JP2013204678A - 複列転がり軸受及びその組立て方法並びに連結機構の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アキシャルすきまを容易かつ効率的に調整することができる複列転がり軸受及びその組立て方法並びに連結機構の製造方法を提供する。
【解決手段】複列アンギュラ玉軸受１の内輪２を構成する互いに分離された第１軌道輪部材２１と第２軌道輪部材２２とを、各軌道輪部材２１，２２に跨って設けたテーパ孔６２に、テーパピン６１を嵌合させることにより連結する。軸受を仮組立てした後、再度組立てる際に、テーパピン６１を、仮組立てしたときのテーパ孔６２と同じテーパ孔６２に嵌合させる。テーパ孔６２は、第１軌道輪部材２１と第１軌道輪部材２１とを連結した状態で同時に仕上げ加工する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複列転がり軸受及びその組立て方法、並びに複列転がり軸受の一対の軌道輪部材を連結する連結機構を製造する方法に関する。

従来、転動体を２列配列した複列転がり軸受として、外輪及び内輪のいずれか一方の軌道輪を、軸方向中央部で２分割した複列アンギュラ玉軸受が提供されている（例えば特許文献１参照）。
図５は従来の複列アンギュラ玉軸受の一例を示す要部断面図である。この複列アンギュラ玉軸受は旋回座用の大型軸受であり、内周に２列の外輪軌道面１０２を有する外輪１０１と同芯に、外周に前記外輪軌道面１０２に対向する２列の内輪軌道面１０４を有する内輪１０３を設け、前記外輪軌道面１０２と内輪軌道面１０４との間に、保持器１０８によって保持された転動体としての複数の玉１０９を介在している。

前記内輪１０３は、外輪１０１に組み込むことができるように、軸方向中央で２分割されている。内輪１０３は、その軸方向一方側の第１軌道輪部材１０５と軸方向他方側の第２軌道輪部材１０６とを、複数本のボルト１０７によって連結することにより構成されている。前記第１軌道輪部材１０５の内端面１０５ａと第２軌道輪部材１０６の内端面１０６ａとは、外輪１０１の軸方向中央で突き合わされている。また、各軌道輪部材１０５，１０６の外周には、それぞれ１列の前記内輪軌道面１０４が形成されている。

前記複数本のボルト１０７は、それぞれ第１軌道輪部材１０５の外側端面１０５ｂ側から第２軌道輪部材１０６の軸方向の途中部まで延びており、第１軌道輪部材１０５を挿通した状態で、その雄ねじ部分が、第２軌道輪部材１０６に設けられた雌ねじ１１０に螺合されている。また、各ボルト１０７は、周方向に沿って所定間隔毎に設けられている。

前記複列アンギュラ玉軸受のアキシャルすきまは、当該軸受の回転精度や回転寿命を確保するために、適正な値に調整されている。このアキシャルすきまの調整は以下の（ａ）〜から（ｅ）に示す方法で行われている。
（ａ）まず、前記外輪１０１と、互いに分離された第１軌道輪部材１０５及び第２軌道輪部材１０６との間に、保持器１０８によって保持された複数の玉１０９を配置した状態で、第１軌道輪部材１０５と第２軌道輪部材１０６とをボルト１０７によって連結して軸受を仮組立てする。
（ｂ）次に、仮組立てした軸受のアキシャルすきまを測定する。
（ｃ）その後、ボルト１０７を取り外して第１軌道輪部材１０５と第２軌道輪部材１０６とを分離させる。
（ｄ）次に、前記アキシャルすきまの測定値と、適正なアキシャルすきま隙間との差に相当する量だけ、各軌道輪部材１０５，１０６の内端面１０５ａ，１０６ａの少なくとも一方を研磨する。
（ｅ）研磨が終了すると、（ａ）と同様にして軸受を再度組立てる。

特開２００６−２２０１７４号公報

ところが、前記したアキシャルすきまの調整方法では、ボルト１０７とボルト孔１１１との間にすきまがあることから、アキシャルすきまを測定したときと軸受を再度組立てたときの、両軌道輪部材１０５、１０６の周方向及び径方向の相対位置がずれ易い。このため、計算通りにアキシャルすきまを調整することが困難である。そこで、適正なアキシャルすきまになるまで、前記（ａ）〜（ｅ）の工程を何度も繰り返す必要があり、アキシャルすきまの調整に多くの工数を必要とするという問題があった。

