JPH0560501A - 軸受およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造工程を簡略化できかつ製造コストを低減
できる軸受およびその製造方法の提供。 【構成】 弾性を有する合成樹脂材料でリテーナ11およ
び周面の保持孔12を一体成形する。保持孔12には表裏の
開口に突起部24, 25を設けてボール13を保持させる。一
方の突起部25は弾性変形によりボール13の径まで拡開可
能であり、ボール13は圧入により保持孔12内に収容でき
る。このため従来のかしめ工程が不要となり、製造工程
が大幅に簡略化され、コストダウンも可能。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は軸受およびその製造方法
に関し、軸状の測定子を被測定物に当接させてその進退
移動により変位を検出する変位検出装置などに利用でき
る。

【０００２】

【背景技術】従来より、被測定物の寸法や形状等を測定
する装置として、スピンドル等の進退自在な測定子を備
え、この測定子の先端を前記被測定物に対して一方向か
ら当接させ、その変位を測定して前記寸法や形状等を測
定する形式の装置が多用されている。このような変位検
出装置においては、測定子を円滑に変位させるためにボ
ールベアリング式の軸受が利用されている。

【０００３】図８において、変位検出装置100 は筒状の
本体101 を有し、本体101 の先端側には進退自在な測定
子110 が内装され、本体101 の基端側には測定子110 の
移動量を検出する検出機構120 が内蔵されている。

【０００４】測定子110 は本体101 内に進退自在に保持
された棒状のスピンドル111 を有し、その先端には被測
定物に当接される接触チップ112 が設けられている。ス
ピンドル111 基端側と本体101 との間には圧縮コイルば
ね118 が介装され、このコイルばね118 によりスピンド
ル111 は本体101 の先端側向きに付勢されており、接触
チップ112 に当接した図示しない被測定物が移動した場
合にはスピンドル111 が追従移動するようになってい
る。

【０００５】検出機構120 は、スピンドル111 の基端側
に連結されたスケール121 と、このスケール121 の移動
経路に沿った位置で本体101 に固定された検出器122 と
を備えている。検出器122 はスケール121 を挟むように
本体101 に固定された発光部123 および受光部124 によ
り構成され、発光部123 からスケール121 を通して受光
部124に到る光ビームがスケール121 の縞模様で遮られ
る毎に変位を積算し、スケール121 の移動つまりスピン
ドル111 の移動を検出するようになっている。

【０００６】ここで、前述した変位検出装置100 におい
ては、測定精度を高めるために、測定子110 の進退移動
が円滑に行われる必要がある。このために、本体101 と
これに移動自在に保持されるスピンドル111 との間に
は、ボールベアリング式の軸受140 が介装されている。

【０００７】軸受140 は筒状のリテーナ141 を有し、そ
の周面の両端部近傍には軸受用のボール142 が周方向に
二列、均等角度間隔で配列されている。各ボール142 は
リテーナ141 の表裏面つまり内外周面を貫通する保持孔
143 内に収容保持され、一部が保持孔143 から露出突起
されている。

【０００８】そして、ボール142 の内側向き部分は保持
孔143の内周面側開口から露出してスピンドル111 の外
周面に接触し、外側向き部分は保持孔143 の外周側開口
から露出して本体101 のスピンドル収容部内周面に接触
している。これにより、スピンドル111 は本体101 に対
してボール142 を介して転がり接触することになり、極
めて円滑に進退移動できるようになっている。

【０００９】ところで、前述したような軸受140 は、筒
状のリテーナ141 の周面に所定配置で保持孔143 を貫通
形成し、各々にボール142 を挿入保持させて製造され
る。この際、組立て時あるいは分解時の取扱い性や作業
性を高めるために、リテーナ141 の保持孔143からのボ
ール142 の脱落を防止する手段が適宜採用されている。

【００１０】すなわち、リテーナ141 に形成された保持
孔143が単なる貫通孔であっても、各保持孔143 にボー
ル142 を挿入しながらリテーナ141 を本体101 とスピン
ドル111 との間に送り込んでゆけば、保持孔143 の内外
の両端開口が本体101 およびスピンドル111 によって塞
がれることになり、ボール142 は保持孔143 内に保持さ
れる。

【００１１】しかし、このような場合、分解時にリテー
ナ141 を取り出すにつれて、各保持孔143 からボール14
2 が順次脱落することになる。そして、組立て時にはリ
テーナ141 の挿入につれて保持孔143 に順次ボール142
を挿入してゆく必要があり、ボール142 の取扱いが極め
て煩雑である。

