(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪素材に形成された転動体でなるころの組込孔に蓋素材を嵌入して予め決められた所定位置に平行ピンの固定用ピンを用いて固定し，前記外輪素材と前記蓋素材とを粗加工して焼き入れする工程，
前記固定用ピンをスプリングピンに交換して前記蓋素材の外面を前記外輪素材の外面より突出した偏倚位置に前記スプリングピンを変形させて設定し，前記蓋素材の前記外面と前記外輪素材の前記外面とを同一面に同時に研削加工する工程，
変形した前記スプリングピンを引き抜いて新たな平行ピンの固定用ピンに交換して前記蓋素材が前記外輪素材に対して前記偏倚位置から戻され前記蓋素材の外面が前記外輪素材の外面より凹んで固定され，前記蓋素材の内面と前記外輪素材の内面とを同一面に同時に研削加工してＶ状の軌道面に形成する工程，
前記工程により，前記蓋素材が蓋に及び前記外輪素材が外輪に完成され，前記蓋を取り外した前記外輪に別に完成した内輪を挿入して前記外輪と前記内輪との軌道面同士を対向させ，前記組込孔から前記軌道面間にころを組み込む工程，
次いで，前記組込孔に前記蓋を嵌入して前記蓋を前記外輪の前記所定位置に固定する工程，から成る蓋付きクロスローラ軸受の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，ころが組み込まれる軌道輪の組込孔に固定される蓋を備えた蓋付きクロスローラ軸受の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来，円筒ころを外輪と内輪との間に配設した薄肉形クロスローラ軸受が知られている。該薄肉形クロスローラ軸受は，外輪に内径寸法が円筒ころの直径と対角線との中間にある円筒形のころ挿入孔が形成されており，外輪と内輪とに形成された軌道面間にころ挿入孔から円筒ころが投入されて軌道面に接触した際に，円筒ころが自由に転動して軌道面間にセットされるようにすると共に，ころ挿入孔に設けた蓋の内面と外輪の軌道面との間に凹み量を有した段差を設け，円筒ころと蓋との接触を回避したものである（例えば，特許文献１参照）。
【０００３】
また，円筒ころを外輪と内輪との間に配設した転動体挿入蓋付き旋回輪軸受が知られている。該転動体挿入蓋付き旋回輪軸受は，円筒ころによるクロスローラ軸受を形成する内輪に円筒ころを挿入するための円筒形の挿入孔を設け，挿入孔に内端面が内輪における軌道面と連続する形状の蓋を挿入し固定したものであり，蓋の内端面と内輪における軌道面との間に凹み量を有する段差を設けると共に，該段差が挿入孔の前後の適宜範囲において漸近的に生ずるように，該範囲の軌道面を変形加工したものである（例えば，特許文献２参照）。
【０００４】
更に，インナレースとアウタレースとの軸受面間にローラが組み込まれたローラベアリングが知られている。該ローラベアリングは，ローラを組み込むための外輪に形成された孔に円筒形プラグを固定したものであり，円筒形プラグの外面は，外輪の外周面から凹んだものになっている。しかしながら，該ローラベアリングは，大径（外径１ｍ程）でなる旋回軸受であって，円筒形プラグは別途に製作したものを嵌入する形式に構成されている。上記ローラベアリングは，軸受全体をハウジングに嵌合する形式のものと異にするものであり，蓋を軌道輪と同時加工するものとは異なっており，クロスローラ軸受に与圧を有するものとは異なっている（例えば，特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平１−２４７８１８号公報
【特許文献２】特開平３−３７４１４号公報
【特許文献３】米国特許第３２７５３９１号明細書及び図面
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年，産業機器がロボット化により，旋回部に使用されるクロスローラ軸受は，より一層の高速で，滑らかな回転ができ，ガタの無い高い剛性のものが求められるようになってきている。そこで，クロスローラ軸受について，ガタの無い高い剛性を得るために，軌道面間と転動体との隙間を無くしたものから，更に高い与圧を与えたものに構成されている。クロスローラ軸受について，高速で且つ滑らかな回転とガタの無い高い剛性との性能の要求に対して，上記従来例においては，上記性能を充分に満足できるようにするために，修正加工等を行っており，そのため工数がかかるものになっていた。
