JP2019078567A - 転がり軸受用回転駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各種試験に供される転がり軸受を、特殊工具を用いることなく、短時間で簡単に交換することができる転がり軸受用回転駆動装置を提供する。【解決手段】駆動軸１６に一体回転可能に固定され、転がり軸受１の内輪２が外嵌すると共に、内輪２の軸方向一方側の端面と当接する回転軸１７と、外周面２８がハウジング１４の外筒収容室２５に内嵌すると共に、内周面２７に転がり軸受１の外輪３が内嵌し、且つ、外輪３の軸方向他方側の端面と当接する外筒２６と、ハウジング１４に設けられ、外筒２６を軸方向他方側から押圧することで、転がり軸受１に予圧を付与する予圧付与機構４０と、を備え、外筒２６は、その軸方向他方側の端面から軸方向に延長する把持部２９を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受用回転駆動装置に関し、より詳細には、試験に供される転がり軸受を簡単に交換可能な転がり軸受用回転駆動装置に関する。

転がり軸受の開発やデモストレーションなどの際には、振動試験、騒音試験、温度変化試験、寿命試験、さらにクリーン環境中で使用される転がり軸受については発塵試験などの各種性能試験が行われる。このような性能試験は、試験に供される転がり軸受を転がり軸受用回転駆動装置に装着し、所定の負荷を付与した状態で回転駆動して振動、騒音、温度、寿命、発塵量などを測定する。

特許文献１には、試験に供される転がり軸受の外輪をハウジングに嵌合し、内輪をモータで回転駆動される回転軸に固定して、スプリングにより転がり軸受にアキシアル荷重を付与した状態で回転させて、微小荷重変換器によるトルク測定、レーザ光散乱式パーティクルカウンタによる摩耗粉量の測定を可能とした軸受回転試験機が記載されている。

特開２００５−３６９５９号公報

このような軸受回転試験装置においては、複数の転がり軸受の特性を連続して計測する場合や、良品の軸受と欠陥を有する軸受とを取り替えて計測する場合など、試験に供される転がり軸受を交換する作業が頻繁に発生する。

しかしながら、特許文献１によれば、転がり軸受が回転軸とハウジングに同時に嵌合しているため、転がり軸受を回転軸から容易に引き抜くことができない。転がり軸受を取り外すためには、試験装置を分解して、例えば市販のプーリ抜き的な機能を有する特殊治具を用いて転がり軸受を回転軸から引き抜く必要があり、転がり軸受を迅速に交換ができない課題があった。特に、聴衆の面前でデモンストレーションを行う場合などにおいては、転がり軸受の迅速な交換が望まれる。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、各種試験に供される転がり軸受を、特殊工具を用いることなく、短時間で簡単に交換することができる転がり軸受用回転駆動装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 転がり軸受に予圧が付与された状態で、該転がり軸受を回転駆動する転がり軸受用回転駆動装置であって、
モータによって駆動される駆動軸に一体回転可能に固定され、前記転がり軸受の内輪が外嵌すると共に、前記内輪の軸方向一方側の端面と当接する回転軸と、
外周面がハウジングの内周面に内嵌すると共に、内周面に前記転がり軸受の外輪が内嵌し、且つ、前記外輪の軸方向他方側の端面と当接する外筒と、
前記ハウジングに設けられ、前記外筒を軸方向他方側から押圧することで、前記転がり軸受に予圧を付与する予圧付与機構と、
を備え、
前記外筒は、その軸方向他方側の端面から軸方向に延長する把持部を備える、転がり軸受用回転駆動装置。
（２） 前記外筒は、その内周面に摩擦力付与部を備える、（１）に記載の転がり軸受用回転駆動装置。
（３） 前記摩擦力付与部は、前記外輪が内嵌される部分よりも軸方向一方側の前記外筒の内周面に形成される円周溝である、（２）に記載の転がり軸受用回転駆動装置。
（４） 前記予圧付与機構は、
前記外筒の軸方向他方側の端面に当接する外筒押さえと、
前記外筒押さえを貫通して、前記ハウジングの軸方向他方側の端面に締結される段付きねじと、
前記段付きねじの頭部と前記外筒押さえとの間に配置され、前記外筒押さえ及び前記外筒を介して前記転がり軸受の前記外輪に軸方向荷重を付与する弾性部材と、
を有する、（１）〜（３）のいずれかに記載の転がり軸受用回転駆動装置。
（５） 前記予圧付与機構は、
前記外筒の軸方向他方側の端面に当接する外筒押さえと、
前記ハウジングの軸方向他方側の端面に設けられた第１磁石と、
前記第１磁石に対向して、前記外筒押さえの軸方向一方側の端面に設けられた第２磁石と、を備え、
前記第１磁石と前記第２磁石の対向面には、互いに異なる磁極が着磁されている、（１）〜（３）のいずれかに記載の転がり軸受用回転駆動装置。
（６） 転がり軸受に予圧が付与された状態で、該転がり軸受を回転駆動する転がり軸受用回転駆動装置であって、
モータによって駆動される駆動軸に一体回転可能に固定され、前記転がり軸受の外輪の軸方向一方側の端面と当接し、さらに、軸方向他方側に延出して、前記外輪の周囲を覆う円筒部を有する回転軸と、
外周面が前記回転軸の円筒部の内周面に内嵌すると共に、内周面に前記外輪が内嵌する外筒と、
ハウジングに設けられ、前記転がり軸受の内輪が外嵌すると共に、前記内輪の軸方向他方側の端面と当接し、前記内輪を軸方向他方側から押圧することで、前記転がり軸受に予圧を付与する予圧付与機構と、
を備え、
前記外筒は、その軸方向他方側の端面から軸方向に延長する把持部を備える、転がり軸受用回転駆動装置。
（７） 前記予圧付与機構は、
前記転がり軸受の内輪が外嵌すると共に、前記内輪の軸方向他方側の端面に当接する内輪押さえと、
前記内輪押さえを貫通して、前記ハウジングの軸方向他方側の端面に締結される段付きねじと、
前記段付きねじの頭部と前記内輪押さえとの間に配置され、前記内輪押さえを介して前記転がり軸受の前記内輪に軸方向荷重を付与する弾性部材と、
を有する、（６）に記載の転がり軸受用回転駆動装置。
（８） 前記予圧付与機構は、
前記転がり軸受の内輪が外嵌すると共に、前記内輪の軸方向他方側の端面に当接する内輪押さえと、
前記ハウジングの軸方向他方側の端面に設けられた第１磁石と、
前記第１磁石に対向して、前記内輪押さえの軸方向一方側の端面に設けられた第２磁石と、を備え、
前記第１磁石と前記第２磁石の対向面には、互いに異なる磁極が着磁されている、（６）に記載の転がり軸受用回転駆動装置。
（９） 前記転がり軸受の振動を検出可能な振動センサを固定するセンサ台を備える、（１）〜（８）のいずれかに記載の転がり軸受用回転駆動装置。