この発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、アキシャルすきまを容易かつ効率的に調整することができる複列転がり軸受及びその組立て方法、並びに複列転がり軸受の連結機構の製造方法を提供することを目的とする。

（１）前記目的を達成するための本発明に係る複列転がり軸受は、２列の第１軌道面を有する第１軌道輪と、この第１軌道輪と同芯に設けられ、前記第１軌道面に対向する２列の第２軌道面を有する第２軌道輪と、前記第１軌道面と第２軌道面との間に配置された転動体とを備え、前記第１軌道輪が、軸方向に互いに分離され、それぞれ１列の前記第１軌道面を有する第１軌道輪部材と第２軌道輪部材とにより構成されているとともに、前記第１軌道輪部材と第２軌道輪部材とが、それぞれの内端面どうしを突き合わせた状態で、周方向に沿って所定間隔毎に設けられた複数の連結機構によって連結されている複列転がり軸受であって、前記複数の連結機構が、テーパピンを用いる複数の第１連結機構と、ボルトを用いる複数の第２連結機構とを備え、前記第１連結機構が、先端部に設けられた雄ねじと、この雄ねじから後端に向かって漸次拡径するテーパ面とを有するテーパピンと、前記第１軌道輪部材の外端面から第２軌道輪部材の軸方向途中部にかけて軸方向に延びるとともに、前記テーパピンが、そのテーパ面を合致させた状態で嵌合されたテーパ孔と、前記第２軌道輪部材の前記各テーパ孔の内奥部に設けられ、前記テーパピンの雄ねじが螺合された雌ねじと、を備えることを特徴としている。

このような構成の複列転がり軸受によれば、複数の第１連結機構のテーパピンが、第１軌道輪部材と第２軌道輪部材の相対位置を規定する位置決めピンとして機能するので、軸受のアキシャルすきまの調整作業において、軸受を仮組立てした場合と再度組立てた場合とにおいて、第１軌道輪部材と第２軌道輪部材との周方向及び径方向の相対位置がずれるのを抑制することができる。この結果、軸受のアキシャルすきまを容易かつ効率的に調整することができる。

（２）本発明に係る複列転がり軸受の組立て方法は、前記（１）に記載の複列転がり軸受の組立て方法であって、前記第２軌道輪と、互いに分離された第１軌道輪部材及び第２軌道輪部材との間に、転動体を配置した状態で、第１軌道輪部材及び第２軌道輪部材とを第１連結機構によって連結して複列転がり軸受を仮組立てする工程と、仮組立てした複列転がり軸受のアキシャルすきまを測定する工程と、仮組立てした複列転がり軸受の第１軌道輪部材と第２第１軌道輪とを分離する工程と、測定したアキシャルすきまの値に応じて第１軌道輪部材及び第２軌道輪部材の少なくとも一方の内端面を研磨する工程と、前記第２軌道輪と、互いに分離された第１軌道輪部材及び第２軌道輪部材との間に、転動体を配置した状態で、各テーパピンを、仮組立てしたときのテーパ孔と同じテーパ孔にそれぞれ嵌合させて、複列転がり軸受を再度組立てる工程と、をこの順に含むことを特徴としている。

この複列転がり軸受の組立て方法によれば、複列転がり軸受を再度組立てる際に、各テーパピンを、仮組立てしたときのテーパ孔と同じテーパ孔にそれぞれ嵌合させるので、つまり、軸受を仮組立てしたときと再度組立てたときの第１軌道輪部材と第２軌道輪部材との周方向の組み合わせ位置を一致させた状態で、両軌道輪部材を連結するので、第１軌道輪部材と第２軌道輪部材の径方向及び周方向の相対位置がずれるのをより効果的に抑制することができる。このため、軸受のアキシャルすきまをさらに容易かつ効率的に調整することができる。

