JP6520593B2 - 差幅測定マスター、及びこれを用いたアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置、アンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定方法、並びにアンギュラ玉軸受の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、差幅測定マスター、及びこれを用いたアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置、アンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定方法、並びにアンギュラ玉軸受の製造方法に関する。

アンギュラ玉軸受は、図１１に示すように、転動体である玉８１が、内輪８３と外輪８５との間に所定の接触角を有して保持された転がり軸受であり、ラジアル荷重とアキシャル荷重との双方を負荷させることが可能である。このようなアンギュラ玉軸受は、アンギュラ玉軸受同士を組み合わせて使用され、アキシャル方向（スラスト方向）に予圧が負荷されることで所定の剛性が得られる。内輪８３、外輪８５、及び玉８１を組み合わせた際、内輪８３の背面側端面８３ａと外輪８５の正面側端面８５ａとには、予圧が無い状態であっても、軸方向位置の差（本明細書においては「差幅」と称する）Δα_Ｆが生じることがある。同様に、内輪８３の正面側端面８３ｂと外輪８５の背面側端面８５ｂとの間にも差幅Δα_Ｂが生じることがある。この差幅が予圧等級に相応した許容範囲内にない場合、耐荷重や振動特性等の軸受性能が損なわれる虞がある。そのため、アンギュラ玉軸受の差幅Δα_Ｆ，Δα_Ｂは、上記の許容範囲の間に揃えておく必要がある。

従来のアンギュラ玉軸受の所定の差幅やアキシャルすきまを得るために、軌道輪の軌道面に転動体が接触する位置を測定する技術が、例えば特許文献１に提案されている。
また、特許文献２にアンギュラ玉軸受の組み立て状態で差幅の測定を行い、目標とする差幅となるように軸受平面を研削する装置が提案されている。

特開平２−２００５１号公報 特開２００８−２９０２０５号公報

しかしながら、従来のアンギュラ玉軸受の差幅調整においては、内輪、外輪、玉を仮組みした状態で差幅を測定する必要があり、この作業が煩雑で多くの時間が掛かるという問題があった。また、特許文献１の測定装置においては、仮組みに使用する玉を、測定毎に違うものを使用すると測定誤差を生じてしまう。しかし、常に同じ玉を使用すると、仮組みの回数が増えるにつれて玉表面の傷付きが増加する。このことは、測定誤差を発生させる一要因となる。

特許文献２の装置においては、軸受の差幅を測定した後に、仮組みした軸受を一旦分解し、分解した内輪と外輪のそれぞれに、測定された差幅を所望の基準値に近づけて適正化する研削加工を施している。しかしながら、軸受を分解して研削する工程は、手間が掛かり、サイクルタイムの増大を招いて生産性を低下させる。また、軸受の分解・組み立て時に、玉や、内輪及び外輪の転動面を傷付け、これらの軸受部品の傷付きによる製品歩留まりを低下させる虞もある。

本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は、製品の傷付きを抑制しつつ簡単な工程により、アンギュラ玉軸受用転動輪の軸方向位置を高精度に測定できる、差幅測定マスター、及びこれを用いたアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置、アンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定方法、並びにアンギュラ玉軸受の製造方法を提供することにある。

本発明は下記構成からなる。
（１） 曲率を有する軌道面が形成された一対の軌道輪と、一対の前記軌道輪の前記軌道面同士の間に転動自在に配置される複数の玉と、が組み合わされたアンギュラ玉軸受における、いずれか一方の前記軌道輪と前記玉とに代えて他方の前記軌道輪に組み合わされ、且つ前記他方の軌道輪の軌道面と接触する当接部を有する差幅測定マスターであって、
前記当接部は、前記一方の軌道輪及び前記玉と、前記他方の軌道輪とが組み合わされた状態の軸方向断面において、前記一方の軌道輪の軌道面の曲率中心と同じ位置を中心とし、前記玉の直径から前記一方の軌道輪の軌道面の半径を減じた距離を半径とする円弧形状を有する差幅測定マスター。
（２） 前記当接部は、前記他方の軌道輪の軌道面全周に接触する環状曲面を有する（１）に記載の差幅測定マスター。
（３） 前記当接部は、円周方向に沿った少なくとも３箇所に設けられた、径方向外側へ突出する凸部に形成されている（１）に記載の差幅測定マスター。
（４） 前記凸部は、少なくとも一部に前記軌道面と接触する球面を有する（３）に記載の差幅測定マスター。
（５） 前記一方の軌道輪と同じ軸方向幅を有する（１）乃至（４）のいずれか一つに記載の差幅測定マスター。
（６） 曲率を有する軌道面が設けられた一対の軌道輪と、一対の前記軌道輪の前記軌道面同士の間に転動自在に配置される複数の玉と、が組み合わされたアンギュラ玉軸受における、一対の前記軌道輪のうち、測定対象となる被測定軌道輪の一端面を支持する支持部と、
（１）乃至（５）のいずれか一つに記載の差幅測定マスターと、
前記支持部に支持された前記被測定軌道輪、及び前記被測定軌道輪に組み合わされた前記差幅測定マスターの、軸方向に同じ側となる端面同士の軸方向位置の差を求める差幅測定部と、
を備えるアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置。
（７） 前記被測定軌道輪と前記差幅測定マスターとの間に、互いの組み合わせ方向への押圧力を発生させる押圧部を備える（６）に記載のアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置。
（８） 曲率を有する軌道面が形成された一対の軌道輪と、一対の前記軌道輪の前記軌道面同士の間に転動自在に配置される複数の玉と、が組み合わされたアンギュラ玉軸受における、一対の前記軌道輪のうち、測定対象とする被測定軌道輪の軸方向位置を測定するアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定方法であって、
前記被測定軌道輪の軌道面に接触する当接部を有し、前記当接部の軸方向断面が、前記被測定軌道輪と対になる相手側軌道輪における前記軌道面の曲率中心と同じ位置を中心とし、前記玉の直径から前記相手側軌道輪の軌道面の半径を減じた距離を半径とする円弧形状を有する差幅測定マスターを、前記相手側軌道輪と前記玉とに代えて前記被測定軌道輪に組み合わせ、
前記被測定軌道輪、及び前記被測定軌道輪に組み合わされた前記差幅測定マスターの、軸方向に同じ側となる端面同士の軸方向位置の差を求めるアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定方法。
（９） （６）又は（７）に記載のアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置を用いるアンギュラ玉軸受の製造方法。
（１０） （８）に記載のアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定方法を含むアンギュラ玉軸受の製造方法。

