JP2007064312A - 円錐ころ軸受組立装置および円錐ころ軸受の組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 テーパ角が大きい円錐ころであっても円錐ころを保持器のポケットに容易に組み込むことができる円錐ころ軸受組立装置および円錐ころ軸受の組立方法を提供すること。
【解決手段】 円錐ころ３５を、保持器３５の大径側を先頭にして保持器３０の内側かつ保持器３０の小径環状部側からポケット３３に挿入して、円錐ころ３５を保持器３０に組み付ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、円錐ころ軸受組立装置および円錐ころ軸受の組立方法に関する。

従来、保持器のポケットに円錐ころを組み込む場合には、円錐ころを、円錐ころの小径側を先頭にして保持器のポケットの内側かつ周方向の幅が広い側からポケットに挿入した後、ポケットの周方向の幅が広い側に円錐ころの大径側を押し込んで、保持器のポケットに円錐ころを組み込んでいる。

しかしながら、この方法では、テーパ角（円錐ころの中心軸を含む断面における二つの斜辺がなす角）が大きい円錐ころをポケットに組み込む場合、円錐ころの大径側をポケットに押し込むときに、円錐ころの大径側とポケットの縁との隙間が過小になって、円錐ころの大径側が上記縁にひっかかり易くなり、円錐ころをポケットに組込にくいという問題がある。
特開２００３−１８４８９３号公報

そこで、本発明の課題は、テーパ角が大きい円錐ころであっても円錐ころを保持器のポケットに容易に組み込むことができる円錐ころ軸受組立装置および円錐ころ軸受の組立方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の円錐ころを保持器に組み込む装置は、保持器のポケットにその保持器の内側から円錐ころをその円錐ころの大径側から挿入することを特徴としている。

円錐ころの小径側を先頭にして円錐ころを保持器のポケットに挿入する場合、保持器のポケットに円錐ころを円錐ころにおける径が最も小さい部分から挿入することになるので、円錐ころが保持器のポケットの縁にひっかかりにくくて、ポケットに円錐ころの先頭を突っ込み易くなる。一方、円錐ころの大径側を先頭にして円錐ころを保持器のポケットに挿入する場合、保持器のポケットに円錐ころを円錐ころにおける径が最も大きい部分から挿入することになるので、円錐ころが保持器のポケットの縁にひっかかり易くなって、ポケットに円錐ころの先頭を突っ込みにくくなる。このことから、今まで当業者の間において、保持器のポケットに円錐ころを円錐ころの大径側から挿入するという技術的思想は存在しなかった。しかしながら、本発明者は、先ずポケットに円錐ころの小径側の部分を突っ込む場合では、低トルク化を実現できるものとして近年注目されつつあるテーパ角（円錐ころの中心軸を含む断面における二つの斜辺がなす角）が大きい円錐ころを保持器のポケットに挿入する場合、ポケットに小径側の部分を突っ込んだ後に、円錐ころの大径側の部分を押し込むときに、この大径側の部分とポケットの縁との隙間が過小になって、円錐ころの大径部をポケットに押し込みにくくなることを発見した。そして、特に、テーパ角が８°３０′（８度３０分）を越える円錐ころを、保持器のポケットに組み込む場合においては、組込が極めて困難になることを試験的に見い出した。また、本発明者は、保持器のポケットに円錐ころを円錐ころの大径側から挿入した場合、円錐ころの大径側の部分をポケットに突っ込んだ後に、円錐ころの小径側の部分を押し込む時、小径側の部分とポケットの縁との隙間が、先ずポケットに円錐ころの小径側の部分を突っ込む場合と比して大きくなって円錐ころを保持器に組み込み易いことを発見し、テーパ角が８°３０′（８度３０分）を越える円錐ころであっても、円錐ころを、保持器のポケットに問題がなく組み込むことができることを発見した。

本発明によれば、保持器のポケットに円錐ころを保持器の内側かつ円錐ころの大径側から挿入するので、テーパ角が大きい円錐ころであっても円錐ころを保持器に容易に組み込むことができる。

また、一実施形態の円錐ころ軸受組立装置は、上記保持器の内側に開口すると共に、上記保持器の内側から上記ポケットに向けて上記円錐ころを上記大径側を先頭にしてガイドするガイド通路と、上記円錐ころを上記ポケット内に向けて押圧する押圧装置とを備える。

