JP2008200789A - 玉軸受の玉等配方法及び玉分け治具 - Google Patents

Abstract

【課題】玉分け治具の摩滅、変形及び玉の傷の発生を抑制することができると共に、作業時間を短縮することができる玉軸受の玉等配方法及び玉分け治具を提供する。
【解決手段】玉軸受の等配方法は、玉軸受１の内外輪間に収容された複数の玉４を円周方向の一つの領域に集め、集められた複数の玉４を内外輪間の円周方向の３つの領域に分配し、各領域に分配された複数の玉の各玉間に、各領域の玉４の数に応じて玉分け治具に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４を円周方向に等間隔に配列する。
【選択図】図３

Description

本発明は、玉軸受の組立において、保持器の装着作業に先立ち、複数の玉を円周方向に等間隔に配列する玉軸受の玉等配方法及びこの方法に用いる玉分け治具に関する。

従来の玉軸受の玉等配方法としては、例えば、図７に示すように、玉軸受の玉のピッチ円上に沿って軸方向長さが段階的に異なる複数の作業矢５１が突設される櫛歯状の玉分け治具５０を用い、玉軸受の内外輪間の円周方向の一つの領域に集められた複数の玉の各玉間に複数の作業矢５１の先端を軸方向に順次挿入することにより、複数の玉を円周方向に等間隔に配列する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、玉軸受の内外輪間に収容された複数の玉の各玉間に軸方向に挿脱可能な一対の作業矢を、個別に旋回制御される二重筒状の各旋回筒にそれぞれ固定した玉等配装置を用い、各作業矢の旋回動作、及び上下動作を組み合わせて、複数の玉を内外輪間の円周方向の一つの領域に集めたり、集めた複数の玉を円周方向に等間隔に位置決め配列したりする方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平５−１０４３６２号公報 特許第２８２７３８２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の玉軸受の玉等配方法では、小型の玉軸受や玉数が多い玉軸受の場合、玉分け治具５０の作業矢５１が細長くなり、低剛性となるため、摩滅や変形が生じやすい。特に、ラジアルすき間が小さい場合、玉軸受の円周方向の一つの領域に集められた複数の玉の各玉間に作業矢５１を挿入する際、内外輪溝間の径方向すき間が円周方向で均一に保てないため、治具挿入荷重が大きくなり、玉の傷や治具の変形が生じやすかった。

一方、上記特許文献２に記載の玉軸受の玉等配方法では、玉数が多くても作業矢を短くできるため、作業矢は比較的高剛性となり、摩滅や変形を抑制することはできるが、一個或いは二個ずつの玉分け動作となるため、作業時間が長くなってしまっていた。また、既に玉分けや位置決めをした玉が動きやすいため、各玉の位相がずれて、次工程での保持器の装着が困難になる場合があった。

本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、玉分け治具の摩滅、変形及び玉の傷の発生を抑制することができると共に、作業時間を短縮することができる玉軸受の玉等配方法及び玉分け治具を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 軸方向長さが異なる作業矢が玉軸受の玉のピッチ円上に沿って複数突設される櫛歯状の玉分け治具を用い、玉軸受の内外輪間の円周方向の所定の領域に集められた複数の玉の各玉間に複数の作業矢の先端を軸方向に順次挿入することにより、複数の玉を円周方向に等間隔に配列する玉軸受の玉等配方法であって、玉軸受の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と、玉集め工程で集められた複数の玉を内外輪間の円周方向の複数の領域に分配する玉分配工程と、玉分配工程で各領域に分配された複数の玉の各玉間に、各領域の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列する作業矢挿入工程と、を備えることを特徴とする玉軸受の玉等配方法。
（２） 軸方向長さが異なる作業矢が玉軸受の玉のピッチ円上に沿って複数突設され、玉軸受の内外輪間の円周方向の所定の領域に集められた複数の玉の各玉間に複数の作業矢の先端を軸方向に順次挿入することにより、複数の玉を円周方向に等間隔に配列する玉分け治具であって、内外輪間の円周方向の複数の領域に分配された複数の玉の各領域の玉数に応じて複数の作業矢が配置されることを特徴とする玉分け治具。
（３） 複数の作業矢が領域ごとに分割されることを特徴とする（２）に記載の玉分け治具。

