JP7388603B1 - 玉軸受の玉配置方法、玉軸受の製造方法及び製造装置、並びに機械及び車両の製造方法 - Google Patents

Abstract

玉軸受の玉配置方法は、内輪と外輪との間に形成される環状空間の円周方向に沿った一領域に、複数の玉を装填する玉入れ工程と、環状空間の一領域の円周方向外側に、装填した複数の玉を一領域内に留めるように流れ止め治具を配置する流れ止め工程と、環状空間において複数の玉をグループ分けするようにブロック分け治具を配置するブロック分け工程と、環状空間に流れ止め治具及びブロック分け治具が配置された状態から、流れ止め治具及びブロック分け治具を環状空間から抜き取りながら、複数の玉の間に、玉の数に応じて突設される複数の作業矢の先端を軸方向に順次挿入して、複数の玉を円周方向に等間隔に配置する玉分け工程と、をこの順に実施する。

Description

本発明は、玉軸受の玉配置方法、玉軸受の製造方法及び製造装置、並びに機械及び車両の製造方法に関する。

軸受など複数の構成部品からなる製品を生産（組立）する方法の一つとして、トランスファーマシンのように多数の加工ポジションを設け、一つの加工ポジションで行う加工（組立作業）を少なくし、下流の加工ポジションに次々に搬送する生産技術がある。このような生産技術の例として、玉軸受の内外輪間に複数の玉を等間隔に配置させる方法がある。

上記の玉配置技術では、内外輪の間に玉を入れる玉入れ工程と、玉を円周方向へ等間隔に配置させる玉分け工程との間に、内外輪間に収容された複数の玉を円周方向の一つの領域に集める玉集め工程を行っている。このため、玉集め工程時に生じる玉擦り動作が玉傷発生の原因となっている。

これに対し特許文献１には、玉軸受において、玉入れ工程後の玉を散らすことなく内外輪間の一つの領域に保持することで玉集め工程をなくし、また、設備全体の傾斜を変化させることで、同ポジションで玉入れ工程から玉分け工程に移行することを可能とする玉軸受の製造技術が開示されている。

日本国特開２０１９－２０９４７５号公報

上記した特許文献１の構成では、製造装置全体の傾斜角を制御するチルト動作の機能を設けている。これにより、搬送面の傾斜角が異なる玉入れ工程と玉分け工程とを、１ポジションで処理することが可能となっている。したがって、玉入れ工程の後、玉を散らすことなく内外輪間の一つの領域に保持したのち、玉の数に応じた複数の作業矢の先端を軸方向に順次挿入して、複数の玉を円周方向に等間隔に配列できる。しかしながら、玉数が多い玉軸受の場合、玉分けを行う作業矢が細長くなり、剛性が低下して撓みやすくなるため、部材同士が擦れることによる摩擦や変形等が生じやすいという課題がある。

