JP2009083075A - テーパーローラベアリングの組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラの供給機構を簡単にしながら、ローラをスムーズに、しかも倒れないように保持器の窓に案内し、加工精度の低い保持器にも安定してローラを供給する。
【解決手段】テーパーローラベアリングの組立方法は、ローラ１をセットしている保持器２の内側に内輪４を入れて組み立てる。この組立方法は、保持器２を、中心軸５が傾斜する姿勢で、窓３がローラ１の供給方向に向かって幅が広くなる姿勢で、なおかつ下部が上り勾配となる姿勢に配置する。さらに、保持器２の内側に、保持器２との間に供給隙間６ができる外径で、下部にローラ１の供給口３１を開口している挿入円筒３０を挿入する。この挿入円筒３０の供給口３１からテーパー状のローラ１を排出して保持器２の窓３に供給する。ローラ１が供給されると、保持器２を回転して順番に窓３にローラ１を供給し、ローラ１が供給された保持器２の内側に内輪４を挿入する。
【選択図】図５

Description

本発明は、テーパーローラベアリングの組立方法に関し、とくに保持器の窓にローラを供給して、その内側に内輪を入れる組立方法に関する。

ローラベアリングの自動組立方法は開発されている。（特許文献１ないし３参照）
これ等の公報にはローラベアリングの組立方法が記載される。しかしながら、これらの公報に記載される方法では、テーパーローラベアリングを組み立てできない。テーパーローラベアリングは、テーパー状のローラを保持器の窓に入れて、その内側に内輪を挿入して組み立てられるが、このベアリングは保持器に設けているテーパー状の窓にテーパー状のローラを挿入するので、ローラをスムーズに挿入するのが極めて難しい。
特開２００２−２４２９４８号公報 特開平５−５０３４１号公報 特開２００６−２０５２６３号公報

本発明者は、テーパーローラベアリングの自動組立方法として、図１に示すように、保持器を配置してローラを保持器の窓に入れる方法を開発し、この方法でテーパーローラベアリングを組立する装置を多数製造した。図１の方法は、保持器を下窄み状とする姿勢で水平に配置する。保持器の内側には窓に入れるローラが倒れるのを阻止する載せ円筒を配置する。水平に配置される保持器は、窓の幅がローラの供給方向に向かって次第に狭くなる。保持器を下窄み状とする姿勢で配置しているからである。

図１の組立方法は、保持器２の窓３にローラ１を滑り落として案内するが、このとき、ローラ１をスムーズに滑り落として窓３に入れるのが難しい。ローラ１が次第に狭くなる窓３に沿って滑り落ちるからである。また、この方法は、保持器２の窓３に入れたローラ１が倒れやすい欠点もある。載せ円筒９０を高くしてローラ１の倒れるのを防止できるが、これを高くすると保持器２との隙間にローラ１を供給できなくなる。また、金属板をプレス加工して製造される保持器２の加工精度が低いと、載せ円筒９０に対する保持器２の窓３の位置がずれて、ローラ１を正確に窓３に案内できなくなる欠点もある。以上の原因で、図１の方法では、保持器にローラを供給する工程で、保持器の全ての窓にローラを入れることができず、あるいは窓に逆向きにローラが供給されて、自動組み立て装置が停止する確率が高くなる欠点があった。また、図１の方法は、全てのローラを保持器の窓に同時に滑り落として案内することから、保持器にローラを供給する供給機構が複雑になる欠点もある。さらに、供給機構が複雑で大きくなることから、組み立てするテーパーローラベアリングの型式を変更するのに極めて手間がかかる欠点もあった。

本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、ローラをスムーズに保持器の窓に案内でき、しかも保持器に入れた状態でローラが倒れることがなく、さらに加工精度の低い保持器にも安定してローラを供給できるテーパーローラベアリングの組立方法を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的はローラの供給機構を簡単にして、型式が異なるテーパーローラベアリングの組み立てを簡単かつ容易に、しかも速やかにできるテーパーローラベアリングの組立方法を提供することにある。

