CN105122027A - 检查装置 - Google Patents

Abstract

一种振动检查装置(1)，其利用加压机构(20)对滚动轴承(100)进行加压，所述滚动轴承(100)具备隔着滚动体(130)而相对旋转的外侧构件(110)以及内侧构件(120)，所述加压机构(20)对滚动轴承(100)中的外侧构件(110)朝向内侧构件(120)侧进行加压，在该状态下，通过检测机构(40)对伴随着利用旋转驱动机构(10)使内侧构件(120)绕其轴心旋转而产生的振动进行检测，根据该检测值来判定滚动轴承(100)是否是合格品，其中，在外侧构件(110)与加压机构(20)之间夹设有减振机构(30)，利用设于该减振机构(30)上的保持部固定地保持检测机构(40)。

Description

检查装置

技术领域

本发明涉及一种滚动轴承的检查装置，具体而言，涉及一种用于检测滚动轴承的旋转时(构成滚动轴承的外侧构件与内侧构件的相对旋转时)产生的振动，并根据该检测值来判定检查对象的滚动轴承是否是合格品的检查装置。

背景技术

为了提供具有高轴承性能并且耐久寿命优异的富于可靠性的滚动轴承，在滚动轴承的制造工序中通常对滚动轴承的振动特性进行检查。例如，在下述的专利文献1中记载了如下的用于检查双列滚动轴承的振动特性的技术手段，所述双列滚动轴承具备：具有双列外侧滚道面的作为外侧构件的外圈、具有双列内侧滚道面的作为内侧构件的内圈、夹设于成对的外侧滚道面与内侧滚道面之间的滚动体。

具体而言，在专利文献1中记载了如下的检查方法，其具备：在将外圈固定且对内圈沿轴向加压的(向外圈侧压附)状态下使内圈旋转，在内圈的旋转中对外圈的轴向一端部侧的滚道面的振动进行测定的第一测定工序；以及在将外圈固定且对内圈沿轴向加压的状态下使内圈旋转，在内圈的旋转中对外圈的轴向另一端部侧的滚道面的振动进行测定的第二测定工序。该检查方法例如通过使用检查装置来实现，该检查装置具备：能够装卸地固定外圈的轴向端部侧的固定机构、对内圈施加轴向上的加压力的加压机构、使通过该加压机构加压了的内圈绕其轴心旋转的旋转驱动机构、对内圈的旋转中未被固定机构固定的外圈的轴向端部侧的滚道面的振动进行测定的振动测定机构。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-175511号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1的技术手段是能够设为可提供富于可靠性的滚动轴承的有用的技术方案，然而存在改进的余地。具体而言，首先，基于具有与内圈嵌合的嵌合部的活塞杆(加压机构)经由转矩检测机构而与电动机(旋转驱动机构)的输出轴连结的原因，伴随着电动机的旋转而产生的振动容易向作为检查对象的滚动轴承传递。另外，这种检查装置现实上在与以组装装置为首的其它的制造装置相邻配置的状态下使用，因此伴随着其它的制造装置工作而产生的振动容易向检查装置甚至被其保持的检查对象的滚动轴承传递。因此，根据专利文献1的技术手段，存在不易准确地检查滚动轴承的振动特性从而导致不符合合格基准的不合格品混入合格品的群里的情况。另外与之相反，存在原本应当判定为合格品的滚动轴承被判定为不合格品的情况。在该情况下，由于执行原本不需要的再检查、修改等，因此生产效率降低。

鉴于上述实际情况，本发明的目的在于，提供一种能够精度良好地检查滚动轴承的振动特性的检查装置，进而能够高效地制造富于可靠性的滚动轴承。

用于解决课题的方案

为了实现上述的目的而完成的本发明的检查装置，其利用加压机构对滚动轴承进行加压，滚动轴承具备滚动体和隔着该滚动体而相对旋转的外侧构件以及内侧构件，加压机构对滚动轴承中的外侧构件或内侧构件中的任意的一方的构件朝向另一方的构件侧进行加压，在该状态下，通过检测机构对伴随着利用与加压机构分离设置的旋转驱动机构使上述另一方的构件绕其轴心旋转而在上述一方的构件产生的振动进行检测，根据该检测值来判定滚动轴承是否是合格品，所述检查装置的特征在于，在上述一方的构件与加压机构之间夹设有减振机构，利用设于该减振机构上的保持部固定地保持检测机构。

