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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6411180
(24)【登録日】2018年10月5日
(45)【発行日】2018年10月24日
(54)【発明の名称】深溝玉軸受の組立方法
(51)【国際特許分類】
F16C 43/06 20060101AFI20181015BHJP
F16C 19/16 20060101ALI20181015BHJP
F16C 33/58 20060101ALI20181015BHJP
【ＦＩ】
F16C43/06
F16C19/16
F16C33/58
【請求項の数】7
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2014-228267(P2014-228267)
(22)【出願日】2014年11月10日
(65)【公開番号】特開2016-90015(P2016-90015A)
(43)【公開日】2016年5月23日
【審査請求日】2017年10月26日
(73)【特許権者】
【識別番号】000102692
【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107423
【弁理士】
【氏名又は名称】城村 邦彦
(74)【代理人】
【識別番号】100120949
【弁理士】
【氏名又は名称】熊野 剛
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 克明
(72)【発明者】
【氏名】久保 年雄
(72)【発明者】
【氏名】東野 年則
【審査官】
岡澤 洋
(56)【参考文献】
【文献】
特開昭６１−１８４２１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００６−３２９２１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１４−０９８４６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平１０−２１３１４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００５−２４９１４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許第０２６３３６２７（ＵＳ，Ａ）
【文献】
米国特許第０３７８３４８２（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｆ１６Ｃ ４３／０６
Ｆ１６Ｃ １９／１６
Ｆ１６Ｃ ３３／５８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内周に軌道面が形成された外輪と、外周に軌道面が形成された内輪と、前記外輪の軌道面と内輪の軌道面間に配置された複数のボールと、このボールをポケットに収容する保持器とからなり、前記外輪の軌道面と内輪の軌道面のそれぞれの両側に位置する合計４つの肩のうち、スラスト荷重が負荷される外輪の軌道面の一方側の肩と内輪の軌道面の他方側の肩の高さを、外輪の軌道面の他方側の肩と内輪の軌道面の一方側の肩の高さより高くした深溝玉軸受の組立方法であって、
前記外輪の内側に内輪を挿入し、この内輪を外輪に対し径方向に偏心させて内輪と外輪との間に形成された三日月状の隙間に装填数より１個少ない数のボールを挿入し、挿入済のボールの間に最後の１個のボールを載置し、
前記三日月状の隙間の狭まる側における内外輪の軌道面に挿入済のボールを当接させると共に、前記径方向に偏心させた内輪の中心と外輪の中心を通る直径方向に外輪に対して変動する荷重を負荷することにより、前記挿入済のボールの間に載置された最後の１個のボールを前記隙間に挿入することを特徴とする深溝玉軸受の組立方法。
前記外輪の内側に内輪を挿入し、この内輪を外輪に対し径方向に偏心させて内輪と外輪との間に形成された三日月状の隙間に装填数より１個少ない数のボールを挿入し、挿入済のボールの間に最後の１個のボールを載置し、