上記実施形態によれば、上記円錐ころを上記ポケットに向けてガイドするガイド通路と、上記円錐ころを上記ポケットに向けて押圧する押圧装置とを有するので、上記円錐ころを、上記ガイド通路を通じて上記保持器のポケットに向けて円滑に移動させることができて、上記保持器の上記ポケットに円錐ころの大径側を容易に挿入することができる。

また、一実施形態の円錐ころ軸受組立装置は、上記保持器が外嵌されると共に、上記ガイド通路を含む内側治具と、上記保持器を載置する載置部と上記保持器を上記載置部に固定するクランプ部とを有すると共に、上記内側治具に回転可能に外嵌する保持器台と、上記保持器台を上記内側治具に対して回転させる回転装置とを備える。

上記実施形態によれば、回転装置で保持器台を回転させることによって、上記載置部に固定された上記保持器に対して上記内側治具に形成されたガイド通路の円錐ころの押し出し側の開口を回転させることができる。したがって、上記開口に対して保持器のポケットを回動させることができるので、保持器の周方向に所定間隔毎に形成されている複数のポケットに、円錐ころを順次自動的かつ迅速に組み込むことができる。

また、一実施形態の円錐ころ軸受組立装置は、上記内側治具が、内輪を位置決めして保持する内輪保持部を備え、また、上記保持器台を上記内輪側に向けて移動させて上記円錐ころの組み込まれた保持器を内輪に組み付ける保持器台移動装置と、上記保持器台移動装置によって上記内輪に組み付けられた上記保持器をかしめる保持器かしめ装置とを備える。

上記実施形態によれば、上記内輪保持部に内輪を位置決めして保持することができ、また、上記内輪保持部が内輪を保持している状態で、上記保持器台移動装置で保持器台を上記内輪側に移動させることによって、保持器を内輪に組み付けることができる。また、上記保持器かしめ装置によって、上記内輪に組み付けられた上記保持器をかしめることによって、円錐ころ、保持器および内輪を一体にできる。

また、本発明の円錐ころ軸受の組立方法は、保持器のポケットにその保持器の内側から円錐ころをその円錐ころの大径側から挿入することを特徴としている。

本発明によれば、テーパ角が大きい円錐ころであっても、円錐ころを保持器に容易に組み込むことができる。

また、本発明の円錐ころ軸受の組立方法は、
保持器のポケットにその保持器の内側から円錐ころをその円錐ころの大径側から挿入して上記円錐ころを上記ポケットに組み込む円錐ころ組込工程と、
上記円錐ころ組込工程の後、上記ポケットに上記円錐ころを収容している上記保持器を内輪に組み付ける保持器組み付け工程と、
上記保持器組み付け工程の後、上記内輪に組み付けられた上記保持器をかしめる保持器かしめ工程と
を備えることを特徴としている。

本発明によれば、テーパ角が大きい円錐ころであっても、円錐ころを保持器に容易に組み込むことができる。また、保持器組み付け工程および保持器かしめ工程で、円錐ころ、保持器および内輪を、一体化することができる。

本発明の円錐ころ軸受組立装置および円錐ころ軸受の組立方法によれば、保持器のポケットに円錐ころを保持器の内側かつ円錐ころの大径側から挿入するので、テーパ角が大きい円錐ころであっても円錐ころを保持器に容易に組み込むことができる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の円錐ころ軸受組立装置の模式図である。

この組立装置は、円錐ころ組込装置１と、保持器組み付け装置２と、保持器かしめ装置３とを備える。

上記円錐ころ組込装置１は、内側治具１０と、保持器台１２と、内側治具１０に対して保持器台１２を回転させる回転装置の一例としてのサーボモータ１３と、ガイド通路１４と、押圧装置の一例としての電動シリンダ１６とを備える。

