JP4348508B2 - 軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸を支持する２つの軸受を調芯して組み立てる軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置に関するものであり、例えば、冷凍装置、空気調和機、真空ポンプ等に使用されるスクロール圧縮機等の、円筒シェル内の両端部に配置された２つの軸受により回転軸が支持された回転機構を組み立てるのに用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機等に使用されるスクロール圧縮機は、図１７に示すように、胴体ケーシング（円筒シェル）１、ステータ２、ロータ３、回転軸４、上部軸受（第１軸受）５および下部軸受（第２軸受）６からなる電動機部分７に、圧縮部８を一体的に組み込んだ構成になっている。電動機部分７においては、ステータ２は円筒形状の胴体ケーシング１の内側に焼嵌め等により固定されている。ロータ３はクランク軸である回転軸４の外側に圧入等により固定されて、ステータ２の内側に所定隙間をあけて挿入されている。上部軸受５および下部軸受６は胴体ケーシング１の両端部内に取り付けられて、回転軸４を回転自在に支持している。
【０００３】
このようなスクロール圧縮機の組立工程の１つである軸受５、６を調芯して組み立てる方法およびその装置は、例えば特開平８−１２８３９６号公報に開示されている。
以下、図１８をもとに従来のこの種の軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置について説明する。従来の軸受調芯組立装置は、図１８に示すように、ステータ２を内挿された胴体ケーシング１の下端部内に上部軸受５を取り付ける第１軸受組立機Ａと、上部軸受５の取り付けを終えた胴体ケーシング１の中心部に、ロータ３が外挿された回転軸４を挿入する回転軸組立機Ｂと、回転軸４の挿入を終えた胴体ケーシング１の上端部内に下部軸受６を取り付ける第２軸受組立機Ｃとからなる。
【０００４】
従来の軸受調芯組立方法は、まず、上部軸受５はパレット１０にて水平に支持されながら第１軸受組立機Ａに運ばれ、胴体ケーシング１に組み付けられる。この際、第１軸受組立機Ａに取り付けた位置決めピン（図示せず）がパレット１０側に設けられたピン孔（図示せず）に挿入されることにより、第１軸受組立機Ａの組立位置にパレット１０が固定され、その結果、パレット１０上の上部軸受５が、その中心を基準として第１軸受組立機Ａの組立位置に固定される。
【０００５】
次に、上部軸受５を組み付けられた胴体ケーシング１は、パレット１０でそのまま回転軸組立機Ｂに運ばれ、該組立機Ｂで回転軸４を組み付けられる。
その後、上部軸受５および回転軸４を組み付けられた胴体ケーシング１は、第２軸受組立機Ｃに運ばれ、下部軸受６が組み付けられる。この際、第２軸受組立機Ｃに取り付けた位置決めピン（図示せず）がパレット１０側に設けられたピン孔（図示せず）に挿入されることにより、第２軸受組立機Ｃの組立位置にパレット１０が固定され、その結果、上部軸受５の中心を基準として胴体ケーシング１が第２軸受組立機Ｃの組立位置に固定される。また、下部軸受６には基準面が設けられ、この基準面を第２軸受組立機Ｃに設けられた当ブロック（図示せず）に押し付けることにより、下部軸受を水平にする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置では、第１軸受および第２軸受に、軸受孔との位置関係および姿勢の関係がそれぞれ高精度に規定された基準孔または基準面を設け、この基準孔および基準面を軸受調芯組立装置（各組立機Ａ、Ｂ、Ｃ）に対して高精度に芯出しおよび姿勢出しをして固定する必要があった。
したがって、上記基準孔および基準面の加工工数が増えるため製品がコストアップするという問題点があった。また、上記基準孔および基準面と軸受孔との同軸度および平行度、並びに第１軸受および第２軸受を軸受調芯組立装置（各組立機Ａ、Ｂ、Ｃ）に固定する際の位置決め誤差が軸受組立精度に集積されるため、組立精度に限界があるという問題点もあった。
【０００７】
本発明は、上記のような従来のものの問題点を解決するためになされたものであり、第１および第２軸受に、軸受孔との位置関係および姿勢の関係がそれぞれ高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設けなくても、高精度な軸受調芯組立が可能となるような軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る軸受調芯組立方法は、円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる方法であって、第１軸受を、動かないように保持された上記円筒シェル内の所定位置に保持し、上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸および第２軸受の傾き方向を連続的に変化させて揺動運動させるとともに、前記揺動運動の際、上記回転軸を回転運動させ、上記回転軸および第２軸受を傾ける方向と上記回転軸の回転角度を同期させたときの第１軸受に対する第２軸受の相対的な、傾き移動限界および上記第１軸受の中心軸に直交する方向での移動限界を検出する第１工程と、第１工程で得られた上記移動限界の情報に基づいて第１軸受に対する第２軸受の目標位置および目標姿勢を求める第２工程と、第２軸受を上記第２工程で求められた目標位置および目標姿勢に位置決めし、その状態で保持する第３工程と、第１軸受を保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第４工程と、第２軸受を保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第５工程とを備えたものである。
【０００９】
さらに、第１工程の前に第４工程が実施され、第１工程において、第１軸受が上記円筒シェル内の所定位置にあらかじめ固定されているものである。
【００１０】
さらに、第１工程において、上記回転軸および第２軸受を傾ける方向と上記回転軸の回転角度を同期させるものである。
【００１１】
さらに、回転軸における第１軸受が嵌合する部分の軸心に対して第２軸受が嵌合する部分の軸心がずれていることがあらかじめ分かっている場合に、上記回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して傾ける方向を、上記ずれている方向と一致させるものである。
【００１２】
