(57)【要約】【課題】保持器が想定通りの遊び量を有するように組立可能な玉軸受の組立方法及び玉軸受を提供する。【解決手段】この玉軸受の組立方法は、軌道輪１１，１２の内輪軌道と外輪軌道との間に配置された複数個の玉１３を保持器１４により転動自在に保持する玉軸受１０を組み立てる方法であって、軸受の状態で保持器における半径方向及び／又は軸方向の遊び量Ｙがそのアプリケーションに適した遊び量となるように保持器と玉と軌道輪との組合せを選択して軸受の組立を行う。【選択図】図２
2008025663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道輪の内輪軌道と外輪軌道との間に配置された複数個の玉を保持器により転動自在に保持する玉軸受を組み立てる方法であって、
軸受の状態で前記保持器における半径方向及び／又は軸方向の遊び量がそのアプリケーションに適した遊び量となるように前記保持器と前記玉と前記軌道輪との組合せを選択して軸受の組立を行うことを特徴とする玉軸受の組立方法。
【請求項２】
前記軌道輪の軌道径Ｄを測定するステップと、
前記保持器と前記玉を仮組みするステップと、
前記仮組みした保持器を軌道径Ｄｔの仮想軌道輪に装着して前記保持器の動き量Ｘを測定するステップと、
前記測定した軌道径Ｄと動き量Ｘと前記軌道径Ｄｔとに基づいて軸受の状態で前記保持器の遊び量Ｙを求めるステップと、
前記保持器の遊び量Ｙに基づいて前記保持器と前記玉と前記軌道輪との組合せを選択するステップと、を含む請求項１に記載の玉軸受の組立方法。
【請求項３】
前記仮組みを複数組行い、前記各仮組みについて前記保持器の遊び量Ｙを求め、
前記各遊び量Ｙに基づいて前記複数組の仮組みの中からそのアプリケーションに適したものを選択する請求項２に記載の玉軸受の組立方法。
【請求項４】
前記軌道輪と前記玉とを組み合わせた状態で前記保持器を仮組みするステップと、
前記仮組みの状態で前記保持器の動き量を測定するステップと、
前記保持器の動き量がそのアプリケーションに適した遊び量となる仮組みを選択するステップと、を含む請求項１に記載の玉軸受の組立方法。
【請求項５】
前記保持器全体を測定し、軸受組み込み後の動き量を予め計算して前記組合せに最適な保持器を選択する請求項１に記載の玉軸受の組立方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の組立方法により組み立てられたことを特徴とする玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道輪の内輪軌道と外輪軌道との間に配置された複数個の玉を保持器により転動自在に保持する玉軸受の組立方法及び玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、従来の玉軸受１０は、外周面に内輪軌道１２ａを形成した内輪１２と、内周面に外輪軌道１１ａを形成した外輪１１とを同心的に配置し、内輪軌道１２ａと外輪軌道１１ａとの間に複数個の玉１３を転動自在に設けて構成されている。複数個の玉１３は保持器１４により転動自在に保持されている。外輪１１の両端部に円輪状のシールド板からなる密封装置を付属させる場合もあり、外輪１１の両端部の内周面に各シールド板の外周縁を係止し、これら両シールド板によって、玉１３を設置した部分に存在するグリースが外部に漏洩したり、または、外部に浮遊する塵芥がこの設置部分に進入したりするのを防止する。なお、密封装置として、上記非接触型のシールド板に代えて、接触型のシール板を使用する場合もある。
【０００３】
従来、図１のような玉軸受１０を組立てる場合は、同一平面内で内輪１２を外輪１１に対し半径方向に偏心させ、内輪１２と外輪１１との間に形成された隙間から、外輪１１の外輪軌道１１ａ内に所定数の玉１３を挿入した後、内輪１２が外輪１１と同心となるまで移動させる。その後、玉１３を等間隔に配置させて保持器１４をその玉が配置されている位相に合わせて装着している。
【０００４】
