JP2006142446A - 玉軸受の製造設備及び超仕上加工装置 - Google Patents

玉軸受の製造設備及び超仕上加工装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 組合せ工程での直交率の向上を図る。
【解決手段】 コンピュータにより構成する制御手段６にマッチング装置３２の検出部を、外輪軌道及び内輪軌道の直径の測定値を表す検出信号の送り込みを可能に接続する。又、この制御手段６に、外輪用第二研削加工装置２４と外輪用超仕上加工装置２５ａと内輪用第二研削加工装置２６と内輪用超仕上加工装置２８ａとを、制御信号の受け取りを可能に接続する。上記制御手段６は、上記検出部で測定された外輪軌道及び内輪軌道の直径の測定値に基づいて、外輪と内輪とのうちの少なくとも一方の軌道輪の軌道面を加工する為の、研削加工装置２４（又は２６）及び超仕上加工装置２５ａ（又は２８ａ）とでそれぞれ設定されている直径加工目標値にシフト量を与える。
【選択図】 図２

Description

この発明は、玉軸受の軌道輪を加工する為の軌道輪加工設備と、この軌道輪と玉とを組み合わせる組立設備とを有する玉軸受の製造設備の改良、及び、この製造設備に使用する超仕上加工装置の改良に関する。
玉軸受として、図６に示す様な構造が知られている。尚、この図６は、後述する様に軸受隙間を誇張して示している。この玉軸受は、互いに同心に配置された外輪１と内輪２との間に複数個の玉３、３を設置して成る。このうちの外輪１の内周面に外輪軌道４を、内輪２の外周面に内輪軌道５を、それぞれ全周に亙って形成している。上記各玉３、３は、保持器（図示せず）により保持された状態で、上記外輪軌道４と内輪軌道５との間に転動自在に配置している。そして、この構成により、上記外輪１と内輪２との相対回転を自在としている。又、この外輪１の両端部内周面と内輪２の両端部外周面との間に、それぞれがシール部材である、１対のシールリング（図示せず）を設ける事により、上記複数個の玉３、３を設置した内部空間８の両端部を密封している。又、この内部空間８内に、潤滑の為のグリースを封入している。
この様な玉軸受を製造する為に、従来から例えば、図７にその組合せを示す玉軸受の製造設備を使用する事が考えられている。この製造設備を用いて玉軸受を製造する場合、先ず、旋削加工工程として、旋削加工装置２０により、棒状又は管状の材料（軌道輪用素材）に旋削加工を施し、次いで、熱処理工程として、熱処理装置２１により、この材料に熱処理を施す事により、大まかな形状を有する外輪１又は内輪２（図６）を得る。そして、外輪用第一研削加工工程として、外輪用第一研削加工装置（研削盤）２２により、この外輪１に、平面研削加工と外周面の研削加工とを施すと共に、これと並行して、内輪用第一研削加工工程として、内輪用第一研削加工装置（研削盤）２３により、上記内輪２に平面研削加工を施す。
次いで、この様に加工した外輪１と内輪２とを、それぞれ玉軸受自動製造設備１９を構成する、複数組の軌道輪自動加工設備９、９のうちの１組の軌道輪自動加工設備９に送る。これら各組の軌道輪自動加工設備９は、外輪自動加工設備１０と内輪自動加工設備１１とから成る。このうちの外輪自動加工設備１０は、外輪用第二研削加工装置（研削盤）２４と、外輪用超仕上加工装置（超仕上盤）２５とを備え、上記内輪自動加工設備１１は、内輪用第二、第三研削加工装置（研削盤）２６、２７と、内輪用超仕上加工装置（超仕上盤）２８とを備える。上記外輪用第二研削加工装置２４は、外輪軌道４（図５）を研削加工する為のもので、上記外輪用超仕上加工装置２５は、この外輪軌道４を超仕上加工する為のものである。又、上記内輪用第二、第三研削加工装置２６、２７は、それぞれ内輪軌道５（図６）と内輪２の内周面とを研削加工する為のもので、上記内輪用超仕上加工装置２８は、この内輪軌道５を超仕上加工する為のものである。尚、前記外輪用第一研削加工装置２２及び内輪用第一研削加工装置２３で加工された外輪１と内輪２とは、台車に複数個収納したものを上記玉軸受自動製造設備１９の近くに作業者が搬送する。従って、上記外輪用第一研削加工装置２２及び内輪用第一研削加工装置２３と上記玉軸受自動製造設備１９との間には、自動搬送設備を設けていない。
これに対して、各組の軌道輪自動加工設備９の外輪自動加工設備１０を構成する各加工装置２４、２５と、内輪自動加工設備１１を構成する各加工装置２６、２７、２８との上方には、搬送コンベアを設けている。そして、この搬送コンベアとロボットとを備えた自動搬送装置により、各加工装置２４、２５（又は２６〜２８）からの外輪１（又は内輪２）の取り出しと、加工装置２５（又は２７、２８）への外輪１（又は内輪２）の供給とを可能にしている。
上記外輪用第一研削加工装置２２で加工された外輪１は、上記外輪自動加工設備１０で、上記外輪軌道４に研削加工を施した後、この外輪軌道４に超仕上加工を施す。又、上記内輪用第一研削加工装置で加工した内輪２は、上記内輪自動加工設備１１で、前記内輪軌道５と内周面とに、研削加工を順に施した後、この内輪軌道５に超仕上加工を施す。
この様にして各自動加工設備１０、１１で加工された外輪１と内輪２とは、自動搬送装置により、ストッカ１３に搬送され、ストック排出工程として、このストッカ１３で一時的に収納された後、後工程の組立設備である組立装置１４からの要求に基づき、このストッカ１３から排出される。そして、排出された上記外輪１と内輪２とは、上記組立装置１４に送られた後、組合せ工程として、複数個の玉３、３（図６参照）と保持器と共に組み合わされて、中間組立体となる。次いで、この中間組立体は、グリース封入装置１５で、内部にグリースを封入された後、シール装着装置１６でシールリングを装着され、完成品となり、その後、包装工程として包装装置１７により包装されてから出荷される。
又、図７に示した玉軸受自動製造設備１９では、上記ストッカ１３と組立装置１４とグリース封入装置１５とシール装着装置１６と包装装置１７とに、搬送コンベアを設置している。そして、この搬送コンベアとロボットとを備えた自動搬送装置により、上記包装工程よりも前工程で使用する各装置１３〜１６からの外輪１及び内輪２（又は中間組立体又は完成品）の取り出しと、上記ストック排出工程よりも後工程で使用する装置１４〜１７への外輪１及び内輪２（又は中間組立体又は完成品）の供給とを可能にしている。そして、上記ストッカ１３と組立装置１４とグリース封入装置１５とシール装着装置１６と包装装置１７と自動搬送装置とにより、完成品自動組立設備１８を構成している。尚、図７では省略しているが、実際の玉軸受の製造設備の場合には、玉軸受の品質検査を行なう為の検査装置を設けている。
上述の様な製造設備により玉軸受を製造する際に、上記組合せ工程では、上記外輪１と内輪２と玉３、３と保持器とを、適切な大きさの内部隙間を持つ様に調整（選択）して組み合わせて、中間組立体とする必要がある。又、この場合に、上記組合せ工程で、直交率（成り行き率）と呼ばれる、不良品の玉軸受を発生させる事なくそのまま部品を使用できる確率を向上させる事が、従来から望まれている。例えば、上記直交率を向上させる為に、コンピュータにより、外輪軌道４又は内輪軌道５の直径加工目標値に、数μｍ以下の範囲でシフト量を自動的に与える事が、従来から行なわれている。例えば、最近では、上記直交率を向上させる為に、上記組合せ工程の直前の、上記外輪１と内輪２と玉３、３との適切な直径を有するものの組合せを選択する工程であるマッチング工程で、外輪軌道４及び内輪軌道５の直径を測定すると共に、コンピュータにより、それぞれの測定値に基づいて、これら内、外輪両軌道５、４の直径加工目標値に適切なシフト量を与えるフィードバックを連続的に行なう事も可能となっている。
