JP2024039764A - 複列円すいころ軸受の組付け治具、及び、複列円すいころ軸受の組付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複列円すいころ軸受の組付け時に、円すいころの大端側（円すいころの大端面と内輪の大鍔との間）に隙間が生じることを防止して、予圧が低下することを防止することが可能な複列円すいころ軸受の組付け治具を提供する。【解決手段】複列円すいころ軸受の組付け治具１０は、複列円すいころ軸受１が回転部材１００に組付けられる際に、一方の円すいころ軸受（鉛直上方側にくる円すいころ軸受）を構成する円すいころ４の大端面４ａと一方の内輪２の大鍔２ａとの間の隙間を詰めるように、一方の保持器５を一方の内輪２の大端側に寄せて保持する。【選択図】 図６

Description

本発明は、複列円すいころ軸受の組付け治具、及び、該複列円すいころ軸受の組付け治具を用いた複列円すいころ軸受の組付け方法に関する。

従来から、例えば、ドライブピニオンシャフトやハブ等の回転部材を回転自在に軸支するため、ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重を同時に支えることができる複列円すいころ軸受（ダブルテーパローラベアリング）が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

通常、複列円すいころ軸受は、耐久性（長寿命化）や信頼性確保等の観点から、内外輪－円すいころ間に予圧をかけて使用される。例えば、複列円すいころ軸受にシャフト等の回転部材を組付ける際に、複列円すいころ軸受（内輪）にシャフト等の回転部材を圧入して内輪径を拡大することにより、予圧が付与される。

特開２００２－２８３８０５号公報

しかしながら、複列円すいころ軸受の組付け時に、シャフト等の回転部材を圧入する際の作業条件等によっては、円すいころの大端側（円すいころの大端面と内輪の大鍔との間）に隙間が生じ、シャフトの圧入後にも隙間が残ることがある。そのような状態で複列円すいころ軸受を用いると予圧が低下するおそれがある。予圧の低下は複列円すいころ軸受の寿命を低下させる要因となるため、このような予圧の低下を防止する発明が望まれていた。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、複列円すいころ軸受の組付け時、すなわち、複列円すいころ軸受に回転部材が圧入される際に、円すいころの大端側（円すいころの大端面と内輪の大鍔との間）に隙間が生じることを防止して、予圧が低下することを防止することが可能な複列円すいころ軸受の組付け治具、及び、該組付け治具を用いた複列円すいころ軸受の組付け方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る複列円すいころ軸受の組付け治具は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に転動自在に配された複数の円すいころと、複数の円すいころを保持する保持器とを備えて構成される円すいころ軸受が、対となって、対向して配置された複列円すいころ軸受を回転部材に組付ける際に用いられる複列円すいころ軸受の組付け治具であって、複列円すいころ軸受を回転部材に組付ける際に、一方の円すいころ軸受を構成する円すいころの大端面と一方の内輪の大鍔との間の隙間を詰めるように、一方の保持器を一方の内輪の大端側に寄せて保持する、又は、一方の内輪の大鍔を円すいころの大端側に寄せて保持することを特徴とする。

本発明によれば、複列円すいころ軸受の組付け時、すなわち、複列円すいころ軸受に回転部材が圧入される際に、円すいころの大端側（円すいころの大端面と内輪の大鍔との間）に隙間が生じることを防止して、予圧が低下することを防止することが可能となる。