さらに、第１工程において、回転軸および第２軸受の揺動運動を正転方向と逆転方向の両方向について行い、それぞれの方向における第１軸受に対する第２軸受の相対的な、傾き移動限界および上記第１軸受の中心軸に直交する方向での移動限界を検出して正転方向と逆転方向の上記各移動限界の平均値を算出し、第２工程において、各移動限界の平均値の情報に基づいて第１軸受に対する第２軸受の目標位置および目標姿勢を求めるものである。
【００１３】
また、本発明の別の発明に係る軸受調芯組立方法は、円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる方法であって、第１軸受が上記円筒シェルの一端部に固定されたフレームにより上記回転軸に沿って直動自在に保持される場合に、上記第１軸受を直動自在に保持したフレームを、動かないように保持された上記円筒シェル内の所定位置に保持し、上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸、第１軸受および第２軸受を上記フレームの中心軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸、第１軸受および第２軸受の傾き方向を連続的に変化させて揺動運動させるとともに、前記揺動運動の際、上記回転軸を回転運動させ、上記回転軸、上記第１軸受および第２軸受を傾ける方向と上記回転軸の回転角度を同期させ、上記回転軸を回転運動させたときの、上記フレームに対する第１軸受の相対的な傾き移動限界、並びに上記フレームに対する第２軸受の相対的な、傾き移動限界および上記フレームの中心軸に直交する方向での移動限界を検出する第１工程と、第１工程で得られた上記移動限界の情報に基づいて上記フレームに対する第２軸受の目標位置および目標姿勢を求める第２工程と、第２軸受を上記第２工程で求められた目標位置および目標姿勢に位置決めし、その状態で保持する第３工程と、上記フレームを保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第４工程と、第２軸受を保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第５工程とを備えたものである。
【００１４】
さらに、第１軸受、第２軸受またはフレームを円筒シェルに固定する方法がスポット溶接であり、周方向に均等な間隔で配置された少なくとも３箇所で上記円筒シェルと第１軸受、第２軸受またはフレームを溶接固定するものである。
【００１５】
また、本発明に係る軸受調芯組立装置は、円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる装置であって、第１軸受を保持する第１軸受保持手段と、第２軸受を保持する第２軸受保持手段と、上記円筒シェルを保持する円筒シェル保持手段と、上記第２軸受保持手段を、第２軸受の中心軸まわりの回転方向を拘束し、第２軸受の中心軸方向および該中心軸方向に対し直交する方向の並進自由度と第２軸受の中心軸に直交する軸まわりの回転自由度を可動的に支持する第２軸受支持手段と、上記回転軸を、その軸方向位置を拘束し回転および傾き可能に支持する回転軸支持手段と、上記回転軸を回転させる回転力を発生する回転力発生手段と、上記回転軸に上記回転力発生手段の回転力を伝達する回転力伝達手段と、上記回転軸を傾ける回転軸傾斜モーメント付加手段と、上記回転軸の傾き方向と一致する方向に第２軸受を傾ける第２軸受傾斜モーメント付加手段と、第２軸受の軸受調芯組立装置に対する位置および姿勢を計測する第２軸受計測手段と、上記第２軸受計測手段によって計測された結果に基づき第２軸受の目標位置および目標姿勢を計算する計算手段と、第２軸受を上記目標位置および目標姿勢に位置決めしその状態で保持する位置決め手段と、第１軸受および第２軸受をそれぞれ上記円筒シェルに固定する固定手段とを備え、上記回転軸傾斜モーメント付加手段による回転軸の傾き方向および上記第２軸受傾斜モーメント付加手段による第２軸受の傾き方向と回転軸の回転角度とを同期させるように構成したものである。
【００１６】
さらに、回転軸を回転させる回転力を発生する回転力発生手段と上記回転軸に上記回転力発生手段の回転力を伝達する回転力伝達手段とを備え、回転軸傾斜モーメント付加手段による回転軸の傾き方向および第２軸受傾斜モーメント付加手段による第２軸受の傾き方向と回転軸の回転角度とを同期させるように構成したものである。
【００１７】
さらに、第１軸受が円筒シェル内の所定位置にあらかじめ固定されている場合に、第１軸受固定手段が円筒シェルを保持し、上記第１軸受保持手段が円筒シェル保持手段を兼ねるものである。
【００１８】
さらに、第１軸受の円筒シェル開口側の端面に複数のネジ穴が設けられている場合に、第１軸受保持手段が、上記複数のネジ穴にそれぞれ螺合する複数のボルトを有するものである。
【００１９】
さらに、第１軸受の軸受調芯組立装置に対する位置および姿勢を検出する手段を備えたものである。
【００２０】
さらに、第２軸受計測手段が、非接触式の変位センサからなるものである。
【００２１】
また、本発明の別の発明に係る軸受調芯組立装置は、円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる装置であって、第１軸受が上記円筒シェルの他端部に固定されたフレームにより上記回転軸に沿って直動自在に保持される場合に、上記フレームを保持するフレーム保持手段と、第２軸受を保持する第２軸受保持手段と、上記円筒シェルを保持する円筒シェル保持手段と、上記第２軸受保持手段を、第２軸受の中心軸まわりの回転方向を拘束し、第２軸受の中心軸方向および該中心軸方向に対し直交する方向の並進自由度と第２軸受の中心軸に直交する軸まわりの回転自由度を可動的に支持する第２軸受支持手段と、上記回転軸を、その軸方向位置を拘束し回転および傾き可能に支持する回転軸支持手段と、上記回転軸を回転させる回転力を発生する回転力発生手段と、上記回転軸に上記回転力発生手段の回転力を伝達する回転力伝達手段と、上記回転軸を傾ける回転軸傾斜モーメント付加手段と、上記回転軸の傾き方向と一致する方向に第１軸受を傾ける第１軸受傾斜モーメント付加手段と、上記回転軸の傾き方向と一致する方向に第２軸受を傾ける第２軸受傾斜モーメント付加手段と、第１軸受の軸受調芯組立装置の基準に対する姿勢を計測する第１軸受計測手段と、第２軸受の軸受調芯組立装置の基準に対する位置および姿勢を計測する第２軸受計測手段と、上記第１および第２軸受計測手段によって計測された結果に基づき第２軸受の目標位置および目標姿勢を計算する計算手段と、第２軸受を上記目標位置および目標姿勢に位置決めしその状態で保持する位置決め手段と、上記フレームおよび第２軸受をそれぞれ上記円筒シェルに固定する固定手段とを備え、上記回転軸傾斜モーメント付加手段による回転軸の傾き方向、上記第１軸受傾斜