玉軸受の玉配列方法及び玉配列装置
【課題】 玉に接触することなく、比較的簡易な装置で容易に玉をほぼ等間隔に配列しうる玉軸受の玉配列方法及び玉配列装置を提供する。
【解決手段】 複数の玉３を周方向に沿ってほぼ等間隔に配列させる玉軸受の玉配列方法である。この玉配列方法は、内外輪１，２間の軌道面空間ｋに磁石５を近接させ当該軌道面空間ｋに磁界を与えて内外輪１，２間に転動可能に介在する複数の玉３のそれぞれに磁極を誘起し、隣接する玉３間のそれぞれに磁気反発力を生じさせる。
【解決手段】 複数の玉３を周方向に沿ってほぼ等間隔に配列させる玉軸受の玉配列方法である。この玉配列方法は、内外輪１，２間の軌道面空間ｋに磁石５を近接させ当該軌道面空間ｋに磁界を与えて内外輪１，２間に転動可能に介在する複数の玉３のそれぞれに磁極を誘起し、隣接する玉３間のそれぞれに磁気反発力を生じさせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、玉軸受の玉配列方法及び玉配列装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
玉軸受として、内外輪間において周方向に沿って等間隔に配列した複数の玉と、この等間隔を維持しつつ各玉を転動自在に保持する保持器とを有するものがある。このような玉軸受の組み立て方法は、まず複数の玉を内外輪間の軌道面空間に入れ、これらの玉を周方向に沿って等間隔に配列させた後、保持器を装着する方法が一般的である。この組み立て方法において、複数の玉を等間隔に配列する玉配列方法としては、串玉割方式や磁気玉割方式と呼ばれるものがある。
【０００３】
串玉割方式は、例えば円環状の基部とその基部から軸方向に延設されるとともに周方向に等間隔おきに設けられ且つ長さが順次変化する串部とを有する串状の玉割り串を用いて複数の玉を等間隔に配列させるものである。すなわち、内外輪の転動空間内に玉割り串を挿入し、各玉を串部によって分離することにより、複数の玉を等間隔に振り分けている。しかしながらこの串玉割方式では、玉割り串の串部と各玉とが直接的に接触するため、玉に接触きずや圧痕が発生し、製品精度に影響を及ぼす恐れがあった。
【０００４】
また、磁気玉割方式は、玉の等配状態に対応させた位置に、玉と同数の磁石を等間隔に点在させ、点在する各磁石のそれぞれに玉を吸引させることにより、これらの玉を等間隔に配列するというものである。しかしながらこの場合、点在する磁石のうちの一の磁石に複数の玉が引き付けられるなど、玉の振り分けを円滑に行うことが困難である。
【０００５】
そこで、互いに偏芯させた状態で内外輪を相対回転させて玉を周方向に沿って分散配置させた後、玉の等間隔配置に対応した位置に設けられたエアーノズルからのエアーによって玉を等間隔に保持する技術が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１６１９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の従来技術は、接触きずの防止に有効であり、また玉が磁化されることがないという利点がある。ただし、内外輪を互いに偏芯させるための装置や、エアーノズルを備えたノズル装置が必要となるため、これらの装置を設置するためのスペースや装置費用が必要となる。また偏芯作業を伴うための作業時間が必要となる。
【０００７】
本発明は、かかる状況に鑑みなされたものであり、玉に接触することなく、比較的簡易な装置で容易に玉をほぼ等間隔に配列しうる玉軸受の玉配列方法及び玉配列装置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】
【０００８】
玉軸受の玉配列方法に係る本発明は、内外輪間の軌道面空間に磁石を近接させ当該軌道面空間に磁界を与えて前記内外輪間に転動可能に介在する複数の玉のそれぞれに磁極を誘起し、隣接する前記玉間のそれぞれに磁気反発力（磁気排斥力）を生じさせることにより、複数の前記玉を周方向に沿ってほぼ等間隔に配列させることを特徴とする。
この場合、磁石を玉に接触させる必要がないので、非接触で玉を配列させることができる。また、磁気反発力を用いているため、円滑に玉を配列させることができる。
【０００９】
上記の玉配列方法においては、前記軌道面空間に周方向に均等な磁界を与えるのが好ましい。
この場合、軌道面空間に周方向に均等な磁界を与えているため、各玉に誘起される磁極は、当該玉の周方向位置に関わらず一定となる。よって、玉の周方向位置に関わらず隣接する玉間に均等な反発力を生じさせることができる。したがって、玉を等配列する前の玉の偏在状態に関わらず、円滑に且つ精度よく玉を等間隔に配置することができる。
【００１０】
上記の玉配列方法においては、前記磁石を近接させた状態で前記玉を転動させるのが好ましい。この場合、玉の等配列に要する時間を短縮することができる。
この玉配列方法においては、前記内外輪を相対回転させて玉を転動させるのが好ましく、これにより玉の移動がより円滑となり、玉の等配列に要する時間をより効果的に短縮することができる。
【００１１】
また、前記磁石は円環状であるとともに、その内径は前記内輪の外径以上とされ且つその外径は前記外輪の内径以下とされており、前記内外輪と同軸の状態で前記円環状の磁石を前記軌道面空間の軸方向一方側に配置して前記玉と前記磁石とを近接させるのが好ましい。円環状の磁石を内外輪と同軸で配置することにより、軌道面空間に対して周方向に均等な磁界を与えることができる。また、磁石の内外径を上記のように設定することにより、軌道面空間の軸方向側に磁石を配置することができる。
【００１２】
これらの玉配列方法においては、玉配列前に保持器を予め載せておくのが有効である。すなわち、前記玉のそれぞれを収容する複数のポケットが周方向に沿って等間隔に配置され且つ前記ポケットの軸方向開口部から前記玉を挿入しうる円環状の冠形保持器を用意し、径方向を水平とした前記軌道面空間上に前記軸方向開口部を下向きとした前記保持器を載置しながら前記玉を周方向に沿ってほぼ等間隔に配列させるのが好ましい。
【００１３】
玉を等間隔に配列する課程においては玉が周方向に転動するが、玉を転動させる前に予め保持器を載せておくことにより、玉を転動配列させるだけで全ての玉が各ポケットの軸方向開口部位置のそれぞれに配置された状態を形成することができる。よって、その後保持器を上方から押圧等するだけで容易に保持器を玉軸受に組み付けることができる。
【００１４】
玉軸受の玉配列装置に関する本発明は、径方向を水平とした状態で玉軸受が配置される軸受配置部と、前記軸受配置部に近接して当該軸受配置部の下側に設けられ、前記軸受配置部に配置された前記玉軸受の軌道面空間に磁界を与えて複数の玉のそれぞれに磁極を誘起し、隣接する前記玉間のそれぞれに磁気反発力を生じさせる磁石と、前記軸受配置部に配置された前記玉軸受の玉を転動させる転動機構と、前記軸受配置部に配置された前記玉軸受を上方から押さえ付ける押圧機構と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
このような装置によれば、簡易な構成で上述した玉配列方法を実施することができる。また、軸受を軸受配置部に置き、その上に保持器を置いた状態で上記転動機構を駆動させることにより、玉を迅速かつ等間隔に配列すると同時に保持器の各ポケットの軸方向開口部に玉を分配することができる。更に押圧機構により保持器を下方に押さえ付けることで保持器を組み付けることができる。つまり、ワークを軸受配置部に置いたままで玉の等配列から保持器装着まで行うことが可能となる。よって、軸受製造工程の高速化や簡略化、及び製造設備の省スペース化が可能となる。
【００１６】
上記の玉軸受の玉配列装置において、前記転動機構は、前記玉軸受に内外輪間の相対回転を与える回転体であるのが好ましく、これにより玉の移動がより円滑となり、玉の等配列に要する時間をより効果的に短縮することができる。