本発明によれば、玉軸受の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た後、集められた複数の玉を内外輪間の円周方向の複数の領域に分配し、各領域に分配された複数の玉の各玉間に、各領域の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列するため、玉分け治具の摩滅、変形及び玉の傷の発生を抑制することができると共に、作業時間を短縮することができる。

以下、本発明に係る玉軸受の玉等配方法及び玉分け治具の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る玉軸受の玉等配方法に使用する玉分配装置の全体斜視図、図２は図１に示す玉分配装置を用いて本発明に係る玉軸受の玉等配方法の玉集め工程を行なう場合の動作例を説明するための斜視図、図３は本発明に係る玉軸受の玉等配方法の玉集め工程、玉分配工程、作業矢挿入工程を説明するための図、図４は本発明に係る玉軸受の玉等配方法の作業矢挿入工程に用いる玉分け治具を説明するための斜視図、図５は本発明に係る玉軸受の玉等配方法の第１変形例を説明するための図、図６は本発明に係る玉軸受の玉等配方法の第２変形例を説明するための図である。

まず、図１及び図２を参照して、本実施形態の玉軸受の玉等配方法に使用する玉分配装置について説明する。

玉分配装置２０は、図１に示すように、スタンド部２１ａ及びそのスタンド部２１ａの正面下部に接続する受け台部２１ｂからなる本体２１を備える。

スタンド部２１ａの前面には上下方向にレール２２が固定され、スタンド部２１ａの前方に配置されたケース２３の直動軸受部２３ａがそのレール２２に係合してリニアガイド、即ち、スライド手段２４を構成する。また、スタンド部２１ａの前面のレール２２の側方には、ボールねじ２５のねじ軸２６がスタンド部２１ａに対して回転自在に取り付けられ、このねじ軸２６にケース２３に形成されたナット部２３ｂが係合している。そして、ねじ軸２６は、外部信号により回転角位置決め可能な回転機の一例である第三のパルスモータ２７により、正逆いずれの方向にも回転自在に駆動される。このスライド手段２４とボールねじ２５とケース２３により上下移動機構２８が構成される。

ケース２３の上面には、第三のパルスモータ２７と同様の第一のパルスモータ２９及び第二のパルスモータ３０が固定され、第一のパルスモータ２９の出力軸３１には小歯車３２が固定され、この小歯車３２は大歯車３３と噛み合い、この大歯車３３には中実の第一軸３４が固定される。また、第二のパルスモータ３０の出力軸３５には小歯車３６が固定され、この小歯車３６は大歯車３７と噛み合い、この大歯車３７には中空且つ第一軸３４と同軸かつ相対的に回転可能な第二軸３８が固定される。これら小歯車３２、大歯車３３、小歯車３６、及び大歯車３７はケース２３の内部に収容される。第一軸３４と第二軸３８とは二重軸を構成する。

第一軸３４の下端には第一のアーム３９が、且つ第二軸３８の下端には第二のアーム４０がそれぞれ第一軸３４及び第二軸３８に対して直角方向に固定され、第一のアーム３９の先端には第一の作業矢４１が第一のアーム３９に沿って移動可能且つねじ４２により固定可能に取り付けられ、第二のアーム４０の先端には第二の作業矢４３が第二のアーム４０に沿って移動可能かつねじ４４により固定可能に取り付けられる。

そして、第一及び第二のパルスモータ２９，３０と、出力軸３１，３５と、歯車３２，３３，３６，３７と、第一軸３４及び第二軸３８と、第一及び第二のアーム３９，４０とで、一対の作業矢４１，４３の旋回機構４５を構成している。