本発明の転がり軸受用回転駆動装置によれば、モータによって駆動される駆動軸に一体回転可能に固定され、転がり軸受の内輪が外嵌すると共に、内輪の軸方向一方側の端面と当接する回転軸と、外周面がハウジングの内周面に内嵌すると共に、内周面に転がり軸受の外輪が内嵌し、且つ、外輪の軸方向他方側の端面と当接する外筒と、ハウジングに設けられ、外筒を軸方向他方側から押圧することで、転がり軸受に予圧を付与する予圧付与機構と、を備え、外筒は、その軸方向他方側の端面から軸方向に延長する把持部を備えるので、把持部を把持して外筒を軸方向他方側に引き抜くことで、回転輪が内輪である転がり軸受を、特殊工具を用いることなく、短時間で簡単に取り外し、又は交換することができる。

また、本発明の他の転がり軸受用回転駆動装置によれば、モータによって駆動される駆動軸に一体回転可能に固定され、外輪の軸方向一方側の端面と当接し、さらに、軸方向他方側に延出して、外輪の周囲を覆う円筒部を有する回転軸と、外周面が回転軸の円筒部の内周面に内嵌すると共に、内周面に外輪が内嵌する外筒と、ハウジングに設けられ、転がり軸受の内輪が外嵌すると共に、内輪の軸方向他方側の端面と当接し、内輪を軸方向他方側から押圧することで、転がり軸受に予圧を付与する予圧付与機構と、を備え、外筒は、その軸方向他方側の端面から軸方向に延長する把持部を備えるので、把持部を把持して外筒を軸方向他方側に引き抜くことで、回転輪が外輪である転がり軸受を、特殊工具を用いることなく、短時間で簡単に取り外し、又は交換することができる。

本発明の第１実施形態の転がり軸受用回転駆動装置の断面図である。 本発明の第２実施形態の転がり軸受用回転駆動装置の断面図である。 本発明の第３実施形態の転がり軸受用回転駆動装置の断面図である。 本発明の第４実施形態の転がり軸受用回転駆動装置の断面図である。

以下、本発明に係る転がり軸受用回転駆動装置の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態の転がり軸受用回転駆動装置１０は、略逆Ｔ字形のフランジ１２が、ベース１１に固定されている。フランジ１２の軸方向一方側の側面には、モータ１３がねじ固定され、軸方向他方側の側面にはハウジング１４がねじ固定されている。ハウジング１４は、フランジ１２にねじ固定される軸方向一方側の端面よりも内径側の部分を、軸方向一方側に突出させ、フランジ１２に形成された開口部１２ａ内に位置させている。モータ１３は、ハウジング１４の位置決め孔１５に嵌合し、駆動軸であるモータ軸１６が位置決め孔１５を越えてハウジング１４側に突出している。

モータ軸１６には、回転軸１７が嵌合し、止めネジ１８により一体回転可能に固定されている。回転軸１７は、モータ軸１６に嵌合する本体部１９と、本体部１９の軸方向他方側に形成された細径部２０と、を備え、本体部１９と細径部２０とにより段差部２１が形成される。本体部１９には、作業孔２２が径方向に貫通して設けられている。

細径部２０には、試験に供される転がり軸受１の内輪２が嵌合している。内輪２の軸方向一方側の端面は、回転軸１７の段差部２１に当接している。段差部２１の直径は、内輪２の外径以下に設定されている。これにより、段差部２１（回転軸１７）が、転がり軸受１の内輪２以外の部材（外輪３、保持器４、及び玉５）に接触することが防止される。