需要说明的是，本发明中提及的“滚动轴承”只要是组装成外侧构件以及内侧构件能够隔着滚动体相对旋转的状态的结构即可。即，这里所提及的“滚动轴承”的概念不仅包含完成品(最终产品)的滚动轴承，也包含组装成外侧构件以及内侧构件能够隔着滚动体相对旋转的状态的组件。

在本发明的检查装置中，将对外侧构件或者内侧构件中的任意的一方的构成朝向另一方的构件侧进行加压的加压机构和使上述另一方的构件绕其轴心旋转的旋转驱动机构分离设置，另外，使减振机构夹设于上述一方的构件与加压机构之间，因此伴随着旋转驱动机构驱动而产生的振动以及在与该检查装置相邻配置的其它的装置产生的振动不易向作为检查对象的上述一方的构件传递。除此以外，通过设于上述减振机构上的保持部将检测机构固定地保持，因此也能够尽可能防止检测机构本身振动。像这样，根据本发明的检查装置，能够有效地抑制检查对象的滚动轴承中作为实质的检查对象的上述一方的构件与检测机构双方受到干扰振动的影响，因此能够精度良好地检查滚动轴承的振动特性。

在本发明的检查装置上能够设置用于支承上述一方的构件的支承构件，在该情况下，检测机构能够在使该检测机构的检测元件与支承构件接触或接近的状态下被减振机构的保持部固定地保持。像这样，在欲要经由支承构件检测在上述一方的构件产生的振动的情况下，优选支承构件具有能够在周向上的多个部位(例如三个部位)对上述一方的构件进行支承的形状。这是由于与在整周上支承上述一方的构件的情况相比，容易向支承构件传递检查对象的滚动轴承的振动，从而能够提高振动检测精度。

能够将旋转驱动机构设为具备将上述另一方的构件以上述另一方构件旋转未接触于静止侧的方式进行支承的流体动压轴承(例如，空气主轴)。这是由于虽然上述另一方的构件旋转也能够通过例如滚动轴承来支承，然而此时存在因与滚动轴承工作相伴而产生的振动导致难以准确地对检查对象的滚动轴承的振动特性进行检查的可能性。

能够将本发明的检查装置设为还具备：固定地保持加压机构以及旋转驱动机构的框体；以及从下方侧支承该框体的支承基座。在该情况下，能够在框体与支承基座之间夹设有其它的减振机构。若像这样设置，特别是，能够通过上述其它的减振机构使在该检查装置的外部产生的振动衰减，因此干扰振动更不易向检查对象的滚动轴承、检测机构传递。因此，能够更加精度良好地检查滚动轴承的振动特性。

为了定量地把握振动，而使用加速度[m/s²]、速度[m/s]或者位移[m]的任意的物理量，这些物理量可以通过微分或者积分相互转换。因此，若作为检测机构而使用能够检测加速度的加速度传感器、能够检测速度的速度传感器或者能够检测位移的位移传感器中的任一种，就能够定量地把握振动。

在本发明的检查装置的结构方面，加压机构需要具备能够将上述一方的构件向另一方的构件侧进行加压的机构，即与检查对象的滚动轴承的轴线平行地进行伸缩运动的机构，作为这种机构，可以采用弹簧机构、工作缸机构。特别是，若是工作缸机构，那么仅通过调节杆的伸缩量(静止位置)便能够调节应当对上述一方施加的加压力，因此例如具有即使检查对象的滚动轴承变更的情况下也能够容易应对该变更的优点。

本发明的检查装置能够将具备滚动体和隔着滚动体而相对旋转的外侧构件以及内侧构件的滚动轴承全体作为检查对象。即，本发明的检查装置不管单列或者双列，能够将球轴承、滚针轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承等滚动轴承作为检查对象。

发明效果

如以上所示，根据本发明的检查装置，能够精度良好地检查滚动轴承的振动特性。由此，能够高效地制造富于可靠性的滚动轴承。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的检查装置的整体概略图。

