向の力が、キャビティ内の２つのアキシアル方向において離隔した表面に作用するようになるので、第２の部分が、第１の部分のラジアル方向外面から取り外される。これによって、シャフトと第１の部分との間のラジアル方向の圧力が低減される。低減されたラジアル方向の圧力によって、軸受をシャフトに把持する力が低減され、最終的に軸受がシャフト上で移動可能となる。最後に、軸受がシャフトから取り外される。本発明は、多くの既知の取り外し方法よりも容易に実施可能な取り外し方法を提供する。また、軸受又はシャフトを損傷させる危険が、従来の軸受をシリンドリカルなシャフトから取り外す場合と比較して低減される。
【００２４】
本発明の第４の実施形態では、本発明の第２の目的が、軸受をシャフトから取り外すための方法によって達成される。取り外すべき軸受が、第１の部分及び第２の部分のうち一方の部分の外面から第１の部分と第２の部分との接触面に連通している液体用ダクトを備えた、二分割式内輪を有している。第４の実施形態のすべての特徴が、第１の実施形態に適用可能であり、第１の実施形態のすべての特徴が、第４の実施形態に適用可能である。さらに、第１の部分の内部ボアが、シャフトの外周面に固定されている。第１の部分と第２の部分との接触面が、第１の部分と第２の部分との締まり嵌めに起因する接触圧力を有している。第一に、当該方法は、液体用ダクトを加圧するステップを備えている。これによって、第１の部分と第２の部分との接触面に作用する圧力が発生する。液体用ダクトから伝播する圧力によって、アキシアル方向の力が、締まり嵌めに起因する力の方向の反対方向に作用するようになる。第二に、圧力が増大することによって、第２の部分が、アキシアル方向に移動し、これにより第１の部分から取り外される。好ましくは、液体用ダクト内の圧力が低い状態から開始され、その後に第２の部分が移動開始するまで、該圧力が高められる。この方法は、軸受の軸受隙間を調整するためにも利用される。２つの部分の間における締まり嵌めと軸受隙間とには、関連性が存在している。
【００２５】
一の実施例では、本発明の第３の目的が達成される。取り外し方法は、軸受があまりにも急速に且つ制御不能な状態で取り外されるという起こり得る危険性が存在しない状態で、取り外し作業を実施するために、さらなるステップを備えている。第１の表面の法線ベクトルが、アキシアル方向成分であって、ラジアル方向外面の少なくとも１つの法線ベクトルのアキシアル方向成分の対する反対方向の成分になっている。当該方法は、アキシアル方向の力が、加圧された液体用ダクトから伝播する圧力に起因して第２の部分に作用する、アキシアル方向の力の方向の反対方向に第２の部分に作用するように、キャビティを加圧するステップをさらに備えている。これによって、第２の部分が、制御された状態で第１の部分から取り外し可能になる。キャビティと液体用ダクトとを等しい圧力で加圧することによって、取り外し手順が開始される。キャビティ内の圧力を低減する場合には、最終的に、第２の部分が、滑らかに制御された状態で第１の部分から取り外される。キャビティの圧力と液体用ダクトの圧力とが、レギュレータによって制御可能とされる。レギュレータへの入力値が、第２の部分に作用するアキシアル方向の力、第２の部分の第１の部分上での運動、又は第２の部分の取り外しに関連する任意の他の入力値である。レギュレータによって、制御された状態で第２の部分を取り外すことができる。レギュレータは、例えばＰＤレギュレータ、ＰＩレギュレータ、若しくはＰＩＤレギュレータ、又は当業者が適切であると考える他のレギュレータである。従って、当該方法は、軸受と他の周辺部材とが損傷する危険性を解消させることができる。また、当該方法は、人身障害の危険性を低減することができる。
【００２６】