複列円すいころ軸受の構成を示す断面図である。 円すいころの大端側（円すいころの大端面と内輪の大鍔との間）に隙間が生じていない状態（正規の状態）を示す断面図である。 円すいころの大端側（円すいころの大端面と内輪の大鍔との間）に隙間が生じている状態を示す断面図である。 第１実施形態に係る複列円すいころ軸受の組付け治具の構成を示す図である。 第１実施形態に係る複列円すいころ軸受の組付け治具が取り付けられる前の内輪、円すいころ、及び保持器を示す図である。 第１実施形態に係る複列円すいころ軸受の組付け治具が取り付けられた内輪、円すいころ、及び保持器を示す図である。 第１実施形態に係る複列円すいころ軸受の組付け治具の爪部が係合される保持器の収容部を拡大して示した断面図である。 第１実施形態に係る複列円すいころ軸受の組付け治具が取り付けられた複列円すいころ軸受を示す図である。 第２実施形態に係る複列円すいころ軸受の組付け治具の構成を示す斜視図である。 第２実施形態に係る複列円すいころ軸受の組付け治具の要部を拡大して示した断面図である。 第２実施形態に係る複列円すいころ軸受の組付け治具を用いた複列円すいころ軸受の組付け方法（第２工程）を説明するための図である。 第２実施形態に係る複列円すいころ軸受の組付け治具を用いた複列円すいころ軸受の組付け方法（第３工程）を説明するための図である。 第２実施形態に係る複列円すいころ軸受の組付け治具を用いた複列円すいころ軸受の組付け方法（第４工程）を説明するための図である。 第２実施形態に係る複列円すいころ軸受の組付け治具を用いた複列円すいころ軸受の組付け方法（第５工程）を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
まず、図１～図８を併せて用いて、第１実施形態に係る複列円すいころ軸受の組付け治具１０の構成について説明する。図１は、複列円すいころ軸受１の構成を示す断面図である。図２は、円すいころ４の大端側（円すいころ４の大端面４ａと内輪２の大鍔２ａとの間）に隙間が生じていない状態（正規の状態）を示す断面図である。図３は、円すいころ４の大端側（円すいころ４の大端面４ａと内輪２の大鍔２ａとの間）に隙間が生じている状態を示す断面図である。図４は、複列円すいころ軸受の組付け治具１０の構成を示す図である。図５は、複列円すいころ軸受の組付け治具１０が取り付けられる前の内輪２、円すいころ４、及び保持器５を示す図である。図６は、複列円すいころ軸受の組付け治具１０が取り付けられた内輪２、円すいころ４、及び保持器５を示す図である。図７は、複列円すいころ軸受の組付け治具１０の爪部１２が係合される保持器５の収容部５ａを拡大して示した断面図である。図８は、複列円すいころ軸受の組付け治具１０が取り付けられた複列円すいころ軸受１を示す図である。

複列円すいころ軸受（ダブルテーパローラベアリング）１は、ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重を同時に支えることができ、例えば、ドライブピニオンシャフトやハブ等の回転部材１００を回転自在に軸支する（図１４参照）。

複列円すいころ軸受１は、内輪２と、外輪３と、内輪２と外輪３との間に転動自在に配された複数の円すいころ４と、複数の円すいころ４を周方向に沿って所定間隔毎に保持する保持器５とを備えて構成される２個の円すいころ軸受が、対となって、対向して配置されて構成される。例えば、本実施形態に係る複列円すいころ軸受１は、一対の内輪２と、一個の外輪３と、一方の内輪２と外輪３との間、及び、他方の内輪２と外輪３との間それぞれに転動自在に配された複数の円すいころ４と、複数の円すいころ４を周方向に沿って所定間隔毎に保持する一対の保持器５とを備えて構成される、外向き形の複列円すいころ軸受である。

より詳細には、内輪２は、その外径面に円すい状の軌道面を有し、軌道面の大端側（大径側）には、外径側へ突出する大鍔（鍔部）２ａが形成されている。また、円すいころ４が小端側へ脱落することを防止するために、内輪２の小端側（小径側）には小鍔（鍔部）２ｂが形成されている。

外輪３はその内径面に一対の円すい状の軌道面を有し、この軌道面と内輪２の軌道面とを、保持器５で保持された複数の円すいころ４が転動する。

保持器５は、一対の環状部（大径側環状部及び小径側環状部）と、該環状部（大径側環状部と小径側環状部）を連結する柱部とを備え、周方向に沿って隣合う柱部間に形成された収容部（ポケット）５ａに円すいころ４が回転自在に収容される。