上記内側治具１０は、図示しない基台に固定されている。上記内側治具１０は、略円筒形状の外周面を有する小径軸部２０と、この小径軸部２０に連なると共に、小径軸部２０の中心軸と中心軸が略同一でかつ小径軸部１０の外径よりも外径が大きい外周面を有する大径軸部２１とを有する。上記小径軸部２０の外径は、この円錐ころ軸受組立装置によって組み立てられる円錐ころ軸受の内輪２５の内周面の内径よりほんの僅か小さくなっている一方、大径端部２１の外径は、保持器３０（大径環状部と小径環状部との間を複数の柱部で連結した構造を有する）の小径環状部の内径よりも僅かに小さくなっている。上記小径軸部２０の径方向の外方には、内輪２５の小径端部側の内周面が外嵌固定されるようになっている。上記小径軸部２０は、内輪保持部になっている。

上記保持器台１２は、略円板形状をしている。上記保持器台１２は、大径端部２１の外周面の径方向の外方に回転可能に外嵌されている。詳細には、上記保持器台１２の中央には、保持器台１２の中心軸を中心軸とする円柱形状の内側治具挿通穴が形成され、内側治具１０は、大径端部２１の径方向の外方に保持器台２１が配置されるように、この内側治具挿通穴に挿通されている。内側治具挿通穴の内径は、大径軸部２１の外径よりもわずかに大きく設定されている。上記保持器台１２は、大径軸部２１に接触しない状態で、大径軸部２１に外嵌されている。

上記保持器台１２の小径端部２０側の端面は、保持器３０を載置する載置部になっている。上記保持器台１２は、載置部である上記端面に保持器３０を固定するためのクランプ部３１を二つ有している。この二つのクランプ部３１は、保持器台１２の中心を挟んで互いに対向するように、載置部である上記端面の上方かつ略同一直線上に配置されている（図１では、簡単のため一方の図示を省略している）。上記クランプ部３１は、載置部である上記端面の法線方向に延びる回転軸と、この回転軸に固定されていると共に、この回転軸の径方向に延びる板部とからなっている。上記板部は、保持器台１２に対して回転軸を旋回させると、この回転軸の回転に付随して回転軸の周方向に旋回するようになっている。上記保持器３０の小径環状部が載置部である上記端面に接触するように、保持器３０を大径端部２１の径方向の外方に配置した後、上記板部を旋回させて上記板部の載置部側の面で保持器３０の大径環状部の端面を載置部である上記端面方向に押圧するようになっている。このようにして、保持器３０を載置部に対して移動不可な状態にし、保持器３０を載置部に固定するようになっている。

上記保持器台１２は、サーボモータ１３によって、内側治具１０に対して回転するようになっている。また、上記保持器台１２は、保持器台移動装置４１によって、大径軸部２１と非接触な状態を保ちながら、保持器３０のポケット３３に円錐ころ３５を挿入する円錐ころ挿入位置と、円錐ころ３５が組み込まれた保持器３０を内輪２５に組み付ける保持器組み付け位置との間を、大径軸部２１の軸方向に矢印ａに示す方向に移動するようになっている。

上記ガイド通路１４は、内側治具１０に形成された略直線形状の貫通穴２２を含んでいる。この貫通穴２２の内径は、円錐ころ３５の大径端面の外径よりも若干大きく設定されている。上記貫通穴２２の中心軸は、大径端部２１の中心軸に鋭角をなして交差している。この実施形態では、貫通穴２２の中心軸と、大径端部２１の中心軸とがなす角度を、４５度以上７５度以下に設定して、円錐ころ３５の保持器３０のポケット３３への組込を円滑かつ容易にしている。

上記保持器台１２が上記円錐ころ挿入位置に位置している状態において、貫通穴２２の小径端部２０側の開口は、保持器台１２の載置部である端面よりも小径端部２０側に位置している。上記貫通穴２２における小径端部２０側と反対側の開口は、管部材１５につながっている。この管部材１５は、ガイド通路１４の一部をなしている。この管部材１５の内側治具１０側と反対側の開口付近には、電動シリンダ１６が配置されている。上記電動シリンダ１６は、ガイド通路１４内に大径側を小径端部２０側の開口に向けて数珠つなぎ状に一列に配列された複数の円錐ころ３５のうちの小径端部２０側と反対側の最後尾の円錐ころ２５の小径端面を、進退自在なロッドで押圧するようになっている。上記電動シリンダ１６は、このようにして、数珠つなぎ状に一列に配列された複数の円錐ころ３５を小径端部２０側の開口に押し出すようになっている。

