JPH04250930A - 軸受組付け装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テーパ穴軸受が回転軸
のテーパ軸部とテーパ係合し、且つその回転軸の所定基
準面とテーパ穴軸受端面との間に介装され得る調整座金
の厚み寸法によってテーパ穴軸受のアキシャル方向位置
が規定される回転軸を、テーパ穴軸受を介して所定ハウ
ジング内に装着するときに、所定の軸受予圧状態が作出
され得るようにするための軸受組付け装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械の主軸構造の一例を図４に示す
。同図は、工作機械のヘッド部のハウジング５１内に装
着されている円筒状の主軸５２の概略長手断面図である
。 尚、同図においては、本発明に直接関係しない部分ある
いは部品等は総て省略してある。主軸５２は、ハウジン
グ５１に対して基本的に上下２ケ所で回動自在に支承さ
れる。図示しない工具が取り付く主軸５２の下方側にお
いては、調整座金５４、テーパ穴軸受５５、内側及び外
側のスペーサ５６，５７、アンギュラ軸受５８、そして
スリーブ５９がこの順序で、主軸５２外側に螺着された
軸受用ナット６０によって装着されている。主軸５２全
体が下方に抜け出ないようにベアリング５５の外輪をハ
ウジング５１に対してアキシャル方向に規制するベアリ
ング押え５０がハウジング５１の下方に固定されている
。

【０００３】他方、主軸５２の上方側においては、調整
座金６４、テーパ穴軸受６５、そしてスリーブ６６がこ
の順序で軸受用ナット６７によって装着されている。調
整座金５４，６４　は２つ割れになっており、主軸５２
に装着する時は分解しないよう、リングを外周からはめ
込み、あたかも一体的な座金にする。このような主軸構
造において、テーパ穴軸受５５，６５が採用されるのは
、その予圧を調整することによりハウジング５１に対す
る主軸５２のラジアル方向のガタを簡便に除去でき、主
軸の回転精度や剛性を高めることができるからである。

【０００４】ところで、この予圧調整は、相補的形状の
主軸テーパ面５２ａ，５２ｂに装着したテーパ軸受５５
，６５を主軸５２の軸線方向上下に摺動移動させて行う
。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、現状におい
ては、テーパ穴軸受５５，６５の外輪５５ａ，６５ａと
これが嵌合するハウジング穴部分との寸法関係を加味し
た外輪５５ａ，６５ａ及び内輪５５ｂ，６５ｂの間の予
圧調整を一括して定量的・一般的に行い得ない。従って
、テーパ穴軸受５５，６５を含む上記一連の部品を主軸
５２に適切にセットしても、換言すれば外輪５５ａ，６
５ａと内輪６５ａとの間の予圧が最適になるように調整
してあっても、主軸５２のハウジング５１への装着時に
おいて、外輪５５ａ，６５ａが縮んで予圧が所望の値（
設計値）を越えるために円滑な主軸回転が得られない、
あるいは外輪５５ａ，６５ａの外径とハウジング穴部分
の内径との間の間隙が大き過ぎて所定回転精度が得られ
ないという事態が起きる。

