JP2969970B2 - 予圧型複列玉軸受の組立方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、組み立てられた後の
複列玉軸受の外輪と複数の玉の間及びその複数の玉と内
輪の間に負の隙間を有する予圧型複列玉軸受の組立方法
の改良に関し、特に、軌道輪のレース面や玉表面に疵や
圧痕のつかないように各列の複数の玉を等配させるよう
にした予圧型複列玉軸受の組立方法に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】

（第１の従来例） 米国特許明細書第２９３１０９５号においては、矢形を
した等配用の治具による玉分け方法や、保持器の組込み
方法に関する開示はあるものの、これをそのまま予圧型
の軸受に適用すると、等配作業時に外輪と玉との間、及
び玉と内輪との間の予圧力によって内外両輪の軌道面や
玉の表面に引きずりキズが生じるおそれがあり、このキ
ズによって音や振動が発生して製品の品質を確保するこ
とができないという問題がある。 （第２の従来例） また、米国特許明細書第３５３２４０１号においては、
予圧型の複列玉軸受とその組立方法が開示されている
が、組立後の玉の等配については具体的な記載がなく、
したがって前記第１の従来例の問題点はここでも解決さ
れていない。（第３の従来例）また、特開昭５７−９７
９１４号公報においては、内外輪間にスラスト力を負荷
することにより予圧を減じて玉を等配するものである。
しかし、スラスト力により軌道面や玉表面に微少の玉圧
痕がつきやすいために、この玉圧痕によって生じる前記
第１，２の従来例の音と振動の問題点はここでも解決さ
れていないし、さらにスラスト力のコントロールが難し
いという問題点がある。 （第４の従来例） また、実公昭３９−３９１６号公報においては、アンギ
ュラ玉軸受について、内輪と玉と保持器を予めアセンブ
リしたものを、加熱膨張させた状態の外輪に片側から組
込む技術が開示されている。しかし、ここに開示される
軸受は単列玉軸受であり、この技術は予圧型複列玉軸受
における組立て方法には挿入距離が長くなるため挿入の
コントロールが難しくなるので適用が難しく、このため
軌道面や玉表面に挿入時の嵌まり疵や圧痕発生の問題点
がある。このため前記第１従来例と同様に、音と振動を
発生するという問題点がある。 （第５の従来例） また、特開昭５８−３４７２４号においては、外輪に対
して内輪を偏らせた状態で玉を配置することが開示され
ているだけである。すなわち外輪の内側に内輪を偏らせ
て配置して受け台に載置し、このときに形成される三日
月形の隙間に所定数の玉を装入し、外輪と内輪とをほぼ
同芯に配置し、玉を内外輪の軌道溝に嵌め込むものであ
る。しかし、この従来例で組み立てる軸受は予圧型軸受
であることが示されていないし、したがって予圧型複列
玉軸受の組立時の玉の等配に関する具体的手段が開示さ
れていない。このため、この従来例においては、予圧型
複列玉軸受における玉の等配時の引きずりキズや圧痕の
形成の問題点は解決されていない。よって、これも前記
各従来例と同様の問題点がある。 （第６の従来例） また、米国特許第３３４０５９０号明細書においては、
矢形をした等配用の治具による軸受の玉分け方法につい
ては開示されているものの、ここでの対象は予圧型の軸
受ではなく、しかも複列の軸受ではないために、前記各
従来例の問題点は解決されていない。

【０００３】そこで、この発明は、前記各従来の技術で
は達成し得なかった問題点を解決しようとするものであ
り、予圧型複列玉軸受において、外輪と内輪との間にお
ける玉の等配作業時に、内外両輪の軌道面間で予圧がか
かったまま玉が引きずられることを防止し、玉や軌道面
に疵や圧痕がつくことのないようにして、音響及び振動
がなくて品質の高い軸受を組み立てることを目的として
いる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明に係わ
る予圧型複列玉軸受の組立方法は、外輪の内側に内輪を
偏らせて配置するとともに内外両輪間に形成される隙間
に複数の玉を装入する装入工程と、玉と内外両輪の軌道
面との相対間隔が広げられた状態で内外輪間の複数の玉
を軌道に沿って等間隔に配分する等配工程と、前記装入
工程の後から前記等配工程終了までの間にあって内外輪
を同芯に配置する同芯配置工程とを経て組立てられ、外
輪と複数の玉と内輪の間に負の隙間を有する予圧型複列
玉軸受の組立方法を前提としており、さらに前記等配工
程以前に、内外両輪の少なくとも一方の軌道輪と玉との
間に前記軌道輪の温度が高く玉の温度が低い相対温度差
を付与する温度差付与工程と、等配後の予圧を付与する
温度差解消工程とを設けたものである。