本発明の第５の実施態様では、本発明の第４の目的が、軸受隙間を調整するための方法によって達成される。軸受は、本発明の第１の実施態様における軸受である。本発明の第５の実施態様のすべての特徴が、本発明の第１の実施態様に適用可能であり、本発明の第１の実施態様のすべての特徴が、本発明の第５の実施態様に適用可能である。第１の部分の内部ボアが、シャフトの外周面に固定されている。当該方法は、第１の部分と第２の部分とがアキシアル方向において相対運動可能なように、キャビティを加圧するステップを備えている。圧力に起因し、且つ、２つのアキシアル方向に離間した表面に作用するアキシアル方向の力によって、アキシアル方向の運動が実現される。これによって、第２の部分が、軸受隙間を調整するために第１の部分上でアキシアル方向位置に移動される。好ましい軸受隙間に到達させるために、レギュレータが利用される場合がある。当該方法は、軸受が取り付けられると同時に実施されるが、軸受が取り付けられた後に実施される場合もある。軸受の摩耗及び他の周辺への影響が軸受隙間を変化させるので、軸受が所定の期間動作した後に、軸受隙間を調整する必要がある場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明における軸受の断面図である。
【図２ａ】本発明における軸受の二分割式内輪の断面図である。
【図２ｂ】本発明における軸受の二分割式内輪の第２の実施例の断面図である。
【図２ｃ】本発明における軸受の二分割式内輪の第３の実施例の断面図である。
【図２ｄ】本発明における接触面を表わす軸受の二分割式内輪の断面図である。
【図３ａ】本発明における接触面を表わす軸受の二分割式内輪の断面図である。
【図３ｂ】本発明における接触面の第２の実施例を表わす軸受の二分割式内輪の断面図である。
【図３ｃ】本発明における接触面の第３の実施例を表わす軸受の二分割式内輪の断面図である。
【図３ｄ】本発明における接触面の第４の実施例を表わす軸受の二分割式内輪の断面図である。
【図４ａ】本発明における軸受の二分割式内輪の第１の部分の断面図である。
【図４ｂ】本発明における軸受の二分割式内輪の第１の部分の第２の実施例の断面図である。
【図５】従来の転がり軸受の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図面に表わす幾つかの特徴については、本発明の概念を明確にするために誇張されていることに留意すべきである。
【００２９】
図１は、本発明における軸受４を表わす。軸受４は、二分割式内輪Ａと、転がり要素５と、外輪６と、該転がり要素のためのケージ（図示しない）とを備えている。二分割式内輪Ａは、第１の部分１と第２の部分２とを備えている。第１の部分１は、ラジアル方向外面１１と、内部ボア１２と、キャビティ３を形成している第１の表面１３とを備えている。当該実施例では、内部ボア１２がシリンドリカルに形成され、ラジアル方向外面１１が錐状に形成されている。第２の部分が、ラジアル方向内面２１と、外輪軌道２２と、キャビティ３を形成している第２の表面２３とを備えている。ラジアル方向内面２１も錐状に形成され、ラジアル方向外面１１に適合している。キャビティ３は、外輪６のアキシアル方向における幅Ｂの内側に配設されている。さらに、二分割式内輪Ａは、二分割式内輪Ａの外面からキャビティ３内部に通じている液体用ダクト７を有している。当該実施例では、液体用ダクト７が、第１の部分１の外面からキャビティ３内部に延在している。液体用ダクト７は、第１の部品１と第２の部品２とがアキシアル方向において相対運動するように、キャビティ３を加圧するために利用される。さらに、キャビティ３は、キャビティ３を密閉するためのシール要素８を含んでいる。さらに、当該実施例では、リング状要素９が、第１の部品１に取り付けられており、アキシアル方向における外輪６の幅Ｂの内側に配設されている。リング状要素９が、溶接、ネジ結合、及びボルト等のうち任意の手段によって、第１の部分１に取り付けられている。本発明に基づく幾つかの構成では、例えば図２Ｂ及び図２Ｃに表わすように、リング状要素９が、第２の部分２にも取り付けられている。二分割式内輪Ａの外面からラジアル方向外面１１とラジアル方向内面２１との接触面に連通している、液体用ダクト１０も設けられている。液体媒体を第１の部分１と第２の部分２との接触面に導くことによって、第１の部品１と第２の部品２とが相対運動した場合に発生する摩擦を低減することができる。液体用ダクト１０は、軸受を加圧し、これにより第２の部分を第１の部分から離脱させることによって、軸受を取り外すために利用される場合もある。液体用ダクト１０は、第１の部品１と第２の部品２との接触面に形成された液体用溝の内部に至るまで延在している。これら液体用溝は、周方向、アキシアル方向、又はその両方向において延在している。液体用ダクト７の入口と液体用ダクト１０の入口とが同一である場合がある。これにより、多くの入口を設ける必要がなくなる。