【０００６】このため、テーパ穴軸受５５，６５の予圧
調整及び主軸５２のハウジング５１への取付け・取外し
を交互に試行錯誤的に繰り返し行ってこれに対処してい
るが、当該作業は時間と熟練を要する厄介で面倒なもの
になっている。そこで、経験や勘に特に頼らなくても、
ハウジングへの装着時に主軸が設計値通りの嵌合状態（
予圧状態）になり得るように、しかもそれを簡易・簡便
に為し得るような軸受組付け装置を提供することをその
課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る軸受組付け装置は、回転軸外周にテーパ
係合するテーパ穴軸受のアキシャル方向位置を変えて該
テーパ穴軸受の所定のラジアル隙間量を得るため、前記
回転軸の所定基準面と前記テーパ穴軸受端面との間に調
整座金を介挿し、その厚み寸法を調整するようにした回
転軸装置の軸受組付け装置であって、前記回転軸にテー
パ係合しているテーパ穴軸受をアキシャル方向に往復移
動させる駆動手段と、前記回転軸に係合している前記テ
ーパ穴軸受のラジアル隙間量を測定するラジアル隙間測
定手段、及び、前記回転軸の所定基準面と前記テーパ穴
軸受端面との間のアキシャル寸法を測定するアキシャル
寸法測定手段と、前記テーパ穴軸受の所定設計ラジアル
隙間量と、前記テーパ穴軸受の少なくとも外輪を前記回
転軸装置のハウジングに装着したときの外径縮み量の測
定値と、前記回転軸に対してアキシャル方向に前記テー
パ穴軸受けをはめ込んだ後の前記テーパ穴軸受のラジア
ル隙間量及びアキシャル寸法の測定値と、前記テーパ穴
軸受のテーパ値、とから前記所定設計ラジアル隙間量に
対応するアキシャル寸法の値を演算する演算手段、とを
設け、前記演算手段で求めたアキシャル寸法値を前記調
整座金の厚み寸法となすことを特徴とする軸受組付け装
置を構成上の特徴とする。

【０００８】

【作用】ラジアル隙間測定手段及びアキシャル寸法測定
手段により、テーパ穴軸受を回転軸にはめ込んだ後のテ
ーパ穴軸受のラジアル隙間量及びアキシャル寸法が測定
され、この測定値と、テーパ穴軸受の所定設計ラジアル
隙間量と、テーパ穴軸受の少なくとも外輪をハウジング
に装着したときの外径縮み量、とから、演算手段により
所定設計ラジアル隙間量に対応するアキシャル寸法値が
一義的に容易に求められる。この求められたアキシャル
寸法値を調整座金の厚み寸法となすことにより、回転軸
をテーパ穴軸受を介してハウジング内に装着するときに
、所定軸受予圧状態が直ちに作出される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の一実施例における軸受組付
け装置の概略要部断面正面図、図２は図１の軸受組付け
装置の概略要部断面側面図である。これらの図を参照し
て本実施例装置１の内部構造について説明するが、上記
従来の技術において説明したものと同一乃至は共通する
部品又は部分については同一参照番号を付してその説明
は省略する。

【００１０】図１において、装置１の内側中央に配置さ
れた主軸５２にはテーパ穴軸受（例えば、複列円筒コロ
軸受）５５が装着され、その上にはこのテーパ穴軸受５
５の内輪５５ｂを主軸５２に対してその軸線方向（アキ
シャル方向）下方側に圧入していくために用いる円筒ス
リーブ２が被装され、更にその上方にはこの圧入を実際
に行う油圧シリンダ３が配設されている。

【００１１】テーパ穴軸受５５の下には、二つ割りの治
具座金５が介装され、その下方にはこの治具座金５を支
持する二又あるいは四つ又状の抜き治具６をそのピスト
ンロッド７先端に取着した油圧シリンダ８が配設されて
いる。これら両油圧シリンダ３，８は、圧力調節弁１０
，１１をそれぞれ介して油圧源１２に連結され、その押
圧力あるいは抜き力が調整され得るようになっている。

【００１２】テーパ穴軸受５５の側方には、立設された
主軸５２の横断方向（水平方向）に　１８０度対向する
ようにこの軸受５５のラジアル方向隙間を測定するため
の一対の押圧治具１４が配置され、その一方（右方）の
上方側には軸受５５の外輪５５ａの変位（隙間又はガタ
）を実際に測定するためのいわゆるダイヤルインジケー
タ１５が配設されている。