【０００６】
この発明の目的は，蓋付きクロスローラ軸受において，ころを軌道輪の軌道面間に組み込むため軌道輪に形成された組込孔に蓋が嵌入し，蓋に形成する軌道面を軌道輪に形成する軌道面と同時加工すると共に，軌道輪の外周面と蓋の外面とを同時加工して蓋の外面を軌道輪の外周面から凹ませた状態に位置決めし，従来の完成した蓋を軌道輪の組込孔に直接嵌入するものに比較し，スムースな製作工程の流れで製作でき，高精度に仕上げることができる蓋付きクロスローラ軸受の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は，外輪素材に形成された転動体でなるころの組込孔に蓋素材を嵌入して予め決められた所定位置に平行ピンの固定用ピンを用いて固定し，前記外輪素材と前記蓋素材とを粗加工して焼き入れする工程，
前記固定用ピンをスプリングピンに交換して前記蓋素材の外面を前記外輪素材の外面より突出した偏倚位置に前記スプリングピンを変形させて設定し，前記蓋素材の前記外面と前記外輪素材の前記外面とを同一面に同時に研削加工する工程，
変形した前記スプリングピンを引き抜いて新たな平行ピンの固定用ピンに交換して前記蓋素材が前記外輪素材に対して前記偏倚位置から戻され前記蓋素材の外面が前記外輪素材の外面より凹んで固定され，前記蓋素材の内面と前記外輪素材の内面とを同一面に同時に研削加工してＶ状の軌道面に形成する工程，
前記工程により，前記蓋素材が蓋に及び前記外輪素材が外輪に完成され，前記蓋を取り外した前記外輪に別に完成した内輪を挿入して前記外輪と前記内輪との軌道面同士を対向させ，前記組込孔から前記軌道面間にころを組み込む工程，
次いで，前記組込孔に前記蓋を嵌入して前記蓋を前記外輪の前記所定位置に固定する工程，から成る蓋付きクロスローラ軸受の製造方法に関する。
【発明の効果】
【０００８】
この発明による蓋付きクロスローラ軸受の製造方法は，上記のように構成されており，高速で滑らかな回転に追従でき，ガタの無い高い剛性の性能を発揮できる蓋付きクロスローラ軸受を，高精度に容易に製作できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下，図面を参照して，この発明による蓋付きクロスローラ軸受の製造方法の一実施例について説明する。蓋付きクロスローラ軸受１は，図１及び図２に示されるように，軌道輪２のうち，外輪３に組込孔８が形成され，外輪３の組込孔８を通じて転動体で成るころ６が組み込まれ，ころ６を組み込んだ後に，組込孔８は蓋５によって密封されたものである。蓋付きクロスローラ軸受１は，主として，内周にＶ状の軌道面１３が形成された軌道輪２の外輪３，外輪３の軌道面１３に対向してＶ状の軌道面１４が外周に形成され且つ外輪３に対して相対回転自在な軌道輪２の内輪４，軌道輪２の外輪３に形成された組込孔８を通じて軌道面１３と軌道面１４との間に互いに交差して順次配設された転動体でなるころ６，及び組込孔８に嵌入された蓋５を有している。
【００１０】
蓋付きクロスローラ軸受１は，軌道輪２は外輪３と内輪４から構成されており，外輪３及び内輪４に共通する構成では，総称として軌道輪２として説明している。それ故に，軌道輪２の外面２０は，外輪３の外周面２３又は内輪４の内周面２４に相当しており，また，軌道輪２の内面２２は，外輪３の内周面２５，又は内輪４の外周面２６に相当している。この実施例の蓋付きクロスローラ軸受１では，軌道輪２即ち外輪３の組込孔８に嵌入された蓋５は，軌道輪２即ち外輪３に平行ピンの固定用ピン９によって固定されている。
【００１１】
蓋付きクロスローラ軸受１は，特に，外輪３又は内輪４の軌道輪２に形成された組込孔８に嵌入された蓋５及びその製造方法に特徴を有しているものである。蓋付きクロスローラ軸受１は，図３及び図４に示すように，外輪３に蓋５を組み込んだ状態では，蓋５の外面１９は，外輪３の外周面２３より凹み量δだけ凹んで組み込まれており，蓋５の内面２１は外輪３の軌道面１３と同一面に位置する軌道面１７に形成されている。蓋５の外輪３からの凹み量δは，蓋付きクロスローラ軸受のサイズにもよるが，例えば，１０〜５０μｍになっており，場合によっては，０．１ｍｍ程度であってもよいものである。更に，この実施例では，軌道輪２即ち外輪３に形成された組込孔８の内径φｄは，ころ６の直径Ｄの寸法より大きく，ころ６の対角線長さＯＡよりも小さい寸法に形成されている。