回転軸１７の細径部２０の先端には、内輪押さえ２３が嵌合し、ボルト２４で回転軸１７に固定されている。内輪押さえ２３の軸方向一方側の端面２３ａと段差部２１との間で、内輪２が挟持されて内輪２の軸方向位置が位置決めされる。また、モータ軸１６、回転軸１７、及び内輪押さえ２３の軸中心は、同一線上に設定されている。

ハウジング１４は、軸方向他方側に開口する有底の外筒収容室２５を備える。外筒収容室２５には、外筒２６が軸方向に摺動自在に嵌合している。

外筒２６は、互いに同軸上に形成された内周面２７と外周面２８とを備える略円環状部材であり、外筒２６の軸方向他方側の端面から軸方向他方側に突出する略円環状の把持部２９が一体に形成されている。具体的に、把持部２９は、後述する外筒押さえ４２の環状凸部４４が当接する軸方向他方側の端面よりも内径側において、軸方向他方側に突出する。また、把持部２９は、ハウジング１４の軸方向他方側の端面よりも軸方向他方側に突出する長さに設計されている。外筒２６の軸方向他方側端部には、内周面２７より径方向内側に向かって突出するつば部３０が形成される。また、内周面２７の軸方向一方側には、摩擦力付与部としての円周溝３１が形成されている。

外筒２６の内周面２７には、転がり軸受１の外輪３が嵌合し、外輪３の軸方向他方側の端面は、つば部３０に当接する。また、外周面２８は、ハウジング１４の外筒収容室２５に嵌合する。円周溝３１は、外輪３の軸方向一方側の端面より軸方向一方側に形成され、具体的には、外輪３が内嵌される部分に軸方向一方側で隣接して形成されている。

ハウジング１４の軸方向他方側には、予圧付与機構４０が配設されている。予圧付与機構４０は、ハウジング１４の軸方向他方側端面に固定された複数の段付きねじ４１と、段付きねじ４１に移動自在に案内される略円盤状の外筒押さえ４２と、ばね受け５０を支持する段付きねじ４１の頭部４１ａと外筒押さえ４２との間に配設された弾性部材であるコイルばね４３と、を備える。
なお、コイルばね４３は、径の大きさに応じて、ばね受け５０を設けずに、段付きねじ４１の頭部４１ａに直接当接させてもよい。

外筒押さえ４２は、外筒２６の軸方向他方側の端面に当接する環状凸部４４を有し、また、複数の段付きねじ４１がそれぞれ貫通し、段付きねじ４１の外径より若干大きな複数の貫通孔４５を有する。外筒押さえ４２は、コイルばね４３の弾性力により段付きねじ４１に沿って移動し、環状凸部４４が外筒２６を軸方向一方側に押圧して、外筒２６を介して外輪３に軸方向力を付与する。これにより、転がり軸受１に予圧が付与される。

次に、本実施形態の転がり軸受用回転駆動装置１０の作用を説明する。モータ１３に通電してモータ軸１６を回転させると、回転軸１７、回転軸１７の細径部２０に外嵌する内輪２、及び回転軸１７に固定された内輪押さえ２３が、一体で回転する。外輪３は、予圧付与機構４０によって外筒押さえ４２の環状凸部４４が当接する外筒２６の内周面２７に嵌合しているので回転することはない。また、転がり軸受１は、コイルばね４３によって外輪３が軸方向一方側に押圧されることで予圧が付与されている。

即ち、予圧が付与された転がり軸受１は、モータ１３を駆動することで内輪２が回転する。そして、内輪２を回転させながら、振動、音、温度、発塵量などの各測定値を測定して性能評価される。

各測定値の測定後、試験に供される転がり軸受１を転がり軸受用回転駆動装置１０から取り外す場合、あるいは、交換する場合、まず、段付きねじ４１を緩め、ハウジング１４から予圧付与機構４０を取り外す。次いで、内輪押さえ２３を回転軸１７に固定しているボルト２４を取り外し、内輪押さえ２３を転がり軸受用回転駆動装置１０から取り外す。ボルト２４の取り外しは、回転軸１７を径方向に貫通する作業孔２２に、ハウジング１４の外側から不図示のハウジング貫通穴を介してレンチ等を差し込んで回転軸１７の回転止めとすれば作業が容易になる。

これにより、転がり軸受１を転がり軸受用回転駆動装置１０に拘束する部材がなくなるので、略円環状の把持部２９を摘まんで軸方向他方側に移動させることにより、特殊冶具を用いることなく、外筒２６の内周面２７に嵌合する転がり軸受１を、外筒２６と共に転がり軸受用回転駆動装置１０から取り外すことができる。その際、外輪３が内周面２７内で軸方向一方側に移動して円周溝３１を通過しようとすると、外輪３の外周面の内周溝３１に対向している部分には、摩擦力が消滅しているので、外輪３の外周面上の摩擦力の不均一が生じ、外輪３が軸に対して傾斜し、外輪３と外筒２６間の摩擦力が上昇するので、円周溝３１が摩擦力付与部として作用して外輪３の抜けを阻止する。これにより、転がり軸受１を外筒２６の内周面２７内に嵌合させた状態で取り外すこができる。