【００１３】押圧治具１４を拡大平面的に示す図３を参
照すると、この治具１４は、軸受５５の外輪５５ａを押
圧するコ字形のブラケット１７がその先端に取着された
押圧力計測用のいわゆるプッシュゲージ１８と、これを
軸受５５のラジアル方向（水平方向）に並進移動させ得
る調整ねじ１９とから成る。ここで、図１の本実施例装
置１を側方から見た図２を参照すると、装置１の右方側
には、調整座金５４が位置することになる主軸５２のフ
ランジ座面５２ａと軸受５５の内輪５５ｂの対応面との
間の寸法（Ｚ）を測定するための測定治具２１が配設さ
れている。尚、同図は図１と異なり、治具座金５を図示
していない。

【００１４】この測定治具２１は、フランジ座面５２ｃ
と内輪対応面５５ｃとにそれぞれ係合し得るプローブ２
２と、これを上下動させ得ると共にその移動量を表示し
得る移動機構部２３とから成る。以上の構成を有する本
実施例装置１を用いて実際に軸受を組付ける工程につき
説明する。

【００１５】先ず、テーパ穴軸受５５の外輪５５ａのみ
を取外し、これを工作機械ヘッド部のハウジング５１内
に装着してその嵌合状態を見る。一般的にこの嵌合はし
まりばめであり、このため外輪５５ａの縮み量を例えば
いわゆる３点マイクロメータ（図示せず）を用いて求め
る。ところで、主軸５２のハウジング５１への装着完了
時における軸受５５の予圧状態あるいはラジアル隙間（
隙間とは言っても、実際には負の値をとることになる）
は、設計値に他ならず、これは予め与えられている。

【００１６】従って、上記外輪５５ａの縮み量及び主軸
装着時の軸受５５のラジアル隙間量（設計値）の２つか
ら、ハウジング５１への装着前における主軸５２に軸受
５５をどの様な予圧状態でセット（取付け）すればよい
かが計算で求まる。以下、この計算値通りになるように
主軸５２に軸受５５を実際に取付ける過程につき説明す
ると、上記の如く油圧シリンダ３により円筒スリーブ２
を介して所定押圧力で軸受５５（内輪５５ｂ）を主軸５
２の適当な取付け位置まで押し込む。このとき、主軸５
２のフランジ座面５２ａから内輪５５ｂの対応面までの
アキシャル方向の位置寸法Ｚ１　と、軸受５５のラジア
ル隙間（ガタ）、とを測定する。

【００１７】前者は、上述した測定治具２１により測定
する。後者は、軸受５５を挟んで対向する押圧治具１４
によりプッシュゲージ１８を介して外輪５５ａを所定押
圧力で交互に押圧移動せしめ、ダイヤルインジケータ１
５によってこの移動量（ガタあるいはラジアル隙間）を
読み取ることにより求まる。これら２つの測定値と軸受
５５のテーパ値とから、簡単な計算によりあとどの程度
軸受５５を押し込む又は抜くかが分かる。換言すれば、
主軸５２に対する軸受５５のセットすべき位置が判明し
、このセット状態で主軸５２をハウジング５１に装着す
れば、上記所定の設計値通りの軸受予圧状態が得られる
ことになる。

【００１８】以上の作業に必要な計算を１つにまとめた
計算式を次に示す。 Ｚ２　＝Ｚ１　−（Ｂ−Ａ−Ｃ）／Ｔ この式において、Ｚ１　は上述した所定押圧力で軸受５
５を押し込んだときのフランジ座面５２ａから内輪５５
ｂ対応面までのアキシャル寸法（測定値）、Ｚ２　は軸
受５５が最終的にセットされるべき位置にあるときの同
アキシャル寸法（不明な値）をそれぞれ示す。また、Ａ
は主軸装着時の軸受５５のラジアル隙間量（設計値）、
Ｂは上述した所定押圧力で軸受５５を押し込んだときの
そのラジアル隙間量（測定値）、Ｃは上述した外輪５５
ａ単体の縮み量（測定値）、そしてＴはテーパ値（既知
の値）をそれぞれ示す。

