JP7347245B2 - 軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法、及び転がり軸受の製造方法、並びに機械、車両の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法、及び転がり軸受の製造方法、並びに機械、車両の製造方法に関する。

転がり軸受の製造工程では、軸受用軌道輪（内輪、外輪）の溝径寸法を測定し、既定のラジアルすきまを満たす寸法の転動体を選択するマッチング工程が必要となる。そのため、軸受用軌道輪の溝径寸法を正確に測定することは非常に重要である。しかし、軸受用軌道輪によっては、研削後に歪みが発生して真円度が大きくなることや、溝径寸法を接触式で測定する際に、測定力による弾性変形が発生して正確な測定が難しくなることがある。その結果、転動体のマッチングミスが生じ、転がり軸受のラジアルすきまの不良発生に繋がる。

真円度の影響を緩和する手段として、一点測定を複数回行う多点測定や、被測定品又は測定子を回転させての全周測定で、平均値を求める手段が挙げられるが、測定時間が長くなり、且つ回転機構が必要で構造が複雑になる不都合がある。

また、従来の溝径寸法の測定方法としては、軸受用軌道輪の内周面又は外周面に形成された円周溝にそれぞれ接するように、固定側測定端子及び可動側測定端子を当接させ、可動側測定端子を軸受用軌道輪の径方向に開閉動することで円周溝の溝径寸法を測定する方法が広く採用されている。その場合、固定側測定端子及び可動側測定端子を円周溝の直径方向に対向する溝底面に接触させて溝径寸法を測定することになる（例えば、特許文献１参照）。

実開平５－７９４１２号公報

しかしながら、上記した固定側測定端子と可動側測定端子は、軸受用軌道輪の直径方向に対向して配置されるため、大型の軸受用軌道輪の場合、測定端子同士の距離が長くなり、測定装置が大型化する。また、軸受用軌道輪の寸法に周囲環境の温度変化が及ぼす影響が大きくなり、測定誤差を増加させる要因となる。さらに、固定側測定端子と可動側測定端子は、いずれも円周溝の溝面に当接させる構成であるため、精密に仕上げた溝面を傷付けるおそれがあった。

そこで本発明は、測定装置を大型化することなく、軸受用軌道輪の温度変化の影響を受けにくい溝径寸法の測定が行え、しかも円周溝の溝面の傷付きを抑制できる軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法、及び、この溝径寸法測定方法を用いて製造する転がり軸受の製造方法、並びに機械、車両の製造方法の提供を目的とする。

本発明は下記の構成からなる。
（１） 内周又は外周のいずれかの周面に転動体が転がり接触する円周溝が形成された軸受用軌道輪の前記円周溝の最深部から前記反円周溝側の周面までの肉厚を測定する工程と、
前記軸受用軌道輪の前記反円周溝側の周面の直径を測定する工程と、
前記肉厚の測定値と前記反円周溝側の周面の直径の測定値から、前記軸受用軌道輪の溝径寸法を求める工程と、
を有し、
前記肉厚を測定する工程では、前記軸受用軌道輪の前記円周溝に少なくとも１つの第１接触子を当接させ、前記反円周溝側の周面に少なくとも１つの第２接触子を当接させて前記軸受用軌道輪を径方向に挟み込み、前記第１接触子と前記第２接触子との相対位置に応じて前記軸受用軌道輪の肉厚を求める、
軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
この軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法によれば、軸受用軌道輪を半径方向に第１接触子と第２接触子との間に挟み込むことで軸受用軌道輪の肉厚を測定し、測定した肉厚と直径から溝径寸法を求めることで、測定力による軸受用軌道輪の弾性変形や、環境温度の変化による熱膨張の影響が受け難くなる。また、軸受用軌道輪の円周溝に接触させる接触子の数を従来方法よりも低減できるため、円周溝の傷付きを抑制できる。

（２） 前記第１接触子と前記第２接触子の少なくともいずれかは、玉部材を含んで構成される（１）に記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
この軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法によれば、第１接触子や第２接触子に玉部材を用いることで、接触相手と点接触状態となって寸法測定の狙い位置へ玉部材を正確に配置でき、測定精度を向上できる。

（３） 前記第１接触子と前記第２接触子の少なくともいずれかは、円柱部材を含んで構成される（２）に記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
この軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法によれば、第１接触子や第２接触子に円柱部材を用いることで、接触相手と線接触状態となる場合には、軸受用軌道輪の姿勢を安定でき、点接触状態となる場合には、寸法測定の狙い位置に正確に円柱部材を配置でき、測定精度を向上できる。

（４） 前記第１接触子と前記第２接触子は、いずれか一方が前記反円周溝側の周面に接触し、中心軸が前記軸受用軌道輪の軸方向と平行な１つの前記円柱部材であり、いずれか他方が前記円周溝の最深部に接触し、前記軸受用軌道輪の径方向中心から同じ半径距離に配置された２つの前記玉部材である（３）に記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
この軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法によれば、円柱部材が軸受用軌道輪の外周面又は内周面に線接触し、玉部材が円周溝の最深部に接触する構成にできる。これにより、軸受用軌道輪を安定した状態で挟み込むことができる。