そこで本発明は、部材の摩擦や変形等を抑制して玉傷の発生を抑制し、玉数の多い玉軸受にも対応できるとともに、タクトタイムを短縮できる玉軸受の玉配置方法、玉軸受の製造方法及び製造装置、並びに機械及び車両の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、下記の構成からなる。
（１） 内輪と外輪との間に形成される環状空間の円周方向に沿った一領域に、複数の玉を装填する玉入れ工程と、
前記環状空間の前記一領域の円周方向外側に、装填した前記複数の玉を前記一領域内に留めるように流れ止め治具を配置する流れ止め工程と、
前記環状空間において前記複数の玉をグループ分けするようにブロック分け治具を配置するブロック分け工程と、
前記環状空間に前記流れ止め治具及び前記ブロック分け治具が配置された状態から、前記流れ止め治具及び前記ブロック分け治具を前記環状空間から抜き取りながら、前記複数の玉の間に、前記玉の数に応じて突設される複数の作業矢の先端を軸方向に順次挿入して、前記複数の玉を円周方向に等間隔に配置する玉分け工程と、
をこの順に実施する玉軸受の玉配置方法。
（２） 前記玉入れ工程は、前記外輪に対して前記内輪を前記一領域と反対側へ移動させ、前記環状空間を前記一領域において径方向へ広げてから前記玉を装填する（１）に記載の玉軸受の玉配置方法。
（３） 前記流れ止め工程は、前記流れ止め治具を、前記内輪及び前記外輪の軸方向に沿って前記環状空間に挿入し、前記ブロック分け工程は、前記ブロック分け治具を、前記内輪及び前記外輪の軸方向に沿って前記環状空間に挿入する（１）又は（２）に記載の玉軸受の玉配置方法。
（４） 前記玉入れ工程は、前記内輪及び前記外輪を水平面から前記一領域を上にして傾斜させる（１）から（３）のいずれか一つに記載の玉軸受の玉配置方法。
（５） 前記玉入れ工程から前記玉分け工程までを、前記内輪及び前記外輪を水平搬送させずに連続して実施する（１）から（４）のいずれか一つに記載の玉軸受の玉配置方法。
（６） （１）から（５）のいずれか一つに記載の玉配置方法によって、前記内輪と前記外輪との間の前記環状空間に前記玉が等間隔に配置された玉軸受を製造する玉軸受の製造方法。
（７） 内輪と外輪とを、前記内輪と前記外輪との間に環状空間を形成して保持させるワーク保持台と、
前記ワーク保持台に保持された前記内輪と前記外輪との間に形成される環状空間の円周方向に沿った一領域に、複数の玉を装填する玉入れ部と、
前記環状空間の前記一領域の円周方向外側に、装填した前記複数の玉を前記一領域内に留める流れ止め治具及び前記複数の玉をグループ分けするブロック分け治具を移動可能に配置する流れ止め・ブロック分け機構と、
前記環状空間に前記流れ止め治具及び前記ブロック分け治具が配置された状態から、前記流れ止め治具及び前記ブロック分け治具が前記環状空間から抜き取られる際に、前記複数の玉間に、前記玉の数に応じて突設される複数の作業矢の先端を軸方向に順次挿入して、前記複数の玉を円周方向に等間隔に配置する玉分け部と、
を備える玉軸受の製造装置。
（８） 前記外輪に対して前記内輪を前記一領域と反対側へ移動させ、前記環状空間を前記一領域において径方向へ広げる内輪移動機構を備える（７）に記載の玉軸受の製造装置。
（９） 前記ワーク保持台に保持された前記内輪と前記外輪の軸方向垂直面を傾斜させる傾斜動作機構を備える（７）又は（８）に記載の玉軸受の製造装置。
（１０） 前記流れ止め治具及び前記ブロック分け治具は、前記環状空間の円周方向に沿って湾曲し、且つ、前記環状空間への挿入方向に沿って窄まる板状に形成されている（７）から（９）のいずれか一つに記載の玉軸受の製造装置。
（１１） 前記玉分け部は、環状に形成された土台部と、前記土台部に立設され円周方向に等間隔に配置された複数の作業矢とを有し、前記複数の作業矢は、周方向に沿って対称な位置関係で配置される（７）から（１０）のいずれか一つに記載の玉軸受の製造装置。
（１２） 前記複数の作業矢は、前記対称の中心に配置される基準作業矢を含み、前記基準作業矢以外の作業矢は、前記円周方向に沿って前記基準作業矢に近い範囲では、前記基準作業矢から離れるにしたがって軸長が漸次長くなり、前記範囲を超える範囲では、前記基準作業矢から離れるにしたがって軸長が漸次短くなる（１１）に記載の玉軸受の製造装置。
（１３） 前記流れ止め治具は、前記基準作業矢と軸方向に重なる位置に配置された場合に、前記基準作業矢を収容する切欠を有する（１１）又は（１２）に記載の玉軸受の製造装置。
（１４） （６）に記載の玉軸受の製造方法を用いる機械の製造方法。
（１５） （６）に記載の玉軸受の製造方法を用いる車両の製造方法。

本発明によれば、玉軸受の玉配置を、部材の摩擦や変形等を抑制して玉傷の発生を抑制し、玉数の多い玉軸受にも対応できるようにし、かつタクトタイムを短縮できる。

図１は、実施形態に係る玉軸受の製造装置の構成を示す概略側面図である。 図２は、図１に示す玉軸受の製造装置の動作を示す概略側面図である。 図３は、玉軸受であるワークの斜視図である。 図４は、流れ止め治具を示す図である。 図５Ａは、ブロック分け治具の正面図である。 図５Ｂは、ブロック分け治具の側面図である。 図５Ｃは、ブロック分け治具の下面図である。 図６は、玉分け部の斜視図である。 図７は、玉配置作業を説明するフローチャートである。 図８Ａは、玉入れ工程を説明する図で、玉を入れる前のワークの斜視図である。 図８Ｂは、玉入れ工程を説明する図で、玉を入れた後のワークの斜視図である。 図９Ａは、環状空間への玉の収容状態を示す図で、内輪と外輪の間に玉が保持される変形代がないワークの平面図である。 図９Ｂは、環状空間への玉の収容状態を示す図で、内輪と外輪の間に玉が保持される変形代のあるワークの平面図である。 図１０Ａは、流れ止め工程を説明するための、ワークと流れ止め治具及びブロック分け治具の斜視図である。 図１０Ｂは、流れ止め工程を説明するための、ワークと流れ止め治具及びブロック分け治具の斜視図である。 図１０Ｃは、流れ止め工程を説明するための、ワークと流れ止め治具及びブロック分け治具の斜視図である。 図１１は、玉分け工程によって玉が配置された状態を説明する模式展開図である。 図１２は、軸受が適用されたモータの概略構成図である。

