JP5169325B2 - 軸受部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は軸受部材の製造方法に関する。さらに詳しくは、軸方向の両端にシールを備えた軸受部材の製造方法に関する。

自動車のエンジンに装備されているオルタネータ（補機）は、エンジンのクランクシャフトによりベルトを介して駆動されるようになっているが、当該クランクシャフトと同期回転するように連結していると、クランクシャフトの回転数が低下した場合、オルタネータの発電効率が低下してしまう。

そこで、オルタネータのプーリ部分に一方向クラッチを内蔵させ、クランクシャフトの回転数が低下すると、オルタネータのロータの回転をその慣性力により継続させるようにして、発電効率を高めるようにしたプーリユニットが提案されている。

かかるプーリユニットでは、泥水などの異物の侵入を防いだり、内部の潤滑剤が外部へ流出したりするのを防ぐために当該プーリユニットの軸方向両端にシールが配設されている（例えば、特許文献１参照）。また、シール性を高めるために、シールよりも軸方向外側の位置に、相手部材との間でラビリンスを形成するシールドリングを配設したプーリユニットもある（例えば、特許文献２参照）。
前記シールやシールドリングは、プーリユニットの端部開口より圧入ないしは挿入（以下、「圧入」で代表させる）されるが、従来、この圧入は、次のようにして行われている。

図４は、従来例１に係る製造方法の平面説明図である。従来例１では、ワーク（プーリユニット）の流れ方向に対し、当該ワークの軸方向が直交するようにワークがステーションＳ１上に配置される。そして、このステーションＳ１において、ワークの軸方向両端の各開口からシールが圧入され、所定位置に固定される。すなわち、図４において、上下両方向からシールが圧入される。ついで、ワークをステーションＳ１に隣接するステーションＳ２に移動させ、このステーションＳ２において、シールが所定状態で固定されているか否かの検査を、当該シールの外面とワークの軸方向端面との距離を測定するなどして行う。また、シールがワークの軸方向一端又は両端において複数段設けられる場合は、図示していないが、ステーションＳ２の下流側ステーションにおいて、ステーションＳ１で圧入されたシールの外側にさらにシールが圧入され、ついでこのシールの圧入状態が次のステーションにて検査される。

図５は、従来例２に係る製造方法の平面説明図である。従来例２は、シールの圧入及び検査をワークの上方から自動で行う場合であるが、この場合、ワークの軸方向一端側のシールの圧入及び検査が終了したのちに、当該ワークを反転させ、ついでワークの他端側のシールの圧入及び検査が行われる。この従来例２においても、シールがワークの軸方向一端又は両端において複数段設けられる場合は、図５の最も左側の検査ステーションの下流側に、さらに反転ステーション、圧入ステーション及び検査ステーションからなるステーション群が必要数だけ設けられることになる。
特開２００３−２１２２５号公報 特開２００３−７４６７３号公報

しかしながら、従来例１では、ワークの流れに沿ってその両側にシールを圧入するためのシール供給装置やシールの配置状態を検査する検査装置を配置する必要がある。また、ワークの流れの両側に作業のための作業スペースを確保する必要がある。したがって、ワークの流れに垂直な方向において広いスペースを要するという問題がある。

また、従来例２では、各ステーションにおいて、１つの作業しか行っていないので、ワークの流れ方向において広いスペースを要するという問題がある。
そして、従来例１及び従来例の両方において、広い設備スペースを必要とすることから、設備コスト及び製造コストが高くつくという問題がある。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、省スペース化及び省コスト化を図ることができる軸受部材の製造方法を提供することを目的としている。

