JP7404904B2 - 転がり軸受の製造方法、並びに機械及び車両の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、転がり軸受の製造方法、並びに機械及び車両の製造方法に関する。

玉軸受の内外輪間に複数の玉を装填する技術が知られている。例えば、予め外輪と内輪とを相対的に偏心させて配置し、外輪と内輪との間に形成された略三角形状の隙間に玉を順次挿入する。そして、最後の玉を挿入する際、又は最後の玉を挿入した後、外輪と内輪との偏心方向に沿って外輪が弾性変形するように、外輪の径方向両側から一対の加圧部材を外輪の外周面に接触させて加圧する方法がある（例えば、特許文献１，２参照）。

また、外輪及び内輪に切欠きを形成し、これらの切欠きの位置を合わせることによって形成される転動体挿入孔から転動体を挿入して、内外輪の間に装填する技術も知られている（例えば、特許文献３参照）。

また、内輪を外輪に対して傾け、この状態で内輪を外輪に向けて相対的に移動させて内輪の肩を外輪の軌道みぞに挿入し、次いで、挿入位置の径方向反対側で内輪と外輪との間に形成された玉径より大きい開口部から外輪の軌道みぞに沿って順次玉を挿入する装填方法もある（例えば、特許文献４参照）。

特開２００４－６８９８５号公報 特開２００６－１７７５０７号公報 特開２００８－２４０８３１号公報 特開平１０－２１３１４７号公報

ところで、転がり軸受の生産効率を向上させるには、内輪と外輪との間の環状空間へ転動体を短時間に挿入することが重要である。しかし、上記特許文献１～４の技術では、一度に多くの転動体を環状空間へ挿入するには、軸受の種類によっては手間がかかる場合もあり、そのため、より高効率に転動体を装填することが可能な転がり軸受の製造方法が望まれていた。

そこで本発明は、内輪と外輪との間の環状空間へ転動体を高効率で装填できる転がり軸受の製造方法、並びに機械及び車両の製造方法を提供することにある。

本発明は、下記の構成からなる。
（１） 内輪と外輪とを互いに偏心させて配置して、前記内輪と前記外輪との間に環状空間を形成する内外輪配置工程と、
前記環状空間に複数の転動体を装填する一次玉入れ工程と、
前記環状空間に沿う断面円弧状のスペーサを、前記内輪と前記外輪の軸方向から前記環状空間に挿入するスペーサ挿入工程と、
前記環状空間における前記スペーサの挿入位置の径方向反対側に、前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面に当接させる当接面を有する拡張治具を挿入し、前記拡張治具の前記当接面によって少なくとも前記内輪と前記外輪の一方を押圧して前記環状空間を押し拡げる拡張工程と、
前記拡張治具によって押し拡げた前記環状空間に、前記拡張治具の周方向両脇から前記転動体を装填する二次玉入れ工程と、
を含む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、一次玉入れ工程で環状空間に複数の転動体を装填した後に、環状空間にスペーサを挿入して転動体をスペーサの両脇に振り分ける。そして、スペーサの挿入位置の径方向反対側で環状空間を拡張治具で押し拡げ、拡張治具の周方向両脇から残りの転動体をそれぞれ装填する。したがって、環状空間へ規定数の転動体を迅速に高効率で装填でき、サイクルタイムを短縮でき、転がり軸受の生産効率を向上させることができる。また、環状空間へ転動体を挿入する工程が自動化しやすくなる。

（２） 前記拡張工程において、前記内輪と前記外輪の少なくとも一方の前記拡張治具との当接箇所を弾性変形させる（１）に記載の転がり軸受の製造方法。

（３） 前記スペーサ挿入工程では、前記環状空間に装填した前記転動体を前記スペーサの前記円弧の両脇に振り分けながら前記スペーサを前記環状空間に挿入して、前記拡張工程で前記内輪と前記外輪を押し拡げる箇所の径方向反対側の対応位置から前記転動体を除去する（１）又は（２）に記載の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、環状空間におけるスペーサの配置領域では、スペーサによって転動体が周方向に押し出されて存在しない。そのため、拡張工程で内輪と外輪とを押し拡げる際の押圧力は、スペーサの配置領域の両脇に配置された複数の転動体に分散され、一箇所に応力集中することが抑制される。これにより、拡張工程において、拡張箇所の径方向反対側で内輪と外輪との間に転動体が挟まれることによる圧痕の発生を抑制できる。

（４） 前記スペーサは、前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面の少なくとも一方に隙間を有して配置される（３）に記載の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、拡張治具による内輪と外輪との拡張時に、スペーサに加圧力が付与されることがなく、スペーサの損傷を防止できる。

（５） 前記スペーサ挿入工程で、前記一次玉入れ工程により前記環状空間に装填された前記転動体を前記スペーサの両脇に振り分ける数を、
前記環状空間に装填する前記転動体の規定数が偶数である場合には、前記両脇の一方と他方とで同数に設定し、
前記環状空間に装填する前記転動体の規定数が奇数である場合には、前記両脇の一方よりも他方を一つ多く設定する（１）～（４）のいずれか１つに記載の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、環状空間に装填する転動体の規定数が偶数か奇数かに応じて、スペーサの両脇における転動体の振り分け数を変更する。これにより、二次玉入れ工程の玉入れを、拡張治具の両脇から装填する転動体の数をそれぞれ同数にもできる。そのため、玉入れ工程がスペーサの両脇で同時に完了し、タクトアップ（サイクルタイムの短縮）が図れる。