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。
図１は、実施形態に係る玉軸受の製造装置の構成を示す概略側面図である。図２は、図１に示す玉軸受の製造装置の動作を示す概略側面図である。

本実施形態に係る玉軸受の製造装置１００は、基台１３に回転軸１４を介して設置された玉配置ユニット１５を有する。玉配置ユニット１５は、ワーク保持台１７と、内輪移動機構１８と、玉入れ部１９と、傾斜動作機構２１と、流れ止め・ブロック分け機構２３と、玉分け部２５と、を備える。

玉配置ユニット１５は、その上部に設けられたワーク保持台１７が水平に配置された水平状態（図１の状態）と、ワーク保持台１７が水平面に対して傾斜角θで傾いた傾斜状態（図２の状態）と、の間で、傾斜動作機構２１によって揺動される。

ワーク保持台１７は、玉配置ユニット１５の上部でワークＷを保持する。ワーク保持台１７は保持部４１を有する。この保持部４１には、上方からワークＷが嵌め込まれる。また、ワーク保持台１７には、保持部４１に近接及び離間する方向へ移動するロック部材４３が設けられる。ワークＷは、保持部４１に嵌め込まれた状態でロック部材４３により押し当てられて、ワーク保持台１７に固定される。

図３は、玉軸受であるワークの斜視図である。ワークＷは、内輪１と、外輪３と、転動体である複数（本例では１３個）の玉７と、を有する。内輪１と外輪３との間の環状空間５に複数の玉７が円周方向に等間隔に配置される。玉７は、保持器（図示略）によって保持される。すなわち、ワークＷを組み立てることで、玉軸受９が形成される。本構成の玉軸受の製造装置１００によれば、内輪１と外輪３との間の環状空間５に複数の玉７を挿入して、複数の玉７を円周方向において等間隔に配置させることができる。

図１，図２に示す内輪移動機構１８は、内輪支持軸３９を有する。内輪支持軸３９は、ワーク保持台１７の保持部４１に保持されたワークＷの内輪１に、下方から嵌挿される。この内輪支持軸３９は、玉配置ユニット１５の傾斜動作と共に傾斜され、ワークＷの軸芯と常に同軸に配置される。

玉入れ部１９は、玉配置ユニット１５の上面に設けられた支持部４５に支持される。支持部４５は、玉配置ユニット１５の上面に立設された柱部４７と、柱部４７の上端からワーク保持台１７へ向かって延びるアーム部４９と、を有する。玉入れ部１９は、アーム部４９の先端に支持される。玉入れ部１９は、ワーク保持台１７の保持部４１に保持されたワークＷにおける、内輪１と外輪３との間の環状空間５（図３参照）に複数の玉７を挿入するために使用される。

流れ止め・ブロック分け機構２３は、支持部４５のアーム部４９の先端に支持される。流れ止め・ブロック分け機構２３は、ワーク保持台１７に対して昇降する流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２と、を備える。流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２は、下降駆動されることで、その先端部がワーク保持台１７の保持部４１に保持されたワークＷにおける内輪１と外輪３との間の環状空間５（図３参照）に挿入される。

図４は、流れ止め治具５１を示す斜視図である。図４において、流れ止め治具５１は、環状空間５の円周方向に沿って湾曲する円管形状の一部をなし、環状空間５への挿入方向（図４の下方）に沿って窄まる板状に形成される。

具体的に流れ止め治具５１は、部分円筒形状である本体部５１ａと、同じ曲率で本体部５１ａの下端に接合され本体部５１ａから下方に向かって幅狭となるテーパ形状部５１ｂとを連設してなる。テーパ形状部５１ｂの下端から本体部５１ａ側に向かってストレートに延在する切欠５１ｃが形成されている。

図５Ａは、ブロック分け治具５２の正面図である。図５Ｂは、ブロック分け治具５２の側面図である。図５Ｃは、ブロック分け治具５２の下面図である。
ブロック分け治具５２も、図５Ａ～図５Ｃに示すように、環状空間５の円周方向に沿って湾曲し、環状空間５への挿入方向（図５Ａ，図５Ｂの下方）に沿って窄まる板状に形成される。

ブロック分け治具５２は、部分円筒形状である本体部５２ａと、本体部５２ａと同じ曲率で本体部５２ａの下端（挿入方向先端）に向かって延び、下端ほど幅狭となるテーパ形状部５２ｂとを連設してなる。