本発明の軸受部材の製造方法（以下、単に「製造方法」ともいう）は、内周面に軌道面を有する略筒状の外側部材と、この外側部材の内側に当該外側部材と同心状に配設され、外周面に軌道面を有する内側部材と、両部材の軌道面間に転動自在に配設された転動体と、両部材間の環状空間の軸方向両端を密封するシールと、を備えた軸受部材の製造方法であって、
前記環状空間の軸方向両端における第１の端部側のシールを両部材間の環状空間に圧入する工程と、
この第１の端部側のシールが所定位置に配設されているか否かを検査する工程と、
前記第１の端部と反対側の第２の端部側のシールを両部材間の環状空間に圧入する工程と、
この第２の端部側のシールが所定状態で配設されているか否かを検査する工程と
を含んでおり、第１の端部側のシールの検査工程と第２の端部側のシールの圧入工程とを、同一ステーションにおいて行い、
前記ステーションにおいて、前記軸受部材の軸方向が上下方向に沿うように当該軸受部材が配置され、下方からシールの検査を行い、上方からシールの圧入を行うことを特徴としている。

本発明の製造方法では、軸受部材の一方の端部（第１の端部）側のシールの検査工程と、当該軸受部材の他方の端部（第２の端部）側のシールの圧入工程とを同一のステーションで行うので、設備スペースを節約することができる。

また、前記ステーションにおいて、前記軸受部材の軸方向が上下方向に沿うように当該軸受部材が配置され、下方からシールの検査を行う。上方からシールの圧入を行うのが好ましい。軸受部材が配置されるベースの下方空間は、通常、空きスペースであることが多いが、このスペースに検査用の設備を配置することで、空間を有効に利用することができ、設備の省スペース化を図ることができる。

第１の端部側のシール圧入と第２の端部側のシール圧入とをいずれも上方から行うべく、軸受部材の上下方向を反転させる反転工程を含むことができる。この構成によれば、シールの圧入工程を同じ方向（上方向）から行うことができ、製造ラインの簡素化、効率化を図ることができる。

同一ステーションにおいて、検査の結果合格と判定された場合にのみシールの圧入工程を行うのが好ましい。この場合、検査の結果、ＯＫとならなければ次のシール圧入工程が行われないので、不良品の発生を確実に防いで、製品の品質を向上させることができる。

本発明の製造方法によれば、省スペース化及び省コスト化を図ることができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の製造方法の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の製造方法により製造される、軸受部材であるプーリユニットＡの断面説明図である。
プーリユニットＡは、互いに相対回転可能に同心状に配設されたプーリ（外側部材）１及び軸体（内側部材）２と、プーリ１及び軸体２の間の環状空間Ｓに介装した一方向クラッチ３と、環状空間Ｓにおいて一方向クラッチ３の軸方向両側にそれぞれ配置した深溝玉軸受４及び針状ころ軸受５とで主に構成されている。

オルタネータなどの補機側に配置する深溝玉軸受４は、プーリ１の内周面と軸体２の外周面に、直接、軌道面４３、４４を一体形成してなる玉軸受であり、複数の転動体である玉４１と保持器４２にて構成されている。保持器４２は、玉４１を収納する複数のポケットを有している。
また、自由端側（図１において左側）に配置される針状ころ軸受５は、プーリ１の内周面と軸体２の外周面に、直接、軌道面を一体形成してなるころ軸受であり、複数のころ５１と保持器５２にて構成されている。

プーリ１の外周面には、ベルトＢを掛けるベルト案内面１ａが形成されており、当該プーリ１は、自動車エンジンのクランクシャフト（図示せず）により回転駆動される。また、軸体２は補機の入力軸（例えば、オルターネータのロータ）に固定される。
また、一方向クラッチ３は、保持器３２に収納された複数のころ３１からなり、ころ３１はコイルバネ３３にて軸体２の外周面に形成したカム面２ａとプーリ１の内周面との間のくさび状の狭い側（ロック側）へ押圧されている。

さらに、深溝玉軸受４及び針状ころ軸受５の外側には、潤滑剤の漏れを防ぐ内側環状シール６１、６２が環状空間Ｓを密封して設けられ、かつ、自由端側の内側環状シール６２の外側には環状空間Ｓ内に泥水などが侵入するのを防ぐ外側環状シール８が設けられている。
自由端側の内側環状シール６２は、環状芯金の外周にゴムなどの弾性体を被着してなり、先端にラジアルリップ６２ｂを有している。内側環状シール６２は、基端部６２ａをプーリ１の内周面に形成した周溝１００に嵌着し、ラジアルリップ６２ｂを弾性的に屈曲させて軸体２の外周面に当接して、環状空間Ｓを密封している。