本発明のテーパーローラベアリングの組立方法は、テーパー状である保持器２の窓３にテーパー状のローラ１を入れると共に、ローラ１をセットしている保持器２の内側に内輪４を入れてテーパーローラベアリングを組み立てる。この組立方法は、保持器２を、中心軸５が傾斜する姿勢であって、かつローラ１を入れる窓３がローラ１の供給方向に向かって幅が広くなる姿勢であり、なおかつ下部が上り勾配となる姿勢に配置する。さらに、保持器２の内側に、保持器２との間にローラ１を供給できる供給隙間６がある外径であって、下部にローラ１の供給口３１を開口している挿入円筒３０を挿入する。さらに、組立方法は、この挿入円筒３０の供給口３１からテーパー状のローラ１を下方の外径が大きくなる姿勢で排出して保持器２の窓３にローラ１を供給する。ローラ１が供給されると保持器２を回転して順番に窓３にローラ１を供給し、ローラ１が供給された保持器２の内側に内輪４を挿入する。

本発明の請求項２のテーパーローラベアリングの組立方法は、保持器２にローラ１を供給する工程で、内輪４の上端を挿入円筒３０の下端面に接触させる。

本発明の請求項３のテーパーローラベアリングの組立方法は、保持器２にローラ１を供給する工程で、内輪４の上端の一部を保持器２の下端部に挿入する。

本発明の請求項４のテーパーローラベアリングの組立方法は、保持器２の下端を挟着して定位置に配置する。

本発明の請求項５のテーパーローラベアリングの組立方法は、内輪４の端面を吸着して内輪４を定位置に配置する。

本発明の請求項６のテーパーローラベアリングの組立方法は、保持器２を中心軸５が水平面に対して２０度以上であって６０度以下に傾斜してローラ１を供給する。

本発明のテーパーローラベアリングの組立方法は、ローラをスムーズに保持器の窓に案内できる。それは、ローラを入れる窓がローラの供給方向に向かって幅が広くなる姿勢に保持器を配設して、ローラを窓に入れるからである。保持器の窓に滑り込むように案内されるローラは、幅が次第に広くなる窓にスムーズに案内される。また、本発明は、保持器に入れたローラを倒れないように定位置に配置でき、また、加工精度の低い保持器にも安定してローラを供給できる特徴がある。それは、本発明が、保持器を、中心軸が傾斜する姿勢にあって、かつ下部が上り勾配となる姿勢に配置している保持器の内側に、保持器との間にローラの供給隙間があり、下部にはローラの供給口のある挿入円筒を挿入して、挿入円筒の供給口からローラを排出して保持器の窓に供給するからである。とくに、ローラは、保持器と挿入円筒との供給隙間に滑り落とされて、次第に幅が広くなる保持器の窓に入れられるので、ローラを安定して確実に保持器の窓に供給できる特徴がある。

さらにまた、本発明の組立方法は、ローラの供給機構を簡単にして、型式が異なるテーパーローラベアリングの組み替えを簡単かつ容易に、しかも速やかにできる特徴も実現される。それは、保持器の内側に挿入している挿入円筒でローラを排出して保持器の窓に供給できるからである。この構造は、全てのローラを一緒に各々の窓に供給しないので、組み立てるテーパーローラベアリングの型式を変更するとき、太さが異なる挿入円筒を入れてローラを供給できる。ローラを供給する挿入円筒は、全てのローラを定位置に並べて定位置に排出する機構とは比較にならないほど簡単な機構で、しかも軽くできることから、型式が異なるテーパーローラベアリングの組み替えを極めて簡単に能率よく短時間で処理できる。また、型式が異なるテーパーローラベアリングに供給する供給機構が簡単になるので、種々の型式のテーパーローラベアリングを自動組立しながら、供給機構を安価にできる特徴もある。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのテーパーローラベアリングの組立方法を例示するものであって、本発明は組立方法を以下の方法に特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図２ないし図７は、テーパーローラベアリングの組立装置を示す概略図である。これらの図の組立装置は、保持器２を定位置に配置する保持器２の支持機構１０と、内輪４を定位置に配置してローラ１が供給された保持器２の内側に内輪４を供給する装着機構２０と、保持器２の窓３にローラ１を供給する挿入円筒３０と備える。

支持機構１０は、ローラ１をスムーズに保持器２の窓３に案内できるように、保持器２の中心軸５を傾斜する姿勢とし、かつスリット状の窓３をローラ１の供給方向に向かって幅が広くなる姿勢とし、さらにローラ１が供給される保持器２の下部が上り勾配となる姿勢に配置する。図の支持機構１０は、表面に保持器２を配設するベース台１１と、このベース台１１の表面に保持器２をセットして、外周から挟着して定位置に配置する挟着機構１２と、ベース台１１を回転して保持器２の窓３に順番にローラ１を供給する回転機構１３を備える。

