JPH03277819A - 玉軸受を備えた回転軸受における誤差を補償するための方法 - Google Patents

玉軸受を備えた回転軸受における誤差を補償するための方法

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JPH03277819A
JPH03277819A JP2326135A JP32613590A JPH03277819A JP H03277819 A JPH03277819 A JP H03277819A JP 2326135 A JP2326135 A JP 2326135A JP 32613590 A JP32613590 A JP 32613590A JP H03277819 A JPH03277819 A JP H03277819A
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ring
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rings
cardan
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Hagen Kempas
ハーゲン・ケムパス
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Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
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Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、それぞれ内輪及び外輪を有して軸受部材内に
支承された２つの玉軸受を備えた回転軸受における誤差
を補償するための方法であって、両玉軸受を互いに緊締
させる形式のものに関する。
〔従来の技術〕
２つの構成ユニット間の回転自由度を制限しないように
するために、２つの玉軸受を軸方向にずらして設け、し
かも軸方向で互いに緊締させることが公知である。これ
により、並進運動的な大きい剛性が得られる。また、回
転軸線の周りにはわずかな摩擦しか生じない。
さらに、外輪の外周面における支承スリーブ又はその類
似物の所で、玉軸受を位置決めすることが公知である。
しかし、この外周面が軌道輪の転勤軌道に対してずれて
いると、支承が良好には行われず、例えばジャイロスコ
ープ用の軸受においては、ジャイロスコープが不安定に
支承されてしまう。
ドイツ連邦共和国特許第３７　１０　１８５号明細書に
は、スピンドルの半径方向力を伝達するころがり軸受（
ラジアル軸受）とこの半径力を吸収する円錐ころ軸受と
を備えた、スピンドル用固定軸受が開示されている。こ
の固定軸受ではさらに、ラジアル軸受の外輪と円錐ころ
軸受の外輪との間に中間リングがはめこまれている。ま
た、中間リング内には圧縮ばねが取付けられており、ラ
ジアル軸受の外輪はこの圧縮ばねによって遊びなく調節
される。これに対して、円錐ころ軸受の外輪を傾斜しな
い状態で中間リングの肩面上に保持するため、この外輪
の端面とハウジングカバーとの間には、弾性的で可撓性
のばねリングがはめこまれている。
アメリカ合衆国特許第４　６６５　６０５号明細書には
、動的に調整されるジャイロスコープを駆動するための
カルダン式装置が開示されている。この場合、カルダン
式装置によって、ジャイロスコープの回転子が駆動軸に
接続される。
刊行物“プラスチック及びゴム（Ｐｌａｓｔｅ　　ｕｎ
ｄ　　Ｋａｕｔｓｃｈｕｋ）″　（１９５６年）第１２
７−１３０号では、機械製作における接着剤の使用につ
いて説明がなされている。例えば軸受ブシュは、センタ
リング装置によって機械部材の孔内に衝撃なく接着され
る。
ＦＡＧ　　　Ｋｕｇｅ！ｆｉｓｃｈｅｒ　　　Ｇｅｏｒ
ｇ　　　５ｃｈａｅｆｅｒ　　　＆　　　Ｃｏ、　　Ｓ
ｃｈｗｅｉｎｆｕｒｔ社による企業刊行物第４１１１４
号“工作機械のためのＦＡＧ式スビスピンドル用軸受Ａ
Ｇ　　Ｓｐｉｎｃｌｅｌｌａｇ−ｅｒ　　ｆｕｅｒ　　
