JP2014077641A

JP2014077641A - 転がり軸受用保持器のポケット隙間を検査する方法

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Publication number: JP2014077641A
Application number: JP2012223736A
Authority: JP
Inventors: Osamu Higashimoto; 修東本
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-10-08
Filing date: 2012-10-08
Publication date: 2014-05-01

Abstract

【課題】玉を保持器の内径側に押し付けた状態での玉外接間距離の取得を、簡単化して短時間で行うことができる転がり軸受用保持器のポケット隙間を検査する方法を提供する。
【解決手段】玉４の外周面とポケット５０の内周面との間のポケット隙間を検査する方法であって、傾斜する内周面を有する環状部材を使用し、玉４をポケット５０に収容した状態で保持器５を内周面に設置する玉収容工程と、玉４群に弾性部材６を装着し玉４群を保持器５の内径側に押し付けて固定する固定工程と、軸心Ｃ１を挟んで対向する一対の玉４の最小内径である玉内接間距離Ｄ２を計測する計測工程と、軸心Ｃ１を挟んで対向する一対の玉の最大外径である玉外接間距離Ｄ１は、「玉外接間距離Ｄ１＝玉内接間距離Ｄ２＋玉径Ｄ３×２」により算出する算出工程と、玉外接間距離Ｄ１からポケット隙間の大きさを求めて、判定する判定工程と、を順に行う。
【選択図】図８

Description

本発明は、転がり軸受を構成する保持器に設けた複数のポケット内に転動自在に保持した玉の外周面とポケットの内周面との間に存在するポケット隙間を検査する方法に関する。

例えば、回転軸を支持する転がり軸受は、回転軸に外嵌される内輪と、内輪と同軸に配置される外輪と、内外輪間の環状空間に周方向に配置される複数の玉と、玉を転動自在に保持する保持器とを備える。この保持器は、ポリアミドなどの滑りやすい樹脂を射出成形してなり、玉を保持するポケットを有して玉案内式にて構成される。玉は、ポケットに径方向外方から入れ、玉の外周面とポケットの内周面との間に僅かなポケット隙間を設けてポケット内に転動自在に保持される。

上記の転がり軸受は、円滑に潤滑して低トルクにて回転するために、ポケット隙間の大きさを適正にする必要がある。ポケット隙間の大きさが小さ過ぎると、玉の外周面とポケットの内周面との間に潤滑剤を十分に取り込めなくなり、回転トルクが大きくなったり、玉や保持器が異常に磨耗したりする。一方、ポケット隙間の大きさが大き過ぎると、高速回転域などにおいて、保持器が振動したり、保持器音と呼ばれる異常音が発生したりする。

そこで、保持器を射出成形するための金型を新規に製作したときに、新規金型により射出成形した保持器の初品検査を行う。この初品検査の一つとして、次のような検査を行う。保持器のポケットに玉を入れ、玉を保持器の内径側に押し付けた状態において、保持器の軸心を挟んで対向する一対の玉の最大外径である玉外接間距離を計測する。その計測結果からポケット隙間の大きさを求めて、その大きさが所定の範囲内にあるか検査する。玉外接間距離を計測するために玉を保持器の内径側に押し付ける方法としては、玉及びポケットを粘土で固定する粘土固定方式や、保持器の軸心に電磁石を配置して鉄などの材料からなる磁性体の玉を引き寄せる電磁石方式などがある。（例えば、特許文献１を参照）