各円すいころ軸受では、円すいころ４と内外輪の軌道面とが線接触しており、内・外輪軌道面およびころ中心が軸心上の一点で一致するよう設計されている。

ところで、通常、複列円すいころ軸受１は、耐久性（長寿命化）や信頼性確保等の観点から、内外輪－円すいころ間に予圧をかけて使用される。例えば、複列円すいころ軸受１にシャフト等の回転部材１００を組付ける際に、複列円すいころ軸受１（内輪２）にシャフト等の回転部材１００を圧入して内輪径を拡大することにより、予圧が付与される。

しかしながら、複列円すいころ軸受１の組付け時に、シャフト等の回転部材１００を圧入する際の作業条件等によっては、例えば、外輪３や鉛直上方の円すいころ４が自重で落ちることにより、図３に示されるように、円すいころ４の大端側（円すいころ４の大端面４ａと内輪２の大鍔２ａとの間）に隙間が生じ、回転部材１００の圧入後にも隙間が残ることがある。そのような状態で複列円すいころ軸受１を用いると予圧が低下するおそれがある。

ここで、複列円すいころ軸受の組付け治具（以下、単に「組付け治具」ということもある）１０は、複列円すいころ軸受１の組付け時、すなわち、複列円すいころ軸受１に回転部材１００が圧入される際に、円すいころ４の大端側（円すいころ４の大端面４ａと内輪２の大鍔２ａとの間）に隙間が生じることを防止して、予圧が低下することを防止する（ひいては、複列円すいころ軸受１の耐久性や信頼性の向上を図る）機能を有している。

そのため、複列円すいころ軸受の組付け治具１０は、複列円すいころ軸受１が回転部材（シャフト）１００に組付けられる際に、一方の円すいころ軸受（鉛直上方側にくる円すいころ軸受）を構成する円すいころ４の大端面４ａと一方の内輪２の大鍔２ａとの間の隙間を詰めるように（円すいころ４が自重等で落ちないように）、一方の保持器５を一方の内輪２の大端側（大径側）に寄せて保持する。ここで、保持器５を一方の内輪２の大端側に寄せて保持することにより、複数（例えば１８個）の円すいころ４をまとめて保持することができる。

より具体的には、複列円すいころ軸受の組付け治具１０は、主として、本体部１１と、爪部１２と、板バネ部１３と、連結部材１４とを有して構成されている。

本体部１１は、一方の保持器５の環状部の外周面に装着可能なように、円すいころ４のころ中心（中心軸）と略平行に延びる、略直方体状に形成されている。

爪部１２は、本体部１１の下端部（一方の端部）に形成され、一方の保持器５の円すいころ４が収容される収容部５ａの大端側（大径側環状部）の辺に係合可能に（引っ掛けられるように）形成されている。

板バネ部１３は、本体部１１の上端部（他方の端部）に突設され、可撓性（バネ性）を有し、装着時に、その先端が一方の内輪２の大端面２ｃに当接することにより、弓なりに反りかえり、保持器５に対して内輪２の大端面２ｃ方向の付勢力を付与する。この付勢力により、保持器５が内輪２の大端側に寄せられて保持される。

複列円すいころ軸受の組付け治具１０（本体部１１、爪部１２、板バネ部１３）は、例えば、樹脂（エンジニアリングプラスチック）等から形成される。

複列円すいころ軸受の組付け治具１０は、例えば、３個で１組（セット）として使用される。すなわち、組付け時には、保持器５を３箇所で内輪２の大端側に寄せて保持することができる。

そこで、組付け時の作業性を向上させるために、複列円すいころ軸受の組付け治具１０は、複数（本実施形態では３個）の組付け治具１０を円弧状に連結する連結部材１４を備えている。

連結部材１４は、柔軟性を有する樹脂やゴム等からなり、例えば、断面が円形のひも状に形成される。連結部材１４は、例えば、各組付け治具１０の本体部１１の側面に接続される。

次に、複列円すいころ軸受の組付け治具１０を用いた複列円すいころ軸受の組付け方法について説明する。

複列円すいころ軸受１に回転部材（シャフト）１００が組付けられる際に、まず、第１工程では、複列円すいころ軸受の組付け治具１０が一方の内輪２に取り付けられる（図６、８参照）。これにより、一方の保持器５が一方の内輪２の大端側に寄せられて保持される。