上記保持器組み付け装置２は、内輪クランプ部材４０と、上記保持器台移動装置４１と、内輪移動装置４２とを有する。上記内輪クランプ部材４０は、内輪２５の存在位置を、内輪２５の中心軸が略内側治具１０の中心軸の延長線上に位置する位置に制限しながら、内輪２５を保持するようになっている。上記保持器台移動装置４１および内輪移動装置４２は、リニアモータ、サーボ装置等からなっている。上記保持器台移動装置４１は、上述のように、保持器台１２を大径端部２１の軸方向に矢印ａ方向に移動させることにより、保持器台１２が、上記円錐ころ挿入位置と、上記保持器組み付け位置との間を、自在に移動できるようにしている。一方、上記内輪移動装置４２は、小径端部２０の端面からその端面の法線方向に所定間隔離れた内輪装着位置から、内輪２５の小径側の端面が大径端部２１における小径端部２０側の端面上に位置する保持器組込位置まで、内輪２５を、内輪クランプ部材４０によって制限されている位置に沿って矢印ｂ方向に移動させるようになっている。

上記保持器かしめ装置３は、内輪２５の径方向の外側に円錐ころ３５を保持している保持器３が組み付けられている構造における保持器３０の小径環状部を、周方向の全周に亘って径方向の内方にかしめて、上記構造を分離不可能に一体化するようになっている。このかしめは、上記構造に金型をかぶせて、その金型で上記小径環状部を押圧して小径環状部を径方向の内方に絞ることにより、実行されるようになっている。

上記構成の円錐ころ軸受組立装置を用いて、円錐ころ軸受を以下のように組み立てる。

先ず、円錐ころ組込工程を行う。この円錐ころ組立工程では、保持器台１２を、保持器台移動装置４１によって、上記円錐ころ挿入位置に移動させた後、大径環状部と小径環状部との間が複数の柱部で連結された構造を有する保持器３０を、その保持器３０の小径環状部が保持器台１２の載置部である上記端面に接触している状態で、クランプ部３１で保持器台１２に固定する。続いて、ガイド通路１４の小径端部２０側と反対側の開口から、円錐ころ３５をその円錐ころ３５の大径側を先頭にして、ガイド通路１４内に複数続けて挿入し、小径端部２０側の先頭の円錐ころ３５の大径側が保持器３０のポケット３３の縁部に突き当たるようにする。そして、その後、サーボモータ１３によって保持器台１２を大径端部２１に対して回転するのと同時に、小径端部２０側と反対側の最後尾の円錐ころ３５の小径側の端面を、電動シリンダ１６のロッドで所定の力で押圧することによって、円錐ころ３５を順次ポケット３３に組み付ける。すなわち、円錐ころ３５を、保持器３５の大径側を先頭にして保持器３０の内側かつ保持器３０の小径環状部側からポケット３３に挿入して、円錐ころ３５を保持器３０に組み付ける。厳密には、保持器３０の大径環状部におけるポケット３３に面する縁面部分の中心（略扇形形状の面部分の径方向および周方向の中心）の法線に対して円錐ころ３５の中心軸が鋭角をなしている状態で、保持器３０の内側かつポケット３３の周方向の幅が狭い側（保持器３０の小径環状部側）から、円錐ころ３５をその大径側を先頭にして３３ポケットに斜めに挿入して、円錐ころ３５を保持器３０に組み付ける。ここで、上記縁面部分の中心の法線に対して円錐ころ３５の中心軸が鋭角をなしている状態とは、上記縁面部分の中心の法線と円錐ころ３５の中心軸が交差していない場合も含む。この場合、上記縁面部分の中心の法線に対して円錐ころ３５の中心軸が鋭角をなしている状態とは、円錐ころ３５の中心軸を平行移動して、その中心軸を上記縁面部分の中心の法線と交差させた場合に、その平行移動した中心軸が上記縁面部分の中心の法線と鋭角をなしている状態をいう。