保持器１４を組み込むことで軸受として一体化した後、アプリケーションに合わせて潤滑グリースの封入や密封装置の装着を適宜行う。深溝玉軸受の保持器１４は、軸受の他の部品との嵌合選別は特にせず、所定の性能が発揮されるように予め各部品の寸法許容差内での作り込みにより性能品質を維持している。
【０００５】
また、下記特許文献１には、玉軸受における玉の半径方向のがたつき量を一定に維持できるようにした保持器が提案されている。
【特許文献１】特開平７−１９００６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
玉軸受の使用される環境には静音性が厳しく要求されることも多くなっており、特に、保持器の遊び量に起因するいわゆる保持器音は人間の可聴域の騒音が多く、家電製品を中心に厳しい要求がある。このため、そのアプリケーション専用に遊び量が小さい保持器で特別に対応しなければならない場合もある。また、最近の軸受の使用方法は多種多様であり、軸受に加えられる荷重も単純な純アキシアル荷重や純ラジアル荷重だけでなく、大きなモーメント荷重を負荷しなければならない場面もある。この場合、その玉の公転スピードと保持器の回転スピードが玉の位相によって一致しなくなり、その結果、保持器のポケットの遊びが少ない場合には玉から押される力や、引っ張り力を受けることとなる。この現象により、保持器は繰り返し応力が与えられることになり、保持器が疲労破壊してしまう恐れも生じる。
【０００７】
上述のように、昨今の玉軸受に対する要求が高度化する中で、軸受としてこれらを達成すべくその用途に合わせた専用保持器が必要となってきている。しかしながら、保持器の遊び量のコントロールはあまり小さいところを狙うとでき映え等により玉を拘束することがあり、極端に小さくすることはできない。また、大きくする場合もあまり大きくし過ぎると、他の部品と接触してしまう問題があり、これも極端に大きくはできない。しかし、この微妙な保持器の遊び量のコントロールが実際の上記したような不具合には効力を発揮している。逆に考えると、この微妙なコントロールは、まったく同じ保持器を使用してもその他の部品（外輪、内輪）のでき映えによっては想定通りにできず、効果を発揮する設定にならない場合がある。
【０００８】
この具体的な例としては、大きなモーメント荷重を負荷できるようにポケットの遊びが大きい専用保持器を採用しても、外輪、内輪のでき映え（軌道径が設定に対して大きいまたは小さい）によっては軸受として組立てたときに保持器の遊び量が想定より小さくなってしまい、目的の効果を得られない場合がある。
【０００９】
また、保持器音の抑制のため、遊び量の小さな専用保持器を採用したために外輪、内輪のでき映えによって保持器が玉を拘束してしまい、軸受トルクの過大、早期温度上昇、焼きつきなどの問題を起こす場合も考えられる。この対策として特許文献１のように保持器のポケット形状を工夫して外内輪の軌道径のでき映えによらず遊び量が一定になるデザインのものがあるが、この場合にも、遊び量の大きなものや小さなものを専用保持器として用意しなければならない。このように、アプリケーション別の保持器を保有することは、管理面、コスト面等において製造メーカにとって大きな弊害となる場合がある。
【００１０】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、保持器が想定通りの遊び量を有するように組立可能な玉軸受の組立方法及び玉軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明による玉軸受の組立方法は、軌道輪の内輪軌道と外輪軌道との間に配置された複数個の玉を保持器により転動自在に保持する玉軸受を組み立てる方法であって、軸受の状態で前記保持器における半径方向及び／又は軸方向の遊び量がそのアプリケーションに適した遊び量となるように前記保持器と前記玉と前記軌道輪との組合せを選択して軸受の組立を行うことを特徴とする。
【００１２】