次に、第２工程では、組付け治具１０が取り付けられた複列円すいころ軸受１に回転部材１００が圧入される。その後、第３工程において、複列円すいころ軸受１から組付け治具１０が取り外される。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、複列円すいころ軸受１が回転部材１００に組付けられる際に、一方の円すいころ軸受（鉛直上方側にくる円すいころ軸受）を構成する円すいころ４の大端面４ａと一方の内輪２の大鍔２ａとの間の隙間を詰めるように、一方の保持器５が一方の内輪２の大端側に寄せて保持される。そのため、複列円すいころ軸受１の組付け時、すなわち、複列円すいころ軸受１に回転部材１００を圧入する際に、円すいころ４の大端側（円すいころ４の大端面４ａと内輪２の大鍔２ａとの間）に隙間が生じることを防止して、予圧が低下することを防止する（ひいては、複列円すいころ軸受１の耐久性や信頼性の向上を図る）ことが可能となる。

特に、本実施形態によれば、複列円すいころ軸受の組付け治具１０が、一方の保持器５の環状部の外周面に装着可能なように、円すいころ４の中心軸と略平行に延びる略直方体状の本体部１１と、本体部１１の下端部に形成され、一方の保持器５の収容部５ａの大端側の辺に係合可能な爪部１２と、本体部１１の上端部に突設され、可撓性を有し、装着時に、先端が一方の内輪２の大端面２ｃに当接することにより、弓なりに反りかえって、保持器５に対して内輪２の大端面２ｃ方向の付勢力を付与する板バネ部１３とを有している。そのため、複列円すいころ軸受１が回転部材１００に組付けられる際に、円すいころ４の大端面４ａと一方の内輪２の大鍔２ａとの間の隙間を詰めるように、一方の保持器５を一方の内輪２の大端側に寄せて保持することができる。

本実施形態によれば、複数（例えば３個）の組付け治具１０を円弧状に連結する連結部材１４を備えるため、組付け時の作業性を向上することができる。

また、本実施形態によれば、複列円すいころ軸受１に回転部材１００が組付けられる際に、まず、複列円すいころ軸受の組付け治具１０が一方の内輪２に取り付けられ、一方の保持器５が一方の内輪２の大端側に寄せられて保持され（第１工程）、次に、組付け治具１０が取り付けられた複列円すいころ軸受１に回転部材１００が圧入され（第２工程）、そして、その後、組付け治具１０が取り外される（第３行程）。そのため、複列円すいころ軸受１の組付け時、すなわち、複列円すいころ軸受１に回転部材１００が圧入される際に、円すいころ４の大端側（円すいころ４の大端面４ａと内輪２の大鍔２ａとの間）に隙間が生じることを防止して、予圧が低下することを防止する（ひいては、複列円すいころ軸受１の耐久性や信頼性の向上を図る）ことが可能となる。

（第２実施形態）
上述した第１実施形態では、複列円すいころ軸受１を回転部材１００に組付ける際に、円すいころ４の大端面４ａと一方の内輪２の大鍔２ａとの間の隙間を詰めるように、一方の保持器５を一方の内輪２の大端側に寄せて保持する構成としたが、一方の内輪２の大鍔２ａを円すいころ４の大端側に寄せて保持する構成としてもよい。

そこで、次に、図９～１４を併せて用いて、第２実施形態に係る複列円すいころ軸受の組付け治具２０について説明する。図９は、複列円すいころ軸受の組付け治具２０の構成を示す斜視図である。図１０は、複列円すいころ軸受の組付け治具２０の要部を拡大して示した断面図である。図１１～図１４は、複列円すいころ軸受の組付け治具２０を用いた複列円すいころ軸受の組付け方法（第２工程～第５工程）を説明するための図である。

本実施形態は、一方の保持器５を一方の内輪２の大端側に寄せて保持する構成に代えて、一方の内輪２の大鍔２ａを円すいころ４の大端側に寄せて保持する構成とした点で、上述した第１実施形態と異なっている。