Ｗｅｒｋｚｅｕｇｍａｓｃ−ｈｉｎｅｎ）”には、皿ば
ねによってプレロードされたスピンドル用軸受対が記載
されている、このようなプレロードにより、スピンドル
装置が遊びなく運転され、かつ大きな剛性を与えられる
。しかし、上記両軸受は運転時にわたってずつと負荷さ
れたままとなる。
ドイツ連邦共和国特許第３０　１８　０９１号明細書に
は、ジャイロスコープ用の遊びのない軸受が開示されて
いる。この軸受には、それぞれ複数の転動体から成る共
軸の２つの環状体が設けられており、これら環状体の軸
方向のプレロード力は調節可能である。また、各環状体
の外側転勤面は、一体的なブシュによって形成されてい
る。これに対して、一方の内側転勤面は軸によって、他
方の内側転勤面は内輪によって形成されている。この内
輪は、大きな軸方向力によってのみ移動できる程のはめ
あいによって、軸に取付けられている。
ドイツ連邦共和国登録実用新案第８６３１２８７号明細
書には、軸のための支承部が説明されている。この支承
部においては、スラスト軸受とラジアル軸受との間に、
挿入体として受けが配置されている。また、この受けは
力を吸収しており、かつハウジングに結合されている。
さらに、受けの内部には、軌道輪に作用する複数のばね
部材が設けられている。それにより、上記受けは常にプ
レロードされ続ける。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は、初めに述べた回転軸受を次のように製
作することのできる、玉軸受を備えたこの回転軸受にお
ける誤差を補償するための方法を提供することにある。
即ち、初めに述べた回転軸受を、良好な静粛運転を行え
て、かつ長い有効寿命を有するように、わずかな費用し
かかけずに製作できる方法である。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は、本発明によれば初めに述べた形式の方法に
おいて、 回転軸受の回転軸線上に旋回中心点を有する内側の自在
継手によって、各玉軸受のそれぞれ第１種の軌道輪を相
対的に支持し、 回転軸受の回転軸線上に旋回中心点を有するそれぞれ１
つの外側の自在継手によって、互いに逆方向の軸方向力
を各玉軸受のそれぞれ第２種の軌道輪へ作用させ、 プレロードをかけた状態で、第１種の軌道輪を軸受部材
内に固定することによって解決されている。
〔発明の効果〕
上記手段によれば、上記第１種の軌道輪を外輪として、
上記第２種の軌道輪を内輪として形成すると有利である
。
また、自在継手としてのカルダン継手によって、上述し
た支持及び力軸方向作用を行うことができる。このよう
なカルダン継手は、例えばアメリカ合衆国特許節６６５
　６０５号明細書によるばね継手の形状を有している。
本発明によれば、支承スリーブと外輪との間の接着ギャ
ップ内に注入された硬化する接着剤によって、上述した
固定を行うことができる。
また、ねじを、玉軸受内に支承された軸内へその軸端面
からねじ込み、このねじのヘッドを外側の自在継手へ押
しつけ、その結果このねじによって、上述した軸方向力
を作用させることができる。さらに本発明によれば、上
述した固定時に、内輪と外輪とを相対的に回転させるこ
とができる。そして、外輪を支承スリーブ内に固定した
後に、外側の自在継手及びねじを取外すことができる。
しかし、内側の自在継手は軸受内に残したままとする。
〔実施例〕
次に図示の実施例につき本発明を説明する。
第１図によれば、互いに軸方向の間隔を置いた２つの玉
軸受１２．１４が支承スリーブ１０内にはめこまれてい
る。この場合、一方の玉軸受１２は外輪１６及び内輪１
８を有しており、外輪１６と内輪１８との間には球体２
０が保持されている。また、内輪１８は転動面２２を備
えており、転動面２２は球体２０を上方から覆うように
、第１図では上方の端部２４において外側へ向かって湾
曲している。これに対して、他方の玉軸受１４は外輪２
６及び内輪２８を有しており、外輪２６と内輪２８との
間には球体３０が保持されている。また、内輪２８は転
動面３２を備えており、転動面３２は球体３０を下方か
ら覆うように、第１図では下方の端部３４において外側