前記三日月状の隙間の狭まる側における内外輪の軌道面に挿入済のボールを当接させると共に、前記径方向に偏心させた内輪の中心と外輪の中心を通る直径方向に外輪に対して変動する荷重を負荷することにより、前記挿入済のボールの間に載置された最後の１個のボールを前記隙間に挿入することを特徴とする深溝玉軸受の組立方法。
【請求項2】
前記外輪の軌道面の一方側の肩高さＨｏおよび内輪の軌道面の他方側の肩高さＨｉとボールの直径ｄとの比率Ｈｏ／ｄおよびＨｉ／ｄを、それぞれ０．２５〜０．５０の範囲としたことを特徴とする請求項１に記載の深溝玉軸受の組立方法。
【請求項3】
前記最後の１個のボールを挿入済ボールの配列の中央に載置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の深溝玉軸受の組立方法。
【請求項4】
前記外輪への荷重を、外輪の外周を押圧板で挟むことにより負荷することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の深溝玉軸受の組立方法。
【請求項5】
前記外輪への荷重を負荷するとき、前記三日月状の隙間の中央部の間隔が拡大するように前記内輪が外輪に対して傾いた姿勢になっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の深溝玉軸受の組立方法。
【請求項6】
前記挿入済のボールの間に載置された最後の１個のボールが、自重で落下し前記隙間に挿入されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の深溝玉軸受の組立方法。
【請求項7】
前記外輪の弾性変形を解除後、内輪と外輪の軌道面間にボールを等間隔で配置し、保持器を装着することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の深溝玉軸受の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、外輪と内輪間にボールを組み込んだ深溝玉軸受の組立方法に関する。
【背景技術】
【0002】
図１７に示すように、トランスミッションのファイナルドライブギヤ５１の回転をファイナルドリブンギヤ５２から、このギヤ５２を支持するデフケース５３に伝え、このデフケース５３の回転をピニオンシャフト５４に固定された一対のピニオン５５からこれに噛合うサイドギヤ５６ａ、５６ｂに伝達して、各サイドギヤ５６ａ、５６ｂに連結された左右のドライブシャフト５７ａ、５７ｂに伝達するようにしたデファレンシャルにおいては、デフケース５３の両側に形成された円筒部５８ａ、５８ｂをハウジング５９に支持された一対の転がり軸受１によって回転自在に支持している。
【0003】
上記のデファレンシャルにおいては、デフケース５３に支持されたファイナルドリブンギヤ５２にヘリカルギヤが採用されているため、ファイナルドリブンギヤ５２が回転すると、デフケース５３にスラスト荷重が負荷されることになる。
【0004】
このため、デフケース５３を支持する転がり軸受１には、ラジアル荷重とスラスト荷重の両方の荷重を支持することができる軸受を用いる必要がある。
【0005】
上記の軸受として、円すいころ軸受では、負荷容量が大きく、スラスト荷重およびラジアル荷重の両方を受けることができるため、デフケース５３の支持用軸受に好適であるが、この円すいころ軸受においては、損失トルクが大きく、燃料の消費量が多くなるという問題が生じる。その低燃費化を図る上においては、損失トルクの少ない深溝玉軸受を用いるのが好ましい。
【0006】
ところで、標準の深溝玉軸受では、過大なスラスト荷重が負荷された際には、スラスト荷重を受ける負荷側の肩にボールが乗り上げて、肩のエッジが損傷する懸念がある。
【0007】