本発明によれば、製品の傷付きを抑制しつつ、簡単な工程によりアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置を高精度に測定することができる。

本発明の実施形態を説明するための図で、第１構成例のアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置の要部を示す構成図である。 図１に示すマスターの外観を示す斜視図である。 マスターを一部断面で示す側面図である。 アンギュラ玉軸受の玉と外輪の軌道面との関係を示す軸方向断面図である。 アンギュラ玉軸受の玉と内輪の軌道面との関係を示す軸方向断面図である 玉と内輪及び外輪との接点軌跡を示す説明図である。 外輪とマスターと接点軌跡との関係を示す軸方向断面図である。 変形例のマスターの斜視図である。 変形例のマスターを一部断面で示す側面図である。 第２構成例のアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置の要部を示す構成図である。 従来のアンギュラ玉軸受の断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１構成例＞
図１は本発明の実施形態を説明するための図で、アンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置の要部を示す構成図である。ここで、アンギュラ玉軸受は、前述の図１１に示すように、曲率を有する軌道面が形成された一対の軌道輪（内輪８３，外輪８５）と、一対の軌道輪の軌道面同士の間に転動自在に配置される複数の玉８１と、が組み合わされて構成された軸受である。

アンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置１００（以下、測定装置と略称する）は、支持部１３と、差幅測定マスター（以下、マスターと略称する）１５と、差幅測定部１７Ａ，１７Ｂと、押圧部１９とを備える。

支持部１３は、測定対象とする被測定軌道輪を支持する。本構成においては、被測定軌道輪が外輪１１であり、外輪１１の背面側端面１１ａが支持部１３に支持される。マスター１５は、支持部１３に支持された外輪１１の内径側に配置され、外輪１１の軸方向正面側から挿入されて、外輪１１と組み合わされる。

押圧部１９は、外輪１１とマスター１５とを、互いの組み合わせ方向（図中の軸方向下側に向かう方向）に押圧する。本構成の押圧部１９は、マスター１５を外輪の正面側から背面側に向けて押圧する。

マスター１５は、前述の図１１に示すアンギュラ玉軸受のいずれか一方の軌道輪である内輪８３と、玉８１とが一体にされた形状の環状部材であり、図１に示す他方の軌道輪である外輪１１に、内輪８３と玉８１とに代えて組み合わされる。このマスター１５は、アンギュラ玉軸受の種類に応じて複数種類のものが予め用意されており、被測定軌道輪に対応するものを選択して測定に用いる。

差幅測定部１７Ａは、支持部１３に支持された外輪１１、及び外輪１１に組み合わされた状態のマスター１５の、軸方向に関して同じ側となる端面同士の軸方向位置の差を求める。つまり、差幅測定部１７Ａは、外輪１１の正面側端面１１ｂと、正面側端面１１ｂと同じ側のマスター１５の端面１５ｂとの軸方向位置をそれぞれ測定し、各軸方向位置の差を正面側差幅測定値として出力する。また、差幅測定部１７Ｂは、外輪１１の背面側端面１１ａと、背面側端面１１ａと同じ側のマスター１５の端面１５ａとの軸方向位置をそれぞれ測定し、各軸方向位置の差を背面側差幅測定値として出力する。

差幅測定部１７Ａ，１７Ｂは、ダイヤルゲージ、リニアゲージ等の接触式変位センサ、又はレーザ変位計や静電容量型変位計等の非接触式変位センサを用いて構成することができる。差幅測定部１７Ａ，１７Ｂは、それぞれ複数の変位センサを用いて、各端面の軸方向位置を測定し、各軸方向位置の差分を求めるものであってもよく、一つの変位センサを軸方向へ走査して、各端面の軸方向位置の差を測定するものであってもよい。差幅測定部１７Ａ，１７Ｂは、差幅が測定できるものであれば、その測定方式や使用するセンサの種類は適宜選定が可能である。