転がり軸受１を転がり軸受用回転駆動装置１０に取り付ける場合には、外筒２６の内周面２７に転がり軸受１を嵌合させた後、上記と逆の手順で容易に取り付けることができる。

なお、円周溝３１を止め輪溝として、不図示の止め輪を配置すれば、内周面２７に嵌合した転がり軸受１が外筒２６から抜けることがなくなり、転がり軸受１を回転軸１７から取り外す工程がより確実となる。

また、測定予定の転がり軸受１と同数の外筒２６を準備し、それぞれの外筒２６に転がり軸受１を予めセットしておけば、デモンストレーション等で連続的に転がり軸受１を交換して計測実演を行なう場合には、特に有用となる。

従って、連続して転がり軸受１の計測を行なう場合、２つの転がり軸受１を交互に交換して比較計測する場合、あるいは、聴衆の面前で軸受計測の学習実験や実演などを行なうデモンストレーションの場合において、計測を速やかに、連続的に行なうことが可能になる。

以上説明したように、本実施形態の転がり軸受用回転駆動装置１０によれば、モータ１３のモータ軸１６に一体回転可能に固定され、転がり軸受１の内輪２が外嵌すると共に、内輪２の軸方向一方側の端面と当接する回転軸１７と、外周面２８がハウジング１４の外筒収容室２５に内嵌すると共に、内周面２７に転がり軸受１の外輪３が内嵌し、且つ、外輪３の軸方向他方側の端面と当接する外筒２６と、ハウジング１４に設けられ、外筒２６を軸方向他方側から押圧することで、転がり軸受１に予圧を付与する予圧付与機構４０と、を備え、外筒２６は、その軸方向他方側の端面から軸方向に延長する把持部２９を備えるので、把持部２９を把持して外筒２６を軸方向他方側に引き抜くことで、回転輪が内輪２である転がり軸受１を、特殊工具を用いることなく、短時間で簡単に取り外し、又は交換することができる。

また、外筒２６は、その内周面２７に摩擦力付与部を備えるので、外筒２６を引き抜く際に、外筒２６の内周面２７からの外輪３の抜けを防止することができる。

さらに、摩擦力付与部は、外輪３が内嵌される部分よりも軸方向一方側の外筒２６の内周面２７に形成される円周溝３１であるので、簡単な構造により外筒２６の内周面２７からの外輪３の抜けを防止することができる。

また、予圧付与機構４０は、外筒２６の軸方向他方側の端面に当接する外筒押さえ４２と、外筒押さえ４２を貫通して、ハウジング１４の軸方向他方側の端面に締結される段付きねじ４１と、ばね受け５０を介して段付きねじ４１の頭部４１ａと外筒押さえ４２との間に配置され、外筒押さえ４２及び外筒２６を介して転がり軸受１の外輪３に軸方向荷重を付与するコイルばね４３と、を有するので、コイルばね４３の弾性力により転がり軸受１に予圧を付与することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の転がり軸受用回転駆動装置について、図２を参照して説明する。図２に示す第２実施形態の転がり軸受用回転駆動装置１０Ａは、予圧付与機構４０の構成が、第１実施形態の転がり軸受用回転駆動装置１０と異なる。その他の部分については、本発明の第１実施形態の転がり軸受用回転駆動装置１０と同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

本実施形態の転がり軸受用回転駆動装置１０Ａの予圧付与機構４０は、ハウジング１４及び外筒押さえ４２の対向面に配置された一対の永久磁石（第１及び第２磁石）４７，４８により構成されている。具体的には、円環状の磁石ホルダ４６には、その軸方向他方側の側面に開口する複数の円筒状の磁石収容部４６ａが円周方向に沿って等配に、且つ等直径位置に設けられ、磁石ホルダ４６は、ハウジング１４の軸方向他方側の端面にねじ固定されている。それぞれの磁石収容部４６ａには、円柱状の第１磁石４７が接着などにより固定されている。したがって、第１磁石４７は、第１磁石４７の軸方向他方側の面は、例えば、Ｎ極に着磁されている。

また、磁石ホルダ４６に対向する外筒押さえ４２は、第１実施形態と同様に、断面略Ｌ字形状を有する一方、外筒押さえ４２の軸方向一方側の側面には、複数の円筒状の他の磁石収容部４２ａが円周方向に沿って等配に、且つ等直径位置に設けられ、それぞれの他の磁石収容部４２ａに、第１磁石４７に対向して第２磁石４８が埋設されている。第２磁石４８の着磁方向は、第１磁石４７と同一方向、即ち、第２磁石４８の軸方向一方側の面は、例えば、Ｓ極に着磁されている。これにより、第１磁石４７と第２磁石４８との間には、互いを接近させる方向の磁力が作用する。

第１磁石４７と第２磁石４８は、直径が同一であり、配置角度が同一か、あるいはＮ倍（Ｎは自然数）となるように配置される。また、第１及び第２磁石４７，４８の着磁方向は問われないが、外筒押さえ４２が磁石ホルダ４６方向に磁力で吸引されて、外筒２６を介して転がり軸受１に予圧が付与されるように、磁石群の合計では引力となるよう考慮される必要がある。

