JP2018028504A - 軸受判別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外観上同一サイズの二種類の転がり軸受を正確に判別する。【解決手段】本発明の一の態様によれば、内径、外径および幅が同一で転動体の数が異なる転がり軸受からなる第１軸受および第２軸受を判別するための軸受判別装置が提供される。第１軸受の第１転動体および第２軸受の第２転動体はそれぞれ軸受中心側に露出されている。軸受判別装置は、第１軸受に挿入可能で第２軸受に挿入不能に構成された第１治具１０と、第２軸受に挿入可能で第１軸受に挿入不能に構成された第２治具とを備える。第１治具は、第１転動体間の第１隙間に挿入可能でかつ第１隙間と同数の第１突起部１２を有し、第２治具は、第２転動体間の第２隙間に挿入可能でかつ第２隙間と同数の第２突起部を有する。【選択図】図４

Description

本発明は軸受判別装置に係り、特に、外観上同一サイズの二種類の転がり軸受を判別するための軸受判別装置に関する。

ある仕様の製品（例えば車両用変速機）において、より大きなトルクに耐えられる様に軸受を、強化したものに変更することがある。この場合、製品の組立ラインに強化前後の二種類の軸受が用意され、時として外径、内径が同じものに置き換わる事もある。その場合、一の仕様の製品には一方の軸受が、他の仕様の製品に作業ミスにより他方の軸受が組み付けられることがある。強化版ベアリングが従来仕様に組み込まれた場合は問題は発生しないが、逆の場合、すなわち従来品ベアリングが強化仕様へ組込まれた場合は機能不全に陥る可能性があり、そのようなことが発生しない様な仕組みを設ける必要が有る。

特開昭６２−２３２５１０号公報

こうした二種類の軸受の判別は、作業員の目視に頼らざるを得ないのが現状である。しかし、外観上同一サイズで見た目が殆ど変わらないため、作業員が判別を誤り、間違った軸受を組み付けてしまう誤組の問題が発生する可能性がある。

そこで本発明は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、外観上同一サイズの二種類の転がり軸受を正確に判別することが可能な軸受判別装置を提供することにある。

本発明の一の態様によれば、
内径、外径および幅が同一で転動体の数が異なる転がり軸受からなる第１軸受および第２軸受を判別するための軸受判別装置であって、
前記第１軸受の第１転動体および前記第２軸受の第２転動体はそれぞれ軸受中心側に露出され、
前記軸受判別装置は、前記第１軸受に挿入可能で前記第２軸受に挿入不能に構成された第１治具と、前記第２軸受に挿入可能で前記第１軸受に挿入不能に構成された第２治具とを備え、
前記第１治具は、前記第１転動体間の第１隙間に挿入可能でかつ前記第１隙間と同数の第１突起部を有し、
前記第２治具は、前記第２転動体間の第２隙間に挿入可能でかつ前記第２隙間と同数の第２突起部を有する
ことを特徴とする軸受判別装置が提供される。

好ましくは、前記第１突起部は、前記第１転動体の外周面形状に倣う第１凹曲面を有し、
前記第２突起部は、前記第２転動体の外周面形状に倣う第２凹曲面を有する。

好ましくは、前記第１突起部は、治具挿入方向における前端の角部に第１面取り面を有し、
前記第２突起部は、治具挿入方向における前端の角部に第２面取り面を有する。

好ましくは、前記第１治具は、前記第１軸受に挿入可能な第１軸部を備え、前記第１突起部は、前記第１軸部の外周面に周方向等間隔で設けられ、
前記第２治具は、前記第２軸受に挿入可能な第２軸部を備え、前記第２突起部は、前記第２軸部の外周面に周方向等間隔で設けられる。

好ましくは、前記第１治具は、治具挿入方向における前記第１軸部の後端に接続され前記第１突起部より大径の第１把持部を有し、
前記第２治具は、治具挿入方向における前記第２軸部の後端に接続され前記第２突起部より大径の第２把持部を有する。