（６） 前記拡張治具は、前記内輪及び前記外輪へ向かって互いに反対方向へ移動自在に支持された複数の拡張部材を有する（１）～（５）のいずれか１つに記載の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、複数の拡張部材によって内輪及び外輪を円滑に押し拡げて環状空間を押し拡げることができる。

（７） 前記拡張治具は、前記環状空間の周方向に沿って配列される３つの前記拡張部材を有し、周方向両端に配置される一対の拡張部材と、周方向中央の拡張部材とを、互いに径方向に沿って反対側へ移動させて前記内輪と前記外輪とを押し拡げる（６）に記載の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、周方向両端の一対の拡張部材で内輪又は外輪の一方を押圧し、周方向中央の拡張部材で内輪又は外輪に他方を押圧することができ、これにより、内輪及び外輪の姿勢を崩すことなく、バランスよく互いに反対側へ押圧して、環状空間を拡げることができる。

（８） 前記拡張部材は、前記内輪の外周面に沿った形状の当接面、及び前記外輪の内周面に沿った形状の当接面の少なくとも一方を有する（６）又は（７）に記載の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、拡張部材によって環状空間を拡張させる際に、拡張部材の当接面が内輪の外周面と内輪の外周面との少なくとも一方に面接触する。これにより、拡張部材によって内輪と外輪を安定して押し拡げて環状空間を拡げることができる。

（９） 前記拡張部材は、その長手方向に直交する断面視で、前記内輪の外周面へ向かって突出する円弧状の当接面と、前記外輪の内周面へ向かって突出する円弧状の当接面との少なくとも一方を有する（６）～（８）のいずれか１つに記載の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、拡張部材によって環状空間を拡げる際に、拡張部材の当接面が内輪の外周面及び外輪の内周面の少なくとも一方に線接触する。これにより、拡張工程において、内輪と外輪の姿勢を安定に保持しつつ、環状空間を拡げることができる。

（１０） 前記拡張治具は、径方向に一対の拡張部材が設けられ、
前記一対の拡張部材同士の対向面は、それぞれ径方向から傾斜した互いに平行な面である（６）に記載の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、拡張部材同士の対向面が、互いに傾斜しているため、一対の拡張部材同士を接近させて配置できる。そのため、環状空間の径方向幅が狭い場合でも、拡張部材を環状空間に挿入可能となり、拡張治具を、軸受サイズによらず適用自由度の高い構成にできる。

（１１） 前記拡張治具は、長手方向に直交する断面が楕円形状の拡張部材を有し、
前記拡張部材を、前記楕円形状の長軸と短軸の交点の軸を中心に回転させることにより、前記長軸の両端部分の外周面で前記内輪及び前記外輪を押圧する（１）～（５）のいずれか１つに記載の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、拡張部材を、軸を中心に回転させることにより環状空間を簡単に拡げることができる。

（１２） （１）～（１１）のいずれか１つ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。
（１３） （１）～（１１）のいずれか１つ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、内輪と外輪との間の環状空間に転動体が装填された転がり軸受を用いた機械、車両を高効率で製造できる。

本発明によれば、内輪と外輪との間の環状空間へ転動体を高効率で装填できる。

本発明の実施形態に係る転がり軸受の製造方法によって製造する転がり軸受の斜視図である。 転がり軸受の製造方法における各工程を説明するフローチャートである。 内外輪配置工程及び一次玉入れ工程を説明する斜視図である。 一次玉入れ工程を説明する斜視図である。 スペーサ挿入工程を説明する斜視図である。 拡張工程及び二次玉入れ工程を説明する模式図である。 拡張工程を説明する環状空間における拡張箇所の概略平面図である。 奇数個の玉を装填する場合の拡張工程及び二次玉入れ工程を説明する模式図である。 変形例１を説明する環状空間における拡張箇所の概略平面図である。 変形例２を説明する環状空間における拡張箇所の概略平面図である。 変形例３を説明する環状空間における拡張箇所の概略平面図である。 変形例４を説明する環状空間における拡張箇所の概略平面図である。 変形例５を説明する環状空間における拡張箇所の概略平面図である。

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。
まず、本実施形態に係る製造方法が適用される転がり軸受の一例を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る転がり軸受の製造方法によって製造する転がり軸受の斜視図である。

図１に示すように、転がり軸受１０は、内輪１と、外輪３と、内輪１の円周溝１ａと外輪３の円周溝３ａとの間で転動する複数の玉（転動体）７とを有する。転がり軸受１０は、内輪１と外輪３との間の環状空間５に複数の玉７が周方向に等間隔に配置され、保持器（図示略）によって玉７が保持される玉軸受である。