この旋回機構４５は、第一のパルスモータ２９を駆動させてその出力軸３１をＢ方向に回転させると、第一の作業矢４１がＤ方向に回動し、第二のパルスモータ３０を駆動させてその出力軸３５をＣ方向に回転させると、第二の作業矢４３がＥ方向に回動し、一対の作業矢４１と４３とは互いに開く方向に回動する。また、第一のパルスモータ２９を駆動して出力軸３１を逆Ｂ方向に回転させ且つ第二のパルスモータ３０を駆動させてその出力軸３５を逆Ｃ方向に回転させれば、第一の作業矢４１が逆Ｄ方向且つ第二の作業矢４３が逆Ｅ方向にそれぞれ回動して、一対の作業矢４１と４３とは互いに閉じる方向に回動する。

さらに、第一のパルスモータ２９の出力軸３１をＢ方向に回転させ、第二のパルスモータ３０の出力軸３５を逆Ｃ方向に回転させれば、第一の作業矢４１がＤ方向に且つ第二の作業矢４３が逆Ｅ方向に回動し、一対の作業矢４１と４３は一緒にＤ方向あるいは逆Ｅ方向に回動する。逆に、第一のパルスモータ２９の出力軸３１を逆Ｂ方向に回転させ、第二のパルスモータ３０の出力軸をＣ方向に回転させれば、第一の作業矢４１が逆Ｄ方向に且つ第二の作業矢４３がＥ方向に回動し、一対の作業矢４１と４３は一緒にＤ方向あるいはＥ方向に回動する。

このような第三のパルスモータ２７及び上下移動機構２８による作業矢４１，４３の上下動作、及び２個のパルスモータ２９，３０及び旋回機構４５による作業矢４１，４３の旋回動作は、図示しない駆動制御装置により、予め設定されたシーケンスプログラムにより実行される。

作業矢４１と４３は、回転するための二重軸３４，３８から垂直に延びるアーム３９，４０にそれぞれ取付けられて、アーム長手方向と板状をなす作業矢の長手方向は直交するように固定されている。作業矢４１，４３のワークと接触する先端部はそれぞれくさび形状となるよう予め設定された角度で対称に形成される。さらに、作業矢４１，４３が閉じて一体となった場合には２つの作業矢４１，４３の先端部は一つのくさび形状となる。

本体２１の前方の受け台部２１ｂには軸受載置台４６が設けられ、この軸受載置台４６の上に、玉入れ工程を終了した玉軸受１が、その回転中心を二重軸の軸芯に合致させて、載置される。そして、一対の作業矢４１と４３は、玉軸受１の上方に位置し、且つその合わせ面がスタンド部２１ａの真正面を向いた基準待機位置に位置すると、図１に示した状態となる。

次に、玉分配装置２０の動作例について説明する。
まず、図１に示すように、玉入れ工程を終了した単列玉軸受１を軸受載置台４６の上に載置し、その中心軸を旋回機構４５の第一軸３４及び第二軸３８からなる二重軸の軸芯に一致させる。作業矢が単列玉軸受の上方に位置している状況のもとで作業矢の原点位置決めを行う。即ち、第一のパルスモータ２９を逆Ｂ方向に回転させて、第一の作業矢４１を逆Ｄ方向に回動させ、且つ第二のパルスモータ３０を逆Ｃ方向に回転させて第二の作業矢４３を逆Ｅ方向に回動させ、一対の作業矢４１と４３を互いに閉じる方向に回動させ、本体２１に対して正面手前側の基準位置に位置させる。

また、作業矢４１，４３のねじ４２，４４を緩め、作業矢４１，４３をアーム３９，４０に沿って移動させて、作業矢４１，４３の位置を玉軸受１の玉列のピッチ円上に合致させ、ねじ４２，４４により作業矢４１，４３をそれぞれアーム３９，４９に固定する。さらに、上下移動機構２８により作業矢４１，４３を上動させて、図１に示すように、作業矢４１，４３を本体２１から遠い側の玉集め工程の初期待機位置に位置させる。

