JP4178618B2 - 軸受ユニットの組立方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸を回転自在に支持する軸受ユニットの組立方法に関する。この軸受ユニットは、例えばＸ線発生管などに用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸ線発生管用の軸受ユニットについて、２つの例を挙げる。
【０００３】
図３は、従来例１のＸ線発生管用の軸受ユニットである。図中、８０は回転軸、８１はケース、８２はターゲット、９０は軸受ユニットである。この軸受ユニット９０は、回転軸８０を内輪として利用した構造であり、回転軸８０の軸方向に離れた２カ所に軌道溝を設け、この各軌道溝の外周にアンギュラ玉軸受９１，９２を設け、これら両アンギュラ玉軸受９１，９２の外輪９１ａ，９２ａ間に単一のスペーサ９３を介装した構造になっている。なお、スペーサ９３は、外輪９１ａ，９２ａに対して温度変化を吸収させるための比較的小さいアキシャル隙間Ｗ２を持つ状態で配設されており、温度上昇に伴いスペーサ９３が軸方向に膨張してアキシャル隙間Ｗ２が詰められたときに両アンギュラ玉軸受９１，９２に予圧を付与するようになっている。
【０００４】
図４は、従来例２のＸ線発生管用の軸受ユニットである。この例では、上記単一のスペーサ９３の代わりに、２つのスペーサ９３ａ，９３ｂを用い、この２つのスペーサ９３ａ，９３ｂ間にコイルバネ９４を介装した構造になっている。この場合、コイルバネ９４の伸張復元力でもって両アンギュラ玉軸受９１，９２の外輪９１ａ，９２ａを互いに離れる側に弾発付勢させることにより、両アンギュラ玉軸受９１，９２に対して予圧を付与するようになっている。この予圧の付与形態は、いわゆる定圧予圧と呼ばれる。なお、この従来例２では、温度変化による軸方向寸法変化をコイルバネ９４で吸収するようになっており、２つのスペーサ９３ａ，９３ｂ間には、温度上昇時に両スペーサ９３ａ，９３ｂを衝突させないようにするための十分に大きなアキシャル隙間Ｗ３が設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来例１，２には、一長一短がある。
【０００６】
つまり、従来例１では、使用初期段階など、温度が上昇するまでの間についてアキシャル隙間Ｗ２が残存して両アンギュラ玉軸受９１，９２に対して予圧が付与されない状態になっているので、騒音や振動が大となり、寿命低下につながることが指摘される。しかし、温度上昇してアキシャル隙間Ｗ２が詰められた状態では、両アンギュラ玉軸受９１，９２の外輪９１ａ，９２ａとスペーサ９３とがケース８１に対してほぼ不動に位置決めされるので、仮に回転軸８０から過大なアキシャル荷重が作用しても、回転軸８０が図中左側へ移動するような事態の発生を阻止できるメリットがある。
【０００７】
一方の従来例２では、両アンギュラ玉軸受９１，９２に対してコイルバネ９４で予圧を付与させているので、使用初期段階など、温度が上昇するまでの間について騒音や振動の発生を抑制できるメリットがある。しかし、従来例２では、２つのスペーサ９３ａ，９３ｂ間に十分に大きなアキシャル隙間Ｗ３を設けているために、仮に、回転軸８０からコイルバネ９４のばね荷重を上回る過大なアキシャル荷重が作用するようなことが発生すると、コイルバネ９４が圧縮されて図５に示すように、回転軸８０が図中右側のアンギュラ玉軸受９１およびスペーサ９３ａと共に図中の左側へ移動されることになり、さらに図中左側のアンギュラ玉軸受９２の外輪９２ａがケース８１に位置決めされている関係より、このアンギュラ玉軸受９２の玉９２ｂが図中左側へ移動されることになり、図中左側のアンギュラ玉軸受９２が軸受として機能しなくなってしまい、回転軸８０の支持剛性が著しく低下することが懸念される。
【０００８】
このため、従来例２では、コイルバネ９４のばね荷重を、前述した過大なアキシャル荷重に耐えるように設定する必要があり、両アンギュラ玉軸受９１，９２に対して付与する予圧が過大になりやすく、回転トルクの増大ならびに寿命低下につながることが指摘される。
【０００９】