モーメント付加手段による第１軸受の傾き方向および上記第２軸受傾斜モーメント付加手段による第２軸受の傾き方向と回転軸の回転角度とを同期させるように構成したものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１〜図１０は本発明の実施の形態１による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置を説明するための図であり、より具体的には、図１は本実施の形態１による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置によって組み立てられる回転機構を示す縦断面図、図２〜図４は軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図、図５は回転軸支持機構を拡大して示す縦断面図、図６は軸連結部の構成を説明する斜視図、図７は回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して傾けた様子を示す断面説明図、図８は芯ずれ計測機構にて計測した第２軸受の水平方向の動きを示す説明図、図９は平行度計測機構にて計測した第２軸受の傾き方向の動きを示す説明図、図１０は軸受調芯組立工程を説明するフローチャートである。
【００２３】
図１おいて、１は円筒シェル、２は円筒シェル１の内周に固定されたステータ、３はロータ、４は外周にロータ３が固定された回転軸、５は円筒シェル１内周の一端部に固定され、回転軸４の一端側（下側）外周が嵌挿された第１軸受、６は円筒シェル１内周の他端部に固定され、回転軸４の他端側（上側）外周が嵌挿された第２軸受であり、これらが被組立体である回転機構１０を構成している。 本発明による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置は、主に、第２軸受６を円筒シェル１に固定する工程に適用するものであり、図１は、第２軸受６が円筒シェル１に固定された状態を示している。
【００２４】
以下、本実施の形態による軸受調芯組立装置の構成を、図２〜図４を基に説明する。図２において、３０は軸受調芯組立装置のメインベース、３１は円筒シェル１が上部に載置されるワーク載置台、３２はワーク載置台を昇降し且つメインベース３０の下面に押し付けることによりワーク載置台３１をメインベース３０に対して固定するワーク昇降機構である。３３は回転軸４を支持する回転軸支持機構であり、回転軸４を、その軸方向位置を拘束し回転および傾き可能に支持する回転軸支持手段に相当する。３４は円筒シェル１をメインベース３０に対して固定されたワーク載置台３１に対して押し付けて固定する円筒シェル保持機構であり、円筒シェル１を保持する円筒シェル保持手段に相当し、本実施の形態では第１軸受５が円筒シェル１内の所定位置にあらかじめ固定されているので、円筒シェル１を保持することにより第１軸受５をも保持することになり、第１軸受保持手段にも相当する。３５は第２軸受６を設定された高さに保持する第２軸受クランプ機構であり、第２軸受保持手段に相当する。３６は支柱３７でメインベース３０に対して強固に固定された上部ベースＡである。
【００２５】
ワーク載置台３１は、メインベース３０に対し上下動のみ可動にガイド等で支持されている。
回転軸支持機構３３は、例えば図５に示すような構成となっている。図５において、９１は回転軸４の下端部を支持する球、９２は球９１を支持する複数の小球、９３は球９１および複数の小球９２を収納するケース、９４はケース９４を支持するスラストベアリングであり、回転軸４を、回転可能且つ回転軸４の下端部が水平移動可能に支持している。なお、４ａは回転軸４の下端部に設けられ球９１の一部が嵌る凹部である。
【００２６】
図３において、４０は第２軸受６が第２軸受クランプ機構３５により保持されているフロート部、４１はフロート部４０を鉛直方向に複数点で支持しているフロート機構、４２はフロート部４０を上部ベースＡ３６に固定された上部ベースＢ４３に対し水平方向移動可能に支持するＸＹテーブルであり、第２軸受クランプ機構３５およびフロート部４０、フロート機構４１およびＸＹテーブル４２が、第２軸受保持手段を、回転軸４まわりの回転方向を拘束し、第２軸受６の中心軸まわりの回転方向を拘束し、第２軸受６の中心軸方向および該中心軸方向に対し直交する方向の並進自由度と第２軸受６の中心軸に直交する軸まわりの回転自由度を可動的に支持する第２軸受支持手段に相当する。
【００２７】
４４はフロート部４０に支持された第２軸受６を回転軸４に対して傾ける第２軸受傾斜モーメント付加機構であり、第２軸受傾斜モーメント付加手段に相当する。４５は軸連結部４８にて連結された回転軸４を第１軸受５に対して傾ける回転軸傾斜モーメント付加機構であり、回転軸傾斜モーメント付加手段に相当する。４６（４６ａ、４６ｂ、４６ｃ）はモータ４７にて回転駆動される駆動軸、４８は駆動軸４６と回転軸４とを連結する軸連結部であり、モータ４７が回転軸４を回転させる回転力を発生する回転力発生手段に相当し、駆動軸４６と軸連結部４８とが回転軸４に回転力発生手段の回転力を伝達する回転力伝達手段に相当する。４９はフロート部４０の水平方向位置を計測する芯ずれ計測機構、５０はフロート部４０の鉛直方向位置を計測する平行度計測機構であり、これら芯ずれ計測機構４９および平行度計測機構５０が第２軸受６の軸受調芯組立装置に対する位置および姿勢を計測する第２軸受計測手段に相当する。
【００２８】
軸連結部４８は、例えば図６に示すように回転軸４の上端部軸端のスリット部１１に軸連結部４８の内周に設けられた連結爪５１が挿入するようになっており、駆動軸４６に対し軸方向に摺動可能で回転が拘束された状態で支持され、バネ５６で鉛直下向きに押し付けられている。このように構成することで駆動軸４６と回転軸４の回転位相を一致させ同期して回転が行える。
【００２９】
第２軸受傾斜モーメント付加機構４４および回転軸傾斜モーメント付加機構４５は駆動軸４６に固定されており、駆動軸４６が回転すると第２軸受傾斜モーメント付加機構４４および回転軸傾斜モーメント付加機構４５は駆動軸４６回りで回転するため、駆動軸４６の回転と同期して第２軸受６および回転軸４の傾き方向が連続的に変化する。図３中、第２軸受傾斜モーメント付加機構４４はフロート部４０の上部に右方向に荷重を付加することにより第２軸受６を右方向に移動させさらに右回りの回転方向に傾けるモーメント力を付加する。回転軸傾斜モーメント４５は駆動軸Ｂ４６ｂに取り付けられたアーム７０の左端部に下方向に荷重を付加することにより、駆動軸Ｂ４６ｂをジョイントＡ７１を中心とした左回りの回転方向に回転するためジョイントＢ７２は右方向に移動する。軸連結部４８によって連結された回転軸４はジョイントＢ７２が右方向に移動することにより、第１軸受５の軸受中心に対して右回りの回転方向に傾くモーメント力を付加する。このように構成することにより、第２軸受６の傾き方向と回転軸４の傾き方向が同一方向となる。