【０００５】前記温度差付与工程では、さらに一方の軌
道輪と他方の軌道輪との間にも前記一方の軌道輪の温度
が高く他方の軌道輪の温度が低い相対温度差を設けても
よい。ここで、前記温度差付与工程と等配工程と温度差
解消工程の順序はここに記載の順序とするが、前記装入
工程は温度差付与工程と並行又はその前後のいずれであ
ってもよいし、装入工程後の前記同芯配置工程は、温度
差付与工程と並行又はその前後いずれでもよいし前記等
配工程と並行するものであってもよい。

【０００６】

【作用】

温度差付与工程で内外両輪の少なくとも一方の軌道輪と
玉との間に、前記軌道輪の温度が高く玉の温度が低い相
対温度差を付与するから、内外両輪の軌道面と玉との間
隔が広がるため予圧は軽減又は解消され、この状態で玉
が軌道に沿って等間隔に配分される。このため複列の玉
軸受であっても軌道面（レース）や玉に引きずり疵や圧
痕がつかない。前記内外輪を同芯に配置する同芯配置工
程も、内外輪の軌道面の間隔が広がった状態のほうが実
行しやすい場合には、前記同芯配置工程も前記温度差付
与工程の後にすればよい。このとき、この同芯配置工程
は等配工程の前でもよいし並行してもよい。前記等配工
程に公知の櫛型の治具を用いれば等配工程の所要時間は
短くて足りるし、その時間だけ温度差が付与されていれ
ば玉の等配は充分であるから、この場合には前記温度差
の付与時間は短時間で足り、直ちに温度差解消工程に入
ることもできる。温度差付与手段が加熱の場合には、こ
れが短時間であることにより熱変による金属の硬度の低
下や寸法変化を招くおそれもない。

【０００７】

【実施例】

最初に、この発明の原理を図１，２，３，５に基づいて
説明する。この原理の説明は予圧型ではあるが単列の玉
軸受を例示している。まず、図５に示すように、外輪２
の内側に内輪３を偏らせて配置し、そのときに形成させ
る三日月形の隙間に所定数の玉４を装入する。これが装
入工程である。次にこの玉軸受１を、図２に示すように
ベース７上に載置する。この状態で、図１〜３に示すよ
うに外輪２の周囲に加熱手段として例えば高周波誘導加
熱装置（発振器及び変流器等は図示していない。）の加
熱コイル８を配置してほぼ外輪２のみを短時間加熱し、
以て、図２に鎖線で示すように外輪２を膨張させる。こ
れが温度差付与工程である。

【０００８】ここで、外輪２の膨張により、外輪２と玉
４の間及び玉４と内輪３の間の負の隙間が減少した状態
か又は負の隙間は解消されて隙間状態となる。この状態
で、外輪２と内輪３とをほぼ同芯に配置する。これが同
芯配置工程である。これにより内外輪の軌道面の間隔が
いずれの位置においても等しくなり、ここで、同芯を維
持したまま治具５の各スペーサ部５ａを玉４どうしの間
に挿入し、玉４の等配作業を行う。これが等配工程であ
る。

【０００９】なお、前記温度差付与工程と等配工程と温
度差解消工程の順序はここに記載の順序とするが、前記
装入工程は温度付与工程と並行又はその前後のいずれで
あってもよいし、装入工程後の前記同芯配置工程は、温
度差付与工程と並行又はその前後いずれでもよいし前記
等配工程と並行するものであってもよい。次いで、加熱
コイル８による外輪２の加熱を停止して外輪２を常温に
戻し、外輪２と玉４との間及び玉４と内輪３との間の隙
間を負にして予圧を与える。これが温度差解消工程であ
る。