図８は、この様に上記直径加工目標値に連続的にフィードバックを行ないつつ、玉軸受を製造する為の、従来の製造設備の組合せの１例を示している。この製造設備により玉軸受を製造する場合、外輪用研削加工装置２９及び外輪用超仕上加工装置２５により、外輪１の外輪軌道４（図６参照）に研削加工及び超仕上加工を施す。又、内輪用研削加工装置３０及び内輪用超仕上加工装置２８により、内輪２の内輪軌道５（図６参照）に研削加工及び超仕上加工を施す。そして、この様に軌道面が加工された外輪１及び内輪２を洗浄装置３１に送り、洗浄する。次いで、洗浄された外輪１と内輪２とを、マッチング装置３２に送り、外輪軌道４及び内輪軌道５の直径を測定した後、軸受内部隙間が適切な大きさになる様に、適切な直径を有する玉３（図６参照）を選択し、組合せ装置１４で、選択した玉３と外輪１及び内輪２とを組み合わせて中間組立品を造る。
一方、上記マッチング装置３２で測定された外輪軌道４及び内輪軌道５の直径の測定値は、コンピュータ３３に送られる。このコンピュータ３３では、この測定値に基づいて、より適切な大きさの軸受内部隙間を得るべく、上記外輪用研削加工装置２９又は内輪用研削加工装置３０に、上記外輪軌道４又は内輪軌道５の直径加工目標値にシフト量を与えるフィードバックを行なう（図８の点線矢印ａ、ｂ参照）。このシフト量を与えられた外輪用研削加工装置２９又は内輪用研削加工装置３０では、直径加工目標値を以前のものから変更して、その後に送られた外輪１又は内輪２にこの直径加工目標値に応じた研削加工を行なう。尚、上記コンピュータ３３には、外部入出力装置（入出力端末機）３４を接続している。
上記図８に示した従来の玉軸受の製造設備の場合、直径加工目標値にシフト量を与える旨の指令が、外輪用研削加工装置２９又は内輪用研削加工装置３０にのみ出されており、超仕上加工装置２５、２８には出されていない。言い換えれば、これら各超仕上加工装置２５、２８では、直径加工目標値をシフト可能とする事が考慮されていない。この為、超仕上加工工程の前工程で、外輪用研削加工装置２９又は内輪用研削加工装置３０での直径加工目標値がシフトされ、研削加工により得られた外輪軌道４又は内輪軌道５の直径が変化した場合でも、超仕上加工装置２５、２８での直径加工目標値は変化しない。この場合には、超仕上加工による外輪１及び内輪２の取り代が不安定になり、超仕上加工後の外輪軌道４及び内輪軌道５の直径の寸法精度が不安定になる可能性がある。次に、この事を、外輪軌道４を超仕上加工する場合に就いて、より詳しく説明する。
先ず、この説明に先立って、特許文献１、２に記載される等により、従来から知られている超仕上加工装置の構造を説明する。図９〜１０は、これら特許文献１、２のうち、特許文献１に記載された超仕上加工装置３５を示している。これら各図のうち、図９は、超仕上加工装置３５を被加工物（ワーク）である、外輪１の回転軸に対し直交する方向から見たものを、図１０は、同じくこの外輪１の回転軸と同方向から見たものを、それぞれ示している。この外輪１は、主軸モータ３７の主軸に、動力の伝達を可能に連結されたバッキングプレート３８と、図示しないプレッシャロールとにより、この主軸の軸方向に関する変位を不能としている。又、上記外輪１の外周面を基準に図示しないシューを押し付ける事により、この外輪１の半径方向の変位を規制している。これらの構成により、この外輪１は、上記主軸モータ３７の主軸を中心として、軸方向及び径方向の変位を不能とされた状態で回転駆動される。
一方、ベッド３９の上部に揺動モータ支持テーブル４０を、上記主軸モータ３７の主軸に対し平行な軸方向（図１０の表裏方向）に関する変位を可能に支持すると共に、この揺動モータ支持テーブル４０の上側に揺動モータ４１を固定している。又、この揺動モータ４１の回転軸の先端部にＬ字形のホルダアーム４２の基端部を支持すると共に、これら回転軸の先端部とホルダアーム４２の基端部との間に上下動シリンダ装置４３を設けている。この上下動シリンダ装置４３は、図示しない上側シリンダと下側シリンダとに圧油を給排する事により、上記揺動モータ４１の回転軸に対する上記ホルダアーム４２の基端部の、径方向に関する変位を可能としている。更に、このホルダアーム４２の先端部に略コ字形の砥石保持アーム４４の基端部を支持している。そして、このホルダアーム４２の先端部に設けた砥石加圧シリンダ装置４５に圧油又は加圧エアを給排する事により、このホルダアーム４２の先端部に対する上記砥石保持アーム４４の基端部の変位を可能としている。
又、この砥石保持アーム４４の先端部に、スティック状の超仕上砥石４６を固定している。この超仕上砥石４６は、上記揺動モータ４１の回転軸が所定の角度範囲で両方向に回動する事により、この回転軸の中心軸をその揺動中心とする所定の角度α（図９）での揺動運動を可能としている。研削加工時には、上記主軸モータ３７の主軸に固定した外輪１の内側に上記超仕上砥石４６を挿入し、図１１に示す様に、この外輪１の中心軸を含む仮想平面に関する、外輪軌道４の断面形状である円弧の中心ｏ1 と、上記超仕上砥石４６の揺動中心ｏ2 とを一致させる。そして、この状態で、前記砥石加圧シリンダ装置４５により上記外輪軌道４に上記超仕上砥石４６を押圧した状態で、上記外輪１を回転させつつこの超仕上砥石４６を揺動運動させ、上記外輪軌道４を超仕上加工する。この様な構成を有する超仕上加工装置３５によれば、この外輪軌道４の表面を数μｍの厚さで一様に除去できる。尚、図１１に示す様にこの外輪軌道４の断面形状である円弧の中心ｏ1 と上記超仕上砥石４６の揺動中心ｏ2 とを一致させる事は、外輪軌道４の加工精度を確保する上で極めて重要である。
但し、この様な超仕上加工装置３５の場合には、被加工物である外輪１の外輪軌道４の直径加工目標値をシフト可能とする事は考慮していない。この為、超仕上加工工程の前工程で、外輪用研削加工装置２９（図８）での直径加工目標値がシフトされる事により、研削加工により得られた外輪軌道４の直径加工値が変化した場合でも、上記超仕上加工装置３５での直径加工目標値が変化する事はない。そして、この場合には、超仕上加工装置３５にセットした外輪１の外輪軌道４の断面形状である円弧の中心位置ｏ1 と、この外輪１の回転中心との距離が、以前のものから変化する。これに対して、上記超仕上砥石４６の揺動中心ｏ2 は機械基準上は固定されたままであり、上記外輪１の回転中心との距離は同じままである。この結果、上記円弧の中心ｏ1 と超仕上砥石４６の揺動中心ｏ2 とが一致しなくなり、この揺動中心ｏ2 が上記外輪軌道４に対し近づく方向、又は遠ざかる方向にずれる。