そのような不都合を解消するため、特許文献１に記載された深溝玉軸受では、外輪の軌道面および内輪の軌道面のそれぞれの両側に形成された肩のうち、スラスト荷重を受ける側の肩を高くして、ボールの乗り上げを阻止し、軸受の耐久性の低下を抑制するようにしている。また、保持器を第１分割保持器と第２分割保持器とからなる分割構造によって構成し、両分割保持器を嵌合することにより、深溝玉軸受を組み立てることができるため、組立が容易である。さらに、両分割保持器の組み合わせ状態において連結手段が係合して両分割保持器を軸方向に非分離とするため、大きなモーメント荷重が負荷されてボールに遅れ進みが生じても、両分割保持器は軸方向に分離するようなことがなく、保持器の脱落防止に効果を上げるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２０１１−７２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところが、特許文献１に記載の深溝玉軸受の組立方法については検討の余地が残されている。すなわち、深溝玉軸受の組立方法は、外輪の内側に内輪を挿入し、内輪を外輪に対し径方向に偏心させて、内輪と外輪との間に三日月状の隙間を形成する。そして、この三日月状の隙間に所定の装填数のボールを挿入し、その後、内輪を外輪に対して上記の三日月状の隙間方向に径方向に移動させて内輪と外輪の軸心を一致させる。この際、ボールと内外輪の軌道面との間の重なり量が大きい場合には、外輪を弾性変形内で径方向に変形させておく。その後、外輪の変形を解除し、内輪と外輪の軌道面間にボールを等間隔で配置し、保持器を装着する。
【0010】
上記のように、重なり量の大きい深溝玉軸受の組立は、外輪の弾性変形内で変形させて内輪と外輪の間にボールを挿入する必要があるが、大きなスラスト荷重が負荷可能な肩高さの高い深溝玉軸受では、外輪の変形量を大きくする必要があるため、外輪が塑性変形を起こし、組込みに限界があるという問題を残していた。
【0011】
上記のような問題に鑑み、本発明は、大きなスラスト荷重が負荷可能な肩高さの高い深溝玉軸受の組込み時の外輪の塑性変形およびボール傷を防止できる組立方法および深溝玉軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明者は、上記の目的を達成するために種々検討した結果、従来成立不可とされていた肩高さの高い深溝玉軸受の組立時の外輪の塑性変形およびボール傷を、組立方法を工夫することにより防止するという新たな着想によって本発明に至った。
【0013】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、内周に軌道面が形成された外輪と、外周に軌道面が形成された内輪と、前記外輪の軌道面と内輪の軌道面間に配置された複数のボールと、このボールをポケットに収容する保持器とからなり、前記外輪の軌道面と内輪の軌道面のそれぞれの両側に位置する合計４つの肩のうち、スラスト荷重が負荷される外輪の軌道面の一方側の肩と内輪の軌道面の他方側の肩の高さを、外輪の軌道面の他方側の肩と内輪の軌道面の一方側の肩の高さより高くした深溝玉軸受の組立方法であって、前記外輪の内側に内輪を挿入し、この内輪を外輪に対し径方向に偏心させて内輪と外輪との間に形成された三日月状の隙間に装填数より１個少ない数のボールを挿入し、挿入済のボールの間に最後の１個のボールを載置し、前記三日月状の隙間の狭まる側の内外輪の軌道面に挿入済のボールを当接させると共に、前記径方向に偏心させた内輪の中心と外輪の中心を通る直径方向に外輪に対して変動する荷重を負荷することにより、前記挿入済のボールの間に載置された最後の１個のボールを前記隙間に挿入することを特徴とする。
【0014】
上記の構成により、大きなスラスト荷重が負荷可能な肩高さの高い深溝玉軸受の組立が、従来の机上計算よりも小さい弾性変形量で成立し、組立時の外輪の塑性変形およびボール傷を防止することができる。その結果、従来スラスト負荷能力の問題から円すいころ軸受を使用していた箇所でも大きなスラスト荷重を受けることができる深溝玉軸受の適用が可能となり、かつ、円すいころ軸受から深溝玉軸受に置き換えることでトルク低減効果も得られる。
【0015】
深溝玉軸受の組立方法として、外輪と内輪との間に形成される三日月状の隙間にボールを挿入するが、最後の１個のボールが挿入できない場合、外輪を弾性域内で楕円状に変形させ、この状態で最後の１個のボールを挿入する。
【0016】
