JP7602117B2 - 組合せ玉軸受の支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、軸の端部を組合せ軸受で支持する組合せ玉軸受の支持構造に関する。

工作機械等に用いられるベアリングとして、従来から複数のアンギュラ玉軸受を組み合わせた組合せ玉軸受が知られている。例えば特許文献１では、背面組合せ形（ＤＢ）の軸受が開示されているが、この他にも正面組合せ形（ＤＦ）や並列組合せ形（ＤＴ）など、軸受の組合せには様々な種類がある。

特開２０１６－１６９８０４号公報

玉軸受においては、玉と外輪および内輪との間に、転動体である玉が回転するための隙間を形成する必要がある。しかしながら、その隙間が広すぎると、玉の動き幅が大きくなってしまうので、玉軸受には予圧がかけられることがある。そして、例えば送り装置である精密ボールねじのような高い位置精度が要求される軸を支持する場合には、支持軸受の予圧の他に、軸そのものに予張力をかけることもある。

図６は、従来の組合せ玉軸受の支持構造について説明する図である。例えば図６では、軸１２の一方側を背面組合せ形（ＤＢ）の軸受１０で支持すると共に、軸１２に予張力をかける場合を例示している。内輪１４と外輪１６との間には、玉１５が配置されている。軸受１０は軸ナット２６と軸の肩１２ａとの間で締められて予圧が加えられている。このような背面組合せ形（ＤＢ）の場合には、予張力負荷を目的としたボルト１８によってフレーム２２に対して突っ張ることにより軸１２に予張力を掛ける。その後、軸ナット２６を外し、フレーム２２および軸受１０を抜き取り、装置本体のハウジング２４とフレーム２２のフランジとの間にシム２０を嵌め込んだ後に、あらためてフレーム２２をハウジング２４に対して締結する。このような分解、再組立てが必要な理由は、シム２０の厚みを決めるためには、ハウジング２４とフレーム２２のフランジ部のスキマを測定する時点で、狙いとする予張力負荷状態を作り出しておかねばならないからである。

本発明は、このような課題に鑑み、軸に予張力をかける工程に要する工程数を減らすことで作業者の負担を大幅に軽減することが可能な組合せ玉軸受の支持構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる組合せ玉軸受の支持構造の代表的な構成は、軸の端部を組合せ軸受で支持する組合せ玉軸受の支持構造において、軸の端部に形成された雄ねじ部と、組合せ軸受の外輪の外周に形成された雄ねじ部と、軸の端部の雄ねじ部に取り付けられて内輪を保持する第１ナットと、外輪の雄ねじ部に取り付けられる第２ナットと、を含み、第２ナットによって装置本体のフレームに対して外輪を引くことにより、軸に予張力を付与することを特徴とする。

上記構成によれば、第１ナットによって軸に対して軸受の内輪が固定される。そして、第２ナットによって装置本体のフレームに対して外輪を引くことにより、軸に予張力が付与される。このとき、予張力を付与した後に、シムやカラー等のスペーサを嵌め込む必要がない。したがって、予張力を調整した後に軸受やフレームを解体し、再度組み直す作業を行わなくて済む。このため、軸に予張力をかける工程に要する工程数を減らし、作業者の負担を大幅に軽減することが可能となる。

当該組合せ玉軸受の支持構造は、外輪の外周に形成された凹面と、第２ナットの回転を固定するカラーとを備え、カラーの内周には外輪の外周の凹面に対応する凸部を有するとよい。かかる構成のようにカラーを設けることにより、軸に対して予張力を付与する際の外輪の回転を防ぐことができる。これにより、装置本体のフレームに対する外輪およびカラーの回転を好適に防止することが可能となる。

本発明にかかる転がり軸受は、軸に予張力をかける工程に要する工程数を減らすことで作業者の負担を大幅に軽減することが可能な組合せ玉軸受の支持構造を提供することができる。

本実施形態にかかる組合せ玉軸受の支持構造の説明をする図である。 支持構造の分解斜視図である。 支持構造の組立工程を説明する図である。 支持構造の組立工程を説明する図である。 本実施形態の支持構造を適用可能な組合せ玉軸受の他の構成を例示する図である。 従来の組合せ玉軸受について説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示または説明を省略する。

図１は、本実施形態にかかる組合せ玉軸受の支持構造（以下、単に支持構造１００と称する）の説明をする図である。図２は、支持構造１００の分解斜視図である。図３および図４は、支持構造１００の組立工程を説明する図である。

図１に示すように、本実施形態の１００によって支持する組合せ玉軸受１１０では、外輪１０２と内輪１０４の間に、転動体である玉１０８が複数配置されている。本実施形態において組合せ玉軸受１１０は背面組合せ形（ＤＢ）のアンギュラ玉軸受である。外輪１０２は２列が一体に成型されていて、内輪１０４は２列が分離型になっている。