図２（ａ）は、玉分配装置２０を用いて本発明に係る玉軸受の玉等配方法の玉集め工程を行なう場合の玉分配装置２０の初期待機状態を示す図である。この状態から、図２（ｂ）に示すように、上下移動機構２８により作業矢４１，４３を一緒に下動させて、作業矢４１，４３を玉軸受１の外輪２と内輪３との間に収容された複数の玉４の各玉間に挿入する。

次いで、図２（ｃ）に示すように、第一のパルスモータ２９をＢ方向に回転させ、且つ第二のパルスモータ３０をＣ方向に回転させて、第一の作業矢４１をＤ方向に且つ第二の作業矢４３をＥ方向にそれぞれ回動させ、玉軸受１のピッチ円、玉４の直径及び個数、作業矢４１，４３の先端の角度と玉列への挿入量等により予め設定された角度θ゜だけ作業矢４１，４３を互いに開く方向に回動させて、複数の玉４の全てを本体２１に近い１つの領域に集める。

次いで、作業矢４１，４３を上下移動機構２８により、図２（ｄ）に示すように、上動させ、さらに、図２（ｅ）に示すように、第一のパルスモータ２９を逆Ｂ方向に回転させて第一の作業矢４１をθ゜だけ逆Ｄ方向に且つ第二のパルスモータ３０を逆Ｃ方向に回転させて第二の作業矢４３をθ゜だけ逆Ｅ方向にそれぞれ回動させ、作業矢４１，４３を閉じて、図２（ａ）と同じ状態として、玉集め工程を終了する。

次いで、図２（ｆ）に示すように、第一のパルスモータ２９をＢ方向に回転させ第一の作業矢４１をＤ方向に１８０°回動させると共に、同時に第二のパルスモータ３０を逆Ｃ方向に回転させて第二の作業矢４３を逆Ｅ方向に１８０°回動させ、作業矢４１，４３を、本体２１に近い位置である、玉分配工程の初期待機位置に位置させる。

そして、本実施形態の玉軸受の玉等配方法では、玉軸受１の玉４の数を１９個とし、上記玉集め工程において、図３（ａ）に示すように、１９個の玉４を外輪２と内輪３との間の円周方向の１つの領域に集め、次いで、玉分配工程において、玉分配装置２０の作業矢４１，４３の旋回動作、上下動作を組み合わせて、１９個の玉４の円周方向の両端の各６個を纏めて円周方向に離間移動させる。これにより、図３（ｂ）に示すように、外輪２と内輪３との間で１９個の玉４が円周方向の３つの領域にそれぞれ７個、６個、６個に分配される。

その後、図４に示すように、軸方向長さが異なる作業矢１１が玉軸受１の玉４のピッチ円上に沿って複数突設される櫛歯状の玉分け治具１０を用いて作業矢挿入工程を行なう。この玉分け治具１０の複数の作業矢１１は、図４から判るように、玉分配工程で３つの領域に分配された各領域の玉４の数（７個、６個、６個）に応じて軸方向長さが設定されており、作業矢挿入工程においては、複数の作業矢１１の先端を各領域の玉４，４間に軸方向に順次挿入することにより、図３（ｃ）に示すように、１９個の玉４が外輪２と内輪３との間の円周方向に等間隔で位置決め配列される。なお、作業矢１１の先端を玉４，４間に軸方向に挿入する際、微小な玉４の位置ずれや摩擦力の低減、玉傷を防ぐため、玉分け治具１０を微小揺動や加振させたり、あるいは玉軸受１を微小揺動させたりしてもよい。

