(57)【要約】【課題】円筒ころや保持器を垂れ下がらせること無く、内輪アセンブリを外輪にスムーズに且つ容易に挿入して組み付けることが可能な円筒ころ軸受組立用治具を提供する。【解決手段】円筒ころ軸受組立用治具２４は、複数の円筒ころ１８の中心軸Ｔと交わる円Ｅの中心Ｅｃが内輪１６の中心と一致するように、複数の円筒ころを同時且つ個別に保持することが可能な環状に配列された複数の櫛部２６と、複数の櫛部を支持する環状のフランジ部２８とを備える。複数の円筒ころが組立用治具の複数の櫛部に保持された状態で、各円筒ころは、ころセットのピッチ径が互いに同一状態に維持され、外輪１４の中心に対して内輪及び複数の円筒ころの中心が全て一致する。そして、組立用治具で内輪アセンブリ２２を外輪方向に移動させるだけで、外輪と内輪アセンブリとの間の芯合わせを行うこと無く、内輪アセンブリをスムーズに外輪に挿入して組み付けることができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、内輪と、これら内外輪間に転動自在に介挿された複数の円筒ころと、これら複数の円筒ころを所定間隔で転動自在に保持する保持器とを備えた円筒ころ軸受の組立用治具であって、
当該組立用治具には、
各々の円筒ころの中心軸と交わる円の中心が内輪又は外輪の中心と一致するように、複数の円筒ころを同時且つ個別に保持することが可能な環状に配列された複数の櫛部と、
これら複数の櫛部を支持する環状のフランジ部とが設けられていることを特徴とする円筒ころ軸受組立用治具。
【請求項２】
複数の円筒ころが組立用治具の複数の櫛部に保持された状態において、各々の円筒ころの中心軸と交わる円の中心が内輪又は外輪の中心と一致するように、各円筒ころは、ころセットのピッチ径が互いに同一状態に維持されることを特徴とする請求項１に記載の円筒ころ軸受組立用治具。
【請求項３】
複数の櫛部の間には、それぞれ、複数の円筒ころの外面に軸方向に接して各円筒ころを個別に保持することが可能な一対の円弧状保持面から成る複数の保持ポケットが設けられており、各々の保持ポケットの曲率半径は、円筒ころの曲率半径よりも僅かに大きく設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の円筒ころ軸受組立用治具。
【請求項４】
複数の保持ポケットの曲率半径は、円筒ころの曲率半径よりも０.２〜０.８ｍｍだけ大きく設定されていることを特徴とする請求項３に記載の円筒ころ軸受組立用治具。
【請求項５】
組立用治具の外径は、外輪の軌道面の呼び内径よりも僅かに小さく設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の円筒ころ軸受組立用治具。
【請求項６】
組立用治具の内径は、内輪の軌道面の呼び外径よりも僅かに大きく設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の円筒ころ軸受組立用治具。
【請求項７】
複数の櫛部の内径は、保持器の外径よりも比較的小さく設定された小径部と、保持器の外径よりも比較的大きく設定された大径部とから構成され、内輪と複数の円筒ころと保持器とを組み合わせた内輪アセンブリを組立用治具により外輪に挿入して組み付ける際、大径部が保持器の外径側に挿入されると共に、小径部と大径部との境界に形成された段部が保持器の端面に当接し、内輪アセンブリを外輪方向に移動させることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の円筒ころ軸受組立用治具。
【請求項８】