流れ止め治具５１の上下方向の長さは、ブロック分け治具５２の上下方向の長さより長いと好ましい。

図６は、玉分け部２５の斜視図である。
玉分け部２５は、環状に形成された土台部６１と、長さが異なる複数の作業矢６３と、を連設してなる。作業矢６３は、土台部６１に立設されており、円周方向に等間隔に配置される。玉分け部２５は、玉７の数と同数（本例では１３本）の作業矢６３を備える。これら複数の作業矢６３には、一本の基準作業矢６３Ａが含まれる。他の作業矢６３は、基準作業矢６３Ａを基準として、周方向に沿って対称となる位置関係で配置される。つまり、基準作業矢６３Ａを中心として、周方向一方の側と他方の側に沿って、それぞれ対応する周方向位置（基準作業矢６３Ａからの距離が等しい周方向位置）に同じ形状、高さの作業矢６３が配置されている。基準作業矢６３Ａは、その両隣の作業矢６３よりも長い。基準作業矢６３Ａの周方向両側に沿って互いに対称位置に配置された作業矢６３は、基準作業矢６３Ａから中心角で±９０度の範囲内では、基準作業矢６３Ａから離れるにしたがって軸長が漸次長くなり、基準作業矢６３Ａから中心角で±９０度の範囲を超えると、基準作業矢６３Ａから離れるにしたがって軸長が漸次短くなる。

基準作業矢６３Ａの先端部は、土台部６１からの突出方向に略垂直な平面形状である。基準作業矢６３Ａから中心角で±９０度以内に配置された作業矢６３の先端部は、周方向に沿って基準作業矢６３Ａ側を向いた傾斜面であり、基準作業矢６３Ａから中心角で±９０度を超えて配置された作業矢６３の先端部は、周方向に沿って基準作業矢６３Ａ側とは逆側を向いた傾斜面である。

基準作業矢６３Ａを基準として対称的な位置関係にある各作業矢６３は、基準作業矢６３Ａの中心及び玉分け部２５の軸線を通る面に対して、鏡像となる形状を有すると好ましいが、必ずしも同一でなくてもよい。

流れ止め・ブロック分け機構２３の流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２と、玉分け部２５とは、ワーク保持台１７の保持部４１に保持されるワークＷを挟んだ上下に配置される。図１および図２の例の場合、ワークＷの上方に流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２が配置され、ワークＷの下方に玉分け部２５が配置される。そして、傾斜動作機構２１によってワーク保持台１７が傾いた傾斜状態（図２の状態）において、玉分け部２５の基準作業矢６３Ａが、ワークＷの傾斜の下方側となるように配置される。なお、ワークＷの上方に玉分け部２５が配置され、ワークＷの下方に流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２が配置されてもよい。

次に、上記の玉軸受の製造装置１００によってワークＷに玉入れして玉軸受を製造する場合について、図７に示すフローチャートに沿って工程毎に説明する。

（ワーク固定工程）
水平状態の玉配置ユニット１５に対して、搬送されるワークＷをワーク保持台１７の保持部４１に保持させる（ステップＳ１）。このとき、内輪１は、その内周に内輪支持軸３９が挿入されて支持され、外輪３は、ロック部材４３によって保持部４１に固定される。

（傾斜動作工程）
傾斜動作機構２１によって玉配置ユニット１５を、ワーク保持台１７が水平面に対して傾斜角θで傾いた傾斜状態とする（ステップＳ２）。このとき、内輪移動機構１８の内輪支持軸３９を玉配置ユニット１５の傾斜動作と共に傾斜させる。さらに、内輪移動機構１８の内輪支持軸３９の中心軸を、ワークＷの中心軸に対する直交面において傾斜の下方側（図２の左方側）に変位した位置に配置させる。このようにすることで、外輪３中心に対して内輪１の中心が傾斜の下方側に偏心する。これにより、内輪１と外輪３との間の環状空間５は、傾斜の下方側が狭まり、傾斜の上方側の一領域で径方向に広がった状態となる（図８Ａ参照）。

（玉入れ工程）
図８Ａは、玉入れ工程を説明する図で、玉を入れる前のワークの斜視図である。図８Ｂは、玉入れ工程を説明する図で、玉を入れた後のワークの斜視図である。
図８Ａに示すように、ワーク保持台１７（図１，図２参照）に保持させた内輪１と外輪３との間の環状空間５に、玉入れ部１９から玉７を入れる（ステップＳ３）。このとき、環状空間５は、傾斜の上方側が広がった状態となっており、玉入れ部１９によって環状空間５へ玉７を容易かつ円滑に装填できる。また、玉７は自重により装填箇所に留まることなく左右へ転がって移動する。これにより、玉７を装填する際に、既に装填された玉７が邪魔にならない。そして、図８Ｂに示すように、この環状空間５に入れた玉７は、傾斜の上方側で広くなった領域に集められた状態で収容される。つまり、環状空間５に装填された玉７は、環状空間５の円周方向に沿った一領域に集められた状態で収容される。