【００１０】加熱コイル８による加熱は摂氏１００〜１
５０度程度とし、短時間のうちに加熱し且つ短時間のう
ちに戻し、玉４や外，内輪２，３の硬度変化や寸法変化
のおそれを防ぐようにする。温度差解消工程では、放置
により常温に戻して温度差を解消して所定の予圧を付与
してもよいし、強制冷却してもよい。なお、上記の原理
説明では、外輪２を加熱する方法を説明したが、これに
代え又はこれと並行して内輪を冷却してもよいし、また
これらに代え又はこれらと並行して玉を冷却してもよ
い。

【００１１】以上の原理を採用して、本発明の第１実施
例を図４，６に基づいて次に説明する。この実施例は前
記原理を予圧型複列深みぞ玉軸受に適用した本発明の例
である。図６に示すように、予圧型複列深みぞ玉軸受１
０は、外輪１１と内輪１２の間に二列の玉４を有する。
そして、図４に示すように、この予圧型複列深みぞ玉軸
受１０もベース１３上に載置され、その外輪１１の周囲
に高周波誘導加熱装置の加熱コイル１４が２巻配置され
る。

【００１２】この予圧型複列深みぞ玉軸受１０の組立動
作も、本発明の原理を説明した前記予圧型単列深みぞ玉
軸受１の場合と同様であり、装入工程で外輪１１の内側
に内輪１２を偏らせて配置するとともに、そのとき内外
両輪の間に形成される三日月形の隙間に玉４を所定個数
装入する。このとき、この軸受は複列であるので、上列
の玉４と下列の玉４を予め上下同位相になるように整え
てベース１３上に載置する。そして、温度差付与工程で
高周波誘導加熱装置の２巻の加熱コイル１４によりほぼ
外輪１１のみを加熱して、図４に鎖線で示すように膨張
させることにより、外輪１１と玉４の間及び玉４と内輪
１２の間の負の隙間を減少させた状態か、あるいは負の
隙間を解消させて隙間状態とする。次いで同芯配置工程
で外輪１１と内輪１２とをほぼ同芯に配置する。前記同
芯を維持したまま等配工程に入り、治具１５の各スペー
サ部１５ａを各玉４の間に挿入させて上下の玉４の等配
作業を同時に行うが、上下の玉列の距離Ｌが大きい場合
には、片列ずつ等配作業を行うようにしてもよい。その
際、片列ずつ同芯配置工程及び温度差付与工程を実行し
てもよい。

【００１３】次いで温度差解消工程に移り、加熱コイル
１４による外輪１１の加熱を停止することにより外輪１
１を常温に戻して、外輪１１と玉４の間及び玉４と内輪
１２の間の隙間を負とし予圧を与える。この発明におい
ては、玉の等配工程において内外両輪間に隙間を設けて
あればよいから、等配工程よりも前に温度差付与工程が
必要になるが、同芯配置工程と他の工程との前後関係は
前記原理と同一である。

【００１４】また、この第１実施例では、外輪を加熱し
て膨張させ、外輪と玉及び玉と内輪の間の負の隙間を減
少させあるいは解消させるものを説明したが、前記原理
において説明した通り、前記外輪の加熱に代えて又はこ
れと並行して内輪を冷却して縮小させることにより、
内，外輪と玉の間の負の隙間を減少あるいは解消させて
等配作業をスムースに行うようにしてもよい。また、い
ずれの場合でも等配前に玉を冷やす工程を設けると、よ
り効果的となる。さらに内外両輪とも略等温度で玉のみ
冷却することにより玉を収縮させても同様の効果を得る
ことができる。

【００１５】図７は、第２の実施例を示す図である。こ
の実施例は両列の接触ライン１６，１６が玉４の外側で
交差するタイプ、すなわち外側交差タイプの予圧型複列
玉軸受についての例である。同図における１７が前記接
触ライン１６，１６の交差点である。ここでは、複列を
なす各列の外輪１１における玉接触点間の距離Ｌと、玉
接触角θと、前記玉接触点の径Ｄとの関係が、 tanθ＜
（Ｄ／Ｌ）では、内輪１２及び玉４よりも外輪１１を加
熱して膨張させ、また、tanθ＞（Ｄ／Ｌ）では内輪１
２及び玉４よりも外輪１１を冷却して収縮させる。