本実施形態に係る製造方法は、この転がり軸受１０の内輪１と外輪３との間の環状空間５に複数の玉７を入れて、玉７を周方向に沿って配置させる。

次に、内輪１と外輪３との間に玉７を入れて転がり軸受１０を製造する場合について、図２に示すフローチャートに沿って工程毎に説明する。ここでは、偶数個の玉７を有する転がり軸受１０を製造する場合を例示する。
図３～図７は、転がり軸受の製造方法における各工程を説明する図である。

（内外輪配置工程）
図３に示すように、外輪３の内側に内輪１を配置させ、この内輪１と外輪３を平坦な作業面２１に載置させる（ステップＳ１）。このとき、外輪３中心に対して内輪１中心を偏心させる。すると、内輪１と外輪３との間の環状空間５は、偏心方向の一方が拡がり、他方が狭まった状態となる。このとき、作業面２１に設けられた樹脂製の台座２３が、作業面２１上における環状空間５の偏心方向の一方で拡がった側に配置されるように、外輪３及び内輪１を配置させる。台座２３は、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）等から成形され、内輪１、外輪３及び玉７への傷付きを防止している。この台座２３は、平面視において、環状空間５の平面形状に相似した三日月形状に形成されている。台座２３は、均等な厚さであってもよく、三日月形状の中央から両端へ向かって次第に高さが低くされていてもよい。また、作業面２１は、環状空間５の偏心方向の一方側を上側にして、水平面から傾斜させてもよい。台座２３の高さを変化させたり、作業面２１を傾斜させたりすることで、以下に説明する玉７の挿入時に、玉７が自重によって環状空間５内を転がり移動するようになる。

（一次玉入れ工程）
内輪１の円周溝１ａと外輪３の円周溝３ａとの間の環状空間５に玉７を入れる（ステップＳ２）。このとき、玉７を台座２３の上に供給することで、玉７を環状空間５へ円滑に装填できる。また、台座２３上の玉７は、手動により台座２３の周方向中央部から両脇に向かって振り分けてもよく、上記した台座２３の高さの変化や、作業面２１の傾斜によって、玉７を自重によって転がり移動させてもよい。これにより、既に装填された玉７が邪魔にならずに、順次、玉７を環状空間５に連続して装填できる。そして、図４に示すように、環状空間５に装填された玉７は、環状空間５の一方で拡がった領域に収容される。

（スペーサ挿入工程）
図５に示すように、内輪１と外輪３との間にスペーサ３１を挿入する（ステップＳ３）。スペーサ３１は、環状空間５に沿う断面円弧状に形成され、内輪１と外輪３の軸方向に沿って環状空間５に挿入される。具体的には、内輪１と外輪３との間の環状空間５が最も狭い位置にスペーサ３１を押し込んで、内輪１と外輪３との偏心を徐々に小さくしながら、環状空間５に装填した玉７を左右に均等に振り分けた状態を維持しつつ、周方向の一方と他方とに振り分けた複数の玉７の列同士の間にスペーサ３１を挿入する。本構成の場合、装填する玉７の総数は偶数であるので、左右均等に同数を振り分ける。このように、スペーサ３１を環状空間５に挿入することで、玉７が、環状空間５内の玉７が周方向に移動して、内輪１と外輪３との間の少なくとも一方に隙間を有してスペーサ３１が配置されるようになる。このとき、環状空間５のスペーサ３１が配置される領域からは、玉７が除去される。

スペーサ３１は、例えば、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）等の樹脂製であることで、内輪１、外輪３及び玉７の接触による傷付きを防止している。また、スペーサ３１の挿入方向先端部は、挿入しやすいようにテーパ形状を有する先細り状に形成することが好ましい。

ここで、スペーサ３１を環状空間５に挿入する際、内輪１と外輪３を鉛直方向に起立させて（軸方向を水平方向にする）、環状空間５の最下位置にスペーサ３１を挿入することが好ましい。その場合、一次玉入れ工程で環状空間５に装填された玉７が、最下位置に配置された
スペーサ３１の周方向両脇に同数ずつ整列された状態になる。なお、内輪１と外輪３は、鉛直面に配置する以外にも、傾斜面上に配置してもよく、水平面上に配置してもよい。

（拡張工程）
図６に示すように、環状空間５におけるスペーサ３１の挿入位置の径方向反対側に、拡張治具３３を挿し込み、この拡張治具３３によって、環状空間５におけるスペーサ１３の挿入位置の径方向反対側を、径方向に押し拡げる（ステップＳ４）。つまり、内輪１の円周溝１ａ及び外輪３の円周溝３ａに当接させる当接面を有する拡張治具３３を環状空間５に挿入し、拡張治具３３の当接面によって少なくとも内輪１と外輪の３一方を押圧して環状空間５を押し拡げる。ここで示す拡張治具３３は、互いに反対方向に移動自在に支持された一対の拡張部材３５，３７を有する。図７に示すように、拡張部材３５，３７は、内輪１及び外輪３に対して互いに径方向に沿って反対側へスライドされる。具体的には、拡張治具３３は、一方の拡張部材３５が径方向内方（図７中矢印Ａ方向）へ移動して、内輪１の円周溝１ａに当接して内輪１を径方向内方へ押圧する。また、他方の拡張部材３７が径方向外方（図７中矢印Ｂ方向）へ移動して、外輪３の円周溝３ａに当接して外輪３を径方向外方へ押圧する。これにより、内輪１及び外輪３と拡張部材３７との当接箇所が弾性変形して、拡張治具３３が挿し込まれた側の環状空間５の径方向寸法が拡張される。なお、内輪１を径方向内方へ押圧する拡張部材３５は、内輪１の円周溝１ａに沿った形状の当接面３５ａを有しており、外輪３を径方向外方へ押圧する拡張部材３７は、外輪３の円周溝３ａに沿った形状の当接面３７ａを有している。なお、拡張治具３３の構成は上記例に限らない。