一般的に、スティック状の超仕上砥石４６の基端部は、Ｏリング等の弾性部材を介して、この超仕上砥石４６の支持部材（図９、１０に示す構造では砥石保持アーム４４）に支持されている。この為、この超仕上砥石４６の揺動中心ｏ2 と上記外輪軌道４の円弧の中心ｏ1 とのずれが数十μｍ程度であれば、上記弾性部材の弾性変形により、上記超仕上砥石４６が折損する様な事態は生じにくい。又、外輪１の加工数が増加するのに伴って、超仕上砥石４６の先端面が被加工面の形状に沿って摩耗してなじむ為、長期的に考えると、超仕上加工は定常域に至り安定する事が考えられる。但し、外輪用研削加工装置２９での外輪軌道４の直径加工目標値が変更された直後には、超仕上砥石４６の先端面の表面形状が被加工面である外輪軌道４に対し接触する状態が、幾何学的に変化して、この超仕上砥石４の接触面圧分布が不安定に変化する。例えば、上記超仕上砥石４６の揺動中心ｏ2 が上記外輪軌道４から離れる方向に上記円弧の中心ｏ1 から相対的にずれた場合には、外輪軌道４の両端縁周辺部のみに超仕上砥石４６が強く押し付けられる傾向となる。この為、上記超仕上砥石４６の切れ味が変化して超仕上加工による取り代が不安定になり、この超仕上加工により得られた外輪軌道４の直径加工値が、与えられたシフト量に応じて正確に変化せず、この外輪軌道４の加工精度が不安定になる可能性がある。この結果、例えば、図１２に示す様に、外輪用研削加工装置２９（図８）に外輪軌道４の寸法変更の指令が出された場合に、点線イで示す変更された目標寸法に対し、得られた加工寸法が一時的に大きく外れるという現象が生じ、マッチング工程での良品率や組合せ工程での直交率を悪化させる原因となる。
更に、外輪軌道４の加工条件によっては、この外輪軌道４の断面形状である円弧の形状が悪化したり、超仕上加工により除去すべき被加工部が残った、所謂目残りの状態となる可能性もある。この様な問題は、被加工物である外輪１の加工数が増加し、超仕上砥石４６の表面が摩耗し、接触面圧分布が定常状態に落ち着くまで続く。又、上述の問題は、外輪１の外輪軌道４を超仕上加工する場合だけでなく、内輪２の内輪軌道５を超仕上加工する場合に就いても同様に生じる。
更にこれらの問題は、外輪軌道４及び内輪軌道５の直径の測定値に基づいて、加工すべき外輪１又は内輪２を加工する為の外輪用研削加工装置２９又は内輪用研削加工装置３０での直径加工目標値にシフト量を与える場合だけでなく、新たに設定された軸受内部隙間の目標値に基づいて、上記外輪用研削加工装置２９又は内輪用研削加工装置３０での直径加工目標値にシフト量を与える場合にも同様に生じる。即ち、玉軸受は、同じ主要寸法を有する同じ型番のものであっても、その使用状況に応じて適切な内部隙間を新たに設定した（変更した）ものを使用する場合がある。例えば、前述の図６は、この内部隙間を誇張して示したものであり、内部隙間の大きさは、δ1 とδ2 との和（δ1 ＋δ2 ）となる。この内部隙間が異なる製品は、生産現場に於いて、ロットを切り換える事で対応する事が一般的である。
この様に、玉軸受の生産時に内部隙間の仕様変更を伴う新たな玉軸受のロットに切り換える旨の指令が出された場合には、外輪軌道４と内輪軌道５とのうちの少なくとも一方の直径加工目標値を所定のシフト量だけシフトする（変更する）事が行なわれる。但し、このシフト量は、一般的に数十μｍ以下の大きな値となる。この為、この直径加工目標値の変更に伴って、外輪用研削加工装置２９又は内輪用研削加工装置３０での直径加工目標値のみを変更した場合には、前述した様に、外輪軌道４及び内輪軌道５の直径の測定値に基づいて、上記外輪用研削加工装置２９又は内輪用研削加工装置３０での直径加工目標値のみをシフトさせた場合と同様の問題が生じる。
この様な事情から、内部隙間の仕様変更を伴う玉軸受のロットを頻繁に切り換える場合には、上記研削加工装置２９、３０での外輪１又は内輪２の直径加工目標値の変更に合わせて、超仕上加工装置２５、２８（図８参照）の超仕上砥石４６の揺動中心軸の位置を、作業者がその都度調整する事も行なわれている。但し、この様な作業は作業者の大変な負担となっている。
この様な事情から、本発明者は、組合せ工程での直交率の向上を図る為には、外輪軌道４又は内輪軌道５の直径加工目標値のシフト量を研削加工装置に与えるだけでは不十分であると考えるに至った。
尚、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１、２の他に、特許文献３〜５がある。
特許第２７６７９２５号公報 特許第２７６７９２６号公報 特開昭５１−９３４８０号公報 特開２０００−９４２２６号公報 特許第３０７９６６６号公報
本発明の玉軸受の製造設備及び超仕上加工装置は、上述の様な事情に鑑みて、得られる外輪軌道及び内輪軌道の寸法精度及び形状精度を向上させる事により、組合せ工程での直交率の向上を図るべく発明したものである。
本発明の玉軸受の製造設備は、請求項１に記載した様に、
内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の玉とを備えた玉軸受を複数製造する為の玉軸受の製造設備であって、軌道輪加工設備と、組立設備と、制御手段とを備える。 このうちの軌道輪加工設備は、少なくとも上記外輪軌道を研削加工する外輪用研削加工装置と、この外輪軌道を超仕上加工する外輪用超仕上加工装置と、上記内輪軌道を研削加工する内輪用研削加工装置と、この内輪軌道を超仕上加工する内輪用超仕上加工装置とを備えるものである。
又、上記組立設備は、上記軌道輪加工設備により加工された上記外輪と内輪とを、複数個の転動体と共に組み合わせて組立体を造るものである。
そして、上記制御手段は、上記軌道輪加工設備により加工された後、上記組立設備に送る前に測定された上記外輪軌道及び内輪軌道の直径の測定値、又は新たに設定された軸受内部隙間の目標値に基づいて、上記外輪と内輪とのうちの少なくとも一方の軌道輪の軌道面を加工する為の研削加工装置及び超仕上加工装置でそれぞれ設定されている直径加工目標値にシフト量を与えるものである。
又、本発明の超仕上加工装置のうち、請求項９に記載した超仕上加工装置は、上述の玉軸受の製造設備に使用するものである。
そして、超仕上砥石の揺動中心軸を、セットした外輪又は内輪の回転軸の径方向の任意の位置にサーボモータにより移動させ、この任意の位置に位置決めする事を可能としている。
又、請求項１０に記載した超仕上加工装置も、上述の玉軸受の製造設備に使用するものである。
そして、超仕上砥石の揺動中心軸を、セットした外輪又は内輪の回転軸に平行な軸方向の任意の位置にサーボモータにより移動させ、この任意の位置に位置決めする事を可能としている。
上述の様に構成する超仕上加工装置等を使用する本発明の玉軸受の製造設備によれば、外輪軌道又は内輪軌道の直径加工目標値のシフト量を研削加工装置だけでなく、超仕上加工装置にも与える為、得られる外輪軌道及び内輪軌道の寸法精度及び形状精度を向上させる事ができ、組合せ工程での直交率の向上を図れる。