【００１２】
また，蓋付きクロスローラ軸受１では，特に，図６と図７に示すように，外輪３に組込孔８が形成されている場合には，蓋５の外面１９は，軌道輪２の外面２０即ち外輪３の外周面２３と同時に研削加工（仕上げ加工）された同一の研削面であり，且つ，蓋５の内面２１は，軌道輪２の内面２２即ち外輪３の軌道面１３と同一面に軌道面１７が位置するように，同時研削加工（仕上げ加工）された同一研削面である。
【００１３】
また，ころ６は，転動面方向の長さＬと直径Ｄとの比が略同一（１：１）に形成された転動体である。外輪３の軌道面１３と内輪４の軌道面１４との間に配設されたころ６は，長さＬと直径Ｄとの比が略１：１になっている。蓋付きクロスローラ軸受１は，図１に示されるように，外輪３と内輪４との軌道面１３と軌道面１４との間で隣接するころ６は，セパレータ７を介在して互いに交差して配設されている。この実施例では，隣接するころ６の交差状態は，直交状態に配設されている。隣接するころ６の間に配設されたセパレータ７は，ころ６同士の接触を防止し，高速回転に容易に追従して高速回転に適した構造に構成されている。
【００１４】
外輪３に形成された組込孔８は，少なくとも外輪３の円周上の１箇所に形成されている。また，蓋付きクロスローラ軸受１は，高速回転に適合するために，外輪３には，その外周面２３に潤滑油を導入する油溝１０が形成され，油溝１０から内周面２５に通じる油孔１１が形成されている。油溝１０は，外輪３の外周面２３及び蓋５の外面１９にわたり形成され，油孔１１は外輪３の直径方向の少なくとも２箇所に形成されている。外輪３には，側面３７を貫通するピン孔３１が形成され，蓋５には，側面３９を貫通するピン孔３５が形成されている。外輪３と蓋５とは，外輪のピン孔３１と蓋５のピン孔３５とに突き通された平行ピンの固定用ピン９によって，外輪３に蓋５が固定されている。また，外輪３の組込孔８に嵌入した蓋５には，油溝１０と面が略一致する油溝４３が形成されている。
【００１５】
また，蓋付きクロスローラ軸受１は，薄肉状でコンパクトに構成され，外輪３の軌道面１３と内輪４の軌道面１４との間に配設されたころ６には，与圧が与えられたものになっており，剛性による性能を発揮する上で，図５に示すように，外輪３の外周面２３がハウジング１５に設けられた嵌合穴４２に嵌合され，また，内輪４の内周面２４は，軸，管等の軸部材１６に嵌合されて使用される構造に構成されている。即ち，外輪３の外周面２３及び内輪４の内周面２４は，精密な寸法許容差でなる嵌合面に構成されている。具体的には，外輪３の外周面２３及び内輪４の内周面２４は，研削加工面に形成されている。また，外輪３の側面３７及び内輪４の側面３８も，同様に，研削加工面に構成されている。図５に示すように，外輪３の側面３７は，ハウジング１５の段部の基準面４０に当接した状態でハウジング１５の嵌合穴４２に嵌合し，また，内輪４の側面３８は，軸部材１６の段部の基準面４１に当接した状態で軸部材１６に嵌合されている。
【００１６】
次に，図６及び図７を参照して，この発明による蓋付きクロスローラ軸受の製造方法の一実施例について説明する。この実施例では，蓋５を組み込む軌道輪２として外輪３の場合について説明する。
【００１７】
この蓋付きクロスローラ軸受の製造方法は，まず，第１工程として，図７の（Ａ）に示すように，転動体のころ６を組み込むため，軌道輪素材である外輪素材３２に形成された組込孔８の予め決められた所定位置に蓋素材３３を嵌入して固定し（ステップ１），外輪素材３２と蓋素材３３とを粗加工して焼き入れする（ステップ２）。外輪素材３２には，予め半径方向から組込孔８が形成され，また，外輪素材３２の側面３７には，蓋素材３３の組み込みに対応する部分にピン孔３１が形成されている。また，ピン孔３１に対向する蓋素材３３の側面３９にはピン孔３５が形成されている。そこで，組込孔８に蓋素材３３を嵌入して組み込み，次いで，外輪素材３２の側面３７から外輪素材３２のピン孔３１と蓋素材３３のピン孔３５に平行ピンでなる固定用ピン９を突き通して蓋素材３３を外輪素材３２に固定する（ステップ１）。次に，外輪素材３２の両側面３７と外周面２３及び蓋素材３３の外面１９に粗加工の旋削加工（Ｌ加工）を行うと共に，外輪素材３２の内周面２５及び蓋素材３３の内面２１にＶ状の軌道溝即ち粗加工の軌道面Ｔと研削逃げ溝１２を形成する粗加工の旋削加工（Ｌ加工）を行い，必要により外輪素材３２の内周面２５にシール溝２９等を形成する粗加工の旋削加工（Ｌ加工）を行う。次いで，粗加工した外輪素材３２と蓋素材３３とに焼入れをし，特に，次の工程の研削加工（仕上げ加工）で仕上げられる軌道面１３，１７の硬度を高め，ころ６の転動をスムーズにさせ，軌道面１３，１７の寿命及び剛性を確保する（ステップ２）。