（水平動作工程）
傾斜動作機構２１によって玉配置ユニット１５を、ワーク保持台１７が水平となる水平状態（図１の状態）に戻す（ステップＳ４）。このとき、内輪支持軸３９の中心軸をワークＷの軸芯と同軸となる位置に移動させる。これにより、外輪３及び内輪１の中心が一致され、環状空間５が円周方向に均等な隙間となる。

図９Ａは、環状空間への玉の収容状態を示す図で、内輪と外輪の間に玉が保持される変形代がないワークの平面図である。図９Ｂは、環状空間への玉の収容状態を示す図で、内輪と外輪の間に玉が保持される変形代のあるワークの平面図である。
図９Ａに示すように、円周方向の隙間が均等になった環状空間５では、玉７が一領域に集まり、この一領域の円周方向外側が玉７のない空間部分となる。内輪１と外輪３の間に玉７が保持される変形代がないワークでは、この空間部分の領域（中心角）αは、１８０°以上の範囲となる。なお、ワークＷが、内輪１と外輪３の溝に玉７が保持される変形代を有する場合、図９Ｂに示すように、一領域の円周方向外側における玉７が存在しない空間部分の領域（中心角）αは、１８０°未満の範囲となる。

（流れ止め工程及びブロック分け工程）
図１０Ａ，図１０Ｂ，図１０Ｃは、流れ止め工程及びブロック分け工程を説明するために、ワークＷと流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２とを示す斜視図である。
ワークＷの環状空間５における玉７のない空間部分に、まず、流れ止め・ブロック分け機構２３（図１）の流れ止め治具５１を、上方から内輪１及び外輪３の軸方向に沿って挿入する（ステップＳ５）。ここで、外輪３及び内輪１の中心を一致させると、一領域に集められていた玉７は、玉７のない空間部分へ転がって移動可能となる。しかし、環状空間５に流れ止め治具５１を挿入して配置することで、図１０Ａに示すように、装填された玉７の移動を制限し、玉７を一領域内に留めることができる。

その後、図１０Ｂに示すように、流れ止め治具５１に径方向に対向する側において、ワークＷの環状空間５にブロック分け治具５２を挿入する（ステップＳ６）。このとき、ブロック分け治具５２を挿入すると同時に、流れ止め治具５１を抜き取り方向（反挿入方向）に移動させる。これにより、ブロック分け治具５２のテーパ形状部５２ｂが環状空間５内に占める周長が長くなり、流れ止め治具５１のテーパ形状部５１ｂが環状空間５内に占める周長が短くなる。すると、ブロック分け治具５２の環状空間５への挿入が許容され、玉７が流れ止め治具５１とブロック分け治具５２との間に挟まれながら周方向に移動する。こうして、流れ止め治具５１とブロック分け治具５２とによって、玉７を環状空間５内において二つのグループに分割する。

この流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２の環状空間５への挿入動作は、玉配置ユニット１５を水平に戻すとともに内輪１を移動させ、外輪３と内輪１との中心を一致させる水平動作に合わせて実施する。また、玉配置ユニット１５を水平にした後に実施してもよい。

（ブロック玉分け工程）
図１０Ｃに示すように、環状空間５に流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２が配置された状態から、流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２を環状空間５から抜き取りながら、ワークＷに対して玉分け部２５を上昇させ、環状空間５に複数の作業矢６３を挿入する。

このとき、流れ止め治具５１とブロック分け治具５２との間に、基準作業矢６３Ａ以外の最も長い作業矢６３が進入する。流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２は、テーパ形状部５１ｂ、５２ｂを有するため、最も長い作業矢６３の上端が流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２と干渉することが抑制される。一方、基準作業矢６３Ａは、流れ止め治具５１の切欠５１ｃ内へと進入して収容されるため、基準作業矢６３Ａが流れ止め治具５１とは干渉することがない。

玉分け部２５の上昇により、環状空間５に配置され二つグループに分けられた玉７の間に、玉７の数に応じて突設される複数の作業矢６３の先端が軸方向に順次挿入され、複数の玉７を円周方向に等間隔に配置させる（ステップＳ７）。

流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２と、玉分け部２５の上昇速度は略同一である。したがって、流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２と、玉分け部２５が上昇する際に、流れ止め治具５１と玉分け部２５との相対位置は殆ど変化しない。すなわち、流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２と、玉分け部２５と、玉７と、の相対位置が変化する。すなわち、流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２が退避した分、玉分け部２５が進入することとなり、玉７の間に作業矢６３が進入することが許容される。