また、本発明に係る複列転がり軸受の連結機構の製造方法は、前記（１）に記載の複列転がり軸受の第１連結機構を製造する方法であって、第１軌道輪部材及び第２軌道輪部材の熱処理前のブランクに、前記雌ねじと、前記テーパ孔に対応するテーパ状にて加工取り代を有する下穴とを形成する工程と、前記雌ねじ及び下穴が形成されたブランクを熱処理する工程と、熱処理された前記ブランクの下穴を除く所定部を研磨仕上げして第１軌道輪部材及び第２軌道輪部材を形成する工程と、前記第１軌道輪部材と第２軌道輪部材とを、それぞれの下穴どうしを一致させた状態で連結する工程と、前記第１軌道輪部材と第２軌道輪部材のそれぞれの下穴に、同時に仕上げ加工を施してテーパ孔を形成する工程と、をこの順に含むことを特徴としている。

この連結機構の製造方法によれば、磨仕上げされた第１軌道輪部材と第２軌道輪部材とを連結した状態で、第１軌道輪部材と第２軌道輪部材のそれぞれの下穴に、同時に仕上げ加工を施すので、テーパ孔を高精度に形成することができる。このため、軸受を仮組立てした場合と再度組立てた場合とにおいて、第１軌道輪部材と第２軌道輪部材との周方向及び径方向の相対位置がずれるのをより効果的に抑制することができる。このため、軸受のアキシャルすきまをさらに容易かつ効率的に調整することができる。

本発明によれば、複列転がり軸受のアキシャルすきまを容易かつ効率的に調整することができる。

本発明の一実施形態に係る複列転がり軸受を示す要部断面図である。 前記複列転がり軸受の連結機構を分解した状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る複列転がり軸受の組立て方法を示す工程図である。 本発明の一実施形態に係る複列転がり軸受の連結機構の製造方法を示す工程図である。 従来の複列アンギュラ玉軸受を示す要部断面図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面に基づき説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る複列アンギュラ玉軸受１を示す要部断面図である。この複列アンギュラ玉軸受１は、旋回座用の大型軸受であって、外周に２列の第１軌道面２０を有する環状の内輪（第１軌道輪）２と、この内輪２と同芯に設けられ、内周に前記第１軌道面２０に対向する２列の第２軌道面３０を有する環状の外輪（第２軌道輪）３と、前記第１軌道面２０と第２軌道面３０との間に配置された転動体としての複数の玉４と、各玉４を所定間隔毎に保持する保持器５とを備えている。

内輪２は、軸方向中央において２分割されたものであり、その軸方向一方側の第１軌道輪部材２１と、軸方向他方側の第２軌道輪部材２２とによって構成されている。第１軌道輪部材２１と第２軌道輪部材２２とは、それぞれの内端面２１ａ，２２ａどうしを突き合わせた状態で、周方向に沿って所定間隔毎に設けられた複数の連結機構６によって連結されている。また、２列の第１軌道面２０は、それぞれ玉４に対して斜接している。

複数の連結機構６は、図２ａにも示すテーパピン６１を用いた複数の第１連結機構６Ａと、図２ｂに示すボルト６５を用いた複数の第２連結機構６Ｂとを備えている。第１連結機構６Ａは、周方向に沿った例えば４〜６箇所に等間隔で設けられており、その相互間に第２連結機構６Ｂが設けられている。
テーパピン６１は、その先端部に形成された雄ねじ６１ａと、この雄ねじ６１ａから後端面（図１の右側端面）に向かって漸次拡径するテーパ面６１ｂとを有している。また、テーパピン６１の後端面には、六角レンチを係合させるための係合溝６１ｃが形成されている。
前記テーパピン６１は、軸受用鋼や機械構造用炭素鋼等を熱処理して硬化させたものであり、そのテーパ面６１ｂは研磨仕上げされている。

第１軌道輪部材２１及び第２軌道輪部材２２には、テーパピン６１を嵌合させるためのテーパ孔６２が形成されている。このテーパ孔６２は、第１軌道輪部材２１の外端面２１ｂ（図１の右端面）から第２軌道輪部材２２の途中部にかけて形成されている。テーパ孔６２は第１軌道輪部材２１の外端面２１ｂから第２軌道輪部材２２の途中部に向かって漸次縮径しており、その傾斜角度はテーパピン６１の傾斜角度と同一である。したがって、テーパピン６１はテーパ孔６２に合致した状態で嵌合されている。
また、テーパ孔６２の内奥部である第２軌道輪部材２２の外端面２２ｂ側には、雌ねじ６３が形成されており、この雌ねじ６３にテーパピン６１の雄ねじ６１ａが螺合している。