好ましくは、前記第１把持部は、その前端面に、空気を噴出させるための第１空気穴を有し、
前記第２把持部は、その前端面に、空気を噴出させるための第２空気穴を有する。

前記第１転動体の外径と、前記第２転動体の外径とが異なっていてもよい。

前記第１軸受および前記第２軸受は、針状ころ軸受からなってもよい。

本発明によれば、外観上同一サイズの二種類の転がり軸受を正確に判別することができる。

第１軸受を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 第２軸受を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 第１治具を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 第２治具を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 第１突起部が第１隙間内に挿入された状態を示す拡大横断平面図である。 第１空気穴およびギャップセンサを示す概略断面図である。 第１治具および第１軸受の挿入完了後の状態を示す斜視図である。 第２治具および第２軸受の挿入完了後の状態を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１には、一方の判別対象としての第１軸受１を示し、図２には、他方の判別対象としての第２軸受１０１を示す。以下の説明において、第１軸受１に関するものについては「第１」の用語を、第２軸受１０１に関するものについては「第２」の用語を付する。後者のうち前者と対応する部分については、前者の部分の符号を１００番台に変更した符号を用い、同様の部分については図中符号を付して説明を基本的に割愛する。

第１および第２軸受１，１０１は、それぞれ一の仕様と他の仕様の製品（例えば車両用変速機）の同一の軸受穴に組み付けられることを予定されている。なお一の製品中の異なる軸受穴に第１および第２軸受１，１０１がそれぞれ組み付けられてもよく、互いに異なる一の製品と他の製品の軸受穴に第１および第２軸受１，１０１がそれぞれ組み付けられてもよい。これら第１および第２軸受１，１０１は、組立ライン上に準備されると共に、作業員により判別されて使用される。この判別を容易かつ正確に行うため、本実施形態に係る後述の軸受判別装置が用いられる。

特に、製品の耐久試験によって、他の仕様の製品に第１軸受１を用いた場合、軸受の強度が不足していることが判明した。よって第１軸受１と外観上同一サイズで、これを強化した第２軸受１０１が別途準備され、第２軸受１０１を他の仕様の製品に組み付けることとしている。

第１および第２軸受１，１０１は、共に転がり軸受からなり、特に針状ころ軸受（ニードルベアリング）、より詳細にはシェル形針状ころ軸受からなる。第１および第２軸受１，１０１は、同一の内径ｄ、外径Ｄおよび幅Ｃを有する。図１および図２は、軸受中心Ｏを鉛直方向に一致させて第１および第２軸受１，１０１を台（図示せず）上に置いた状態を示す。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。

両軸受の構成はほぼ同じなので、以下、図１および図３を用いて第１軸受１の構成を説明する。周知のように、第１軸受１は、鋼板で形成された外輪２と、外輪２の内周面に接するように周方向に配置された複数のころ（ニードル）３と、これらころ３を周方向等間隔の定位置に保持する樹脂製の保持器４とを備える。ころ３は第１転動体をなす。保持器４は円筒梯子状に形成され、そのスロット５内にころ３を回転可能かつ離脱不能に収容する。外輪２の軸方向両端には、半径方向内側に向かう鍔６が形成されている。保持器４の軸方向両端にも、半径方向外側に向かう鍔７が形成されている。外輪２の半径方向内側に保持器４の一部が突出され、保持器４の半径方向内側にころ３の一部が突出されている。

特に、第１軸受１は内輪を有しない。従って、第１軸受１のころ３は軸受中心Ｏ側に露出されている。この点は第２軸受１０１においても同じであり、第２軸受１０１は内輪を有さず、第２軸受１０１のころ（第２転動体）１０３は軸受中心Ｏ側に露出されている（図２参照）。

第１および第２軸受１，１０１の相違点は次の通りである。すなわち、第１および第２軸受１，１０１のころ３，１０３の数が異なり、前者は後者より多い。また第１および第２軸受１，１０１のころ３，１０３の外径も異なり、後者は前者より大きい。

本実施形態の場合、前者のころ３の数は１１個、直径はＦ（ｍｍ）である。後者のころ１０３の数は１個少ない１０個、直径はＦより大きいＧ（ｍｍ）である。但しこれらの数値は適宜変更可能である。第２軸受１０１のころ１０３の数および外径をこのように定めることで、第２軸受１０１の強度を第１軸受１よりも向上できる。

次に、本実施形態の軸受判別装置を説明する。軸受判別装置は、図４に示すような第１治具１０と、図５に示すような第２治具１１０とを備える。図４および図５も、治具中心Ｘを鉛直方向に一致させて第１および第２治具１０，１１０を台（図示せず）上に置いた状態を示す。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。

第１治具１０は、第１軸受１に挿入可能で第２軸受１０１に挿入不能に構成されている。第２治具１１０は、第２軸受１０１に挿入可能で第１軸受１に挿入不能に構成されている。第１および第２治具１０，１１０の構成もほぼ同じなので、以下、図４を用いて第１治具１０の構成を詳細に説明する。