【００３０】
第２軸受傾斜モーメント付加機構４４および回転軸傾斜モーメント付加機構４５は、バネ部材を介して駆動軸４６に取り付けられており、駆動軸４６の回転中に第２軸受６および回転軸４に付加するモーメント力が変化しないように構成されている。また、第２軸受傾斜モーメント力は、フロート部４０傾斜時に発生するフロート機構４１のバネ力による復元モーメント力よりも大きく、回転軸４と第２軸受６の接触状態が図７に示した２点接触状態となるように設定する。また、回転軸傾斜モーメント力においても、回転軸４と第１軸受５の接触状態が図７に示した２点接触状態となるように設定する。第２軸受傾斜モーメント力および回転軸傾斜モーメント力があまりに大きいと、第２軸受６と回転軸４との摩擦力および第１軸受５と回転軸４との摩擦力が大きくなり、第２軸受６および回転軸４の揺動軌跡が不安定になる場合または軸受が損傷する場合があるため、第２軸受傾斜モーメント力および回転軸傾斜モーメント力を適切な大きさに設定する必要がある。
【００３１】
駆動軸４６は駆動軸Ａ４６ａ、駆動軸Ｂ４６ｂ、駆動軸Ｃ４６ｃの３つに分割されており、ジョイントＡ７１、ジョイントＢ７２によって、各駆動軸Ａ４６ａ、駆動軸Ｂ４６ｂ、駆動軸Ｃ４６ｃを駆動軸４６の回転方向と軸方向を拘束した状態で連結している。すなわち、ジョイントＡ７１の関節部分において、駆動軸Ｂ４６ｂは駆動軸Ａ４６ａに対して垂直な平面内で偏心する自由度を持ち、さらに駆動軸Ｂ４６ｂは周方向全方向に折れ曲がるように回転する自由度を持つ。ジョイントＢ７２についても同様で駆動軸Ｃ４６ｃは駆動軸Ｂ４６ｂに対して同様の自由度を有している。
回転軸傾斜モーメント付加機構４５は、駆動軸Ｂ４６ｂに取り付けられた荷重付加バー７０を下向きに押圧する。駆動軸Ｂ４６ｂはジョイントＡ部で回転することにより駆動軸Ｂ４６ｂが傾き、駆動軸Ｃ４６ｃを偏心させる。駆動軸Ｃ４６ｃの下端には軸連結部４８が設けられているため、軸連結部４８にて連結された回転軸４の上端を偏心させ、回転軸４が傾く。
このように構成することにより回転軸４の傾斜が行え、モータ４７を駆動することにより回転軸４の回転角度に同期して回転軸４の傾け方向を円滑に変化させることができる。
【００３２】
なお、回転軸傾斜モーメントは第２軸受傾斜モーメント付加機構４４によっても発生するが、本実施の形態では回転軸４を傾ける力を発生する機構と第２軸受６を傾ける力を発生する機構とを別々に設けることにより、第２軸受６と回転軸４の接触力を最小限にすることが可能となり、この接触力による摩擦力で計測誤差が発生するのを防止している。
【００３３】
また、本実施の形態では、回転軸傾斜モーメントおよび第２軸受傾斜モーメントは駆動軸４６の回転角度により変化しない構成とすることが必要であるが、回転軸傾斜モーメントおよび第２軸受傾斜モーメントが駆動軸４６の回転角度によりばらつく場合は、あらかじめモーメント力の変化に対する第２軸受６の水平移動限界および傾き限界の変化を調べておき、各傾斜モーメント付加機構にロードセルなどの力センサを設けてモーメント力を検出し、これらの情報をもとにモーメント力のばらつきに対して第２軸受６の水平移動限界および傾き限界を補正する。
【００３４】
モータ４６はサーボモータで構成されており、駆動軸４６回転時の回転角度の把握および回転速度の制御が可能である。回転軸４は駆動軸４６と回転方向で拘束されているため、モータ４６により回転軸４の回転角度の把握および回転速度の制御が可能となる。
【００３５】
芯ずれ計測機構４９はフロート部４０の水平方向位置を３方向から計測することにより軸受調芯組立装置に対するフロート部４０の水平方向位置を計測する。平行度計測機構５０は、フロート部４０の３点の鉛直方向位置を計測することにより軸受調芯組立装置に対するフロート部４０の傾きを計測する。第２軸受６は第２軸受クランプ機構３５によりフロート部４０と一体となっているため、フロート部４０を計測することにより第２軸受６の動きを計測することが可能である。
芯ずれ計測機構４９および平行度計測機構５０の計測結果は、計算手段に相当する例えばパーソナルコンピュータ等の計算機（図示せず。）に送られ、後に詳述するように、計測結果（移動限界の情報）に基づいて計算機に実装されるソフトウェアプログラムにより第１軸受に対する第２軸受の目標位置および目標姿勢が求められる。
【００３６】
図４において、５２はフロート部４０の装置に対する水平方向位置を調整するための芯ずれ調整機構、５３はフロート部４０の装置に対する傾きを調整するための平行度調整機構である。芯ずれ調整機構５２は水平面内で直交する２軸方向に取り付けられており、芯ずれ調整機構５２に対してフロート部４０を挟んだ対向する側に背圧機構を配置して芯ずれ調整時フロート部４０が芯ずれ調整機構５２に押し付けられるように構成されている。平行度調整機構５３はフロート部４０の３箇所の鉛直方向位置を位置決めするように３箇所に配置され、フロート部４０を任意の傾きに調整可能に構成されている。
５４は第２軸受保持機構であり芯ずれ調整機構５２および平行度調整機構５３により装置に対する位置および姿勢を調整されたフロート部４０を位置決め保持することにより、第２軸受６の装置に対する位置および姿勢を保持する。例えば図４に示すように、フロート部４０を平行度調整機構５３に対し押し付けることにより第２軸受６の位置および姿勢を保持できる。
芯ずれ調整機構５２、平行度調整機構５３および第２軸受保持機構５４が、第２軸受６を目標位置および目標姿勢に位置決めしその状態で保持する位置決め手段に相当する。
【００３７】
５５は溶接機構であり、周方向に１２０度の間隔で円筒シェル１外側３箇所に配置されており、第２軸受保持機構５４で位置および姿勢を保持された第２軸受６を円筒シェル１に対しアークスポット溶接（ＭＡＧ溶接）で固定する。
このように、溶接で固定することにより、固定部品が不要であり安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、周方向に均等な間隔で配置された３箇所以上の溶接点で固定することにより、溶接によって第１軸受５に対する第２軸受６の相対的な位置および姿勢が変化することを防止することができ、第１軸受５の中心軸と第２軸受６の中心軸とをより高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することができるという効果がある。
【００３８】
次に、上記のように構成された本実施の形態１による軸受調芯組立装置を用いた、本実施の形態１による軸受調芯組立方法について、図１０に基づいて説明する。