従って、キャビティ３内の圧力を高めるために同一の入口を加圧すること、及び摩擦を低減させるために液体媒体を接触面に案内することのみ実施すればよい。場合によっては、第１の部分から第１の部分とシャフトとの接触面に連通している液体用ダクトを設ける必要がある。この液体用ダクトは、液体用ダクト１０と同一の目的、すなわち第１の部分とシャフトとの間に生じる摩擦を低減するために主に利用されることを意図している。軸受のキャビティ３を加圧する場合には、第２の部分２が、第１の部分１に押し上げられ、第１の部分１と第２の部分２との間に生じるラジアル方向の圧力を高めるようにする。これによって、軸受４が良好な精度でシャフトに取り付けられ、軸受隙間の調整も容易になる。軸受４は、当該実施例では球面ころ軸受であるが、例えば円筒ころ軸受、トロイダルころ軸受や玉軸受等のような任意の他の軸受形式であっても良い。
【００３０】
図２ａは、本発明における軸受４のための二分割式内輪Ａの断面図である。二分割式内輪Ａが、第１の部品１と第２の部品２とを備えている。第１の部品１が、ラジアル方向外面１１と内部ボア１２とを備えている。ラジアル方向外面１１が、異なる直径の少なくとも２つの部分を備えている。当該実施例では、ラジアル方向外面は、錐状の形態であるので、異なる直径の無限数の部分を有している。第２の部分２が、ラジアル方向内面２１と、該第２の部分の外面に配置されている転がり要素のための軌道２２とを備えている。ラジアル方向内面２１が、異なる直径の少なくとも２つの部分を備えている。当該実施例では、ラジアル方向内面２１が錐状の形態をしている。ラジアル方向外面１１は、基本的にラジアル方向内面２１に適合している。利用時に圧力チャンバとして機能するキャビティ３が、第１の部分１と第２の部分２との間に配置されている。圧力チャンバは、二分割式内輪Ａの周方向において少なくとも部分的に延在している。キャビティは、第１の部分１の第１の表面１３と、該第１の表面からアキシアル方向に離隔した第２の部分２の第２の表面２３とから形成されている。第１の表面１３の法線ベクトルと第２の表面２３の法線ベクトルとが、アキシアル方向のベクトル成分を有しており、これによりキャビティを加圧した場合に、第１の部分１と第２の部分２とが、アキシアル方向において相対運動するようになる。当該実施例では、第１の部分１と第２の部分２とが、アキシアル方向において互いに対して移動するので、第２の部分２が第１の部分１に押し上げられるようになる。さらに、第１の表面１３と第２の表面２３とが、平行であると共にアキシアル方向において離隔していることによって、法線ベクトルのアキシアル方向のベクトル成分が、法線ベクトルに等しくなる。
【００３１】
図２ｂは、本発明における軸受４の二分割式内輪Ａの他の実施例を表わす。第１の部分１が、ラジアル方向外面１１と、内部ボア１２と、キャビティ３を形成している第１の表面１３とを備えている。第２の部分２が、ラジアル方向内面２１と、外輪軌道２２と、キャビティ３を形成している第２の表面２３とを備えている。当該実施例では、錐状のラジアル方向外面１１と錐状のラジアル方向内面２１とが、それぞれ図２ａに表わす錐状のラジアル方向外面１１と錐状のラジアル方向内面２１に対して反対側に配置されている。さらに、キャビティ３を形成している第１の表面１３と第２の表面２３とが、図２ａと比較して異なる位置に配置されている。当該実施例では、第１の部分１と第２の部分２とが、第２の部品２が第１の部品１に押し上げられるように、アキシアル方向において互いに対して移動する。
【００３２】
図２ｃは、本発明における軸受４の二分割式内輪Ａの第３の実施例を表わす。第１の部分１は、ラジアル方向外面１１と、内部ボア１２と、キャビティ３を形成している第１の表面１３とを備えている。第２の部分２は、ラジアル方向内面２１と、外輪軌道２２と、キャビティ３を形成している第２の表面２３とを備えている。ラジアル方向外面１１とラジアル方向内面２１とが、その直径がキャビティ３から大きくなっていく錐状の形態になっている。さらに、二分割式内輪Ａのアキシアル方向端部に対して、第２の表面２３の位置が第１の表面１３の位置よりも近い。これによりキャビティ３を加圧する場合に、第２の部分２が第１の部分１から離脱可能となる。
【００３３】
