JP4069636B2

JP4069636B2 - Manufacturing method of unit bearing and unit bearing manufactured by the manufacturing method

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Publication number: JP4069636B2
Application number: JP2002025241A
Authority: JP
Inventors: 耕一川上; 万朶野田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2001-04-05
Filing date: 2002-02-01
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2022-02-01
Also published as: JP2002364660A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユニット軸受の製造方法、及び該製造方法によって製造されたユニット軸受に関し、特に、情報機器、精密測定機器、工作機械等の軸受装置用に使用される最適なユニット軸受の製造方法、及び該製造方法によって製造されたユニット軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報機器、精密測定機器、工作機械等の軸受装置用に使用される複列転がり軸受から成るユニット軸受は、製造工程上ラジアルすきまや内外輪軌道の曲率半径に一定の公差があり、これらの公差は、ユニット軸受を製造する際に単列軸受に付与される予圧（以下単に「予圧」という）、及びユニット軸受のアキシャル剛性及びラジアル剛性に大きな影響を与える。この公差による影響を抑えるために、ユニット軸受の共振周波数と、そのアキシャル剛性、ラジアル剛性、及び予圧との間に一定の関係があることを利用するユニット軸受の製造方法がある。
【０００３】
前述のユニット軸受の製造方法では、通常、ユニット軸受のアキシャル剛性を一定にする方法としてアキシャル共振圧入法を用いている。このアキシャル共振圧入法は、製造すべきユニット軸受と同じ構成を有する軸受を用いて、適正なアキシャル共振周波数を予め算出しておき、製造すべきユニット軸受のアキシャル共振周波数が前述の予め算出されたアキシャル共振周波数に達したときに内輪の圧入を停止することにより適正な予圧が付与されたユニット軸受を組立てる方法である（例えば、特開平６‐２２１３２６号公報）。
【０００４】
同様に、ユニット軸受のラジアル剛性を一定にする方法として、適正なラジアル共振周波数を予め算出しておき、製造すべきユニット軸受のラジアル共振周波数が前述の予め算出されたラジアル共振周波数に達したときに内輪の圧入を停止することにより適正な予圧が付与されたユニット軸受を組立てるラジアル共振圧入法が考えられる。
【０００５】
しかしながら、ラジアル共振圧入法では、ラジアル共振周波数が比較的高いが故にユニット軸受支持系の影響を受け易く共振周波数の特定が難しいこと、また周波数測定の機械的構成が技術的に困難であること、さらにラジアル共振圧入法の実行に手間がかかること等の問題があり、ユニット軸受の量産が困難である。
【０００６】
このため、ラジアル共振圧入法を用いることなくユニット軸受のラジアル剛性を一定にすることを目的として、ラジアルすきまの領域をいくつかに区分して、その区分された領域毎にアキシャル共振周波数（アキシャル剛性）の設定値を変えて前述のアキシャル共振圧入法を実行するユニット軸受の製造方法がある（例えば、特願２０００−３５３５１４号）。
【０００７】
以下、上記アキシャル共振圧入法によりラジアル剛性を一定にするユニット軸受の製造方法について説明する。
【０００８】
先ず始めに、ユニット軸受を構成する単列軸受の複数について、ラジアルすきまの領域を後述の図６を参照して説明する方法で所定数の区分に区分けし、その各領域に複数の単列軸受を層別する。図６の例は、ラジアルすきまの領域の区分（以下「ラジアルすきま区分」という）の区分数は５区分の場合であるが、ラジアルすきま区分が１又は２区分である場合も、各領域の単列軸受の層別が同様に実行される。
【０００９】
図６は、複数の単列軸受のラジアルすきま及びアキシャルすきまとラジアルすきま区分との関係を示すグラフである。
【００１０】
図６において、ラジアルすきま領域(1)は、単列軸受のラジアルすきま（玉径比）で０．０１３０〜０．０１４４の範囲にあり、ラジアルすきま領域(2)は、単列軸受のラジアルすきま（玉径比）で０．０１４４〜０．０１５８の範囲にあり、ラジアルすきま領域(3)は、単列軸受のラジアルすきま（玉径比）で０．０１５８〜０．０１７２の範囲にあり、ラジアルすきま領域(4)は、単列軸受のラジアルすきま（玉径比）で０．０１７２〜０．０１８６の範囲にあり、ラジアルすきま領域(5)は、単列軸受のラジアルすきま（玉径比）で０．０１８６〜０．０２００の範囲にあり、各領域(1)〜(5)の幅は、ラジアルすきま（玉径比）で等しく０．００１４となっている。
【００１１】
これらの単列軸受は、夫々ラジアルすきまとアキシャルすきまが測定され、上述のラジアルすきま領域(1)〜(5)に層別され、同一領域に層別された一対の単列軸受を用いてユニット軸受を構成する。また事前に、ラジアルすきま領域(1)〜(5)の各領域毎にアキシャル共振周波数の基準値を算出する。
【００１２】
次に、図６のラジアルすきま領域(1)に層別される一対の単列軸受から成るユニット軸受に対してアキシャル共振圧入法を適用したときのアキシャル剛性の算出方法について説明する。尚、以下の算出方法は、他のラジアルすきま領域(2)〜(5)についても同様に実行される。
【００１３】
まず、ラジアルすきま領域(1)に層別された一対の単列軸受から成るユニット軸受を選択する。
【００１４】
次に、この選択したユニット軸受のアキシャル共振周波数が予め求めておいたラジアルすきま領域(1)のアキシャル共振周波数の基準値になるまで、上記選択したユニット軸受に予圧を付与する。このときのユニット軸受のアキシャル剛性ｋは、下記の式（１）に基づいて求められる。
【００１５】
【数１】

