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公開番号2024034928
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-13
出願番号2022139506
出願日2022-09-01
発明の名称ジャイロの軸受装置
出願人個人
代理人
主分類F16C 35/063 20060101AFI20240306BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】本発明は、ジャイロの性能改善を目的にボールベアリングを採用し、その取り付けおよび組み立てを容易にしたジャイロスコープの軸受装置を提供する。
【解決手段】円盤の軸の両端外径寸法を、ベアリング内輪内径寸法-(30μm以上)に施す事で、圧入する事なく嵌め込み可能にする。リングの軸受箱を取り付けた位置の直交方向両側を圧縮して、円盤の軸方向を伸長する。2つのベアリングの間に円盤の軸を収めて、圧縮および伸長を解除する。円盤の軸の両端はベアリング内輪に嵌め込まれる。よって、軸をベアリングに嵌め込む工程を後工程にした。ベアリング軸受箱は簡単な形状にでき、加工を容易にした。ベアリング軸受箱のリングへの取り付けと、円盤およびその軸とベアリング軸受箱を取り付けたリングとの組み立てが容易になった。その結果、軸受にベアリングの採用を容易にしたジャイロの軸受装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
金属リングの内側直径方向に、回転の軸を持つ円盤およびその軸と、弾性を持つ金属であるステンレス、またはアルミニウムを材料とし、直径方向の対向する２箇所に、貫通する穴を備える金属リングと、ベアリング、およびベアリングを固定する軸受箱で、主要部分が構成される。ベアリング内輪内周に嵌め込む軸の両端外径寸法を、すきま嵌め推奨寸法よりも緩く、ベアリング内輪内径寸法－（３０μｍ以上）に施す。これにより圧入する事なく嵌め込み可能とする第一の手段と、金属リングのベアリングおよび軸受箱を取り付けた位置の、直交方向両側を圧縮する。軸受箱を取り付けた方向は、ほぼ同じ寸法で伸長する。軸受箱に固定した２つのベアリングの間に円盤の軸の長さを収めて、圧縮および伸長を解除する。金属リングの形状は元に戻り、円盤の軸の両端は、ベアリング内輪に後から嵌め込まれる様にした第二の手段、この、２つの手段によって、ベアリング、軸受箱、金属リングの組み立てを前工程に、円盤の軸をベアリング内輪に嵌め込む工程を後工程とした。工程をこの順番にしたことで、ベアリングの取り付けおよび組み立てを容易にした、ジャイロの軸受装置。
続きを表示（約 230 文字）【請求項２】
金属リングに取り付けるための、扇形等、ネジ止め用の形状とネジ穴が不要で、旋盤等の回転切削のみで加工可能な、太さが２段階の円柱構造であり、太い方の内側に、ベアリング外輪を嵌め込む内径寸法で穴加工を施す。外径寸法は、ベアリング外輪外径＋４．０ｍｍ以下とする。一方、細い方は、金属リングを貫通して取り付けるため、カシメ固定用とする。または、ネジ山を施して、ナットにて固定用とする。この様にして、簡単な形状にした軸受箱である、請求項１記載の軸受装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジャイロの性能改善を目的にボールベアリングを採用し、その取り付けおよび組み立てを容易にした軸受に関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
円盤およびその軸（以下、「円盤軸」とする。）と、軸の両端を支える軸受と、軸受を固定するリングで主要な部分が構成され、軸に糸を巻き付けて、糸の端を引っ張る事で円盤を回転させる装置にジャイロスコープ（図６）がある。円盤が高速回転している間は、外枠リングの姿勢を変えても円盤軸は方向を一定に保つ方向保持性と、高速回転している円盤軸に角度を変える力を加えると、軸は９０度異なった方向に作用して角度変化するプレセッションの性質を持つ。（前畑幸弥著「ジャイロコンパスとオートパイロット」株式会社成山堂書店２０１３年）。また、玩具の地球こま（特許第６０３３４８１号、図１）がある。円盤が高速回転している間は、歳差運動という首振り状態でも倒れずに姿勢を維持する性質がある。この２種類の装置をジャイロと定義し、動力を備えたジャイロコンパスおよび角速度を検出する電子式ジャイロセンサー等を除く。
【０００３】
ジャイロの軸受は、一般に円盤の軸の両端凸部がリングに取り付けられた軸受の凹部に嵌め込まれた単純な構造になっている。円盤の惰性による回転持続時間は軸受に影響を受けるため、軸受の改良が進んでいる。
【０００４】
近年ボールベアリング内輪の内径が２．５ｍｍ、外輪の外径が６．０ｍｍ等の小型のボールベアリング（深溝玉軸受、以下「ベアリング」とする。）が作られる様になった。円盤の惰性による回転持続時間が短い欠点の性能改善に、ベアリングによる軸受にすれば良いと考える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６０３３４８１号
実開昭５４－０７７８８８
【非特許文献】
【０００６】
前畑幸弥著「ジャイロコンパスとオートパイロット」株式会社成山堂書店２０１３年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする課題は、軸受にベアリングを採用したとき、軸受箱の加工、取り付け、組み立てが容易ではない点である。
【０００８】
一般に、軸をベアリング内輪に嵌め込むのと、ベアリング外輪を軸受箱に嵌め込むのは、共に圧入である。圧入は、軸をベアリング内輪に嵌め込む時は軸を固定し、内輪を力点とする。ベアリング外輪を軸受箱に嵌め込む時は軸受箱を固定し、外輪を力点とする。ベアリング内部の玉等に想定外の力が加わり、破損および損傷するのを避けるためである。力点に圧力を加えるのは、治具を用いる。円盤軸とベアリング内輪、ベアリング外輪と軸受箱を、圧入によって一体化する。すると、リングに軸受箱を取り付けるのは、後工程になる。リングに軸受箱を取り付けた後では、２つのベアリングの間に、軸の長さが収まらず圧入もできないからである。組み立ての順番は、円盤軸とベアリング、およびベアリングと軸受箱が前工程で一体化される。その後工程で、リングの直径方向に対向する位置に、円盤軸、ベアリング、軸受箱が一体化された物を取り付ける順番になる。（図３）
【０００９】
ベアリング外輪を軸受箱へ圧入する前工程で、外輪を力点に圧力を加えるには、円盤が邪魔になる。（図３）ｃまた、後工程でリングに取り付ける軸受箱は、扇形等、ネジ止め用の形状とネジ穴を必要とする。このため、旋盤等の切削のみでは加工困難であり、フライス盤等、複数の工作機械を必要とする複雑な構造になる。さらに、軸受箱一つの固定に、少なくとも二つのネジ止めを必要とする等、取り付けおよび組み立てが容易ではない。（図３）ｄ
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ベアリング内輪内周に嵌め込む円盤の軸の両端外径寸法を、すきま嵌め推奨寸法よりも、緩い寸法とする第一の手段と、リングを弾性のある金属として、弾性ひずみの範囲内で、軸受箱取り付け位置の直交方向を圧縮して、軸受箱を取り付けた方向を伸長する。２つのベアリングの間に円盤軸の長さを収めた後、圧縮および伸長を解除して、円盤の軸とベアリング内輪を嵌め込む第二の手段。この２つの手段によって、ベアリング外輪を軸受箱に圧入して嵌め込む工程と、軸受箱を金属リングに取り付ける工程を前工程とし、円盤の軸とベアリング内輪の嵌め込みを後工程とした。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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