JP2006105235A - 複列円錐ころ軸受用外輪の両組幅測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複列円錐ころ軸受用外輪の両組幅を、精度よく且つ短時間で測定できる測定方法を提供する。
【解決手段】 複列円錐ころ軸受用外輪の各軌道面２，３内のそれぞれに、２つの基準内輪４を転動体を介して内嵌し、両基準内輪４相互間の軸方向距離を測定することにより前記外輪１の両組幅を測定する方法である。基準内輪４と外輪１との間に介在する転動体を玉５とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複列円錐ころ軸受外輪の寸法として重要な両組幅の測定方法に関するものである。

複列円錐ころ軸受は、ラジアル荷重や両方向のアキシャル荷重に対する負荷能力が高く、振動や衝撃にも強いなどの特徴があるため、自動車用のハブ等に広く用いられている。特に近年では、複列円錐ころ軸受の構成要素をハブや車軸と一体化することにより、第二世代あるいは第三世代等のハブユニットに組み込まれて広く用いられている。

このように、複列円錐ころ軸受は、剛性や耐久性が要求される用途が多く、適性な予圧を得ることが極めて重要であるから、軸受の各構成部材の寸法を正確に把握する必要性が特に高い。したがって、各構成部材を寸法を正確にかつ効率よく測定することが重要である。

これら各構成部材の寸法のうち、外輪（フランジ等と一体化された外輪を含む。）の両組幅については、外輪単独の状態で測定することは困難であり、基準内輪（ダミーの内輪）と円錐ころとで一旦軸受の状態に組み立てた上で測定することになる。ここで両組幅とは、外輪１に２つの内輪１１および円錐ころ１２が組み付けられた状態における両内輪１１相互間の軸方向距離（例えば図３に示す両内輪の軸方向外側端面間距離Ｗ）である。

このように両組幅は、実際に軸受として組み立てられた場合に影響のある外輪の寸法を把握するために測定されるものであるから、測定の際に用いられる基準内輪や転動体は、最終的な完成品と同仕様の内輪および円錐ころを用いることが当然の前提とされていた。
（特許文献１参照。）。
特開２００１−６５５６４号公報（図４）

上述の従来方法の場合、両組幅を測定するためには、外輪に円錐ころおよび基準内輪を組み付けた後、該基準内輪と外輪とを相対回転させて、基準内輪を外輪に充分に沈み込ませた上で測定する必要があった。しかしながら、円錐ころと外輪とが線接触であるため、沈み込みが安定しにくく、沈み込みの状態によって測定値がばらついて、測定誤差が大きくなるという問題があった。また、沈み込みに要する時間が長くなり、結果的に測定時間が長くなるという問題もあった。

本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、複列円錐ころ軸受用外輪の両組幅を、精度よく且つ短時間で測定できる測定方法を提供することを目的としている。

本発明では、それぞれ外向きに拡径するテーパー状の第一および第二軌道面を内周側に有する複列円錐ころ軸受用外輪の各軌道面内のそれぞれに、２つの基準内輪を転動体を介して内嵌し、両基準内輪相互間の軸方向距離を測定することにより前記外輪の両組幅を測定する方法において、前記転動体を玉とすることを特徴としている。この場合、転動体が玉（ボール）であるから、円錐ころの場合と比較して沈み込みが極めて安定するとともに、沈み込みに要する時間も短縮される。

上記の測定方法において、前記両基準内輪と前記外輪との同軸状態を外部装置により維持しながら、前記軸方向距離を測定するのが好ましい。この場合、転動体が玉であっても、基準内輪が外輪に対して傾斜することが防止され、測定精度が更に高まる。

上記発明においては、前記基準内輪の軌道面に前記玉を保持器により脱落しないように装着した少なくとも一の基準内輪アッシーを予め組み立てておき、該基準内輪アッシーを前記外輪の軌道面内に内嵌する工程を含む測定方法とするのが好ましい。この場合、予め作製しておいた基準内輪アッシーを用いて測定するため、外輪に２つの基準内輪および転動体を組み付けるのに要する時間が短縮され、測定時間を更に短くすることができる。

更に上記測定方法は、前記基準内輪アッシーを２つ作製するとともに、これら基準内輪アッシーのうちの一方をその軸線が鉛直方向となり且つその軌道面側が外側端面に対して上側となるように配置し、この基準内輪アッシーの上方から前記外輪を嵌め込み、この外輪の上方から、基準内輪アッシーのうちの他方をその軸線が鉛直方向となり且つその軌道面側が外側端面に対して下側となるように維持しながら鉛直方向に下ろすことにより、前記外輪の軸方向両側から前記両基準内輪アッシーを装着する工程を含む測定方法とするのが好ましい。
この場合、一方の基準内輪アッシーに外輪を嵌め込んだ後、他方の基準内輪アッシーを上方から下ろす作業ことで測定が可能となるから、測定作業や前記外部装置を簡素化することができる。また両基準内輪アッシーの軸線方向を鉛直方向に一致させているから、両基準内輪アッシーが傾斜しにくくなり、両基準内輪と外輪との同軸状態を維持しやすくなる。