【００１６】
ここで、ｆ_nは、アキシャル共振周波数であり、mは、ユニット軸受の浮動部（ハウジング・外輪・シール）の質量である。
【００１７】
次に、ユニット軸受のラジアル剛性のばらつきの算出方法を、上述の説明に引き続き図６の例（ラジアルすきま区分の区分数が５区分）を参照して説明する。
【００１８】
まず、層別されたすべての単列軸受のうちラジアルすきま及びアキシャルすきまが中央値である一対の単列軸受で構成されるユニット軸受のラジアル剛性の値を基準値として、ラジアルすきま領域(1)〜(5)の各領域毎にアキシャル共振周波数（アキシャル剛性）を変化させて予圧を付与したときのラジアル剛性の値を百分率表示する。具体的には、図６に示す単列軸受のラジアルすきまがその中央値である０．０１６５（玉径比）であり、同じく図６の単列軸受のアキシャルすきまがその中央値である０．０９２（玉径比）であるときのラジアル剛性の値３．３ｋｇｆ／μｍを基準値としてラジアル剛性の値を百分率表示する。
【００１９】
次に、ラジアルすきま領域(1)〜(5)の各領域毎にこの百分率表示されたラジアル剛性の最大値と最小値の差を算出し、この算出された差がラジアルすきま領域（1)〜(5)の中で最大値となる値をラジアルすきま区分の区分数が５区分のときのばらつきとして算出する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の方法では、製造されたユニット軸受のラジアル剛性のばらつきは軽減されはするものの、ラジアル剛性を一定にするという本来の目的を達するまでには到っていない。
【００２１】
例えば、ラジアル剛性のばらつきは、ラジアルすきま領域が１区分にラジアルすきま区分されているときで５１％、２区分にラジアルすきま区分されているときで３５％、５区分にラジアルすきま区分されているときであっても１９％までしかばらつきが軽減されない（図７）。
【００２２】
本発明の目的は、ユニット軸受を製造する際のラジアル剛性のばらつきを軽減させ且つより一定に近づけることができるユニット軸受の製造方法、及び該製造方法によって製造されたユニット軸受を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の製造方法は、一対の単列軸受から成るユニット軸受をアキシャル共振圧入法により製造するユニット軸受の製造方法において、前記ユニット軸受を構成する単列軸受の複数について算出されたラジアルすきま及びアキシャルすきまに基づいて前記複数の単列軸受の接触角を夫々算出する算出工程と、前記算出された接触角に基づいて前記算出された接触角の公差が等しくなるような２以上の接触角領域に前記複数の単列軸受を層別する層別工程と、前記接触角領域の各領域毎にラジアル剛性が一定となるアキシャル共振周波数の基準値を予め算出する算出工程と、前記接触角領域の１つに層別された前記単列軸受の一対を用いて前記ユニット軸受を構成する構成工程と、当該ユニット軸受を構成する単列軸受の一対のうちのいずれか一方を、当該単列軸受が層別された接触角領域のアキシャル共振周波数の基準値として前記算出されたアキシャル共振周波数と一致させるように圧入する圧入工程とを有することを特徴とする。
【００２４】
請求項１記載の製造方法によれば、ユニット軸受を構成する単列軸受の複数について算出されたラジアルすきま及びアキシャルすきまあるいは溝Ｒに基づいて夫々算出された複数の単列軸受の接触角の公差が等しくなるような２以上の接触角領域に複数の単列軸受を層別し、接触角領域の１つに層別された単列軸受の一対を用いてユニット軸受を構成し、このユニット軸受を構成する単列軸受の１対のうちのいずれか一方を、接触角領域毎にラジアル剛性が一定となるアキシャル共振周波数の基準値として予め算出されているアキシャル共振周波数のうち、これらの単列軸受が層別された接触角領域のアキシャル共振周波数と一致させるように圧入するので、ユニット軸受を製造する際のラジアル剛性のばらつきを軽減させ且つより一定に近づけることができる。
【００２５】
請求項２記載のユニット軸受は、請求項１記載のユニット軸受の製造方法によって製造されることを特徴とする。
【００２６】
請求項２記載のユニット軸受によれば、ラジアル剛性のばらつきを軽減させ且つより一定に近づけることができる。
【００２７】
上記目的を達成するために、請求項３記載の製造方法は、一対の単列軸受から成るユニット軸受をアキシャル共振圧入法により製造するユニット軸受の製造方法において、前記ユニット軸受を構成する単列軸受の複数についての内輪回転数又は外輪回転数、及びボール公転数の関係式から前記複数の単列軸受の接触角を夫々算出する算出工程と、前記算出された接触角に基づいて前記算出された接触角の公差が等しくなるような２以上の接触角領域に前記複数の単列軸受を層別する層別工程と、前記接触角領域の各領域毎にラジアル剛性が一定となるアキシャル共振周波数の基準値を予め算出する算出工程と、前記接触角領域の１つに層別された前記単列軸受の一対を用いて前記ユニット軸受を構成する構成工程と、当該ユニット軸受を構成する単列軸受の一対のうちのいずれか一方を、当該単列軸受が層別された接触角領域のアキシャル共振周波数の基準値として前記算出されたアキシャル共振周波数と一致させるように圧入する圧入工程とを有することを特徴とする。
【００２８】
請求項３記載の製造方法によれば、ユニット軸受を構成する単列軸受の複数についての内輪回転数又は外輪回転数、及びボール公転数の関係式から夫々算出された複数の単列軸受の接触角の公差が等しくなるような２以上の接触角領域に複数の単列軸受を層別し、接触角領域の１つに層別された単列軸受の一対を用いてユニット軸受を構成し、このユニット軸受を構成する単列軸受の一対のうちのいずれか一方を、接触角領域毎にラジアル剛性が一定となるアキシャル共振周波数の基準値として予め算出されているアキシャル共振周波数のうち、これらの単列軸受が層別された接触角領域のアキシャル共振周波数と一致させるように圧入するので、ユニット軸受を製造する際のラジアル剛性のばらつきを軽減させ且つより一定に近づけることができる。
【００２９】
請求項４記載のユニット軸受は、請求項３記載のユニット軸受の製造方法によって製造されることを特徴とする。
【００３０】
請求項４記載のユニット軸受によれば、ラジアル剛性のばらつきを軽減させ且つより一定に近づけることができる。
【００３１】
好ましくは、前記複数の単列軸受が層別される接触角領域の数は多い方がよい。これにより、ユニット軸受を製造する際のラジアル剛性のばらつきをさらに軽減させることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
先ず始めに、本発明の実施の形態に係る製造方法によって製造されるユニット軸受の構成を説明する。
【００３３】
図１は、本発明の実施の形態に係る製造方法によって製造されるユニット軸受の断面図である。
【００３４】
図１において、ユニット軸受１は、複列転がり軸受を構成し、軸２に並んで外嵌された一対の単列軸受３，３と、単列軸受３，３に外嵌されたハウジング４とから成り、単列軸受３の各々は、軸２に外嵌された内輪５と、ハウジング４に内嵌された外輪６と、内輪５と外輪６の間に保持器７により円周方向に等間隔に配列された所定数の玉８と、外輪６の外側端内周に装着されたシール１２とから成り、複列転がり軸受を構成する。単列軸受３の各々において、内輪５の外周面には深溝型の内輪軌道９が形成されると共に、外輪６の内周面には深溝型の外輪軌道１０が形成され、これらの間に玉８が配列されている。
【００３５】
単列軸受３，３の内輪５，５と軸２は所定の抜け荷重を確保できる締め代により締り嵌めがなされ、単列軸受３，３の外輪５，５とハウジング４はずれ動かない程度の強度を持たせた締め代により軽い締り嵌めがなされる。
【００３６】
まず、図１の左側の単列軸受３の内輪５に軸２を圧入し、次に、同じく左側の単列軸受３の外輪５にハウジング４を軽圧入で挿入する。最後に、図１の右側の単列軸受３をその内外輪平面を同時に押圧しながら軸２とハウジング４に圧入で挿入する。この状態で玉８が内輪軌道９及び外輪軌道１０の中央にあるので予圧はまだ入っていない。
【００３７】
上記のようなユニット軸受１では、通常、軸２の振れ回り運動（軸２の径方運動）や、軸２のアキシャル方向の振れを防止するために、内輪５，５に予圧が付与される。この予圧は、内輪５，５のいずれか一方を他方に対して後述する押し込み装置によりアキシャル方向に変位させることにより付与するものである。
【００３８】
このようなユニット軸受１において、予圧が付与された内輪５にさらにアキシャル方向に荷重を加えた場合の荷重を変位で割った値をユニット軸受１のアキシャル剛性といい、ラジアル方向に荷重を加えた場合の荷重を変位で割った値をユニット軸受１のラジアル剛性という。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態に係るユニット軸受の製造方法を説明する。
【００４０】
図２は、本発明の実施の形態に係るユニット軸受の製造方法を実行する装置の説明図である。
【００４１】
図２の装置は、軸２の一方の側に配された空気軸受３０と、空気軸受３０により回転自在に支持されると共に、軸２の端部３１及び内輪５の端部３２をアキシャル方向に保持する保持部材３３と、軸２の他方の側に配された油圧シリンダ３４と、油圧シリンダ３４のピストンに接続されると共に、内輪５の端面３５を押し込む押し込み腕３６と、押し込み腕３６の押し込み圧を調節すべく、油圧シリンダ３４に送り込む圧油の量又は圧力を制御する制御器３７とを備える。
【００４２】
保持部材３３は、不図示の電動モータによりベルト３９を介して回転駆動される。このとき、外輪６が内嵌されたハウジング４には、軸２の回転に伴って回転しないように、適宜な回り止めが施されている。但し、この回り止めは、ハウジング４の振動を抑制しないように構成されている。
【００４３】
また、ハウジング４の外周面には、アキシャル方向振動センサ４０の測定子４１が突き立てられ、そのアキシャル方向の応答周波数の測定を可能としている。
【００４４】
測定子４１が検出したユニット軸受１のアキシャル方向の応答周波数は、増幅器４２を介して、高速フーリエ変換（FFT : fast Fourier transform）を行うＦＦＴ変換器４３によりアキシャル方向の応答周波数のピーク値であるアキシャル共振周波数に変換され、制御器３７に入力される。
【００４５】
以下、本発明の実施の形態に係るユニット軸受１の製造方法を図面を参照しながら説明する。
【００４６】
図３は、図２の装置により実行されるユニット軸受１の内輪圧入手順のフローチャートである。
【００４７】
本手順では、ユニット軸受１の共振周波数と内輪５に付与すべき予圧量との間には一定の関係があるという知見に基づいて、アキシャル共振圧入法を実行するに際し、内輪５に付与すべき予圧量の調節を制御器３７により押し込み腕３６が内輪５を押圧する力を調節することにより行うものである。
【００４８】
図３において、複数の単列軸受３について算出されたラジアルすきま及びアキシャルすきまに基づいて、複数の単列軸受３の接触角を夫々算出する後述の接触角算出工程を実行し（ステップＳ１０）、次いで、算出された接触角の公差が等しくなるような２以上の接触角領域に複数の単列軸受３を層別する後述の単列軸受層別工程を実行し（ステップＳ１１）、接触角領域(6)〜(10)の各領域毎に、同一の接触角領域毎にラジアル剛性が一定となるアキシャル共振周波数の基準値を予め算出する後述の共振周波数基準値算出工程を実行する（ステップＳ１２）。
【００４９】
接触角算出工程
ステップＳ１０では、単列軸受３の接触角αは、下記式（２）により算出される。
【００５０】
【数２】