ここでは、図１の如く配置された第１軸受１に、第１治具１０を下から上に向かって挿入するものとする。よって便宜上、上を治具挿入方向前方、下を治具挿入方向後方とする。但しこの方向の定義はあくまで説明の便宜上定められたものに過ぎない点に留意されたい。

第１治具１０は、第１軸受１に挿入可能な第１軸部１１と、第１軸部１１の外周面に周方向等間隔で設けられた複数の第１突起部１２と、第１軸部１１の下端に接続され第１突起部１２より大径の第１把持部１３とを有する。本実施形態の場合、これらは一体に形成される。第１軸部１１の外形、すなわち第１軸部１１と第１突起部１２の境界を仮想円Ｂで示す。

第１軸部１１は、第１軸受１の内径ｄと等しいかそれより僅かに小さい外径を有し、第１軸受１のころ３に内接するような円形軸である。第１軸部１１の長さＬは、第１軸受１の幅Ｃより長くされているが、幅Ｃと等しいかあるいは短くされてもよい。

第１突起部１２は、保持器４よりも半径方向内側に存するころ３間の隙間すなわち第１隙間１４（図１参照）に挿入可能であり、第１隙間１４と同数設けられる。本実施形態の場合、第１隙間１４の数は１１なので、第１突起部１２も１１個設けられる。第１突起部１２の外径Ｈは当然に保持器４の内径より小さい。

図６（Ａ）に詳細に示すように、第１突起部１２は、ころ３の外周面形状に倣う第１凹曲面１５を有し、第１隙間１４内に第１突起部１２が挿入されたとき、第１凹曲面１５がころ３の外周面に適度に嵌合するよう構成されている。なお第１隙間１４の断面形状に倣って、第１突起部１２の断面形状は富士山形に形成されている。第１突起部１２の周方向の両側部に第１凹曲面１５が形成される。第１凹曲面１５は第１軸部１１の全長に亘って延びているが、それより短く延びていてもよい。第１突起部１２の半径方向最外端の頂部は平面に形成され、第１隙間１４内に第１突起部１２が挿入されるとき、第１突起部１２によってころ３の外周面をできるだけ傷付けぬようになっている。

図４に示すように、第１突起部１２は、その上端の角部、すなわち上端面の最も半径方向外側に位置する角部に第１面取り面１６を有する。これにより、第１隙間１４内に第１突起部１２が最初に挿入されるとき、第１突起部１２によってころ３をできるだけ傷付けぬようになっている。

第１把持部１３は円柱形状とされる。本実施形態の場合、第１把持部１３の外径Ｊは第１軸受１の外径Ｄと等しいが、異なっていてもよい。また第１把持部１３の幅Ｋは第１軸受１の幅Ｃと等しいが、異なっていてもよい。第１把持部１３は、第１治具１０を第１軸受１に挿入する際、作業者が把持する部分となる。把持を容易にするため、第１把持部１３の外周面をローレット加工等により凹凸状に形成してもよい。

図７（Ａ）にも示すように、第１把持部１３は、その上端面１７に、空気を噴出させるための第１空気穴１８を有する。本実施形態の場合、第１空気穴１８は、第１把持部１３の上端面１７と下端面２５との間を貫通して設けられる。第１空気穴１８にはギャップセンサ１９が接続される。ギャップセンサ１９は、第１空気穴１８の下端に連通接続される空気供給管２０と、空気供給管２０に所定圧力の空気を供給するエアポンプ２１と、空気供給管２０内の圧力を検出するための圧力センサ２２とを備える。詳しくは後述するが、これら第１空気穴１８とギャップセンサ１９は、第１治具１０が第１軸受１に適正に挿入されたか否かを確認するために用いられる。

次に、第２治具１１０における第１治具１０との相違点について説明する。まず、第２突起部１１２の数は、第１突起部１２の数より少なく、第２隙間１１４の数に等しい１０個である。また、第２突起部１１２の第２凹曲面１１５の曲率半径は、第１凹曲面１５の曲率半径より大きく、ころ１０３の半径に適合し且つその外周面形状に倣うような大きさとされる。その余の点は第１治具１０と同様である。

次に、本実施形態の軸受判別装置を用いた軸受判別方法を説明する。

まず、第１軸受１を使用したい場合、作業者は、ギャップセンサ１９が予め接続された第１治具１０を片手で把持し、もう片方の手で第１軸受１と思われる軸受を掴み、第１治具１０を軸受に挿入することを試みる。

仮に、掴んだ軸受が第１軸受１であれば、第１治具１０の各第１突起部１２が第１軸受１の各第１隙間１４内にスムーズに挿入され、第１把持部１３が軸受に当たるまで第１治具１０の挿入が行える。