押圧部１９は、外輪１１とマスター１５との間に、互いの組み合わせ方向（軸方向）への押圧力を発生させる。本構成の押圧部１９は、マスター１５の端面１５ｂを軸方向に押圧して、マスター１５に測定圧を付与する。測定圧は、外輪軌道面１１ｃとマスター１５の当接部１５ｃとの間の余分な油膜を除去する程度の圧力、又は予め定めた一定圧力に設定される。なお、重力によりマスター１５と外輪１１との接触状態が良好になる場合には、差幅測定時の押圧部１９による押圧を省略することもできる。

図２は図１に示すマスター１５の外観を示す斜視図、図３はマスター１５を一部断面で示す側面図である。なお、図２、図３に示すマスター１５は、図１に示すマスター１５を上下反転させた状態で示している。

マスター１５は、全体が円環状であり、前述したように被測定軌道輪に対応した形状を有する。本構成のマスター１５は、被測定軌道輪である外輪１１に適応するように、内周面１５ｄの内径寸法が、外輪１１と対となる内輪（図示せず）の内径寸法と等しくされる。また、外周面２１の軸方向一端側には大径部１５ｅが形成され、他端側には大径部１５ｅより小径の小径部１５ｆが形成される。マスター１５は、外輪１１と組み合わされた際に外輪軌道面１１ｃ（図１参照）の全周に当接する環状曲面からなる当接部１５ｃを有する。また、外輪１１と組み合わされた際に、外周面２１の大径部１５ｅは、外輪１１の正面側内周面１１ｄに接触せず、小径部１５ｆは、外輪１１の背面側内周面１１ｅに接触しない形状にされる。そして、図１に示すマスター１５の軸方向幅Ｂ_Ｍは、外輪１１と対となる内輪の軸方向幅（図１０に示す内輪８３の軸方向幅Ｂ）と等しくされる。

マスター１５の当接部１５ｃは、大径部１５ｅと小径部１５ｆとが接続される段付き部の外周側に設けられ、軸断面形状が滑らかな曲面にされている。

＜差幅測定手順＞
次に、上記構成の測定装置１００を用いた被測定軌道輪の差幅測定方法の手順を説明する。
まず、図１に示す測定装置１００の支持部１３に、被測定軌道輪である外輪１１の一端面を載置する。そして、この外輪１１に対応するマスター１５を選定し、選定されたマスター１５を外輪１１の軸方向正面側から外輪１１の内径側に挿入する。これにより、マスター１５の当接部１５ｃが外輪軌道面１１ｃに接触して、マスター１５が外輪１１に支持された状態となる。

そして、押圧部１９が、マスター１５に外輪１１の背面側に向かう軸方向力Ｆ_Ｍを負荷し、マスター１５の当接部１５ｃと外輪軌道面１１ｃとを確実に接触させる。

この状態で、差幅測定部１７Ａ，１７Ｂは、外輪１１とマスター１５との端面同士の軸方向位置を測定し、マスター１５の端面１５ｂと外輪１１の正面側端面１１ｂの差幅Δα_Ｆ０と、マスター１５の端面１５ａと外輪１１の背面側端面１１ａ側の差幅Δα_Ｂ０とを求める。差幅測定部１７Ａ，１７Ｂは、これにより得られた差幅Δα_Ｆ０，Δα_Ｂ０を、差幅測定結果として出力する。

なお、上記の差幅測定は、図示しない駆動機構により、多数の被測定軌道輪を支持部１３に順次に取り付けて行うことで、測定タクトをより短縮できる。また、被測定軌道輪やマスター１５の振動や熱変動が定常状態になった後で測定を行えば、測定精度をより向上できる。

＜マスターの当接部の形状＞
次に、マスター１５の当接部１５ｃの形状について説明する。環状の当接部１５ｃは、軸方向断面がマスター１５の全周にわたって同じ断面形状を有する。この断面形状は、被測定軌道輪である外輪１１に組み込まれる玉の断面形状とは異なる形状にされている。

つまり、外輪１１の軸方向断面における外輪軌道面１１ｃは、実際には、加工誤差によって径寸法が変化することがある。外輪軌道面１１ｃの径寸法が変化すると、通常は、内輪と玉と外輪１１とがバランスするように玉が移動して、内輪及び外輪１１と玉との接点位置が変化する。このときの外輪１１と玉との接点位置は、ある決まった湾曲線上を移動するようになり、その湾曲線の軌跡（接点軌跡）が本構成の当接部１５ｃの断面形状と等しくされる。なお、上記の加工誤差は、外輪軌道面１１ｃの径寸法の誤差以外にも、外輪軌道面１１ｃの軸方向への片寄りや、軸受の幅寸法等の寸法誤差も含まれる。

次に、この接点軌跡について更に詳細に説明する。
図４はアンギュラ玉軸受２３の玉２７と外輪軌道面１１ｃとの関係を示す軸方向断面図である。アンギュラ玉軸受２３は、前述の被測定軌道輪である外輪１１と、内輪２５と、外輪軌道面１１ｃと内輪軌道面２５ｃとの間に転動自在に配置される複数の玉２７（図示例では１つのみ示す）と、を備える。