この玉軸受の組立方法によれば、軸受の状態で保持器の遊び量がそのアプリケーションに適した遊び量となるように保持器と玉と軌道輪との組合せを選択するので、保持器がそのアプリケーションに適した想定通りの遊び量を有するように軸受を組み立てることができる。従って、最適な遊び量の保持器を組み込むことができるので、そのアプリケーションで最適な性能を発揮できる軸受を供給できる。
【００１３】
また、従来まで専用品の保持器を設定していた軸受に対し、汎用品である保持器を適用できるので、管理部品点数の削減を実現でき、部品コストを低減できる。また、従来の専用の保持器を使用する場合は各部品の寸法許容差が厳しかったが、本発明の組立方法によれば、汎用品レベルでの寸法許容差とすることができ、部品製作上も工程能力が上がり、品質管理の面でもメリットが大きい。
【００１４】
上記玉軸受の組立方法は、前記軌道輪の軌道径Ｄを測定するステップと、前記保持器と前記玉を仮組みするステップと、前記仮組みした保持器を軌道径Ｄｔの仮想軌道輪に装着して前記保持器の動き量Ｘを測定するステップと、前記測定した軌道径Ｄと動き量Ｘと前記軌道径Ｄｔとに基づいて軸受の状態で前記保持器の遊び量Ｙを求めるステップと、前記保持器の遊び量Ｙに基づいて前記保持器と前記玉と前記軌道輪との組合せを選択するステップと、を含むことが好ましい。このように、保持器と玉を仮組みし、軌道径Ｄｔの仮想軌道輪に装着したときの保持器の動き量Ｘを測定し、また、軌道輪の軌道径を測定し、軌道径がＤｔ＋α（α＝Ｄ−Ｄｔ）だったとすると、実際の軸受に組み込みときの保持器の動き量Ｙは（Ｘ−α）ということになり、この（Ｘ−α）がそのアプリケーションに最適条件の遊び量となるように保持器と玉と軌道輪（外輪、内輪）との組合せを選択することで、設計の目的通りの性能の軸受を供給できる。
【００１５】
また、前記仮組みを複数組行い、前記各仮組みについて前記保持器の遊び量Ｙを求め、前記各遊び量Ｙに基づいて前記複数組の仮組みの中からそのアプリケーションに適したものを選択するようにしてもよい。複数組の仮組みの各遊び量を比較可能となるので、そのアプリケーションに最適なものを選択可能となる。
【００１６】
また、前記軌道輪と前記玉とを組み合わせた状態で前記保持器を仮組みするステップと、前記仮組みの状態で前記保持器の動き量を測定するステップと、前記保持器の動き量がそのアプリケーションに適した遊び量となる仮組みを選択するステップと、を含むようにしてもよい。仮想軌道輪に装着せずに、軌道輪と玉と保持器を仮組みした状態で保持器の動き量を測定する。
【００１７】
また、前記保持器全体をＸ線ＣＴスキャン等により測定し、軸受組み込み後の動き量を予め計算して前記組合せに最適な保持器を選択するようにしてもよい。かかる方法によれば、汎用性に富み生産数量にも左右されない。
【００１８】
本発明による玉軸受は、上述の組立方法により組み立てられたことを特徴とする。この玉軸受によれば、保持器がそのアプリケーションに適した想定通りの遊び量を有するので、最適な遊び量の保持器が組み込まれ、そのアプリケーションで最適な性能を発揮できる軸受を実現できる。また、保持器音等の騒音に対して厳しい環境用には遊び量が小さい軸受を実現できるので、保持器の振動を起因とする騒音を抑えることのできる軸受を実現できる。また、モーメント荷重が負荷される環境用には保持器の遊び量が大きい軸受を実現できるので、保持器が玉から押されることもなく、疲労破壊等による保持器の破損が発生し難くなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の玉軸受の組立方法によれば、保持器がそのアプリケーションに適した想定通りの遊び量を有するように軸受を組み立てることができる。従って、最適な遊び量の保持器を組み込むことができるので、そのアプリケーションで最適な性能を発揮できる軸受を供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。図２は本実施の形態による玉軸受の組立方法の各工程（ａ）乃至（ｊ）を説明するための平面図である。図３は図２の組立方法で組立可能な玉軸受の保持器の一例を示す斜視図である。図４は図２の組立方法で組立可能な玉軸受の保持器の別の例を示す斜視図である。図５は図２の玉軸受の組立方法の各ステップＳ０１乃至Ｓ０９を説明するためのフローチャートである。