上記の肩高さの高い深溝玉軸受において、高さの高い外輪の軌道面の一方側の肩高さおよび内輪の軌道面の他方側の肩高さが必要以上に大きくなると、ボールの組込みができなくなり、一方、低すぎると、ボールの乗り上げが生じる。このため、高さの高い外輪の軌道面の一方側の肩高さＨｏおよび内輪の軌道面の他方側の肩高さＨｉ、ボールの直径をｄとしたとき、ボールの直径ｄに対する肩高さＨｏおよびＨｉの比率Ｈｏ／ｄおよびＨｉ／ｄをそれぞれ０．２５〜０．５０の範囲としておくことが好ましい。
【0017】
最後の１個のボールを挿入済ボールの配列の中央に載置し、最後の１個のボールが自重で落下して三日月状の隙間に挿入されることが好ましい。この組立方法により、組立時の外輪の塑性変形およびボール傷を確実に防止することができる。
【0018】
上記の最後の１個のボールの挿入の際の外輪を楕円状に弾性変形させる荷重を、外輪の外周を押圧板で挟んで負荷することにより、簡単な構成で、荷重を負荷することができ、組立時の外輪の塑性変形およびボール傷を確実に防止することができる。
【0019】
上記ボール挿入時の荷重を負荷するとき、三日月状の隙間の中央部の間隔が拡大するように内輪を外輪に対して傾いた姿勢にすることが好ましい。これにより、最後の１個のボールを容易に挿入することができる。
【0020】
上記の外輪の弾性変形を解除後、通常の深溝玉軸受の組立方法と同様に、内輪と外輪の軌道面間にボールを等間隔で配置し、保持器を装着することができる。
【0021】
本発明の組立方法により製造された深溝玉軸受は、従来の机上計算よりも小さい弾性変形量で成立し、組立時の外輪の塑性変形およびボール傷を防止することができる。その結果、従来スラスト負荷能力の問題から円すいころ軸受を使用していた箇所でも大きなスラスト荷重を受けることができる深溝玉軸受の適用が可能となり、かつ、円すいころ軸受から深溝玉軸受に置き換えることでトルク低減効果も得られる。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、大きなスラスト荷重が負荷可能な肩高さの高い深溝玉軸受の組立が、従来の想定よりも小さい弾性変形量で成立し、組立時の外輪の塑性変形およびボール傷を防止することができる。その結果、従来スラスト負荷能力の問題から円すいころ軸受を使用していた箇所でも大きなスラスト荷重を受けることができる深溝玉軸受の適用が可能となり、かつ、円すいころ軸受から深溝玉軸受に置き換えることでトルク低減効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の実施形態に係る組立方法を適用した深溝玉軸受を示す縦断面図である。
【図2】上記の深溝玉軸受の保持器の一部分を示す右側面図である。
【図3】上記の深溝玉軸受の保持器の一部分を示す左側面図である。
【図4】第１分割保持器と第２分割保持器の一部分を示す平面図である。
【図8】本発明の実施形態に係る深溝玉軸受の組立方法における装填数より１個少ない数のボールを挿入した状態を示す縦断面図である。
【図10】挿入済のボールの間に最後の１個のボールを載置した状態を示す平面図である。
【図11】上記の組立初期の状態を示す縦断面図である。
【図12】外輪の弾性変形により、挿入済のボールが奥側へ移動した状態を示す縦断面図である。
【図14】最後の１個のボールの装着が完了した状態を示す縦断面図である。
【図15】本発明の実施形態に係る組立方法を適用した深溝玉軸受の使用例を示す部分的な縦断面図である。
【図16】本発明の実施形態に係る組立方法を適用した深溝玉軸受の別の実施形態を示す縦断面図である。
【図17】ディファレンシャルの概要を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0025】
まず、本発明の実施の形態に係る組立方法が適用される深溝玉軸受を図１〜７に基づいて説明する。図１は深溝玉軸受の縦断面図である。図示のように、深溝玉軸受１は、外輪２、内輪３、ボール４および保持器５を主な構成とする。外輪２の内周に形成された軌道面６と内輪３の外周に形成された軌道面７との間にボール４が組み込まれ、ボール４は保持器５に回転自在に保持されている。
【0026】
外輪２の軌道面６の両側に形成された一対の肩８ａ、８ｂのうち、軌道面６の一方側に位置する肩８ａの高さは、他方側に位置する肩８ｂの高さよりも高くなっている。一方、内輪３の軌道面７の両側に形成された一対の肩９ａ、９ｂのうち、軌道面７の他方側に位置する肩９ｂの高さは、一方側に位置する肩９ａの高さよりも高くなっている。ここで、一方側とは、図１において左側を指し、他方側とは右側を指す。
