【手続補正書】
【提出日】平成22年10月1日(2010.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、本発明の軸受装置の組立方法によれば、軸の外周面と内輪の内周面との間、及びハウジングの内周面と外輪の外周面との間の少なくとも一方をすきま嵌めとした状態で、軸及びハウジングに転がり軸受を組み込む工程と、組み込み工程後、転がり軸受に所定の予圧を付加する工程と、を備え、予圧付与工程は、転がり軸受に所定の予圧を付与したとき、軸の外周面と内輪の内周面との間をしまり嵌めとする内輪の内周面の半径方向への収縮と、ハウジングの内周面と外輪の外周面との間をしまり嵌めとする外輪の外周面の半径方向への膨張の少なくとも一方を発生するので、軸やハウジングに軸受を組み込む際、プレスや焼き嵌め等を用いる必要もないので容易に組込みができ、また軸受を分解する際も、軸受に負荷をかけることなくスムーズに行なえる。さらに、しまり嵌めで組み込む場合に比べて軸受周りの設計も容易となる。また、予圧付加後は軸受と軸・ハウジング間はしまり嵌めとなるので、クリープの発生や回転精度の悪化も防止できる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
なお、予圧が付与される前の状態での、旋回台座３２と内輪１１、及び基台３１と外輪１２との各嵌め合いすきまは、設定予圧荷重、予圧荷重と内輪及び外輪の半径方向膨張収縮量との関係、予圧付与後の嵌め合いすきま（しめしろ）等を考慮して設定される。また、内輪１１及び外輪１２の半径方向の膨張収縮により、軸受内部のラジアルすきま量も変化することから、予圧すきまは、設定予圧荷重に加え、このラジアルすきまの変化量を考慮して設定される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
また、図９は、本発明品の軸受の定位置予圧における予圧荷重と外輪の半径方向の直径膨張量及び内輪の半径方向の直径収縮量の関係を示し、図１０は、本発明品と従来品との外輪の半径方向の直径膨張量の比較を示す。図１０により、本発明品は、従来品に比べ、軌道輪の半径方向膨張収縮量が多いのが分かる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
また、軌道輪の半径方向膨張収縮による剛性低下（予圧減少）をより防止したい場合は、必要に応じて、例えば、軸３２又はハウジング３１と軸受１０間の嵌め合いすきまを、それぞれ、軌道輪の半径方向膨張収縮量の約１／２程度以下（本実施形態では、軸３２と内輪１１間のすきま：０．００１〜０．０１０ｍｍ、或いは、ハウジング３１と外輪１２間のすきま：０．００１〜０．０１５ｍｍ）程度に設定するとよい。このように設定しておけば、軸受の膨張収縮量を抑制し、かつ予圧付加後は、適度なしまり嵌めとなるので、剛性を確保できる。また、クリープや回転時の振動をより防止することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
図１１は、本発明品において、初期設定想定予圧を１５０００Ｎとし、内輪１１と軸３２との嵌め合い及び外輪１２とハウジング３１とのはめ合いをそれぞれすきま０．００５ｍｍとした場合（嵌め合い条件Ａ）と、予圧付加後も内外輪１１，１２と軸３２・ハウジング３１間にすきまが残っている場合（嵌め合い条件Ｂ）の、両者のモーメント剛性の比較結果を示す。嵌め合い条件Ａでは、内外輪１１，１２の膨張収縮量が０．００５ｍｍに規制されるので、モーメント剛性が確保できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
また、予圧すきまは、内外輪１１，１２の膨張収縮によって減少する予圧量分だけ、予め大きく設定しても良い。即ち、外輪外径が膨張すると、ほぼ同値だけ外輪軌道溝部も半径方向に膨張する。同様に内輪内径が収縮すると、ほぼ同値だけ内輪軌道溝部も半径方向に収縮する。この結果、軌道溝の膨張収縮分だけ軸受内部ラジアルすきまが増加することになり、予圧を付加するために必要な予圧すきまも少なくなる。つまり、予圧荷重は膨張収縮がないとした理論値に対して減少する。このため、例えば、初期設定の想定予圧による内外輪１１，１２の半径方向膨張収縮による軸受内部ラジアルすきま増加量の合計がΔｒ１の場合、以下に示す式（１）により、予圧すきまをΔａ１だけ多くしておく。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