【発明の効果】
【００１７】
磁石により軌道面空間に磁界を与えて玉同士を反発させたので、玉に接触することなく、比較的簡易な装置で容易に玉をほぼ等間隔に配列することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１〜図３は、本発明の一実施形態である玉軸受の玉配列方法を説明するための図である。
本玉配列方法を行うにあたっては、先ず、内輪１と外輪２との間の空間（軌道面空間）に複数の玉３を入れて、玉を等配列する前の軸受体４を用意する（図２参照）。そして、この軸受体４に磁石５を近接させて、軸受体４の軌道面空間ｋに対して磁界を与える。磁界は周方向に均等な磁界とする。この磁界により、玉３のそれぞれに磁極が誘起され（図３参照）、隣接する玉３間のそれぞれに均等な磁気反発力（磁気排斥力、図３の白抜き両矢印参照）を生じさせることができる。この状態で、内外輪１，２を相対回転させると、玉３が周方向に転動し、この転動の課程で、上記磁気反発力の作用により玉３が周方向に沿って等間隔に配列され、玉が等配列された軸受体７となる（図２参照）。なお、図１の例では内輪１を回転させているが、外輪２を回転させてもよい。また本玉配列方法では、転動機構としての回転体６に磁石５を装着し、回転体６とともに磁石５を回転させているが、磁石５は回転させずに固定しておいてもよい。
【００１９】
玉を等配列する前の軸受体４の軌道面空間ｋに対して周方向に均等な磁界を付与するため、本玉配列方法では、円環状の磁石５を用いるとともに、これを軸受体４と同軸で配置する（図１及び図２参照）。図３は、磁石５によって玉３に誘起された磁極のＳ極（Ｓと表示）及びＮ極（Ｎと表示）を示す図である。また図３では、磁石５によって生じる磁界のうち玉３を通過するものを矢印で示している。磁石５によって付与された磁界が軸受体４の周方向に均等であるため、磁石５によって各玉３に生ずる磁極の配置及び強さは、玉３の周方向位置によって変化しない。すなわち、磁石５によって各玉３に発生する磁極の配置及び強さは、内外輪１，２の周方向及び径方向に対し、玉３の周方向位置に関わらず一定である。本玉配列方法では、磁石５が円環状であり且つ内外輪１，２と同軸で配置されているため、各玉３と磁石５との相対的な位置関係は、玉３の周方向位置によらず一定である。
【００２０】
したがって、玉３相互間に生ずる磁気反発力は、各玉３の周方向位置に関わらずほぼ一定となる。よって、本玉配列方法は、玉を等配列する前の軸受体４において玉３の偏在状態がどのようなものであっても対応することができる。また、本玉配列方法を実施する過程において玉３は周方向に移動するが、この移動中の各玉３にあってもその周方向位置に関わらずほぼ一定の磁気反発力が作用し続ける。よって、本玉配列方法は、配列開始時における玉３の偏在状態を問わず適用することができるとともに、安定して玉３を等配列させることができる。なお、磁石５は永久磁石としている。磁石５を永久磁石とすることで、常に安定した磁極作用が玉３に付与される。
【００２１】
磁石５は、その内径が内輪１の外径以上とされ且つその外径は外輪２の内径以下とされている。よって、磁石５は軌道面空間ｋの軸方向側に配置される。さらに磁石５は、その内径が内輪１の外径よりも大きく且つその外径は外輪２の内径よりも小さくされている（図２参照）。そして、内外輪１，２と同軸の状態で円環状の磁石５を軸受体４の軸方向一方側に配置して玉３と磁石５とを近接させている。磁石５の内外径を上記のように設定することにより、磁石５と玉３との間に内輪１や外輪２が介在しない状態で玉３に磁石５を近接させることができる。よって、軌道面空間ｋに配置された玉３と磁石５との距離を接近させることができ、比較的弱い磁石５であっても十分な強さの磁極を玉３に誘起することができる。このことは、磁石５の製造コストの低減に寄与する。
【００２２】
磁石５は、その軸方向一端側がＳ極とされ、その軸方向他端側がＮ極とされている。本玉配列方法では、磁石５のＮ極側又はＳ極側のいずれかを玉３に近接させる。なお、図３は、磁石５のＳ極側を玉３に近接させた例であるが、磁石５のＮ極側を玉３に近接させても良い。
【００２３】
磁石５は玉３の軸方向一方側に配置される。よって図３のように、玉３の誘起される磁極のＮ極とＳ極とを結ぶ直線Ｌ１が軸方向に近くなる。この場合、隣り合う玉３相互間において、同極（Ｎ極とＮ極、又はＳ極とＳ極）間の距離ｄ１が、異極（Ｎ極とＳ極）間の距離ｄ２よりも長くなる（図３参照）。ｄ１＜ｄ２であるから、玉３同士を引き付け合う力よりも、玉同士を反発させる力が勝り、隣り合う玉３相互間に磁気反発力が生じる。玉３相互間の磁気反発力を大きくする観点から、同極間距離ｄ１と異極間距離ｄ２との差（ｄ２−ｄ１）を大きくするのが好ましい。（ｄ２−ｄ１）を大きくするために、上記直線Ｌ１を軸方向に近づけるのが好ましい。上記直線Ｌ１を軸方向に近づけるためには、磁石５の径方向幅を抑えて磁石５を軌道面空間ｋの軸方向側に局在化させるのが好ましい。よって、磁石５の径方向幅Ｗ１を軌道面空間ｋの径方向幅Ｗ２の８０％以下とするのが好ましい。
【００２４】
本玉配列方法では、回転体６が前記磁石を近接させた状態で内外輪１，２を相対回転させる。この相対回転は、玉３のそれぞれを円滑に転動させる。よってこの相対回転は、玉の等配列に要する時間の短縮に寄与する。なお、磁石５の強さや、玉３と軌道面とのすき間の大きさによっては、内外輪１，２の相対回転が不要となる場合もありうる。しかし、通常の内部すきまを有する玉軸受では、内外輪１，２を相対回転させることで玉３が転動する。内外輪１，２を相対回転させることは、等配列に要する時間を短縮できる点や、磁石５の磁力を最小限として玉３の磁化の度合いを抑制することができる点から好ましい。
【００２５】
相対回転の回転数は特に限定されないが、例えば５００〜８００ｒｐｍ程度とすることができる。相対回転の回転数が小さすぎると玉が等配列するまでに要する時間が増加する場合がある。相対回転の回転数が大きすぎると玉の等配列に要する時間を短縮するメリットは少ない場合がある。ただし、相対回転の回転数の最適値は、軸受の内外径、玉の総数、又は磁石の磁力等によって適宜調整することができる。
【００２６】
外輪外径φ３５ｍｍ、内輪内径φ１９ｍｍ、軸方向幅７ｍｍ、ボール直径φ３．９ｍｍ、ボール総数１２個の玉軸受で実験を行った。磁石５は、図１及び図２で示すような円環状の永久磁石を用いた。図１に示すように、回転体６を回転させて内輪１を５００〜８００ｒｐｍで回転させた。内輪１の回転中、外輪２は固定させておいた。その結果、玉を周方向に沿って等間隔に配列させるのに要する時間は２秒程度であった。
【００２７】
本玉配列方法は、磁石５と玉３とを接触させない状態で行うことができる。例えば図１の実施形態では、磁石５の軸方向一端面５ａと内外輪２，３の軸方向端面との軸方向位置が同一となっている。このように本玉配列方法は、磁石５と玉３との間に一定のすき間を設けた状態で行うことができる。したがって、玉３と磁石５とが接触して玉３がきずつくことがない。
【００２８】
なお、本玉配列方法では、軌道面空間ｋの軸方向一端側から磁石５を近接させているが、軌道面空間ｋの軸方向両端側から磁石５を近接させても良い。この場合、軌道面空間ｋの軸方向一端側に近接させる磁石の磁極と、軌道面空間ｋの軸方向他端側に近接させる磁石の磁極とが異なるようにする。例えば、軌道面空間ｋの軸方向一端側に磁石５のＳ極側を近接させた場合、軌道面空間ｋの軸方向他端側には磁石５のＮ極側を近接させる。このように、軌道面空間ｋの軸方向両端側に異なる磁極を近接させても、上記配列方法と同様に玉３に磁極が誘起される。
【００２９】
本発明の玉配列方法では、径方向を水平とした前記軌道面空間上に前記軸方向開口部を下向きとした前記保持器を載置しながら前記玉を周方向に沿って等間隔に配列させるのが好ましい。この点については後述の玉配列装置についての記載と併せて説明する。