【００５１】
ここで、r_iは、内輪軌道９の曲率半径、r_eは、外輪軌道１０の曲率半径、D_a は、玉８の玉径、Δ_rは、内輪５，５及び外輪６，６と玉８との間に生じるラジアルすきま、Δ_aは、同アキシャルすきまを示す。尚、ラジアルすきまΔ_rは式（３）、アキシャルすきまΔ_aは式（４）により算出され、製造工程上定めた公差を持っている。
【００５２】
上式（２）において、接触角αは、主として、内輪軌道９の曲率半径r_iと、外輪軌道１０の曲率半径r_eと、玉８の玉径D_aを適宜設定することにより、所定の値にすることができる。また、接触角αは、内輪５，５及び外輪６，６の曲率半径（溝Ｒ）を適宜設定することにより、所定の値にすることもできる。
【００５３】
また、ステップＳ１０において、単列軸受３の接触角αを、下記式（５）（６）により算出するようにしてもよい。
【００５４】
【数３】

【００５５】
ここで、D_a は、玉８の玉径、D_pw は、玉８のボールピッチ径、n_cは、玉８の公転数、n_i は、内輪５の回転数、n_e は、外輪６の回転数を示す。
【００５６】
即ち、接触角αは単列軸受３を実際に回転させて玉８の公転数n_c（実際は振動周波数分析の外輪成分（Z_fc）から求めることもできる）、内輪５を回転させる場合は内輪回転数n_i、外輪６を回転させる場合は外輪回転数n_eを得て、玉８の玉径D_a、ボールピッチ径D_pwの既知数を式（５）、式（６）に代入して接触角αを求める。
【００５７】
単列軸受層別工程
ステップＳ１１では、単列軸受３の接触角αの領域を所定数の区分に区分けし、その各領域に複数の単列軸受３を層別する方法について図４を用いて説明する。図４の例は、接触角αの領域の区分（以下「接触角区分」という）の区分数が５区分の場合であるが、接触角区分が１又は２区分である場合も、各領域の単列軸受３の層別が同様に実行される。
【００５８】
図４は、複数の単列軸受３のラジアルすきま及びアキシャルすきまと接触角区分との関係を示すグラフである。
【００５９】
図４において、接触角領域(6)は、単列軸受３の接触角でα〜（α＋１）°の範囲にあり、接触角領域(7)は、単列軸受３の接触角で（α＋１）〜（α＋２）°の範囲にあり、接触角領域(8)は、単列軸受３の接触角で（α＋２）〜（α＋３）の範囲にあり、接触角領域(9)は、単列軸受３の接触角で（α＋３）〜（α＋４）°の範囲にあり、接触角領域(10)は、単列軸受３の接触角で（α＋４）〜（α＋５）°の範囲にあり、各接触角領域(6)〜(10)における公差は接触角で等しく１°となっている。
【００６０】
上記アキシャル共振圧入法では、ユニット軸受１を構成する単列軸受３は、夫々のラジアルすきまとアキシャルすきまが予め算出され、上述の接触角領域(6)〜(10)に層別される。
【００６１】
共振周波数基準値算出工程
ステップＳ１２では、接触角領域(6)〜(10)の各領域毎に、その接触角からアキシャル共振周波数を算出し、この算出された値を接触角領域(6)〜(10)の各領域毎にアキシャル共振周波数基準値として設定する。この設定は、制御器３７にこの算出された値をアキシャル共振周波数として入力することにより実行される。
【００６２】
ユニット軸受構成工程
図３に戻って、続くステップＳ１３では、接触角領域(6)〜(10)の１つに層別された一対の単列軸受３，３を用いてユニット軸受１を構成するユニット軸受構成工程を実行する。
【００６３】
内輪圧入工程
さらに、一対の単列軸受３，３の内輪５，５いずれか一方をアキシャル共振圧入法により圧入する内輪圧入工程を実行する（ステップＳ１４）。この内輪圧入工程で、測定子４１によって検出され且つＦＦＴ変換器４３で変換されたアキシャル共振周波数の値が、ステップＳ１２で算出された前記接触角領域(6)〜(10)の１つについてのアキシャル共振周波数の基準値と一致したときに油圧シリンダ３４への圧油の供給を停止することにより、内輪５の圧入作業を終了する。これにより、ユニット軸受１の内輪５に適正な予圧を付与することができる。
【００６４】
次に、ユニット軸受１のラジアル剛性のばらつきの算出方法を、上述の説明に引き続き図４の例（接触角区分の区分数が５区分）を参照して説明する。
【００６５】
まず、層別されたすべての単列軸受３のうちラジアルすきま及びアキシャルすきまが中央値である一対の単列軸受３，３で構成されるユニット軸受１のラジアル剛性の値を基準値として、接触角領域(6)〜(10)の各領域毎にアキシャル共振周波数（アキシャル剛性）を変化させて予圧を付与したときのラジアル剛性の値を百分率表示する。具体的には、図４に示す単列軸受３のラジアルすきまがその中央値である０．０１６５（玉径比）であり、同じく図４の単列軸受のアキシャルすきまがその中央値である０．０９２（玉径比）であるときのラジアル剛性の値３．３ｋｇｆ／μｍを基準値としてラジアル剛性の値を百分率表示する。
【００６６】
次に、各接触角領域毎にこの百分率表示されたラジアル剛性の最大値と最小値の差を算出し、この算出された差が接触角領域（6)〜(10)の中で最大値となる値を接触角区分の区分数が５区分のときのばらつきとして算出する。
【００６７】
以上のように、ユニット軸受１を構成する単列軸受３を前述の接触角領域に層別し、その領域毎に求めておいたアキシャル共振周波数で予圧を付与した結果を、図５に示す。
【００６８】
図５は、各接触角領域毎にアキシャル剛性を変化させて予圧を付与したときの接触角区分数とラジアル剛性のばらつきとの関係を示すグラフである。
【００６９】
図５から、５区分に接触角区分された単列軸受３を用いて組立てたユニット軸受１はどの領域においてもラジアル剛性のばらつきが９％以内に入り、２区分の場合は２８％以内に入り、１区分の場合は５１％以内に入ることが分かる。
【００７０】
以上の結果より、接触角区分された単列軸受３を用いて組立てたユニット軸受１のラジアル剛性のばらつき（図５）と、ラジアルすきま区分されたユニット軸受１におけるラジアル剛性のばらつき（図７）とを比較すると、１区分で５１％と同様であるのは同一領域のばらつきをみていることになるため当然であるが、２区分で３５％が２８％に減少し、５区分ではさらに１９％が９％に減少する。
【００７１】
本発明の実施の形態によれば、ラジアルすきま区分による層別に比べて、ラジアル剛性のばらつきはもとより、予圧のばらつきをも減少させることができる。また、このばらつきは、接触角区分の区分数を増やすとさらに減少させることができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１記載のユニット軸受の製造方法によれば、ユニット軸受を構成する単列軸受の複数について算出されたラジアルすきま及びアキシャルすきまあるいは溝Ｒに基づいて夫々算出された複数の単列軸受の接触角の公差が等しくなるような２以上の接触角領域に複数の単列軸受を層別し、接触角領域の１つに層別された単列軸受の一対を用いてユニット軸受を構成し、このユニット軸受を構成する単列軸受の１対のうちのいずれか一方を、接触角領域毎にラジアル剛性が一定となるアキシャル共振周波数の基準値として予め算出されているアキシャル共振周波数のうち、これらの単列軸受が層別された接触角領域のアキシャル共振周波数と一致させるように圧入するので、ユニット軸受を製造する際のラジアル剛性のばらつきを軽減させ且つより一定に近づけることができる。
【００７３】
また、請求項３記載のユニット軸受の製造方法によれば、ユニット軸受を構成する単列軸受の複数についての内輪回転数又は外輪回転数、及びボール公転数の関係式から夫々算出された複数の単列軸受の接触角の公差が等しくなるような２以上の接触角領域に複数の単列軸受を層別し、接触角領域の１つに層別された単列軸受の一対を用いてユニット軸受を構成し、このユニット軸受を構成する単列軸受の一対のうちのいずれか一方を、接触角領域毎にラジアル剛性が一定となるアキシャル共振周波数の基準値として予め算出されているアキシャル共振周波数のうち、これらの単列軸受が層別された接触角領域のアキシャル共振周波数と一致させるように圧入するので、ユニット軸受を製造する際のラジアル剛性のばらつきを軽減させ且つより一定に近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る製造方法によって製造されるユニット軸受の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るユニット軸受の製造方法を実行する装置の説明図である。
【図３】図２の装置により実行されるユニット軸受１の内輪圧入手順のフローチャートである。
【図４】複数の単列軸受３のラジアルすきま及びアキシャルすきまと接触角区分との関係を示すグラフである。
【図５】各接触角領域毎にアキシャル剛性を変化させて予圧を付与したときの接触角区分の区分数とラジアル剛性のばらつきとの関係を示すグラフである。
【図６】複数の単列軸受３のラジアルすきま及びアキシャルすきまとラジアルすきま区分との関係を示すグラフである。
【図７】各ラジアルすきま領域毎にアキシャル剛性を変化させて予圧を付与したときのラジアルすきま区分の区分数とラジアル剛性のばらつきとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ユニット軸受
２軸
３単列軸受
４ハウジング
５内輪
６外輪
７保持器
８玉
３３保持部材
３６押し込み腕
４０アキシャル方向振動センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a unit bearing manufacturing method and a unit bearing manufactured by the manufacturing method, and more particularly, an optimal unit bearing manufacturing method used for bearing devices of information equipment, precision measuring equipment, machine tools, and the like, And a unit bearing manufactured by the manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
Unit bearings consisting of double row rolling bearings used for bearing devices such as information equipment, precision measuring equipment and machine tools have certain tolerances in the radial clearance and the radius of curvature of the inner and outer ring raceways in the manufacturing process. Greatly affects the preload (hereinafter simply referred to as “preload”) applied to the single row bearing when the unit bearing is manufactured, and the axial rigidity and radial rigidity of the unit bearing. In order to suppress the influence of this tolerance, there is a method of manufacturing a unit bearing that utilizes a certain relationship between the resonance frequency of the unit bearing and its axial rigidity, radial rigidity, and preload.