尚、前記特許文献３には、加工後に測定された内輪軌道又は外輪軌道の直径の基準値に対する偏差の平均値と、待機させた玉の直径の基準値に対する偏差の平均値、又は待機させた玉のうちの最多数の玉の直径の偏差とから、外輪軌道又は内輪軌道の直径の基準値に対する偏差の狙い寸法を決定し、これを外輪軌道又は内輪軌道の加工装置にフィードバックする玉軸受の製造方法が記載されている。又、前記特許文献４には、加工後の外輪軌道又は内輪軌道のゲージ部での測定値に基づいて、研削加工装置に於いて、軸受内部隙間が一定になる様に内輪軌道又は外輪軌道を加工する玉軸受の製造装置が記載されている。又、前記特許文献５には、超仕上砥石の揺動中心軸の位置決めの為に、被加工物である外輪又は内輪の回転軸の半径方向への移動を可能とした偏心軸旋回駆動機構を組み込んだ超仕上加工装置が記載されている。但し、上記特許文献３〜５に記載された方法及び装置の場合も、前記特許文献１〜２に記載された超仕上加工装置の場合と同様に、内輪軌道又は外輪軌道の直径加工目標値に関するシフト量を超仕上加工装置に与える事は考慮していない。この為、上記特許文献１〜５に記載された方法及び装置の場合には、組合せ工程での部品の直交率の向上を図る面から改良の余地がある。これに対して、本発明の場合には、この様な不都合を生じない。
又、本発明の超仕上加工装置のうち、請求項９に記載した本発明の超仕上加工装置の場合、超仕上砥石の揺動中心軸を、セットした外輪又は内輪の回転軸の径方向の任意の位置にサーボモータにより移動させ、この任意の位置に位置決めする事を可能としている。この為、超仕上加工装置での直径加工目標値にシフト量を与える事を、より有効に行なえる。これに対して、上記特許文献５に記載された超仕上加工装置の場合、油圧又は空気圧を利用して駆動するラックピストンにより、偏心軸旋回駆動機構を構成しており、超仕上砥石の揺動中心軸を、シフト量に応じて任意の位置に位置決め可能とする事は困難である。この為、上記特許文献５に記載された超仕上加工装置で直径加工目標値にシフト量を与える事は困難である。上述の請求項９に記載した構成によれば、この様な不都合を生じない。
又、請求項１０に記載した本発明の超仕上加工装置の場合、超仕上砥石の揺動中心軸を、セットした外輪又は内輪の回転軸に平行な軸方向の任意の位置にサーボモータにより移動させ、この任意の位置に位置決めする事を可能としている。この為、超仕上加工装置に被加工物である外輪又は内輪を、容易にセット又は交換できる。又、超仕上砥石の交換も容易に行なえる。
本発明の玉軸受の製造設備を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、制御手段を、軌道輪加工設備により加工された後、組立設備に送る前に測定された、複数ずつの外輪及び内輪の外輪軌道及び内輪軌道の直径の測定値分布から、これら外輪軌道及び内輪軌道の直径の測定値の中央値を、それぞれ求め、これら中央値同士の差の目標値に対する偏差に基づいて、外輪と内輪とのうちの少なくとも一方の軌道輪の軌道面を加工する為の研削加工装置及び超仕上加工装置でそれぞれ設定されている直径加工目標値にシフト量を与えるものとする。
又、本発明の玉軸受の製造設備を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した様に軌道輪加工設備により加工された外輪及び内輪と、玉との適切な寸法を有するものの組合せを選択するマッチング装置を備える。これと共に、制御手段を、新たに設定された軸受内部隙間の目標値に基づいて、上記マッチング装置で設定されている目標内部隙間をシフトさせると共に、外輪と内輪とのうちの少なくとも一方の軌道輪の軌道面を加工する為の研削加工装置及び超仕上加工装置でそれぞれ設定されている直径加工目標値にシフト量を与えるものとする。
又、上述の請求項１〜３の構成を実施する場合により好ましくは、請求項４に記載した様に、制御手段を、外輪軌道及び内輪軌道の直径の測定値、又は新たに設定された軸受内部隙間の目標値に基づいて、外輪用研削加工装置で設定されている外輪軌道の直径加工目標値を、多く削る又は少なく削る方向にシフトさせるものとする。又、これと同時に、外輪用超仕上加工装置を構成する超仕上砥石の揺動中心軸を、セットした外輪の回転中心軸に対し離れる方向又は近づく方向に、上記外輪用研削加工装置の直径加工目標値のシフト量の１／２だけ移動させる為の制御信号を出すものとする。
又、より好ましくは、請求項５に記載した様に、制御手段を、外輪軌道及び内輪軌道の直径の測定値、又は新たに設定された軸受内部隙間の目標値に基づいて、内輪用研削加工装置で設定されている内輪軌道の直径加工目標値を、多く削る又は少なく削る方向にシフトさせるものとする。又、これと同時に、内輪用超仕上加工装置を構成する超仕上砥石の揺動中心軸を、セットした内輪の回転中心軸に対し近づく方向又は離れる方向に、上記内輪用研削加工装置の直径加工目標値のシフト量の１／２だけ移動させる為の制御信号を出すものとする。
又、より好ましくは、請求項６に記載した様に、外輪用、内輪用両超仕上加工装置のうち、少なくとも一方の超仕上加工装置を構成する超仕上砥石の揺動中心軸を、セットした外輪又は内輪の回転軸の径方向の任意の位置にサーボモータにより移動させ、この任意の位置に位置決めする事を可能とする。
このより好ましい構成によれば、超仕上加工装置での直径加工目標値にシフト量を与える事を、より有効に行なえる。しかも、軸受内部隙間の目標値の変更を伴う段取り替えによる、研削加工装置及び超仕上加工装置への直径加工目標値の変更指令（シフト指令）をコンピュータにより自動的に行なえる様にすれば、この超仕上加工装置での直径加工目標値を変更する為に、作業者が超仕上砥石の揺動中心軸の位置をその都度変更すると言った面倒な作業を行なわずに済む（位置変更の作業時間が実質ゼロになる）。この為、玉軸受の製造時に於ける面倒な作業の削減を図れると共に、製造設備の稼働率の向上を図れる。
又、より好ましくは、請求項７に記載した様に、外輪用、内輪用両超仕上加工装置のうち、少なくとも一方の超仕上加工装置を構成する超仕上砥石の揺動中心軸を、セットした外輪又は内輪の回転軸に平行な軸方向の任意の位置にサーボモータにより移動させ、この任意の位置に位置決めする事を可能とする。
このより好ましい構成によれば、超仕上加工装置に被加工物である外輪又は内輪を、容易にセット又は交換できる。又、超仕上砥石の交換も容易に行なえる。
又、より好ましくは、請求項８に記載した様に、軌道輪加工設備を、外輪軌道を研削加工する為の外輪用研削加工装置とこの外輪軌道を超仕上加工する為の外輪用超仕上加工装置とを、それぞれ１台ずつ設け、これら外輪用研削加工装置と外輪用超仕上加工装置とを、被加工物である外輪の搬送方向に関して直列に配置した外輪加工設備と、内輪軌道を研削加工する為の内輪用研削加工装置と内輪の内周面を研削加工する為の内輪用第二研削加工装置と上記内輪軌道を超仕上加工する為の内輪用超仕上加工装置とを、それぞれ１台ずつ設け、これら内輪用研削加工装置と内輪用第二研削加工装置と内輪用超仕上加工装置とを、被加工物である内輪の搬送方向に関して直列に配置した内輪加工設備とを備えたものとする。又、上記外輪加工設備で加工された外輪と上記内輪加工設備で加工された内輪とを組立設備に供給可能とする。
このより好ましい構成によれば、軌道輪加工工程に使用する加工装置の台数を少なくできる。この為、製造設備全体の設置面積を小さくできる。又、玉軸受の製造時に、この玉軸受の寸法等に応じた型番の変更（セット替え）が生じた場合でも、治具や砥石の変更等に要するセット替え時間を少なくできる。更に、組合せ工程で検出された、軌道輪加工工程に起因する品質上の問題に対する対応策を、各加工装置にフィードバックする管理上の手間の軽減を図れる。