【００２１】
本実施の形態の組立方法によれば、図１に示すような、外周面に内輪軌道１２ａを形成した内輪１２と内周面に外輪軌道１１ａを形成した外輪１１とを同心的に配置し、内輪軌道１２ａと外輪軌道１１ａとの間に複数個の玉１３を転動自在に設けて構成される玉軸受１０を組み立てることができる。
【００２２】
また、保持器１４は、図１のような深溝玉軸受の場合、図３，図４のように軸方向に２分割されていることが多く、分割された保持器を一体にするために図３のように複数のピン１４ａを挿入して加締める構成になっている。また、図４のように複数のくびれ部１４ｂで一方の保持器が他方を包み込むように加締める構成にしてもよい。
【００２３】
以下、図１の玉軸受１０を組み立てる工程について図２乃至図５を参照して説明する。
【００２４】
まず、図２（ａ）のように、外輪１１の軌道径Ｄａ及び内輪１２の軌道径Ｄｂの測定を実施する（図５のＳ０１）。これは元来、軸受の内部すきまを所定の許容値内に収めるための測定である。その後、図２（ｂ）のように、所定の軸受内部すきまを得られる玉径の玉１３を選択し、外輪１１と内輪１２とを組み合わせる。
【００２５】
次に、図２（ｃ）のように外輪１１内に内輪１２を偏心させて配置した状態で複数個の玉１３を挿入してから、図２（ｄ）のように外輪１１に対し内輪１２を同心になるように寄せる。
【００２６】
次に、図２（ｅ）のように保持器１４を装着するために各玉１３を所定間隔になるように分配してから、図２（ｆ）のように保持器１４を装着するが、この保持器１４について、図２（ｈ）の複数個の玉１３と保持器１４を図２（ｉ）のように仮組みしてから（図５のＳ０２）、図２（ｊ）のように内輪軌道径Ｄｔの円筒形状の仮想軌動輪に装着し（図５のＳ０３）、保持器１４の半径方向の動き量Ｘを予め測定しておく（図５のＳ０４）。
【００２７】
上記測定値Ｘを記録に残しておき、図２（ａ）で測定した内輪１２の軌道径の測定値Ｄｂと、図２（ｊ）の仮想軌動輪の内輪軌道径Ｄｔとの差α（＝Ｄｂ−Ｄｔ）から組み込み後の保持器１４の半径方向の遊び量Ｙ（図２（ｇ）参照）を次式（１）により計算する（図５のＳ０５）。
【００２８】
Ｙ＝Ｘ−α  ・・・（１）
但し、α＝Ｄｂ−Ｄｔ
【００２９】
上記のようにして計算された保持器１４の半径方向の遊び量Ｙが目標の範囲内であるか否かを判断し（図５のＳ０６）、目標の範囲内であれば、この保持器１４を図２（ｆ）のように組み込んで装着してから（図５のＳ０７）、図２（ｇ）のように保持器１４を図３または図４のような構成で加締める（図５のＳ０８）。その後、内部への潤滑剤の充填や密封装置の取り付け等の必要な後工程を経て玉軸受１０が完成する。
【００３０】
また、図５のステップＳ０６で遊び量Ｙが目標の範囲外のときには、その仮組みの組み合わせを諦めて、別の仮組みにより同様のステップを繰り返す（Ｓ０９）。なお、ステップＳ０９では、予めステップＳ０１の測定値Ｄｂを得ておく。
【００３１】
以上のように、本実施の形態による玉軸受の組立方法によれば、保持器と玉とを仮組みして保持器の遊び量を予め測定するので、軸受状態での保持器の動き量をコントロールできる。従って、適用されるアプリケーションに最適な遊び量の保持器を軸受に組み込むことが可能となり、そのアプリケーションで最適な性能を発揮できる玉軸受を供給できる。
【００３２】
また、保持器音等の騒音に対して厳しい環境用の玉軸受は、保持器の遊び量が小さい組み合わせで組立を実施できるので、保持器の振動を起因とする騒音を抑えることができる。また、モーメント荷重が負荷される環境用の玉軸受は、保持器の遊び量が大きい組み合わせで組立を実施できるので、保持器が玉から押されることもなく、疲労破壊等による保持器の破損が発生し難くなる。
【００３３】