また、外側環状シール８は、環状芯金の外周にゴムなどの弾性体を被着してなり、図３に示されるように、先端にアキシャルリップ８ｂ及び補助リップ８ｃを有している。外側環状シール８は、基端部８ａを軸体２の外周面に形成した周溝２２に嵌着し、アキシャルリップ８ｂをプーリ１の内周面に形成した周溝１０２に係合して、環状空間Ｓを密封している。

なお、内側環状シール６１は、外側環状シール８と同様に、先端にアキシャルリップ６１ｂを有し、基端部６１ａをプーリ１の内周面に形成した周溝に嵌着し、アキシャルリップ６１ｂを軸体２の外周面に形成した周溝内に摺接して、環状空間Ｓを密封している。
また、内側環状シール６１の軸方向外側（図１において右側）における軸体２外周面には、断面略矩形状のシールドリング１０が配設されており、このシールドリング１０の外周面１０ａと相手側部材であるハウジング１１（プーリユニットＡが装着される補機のハウジング）の対向面との間にラビリンスが形成される。

図２は、本発明の製造方法、より詳細には図１に示されるような軸受部材におけるシールの取付方法の工程説明図である。なお、本明細書において、「シール」とは、前述した外側又は内側環状シールやシールドリングのように、軸受部材内部への異物の侵入を防いだり、あるいは軸受部材内部の潤滑剤が外部へ流出するのを防ぐために当該軸受部材の開口端に設けられる密封装置ないしは密封手段を意味するものである。

図２において、ワークであるプーリユニットＡは、ベース上を右側から左側へ移動させられ、シール又はシールドリングの圧入工程、及び圧入状態の検査工程が実施される。図２に示される例では、合計５つのステーションが設けられており、右側から順に第１ステーション（１ＳＴ）、第２ステーション（２ＳＴ）、第３ステーション（３ＳＴ）、第４ステーション（４ＳＴ）及び第５ステーション（５ＳＴ）となっている。

ラインの上方には、プーリユニットＡの端部開口にシール又はシールドリングを圧入することができるシール供給装置Ｃが４台配置されており、これらは、第１〜４ステーションのそれぞれの上方に配置されている。また、ラインの下方、すなわちプーリユニットＡが載置されるベースの下方空間には、圧入されたシール又はシールドリングが所定の状態でプーリユニットＡの端部開口内に配置されているか否かを検査する検査装置Ｉが４台配置されている。これらの検査装置Ｉは、第２〜５ステーションのそれぞれの下方に配置されている。

前記検査装置Ｉは、プーリユニットＡの端面とシール（又はシールドリング）の外側面との距離（図３のｄ参照）を測定するものである。かかる検査装置としては、例えば、ベース１４に穿設された孔からその端部が若干突出するように配置された筒状の当接部１５と、この筒状の当接部を上方に付勢するバネ（図示せず）と、前記当接部１５の上下方向の変位量を測定可能な接触型変位計１６とを備えたものを用いることができる。プーリユニットＡの端面が前記孔を囲むようにしてベース１４上に載置されると、前記筒状の当接部１５の端面がシールの外側面と接触し、この当接部１５は前記バネの付勢力に抗して下方に変位（移動）する。この変位量が接触型変位計１６により測定される。なお、前記距離ｄの測定は、シールと非接触で測定するようにしてもよく、本発明において、検査装置の機構や原理は、特に限定されるものではない。

まず、第１ステーションにおいて、当該第１ステーションの上方に配置されたシール供給装置によって、プーリユニットＡ（軸方向が上下方向に沿うようにラインのベース上に載置されている）の第１の端部側にシールが圧入される。
ついで、プーリユニットＡは、反転装置（図示せず）によって、上下方向が逆になるように、隣りの第２ステーションに移動される。そして、この第２ステーションにおいて、まず前記第１ステーションにて圧入されたシールの検査工程が行われる。検査の結果、シールが所定の状態でプーリユニットＡの開口端部に固定されていることが確認されると、この確認信号を受けて、第２ステーションの上方に配置されているシール供給装置によって、プーリユニットＡの第２の端部側にシールが圧入される。