【００３０】
図４は、本発明の一実施形態である玉軸受の玉配列装置１０の概略を示す正面図であり、図５は同側面図である。この玉配列装置１０は、上述した実施形態の方法により玉３を周方向に等間隔で配列することができる。また玉配列装置１０は、ワークを１箇所（後述の軸受配置部）に留めたままで玉３の等配列と保持器の装着とを行うことができる。
【００３１】
玉配列装置１０について具体的に説明する。図４及び図５に示すように、玉配列装置１０は、径方向を水平とした状態でワークとしての玉軸受１１が配置される軸受配置部１２を有している。また玉配列装置１０は、前工程において玉入れされた軸受体４を搬送する搬送用ベルトコンベア（図示省略）を有している。軸受体４は、この搬送用ベルトコンベアによって軸受配置部１２の後方（裏側）に搬送されてくる。この軸受体４は、エアシリンダ２１（図５参照）によって動作する移動子（図示しない）により前方に押し出されて軸受配置部１２に配置される。
また図４及び図５に示すように、玉配列装置１０は、図示しない操作ボタンや操作画面等を有する操作ボックス２０を有している。
【００３２】
図６及び図７は、軸受配置部１２近傍を拡大して示す斜視図である。図６はワークとしての玉軸受１１が配置される前の状態を示し、図７は玉軸受１１が軸受配置部１２に配置された状態を示す。図６及び図７では、図面右側が玉配列装置１０の前方であり、図面左側が玉配列装置１０の後方である。よって、図６及び図７において、玉を等配列する前の軸受体４（ワーク）は、図面左側から軸受配置部１２へと供給される。なお、図７では、玉軸受１１の上に保持器８が載置されているが、この点については後述する。
【００３３】
軸受配置部１２の周囲には、軸受配置部１２に配置された玉軸受１１の外輪２を下方から支持しうる外輪支持部１３が設けられている。外輪支持部１３は板ばね部材とされている。外輪支持部１３の先端部は、軸受配置部１２に配置された玉軸受１１の外輪２における下側の軸方向端面と当接する。
【００３４】
また軸受配置部１２の周囲には、上下動するステージ１４が設けられている。ステージ１４は、その周囲の平面部分１５と面一となる状態（図６に示す）と、平面部分１５よりも下がった状態（図７に示す）とを採ることができる。ステージ１４は全体としてほぼ円環状をなしており、その中央部分には磁石５及び回転体６が配置されている。ステージ１４は樹脂製である。
【００３５】
永久磁石である磁石５は円環状をなす。玉軸受１１（ワーク）は、磁石５と同軸となるように軸受配置部１２に配置される。軸受配置部１２に玉軸受１１が配置されると、磁石５は当該玉軸受１１の軌道面空間ｋの軸方向下側に位置する。この磁石５は、軸受配置部１２に配置された玉軸受１１の軌道面空間ｋに周方向に均等な磁界を与えて複数の玉３のそれぞれに磁極を誘起し、隣接する玉３間のそれぞれに均等な磁気反発力を生じさせる。
【００３６】
玉配列装置１０は、軸受配置部１２に配置された玉軸受１１に内外輪間の相対回転を与える回転体（転動機構）６を有している。回転体６は磁石５の径方向内側に配置され、且つ磁石５と同軸で配置されている。回転体６は、玉軸受１１の内径（内輪内径）とほぼ同径の外周面を有する。回転体６は樹脂製とされている。回転体６は、磁石５よりも上方に突出している。回転体６は、その下方に設けられたモータｍによりベルトを介して回転する（図４及び図５参照）。
【００３７】
また玉配列装置１０は、保持器８を軸受配置部１２に供給する保持器供給機構を有している。この保持器供給機構は、鉛直方向に立設された丸棒１６に挿通されつつ積み重ねられた複数の保持器８をストックするストック部１７と、ストック部１７の保持器８を一個ずつ軸受配置部１２に供給する供給部１８とを有している（図６及び図５参照）。供給部１８の内部にはエアシリンダによりスライド移動するプッシャーが内蔵されており（図示省略）、このプッシャーが積まれた保持器８のうち最も下側にある１個の保持器８を分離して軸受配置部１２に供給する。なお、図面を見やすくするため、図４では丸棒１６、保持器８及び供給部１８の記載を省略しており、図５では保持器８を破線で示している。
【００３８】
玉配列装置１０は、軸受配置部１２に配置された玉軸受１１を上方から押さえ付けることのできる押圧機構３０を有している。この押圧機構３０は、エアシリンダ３１によって下方に押し下げられる押圧子３２を有している。押圧子３２は樹脂製でほぼ円柱状をなしている。エアシリンダ３１により発生する押圧力により、押圧子３２は軸受配置部１２の軌道面空間ｋ（つまり複数の玉３）上に載置された保持器８を上方から押圧する。
【００３９】
玉配列装置１０は、玉軸受１１を軸受配置部１２から搬出する搬出機構を有している。この搬出機構は、軸受配置部１２に配置された玉軸受１１を移動させる第一の移動子４１を有する（図６及び図７参照）。移動子４１は、エアシリンダ４２（図４参照）により水平方向に移動し、玉軸受１１を軸受配置部１２から軸受配置部１２外へと移動させる。また搬出機構は、第一の移動子４１により玉配列装置１０内の所定位置まで移動した玉軸受１１を玉配列装置１０外にまで移動させる第二の移動子（図示省略）を有する。この第二の移動子は、エアシリンダ４３（図４参照）により水平移動する。搬出機構により玉軸受１１は軸受配置部１２から玉配列装置１０の外側に至るまで移動する。
【００４０】
玉配列装置１０は脱磁器４４を備えている。脱磁器４４の上面４４ａに玉軸受１１を載置することで玉軸受１１の玉３が脱磁される。上述した搬出機構による移動の際に、玉軸受１１は脱磁器４４の上面４４ａを移動する。脱磁器４４の上面４４ａを移動している間に玉軸受１１が脱磁される。
【００４１】
玉配列装置１０の動作について順を追って説明する。
上述したエアシリンダ２１によって、玉軸受１１（玉を等配列する前の軸受体４）が移動して軸受配置部１２に供給される。軸受配置部１２に配置された玉軸受１１は、回転体６や磁石５と同軸の位置に配置される。玉軸受１１が移動する際には、ステージ１４と平面部分１５とは面一となっており、玉軸受１１の円滑な移動を可能としている。
【００４２】
次に、ステージ１４が下方に下がる。ステージ１４が下方に下がることにより、回転体６がステージ１４の上面よりも上方に突出する。玉軸受１１は回転体６に下方から支持され、ステージ１４の上面から浮いた状態となる。ステージ１４による支持を失った玉軸受１１は、磁石５により下方に引き付けられ、この引き付け力により回転体６の先端部が内輪１に挿入される。回転体６の先端部は内輪１にほぼすき間無く内嵌し、回転体６と内輪１とが一体回転しうる状態となる。
【００４３】
磁石５は、玉軸受１１の内外輪１，２及び玉３を下方に引き付けるが、このうち内輪１は回転体６により支持されている。よって、内輪１の下方への移動は回転体６により規制される。一方、外輪２は外輪支持部１３の先端部上に載っており、当該先端部により下方から支持されている。外輪支持部１３は、磁石５による引き付け力に抗して外輪２を上方に押し上げる。外輪支持部１３としては板ばねが採用されている。仮に外輪支持部１３が無い場合、外輪２は内輪１よりも下方に引き付けられやすくなる。なぜなら、内輪１は回転体６により下方から支持されているのに対し、外輪２は下方から支持されない状態となるからである。外輪２が内輪１よりも下方に引き付けられると、玉軸受１１の内部すきま（ラジアル隙間やアキシャル隙間）が小さくなり、玉３が転動しにくくなる。しかし、外輪支持部１３によって外輪２を押し上げることにより、玉軸受１１の内部すきまの減少を抑え、玉３を転動しやすくしている。このように外輪支持部１３は、内輪１と外輪２との軸方向位置のずれを抑制している。
【００４４】