【００１２】このような事情を考慮して、リテーナ141
の保持孔143 にはボール142 の脱落防止手段が採用さ
れ、具体的には保持孔143 の開口周辺をボール142 が脱
落しないように絞る、いわゆるかしめ加工が行われてい
る。

【００１３】先ず、リテーナ141 の材質が金属の場合、
リテーナ141 の周面に外側からドリル151 等を用いて内
側まで貫通する保持孔143 を開ける（図９参照）。この
際、ドリル151 はリテーナ141 の内周側まで完全に貫通
しないようにして保持孔143 の内周側開口内周にテーパ
状の縁部144 を形成し、その内径D1を保持すべきボール
142 の直径D2より小さくなるようにしておく。

【００１４】次に、保持孔143 の外周側開口の周囲に回
転式のカッタ152 等を用いて座ぐり加工を行い、断面三
角形状の環状溝145 を形成し、保持孔143 の外周側開口
と環状溝145 との間に環状に連続した山形部146 を形成
しておく（図10参照）。この状態で、保持孔143 の外周
側開口から内部にボール142 を挿入し、下側を縁部144
で係止させて保持孔143 内に保持させる。

【００１５】続いて、環状溝145 内の内側斜面つまり山
形部146 の外側斜面にかしめ具153を当てながら回転さ
せ、山形部146の先端側を保持孔143 の中心向きに塑性
変形（かしめ加工）させ、保持孔143 の外周側開口を絞
ってその内径D3をボール142の直径D2より小さくする
（図11参照）。

【００１６】これらにより、ボール142 は保持孔143 か
ら脱落不可能となるとともに、ボール142 は保持孔143
内で適宜変位可能かつ自由に回転可能に保持され、軸受
140が完成される。

【００１７】一方、リテーナ141 の材質には合成樹脂材
料が用いられており、この場合にはリテーナ141 の保持
孔143 の孔開けは同様であるが、かしめ用の周囲の座ぐ
りは省略され、ボール142 の挿入後に周囲を熱かしめを
行うことでボール142 の保持が行われている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
な軸受140 においては、製造にあたって保持孔143 の孔
開けないしボール142挿入後のかしめ加工に到る複数の
工程が必要であり、作業の合理化ないしコストダウンが
難しいという問題がある。特に、軸受140 には多数の保
持孔143 およびボール142 が配置されるため、作業工数
がさらに多くなるとともに、各々を所定配置するために
加工位置精度を確保する必要があり、製造作業が一層煩
雑になるという問題があった。

【００１９】本発明の目的は、製造工程を簡略化できか
つ製造コストを低減できる軸受およびその製造方法を提
供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の軸受は、リテー
ナの表裏面を貫通する保持孔内にボールを収容保持する
軸受であって、前記リテーナは弾性を有する合成樹脂材
料で形成され、前記保持孔は表裏面の開口内に内径が前
記ボールの直径より小さな突起部を有し、前記突起部の
一方は弾性変形により内径が前記ボールの直径以上まで
拡開可能に形成されていることを特徴とする。

【００２１】本発明の軸受の製造方法は、リテーナの表
裏面を貫通する保持孔内にボールを収容保持する軸受の
製造方法であって、前記保持孔を有するリテーナを合成
樹脂で一体成形し、この成形時に前記保持孔の表裏面の
開口内に前記ボールの直径より小さな突起部を一体形成
しておき、成形されたリテーナの各保持孔に前記ボール
を圧入して各突起部の間に収容保持させることを特徴と
する。

【００２２】ここで、合成樹脂で保持孔を有するリテー
ナを一体成形する際には、既存の射出成形等の手段が採
用でき、射出成形用の型内に保持孔に対応した突起部分
を形成しておき、射出後の製品取り出し時に引き抜くよ
うにすればよい。また、保持孔の中間部内周は所定内径
の円筒状に形成し、当該円筒部分の内周で規定される中
心位置から保持孔の中心位置を判別し、この中心位置に
合わせてボールの位置決めないし挿入を行うことが望ま
しい。

【００２３】

【作 用】このような本発明においては、合成樹脂の一
体成形により保持孔を形成することで、従来のような孔
開け作業を解消できることになる。また、ボールを圧入
することで保持孔内に保持させられることになり、従来
のようなかしめ加工をも省略することができることにな
る。これらにより軸受の製造工程が大幅に簡略化され、
前記目的が達成されることになる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１および図２には、本発明に係る軸受10が示
されている。この軸受け10は、前述した図８の変位検出
装置100 等に利用され、同図の測定子110 を軸方向移動
自在に支持するためのものである。