【0027】
高さの低い肩８ｂおよび９ａの肩の高さは、標準型深溝玉軸受の肩と同じ高さとしているが、標準型深溝玉軸受の肩の高さより低くしてもよい。
【0028】
なお、説明の都合上、高さの高い肩８ａ、９ｂを、スラスト負荷側の肩８ａ、９ｂともいい、高さの低い肩８ｂ、９ａをスラスト非負荷側の肩８ｂ、９ａともいう。
【0029】
スラスト負荷側の肩８ａ、９ｂの肩高さをそれぞれＨｏ、Ｈｉとし、ボール４の直径をｄとすると、ボール４の直径ｄに対する肩高さＨｏ、Ｈｉの比率Ｈｏ／ｄ、Ｈｉ／ｄは、Ｈｏ／ｄ＝０．２５〜０．５０、Ｈｉ／ｄ＝０．２５〜０．５０の範囲とされている。これにより、肩高さの高い深溝玉軸受において、高さの高い外輪の軌道面の一方側の肩高さおよび内輪の軌道面の他方側の肩高さが必要以上に大きくなって、ボールの組込みができないという問題や、一方、低すぎてボールの乗り上げが生じるという問題を解消できる。
【0030】
保持器５は、第１分割保持器１０と、この第１分割保持器１０の内側に嵌合された第２分割保持器１１とからなる。
【0031】
保持器５の詳細を図１〜図４に基づいて説明する。図２は図１の保持器の一部分を示す右側面図であり、図３は保持器の一部分を示す左側面図であり、さらに図４は第１分割保持器と第２分割保持器の一部分を示す平面図である。図１〜図４に示すように、第１分割保持器１０は、環状部１２の軸方向の一方側に対向する一対のポケット爪１３を周方向に等間隔に形成し、対向する各一対のポケット爪１３間に環状部１２をえぐって２分の１円を超える大きさのポケット１４を設けた合成樹脂の成形品からなる。環状部１２の内径はボール４のピッチ円径（ＰＣＤ）に略等しく、外径は外輪２の高さが高い肩８ａの内径と高さが低い肩８ｂの内径の範囲内とし、外輪２の高さの低い肩８ｂ側から軸受内に挿入可能となっている。
【0032】
一方、第２分割保持器１１は、環状部１５の軸方向の他方側に対向する一対のポケット爪１６を周方向に等間隔に形成し、対向する各一対のポケット爪１６間に環状部１５をえぐって２分の１円を超える大きさのポケット１７を設けた合成樹脂の成形品からなる。環状部１５の外径はボール４のピッチ円径（ＰＣＤ）に略等しく、内径は内輪３の高さが高い肩９ｂの外径と高さが低い肩９ａの外径の範囲内とされている。第２分割保持器１１は、高さの低い肩９ａ側から軸受内に挿入可能とし、かつ、第１分割保持器１０の内側に嵌合可能となっている。
【0033】
第１分割保持器１０と第２分割保持器１１の相互間には、内外に嵌り合う嵌合状態において軸方向に非分離とする連結手段Ｃが設けられている。連結手段Ｃは次のように構成されている。第１分割保持器１０の隣接するポケット１４のポケット爪１３間に内向きの係合爪１８を設け、かつ、環状部１２の内径面に係合爪１８と同一軸線上に溝状の係合凹部１９が形成されている。一方、第２分割保持器１１の隣接するポケット１７のポケット爪１６間に外向きの係合爪２０を設け、かつ、環状部１５の外径面に係合爪２０と同一軸線上に溝状の係合凹部２１が形成されている。そして、第１分割保持器１０の係合爪１８と第２分割保持器１１の係合凹部２１の係合および第２分割保持器１１の係合爪２０と第１分割保持器１０の係合凹部１９の係合によって、第１分割保持器１０と第２分割保持器１１とを軸方向に非分離とする構成としている。第１分割保持器１０と第２分割保持器１１を軸方向に非分離にしているため、大きなモーメント荷重が負荷されてボール４に遅れ進みが生じても、保持器５は脱落するようなことはない。
【0034】
保持器５の詳細をさらに図４〜図７に基づいて説明する。図４および図５に示すように、係合爪１８、２０と係合凹部１９、２１との間に形成される周方向隙間２７の隙間量δ１をボール４とポケット１４、１７との間に形成される周方向のポケット隙間２８の隙間量δ２より大きくしておくことにより、大きなモーメント荷重が負荷されてボール４に遅れ進みが生じ、第１分割保持器１０と第２分割保持器１１とが相対的に回転しても、係合爪１８、２０が係合凹部１９、２１の周方向で対向する側面に当接することはなく、係合爪１８、２０の損傷を防止することができる。
【0035】