図１〜４は、本発明の実施例を示している。本実施例の玉軸受の製造設備の場合には、被加工物（ワーク）である、外輪１又は内輪２（図６参照）又は中間組立体の搬送方向（流れ方向）（図１の左右方向）に関して、マッチング組立設備３６と、グリース封入装置１５との間に、上記中間組立体の複数個の収納及び排出を可能としたストッカ１３ａを設けている。又、上記マッチング組立設備３６は、図２に示す様に、研削加工及び超仕上加工を施された外輪１及び内輪２を洗浄する為の洗浄装置３１と、この洗浄装置３１から送られた外輪１及び内輪２と、玉３（図６参照）との適切な寸法を有するものの組合せを選択するマッチング装置３２と、このマッチング装置３２から送られた外輪１及び内輪２と複数の玉３と保持器との組合せにより中間組立体を造る組立装置１４とを備える。尚、図２の実線矢印はワークの流れ方向を、同じく点線矢印は計測値を表す信号又は直径加工目標値をシフトさせる為の制御信号を、それぞれ示している。
又、本実施例の場合、軌道輪自動加工設備９を構成する外輪自動加工設備１０が、外輪軌道４（図６参照）を研削加工する為の外輪用第二研削加工装置２４と、この外輪軌道４を超仕上加工する為の外輪用超仕上加工装置２５ａとを、それぞれ１台ずつ設け、これら各加工装置２４、２５ａを、ワークである、外輪２の搬送方向に関して直列に配置している。又、上記軌道輪自動加工設備９を構成する内輪自動加工設備１１が、内輪軌道５（図６参照）を研削加工する為の、請求項８に記載した内輪用研削加工装置に相当する、内輪用第二研削加工装置２６と、内輪２の内周面を研削加工する為の、請求項８に記載した内輪用第二研削加工装置に相当する、内輪用第三研削加工装置２７と、上記内輪軌道３を超仕上加工する為の内輪用超仕上加工装置２８ａとを、それぞれ１台ずつ設け、これら各加工装置２６、２７、２８ａを、ワークである、内輪２の搬送方向に関して直列に配置している。そして、上記軌道輪自動加工設備９で加工された内輪２と外輪１とを、前記組立装置１４に、前記洗浄装置３１及びマッチング装置３２を介して供給可能としている。従って、本実施例の場合には、１組の完成品自動組立設備１８ａに対して、１組の軌道輪自動加工設備９を組合せている。尚、本実施例に於いて、外輪軌道４及び内輪軌道５を研削加工する工程よりも前の工程と、ストッカ１３ａを使用するストック排出工程よりも後の工程とに就いては、前述の図７に示した従来の製造設備の場合と同様である為、重複する説明は省略若しくは簡略にする。
又、本実施例の場合、上記外輪用第二研削加工装置２４は、図３に示す様な構造を有する。この外輪用第二研削加工装置２４により外輪軌道４を研削加工する場合には、先ず、被加工物である外輪１を主軸モータ４７の主軸に固定すると共に、この外輪１の内側に、得るべき外輪軌道４の形状に合わせて所定の外周面形状に成形された円環状の研削砥石４８を、上記外輪１に対し偏心した状態で挿入する。この研削砥石４８は、砥石回転用モータ４９の回転軸の端部に固定する事により、この研削砥石４８の中心軸をその中心とする回転を可能としている。この様な外輪用第二研削加工装置２４の場合、この研削砥石４８により上記外輪１の内周面に径方向外側に向かう切り込みを与える事により、外輪軌道４を研削加工できる。又、外輪１の定寸加工を行なう為に、従来から公知の様に、研削砥石４８又は外輪１を支持した支持台５０ａ、５０ｂをサーボモータ５１ａ、５１ｂにより所定の位置に位置決め（移動）したり、研削加工中の外輪１の寸法をインプロセスで測定し、研削完了状態を検出する等の方法を採用できる。又、この研削完了状態を検出する場合、研削完了の条件を変更する事により、外輪軌道４の直径寸法を調整できる。又、前記内輪用第二研削加工装置２６は、上記外輪用第二研削加工装置２４で、外輪１の代わりに内輪２を保持可能とし、この内輪２の外周面に研削砥石を押し付け可能としたものと同様である。
更に、前記外輪用超仕上加工装置２５ａは、図４に示す様な構造を有する砥石支持装置５２と、被加工物支持装置（図示せず）とを備える。このうちの被加工物支持装置は、前述の図９、１０に示した超仕上加工装置３５の場合と同様に、外輪１を支持自在とした主軸モータ３７とこれを固定したベッド３９とを備える。又、外輪１の軸方向及び径方向の位置決めを行なう方法は、前述の図９、１０に示した超仕上加工装置３５の場合と同様である。これに対して、上記砥石支持装置５２は、スティック状の超仕上砥石４６（図９参照）の揺動中心軸（図４の一点鎖線ａ）の、セットした外輪１の回転軸に対し直交する方向（回転軸の径方向）である、図４の上下方向の任意の位置へ位置決めを、第一のサーボモータ５３により可能としている。又、セットした外輪１の回転軸に平行な軸方向、即ち、図４の裏表方向と一致する、水平方向に関する、上記超仕上砥石４６の任意の位置への位置決めを、第二のサーボモータ５４により可能としている。
即ち、図４に示した構造を詳述すると、上記砥石支持装置５２は、上記ベッド３９の上面に１対のレール５５、５５を配設している。そして、これら両レール５５、５５上にテーブル５６を、これらレール５５、５５の長さ方向（図４の表裏方向）に関する移動を可能に装着すると共に、上記ベッド３９に対する上記テーブル５６の移動を、テーブル移動機構５７により可能としている。このテーブル移動機構５７は、上記レール５５、５５の長さ方向に長い雄ねじロッド（図示せず）と、この雄ねじロッドを回転駆動する為の上記第二のサーボモータ５４とを備える。この雄ねじロッドの両端部は、上記ベッド３９に固定された支持台５８に、回転のみを可能に支持している。又、この雄ねじロッドに上記第二のサーボモータ５４の出力軸を、動力伝達を可能に連結している。又、上記テーブル５６の下部に、上記レール５５、５５の長さ方向に伸びるねじ孔（図示せず）を形成しており、このねじ孔の雌ねじ部に上記雄ねじロッドの雄ねじ部を螺合させている。従って、上記第二のサーボモータ５４を正転又は逆転する事により、上記テーブル５６を上記ベッド３９に対し、上記レール５５、５５の長さ方向の所定位置に移動できる。
又、上記テーブル５６上に第一のハウジング５９を固定すると共に、この第一のハウジング５９の側方に第二のハウジング６０を、図４の上下方向に関する移動のみを可能に支持している。そして、ハウジング移動機構６１により、上記第一のハウジング５９に対する上記第二のハウジング６０の上下方向への移動を可能としている。このハウジング移動機構６１は、上下方向に長い第二の雄ねじロッド（図示せず）と、この第二の雄ねじロッドを回転駆動する為の前記第一のサーボモータ５３とを備える。この第二の雄ねじロッドの両端部は、上記第一のハウジング５９の側方に固定した支持台６２に対し、回転のみを可能に支持している。又、上記第二の雄ねじロッドにこの第一のサーボモータ５９の出力軸を、動力伝達を可能に連結している。又、上記第二のハウジング６０に固定された部材に設けられた上下方向に長いねじ孔（図示せず）の雌ねじ部に、上記第二の雄ねじロッドの雄ねじ部を螺合させている。従って、上記第一のサーボモータ５３を正転又は逆転する事により、上記第二のハウジング６０を上記第一のハウジング５９に対し、上下方向の所定位置に移動できる。
