特開 2023-170089 治具、及び玉軸受の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023170089

(43)【公開日】2023-12-01

(54)【発明の名称】治具、及び玉軸受の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16C 43/06 20060101AFI20231124BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20231124BHJP

   F16C 33/41 20060101ALI20231124BHJP

【ＦＩ】

F16C43/06

F16C19/06

F16C33/41

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022081561

(22)【出願日】2022-05-18

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉川 武文

【テーマコード（参考）】

3J117

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J117AA10

3J117HA03

3J701AA02

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA62

3J701BA25

3J701BA44

3J701DA14

3J701EA31

3J701EA32

3J701EA36

3J701EA37

3J701EA76

3J701FA46

(57)【要約】

【課題】保持器性能を損なうことなく、組み込み時に保持器に発生する応力を低減可能な、治具、及び玉軸受の製造方法を提供する。
【解決手段】冠型樹脂保持器を玉軸受の内外輪間に配された複数の玉に対して挿入するための治具は、治具は、冠型樹脂保持器の主部の軸方向他方側面を押圧することで、冠型樹脂保持器を複数の玉に対して挿入するための押込治具であり、治具は、複数のポケットに対応する位置に軸方向一方側に突出する複数の凸部を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冠型樹脂保持器を玉軸受の内外輪間に配された複数の玉に対して挿入するための治具であって、
前記冠型樹脂保持器は、
円環状の主部と、
前記主部の軸方向一方側面から周方向に所定間隔で軸方向一方側に突出する複数の柱部と、
隣り合う前記柱部の間に形成され、前記複数の玉を保持可能な複数のポケットと、
を備え、
前記柱部は、先端部が互いに間隔をあけて配置される一対の爪部と、前記一対の爪部の根元部を接続する接続部と、を有し、
前記ポケットを構成する隣り合う二つの前記爪部の先端部同士の間には、前記玉の直径より短い幅を有し、かつ、前記玉に対して挿入するための、入口部が設けられ、
前記治具は、前記冠型樹脂保持器の前記主部の軸方向他方側面を押圧することで、前記冠型樹脂保持器を前記複数の玉に対して挿入するための押込治具であり、
前記治具は、前記複数のポケットに対応する位置に軸方向一方側に突出する複数の凸部を有する
ことを特徴とする治具。

【請求項2】

それぞれの前記凸部は、前記ポケットを構成する隣り合う二つの前記爪部の前記根元部の間の領域内に形成される
請求項１に記載の治具。

【請求項3】

それぞれの前記凸部の軸方向寸法ａは、前記ポケットの中心位置における前記主部の軸方向寸法ｂの１／１０以上である
請求項１に記載の治具。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の治具によって、前記冠型樹脂保持器の前記主部の軸方向他方側面を押圧することで、前記冠型樹脂保持器を前記複数の玉に対して挿入する
ことを特徴とする玉軸受の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、治具、及び玉軸受の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、冠型樹脂保持器においては、軸受から保持器が容易に脱落しないようにするため、爪部同士の間のポケット入口径は挿入されるボールの直径に対し、狭く設計されている。このため、保持器が軸受に組み込まれる際、ボールが保持器の爪部同士の間を周方向に広げながら保持器は挿入されていく。ここで、保持器を軸受に押し込む押込治具は、押し込み面が平面状であるため、保持器底面が押込治具の押し込み面と接触する。したがって、保持器が変形できる部分は爪部だけとなり、保持器の爪部根元には過大な応力が発生し、保持器の寿命を損なう可能性があった。

【0003】

その対策として、保持器の寿命に影響の与えない範囲までポケット入口径を広げる方法が考えられる。しかし、この方法では、保持器に利用されている材料の伸びが小さくなるほど、入口径を広く設定する必要がある。また、入口径を広く取りすぎてしまうと、軸方向の振動を受けた際、保持器がボールから抜けやすくなる恐れが懸念される。

【0004】

また、特許文献１には、内輪と、外輪と、内外輪間に転動自在に配される複数の玉と、合成樹脂の射出成形により形成され、玉を軸方向一側が開放された複数のポケットに収容して周方向に等間隔で保持する冠形保持器と、を備えた玉軸受が開示されている。そして、冠形保持器の各ポケットのうちの一部のポケットだけを、軸方向の一側端に玉に沿って湾曲する爪を有するものとして、これらの爪を有するポケットを周方向で互いに隣り合わないように配している。