一次玉入れ工程で環状空間５に既に装填された玉７は、スペーサ３１によって周方向に振り分けられ、拡張治具３３による拡張箇所の径方向反対側の対応位置（環状空間５の最下位置）から周方向に離隔されている。拡張治具３３の拡張動作による内輪１及び外輪３に作用する力は、拡張箇所の径方向反対側にも及ぶ。しかし、径方向反対側にはスペーサ３１が挿入され、玉７が環状空間５の最下位置から周方向にずらして配置される。そのため、玉７が内輪１と外輪３との間で、拡張動作による加圧力の作用線上（環状空間５の最下位置における鉛直線上）に玉７が配置されることはない。よって、最大の加圧力が発生する環状空間５の最下位置で、内輪１の円周溝１ａ及び外輪３の円周溝３ａに玉７との接触による圧痕を生じさせることを回避できる。スペーサ３１が環状空間５の周方向に沿って配置される領域の円周角θは、環状空間５の拡張治具３３側で玉７の挿入のための空間を確保できる範囲で、極力大きな角度とするのが望ましい。スペーサ３１の円周角θを大きくするほど、拡張治具３３による加圧力を分散でき、内輪１や外輪３に圧痕が発生することを抑制できる。

スペーサ３１は、その径方向の幅寸法を、同心状態での内輪１の外周面１ｂと外輪３の内周面３ｂとの半径隙間よりも小さくして、内輪１の外周面１ｂ及び外輪３の内周面３ｂの少なくとも一方に対して隙間を設けることが好ましい。これによれば、拡張治具３３による内輪１と外輪３との拡張時に、スペーサ３１に加圧力が付与されることがなく、スペーサ３１の損傷を防止できる。また、スペーサを、内輪との間、及び外輪との間の双方に隙間を設けて配置することで、スペーサの損傷をより確実に防止できる。さらに、スペーサ３１を、加圧力に対するクッション性を有する材質や構造にしてもよい。その場合、拡張治具３３による拡張時に、スペーサ３１により加圧力を吸収させ、内輪１、外輪３、玉７の傷付きを防止できる。

（二次玉入れ工程）
拡張治具３３の拡張部材３５，３７によって押し拡げられた内輪１と外輪３との間の環状空間５に、拡張治具３３の周方向両脇から玉７を入れる（ステップＳ５）。このとき、環状空間５は拡張治具３３によって径方向に拡げられているので、環状空間５に玉７を円滑に装填できる。この環状空間５に装填した玉７は、その自重によって、下側に向けて転がって移動し、玉７を連続して装填可能となる。また、拡張治具３３の両脇から一対の玉７を環状空間５へ同時に入れることで、タクトタイムの短縮が図れる。そして、装填する玉７の数を、拡張治具３３の両脇の双方で同一にすることで、玉入れを同時に完了させることができる。

（軸受取り出し工程）
上記のようにして、規定の偶数個の玉７の装填を完了したら、拡張治具３３による拡張動作を終了させ、環状空間５から拡張治具３３及びスペーサ３１を抜き取る。そして、内輪１と外輪３との間に規定数の玉７が装填された転がり軸受を取り出す（ステップＳ６）。なお、複数の玉７を保持する保持器を備える転がり軸受の場合には、玉７の装填後に保持器を取り付ける。

本実施形態に係る転がり軸受の製造方法では、一次玉入れ工程で複数の玉７を環状空間５に挿入可能な数だけ挿入し、その後、環状空間５の一部にスペーサ３１を挿入するとともに、スペーサ３１の挿入位置の径方向反対側を拡張治具３３で径方向に押し拡げる。この拡張された環状空間５に、拡張治具３３の両脇から残りの玉７を挿入する。このように、一次玉入れ工程だけでは環状空間５へ装填しきれない玉７を、二次玉入れ工程によって迅速に、且つ高効率で装填できる。よって、転がり軸受の製造のサイクルタイムを短縮させ、生産効率を向上できる。また、環状空間５への玉７の挿入工程が自動化しやすくなる。本転がり軸受の製造方法は、薄肉形軸受で転動体の数が標準の数よりも多い転がり軸受に対して、特に好適に採用できる。

スペーサ３１が環状空間５に挿入されることで、環状空間５におけるスペーサ３１の配置領域では、玉７が周方向に押し出されて存在しない。そのため、拡張工程で拡張治具３３が内輪１と外輪３とを押し拡げる際の押圧力は、スペーサ３１の配置領域の両脇に配置された複数の玉７に分散され、一箇所に応力集中することが抑制される。これにより、拡張工程において、拡張箇所の径方向反対側で内輪１と外輪３との間に玉７が挟まれることによる圧痕の発生を抑制できる。