【００１９】ここで、具体的な数値を代入してＺ２　の
値を求めてみる。例えば、Ｔ＝１／１２、Ａ＝−１μｍ
（すなわち、しまりばめを意味する）、Ｂ＝３μｍ（す
きまばめ）、Ｃ＝１０μｍ（すきまばめ）、Ｚ１　＝１
０．０００（測定値）とすると、Ｚ２　＝１０．０００
−｛０．００３　−（−０．００１）−０．０１｝・１
２＝１０．０７２という値が得られる。

【００２０】従って、この値を有する調整座金５４（図
４参照）を用意してこれと共に軸受５５を主軸５２にセ
ットさえすれば、この主軸５２のハウジング５１への装
着時に直ちに所望の（設計値通りの）軸受予圧状態が得
られることになる。以上説明したように本実施例装置に
よれば、主軸をハウジングに装着する場合に、軸受を主
軸に定量的に容易にしかも適当な位置状態（あるいは予
圧状態）にセットし得るので、この主軸をそのままハウ
ジングに装着すれば、所望の軸受余圧状態が直ちに得ら
れ一発で装着が完了し得るため、作業能率・効率上、極
めて合理的・経済的である。

【００２１】なお、主軸５２のもう一方（上方側）の軸
受６５についても上記軸受５５に関する取扱いがそのま
ま妥当するため、その説明等は省略した。

【００２２】

【発明の効果】以上記載した如く本発明によれば、軸受
組付け作業における従来の不都合を一掃することができ
、短時間のうちに極めて容易に且つ精度良く同作業を為
し得るために作業性等が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例における軸受組付け装
置の概略要部断面正面図である。

【図２】図２は図１の軸受組付け装置の概略要部断面側
面図である。

【図３】図３は押圧治具を上方から見た拡大平面図であ
る。

【図４】図４は工作機械の主軸構造の概略長手断面図で
ある。

【符号の説明】

１…軸受組付け装置 ２…円筒スリーブ ３…油圧シリンダ ５…治具座金 ８…油圧シリンダ １４…押圧治具 １５…ダイヤルインジケータ ２１…測定治具 ５１…ハウジング ５２…主軸 ５２ａ，５２ｂ…テーパ面 ５４，６４…調整座金 ５５，６５…テーパ穴軸受 ５５ａ，６５ａ…外輪 ５５ｂ，６５ｂ…内輪

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転軸外周にテーパ係合するテーパ穴
   軸受のアキシャル方向位置を変えて該テーパ穴軸受の所
   定のラジアル隙間量を得るため、前記回転軸の所定基準
   面と前記テーパ穴軸受端面との間に調整座金を介挿し、
   その厚み寸法を調整するようにした回転軸装置の軸受組
   付け装置であって、前記回転軸にテーパ係合しているテ
   ーパ穴軸受をアキシャル方向に往復移動させる駆動手段
   と、前記回転軸に係合している前記テーパ穴軸受のラジ
   アル隙間量を測定するラジアル隙間測定手段、及び、前
   記回転軸の所定基準面と前記テーパ穴軸受端面との間の
   アキシャル寸法を測定するアキシャル寸法測定手段と、
   前記テーパ穴軸受の所定設計ラジアル隙間量と、前記テ
   ーパ穴軸受の少なくとも外輪を前記回転軸装置のハウジ
   ングに装着したときの外径縮み量の測定値と、前記回転
   軸に対してアキシャル方向に前記テーパ穴軸受けをはめ
   込んだ後の前記テーパ穴軸受のラジアル隙間量及びアキ
   シャル寸法の測定値と、前記テーパ穴軸受のテーパ値、
   とから前記所定設計ラジアル隙間量に対応するアキシャ
   ル寸法の値を演算する演算手段、とを設け、前記演算手
   段で求めたアキシャル寸法値を前記調整座金の厚み寸法
   となすことを特徴とする軸受組付け装置。