効率的には、第１及び第２磁石４７，４８は、軸方向着磁であって、対向する面同士が異極（一方の面がＮ極の場合、対向面はＳ極）となるように配置されるのが望ましい。また、第１磁石４７と第２磁石４８の個数を異ならせることで磁力を調整し、転がり軸受１に付与する予圧の大きさを調整してもよい。この場合、第１及び第２磁石４７，４８の個数を調整した外筒押さえ４２、磁石ホルダ４６を複数用意すれば、外筒押さえ４２、磁石ホルダ４６を交換するだけで、予圧を変更することが可能となる。これにより、計測結果についての予圧の影響評価を、簡単、且つ連続的して速やかに実施することができる。

第１及び第２磁石４７，４８の材質は問わないが、フェライト系磁石、アルニコ系磁石の他、希土類磁石（サマリウムコバルト系、ネオジウム系）を用いれば小さな体積の磁石で大きな吸引力を発生させることができ、好ましい。また、第１及び第２磁石４７，４８の磁石ホルダ４６や外筒押さえ４２への固定方法は、圧入、接着、あるいは磁石中央位置に穴が設けられている場合（図示せず）は、ねじによる締結等が用いられる。

このような外筒押さえ４２を転がり軸受用回転駆動装置１０Ａに装着すると、第１及び第２磁石４７，４８の磁力により外筒押さえ４２が軸方向一方側に引き寄せられて外筒押さえ４２の環状凸部４４が外筒２６を押圧し、外筒２６のつば部３０を介して外輪３に軸方向力を付与する。これにより、転がり軸受１に予圧が付与される。

磁力により転がり軸受１に予圧を付与する本実施形態の転がり軸受用回転駆動装置１０Ａでは、ねじなどの締付、取り外しなどの作業が不要であり、外筒押さえ４２の着脱が容易である。即ち、簡単に転がり軸受１に予圧を付与することができ、且つ、転がり軸受１の取り外しや交換時における外筒押さえ４２の取り外し及び外筒２６の引き抜きが簡単になる。

以上説明したように、本実施形態の転がり軸受用回転駆動装置１０Ａによれば、予圧付与機構４０は、外筒２６の軸方向他方側の端面に当接する外筒押さえ４２と、ハウジング１４の軸方向他方側の端面に設けられた第１磁石４７と、第１磁石４７に対向して、外筒押さえ４２の軸方向一方側の端面に設けられた第２磁石４８と、を備え、第１磁石４７と第２磁石４８の対向面には、互いに異なる磁極が着磁されているので、第１磁石４７と第２磁石４８との磁力により転がり軸受１に予圧を付与することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の転がり軸受用回転駆動装置について、図３を参照して説明する。
図３に示すように、本発明の第３実施形態の転がり軸受用回転駆動装置１０Ｂは、略逆Ｔ字形のフランジ１２が、ベース１１に固定されている。フランジ１２の軸方向一方側の側面には、モータ１３がねじ固定され、軸方向他方側の側面にはハウジング１４がねじ固定されている。ハウジング１４は、フランジ１２にねじ固定される軸方向一方側の端面よりも内径側の部分を、軸方向一方側に突出させ、フランジ１２に形成された開口部１２ａ内に位置させている。モータ１３は、ハウジング１４の位置決め孔１５に嵌合し、駆動軸であるモータ軸１６が位置決め孔１５を越えてハウジング１４側に突出している。

モータ軸１６には、回転軸６１が嵌合し、止めネジ１８により一体回転可能に固定されている。回転軸６１は、回転軸６１が嵌合する円柱状部分に対して軸方向他方側に延出する円筒部６２と、該円柱状部分を径方向に貫通する作業孔６３とを備える。円筒部６２には、軸方向他方側に開口する有底の外筒収容室６４が形成されている。

外筒収容室６４の底部には、他方側に突出する円形凸部６５が形成されている。円形凸部６５の軸中心部には、円形凹状の逃げ部６６が形成されている。逃げ部６６の直径は、内輪２の外径より大きく形成されている。これにより、円形凸部６５の軸方向他方側端面が外輪３の軸方向一方側の端面と当接する一方、内輪２の軸方向一方側の端面と回転軸６１（円形凸部６５）との干渉が防止される。

外筒収容室６４には、外筒６７が軸方向に摺動自在に嵌合している。外筒収容室６４の底部６４ａの深さは、外筒収容室６４に嵌合する外筒６７と干渉しないように、十分に深く形成されている。

外筒６７は、互いに同軸上に形成された内周面６８と外周面６９とを備える略円環状部材であり、外筒６７の軸方向他方側の端面から軸方向他方側に突出する略円環状の把持部７０が一体に形成されている。把持部７０は、外筒６７の外周面６９から連続して軸方向他方側に突出している。また、把持部７０は、ハウジング１４の軸方向他方側の端面よりも軸方向他方側に突出する長さに設計されている。外筒６７の軸方向他方側端部には、内周面６８より径方向内側に向かって突出するつば部７１が形成される。また、外筒６７の軸方向一方側端部には、摩擦力付与部としての円周溝７２が形成されている。