本実施形態において軸１０６はボールねじのように軸方向に高い位置精度が要求される軸である。軸１０６の端部には細径部１０６ａが形成されていて、この細径部１０６ａに組合せ玉軸受１１０の内輪１０４が嵌め込まれる。また図２に示すように、軸１０６の端部には雄ねじ部１０６ｂと軸溝１０６ｃが形成されている。

図３（ａ）に示すように、軸１０６の端部の雄ねじ部１０６ｂには、内輪１０４を保持する菊座金１４０と第１ナット１２０（いわゆる軸ナット）が取り付けられる。

菊座金１４０には内周に１本の爪１４２が形成されていて、外周に多数の歯１４４が形成されている。爪１４２は、軸１０６の軸溝１０６ｃに挿入される。これにより、軸１０６に対する菊座金１４０の回転止めをすることができる。

第１ナット１２０を雄ねじ部１０６ｂに螺合することで、２つの内輪１０４は軸の肩１０６ｄと第１ナット１２０に挟まれて固定され、予圧がかけられる。所定の予圧になったところで、図３（ｂ）に示すように菊座金の歯１４４を折り曲げて第１ナット１２０の外周のナット溝１２２に挿入する。これにより、菊座金１４０に対する第１ナット１２０の回転止め、ひいては軸１０６に対する第１ナット１２０の回転止めを行うことができる。

一方、組合せ玉軸受１１０の外輪１０２の外周には雄ねじ部１０２ａが形成されている。そして図４（ａ）に示すように、フレーム１０９にカラー１５０が取り付けられ、その上から雄ねじ部１０２ａに第２ナット１３０（軸ナットと同様の構造の大径のナット）が取り付けられる。

カラー１５０はボルト穴１５４にボルト１６０を挿通してフレーム１０９に締結する。これにより第２ナット１３０の回転が固定される。カラー１５０の外周には複数（本実施形態では２本）の歯１５２が設けられている。

第２ナット１３０を外輪１０２の外周に形成された雄ねじ部１０６ｂに締め込むと、フレーム１０９に対してカラーを介して外輪１０２が引かれた状態となる。外輪１０２が引かれると、組合せ玉軸受１１０を介して軸１０６に予張力が付与される。所定の予張力になったところで、図４（ｂ）に示すようにカラー１５０の歯１５２を折り曲げて第２ナット１３０の外周のナット溝１３２に挿入する。これにより、第２ナット１３０の回転止めを行い、予張力が保持される。

上記構成によれば、軸１０６に予張力を付与した後に、シムやカラー等のスペーサを嵌め込む必要がない。したがって、予張力を調整した後に組合せ玉軸受１１０を解体して再度組み直す作業を行わなくてよい。このため、軸１０６に予張力をかける工程に要する工程数を減らし、作業者の負担を大幅に軽減することが可能となる。

なお、他の構成としては、例えば外輪１０２の外周に凹面を形成し、これに対応する凸部をカラー１５０の内周に形成してもよい。かかる構成によれば、カラー１５０によって外輪１０２の回転を止めることができるため、第２ナット１３０を締め込む際に外輪１０２の回転を防ぐことができる。

図５は、本実施形態の支持構造１００を適用可能な組合せ玉軸受の他の構成を例示する図である。本実施形態の支持構造１００は、例えば図５（ａ）に示すように３列の組合せ玉軸受２１０にも適用することができる。また例えば図５（ｂ）に示すように、最大で４列の組合せ玉軸受３１０までは本実施形態の支持構造１００を適用することが可能である。このように軸受の列数を増やすことにより、軸受の耐荷重及び剛性を向上させることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は斯かる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、軸の端部を組合せ軸受で支持する組合せ玉軸受の支持構造として利用することができる。

１０…軸受、１２…軸、１２ａ…軸の肩、１４…内輪、１５…玉、１６…外輪、１８…ボルト、２０…シム、２２…フレーム、２４…ハウジング、２６…軸ナット、３０…軸受、１００…支持構造、１０２…外輪、１０２ａ…雄ねじ部、１０４…内輪、１０６…軸、１０６ａ…細径部、１０６ｂ…雄ねじ部、１０６ｃ…軸溝、１０８…玉、１０９…フレーム、１１０…組合せ玉軸受、１２０…第１ナット、１２２…ナット溝、１３０…第２ナット、１３２…ナット溝、１４０…菊座金、１４２…爪、１４４…歯、１５０…カラー、１５２…歯、１５４…ボルト穴、２１０…組合せ玉軸受、３１０…組合せ玉軸受

Claims (1)

1. 軸の端部を組合せ軸受で支持する組合せ玉軸受の支持構造において、
   前記軸の端部に形成された雄ねじ部と、
   前記組合せ軸受の外輪の外周に形成された雄ねじ部と、
   前記軸の端部の雄ねじ部に取り付けられて内輪を保持する第１ナットと、
   前記外輪の雄ねじ部に取り付けられる第２ナットと、
   を含み、
   前記第２ナットによって装置本体のフレームに対して前記外輪を引くことにより、前記軸に予張力を付与することを特徴とする組合せ玉軸受の支持構造。

Images