したがって、本発明は、軸受ユニットにおいて、使用初期段階での騒音や振動の発生を抑制するとともに、過大なアキシャル荷重の発生時における回転軸の支持剛性を高めるようにしながら、アンギュラ玉軸受の回転トルク軽減ならびに寿命向上を可能とする構造の提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る軸受ユニットの組立方法は、回転軸に、アンギュラ玉軸受を前記回転軸の軸方向に離れた２カ所に外装されかつ各外輪のカウンタボアが軸方向外側になるよう配置し、前記両軸受間に、前記一方の玉軸受の外輪側面に当接する第１のスペーサ、前記第１のスペーサの端面と一端が当接する弾発付勢部材、および前記弾発付勢部材の他端と当接する第３のスペーサをこの順で配置し、前記２つのスペーサ間には、温度上昇時に前記スペーサの軸方向の寸法が伸縮変化したときでも前記両スペーサを非接触状態に保つとともに、回転軸から前記弾発付勢部材の弾発付勢力よりも大きなアキシャル荷重が作用したときに、前記弾発付勢力が抗されることにより前記両スペーサが当接するアキシャル隙間が設けられるように、前記第１および第３のスペーサを径方向に貫通している透孔により前記２つのスペーサを位置合わせするために、前記透孔に位置決め用のピンを挿通し、さらに前記２つのスペーサと前記他方の玉軸受との間に第２のスペーサを嵌着させ、前記ピンを取り外すことにより組立てられている。
【００１３】
【発明の実施形態】
本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１４】
図１および図２は本発明の一実施形態にかかり、図１は、Ｘ線発生管用の軸受ユニットの縦断側面図、図２は、図１の軸受ユニットの組立手順を示す説明図である。
【００１５】
図中、１は回転軸、２はケース、３はターゲット、４は軸受ユニットである。軸受ユニット４は、回転軸１を内輪として利用した構造であり、回転軸１の軸方向に離れた２カ所に軌道溝１ａ，１ｂが設けられていて、この軌道溝１ａ，１ｂの外周部分にアンギュラ玉軸受５，６が設けられ、両アンギュラ玉軸受５，６間の領域で回転軸１の外周に、長尺スペーサ７，短尺スペーサ８、Ｃ形スペーサ９ならびに弾発付勢部材としてのコイルバネ１０が介装された構造になっている。
【００１６】
なお、２つのアンギュラ玉軸受５，６は、外輪５ａ，６ａと、複数の玉５ｂ，６ｂとで構成されており、各外輪５ａ，６ａはそのカウンタボアが軸方向外側に位置する形態で回転軸１０の外周に組み付けられている。
【００１７】
前述の長尺スペーサ７は、軸方向半分の領域７ａが厚肉に設定されており、残り半分の領域７ｂが薄肉に設定されている。この長尺スペーサ７の厚肉領域７ａの軸端に片側のアンギュラ玉軸受５の外輪５ａが圧入され、薄肉領域７ｂの内周コイルバネ１０が内装され、この薄肉領域７ｂの軸端の内周に短尺スペーサ８がスライド可能に嵌入されている。
【００１８】
また、Ｃ形スペーサ９は、長尺スペーサ７の薄肉領域７ｂの軸端側に軸方向隣り合わせに配設されている。このＣ形スペーサ９の一端面に対して短尺スペーサ８の一方軸端が、また、他端面が他のアンギュラ玉軸受６の外輪６ａに対してそれぞれ当接されている。
【００１９】
そして、長尺スペーサ７とＣ形スペーサ９とが２つのアンギュラ玉軸受５，６の間に隣り合わせに配設されていて、長尺スペーサ７の軸端内周に短尺スペーサ８が嵌入されている。この長尺スペーサ７と短尺スペーサ８およびＣ形スペーサ９とをコイルバネ１０の伸張復元力でもって軸方向に引き離すよう弾発付勢させることにより、両アンギュラ玉軸受５，６の外輪５ａ，６ａを互いに離す向きに押圧して両アンギュラ玉軸受５，６に予圧を付与するようになっている。
【００２０】
このように両アンギュラ玉軸受５，６に所要の予圧を付与した状態において、長尺スペーサ７とＣ形スペーサ９との間には所要のアキシャル隙間Ｗ１を持つ状態で配設されている。このアキシャル隙間Ｗ１は、温度上昇に伴い長尺スペーサ７およびＣ形スペーサ９が膨張したときに「０」よりも大きい寸法になるように設定されている。
【００２１】
このような実施形態の軸受ユニット４の場合、まず、使用初期から温度が上昇するまでの間について両アンギュラ玉軸受５，６に予圧をコイルバネ１０で付与させているので、温度変化に伴い長尺スペーサ７やＣ形スペーサ９などの軸方向寸法が伸縮変化しても、これら長尺スペーサ７とＣ形スペーサ９との相対位置をコイルバネ１０で可変させることによって、アンギュラ玉軸受５，６の予圧をほぼ一定に維持することができる。そのため、従来例１のような使用初期段階における騒音や振動の発生を抑制できるようになる。
【００２２】
また、長尺スペーサ７とＣ形スペーサ９との間のアキシャル隙間Ｗを微小に設定しているから、仮に、回転軸１から過大なアキシャル荷重が作用するようなことが発生すると、コイルバネ１０が圧縮されて長尺スペーサ７がアキシャル隙間Ｗ１分だけＣ形スペーサ９側に移動するものの、当該アキシャル隙間Ｗ１が詰められた時点で長尺スペーサ７の動きを阻止して、両アンギュラ玉軸受５，６の外輪５ａ，６ａをケース２に対して位置決めするようになる。そのため、回転軸１の図中左側への移動を阻止できるようになる。
【００２３】
このような過大なアキシャル荷重作用時の対処を、長尺スペーサ７とＣ形スペーサ９との当接によって行うようにしているから、コイルバネ１０のばね荷重を従来例２のように過大に設定する必要がなくなり、それによってアンギュラ玉軸受５，６に対して適正な予圧を付与できるようになる。そのため、アンギュラ玉軸受５，６の回転トルクを軽減できるようになるとともに寿命向上に貢献できるようになる。