次に、玉軸受１１の軌道面空間ｋ上（すなわち玉３上）に保持器８を載置する（図７参照）。この保持器８は玉軸受１１に適合した仕様であり、玉軸受１１に装着することができる。保持器８はいわゆる冠形保持器である。図６及び図７に示すように、保持器８は玉３のそれぞれを収容する複数のポケットｐを有し、このポケットｐが周方向に沿って等間隔に配置されている。ポケットｐは保持器８の軸方向一方側に開放されており、ポケットｐの軸方向開口部ｐ１から玉３が挿入される。保持器８はナイロン等の樹脂よりなる。軸方向開口部ｐ１の開口幅は玉３の直径よりも狭いが、保持器８の弾性変形により玉３は軸方向開口部ｐ１を通過してポケットｐ内に収容される。この保持器８を玉軸受１１の軌道面空間ｋ上に載置する。保持器８は、軸方向開口部ｐ１を下向きとした状態で軌道面空間ｋ上に載置される。よって保持器８は、複数の玉３の上の載置されることとなる。保持器８の外径は外輪２の内径よりも小さく、保持器８の内径は内輪１の外径よりも大きい。よって保持器８は、玉３のみによって下方から支持された状態で玉軸受１１上に載置される。保持器８における玉３との接触部分は、軸方向開口部ｐ１の開口縁である。上述した保持器供給機構は、玉軸受１１の軌道面空間ｋ上に位置合わせしつつ保持器８を玉軸受１１上に載置する。
【００４５】
このように保持器８が載置された状態で、回転体６を回転させる。内輪１は回転体６と一体的に回転する。内輪１と外輪２との相対回転数を多くして玉３を円滑に転動させるためには、内輪１の回転に同調した外輪２の回転を抑制しておくのがよい。上述した外輪支持部１３は、内輪１の回転に同調した外輪２の回転を抑制するのに寄与する。上述したように外輪支持部１３は、磁石５による引き付け力に反して外輪２を上方に押し上げているが、この押し上げ力により外輪２と外輪支持部１３との間の摩擦力が高まる。外輪支持部１３における外輪２との接触部分に外輪２との摩擦係数を高める材料（例えば樹脂やゴムなど）を設けておくことは、外輪２の回転を抑制するのに役立つ。
【００４６】
このように内輪１を回転させて内輪１と外輪２とを相対回転させると、玉３が転動するとともに、玉３相互間に作用する磁気反発力により玉３が周方向に沿って等間隔に配列される。保持器８を玉３に対して押し付ける力は保持器８の自重のみであり、また上述の如く保持器８における玉３との接点は実質的に軸方向開口部ｐ１の開口縁のみである。よって保持器８は、玉３の転動をほとんど拘束しない。また保持器８はフリーの状態で玉３上に載置されているから、適宜周方向に回転しながら最も安定した状態を採ろうとする。よって、転動する玉３が周方向に沿って等間隔で配置される過程で、保持器８のポケットｐの位相と玉３の位相とが一致する。よって、保持器８を載せた状態で内輪１と外輪２とを相対回転させるだけで、全ての玉３が各ポケットｐの軸方向開口部ｐ１のそれぞれに配置された状態となる。
【００４７】
次に押圧子３２によって保持器８を上方から押圧する。この押圧により、各玉３がポケットｐ内に収容される。次いでステージ１４が上がって平面部分１５と面一となる。ステージ１４により玉軸受１１は押し上げられ、回転体６の先端部が内輪１から抜ける。そして、上述した搬出機構により玉軸受１１は搬出される。この搬出課程において玉軸受１１は脱磁器４４の上面を通過し、脱磁される。
【００４８】
このように保持器８を載置しながら玉３を配列させることにより、保持器８を玉軸受１１上に載置する際、各ポケットｐの位相を考慮する必要がない。また、玉３の等配列と保持器８の組み付けとを一カ所で行うことができる。よって、製造工程の高速化や簡略化、及び製造設備の省スペース化が可能となる。
【００４９】
なお、上述した玉配列方法や玉配列装置では、軌道面空間ｋの周方向に均等に磁界を与えることにより、玉を周方向に沿って等間隔に配置したが、玉の周方向間隔は必ずしも等間隔でなくてもよく、ほぼ等間隔でもよい。すなわち、冠形保持器８のポケットｐの軸方向開口部ｐ１は所定の周方向開口幅を有しているので、この周方向開口幅の範囲内で玉の位相ズレが許容される。つまり各玉３は、各ポケットｐにおける軸方向開口部ｐ１の周方向開口幅の範囲内に各玉３が位置する程度に周方向に沿って等間隔に配置されればよい。
また、前記玉３を転動させる転動機構としては、前記回転体６に代えて、軸受体４を揺動させる揺動機構や軸受体４を振動させる振動機構を用いてもよく、この場合でも、玉３の移動が円滑となり、玉３の等配列に要する時間を短縮することができる。さらに、磁石５として電磁石を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の玉配列方法の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の玉配列方法の一実施形態を説明するための図である。
【図３】磁石によって玉に磁極が誘起された状態を説明するための図である。
【図４】本発明の玉配列装置の一実施形態を示す正面図である。
【図５】図４の玉配列装置の側面図である。
【図６】図４の玉配列装置における軸受配置部近傍の拡大斜視図（ワークとしての玉軸受が存在しない状態）である。
【図７】図４の玉配列装置における軸受配置部近傍の拡大斜視図（ワークとしての玉軸受が存在した状態）である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 内輪
２ 外輪
３ 玉
５ 磁石
６ 回転体
８ 保持器
１０ 玉配列装置
１１ 玉軸受
１２ 軸受配置部
３０ 押圧機構
ｋ 軌道面空間
ｐ ポケット
ｐ１ 軸方向開口部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、玉軸受の玉配列方法及び玉配列装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
玉軸受として、内外輪間において周方向に沿って等間隔に配列した複数の玉と、この等間隔を維持しつつ各玉を転動自在に保持する保持器とを有するものがある。このような玉軸受の組み立て方法は、まず複数の玉を内外輪間の軌道面空間に入れ、これらの玉を周方向に沿って等間隔に配列させた後、保持器を装着する方法が一般的である。この組み立て方法において、複数の玉を等間隔に配列する玉配列方法としては、串玉割方式や磁気玉割方式と呼ばれるものがある。
【０００３】
串玉割方式は、例えば円環状の基部とその基部から軸方向に延設されるとともに周方向に等間隔おきに設けられ且つ長さが順次変化する串部とを有する串状の玉割り串を用いて複数の玉を等間隔に配列させるものである。すなわち、内外輪の転動空間内に玉割り串を挿入し、各玉を串部によって分離することにより、複数の玉を等間隔に振り分けている。しかしながらこの串玉割方式では、玉割り串の串部と各玉とが直接的に接触するため、玉に接触きずや圧痕が発生し、製品精度に影響を及ぼす恐れがあった。
【０００４】
また、磁気玉割方式は、玉の等配状態に対応させた位置に、玉と同数の磁石を等間隔に点在させ、点在する各磁石のそれぞれに玉を吸引させることにより、これらの玉を等間隔に配列するというものである。しかしながらこの場合、点在する磁石のうちの一の磁石に複数の玉が引き付けられるなど、玉の振り分けを円滑に行うことが困難である。
【０００５】
そこで、互いに偏芯させた状態で内外輪を相対回転させて玉を周方向に沿って分散配置させた後、玉の等間隔配置に対応した位置に設けられたエアーノズルからのエアーによって玉を等間隔に保持する技術が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１６１９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の従来技術は、接触きずの防止に有効であり、また玉が磁化されることがないという利点がある。ただし、内外輪を互いに偏芯させるための装置や、エアーノズルを備えたノズル装置が必要となるため、これらの装置を設置するためのスペースや装置費用が必要となる。また偏芯作業を伴うための作業時間が必要となる。