图2是表示作为检查对象的滚动轴承的一个例子的剖视图。

图3是将图1所示的检查装置的主要部分分解后的状态的放大图。

图4是其它的实施方式的检查装置的主要部分放大图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。

图1表示本发明的实施方式的检查装置1的整体简略构造。该图所示的检查装置1用于测定、检测随着图2中例示的滚动轴承100的外侧构件110以及内侧构件120绕其轴心回相对旋转(在本实施方式中，在外侧构件110的旋转受到限制的状态下内侧构件120进行旋转)而产生的振动，并根据该检测值来判定滚动轴承是否是合格品，且主要具备结构体2、旋转驱动机构10、加压机构20、检测机构40以及与其连接的合格与否判定机构50。虽省略了详细的图示，但该检查装置1在设置于用于批量生产滚动轴承的生产线的状态下使用。因此，在实际使用检查装置1时，在该检查装置1的周边相邻地设置有组装装置等的其它的制造装置。

这里，为了便于说明检查装置1的详细构造，根据图2对作为检查对象的滚动轴承的一个例子进行详细说明。该图所示的滚动轴承100是在汽车等车辆中构成将车轮支承为相对于车身旋转自如的车轮用轴承装置的双列球轴承，且具备：在内周具有双列外侧轨道面111、112的外侧构件110；在外周具有双列内侧轨道面121、122的内侧构件120；夹设于成对的轨道面之间的作为滚动体的滚珠130；以及在圆周方向上隔开规定间隔地保持滚珠130的保持器140。外侧构件110一体地具有朝向径向外侧延伸的凸缘113，在凸缘113上设有当将该外侧构件110安装于车身上时供螺栓等紧固构件安装的孔部114。内侧构件120通过将第二内侧构件124与具有朝向径向外侧延伸的凸缘125的第一内侧构件(也称为轮毂圈)123的外周嵌合而形成，在第一以及第二内侧构件123、124的外径面上分别设有内侧轨道面121、122。在第一内侧构件123的凸缘125上设有当将内侧构件120固定于车轮上时供螺栓等紧固构件安装的孔部126。

以下，也参照图3对图1所示的检查装置1的详细构造进行说明。需要说明的是，在图1以及图3中描绘出图2所示的作为检查对象的一个例子的滚动轴承100，在图1中概括地示出该滚动轴承100。

结构体2具备：固定地保持旋转驱动机构10以及加压机构20的框体5；设置于地板面上且从下方侧支承框体5的支承基座3；以及夹设于支承基座3与框体5之间的作为“其它的减振机构”的减振机构4。框体5具备：固定于减振机构4的一端(上端)的下侧框架6；竖立设置于下侧框架6的角部的支柱7；以及固定于各支柱7的上端部的上侧框架8。

作为“其它的减振机构”的减振机构4在这里是所谓的防振橡胶，其具备：相互分离配置并且彼此安装于不同的对象物上的两个安装部；以及夹设于两安装部之间而连结两安装部，且能够向剪切、压缩以及拉伸方向变形的橡胶部。构成防振橡胶的一方以及另一方的安装部分别安装于支承基座3以及框体5(下侧框架6)上。作为减振机构4，除防振橡胶以外，例如还能够使用空气阻尼器、油阻尼器。

旋转驱动机构10用于使检查对象的滚动轴承100的外侧构件110或者内侧构件120中的任一方(在本实施方式中为内侧构件120)绕其轴心(滚动轴承100的轴线)旋转，且具备：将内侧构件120保持为能够绕其轴心旋转的旋转保持机构11、电动机15、将电动机15的输出向旋转保持机构11的从动轴12传递的动力传递机构16。旋转保持机构11具备：与滚动轴承100同轴配置且接收电动机15的输出而旋转的从动轴12；安装于从动轴12的下端部且将内侧构件120保持为能够与从动轴12一体旋转的保持构件13；以及将从动轴12(内侧构件120)以从动轴12旋转非接触于静止侧的方式进行支承的流体动压轴承(例如，空气主轴)14。作为电动机15，可以使用通用电动机、伺服电动机或者步进电动机。动力传递机构16具备：设于电动机15的输出轴上的第一带轮17；设于从动轴12上的第二带轮18；以及卷绕在两带轮17、18上的环状的动力传递构件19。作为动力传递构件19，例如可以使用带构件、链或者线，这里使用与两带轮17、18的摩擦阻力少的带构件(所谓的圆带)。