又、上記第一のハウジング５９には揺動モータ（図示せず）を固定すると共に、上記第二のハウジング６０に揺動軸６３を回転自在に支持している。そして、この揺動軸６３の一端部（図４の右端部）でこの第二のハウジング６０外に突出した部分と、上記揺動モータの回転軸の端部で上記第一のハウジング５９外に突出した部分との間に、公知の揺動機構を設けている。この揺動機構は、例えば、上記揺動モータの回転軸の端部でこの第一のハウジング外に突出した部分にこの回転軸の中心軸に対し偏心した状態で設けた偏心軸に、連結杆６４の一端部（図４の裏側端部）を支持すると共に、この連結杆６４の他端部（図４の表側端部）に設けた支持軸を、上記揺動軸６３の一端部で上記第二のハウジング６０外に突出した部分に設けた、上記揺動軸６３の中心軸をその中心とする円弧形の案内部（図示せず）に支持する事により構成する。又、この揺動軸６３の他端部で上記第二のハウジング６０外に突出した部分に略Ｌ字形のホルダアーム４２の基端部を固定すると共に、このホルダアーム４２の先端部に砥石保持アーム４４を支持している。又、このホルダアーム４２の先端部に設けた砥石加圧シリンダ装置４５により、この砥石保持アーム４４のこのホルダアーム４２の先端部に対する変位を可能としている。又、この砥石保持アーム４４の先端部にスティック状の超仕上砥石４６（図９参照）を固定している。上記ホルダアーム４２と砥石加圧シリンダ装置４５と砥石保持アーム４４との構成自体は、上下動シリンダ装置４３（図１０参照）を省略している事を除き、前述の図９、１０に示した従来の超仕上加工装置３５の場合と同様である。そして、前記揺動モータを回転させる事により、上記揺動軸６３の中心軸をその揺動中心とする、上記超仕上砥石４６の所定の角度内での揺動運動を可能としている。又、前記内輪用超仕上加工装置２８ａ（図１、２）は、上述の構造を有する外輪用超仕上加工装置２５ａで、外輪１の代わりに内輪２を保持可能とし、この内輪２の外周面に形成した内輪軌道に超仕上砥石を押し付け可能としたものと同様である。
玉軸受自動製造設備１９ａには、それぞれが上述の様に構成する外輪用、内輪用両第二研削加工装置２４、２６と、外輪用、内輪用両超仕上加工装置２５ａ、２８ａとを組み込んでいる。又、本実施例の場合、コンピュータにより構成する制御手段６の入力インターフェイスに、前記マッチング装置３２に設けた検出部を接続している。この検出部は、外輪軌道４及び内輪軌道５の直径を測定すると共に、その測定値を表す信号を送り出す機能を有する。そして、上記検出部は、前記外輪用加工設備１０及び内輪用加工設備１１により加工された後、前記組立装置１４に送る前に測定した、外輪軌道４及び内輪軌道５の直径の測定値を表す信号を、上記制御手段６の入力インターフェイスに送り込む。この制御手段６を構成する演算処理部である中央処理装置（ＣＰＵ）では、時間又は数等により決定した複数ずつの加工後の外輪１及び内輪２の外輪軌道４及び内輪軌道５の直径ｄ1 、ｄ2 （図６参照）の測定値分布に基づいて、これら外輪軌道４と内輪軌道５との直径の測定値の中央値ｄ1m、ｄ2mを、それぞれ求める。これと共に、適切な軸受内部隙間を得る為のこれら各軌道４、５の直径ｄ1 、ｄ2 の差Ｄ1 （＝ｄ1 −ｄ2 ）の目標値Ｄ1 ´に対する、上記中央値ｄ1m、ｄ2m同士の差Ｄ2 （＝ｄ1m−ｄ2m）の偏差Ｄ3 （＝Ｄ1 ´−Ｄ2 ）を求める。そして、上記中央処理装置は、この偏差Ｄ3 に基づいて、加工すべき外輪１と内輪２とのうちの少なくとも一方の軌道輪の、外輪軌道４又は内輪軌道５を研削加工する為の研削加工装置２４（又は２６）と、この外輪軌道４又は内輪軌道５を超仕上加工する為の超仕上加工装置２５ａ（又は２８ａ）とでそれぞれ設定されている直径加工目標値に対する必要なシフト量を算出する。
そして、上記制御手段６は、加工すべき外輪１と内輪２とのうちの少なくとも一方の軌道輪の、外輪軌道４又は内輪軌道５を研削加工する為の研削加工装置２４（又は２６）と、この外輪軌道４又は内輪軌道５を超仕上加工する為の超仕上加工装置２５ａ（又は２８ａ）とに、上記直径加工目標値を上記シフト量分シフトさせる為の制御信号を送る。この制御信号が送られた加工装置２４、２６、２５ａ、２８ａでは、この制御信号に基づいて、研削砥石４８又は超仕上砥石４６の、セットした外輪１又は内輪２に対する加工位置を変更する。例えば、上記制御手段６により、上記外輪用第二研削加工装置２４及び外輪用超仕上加工装置２５ａに上記制御信号が送られた場合、この外輪用第二研削加工装置２４では、外輪軌道４の直径加工目標値が多く削る又は少なく削る方向にシフトされて、研削砥石４８をこの外輪軌道４に対し、押し付ける方向又は遠ざかる方向に相対的に変位させる。これと同時に、上記外輪用超仕上加工装置２５ａでは、前記第一のサーボモータ５３（図４）を、所定方向に所定量だけ回転させて、超仕上砥石４６の揺動中心軸（図４の一点鎖線ａ）を、図４の上下方向である、セットした外輪１の回転中心軸に対し離れる方向又は近付く方向に、上記外輪用第二研削加工装置２４での上記外輪軌道４の直径加工目標値のシフト量の１／２だけ移動させる。
又、上記制御手段６により、上記内輪用第二研削加工装置２６及び内輪用超仕上加工装置２８ａに上記制御信号が送られた場合、この内輪用第二研削加工装置２６では、内輪軌道５の直径加工目標値が多く削る又は少なく削る方向にシフトされて、研削砥石をこの内輪軌道５に対し、押し付ける方向又は遠ざかる方向に相対的に変位させる。これと同時に、上記内輪用超仕上加工装置２８ａでは、第一のサーボモータを、所定方向に所定量だけ回転させて、超仕上砥石の揺動中心軸を、セットした内輪の回転中心軸に対し近づく方向又は離れる方向に、上記内輪用第二研削加工装置２６での上記内輪軌道５の直径加工目標値のシフト量の１／２だけ移動させる。
更に、上記制御手段６の入力／出力信号処理部には、生産管理システム６５を接続している。そして、この生産管理システム６５から、軸受内部隙間の変更を伴う新たな玉軸受へのロット替えを行なう旨の指令が出された場合に、前記中央処理装置が、新たに設定された軸受内部隙間の目標値に基づいて、加工すべき外輪１と内輪２とのうちの少なくとも一方の軌道輪の、外輪軌道軌４又は内輪軌道５を研削加工する為の研削加工装置２４（又は２６）と、この外輪軌道４又は内輪軌道５を超仕上加工する為の超仕上加工装置２５ａ（又は２８ａ）とでそれぞれ設定されている直径加工目標値に対する必要なシフト量を算出する。
そして、上記制御手段６は、加工すべき外輪１と内輪２とのうちの少なくとも一方の軌道輪の、外輪軌道４又は内輪軌道５を研削加工する為の研削加工装置２４（又は２６）と、この外輪軌道４又は内輪軌道５を超仕上加工する為の超仕上加工装置２５ａ（又は２８ａ）とに、上記直径加工目標値を上記シフト量分シフトさせる為の制御信号を送る。この制御信号が送られた加工装置２４、２５ａ、２６、２８ａでは、この制御信号に基づいて研削砥石４８又は超仕上砥石４６の、セットした外輪１又は内輪２に対する加工位置を変更する。上記制御手段６により、上記外輪用第二研削加工装置２４及び外輪用超仕上加工装置２５ａに上記制御信号が送られた場合の作用、及び、上記内輪用第二研削加工装置２６及び内輪用超仕上加工装置２８ａに上記制御信号が送られた場合の作用自体は、前記偏差Ｄ3 に基づいて、加工すべき外輪１と内輪２とのうちの少なくとも一方の軌道輪の軌道面４（又は５）を研削加工する為の研削加工装置２４（又は２６）と、この軌道面４（又は５）を超仕上加工する為の超仕上加工装置２５ａ（又は２８ａ）とのそれぞれでの直径加工目標値にシフト量を与えた場合と同様である。