以下の検査工程でも同様であるが、シールが所定状態で固定されていない場合、音声やランプ表示などで警報が発せられ、この警報を受けて作業者は不良品であるプーリユニットＡをラインからはずし、このプーリユニットＡをＮＧシュートに入れる。その後、リセットボタンを押すことにより、ラインを再起動させる。
このように、シールの固定状態が不良である場合に、後続の圧入工程を禁止して、不良品をラインからはずした後でないとラインが再起動できないようにすることにより、不良品の発生を確実に防ぐことができ、これにより製品の品質を確保することができる。

第２ステーションにおいてシールが圧入されたプーリユニットＡは、反転装置によって、上下方向が逆になるように、隣りの第３ステーションに移動される。そして、前記と同様にして、シールの検査及びシールの圧入が行われる。
ついで、第３ステーションにおいてシールが圧入されたプーリユニットＡは、反転装置によって、上下方向が逆になるように、隣りの第４ステーションに移動される。この第４ステーションでも、まず第３ステーションで圧入されたシールの検査が行われ、ＯＫであると、当該第４ステーションの上方に配置されたシール供給装置からシールドリングがプーリユニットＡの第２の端部側から圧入される。

第４ステーションにおいてシールドリングが圧入されたプーリユニットＡは、反転装置によって、上下方向が逆になるように、隣りの第５ステーションに移動される。この第５ステーションでは、シールドリングの固定状態の検査工程だけが行われる。検査の結果、良品であると判断されたワークのみが次工程に送られる。

なお、以上の説明では、軸受部材としてプーリユニットを例にとっているが、本発明の製造方法は、かかるプーリユニットに限定されるものではなく、軸方向の両端にシールを配設する構造を有する限り、各種軸受装置（ベアリング）など他の軸受部材にも適用することができる。

本発明の製造方法により製造されるプーリユニットの断面説明図である。 本発明の製造方法の工程説明図である。 図１に示されるプーリユニットの端部の部分拡大図である。 従来例１に係る製造方法の平面説明図である。 従来例２に係る製造方法の平面説明図である。

符号の説明

１ プーリ
２ 軸体
３ 一方向クラッチ
４ 深溝玉軸受
５ 針状ころ軸受
８ 外側環状シール
１０ シールドリング
１４ ベース
１５ 当接部
１６ 接触型変位計
４１ 玉（転動体）
４３ 軌道面
４４ 軌道面
６１ 内側環状シール
６２ 内側環状シール
Ａ プーリユニット
Ｂ ベルト
Ｃ シール供給装置
Ｉ 検査装置

Claims (3)

1. 内周面に軌道面を有する略筒状の外側部材と、この外側部材の内側に当該外側部材と同心状に配設され、外周面に軌道面を有する内側部材と、両部材の軌道面間に転動自在に配設された転動体と、両部材間の環状空間の軸方向両端を密封するシールと、を備えた軸受部材の製造方法であって、
   前記環状空間の軸方向両端における第１の端部側のシールを両部材間の環状空間に圧入する工程と、
   この第１の端部側のシールが所定位置に配設されているか否かを検査する工程と、
   前記第１の端部と反対側の第２の端部側のシールを両部材間の環状空間に圧入する工程と、
   この第２の端部側のシールが所定状態で配設されているか否かを検査する工程と
   を含んでおり、第１の端部側のシールの検査工程と第２の端部側のシールの圧入工程とを、同一ステーションにおいて行い、
   前記ステーションにおいて、前記軸受部材の軸方向が上下方向に沿うように当該軸受部材が配置され、下方からシールの検査を行い、上方からシールの圧入を行うことを特徴とする軸受部材の製造方法。
2. 第１の端部側のシール圧入と第２の端部側のシール圧入とをいずれも上方から行うべく、軸受部材の上下方向を反転させる反転工程を含む請求項１に記載の軸受部材の製造方法。
3. 同一ステーションにおいて、検査の結果合格と判定された場合にのみシールの圧入工程を行う請求項１または２に記載の軸受部材の製造方法。

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