より具体的には、複列円すいころ軸受の組付け治具２０は、例えば、樹脂（エンジニアリングプラスチック）等からなり、主として、本体部２１と、爪部２２と、凸部２３とを有して構成されている。

本体部２１は、一方の内輪２の大端面２ｃ及び外輪３の端面に取り付け可能に、円弧状に形成されている。本体部２１には、回転部材１００の組付け後に、組付け部材２０を横方向にスライドさせて取り外すことができるように、切り欠きが形成されている。

爪部２２は、本体部２１の側面に設けられ、外輪３の鍔（フランジ）３ａに係合可能に形成されている。該爪部２２が外輪３の鍔３ａに引っ掛けられることによって、組付け部材２０が複列円すいころ軸受１に取り付けられる。

凸部２３は、内輪２の大端面２ｃと対向する本体部２１の内面に突設され、装着時に、円すいころ４の大端面４ａと一方の内輪２の大鍔２ａとの間の隙間を詰めるように（内輪２を押し上げるように）、内輪２の大端面２ｃに押し力を付与する。なお、その他の構成は、上述した第１実施形態と同一又は同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

次に、図１１～１４を併せて参照しつつ、複列円すいころ軸受の組付け治具２０を用いた複列円すいころ軸受の組付け方法について説明する。

複列円すいころ軸受１に回転部材１００が組付けられる際に、まず、第１工程では、天地が逆の状態で、一方の内輪２（上内輪）が外輪３に組付けられる。

次に、第２工程では、天地が逆の状態で、複列円すいころ軸受の組付け治具２０が一方の内輪２（上内輪）の下部に取り付けられる（図１１参照）。これにより、内輪２が押し上げられ、円すいころ４の大端面４ａと一方の内輪２の大鍔２ａとの間の隙間が詰められる。すなわち、一方の内輪２の大鍔２ａが円すいころ４の大端面４ａに寄せられて保持される。

続いて、第３工程では、天地が戻されて、他方の内輪２（下内輪）が組付けられる（図１２参照）。

その後、第４工程では、天地が戻された状態で、組付け治具２０が取り付けられた複列円すいころ軸受１に回転部材（シャフト）１００が圧入される（図１３参照）。

そして、その後、第５工程において、複列円すいころ軸受１から組付け治具２０が取り外される（図１４参照）。

本実施形態によれば、複列円すいころ軸受の組付け治具２０が、一方の内輪２の大端面２ｃ及び外輪３の端面に取り付け可能に、円弧状に形成された本体部２１と、本体部２１の側面に設けられ、外輪３の鍔３ａに係合可能な爪部２２と、内輪２の大端面２ｃと対向する本体部２１の内面に設けられ、装着時に、円すいころ４の大端面４ａと一方の内輪２の大鍔２ａとの間の隙間を詰めるように、内輪２の大端面２ｃに押し力を付与する凸部２３とを有している。そのため、複列円すいころ軸受１を回転部材１００に組付ける際に、円すいころ４の大端面４ａと一方の内輪２の大鍔２ａとの間の隙間を詰めるように、一方の内輪２の大鍔２ａを円すいころ４の大端側に寄せて保持することができる。

また、本実施形態によれば、複列円すいころ軸受１に回転部材１００が組付けられる際に、まず、天地が逆の状態で、一方の内輪２（上内輪）が外輪３に組付けられ（第１工程）、次に、天地が逆の状態で、複列円すいころ軸受の組付け治具２０が一方の内輪２（上内輪）に取り付けられ（第２工程）、続いて、天地が戻されて、他方の内輪２（下内輪）が組付けられ（第３工程）、天地が戻された状態で、組付け治具２０が取り付けられた複列円すいころ軸受１に回転部材１００が圧入され（第４工程）、その後、組付け治具２０が取り外される（第５工程）。そのため、複列円すいころ軸受１の組付け時、すなわち、複列円すいころ軸受１に回転部材１００を圧入する際に、円すいころ４の大端側（円すいころ４の大端面４ａと内輪２の大鍔２ａとの間）に隙間が生じることを防止して、予圧が低下することを防止する（ひいては、複列円すいころ軸受１の耐久性や信頼性の向上を図る）ことができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、外向き形（複列外輪使用）の複列円すいころ軸受１を例にして説明したが、本発明は、内向き形（複列内輪使用）の複列円すいころ軸受や、組合せ円すいころ軸受に適用することもできる。