外筒６７の内周面６８には、転がり軸受１の外輪３が嵌合し、外輪３の軸方向他方側の端面は、つば部７１に当接する。また、外周面６９は、回転軸６１の円筒部６２に形成された外筒収容室６４と嵌合する。したがって、円筒部６２は、外輪３の周囲を覆う。外筒６７の円周溝７２は、外輪３の軸方向一方側の端面より軸方向一方側に形成され、具体的には、外輪３が内嵌される部分に軸方向一方側で隣接して形成されている。

ハウジング１４は、軸方向他方側に開口する回転軸収容室７３を備え、回転軸６１を回転軸収容室７３内に非接触で収容する。また、ハウジング１４の軸方向他方側には、予圧付与機構４０が配設されている。予圧付与機構４０は、ハウジング１４の軸方向他方側端面に固定された複数の段付きねじ４１と、段付きねじ４１を介してハウジング１４に支持され、段付きねじ４１に移動自在に案内される内輪押さえ７４と、ばね受け５０を介して段付きねじ４１の頭部４１ａと内輪押さえ７４との間に配設された弾性部材であるコイルばね４３と、を備える。

内輪押さえ７４は、断面略Ｔ字形を有し、略円盤状の大径部７５と、大径部７５の中心から軸方向一方側に突出する小径の内輪支持部７６と、を備える。内輪支持部７６の外径は、内輪２の外径と略同じ径に形成されている。内輪支持部７６の軸方向一方側の先端は、さらに小径部７６ａを有して段付き形状に形成されて転がり軸受１の内輪２に内嵌すると共に、段部７７が内輪２の軸方向他方側の端面に当接する。
なお、内輪支持部７６の軸方向長さは、段部７７が内輪２の軸方向他方側の端面に当接した状態で、大径部７５の軸方向一方側の端面が外筒６７の把持部７０と接触しないように設計されている。

コイルばね４３の弾性力によって内輪押さえ７４が軸方向一方側に押圧されることで、内輪２に軸方向力が付与され、転がり軸受１に予圧が付与される。

次に、本実施形態の転がり軸受用回転駆動装置１０Ｂの作用を説明する。モータ１３に通電してモータ軸１６を回転させると、モータ軸１６に固定されている回転軸６１が一体で回転する。そして、回転軸６１に内嵌する外筒６７が回転し、さらには外筒６７の内周面６８に嵌合する外輪３が一体で回転する。このとき、内輪２は、内輪押さえ７４に嵌合しているので回転することはない。また、転がり軸受１は、コイルばね４３の弾性力によって内輪２が軸方向一方側に押圧されることで予圧が付与されている。

転がり軸受１は、予圧が付与された状態でモータ１３により外輪３を回転させながら、振動、音、温度、発塵量などの各測定値を測定して転がり軸受１の性能評価を行う。

測定後、試験に供される転がり軸受１を転がり軸受用回転駆動装置１０Ｂから取り外す場合、あるいは、交換する場合、まず、段付きねじ４１を緩め、予圧付与機構４０を転がり軸受用回転駆動装置１０Ｂから取り外す。次いで、略円環状の把持部７０を摘まんで軸方向他方側に移動させることにより、特殊冶具を用いることなく、転がり軸受１を外筒６７と共に転がり軸受用回転駆動装置１０Ｂから取り外すことができる。その際、円周溝７２が摩擦力付与部として作用して外輪３の抜けを阻止するので、転がり軸受１を内周面６８内に嵌合させた状態で取り外すことができる。

本実施形態の転がり軸受１は、内輪押さえ７４が装着されていない状態では、外筒６７とのみ嵌合しているため、摩擦力付与部としての円周溝７２を必ずしも必要とせず、外筒６７を回転軸６１から引き抜くことで、転がり軸受１を外筒６７の内周面６８内に嵌合させた状態で取り外すことができる。

転がり軸受１を転がり軸受用回転駆動装置１０Ｂに取り付ける場合には、外筒６７の内周面６８に転がり軸受１を嵌合させた後、上記と逆の手順で容易に取り付けることができる。

円周溝７２に止め輪を配置して転がり軸受１を確実に内輪押さえ７４に保持することや、回転軸６１の作業孔６３にレンチ等を差し込んで回転軸６１の回転止めとして作業性を向上させるなど、その他の作用は、第１実施形態の転がり軸受用回転駆動装置１０と同様である。

以上説明したように、本実施形態の転がり軸受用回転駆動装置１０Ｂによれば、モータ１３のモータ軸１６に一体回転可能に固定され、外輪３の軸方向一方側の端面と当接し、さらに、軸方向他方側の端面から軸方向に延出して、外輪３の周囲を覆う円筒部６２を有する回転軸６１と、外周面６９が回転軸６１の円筒部６２の外筒収容室６４に内嵌すると共に、内周面６８に転がり軸受１の外輪３が内嵌する外筒６７と、ハウジング１４に設けられ、転がり軸受１の内輪２が外嵌すると共に、内輪２の軸方向他方側の端面と当接し、内輪２を軸方向他方側から押圧することで、転がり軸受１に予圧を付与する予圧付与機構４０と、を備え、外筒６７は、その軸方向他方側の端面から軸方向に延長する把持部７０を備えるので、把持部７０を把持して外筒６７を軸方向他方側に引き抜くことで、回転輪が外輪３である転がり軸受１を、特殊工具を用いることなく、短時間で簡単に取り外し、又は交換することができる。