最終的には図１１に示すように、環状空間５に収容されていた各玉７の間に、玉分け部２５の作業矢６３がそれぞれ入り込み、複数の玉７が円周方向に等間隔に配置される。

その後、玉７を保持する保持器（図示略）を環状空間５に嵌め込むことで、玉７が均等に配置されて転動可能に保持された玉軸受とされる。

以上のように、本実施形態に係る玉軸受の玉配置方法によれば、装置全体の傾斜角を変化させる「傾斜動作」、玉入れ時に玉の散らばりを防止する「流れ止め工程」、玉入れ後、内外輪間の一部の領域に玉が集められた状態から二つの領域に分配する「ブロック分け工程」、各領域に分配された複数の玉に作業矢を順次挿入して円周方向に等間隔に配列する「ブロック玉分け工程」を有する。流れ止め工程により、内外輪間に流入した玉を散らすことなく、一箇所に保持した状態で玉分け工程に移行できるため、従来の玉集め工程が不要となる。

本実施形態によれば、装置全体の傾斜角を制御する傾斜動作工程を実行することより、搬送面の傾斜角が異なる玉入れ工程と玉分け工程を、内輪及び外輪を水平移動させずに一つのポジションで処理できる。また、玉数が多い玉軸受にも対応が可能なように、一箇所に保持した玉を二つの領域に分配して玉分け可能にしている。これは、玉入れ時に玉の散らばりを防止する流れ止め工程を実施することで、内輪と外輪との間に装填した玉を散らさず、また、玉を二つの領域に纏めて分配するブロック分け工程を実施することにより達成している。その後に、玉分け工程に移行することができるため、従来における玉集め工程は不要となる。

さらに、玉集め工程による玉擦り動作をなくすことで、玉傷の発生を低減しつつ、一つのポジションで玉入れ工程から玉分け工程を実施することで、工程間で玉軸受の搬送の必要がなくなる。

加えて、本実施形態によれば、玉数の多い玉軸受の場合に、作業矢が細長くなり、低剛性となって、摩擦や変形が生じやすくなる課題が解消されると共に、パチン代がないワークも同様の方法で組み立て可能となる。さらに、玉７を二つの領域に分配し、各領域の玉７の数に応じて突設される複数の作業矢６３の先端を、軸方向に順次挿入して複数の玉７を円周方向に等間隔に配列している。これにより、玉分け部２５の摩滅、変形及び玉７の傷の発生が抑制できると共に、作業時間を短縮できる。

本実施形態によれば、玉集め工程による玉擦り動作をなくすことで、玉傷の発生を低減できる。さらに、ブロック分け工程、ブロック玉分け工程により、玉数が多くても作業矢６３を比較的短くして高剛性にでき、摩擦や変形を抑制できる。また、玉７を二つの領域に分配することにより、作業矢６３の挿入荷重を小さくでき、玉７の傷や玉分け部２５の変形を抑制できるとともに、玉分け時間を短縮できる。

本実施形態によれば、玉軸受における玉配置作業の工数を削減して作業性を向上できる。また、玉集め工程での玉擦り動作をなくすことで、玉傷発生のリスクを低減できる。しかも、玉入れ工程から玉分け工程を連続的に行うことで、内輪１と外輪３の間に玉７が保持される変形代がない玉軸受であっても簡単に組み立てできる。

また、玉入れ工程では、外輪３に対して内輪１を一領域と反対側へ移動させ、環状空間５を一領域において径方向へ広げてから玉７を装填する。したがって、環状空間５への玉入れを円滑に行える。

しかも、流れ止め工程は、流れ止め治具５１を、内輪１及び外輪３の軸方向に沿って環状空間５に挿入する。したがって、一領域に集めて入れた玉７の移動を流れ止め治具５１で規制して玉７の散らばりを抑制できる。これにより、環状空間５に挿入した複数の玉７を散らすことなく、一か所に保持した状態で玉分けを行える。

また、流れ止め治具５１の挿入後に、ブロック分け治具５２を、内輪１及び外輪３の軸方向に沿って環状空間５に挿入する。これにより複数の玉７を二つのグループに分けることができ、作業矢６３の長さを短くできる。そして、流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２を併用することで、例えば、玉を複数の領域に分配して、各領域に複数の作業矢を挿入する構成（日本国特開２００８－２００７８９号）と比較しても、作業矢の駆動機構等の装置構成を大幅に簡素化でき、ブロック分け操作（作業）を非常に簡略化できる。

また、玉入れ工程では、内輪１及び外輪３を水平面から一領域を上にして傾斜させる。したがって、環状空間５の一領域に入れた玉７が、その自重で下方側へ移動して順に配列される。これにより、玉入れ工程を円滑に行える。

また、玉入れ工程から玉分け工程までを、内輪１及び外輪３を水平搬送させずに連続して実施できる。したがって、水平搬送させる際の玉７の散らばりをなくすことができ、作業性の向上が図れる。