ボルト６５を用いた第２連結機構６Ｂは、第１軌道輪部材２１側に、ボルト６５が挿通するボルト孔６５ａを有しており、第２軌道輪部材２２側にボルト６５が螺合する雌ねじ６５ｂを有している（図２ｂ参照）。

外輪３は外周にフランジ部３１が設けられたものであり、その２列の第２軌道面３０は、それぞれ玉４に対して斜接している。
保持器５は玉４を収容するポケットを周方向に沿って所定間隔毎に形成した環状のものである。
また、前記内輪２と外輪３との間の環状空間は、円環状のシール部材７によって密封されている。
なお、前記内輪２、外輪３及び玉４は、それぞれ軸受鋼や浸炭鋼等の軸受用鋼によって形成されているとともに、熱処理されて所定の硬さに硬化されている。

以上の構成の複列アンギュラ玉軸受１は、第１軌道輪部材２１と第２軌道輪部材２２とを連結している第１連結機構６Ａが、各軌道輪部材２１，２２に設けたテーパ孔６２に、テーパピン６１を嵌合させたものであるので、第１軌道輪部材２１と第２軌道輪部材２２との相対位置を精度よく位置決めすることができる。このため、複列アンギュラ玉軸受１のアキシャルすきまを調整する作業において、複列アンギュラ玉軸受１を仮組立てした場合と、再度組立てた場合とにおいて、第１軌道輪部材２１と第２軌道輪部材２２との周方向及び径方向の相対位置がずれるのを抑制することができる。したがって、複列アンギュラ玉軸受１のアキシャルすきまを容易かつ効率的に調整することができる。

図３は前記実施形態に係る複列アンギュラ玉軸受１の組立て方法を示す工程図である。この組立て方法においては、まず、互いに分離された第１軌道輪部材２１と第２軌道輪部材２２とを、保持器５に保持された玉４とともに、外輪３の内周内方に配置する（図３ａ参照）。このとき、第１軌道輪部材２１のテーパ孔６２部分と、第２軌道輪部材２２のテーパ孔６２部分とがほぼ連続するように、両者の位置をほぼ一致させておく。
この状態で、テーパ孔６２にテーパピン６１を差し込み、係合溝６１ｃに係合させた六角レンチによってテーパピン６１を回転させて、テーパピン６１の雄ねじ６１ａを、第２軌道輪部材２２の雌ねじ６３にねじ込み、最終的にテーパピン６１をテーパ孔６２に締め付けて嵌合させる（図３ｂ参照）。この際、テーパピン６１の締付トルクが一定になるように管理するのが好ましい。同様にして他の第１連結機構６Ａのテーパ孔６２に、テーパピン６１を順次嵌合させることにより、複列アンギュラ玉軸受１を仮組立することができる（図３ｂ参照）。

次に、仮組立てした複列アンギュラ玉軸受１のアキシャルすきまを測定する（図３ｃ参照）。その後、第１連結機構６Ａのテーパピン６１をテーパ孔６２から抜いて、第１軌道輪部材２１と第２軌道輪部材２２とを分離する（図３ｄ参照）。これにより、仮組立てした複列アンギュラ玉軸受１を分解することができる。
次に、複列アンギュラ玉軸受１のアキシャルすきまの測定値に応じて各軌道輪部材２１，２２の内端面２１ａ，２２ａの少なくとも一方を研磨する（図３ｄ参照）。この研磨取り代の合計は、アキシャルすきまの測定値と設計上のアキシャルすきまとの差に相当する値である。