まず、ステップＳＴ１において、第２軸受６を軸受調芯組立装置上部の第２軸受クランプ機構３５にセットし、第２軸受クランプ機構３５を駆動して第２軸受６とフロート部４０とを強固に一体化する。
次に、ステップＳＴ２において、内周中央にステータ２および内周下部に第１軸受５が固定され、第１軸受５にはロータ３が外周に固定された回転軸４が挿入された状態の円筒シェル１をワーク載置台３１にセットする。ワーク昇降機構３２を駆動し円筒シェル１を上昇させて回転軸４を第２軸受６に挿入するとともにワーク載置台３１をメインベース３０の下面に押し付けることにより、メインベース３０とワーク載置台３１を強固に一体化する。上部ベースＡ３６に固定された円筒シェル保持機構３４を駆動し円筒シェル１をワーク載置台３１に押し付けることにより円筒シェル１とワーク載置台３１が強固に一体化し、円筒シェル１が軸受調芯組立装置に対して固定される。
なお、ワーク昇降機構３２を駆動して円筒シェル１を上昇させる際、第２軸受６と一体となったフロート部４０の軸受調芯組立装置に対する位置を芯ずれ調整機構５２であらかじめ調整しておくことにより、第２軸受６への回転軸４の挿入がスムーズに行える。
【００３９】
次に、ステップＳＴ３において、モータ４７を駆動して駆動軸４６を回転させることにより軸連結部４８で回転軸４と駆動軸４６が連結する。
さらに、ステップＳＴ４において、第２軸受傾斜モーメント付加手段４４および回転軸傾斜モーメント付加手段４５を駆動することにより、第２軸受６は回転軸４に対して傾き、回転軸４は第１軸受５に対して傾いた状態となる。図７は、この状態を示す回転機構の断面図であり、回転軸４は第１軸受５と点Ｐおよび点Ｑの２点で接触し、第２軸受６は回転軸と点Ｒおよび点Ｓの２点で接触した状態となる。この状態でモータ４７を駆動することにより、回転軸４の回転と同期して第２軸受６および回転軸４の傾き方向が連続的に変化する（回転軸４および第２軸受６が揺動する。）。
ステップＳＴ５において、このときの第２軸受６の動きを芯ずれ計測機構４９および平行度計測機構５０により計測する（第１軸受５に対する第２軸受６の相対的な、傾き移動限界および第１軸受５の中心軸に直交する方向での移動限界すなわち揺動軌跡を検出する）。
以上のステップＳＴ１〜ＳＴ５が、本実施の形態１による軸受調芯組立方法の第１工程である。
【００４０】
ステップＳＴ６において、本実施の形態１による軸受調芯組立方法の第２工程として、例えばパーソナルコンピュータ等の計算機により、上記ステップＳＴ５での計測結果に基づいて第２軸受６の目標位置および目標姿勢を演算する。
図８は、芯ずれ計測機構４９にて計測した第２軸受６の水平方向（第１軸受の中心軸に直交する方向）の動きを示すデータの一例である。図８において、ＥＸおよびＥＹは装置に固定された直交座標系、Ｅｒは第２軸受６の水平移動軌跡であり第１軸受５および第２軸受６の両方に回転軸４が挿入された状態での水平移動限界を意味する。水平移動軌跡Ｅｒは円形でありその中心Ｅｏは幾何学的に第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心が一致する位置である。中心Ｅｏは円Ｅｒの点列データから例えば最小二乗法を用いて求めることができる。Ｅｃは第２軸受６の現在位置であり、ＥｏからＥｃへ向かうベクトルが現在の芯ずれを示す。このようにして第２軸受６の目標位置および目標位置に対する芯ずれを得ることができる。
【００４１】
図９は、平行度計測機構５０にて計測した第２軸受６の傾き方向の動きを示すデータの一例である。図９において、ＴＸおよびＴＹは装置に固定された直交座標系であり、傾きの大きさおよび傾き方向は計測面の法線ベクトルをＴＸ−ＴＹ平面に投影したベクトルで示す。Ｔｒは第２軸受６の傾き軌跡であり第１軸受５および第２軸受６の両方に回転軸４が挿入された状態での傾き限界を意味する。傾き軌跡Ｔｒは円形でありその中心Ｔｏは幾何学的に第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心軸が平行となる姿勢である。Ｔｃは第２軸受６の現在姿勢でありＴｏからＴｃへ向かうベクトルが現在の傾きの大きさおよび傾き方向を示す。このようにして第２軸受６の目標姿勢および目標姿勢に対する平行度および傾き方向を得ることができる。
【００４２】
このように、第１軸受５を円筒シェル１内の所定位置に保持し、回転軸４の所定位置に第１軸受５および第２軸受６を嵌合させた状態で回転軸４および第２軸受６を第１軸受の中心軸に対して所定の力で傾けて回転軸４および第２軸受６を揺動運動させたときの第１軸受５に対する第２軸受６の相対的な、傾き移動限界および第１軸受５の中心軸に直交する方向での移動限界を検出し、検出された移動限界の情報に基づいて第１軸受５に対する第２軸受６の目標位置および目標姿勢を求めることにより、第１軸受５および第２軸受６に軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設けることなく第１軸受５の軸受内周に対する第２軸受６の軸受内周の相対的な位置および姿勢関係を把握することが可能である。
【００４３】
また、回転軸４および第２軸受６を第１軸受５の中心軸に対して所定の力で傾けて回転軸４および第２軸受６の傾き方向を連続的に変化させる（揺動運動させる）際、回転軸４を回転させ、且つ回転軸４および第２軸受６を傾ける方向と回転軸４の回転角度を同期させる（歳差運動させる）ことにより、回転軸４における第１軸受５の嵌合する部分の軸心に対し回転軸４における第２軸受６が嵌合する部分の軸心がずれて（オフセットして）いたり（偏心）、平行でなかったり（軸曲がり）する場合でも、回転軸４が第１軸受５および第２軸受６と接触する回転軸４側の接触点が変わらないため、偏心および軸曲がりの影響を受けることなく、正確に第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心軸が一致する位置および姿勢を検出することができる。
【００４４】
さらに、回転軸４における第１軸受５が嵌合する部分の軸心に対して第２軸受６が嵌合する部分の軸心がずれている（偏心している）ことがあらかじめ分かっている場合、回転軸４および第２軸受６を傾ける方向を上記偏心方向と一致させることにより力学的に安定した状態となるため、回転軸４の回転速度が安定するので、第２軸受６の水平方向移動軌跡および傾き移動軌跡の計測誤差を小さくできる。
しかし、回転軸４の偏心および軸曲がりがほとんどない場合などには、回転軸４を回転させたり、回転軸４および第２軸受６を傾ける方向と回転軸４の回転角度を同期させたりしなくても、回転軸４および第２軸受６を第１軸受５の中心軸に対して傾けて回転軸４および第２軸受６を揺動運動させるだけでもよい。