就具有以上的结构的旋转驱动机构10而言，其整体配置于检查对象的滚动轴承100的上方，旋转保持机构11以及电动机15分别借助托架9a、9b固定地保持在框体5的上侧框架8上。需要说明的是，在本实施方式中，电动机15借助防振橡胶等减振机构9c安装固定于托架9b上。

加压机构20与旋转驱动机构10分离设置，这里，其整体配置于检查对象的滚动轴承100的下方。加压机构20具备：竖立设置于下侧框架6上且具备沿着检查对象的滚动轴承100的轴线(上下方向)伸缩运动的杆22的工作缸机构21；对安装固定在杆22的上端的支承体24(检查对象的滚动轴承100)的姿态变化进行限制并且引导杆22的伸缩运动的引导机构23。本实施方式的工作缸机构21由具备未图示的滚珠丝杠、直线导轨以及AC伺服电动机等的电动工作缸构成。

支承体24具备：安装固定于杆22的前端(上端)的基板26、从下方侧接触支承外侧构件110的支承构件25、夹设于基板26与支承构件25之间而将两者连结的连结部。连结部具备：设置于基板26上的筒状的中间构件27、夹设于中间构件27与支承构件25之间的减振机构30(一并参照图3)。

支承构件25是从下方侧接触支承检查对象的滚动轴承100的外侧构件110的构件，本实施方式的支承构件25具有能够在周向上的三个部位支承(接触支承)滚动轴承100的外侧构件110的形状。具体而言，支承构件25具有在上下方向上延伸且在滚动轴承100(外侧构件110)的周向上的三个部位分离设置的轴向部25a。因此，滚动轴承100的外侧构件110被在其周向上的三个部位分离设置的轴向部25a从下方侧接触支承。

减振机构30具备：减振构件31、分别设于减振构件31的上下两侧的第一以及第二保持构件32、33。第一保持构件32夹设于减振构件31与支承构件25之间且对检测机构40的大致一端部进行保持，第二保持构件33夹设于减振构件31与中间构件26之间且对检测机构40的大致另一端部进行保持。因此，第一以及第二保持构件32、33构成了用于固定地保持检测机构40的保持部。就减振构件31而言，只要能够发挥减振功能(振动的衰减功能/缓冲功能)则可以使用任意的材料。例如，除上述的所谓的防振橡胶以外，还可以使用呈圆环状的弹性体(例如，将橡胶、软质树脂形成为圆环状的材料)。

在本实施方式中，作为检测机构40，使用对加速度进行检测的加速度传感器。使用的加速度传感器可以是机械式、光学式或者半导体式的任意的传感器，然而由于半导体式的加速度传感器与机械式的加速度传感器、光学式的加速度传感器相比小型、轻量，并且能够进行精密的检测，因此优选半导体式的加速度传感器。半导体式的加速度传感器中，除将位置变化作为静电电容的变化而进行检测的静电电容检测型以外，还具有利用压电电阻效果的压电电阻型、气体温度分布型等传感器。作为检测机构40的加速度传感器可以是使设于其一端部的检测元件40a(加速度传感器)与测定对象接触的接触型传感器，也可以是与测定对象接近配置的非接触型传感器，这里，以使检测元件40a与从下方侧接触支承外侧构件110的支承构件25接触或接近的方式，通过减振机构30的保持部将其固定地保持。借助布线将合格与否判定机构50与作为检测机构40的加速度传感器连接。合格与否判定机构50根据检测机构40检测到的检测值，对检查对象的滚动轴承100是合格品(良品)还是不合格品(不良品)进行判定。

需要说明的是，作为检测机构40，也可以取代上述的加速度传感器而使用检测速度的速度传感器、或者检测位移的位移传感器。作为可使用的速度传感器，例如可以列举激光多谱勒振动计。另外，作为可使用的位移传感器，例如可以列举激光位移传感器、涡流式位移传感器、接触式位移传感器等。即，为了定量地把握振动，而使用加速度[m/s²]、速度[m/s]或者位移[m]的任意的物理量，各物理量可以通过微分或者积分相互转换。因此，作为检测机构40，如上述那样，也可以取代加速度传感器而使用速度传感器或者位移传感器。