上述の様に構成する本実施例の玉軸受の製造設備によれば、外輪軌道４又は内輪軌道５の直径加工目標値のシフト量を研削加工装置２４（又は２６）だけでなく、超仕上加工装置２５ａ（又は２８ａ）にも与える為、得られる外輪軌道４及び内輪軌道５の寸法精度及び形状精度を向上させる事ができ、組合せ工程での直交率の向上を図れる。
又、本実施例の超仕上加工装置２５ａ、２８ａの場合、超仕上砥石４６の揺動中心軸（図４の一点鎖線ａ）を、セットした外輪１又は内輪２の回転軸の径方向の任意の位置にサーボモータ５３により移動させ、この任意の位置に位置決めする事を可能としている。この為、超仕上加工装置２５ａ、２８ａでの直径加工目標値にシフト量を与える事を、より有効に行なえる。しかも、軸受内部隙間の目標値の変更を伴う段取り替えによる、研削加工装置２４（又は２６）及び超仕上加工装置２５ａ（又は２８ａ）への直径加工目標値の変更指令を、制御手段６により自動的に行なう様にすれば、この超仕上加工装置２５ａ（又は２８ａ）での直径加工目標値を変更する為に、作業者が超仕上砥石４６の揺動中心軸の位置をその都度変更すると言った面倒な作業を行なわずに済む（位置変更の作業時間が実質ゼロになる）。この為、玉軸受の製造時に於ける面倒な作業の削減を図れると共に、製造設備の稼働率の向上を図れる。
又、本実施例の製造設備による玉軸受の製造時に、外輪軌道４の直径加工目標値の狙い寸法を変更する旨の指令を出して、この指令の前後を含む時間での、マッチング装置３２で測定された外輪軌道４の直径の測定値と外輪１の加工数との関係を求めたところ、図５に示す様な結果が得られた。この図５では、点線イにより、寸法変更指令後の外輪軌道４の直径の加工目標値を表している。この図５に示した測定結果から明らかな様に、本実施例の場合には、加工後の外輪軌道４の直径が、狙い寸法の変更指令の直後から即座に変更され、高い精度で安定した。
又、本実施例の超仕上加工装置２５ａ、２８ａの場合、超仕上砥石４６の揺動中心軸を、第二のサーボモータ５４により、セットした外輪１又は内輪２の回転軸に対し平行な軸方向に関する任意の位置に移動させ、この任意の位置に位置決めする事を可能としている。この為、超仕上加工装置２５ａ、２８ａに被加工物である外輪１又は内輪２を、容易にセット又は交換できる。又、超仕上砥石４６の交換も容易に行なえる。
尚、玉軸受の寸法違いの型番への変更の為の段取り替え、所謂セット替えを行なう際に、研削加工装置では、研削砥石による加工位置を、コンピュータからの指令によりサーボモータを用いて自動的に設定変更する事が、従来から考えられている。但し、従来から知られている超仕上加工装置に於いては、超仕上砥石の揺動中心軸の位置決めを、機械的なストッパと圧油又は加圧エアを利用したシリンダ駆動装置により行なっている。この為、上記揺動中心軸の位置変更に長時間を要し、製造設備の稼動を停止する時間が長くなると言った問題があった。これに対して、本実施例の場合には、外輪用、内輪用両超仕上加工装置２５ａ、２８ａを構成する超仕上砥石４６の揺動中心軸を、第一、第二の両サーボモータ５３、５４により、セットした外輪１又は内輪２の回転軸に対し任意の距離だけ離れた、上下方向の任意の位置に位置決め可能とすると共に、この回転軸に対し平行な軸の方向の任意の位置に位置決め可能としている。この為、上記超仕上砥石４６の揺動中心軸を制御手段６からの指令により自動的に位置変更可能とする事により、作業者の手を煩わせる事なく、短時間でセット替えを完了する事が可能になる。
更に、本実施例の場合には、軌道輪加工設備９を、外輪自動加工設備１０と内輪自動加工設備１１とを備えたものとしている。又、この外輪自動加工設備１０は、外輪軌道４を研削加工する為の外輪用第二研削加工装置２４と、この外輪軌道４を超仕上加工する為の外輪用超仕上加工装置２５ａとを、それぞれ１台ずつ設け、これら各加工装置２４、２５ａを、被加工物である外輪１の搬送方向に関して直列に配置している。又、上記内輪自動加工設備１１は、内輪軌道５を研削加工する為の内輪用第二研削加工装置２６と、内輪２の内周面を研削加工する為の内輪用第三研削加工装置２７と、上記内輪軌道５を超仕上加工する為の内輪用超仕上加工装置２８ａとを、それぞれ１台ずつ設け、これら各加工装置２６、２７、２８ａを、被加工物である内輪２の搬送方向に関して直列に配置している。又、上記外輪自動加工設備１０で加工された外輪１と上記内輪自動加工設備１１で加工された内輪２とを、洗浄装置３１及びマッチング装置３２を介して組立装置１４に供給可能としている。この為、本実施例の場合には、前述の図７に示した従来の玉軸受の製造設備の場合と異なり、軌道輪加工工程に使用する加工装置の台数を少なくでき、製造設備全体の設置面積を小さくできる。又、玉軸受の製造時に、この玉軸受の寸法等に応じた型番の変更（セット替え）が生じた場合でも、治具や砥石の変更等に要するセット替え時間を少なくできる。更に、組合せ工程で検出された、軌道輪加工工程に起因する品質上の問題に対する対応策を、各加工装置にフィードバックする管理上の手間の軽減を図れる。
尚、上述の実施例に於いては、超仕上加工装置２５ａ、２８ａの被加工物に対する加工ポジションを１個とした場合に就いて説明したが、請求項６、７、９、１０に係る本発明は、この様な構成に限定するものではない。例えば、超仕上加工装置２５ａ、２８ａが複数の加工ポジションを有する場合には、超仕上砥石４６の複数の揺動中心軸を互いに独立してサーボモータにより位置変更可能としても良いし、１個或は総ての揺動中心軸を同一のサーボモータで位置変更可能とする事もできる。
又、上述の実施例に於いては、軌道輪自動加工設備１９ａに内輪２の内周面を研削加工する為の内輪用第三研削加工装置２７を組み込んだ場合に就いて説明したが、この内輪用第三研削加工装置２７を、軌道輪自動加工設備１９ａを使用する工程よりも前の工程で使用する事もできる。又、本発明の玉軸受の製造設備は、各設備及び装置を総て工場内の同一区画に設置したものに限定するものではない。例えば、上述した実施例で、完成品自動組立設備１８ａのみを、特に厳しく空気中の塵を管理した部屋等に設置する事もできる。又、上述の実施例で、玉軸受自動製造設備１９ａの各装置間の自動搬送装置のコンベア上に複数の部品又は完成を連続して待機させる事により、搬送による無駄な時間を短縮又はなくす事もできる。
本発明の実施例の玉軸受の製造設備を一部を省略して示す図。 図１で、ストック排出工程の前工程で使用する製造設備を示す図。 実施例に使用する外輪用第二研削加工装置を示す図。 同じく外輪用超仕上加工装置を構成する砥石支持装置の略斜視図。 実施例による外輪軌道の直径加工値の精度向上の効果を確認する為に行なった測定結果を示す、図１２と同様の図。 内部隙間の大きさを誇張して示す玉軸受の断面図。 従来の玉軸受の製造設備の１例を示す図。 同じく別例を、外輪軌道及び内輪軌道の寸法測定値に基づく指令を研削加工装置にフィードバックする状態を含んで示す図。 外輪用研削加工装置の従来構造の１例を、一部を切断して示す図。 図９の右方から見た図。 超仕上加工時の超仕上砥石の揺動中心軸と外輪軌道との関係を説明する為の部分断面図。 従来構造を用いて超仕上加工後に測定した外輪軌道の直径加工値の測定値と加工数との関係を示す図。