軸方向断面における外輪軌道面１１ｃは、外輪軌道面１１ｃの半径Ｒ_０が玉２７の直径ＤＢの半値（半径）よりも大きい。図中の点Ｏ_Ｂは玉２７の中心であり、点Ｏ_ＯＲは外輪軌道面１１ｃの円弧中心である。また、直線Ｓは、アンギュラ玉軸受２３の軸方向に対する接触角を表す直線であり、玉２７の中心Ｏ_Ｂを通る。

図示のように、外輪軌道面１１ｃは点Ｏ_ＯＲを中心とする半径Ｒ_０の円弧状の軸断面形状を有する。この点Ｏ_ＯＲは、外輪軌道面１１ｃの曲率中心であって、直線Ｓ上に存在する。

図５はアンギュラ玉軸受２３の玉２７と内輪軌道面２５ｃとの関係を示す軸方向断面図である。軸方向断面における内輪軌道面２５ｃは、内輪軌道面２５ｃの半径Ｒが、玉２７の直径ＤＢの半値（半径）よりも大きい。つまり、内輪軌道面２５ｃは、点Ｏ_ＩＲを中心とする半径Ｒの円弧状の軸断面形状を有する。

ここで、上記の接点軌跡は、内輪軌道面２５ｃの曲率中心Ｏ_ＩＲを中心位置としており、玉２７の直径ＤＢから内輪軌道面２５ｃの半径Ｒを減じた距離を半径ｒ（＝ＤＢ−Ｒ）とする円弧形状で表せる。なお、図中には点線で接点軌跡の円を示している。

図６は玉２７と内輪２５及び外輪１１との接点軌跡を示す説明図である。玉２７は、外輪１１の外輪軌道面１１ｃの径寸法等の変化によって、外輪１１と内輪２５との間で力のバランスが保たれる位置へ移動する。例えば、玉２７が図中の玉２７１の位置で内輪軌道面２５ｃに接点Ｐ_１で接触する場合、玉２７１と外輪軌道面１１ｃとの接点は、接点Ｐ_１と玉２７１の中心Ｏ_Ｂ１とを通る直線上の点Ｑ_１になる。また、玉２７が図中の玉２７２の位置で内輪軌道面２５ｃに接点Ｐ_２で接触する場合、玉２７２と外輪軌道面１１ｃとの接点は、接点Ｐ_２と玉２７２の中心Ｏ_Ｂ２とを通る直線状の点Ｑ_２になる。同様にして、点Ｏ_Ｂ３を中心とする玉２７３，点Ｏ_Ｂ４を中心とする玉２７４，点Ｏ_Ｂ５を中心とする玉２７５が各位置で外輪１１と接触する接点は、それぞれ点Ｑ_３，Ｑ_４，Ｑ_５となる。

これらの接点Ｑ_１〜Ｑ_５は、いずれも前述の点Ｏ_ＩＲを中心とする半径ｒの接点軌跡の円上に配置される。つまり、外輪軌道面１１ｃの径寸法が変化した際、玉２７と外輪１１との接点は、上記した接点軌跡上のいずれかの位置に配置される。

図７は、外輪１１とマスター１５と上記の接点軌跡との関係を示す軸方向断面図である。マスター１５の当接部１５ｃは、軸方向断面において、点Ｏ_ＩＲを中心とし、半径ｒの接点軌跡に沿った曲線を有する。つまり、当接部１５ｃは、接点軌跡に沿った曲面であるため、仮に外輪１１が加工誤差等による寸法誤差を有していても、この寸法誤差によるマスター１５と外輪軌道面１１ｃとの接触位置の変化は、図５に示す内輪２５及び玉２７とを組み合わせた構成の場合と同じになる。

上記構成によれば、内輪２５及び玉２７に代えてマスター１５を使用しても、マスター１５と外輪軌道面１１ｃとの接触位置が、外輪１１の寸法誤差によらず、常に外輪１１，内輪２５，玉２７を組み合わせた場合と同じ状態となる。これにより、被測定軌道輪を外輪１１とした場合に、外輪１１と対になる内輪２５、及び玉２７を使用しなくても、高精度な差幅測定が可能となる。よって、差幅測定時に、被測定軌道輪以外の部品である内輪２５や玉２７を使用する必要がなくなり、内輪２５，玉２７の傷付きを防止できる。また、差幅測定の被測定軌道輪の取り付け工程が、マスター１５だけを外輪１１に組み付ける簡単な工程で済む。

そして、本構成によれば、マスター１５を外輪軌道面１１ｃに押し当て、マスター１５と外輪１１の端面同士の相対位置を測定することで、正面側差幅Δα_Ｆ０及び背面側差幅Δα_Ｂ０を、マスター１５を基準として測定できる。

＜マスターの変形例＞
次に、マスターの形状の変形例を説明する。
図８は変形例のマスター１５Ａの斜視図、図９は変形例のマスター１５Ａを一部断面で示す側面図である。なお、前述の第１構成例と同一の部材や対応する部位については、同一の符号を付与することで、その説明を簡単化又は省略する。

本変形例のマスター１５Ａは、全体が円環状であり、大径部１５ｅと小径部１５ｆとを有する。小径部１５ｆの外周面における少なくとも３箇所に凸部３１が配置される。凸部３１は、マスター１５Ａの小径部１５ｆの外周面から径方向外側に向けて突出して形成され、突出先端部に切り欠き３１ａを有する。