【００４５】
次に、ステップＳＴ７において、芯ずれ調整機構５２を駆動し芯ずれ計測機構４９にて第２軸受６の現在の位置Ｅｃを得ながらフィードバック制御することにより目標位置Ｅｏに調整する。同じく、平行度調整機構５３を駆動し平行度計測機構５０により第２軸受６の現在の姿勢Ｔｒを得ながらフィードバック制御することにより目標姿勢Ｔｏに調整する。
さらに、ステップＳＴ８により、第２軸受保持機構５４を駆動して第２軸受６を目標位置および目標姿勢に保持する。
ステップＳＴ７およびＳＴ８が、本実施の形態１による軸受調芯組立方法の第３工程である。
【００４６】
最後に、本実施の形態１による軸受調芯組立方法の第５工程として、ステップＳＴ９により、溶接機構５５にて第２軸受６を円筒シェル１に３点同時にＭＡＧ溶接にて固定する。
本実施の形態１では溶接による第２軸受６の位置ずれおよび姿勢ずれを防止するため、各溶接点の溶接条件すなわち溶接トーチ先端から円筒シェル１外周までの距離、溶接電流、溶接電圧、溶接開始時間、溶接終了時間が同一になるように設定している。
【００４７】
なお、本実施の形態１では、第１軸受５を円筒シェルに固定する第４工程は第１工程の前に既に実施されている。このように、円筒シェル１を軸受調芯組立装置に保持する前に第１軸受５をあらかじめ円筒シェル１に固定しておくことにより、第１軸受５を円筒シェル１に固定する際、第１軸受が軸受調芯組立装置に対して位置ずれすることを防止できる。また、円筒シェル１を軸受調芯組立装置に対して固定することにより第１軸受５を軸受調芯組立装置に対して固定できるため、第１軸受５の軸受調芯組立装置への固定が容易に行える結果、軸受調芯組立装置の構造を単純化できるという効果がある。
なお、第１工程において、円筒シェル１を軸受調芯組立装置に保持してから第１軸受５を円筒シェル１に固定した場合には、第１軸受５が円筒シェル１や軸受調芯組立装置に対して位置ずれすることがあるが、この場合にも、すでに固定されている第１軸受５に対して第２軸受６の揺動運動および移動限界の検出が実施されるので、第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心軸を高精度に一致させることができるという効果がある。
【００４８】
このように、本実施の形態によれば、第１軸受５と第２軸受６にそれぞれ軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設ける必要がなく、第１軸受５および第２軸受６における高精度加工部は製品機能として不可欠な軸受孔のみでよいため、加工工数を削減でき安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、上記基準孔あるいは基準面の加工精度の影響を受けないため、第１軸受５の中心軸と第２軸受６の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００４９】
さらに、上記実施の形態１では、第１軸受５および第２軸受６の軸受孔に対し回転軸４を軸受クリアランスの限界まで傾けた状態で回転させるため、軸受孔端部の微小な突起部等を平滑化することができ、一種のなじみ効果が得られる。
【００５０】
なお、上記実施の形態１の図３では、芯ずれ計測機構４９および平行度計測機構５０がフロート部４０の水平方向位置および傾きを計測するように配置した例を示したが、第２軸受６の水平方向位置および傾きを直接計測するように配置すれば、第２軸受クランプ機構３５で第２軸受６をフロート部４０に対して強固に固定保持する必要ないので第２軸受クランプ機構３５を簡易なものにすることができる。
【００５１】
さらに、上記実施の形態１の図３では、芯ずれ計測機構４９および平行度計測機構５０が接触式の変位センサで構成される例を示したが、これを例えばレーザ変位計または渦電流式変位センサなどの非接触式の変位センサで構成することも可能であり、非接触式変位センサで構成した場合は、接触子先端の摩擦、接触圧力によるおよび計測面の微小な凹凸による計測誤差を防止することができる。
【００５２】
なお、上記実施の形態１では回転軸４および第２軸受６を第１軸受５の中心軸に対して所定の力で傾けて回転軸４および第２軸受６を揺動運動させたが、その代わりに、回転軸４および第２軸受６を第１軸受５の中心軸に対して所定の力で少なくとも異なる３方向に傾けてもよく、この場合にも、以下に説明するように同様の効果が得られる。
【００５３】
図８において、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３は第２軸受６を異なる３方向に傾けた場合に得られる第２軸受６の水平方向移動限界の点である。この３点を通る円Ｅｒを演算で求めることにより、円Ｅｒの中心Ｅｏすなわち第１軸受５の中心軸に対し第２軸受６の中心が一致する位置が得られる。また、図９においてＴ１，Ｔ２，Ｔ３は第２軸受６を異なる３方向に傾けた場合に得られる傾き限界の点であり、この３点を通る円Ｔｒを演算して求めることにより円Ｔｒの中心Ｔｏすなわち第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心軸が平行となる姿勢が得られる。
【００５４】
実施の形態２．
図１１および図１２は本発明の実施の形態２による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置を説明するための図であり、より具体的には、図１１は軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図、図１２は回転機構の外観図である。
図１２に示すように、第１軸受５の円筒シェル１開口側の端面には周方向９０度間隔でネジ穴１２が設けられている。また、図１１に示すように、ワーク載置台３１にはボルト孔６１が設けられ、ボルト孔６１にはボルト６２が挿入されており、このボルト６２がワーク載置台３１の上面に置かれた第１軸受５のネジ穴１２に螺合することにより、第１軸受５がワーク載置台６１に強固に固定される。
【００５５】
上記実施の形態１のステップＳＴ１では、円筒シェル保持機構３４が円筒シェル１の上部から加圧力を加えることにより第１軸受６をワーク載置台３１に固定する。円筒シェル１には、第２軸受６の水平移動軌跡および傾き軌跡計測時に第１軸受５を介して力が加わる。また、溶接時にも上部ベース３６に保持された第２軸受６から反力を受ける。これらの力に抗して円筒シェル１のワーク載置台３１に対する位置を保持するためには、円筒シェル保持機構３４か非常に大きな加圧力を発生する必要がある。円筒シェル１に大きな加圧力を加えると、円筒シェル１に歪が生じ第２軸受６の組立精度に影響を及ぼす恐れがある。さらにワーク載置台３１は昇降機構３２によりメインベース３０に対して押し付けて固定されている。昇降機構３２は円筒シェル保持機構３４の発生する加圧力を受けるため、円筒シェル保持機構３４が発生する加圧力よりもさらに大きな力を発生させる必要があり、軸受調芯組立装置が非常に大掛かりなものとなる。