【０００７】
本発明は、かかる状況に鑑みなされたものであり、玉に接触することなく、比較的簡易な装置で容易に玉をほぼ等間隔に配列しうる玉軸受の玉配列方法及び玉配列装置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】
【０００８】
玉軸受の玉配列方法に係る本発明は、内外輪間の軌道面空間に磁石を近接させ当該軌道面空間に磁界を与えて前記内外輪間に転動可能に介在する複数の玉のそれぞれに磁極を誘起し、隣接する前記玉間のそれぞれに磁気反発力（磁気排斥力）を生じさせることにより、複数の前記玉を周方向に沿ってほぼ等間隔に配列させることを特徴とする。
この場合、磁石を玉に接触させる必要がないので、非接触で玉を配列させることができる。また、磁気反発力を用いているため、円滑に玉を配列させることができる。
【０００９】
上記の玉配列方法においては、前記軌道面空間に周方向に均等な磁界を与えるのが好ましい。
この場合、軌道面空間に周方向に均等な磁界を与えているため、各玉に誘起される磁極は、当該玉の周方向位置に関わらず一定となる。よって、玉の周方向位置に関わらず隣接する玉間に均等な反発力を生じさせることができる。したがって、玉を等配列する前の玉の偏在状態に関わらず、円滑に且つ精度よく玉を等間隔に配置することができる。
【００１０】
上記の玉配列方法においては、前記磁石を近接させた状態で前記玉を転動させるのが好ましい。この場合、玉の等配列に要する時間を短縮することができる。
この玉配列方法においては、前記内外輪を相対回転させて玉を転動させるのが好ましく、これにより玉の移動がより円滑となり、玉の等配列に要する時間をより効果的に短縮することができる。
【００１１】
また、前記磁石は円環状であるとともに、その内径は前記内輪の外径以上とされ且つその外径は前記外輪の内径以下とされており、前記内外輪と同軸の状態で前記円環状の磁石を前記軌道面空間の軸方向一方側に配置して前記玉と前記磁石とを近接させるのが好ましい。円環状の磁石を内外輪と同軸で配置することにより、軌道面空間に対して周方向に均等な磁界を与えることができる。また、磁石の内外径を上記のように設定することにより、軌道面空間の軸方向側に磁石を配置することができる。
【００１２】
これらの玉配列方法においては、玉配列前に保持器を予め載せておくのが有効である。すなわち、前記玉のそれぞれを収容する複数のポケットが周方向に沿って等間隔に配置され且つ前記ポケットの軸方向開口部から前記玉を挿入しうる円環状の冠形保持器を用意し、径方向を水平とした前記軌道面空間上に前記軸方向開口部を下向きとした前記保持器を載置しながら前記玉を周方向に沿ってほぼ等間隔に配列させるのが好ましい。
【００１３】
玉を等間隔に配列する課程においては玉が周方向に転動するが、玉を転動させる前に予め保持器を載せておくことにより、玉を転動配列させるだけで全ての玉が各ポケットの軸方向開口部位置のそれぞれに配置された状態を形成することができる。よって、その後保持器を上方から押圧等するだけで容易に保持器を玉軸受に組み付けることができる。
【００１４】
玉軸受の玉配列装置に関する本発明は、径方向を水平とした状態で玉軸受が配置される軸受配置部と、前記軸受配置部に近接して当該軸受配置部の下側に設けられ、前記軸受配置部に配置された前記玉軸受の軌道面空間に磁界を与えて複数の玉のそれぞれに磁極を誘起し、隣接する前記玉間のそれぞれに磁気反発力を生じさせる磁石と、前記軸受配置部に配置された前記玉軸受の玉を転動させる転動機構と、前記軸受配置部に配置された前記玉軸受を上方から押さえ付ける押圧機構と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
このような装置によれば、簡易な構成で上述した玉配列方法を実施することができる。また、軸受を軸受配置部に置き、その上に保持器を置いた状態で上記転動機構を駆動させることにより、玉を迅速かつ等間隔に配列すると同時に保持器の各ポケットの軸方向開口部に玉を分配することができる。更に押圧機構により保持器を下方に押さえ付けることで保持器を組み付けることができる。つまり、ワークを軸受配置部に置いたままで玉の等配列から保持器装着まで行うことが可能となる。よって、軸受製造工程の高速化や簡略化、及び製造設備の省スペース化が可能となる。
【００１６】
上記の玉軸受の玉配列装置において、前記転動機構は、前記玉軸受に内外輪間の相対回転を与える回転体であるのが好ましく、これにより玉の移動がより円滑となり、玉の等配列に要する時間をより効果的に短縮することができる。
【発明の効果】
【００１７】
磁石により軌道面空間に磁界を与えて玉同士を反発させたので、玉に接触することなく、比較的簡易な装置で容易に玉をほぼ等間隔に配列することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１〜図３は、本発明の一実施形態である玉軸受の玉配列方法を説明するための図である。
本玉配列方法を行うにあたっては、先ず、内輪１と外輪２との間の空間（軌道面空間）に複数の玉３を入れて、玉を等配列する前の軸受体４を用意する（図２参照）。そして、この軸受体４に磁石５を近接させて、軸受体４の軌道面空間ｋに対して磁界を与える。磁界は周方向に均等な磁界とする。この磁界により、玉３のそれぞれに磁極が誘起され（図３参照）、隣接する玉３間のそれぞれに均等な磁気反発力（磁気排斥力、図３の白抜き両矢印参照）を生じさせることができる。この状態で、内外輪１，２を相対回転させると、玉３が周方向に転動し、この転動の課程で、上記磁気反発力の作用により玉３が周方向に沿って等間隔に配列され、玉が等配列された軸受体７となる（図２参照）。なお、図１の例では内輪１を回転させているが、外輪２を回転させてもよい。また本玉配列方法では、転動機構としての回転体６に磁石５を装着し、回転体６とともに磁石５を回転させているが、磁石５は回転させずに固定しておいてもよい。
【００１９】
玉を等配列する前の軸受体４の軌道面空間ｋに対して周方向に均等な磁界を付与するため、本玉配列方法では、円環状の磁石５を用いるとともに、これを軸受体４と同軸で配置する（図１及び図２参照）。図３は、磁石５によって玉３に誘起された磁極のＳ極（Ｓと表示）及びＮ極（Ｎと表示）を示す図である。また図３では、磁石５によって生じる磁界のうち玉３を通過するものを矢印で示している。磁石５によって付与された磁界が軸受体４の周方向に均等であるため、磁石５によって各玉３に生ずる磁極の配置及び強さは、玉３の周方向位置によって変化しない。すなわち、磁石５によって各玉３に発生する磁極の配置及び強さは、内外輪１，２の周方向及び径方向に対し、玉３の周方向位置に関わらず一定である。本玉配列方法では、磁石５が円環状であり且つ内外輪１，２と同軸で配置されているため、各玉３と磁石５との相対的な位置関係は、玉３の周方向位置によらず一定である。
【００２０】
したがって、玉３相互間に生ずる磁気反発力は、各玉３の周方向位置に関わらずほぼ一定となる。よって、本玉配列方法は、玉を等配列する前の軸受体４において玉３の偏在状態がどのようなものであっても対応することができる。また、本玉配列方法を実施する過程において玉３は周方向に移動するが、この移動中の各玉３にあってもその周方向位置に関わらずほぼ一定の磁気反発力が作用し続ける。よって、本玉配列方法は、配列開始時における玉３の偏在状態を問わず適用することができるとともに、安定して玉３を等配列させることができる。なお、磁石５は永久磁石としている。磁石５を永久磁石とすることで、常に安定した磁極作用が玉３に付与される。
【００２１】