複数の櫛部の外径は、保持器の内径よりも比較的大きく設定された大径部と、保持器の内径よりも比較的小さく設定された小径部とから構成され、外輪と複数の円筒ころと保持器とを組み合わせた外輪アセンブリを組立用治具により内輪に外挿して組み付ける際、小径部が保持器の内径側に挿入されると共に、大径部と小径部との境界に形成された段部が保持器の端面に当接し、外輪アセンブリを内輪方向に移動させることを特徴とする請求項１〜４,６のいずれかに記載の円筒ころ軸受組立用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転動体として円筒ころを用いたラジアル軸受(円筒ころ軸受)を組み立てる際に用いる治具(円筒ころ軸受組立用治具)に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から円筒ころ軸受を用いた各種の装置が知られており、図３(ａ)に示された鉄道車両用歯車装置において、小歯車軸２及び大歯車軸４は、円筒ころ軸受6,10を介して相対回転自在に支持されており、一方の歯車軸(例えば小歯車軸２)の回転運動Ｒ１は、小歯車２ａを介して大歯車４ａに伝達され、大歯車軸４をＲ２方向に回転させることができるようになっている(例えば、特許文献１)。具体的に説明すると、小歯車軸２は、円筒ころ軸受６を介して軸ケース８に回転自在に支持されていると共に、大歯車軸４は、円筒ころ軸受１０を介して支持フレーム１２に回転自在に支持されており、支持フレーム１２は、軸ケース８に固定されている。なお、円筒ころ軸受6,10は、片側につば１４ａを有する外輪１４と、両側につば１６ａ有する内輪１６と、これら内外輪間に転動自在に介挿された複数の円筒ころ１８と、これら複数の円筒ころ１８を所定間隔で転動自在に保持する保持器２０とを備えて構成されており、以下の説明において、内輪１６と複数の円筒ころ１８と保持器２０とを組み合わせた構成を内輪アセンブリ２２(図３(ｂ))と称する。
【０００３】
このような軸受構造の組立方法として、例えば図３(ｂ)に示すように、軸ケース８に装着された外輪１４に対して、つばが形成されていない側から矢印Ｓ方向(横軸方向)に内輪アセンブリ２２を挿入して組み付けることにより、小歯車軸２を円筒ころ軸受６を介して軸ケース８に回転自在に支持することができる。また、例えば図３(ｃ)に示すように、支持フレーム１２に装着された外輪１４に対して、つばが形成されていない側から矢印Ｓ方向(横軸方向)に内輪アセンブリ２２を挿入して組み付けることにより、大歯車軸４を円筒ころ軸受１０を介して支持フレーム１２に回転自在に支持することができる。
【０００４】
ところで、従来の軸受構造の組立方法(図３(ｂ),(ｃ))では、内輪アセンブリ２２を外輪１４に挿入する際、円筒ころ１８と保持器２０が矢印Ｈ方向(鉛直方向)に垂れ下がり、その結果、外輪１４と内輪アセンブリ２２との間の芯合わせができ難くなってしまう場合がある。具体的に説明すると、保持器２０には、各々の円筒ころ１８を個別に転動自在に保持する複数のポケット(図示しない)が形成されており、各ポケット内に円筒ころ１８を収容保持した状態において、円筒ころ１８とポケット内周との間には若干の隙間が形成される。かかる状態で図３(ｂ),(ｃ)に示すように内輪アセンブリ２２を外輪１４に挿入すると、円筒ころ１８とポケット内周との隙間分だけ複数の円筒ころ１８がズレ落ちてしまう。この結果、外輪１４と内輪アセンブリ２２との間の芯合わせができ難くなってしまうことになる。この場合、軸受構造の組み立てが困難になってしまうと共に、円筒ころ１８と保持器２０が垂れ下がった状態で内輪アセンブリ２２を無理に外輪１４に挿入して組み付けると、垂れ下がった円筒ころ１８により外輪１４の軌道面１４ｂが損傷したり、挿入組付時に加わった力により保持器２０が変形してしまう虞がある。