図９に示すように、凸部３１の切り欠き３１ａは、凸部３１の外径が大径部１５ｅと同径となるように形成される。この切り欠き３１ａによって、マスター１５Ａが外輪１１に組み合わされた際に、凸部３１が、図１に示す外輪１１の正面側内周面１１ｄに干渉することがない。

凸部３１は、図９に示すように、凸部３１の軸方向断面における切り欠き３１ａに接続される外側表面３１ｂが、前述した当接部１５ｃと同じ断面形状となっている。つまり、本構成のマスター１５Ａは、凸部３１の外側表面３１ｂが前述した当接部１５ｃとして機能する。

この場合の当接部（外側表面３１ｂ）１５ｃは、外輪軌道面１１ｃの全周に当接する面ではなく、円周方向の一部に離散配置された面となる。当接部１５ｃは、円周方向に沿って等間隔に配置された合計３箇所の凸部３１に形成され、外輪１１とは線接触状態となる。

凸部３１は、球面体（ボール）の一部に切り欠き３１ａを形成した形状であり、軸方向断面の当接部１５ｃの曲面形状を、球面体の曲面形状により構成している。

本変形例のマスター１５Ａは、外輪１１と接触する当接部１５ｃの形状が、球面体の曲面形状を利用して形成される。そのため、当接部１５ｃの加工を煩雑にならず、精密な曲面加工が不要となる。また、マスター１５Ａが３点で外輪１１に支持されるため、マスター１５Ａの支持姿勢が安定して、外輪１１との芯ずれが生じにくくなり、差幅測定をより高精度に行うことができる。

＜第２構成例＞
次に、アンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置の第２構成例を説明する。
図１０は第２構成例のアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置の要部を示す構成図である。
本構成における測定装置２００は、前述の第１構成例の測定装置１００が外輪を被測定軌道輪としていることに代えて、内輪を被測定軌道輪としている。そして、マスター１６を、外輪と玉とに代えて配置している。その他の構成は、測定装置１００と同様である。

マスター１６は、全体が円環状であり、一方の軸方向端面１６ａが支持部１３に支持される。また、マスター１６の内径側には被測定軌道輪である内輪２５が配置される。内輪軌道面２５ｃは、マスター１６の当接部１６ｃに接触する。また、内輪２５は、押圧部１９によって軸方向に押圧される。

マスター１６は、外周面１６ｄの外径寸法が、内輪２５と対となる外輪（図示せず）の外径寸法と等しい。また、内周面の軸方向一端側に大径部１６ｅが形成され、他端側に大径部１６ｅより小径の小径部１６ｆが形成される。マスター１６は、内輪２５と組み合わされた際に、内周面の大径部１６ｅが内輪２５の背面側内周面２５ｅに接触せず、小径部１６ｆが内輪２５の正面側内周面２５ｄに接触しない形状にされている。

差幅測定部１７Ａは、内輪２５の背面側端面２５ｂと、背面側端面２５ｂと同じ側のマスター１６の軸方向端面１６ｂとの軸方向位置を測定し、背面側差幅Δα_Ｂ０を出力する。また、差幅測定部１７Ｂは、内輪２５の正面側端面２５ａと、正面側端面２５ａと同じ側のマスター１６の軸方向端面１６ａとの軸方向位置を測定し、正面側差幅Δα_Ｆ０を出力する。

本構成のマスター１６も前述したマスター１５と同様の当接部１６ｃを有する。すなわち、当接部１６ｃは、内輪２５と対になる外輪軌道面（図示せず）の曲率中心と同じ中心であり、図示しない玉の直径ＤＢ（図示せず）から外輪軌道面の半径Ｒを減じた距離を半径ｒ（＝ＤＢ−Ｒ）とする円弧形状に形成される。

上記構成によれば、外輪１１及び玉２７に代えてマスター１６を使用した場合、マスター１６と内輪軌道面２５ｃとの接触位置が、内輪２５が有する寸法誤差によらず、常に外輪１１，内輪２５，玉２７を組み合わせた場合と同じ状態となる。これにより、被測定軌道輪を内輪２５とした場合に、内輪２５と対になる内輪２５、及び玉２７を使用しなくても差幅測定が可能となる。よって、被測定軌道輪以外の部品である外輪１１や玉２７の傷付きを防止できる。また、マスター１６だけを内輪２５に組み付ける簡単な工程により、高精度な被測定軌道輪の差幅測定が行える。

本構成によれば、マスター１６を内輪軌道面２５ｃに押し当て、マスター１６と内輪２５の軸方向端面同士の相対位置を測定することで、正面側差幅Δα_Ｆｉ及び背面側差幅Δα_Ｂｉを、マスター１６を基準として測定することができる。ただし、ここで求まる正面側差幅Δα_Ｆｉ及び背面側差幅Δα_Ｂｉは、マスター６や被測定軌道輪の弾性変形分を含んだ寸法となる。

＜内輪と外輪とを組み合わせた後の差幅の算出＞
前述の第１の構成例及び第２の構成例で得られるマスター基準の差幅から、内輪、外輪、及び玉の組み合わせた後のアンギュラ玉軸受の正面側差幅Δα_Ｆ、背面側差幅Δα_Ｂを、下記（１）、（２）式により求めることができる。