また、図６および図７に示すように、係合爪１８、２０と係合凹部１９、２１との間に形成される軸方向隙間２９の隙間量δ３をボール４とポケット１４、１７との間に形成される軸方向のポケット隙間３０の隙間量δ４より大きくしておくことにより、第１分割保持器１０と第２分割保持器１１に離反する方向の軸方向力が作用した際に、対向する一対のポケット爪１３、１６の内面がボール４の外周面に当接して、係合爪１８、２０が係合凹部１９、２１の軸方向端面に当接するというようなことがなくなり、係合爪１８、２０の損傷を防止することができる。
【0036】
第１分割保持器１０と第２分割保持器１１とからなる保持器５は、深溝玉軸受１を潤滑する潤滑油に曝されるため、耐油性に優れた合成樹脂を用いる。そのような合成樹脂として、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）等を上げることができる。これらの樹脂は、潤滑油の種類に応じて適切なものを選択して使用すればよい。
【0038】
深溝玉軸受１の組立初期段階を図８および図９に示す。図８は縦断面図であり、図９は、図８のＡ−Ａ線における横断面図である。ただし、両図において、ボールと押圧板については断面表示としていない。また、図９ではテーブルの図示を省略している。この深溝玉軸受１は、ボールの装填数が９個であり、外輪２を楕円状に弾性変形させないと最後の１個のボール４を挿入することができない深溝玉軸受である。この深溝玉軸受１の組立方法を例示する。図８および図９に示すように、まず、組立機のテーブル２３上に載置された外輪２の内側に内輪３を挿入し、内輪３を外輪２に対して径方向に偏心させて、内輪３の肩９ａ、９ｂの外径面の一部を外輪２の肩８ａ、８ｂの内径面の一部に当接させて、この当接部位から周方向に１８０度ずれた位置に三日月状の隙間２２を形成する。この三日月状の隙間２２に装填数より１個少ない個数、すなわち８個のボール４を挿入する。挿入されたボール４に順次４（１）、４（２）、４（３）、４（４）、４（５）、４（６）、４（７）、４（８）と符号を付す。この状態では、まだ、押圧板２４、２５に、荷重が負荷されていない。
【0039】
次に、図１０に示すように、挿入されたボール列の中央のボール４（４）と４（５）との間に最後の１個のボール４（９）を載せる。図１０は、この状態を示す平面図であり、この図においてもテーブルの図示を省略している。最後の１個のボール４（９）を挿入された中央のボール４（４）と４（５）間に載せることにより、ボール４（９）を載置するスペースを確保しやすく、後述する組込み作業が容易となる。しかし、これに限られず、ボール４の装填数が偶数個、或いは装填数の多い深溝玉軸受などの場合では、中央近辺のボール間に最後の１個のボールを載せることも適宜実施することができる。
【0040】
その後、図１１に示すように、内輪３の肩９ｂに当接部材２６、２６’を押し当てて、三日月状の隙間２２の狭まる側における内輪３の軌道面７と外輪２の軌道面６にボール４（１）、４（８）を当接した状態にする。この状態で、図１０に示す内輪３の中心Ｏｉと外輪２の中心Ｏｏを通る直径方向Ｄで、押圧板２４、２５間に外輪２を挟んで、押圧板２５に白抜き矢印の方向に荷重を負荷し、外輪２を直径方向Ｄに直交する方向に長軸をもつ楕円状に弾性変形させる（楕円状の変形は図示省略）。外輪２に荷重を負荷すると、その反力により、内輪３は、三日月状の隙間２２の一番奥側に位置するボール４（１）とボール４（８）（図１０参照）を支点として回転し、図１１に示すように、内輪３は外輪２に対して傾く。同時に、奥側のボール４（１）、４（８）は、少しの量だけ隙間２２の奥側、すなわち、三日月状の隙間２２の狭まる側に移動する。この状態で外輪２への変動する荷重を負荷する。このとき、外輪２に負荷する変動荷重の上限は、内輪３を外輪２に対して傾斜させずに最後のボールが入る隙間ができる弾性変形に必要な荷重よりも小さく設定している。
【0041】
外輪２への変動する荷重の負荷を継続すると、隙間２２の奥側へボール４（１）〜４（４）および４（８）〜４（５）が徐々に移動し、図１２に示す状態から図１３に示す状態に進んでいく。この現象は、隙間２２の一番奥側のボール４（１）および４（８）が、三日月状の隙間を形成する内外輪２、３の軌道面６、７のくさび状空間の狭くなる方へ徐々に噛み込んでいく挙動によるものと考えられる。結果、図１３に示すように、外輪２に対する内輪３の傾き角が減少すると共に最後の１個のボール４（９）は、次第に隙間２２の領域内に入る状態になる。