【特許文献１】特開２０００−１８３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、円筒ころや保持器を垂れ下がらせること無く、内輪アセンブリを外輪にスムーズに且つ容易に挿入して組み付けることが可能な円筒ころ軸受組立用治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するために、本発明は、外輪と、内輪と、これら内外輪間に転動自在に介挿された複数の円筒ころと、これら複数の円筒ころを所定間隔で転動自在に保持する保持器とを備えた円筒ころ軸受の組立用治具であって、当該組立用治具には、各々の円筒ころの中心軸と交わる円の中心が内輪又は外輪の中心と一致するように、複数の円筒ころを同時且つ個別に保持することが可能な環状に配列された複数の櫛部と、これら複数の櫛部を支持する環状のフランジ部とが設けられている。
この場合、複数の円筒ころが組立用治具の複数の櫛部に保持された状態において、各々の円筒ころの中心軸と交わる円の中心が内輪又は外輪の中心と一致するように、各円筒ころは、ころセットのピッチ径が互いに同一状態に維持される。
また、複数の櫛部の間には、それぞれ複数の円筒ころの外面に軸方向に接して各円筒ころを個別に保持することが可能な一対の円弧状保持面から成る複数の保持ポケットが設けられており、各々の保持ポケットの曲率半径は、円筒ころの曲率半径よりも僅かに大きく設定されている。具体的には、複数の保持ポケットの曲率半径は、円筒ころの曲率半径よりも０.２〜０.８ｍｍだけ大きく設定されている。
このような円筒ころ軸受組立用治具は、内輪と複数の円筒ころと保持器とを組み合わせた内輪アセンブリを外輪に挿入して組み付ける仕様や、外輪と複数の円筒ころと保持器とを組み合わせた外輪アセンブリを内輪に外挿して組み付ける仕様とすることができる。
内輪アセンブリを外輪に挿入して組み付ける仕様において、組立用治具の外径は、外輪の軌道面の呼び内径よりも僅かに小さく設定されている。また、複数の櫛部の内径は、保持器の外径よりも比較的小さく設定された小径部と、保持器の外径よりも比較的大きく設定された大径部とから構成され、内輪アセンブリを組立用治具により外輪に挿入して組み付ける際、大径部が保持器の外径側に挿入されると共に、小径部と大径部との境界に形成された段部が保持器の端面に当接し、内輪アセンブリを外輪方向に移動させる。
外輪アセンブリを内輪に外挿して組み付ける仕様において、組立用治具の内径は、内輪の軌道面の呼び外径よりも僅かに大きく設定されている。また、複数の櫛部の外径は、保持器の内径よりも比較的大きく設定された大径部と、保持器の内径よりも比較的小さく設定された小径部とから構成され、外輪アセンブリを組立用治具により内輪に外挿して組み付ける際、小径部が保持器の内径側に挿入されると共に、大径部と小径部との境界に形成された段部が保持器の端面に当接し、外輪アセンブリを内輪方向に移動させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、円筒ころや保持器を垂れ下がらせること無く、内輪アセンブリを外輪にスムーズに且つ容易に挿入して組み付けることが可能な円筒ころ軸受組立用治具を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態に係る円筒ころ軸受組立用治具について、図１を参照して説明する。なお、本実施の形態の円筒ころ軸受組立用治具を適用する円筒ころ軸受及びこの円筒ころ軸受を用いた装置(鉄道車両用歯車装置)としては、図３に示した構成と同様であるため、その構成についての説明は省略し、以下の説明では、相違する部分についてのみ言及する。
図１(ａ)〜(ｄ)に示すように、本実施の形態の円筒ころ軸受組立用治具２４には、複数の円筒ころ１８の中心軸Ｔと交わる円Ｅの中心Ｅｃが内輪１６の中心(図示しない)と一致するように、複数の円筒ころ１８を同時且つ個別に保持することが可能な環状に配列された複数の櫛部２６と、これら複数の櫛部２６を支持する環状のフランジ部２８とが設けられている。
【０００９】