【００２５】軸受10は、ポリアセタール樹脂（商品名ジ
ュラコン等）で形成された筒状のリテーナ11を有し、こ
のリテーナ11には端部近傍に二列の保持孔12が周方向均
等角度で配列され、各保持孔12には軸受用のボール13が
収容保持されている。なお、ボール13および保持孔12
は、同じ周方向のものが互いに60度間隔とされ、二列の
一方と他方とでは互いに30度づつずらされている。

【００２６】また、リテーナ11の端部開口縁の対向位置
の二箇所には位置決め用の切欠き14が形成され、ボール
13の挿入時にはリテーナ11の両端に保持軸等を挿入し、
切欠き14に前記保持軸等の小凸部を係合させることで周
方向の角度位置を確定し、ボール13の組み込みを自動化
する際に利用できるようになっている。

【００２７】図３に示すように、保持孔12は、リテーナ
11の外周側の表面21と内周側の裏面22とを貫通するよう
に形成されている。なお、リテーナ11の厚みt はボール
13の直径d1より幾分小さく、保持孔12に収容されたボー
ル13は上下端部が保持孔12の表面21および裏面22の開口
から露出して前述した図８の変位検出装置100 の本体10
1 の内周面および測定子110 のスピンドル111 の外周面
に転がり接触可能である。

【００２８】保持孔12の中間部には基準溝23が形成さ
れ、この基準溝23はボール13の内径d1より大きな内径d2
とされ、この基準溝23部分においてボール13は自由に回
転および所定変位が可能である。また、基準溝23の中心
位置は保持孔12の中心位置に正確に一致され、基準溝23
の内周位置を三点計測する等により、保持12の中心位置
が正確に割り出せるようになっている。

【００２９】保持孔12の裏面22側には、基準溝23から裏
面22側開口に向かって除々に縮径する断面テーパ状の突
起部24が全周に連続して形成され、この突起部24の開口
部内径d3はボール13の直径d1より十分小さく形成され、
ボール13は突起部24の開口から裏面22へ僅かに突起露出
可能である。

【００３０】保持孔12の表面21側には、基準溝23から表
面21側開口に向かって除々に縮径する断面テーパ状の突
起部25が全周に連続して形成され、この突起部25の開口
部内径d4はボール13の直径d1よりやや小さく形成され、
ボール13は突起部24の開口から裏面22へ僅かに突起露出
可能である。ここで、突起部25の開口部内径d4は、突起
部25がそれ自体および周囲のリテーナ11部分の弾性変形
により、ボール13の直径d1と同じかそれ以上の大きさま
で拡張できる程度に設定されており、ボール13を圧入す
ることで突起部25を通過可能となっている。

【００３１】このような本実施例の軸受10は次のような
手順で製造される。先ず、図４に示すように、リテーナ
11の外形に応じた金型30を準備する。金型30はリテーナ
11の外周側の表面21に応じた外型31と、内周側の裏面22
に対応した内型32と、図示しないが各型31, 32の端面を
封鎖しかつ切欠き14に対応した凸部を有する型とを有
し、内部にリテーナ11に対応したキャビティ33を形成す
るものとする。

【００３２】ここで、外型31には、保持孔12に対応する
位置にキャビティ33に突出するピン34を設けておく。ピ
ン34は基準溝23に対応した円筒部35と、各突起部24, 25
に対応したテーパ部36, 37とを有する。なお、内型32に
はピン34の先端が嵌合される嵌合孔38が形成されてい
る。

【００３３】このような金型30を準備し、型締めした状
態（図４参照）とした後、図５に示すように、キャビテ
ィ33内にリテーナ11を形成する樹脂15を溶融した状態で
射出充填する。この充填により、樹脂15はキャビティ33
の内面形状に倣って固化し、リテーナ11の基本形状が形
成され、ピン34により保持孔12が一体形成される。

【００３４】樹脂15が固化したら、外型31と内型32とを
離隔させて型開きを行い、リテーナ11として取り出すと
ともに、同時あるいは型開きに続いてピン34を保持孔12
から引抜く。この際、ピン34の円筒部35と保持孔12の突
起部25とがアンダーカットとなって干渉するが、ピン34
を強く引き抜くことで突起部25を弾性変形させて通過さ
せる。

【００３５】リテーナ11を取り出したら、各保持孔12の
表面21側の開口にボール13を当て、力を加えて圧入す
る。この際、ボール13と保持孔12の突起部25とが干渉す
るが、ボール13を強く圧入することで突起部25を弾性変
形させて押し込む。これにより、ボール13は保持孔12内
に挿入され、突起部24, 25により脱落することなく保持
される。