【００１６】また、各列の内輪１２における玉接触点間
の距離Ｌａと、玉接触角θと、前記玉接触点の径Ｄａと
の関係が、 tanθ＞（Ｄａ／Ｌａ）では、外輪１１及び
玉４よりも内輪１２を加熱して膨張させ、また、 tanθ
＜（Ｄａ／Ｌａ）では、外輪１１及び玉４よりも内輪１
２を冷却して収縮させてもよい。この第２実施例は、予
圧力を減じることができる一例であり、前記関係式は一
応の目安であるが、負の隙間の量，玉径，軌道溝の断面
の径寸法，溝間寸法，熱膨張係数，熱の伝動状態，玉の
温度等の条件も関係するため、内外両輪のいずれを加熱
又は冷却するかの選択は前記条件に応じて決定する。つ
まり内外両輪のいずれかを加熱又は冷却したときに予圧
が減少しないで増加した場合には、加熱又は冷却を逆に
行えばよい。なお、以上は第２実施例の外側交差タイプ
の予圧型複列玉軸受の例であるが、両列の接触ラインが
そのラインに接する玉より軸心方向で交わる内側交差タ
イプの予圧型複列玉軸受の場合には前記第２実施例のよ
うに加熱又は冷却を逆に行う必要はなく、外輪の加熱と
内輪の冷却とのいずれか又は両方を行うだけでよい。

【００１７】なお、これら各実施例における各工程につ
いての説明は前記原理の説明における各工程の説明をそ
のまま適用できるものである。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る予
圧型複列玉軸受の組立方法によれば、温度差付与工程で
少なくとも一方の軌道輪と玉の間に温度差を与えて内外
輪の軌道面と玉との間の予圧を減少させるか解消させた
状態にして、等配工程で内外輪間の各列の複数の玉を軌
道に沿って等間隔に配分することとしたので、玉の等配
作業時に外輪と玉との間及び玉と内輪との間の予圧が減
少しさらには隙間ができるため、軌道面や玉に引きずり
疵や圧痕が発生するおそれがなくなった。このため、軸
受の異音や振動の発生を防止することができて、品質の
高い予圧型複列玉軸受を製造することができる。

【００１９】さらに一方の軌道輪と他方の軌道輪との間
にも温度差を設けることにより、外輪と玉との間及び玉
と内輪との間の予圧はさらに減少するから、前記効果は
さらに充分なものになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の原理を示す斜視図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】図２のＢ−Ｂ線断面図。

【図４】この発明の第１実施例を示す断面図。

【図５】図１の状態の前段階の軸受の斜視図。

【図６】この発明の第１実施例の等配工程の前の状態を
示す一部切欠斜視図。

【図７】この発明の第２実施例の断面図。

【符号の説明】

１ 単列深みぞ玉軸受 ２，１１ 外輪 ３，１２ 内輪 ４ 玉 ５，１５ 治具 ７，１３ ベース ８，１４ 加熱コイル １０ 予圧型複列深みぞ玉軸受

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外輪の内側に内輪を偏らせて配置すると
   ともに内外両輪間に形成される隙間に複数の玉を装入す
   る装入工程と、玉と内外両輪の軌道面との相対間隔が広
   げられた状態で内外輪間の複数の玉を軌道に沿って等間
   隔に配分する等配工程と、前記装入工程の後から前記等
   配工程終了までの間にあって内外輪を同芯に配置する同
   芯配置工程とを経て組立てられ、外輪と複数の玉と内輪
   の間に負の隙間を有する予圧型複列玉軸受の組立方法に
   おいて、前記等配工程以前に、内外両輪の少なくとも一
   方の軌道輪と玉との間に前記軌道輪の温度が高く玉の温
   度が低い相対温度差を付与する温度差付与工程と、等配
   後の予圧を付与する温度差解消工程とを設けたことを特
   徴とする予圧型複列玉軸受の組立方法。
2. 【請求項２】 前記温度差付与工程は、さらに一方の軌
   道輪と他方の軌道輪との間にも前記一方の軌道輪の温度
   が高く他方の軌道輪の温度が低い相対温度差を設けるこ
   とを特徴とする請求項１記載の予圧型複列玉軸受の組立
   方法。