Δα_Ｆ ＝ Δα_Ｆ０ ＋ Δα_Ｆｉ ＋ Δα_Ｒ ・・・（１）
Δα_Ｂ ＝ Δα_Ｂ０ ＋ Δα_Ｂｉ ＋ Δα_Ｒ ・・・（２）

ここで、Δα_Ｒは、玉２７の径の違いによって生じる差幅であり、その大きさは玉径に比例する。更に、上式の計算によって求めた差幅算出値と、軸受組み立て後の軸受を実際に測定した差幅測定値と、を比較することで、使用した外輪測定用のマスター１５に対するオフセット量、及び内輪測定用のマスター１６に対する差幅測定オフセット量を求めることができる。

軸受組み立て後の実際の正面側差幅Δα_Ｆｐ、及び背面側差幅Δα_Ｂｐは、正面側の差幅測定オフセット量をＴ_Ｆｏｆｆ、背面側の差幅測定オフセット量をＴ_Ｂｏｆｆとすると、以下の（３），（４）式で求めることができる。

Δα_Ｆｐ ＝ Δα_Ｆ ＋ Ｔ_Ｆｏｆｆ ・・・（３）
Δα_Ｂｐ ＝ Δα_Ｂ ＋ Ｔ_Ｂｏｆｆ ・・・（４）

各差幅測定オフセット量Ｔ_Ｆｏｆｆ、Ｔ_Ｂｏｆｆは、マスター６や被測定軌道輪の弾性変形や、マスターの設計寸法に対する実際のマスターの形状誤差に起因して生じる。上記（３）、（４）式のように、差幅測定オフセット量Ｔ_Ｆｏｆｆ、Ｔ_Ｂｏｆｆを考慮することで、次回の軸受組み立て後の差幅Δα_Ｆｐ，Δα_Ｆｐを正確に予測できる。

＜内輪と外輪とボールとの組み合わせを決定する手順＞
前述の軸受組み立て後の正面側差幅Δα_Ｆｐ、背面側差幅Δα_Ｂｐの各予測値は、軸受の組み立てに有益に利用できる。例えば、内輪と外輪と玉との各部品を、軸受組み立て後の差幅が、目標とする範囲内に収まるような適切な組み合わせで選定することが可能となる。

適切な内輪、外輪、玉の組み合わせで軸受を組み立てることにより、組み立て後の軸受を、目標とする差幅の範囲内に収めることができる。その結果、差幅調整のために研削等の機械加工を軸受に施す必要がなくなり、所望の条件の軸受を煩雑な工程を要さずに得ることができる。

具体的な各部品の組み合わせを選定する手順の一例を以下に示す。
被測定軌道輪の基準とする正面側の差幅基準値をΔα_Ｆｓとする。その場合に、外輪の差幅測定結果に応じて、その外輪を表１に示すような、予め定めたグループＧＦ１〜ＧＦ５のいずれかに分類する。ここでは説明を簡単にするため、５つのグループに分類する例を示すが、グループ数はこれに限らない。分類するグループ数が多いほど、高い軸受寸法精度を得ることができる。

いま、外輪の正面側の差幅測定結果が、正面側差幅測定値Δα_Ｆであったとする。その場合、測定した外輪１１の正面側差幅測定値Δα_Ｆと正面側差幅基準値Δα_Ｆｓとの差ｚが０であれば、その外輪はグループＧＦ３に属するものとする。正面側差幅測定値Δα_Ｆと正面側差幅基準値Δα_Ｆｓとの差ｚが−Ｌ≦ｚ＜０の範囲であれば、その外輪はグループＧＦ２に属するものとする。

また、背面側差幅Δα_Ｂについても同様に、背面側差幅基準値Δα_Ｂｓと背面側差幅測定値Δα_Ｂとの差に応じて、予め定めた複数のグループＧＢ１〜ＧＢ５に分類する。これにより、１つの外輪は、グループＧＦ_ｋ（ｋは１〜５のいずれか）と、グループＧＢ_ｋに分類される。

上記の外輪の分類処理を、内輪についても同様に行う。更に、玉についても、予め定めた外径の基準値ｄｓと外径測定値との差に応じて、分類処理を行う。

その結果、外輪については、グループＧＦ_ｋ、ＧＢ_ｋ、内輪については、グループＮＦ_ｋ（正面側差幅に関するグループ），ＮＢ_ｋ（背面側差幅に関するグループ）、玉については、グループＴ_ｋに分類される。

次に、分類された外輪、内輪、玉の各部品の中から、それぞれ１つずつ選定し、選定された部品を組み立ててアンギュラ玉軸受を完成させる。この選定を行う際に、選定された外輪、内輪、玉が、相互に組み合わされた場合に、それぞれの部品固有の基準値からの差が相殺されて、ゼロ又はゼロに近づく組み合わせにする。そうすることで、外輪、内輪、玉のいずれかの部品の寸法が基準値からプラス側又はマイナス側にずれていても、他の部品との組み合わせによって、組み立て後の軸受が基準値通りの寸法に仕上げることができる。つまり、一方の部品が基準値よりプラス側にずれていても、他方の部品を基準値よりマイナス側にずれたものを選定することで、組み立て後の軸受における基準値からのずれを相殺できる。