【0042】
図１３に示す状態から、さらにボール４（１）〜４（４）および４（８）〜４（５）が隙間２２の奥側に移動し、ボール４（１）、４（８）の中心が内輪３の中心Ｏｉと外輪２の中心Ｏｏの位置に合致したとき、内輪３がボール４（１）、４（８）を支点として外輪２に対して時計回りに回転すると同時に最後の１個のボール４（９）も自然落下で軸受１内に落ち、ボール４の挿入が完了する。なお、最後の１個のボール４（９）が軸受1内に落したとき、上記のように内輪３の中心Ｏｉと外輪２の中心Ｏｏの位置とが合致しているので、内輪３の軌道面７と外輪２の軌道面６とから形成される空間に各ボール４が移動可能な状態になり、図１４に示すように、ボール４は相応に分散される。
【0043】
本実施形態の組立方法では、外輪２に対して変動する荷重を負荷することにより、従来の机上計算で円環モデルを変形させ、最後のボールが入る隙間ができる弾性変形量よりも小さくしてもボールを挿入することができる。これにより、大きなスラスト荷重が負荷可能な肩高さの高い深溝玉軸受１であっても、組立時の外輪２の塑性変形およびボール傷を防止することができる。
【0044】
その後、外輪２の変形を解除して、ボール４を周方向に等間隔に配置し、図１に示す外輪２のスラスト非負荷側の肩８ｂの外側から外輪２と内輪３間に第１分割保持器１０をその第１分割保持器１０に形成されたポケット１４内にボール４が嵌り込むようにして挿入する。また、内輪３のスラスト非負荷側の肩９ａの外側から外輪２と内輪３間に第２分割保持器１１を、その第２分割保持器１１に形成されたポケット１７内にボール４が嵌り込むように挿入して、第１分割保持器１０内に第２分割保持器１１を嵌合する。
【0045】
上記のように、第１分割保持器１０内に第２分割保持器１１を嵌合することにより、図１および図７に示すように、各分割保持器１０、１１に形成された係合爪１８、２０が相手方の分割保持器に設けられた係合凹部１９、２１に係合することになり、深溝玉軸受１の組立が完了する。このように、外輪２の軌道面６と内輪３の軌道面７間にボール４を組み込んだ後、外輪２と内輪３の両側から内部に第１分割保持器１０と第２分割保持器１１とを挿入して、第１分割保持器１０内に第２分割保持器１１を嵌合する簡単な作業によって深溝玉軸受を組み立てることができる。
【0046】
本実施形態の組立方法を適用した深溝玉軸受１をデフケースの両端に形成された円筒部を支持した使用例を図１５に示す。円筒部５８ａ、５８ｂの支持に際し、深溝玉軸受１は、内輪３のスラスト負荷側の肩９ｂがファイナルドリブンギヤ５２側に位置する組付けとする。
【0047】
上記のようなギヤ支持装置において、ファイナルドライブギヤ５１からのトルク伝達により、デフケース５３が車両の前進走行方向に回転すると、ヘリカルギヤからなるファイナルドリブンギヤ５２の回転によってデフケース５３にスラスト力が負荷され、そのスラスト力は、図１５の左側の深溝玉軸受１における内輪３のスラスト負荷側の肩９ｂと外輪２のスラスト負荷側の肩８ａで支持される。このとき、ボール４にもスラスト力が負荷され、内輪３のスラスト負荷側の肩９ｂと外輪２のスラスト負荷側の肩８ａが必要以上に低い場合、ボール４が肩８ａ、９ｂに乗り上がり、肩８ａ、９ｂのエッジを損傷させる可能性がある。本深溝玉軸受１では、ボール４の直径ｄに対する肩高さＨｏ、Ｈｉ（図１参照）の比率Ｈｏ／ｄ、Ｈｉ／ｄを０．２５以上としているため、ボール４の乗り上げを確実に阻止することができる。
【0048】
なお、デフケース５３が車両の後退走行方向に回転すると、デフケース５３に負荷されるスラスト力は、図１５の右側の深溝玉軸受１における内輪３のスラスト負荷側の肩９ｂと外輪２のスラスト負荷側の肩８ａで支持される。この場合も、ボール４の直径ｄに対する肩高さＨｏ、Ｈｉの比率Ｈｏ／ｄ、Ｈｉ／ｄを０．２５以上としているため、ボール４の乗り上げを確実に阻止することができる。
【0049】