その後、互いに分離された第１軌道輪部材２１と第２軌道輪部材２２とを、保持器５に保持された玉４とともに、外輪３の内周内方に再配置し、テーパ孔６２にテーパピン６１を差し込む。このとき、仮組立てしたときのテーパ孔６２と同じテーパ孔６２にテーパピン６１を差し込む。これにより、複列アンギュラ玉軸受１を仮組立てしたときと再度組立てたときの第１軌道輪部材２１と第２軌道輪部材２２との周方向の組み合わせ位置を一致させることができる。なお、前記テーパ孔６２に差し込むテーパピン６１は、仮組立てしたときのテーパ孔６２に嵌合したものと同一のものであるのが好ましい。

次いで、係合溝６１ｃに係合させた六角レンチによってテーパピン６１を回転させて、テーパピン６１の雄ねじ６１ａを、第２軌道輪部材２２の雌ねじ６３にねじ込み、最終的に、テーパピン６１をテーパ孔６２に締め付けて嵌合させる。また、第２連結機構６Ｂのボルト６５も用いて、第１軌道輪部材２１と第２軌道輪部材２２とをボルト止めする。以上により、所望のアキシャルすきまに調整された複列アンギュラ玉軸受１を得ることができる。

以上の組立て方法においては、複列アンギュラ玉軸受１を再度組立てる際に、各テーパピン６１を、仮組立てしたときのテーパ孔６２と同じテーパ孔６２にそれぞれ嵌合させるので、第１軌道輪部材２１と第２軌道輪部材２２との周方向及び径方向の相対位置がずれるのをより効果的に抑制することができる。このため、複列アンギュラ玉軸受１のアキシャルすきまをさらに容易かつ効率的に調整することができる。

図４は前記第１連結機構６Ａの製造方法を示す工程図である。この製造方法においては、まず、各軌道輪部材２１，２２を得るための環状のブランクＢ１，Ｂ２を作成する（図４ａ参照）。このブランクＢ１，Ｂ２は、各軌道輪部材２１，２２に対応する形状であって、所要部に研磨取り代を有している。
次に、各ブランクＢ１，Ｂ２の第１連結機構６Ａを形成する箇所に、テーパ孔６２に対応する形状の下穴Ｂ１ａ，Ｂ２ａを形成する（図４ｂ参照）。この下穴Ｂ１ａ，Ｂ２ａには、研磨取り代を設けておく。また、ブランクＢ２にはテーパピン６１の雄ねじ６１ａと螺合する雌ねじ６３を形成する。さらに、ブランクＢ１及びＢ２の第２連結機構６Ｂを形成する箇所に、ボルト孔６５ａ及び雌ねじ６５ｂ（図２ｂ参照）をそれぞれ形成する。

次に、各ブランクＢ１，Ｂ２に熱処理を施して、所定の硬さに硬化させる（図４ｃ参照）。その後、各ブランクＢ１，Ｂ２の内周面、両端面、及び第１軌道面２０に対応する部分を研磨仕上げして、第１軌道輪部材２１及び第２軌道輪部材２２を形成する（図４ｄ参照）。
次に、下穴Ｂ１ａ及び下穴Ｂ２ａの相対位置を一致させた状態で、第２連結機構６Ｂによって第１軌道輪部材２１と第１軌道輪部材２１とを仮連結し（図４ｅ参照）、この仮連結した状態で、第１軌道輪部材２１の下穴Ｂ１ａと、第２軌道輪部材２２の下穴Ｂ２ａとを、同時に研磨仕上げしてテーパ孔６２を完成させる（図４ｆ参照）。

このように、前記第１連結機構６Ａの製造方法においては、第１軌道輪部材２１の下穴Ｂ１ａと、第２軌道輪部材２２の下穴Ｂ２ａとを、同時に研磨仕上げしてテーパ孔６２を形成するので、各軌道輪部材２１，２２に跨るテーパ孔６２を、芯ずれを生じることなく高精度に形成することができる。このため、複列アンギュラ玉軸受１のアキシャルすきまをさらに容易かつ効率的に調整することができる。
なお、前記下穴Ｂ１ａ，Ｂ２ａの仕上げ加工は、前記した研磨加工の他、旋削加工であってもよい。

この発明は前記実施形態に限定されるものではない。例えば第１連結機構６Ａは、少なくとも対向する２箇所、より好ましくは３箇所以上設けられていればよい。また、複列アンギュラ玉軸受として内輪を２分割したものを示したが、外輪を２分割したものであってもよい。
さらに、この発明は、前記複列アンギュラ玉軸受の他、複列円すいころ軸受にも適用して実施することができる。