特開２００４−３４７５４５号公報

しかしながら、上述した玉を保持器の内径側に押し付ける方法では、粘土固定方式は、手作業により粘土で固定するため大変面倒であり、その作業時間が長くなる。また、電磁石方式は、大掛かりな構成となるため高コスト化し、その準備時間が長くなる。そこで、転がり軸受用保持器のポケット隙間を検査する方法は、玉を保持器の内径側に押し付けた状態での玉外接間距離の取得を、簡単化して短時間で行うことが課題となっていた。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、玉を保持器の内径側に押し付けた状態での玉外接間距離の取得を、簡単化して短時間で行うことができる転がり軸受用保持器のポケット隙間を検査する方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る転がり軸受用保持器のポケット隙間を検査する方法の構成上の特徴は、転がり軸受用保持器の径方向に貫通する孔により形成される複数のポケット内に転動自在に保持した玉の外周面と前記ポケットの内周面との間に存在するポケット隙間の大きさを検査する方法であって、円筒状の弾性体からなる弾性部材と、内周に軸方向に傾斜する内周面が形成され、この内周面の大径側が開口した環状部材と、を使用し、前記玉を前記ポケットに収容した状態で、前記転がり軸受用保持器を軸心の方向を鉛直として前記内周面の大径側を上方とした前記環状部材の前記内周面に設置する玉収容工程と、前記玉収容工程で前記ポケットに収容された玉群に径方向外方から前記弾性部材を装着し、前記玉群を前記転がり軸受用保持器の内径側に押し付けて固定する固定工程と、前記玉群が固定された前記転がり軸受用保持器を前記環状部材から取り外す取り外し工程と、前記転がり軸受用保持器の軸心を挟んで対向する一対の前記玉の最小内径である玉内接間距離を計測する計測工程と、前記転がり軸受用保持器の軸心を挟んで対向する一対の前記玉の最大外径である玉外接間距離は、前記玉の直径を玉径として「玉外接間距離＝玉内接間距離＋玉径×２」の式により算出する算出工程と、算出した前記玉外接間距離から前記ポケット隙間の大きさを求めて、その大きさが所定の範囲内にあるか判定する判定工程と、を順に行うことである。

請求項１の転がり軸受用保持器のポケット隙間を検査する方法によれば、傾斜した内周面を有する環状部材を利用して玉を保持器のポケットに収容した状態で玉群に弾性部材を装着することにより、玉を転がり軸受用保持器の内径側に押し付けて固定した状態を簡単に作り出すことができるので、この状態における玉内接間距離を計測することによって玉外接間距離の取得を、簡単化して短時間で行うことができる。

本発明によれば、玉を保持器の内径側に押し付けた状態での玉外接間距離の取得を、簡単化して短時間で行うことができる転がり軸受用保持器のポケット隙間を検査する方法を提供できる。

本発明の一実施形態である保持器を構成品とする転がり軸受の軸方向の断面図である。図１に示す保持器組立品のＡ-Ａ断面図である。本発明の一実施形態である保持器のポケット隙間を計測する構成を示す側面図である。本発明の一実施形態である保持器のポケット隙間を検査するフローチャートである。本発明の一実施形態であるポケットに玉を収容した状態で、保持器を環状部材に設置した状態を示す軸方向の断面図である。本発明の一実施形態であるポケットに収容された玉群に弾性部材を装着して固定した状態を示す軸方向の断面図である。図６に示す保持器組立品を環状部材から取り外した状態を周方向から見た図である。図７に示す保持器組立品のＢ-Ｂ断面図である。図８の要部拡大図である。

以下、本発明の転がり軸受用保持器のポケット隙間を検査する方法を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態である保持器５（転がり軸受用保持器）を構成品とする転がり軸受１の軸方向の断面図である。図２は、図１に示す保持器組立品ＣＡのＡ-Ａ断面図である。図１及び図２を参照しつつ説明する。

転がり軸受１は、固定された外輪２と、外輪２に対して回転自在に回転する内輪３と、内外輪間の環状空間に周方向に配置される複数の玉４と、玉４を転動自在に保持する環状の保持器５とを備える。保持器５は、ポリアミドなどの滑りやすい樹脂を射出成形してなり、径方向に貫通する孔により形成されるポケット５０を有し、玉案内式にて構成される。玉４は、軸受鋼からなり、ポケット５０に径方向外方から入れ、玉４の外周面とポケット５０の内周面との間に所定のポケット隙間Ｓを設けて転動自在に保持される。

保持器５は、射出成形するための金型を新規に製作したときに、新規金型により射出成形した保持器５の初品検査を行う。この初品検査の一つとして、ポケット隙間Ｓの大きさが所定の範囲内にあるか検査する。しかし、この検査は、玉４が球形状であるためポケット隙間Ｓを計測するのが難しく、また、多大な時間を要する。そこで、代わりの検査方法として、保持器５のポケット５０に玉４を入れ、玉４を保持器５の内径側に押し付けた状態である保持器組立品ＣＡにおいて、軸心Ｃ１を挟んで対向する一対の玉４の最小内径である玉内接間距離Ｄ２を計測する。計測した玉内接間距離Ｄ２から、軸心Ｃ１を挟んで対向する一対の玉４の最大外径である玉外接間距離Ｄ１を取得する。その取得結果からポケット隙間の大きさを求めて、その大きさが所定の範囲内にあるか判定することにより検査している。