以上説明したように、本実施形態の玉軸受の玉等配方法によれば、玉軸受１の外輪２と内輪３との間に収容された複数の玉４を円周方向の一つの領域に集めた後、集められた複数の玉１４を外輪２と内輪３との間の円周方向の複数の領域に分配し、各領域に分配された複数の玉４，４の各玉間に、各領域の玉４の数に応じて突設される複数の作業矢１１の先端を軸方向に順次挿入して複数の玉４を円周方向に等間隔に配列する。

これにより、玉分け治具１０の作業矢１１の軸方向長さを図７に示す従来の玉分け治具５０に比べて大幅に短くすることができる。この結果、小型の玉軸受や玉数が多い玉軸受の場合においても、玉分け治具１０の作業矢１１が細長くなるのを回避して必要な剛性を確保することができ、作業矢１１に摩滅や変形が生じるのを抑制することができる。

また、ラジアルすき間が小さい場合においても、玉分け治具１０の作業矢１１の挿入時に、既に複数の領域に玉４が分配されているため、内外輪溝による径方向すき間に円周方向の偏りがなく、略均一となる。このため、玉分け治具１０の挿入荷重を小さくすることができ、玉４が傷ついたり、玉分け治具１０の作業矢１１が変形したりするのを防止することができる。

さらに、外輪２と内輪３との間の円周方向の複数の領域に分配された複数の玉４を一体型の玉分け治具１０による一度の挿入動作により円周方向に等間隔に配列することができるので、玉４の等配作業に要する作業時間を短縮することができる。

次に、図５を参照して、本実施形態の玉軸受の玉等配方法の第１変形例について説明する。
本変形例では、玉軸受１の玉４の数を１９個とし、上記玉集め工程において、図５（ａ）に示すように、１９個の玉４を外輪２と内輪３との間の円周方向の１つの領域に集め、次いで、玉分配工程において、玉分配装置２０の作業矢４１，４３の旋回動作、上下動作を組み合わせて、１９個の玉４の円周方向の両端の各５個を纏めて円周方向に離間移動させる。これにより、図５（ｂ）に示すように、外輪２と内輪３との間で１９個の玉４が円周方向の２つの領域にそれぞれ９個、１０個に分配される。

その後、軸方向長さが異なる作業矢が玉軸受１の玉４のピッチ円上に沿って複数突設される櫛歯状の不図示の玉分け治具を用いて作業矢挿入工程を行なう。この玉分け治具の複数の作業矢は、上記実施形態と同様に、玉分配工程で２つの領域に分配された各領域の玉４の数（９個、１０個）に応じて軸方向長さが設定されており、作業矢挿入工程においては、複数の作業矢の先端を各領域の玉４，４間に軸方向に順次挿入することにより、図５（ｃ）に示すように、１９個の玉４が外輪２と内輪３との間の円周方向に等間隔で位置決め配列される。

次に、図６を参照して、本実施形態の玉軸受の玉等配方法の第２変形例について説明する。
本変形例では、玉分配工程を２つの工程に分けて行なっている。まず、玉軸受１の玉４の数を１９個とし、上記玉集め工程において、図６（ａ）に示すように、１９個の玉４を外輪２と内輪３との間の円周方向の１つの領域に集め、次いで、玉分配工程の第１工程において、玉分配装置２０の作業矢４１，４３の旋回動作、上下動作を組み合わせて、１９個の玉４の円周方向の両端の各７個を纏めて円周方向に離間移動させる。これにより、図６（ｂ）に示すように、外輪２と内輪３との間で１９個の玉４が円周方向の３つの領域にそれぞれ５個、７個、７個に分配される。

次いで、玉分配工程の第２工程において、玉分配装置２０の作業矢４１，４３の旋回動作、上下動作を組み合わせて、７個、７個に分配された２つの領域から玉４を各２個ずつ所定の位置まで円周方向に離間移動させる。これにより、図６（ｃ）に示すように、外輪２と内輪３との間で１９個の玉４が円周方向の４つの領域にそれぞれ５個、５個、５個、４個に分配される。