[0003]
In the above-described method for manufacturing a unit bearing, the axial resonance press-fitting method is usually used as a method for making the axial rigidity of the unit bearing constant. In this axial resonance press-fitting method, an appropriate axial resonance frequency is calculated in advance using a bearing having the same configuration as the unit bearing to be manufactured, and the axial resonance frequency of the unit bearing to be manufactured is calculated in advance as described above. This is a method of assembling a unit bearing to which an appropriate preload is applied by stopping the press-fitting of the inner ring when the axial resonance frequency is reached (for example, JP-A-6-221326).
[0004]
Similarly, as a method of making the radial rigidity of the unit bearing constant, an appropriate radial resonance frequency is calculated in advance, and the radial resonance frequency of the unit bearing to be manufactured reaches the above-described previously calculated radial resonance frequency. A radial resonance press-fitting method in which a unit bearing to which an appropriate preload is applied by assembling the press-fitting of the inner ring is stopped is conceivable.
[0005]
However, in the radial resonance press-in method, since the radial resonance frequency is relatively high, it is easily affected by the unit bearing support system, and it is difficult to specify the resonance frequency, and the mechanical configuration of the frequency measurement is technically difficult. Furthermore, there is a problem that it takes time to execute the radial resonance press-fitting method, and mass production of unit bearings is difficult.
[0006]
For this reason, with the aim of making the radial stiffness of the unit bearing constant without using the radial resonance press-fitting method, the radial clearance region is divided into several regions, and the axial resonance frequency (axial stiffness) is divided into the divided regions. There is a unit bearing manufacturing method in which the above-described axial resonance press-fitting method is executed by changing the set value (for example, Japanese Patent Application No. 2000-353514).
[0007]
Hereinafter, a method for manufacturing a unit bearing in which the radial rigidity is made constant by the axial resonance press-fitting method will be described.
[0008]
First, for a plurality of single row bearings constituting the unit bearing, the radial clearance region is divided into a predetermined number of sections by a method described with reference to FIG. 6 described later, and a plurality of single row bearings are provided in each region. Stratified. In the example of FIG. 6, the radial clearance area classification (hereinafter referred to as “radial clearance classification”) is five, but even when the radial clearance classification is one or two, each area has a single clearance. Row bearing stratification is performed in the same way.
[0009]
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the radial clearance and axial clearance of a plurality of single row bearings and the radial clearance classification.
[0010]
In FIG. 6, the radial clearance region (1) is the radial clearance (ball diameter ratio) of the single row bearing in the range of 0.0130 to 0.0144, and the radial clearance region (2) is the radial clearance of the single row bearing. (Ball diameter ratio) is in the range of 0.0144 to 0.0158, and the radial clearance region (3) is in the range of 0.0158 to 0.0172 in terms of radial clearance (ball diameter ratio) of the single row bearing, The radial clearance area (4) is the radial clearance (ball diameter ratio) of the single row bearing in the range of 0.0172 to 0.0186, and the radial clearance area (5) is the radial clearance (ball diameter ratio) of the single row bearing. ) In the range of 0.0186 to 0.0200, and the width of each region (1) to (5) is equal to 0.0014 in terms of radial clearance (ball diameter ratio).
[0011]
Each of these single row bearings is measured by radial clearance and axial clearance, and is divided into the above-mentioned radial clearance regions (1) to (5), and a unit using a pair of single row bearings divided into the same region. Configure the bearing. In addition, a reference value for the axial resonance frequency is calculated in advance for each of the radial clearance regions (1) to (5).
[0012]
Next, a method for calculating the axial stiffness when the axial resonance press-fitting method is applied to a unit bearing composed of a pair of single row bearings layered in the radial clearance region (1) in FIG. 6 will be described. The following calculation method is similarly executed for the other radial clearance regions (2) to (5).
[0013]
First, a unit bearing consisting of a pair of single row bearings layered in a radial clearance region (1) is selected.
[0014]
Next, a preload is applied to the selected unit bearing until the axial resonance frequency of the selected unit bearing reaches the reference value of the axial resonance frequency of the radial clearance region (1) obtained in advance. The axial rigidity k of the unit bearing at this time is obtained based on the following formula (1).
[0015]
[Expression 1]