上記の組み合わせの選定を行うことで、加工精度が低下し部品であっても軸受部品として有効利用できる。そのため、無駄がなく、且つ目標とする差幅通りの軸受を高効率で製造できる。また、軸受の組み立て後に研削加工等の機械加工を施して差幅を調整する必要がないため、組立工程の煩雑化を防止でき、コスト低減が図られる。

このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 曲率を有する軌道面が形成された一対の軌道輪と、一対の前記軌道輪の前記軌道面同士の間に転動自在に配置される複数の玉と、が組み合わされたアンギュラ玉軸受における、いずれか一方の前記軌道輪と前記玉とに代えて他方の前記軌道輪に組み合わされ、且つ前記他方の軌道輪の軌道面と接触する当接部を有する差幅測定マスターであって、
前記当接部は、前記一方の軌道輪及び前記玉と、前記他方の軌道輪とが組み合わされた状態の軸方向断面において、前記一方の軌道輪の軌道面の曲率中心と同じ位置を中心とし、前記玉の直径から前記一方の軌道輪の軌道面の半径を減じた距離を半径とする円弧形状を有する差幅測定マスター。
上記構成の差幅測定マスターによれば、差幅測定マスターを一方の軌道輪と玉との代わりに用いることで、測定に使用する軸受部品は、測定対象である他方の軌道輪のみとなる。したがって、測定対象以外の軸受部品（一方の軌道輪と玉）は、仮組みに用いることがないため、傷付きを未然に防止でき、製品の品質低下を防止できる。また、差幅測定マスターは、測定対象との当接部が上記の円弧形状であることにより、測定対象の軌道輪が寸法誤差を有していても、高精度な差幅測定が行える。
（２） 前記当接部は、前記他方の軌道輪の軌道面全周に接触する環状曲面を有する（１）に記載の差幅測定マスター。
上記構成の差幅測定マスターによれば、当接部が軌道輪の軌道面全周に当接することで、他方の転動輪と組み合わされる差幅測定マスターが安定した姿勢で支持され、差幅測定精度が向上する。
（３） 前記当接部は、円周方向に沿った少なくとも３箇所に設けられた、径方向外側へ突出する凸部に形成されている（１）に記載の差幅測定マスター。
上記構成の差幅測定マスターによれば、差幅測定マスターが離散配置された凸部により支持されることで、当接部の加工範囲が狭くなり、加工コストを低減できる。
（４）前記凸部は、少なくとも一部に前記軌道面と接触する球面を有する（３）に記載の差幅測定マスター。
上記構成の差幅測定マスターによれば、凸部が有する球面を当接部として用いることにより、当接部を簡単に形成できる。例えば、所望の曲率の外周面を有するボールを凸部として用いることで、当接部を所望の曲率に加工する必要がなくなり、差幅測定マスターを簡単に製作できる。
（５） 前記一方の軌道輪と同じ軸方向幅を有する（１）乃至（４）のいずれか一つに記載の差幅測定マスター。
上記構成の差幅測定マスターによれば、差幅測定マスターが、実際に軸受に組み合わせる軌道輪と同じ軸方向幅を有するため、差幅の発生状態を実際の軌道輪と同じ状態で再現できる。よって、作業者の視感や触感によっても差幅の発生状況を容易に確認することができる。
（６） 曲率を有する軌道面が設けられた一対の軌道輪と、一対の前記軌道輪の前記軌道面同士の間に転動自在に配置される複数の玉と、が組み合わされたアンギュラ玉軸受における、一対の前記軌道輪のうち、測定対象となる被測定軌道輪の一端面を支持する支持部と、
（１）乃至（５）のいずれか一つに記載の差幅測定マスターと、
前記支持部に支持された前記被測定軌道輪、及び前記被測定軌道輪に組み合わされた前記差幅測定マスターの、軸方向に同じ側となる端面同士の軸方向位置の差を求める差幅測定部と、
を備えるアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置。
上記構成のアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置によれば、被測定軌道輪の差幅を、差幅測定マスターを基準として測定できる。よって、一対の軌道輪を、測定されたそれぞれの差幅で分類でき、これにより、軸受の組み立ての際、差幅の大小に応じて軌道輪同士を組み合わせることで、所望の差幅の軸受を簡単に得ることができる。
（７） 前記被測定軌道輪と前記差幅測定マスターとの間に、互いの組み合わせ方向への押圧力を発生させる押圧部を備える（６）に記載のアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置。
上記構成のアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置によれば、押圧力によって被測定軌道輪と差幅測定マスターとの接触状態が良好となり、高精度な差幅測定が行える。
（８） 曲率を有する軌道面が形成された一対の軌道輪と、一対の前記軌道輪の前記軌道面同士の間に転動自在に配置される複数の玉と、が組み合わされたアンギュラ玉軸受における、一対の前記軌道輪のうち、測定対象とする被測定軌道輪の軸方向位置を測定するアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定方法であって、
前記被測定軌道輪の軌道面に接触する当接部を有し、前記当接部の軸方向断面が、前記被測定軌道輪と対になる相手側軌道輪における前記軌道面の曲率中心と同じ位置を中心とし、前記玉の直径から前記相手側軌道輪の軌道面の半径を減じた距離を半径とする円弧形状を有する差幅測定マスターを、前記相手側軌道輪と前記玉とに代えて前記被測定軌道輪に組み合わせ、
前記被測定軌道輪、及び前記被測定軌道輪に組み合わされた前記差幅測定マスターの、軸方向に同じ側となる端面同士の軸方向位置の差を求めるアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定方法。
上記のアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定方法によれば、被測定軌道輪の差幅を、差幅測定マスターを基準として測定できる。よって、一対の軌道輪を、測定されたそれぞれの差幅で分類でき、これにより、軸受の組み立ての際に、差幅の大小に応じて軌道輪同士を組み合わせることで、所望の差幅の軸受を簡単に得ることができる。
（９） （６）又は（７）に記載のアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置を用いるアンギュラ玉軸受の製造方法。
（１０） （８）に記載のアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定方法を含むアンギュラ玉軸受の製造方法。
上記のアンギュラ玉軸受の製造方法によれば、加工精度が低下し部品であっても軸受部品として有効利用でき、無駄がなく、且つ目標とする差幅通りの軸受を高効率で製造できる。また、軸受の組み立て後に研削加工等の機械加工を施して差幅を調整する必要がないため、組立工程の煩雑化を防止でき、コスト低減が図られる。