また、本実施の形態による組立方法で玉軸受を組み立てることで、従来のように専用の保持器を設定する必要がなくなり、汎用品の保持器を適用できるので、管理部品点数の削減を実現でき、部品コストを低減できる。
【００３４】
また、従来の専用の保持器では遊び量の微妙なコントロールが必要となり、各部品の全部のでき映えを総合的に考慮する必要があるため、各部品の寸法許容差が厳しくならざるを得なかったのに対し、本実施の形態による組立方法を採用することで、一般品レベルでの寸法許容差とすることができ、部品製作上も工程能力が上がり、品質管理の面でもメリットが大きい。
【００３５】
なお、図２（ｉ）のような図２（ｈ）の複数個の玉１３と保持器１４との仮組みを予め複数組行い、各仮組みについて図２（ｊ）の測定を実施しておき、これら複数組の仮組みの中から理想に近いものを選択するようにしてもよく、保持器１４の半径方向の遊び量Ｙがより目標に近い玉軸受を得ることができる。
【００３６】
以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、図２の説明で測定した保持器の遊び量は半径方向における遊び量であるが、本発明はこれに限定されず、軸方向の遊び量の指定が必要な場合は、図６に示すように、保持器１４の軸方向における動き量Ｑを測定し、図２と同じようにして保持器１４の軸方向における遊び量を求め、そのアプリケーションに適した保持器１４の軸方向における遊び量を有するように組み立てることも可能である。但し、軸方向への保持器の動き量は、軌道径の違いによる動き量の変化が上述の場合とは違うので、別途計算や測定で換算する必要がある。
【００３７】
また、図２（ｆ）のように外輪１１と内輪１２と玉１３とを組み合わせた状態で保持器１４を仮組みし、その動き量が目標の範囲内になる組み合わせを本組み合わせとする方法もある。この方法は小ロット品の生産の場合に適した組立方法であり、図２で説明した方法は大量生産に適した組立方法である。
【００３８】
また、被測定物から３次元の寸法データを非破壊的に作成可能なＸ線ＣＴスキャンなどの測定器で保持器全体を自動的に測定し、軸受組み込み後の動き量を予め計算して最適な保持器を選択しマッチングする方法もある。これは、測定器のコストが掛かるが、汎用性に富み生産数量にも左右されない方法である。
【００３９】
また、図２では、複数個の玉１３と保持器１４との仮組みを仮想内輪に装着して保持器の動き量を測定したが、軌道径Ｄｔ’の仮想外輪に装着して保持器１４の半径方向の動き量Ｘを測定し、外輪１１の軌道径の測定値Ｄａと仮想外輪の軌道径Ｄｔ’とから、保持器の半径方向における遊び量Ｙを求めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来の玉軸受の内部構成を示すために一部を破断した斜視図である。
【図２】本実施の形態による玉軸受の組立方法の各工程（ａ）乃至（ｊ）を説明するための平面図である。
【図３】図２の組立方法で組立可能な玉軸受の保持器の一例を示す斜視図である。
【図４】図２の組立方法で組立可能な玉軸受の保持器の別の例を示す斜視図である。
【図５】図２の玉軸受の組立方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】本実施の形態による玉軸受の組立方法の変形例を説明するための図であり、保持器の軸方向における動き量を測定する状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０ 玉軸受
１１ 外輪（軌道輪）
１１ａ 外輪軌道
１２ 内輪（軌道輪）
１２ａ 内輪軌道
１３ 玉
１４ 保持器
Ｄａ 外輪軌道径の測定値
Ｄｂ 内輪軌道径の測定値
Ｄｔ 仮想軌動輪の内輪軌道径（仮想軌動輪の軌道径）
Ｘ 仮組みの保持器の半径方向における動き量
Ｙ 軸受の状態での保持器の遊び量
Ｑ 仮組みの保持器の軸方向における動き量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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