保持器２は、半径が大きい側の一端をベース台１１の表面に接触して、挟着機構１２で保持する。ベース台１１の表面は、保持器２の中心軸５に直交する姿勢となる。いいかえると、ベース台１１の表面が保持器２の中心軸５を特定する。図４の支持機構１０は、保持器２の中心軸５が水平面に対して約３０度傾斜する姿勢で、保持器２をベース台１１の表面に保持する。したがって、ベース台１１の表面は、水平面に対して約６０度傾斜する姿勢としている。支持機構１０に保持される保持器２は、その中心軸５の傾斜角（α）を水平面に対して２０度ないし６０度とすることができる。ベース台１１は、保持器２の内側に内輪４を押し出してセットするために、内輪４の装着機構２０を配設する押出穴１４を中心部に設けている。押出穴１４は、その内径を内輪４の外径に等しくしている。このベース台１１は、押出穴１４に内輪４をセットして定位置に配置できる。

挟着機構１２は、ベース台１１の表面に保持器２を挟着する。挟着機構１２は、往復運動して保持器２の外周をバランスして挟着する押圧片１５と、この押圧片１５を往復運動させる往復運動機構１６とを備える。往復運動機構１６は、保持器２を脱着するときに押圧片１５を後退し、保持器２がセットされると押圧片１５を押し出して定位置に保持する。図３の挟着機構１２は、３つの押圧片１５でバランスして保持器２を挟着する。３つの押圧片１５は、一緒に往復運動して、保持器２を中心に保持する。

回転機構１３は、ベース台１１を回転して保持器２を回転させる。回転機構１３は、ベース台１１の中心に連結される回転軸１７と、この回転軸１７を回転させるサーボモータ１８とを備える。回転軸１７は、先端をベース台１１の中心に連結して、後端をサーボモータ１８に連結している。サーボモータ１８は、ベース台１１を介して保持器２を回転する。保持器２は、ローラ１が供給される状態で１回転されて、次々と順番に隣の窓３にローラ１が入れられる。ひとつの窓３にローラ１が供給されると、次のローラ１はこの窓３に入れられない。それは、先に窓３に入れられたローラ１に、次のローラ１が当たって窓３に滑り込むことが阻止されるからである。窓３にローラ１が入れられた後、保持器２が回転されると、図５に示すように、挿入円筒３０の供給口３１の下方にローラ１のない窓３が移動して、この窓３にローラ１が供給される。したがって、挿入円筒３０の供給ガイド３２にローラ１を縦に並べて供給する状態で、保持器２が回転されると、挿入円筒３０の供給口３１の下方に移動する窓３に次々と順番にローラ１が滑り込んで案内される。

装着機構２０は、内輪４の端面を吸着して定位置に配置する。装着機構２０は、ベース台１１の押出穴１４に往復運動できるように配設される吸着台２１と、この吸着台２１を往復運動させる往復運動機構であるシリンダ２２と、吸着台２１に設けている吸着穴２４に連結している真空装置２５とを備える。図４に示す装着機構２０は、保持器２にローラ１を入れる状態で、内輪４の先端の一部を保持器２の一端部に挿入する。この装着機構２０は、内輪４の先端でローラ１の下端部の内側を位置決めしている。この装着機構２０は、ローラ１のセットされた保持器２にスムーズに内輪４を挿入できる。それは、内輪４の先端部がローラ１の内側にセットされるからである。ただし、装着機構２０は、保持器２にローラ１を入れる状態で、必ずしも先端の一部を保持器２の一端に挿入する必要はない。たとえば、図４において、内輪をさらに後退する位置に配置し、保持器にローラがセットされた状態で、内輪を保持器の内側に挿入することもできる。

吸着台２１は、その外径をベース台１１の押出穴１４の内径に等しく、正確にはわずかに小さくして、押出穴１４の内面に沿って往復運動する。吸着台２１は、その表面の吸着面２３に内輪４を吸着する。吸着面２３は、ベース台１１と平行な面であって、押出穴１４の中心線に直交する面である。吸着面２３には、内輪４の端面を吸着する吸着穴２４を開口して、この吸着穴２４を真空装置２５に連結している。