（５） 前記第２接触子は、中心軸が前記軸受用軌道輪の軸方向に直交する前記円柱部材であり、
前記第１接触子は、１つ又は２つの前記玉部材である（３）に記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
この軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法によれば、円柱部材が反円周溝側の周面に接触する場合には点接触状態となり、玉部材と合わせて２点又は３点接触で軸受用軌道輪を挟み込むため、測定精度を向上できる。また、円柱部材が円周溝に接触する場合には、円周溝に円柱部材の外周面が嵌まり込み、軸受用軌道輪を安定した状態で挟み込むことができる。

（６） 前記第１接触子と前記第２接触子のいずれか一方は、１つの前記玉部材であり、いずれか他方は１つ又は２つの前記玉部材であり、前記玉部材のそれぞれは、同一平面上に配置されている（２）に記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
この軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法によれば、各玉部材が軸受用軌道輪と点接触となり、寸法測定の狙い位置に正確に玉部材を配置でき、測定精度を向上できる。

（７） 前記玉部材の外表面の曲率半径は、少なくとも前記円周溝の軸方向断面形状の曲率半径よりも小さい（２）～（６）のいずれか１つに記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
この軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法によれば、玉部材が円周溝の溝底部に確実に接触でき、高精度な測定が可能となる。

（８） 前記円柱部材の軸方向断面の曲率半径は、前記円周溝の軸方向断面形状の曲率半径よりも小さい（３）～（５）のいずれか１つに記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
この軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法によれば、円柱部材が円周溝の溝底部に確実に接触でき、高精度な測定が可能となる。

（９） 前記肉厚を測定する工程では、前記第１接触子と前記第２接触子の少なくとも一方と、前記軸受用軌道輪との間に高周波振動を加える（１）～（８）のいずれか１つに記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
この軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法によれば、第１接触子又は第２接触子を軸受用軌道輪に接触させる際に、円周溝の溝底部と確実に接触させることができる。

（１０）前記肉厚を測定する工程では、前記軸受用軌道輪を鉛直面上で支持する（１）～（９）のいずれか１つに記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
この軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法によれば、軸受用軌道輪の内周面を自重によってバランスよく安定した姿勢で支持できる。

（１１） 前記肉厚を測定する工程では、互いに異なる複数箇所の肉厚を測定し、
前記溝径寸法を求める工程は、前記複数箇所の肉厚の平均値を前記肉厚の測定値とする（１）～（１０）のいずれか１つに記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
この軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法によれば、複数箇所を測定した平均値を用いることで、より高精度に溝径寸法を求められる。

（１２） 前記軸受用軌道輪の反円周溝側の周面の直径を測定する工程は、互いに異なる複数箇所の直径を測定し、
前記溝径寸法を求める工程は、前記複数箇所の直径の平均値を前記周面の直径の測定値とする（１）～（１１）のいずれか１つに記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
この軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法によれば、複数箇所を測定した平均値を用いることで、より高精度に溝径寸法を求められる。

（１３） （１）～（１２）のいずれか１つに記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法により測定された前記軸受用軌道輪の寸法情報に応じて、予め定めたラジアルすきまの基準範囲に適合する転動体の径寸法を求め、
前記軸受用軌道輪と、当該軸受用軌道輪と適合する径寸法を有する転動体とを組み合わせて転がり軸受を製造する転がり軸受の製造方法。
この転がり軸受の製造方法によれば、径寸法の導出精度を向上させて軸受用軌道輪を高精度に寸法毎に選別できる。また、高精度の選別された軸受用軌道輪を用いることで、ラジアルすきまの基準範囲に適合する転動体の選定精度も向上できる。よって、軸受用軌道輪と転動体とのマッチング精度が向上して、より高品質な転がり軸受を製造できる。

（１４） （１３）に記載の転がり軸受の製造方法を用いる機械の製造方法。
（１５） （１３）に記載の転がり軸受の製造方法を用いる車両の製造方法。
これらの機械、車両の製造方法によれば、従来よりも低コストで、且つ、高品質な構成にできる。

本発明によれば、測定装置を大型化することなく、軸受用軌道輪の温度変化の影響を受けにくい溝径寸法の測定が行え、しかも円周溝の溝面の傷付きを抑制できる。

図１は、ラジアル玉軸受の一部断面斜視図である。 図２は、本発明に係る軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法に用いる軸受用軌道輪の断面図であって、（Ａ）は外輪の断面図、（Ｂ）は内輪の断面図である。 図３は、外輪の肉厚測定の様子を模式的に示す外輪肉厚測定装置１５の概略構成図であり、（Ａ）は外輪の軸方向から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す外輪のIII－III線での断面を示す一部断面図である。 図４は、外輪肉厚測定装置による測定の制御ブロック図である。 図５は、内輪の肉厚測定の様子を模式的に示す内輪肉厚測定装置の概略構成図であり、（Ａ）は内輪の軸方向から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す外輪のV－V線での断面を示す一部断面図である。 図６は、軸受用軌道輪の径寸法を測定する様子を模式的に示す図であって、（Ａ）は外輪の外径を測定する様子を示す概略図、（Ｂ）は（Ａ）に示す内輪の内径を測定する様子を示す概略図である。 図７は、変形例１の外輪の肉厚測定の様子を模式的に示す外輪肉厚測定装置の概略構成図であり、（Ａ）は外輪の軸方向から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す外輪のVII－VII線での断面を示す一部断面図である。 図８は、変形例２の外輪の肉厚測定の様子を模式的に示す外輪肉厚測定装置の概略構成図であり、（Ａ）は外輪の軸方向から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す外輪のVIII－VIII線での断面を示す一部断面図である。 図９は、変形例３の外輪の肉厚測定の様子を模式的に示す外輪肉厚測定装置の概略構成図であり、（Ａ）は外輪の軸方向から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す外輪のIX－IX線での断面を示す一部断面図である。 図１０は、変形例４の内輪の肉厚測定の様子を模式的に示す内輪肉厚測定装置の概略構成図であり、（Ａ）は内輪の軸方向から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す内輪のX－X線での断面を示す一部断面図である。 図１１は、変形例５の内輪の肉厚測定の様子を模式的に示す内輪肉厚測定装置の概略構成図であり、（Ａ）は内輪の軸方向から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す内輪のXI－XI線での断面を示す一部断面図である。 図１２は、変形例６の内輪の肉厚測定の様子を模式的に示す内輪肉厚測定装置の概略構成図であり、（Ａ）は内輪の軸方向から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す内輪のXII－XII線での断面を示す一部断面図である。