磁石５は、その内径が内輪１の外径以上とされ且つその外径は外輪２の内径以下とされている。よって、磁石５は軌道面空間ｋの軸方向側に配置される。さらに磁石５は、その内径が内輪１の外径よりも大きく且つその外径は外輪２の内径よりも小さくされている（図２参照）。そして、内外輪１，２と同軸の状態で円環状の磁石５を軸受体４の軸方向一方側に配置して玉３と磁石５とを近接させている。磁石５の内外径を上記のように設定することにより、磁石５と玉３との間に内輪１や外輪２が介在しない状態で玉３に磁石５を近接させることができる。よって、軌道面空間ｋに配置された玉３と磁石５との距離を接近させることができ、比較的弱い磁石５であっても十分な強さの磁極を玉３に誘起することができる。このことは、磁石５の製造コストの低減に寄与する。
【００２２】
磁石５は、その軸方向一端側がＳ極とされ、その軸方向他端側がＮ極とされている。本玉配列方法では、磁石５のＮ極側又はＳ極側のいずれかを玉３に近接させる。なお、図３は、磁石５のＳ極側を玉３に近接させた例であるが、磁石５のＮ極側を玉３に近接させても良い。
【００２３】
磁石５は玉３の軸方向一方側に配置される。よって図３のように、玉３の誘起される磁極のＮ極とＳ極とを結ぶ直線Ｌ１が軸方向に近くなる。この場合、隣り合う玉３相互間において、同極（Ｎ極とＮ極、又はＳ極とＳ極）間の距離ｄ１が、異極（Ｎ極とＳ極）間の距離ｄ２よりも長くなる（図３参照）。ｄ１＜ｄ２であるから、玉３同士を引き付け合う力よりも、玉同士を反発させる力が勝り、隣り合う玉３相互間に磁気反発力が生じる。玉３相互間の磁気反発力を大きくする観点から、同極間距離ｄ１と異極間距離ｄ２との差（ｄ２−ｄ１）を大きくするのが好ましい。（ｄ２−ｄ１）を大きくするために、上記直線Ｌ１を軸方向に近づけるのが好ましい。上記直線Ｌ１を軸方向に近づけるためには、磁石５の径方向幅を抑えて磁石５を軌道面空間ｋの軸方向側に局在化させるのが好ましい。よって、磁石５の径方向幅Ｗ１を軌道面空間ｋの径方向幅Ｗ２の８０％以下とするのが好ましい。
【００２４】
本玉配列方法では、回転体６が前記磁石を近接させた状態で内外輪１，２を相対回転させる。この相対回転は、玉３のそれぞれを円滑に転動させる。よってこの相対回転は、玉の等配列に要する時間の短縮に寄与する。なお、磁石５の強さや、玉３と軌道面とのすき間の大きさによっては、内外輪１，２の相対回転が不要となる場合もありうる。しかし、通常の内部すきまを有する玉軸受では、内外輪１，２を相対回転させることで玉３が転動する。内外輪１，２を相対回転させることは、等配列に要する時間を短縮できる点や、磁石５の磁力を最小限として玉３の磁化の度合いを抑制することができる点から好ましい。
【００２５】
相対回転の回転数は特に限定されないが、例えば５００〜８００ｒｐｍ程度とすることができる。相対回転の回転数が小さすぎると玉が等配列するまでに要する時間が増加する場合がある。相対回転の回転数が大きすぎると玉の等配列に要する時間を短縮するメリットは少ない場合がある。ただし、相対回転の回転数の最適値は、軸受の内外径、玉の総数、又は磁石の磁力等によって適宜調整することができる。
【００２６】
外輪外径φ３５ｍｍ、内輪内径φ１９ｍｍ、軸方向幅７ｍｍ、ボール直径φ３．９ｍｍ、ボール総数１２個の玉軸受で実験を行った。磁石５は、図１及び図２で示すような円環状の永久磁石を用いた。図１に示すように、回転体６を回転させて内輪１を５００〜８００ｒｐｍで回転させた。内輪１の回転中、外輪２は固定させておいた。その結果、玉を周方向に沿って等間隔に配列させるのに要する時間は２秒程度であった。
【００２７】
本玉配列方法は、磁石５と玉３とを接触させない状態で行うことができる。例えば図１の実施形態では、磁石５の軸方向一端面５ａと内外輪２，３の軸方向端面との軸方向位置が同一となっている。このように本玉配列方法は、磁石５と玉３との間に一定のすき間を設けた状態で行うことができる。したがって、玉３と磁石５とが接触して玉３がきずつくことがない。
【００２８】
なお、本玉配列方法では、軌道面空間ｋの軸方向一端側から磁石５を近接させているが、軌道面空間ｋの軸方向両端側から磁石５を近接させても良い。この場合、軌道面空間ｋの軸方向一端側に近接させる磁石の磁極と、軌道面空間ｋの軸方向他端側に近接させる磁石の磁極とが異なるようにする。例えば、軌道面空間ｋの軸方向一端側に磁石５のＳ極側を近接させた場合、軌道面空間ｋの軸方向他端側には磁石５のＮ極側を近接させる。このように、軌道面空間ｋの軸方向両端側に異なる磁極を近接させても、上記配列方法と同様に玉３に磁極が誘起される。
【００２９】
本発明の玉配列方法では、径方向を水平とした前記軌道面空間上に前記軸方向開口部を下向きとした前記保持器を載置しながら前記玉を周方向に沿って等間隔に配列させるのが好ましい。この点については後述の玉配列装置についての記載と併せて説明する。
【００３０】
図４は、本発明の一実施形態である玉軸受の玉配列装置１０の概略を示す正面図であり、図５は同側面図である。この玉配列装置１０は、上述した実施形態の方法により玉３を周方向に等間隔で配列することができる。また玉配列装置１０は、ワークを１箇所（後述の軸受配置部）に留めたままで玉３の等配列と保持器の装着とを行うことができる。
【００３１】
玉配列装置１０について具体的に説明する。図４及び図５に示すように、玉配列装置１０は、径方向を水平とした状態でワークとしての玉軸受１１が配置される軸受配置部１２を有している。また玉配列装置１０は、前工程において玉入れされた軸受体４を搬送する搬送用ベルトコンベア（図示省略）を有している。軸受体４は、この搬送用ベルトコンベアによって軸受配置部１２の後方（裏側）に搬送されてくる。この軸受体４は、エアシリンダ２１（図５参照）によって動作する移動子（図示しない）により前方に押し出されて軸受配置部１２に配置される。
また図４及び図５に示すように、玉配列装置１０は、図示しない操作ボタンや操作画面等を有する操作ボックス２０を有している。
【００３２】
図６及び図７は、軸受配置部１２近傍を拡大して示す斜視図である。図６はワークとしての玉軸受１１が配置される前の状態を示し、図７は玉軸受１１が軸受配置部１２に配置された状態を示す。図６及び図７では、図面右側が玉配列装置１０の前方であり、図面左側が玉配列装置１０の後方である。よって、図６及び図７において、玉を等配列する前の軸受体４（ワーク）は、図面左側から軸受配置部１２へと供給される。なお、図７では、玉軸受１１の上に保持器８が載置されているが、この点については後述する。
【００３３】
軸受配置部１２の周囲には、軸受配置部１２に配置された玉軸受１１の外輪２を下方から支持しうる外輪支持部１３が設けられている。外輪支持部１３は板ばね部材とされている。外輪支持部１３の先端部は、軸受配置部１２に配置された玉軸受１１の外輪２における下側の軸方向端面と当接する。
【００３４】
また軸受配置部１２の周囲には、上下動するステージ１４が設けられている。ステージ１４は、その周囲の平面部分１５と面一となる状態（図６に示す）と、平面部分１５よりも下がった状態（図７に示す）とを採ることができる。ステージ１４は全体としてほぼ円環状をなしており、その中央部分には磁石５及び回転体６が配置されている。ステージ１４は樹脂製である。
【００３５】
永久磁石である磁石５は円環状をなす。玉軸受１１（ワーク）は、磁石５と同軸となるように軸受配置部１２に配置される。軸受配置部１２に玉軸受１１が配置されると、磁石５は当該玉軸受１１の軌道面空間ｋの軸方向下側に位置する。この磁石５は、軸受配置部１２に配置された玉軸受１１の軌道面空間ｋに周方向に均等な磁界を与えて複数の玉３のそれぞれに磁極を誘起し、隣接する玉３間のそれぞれに均等な磁気反発力を生じさせる。
【００３６】
玉配列装置１０は、軸受配置部１２に配置された玉軸受１１に内外輪間の相対回転を与える回転体（転動機構）６を有している。回転体６は磁石５の径方向内側に配置され、且つ磁石５と同軸で配置されている。回転体６は、玉軸受１１の内径（内輪内径）とほぼ同径の外周面を有する。回転体６は樹脂製とされている。回転体６は、磁石５よりも上方に突出している。回転体６は、その下方に設けられたモータｍによりベルトを介して回転する（図４及び図５参照）。