[0016]
Where f_nIs the axial resonance frequency, and m is the mass of the floating part (housing, outer ring, seal) of the unit bearing.
[0017]
Next, a method for calculating the variation in radial stiffness of the unit bearing will be described with reference to the example in FIG. 6 (the number of radial clearance sections is 5) following the above description.
[0018]
First, the radial clearance area (1) with the radial rigidity value of the unit bearing consisting of a pair of single-row bearings with a median radial clearance and axial clearance among all the single-row bearings stratified as the reference value (1) The value of the radial stiffness when the preload is applied by changing the axial resonance frequency (axial stiffness) for each area of (5) is displayed as a percentage. Specifically, the radial clearance of the single row bearing shown in FIG. 6 is 0.0165 (ball diameter ratio), and the axial clearance of the single row bearing of FIG. The radial stiffness value is displayed as a percentage with the radial stiffness value 3.3 kgf / μm as 092 (ball diameter ratio) as a reference value.
[0019]
Next, for each of the radial clearance areas (1) to (5), the difference between the maximum value and the minimum value of the radial stiffness displayed as a percentage is calculated, and the calculated difference is calculated as the radial clearance area (1) to (1) to (5). The maximum value in (5) is calculated as the variation when the number of radial clearance categories is 5.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above method, although the variation in the radial rigidity of the manufactured unit bearing is reduced, it does not reach the original purpose of making the radial rigidity constant.
[0021]
For example, the radial stiffness variation is 51% when the radial clearance area is divided into 1 division and 35% when radial clearance is divided into 2 divisions, and when the radial clearance is divided into 5 divisions. Even so, the variation is reduced only to 19% (FIG. 7).
[0022]
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a unit bearing that can reduce variations in radial rigidity when the unit bearing is manufactured and can make it more uniform, and a unit bearing manufactured by the manufacturing method. .
[0023]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the manufacturing method according to claim 1 is a unit bearing manufacturing method in which a unit bearing comprising a pair of single row bearings is manufactured by an axial resonance press-fitting method. The calculation step of calculating the contact angle of each of the plurality of single row bearings based on the radial clearance and the axial clearance calculated for a plurality of the same, and the tolerance of the calculated contact angle based on the calculated contact angle is equal A stratification process for stratifying the plurality of single row bearings into two or more contact angle regions, and a reference value of an axial resonance frequency at which radial rigidity is constant for each region of the contact angle region is calculated in advance. A calculation step, a configuration step of configuring the unit bearing using a pair of the single row bearings layered into one of the contact angle regions, and a configuration of the unit bearing. A press-fitting step of press-fitting any one of the pair of single row bearings so as to match the calculated axial resonance frequency as a reference value of the axial resonance frequency of the contact angle region where the single row bearing is layered; It is characterized by having.
[0024]
According to the manufacturing method of claim 1, the tolerances of the contact angles of the plurality of single row bearings calculated based on the radial clearance and the axial clearance or the groove R calculated for a plurality of single row bearings constituting the unit bearing, respectively. A plurality of single row bearings are stratified in two or more contact angle regions that are equal to each other, and a unit bearing is configured by using a pair of single row bearings stratified in one of the contact angle regions. Any one of a pair of single-row bearings constituting the single-row bearing is selected from the axial resonance frequencies calculated in advance as the reference value of the axial resonance frequency in which the radial rigidity is constant for each contact angle region. The bearings are press-fitted so as to match the axial resonance frequency in the layered contact angle region, thereby reducing variations in radial rigidity when manufacturing unit bearings and making them more constant. You can kick it.
[0025]
The unit bearing according to claim 2 is manufactured by the method for manufacturing a unit bearing according to claim 1.
[0026]
According to the unit bearing of the second aspect, it is possible to reduce variation in radial rigidity and to make it more uniform.
[0027]
To achieve the above object, a manufacturing method according to claim 3 is a unit bearing manufacturing method in which a unit bearing comprising a pair of single row bearings is manufactured by an axial resonance press-fitting method. The calculation step of calculating the contact angles of the plurality of single row bearings from the relational expression of the inner ring rotation speed or outer ring rotation speed and the ball revolution number for each of the plurality, and the calculation based on the calculated contact angle A stratification process for stratifying the plurality of single row bearings into two or more contact angle regions where contact angle tolerances are equal, and an axial resonance frequency at which radial rigidity is constant for each region of the contact angle region. A calculation step of calculating a reference value in advance, a configuration step of configuring the unit bearing using a pair of the single row bearings layered into one of the contact angle regions, and a configuration of the unit bearing A press-fitting step of press-fitting any one of a pair of single-row bearings so as to coincide with the calculated axial resonance frequency as a reference value of the axial resonance frequency of the contact angle region where the single-row bearing is layered It is characterized by having.
[0028]
According to the manufacturing method of claim 3, the contact of the plurality of single row bearings calculated from the relational expressions of the inner ring rotational speed or the outer ring rotational speed and the ball revolution number of the plurality of single row bearings constituting the unit bearing. A plurality of single row bearings are stratified in two or more contact angle regions where the angle tolerances are equal, and a unit bearing is configured using a pair of single row bearings stratified in one of the contact angle regions, Any one of a pair of single row bearings constituting the unit bearing is selected from the axial resonance frequencies calculated in advance as a reference value of the axial resonance frequency in which the radial rigidity is constant for each contact angle region. Single-row bearings are press-fitted so as to match the axial resonance frequency of the layered contact angle region, thus reducing variations in radial rigidity when manufacturing unit bearings and making them more uniform. It can be.
[0029]
The unit bearing according to claim 4 is manufactured by the method for manufacturing a unit bearing according to claim 3.
[0030]
According to the unit bearing of the fourth aspect, it is possible to reduce the variation in radial rigidity and to make it more uniform.
[0031]
Preferably, the number of contact angle regions in which the plurality of single row bearings are layered is larger. Thereby, the dispersion | variation in radial rigidity at the time of manufacturing a unit bearing can further be reduced.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the structure of the unit bearing manufactured by the manufacturing method according to the embodiment of the present invention will be described.
[0033]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a unit bearing manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
[0034]
In FIG. 1, a unit bearing 1 constitutes a double-row rolling bearing, and a pair of single-