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。
ここでは、軸受用軌道輪としてラジアル玉軸受の外輪、内輪を例に説明するが、測定対象の軸受用軌道輪はこれに限らない。
図１は、ラジアル玉軸受１００の一部断面斜視図である。図２は、本発明に係る軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法に用いる軸受用軌道輪の断面図であって、（Ａ）は外輪の断面図、（Ｂ）は内輪の断面図である。
ラジアル玉軸受１００は、外輪１１と、内輪１３と、外輪１１と内輪１３との間に配置される複数の玉１２と、複数の玉１２を保持する保持器１４とを備える。

一般に、軸受用軌道輪の溝径寸法では、接触子を、軸受用軌道輪の直径方向に沿って、円周溝の溝底部にそれぞれ当接させて測定するが、本発明に係る溝径寸法測定方法においては、
（１）内周面に転動体が転がり接触する円周溝が形成された外輪、又は外周面に転動体が転がり接触する円周溝が形成された内輪の、円周溝の最深部から反円周溝側の周面までの肉厚を測定する工程と、
（２）外輪又は内輪の反円周溝側の周面の直径を測定する工程と、
（３）上記した肉厚の測定値と、上記した反円周溝側の周面の直径の測定値から、外輪又は内輪の溝径寸法を求める工程と、
を有する。

つまり、測定する溝径寸法は、図２の（Ａ）に示す外輪１１の場合、外輪１１の外径をφＤとし、内周に形成された円周溝１１ａの溝底から外周面１１ｂまでの肉厚をｔ_ａとした場合に、溝径φＤ_１は下記（１）式で求められる。
φＤ_１＝φＤ－２ｔ_ａ ・・・（１）

また、図２の（Ｂ）に示す内輪１３の場合、内輪１３の内径をφｄとし、外周に形成された円周溝１３ａの溝底から内周面１３ｂまでの肉厚をｔ_ｂとした場合に、溝径φｄ_１は、下記（２）式で求められる。
φｄ_１＝φｄ＋２ｔ_ｂ ・・・（２）

上記のように、外輪１１の溝径φＤ１を求めるためには、外輪１１の外径φＤと肉厚ｔａを測定し、内輪１３の溝径φｄ１を求めるためには、内輪１３の内径φｄと肉厚ｔｂを測定する。そして、測定した肉厚と外径又は内径の寸法を（１）式又は（２）式に代入して溝径を求める。

＜軸受用軌道輪の肉厚測定＞
まず、軸受用軌道輪である外輪１１の肉厚の測定方法を説明する。
図３は、外輪１１の肉厚測定の様子を模式的に示す外輪肉厚測定装置１５の概略構成図であり、（Ａ）は外輪１１の軸方向から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す外輪のIII－III線での断面を示す一部断面図である。

（外輪肉厚測定装置の構成）
外輪肉厚測定装置１５は、外輪１１を鉛直面内で吊り下げて支持する測定部１７を備える。測定部１７は、第１接触子である一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂと、第２接触子である円柱部材２１とを備える。ここでは測定部１７の構造を簡略して説明するが、さらに付加的な機構が備わっていてもよく、適宜に変更が可能である。

一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂは、少なくとも外輪１１に接触する部位が球状に形成され、外輪１１の円周溝１１ａに当接して外輪１１を支持する。玉部材１９Ａ，１９Ｂの外表面における曲率半径は、図３の（Ｂ）に示す円周溝１１ａの軸方向断面形状（外輪１１の軸方向垂直断面における円周溝１１ａの形状）の曲率半径より小さい。これにより、玉部材１９Ａ，１９Ｂは、円周溝１１ａの最深部となる溝底部に接触できる。

円柱部材２１は、少なくとも外輪１１に接触する部位が円柱状であり、外輪１１の外周面１１ｂに線接触状態で当接する。また、円柱部材２１は、一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂに径方向に対向して配置される。円柱部材２１は、中実体に限らず筒状であってもよい。一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂと円柱部材２１は、外輪１１を径方向に挟み込んで、所定の測定圧が付加できるように配置される。