この構成において、複数の円筒ころ１８が組立用治具２４の複数の櫛部２６に保持された状態で、各円筒ころ１８は、ころセットのピッチ径が互いに同一状態に維持されるようになっており、これにより、各々の円筒ころ１８の中心軸Ｔと交わる円Ｅの中心Ｅｃが内輪１６の中心と一致する。なお、ころセットのピッチ径とは、円筒ころ軸受内の１列の円筒ころ１８の中央で中心軸Ｔと交わる円Ｅの直径Ｅｄを指す。この場合、ころセットのピッチ径Ｅｄは、円筒ころ軸受のサイズや種類、或いは使用目的や使用環境などにより、任意の直径に設定することができるため、ここでは特に数値限定はしない。
【００１０】
複数の櫛部２６の間には、それぞれ、複数の円筒ころ１８の外面に沿って軸方向に接して各円筒ころ１８を個別に保持することが可能な一対の円弧状保持面M1,M2から成る複数の保持ポケットＰが設けられており、各々の保持ポケットＰの曲率半径は、円筒ころ１８の曲率半径よりも僅かに大きく設定されている。具体的には、複数の保持ポケットＰの曲率半径は、円筒ころ１８の曲率半径よりも０.２〜０.８ｍｍだけ大きく設定されている。
【００１１】
また、組立用治具２４の外径は、外輪１４の軌道面１４ｂの呼び内径よりも僅かに小さく設定されている。なお、呼び内径とは、円筒状である内径面(軌道面１４ｂ)の表面を含む円筒の直径を指し、実際の内径面の寸法差に対する基準値である。この場合、呼び内径は、円筒ころ軸受のサイズや種類、或いは使用目的や使用環境などにより、任意の直径に設定することができるため、ここでは特に数値限定はしない。
【００１２】
これに対して、組立用治具２４の複数の櫛部２６の内径は、保持器２０の外径よりも比較的小さく設定された小径部２６ａと、保持器２０の外径よりも比較的大きく設定された大径部２６ｂとから構成されている。具体的には、小径部２６ａは、複数の円筒ころ１８のＰＣＤ(Pitch Circle Diameter)に近似した内径寸法に設定されており、一方、大径部２６ｂは、保持器２０の外径よりも僅かに大きな内径寸法に設定されている。なお、保持器２０の外径や小径部２６ａの内径寸法或いは大径部２６ｂの内径寸法は、円筒ころ軸受のサイズや種類、或いは使用目的や使用環境などにより、任意の直径に設定することができるため、ここでは特に数値限定はしない。
【００１３】
このような構成によれば、内輪１６と複数の円筒ころ１８と保持器２０とを組み合わせた内輪アセンブリ２２を組立用治具２４により外輪１４に挿入して組み付ける際、大径部２６ｂが保持器２０の外径側に挿入され、そのとき、小径部２６ａと大径部２６ｂとの境界に形成された段部２６ｃが保持器２０の端面に当接し、かかる保持器２０の端面を矢印Ｓ方向に押圧することにより、内輪アセンブリ２２を外輪１４方向に移動させることができる。
【００１４】
このとき、組立用治具２４の複数の櫛部２６(保持ポケットＰ)に保持された複数の円筒ころ１８は、ころセットのピッチ径が互いに同一状態に維持され(別の言い方をすれば、円筒ころ１８とポケット内周との隙間分だけ複数の円筒ころ１８がズレ落ちてしまうこと無く)、各々の円筒ころ１８の中心軸Ｔと交わる円Ｅの中心Ｅｃが内輪１６の中心と一致する。この状態において、外輪１４の中心に対して内輪１６及び複数の円筒ころ１８の中心(各円筒ころ１８の中心軸Ｔと交わる円Ｅの中心)Ｅｃが全て一致した状態となり、組立用治具２４で内輪アセンブリ２２を外輪１４方向に移動させるだけで、外輪１４と内輪アセンブリ２２との間の芯合わせを行うこと無く、内輪アセンブリ２２をスムーズに且つ容易に外輪１４に挿入して組み付けることができる。この結果、従来のように垂れ下がった円筒ころ１８により外輪１４の軌道面１４ｂが損傷したり、挿入組付時に加わった力により保持器２０が変形してしまうといった虞もない。
【００１５】
なお、上述した実施の形態の円筒ころ軸受組立用治具２４は、内輪アセンブリ２２を外輪１４に挿入して組み付ける仕様となっているが、これに限定されることは無く、例えば図２に示すように、外輪１４と複数の円筒ころ１８と保持器２０とを組み合わせた外輪アセンブリ３０を内輪１６に外挿して組み付ける仕様の円筒ころ軸受組立用治具２４としても上記同様の効果を得ることができる。