往復運動機構のシリンダ２２は、吸着台２１を図４の位置から図６に示す位置に往復運動させる。図４は保持器２にローラ１を入れる位置、図６はローラ１を入れた保持器２に内輪４を挿入する位置である。さらに、シリンダ２２は、内輪４を保持器２の内側に入れた後、図７に示すように、吸着台２１の吸着面２３をベース台１１の表面まで押し出して、保持器２にセットされた内輪４を取り出し位置に移送する。吸着台２１が図６の位置から図７の位置に押し出されるとき、内輪４と一緒に保持器２も押し出される。したがって、保持器２が図６の位置から図７の取り出し位置に押し出されるとき、挟着機構１２は保持器２の挟着を解除する。また、内輪４が保持器２の内側に挿入されるとき、ローラ１を保持器２にセットする挿入円筒３０も内輪４の内側から押し出される。すなわち、吸着台２１は、これに吸着している内輪４で挿入円筒３０を保持器２の内側から押し出して、内輪４を保持器２の内側に挿入する。

挿入円筒３０は、図４ないし図６に示すように、保持器２の窓３にローラ１を供給すると共に、窓３に供給されるローラ１が窓３から抜けないように保持する。したがって、この挿入円筒３０は、その外側表面と保持器２との間に、ローラ１を供給できる供給隙間６がある外径としている。保持器２は、テーパーローラ１を案内できるスリット状の窓３を開口しているが、この窓３はローラ１を定位置に配置するものであるから、ローラ１を通過できる大きさではない。すなわち、スリット状の窓３は、その幅をテーパーローラ１の外径よりも狭くしている。ローラ１はテーパー状で、一端の外径が他端の外径よりも大きいので、スリット状の窓３の幅も、一端を他端よりも広くしている。ただし、この窓３の幅は、テーパーローラ１の外径よりも小さくしている。保持器２の窓３を通過できないローラ１は、保持器２と挿入円筒３０との間の供給隙間６に供給され、保持器２の窓３にセットされてここから外れることはない。

図４ないし図６の挿入円筒３０は、その外径を内輪４の小さい外径に等しくしている。この挿入円筒３０は、図６に示すように、先端に内輪４を接触させて、内輪４と挿入円筒３０とを段差のない状態に連結でき、挿入円筒３０を保持器２から排出しながら、内輪４を保持器２にスムーズに挿入できる。

さらに、挿入円筒３０は、上下に貫通して、ローラ１の供給ガイド３２を設けて、下面に供給口３１を開口している。この挿入円筒３０は、供給ガイド３２にローラ１を供給し、供給ガイド３２の下端から供給隙間６に落下させて、保持器２の窓３に供給する。挿入円筒３０は、好ましくは供給口３１を最下部に開口するが、必ずしも最下部に開口する必要はなく、最下部から多少は上部に位置するように供給口を開口することもできる。さらに、図４ないし図６の挿入円筒３０は、ひとつの供給口３１を開口するが、複数の供給口を開口して、複数のローラを一緒に保持器に供給することもできる。一緒に２個のローラを保持器に供給する装置は、保持器を２つの窓のピッチで回転して、各々の窓にローラを供給する。

以上の組立装置は、以下のようにしてテーパーローラベアリングを組み立てする。
（１）図２に示すように、支持機構１０のベース台１１を水平姿勢とし、挿入円筒３０をシリンダー３３で後退させる。挿入円筒３０の供給ガイド３２にはローラ１を供給しない。装着機構２０の吸着台２１をベース台１１まで押し出す。この状態で、吸着台２１の吸着面２３に内輪４を吸着してセットする。内輪４は、外径を大きくする端面を吸着台２１に吸着する。さらに、図２と図３に示すように、ベース台１１に保持器２を挟着機構１２でセットする。
（２）図４に示すように、支持機構１０を傾動させて、保持器２の中心軸５が水平面に対して所定の傾斜角（α）だけ傾斜する姿勢とし、吸着台２１にセットされた内輪４の先端面に、挿入円筒３０の先端面を当折させる。この状態で、挿入円筒３０をシリンダ３３で押し出す。押し出される挿入円筒３０が内輪４を押圧して、吸着台２１をベース台１１の押出穴１４に押し込む。挿入円筒３０は、内輪４の先端の一部を保持器２の後端部に挿入する位置まで内輪４を押し出す。この状態においても、挿入円筒３０の供給ガイド３２にはローラ１を供給しない。挿入円筒３０は、供給口３１を保持器２の下部の上方に開口する。この状態で、図５に示すように、挿入円筒３０と保持器２との間にローラ１の供給隙間６が設けられる。
（３）図４の状態で、ベース台１１を回転しながら、挿入円筒３０の供給ガイド３２に所定の個数のローラ１を供給する。ローラ１は、図５に示すように、供給口３１から供給隙間６に落下し、供給隙間６で保持器２の窓３に滑り込む。保持器２が回転しているので、次々と供給されるローラ１は、保持器２の窓３に順番に入れられる。挿入円筒３０には、窓３の個数と同じ数のローラ１を供給ガイド３２に供給している。したがって、供給ガイド３２のローラ１が保持器２の窓３に供給されて、保持器２の全ての窓３にローラ１が供給される。
（４）ベース台１１の回転を停止し、あるいは停止することなく、図６に示すように挿入円筒３０を後退させる。挿入円筒３０が後退されると、吸着台２１が内輪４を押出穴１４から押し出して、ローラ１をセットしている保持器２の内側に挿入される。
（５）図７に示すように、支持機構１０を傾動させて、ベース台１１を水平姿勢とする。挟着機構１２の押圧片１５を後退させて、保持器２の挟着を解除する。さらに、吸着台２１の吸着面２３をベース台１１の表面まで押し出して、保持器２にセットされた内輪４を取り出し位置に移送する。このとき、内輪４と一緒に保持器２も押し出されて、図７の取り出し位置に押し出される。