１１ 外輪
１１ａ 背面側端面
１１ｂ 正面側端面
１１ｃ 外輪軌道面
１３ 支持部
１５，１６ マスター（差幅測定マスター）
１５ｂ 端面
１５ｃ 当接部
１６ａ 軸方向端面
１６ｃ 当接部
１７Ａ，１７Ｂ 差幅測定部
１９ 押圧部
２３ アンギュラ玉軸受
２５ 内輪
２５ａ 正面側端面
２５ｂ 背面側端面
２５ｃ 内輪軌道面
２７ 玉
３１ 凸部
１００，２００ アンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置
ＤＢ 玉の直径
Ｏ_ＯＲ 曲率中心
Ｏ_ＩＲ 内輪軌道面の曲率中心
ｒ 当接部の接点軌跡の半径
Ｒ 内輪軌道面の半径
Ｆ_Ｍ 押圧力

Claims (10)

1. 曲率を有する軌道面が形成された一対の軌道輪と、一対の前記軌道輪の前記軌道面同士の間に転動自在に配置される複数の玉と、が組み合わされたアンギュラ玉軸受における、いずれか一方の前記軌道輪と前記玉とに代えて他方の前記軌道輪に組み合わされ、且つ前記他方の軌道輪の軌道面と接触する当接部を有する差幅測定マスターであって、
   前記当接部は、前記一方の軌道輪及び前記玉と、前記他方の軌道輪とが組み合わされた状態の軸方向断面において、前記一方の軌道輪の軌道面の曲率中心と同じ位置を中心とし、前記玉の直径から前記一方の軌道輪の軌道面の半径を減じた距離を半径とする円弧形状を有する差幅測定マスター。
2. 前記当接部は、前記他方の軌道輪の軌道面全周に接触する環状曲面を有する請求項１に記載の差幅測定マスター。
3. 前記当接部は、円周方向に沿った少なくとも３箇所に設けられた、径方向外側へ突出する凸部に形成されている請求項１に記載の差幅測定マスター。
4. 前記凸部は、少なくとも一部に前記軌道面と接触する球面を有する請求項３に記載の差幅測定マスター。
5. 前記一方の軌道輪と同じ軸方向幅を有する請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の差幅測定マスター。
6. 曲率を有する軌道面が設けられた一対の軌道輪と、一対の前記軌道輪の前記軌道面同士の間に転動自在に配置される複数の玉と、が組み合わされたアンギュラ玉軸受における、一対の前記軌道輪のうち、測定対象となる被測定軌道輪の一端面を支持する支持部と、
   請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の差幅測定マスターと、
   前記支持部に支持された前記被測定軌道輪、及び前記被測定軌道輪に組み合わされた前記差幅測定マスターの、軸方向に同じ側となる端面同士の軸方向位置の差を求める差幅測定部と、
   を備えるアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置。
7. 前記被測定軌道輪と前記差幅測定マスターとの間に、互いの組み合わせ方向への押圧力を発生させる押圧部を備える請求項６に記載のアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置。
8. 曲率を有する軌道面が形成された一対の軌道輪と、一対の前記軌道輪の前記軌道面同士の間に転動自在に配置される複数の玉と、が組み合わされたアンギュラ玉軸受における、一対の前記軌道輪のうち、測定対象とする被測定軌道輪の軸方向位置を測定するアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定方法であって、
   前記被測定軌道輪の軌道面に接触する当接部を有し、前記当接部の軸方向断面が、前記被測定軌道輪と対になる相手側軌道輪における前記軌道面の曲率中心と同じ位置を中心とし、前記玉の直径から前記相手側軌道輪の軌道面の半径を減じた距離を半径とする円弧形状を有する差幅測定マスターを、前記相手側軌道輪と前記玉とに代えて前記被測定軌道輪に組み合わせ、
   前記被測定軌道輪、及び前記被測定軌道輪に組み合わされた前記差幅測定マスターの、軸方向に同じ側となる端面同士の軸方向位置の差を求めるアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定方法。
9. 請求項６又は請求項７に記載のアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定装置を用いるアンギュラ玉軸受の製造方法。
10. 請求項８に記載のアンギュラ玉軸受用軌道輪の軸方向位置測定方法を含むアンギュラ玉軸受の製造方法。

Images