また、複列円すいころ軸受の組付け治具１０、２０の数や、形状、素材、サイズ等は、上記実施形態に限られることなく、例えば、適用される複列円すいころ軸受や要件等に応じて任意に変更することができる。

１ 複列円すいころ軸受（ダブルテーパローラベアリング）
２ 内輪
２ａ 大鍔
２ｂ 小鍔
２ｃ 大端面
３ 外輪
３ａ 鍔（フランジ）
４ 円すいころ
４ａ 大端面
５ 保持器
５ａ 収容部（ポケット）
１０、２０ 複列円すいころ軸受の組付け治具
１１ 本体部
１２ 爪部
１３ 板バネ部
１４ 連結部材
２１ 本体部
２２ 爪部
２３ 凸部
１００ 回転部材（シャフト）

Claims (6)

1. 内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に配された複数の円すいころと、前記複数の円すいころを保持する保持器と、を備えて構成される円すいころ軸受が、対となって、対向して配置された複列円すいころ軸受を回転部材に組付ける際に用いられる複列円すいころ軸受の組付け治具であって、
   前記複列円すいころ軸受を回転部材に組付ける際に、一方の前記円すいころ軸受を構成する前記円すいころの大端面と一方の前記内輪の大鍔との間の隙間を詰めるように、一方の前記保持器を一方の前記内輪の大端側に寄せて保持する、又は、一方の前記内輪の大鍔を前記円すいころの大端側に寄せて保持することを特徴とする複列円すいころ軸受の組付け治具。
2. 一方の前記保持器の環状部の外周面に装着可能なように、前記円すいころの中心軸と略平行に延びる略直方体状の本体部と、
   前記本体部の下端部に形成され、一方の前記保持器の前記円すいころが収容される収容部の大端側の辺に係合可能な爪部と、
   前記本体部の上端部に突設され、可撓性を有し、装着時に、先端が一方の前記内輪の大端面に当接することにより、前記保持器に対して前記内輪の大端面方向の付勢力を付与する板バネ部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の複列円すいころ軸受の組付け治具。
3. 複数の前記組付け治具を円弧状に連結する連結部材をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の複列円すいころ軸受の組付け治具。
4. 一方の前記内輪の大端面及び前記外輪の端面に取り付け可能に、円弧状に形成された本体部と、
   前記本体部の側面に設けられ、前記外輪の鍔に係合可能な爪部と、
   一方の前記内輪の大端面と対向する前記本体部の内面に突設され、装着時に、前記円すいころの大端面と一方の前記内輪の大鍔との間の隙間を詰めるように、前記内輪の大端面に押し力を付与する凸部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の複列円すいころ軸受の組付け治具。
5. 請求項２又は３に記載された複列円すいころ軸受の組付け治具を一方の前記内輪に取り付ける第１工程と、
   前記複列円すいころ軸受の組付け治具が取り付けられた複列円すいころ軸受に回転部材を圧入する第２工程と、
   前記複列円すいころ軸受の組付け治具を取り外す第３行程と、を備えることを特徴とする複列円すいころ軸受の組付け方法。
6. 天地が逆の状態で、一方の内輪を外輪に組付ける第１工程と、
   天地が逆の状態で、請求項４に記載された複列円すいころ軸受の組付け治具を一方の前記内輪の大端面及び前記外輪の端面に取り付ける第２工程と、
   天地を戻して、他方の前記内輪を組付ける第３工程と、
   天地が戻された状態で、前記複列円すいころ軸受の組付け治具が取り付けられた複列円すいころ軸受に回転部材を圧入する第４工程と、
   前記複列円すいころ軸受の組付け治具を取り外す第５工程と、を備えることを特徴とする複列円すいころ軸受の組付け方法。

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