図３は、本発明の一実施形態である保持器５のポケット隙間Ｓを計測する構成を示す側面図である。図３を参照しつつ説明する。
保持器５のポケット隙間Ｓ（図１に示す）を計測する工具顕微鏡７は、床に設置される本体７０と、本体７０の上面に設けられて非計測物を載置するテーブル７１と、本体７０の後部から垂直方向（鉛直方向）に設けられる壁７２と、壁７２の上部に設けられて非計測物の位置を光学的に計測する光学レンズ７３とを備える。テーブル７１は、本図における左右方向であるＸ軸、及びＸ軸に直交して本図における前後方向であるＹ軸方向に移動可能とされ、また、水平方向に回転可能なＲ軸をさらに有する。光学レンズ７３は、Ｘ軸及びＹ軸に直交して本図における上下方向であるＺ軸方向に移動可能とされる。

保持器組立品ＣＡは、その外径面に後述する弾性部材６を装着した状態で、軸心の方向をＺ軸としてテーブル７１に載置して、玉内接間距離Ｄ２（図２に示す）が計測される。

次に、保持器５のポケット隙間Ｓを検査する方法について図４〜図９を参照しつつ説明する。
図４は、本発明の一実施形態である保持器５のポケット隙間Ｓを検査するフローチャートである。図５は、本発明の一実施形態であるポケット５０に玉４を収容した状態で、保持器５を環状部材８に設置した状態を示す軸方向の断面図である。図６は、本発明の一実施形態であるポケット５０に収容された玉群に弾性部材６を装着して固定した状態を示す軸方向の断面図である。図７は、図６に示す保持器組立品ＣＡを環状部材８から取り外した状態を周方向から見た図である。図８は、図７に示す保持器組立品ＣＡのＢ-Ｂ断面図である。図９は、図８の要部拡大図である。

まず、玉４を保持器５のポケット５０に収容した状態で、保持器５を環状部材８の内周面８０に設置する（図４のステップＳ１）。図５に示す円筒状の環状部材８は、その内周に軸方向に傾斜する内周面８０を有する。内周面８０は、その大径側の直径は玉外接間距離Ｄ１（図２に示す）よりも僅かに大きく設定され、一方、小径側の直径は玉外接間距離Ｄ１よりも僅かに小さく設定されて形成されている。環状部材８は、その軸心Ｃ１の方向を鉛直とし、内周面８０の大径側を上方として作業台の上部に載置される。その状態で、保持器５を環状部材８の内部に上方より入れ込み、途中まで入れ込んだ状態で、ポケット５０に玉４を１個ずつ順に収容し、全てのポケット５０に玉４を収容する。玉４が収容された保持器組立品ＣＡは、玉４が内周面８０を滑り降りて環状部材８の内周面８０に設置される。ステップＳ１が、本発明の玉収容工程に対応する。

次に、それぞれのポケット５０に収容された玉４の集まりである玉４群に弾性部材６を装着して固定する（図４のステップＳ２）。図６に示す円筒状の弾性部材６は、合成ゴムなどの弾性体からなる。弾性部材６は、内周面８０と玉４群との間の隙間に装着して、弾性変形することにより玉４群を保持器５の内径側に押し付けて固定する。ステップＳ２が、本発明の固定工程に対応する。

次に、図６に示す玉４群が弾性部材６により固定された保持器組立品ＣＡを環状部材８から取り外す（図４のステップＳ３）。取り外した保持器組立品ＣＡは、図７に示すように形成される。ステップＳ３が、本発明の取り外し工程に対応する。

次に、取り外した保持器組立品ＣＡを工具顕微鏡７（図３に示す）のテーブル７１に軸心の方向をＺ軸として載置する。そして、テーブル７１をＸ，Ｙ，Ｒ軸方向に移動し、且つ、光学レンズ７３をＺ軸方向に移動することにより、図８に示す玉内接間距離Ｄ２を計測する（図４のステップＳ４）。このようにして、保持器組立品ＣＡは、軸心Ｃ１を挟んで対向する一対の玉４の最小内径、即ち、最内径端Ｐ３と最内径端Ｐ４との間の距離である玉内接間距離Ｄ２が計測される。続いて、隣の玉４が軸心Ｃ１を挟んで対向する一対の玉４の玉内接間距離Ｄ２が計測され、すべての一対の玉４の玉内接間距離Ｄ２が計測される。ここで、工具顕微鏡７による計測は、玉４の内径側の端面である、例えば最内径端Ｐ３を光学レンズ７３にて観察することにより行われる。ステップＳ４が、本発明の計測工程に対応する。