以降の説明では、図３における鉛直方向（重力方向）をＺ軸方向、外輪１１の軸方向Ａｘ_ｒ１をＹ軸方向、Ｙ軸方向とＺ軸方向に直交する方向をＸ軸方向ともいう。

円柱部材２１は、外輪１１の軸方向（Ｙ軸方向）と中心軸Ａｘ_ｃを平行にして、外輪１１の鉛直方向中心軸Ａｘｖと交差する頂上位置に配置される。一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂは、外輪１１の中心から同じ径方向距離の位置で、円周方向に互いに離隔して配置される。つまり、一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂは、外輪１１の鉛直方向中心軸Ａｘ_ｖを中心とする対称位置で、鉛直方向に同じ高さに配置される。

円柱部材２１は、上側支持部２３に支持され、一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂは、下側支持部２５に支持される。上側支持部２３と下側支持部２５の少なくとも一方は、適宜な昇降機構により外輪１１の径方向（Ｚ軸方向）に移動可能に支持される。例えば、上側支持部２３と下側支持部２５のいずれか一方は、昇降自在に支持される可動側であり、いずれか他方は、高さ位置が不動な固定側として構成される。可動側の支持部には、昇降駆動部３１（図４参照）が設けられ、円柱部材２１と一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂは、昇降駆動部３１の駆動によって外輪１１への押し当て、又は押し当てを解除する。

また、上側支持部２３と下側支持部２５の少なくとも一方には、外輪１１と円柱部材２１との間、及び外輪１１と一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂとの間に微小振動を加える微小振動発生部３３を備える（図４参照）。微小振動発生部３３は、外輪１１と、円柱部材２１及び一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂとの間に振動を与えることで、相互間の隙間をなくして、一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂを円周溝１１ａの最深部となる溝底に移動させる。

微小振動発生部３３としては、例えば、ピエゾ素子等を用いた高周波振動子を採用できる。これによれば、高周波振動を簡単に発生でき、玉部材１９Ａ，１９Ｂの溝底への移動をより確実に行える。微小振動発生部３３は、これに限らず、電磁コイルやエアバイブレータ等の他の加振デバイスであってもよい。

また、上側支持部２３と下側支持部２５の少なくとも一方には、位置検出センサ３５（図４参照）が設けられる。例えば、下側支持部２５が固定側で、上側支持部２３が移動側である場合には、上側支持部２３に、昇降駆動に伴う円柱部材２１のＺ方向位置を測定する位置検出センサ３５が設けられる。また、上側支持部２３が固定側で、下側支持部２５が移動側である場合には、下側支持部２５に位置検出センサ３５が設けられる。上記した位置検出センサ３５の配置は一例であって、用いる昇降駆動の機構等によって適宜変更が可能である。位置検出センサ３５としては、例えば、磁気スケール式、光学スケール式、差動トランス式等の接触式のセンサを使用できる。

図４は、外輪肉厚測定装置１５による測定の制御ブロック図である。
外輪肉厚測定装置１５は、上記した昇降駆動部３１、微小振動発生部３３、位置検出センサ３５に接続される制御部３７を備える。制御部３７にはさらに、各種の演算を行う演算部３９と、測定された溝径寸法の値等が出力される出力部４１とが接続される。制御部３７は、予め定めた手順や入力信号に応じて各部を統括して制御する。なお、外輪肉厚測定装置１５の制御は、後述する内輪１３の肉厚を測定する場合の制御と同様であり、図４の外輪肉厚測定装置１５の制御ブロック図は、後述する内輪肉厚測定装置１６の制御ブロック図でもある。

（肉厚測定手順）
上記構成の外輪肉厚測定装置１５を用いて、外輪１１の肉厚を測定する手順を段階的に説明する。
まず、図３の（Ａ），（Ｂ）に示す上側支持部２３と下側支持部２５との間を、昇降駆動部３１の駆動により拡げ、測定対象である外輪１１を、円周溝１１ａが一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂに接触するように、玉部材１９Ａ，１９Ｂの上に配置させる。

外輪１１を玉部材１９Ａ，１９Ｂの上に配置した状態から、昇降駆動部３１を駆動して、外輪１１の外周面１１ｂに円柱部材２１が押し当てられるまで、上側支持部２３と下側支持部２５とを接近させる。

次に、一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂと円筒部材２１を、外輪１１に所定の測定圧で押し当てた状態で、微小振動発生部３３を駆動する。これにより発生した微小振動が、外輪１１と、一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂ及び円筒部材２１との間に加わることで、一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂは、円周溝１１ａの溝底に確実に当接する。この加振によって、一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂ及び円筒部材２１と、外輪１１との間には隙間が生じない。微小振動発生部３３は、以下に説明する測定中も加振し続けていることが好ましい。

次に、位置検出センサ３５によって一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂと円筒部材２１の相対位置を測定する。具体的には、一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂと円筒部材２１とが外輪１１を挟み込むことで、玉部材１９Ａ，１９Ｂと円筒部材２１との鉛直面（ＺＸ面）内における幾何学的な位置関係から、図２に示す外輪１１の厚さｔ_ａを演算により求める。

ここで、厚さｔａについて、一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂと円筒部材２１とが外輪１１に加える測定圧による外輪１１の弾性変形分を補正してもよい。このときの補正値は、位置検出センサ３５の出力値と測定圧との相関を表すテーブル情報を予め作成しておき、そのテーブル情報を参照して、外輪１１に加える測定圧に応じた弾性変形量を求めてもよい。また、ロードセル等の圧力センサ（不図示）を適宜な位置に配置して、圧力センサからの出力から求めてもよい。