【００３７】
また玉配列装置１０は、保持器８を軸受配置部１２に供給する保持器供給機構を有している。この保持器供給機構は、鉛直方向に立設された丸棒１６に挿通されつつ積み重ねられた複数の保持器８をストックするストック部１７と、ストック部１７の保持器８を一個ずつ軸受配置部１２に供給する供給部１８とを有している（図６及び図５参照）。供給部１８の内部にはエアシリンダによりスライド移動するプッシャーが内蔵されており（図示省略）、このプッシャーが積まれた保持器８のうち最も下側にある１個の保持器８を分離して軸受配置部１２に供給する。なお、図面を見やすくするため、図４では丸棒１６、保持器８及び供給部１８の記載を省略しており、図５では保持器８を破線で示している。
【００３８】
玉配列装置１０は、軸受配置部１２に配置された玉軸受１１を上方から押さえ付けることのできる押圧機構３０を有している。この押圧機構３０は、エアシリンダ３１によって下方に押し下げられる押圧子３２を有している。押圧子３２は樹脂製でほぼ円柱状をなしている。エアシリンダ３１により発生する押圧力により、押圧子３２は軸受配置部１２の軌道面空間ｋ（つまり複数の玉３）上に載置された保持器８を上方から押圧する。
【００３９】
玉配列装置１０は、玉軸受１１を軸受配置部１２から搬出する搬出機構を有している。この搬出機構は、軸受配置部１２に配置された玉軸受１１を移動させる第一の移動子４１を有する（図６及び図７参照）。移動子４１は、エアシリンダ４２（図４参照）により水平方向に移動し、玉軸受１１を軸受配置部１２から軸受配置部１２外へと移動させる。また搬出機構は、第一の移動子４１により玉配列装置１０内の所定位置まで移動した玉軸受１１を玉配列装置１０外にまで移動させる第二の移動子（図示省略）を有する。この第二の移動子は、エアシリンダ４３（図４参照）により水平移動する。搬出機構により玉軸受１１は軸受配置部１２から玉配列装置１０の外側に至るまで移動する。
【００４０】
玉配列装置１０は脱磁器４４を備えている。脱磁器４４の上面４４ａに玉軸受１１を載置することで玉軸受１１の玉３が脱磁される。上述した搬出機構による移動の際に、玉軸受１１は脱磁器４４の上面４４ａを移動する。脱磁器４４の上面４４ａを移動している間に玉軸受１１が脱磁される。
【００４１】
玉配列装置１０の動作について順を追って説明する。
上述したエアシリンダ２１によって、玉軸受１１（玉を等配列する前の軸受体４）が移動して軸受配置部１２に供給される。軸受配置部１２に配置された玉軸受１１は、回転体６や磁石５と同軸の位置に配置される。玉軸受１１が移動する際には、ステージ１４と平面部分１５とは面一となっており、玉軸受１１の円滑な移動を可能としている。
【００４２】
次に、ステージ１４が下方に下がる。ステージ１４が下方に下がることにより、回転体６がステージ１４の上面よりも上方に突出する。玉軸受１１は回転体６に下方から支持され、ステージ１４の上面から浮いた状態となる。ステージ１４による支持を失った玉軸受１１は、磁石５により下方に引き付けられ、この引き付け力により回転体６の先端部が内輪１に挿入される。回転体６の先端部は内輪１にほぼすき間無く内嵌し、回転体６と内輪１とが一体回転しうる状態となる。
【００４３】
磁石５は、玉軸受１１の内外輪１，２及び玉３を下方に引き付けるが、このうち内輪１は回転体６により支持されている。よって、内輪１の下方への移動は回転体６により規制される。一方、外輪２は外輪支持部１３の先端部上に載っており、当該先端部により下方から支持されている。外輪支持部１３は、磁石５による引き付け力に抗して外輪２を上方に押し上げる。外輪支持部１３としては板ばねが採用されている。仮に外輪支持部１３が無い場合、外輪２は内輪１よりも下方に引き付けられやすくなる。なぜなら、内輪１は回転体６により下方から支持されているのに対し、外輪２は下方から支持されない状態となるからである。外輪２が内輪１よりも下方に引き付けられると、玉軸受１１の内部すきま（ラジアル隙間やアキシャル隙間）が小さくなり、玉３が転動しにくくなる。しかし、外輪支持部１３によって外輪２を押し上げることにより、玉軸受１１の内部すきまの減少を抑え、玉３を転動しやすくしている。このように外輪支持部１３は、内輪１と外輪２との軸方向位置のずれを抑制している。
【００４４】
次に、玉軸受１１の軌道面空間ｋ上（すなわち玉３上）に保持器８を載置する（図７参照）。この保持器８は玉軸受１１に適合した仕様であり、玉軸受１１に装着することができる。保持器８はいわゆる冠形保持器である。図６及び図７に示すように、保持器８は玉３のそれぞれを収容する複数のポケットｐを有し、このポケットｐが周方向に沿って等間隔に配置されている。ポケットｐは保持器８の軸方向一方側に開放されており、ポケットｐの軸方向開口部ｐ１から玉３が挿入される。保持器８はナイロン等の樹脂よりなる。軸方向開口部ｐ１の開口幅は玉３の直径よりも狭いが、保持器８の弾性変形により玉３は軸方向開口部ｐ１を通過してポケットｐ内に収容される。この保持器８を玉軸受１１の軌道面空間ｋ上に載置する。保持器８は、軸方向開口部ｐ１を下向きとした状態で軌道面空間ｋ上に載置される。よって保持器８は、複数の玉３の上の載置されることとなる。保持器８の外径は外輪２の内径よりも小さく、保持器８の内径は内輪１の外径よりも大きい。よって保持器８は、玉３のみによって下方から支持された状態で玉軸受１１上に載置される。保持器８における玉３との接触部分は、軸方向開口部ｐ１の開口縁である。上述した保持器供給機構は、玉軸受１１の軌道面空間ｋ上に位置合わせしつつ保持器８を玉軸受１１上に載置する。
【００４５】
このように保持器８が載置された状態で、回転体６を回転させる。内輪１は回転体６と一体的に回転する。内輪１と外輪２との相対回転数を多くして玉３を円滑に転動させるためには、内輪１の回転に同調した外輪２の回転を抑制しておくのがよい。上述した外輪支持部１３は、内輪１の回転に同調した外輪２の回転を抑制するのに寄与する。上述したように外輪支持部１３は、磁石５による引き付け力に反して外輪２を上方に押し上げているが、この押し上げ力により外輪２と外輪支持部１３との間の摩擦力が高まる。外輪支持部１３における外輪２との接触部分に外輪２との摩擦係数を高める材料（例えば樹脂やゴムなど）を設けておくことは、外輪２の回転を抑制するのに役立つ。
【００４６】
このように内輪１を回転させて内輪１と外輪２とを相対回転させると、玉３が転動するとともに、玉３相互間に作用する磁気反発力により玉３が周方向に沿って等間隔に配列される。保持器８を玉３に対して押し付ける力は保持器８の自重のみであり、また上述の如く保持器８における玉３との接点は実質的に軸方向開口部ｐ１の開口縁のみである。よって保持器８は、玉３の転動をほとんど拘束しない。また保持器８はフリーの状態で玉３上に載置されているから、適宜周方向に回転しながら最も安定した状態を採ろうとする。よって、転動する玉３が周方向に沿って等間隔で配置される過程で、保持器８のポケットｐの位相と玉３の位相とが一致する。よって、保持器８を載せた状態で内輪１と外輪２とを相対回転させるだけで、全ての玉３が各ポケットｐの軸方向開口部ｐ１のそれぞれに配置された状態となる。
【００４７】
次に押圧子３２によって保持器８を上方から押圧する。この押圧により、各玉３がポケットｐ内に収容される。次いでステージ１４が上がって平面部分１５と面一となる。ステージ１４により玉軸受１１は押し上げられ、回転体６の先端部が内輪１から抜ける。そして、上述した搬出機構により玉軸受１１は搬出される。この搬出課程において玉軸受１１は脱磁器４４の上面を通過し、脱磁される。
【００４８】