【００１８】
次に，蓋素材３３の外面１９を外輪素材３２の外周面２３より突出した偏倚位置に設定し，蓋素材３３の外面１９と外輪素材３２の外周面２３とを同一面に同時に研削加工する（ステップ３〜６）。焼入れで使用した固定用ピン９を外輪素材３２のピン孔３１と蓋素材３３のピン孔３５から引き抜き，固定用ピン９をスプリングピン３０に交換してスプリングピン３０を外輪素材３２のピン孔３１と蓋素材３３のピン孔３５に嵌入し（ステップ３），そこで，外輪素材３２の両側面３７を平面研削する（ステップ４）。次いで，図７の（Ｂ）に示すように，蓋素材３３に対して工具を用いて叩いたり，油圧等によって押圧力Ｆを与え，スプリングピン３０を変形即ち塑性変形させ，蓋素材３３の外面１９を外輪素材３２の外周面２３より突出させ，例えば，蓋素材３３の突出量Ｐが３０〜４０μｍになるように，スプリングピン３０を変形させる（ステップ５）。次いで，外輪素材３２の外周面２３を蓋素材３３の突出部３４と同時に研削加工（仕上げ加工）し，蓋素材３３の外面１９は，外輪素材３２の外周面２３と同一面（同一周面）になる（ステップ６）。
【００１９】
引き続いて，この蓋付きクロスローラ軸受の製造方法では，蓋素材３３を外輪素材３２に対して偏倚させた位置から戻し，蓋素材３３の外面１９を外輪素材３２の外周面２３より凹ませて固定する。この工程では，塑性変形したスプリングピン３０を，再びほぼ元に状態に変形させてピン孔３１とピン孔３５から抜き取り，新たな平行ピンでなる固定用ピン９をピン孔３１，３５に嵌入する（ステップ７）。この時，スプリングピン３０は，正確に元の状態に変形していなくても弾性変形するので，図７の（Ｃ）に示すように，スプリングピン３０に叩いたり，油圧等によって長手方向に押圧力ｆを与えるだけでピン孔３１，３５から容易に引く抜くことができる。新たな平行ピンでなる固定用ピン９をピン孔３１，３５に嵌入すると，蓋素材３３は，図７の（Ｃ）に示すように，外輪素材３２に対して当初の予め決められた所定位置に設定された粗加工位置に戻る状態になり，研削加工された蓋素材３３の外面１９は，研削加工された外輪素材３２の外周面２３より凹んだ態様，例えば，凹み量δが１０〜５０μｍ程度に凹んだ位置に固定される。
【００２０】
次に，蓋素材３３の内面２１と外輪素材３２の内周面２５とを同時に研削加工し，Ｖ状の軌道面１３，１７を研削面に加工し，Ｖ状の軌道面１３を持つ一方の軌道輪２即ち外輪３と，Ｖ状の軌道面１７を持つ蓋５とが形成される（ステップ８）。研削逃げ溝１８，３６は，粗加工のままであって研削加工を行わない。即ち，外輪素材３２の内周面２５の軌道面部を内面研削加工し，外輪素材３２の軌道面部の内面研削により蓋素材３３の内面２１も同時に内面研削加工され，外輪３の軌道面１３と同一面（同一研削面）に形成され蓋５が完成する。次いで，外輪３のピン孔３１と蓋５のピン孔３５から固定用ピン９を抜き取り，蓋５を外輪３から取り外し，外輪３及び蓋５の加工で発生したバリを取り除き，更に外輪３及び蓋５を洗浄する（ステップ９）。
【００２１】
他方，内輪４を形成する内輪素材が粗加工され，次いで，粗加工された内輪素材から外周面２６に軌道面１４が研削加工され，また，内周面２４が研削加工されている。そこで，蓋５を取り外した一方の軌道輪２である外輪３に他方の軌道輪２である内輪４を挿入し，外輪３の軌道面１３と内輪４の軌道面１４とを互いに対向させる。次いで，外輪３に形成されている組込孔８から軌道面１３，１４間に，転動体でなるころ６を組み込む。ころ６の組み込みにあたっては，ころ６間にセパレータ７を順次組み込み，最後に，組込孔８に蓋５を嵌入し，固定用ピン９を外輪３の側面３７からピン孔３１，３５に挿入し，蓋５を外輪３に固着することによって，蓋付きクロスローラ軸受１の組み立てが完成する（ステップ１０）。