その後、軸方向長さが異なる作業矢が玉軸受１の玉４のピッチ円上に沿って複数突設される櫛歯状の不図示の玉分け治具を用いて作業矢挿入工程を行なう。この玉分け治具の複数の作業矢は、上記実施形態と同様に、玉分配工程で４つの領域に分配された各領域の玉４の数（５個、５個、５個、４個）に応じて軸方向長さが設定されており、作業矢挿入工程においては、複数の作業矢の先端を各領域の玉４，４間に軸方向に順次挿入することにより、図６（ｄ）に示すように、１９個の玉４が外輪２と内輪３との間の円周方向に等間隔で位置決め配列される。

なお、本発明の構成は、上記実施の形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、一体型の玉分け治具１０を用いたが、玉分配工程で分配される各領域ごとに分割された玉分け治具を用いて、各領域で独立して玉等配作業を行なってもよい。
また、上記実施形態では、玉分配工程で分配される各領域を玉軸受１の直径方向に対して左右対称になるように配置し、同様に、玉分け治具１０の複数の作業矢１１も左右対称としているが、玉分配工程で分配される各領域を玉軸受１の直径方向に対して左右非対称になるように配置し、同様に、玉分け治具の複数の作業矢も左右非対称としてもよい。
また、上記実施形態では、玉数が１９個の玉軸受の玉等配方法を例示したが、その玉数は、奇数でも偶数でもよく、任意の個数に設定することができる。

本発明に係る玉軸受の玉等配方法に使用する玉分配装置の全体斜視図である。 図１に示す玉分配装置を用いて本発明に係る玉軸受の玉等配方法の玉集め工程を行なう場合の動作例を説明するための斜視図である。 本発明に係る玉軸受の玉等配方法の玉集め工程、玉分配工程、作業矢挿入工程を説明するための図である。 本発明に係る玉軸受の玉等配方法の作業矢挿入工程に用いる玉分け治具を説明するための斜視図である。 本発明に係る玉軸受の玉等配方法の第１変形例を説明するための図である。 本発明に係る玉軸受の玉等配方法の第２変形例を説明するための図である。 従来の玉分け治具の一例を説明するための斜視図である。

符号の説明

１ 玉軸受
２ 外輪
３ 内輪
４ 玉
１０ 玉分け治具
１１ 作業矢
２０ 玉分配装置

Claims (3)

1. 軸方向長さが異なる作業矢が玉軸受の玉のピッチ円上に沿って複数突設される櫛歯状の玉分け治具を用い、前記玉軸受の内外輪間の円周方向の所定の領域に集められた複数の玉の各玉間に前記複数の作業矢の先端を軸方向に順次挿入することにより、前記複数の玉を円周方向に等間隔に配列する玉軸受の玉等配方法であって、
   前記玉軸受の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と、
   前記玉集め工程で集められた複数の玉を前記内外輪間の円周方向の複数の領域に分配する玉分配工程と、
   前記玉分配工程で各領域に分配された複数の玉の各玉間に、各領域の玉の数に応じて突設される前記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列する作業矢挿入工程と、を備えることを特徴とする玉軸受の玉等配方法。
2. 軸方向長さが異なる作業矢が玉軸受の玉のピッチ円上に沿って複数突設され、玉軸受の内外輪間の円周方向の所定の領域に集められた複数の玉の各玉間に前記複数の作業矢の先端を軸方向に順次挿入することにより、前記複数の玉を円周方向に等間隔に配列する玉分け治具であって、
   前記内外輪間の円周方向の複数の領域に分配された前記複数の玉の各領域の玉数に応じて前記複数の作業矢が配置されることを特徴とする玉分け治具。
3. 前記複数の作業矢が前記領域ごとに分割されることを特徴とする請求項２に記載の玉分け治具。

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