基準内輪アッシーの転動体を玉とすることにより、沈み込みが安定するので、測定精度が高まり且つ測定時間を短縮することができる。

以下に、本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態である測定方法を説明するための図である。
本発明において測定対象となる外輪１は、それぞれ外向きに拡径するテーパー状の第一軌道面２および第二軌道面３を内周側に有する複列円錐ころ軸受用の外輪である。またこの外輪１は、いわゆる第二世代あるいは第三世代の自動車用ハブユニットに組み込まれた複列円錐ころ軸受用の外輪であり、車体の懸架装置と締結するためのボルト穴１５を備えたフランジ１６を一体的に有している。

測定に際しては、ダミーとなる２つの基準内輪４と、同じくダミーとして用いられる転動体としての玉５とを用いる。この基準内輪４は、円錐ころ軸受用の内輪とは異なり、転動体としての玉５を転動自在に保持できるような形状をなしている。本実施形態では、基準内輪４の軌道面１３は、所謂カウンタボアとされており、一方の肩が所定半径の曲面とされ且つ他方の肩がおとされた形状とされている。そして、基準内輪４と外輪１とが所定の位置関係を保ちつつ玉５を介して互いに回動自在に支持された状態とする。このとき、玉５は測定対象たる外輪１の軌道面２，３の軸方向所定位置でほぼ点状に接触（以下、点接触という）した状態となるが、玉５と軌道面２，３との接触位置は特に限定されず、完成品において円錐ころと接触する領域内であれば軌道面内のどの位置であってもよい。好適には、軌道面２，３における軸方向中央位置付近において玉５と軌道面２，３が接触しているのがよい。かかる接触位置を考慮して、基準内輪４の寸法や玉５の直径などが設計される。

外輪１は円錐ころ軸受用のものであり、その両組幅を測定する目的は、円錐ころおよび内輪が装着された完成品の状態で適性な予圧（あるいは内部すきま）を得るためである。したがって、両組幅を測定するにあたっては、完成品と同様に円錐ころを用いて測定するというのが当然であると従来は考えられてきた。しかしながら今回、転動体として玉５を用いることで両組幅を精度良く測定できることが判明した。
完成品の軸受とは異なる玉５を用いているにも関わらず有意性のある両組幅の測定値を得られる理由は、外輪１の第一軌道面２および第二軌道面３が、そのテーパー角度が一定となるように極めて精度良く加工されているからである。これら軌道面２，３は、通常、砥石を用いて研削加工されるが、この砥石は加工の度にロータリードレッサーによりドレスされる。ロータリードレッサーは、完成品の形状と同じ形状（所定のテーパー角度）を有しており、砥石を加工の度にドレスすることにより、砥石の形状は常時一定のテーパー角度が維持されている。よって、この砥石で加工された外輪１の軌道面２，３のテーパー角度は極めて安定している。よって、線接触となる円錐ころに代えて点接触の玉５を用いても有意性のある両組幅を測定することができる。

基準内輪４および玉５を外輪１内に内嵌するために、まず基準内輪４と玉５とにより基準内輪アッシー６を作製する。この基準内輪アッシー６は、基準内輪４の軌道面１３上に玉５が保持された状態とするために作製されるもので、基準内輪４および玉５の他、基準内輪４の軌道面１３上に玉５を保持するための保持器（図示省略）を備えている。保持器は、樹脂あるいは金属からなる円環状部材であり、周方向の等間隔おきに玉５を保持しつつ玉５の軌道面における転動を許容するポケットを有するものが例示される。保持器により、基準内輪アッシー６が単独の状態において玉５が基準内輪４の軌道面から脱落しないようになっている。そして、この基準内輪アッシー６を外輪１の各軌道面２，３の内側に内嵌する。
このように予め基準内輪アッシー６を作製しておく場合の他、保持器を用いて外輪１の軌道面２，３側に玉を配置しておき、次いで基準内輪４を内嵌するという方法を採用してもよい。要するに、玉５を外輪１と基準内輪４の軌道面間に配置できれば如何なる手段を採用してもよい。ただし、本発明の目的は外輪１の両組幅を測定することであり、測定効率を向上させるためには、次々と別個の外輪１を迅速に測定していく必要がある。よって上述したように、基準内輪アッシー６を作製しておき、これら基準内輪アッシー６を外輪１の各軌道面２，３の内側に内嵌する測定方法のほうが測定時間が短縮されやすい点で好ましい。
なお、玉５の数は特に限定されないが、基準内輪４を回動可能に支持すべく３個以上の玉５を用いるのが好ましい。また、上記保持器は玉５を周方向で略等間隔おきに保持するものであることが好ましい。