へ向かって湾曲している。
また、上記２つの内輪１８．２８は軸３６に取付けられ
ている。軸３６は孔３８及び雌ねじ４０を有する中空軸
として形成されている。
また、上記２つの外輪１６．２６間にはカルダン継手４
２がはめこまれている。ところで、これらの外輪１６．
２６は“第１種の軌道輪”として、カルダン継手４２は
“自在継手”として形成されている。また、このカルダ
ン継手４２は上記軸３６を取囲んでいる。さて、ヘッド
４６を備えたねじ４４が、軸３６の、第１図における上
側端面から雌ねじ４０内へねじ込まれている。そして、
ねじ４４のヘッド４６と内輪１８の端面との間にはカル
ダン継手４８がはめこまれている。これに対して、ヘッ
ド５２を備えたねじ５０が、軸３６の、第１図における
下側端面から雌ねじ４０内へねじ込まれている。
そして、ねじ５０のヘッド５２と内輪２８の端面との間
にはカルダン継手５４がはめこまれている。ところで、
これら２つの内輪１８．２８は“第２種の軌道輪”とし
て、カルダン継手４８．５４は“自在継手”として形成
されている、また、両カルダン継手４８．５４は環状に
形成されており、かつねじ４４．５０の柄を取囲んでい
る。
支承スリーブ１０と外輪１６又は２６との間に、接着ギ
ャップ５６又は５８が設けられている。そして、外輪１
６．２６を支承スリーブ１０内に固定するために硬化す
る接着剤が、これらの接着ギャップ５６．５８内に注入
されている。これと同様に、軸３６と内輪１８又は２８
との間の接着ギャップ５７又は５９内には、硬化する接
着剤が注入されている。
上記カルダン継手４２．４８及び５４は、第３図におい
て詳しく示されている。このようなカルダン継手は、ア
メリカ合衆国特許第６６５６０５号明細書に基づいて形
成される。
各カルダン継手４２．４８．５４は、それぞれ２つの同
軸的な環状体６０．６２から構成されており、この場合
、一方の環状体６２が他方の環状体６０の内側に差込ま
れている。また、各環状体は周方向の切り込みによって
それぞれ３つのリングに分割されている。つまり、外側
の環状体６０は３つのリング６４，６６．６８に、内側
の環状体６２は３つのリング７０１７２．７４にそれぞ
れ分割されている。そして、外側のリング６４が内側の
リング７０と、外側のリング６６が内側のリング７２と
、外側のリング６８が内側のリング７４と、それぞれ結
合されている。さて、外側のリング６４とリング６６と
の間には２つの切り込み７６．７８が形成されている。
各切り込み７６．７８は、周方向で１８０°よりわずか
に小さな角度にわたって延びる中央部分８０又は８２と
、Ｚ型の終端部分、つまり第３図ではただ終端部分８４
又は８６とをそれぞれ有している。これらの終端部分８
４．８６に等しい別の終端部分は、これらの終端部分に
対して約１８０°ずらされて、第３図では環状体６０の
後側に設けられている。
また、各終端部分８４．８６の、周方向に延びる区分８
８又は９０が互いにオーバーラツプしており、それによ
って、これらの区分８８．９０の間には周方向の板ばね
９２が形成されている。上記２つの外側のリング６４．
６６はこの板ばね９２によって結合されている。この板
ばね９２に等しい別の板ばねは、上記環状体６０の、板
ばね９２とは直径方向に対向する側に設けられている。
このような外側のリング６４．６６に対して、内側のリ
ング７０．７２は２つの切り込み９４．９６によって互
いに分割されている。各切り込み９４．９６は、周方向
で１８０°よりわずかに小さな角度にわたって延びてお
り、かつ軸方向に屈曲した端部、つまり第３図ではただ
前方の端部９８又は１００をそれぞれ有している。これ
らの端部９８，１００に等しい別の端部は、上記内側の
環状体６２の、端部９８，１００とは対向する側に設け
られている。また、切り込み９４．９６の屈曲した端部
９８，１００の間には、軸方向の板ばね１０２が形成さ
れている。この板ばね１０２と、板ばね１０２に対して
１８０°ずらされた、この板ばね１０２に等しい別の板
ばねとによって、上記２つの内側のリング７０．７２は
結合されている。さて、上記外側のリング６４と内側の
リング７０とが結合されて第１のカルダンリング１０４