【0005】

すなわち、冠形保持器の一部のポケットを爪有り、他のポケットを爪無しとし、爪有りポケットが周方向で互いに隣り合わないようにすることにより、保持器の組立時に、爪の周辺部を爪無しポケット側へ変形しやすくして、爪の変形を小さくすることを図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００６－１７０２７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１の技術のように爪の先端を切除した（爪無し）場合、保持器を玉に組み込みやすくはなるが、回転時に大きく振れ回りやすくなったり、軸受から抜けやすくなる等、性能面で問題が生じる可能性がある。

【0008】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、保持器性能を損なうことなく、組み込み時に保持器に発生する応力を低減可能な、治具、及び玉軸受の製造方法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】

【0009】

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。

【0010】

（１） 冠型樹脂保持器を玉軸受の内外輪間に配された複数の玉に対して挿入するための治具であって、
前記冠型樹脂保持器は、
円環状の主部と、
前記主部の軸方向一方側面から周方向に所定間隔で軸方向一方側に突出する複数の柱部と、
隣り合う前記柱部の間に形成され、前記複数の玉を保持可能な複数のポケットと、
を備え、
前記柱部は、先端部が互いに間隔をあけて配置される一対の爪部と、前記一対の爪部の根元部を接続する接続部と、を有し、
前記ポケットを構成する隣り合う二つの前記爪部の先端部同士の間には、前記玉の直径より短い幅を有し、かつ、前記玉に対して挿入するための、入口部が設けられ、
前記治具は、前記冠型樹脂保持器の前記主部の軸方向他方側面を押圧することで、前記冠型樹脂保持器を前記複数の玉に対して挿入するための押込治具であり、
前記治具は、前記複数のポケットに対応する位置に 軸方向一方側に突出する複数の凸部を有する
ことを特徴とする治具。
（２） それぞれの前記凸部は、前記ポケットを構成する隣り合う二つの前記爪部の前記根元部の間の領域内に形成される
（１）に記載の治具。
（３） それぞれの前記凸部の軸方向寸法ａは、前記ポケットの中心位置における前記主部の軸方向寸法ｂの１／１０以上である
（１）又は（２）に記載の治具。
（４） （１）～（３）のいずれかに記載の治具によって、前記冠型樹脂保持器の前記主部の軸方向他方側面を押圧することで、前記冠型樹脂保持器を前記複数の玉に対して挿入する
ことを特徴とする玉軸受の製造方法。

【発明の効果】

【0011】

本発明の治具及び玉軸受の製造方法によれば、保持器性能を損なうことなく、組み込み時に保持器に発生する応力を低減可能である。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、第一実施形態に係る玉軸受を一部切り欠いて示す斜視図である。

【図2】図２は、第一実施形態に係る治具及び保持器の斜視図である。

【図3】図３は、図２のＡ部分を径方向外側から見た拡大図である。

【図4】図４（ａ）～（ｄ）は、玉軸受の組立方法を説明するための図である。

【図5】図５は、図４（ｃ）を別視点から示す図である。

【図6】図６は、冠型保持器を玉に挿入する前の状態を示す図である。

【図7】図７は、冠型保持器を玉に挿入する時の状態を示す図である。

【図8】図８は、第二実施形態に係る冠型保持器及び治具の一部を径方向外側から見た図である。

【図9】図９は、第三実施形態に係る冠型保持器及び治具の一部を径方向外側から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の一実施形態に係る治具及び玉軸受の製造方法について、図面を用いて説明する。

【0014】

（第一実施形態）
図１は、第一実施形態に係る玉軸受を一部切り欠いて示す斜視図である。図２は、第一実施形態に係る治具及び保持器の斜視図である。図３は、図２のＡ部分を径方向外側から見た拡大図である。本実施形態の冠型樹脂保持器（以下、「冠型保持器」、又は単に「保持器」とも称す）１０は、図１に示すように、内輪７と、外輪９と、内輪７及び外輪９間に配された複数の玉６と、を備える玉軸受１１に適用され得る。