この変形例において、外輪１４には、その両側につば１４ａが突設され、また、内輪１６には、その片側につば１６ａが突設されている。
【００１６】
また、組立用治具２４の内径は、内輪１６の軌道面１６ｂの呼び外径よりも僅かに大きく設定されている。なお、呼び外径とは、円筒状である内径面(軌道面１６ｂ)の表面を含む円筒の直径を指し、実際の外径面の寸法差に対する基準値である。この場合、呼び外径は、円筒ころ軸受のサイズや種類、或いは使用目的や使用環境などにより、任意の直径に設定することができるため、ここでは特に数値限定はしない。
【００１７】
これに対して、複数の櫛部３２の外径は、保持器２０の内径よりも比較的大きく設定された大径部３２ａと、保持器２０の内径よりも比較的小さく設定された小径部３２ｂとから構成されている。具体的には、大径部３２ａは、複数の円筒ころ１８のＰＣＤ(Pitch Circle Diameter)に近似した内径寸法に設定されており、一方、小径部３２ｂは、保持器２０の内径よりも僅かに小さな外径寸法に設定されている。なお、保持器２０の内径や大径部３２ａの外径寸法或いは小径部３２ｂの外径寸法は、円筒ころ軸受のサイズや種類、或いは使用目的や使用環境などにより、任意の直径に設定することができるため、ここでは特に数値限定はしない。
【００１８】
このような構成によれば、外輪アセンブリ３０を組立用治具２４により内輪１６に外挿して組み付ける際、小径部３２ｂが保持器２０の内径側に挿入され、そのとき、大径部３２ａと小径部３２ｂとの境界に形成された段部３２ｃが保持器２０の端面に当接し、かかる保持器２０の端面を矢印Ｓ方向に押圧することにより、外輪アセンブリ３０を内輪１６方向に移動させることができる。
なお、他の構成や作用効果は、上述した実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００１９】
また、一実施の形態及び変形例に係る円筒ころ軸受組立用治具２４の成形方法は、例えば、機械加工で成形してもよいが、金型を使って樹脂成形しても良い。また組立用治具２４の材質も例えば金属材料や樹脂材料など用途に応じて任意のものを選択することができる。また、保持ポケットＰの数(櫛部26,32の本数)も円筒ころ１８の個数や大きさに応じて任意に設定することができる。更に、櫛部26,32の長さも適用する円筒ころ１８の長さに応じて任意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】(ａ)は、本発明の一実施の形態に係る円筒ころ軸受組立用治具により内輪アセンブリを外輪に挿入している状態を示す図、(ｂ)は、保持器を除いた内輪アセンブリと組立用治具との構成を示す正面図、(ｃ)は、円筒ころ軸受組立用治具の正面図、(ｄ)は、同図(ｃ)のｄ−ｄ線に沿う断面図。
【図２】本発明の変形例に係る円筒ころ軸受組立用治具により外輪アセンブリを内輪に外挿している状態を示す図。
【図３】(ａ)は、円筒ころ軸受を用いた装置の一例を示す図、(ｂ)は、小歯車軸において内輪アセンブリを外輪に挿入している状態を示す図、(ｃ)は、大歯車軸において内輪アセンブリを外輪に挿入している状態を示す図。
【符号の説明】
【００２１】
１４  外輪
１６  内輪
１８  円筒ころ
２２  内輪アセンブリ
２４  円筒ころ軸受組立用治具
２６  櫛部
２８  フランジ部
Ｅ  円筒ころの中心軸と交わる円
Ｅｃ  円筒ころの中心軸と交わる円の中心
Ｔ  円筒ころの中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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