【００２２】
この発明による蓋付きクロスローラ軸受の製造方法は，上記のような製作工程により蓋付きクロスローラ軸受１が組み立てられているので，例えば，上記製作工程によらず従来のように製品として完成された蓋を直接的に組込孔に組み込む場合と比較して，スムースな製作工程の流れで製作でき，仕上がりも高精度なものになっている。従って，この発明は，課題を解決する性能を有したものであり，従来の蓋付きクロスローラ軸受には期待できない作用効果を有しているものである。
【００２３】
次に，図８を参照して，この発明による蓋付きクロスローラ軸受の別の実施例を説明する。この実施例の蓋付きクロスローラ軸受１Ａは，上記実施例のセパレータ７の代わりに，ころ６の嵌入するポケット２８を有する保持器２７が外輪３と内輪４との間に配設されたものであり，更により高速回転に追従して高速回転できる構造に構成されている。即ち，この蓋付きクロスローラ軸受１Ａは，外輪３と内輪４との軌道面１３，１４間で隣接するころ６は，互いに交差（ここでは直交）して配設され，ころ６は保持器２７に設けられたポケット２８にそれぞれ配設されている。この蓋付きクロスローラ軸受１Ａの製造方法は，最終工程のステップ１０において，外輪３に内輪４を嵌合させる時に，保持器２７を間に介在させればよく，組込孔８からころ６を保持器２７のポケット２８に順次装填すればよいものである。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
この発明による蓋付きクロスローラ軸受は，コンパクトで高い剛性と回転精度を必要とする産業ロボット，工作機械，医療機器などの旋回部に広く使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明による蓋付きクロスローラ軸受の一実施例を示す一部断面を含む正面図である。
【図２】図１の蓋付きクロスローラ軸受のＡ−Ｏ−Ａ断面における断面図である。
【図３】図２の蓋付きクロスローラ軸受における蓋を外輪に組み込んだ状態を示す拡大断面図である。
【図４】図３の外輪部分のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図５】この発明による蓋付きクロスローラ軸受を他の部品に取り付けた例を示す断面図である。
【図６】この発明による蓋付きクロスローラ軸受の加工工程を説明するための処理フロー図である。
【図７】本発明の蓋付きクロスローラ軸受の加工工程を示し，（Ａ）は外輪素材に蓋素材を取り付けた状態を示し，（Ｂ）は外輪素材から蓋素材が突出した状態を示し，（Ｃ）は（Ｂ）の状態からスプリングピンを固定用ピンに交換した状態を示す説明図である。
【図８】この発明による蓋付きクロスローラ軸受の別の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１，１Ａ      クロスローラ軸受
２      軌道輪
３      外輪
４      内輪
５      蓋
６      ころ
７      セパレータ
８      組込孔
９      固定用ピン
１０，４３    油溝
１１    油孔
１２，１８，３６    研削逃げ溝
１３，１４，１７    軌道面
１５    ハウジング
１６    軸部材
１９，２０    外面
２１，２２    内面
２３，２６    外周面
２４，２５    内周面
２７    保持器
２８    ポケット
３０    スプリングピン
３２    外輪素材
３３    蓋素材
３７，３８，３９    側面
４２    嵌合穴
Ｄ      直径
Ｆ，ｆ  押圧力
Ｌ      長さ
ＯＡ    対角線の長さ
δ      凹み量
φｄ    組込孔の内径
【図１】
0004263993.tif 000002
【図２】
0004263993.tif 000003
【図３】
0004263993.tif 000004
【図４】
0004263993.tif 000005
【図５】
0004263993.tif 000006
【図６】
0004263993.tif 000007
【図７】
0004263993.tif 000008
【図８】
0004263993.tif 000009