次に、保持器組み付け工程を行う。この保持器組み付け工程では、内輪移動装置４２によって、内輪２５を、上記内輪装着位置から上記保持器組込位置まで、内輪クランプ部材４０によって制限されている位置に沿って移動させた後、保持器台移動装置４１によって、保持器台１２を、上記円錐ころ挿入位置から上記保持器組み付け位置まで移動させて、円錐ころ３５が組み込まれた保持器３０を内輪２５に組み付ける。

続いて、保持器かしめ工程を行う。この保持器かしめ工程では、保持器かしめ装置３によって、内輪２５に組み込まれた円錐ころ３５を保持した保持器３０の小径環状部を周方向の全周に亘って径方向の内方にかしめて、内輪２５、保持器３０および円錐ころ３５を互いに分離不可能に一体化する。

最後に、別のポジションで、一体化された内輪２５、保持器３０および円錐ころ３５の径方向の外周側に、着脱自在の外輪（図示せず）をかぶせて、円錐ころ軸受の組立を完了する。

課題を解決するための手段の欄で説明したように、本発明者は、円錐ころ軸受用の保持器のポケットに円錐ころを円錐ころの大径側から挿入した場合、円錐ころの大径側の部分をポケットに突っ込んだ後に、円錐ころの小径側の部分を押し込む時、小径側の部分とポケットの縁との隙間が、先ずポケットに円錐ころの小径側の部分を突っ込む場合と比して大きくなって円錐ころを保持器に組み込み易いことを発見した。そして、テーパ角が８°３０′（８度３０分）を越える円錐ころであっても、円錐ころを、保持器のポケットに問題がなく組み込むことができることを発見した。

上記実施形態の円錐ころ軸受組立装置によれば、保持器３０のポケット３３に円錐ころ３５を保持器３０の内側かつ円錐ころ３５の大径側から挿入するので、円錐ころ３５のテーパ角が大きい場合においても、円錐ころ３５を保持器３０に容易に組み込むことができる。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受組立装置によれば、円錐ころ３５をポケット３３までガイドするガイド通路１４と、円錐ころ３５をポケット３３に押圧する電動シリンダ１６とを有するので、円錐ころ３５を、ガイド通路１４を通じて保持器３０のポケット３３まで円滑に移動させることができて、保持器３０のポケット３３に円錐ころ３５の大径側を容易に挿入できる。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受組立装置によれば、サーボモータ１３で保持器台１２を大径端部２１に対して回転させることによって、貫通穴２２の円錐ころ押し出し口に対して保持器３０のポケット３３を回動させることができる。したがって、保持器３０の周方向に所定間隔毎に形成されている複数のポケット３３に、円錐ころ３５を順次自動的かつ迅速に組み込むことができる。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受組立装置によれば、小径軸部２０に内輪２５を位置決めして保持することができ、また、上記小径軸部２０が内輪２５を保持している状態で、保持器台移動装置４１で保持器台１２を内輪２５側に移動させることによって、保持器３０を内輪２５に組み付けることができる。また、上記保持器かしめ装置３によって、内輪２５に組み付けられた保持器３０をかしめることによって、円錐ころ３５、保持器３０および内輪２５を一体にできる。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受の組立方法によれば、保持器３０のポケット３３に円錐ころ３５を保持器３０の内側かつ円錐ころ３５の大径側から挿入するので、円錐ころ３５のテーパ角が大きい場合であっても、円錐ころ３５を保持器３０に容易に組み込むことができる。

尚、上記実施形態では、基台に固定されて静止している内側治具１０に対して保持器台１２が回転するようになっていた。しかしながら、この発明では、静止している保持器台に対して内側治具を回転させるようにしても良い。また、上記実施形態では、回転装置としてサーボモータ１３を使用したが、サーボモータ１３は、内側治具１０に対して保持器台１２を回転させることができるものであればどのようなものであっても良く、内側治具に対して保持器台が回転している状態で、押圧装置によって円錐ころに一定の力をかけ続けさえすれば、ポケットに順次円錐ころを組み込むことができる。尚、回転装置として、所定角度毎（隣接するポケットの角度に相当）に回転させるステッピングモータ等を使用することもできる。この場合、ガイド通路のポケット側の開口がポケットに対応している状態において、押圧装置で円錐ころを押圧するようにする。尚、回転装置として、例えば、ギヤと歯付ベルトとを有して保持器台を回転させる装置等を使用しても良い。