さらに、不図示の温度センサにより環境温度（又は外輪１１の温度）を検出して、検出された温度に応じた熱膨張を補正してもよい。上記の各補正演算は、図４に示す演算部３９によって行われる。
そして、制御部３７は、このようにして得られた厚さｔ_ａを出力部４１に出力する。

以上は、外輪１１の周方向１点の厚さｔ_ａの測定手順であるが、厚さｔ_ａの測定は、周方向の１点のみ測定する以外にも、互いに異なる複数箇所の厚さｔ_ａを測定して、それらの平均値を測定値として出力してもよい。複数箇所を測定する場合、手動で測定位置を変更してもよいが、玉部材１９Ａ，１９Ｂや円筒部材２１を外輪１１の周方向に回転駆動するに回転駆動機構（不図示）を設けて、回転駆動機構の駆動によって、複数箇所をステップ移動又は連続的に移動させて、測定してもよい。

得られた外輪１１の厚さｔ_ａの測定値は、前述した式（１）の溝径φＤ_１の算出に供される。

本構成の外輪肉厚測定装置１５によれば、外輪１１を鉛直面上に配置して（軸方向Ａｘ_ｒ１を水平にする）、１対の玉部材１９Ａ，１９Ｂを外輪１１の円周溝１１ａに係止させることで、外輪１１の姿勢を安定して保持できる。また、外輪１１を挟んで一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂに対向する外周面１１ｂに円筒部材２１を押し当てることで、一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂと円筒部材２１との間で外輪１１を位置決めし、外輪１１の姿勢を安定した状態に保持できる。この場合、一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂと円筒部材２１とに挟まれる外輪１１の距離は、外輪１１の内径や外径と比較して、格段に小さい。そのため、大型の外輪１１を測定する場合であっても、一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂと円筒部材２１との間の距離が小さくて済み、外輪肉厚測定装置１５を小型化できる。また、外輪１１の厚さｔａの測定時に、環境温度の変化による熱膨張の影響を受けにくく、高精度な測定が可能となり、環境温度の管理を軽減できる。さらに、本構成の場合、円周溝１１ａとの接触点が一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂの２箇所だけで済み、円周溝１１ａの傷付きを抑制できる。

特に、外輪１１が薄肉である場合には、測定時に負荷するラジアル荷重による弾性変形によって外輪１１の外径が簡単に変化する。そのため、直径方向に径寸法を測定する場合、外輪１１の弾性変形による測定誤差が大きくなる。しかし、上記構成の外輪肉厚測定装置１５によって肉厚ｔ_ａを測定する方式によれば、外輪１１が薄肉であっても、一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂと円柱部材２１で肉厚ｔ_ａを挟んだ際の外輪１１の弾性変形量は僅かであり、弾性変形による測定誤差を大きく低減できる。これにより、外輪１１の径寸法の大小によらず、高精度な溝径寸法の測定が行える。

以上の説明は、外輪１１の肉厚ｔ_ａの測定であるが、内輪１３の肉厚ｔ_ｂの測定も外輪１１の場合と同様に行える。

図５は、内輪１３の肉厚測定の様子を模式的に示す内輪肉厚測定装置１６の概略構成図であり、（Ａ）は内輪１３の軸方向から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す外輪１１のV－V線での断面を示す一部断面図である。

図５の（Ａ），（Ｂ）に示す内輪肉厚測定装置１６は、図３の（Ａ），（Ｂ）に示す外輪肉厚測定装置１５の第２接触子である一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂが上側支持部２３に設けられ、第１接触子である円柱部材２１が下側支持部２５に設けられた以外は、外輪肉厚測定装置１５と同様の構成である。ここでは、内輪１３の軸方向をＡｘ_ｒ２で示している。以降の説明では、同一の部材、同一の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。

内輪肉厚測定装置１６では、内輪１３の円周溝１３ａに一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂが嵌まり込み、内輪１３の内周面１３ｂに円柱部材２１が接触する。そして、図４に示す制御部３７が、昇降駆動部３１、微小振動発生部３３、位置検出センサ３５を駆動して、位置検出センサ３５からの出力を演算部３９によって幾何学的な演算を行い、肉厚ｔｂを求める。演算部３９では、幾何学的な演算の他、測定圧による弾性変形や環境温度による熱膨張を必要に応じて補正してもよい。このようにして求めた肉厚ｔｂが出力部４１から出力される。この内輪１３の測定の場合も、前述した外輪１１の場合と同様の作用効果が得られる。

＜軸受用軌道輪の径寸法の測定＞
次に、軸受用軌道輪の径寸法の測定について説明する。
図２に示す外輪１１の外径φＤ（反円周溝側の周面の直径）、内輪１３の内径φｄ（反円周溝側の周面の直径）は、例えば、電気マイクロメータ、レーザや光学、空圧式等の従来公知のいずれの方法で求めてもよい。

図６は、軸受用軌道輪の径寸法を測定する様子を模式的に示す図であって、（Ａ）は外輪１１の外径を測定する様子を示す概略図、（Ｂ）は（Ａ）に示す内輪１３の内径を測定する様子を示す概略図である。