【００２４】
次に、上記軸受ユニット４の組立手順を説明する。
【００２５】
まず、図２（ａ）に示すように、回転軸１に対して一方のアンギュラ玉軸受５を組み付けてから、長尺スペーサ７と短尺スペーサ８とコイルバネ１０とを非分離としたものを取り付ける。この長尺スペーサ７と短尺スペーサ８とコイルバネ１０とを非分離とするためには、長尺スペーサ７と短尺スペーサ８とに設けてある透孔７ｃ，８ａを合致させてそこにピン１１を差し込むことにより実現している。つまり、長尺スペーサ７に対して短尺スペーサ８をピン１１で結合した状態において、コイルバネ１０が所要量圧縮される。
【００２６】
この状態において、図２（ｂ）に示すように、回転軸１に対して他方のアンギュラ玉軸受６を組み付けてから、Ｃ形スペーサ９を回転軸１の径方向から嵌着させる。このとき、短尺スペーサ８を長尺スペーサ７にピン１１で固定しているために、図２（ｃ）に示すように、前記他方のアンギュラ玉軸受６と短尺スペーサ８との離間間隔Ｌが、Ｃ形スペーサ９の幅よりも広くなるので、回転軸１に対するＣ形スペーサ９の装着が容易に行えるようになっている。
【００２７】
この後、ピン１１を取り外せば、短尺スペーサ８が長尺スペーサ７から自由状態となるので、コイルバネ１０の伸張復元力によって短尺スペーサ８がＣ形スペーサ９の側へ押圧されることになって、図１に示すような状態になる。
【００２８】
なお、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００２９】
（１） 上記実施形態では、軸受ユニット４の使用対象として例えばＸ線発生管を例に挙げているが、自動車エンジンの過給機の回転軸サポート用としても用いることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係る軸受ユニットの組立方法で組み立てられた軸受ユニットでは、弾発付勢部材を用いてアンギュラ玉軸受に予圧を付与する形態として使用初期段階での騒音や振動の発生を抑制しながら、２つのスペーサのアキシャル隙間を管理することによって回転軸に作用するアキシャル荷重に対する回転軸の移動を阻止させる形態として弾発付勢部材の弾発付勢力を従来例２のように必要以上に大きく設定せずに済ませてアンギュラ玉軸受に対して適正な予圧を付与できるようにし、アンギュラ玉軸受の回転トルク軽減ならびに寿命向上を図るようにしている。
【００３１】
したがって、本発明の軸受ユニットの組立方法で組み立てられた軸受ユニットにおいて、使用初期段階での騒音や振動の発生を抑制することができるとともに、過大なアキシャル荷重の発生時における回転軸の支持剛性を高めることができたうえ、アンギュラ玉軸受の回転トルク軽減ならびに寿命向上を図ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のＸ線発生管用の軸受ユニットの縦断側面図
【図２】図１の軸受ユニットの組立手順を示す説明図
【図３】従来例１のＸ線発生管用の軸受ユニットの縦断側面図
【図４】従来例２のＸ線発生管用の軸受ユニットの縦断側面図
【図５】従来例２の不具合説明に用いる図
【符号の説明】
１ 回転軸
２ ケース
３ ターゲット
４ 軸受ユニット
５，６ アンギュラ玉軸受
５ａ，６ａ アンギュラ玉軸受の外輪
５ｂ，６ｂ アンギュラ玉軸受の玉
７ 長尺スペーサ
８ 短尺スペーサ
９ Ｃ形スペーサ
１０ コイルバネ

Claims (1)

1. 回転軸に、アンギュラ玉軸受を前記回転軸の軸方向に離れた２カ所に外装されかつ各外輪のカウンタボアが軸方向外側になるよう配置し、前記両軸受間に、前記一方の玉軸受の外輪側面に当接する第１のスペーサ、前記第１のスペーサの端面と一端が当接する弾発付勢部材、および前記弾発付勢部材の他端と当接する第３のスペーサをこの順で配置し、前記２つのスペーサ間には、温度上昇時に前記スペーサの軸方向の寸法が伸縮変化したときでも前記両スペーサを非接触状態に保つとともに、回転軸から前記弾発付勢部材の弾発付勢力よりも大きなアキシャル荷重が作用したときに、前記弾発付勢力が抗されることにより前記両スペーサが当接するアキシャル隙間が設けられるように、前記第１および第３のスペーサを径方向に貫通している透孔により前記２つのスペーサを位置合わせするために、前記透孔に位置決め用のピンを挿通し、さらに前記２つのスペーサと前記他方の玉軸受との間に第２のスペーサを嵌着させ、前記ピンを取り外すことにより組立てられている、ことを特徴とする軸受ユニットの組立方法。

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