符号の説明
１ 外輪
２ 内輪
３ 玉
４ 外輪軌道
５ 内輪軌道
６ 制御手段
８ 内部空間
９ 軌道輪自動加工設備
１０ 外輪自動加工設備
１１ 内輪自動加工設備
１３、１３ａ ストッカ
１４ 組立装置
１５ グリース封入装置
１６ シール装着装置
１７ 包装装置
１８、１８ａ 完成品自動組立設備
１９、１９ａ 玉軸受自動製造設備
２０ 旋削加工装置
２１ 熱処理装置
２２ 外輪用第一研削加工装置
２３ 内輪用第一研削加工装置
２４ 外輪用第二研削加工装置
２５ 外輪用超仕上加工装置
２６ 内輪用第二研削加工装置
２７ 内輪用第三研削加工装置
２８ 内輪用超仕上加工装置
２９ 外輪用研削加工装置
３０ 内輪用研削加工装置
３１ 洗浄装置
３２ マッチング装置
３３ コンピュータ
３４ 外部入出力装置
３５ 超仕上加工装置
３６ マッチング組立設備
３７ 主軸モータ
３８ バッキングプレート
３９ ベッド
４０ 揺動モータ支持テーブル
４１ 揺動モータ
４２ ホルダアーム
４３ 上下動シリンダ装置
４４ 砥石保持アーム
４５ 砥石加圧シリンダ装置
４６ 超仕上砥石
４７ 主軸モータ
４８ 研削砥石
４９ 砥石回転用モータ
５０ａ、５０ｂ 支持台
５１ａ、５１ｂ サーボモータ
５２ 砥石支持装置
５３ 第一のサーボモータ
５４ 第二のサーボモータ
５５ レール
５６ テーブル
５７ テーブル移動装置
５８ 支持台
５９ 第一のハウジング
６０ 第二のハウジング
６１ ハウジング移動機構
６２ 支持台
６３ 揺動軸
６４ 連結杆
６５ 生産管理システム

Claims (10)

  1. 内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の玉とを備えた玉軸受を複数製造する為の玉軸受の製造設備であって、軌道輪加工設備と、組立設備と、制御手段とを備え、
    この軌道輪加工設備は、少なくとも上記外輪軌道を研削加工する外輪用研削加工装置と、この外輪軌道を超仕上加工する外輪用超仕上加工装置と、上記内輪軌道を研削加工する内輪用研削加工装置と、この内輪軌道を超仕上加工する内輪用超仕上加工装置とを備えるものであり、
    上記組立設備は、上記軌道輪加工設備により加工された上記外輪と内輪とを、複数個の転動体と共に組み合わせて組立体を造るものであり、
    上記制御手段は、上記軌道輪加工設備により加工された後、上記組立設備に送る前に測定された上記外輪軌道及び内輪軌道の直径の測定値、又は新たに設定された軸受内部隙間の目標値に基づいて、上記外輪と内輪とのうちの少なくとも一方の軌道輪の軌道面を加工する為の研削加工装置及び超仕上加工装置でそれぞれ設定されている直径加工目標値にシフト量を与えるものである玉軸受の製造設備。
  2. 制御手段が、軌道輪加工設備により加工された後、組立設備に送る前に測定された、複数ずつの外輪及び内輪の外輪軌道及び内輪軌道の直径の測定値分布から、これら外輪軌道及び内輪軌道の直径の測定値の中央値を、それぞれ求め、これら中央値同士の差の目標値に対する偏差に基づいて、外輪と内輪とのうちの少なくとも一方の軌道輪の軌道面を加工する為の研削加工装置及び超仕上加工装置でそれぞれ設定されている直径加工目標値にシフト量を与えるものである、請求項１に記載した玉軸受の製造設備。
  3. 軌道輪加工設備により加工された外輪及び内輪と、玉との適切な寸法を有するものの組合せを選択するマッチング装置を備え、制御手段が、新たに設定された軸受内部隙間の目標値に基づいて、上記マッチング装置で設定されている目標内部隙間をシフトさせると共に、外輪と内輪とのうちの少なくとも一方の軌道輪の軌道面を加工する為の研削加工装置及び超仕上加工装置でそれぞれ設定されている直径加工目標値にシフト量を与えるものである、請求項１に記載した玉軸受の製造設備。
  4. 制御手段が、外輪軌道及び内輪軌道の直径の測定値、又は新たに設定された軸受内部隙間の目標値に基づいて、外輪用研削加工装置で設定されている外輪軌道の直径加工目標値を、多く削る又は少なく削る方向にシフトさせると同時に、外輪用超仕上加工装置を構成する超仕上砥石の揺動中心軸を、セットした外輪の回転中心軸に対し離れる方向又は近づく方向に、上記外輪用研削加工装置の直径加工目標値のシフト量の１／２分だけ移動させる為の制御信号を出すものである、請求項１〜３の何れかに記載した玉軸受の製造設備。
  5. 制御手段が、外輪軌道及び内輪軌道の直径の測定値、又は新たに設定された軸受内部隙間の目標値に基づいて、内輪用研削加工装置で設定されている内輪軌道の直径加工目標値を、多く削る又は少なく削る方向にシフトさせると同時に、内輪用超仕上加工装置を構成する超仕上砥石の揺動中心軸を、セットした内輪の回転中心軸に対し近づく方向又は離れる方向に、上記内輪用研削加工装置の直径加工目標値のシフト量の１／２だけ移動させる為の制御信号を出すものである、請求項１〜３の何れかに記載した玉軸受の製造設備。
  6. 外輪用、内輪用両超仕上加工装置のうち、少なくとも一方の超仕上加工装置を構成する超仕上砥石の揺動中心軸を、セットした外輪又は内輪の回転軸の径方向の任意の位置にサーボモータにより移動させ、この任意の位置に位置決めする事を可能とした、請求項４又は請求項５に記載した玉軸受の製造設備。
  7. 外輪用、内輪用両超仕上加工装置のうち、少なくとも一方の超仕上加工装置を構成する超仕上砥石の揺動中心軸を、セットした外輪又は内輪の回転軸に平行な軸方向の任意の位置にサーボモータにより移動させ、この任意の位置に位置決めする事を可能とした、請求項４〜６の何れかに記載した玉軸受の製造設備。
  8. 軌道輪加工設備が、外輪軌道を研削加工する為の外輪用研削加工装置とこの外輪軌道を超仕上加工する為の外輪用超仕上加工装置とを、それぞれ１台ずつ設け、これら外輪用研削加工装置と外輪用超仕上加工装置とを、被加工物である外輪の搬送方向に関して直列に配置した外輪加工設備と、内輪軌道を研削加工する為の内輪用研削加工装置と内輪の内周面を研削加工する為の内輪用第二研削加工装置と上記内輪軌道を超仕上加工する為の内輪用超仕上加工装置とを、それぞれ１台ずつ設け、これら内輪用研削加工装置と内輪用第二研削加工装置と内輪用超仕上加工装置とを、被加工物である内輪の搬送方向に関して直列に配置した内輪加工設備とを備えたものであり、上記外輪加工設備で加工された外輪と上記内輪加工設備で加工された内輪とを組立設備に供給可能としている、請求項１〜７の何れかに記載した玉軸受の製造設備。
  9. 請求項１に記載した玉軸受の製造設備に使用する超仕上加工装置であって、超仕上砥石の揺動中心軸を、セットした外輪又は内輪の回転軸の径方向の任意の位置にサーボモータにより移動させ、この任意の位置に位置決めする事を可能とした超仕上加工装置。
  10. 請求項１に記載した玉軸受の製造設備に使用する超仕上加工装置であって、超仕上砥石の揺動中心軸を、セットした外輪又は内輪の回転軸に平行な軸方向の任意の位置にサーボモータにより移動させ、この任意の位置に位置決めする事を可能とした超仕上加工装置。
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