【0015】

図１～図３に示すように、冠型保持器１０は、略円環状の主部２０と、主部２０の上面２０ｂ（軸方向一方側面。図３中の破線で示された面。）から周方向に所定間隔で軸方向一方側（図２及び図３中、上側）に突出する複数の柱部３０と、隣り合う柱部３０，３０の間に形成され、玉６を保持可能な複数のポケット４０と、を備える。

【0016】

主部２０の上面２０ｂには、周方向に所定間隔で、複数の球面形状の球状凹面２１が形成されている。この球状凹面２１は、主部２０の径方向全幅にわたって形成されており、ポケット４０を構成する。なお、本発明のポケット４０の形状は球面形状に限定されず、任意の形状が適用でき、例えば円筒形状としてもよい。

【0017】

柱部３０は、一対の爪部３１，３１と、一対の爪部３１，３１の根元部３１ａ，３１ａを接続する接続部３３と、を有する。

【0018】

一対の爪部３１，３１の先端部は、互いに周方向に間隔をあけて配置されている。また、ポケット４０を構成する隣り合う二つの爪部３１，３１の先端部同士の間には、玉６の直径よりも短い幅を有し、かつ、玉６を挿入するための、入口部３５が設けられる。

【0019】

爪部３１は、ポケット４０を構成する球面形状の周方向第一面３１ｂと、周方向第一面３１ｂとは反対側の周方向第二面３１ｃと、を有する。

【0020】

一対の爪部３１，３１の周方向第二面３１ｃ，３１ｃは、それぞれ湾曲形状である。周方向第二面３１ｃの根本部（爪部３１の根元部３１ａ）は、接続部３３の上面３３ａと接続する。この接続部３３の上面３３ａは、一対の周方向第二面３１ｃ，３１ｃと接続部３３の上面３３ａとによって形成される略Ｕ字形状の底面に相当する。

【0021】

隣り合う二つの爪部３１，３１の周方向第一面３１ｂ，３１ｂと、主部２０の球状凹面２１と、はポケット４０を構成する。これら、二つの周方向第一面３１ｂ，３１ｂおよび球状凹面２１は、互いに滑らかに接続し、ポケット４０の球状凹面を構成する。ポケット４０の球状凹面の曲率半径は、玉６の転動面の曲率半径よりも大きく設定される。

【0022】

このような冠型保持器１０は、治具１によって、玉軸受の内外輪間に配された複数の玉６に対して挿入される。治具１は、冠型保持器１０の主部２０の底面（軸方向他方側面。図２及び図３中の下側の面）２０ａを押圧することで、冠型保持器１０を複数の玉６に対して挿入するための押込治具である。

【0023】

治具１は、円盤状の基部２と、基部２の上面２ａから軸方向一方側に突出する複数の凸部３と、を有する。

【0024】

基部２は、中心に貫通孔２ｂを有する環状である。また、基部２の内径は、冠型保持器１０の内径よりも小さく、基部２の外径は、冠型保持器１０の外径よりも大きい。したがって、図２に示すように、治具１の上側（軸方向一方側）に、冠型保持器１０を同心に配置したとき、基部２の内周面２ｃ及び外周面２ｄは冠型保持器１０よりも径方向内側及び径方向外側に延在する。なお、基部２の形状は、図示の例に限られるものではなく、適宜変更しても構わない。例えば、基部２は、貫通孔２ｂを有さない中実であってもよい。

【0025】

複数の凸部３は、冠型保持器１０の複数のポケット４０に対応する位置に形成される。より詳細には、凸部３は、ポケット４０の中心線Ｏと交わる位置に形成されている。すなわち、複数の凸部３は、複数のポケット４０と同一の周方向間隔で設けられている。凸部３は、基部２の内周面２ｃから外周面２ｄにわたって形成されている。図３に示すように、凸部３を径方向から見た形状は、略逆Ｕ字形状であるが、凸部３の形状は特に限定されない。

【0026】

このような治具１を用いて、冠型保持器１０を玉６に対して挿入し、玉軸受１１を組み立てる方法について、以下説明する。図４（ａ）～（ｄ）は、玉軸受１１の組立方法を説明するための図である。図５は、図４（ｃ）を別視点から示す図である。