以上のように、外輪１に２つの基準内輪アッシー６が組み付けられた状態で、両基準内輪４相互間の軸方向距離を測定する。この測定は、前記両基準内輪４と前記外輪１との同軸状態を維持しながら行う。基準内輪４の軸線が外輪１の軸線に対して傾斜していると、両組幅を精度良く測定することができないからである。そこで本実施形態では、かかる基準内輪４の傾斜を確実に防止して測定精度を高めるべく、２つの基準内輪４と外輪１との同軸状態を維持するための外部装置として傾斜防止ガイド装置７を用いている。

この傾斜防止ガイド装置７は、外輪１（の軸線）に対する基準内輪４（の軸線）の傾斜を防止している。図１に示すように、傾斜防止ガイド装置７は、互いに平行な平面である上面８ａおよび底面８ｂを備えた平板状の土台部８と、この土台部８の上面８ａおよび底面８ｂに対して垂直に立設された４本（図１ではこのうち２本のみ記載）のガイドポール９と、このガイドポール９を摺動可能に挿通するガイド貫通孔１７を備えた平板状の可動板１８と、を有している。ガイド貫通孔１７は、可動板１８の上面および底面に対して垂直な方向に貫通しており、かつガイドポール９を略隙間なく摺動可能に挿通しているため、ガイドポール９にガイドされた可動板１８は、土台部８と平行な状態を維持したまま上下方向（鉛直方向）に移動することができる。

傾斜防止ガイド装置７は、図１に示すように、土台部８を水平面上に載置して、ガイドポール９が鉛直方向に延び且つ可動板１８が水平を維持したまま上下動できる状態とする。この状態では、土台部８の上下面８ａ，８ｂおよび可動板１８の上下面は、可動板１８の移動位置に関わらず常に水平となっている。

本発明の好適な測定手順の一例を順を追って説明する。
測定に先立って、傾斜防止ガイド装置７に２つの基準内輪アッシー６を取り付ける。
２つの基準内輪アッシー６のうちの一方は、土台部８の上面８ａ上に固定する。このとき、基準内輪４の外側端面４ａを下にして、即ち外側端面４ａが土台部８の上面８ａと接触するように配置する。したがって、この基準内輪４の軌道面１３側は外側端面４ａに大して上側となるように配置されている。この外側端面４ａは基準内輪４の軸線に対して垂直な平面とされているので、該載置状態において、基準内輪４はその軸線が鉛直方向に向いた状態である。
また、２つの基準内輪アッシー６のうちの他方を、その軸線が鉛直方向となるようにして可動板１８の下面に取り付ける。この基準内輪アッシー６は、その軌道面１３側が外側端面４ａに対して下側となった状態とされている。土台部８の上面８ａに取り付けられた基準内輪アッシー６と、可動板１８の下面に取り付けられた基準内輪アッシー６とは、互いに向かい合い且つ同軸となるように配置される。

測定にあたっては、先ず土台部８の上面８ａ上に取り付けられた基準内輪アッシー６（以下、下側の基準内輪アッシー６ともいう）に、測定対象である外輪１を上方から嵌め込んで、外輪１の２つの軌道面のうち下側に位置する第二軌道面３に下側の基準内輪アッシー６が装着された状態とする。このとき、可動板１８の下面に取り付けられた基準内輪アッシー６（以下、上側の基準内輪アッシー６ともいう）は、下側の基準内輪アッシー６に外輪１を嵌め込む作業を妨げない程度に上方に位置している。次に、傾斜防止ガイド装置７の可動板１８を下方に移動させて、上側の基準内輪アッシー６を外輪１の第一軌道面２に内嵌し、図１に示す状態とする。そして、傾斜防止ガイド装置７に設けられたゲージ１９により、２つの基準内輪４相互間の軸方向距離を測定する。
なお、上側の基準内輪アッシー６においては、保持器および玉５が下方に脱落しないようにされている。即ち、基準内輪４に保持器を係止するための突起（図示しない）等を設けて、保持器が下方に脱落しないようにされている。また、該軸方向距離の測定装置としては、精度が高い差動トランスが好適に用いられる。