また、環状空間５に挿入されるスペーサ３１が内輪１の外周面１ｂ及び外輪３の内周面３ｂの少なくとも一方との間に隙間を有するので、拡張工程で環状空間５を押し拡げる際に、外輪３に対して内輪１を径方向外方へ変位させることができる。これにより、拡張治具３３による拡張作業を円滑に行える。

（他の実施形態例）
次に、奇数個の玉７を有する転がり軸受１０を製造する場合について説明する。
図８は、奇数個の玉を装填する場合の拡張工程及び二次玉入れ工程を説明する模式図である。

奇数個の玉７を有する転がり軸受１０を製造する場合、内輪１と外輪３とを偏心させることで、一方側が拡がった環状空間５に奇数個の玉７を装填可能な数だけ入れる（一次玉入れ工程）。次に、前述したように、環状空間５の最下位置にスペーサ３１を挿入して、環状空間５に装填されている玉７を周方向に振り分ける（スペーサ挿入工程）。このとき、図８に示すように、スペーサ３１の周方向両脇において、一方側を他方側よりも玉７の数を１つだけ多く振り分ける。スペーサ３１は、玉７の数を少なくした他方側に向けて周方向にずらして配置される。このように、円周角θで示されるスペーサ３１の配置領域を、玉７の数を少なくした他方側に偏らせる。

その後、環状空間５におけるスペーサ３１の挿入位置の径方向反対側に拡張治具３３を挿入して、拡張部材３５，３７を内輪１及び外輪３に対して互いに径方向反対側へスライドさせ、環状空間５を径方向に押し拡げる（拡張工程）。そして、拡張部材３５，３７によって拡げた内輪１と外輪３との間の環状空間５に、拡張治具３３の周方向両脇から玉７を入れる（二次玉入れ工程）。このとき、拡張治具３３の両脇から一対の玉７を環状空間５へ同時に入れることで、タクトタイムの短縮が図れる。

また、玉７が奇数個の場合でも、二次玉入れ工程では、拡張治具３３の両脇から一度に合計２個の玉７を同時に装填する作業となり、工程の自動化がしやすくなる。さらに、拡張治具３３の両脇の環状空間５に、拡張治具３３を中心として玉７を対称的に装填するようになり、環状空間５への装填可能な玉７の最大数を増加させることができる。

規定の奇数個の玉７の装填を全て完了したら、拡張治具３３による拡張動作を終了させ、環状空間５から拡張治具３３及びスペーサ３１を抜き取る。そして、内輪１と外輪３との間に既定数の玉７が装填された転がり軸受を取り出す（軸受取り出し工程）。なお、保持器を備える転がり軸受の場合は、玉７の装填後に保持器を取り付ける。

上記したように、環状空間５に装填する玉７の数が奇数の場合であっても、偶数の場合であっても、スペーサ３１の配置範囲を調整し、一次玉入れ工程で装填する玉７の個数の設定を変更することで、環状空間５に玉７を円滑かつ迅速に装填でき、転がり軸受の生産性を向上できる。また、二次玉入れ工程において拡張治具の両脇から装填する転動体の数をそれぞれ同数にしなくてもよい。例えば、図６において、環状空間に装填する転動体の規定数が奇数の場合、両脇から装填する転動体の数を一方より他方を一つ多く設定する事でも対応可能である。また、図６，図８に示す例では、外輪３の円周溝３ａと内輪１の円周溝１ａとの間に拡張治具３３を挿入し、環状空間５を押し拡げたが、傷やコンタミの点からも外輪３の内周面３ｂと内輪１の外周面１ｂとの間に拡張治具３３を挿入し、径方向に押し拡げてもよい。

次に、拡張治具３３の各種の変形例について説明する。
（変形例１）
図９は、変形例１を説明する環状空間における拡張箇所の概略平面図である。

図９に示すように、変形例１に係る拡張治具３３Ａは、一対の拡張部材４１，４３を有する。これらの拡張部材４１，４３は、内輪１と外輪３の径方向に沿って、互いに反対に向けて移動される。一方の拡張部材４１は、その長手方向の直交断面視で、内輪１へ向かって突出する円弧状の当接面４１ａを有する。他方の拡張部材４３は、その長手方向の直交断面視で、外輪３へ向かって突出する円弧状の当接面４３ａを有する。

この変形例１においても、拡張工程で、環状空間５におけるスペーサ３１の挿入位置の径方向反対側に拡張治具３３Ａを挿入して、拡張部材４１，４３を内輪１及び外輪３に対して互いに径方向反対側へ移動させる。すると、一方の拡張部材４１の当接面４１ａの凸面が内輪１の円周溝１ａに線接触して、内輪１を径方向内方へ押圧する。他方の拡張部材４３の当接面４３ａの凸面が外輪３の円周溝３ａに線接触して、外輪３を径方向外方へ押圧する。これにより、スペーサ３１の挿入位置の径方向反対側において、環状空間５が径方向に拡張して、環状空間５への玉７の装填を円滑に行えるようになる。また、拡張部材４１，４３が凸面の当接面４１ａ，４３ａを有するので、拡張工程において、内輪１の円周溝１ａ及び外輪３の円周溝３ａに凸面が線接触するため、内輪１と外輪３の姿勢を安定させたまま環状空間５を押し拡げられる。