以上の工程でローラ１のセットされた保持器２に内輪４がセットされ、これが外輪（図示せず）にセットされてテーパーローラベアリングが組み立てられる。

本発明のテーパーローラベアリングの組立方法は、自動的にテーパーローラを保持器の窓にセットし、さらにローラのセットされた保持器に内輪をセットしてテーパーローラベアリングを組み立てできる。

本発明者が先に開発したベアリングの自動組立方法を示す概略図である。 本発明の一実施例にかかるテーパーローラベアリングの組立方法に使用する組立装置の概略断面図である。 図２に示す組立装置の支持機構の平面図である。 図２に示す組立装置でテーパーローラベアリングを組み立てる工程を示す断面図である。 図４に示す組立装置の要部拡大断面図である。 図２に示す組立装置でテーパーローラベアリングを組み立てる工程を示す断面図である。 図２に示す組立装置から組み立てたテーパーローラベアリングを取り出す工程を示す断面図である。

符号の説明

１…ローラ
２…保持器
３…窓
４…内輪
５…中心軸
６…供給隙間
１０…支持機構
１１…ベース台
１２…挟着機構
１３…回転機構
１４…押出穴
１５…押圧片
１６…往復運動機構
１７…回転軸
１８…サーボモータ
２０…装着機構
２１…吸着台
２２…シリンダ
２３…吸着面
２４…吸着穴
２５…真空装置
３０…挿入円筒
３１…供給口
３２…供給ガイド
３３…シリンダー
９０…載せ円筒

Claims (6)

1. テーパー状である保持器(2)の窓(3)にテーパー状のローラ(1)を入れると共に、ローラ(1)をセットしている保持器(2)の内側に内輪(4)を入れるテーパーローラベアリングの組立方法であって、
   前記保持器(2)を、中心軸(5)が傾斜する姿勢にあり、かつローラ(1)を入れる窓(3)がローラ(1)の供給方向に向かって幅が広くなる姿勢にあり、なおかつ下部が上り勾配となる姿勢に配置すると共に、保持器(2)の内側に、保持器(2)との間にローラ(1)を供給できる供給隙間(6)がある外径であって、下部にローラ(1)の供給口(31)を開口している挿入円筒(30)を挿入し、この挿入円筒(30)の供給口(31)からテーパー状のローラ(1)を下方の外径が大きくなる姿勢で排出して保持器(2)の窓(3)にローラ(1)を供給し、ローラ(1)が供給されると保持器(2)を回転して順番に窓(3)にローラ(1)を供給し、ローラ(1)が供給された保持器(2)の内側に内輪(4)を挿入するテーパーローラベアリングの組立方法。
2. 保持器(2)にローラ(1)を供給する工程で、内輪(4)の上端を挿入円筒(30)の下端面に接触させる請求項１に記載されるテーパーローラベアリングの組立方法。
3. 保持器(2)にローラ(1)を供給する工程で、内輪(4)の上端の一部を保持器(2)の下端部に挿入する請求項１又は２に記載されるテーパーローラベアリングの組立方法。
4. 保持器(2)の下端を挟着して定位置に配置する請求項１に記載されるテーパーローラベアリングの組立方法。
5. 内輪(4)の端面を吸着して内輪(4)を定位置に配置する請求項１に記載されるテーパーローラベアリングの組立方法。
6. 前記保持器(2)を中心軸(5)が水平面に対して２０度以上であって６０度以下に傾斜してローラ(1)を供給する請求項１に記載されるテーパーローラベアリングの組立方法。

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