このとき、第１凹曲面１５がころ３の外周面上をスムーズにスライドし、第１隙間１４内における第１突起部１２のガタつきは最小限に抑えられる。また、第１面取り面１６により、挿入開始時に第１突起部１２がころ３を傷付けてしまうことを抑制ないし防止できる。第１把持部１３を把持して挿入を行えるので挿入作業が容易である。

第１治具１０および第１軸受１の挿入完了後の状態を図８に示す。作業者は、第１軸受１が第１把持部１３に当たったことを触感で感知できる。また作業者は、第１軸部１１と第１突起部１２の上端部が第１軸受１の上方に突出したことを目視で感知できる。これにより作業者は、掴んだ軸受が正しい第１軸受１であったことを容易に確認できる。

これに加え、本実施形態では、第１空気穴１８からの空気噴出停止によっても軸受が正しいかどうかを確認できる。すなわち、図７（Ａ）に示すように、第１軸受１が第１把持部１３に当たる前、すなわち第１軸受１と第１把持部１３の間に隙間（ギャップ）がある間は、第１空気穴１８から空気が噴出しており、圧力センサ２２の検出値はまだ立ち上がっていない。

しかし、第１治具１０の挿入が適正に完了すると、図７（Ｂ）に示すように、第１軸受１が第１把持部１３に当たり、特に第１軸受１の下端の鍔６が第１把持部１３の上端面１７に面接触し、第１空気穴１８を塞ぐ。すなわち第１軸受１と第１把持部１３の間に隙間が無くなる。これにより第１空気穴１８からの空気の噴出が停止すると共に、圧力センサ２２の検出値が所定値以上に立ち上がる。作業者は、空気噴出停止を触感、音感等で感知すると共に、圧力センサ２２の検出値が立ち上がったことを目視で確認することにより、掴んだ軸受が正しい第１軸受１であったことを容易に、しかもより正確に確認できる。

仮に第１軸受１が不良品であったとすると、第１治具１０が途中までは挿入できるが、完全には挿入できない事態が起こり得る。本実施形態ではこうした事態をも発見することができ、軸受の判別のみならず、軸受の不良をも発見することができる。そして不良の軸受を製品に組み付けてしまうことを予め防止できる。

他方、第１軸受１だと思って掴んだ軸受が、実際には第２軸受１０１であった場合、第１治具１０の第１突起部１２と、第２軸受１０１の第２隙間１１４との数、位置、大きさ等が合わないことから、第１突起部１２を第２隙間１１４内に挿入することはできない。従って第１治具１０を軸受に挿入することはできず、このことを以て作業者は掴んだ軸受が間違っていたことを認識できる。よって、間違った軸受を製品に組み付けてしまう誤組の問題も解消することが可能である。

なお、第１軸受１において、例えば外輪２の鍔６に、第１軸受１の識別のための表示が刻印されていることがある。この場合、識別表示の視認と本実施形態の治具の使用と組み合わせることにより、判別をより一層正確に行うことができる。

第２軸受１０１を使用したい場合も同様である。この場合、作業者は、ギャップセンサ１９が予め接続された第２治具１１０を、第２軸受１０１だと思って掴んだ軸受に挿入することを試みる。第２治具１１０を軸受に完全に挿入できれば、作業者は、掴んだ軸受が正しい第２軸受１０１であることを確認できる。逆に、第２治具１１０を軸受に挿入できない場合、作業者は、掴んだ軸受が間違っていたことを確認できる。図９に、第２治具１１０および第２軸受１０１の挿入完了後の状態を示す。

このように本実施形態によれば、第１および第２軸受１，１０１にそれぞれ対応しかつ適合した二種類の治具、すなわち第１および第２治具１０，１１０を設けたので、外観上同一サイズの二種類の転がり軸受１，１０１を容易且つ正確に判別することが可能である。

次に、本実施形態の変形例を説明する。図６（Ｂ）〜（Ｈ）には第１突起部１２の変形例を示す。図６（Ｂ）に示す第１変形例では、第１凹曲面１５より半径方向外側に位置する第１突起部１２の先端部の断面形状が三角形状とされている。図６（Ｃ）に示す第２変形例では同断面形状が山形とされている。図６（Ｄ）に示す第３変形例では同断面形状が歯車歯形形状とされている。