row bearings

3 and 3 that are externally fitted side by side with a shaft 2, and a housing 4 that is externally fitted to the single-

row bearings

3 and 3. Each of the single row bearings 3 includes an inner ring 5 fitted on the shaft 2, an outer ring 6 fitted on the housing 4, and a cage 7 between the inner ring 5 and the outer ring 6 in the circumferential direction. It consists of a predetermined number of balls 8 arranged at intervals and a seal 12 mounted on the inner periphery of the outer end of the outer ring 6 to constitute a double-row rolling bearing. In each of the single row bearings 3, a deep groove type inner ring raceway 9 is formed on the outer peripheral surface of the inner ring 5 and a deep groove type outer ring raceway 10 is formed on the inner peripheral surface of the outer ring 6. 8 are arranged.
[0035]
The

inner rings

5 and 5 of the single-

row bearings

3 and 3 and the shaft 2 are tightly fitted by a tightening allowance that can secure a predetermined removal load, and the

outer rings

5 and 5 and the housing 4 of the single-

row bearings

3 and 3 are strong enough not to move. A light interference fit is made by the tightening allowance.
[0036]
First, the shaft 2 is press-fitted into the inner ring 5 of the left single-row bearing 3 in FIG. 1, and then the housing 4 is inserted into the outer ring 5 of the left single-row bearing 3 by light press-fitting. Finally, the single row bearing 3 on the right side of FIG. 1 is inserted into the shaft 2 and the housing 4 by press-fitting the inner and outer ring planes simultaneously. In this state, since the ball 8 is at the center of the inner ring raceway 9 and the outer ring raceway 10, no preload is applied yet.
[0037]
In the unit bearing 1 as described above, a preload is usually applied to the

inner rings

5 and 5 in order to prevent the swinging motion of the shaft 2 (the radial motion of the shaft 2) and the shaft 2 from swinging in the axial direction. . This preload is applied by displacing one of the