を形成し、かつ外側のリング６６と内側のリング７２と
が結合されて第２のカルダンリング１０６を形成すると
、上記外側の板ばね９２及び内側の板ばね１０２と、こ
れらの各板ばねに対してそれぞれ１８０°ずらされた、
各板ばねに等しい別の２つの板ばねとよって、十字ばね
型継手が形成される。上記２つのカルダンリング１０４
．１０６は、この十字ばね型継手によって、第３図では
前方から後方へ向かって延びる軸線を中心として旋回可
能に結合されている。
上記外側のリング６４．６６と同様に、外側のリング６
６．６８も、それぞれ２字型の端部を有する２つの切り
込み１０８，１１０によって互いに分割されている。そ
して、これらの切り込み１０８，１１０間には周方向の
板ばね１１２．１１４が形成されており、上記２つの外
側のリング６６．６８はこれら２つの板ばね１１２．１
１４によって結合されている。また、各板ばね１１２，
１１４はリング６６の中央部において上記板ばね９２と
同じ半径方向面上に位置しているが、この板ばね９２に
対してそれぞれ約９０°ずらされている。さらに、上記
内側のリング７０．７２における上記２つの切り込み９
４．９６と同様に、内側のリング７２゜７４も２つの切
り込みによって互いに分割されている。しかし、これら
のうちで１つの切り込み１１６しか第３図には示されて
いない、これら２つの切り込みの、屈曲した各端部間に
は、軸方向の板ばね１１８，１２０が形成されており、
上記２つの内側のリング７２．７４はこれらの板ばね１
１８，１２０によフて結合されている。このような２つ
の内側の板ばね１１８゜１２０と上記２つの外側の板ば
ね１１２，１１４とは、互いに交差して十字ばね型継手
を形成している。従って、外側のリング６８と外側のリ
ング７４とが結合されて第３のカルダンリング１２２を
形成している場合には、上記第２のカルダンリング１０
６とこの第３のカルダンリング１２２とが、この十字ば
ね型継手によって、第３図では左側から右側へ延びる軸
線を中心として旋回可能に結合されている。その結果、
第３のカルダンリング１２２は第１のカルダンリング１
０４に対して全方向で運動可能に結合される。このよう
に構成されたカルダン継手４２．４８．５４は主に軸方
向力を伝達するが、半径方向では比較的弱く、従って支
承軸線に対して垂直な平面上では極めて小さなトルクし
か伝達しない。
多くの場合、簡単な構成の継手、つまり内側の環状体６
２の構成部材からしか構成されていない継手が設けられ
ていてもよい。この場合、継手は板ばね１０２のような
軸方向の板ばねしか有していない。この板ばねによって
軸方向力は伝達されるが、全方向の旋回運動は極めて小
さな調整角度にわたってしか行われない。
第１図による軸受を組立てるために、まず、カルダン継
手４２を玉軸受１２の外輪１６と玉軸受１４の外輪２６
との間にはめこむ。このカルダン継手４２は軸方向に大
きな剛性を有しているので、支承プレロードを吸収する
ことができる。しかし、実際にはこのカルダン継手４２
によってトルクが全く伝達されないので、玉軸受１２．
１４は自由に位置決めされる。さて次に、支承プレロー
ドを生ぜしめるための力を、ねじ４４，５０によってカ
ルダン継手４８．５４を介して内輪１８．２８へ伝達す
る。この場合に軸受を駆動し、それにより、内輪１８，
２８を外輪１６．２６に対して回転させる。そして、内
輪１８．２８及び外輪１６．２６を、プレロードをかけ
た状態で枢着点１２６を中心として又は枢着点１２８，
１３０を中心として、位置決めする。このような運動学
的関係は、第２図に概略的に示されている。またこの場
合、球体２０．３０によって全て同じ大きさの軸方向力
を伝達する。この軸方向力により、内輪１８．２８及び
外輪１６．２６の転勤軌道を位置決めする。このように
して調節した位置を、その後、約１〜２ｍ幅の接着ギャ
ップ５６．５８又は５７．５９内の接着剤を硬化させる
ことによって固定する。
さらに、接着剤の硬化後に、補助部材つまりねじ４４．
５０及びカルダン継手４８．５４を４ 取外す、しかし、カルダン継手４２は軸受ユニット内に
はめこんだままとする。その後、このようにして形成し