このような測定方法によれば、外輪１を下側の基準内輪アッシー６にセットし、上側の基準内輪アッシー６を下げることで測定が完了するので、極めて短時間で測定が可能である。また、転動体が円錐ころではなく玉５であるから、沈み込みが安定するとともに、沈み込みに要する時間が円錐ころの場合と比較して極めて短くなる。よって、測定時間が短縮され且つ測定精度が高くなる。転動体を玉５とした場合、円錐ころの場合よりも基準内輪４が外輪１に対して傾きやすくなる傾向となるが、傾斜防止ガイド装置７により２つの基準内輪アッシー６と外輪１との同軸状態が確保され、測定精度が高くなるとともに、沈み込みがより一層安定する。またこの場合、両基準内輪アッシー６の軸線方向を鉛直方向に一致させているから、両基準内輪と外輪との同軸状態を維持しやすくなる。また、傾斜防止ガイド装置７としては、上側の基準内輪アッシー６を鉛直方向に上下させるような構成となるので、外部装置としての傾斜防止ガイド装置７の構成も簡素化されている。

（実施例）
実施例と比較例との比較を行い、本発明の効果を検証した。測定サンプルとなる外輪を５個用意し、各サンプルを３人の測定者がそれぞれ３回ずつ（合計ｎ＝４５回）測定して評価した。
比較例の測定方法は、図２に示すように、ダミーとしての２つの基準内輪２０および円錐ころ２１を内嵌した外輪１において、基準内輪２０相互間の軸方向距離を測定することにより行った。より詳細には、図２に示すように、２つの基準内輪２０および円錐ころ２１が内嵌された外輪１を、その軸線が鉛直方向となるように水平面２２上に固定し、上側の基準内輪２０上に荷重負荷用の重り２３を載せ、外輪１を回転させて基準内輪２０を充分に沈み込ませた上で、ゲージ１９により両基準内輪２０の軸方向距離を測定した。
一方、実施例の測定方法は、図１に示すように、玉５およびこの玉５に対応したカウンタボアの基準内輪４を備えた２つの基準内輪アッシー６と、両基準内輪アッシー６の軸線を鉛直方向に維持しながら上側の基準内輪アッシー６を上下方向に移動可能とする傾斜防止ガイド装置７とを用いて測定した。測定手順は、前述の実施形態にて説明した測定手順により、外輪１を下側の基準内輪アッシー６にセットし、上側の基準内輪アッシー６を下げることで測定した。

評価結果を次の表１に示す。

なお、表に記載の測定時間は、測定一回当たりの平均値であり、比較例の測定時間を１００とした相対値である。
表に示すように、実施例は比較例よりも短時間で且つ高精度に測定することができた。

本発明の実施形態における測定方法を説明するための図である。 比較例の測定方法を説明するための図である。 両組幅を説明するための図である。

符号の説明

１ 外輪
２ 第一軌道面
３ 第二軌道面
４ 基準内輪
４ａ 外側端面
５ 玉
６ 基準内輪アッシー
７ 傾斜防止ガイド装置（外部装置）
１３ 基準内輪の軌道面
Ｗ 両内輪の軸方向外側端面間距離（両組幅）

Claims (4)

1. それぞれ外向きに拡径するテーパー状の第一および第二軌道面を内周側に有する複列円錐ころ軸受用外輪の各軌道面内のそれぞれに、２つの基準内輪を転動体を介して内嵌し、両基準内輪相互間の軸方向距離を測定することにより前記外輪の両組幅を測定する方法において、
   前記転動体を玉とすることを特徴とする複列円錐ころ軸受用外輪の両組幅測定方法。
2. 前記両基準内輪と前記外輪との同軸状態を外部装置により維持しながら、前記軸方向距離を測定することを特徴とする請求項１に記載された複列円錐ころ軸受用外輪の両組幅測定方法。
3. 前記基準内輪の軌道面に前記玉を保持器により脱落しないように装着した少なくとも一の基準内輪アッシーを予め組み立てておき、該基準内輪アッシーを前記外輪の軌道面内に内嵌する工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載された複列円錐ころ軸受用外輪の両組幅測定方法。
4. 前記基準内輪アッシーを２つ作製するとともに、
   これら基準内輪アッシーのうちの一方をその軸線が鉛直方向となり且つその軌道面側が外側端面に対して上側となるように配置し、この基準内輪アッシーの上方から前記外輪を嵌め込み、この外輪の上方から、基準内輪アッシーのうちの他方をその軸線が鉛直方向となり且つその軌道面側が外側端面に対して下側となるように維持しながら鉛直方向に下ろすことにより、前記外輪の軸方向両側から前記両基準内輪アッシーを装着する工程を含むことを特徴とする請求項３に記載された複列円錐ころ軸受用外輪の両組幅測定方法。

Images