【0027】

玉軸受１１を組み立てる際には、先ず、図４（ａ）に示すように、内輪７と外輪９との間に複数の玉６を周方向に均等配置する。次に、図４（ｂ）に示すように、保持器１０を軸方向に移動させ、内輪７と外輪９との間において、複数の玉６と保持器１０の複数のポケット４０との位相が合うように、保持器１０を複数の玉６の上に置く。そして、図４（ｃ）及び図５に示すように、治具１によって、冠型保持器１０の主部２０の底面２０ａを軸方向に押圧することで、冠型保持器１０を複数の玉６に対して挿入することで、図４（ｄ）に示すように玉軸受１１が組み立てられる。

【0028】

図６は、冠型保持器１０を玉６に挿入する前の状態を示す図である。図７は、冠型保持器１０を玉６に挿入する時の状態を示す図である。なお、図８においては、冠型保持器１０に発生する応力が濃淡によって表されている。

【0029】

図６及び図７に示すように、治具１の複数の凸部３によって、冠型保持器１０の主部２０の底面２０ａを押圧することで、冠型保持器１０を複数の玉６に対して挿入する。ここで、複数の凸部３は、ポケット４０に対応する位置に配置されているので、図７に矢印で示したように、一対の柱部３０，３０が凸部３を支点に互いに離れる方向に広がり、ひいては二つの爪部３１，３１の間の入口部３５の幅が広がる。したがって、玉６が二つの爪部３１，３１の間を通る際に、爪部３１に生じる応力が小さくすることができる。したがって、冠型保持器１０が伸びの少ない材料からなる場合であっても、保持器の寿命に影響を与えることなく軸受に組み込むことができる。なお、本実施形態においては、特許文献１のように、保持器の爪部の形状自体を変更しているわけではないので、性能を損なうことはない。

【0030】

ここで、治具１の複数の凸部３の軸方向寸法ａ（図３参照）が大きいほど、治具１による押圧時に二つの爪部３１，３１の間の入口部３５の幅が広がり、応力低減効果が大きい。しかしながら、凸部３の軸方向寸法ａが小さすぎると、冠型保持器１０が変形した際に治具１の基部２の上面２ａに接触してしまい、応力低減効果が損なわれてしまうおそれがある。したがって、凸部３の軸方向寸法ａは、ポケット４０の中心位置における主部２０の軸方向寸法ｂの１／１０以上であることが好ましい（ａ≧ｂ／１０）。

【0031】

また、凸部３は、ポケット４０を構成する二つの爪部３１，３１の根元部３１ａ，３１ａの間の周方向領域ｄ（図３参照）内に形成されることが好ましい。すなわち、凸部３の周方向形成領域ｃ（図３参照）は、周方向領域ｄ内であることが好ましい。これは、冠型保持器１０が軸受に挿入される際、玉６によって、爪部３１と接続部３３の上面３３ａとが交差する部分（爪部３１の根元部３１ａ）を支点に、爪部３１が変形するためである．

【0032】

以上のような治具１で冠型保持器１０を押圧して軸受に組み込んだ場合、図７に示すように、爪部３１のみならず冠型保持器１０全体が変形し、爪部３１に発生する応力を分散することができる。

【0033】

（第二実施形態）
図８は、第二実施形態に係る冠型保持器１０及び治具１の一部を径方向外側から見た図である。図８に示すように、本実施形態においては、治具１の凸部３の構成が第一実施形態と異なる。その他の構成は、第一実施形態と同様であるので、同様の符号を付すことで説明を省略又は簡略化する。

【0034】

本実施形態の凸部３は、周方向中央（ポケット４０の中心線Ｏ）に向かうにしたがって軸方向一方側（図８中、上側）に傾斜する一対の傾斜面３ａ，３ａと、一対の傾斜面３ａ，３ａが接続する先端部３ｂと、を含む。

【0035】

このような構成の凸部３を有する治具１によっても、第一実施形態と同様、冠型保持器１０を複数の玉６に対して挿入する際に、爪部３１に生じる応力が小さくすることができる。