１：複列アンギュラ玉軸受（複列転がり軸受）、２：内輪（第１軌道輪）、２０：第１軌道面、２１：第１軌道輪部材、２１ａ：第１軌道輪部材の内端面、２１ｂ：第１軌道輪部材の外端面、２２：第２軌道輪部材、２２ａ：第２軌道輪部材の内端面、２２ｂ：第２軌道輪部材の外端面、３：外輪（第２軌道輪）、３０：第２軌道面、４：玉（転動体）、６：連結機構、６１：テーパピン、６２：テーパ孔、６１ａ：雄ねじ、６３：雌ねじ、６５：ボルト、６Ａ：第１連結機構、６Ｂ：第２連結機構

Claims (3)

1. ２列の第１軌道面を有する第１軌道輪と、この第１軌道輪と同芯に設けられ、前記第１軌道面に対向する２列の第２軌道面を有する第２軌道輪と、前記第１軌道面と第２軌道面との間に配置された転動体とを備え、前記第１軌道輪が、軸方向に互いに分離され、それぞれ１列の前記第１軌道面を有する第１軌道輪部材と第２軌道輪部材とにより構成されているとともに、前記第１軌道輪部材と第２軌道輪部材とが、それぞれの内端面どうしを突き合わせた状態で、周方向に沿って所定間隔毎に設けられた複数の連結機構によって連結されている複列転がり軸受であって、
   前記複数の連結機構が、テーパピンを用いる複数の第１連結機構と、ボルトを用いる複数の第２連結機構とを備え、
   前記第１連結機構が、
   先端部に設けられた雄ねじと、この雄ねじから後端に向かって漸次拡径するテーパ面とを有するテーパピンと、
   前記第１軌道輪部材の外端面から第２軌道輪部材の軸方向途中部にかけて軸方向に延びるとともに、前記テーパピンが、そのテーパ面を合致させた状態で嵌合されたテーパ孔と、
   前記第２軌道輪部材の前記各テーパ孔の内奥部に設けられ、前記テーパピンの雄ねじが螺合された雌ねじと、を備えることを特徴とする複列転がり軸受。
2. 請求項１記載の複列転がり軸受の組立て方法であって、
   前記第２軌道輪と、互いに分離された第１軌道輪部材及び第２軌道輪部材との間に、転動体を配置した状態で、第１軌道輪部材及び第２軌道輪部材とを第１連結機構によって連結して複列転がり軸受を仮組立てする工程と、
   仮組立てした複列転がり軸受のアキシャルすきまを測定する工程と、
   仮組立てした複列転がり軸受の第１軌道輪部材と第２第１軌道輪とを分離する工程と、
   測定したアキシャルすきまの値に応じて第１軌道輪部材及び第２軌道輪部材の少なくとも一方の内端面を研磨する工程と、
   前記第２軌道輪と、互いに分離された第１軌道輪部材及び第２軌道輪部材との間に、転動体を配置した状態で、各テーパピンを、仮組立てしたときのテーパ孔と同じテーパ孔にそれぞれ嵌合させて、複列転がり軸受を再度組立てる工程と、
   をこの順に含むことを特徴とする複列転がり軸受の組立て方法。
3. 請求項１記載の複列転がり軸受の第１連結機構を製造する方法であって、
   第１軌道輪部材及び第２軌道輪部材の熱処理前のブランクに、前記雌ねじと、前記テーパ孔に対応するテーパ状にて加工取り代を有する下穴とを形成する工程と、
   前記雌ねじ及び下穴が形成されたブランクを熱処理する工程と、
   熱処理された前記ブランクの下穴を除く所定部を研磨仕上げして第１軌道輪部材及び第２軌道輪部材を形成する工程と、
   前記第１軌道輪部材と第２軌道輪部材とを、それぞれの下穴どうしを一致させた状態で連結する工程と、
   前記第１軌道輪部材と第２軌道輪部材のそれぞれの下穴に、同時に仕上げ加工を施してテーパ孔を形成する工程と、
   をこの順に含むことを特徴とする複列転がり軸受の連結機構の製造方法。

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