また、予圧付与機構４０は、転がり軸受１の内輪２が外嵌すると共に、内輪２の軸方向他方側の端面に当接する内輪押さえ７４と、内輪押さえ７４を貫通して、ハウジング１４の軸方向他方側の端面に締結される段付きねじ４１と、ばね受け５０を介して段付きねじ４１の頭部４１ａと内輪押さえ７４との間に配置され、内輪押さえ７４を介して転がり軸受１の内輪２に軸方向荷重を付与するコイルばね４３と、を有するので、コイルばね４３の弾性力により転がり軸受１に予圧を付与することができる。

また、予圧付与機構４０は、図２に示す第２実施形態の転がり軸受用回転駆動装置１０Ａの予圧付与機構４０と同様に、ハウジング１４及び内輪押さえ７４の互いに対向する面に一対の永久磁石（第１及び第２磁石）を配置した構成とすることもできる。この場合、予圧付与機構４０は、転がり軸受１の内輪２が外嵌すると共に、内輪２の軸方向他方側の端面に当接する内輪押さえ７４と、ハウジング１４の軸方向他方側の端面に設けられた第１磁石と、第１磁石に対向して、内輪押さえ７４の軸方向一方側の端面に設けられた第２磁石と、を備え、第１磁石と第２磁石の対向面には、互いに異なる磁極が着磁される。これにより、第１磁石と第２磁石との磁力により転がり軸受１に予圧を付与することができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態の転がり軸受用回転駆動装置について、図４を参照して説明する。図４に示す第４実施形態の転がり軸受用回転駆動装置１０Ｃは、振動センサ（図示せず）を固定するセンサ台８０を備える点で、第１実施形態の転がり軸受用回転駆動装置１０と異なる。その他の部分については、本発明の第１実施形態の転がり軸受用回転駆動装置１０と同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

センサ台８０は、断面略Ｔ字型を有し、ハウジング１４の外周面の一部を平面状に切り欠いた上面、且つ転がり軸受１の真上の位置に、振動センサが固定される円盤状の上面が回転軸１７と平行になるように、ねじ８１で固定されている。これにより振動センサを転がり軸受１の真上に配置することができ、転がり軸受１の振動を正確に測定することができる。

センサ台８０の材質は、Ｓ４５Ｃ、ＳＳ４００等の機械構造用鋼、ＳＵＳ４４０Ｃ、ＳＵＳ４２０Ｊ２等のマルテンサイト系ステンレス鋼、ＳＵＳ４３０等のフェライト系ステンレス鋼、あるいはＳＵＳ６３０等のマルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼などの強磁性体とするのがよい。これにより、磁石を装備する振動センサを装着するのに好適となる。

以上説明したように、本実施形態の転がり軸受用回転駆動装置１０Ｃによれば、転がり軸受１の振動を検出可能な振動センサを固定するセンサ台８０を備えるので、振動センサをセンサ台８０に設置することで転がり軸受振動測定装置を構成することができる。これにより、簡単に転がり軸受１の振動測定が可能となる。
また、回転部分を有する装置の故障には、転がり軸受の損傷に起因することがあり、回転装置の故障未然予知には、転がり軸受１の振動計測が有用である。即ち、転がり軸受が損傷しているか否か、あるいは、継続使用が可能かどうか等を判定するのに、振動計測は簡単で且つ有用な計測手段である。
したがって、本実施形態の転がり軸受用回転駆動装置１０Ｃによれば、振動計測を連続的、且つ簡単に行なうことができるので、同時に多数の転がり軸受１の損傷有無の判定を行なったり、良品軸受と測定軸受とを交互に取り替えて振動比較計測を行なったりする場合に好適となる。

なお、外輪３が回転輪である第３実施形態の軸受用回転駆動装置１０Ｂ（図３参照）の場合には、ハウジング１４と回転軸６１とが非接触であるので、ハウジング１４の上面に設置するよりも、内輪押さえ７４の略円盤状の大径部７５の端面に振動センサを設置するのが良い。その場合、前述の理由により内輪押さえ７４を強磁性材料で製作するのが望ましい。

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、第４実施形態では、転がり軸受用回転駆動装置１０Ｃは転がり軸受振動測定装置として説明したが、振動測定装置に限定されず、温度測定装置、騒音測定装置、或いは、発塵量測定装置とすることもできる。
また、本発明の摩擦力付与部は、外筒を引き抜く際に、外輪の外周面との間に摩擦力が作用することで、外筒からの抜けが防止されればよく、円周溝に限定されるものでない。例えば、転がり軸受１が収納されて、測定時に転がり軸受１の外径が、嵌合接触する外筒の内周領域は、その内径寸法を転がり軸受１の外径寸法を基準寸法とするはめ合い公差Ｈ７程度とし、それより外筒開口部側の内径寸法をＨ６或いはＪＳ７等の前記Ｈ７に対してやや縮径方向へのはめ合い公差を選定することにより、転がり軸受１を取り外しの際に外筒内周の嵌合領域から開口部側に転がり軸受１が移動しようとすると、縮径方向へのはめ合い公差の効果により、転がり軸受１の外径が通過しにくくなったため、縮径方向へのはめ合い公差が摩擦力付与手段となって、転がり軸受１が外筒内面から抜け出ることを防止できる。