次に、計測したすべての一対の玉４の玉内接間距離Ｄ２から、それぞれの玉外接間距離Ｄ１を算出する（図４のステップＳ５）。図８に示す玉外接間距離Ｄ１とは、最外径端Ｐ１と最外径端Ｐ２との間の距離である。玉外接間距離Ｄ１は、玉４の直径を玉径Ｄ３として、「玉外接間距離Ｄ１＝玉内接間距離Ｄ２＋玉径Ｄ３×２」の式により算出し、取得する。ステップＳ５が、本発明の算出工程に対応する。

次に、玉４の直径、保持器５の直径、及びポケット５０の形状を基にして、算出したすべての一対の玉４の玉外接間距離Ｄ１から、すべてのポケット隙間Ｓ（図９に示す）の大きさを求める（図４のステップＳ６）。

次に、求めたすべてのポケット隙間Ｓの大きさが、所定の範囲内にあるか判定する（図４のステップＳ７）。判定の結果、すべてのポケット隙間Ｓの大きさが、所定の範囲内にあれば本検査に合格となる。このようにして、保持器５のポケット隙間Ｓが検査される。ステップＳ６，Ｓ７が、本発明の判定工程に対応する。

本実施形態の保持器５のポケット隙間Ｓを検査する方法によれば、傾斜した内周面８０を有する環状部材８を利用して玉４を保持器５のポケット５０に収容した状態で玉群に弾性部材６を装着することにより、玉４を保持器５の内径側に押し付けて固定した状態を簡単に作り出すことができるので、この状態における玉内接間距離Ｄ２を計測することによって玉外接間距離Ｄ１の取得を、簡単化して短時間で行うことができる。

なお、本発明は本実施形態に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
本実施形態では、玉４が磁性体の軸受鋼としたが、それに限るものではなく、本測定方法は磁気を利用するものではないので、例えば、玉が非磁性体のセラミックなどからなる構成に適用しても良い。

また、本実施形態では、保持器５が非磁性体の樹脂としたが、それに限るものではなく、本測定方法は磁気の影響を受けないので、例えば、保持器が磁性体の軸受鋼などからなる構成に適用しても良い。

また、本実施形態では、計測手段が光学レンズ７３を備える工具顕微鏡７としたが、それに限るものではなく、例えば、カメラを利用した計測器やレーザを利用した計測器などの構成に適用しても良い。

１：転がり軸受、２：外輪、３：内輪、４：玉、５：保持器（転がり軸受用保持器）、６：弾性部材、７：工具顕微鏡、８：環状部材、５０：ポケット、７０：本体、７１：テーブル、７２：壁、７３：光学レンズ部、８０：内周面、Ｃ１：軸心、ＣＡ：保持器組立品、Ｄ１：玉外接間距離、Ｄ２：玉内接間距離、Ｄ３：玉径、Ｐ１，Ｐ２：最外径端、Ｐ３，Ｐ４：最小径端、Ｓ：ポケット隙間

Claims

転がり軸受用保持器の径方向に貫通する孔により形成される複数のポケット内に転動自在に保持した玉の外周面と前記ポケットの内周面との間に存在するポケット隙間の大きさを検査する方法であって、
円筒状の弾性体からなる弾性部材と、
内周に軸方向に傾斜する内周面が形成され、この内周面の大径側が開口した環状部材と、を使用し、
前記玉を前記ポケットに収容した状態で、前記転がり軸受用保持器を軸心の方向を鉛直として前記内周面の大径側を上方とした前記環状部材の前記内周面に設置する玉収容工程と、
前記玉収容工程で前記ポケットに収容された玉群に径方向外方から前記弾性部材を装着し、前記玉群を前記転がり軸受用保持器の内径側に押し付けて固定する固定工程と、
前記玉群が固定された前記転がり軸受用保持器を前記環状部材から取り外す取り外し工程と、
前記転がり軸受用保持器の軸心を挟んで対向する一対の前記玉の最小内径である玉内接間距離を計測する計測工程と、
前記転がり軸受用保持器の軸心を挟んで対向する一対の前記玉の最大外径である玉外接間距離は、前記玉の直径を玉径として「玉外接間距離＝玉内接間距離＋玉径×２」の式により算出する算出工程と、
算出した前記玉外接間距離から前記ポケット隙間の大きさを求めて、その大きさが所定の範囲内にあるか判定する判定工程と、を順に行うことを特徴とする転がり軸受用保持器のポケット隙間を検査する方法。