inner rings

5 and 5 in the axial direction with respect to the other by a pushing device described later.
[0038]
In such a unit bearing 1, the value obtained by dividing the load when the inner ring 5 to which preload is applied in the axial direction is further divided by the displacement is referred to as the axial rigidity of the unit bearing 1, and the load is applied in the radial direction. The value obtained by dividing the load in this case by the displacement is called the radial rigidity of the unit bearing 1.
[0039]
Hereinafter, the manufacturing method of the unit bearing which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.
[0040]
FIG. 2 is an explanatory view of an apparatus for executing the unit bearing manufacturing method according to the embodiment of the present invention.
[0041]
The apparatus of FIG. 2 has an air bearing 30 disposed on one side of the shaft 2, and is rotatably supported by the air bearing 30, and an end portion 31 of the shaft 2 and an end portion 32 of the inner ring 5 are arranged in the axial direction. A holding member 33 to be held, a hydraulic cylinder 34 disposed on the other side of the shaft 2, a pushing arm 36 which is connected to a piston of the hydraulic cylinder 34 and pushes the end face 35 of the inner ring 5, and pushing of the pushing arm 36 A controller 37 is provided for controlling the amount or pressure of pressure oil fed into the hydraulic cylinder 34 in order to adjust the pressure.
[0042]
The holding member 33 is rotationally driven via a belt 39 by an electric motor (not shown). At this time, the housing 4 in which the outer ring 6 is fitted is appropriately prevented from rotating so as not to rotate with the rotation of the shaft 2. However, this rotation stopper is configured not to suppress vibration of the housing 4.
[0043]
Further, a measuring element 41 of the axial direction vibration sensor 40 is projected on the outer peripheral surface of the housing 4 so that the response frequency in the axial direction can be measured.
[0044]
The response frequency in the axial direction of the unit bearing 1 detected by the probe 41 is the peak value of the response frequency in the axial direction by the FFT converter 43 that performs a fast Fourier transform (FFT) via the amplifier 42. It is converted to an axial resonance frequency and input to the controller 37.
[0045]
Hereinafter, the manufacturing method of the unit bearing 1 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated, referring drawings.
[0046]
FIG. 3 is a flowchart of the inner ring press-fitting procedure of the unit bearing 1 executed by the apparatus of FIG.
[0047]
In this procedure, the axial resonance press-fitting method should be applied to the inner ring 5 based on the knowledge that there is a certain relationship between the resonance frequency of the unit bearing 1 and the amount of preload to be applied to the inner ring 5. The preload amount is adjusted by adjusting the force with which the pushing arm 36 presses the inner ring 5 by the controller 37.
[0048]
In FIG. 3, based on the radial clearance and the axial clearance calculated for the plurality of single row bearings 3, a contact angle calculation step to calculate the contact angle of each of the plurality of single row bearings 3 is executed (step S10). Next, a single row bearing stratification process described below for stratifying a plurality of single row bearings 3 into two or more contact angle regions in which the calculated contact angle tolerances are equal is performed (step S11). For each of the regions (6) to (10), a resonance frequency reference value calculating step (described later) for calculating in advance a reference value of the axial resonance frequency in which the radial rigidity is constant for each of the same contact angle regions is executed (step S12). ).
[0049]
Contact angle calculation process
In step S10, the contact angle α of the single row bearing 3 is calculated by the following equation (2).
[0050]
[Expression 2]

[0051]
Where r_iIs the radius of curvature of the inner ring raceway 9, r_eIs the radius of curvature of the outer ring raceway 10, D_a Is the diameter of the ball 8, Δ_rIs the radial clearance between the

inner rings

5 and 5 and the

outer rings

6 and 6 and the ball 8, Δ_aIndicates the same axial clearance. Radial clearance Δ_rIs the equation (3), axial clearance Δ_aIs calculated by equation (4) and has a tolerance determined in the manufacturing process.
[0052]
In the above equation (2), the contact angle α is mainly the radius of curvature r of the inner ring raceway 9._iAnd the radius of curvature r of the outer ring raceway 10_eAnd ball diameter D of ball 8_aCan be set to a predetermined value by appropriately setting. Further, the contact angle α can be set to a predetermined value by appropriately setting the radius of curvature (groove R) of the

inner rings

5 and 5 and the

outer rings

6 and 6.
[0053]
In step S10, the contact angle α of the single row bearing 3 may be calculated by the following equations (5) and (6).
[0054]
[Equation 3]

[0055]
Where D_a Is the diameter of the ball 8, D_pw Is the ball pitch diameter of ball 8, n_cIs the revolution number of ball 8, n_i Is the number of rotations of the inner ring 5, n_e Indicates the rotational speed of the outer ring 6.
[0056]
That is, the contact angle α is the number of revolutions n of the ball 8 by actually rotating the single row bearing 3._c(Actually, the outer ring component (Z_fc), And when rotating the inner ring 5, the inner ring speed n_iWhen rotating the outer ring 6, the outer ring speed n_eAnd the ball diameter D of the ball 8_a, Ball pitch diameter D_pwIs substituted into the equations (5) and (6) to obtain the contact angle α.
[0057]
Single row bearing layer separation process
In step S11, a method of dividing the region of the contact angle α of the single row bearing 3 into a predetermined number of sections and stratifying the plurality of single row bearings 3 in each region will be described with reference to FIG. The example of FIG. 4 is a case in which the number of the contact angle α area divisions (hereinafter referred to as “contact angle classification”) is 5, but even if the contact angle division is 1 or 2, The stratification of the single row bearing 3 is performed in the same manner.
[0058]
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the radial clearance and axial clearance of the plurality of single row bearings 3 and the contact angle classification.
[0059]
In FIG. 4, the contact angle region (6) is in the range of α to (α + 1) ° as the contact angle of the single row bearing 3, and the contact angle region (7) is the contact angle of the single row bearing 3 (α + 1). The contact angle region (8) is in the range of (α + 2) to (α + 3), and the contact angle region (9) is in the range of the single row bearing 3. The contact angle region (10) is in the range of (α + 3) to (α + 4) °, and the contact angle region (10) is in the range of (α + 4) to (α + 5) ° in the contact angle of the single row bearing 3. The tolerances in (6) to (10) are equally 1 ° in contact angle.
[0060]
In the axial resonance press-fitting method, the radial clearance and the axial clearance of the single row bearing 3 constituting the unit bearing 1 are calculated in advance, and are stratified into the contact angle regions (6) to (10) described above.
[0061]
Resonance frequency reference value calculation process
In step S12, for each of the contact angle regions (6) to (10), an axial resonance frequency is calculated from the contact angle, and the calculated value is used as each of the contact angle regions (6) to (10). Each is set as the axial resonance frequency reference value. This setting is executed by inputting the calculated value to the controller 37 as an axial resonance frequency.
[0062]
Unit bearing construction process
Returning to FIG. 3, in the subsequent step S <b> 13, a unit bearing constituting step for constituting the unit bearing 1 using the pair of

single row bearings

3, 3 layered into one of the contact angle regions (6) to (10). Execute.
[0063]
Inner ring press-fitting process
Further, an inner ring press-fitting process is performed in which any one of the

inner rings

5, 5 of the pair of

single row bearings

3, 3 is press-fitted by an axial resonance press-fitting method (step S14). In this inner ring press-fitting step, the value of the axial resonance frequency detected by the probe 41 and converted by the FFT converter 43 is the value for one of the contact angle regions (6) to (10) calculated in step S12. The press-fitting operation of the inner ring 5 is terminated by stopping the supply of the pressure oil to the hydraulic cylinder 34 when it matches the reference value of the axial resonance frequency. Thereby, an appropriate preload can be applied to the inner ring 5 of the unit bearing 1.
[0064]
Next, a method of calculating the radial rigidity variation of the unit bearing 1 will be described with reference to the example of FIG. 4 (the number of contact angle sections is five) following the above description.
[0065]
First, of all the single row bearings 3 classified as a layer, the radial stiffness and axial clearance of the unit bearing 1 composed of a pair of