図１では、高さの低いスラスト非負荷側の肩８ｂおよび９ａの肩の高さは、標準型深溝玉軸受の肩と同じ高さとしたが、標準型深溝玉軸受の肩の高さより低くしてもよい。スラスト非負荷側の肩８ｂおよび９ａの肩の高さを標準型深溝玉軸受の肩の高さより低くすると、低くした分、第１分割保持器１０および第２分割保持器１１の径方向の厚みを厚くすることができるため、保持器５の強度を高めることができる。
【0050】
しかし、スラスト非負荷側の肩８ｂおよび９ａの肩の場合でも、その肩の高さが必要以上に低くなると、ラジアル荷重によりボール４の乗り上げが発生するおそれがあるため、外輪２の肩８ｂの肩高さＨｏ’（図１参照）については、ボール４の直径ｄに対する肩高さＨｏ’の比率Ｈｏ’／ｄを０．０９〜０．５０の範囲とし、内輪３の肩９ａの肩Ｈｉ’（図１参照）については、ボール４の直径ｄに対する肩高さＨｉ’の比率Ｈｉ’／ｄを０．１８〜０．５０の範囲とすることが好ましい。
【0051】
次に、本発明の実施形態に係る組立方法を適用した深溝玉軸受の別の実施形態を図１６に基づいて説明する。図１６は、本深溝玉軸受の径方向の上側部分だけを示す縦断面図である。この深溝玉軸受は、前述した実施形態の深溝玉軸受１と比較して、保持器の構造のみが異なる。したがって、前述した深溝玉軸受１と同様の機能を有する部位については同じ符号を付して概要のみを説明し、重複説明を省略する。
【0052】
深溝玉軸受１に用いられる保持器５は金属板製の波型保持器である。第１の保持器部材５’と第２の保持器部材５”を鋲３１で加締めて結合したものである。この深溝玉軸受１においても、外輪２の軌道面６の両側に形成された一対の肩８ａ、８ｂのうち、軌道面６の一方側に位置する肩８ａの高さは、他方側に位置する肩８ｂの高さよりも高くなっている。一方、内輪３の軌道面７の両側に形成された一対の肩９ａ、９ｂのうち、軌道面７の他方側に位置する肩９ｂの高さは、一方側に位置する肩９ａの高さよりも高くなっている。
【0053】
前述した深溝玉軸受と同様、高さの高い肩（スラスト負荷側の肩）８ａ、９ｂの肩高さをそれぞれＨｏ、Ｈｉとし、ボール４の直径をｄとすると、ボール４の直径ｄに対する肩高さＨｏ、Ｈｉの比率Ｈｏ／ｄ、Ｈｉ／ｄは、Ｈｏ／ｄ＝０．２５〜０．５０、Ｈｉ／ｄ＝０．２５〜０．５０の範囲とされている。これにより、ボール４の組込みを可能にすると共に、ボール４の乗り上げを阻止することができる。
【0054】
この深溝玉軸受１おいても、内輪３、外輪２間へのボール４の挿入方法は、本発明の組立方法についての実施形態において前述した内容と同じである。ボール４の挿入が完了した後、ボール４を周方向に等間隔に配置し、第１の保持器部材５’と第２の保持器部材５”にそれぞれ形成されたポケット内にボール４が嵌り込むように、両保持器部材５’、５”を挿入して、第１の保持器部材５’と第２の保持器部材５”を鋲３１で加締めて連結し、軸受の組立が完了する。
【0055】
前述した組立方法についての実施形態では、外輪２に対して変動する荷重を負荷することにより、従来の机上計算で円環モデルを変形させ、最後のボールが入る隙間ができる弾性変形量よりも小さくしてもボールを挿入することができる。これにより、大きなスラスト荷重が負荷可能な肩高さの高い深溝玉軸受１であっても、組立時の外輪２の塑性変形およびボール傷を防止することができる。その結果、従来スラスト負荷能力の問題から円すいころ軸受を使用していた箇所でも大きなスラスト荷重を受けることができる深溝玉軸受１の適用が可能となり、かつ、円すいころ軸受から深溝玉軸受に置き換えることでトルク低減効果も得られる。
【0056】
前述した組立方法についての実施形態では、適用する深溝玉軸受のボール装填数が９個のものを例示したが、これに限られず、ボール装填数が８個以下、又は１０個以上で、奇数、偶数を問わず適用できることは言うまでもない。
【0057】
また、本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【0058】
１ 深溝玉軸受２ 外輪
３ 内輪
４ ボール
４（９） 最後の１個のボール
５ 保持器
６ 軌道面
７ 軌道面
８ａ スラスト負荷側の肩
８ｂ スラスト非負荷側の肩
９ａ スラスト非負荷側の肩
９ｂ スラスト負荷側の肩
２２ 三日月状の隙間
２３ テーブル
２４ 押圧板
２５ 押圧板
Ｈｉ 肩高さ
Ｈｏ 肩高さ
Ｏｉ 内輪の中心
Ｏｏ 外輪の中心