【００５６】
これに対して、本実施の形態の構成では、ワーク載置台６１に対して直接第１軸受５をボルト６２で固定することができるため強固な固定が行える結果、本軸受調芯組立装置を用いた軸受調芯組立作業中に第１軸受の位置や姿勢が変化することを防止できる。しかも、円筒シェル１を上部から加圧する必要がないため円筒シェル保持機構３４が不要であり、昇降機構３２が発生する力を抑えることができるため、軸受調芯組立装置の簡素化が行える。このように、軸受調芯組立装置に対する第１軸受５の確実な固定と軸受調芯組立装置の簡素化との両方が可能となる。
【００５７】
なお、上記実施の形態１および２では、第１軸受５が円筒シェル１内の所定位置にあらかじめ溶接などにより固定されており、第１軸受保持手段と円筒シェル保持手段とが兼用される場合について説明したが、第１軸受５が円筒シェル１内の所定位置にあらかじめ固定されていない場合には、実施の形態１で示した円筒シェル保持機構４３が円筒シェル１を保持し、実施の形態２で示したボルト６２により第１軸受５をワーク載置台６１に保持するようにしてもよい。
【００５８】
実施の形態３．
図１３は本発明の実施の形態３による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置を説明するための図であり、より具体的には、軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。図１３において、６３および６４は第１軸受５の軸受調芯組立装置に対する位置および姿勢をそれぞれ計測する手段に相当する第１軸受水平位置計測機構および第１軸受傾き計測機構である。
本実施の形態による軸受調芯組立装置は、実施の形態１による軸受調芯組立装置に、第１軸受水平位置計測機構６３と第１軸受傾き計測機構６４とを付加したものである。
【００５９】
第１軸受水平位置計測機構６３はワーク載置台３１に周方向に１２０度間隔で３箇所に設けられており、第１軸受５の内周位置を計測する。第１軸受傾き計測機構６４はワーク載置台３１に周方向に１２０度間隔で３箇所に設けられており、第１軸受５の端面を鉛直方向に計測する。
【００６０】
実施の形態１のステップＳＴ５にて、第２軸受６の軸受調芯組立装置の基準に対する水平方向位置および姿勢を計測するとともに第１軸受５の水平方向位置および姿勢を計測した。
円筒シェル１の固定保持が不完全である場合、ステップＳＴ７からステップＳＴ９の間に、軸受調芯組立装置の基準に対する第１軸受５の位置および姿勢が変化することも考えられるが、本実施の形態４では、このような場合にも、第１軸受水平方向位置計測機構６３および第１軸受傾き計測機構６４で第１軸受５の位置および姿勢の変化量を把握することができるため、第１軸受５の中心軸に対する第２軸受６の中心軸の水平方向位置および傾きを正確に把握することができる。
【００６１】
なお、第１軸受水平位置計測機構６３は水平面内の直交する２軸方向の２箇所に設けても同様の効果を奏する。
【００６２】
また、円筒シェル１と第１軸受５とがあらかじめ固定されている場合は、第１軸受水平位置計測機構６３および第１軸受傾き計測機構６４は、円筒シェル１の位置および姿勢を計測するように構成しても同様の効果を奏する。
【００６３】
実施の形態４．
図１４〜図１６は本発明の実施の形態４による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置を説明するための図であり、より具体的には、図１４は軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図、図１５は回転軸、第１軸受および第２軸受をフレームの中心軸に対して傾けた様子を示す断面説明図、図１６は軸受調芯組立方法を説明するフローチャートである。
図１４において、１３はフレームである。第１軸受５は、例えば特開２０００−１６１２５４号公報等に詳細に記載されているように、フレーム１３の内周に配置されたＯリング１４を介して保持されており、フレーム１３の内周と所定の隙間を保った状態で鉛直方向に摺動可能に支持（回転軸４に沿って直動自在に保持）されている。フレーム１３は円筒シェル１内周の一端部に例えば溶接などにより固定されている。６５は第１軸受計測手段に相当する第１軸受傾き計測機構であり周方向に１２０度間隔で３箇所に配置され第１軸受５の軸受調芯組立装置に対する姿勢を計測する。
【００６４】
本実施の形態では、第１軸受５が円筒シェル１の一端部に固定されたフレーム１３により回転軸４に沿って直動自在に保持されており、本実施の形態による軸受調芯組立装置は、実施の形態１による軸受調芯組立装置に、第１軸受５の軸受調芯組立装置に対する姿勢を計測する第１軸受計測手段として、第１軸受傾き計測機構６５を付加したものである。
【００６５】
次に、本実施の形態による軸受調芯組立方法を、主に実施の形態１と異なる点について説明する。図１５は、実施の形態１で説明したステップＳＴ４における第１軸受１４の状態を示しており、本実施の形態では、第１軸受５が、円筒シェル１の他端部に固定されたフレーム１３の内周に配置されたＯリング１４を介してフレーム１３の内周に対して所定の隙間を保った状態で、フレーム１３の内周に保持されており、回転軸４および第２軸受６を所定の力で傾けることにより、第１軸受５はフレーム１３内で傾いてＯリング１４が変形し第１軸受４はフレーム１３の内周と点Ｔおよび点Ｕの２点で接触した状態となる。すなわち、本実施の形態では、ステップＳＴ４において、回転軸４、第１軸受５および第２軸受６をフレーム１３の中心軸に対して所定の力で傾けて、回転軸４、第１軸受５および第２軸受６を揺動運動させる。
【００６６】
このように、円筒シェル１を軸受調芯組立装置に保持しても第１軸受４が移動可能である場合でも、ステップＳＴ５において、第２軸受６の位置および姿勢を計測するとともに第１軸受４の姿勢を計測することによって、フレーム１３に対する第１軸受５の相対的な傾き移動限界、並びにフレーム１３に対する第２軸受６の相対的な、傾き移動限界およびフレーム１３の中心軸に直交する方向での移動限界を検出することができ、この計測データをステップＳＴ６の演算に用いることにより、第１軸受４の理想的姿勢における中心軸に対して第２軸受６の中心軸が一致した回転機構の組立が可能となる。
【００６７】