図６の（Ａ）に示すように外輪１１の外径寸法は、複数の測定点Ｍｓに上記した測定方式による径検出用センサを配置して、それぞれの径検出用センサからの出力信号から求める。つまり、外輪１１の周方向に沿って等間隔に配置した合計８箇所の径検出用センサによって、各径検出用センサから外輪１１の外周面１１ｂまでの距離を順次に又は一度に取得する。外輪１１の直径は、各径検出用センサから直接的に、又は既知の寸法を有する校正用マスターゲージ（設計寸法を有する軌道輪の複製品）を併用して求める。

具体的には、外輪１１の中心Ｏ_１を含み、中心角を等分した合計４方向の線上で、それぞれ外周面１１ｂの径方向外側に、一対の径検出用センサを測定方向が径方向内側に向くように配置する。つまり、外輪１１の外周に径検出用センサを合計８箇所に配置する。マスターを併用する場合には、予め用意された既定の外径を有するマスターを、同一方向に配置された一対の径検出用センサによって直径を測定する。また、マスターに代えて外輪１１の直径を同様に測定する。そして、マスターを測定したときの基準測定値と、外輪１１を測定したときの測定値との差から外輪１１の外径を求める。

本構成では、４方向で合計８箇所に径検出用センサを配置するため、外輪１１の４位相を同時に測定でき、その平均値を外径寸法の測定値として出力することで、簡単かつ高速に高精度な測定が行える。

また、図６の（Ｂ）に示すように、内輪１３についても同様の手順で、例えば内輪１３の中心Ｏ_２を含む合計４方向から、合計８箇所に配置された径検出用センサにより内径を直接的、又はマスターを併用して測定する。また、一方向にセンサを配置し、内外輪をインデックス回転させることで、径を測定してもよい。これより、高精度な測定が行える。

上記した測定により得られた外輪１１の外径寸法を、前述した式（１）に代入することで、外輪１１の溝径寸法が求められる。また、測定により得られた内輪１３の内径寸法を、前述した式（２）に代入することで内輪１３の溝径寸法が求められる。この径寸法の測定においても、不図示の温度センサにより環境温度（又は外輪１１や内輪１３の温度）を検出して、検出された温度に応じた熱膨張を補正してもよい。また、径検出用センサが接触式である場合には、その測定圧に応じた弾性変形分を補正してもよい。

以上より、図２に示す外輪１１の肉厚ｔ_ａと外径φＤを測定して外輪１１の溝径φＤ_１を求め、内輪１３の肉厚ｔ_ｂと内径φｄを測定して内輪１３の溝径φｄ_１を求める。そして、得られた寸法情報に応じて、外輪１１、内輪１３を、予め定めた寸法範囲毎のグループに分類する。また、転動体についても、予め定めた寸法範囲毎のグループに分類しておく。

これにより、所定の工程を経て製造された外輪１１、内輪１３は、上記した測定方法によって溝径寸法が測定され、その寸法範囲毎に複数のグループに分類されて、グループ毎にストックされる。転動体についても、所定の寸法測定によって寸法範囲毎に複数のグループに分類され、グループ毎にストックされる。

次に、転がり軸受の組み立て工程では、製造されグループ分けされた外輪１１と、内輪１３と、転動体とを、適正なラジアルすきまとなる組み合わせを求める。このマッチング演算では、外輪１１と内輪１３の溝径寸法と、転動体の径（玉の場合は玉径）に応じて行われる。また、マッチング演算は、溝径寸法に限らず、溝径寸法の算出用として測定した各種の寸法パラメータを用いて実施してもよい。

このようにして、軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法により測定された軸受用軌道輪の寸法情報に応じて、予め定めたラジアルすきまの基準範囲に適合する転動体の径寸法を求め、その径寸法の転動体と軸受用軌道輪とを組み合わせて転がり軸受を製造する。この転がり軸受の製造方法によれば、軸受用軌道輪の寸法情報が高精度に得られるため、外輪、内輪、転動体の組み合わせを想定して演算により求めたラジアルすきまと、実際のラジアルすきまとの差が小さくなる。よって、マッチング精度が向上して、高品質の転がり軸受を安定して製造できる。

＜外輪肉厚測定の変形例＞
次に、外輪１１の肉厚を測定する外輪肉厚測定装置の変形例を説明する。ここで、外輪１１（及び内輪１３）は、図１～図３に示すものの他、薄肉形であっても同様に測定できる。そこで以降の説明では、外輪１１（及び内輪１３）を薄肉形のものを例示して説明するが、本軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法は、特に肉厚ｔ_ａ，ｔ_ｂに限定されることはない。
（変形例１）
図７は、変形例１の外輪１１の肉厚測定の様子を模式的に示す外輪肉厚測定装置１５Ａの概略構成図であり、（Ａ）は外輪１１の軸方向から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す外輪１１のVII－VII線での断面を示す一部断面図である。なお、以降に説明する肉厚測定装置の概略構成図においては、上側支持部２３と下側支持部２５を省略している。

本構成の外輪肉厚測定装置１５Ａは、図３に示す外輪肉厚測定装置１５の円柱部材２１の中心軸Ａｘ_ｃを外輪１１の軸方向Ａｘ_ｒ１に直交する水平方向（Ｘ方向）と平行にした点以外は、外輪肉厚測定装置１５と同様の構成である。