そして、上記の玉配置方法によって、内輪１と外輪３との間の環状空間５に玉７が等間隔に配置された玉軸受を製造する玉軸受の製造方法によれば、内輪１と外輪３との間の環状空間５に玉７を円周方向へ等間隔に配置した玉軸受を容易に製造できる。

また、本実施形態に係る玉軸受の製造装置１００によれば、玉入れ部１９によって環状空間５の円周方向に沿った一領域に複数の玉７を装填する玉入れ工程と、玉分け部２５の作業矢６３によって玉７を円周方向に等間隔に配置する玉分け工程と、を連続的に実施できる。これにより、玉入れ工程で環状空間５に入れた玉７を一か所に集める玉集め工程を省略できる。したがって、玉軸受における玉配置作業の工数を削減して作業性を向上できる。また、玉集め工程での玉擦り動作をなくすことで、玉傷の発生を低減できる。しかも、玉入れ工程から玉分け工程を連続的に実施することで、内輪と外輪の間に玉が保持される変形代がない玉軸受であっても簡単に組み立てできる。

また、内輪移動機構１８によって、外輪３に対して内輪１を一領域と反対側へ移動させ、環状空間５を一領域において径方向へ広げることで、環状空間５への玉入れを簡単に行え、作業性をさらに向上できる。

しかも、傾斜動作機構２１によって、ワーク保持台１７に保持された内輪１と外輪３の軸方向垂直面を傾斜させることで、環状空間５の一領域に入れた玉７が自重で下方側へ移動して順に配列される。これにより、玉入れ部１９による玉入れ作業を円滑に行える。

また、流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２は、環状空間５の円周方向に沿って湾曲し、環状空間５への挿入方向に沿って窄まる板状に形成される。これにより、流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２によって、環状空間５内の玉７の移動を良好に規制できる。

また、流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２は、環状空間５への挿し込み及び抜き取りの際に、環状空間５内の玉７に対してテーパ形状部５１ｂ、５２ｂが滑らかに接触するので、流れ止め治具５１及びブロック分け治具５２と玉７との接触による玉傷発生を抑制できる。

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。

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。

さらに、上記した転がり軸受の製造方法により得られる軸受は、例えば、図１２に示すモータ７１の回転軸７３を支持する軸受２００Ａ，２００Ｂ等に適用できる。このモータ７１は、ブラシレスモータであって、円筒形のセンタハウジング７５と、このセンタハウジング７５の一方の開口端部を閉塞する略円板状のフロントハウジング７７とを有する。センタハウジング７５の内側には、その軸心に沿って、フロントハウジング７７及びセンタハウジング７５底部に配置された軸受２００Ａ，２００Ｂを介して、回転自在な回転軸７３が支持される。回転軸７３の周囲にはモータ駆動用のロータ７９が設けられ、センタハウジング７５の内周面にはステータ８１が固定される。上記した構成のモータ７１は、一般に、機械や車両に搭載され、軸受２００Ａ，２００Ｂにより支持された回転軸７３を回転駆動する。

上記例は一例であって、軸受の適用例としては、相対回転する箇所であれば、本構成の軸受を好適に適用でき、製品品質の向上につなげることができる。

なお、本出願は、２０２２年６月１７日出願の日本特許出願（特願２０２２－０９８１１４）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。

１ 内輪
３ 外輪
５ 環状空間
７ 玉
９ 玉軸受
１７ ワーク保持台
１８ 内輪移動機構
１９ 玉入れ部
２１ 傾斜動作機構
２３ 流れ止め・ブロック分け機構
２５ 玉分け部
５１ 流れ止め治具
５２ ブロック分け治具
６３ 作業矢
７１ モータ
１００ 玉軸受の製造装置
２００Ａ，２００Ｂ 軸受

Claims (16)