図６（Ｅ）〜（Ｈ）には第１凹曲面１５の無い第１突起部１２の断面形状を示す。図６（Ｅ）に示す第４変形例では、第１突起部１２の断面形状が、隣り合うころ３の外周面に外接するような台形とされている。図６（Ｆ）に示す第５変形例では同断面形状が同様に外接するような三角形とされている。図６（Ｇ）に示す第６変形例では同断面形状が同様に外接するような山形とされている。図６（Ｈ）に示す第７変形例では同断面形状が同様に外接するような歯車歯形形状とされている。なお外接は必須ではなく、適度なクリアランスが設けられていてもよい。このように第１突起部１２の形状は適宜変形することが可能である。第２突起部１１２の断面形状を図６（Ｂ）〜（Ｈ）に示すような断面形状にすることも当然可能である。

以上、本発明の実施形態を詳細に述べたが、本発明は以下のような他の実施形態も可能である。

（１）例えば第１および第２軸受は、シェル形でない通常の針状ころ軸受からなっていてもよく、玉軸受（ボールベアリング）からなっていてもよい。

（２）前記実施形態では、二種類の転がり軸受（１，１０１）に対応した二種類の治具（１０，１１０）を設けたが、より多種類の転がり軸受に対応したより多種類の治具を設けてもよい。この場合も、二種類の治具の組み合わせを任意に抽出すれば、その抽出された組み合わせが、本発明に係る軸受判別装置を構成する。

（３）第１転動体と第２転動体は、外径が同一のものであってもよい。

（４）前記実施形態では、異なる仕様の製品に組み付ける異なる軸受を判別するために軸受判別装置を用いた。しかしながら、軸受判別装置の用途は任意であり、判別が必要なあらゆる状況下で軸受判別装置を使用することが可能である。

前述の各実施形態の構成は、特に矛盾が無い限り、部分的にまたは全体的に組み合わせることが可能である。本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１ 第１軸受
３ ころ
１０ 第１治具
１１ 第１軸部
１２ 第１突起部
１３ 第１把持部
１４ 第１隙間
１５ 第１凹曲面
１６ 第１面取り面
１８ 第１空気穴
１０１ 第２軸受
１０３ ころ
１１０ 第２治具
１１１ 第２軸部
１１２ 第２突起部
１１３ 第２把持部
１１４ 第２隙間
１１５ 第２凹曲面
１１６ 第２面取り面
１１８ 第２空気穴

Claims (8)

1. 内径、外径および幅が同一で転動体の数が異なる転がり軸受からなる第１軸受および第２軸受を判別するための軸受判別装置であって、
   前記第１軸受の第１転動体および前記第２軸受の第２転動体はそれぞれ軸受中心側に露出され、
   前記軸受判別装置は、前記第１軸受に挿入可能で前記第２軸受に挿入不能に構成された第１治具と、前記第２軸受に挿入可能で前記第１軸受に挿入不能に構成された第２治具とを備え、
   前記第１治具は、前記第１転動体間の第１隙間に挿入可能でかつ前記第１隙間と同数の第１突起部を有し、
   前記第２治具は、前記第２転動体間の第２隙間に挿入可能でかつ前記第２隙間と同数の第２突起部を有する
   ことを特徴とする軸受判別装置。
2. 前記第１突起部は、前記第１転動体の外周面形状に倣う第１凹曲面を有し、
   前記第２突起部は、前記第２転動体の外周面形状に倣う第２凹曲面を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の軸受判別装置。
3. 前記第１突起部は、治具挿入方向における前端の角部に第１面取り面を有し、
   前記第２突起部は、治具挿入方向における前端の角部に第２面取り面を有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の軸受判別装置。
4. 前記第１治具は、前記第１軸受に挿入可能な第１軸部を備え、前記第１突起部は、前記第１軸部の外周面に周方向等間隔で設けられ、
   前記第２治具は、前記第２軸受に挿入可能な第２軸部を備え、前記第２突起部は、前記第２軸部の外周面に周方向等間隔で設けられる
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の軸受判別装置。
5. 前記第１治具は、治具挿入方向における前記第１軸部の後端に接続され前記第１突起部より大径の第１把持部を有し、
   前記第２治具は、治具挿入方向における前記第２軸部の後端に接続され前記第２突起部より大径の第２把持部を有する
   ことを特徴とする請求項４に記載の軸受判別装置。
6. 前記第１把持部は、その前端面に、空気を噴出させるための第１空気穴を有し、
   前記第２把持部は、その前端面に、空気を噴出させるための第２空気穴を有する
   ことを特徴とする請求項５に記載の軸受判別装置。
7. 前記第１転動体の外径と、前記第２転動体の外径とが異なる
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の軸受判別装置。
8. 前記第１軸受および前記第２軸受は、針状ころ軸受からなる
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の軸受判別装置。

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