（変形例２）
図１０は、変形例２を説明する環状空間における拡張箇所の概略平面図である。
図１０に示すように、変形例２に係る拡張治具３３Ｂは、一対の拡張部材４３，４５を有し、変形例１の拡張部材４１の代わりに拡張部材４５を備えたこと以外は、変形例１の構成と同様である。

これらの拡張部材４３，４５は、互いに径方向の反対向きに移動される。一方の拡張部材４５は、内輪１の円周溝１ａに沿う凹面あるいは平面の当接面４５ａを有する。他方の拡張部材４３は、前述したように断面視で円弧状の凸面の当接面４３ａを有する。

この変形例２では、拡張工程において、環状空間５におけるスペーサ３１の挿入位置の径方向反対側に拡張治具３３Ｂを挿入して、拡張部材４３，４５を内輪１及び外輪３に対して互いに径方向に沿って反対側へ移動させる。すると、一方の拡張部材４５の当接面４５ａが、内輪１の円周溝１ａに面接触あるいは線接触して内輪１を径方向内方へ押圧する。他方の拡張部材４３の凸面の当接面４３ａが、外輪３の円周溝３ａに線接触して外輪３を径方向外方へ押圧する。これにより、スペーサ３１の挿入位置の径方向反対側において、環状空間５を拡張して、環状空間５への玉７の装填を円滑に行うことができる。

この場合には、拡張部材４５の当接面４５ａが内輪１と面接触あるいは線接触するので、内輪１の姿勢を安定に維持できる。また、当接面４５ａにおける接触面圧は、拡張部材４３の当接面４３ａよりも小さいため、内輪１との当接面における塑性変形が抑制される。

（変形例３）
図１１は、変形例３を説明する環状空間における拡張箇所の概略平面図である。
図１１に示すように、変形例３に係る拡張治具３３Ｃは、一対の拡張部材５１，５３を有する。拡張部材５１，５３は、互いに径方向の反対向きに移動される。一方の拡張部材５１は、内輪１の円周溝１ａに沿った凹面あるいは平面の当接面５１ａを有する。他方の拡張部材５３は、その長手方向の直交断面視で、外輪３へ向かって突出する円弧状の当接面５３ａを有する。この変形例３に係る拡張治具３３Ｃでは、一対の拡張部材５１，５３同士の対向面５１ｂ，５３ｂが、それぞれ内輪１及び外輪３の径方向から傾斜して互いに平行面となっている。

この変形例３では、拡張工程において、環状空間５におけるスペーサ３１の挿入位置の反対側に拡張治具３３Ｃを挿入し、拡張部材５１，５３を内輪１及び外輪３に対して互いに径方向に沿って反対側へ移動させる。すると、一方の拡張部材５１の当接面５１ａが、内輪１の円周溝１ａに面接触あるいは線接触して内輪１を径方向内方へ押圧する。他方の拡張部材５３の凸面の当接面５３ａが、外輪３の円周溝３ａに線接触して外輪３を径方向外方へ押圧する。これにより、スペーサ３１の挿入位置の反対側において、環状空間５を径方向に拡張させることができ、環状空間５への玉７の装填を円滑に行える。

そして、拡張部材５１，５５同士の対向面５１ｂ，５３ｂが、径方向から傾斜した平行面であるため、拡張部材５１と拡張部材５５とを互いに接近させて配置できる。そのため、環状空間５の径方向幅が狭い場合でも、拡張部材５１，５５を環状空間５に挿入可能となり、拡張治具３３Ｃを、軸受サイズによらず適用自由度の高い構成にできる。

（変形例４）
図１２は、変形例４を説明する環状空間における拡張箇所の概略平面図である。
図１２に示すように、変形例４に係る拡張治具３３Ｄは、一対の拡張部材５５Ａ，５５Ｂと、拡張部材５７を有する。拡張部材５５Ａと拡張部材５５Ｂは、拡張部材５７を挟んで周方向に沿って配列されている。周方向両端の一対の拡張部材５５Ａ，５５Ｂと、周方向中央の拡張部材５７とは、互いに径方向の反対向きに移動される。一対の拡張部材５５Ａ，５５Ｂは、内輪１の円周溝１ａに沿った形状の凹面あるいは平面の当接面５５ａを有する。拡張部材５７は、その長手方向の直交断面視で、外輪３へ向かって突出する円弧状の当接面５７ａを有する。

この変形例４では、拡張工程において、環状空間５におけるスペーサ３１の挿入位置の径方向反対側に拡張治具３３Ｄを挿入して、拡張部材５５Ａ，５５Ｂと拡張部材５７とを内輪１及び外輪３の径方向に沿って互いに反対側へ移動させる。すると、一対の拡張部材５５Ａ，５５Ｂの当接面５５ａが、内輪１の円周溝１ａに面接触あるいは線接触して内輪１を径方向内方へ押圧し、他方の拡張部材５７の当接面５７ａが、外輪３の円周溝３ａに線接触して外輪３を径方向外方へ押圧する。これにより、スペーサ３１の挿入位置の径方向反対側において、環状空間５を拡げることができ、環状空間５への玉７の装填を円滑に行える。