single row bearings

3 and 3 having a median value are used as a reference value. The value of the radial stiffness when the preload is applied by changing the axial resonance frequency (axial stiffness) for each of the angular regions (6) to (10) is displayed as a percentage. Specifically, the radial clearance of the single row bearing 3 shown in FIG. 4 is 0.0165 (ball diameter ratio), which is the median value, and the axial clearance of the single row bearing of FIG. The radial stiffness value is displayed as a percentage with the radial stiffness value 3.3 kgf / μm at 0.092 (ball diameter ratio) as a reference value.
[0066]
Next, for each contact angle region, the difference between the maximum value and the minimum value of the radial stiffness displayed as a percentage is calculated, and the calculated difference is the maximum value in the contact angle regions (6) to (10). Is calculated as a variation when the number of contact angle sections is five.
[0067]
As described above, FIG. 5 shows the result of applying the preload at the axial resonance frequency obtained for each region by stratifying the single row bearing 3 constituting the unit bearing 1 into the above-described contact angle regions.
[0068]
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the number of contact angle segments and the variation in radial stiffness when the preload is applied by changing the axial stiffness for each contact angle region.
[0069]
From FIG. 5, the unit bearing 1 assembled using the single row bearing 3 divided into contact angles in 5 sections has a radial rigidity variation within 9% in any region, and within 28% in the case of 2 sections. It can be seen that in the case of 1 division, it falls within 51%.
[0070]
From the above results, the radial rigidity variation of the unit bearing 1 assembled using the single row bearing 3 with the contact angle segmented (FIG. 5) and the radial stiffness variation of the unit bearing 1 with the radial clearance segmented (FIG. 7). Compared to the above, it is natural that the same value as 51% in one division means that the same region is seen in a variation. However, in two divisions, 35% is reduced to 28%, and in five divisions it is further 19%. Decreases to 9%.
[0071]
According to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce not only the radial rigidity variation but also the preload variation as compared to the layers by the radial clearance section. In addition, this variation can be further reduced by increasing the number of contact angle sections.
[0072]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the method for manufacturing a unit bearing according to claim 1, the unit bearing is calculated based on the radial clearance and axial clearance or groove R calculated for a plurality of single row bearings constituting the unit bearing. A plurality of single row bearings are stratified into two or more contact angle regions where contact angle tolerances of the plurality of single row bearings are equal, and a pair of single row bearings stratified into one of the contact angle regions A unit bearing is used, and one of the pair of single row bearings constituting the unit bearing is calculated in advance as a reference value of the axial resonance frequency at which the radial rigidity is constant for each contact angle region. Of these axial resonance frequencies, these single-row bearings are press-fitted so as to match the axial resonance frequency of the contact angle region that is layered, so the radial when manufacturing unit bearings It can be brought close to more constant and to reduce variation in sex.
[0073]
Further, according to the method for manufacturing a unit bearing according to claim 3, a plurality of numbers calculated from the relational expressions of the inner ring rotation speed or the outer ring rotation speed and the ball revolution number for a plurality of single row bearings constituting the unit bearing, respectively. A unit using a pair of single row bearings in which a plurality of single row bearings are stratified into two or more contact angle regions in which the contact angle tolerances of the single row bearings become equal, and one contact angle region is stratified. Axial resonance frequency that is calculated in advance as a reference value of the axial resonance frequency at which the radial rigidity is constant for each contact angle region, with one of the pair of single row bearings that constitute the bearing constituting the unit bearing. Of these, these single-row bearings are press-fitted so as to match the axial resonance frequency of the layered contact angle region, so that variations in radial rigidity when manufacturing unit bearings can be reduced. It can be close to constant.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a unit bearing manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of an apparatus for executing a unit bearing manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of an inner ring press-fitting procedure of a unit bearing 1 executed by the apparatus of FIG.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between radial clearances and axial clearances of a plurality of single row bearings 3 and contact angle classifications.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the number of contact angle segments and the variation in radial stiffness when pre-load is applied by changing the axial stiffness for each contact angle region.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between radial clearance and axial clearance of a plurality of single row bearings 3 and radial clearance categories;
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the number of radial clearance categories and the variation in radial stiffness when preload is applied by changing the axial stiffness for each radial clearance region.
[Explanation of symbols]
1 Unit bearing
2 axis
3 Single row bearing
4 Housing
5 inner ring
6 Outer ring
7 Cage
8 balls
33 Holding member
36 Pushing arm
40 Axial direction vibration sensor

Claims

In a unit bearing manufacturing method of manufacturing a unit bearing consisting of a pair of single row bearings by an axial resonance press-fitting method,
A calculation step of calculating a contact angle of each of the plurality of single row bearings based on a radial clearance and an axial clearance or a groove R calculated for a plurality of single row bearings constituting the unit bearing;
A stratification step of stratifying the plurality of single row bearings into two or more contact angle regions such that tolerances of the calculated contact angles are equal based on the calculated contact angles;
A calculation step of calculating in advance a reference value of an axial resonance frequency at which the radial rigidity is constant for each region of the contact angle region;
Configuring the unit bearing using a pair of single row bearings layered into one of the contact angle regions; and
Either one of a pair of single row bearings constituting the unit bearing is made to coincide with the calculated axial resonance frequency as a reference value of the axial resonance frequency in the contact angle region where the single row bearing is layered. And a press-fitting process for press-fitting into the unit bearing.

A unit bearing manufactured by the method for manufacturing a unit bearing according to claim 1.

In a unit bearing manufacturing method of manufacturing a unit bearing consisting of a pair of single row bearings by an axial resonance press-fitting method,
A calculation step of calculating contact angles of the plurality of single row bearings from a relational expression of inner ring rotation speed or outer ring rotation speed for a plurality of single row bearings constituting the unit bearing, and ball revolution number, respectively;
A stratification step of stratifying the plurality of single row bearings into two or more contact angle regions such that tolerances of the calculated contact angles are equal based on the calculated contact angles;
A calculation step of calculating in advance a reference value of an axial resonance frequency at which the radial rigidity is constant for each region of the contact angle region;
Configuring the unit bearing using a pair of single row bearings layered into one of the contact angle regions; and
Either one of a pair of single row bearings constituting the unit bearing is made to coincide with the calculated axial resonance frequency as a reference value of the axial resonance frequency in the contact angle region where the single row bearing is layered. And a press-fitting process for press-fitting into the unit bearing.

A unit bearing manufactured by the method for manufacturing a unit bearing according to claim 3.