具有以上的结构的检查装置1例如按照以下的方式使用。

首先，在将检查对象的滚动轴承100设为轴线与工作缸机构21的杆22的伸缩方向平行那样的姿态以后，将外侧构件110载置于支承构件25的轴向部25a上。由此，滚动轴承100(外侧构件110)被支承构件25从下方侧接触支承。接下来，使工作缸机构21的杆22伸长移动，直到内侧构件120的凸缘125端面与旋转保持机构11的保持构件13抵接。然后，调节杆22的伸长量而对外侧构件110向上侧(内侧构件120侧)加压，将外侧构件110相对于内侧构件120以规定的力(例如250N左右)进行压附。在该状态下，驱动电动机15而使旋转保持机构11的从动轴12以及保持构件13一体地旋转。由此，在外侧构件110的绕轴心的旋转受到限制的状态下，内侧构件120绕其轴心旋转。然后，当随着内侧构件120旋转而在外侧构件110产生的振动经由支承构件25而由作为检测机构40的加速度传感器进行测定、检测时，其检测值(测定值)向合格与否判定机构50输入。在合格与否判定机构50中，对规定的频率下的加速度是否在预先设定的合格基准的范围内(阈值以下)进行辨别，若向合格与否判定机构50输入的加速度在阈值以下则输出“合格”的判定，另一方面，当加速度超过阈值时输出“不合格”的判定。

在以上说明的本发明的检查装置1中，将对外侧构件110向内侧构件120侧加压的加压机构20、使内侧构件120绕其轴心旋转的旋转驱动机构10分离设置，另外，使减振机构30夹设于外侧构件110与加压机构20之间，因此随着旋转驱动机构10驱动而产生的振动、以及在与该检查装置1相邻配置的其它的装置产生的振动不易向实质上作为检查对象的外侧构件110传递。除此以外，通过设置于减振机构30上的保持部将检测机构40固定地保持，因此也能够尽可能防止检测机构40本身振动。像这样，在本发明的结构中，能够有效地抑制检查对象的滚动轴承100(外侧构件110)以及检测机构40双方受到干扰振动的影响，因此能够精度良好地检查滚动轴承100的振动特性。

在本实施方式中，经由对外侧构件110进行支承的支承构件25而通过检测机构40对在外侧构件110产生的振动进行检测，但作为外侧构件110，使用在周向上的多个部位(这里是三个部位)对外侧构件110进行接触支承的结构，因此容易向支承构件25传递滚动轴承100的振动，从而能够提高振动检测精度。

另外，在本实施方式中，通过空气主轴等流体动压轴承来支承内侧构件120(从动轴12)的旋转，因此能够尽可能防止由滚动轴承将从动轴12支承为能够旋转的情况下担忧的振动特性的检查精度降低。并且，在用于向从动轴12(内侧构件120)传递电动机15的输出的动力传递机构16中使用与带轮17、18的摩擦阻力少的动力传递构件19(环状的带构件)，因此能够尽可能减少动力传递机构16成为振动产生源的可能性，从而能够提高振动特性的检查精度。

另外，在本实施方式中，使其它的减振机构(减振机构4)夹设于将加压机构20以及旋转驱动机构10固定地保持的框体5、与从下方侧支承该框体5的支承基座3之间，另外，借助减振机构9c将构成旋转驱动机构10的电动机15安装固定于托架9c(框体5)上，因此在检查装置1的外部以及内部产生的振动更不易向检查对象的滚动轴承100、检测机构40传递。因此，能够更加精度良好地检查滚动轴承的振动特性。

以上，对本发明的一实施方式的振动检查装置1进行了说明，然而在不脱离本发明的主旨的范围内能够对振动检查装置1进行适当的变更。例如，在上述的实施方式中，作为构成加压机构20的工作缸机构21而采用了电动工作缸，然而也可以取代电动工作缸而使用气缸、液压工作缸。另外，作为构成加压机构20且实质上用于对外侧构件110施加加压力的机构，也可以取代工作缸机构21而采用具备螺旋弹簧等的弹簧机构。然而，只要是工作缸机构21，就能够仅通过调节杆22的伸缩量(静止位置)便能够调节应当对外侧构件110施加的加压力，因此例如具有即使检查对象的滚动轴承100的型式变更的情况下也能够容易应对该变更的优点。