図２ｄは、本発明における軸受４の二分割式内輪Ａの他の実施例を表わす。当該実施例では、キャビティ３を加圧した場合に、第２の部分２が第１の部分から取り外される。第１の部分１が、ラジアル方向外面１１と、内部ボア１２と、キャビティ３を形成している第１の表面１３とを備えている。第２の部分２が、ラジアル方向内面２１と、外輪軌道２２と、キャビティ３を形成している第２の表面２３とを備えている。当該実施例では、ラジアル方向外面１１とラジアル方向内面２１とが、その直径がキャビティ３から小さくなっていく錐状の形態になっている。さらに、二分割式内輪Ａのアキシアル方向端部に対して、第１の表面１３の位置が第２の表面２３の位置よりも近い。
【００３４】
図３ａは、本発明における軸受４の二分割式内輪Ａの他の実施例を表わす。当該実施例では、第１の部分１のラジアル方向外面１１と、第２の部分２のラジアル方向内面２１との接触面が、アキシアル方向において延在し且つ複数の錐状体になっている。第１の部分１が、内部ボア１２と、キャビティ３を形成している第１の表面１３とを備えている。そして、第２の部分２が、外輪軌道２２と、キャビティ３を形成している第２の表面２３とを備えている。この構成によって、ラジアル方向においてさらに小型な内輪とすることができ、これにより所望のラジアル方向の圧力を得るために必要なアキシアル方向の変位を小さくすることができる。
【００３５】
図３ｂは、本発明における軸受４の二分割式内輪Ａの他の実施例を表わす。第１の部分１のラジアル方向外面１１と、第２の部分２のラジアル方向内面２１とが、アキシアル方向において延在している複数の錐状体になっている接触面を備えている。当該実施例では、各錐状体の平均径がアキシアル方向において大きくなっている。第１の部分は、内部ボア１２と、キャビティ３を形成している第１の表面１３とを備えている。そして、第２の部分２は、外輪軌道２２と、キャビティ３を形成している第２の表面２３とを備えている。
【００３６】
図３ｃは、本発明における軸受４の二分割式内輪Ａの他の実施例である。第１の部分１のラジアル方向外面１１と、第２の部分２のラジアル方向内面２１との接触面が、指数関数的に増大する表面である。第１の部分が、内部ボア１２と、キャビティ３を形成している第１の表面１３とを備えている。そして、第２の部分２が、外輪軌道２２と、キャビティ３を形成している第２の表面２３とを備えている。
【００３７】
図３ｄは、本発明における軸受４の二分割式内輪Ａの他の実施例を表わす。第１の部分１のラジアル方向外面１１と、第２の部分２のラジアル方向内面２１との接触面は、指数関数的に減少する表面である。第１の部分も、内部ボア１２と、キャビティ３を形成している第１の表面１３とを備えている。そして、第２の部分も、外輪軌道２２と、キャビティ３を形成している第２の表面２３とを備えている。
【００３８】
図４ａ及び図４ｂは、本発明における軸受４の二分割式内輪Ａの構成についての、軸受を脱着するための原理を表わす。図４ａは、軸受の取り付けに利用するための第１の部分１の設計指針を表わす。第１の表面１３の法線ベクトルのアキシアル方向のベクトル成分の方向は、ラジアル方向外面１１の法線ベクトルのアキシアル方向のベクトル成分の方向の反対方向になっている。当該実施例では、アキシアル方向のベクトル成分の大きさは、第１の表面１３の法線ベクトルとの大きさと同一である。
【００３９】
図４ｂは、軸受を取り外すための第１の部分１の設計指針を表わす。第１の表面１３の法線ベクトルのアキシアル方向のベクトル成分の方向が、ラジアル方向外面の法線ベクトルのアキシアル方向のベクトル成分の方向と同一である。当該実施例では、アキシアル方向のベクトル成分の大きさは、第１の表面１３の法線ベクトルと同一である。
【００４０】
図５は、従来方式の軸受の構成を表わす。該軸受は、内輪５１と、外輪５２と、転がり要素５３とを有している。内輪５１は、シリンドリカルなボアである。この軸受形式の軸受は、誘導加熱器を利用することによってシャフトに取り付けられる場合がある。このような軸受をシャフトに高精度で取り付けるために、シャフトの寸法公差を非常に小さくする必要がある。このような寸法公差を有するシャフトの製造コストは高い。
【００４１】