【0036】

また、第一実施形態と同様に、凸部３の軸方向寸法ａは、ポケット４０の中心位置における主部２０の軸方向寸法ｂの１／１０以上であることが好ましい（ａ≧ｂ／１０）。

【0037】

また、第一実施形態と同様に、凸部３は、ポケット４０を構成する二つの爪部３１，３１の根元部３１ａ，３１ａの間の周方向領域ｄ（図３参照）内に形成されることが好ましい。すなわち、凸部３の周方向形成領域ｃ（図３参照）は、周方向領域ｄ内であることが好ましい。本実施形態によれば、治具１の先端部３ｂを介して保持器１０を押圧するので、保持器１０に対して押圧力を作用させるポイントの調整が容易となる。

【0038】

（第三実施形態）
図９は、第三実施形態に係る冠型保持器１０及び治具１の一部を径方向外側から見た図である。図９に示すように、本実施形態においては、治具１の凸部３の構成が第一実施形態と異なる。その他の構成は、第一実施形態と同様であるので、同様の符号を付すことで説明を省略又は簡略化する。

【0039】

本実施形態の凸部３は、基部２の上面から軸方向一方側に突出する複数（図示の例では一対）の突起３ｃ，３ｃを含む。一対の突起３ｃ，３ｃは、ポケット４０の中心線Ｏを挟んで周方向に離れて形成されている。突起３ｃの径方向から見た形状は、略半円形状であるが、突起３ｃの形状は特に限定されない。また、突起３ｃの個数も特に限定されない。

【0040】

このような構成の凸部３（一対の突起３ｃ，３ｃ）を有する治具１によっても、第一実施形態と同様、冠型保持器１０を複数の玉６に対して挿入する際に、爪部３１に生じる応力が小さくすることができる。また、ポケット４０の中心線Ｏ上の部分に課題な応力が発生することを抑制できる。また、突起３ｃ，３ｃの数が増えるにしたがい、押圧力を分散させることができ、治具１による押し込み痕が冠型保持器１０に形成されることを抑制できる。

【0041】

また、第一実施形態と同様に、凸部３（一対の突起３ｃ，３ｃ）の軸方向寸法ａは、ポケット４０の中心位置における主部２０の軸方向寸法ｂの１／１０以上であることが好ましい（ａ≧ｂ／１０）。

【0042】

また、第一実施形態と同様に、凸部３は、ポケット４０を構成する二つの爪部３１，３１の根元部３１ａ，３１ａの間の周方向領域ｄ（図３参照）内に形成されることが好ましい。すなわち、一対の突起３ｃ，３ｃを含んだ凸部３の周方向形成領域ｃ（図３参照）は、周方向領域ｄ内であることが好ましい。

【0043】

なお、本発明の冠型保持器１０の材料は、特に限定されないが、例えば熱可塑性樹脂又は繊維強化熱可塑性樹脂からなる。熱可塑性樹脂としては、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６，６（ＰＡ６６）、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、ポリアミド１０Ｔ（ＰＡ１０Ｔ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などが例示される。また、強化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、セルロースナノファイバー等が例示される。保持器１０の用途に応じて、強化繊維を５～５０ｗｔ％添加した樹脂組成物としてもよい。保持器１０の製造方法としては、金型を利用して射出成形する方法や、３Ｄプリンターで製造する方法が例示される。

【符号の説明】

【0044】

１ 治具
２ 基部
２ａ 上面
２ｂ 貫通孔
２ｃ 内周面
２ｄ 外周面
３ 凸部
３ａ 傾斜面
３ｂ 先端部
３ｃ 突起
６ 玉
７ 内輪
９ 外輪
１０ 冠型樹脂保持器
１１ 玉軸受
２０ 主部
２０ａ 底面（軸方向他方側面）
２０ｂ 上面（軸方向一方側面）
２１ 球状凹面
３０ 柱部
３１ 爪部
３１ａ 根元部
３１ｂ 周方向第一面
３１ｃ 周方向第二面
３３ 接続部
３３ａ 上面
３５ 入口部
４０ ポケット
ａ 軸方向寸法
ｂ 軸方向寸法
ｃ 周方向形成領域
ｄ 周方向領域
Ｏ 中心線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】