この変形例４によれば、内輪１を一対の拡張部材５５Ａ，５５Ｂで押圧し、これらの拡張部材５５の間の拡張部材５７で外輪３を押圧するので、内輪１及び外輪３の姿勢を崩すことなく、バランスよく互いに反対側へ押し拡げることができる。

（変形例５）
図１３は、変形例５を説明する環状空間における拡張箇所の概略平面図である。
図１３に示すように、変形例５に係る拡張治具３３Ｅは、内輪１、外輪３の軸方向に延びる軸方向断面形状が楕円形状にされた拡張部材６１を有する。拡張部材６１は、断面楕円形状の長軸の両端における外周面が、径方向外側へ突出する凸面の当接面６１ａ，６１ｂに形成されている。この拡張部材６１は、断面楕円形状の長軸と短軸の交点を含む軸Ｏを中心に回転される。

この変形例５では、拡張工程において、環状空間５におけるスペーサ３１の挿入位置の径方向反対側に拡張治具３３Ｅの拡張部材６１を挿入する。このとき、拡張部材６１の断面楕円形状の長軸が環状空間５の周方向に沿うように配置させる。そして、拡張部材６１を、軸Ｏを中心に９０度回転させると、長軸の両端部分の一方の当接面６１ａが、内輪１の円周溝１ａに線接触して内輪１を径方向内方へ押圧し、他方の当接面６１ｂも同様に、外輪３の円周溝３ａに線接触して外輪３を径方向外方へ押圧する。これにより、スペーサ３１の挿入位置の径方向反対側の環状空間５を押し広げることができ、環状空間５への玉７の装填を円滑に行える。

このように、変形例５では、拡張部材６１を回転させる動作によって、環状空間５を簡単に拡げることができる。また、変形例１～５に示す例では、外輪３の円周溝３ａと内輪１の円周溝１ａの間に拡張治具３３Ａ～３３Ｅを挿入し、環状空間５を径方向に押し広げたが、傷やコンタミの点からも外輪３の内周面３ｂと内輪１の外周面１ｂとの間に拡張治具３３Ａ～３３Ｅを挿入し、径方向に押し広げても良い。

以上の実施形態及び各変形例で説明した転がり軸受の製造方法に適用可能な軸受としては、玉軸受に限らず、ころ軸受であってもよい。また、転がり軸受１０を構成する内輪１及び外輪３は、内径に対する外径の比が標準より小さい薄肉形軸受や極薄肉形軸受であってもよい。

また、上記した実施形態及び各変形例では、内輪１、外輪３の周方向１箇所を径方向に押し広げて玉７の装填箇所としていたが、複数箇所を押し広げてもよい。また、玉７の装填箇所から周方向に９０°位相が異なる位置で、内輪１、外輪３の少なくとも一方を径方向外側に拡げることにより、上記した玉７の装填箇所をポアソン比に応じて径方向に拡げてもよい。

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。

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、高品質な構成にできる。

１ 内輪
１ａ 円周溝
１ｂ 外周面
３ 外輪
３ａ 円周溝
３ｂ 内周面
５ 環状空間
７ 玉（転動体）
１０ 転がり軸受
３１ スペーサ
３３，３３Ａ～Ｅ 拡張治具
３５，３７，４１，４３，４５，５１，５３，５５Ａ，５５Ｂ，５７，６１ 拡張部材
３５ａ，３７ａ，４１ａ，４３ａ，４５ａ，５１ａ，５３ａ，５５ａ，５７ａ，６１ａ 当接面

Claims (15)