また、上記実施形態では、上記保持器台１２を、大径軸部２１に非接触な状態で、大径軸部２１に外嵌したが、この発明では、内側治具と保持器台との間に軸受（転がり軸受、静圧軸受または動圧軸受）を配置して、その軸受で保持器台を内側治具に対して回転自在に支持するようにしても良い。

また、上記実施形態では、金型を、内輪２５、保持器３０および円錐ころ３５からなる構造にかぶせて、保持器３０の小径環状部を径方向の内方に絞ることによって、保持器３０の小径環状部のかしめを行った。しかしながら、この発明では、打撃部を有するかしめ装置を採用して、上記打撃部で保持器の小径環状部の複数箇所を径方向の外方から径方向の内方に向けて打撃することによってかしめを実行して、内輪、保持器、および円錐ころを一体にしても良い。

また、上記実施形態では、クランプ部３１を二つ有する保持器台１２を使用したが、クランプ部３１は三つ以上でも構わない。また、上記実施形態では、押圧装置が電動シリンダ１６であったが、押圧装置は、空気シリンダや油圧シリンダ等、電動シリンダ以外の装置であっても良い。また、円錐ころを軸方向に搬送できる機構であれば何でもよく、端面を直接油圧や空圧で押す、あるいは、磁力で押したり引っ張ったりすることも可能である。

本発明の一実施形態の円錐ころ軸受組立装置の模式図である。

符号の説明

１ 円錐ころ組込装置
２ 保持器組み付け装置
３ 保持器かしめ装置
１０ 内側治具
１２ 保持器台
１３ サーボモータ
１４ ガイド通路
１５ 管部材
１６ 電動シリンダ
２０ 小径端部
２１ 大径端部
２２ 貫通穴
２５ 内輪
３０ 保持器
３１ クランプ部
３３ ポケット
３５ 円錐ころ
４０ 内輪クランプ部材
４１ 保持器台移動装置
４２ 内輪移動装置

Claims (6)

1. 保持器のポケットにその保持器の内側から円錐ころをその円錐ころの大径側から挿入することを特徴とする円錐ころ軸受組立装置。
2. 請求項１に記載の円錐ころ軸受組立装置において、
   上記保持器の内側に開口すると共に、上記保持器の内側から上記ポケットに向けて上記円錐ころを上記大径側を先頭にしてガイドするガイド通路と、
   上記円錐ころを上記ポケット内に向けて押圧する押圧装置と
   を備えることを特徴とする円錐ころ軸受組立装置。
3. 請求項２に記載の円錐ころ軸受組立装置において、
   上記保持器が外嵌されると共に、上記ガイド通路を含む内側治具と、
   上記保持器を載置する載置部と上記保持器を上記載置部に固定するクランプ部とを有すると共に、上記内側治具に回転可能に外嵌する保持器台と、
   上記保持器台を上記内側治具に対して回転させる回転装置と
   を備えることを特徴とする円錐ころ軸受組立装置。
4. 請求項３に記載の円錐ころ軸受組立装置において、
   上記内側治具は、内輪を位置決めして保持する内輪保持部を備え、
   また、上記保持器台を上記内輪側に向けて移動させて上記円錐ころの組み込まれた保持器を内輪に組み付ける保持器台移動装置と、
   上記保持器台移動装置によって上記内輪に組み付けられた上記保持器をかしめる保持器かしめ装置と
   を備えることを特徴とする円錐ころ軸受組立装置。
5. 保持器のポケットにその保持器の内側から円錐ころをその円錐ころの大径側から挿入することを特徴とする円錐ころ軸受の組立方法。
6. 保持器のポケットにその保持器の内側から円錐ころをその円錐ころの大径側から挿入して上記円錐ころを上記ポケットに組み込む円錐ころ組込工程と、
   上記円錐ころ組込工程の後、上記ポケットに上記円錐ころを収容している上記保持器を内輪に組み付ける保持器組み付け工程と、
   上記保持器組み付け工程の後、上記内輪に組み付けられた上記保持器をかしめる保持器かしめ工程と
   を備えることを特徴とする円錐ころ軸受の組立方法。

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