1. 内輪と外輪との間に形成される環状空間の円周方向に沿った一領域に、複数の玉を装填する玉入れ工程と、
   前記環状空間の円周方向に沿って湾曲し、且つ、前記環状空間への挿入方向に沿って窄まる板状に形成された流れ止め治具を、前記内輪及び前記外輪の軸方向に沿って前記環状空間の前記一領域の円周方向外側に挿入して、前記環状空間に装填した前記複数の玉を前記一領域内に留めるように配置する流れ止め工程と、
   前記環状空間の円周方向に沿って湾曲し、且つ、前記環状空間への挿入方向に沿って窄まる板状に形成されたブロック分け治具を、前記環状空間において前記複数の玉がグループ分けされるように、前記軸方向に沿って前記環状空間に挿入すると同時に、前記流れ止め治具を前記環状空間から抜き取り方向に移動させ、前記玉を、前記流れ止め治具と前記ブロック分け治具との間に挟みながら周方向に移動させて配置するブロック分け工程と、
   前記環状空間に前記流れ止め治具及び前記ブロック分け治具が配置された状態から、前記流れ止め治具及び前記ブロック分け治具を前記環状空間から抜き取りながら、前記複数の玉の間に、前記玉の数に応じて突設される複数の作業矢の先端を前記軸方向に順次挿入して、前記複数の玉を円周方向に等間隔に配置する玉分け工程と、
   をこの順に実施する玉軸受の玉配置方法。
2. 前記玉入れ工程は、前記外輪に対して前記内輪を前記一領域と反対側へ移動させ、前記環状空間を前記一領域において径方向へ広げてから前記玉を装填する請求項１に記載の玉軸受の玉配置方法。
3. 前記玉入れ工程は、前記内輪及び前記外輪を水平面から前記一領域を上にして傾斜させる請求項１に記載の玉軸受の玉配置方法。
4. 前記玉入れ工程から前記玉分け工程までを、前記内輪及び前記外輪を水平搬送させずに連続して実施する請求項１から３のいずれか一項に記載の玉軸受の玉配置方法。
5. 請求項１から３のいずれか一項に記載の玉配置方法によって、前記内輪と前記外輪との間の前記環状空間に前記玉が等間隔に配置された玉軸受を製造する玉軸受の製造方法。
6. 請求項４に記載の玉配置方法によって、前記内輪と前記外輪との間の前記環状空間に前記玉が等間隔に配置された玉軸受を製造する玉軸受の製造方法。
7. 内輪と外輪とを、前記内輪と前記外輪との間に環状空間を形成して保持させるワーク保持台と、
   前記ワーク保持台に保持された前記内輪と前記外輪との間に形成される環状空間の円周方向に沿った一領域に、複数の玉を装填する玉入れ部と、
   前記環状空間の前記一領域の円周方向外側に、装填した前記複数の玉を前記一領域内に留める流れ止め治具、及び前記複数の玉をグループ分けするブロック分け治具、のそれぞれを前記内輪と前記外輪の軸方向に移動可能に配置する流れ止め・ブロック分け機構と、
   前記環状空間に前記流れ止め治具及び前記ブロック分け治具が配置された状態から、前記流れ止め治具及び前記ブロック分け治具が前記環状空間から抜き取られる際に、前記複数の玉間に、前記玉の数に応じて突設される複数の作業矢の先端を軸方向に順次挿入して、前記複数の玉を円周方向に等間隔に配置する玉分け部と、
   を備え、
   前記流れ止め治具及び前記ブロック分け治具は、前記環状空間の円周方向に沿って湾曲し、且つ、前記環状空間への挿入方向に沿って窄まる板状に形成され、
   前記流れ止め・ブロック分け機構は、前記流れ止め治具を前記環状空間から抜き取り方向に移動させると同時に前記ブロック分け治具を前記環状空間に挿入して、前記玉を前記流れ止め治具と前記ブロック分け治具との間に挟みながら周方向に移動させる、
   玉軸受の製造装置。
8. 前記外輪に対して前記内輪を前記一領域と反対側へ移動させ、前記環状空間を前記一領域において径方向へ広げる内輪移動機構を備える請求項７に記載の玉軸受の製造装置。
9. 前記ワーク保持台に保持された前記内輪と前記外輪の軸方向垂直面を傾斜させる傾斜動作機構を備える請求項７に記載の玉軸受の製造装置。
10. 前記玉分け部は、環状に形成された土台部と、前記土台部に立設され円周方向に等間隔に配置された複数の作業矢とを有し、前記複数の作業矢は、周方向に沿って対称な位置関係で配置される請求項８又は９に記載の玉軸受の製造装置。
11. 前記複数の作業矢は、前記対称の中心に配置される基準作業矢を含み、前記基準作業矢以外の作業矢は、前記円周方向に沿って前記基準作業矢に近い範囲では、前記基準作業矢から離れるにしたがって軸長が漸次長くなり、前記範囲を超える範囲では、前記基準作業矢から離れるにしたがって軸長が漸次短くなる請求項１０に記載の玉軸受の製造装置。
12. 前記流れ止め治具は、前記基準作業矢と軸方向に重なる位置に配置された場合に、前記基準作業矢を収容する切欠を有する請求項１１に記載の玉軸受の製造装置。
13. 請求項５に記載の玉軸受の製造方法によって機械を製造する機械の製造方法。
14. 請求項６に記載の玉軸受の製造方法によって機械を製造する機械の製造方法。
15. 請求項５に記載の玉軸受の製造方法によって車両を製造する車両の製造方法。
16. 請求項６に記載の玉軸受の製造方法によって車両を製造する車両の製造方法。

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