1. 内輪と外輪とを互いに偏心させて配置して、前記内輪と前記外輪との間に環状空間を形成する内外輪配置工程と、
   前記環状空間に複数の転動体を装填する一次玉入れ工程と、
   前記環状空間に沿う断面円弧状のスペーサを、前記内輪と前記外輪の軸方向から前記環状空間に挿入して、前記転動体を前記スペーサの挿入位置から周方向にずらすスペーサ挿入工程と、
   前記環状空間における前記スペーサの挿入位置の径方向反対側に、前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面に当接させる当接面を有する拡張治具を挿入し、前記拡張治具の前記当接面によって少なくとも前記内輪と前記外輪の一方を径方向に押圧して、前記拡張治具による加圧力の作用線上に前記転動体を配置させずに前記環状空間を押し拡げる拡張工程と、
   前記拡張治具によって押し拡げた前記環状空間に、前記拡張治具の周方向両脇から前記転動体を装填する二次玉入れ工程と、
   を含む転がり軸受の製造方法。
2. 前記拡張工程において、前記内輪と前記外輪の少なくとも一方の前記拡張治具との当接箇所を弾性変形させる請求項１に記載の転がり軸受の製造方法。
3. 前記スペーサ挿入工程では、前記環状空間に装填した前記転動体を前記スペーサの前記円弧の両脇に振り分けながら前記スペーサを前記環状空間に挿入して、前記拡張工程で前記内輪と前記外輪を押し拡げる箇所の径方向反対側の対応位置から前記転動体を除去する請求項１又は２に記載の転がり軸受の製造方法。
4. 前記スペーサは、前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面の少なくとも一方に隙間を有して配置される請求項３に記載の転がり軸受の製造方法。
5. 前記スペーサ挿入工程で、前記一次玉入れ工程により前記環状空間に装填された前記転動体を前記スペーサの両脇に振り分ける数を、
   前記環状空間に装填する前記転動体の規定数が偶数である場合には、前記両脇の一方と他方とで同数に設定し、
   前記環状空間に装填する前記転動体の規定数が奇数である場合には、前記両脇の一方よりも他方を一つ多く設定する請求項１～４のいずれか１項に記載の転がり軸受の製造方法。
6. 前記拡張治具は、前記内輪及び前記外輪へ向かって互いに反対方向へ移動自在に支持された複数の拡張部材を有する請求項１～５のいずれか１項に記載の転がり軸受の製造方法。
7. 前記拡張治具は、前記環状空間の周方向に沿って配列される３つの前記拡張部材を有し、周方向両端に配置される一対の拡張部材と、周方向中央の拡張部材とを、互いに径方向に沿って反対側へ移動させて前記内輪と前記外輪とを押し拡げる請求項６に記載の転がり軸受の製造方法。
8. 前記拡張部材は、前記内輪の外周面に沿った形状の当接面、及び前記外輪の内周面に沿った形状の当接面の少なくとも一方を有する請求項６又は７に記載の転がり軸受の製造方法。
9. 前記拡張部材は、その長手方向に直交する断面視で、前記内輪の外周面へ向かって突出する円弧状の当接面と、前記外輪の内周面へ向かって突出する円弧状の当接面との少なくとも一方を有する請求項６～８のいずれか１項に記載の転がり軸受の製造方法。
10. 前記拡張治具は、径方向に一対の拡張部材が設けられ、
    前記一対の拡張部材同士の対向面は、それぞれ径方向から傾斜した互いに平行な面である請求項６に記載の転がり軸受の製造方法。
11. 前記拡張治具は、長手方向に直交する断面が楕円形状の拡張部材を有し、
    前記拡張部材を、前記楕円形状の長軸と短軸の交点の軸を中心に回転させることにより、前記長軸の両端部分の外周面で前記内輪及び前記外輪を押圧する請求項１～５のいずれか１項に記載の転がり軸受の製造方法。
12. 内輪と外輪とを互いに偏心させて配置して、前記内輪と前記外輪との間に環状空間を形成する内外輪配置工程と、
    前記環状空間に複数の転動体を装填する一次玉入れ工程と、
    前記環状空間に沿う断面円弧状のスペーサを、前記内輪と前記外輪の軸方向から前記環状空間に挿入するスペーサ挿入工程と、
    前記環状空間における前記スペーサの挿入位置の径方向反対側に、前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面に当接させる当接面を有する拡張治具を挿入し、前記拡張治具の前記当接面によって少なくとも前記内輪と前記外輪の一方を押圧して前記環状空間を押し拡げる拡張工程と、
    前記拡張治具によって押し拡げた前記環状空間に、前記拡張治具の周方向両脇から前記転動体を装填する二次玉入れ工程と、
    を含み、
    前記拡張治具は、前記内輪及び前記外輪へ向かって互いに反対方向へ移動自在に支持された複数の拡張部材を有し、
    前記拡張治具は、前記環状空間の周方向に沿って配列される３つの前記拡張部材を有し、周方向両端に配置される一対の拡張部材と、周方向中央の拡張部材とを、互いに径方向に沿って反対側へ移動させて前記内輪と前記外輪とを押し拡げる、
    軸受の製造方法。
13. 内輪と外輪とを互いに偏心させて配置して、前記内輪と前記外輪との間に環状空間を形成する内外輪配置工程と、
    前記環状空間に複数の転動体を装填する一次玉入れ工程と、
    前記環状空間に沿う断面円弧状のスペーサを、前記内輪と前記外輪の軸方向から前記環状空間に挿入するスペーサ挿入工程と、
    前記環状空間における前記スペーサの挿入位置の径方向反対側に、前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面に当接させる当接面を有する拡張治具を挿入し、前記拡張治具の前記当接面によって少なくとも前記内輪と前記外輪の一方を押圧して前記環状空間を押し拡げる拡張工程と、
    前記拡張治具によって押し拡げた前記環状空間に、前記拡張治具の周方向両脇から前記転動体を装填する二次玉入れ工程と、
    を含み、
    前記拡張治具は、前記内輪及び前記外輪へ向かって互いに反対方向へ移動自在に支持された複数の拡張部材を有し、
    前記拡張治具は、径方向に一対の拡張部材が設けられ、
    前記一対の拡張部材同士の対向面は、それぞれ径方向から傾斜した互いに平行な面である、
    転がり軸受の製造方法。
14. 請求項１～１３のいずれか１項に記載の転がり軸受の製造方法を用いて機械を製造する機械の製造方法。
15. 請求項１～１３のいずれか１項に記載の転がり軸受の製造方法を用いて車両を製造する車両の製造方法。
    

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