た軸受ユニットを、例えばジャイロスコープのハウジン
グ内に取付けることができる。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明による方法に基づいて製作される軸受の
１実施例を示すもので、 第１図は本発明による方法に基づいて製作される回転軸
受の縦断面図、 第２図は本発明による方法を説明するための運動学的関
係を示す概略図、 第３図は本発明による方法を実施するさいに使用される
カルダン継手の概略的斜視図、第４図は完全に組立てら
れた軸受ユニットの縦断面図である。 １０・・・支承スリーブ、１２．１４・・・玉軸受、１
６・・・外輪、１８・・・内輪、２０・・・球体、２２
・・・転動面、２４・・・端部、２６・・・外輪、２８
・・・内輪３０・・・球体、３２・・・転動面、３４・
・・端部、３６・・・軸、３８・・・孔、４０・・・雌
ねじ、４２・・・カルダン継手、４４・・・ねじ、４６
・・・ヘッド、４８・・・カルダン継手、５０・・・ね
じ、５２・・・ヘッド、５４・・・カルダン継手、５６
，５７，５８．５９・・・接着ギャップ、６０．６２・
・・環状体、６４，６６．６８；７０，７２．７４・・
・リング、７６゜７８・・・切り込み、８０．８２・・
・中央部分、８４８６・・・終端部分、８８．９０・・
・区分、９２・・・板ばね、９４．９６・・・切り込み
、９８，１００・・・端部、１０２・・・板ばね、１０
４，１０６・・・カルダンリング、１０８，１１０・・
・切り込み、１１２．１１４・・・板ばね、１１６・・
・切り込み、１１８．１２０・・・板ばね、１２２・・
・カルダンリング、１２６，１２８，１３０・・・枢着
点。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、それぞれ内輪（１８、２８）及び外輪（１６、２６
    ）を有して軸受部材（１０）内に支承された２つの玉軸
    受（１２、１４）を備えた回転軸受における誤差を補償
    するための方法であって、両玉軸受（１２、１４）を互
    いに緊締させる形式のものにおいて、 回転軸受の回転軸線上に旋回中心点を有す る内側の自在継手（４２）によって、各玉軸受（１２、
    １４）のそれぞれ第１種の軌道輪（１６、２６）を相対
    的に支持し、 回転軸受の回転軸線上に旋回中心点を有す るそれぞれ１つの外側の自在継手（４８、５４）によっ
    て、互いに逆方向の軸方向力を各玉軸受（１２、１４）
    のそれぞれ第２種の軌道輪（１８、２８）へ作用させ、 プレロードをかけた状態で、第１種の軌道 輪（１６、２６）を軸受部材（１０）内に固定すること
    を特徴とする、玉軸受を備えた回転軸受における誤差を
    補償するための方法。 ２、上記第１種の軌道輪（１６、２６）を外輪として、
    上記第２種の軌道輪（１８、２８）を内輪として形成す
    る、請求項１記載の方法３、自在継手（４２、４８、５
    ４）としてのカルダン継手によって、上述した支持及び
    軸方向力作用を行う、請求項１又は２記載の方法４、軸
    受部材（１０）と外輪（１６、２６）との間の接着ギャ
    ップ（５６、５８）内に注入された硬化する接着剤によ
    って、上述した固定を行う、請求項１から３までのいず
    れか１項記載の方法。 ５、ねじ（４４、５０）を、玉軸受（１２、１４）内に
    支承された軸（３６）内へその軸端面からねじ込み、こ
    のねじ（４４、５０）のヘッド（４６、５２）を外側の
    自在継手（４８、５４）へ押しつけ、このねじ（４４、
    ５０）によつて、上述した軸方向力を作用させる、請求
    項１から４までのいずれか１項記載の方法。 ６、上述した固定時に、内輪（１８、２８）と外輪（１
    ６、２６）とを相対的に回転させる、請求項１から５ま
    でのいずれか１項記載の方法。 ７、外輪（１６、２６）の固定後に、外側の自在継手（
    ４８、５４）を取外す、請求項１から６までのいずれか
    １項記載の方法。
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