この外輪肉厚測定装置１５Ａによれば、第２接触子である円柱部材２１Ａの中心軸Ａｘ_ｃがＸ方向と平行になり、第１接触子である円柱部材２１Ａが外輪１１の外周面１１ｂと点接触状態になるため、外輪１１が内周側で２点、外周側で１点の合計３点で支持される。よって、狙い位置の肉厚を高精度で測定できる。

（変形例２）
図８は、変形例２の外輪１１の肉厚測定の様子を模式的に示す外輪肉厚測定装置１５Ｂの概略構成図であり、（Ａ）は外輪１１の軸方向から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す外輪１１のVIII－VIII線での断面を示す一部断面図である。

本構成の外輪肉厚測定装置１５Ｂは、図３に示す外輪肉厚測定装置１５の円柱部材２１Ａの代わりに玉部材１９Ｃを配置した点以外は、外輪肉厚測定装置１５と同様の構成である。

この外輪肉厚測定装置１５Ｂによれば、３つの玉部材１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃによって、外輪１１が内周側で２点、外周側で１点の合計３点で支持される。玉部材１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃのそれぞれは、同一平面（鉛直面）上に配置される。この構成においても、狙い位置の肉厚を高精度で測定できる。

（変形例３）
図９は、変形例３の外輪１１の肉厚測定の様子を模式的に示す外輪肉厚測定装置１５Ｃの概略構成図であり、（Ａ）は外輪１１の軸方向から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す外輪１１のIX－IX線での断面を示す一部断面図である。

本構成の外輪肉厚測定装置１５Ｃは、図８に示す外輪肉厚測定装置１５Ｂの下側支持部２５側の一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂの代わりに、１つの玉部材１９Ｄを配置した点以外は、外輪肉厚測定装置１５Ｂと同様の構成である。

この外輪肉厚測定装置１５Ｃでは、上下一対の玉部材１９Ｃ，１９Ｄによって、外輪１１が最小限の構成で支持される。つまり、外輪１１は、径方向に沿った一直線上に配置された玉部材１９Ｃと玉部材１９Ｄに挟まれるため、外輪１１の肉厚を幾何学的な演算を要せずに直接的に測定できる。その結果、より高精度な肉厚測定が行える。

＜内輪肉厚測定の変形例＞
次に、内輪１３の肉厚を測定する内輪肉厚測定装置の変形例を説明する。
（変形例４）
図１０は、変形例４の内輪１３の肉厚測定の様子を模式的に示す内輪肉厚測定装置１６Ａの概略構成図であり、（Ａ）は内輪１３の軸方向から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す内輪１３のX－X線での断面を示す一部断面図である。

本構成の内輪肉厚測定装置１６Ａは、図５に示す内輪肉厚測定装置１６の円柱部材２１の代わりに玉部材１９Ｄを配置した点以外は、内輪肉厚測定装置１６と同様の構成である。

この内輪肉厚測定装置１６Ａによれば、３つの玉部材１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｄによって、内輪１３が内周側で１点、外周側で２点の合計３点で支持される。玉部材１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｄのそれぞれは、同一平面（鉛直面）上に配置される。この構成により、狙い位置の肉厚を高精度で測定できる。

（変形例５）
図１１は、変形例５の内輪１３の肉厚測定の様子を模式的に示す内輪肉厚測定装置１６Ｂの概略構成図であり、（Ａ）は内輪１３の軸方向から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す内輪１３のXI－XI線での断面を示す一部断面図である。

本構成の内輪肉厚測定装置１６Ｂは、図１０に示す内輪肉厚測定装置１６Ａの上側支持部２３側の一対の玉部材１９Ａ，１９Ｂの代わりに、１つの円柱部材２１Ａを配置した点以外は、内輪肉厚測定装置１６Ａと同様の構成である。

この内輪肉厚測定装置１６Ｂでは、第２接触子である円柱部材２１Ａの中心軸Ａｘ_ｃがＸ方向と平行になり、円柱部材２１Ａが内輪１３の円周溝１３ａに嵌まり込む。よって、内輪１３の姿勢が安定して、狙い位置の肉厚を高精度で測定できる。

この場合の円柱部材２１Ａは、その軸方向断面の曲率半径が、円周溝１３ａの軸方向断面形状の曲率半径よりも小さい。

（変形例６）
図１２は、変形例６の内輪１３の肉厚測定の様子を模式的に示す内輪肉厚測定装置１６Ｃの概略構成図であり、（Ａ）は内輪１３の軸方向から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す内輪１３のXII－XII線での断面を示す一部断面図である。

本構成の内輪肉厚測定装置１６Ｃは、図１１に示す内輪肉厚測定装置１６Ｂの円柱部材２１Ａの代わりに玉部材１９Ｅを配置した点以外は、内輪肉厚測定装置１６Ｂと同様の構成である。

この内輪肉厚測定装置１６Ｃによれば、上下一対の玉部材１９Ｄ，１９Ｅによって、内輪１３が最小限の構成で支持される。つまり、内輪１３は、径方向に沿った一直線上に配置された玉部材１９Ｄと玉部材１９Ｅに挟まれるため、内輪１３の肉厚を幾何学的な演算を要せずに直接的に測定できる。その結果、より高精度な肉厚測定が行える。

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。

例えば、前述した外輪肉厚測定装置や内輪肉厚測定装置は、外輪、内輪を、その軸方向が水平になるように下側支持部２５に支持させているが、外輪、内輪の支持形態は、これに限らず、外輪、内輪の軸方向が水平方向から傾斜させて配置してもよく、鉛直に配置してもよい。