２列組み合わせアンギュラ玉軸受１０の半径方向すきまと軸方向の予圧すきまの変化量の関係式は、以下の式で表わされる。
Δａ１≒Δｒ１×ｃｏｔα ・・・・（１）
ここで、
Δａ１：軸方向の予圧すきま変化量（ｍｍ）
Δｒ１：半径方向の内部ラジアルすきま変化量（ｍｍ）
（≒内外輪の膨張収縮による内部ラジアルすきま変化量）
α ：軸受接触角（°）
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
上記の条件の場合、予圧荷重によって、内外輪１１，１２の総膨張収縮量は、０．０１０ｍｍになる。つまり、０．０１０ｍｍの膨張収縮の時点で、しまり嵌めとなりそれ以上変形しなくなる。なお、軸３２・ハウジング３１に挿入しない条件では、内外輪１１，１２の総膨張収縮量は、内輪側：０．０２５ｍｍ＋外輪側：０．０２７ｍｍ＝０．０５２ｍｍとなってしまう。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
また、本実施形態の主軸旋回装置３０の組立方法によれば、軸である旋回台座３２の外周面と内輪１１の外周面との間、及びハウジングである基台３１の内周面と外輪１２の外周面との間の少なくとも一方をすきま嵌めとした状態で、旋回台座３２及び基台３１に軸受１０を組み込む工程と、組み込み工程後、軸受１０に所定の予圧を付加する工程と、を備え、予圧付与工程は、軸受１０に所定の予圧を付与したとき、旋回台座３２の外周面と内輪１１の内周面との間をしまり嵌めとする内輪１２の内周面の半径方向への収縮と、基台３１の内周面と外輪１２の外周面との間をしまり嵌めとする外輪１２の外周面の半径方向への膨張の少なくとも一方を発生するので、旋回台座３２や基台３１に軸受１０を組み込む際、プレスや焼き嵌め等を用いる必要もないので容易に組込みができ、また軸受１０を分解する際も、軸受１０に負荷をかけることなくスムーズに行なえる。さらに、しまり嵌めで組み込む場合に比べて軸受周りの設計も容易となる。また、予圧付加後は軸受１０と旋回台座３２・基台３１間はしまり嵌めとなるので、クリープの発生や回転精度の悪化も防止できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
さらに他の効果として、軸受予圧付加時に外輪１２の外周面が膨張、あるいは内輪１１の内周面が収縮するので、設計上の理論予圧荷重（内外輪１１，１２の軌道溝と玉１３間の弾性接触変形より計算される）が軸受１０に付加されず、理論上の剛性が確保できなくなる。本実施形態のように、嵌めあいを適正値にすることにより、内外輪１１，１２の膨張収縮を最小限に抑えることができ、予圧荷重の低下による剛性低下も最小限に抑制することが可能となる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
特に、本実施形態では、断面寸法比を０．１＜Ｂ／Ｈ＜０．６３とした幅狭のアンギュラ玉軸受１４が用いられているので、内外輪１１，１２の軸方向断面肉厚が薄く、予圧による内外輪１１，１２の膨張収縮変形も大きくなるので、その効果が大きい。つまり、標準寸法の転がり軸受の場合には、内外輪１１，１２の断面肉厚が厚く、また、用途上の必要予圧荷重も小さかったので、予圧を付加しても内外輪１１，１２の膨張収縮量はわずかであったので、嵌めあいすきまの影響は少なかった。しかし、幅狭のアンギュラ玉軸受１４では、これに比べて予圧による内外輪１１，１２の膨張収縮変形が大きく、今回のような考案が必要となる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
加えて、工作機械の回転テーブルや主軸旋回機構部、印刷機のドラム回転部等は高剛性を必要とし、かつ省スペース化が必要となるので、幅狭のアンギュラ玉軸受１４は、これらの構造に有効である。また、剛性増加のため、設定する予圧荷重も、数百ｋｇ以上と大きいので膨張収縮変形も大きくなり、上記効果をより発揮できる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良等が可能である。
なお、本発明の軸受装置は、本実施形態の用途以外、例えば、工作機械の回転テーブル・ロボットの旋回機構部や関節部・印刷機械のドラム等の回転機構部、ダイレクトモータ回転支持部等でも、同様の効果を発揮できる。特に、工作機械の回転テーブルや主軸旋回機構部、ダイレクトモータ回転支持部、ロボットの関節部や旋回機構部等においては、省スペース化と高剛性化を両立させる必要があり、軸方向に幅狭の軸受を使用すれば、予圧荷重による軌道輪の膨張収縮量が大きいので、さらに上記の作用効果が向上する。