本発明には、軸受を取り扱うための方法が多数含まれている。第１の方法は、本発明における軸受をシャフトに対して取り付けるための方法である。該軸受は、図１に表わす軸受４として構成されている。第１の表面１３の法線ベクトルは、アキシアル方向の成分であり、ラジアル方向外面１１の少なくとも１つの法線ベクトルのアキシアル方向の成分の反対方向である。当該方法は、軸受４をシャフトに取り付けるステップであって、内部ボア１２がシャフトの外周面に固定されているステップを備えている。第二に、軸受はアキシアル位置に移動される。その後に、キャビティ３が加圧されることによって、第２の部分２が第１の部分１のラジアル方向外面１１に押し上げられる。これにより、第１の部分１とシャフトとの間におけるラジアル方向の圧力が増大し、結果として、第２の部分２が第１の部分１に押し上げられ、締まり嵌めにすることができる。第１の部分１と第２の部分２との接触面は、錐状になっているが、本発明に基づく任意の他の形状であっても良い。液圧式工具を軸受４に接続することによって、キャビティ３が加圧される。パイプが、キャビティ３内部に通じている液体用ダクト７の入口に接続されている。低圧から開始した後、連続的に圧力を高めることによって、第２の部分２が、最終的に第１の部分１上に制御された状態で押し上げられる。軸受４を取り付ける際には、軸受４が良好な把持力でシャフトに正確に取り付けられていることを判断するために、様々な種類の測定方法を利用することができる。例えばＳＫＦ社のＳｅｎｓｏｒＭｏｕｎｔシステムを利用することによって、シャフトと軸受４の二分割式内輪Ａとを正確に締まり嵌めにすることができる。さらに、本発明には、図２ｃ又は図２ｄのような二分割式内輪Ａを有している軸受をシャフトから取り外すための方法が含まれている。第１の部分１の内部ボア１２が、シャフトの外周面に取り付けられている。そして、第１の表面１３の法線ベクトルが、アキシアル方向成分であって、ラジアル方向外面１１の少なくとも１つの法線ベクトルのアキシアル方向成分と同一方向の成分になっている。第一に、当該方法は、第１の部分１と第２の部分２とがアキシアル方向において相対運動するように、液体媒体によってキャビティ３を加圧するステップを備えている。キャビティ３内で高められた圧力によって、アキシアル方向の力が、キャビティ３を形成する２つのアキシアル方向に離隔配置された表面１３，２３に作用するので、最終的に、第２の部分２が、第１の部分１のラジアル方向外面１１から離脱する。これにより、シャフトと第１の部分１との間におけるラジアル方向の圧力が低下する。低下したラジアル方向の圧力によって、軸受のシャフトに対する把持力が低減され、最終的に軸受がシャフトに対して移動可能となる。最後に、軸受がシャフトから取り外される。
【００４２】
本発明には、軸受をシャフトから取り外すための方法が含まれる。取り外すべき軸受が、二分割式内輪Ａを有している。該二分割式内輪Ａは、第１の部分１及び第２の部分２のうち一方の部分の外面から第１の部分１と第２の部分２との接触面に連通している液体用ダクト１０を備えている。軸受は、図１に表わす軸受４のような軸受である。さらに、第１の部分１の内部ボア１２が、シャフトの外周面に取り付けられている。第１の部分１と第２の部分２との接触面には、第１の部分１と第２の部分２との締まり嵌めに起因する特定の接触圧力が作用している。第一に、当該方法は、液体用ダクト１０を加圧するステップを備えている。これにより、圧力が第１の部分１と第２の部分２との接触面に作用する。液体用ダクト１０から伝播する圧力によって、アキシアル方向の力が、締まり嵌めによって発生する力の方向の反対方向に作用する。第二に、圧力が高められ、これにより第２の部分２が、アキシアル方向に移動するので、第１の部分１から取り外し可能となる。液体用ダクト１０内の圧力は、好ましくは低圧から開始され、その後に第２の部分が移動開始するまで高められる。この方法は、軸受４の軸受隙間を調整するために利用される場合がある。第１の部分及び第２の部分の締まり嵌めと軸受４の軸受隙間とは関連性を有している。軸受は、例えば球面ころ軸受、円筒ころ軸受や玉軸受等のような任意の軸受型式の転がり軸受で良い。
【００４３】