另外，检测机构40对滚动轴承100的振动检测可以不经由支承构件25间接地进行，而通过检测元件40a与滚动轴承100(外侧构件110)接触或接近配置而直接地进行。此时，作为支承构件25，也可以使用具有圆筒状的轴向部25a的结构，对外侧构件110在其整周上进行接触支承。

另外，本发明的振动检查装置1不仅能够在检查图2中例示的那样的双列球轴承的振动特性时使用，在检查双列滚针轴承、双列圆柱滚子轴承等其它公知的双列滚动轴承的振动特性时也能够优选使用。并且，本发明的振动检查装置1在检查单列滚动轴承的振动特性时也能够优选使用。

作为一个例子，图4中示出了用于检查单列滚动轴承(图示例是深沟球轴承)200的振动特性的振动检查装置1的主要部分放大图。该图所示的滚动轴承200具备：在内周具有外侧轨道面的作为外侧构件的外圈210、在外周具有内侧轨道面的作为内侧构件的内圈220、夹设于成对的轨道面之间的作为滚动体的滚珠230。在该实施方式的检查装置1中，作为将内圈220保持为能够与从动轴12一起旋转的保持构件13，使用具有向内圈220的内周压入的压入部的结构。

以上说明的检查装置1构成为在对外侧构件向内侧构件侧加压的状态(限制外侧构件的旋转的状态)下使内侧构件旋转驱动，且利用检测机构40检测与之相伴而产生的振动的结构，然而与之相反，也可以构成为在对内侧构件向外侧构件侧加压的状态(限制内侧构件的旋转的状态)下由检测机构40检测使外侧构件旋转驱动而产生的振动的结构。在采用这样的结构的情况下，将支承构件25变更为能够从下方侧接触支承内侧构件的形状，并且将保持构件13变更为能够保持外侧构件的形状即可。

附图标记说明

1检查装置

2结构体

3支承基座

4减振机构(其它的减振机构)

5框体

10旋转驱动机构

11旋转保持机构

14流体动压轴承

15电动机

16动力传递机构

20加压机构

21工作缸机构

22杆

25支承构件

30减振机构

40检测机构

40a检测元件

50合格与否判定机构

100滚动轴承

110外侧构件

120内侧构件

130滚珠(滚动体)

Claims (7)

1.一种检查装置，其利用加压机构对滚动轴承进行加压，所述滚动轴承具备滚动体和隔着该滚动体而相对旋转的外侧构件以及内侧构件，所述加压机构对所述滚动轴承中的所述外侧构件或所述内侧构件中的任意的一方的构件朝向另一方的构件侧进行加压，在该状态下，通过检测机构对伴随着利用与所述加压机构分离设置的旋转驱动机构使所述另一方的构件绕其轴心旋转而在所述一方的构件产生的振动进行检测，根据该检测值来判定所述滚动轴承是否是合格品，所述检查装置的特征在于，

在所述一方的构件与所述加压机构之间夹设有减振机构，利用设于该减振机构上的保持部固定地保持所述检测机构。

2.根据权利要求1所述的检查装置，其中，

具有用于对所述一方的构件进行支承的支承构件，

所述检测机构在该检测机构的检测元件与所述支承构件接触或接近的状态下被所述减振机构的保持部固定地保持。

3.根据权利要求2所述的检查装置，其中，

所述支承构件具有能够在周向上的多个部位对所述一方的构件进行支承的形状。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的检查装置，其中，

所述旋转驱动机构具备将所述另一方的构件以所述另一方构件旋转未接触于静止侧的方式进行支承的流体动压轴承。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的检查装置，其中，

所述检查装置还具备：固定地保持所述加压机构以及所述旋转驱动机构的框体；以及从下方侧支承该框体的支承基座，

在所述框体与所述支承基座之间夹设有其它的减振机构。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的检查装置，其中，

所述检测机构是加速度传感器、速度传感器或者位移传感器中的任一种。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的检查装置，其中，

所述加压机构具有沿着所述滚动轴承的轴线进行伸缩运动的工作缸机构。