また、上記した転がり軸受の製造方法は、転がり軸受を備える各種の機械（器械等の動力が手動のものも含む）の製造にも適用可能である。例えば、レール、スライダー等の直動案内装置、ねじ軸、ナット等のボールねじ装置やねじ装置、直動案内軸受とボールねじとを組み合わせた装置やＸＹテーブル等のアクチュエータ、等の直動装置への適用が可能である。
また、ステアリングコラム、自在継手、中間ギア、ラックアンドピニオン、電動パワーステアリング装置、ウォーム減速機、トルクセンサ等の操舵装置への適用が可能である。
そして、上記機械、操舵装置等を含む車両、工作機械、住宅機器等、広く適用することができる。
これにより得られた機械、車両等によれば、従来よりも低コストで、且つ、高品位な構成にできる。

１１ 外輪（軸受用軌道輪）
１１ａ 円周溝
１１ｂ 外周面
１３ 内輪（軸受用軌道輪）
１３ａ 円周溝
１３ｂ 内周面
１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ 外輪肉厚測定装置
１６、１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ 内輪肉厚測定装置
１７ 測定部
１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ，１９Ｅ 玉部材（第１接触子、第２接触子）
２１，２１Ａ 円柱部材（第１接触子、第２接触子）
２３ 上側支持部
２５ 下側支持部
３１ 昇降駆動部
３３ 微小振動発生部
３５ 位置検出センサ
３７ 制御部
３９ 演算部
４１ 出力部

Claims (15)

1. 内周又は外周のいずれかの周面に転動体が転がり接触する円周溝が形成された軸受用軌道輪の前記円周溝の最深部から、前記円周溝が形成された周面とは反対側となる反円周溝側の周面までの肉厚を測定する工程と、
   前記軸受用軌道輪の前記反円周溝側の周面の直径を測定する工程と、
   前記肉厚の測定値と前記反円周溝側の周面の直径の測定値から、前記軸受用軌道輪の溝径寸法を求める工程と、
   を有し、
   前記肉厚を測定する工程では、前記軸受用軌道輪の前記円周溝に少なくとも１つの第１接触子を当接させ、前記反円周溝側の周面に少なくとも１つの第２接触子を当接させて前記軸受用軌道輪を径方向に挟み込み、前記第１接触子と前記第２接触子との相対位置に応じて前記軸受用軌道輪の肉厚を求める、
   軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
2. 前記第１接触子と前記第２接触子の少なくともいずれかは、玉部材を含んで構成される請求項１に記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
3. 前記第１接触子と前記第２接触子の少なくともいずれかは、円柱部材を含んで構成される請求項２に記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
4. 前記第１接触子と前記第２接触子は、いずれか一方が前記反円周溝側の周面に接触し、中心軸が前記軸受用軌道輪の軸方向と平行な１つの前記円柱部材であり、いずれか他方が前記円周溝の最深部に接触し、前記軸受用軌道輪の径方向中心から同じ半径距離に配置された２つの前記玉部材である請求項３に記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
5. 前記第２接触子は、中心軸が前記軸受用軌道輪の軸方向に直交する前記円柱部材であり、
   前記第１接触子は、１つ又は２つの前記玉部材である請求項３に記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
6. 前記第１接触子と前記第２接触子のいずれか一方は、１つの前記玉部材であり、いずれか他方は１つ又は２つの前記玉部材であり、前記玉部材のそれぞれは、同一平面上に配置されている請求項２に記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
7. 前記玉部材の外表面の曲率半径は、少なくとも前記円周溝の軸方向断面形状の曲率半径よりも小さい請求項２～６のいずれか１項に記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
8. 前記円柱部材の軸方向断面の曲率半径は、前記円周溝の軸方向断面形状の曲率半径よりも小さい請求項３～５のいずれか１項に記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
9. 前記肉厚を測定する工程では、前記第１接触子と前記第２接触子の少なくとも一方と、前記軸受用軌道輪との間に高周波振動を加える請求項１～８のいずれか１項に記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
10. 前記肉厚を測定する工程では、前記軸受用軌道輪を鉛直面上で支持する請求項１～９のいずれか１項に記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
11. 前記肉厚を測定する工程では、互いに異なる複数箇所の肉厚を測定し、
    前記溝径寸法を求める工程は、前記複数箇所の肉厚の平均値を前記肉厚の測定値とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
12. 前記軸受用軌道輪の前記反円周溝側の周面の直径を測定する工程は、互いに異なる複数箇所の直径を測定し、
    前記溝径寸法を求める工程は、前記複数箇所の直径の平均値を前記周面の直径の測定値とする請求項１～１１のいずれか１項に記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法。
13. 請求項１～１２のいずれか１項に記載の軸受用軌道輪の溝径寸法測定方法により測定された前記軸受用軌道輪の寸法情報に応じて、予め定めたラジアルすきまの基準範囲に適合する転動体の径寸法を求め、
    前記軸受用軌道輪と、当該軸受用軌道輪と適合する径寸法を有する転動体とを組み合わせて転がり軸受を製造する転がり軸受の製造方法。
14. 請求項１３に記載の転がり軸受の製造方法を用いる機械の製造方法。
15. 請求項１３に記載の転がり軸受の製造方法を用いる車両の製造方法。

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