一の実施例では、取り外し方法が、軸受４があまりにも急速に制御不能な状態で離脱する可能性を低減する取り外し手順を実施するために、さらなるステップを備えている。第１の表面１３の法線ベクトルが、アキシアル方向成分であって、ラジアル方向外面１１の少なくとも１つの法線ベクトルのアキシアル方向成分に対する反対方向の成分になっている。該方法は、加圧された液体用ダクト１０からの圧力に起因して第２の部分２に作用するアキシアル方向の力の方向の反対方向において、アキシアル方向の力が第２の部分２に作用するようにキャビティ３を加圧するステップをさらに備えている。これにより、第２の部分２が制御された状態で第１の部分から離脱される。等しい圧力でキャビティ３及び液体用ダクト１０を加圧することによって、取り外し手順が開始される。キャビティ３内の圧力を低下させた場合には、第２の部分２が、最終的に、円滑に制御された状態で第１の部分１から離脱する。キャビティ３の圧力と液体用ダクト１０の圧力とが、レギュレータによって制御可能とされる。レギュレータに対する入力値は、アキシアル方向の力、第２の部分２の第１の部分１に対する移動、又は第２の部分２の取り外しに関連する任意の他の入力値である。レギュレータは、例えばＰＤレギュレータ、ＰＩレギュレータ、ＰＩＤレギュレータ、又は当業者が適切であると判断する他のレギュレータである。
【００４４】
一の実施例では、２つの出口ダクトを有している圧力制御装置が利用される。一方の出口ダクトがキャビティ３に接続されており、他方の出口ダクトが液体用ダクト１０に接続されている。電子回路は、液体用ダクト７，１０の圧力差と液体用ダクト７，１０の圧力の大きさとを制御する、レギュレータを収容している。レギュレータは、圧力差を制御する。電子装置が、第１の部分１と第２の部分２との間に作用するアキシアル方向の力、又は任意の他の関連する測定値を測定し、測定値をレギュレータに入力値として付与するために配置されている。
【００４５】
一の実施例では、演算器が、第２の部分２が第１の部分１から離脱するようにキャビティ３及び液体用ダクト１０を加圧することを管理している。一の実施例では、このような管理が、２つの圧力値を処理する演算器によってなされる。一方の圧力値がキャビティ３の圧力に関連し、他方の圧力値が液体用ダクト１０の圧力に関連する。演算器又はレギュレータのいずれかによって、キャビティ３内の圧力と液体用ダクト１０内の圧力との圧力差を調節することによって、取り外し工程が制御された状態で実行される。
【００４６】
本発明には、軸受隙間を調整するための方法が含まれている。軸受は、図１に表わす軸受であるが、本発明に基づく任意の他の軸受であっても良い。第１の部分１の内部ボア１２が、シャフトの外周面に取り付けられている。該方法は、第１の部分１と第２の部分２とがアキシアル方向において相対運動するように、キャビティ３を加圧するステップを備えている。圧力に起因するアキシアル方向の力によって、このアキシアル方向における移動がなされる。これにより、第２の部分２が、軸受隙間を調整するために、第１の部分１のアキシアル位置に移動する。好ましい軸受隙間に到達するためには、レギュレータが上述の取り外し方法に類する方法で利用される。この方法は、軸受の取付中に実行されるが、軸受の取付が終了した後に完了する。しばらくの間、軸受が作業中に動作した後に、軸受隙間を調整する必要がある場合がある。軸受についての摩耗及び他の周囲からの影響が軸受隙間を変化させるからである。
【符号の説明】
【００４７】
１  第１の部分
２  第２の部分
３  キャビティ
４  軸受
５  転がり要素
６  外輪
７  液体用ダクト
８  シール要素
９  リング状要素
１０  液体用ダクト
１１  ラジアル方向外面
１２  内部ボア
１３  第１の表面
２１  ラジアル方向内面
２２  外輪軌道
２３  第２の表面
Ａ  二分割式内輪
Ｂ  外輪６のアキシアル方向における幅
【図１】
2010538217.tif 000003
【図２ａ】
2010538217.tif 000004
【図２ｂ】
2010538217.tif 000005
【図２ｃ】
2010538217.tif 000006
【図２ｄ】
2010538217.tif 000007
【図３ａ】
2010538217.tif 000008
【図３ｂ】
2010538217.tif 000009
【図３ｃ】
2010538217.tif 000010
【図３ｄ】
2010538217.tif 000011
【図４ａ】
2010538217.tif 000012
【図４ｂ】
2010538217.tif 000013
【図５】
2010538217.tif 000014
【国際調査報告】
2010538217.tif 000015
2010538217.tif 000016
2010538217.tif 000017