【００３６】このような本実施例によれば、合成樹脂の
一体成形によりリテーナ11ないしその周面の保持孔12を
形成することができる。従って、材料コストが低減でき
るとともに、従来のような筒状の部材の周面に対する多
数の孔開けといった煩雑な作業を解消できる。

【００３７】また、ボール13を保持孔12内に圧入するこ
とで、ベアリング用のボール13をリテーナ11の所定位置
に保持させることができる。従って、従来のような個々
のボール13に対するかしめ加工をも省略することができ
る。これらにより軸受10の製造工程が大幅に簡略化さ
れ、コストダウンも図ることができるようになる。

【００３８】さらに、本実施例では、保持孔12内の中間
部に円筒状を形成する基準溝23を形成したため、表裏開
口近傍の突起部24, 25が変形していても基準溝23の内周
計測により保持孔12の中心位置を確実に割り出すことが
できる。従って、ボール13の圧入工程を自動化する場合
など、リテーナ11の周面の各保持孔12の位置を確実に判
別してボール13の圧入を円滑に行うことができる。

【００３９】また、本実施例では、リテーナ11の端部開
口周縁に切欠き14を設けたため、ボール13の圧入を自動
化する際にリテーナ11を端部で保持する際に周方向の角
度位置を確実に割り出すことができ、ボール13の圧入を
さらに円滑に行うことができる。

【００４０】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、以下に示すような変形等は本発明に含まれ
るものである。すなわち、リテーナ11の材質は前述した
ポリアセタール樹脂の他にも各種の合成樹脂が利用で
き、軸受け10として要求される機械性能、摩擦性、成形
性、ボール13を圧入するための弾性等を考慮して適宜選
択すればよい。

【００４１】また、リテーナ11の周面に設ける保持孔12
およびボール13の数や配置形態、あるいはボール13の径
やリテーナ11自体の寸法等は任意であり、実施にあたっ
て適宜設定すればよい。

【００４２】さらに、保持孔12の内部形状も前記実施例
に限らず、基準溝23の形成は必須ではなく、ボール13の
圧入時の位置決めは他のマーカ等を表面21に設けて識別
してもよく、保持孔12としてはボール13の回転および変
位を許容する空間が内部に形成できればよい。

【００４３】また、保持孔12に収容されたボール13を保
持する突起部24, 25の形状等も適宜変更すればよく、断
面は他の形状等でもよく、全周に連続するものに限らず
周方向に独立した突起が均等に配列されたようなもので
もよい。

【００４４】さらに、リテーナ11の端部の切欠き14も数
や形状も適宜変更すればよく、適用する自動ボール挿入
機等との間で調整すればよい。そして、自動ボール挿入
等を行わない場合など、切欠き14は必須ではなく、適宜
省略すればよい。

【００４５】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば軸
受の製造にあたってリテーナおよび保持孔を一体成形で
きるとともに、保持孔へのボールの圧入によりかしめ工
程を省略することができるため、製造工程を簡略化する
ことができるとともに、製造コストを低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図。

【図２】前記実施例を示す断面図。

【図３】前記実施例の要部を示す拡大断面図。

【図４】前記実施例の製造工程を示す拡大断面図。

【図５】前記実施例の製造工程を示す拡大断面図。

【図６】前記実施例の製造工程を示す拡大断面図。

【図７】前記実施例の製造工程を示す拡大断面図。

【図８】本発明が適用される背景技術を示す断面図。

【図９】従来の製造工程を示す拡大断面図。

【図10】従来の製造工程を示す拡大断面図。

【図11】従来の製造工程を示す拡大断面図。

【符号の説明】

10 軸受 11 リテーナ 12 保持孔 13 ボール 23 基準溝 24 突起部 25 突起部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富谷 雅樹 神奈川県川崎市高津区坂戸165番地 株式 会社ミツトヨ開発研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リテーナの表裏面を貫通する保持孔内に
   ボールを収容保持する軸受であって、前記リテーナは弾
   性を有する合成樹脂材料で形成され、前記保持孔は表裏
   面の開口内に内径が前記ボールの直径より小さな突起部
   を有し、前記突起部の一方は弾性変形により内径が前記
   ボールの直径以上まで拡開可能に形成されていることを
   特徴とする軸受。
2. 【請求項２】 リテーナの表裏面を貫通する保持孔内に
   ボールを収容保持する軸受の製造方法であって、前記保
   持孔を有するリテーナを合成樹脂で一体成形し、この成
   形時に前記保持孔の表裏面の開口内に前記ボールの直径
   より小さな突起部を一体形成しておき、成形されたリテ
   ーナの各保持孔に前記ボールを圧入して各突起部の間に
   収容保持させることを特徴とする軸受の製造方法。