１ 転がり軸受
２ 内輪
３ 外輪
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 転がり軸受用回転駆動装置
１３ モータ
１４ ハウジング
１６ モータ軸（駆動軸）
１７、６１ 回転軸
２６、６７ 外筒
２９、７０ 把持部
３１、７２ 円周溝（摩擦力付与部）
４０ 予圧付与機構
４１ 段付きねじ
４１ａ 段付きねじの頭部
４２ 外筒押さえ
４３ コイルばね（弾性部材）
４７ 第１磁石（磁石）
４８ 第２磁石（磁石）
６２ 円筒部
７４ 内輪押さえ
８０ センサ台

Claims (9)

1. 転がり軸受に予圧が付与された状態で、該転がり軸受を回転駆動する転がり軸受用回転駆動装置であって、
   外部駆動される駆動軸に一体回転可能に固定され、前記転がり軸受の内輪が外嵌すると共に、前記内輪の軸方向一方側の端面と当接する回転軸と、
   外周面がハウジングの内周面に内嵌すると共に、内周面に前記転がり軸受の外輪が内嵌し、且つ、前記外輪の軸方向他方側の端面と当接する外筒と、
   前記ハウジングに設けられ、前記外筒を軸方向他方側から押圧することで、前記転がり軸受に予圧を付与する予圧付与機構と、
   を備え、
   前記外筒は、その軸方向他方側の端面から軸方向に延長する把持部を備える、転がり軸受用回転駆動装置。
2. 前記外筒は、その内周面に摩擦力付与部を備える、請求項１に記載の転がり軸受用回転駆動装置。
3. 前記摩擦力付与部は、前記外輪が内嵌される部分よりも軸方向一方側の前記外筒の内周面に形成される円周溝である、請求項２に記載の転がり軸受用回転駆動装置。
4. 前記予圧付与機構は、
   前記外筒の軸方向他方側の端面に当接する外筒押さえと、
   前記外筒押さえを貫通して、前記ハウジングの軸方向他方側の端面に締結される段付きねじと、
   前記段付きねじの頭部と前記外筒押さえとの間に配置され、前記外筒押さえ及び前記外筒を介して前記転がり軸受の前記外輪に軸方向荷重を付与する弾性部材と、
   を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の転がり軸受用回転駆動装置。
5. 前記予圧付与機構は、
   前記外筒の軸方向他方側の端面に当接する外筒押さえと、
   前記ハウジングの軸方向他方側の端面に設けられた第１磁石と、
   前記第１磁石に対向して、前記外筒押さえの軸方向一方側の端面に設けられた第２磁石と、を備え、
   前記第１磁石と前記第２磁石の対向面には、互いに異なる磁極が着磁されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の転がり軸受用回転駆動装置。
6. 転がり軸受に予圧が付与された状態で、該転がり軸受を回転駆動する転がり軸受用回転駆動装置であって、
   外部駆動される駆動軸に一体回転可能に固定され、前記転がり軸受の外輪の軸方向一方側の端面と当接し、さらに、軸方向他方側に延出して、前記外輪の周囲を覆う円筒部を有する回転軸と、
   外周面が前記回転軸の円筒部の内周面に内嵌すると共に、内周面に前記外輪が内嵌する外筒と、
   ハウジングに設けられ、前記転がり軸受の内輪が外嵌すると共に、前記内輪の軸方向他方側の端面と当接し、前記内輪を軸方向他方側から押圧することで、前記転がり軸受に予圧を付与する予圧付与機構と、
   を備え、
   前記外筒は、その軸方向他方側の端面から軸方向に延長する把持部を備える、転がり軸受用回転駆動装置。
7. 前記予圧付与機構は、
   前記転がり軸受の内輪が外嵌すると共に、前記内輪の軸方向他方側の端面に当接する内輪押さえと、
   前記内輪押さえを貫通して、前記ハウジングの軸方向他方側の端面に締結される段付きねじと、
   前記段付きねじの頭部と前記内輪押さえとの間に配置され、前記内輪押さえを介して前記転がり軸受の前記内輪に軸方向荷重を付与する弾性部材と、
   を有する、請求項６に記載の転がり軸受用回転駆動装置。
8. 前記予圧付与機構は、
   前記転がり軸受の内輪が外嵌すると共に、前記内輪の軸方向他方側の端面に当接する内輪押さえと、
   前記ハウジングの軸方向他方側の端面に設けられた第１磁石と、
   前記第１磁石に対向して、前記内輪押さえの軸方向一方側の端面に設けられた第２磁石と、を備え、
   前記第１磁石と前記第２磁石の対向面には、互いに異なる磁極が着磁されている、請求項６に記載の転がり軸受用回転駆動装置。
9. 前記転がり軸受の振動を検出可能な振動センサを固定するセンサ台を備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の転がり軸受用回転駆動装置。

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