このように保持器８を載置しながら玉３を配列させることにより、保持器８を玉軸受１１上に載置する際、各ポケットｐの位相を考慮する必要がない。また、玉３の等配列と保持器８の組み付けとを一カ所で行うことができる。よって、製造工程の高速化や簡略化、及び製造設備の省スペース化が可能となる。
【００４９】
なお、上述した玉配列方法や玉配列装置では、軌道面空間ｋの周方向に均等に磁界を与えることにより、玉を周方向に沿って等間隔に配置したが、玉の周方向間隔は必ずしも等間隔でなくてもよく、ほぼ等間隔でもよい。すなわち、冠形保持器８のポケットｐの軸方向開口部ｐ１は所定の周方向開口幅を有しているので、この周方向開口幅の範囲内で玉の位相ズレが許容される。つまり各玉３は、各ポケットｐにおける軸方向開口部ｐ１の周方向開口幅の範囲内に各玉３が位置する程度に周方向に沿って等間隔に配置されればよい。
また、前記玉３を転動させる転動機構としては、前記回転体６に代えて、軸受体４を揺動させる揺動機構や軸受体４を振動させる振動機構を用いてもよく、この場合でも、玉３の移動が円滑となり、玉３の等配列に要する時間を短縮することができる。さらに、磁石５として電磁石を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の玉配列方法の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の玉配列方法の一実施形態を説明するための図である。
【図３】磁石によって玉に磁極が誘起された状態を説明するための図である。
【図４】本発明の玉配列装置の一実施形態を示す正面図である。
【図５】図４の玉配列装置の側面図である。
【図６】図４の玉配列装置における軸受配置部近傍の拡大斜視図（ワークとしての玉軸受が存在しない状態）である。
【図７】図４の玉配列装置における軸受配置部近傍の拡大斜視図（ワークとしての玉軸受が存在した状態）である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 内輪
２ 外輪
３ 玉
５ 磁石
６ 回転体
８ 保持器
１０ 玉配列装置
１１ 玉軸受
１２ 軸受配置部
３０ 押圧機構
ｋ 軌道面空間
ｐ ポケット
ｐ１ 軸方向開口部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内外輪間の軌道面空間に磁石を近接させ当該軌道面空間に磁界を与えて前記内外輪間に転動可能に介在する複数の玉のそれぞれに磁極を誘起し、隣接する前記玉間のそれぞれに磁気反発力を生じさせることにより、複数の前記玉を周方向に沿ってほぼ等間隔に配列させることを特徴とする玉軸受の玉配列方法。
【請求項２】
前記軌道面空間に周方向に均等な磁界を与えることを特徴とする請求項１に記載の玉軸受の玉配列方法。
【請求項３】
前記磁石を近接させた状態で前記玉を転動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の玉軸受の玉配列方法。
【請求項４】
前記内外輪を相対回転させて玉を転動させることを特徴とする請求項３に記載の玉軸受の玉配列方法。
【請求項５】
前記磁石は円環状であるとともに、その内径は前記内輪の外径以上とされ且つその外径は前記外輪の内径以下とされており、
前記内外輪と同軸の状態で前記円環状の磁石を前記軌道面空間の軸方向一方側に配置して前記玉と前記磁石とを近接させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の玉軸受の玉配列方法。
【請求項６】
前記玉のそれぞれを収容する複数のポケットが周方向に沿って等間隔に配置され且つ前記ポケットの軸方向開口部から前記玉を挿入しうる円環状の冠形保持器を用意し、
径方向を水平とした前記軌道面空間上に前記軸方向開口部を下向きとした前記保持器を載置しながら前記玉を周方向に沿ってほぼ等間隔に配列させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の玉軸受の玉配列方法。
【請求項７】
径方向を水平とした状態で玉軸受が配置される軸受配置部と、
前記軸受配置部に近接して当該軸受配置部の下側に設けられ、前記軸受配置部に配置された前記玉軸受の軌道面空間に磁界を与えて複数の玉のそれぞれに磁極を誘起し、隣接する前記玉間のそれぞれに磁気反発力を生じさせる磁石と、
前記軸受配置部に配置された前記玉軸受の玉を転動させる転動機構と、
前記軸受配置部に配置された前記玉軸受を上方から押さえ付ける押圧機構と、
を備えたことを特徴とする玉軸受の玉配列装置。
【請求項８】
前記転動機構が、前記玉軸受に内外輪間の相対回転を与える回転体であることを特徴とする請求項７記載の玉軸受の玉配列装置。
【請求項１】
内外輪間の軌道面空間に磁石を近接させ当該軌道面空間に磁界を与えて前記内外輪間に転動可能に介在する複数の玉のそれぞれに磁極を誘起し、隣接する前記玉間のそれぞれに磁気反発力を生じさせることにより、複数の前記玉を周方向に沿ってほぼ等間隔に配列させることを特徴とする玉軸受の玉配列方法。
【請求項２】
前記軌道面空間に周方向に均等な磁界を与えることを特徴とする請求項１に記載の玉軸受の玉配列方法。
【請求項３】
前記磁石を近接させた状態で前記玉を転動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の玉軸受の玉配列方法。
【請求項４】
前記内外輪を相対回転させて玉を転動させることを特徴とする請求項３に記載の玉軸受の玉配列方法。
【請求項５】
前記磁石は円環状であるとともに、その内径は前記内輪の外径以上とされ且つその外径は前記外輪の内径以下とされており、
前記内外輪と同軸の状態で前記円環状の磁石を前記軌道面空間の軸方向一方側に配置して前記玉と前記磁石とを近接させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の玉軸受の玉配列方法。
【請求項６】
前記玉のそれぞれを収容する複数のポケットが周方向に沿って等間隔に配置され且つ前記ポケットの軸方向開口部から前記玉を挿入しうる円環状の冠形保持器を用意し、
径方向を水平とした前記軌道面空間上に前記軸方向開口部を下向きとした前記保持器を載置しながら前記玉を周方向に沿ってほぼ等間隔に配列させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の玉軸受の玉配列方法。
【請求項７】
径方向を水平とした状態で玉軸受が配置される軸受配置部と、
前記軸受配置部に近接して当該軸受配置部の下側に設けられ、前記軸受配置部に配置された前記玉軸受の軌道面空間に磁界を与えて複数の玉のそれぞれに磁極を誘起し、隣接する前記玉間のそれぞれに磁気反発力を生じさせる磁石と、
前記軸受配置部に配置された前記玉軸受の玉を転動させる転動機構と、
前記軸受配置部に配置された前記玉軸受を上方から押さえ付ける押圧機構と、
を備えたことを特徴とする玉軸受の玉配列装置。
【請求項８】
前記転動機構が、前記玉軸受に内外輪間の相対回転を与える回転体であることを特徴とする請求項７記載の玉軸受の玉配列装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−７８０４３（Ｐ２００７−７８０４３Ａ）
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６５２８２（Ｐ２００５−２６５２８２）
【出願日】平成１７年９月１３日（２００５．９．１３）
【出願人】（０００１０９０５９）ダイベア株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月１３日（２００５．９．１３）
【出願人】（０００１０９０５９）ダイベア株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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