すなわち、軸受調芯組立装置に対する第１軸受５の姿勢を計測することにより、フレーム１３に対する第１軸受５の相対的な傾き移動限界を計測することができ、第１軸受５のフレーム１３に対する理想的な姿勢を算出することができるため、第１軸受５の理想的な姿勢に対して第２軸受６を位置決めすることができる。その結果、フレーム１３、第１軸受５および第２軸受６にそれぞれフレーム１３の第１軸受挿入用開口部および軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設ける必要がなく、フレーム１３、第１軸受５および第２軸受６における高精度加工部は製品機能として不可欠なフレーム１３の上記開口部および軸受孔のみでよいため、加工工数を削減でき安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、上記基準孔あるいは基準面の加工精度の影響を受けないため、第１軸受５の理想的位置および姿勢における中心軸と第２軸受６の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することができるという効果がある。
【００６８】
なお、上記実施の形態４では、フレーム１３が円筒シェル１内の所定位置にあらかじめ溶接などにより固定されており、フレーム保持手段が円筒シェル１を保持し、フレーム保持手段が円筒シェル保持手段を兼ねる場合について説明したが、実施の形態２で第１軸受５について説明したのと同様に、フレーム１３の円筒シェル１開口側の端面に、複数のネジ穴が設けられている場合に、フレーム保持手段が、複数のネジ穴にそれぞれ螺合する複数のボルトを有し、ネジ穴にボルトを螺合させてフレーム１３の軸受調芯組立装置に対する保持を行うことにより、フレーム１３の保持を強固に行うことができるため、本軸受調芯組立装置を用いた軸受調芯組立作業中にフレーム１３の位置や姿勢が変化することを防止でき、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とをより高精度に一致させることが可能となる。
【００６９】
また、上記実施の形態４では、フレーム１３が円筒シェル１内の所定位置にあらかじめ溶接などにより固定されており、フレーム保持手段と円筒シェル保持手段とが兼用される場合について説明したが、フレーム１３が円筒シェル１内の所定位置にあらかじめ固定されていない場合には、実施の形態１で示した円筒シェル保持機構４３が円筒シェル１を保持し、上述のボルト６２によりフレーム１３をワーク載置台６１に保持するようにしてもよい。
【００７０】
また、上記実施の形態４では、回転軸４、第１軸受５および第２軸受６をフレーム１３の中心軸に対して傾けて回転軸４、第１軸受５および第２軸受６の傾き方向を連続的に変化させる（揺動運動させる）際、回転軸４を回転させ、且つ回転軸４、第１軸受５および第２軸受６を傾ける方向と回転軸４の回転角度を同期させる（歳差運動させる）ことにより、回転軸４における第１軸受５の嵌合する部分の軸心に対し回転軸４における第２軸受６が嵌合する部分の軸心がずれて（オフセットして）いたり（偏心）、平行でなかったり（軸曲がり）する場合でも、偏心および軸曲がりの影響を受けることなく、正確に第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心軸が一致する位置および姿勢を検出することができるようにした。
しかし、回転軸４の偏心および軸曲がりがほとんどない場合などには、回転軸４を回転させたり、回転軸４、第１軸受５および第２軸受６を傾ける方向と回転軸４の回転角度を同期させたりしなくても、回転軸４、第１軸受５および第２軸受６をフレーム１３の中心軸に対して傾けて回転軸４、第１軸受５および第２軸受６を揺動運動させるだけでもよい。
【００７１】
また、回転軸４における第１軸受５が嵌合する部分の軸心に対して第２軸受６が嵌合する部分の軸心がずれている（偏心している）ことがあらかじめ分かっている場合には、回転軸４、第１軸受５および第２軸受６を傾ける方向を上記偏心方向と一致させることにより力学的に安定した状態となるため、回転軸４の回転速度が安定するので、第２軸受６の水平方向移動軌跡および傾き移動軌跡の計測誤差を小さくできるのは、実施の形態１で説明したのと同様である。
【００７２】
実施の形態５．
図１６は本発明の実施の形態５による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置を説明するための図であり、より具体的には、軸受調芯組立方法を説明するフローチャートである。
上記各実施の形態では、回転軸４および第２軸受６の揺動運動（歳差運動）の方向が１方向（回転軸４も回転して歳差運動する場合には回転軸４の正転方向）のみである場合について説明したが、本実施の形態では、揺動運動を正転方向と逆転方向の両方向について行い、それぞれの方向における第１軸受５に対する第２軸受６の相対的な、傾き移動限界および第１軸受５の中心軸に直交する方向での移動限界を検出して正転方向と逆転方向の上記各移動限界の平均値を算出し、各移動限界の平均値の情報に基づいて第１軸受５に対する第２軸受６の目標位置および目標姿勢を求める。
【００７３】
図１６に示すフローチャートは、実施の形態１の図１０で示したフローチャートにおいて、回転軸４および第２軸受６を逆転方向に揺動させるステップＳＴ１４と、そのときの第２軸受６の揺動軌跡を検出するステップＳＴ１５と、上記ステップＳＴ１５での計測結果に基づいて第２軸受６の目標位置および目標姿勢を演算するステップＳＴ１６と、ステップＳＴ６ステップＳＴ１６で得られた正転時と逆転時の第２軸受６の目標位置および目標姿勢をそれぞれ平均化して調芯目標位置および目標姿勢を決定するステップＳＴ１０とを付加したものである。
【００７４】
本実施の形態によれば、回転軸４および第２軸受６の第１軸受５に対する揺動運動に伴って発生する各部材の弾性変形および計測時の回転軸４と第１軸受５および第２軸受６間に発生する摩擦力によって発生する計測誤差をキャンセルすることが可能となり、第１軸受４の中心軸に対して第２軸受６の中心軸がより精度良く一致した回転機構の組立が可能となる。
【００７５】
なお、実施の形態４で説明したように、第１軸受５が円筒シェル１の一端部に固定されたフレーム１３により回転軸４に沿って直動自在に保持されている軸受を調芯して組み立てる場合にも、揺動運動を正転方向と逆転方向の両方向について行い、それぞれの方向における、フレーム１３に対する第１軸受５の相対的な傾き移動限界、並びにフレーム１３に対する第２軸受６の相対的な、傾き移動限界およびフレーム１３の中心軸に直交する方向での移動限界を検出して正転方向と逆転方向の上記各移動限界の平均値を算出し、各移動限界の平均値の情報に基づいて第１軸受５に対する第２軸受６の目標位置および目標姿勢を求めるようにしてもよく、この場合にも、回転軸４および第２軸受６の第１軸受５に対する揺動運動に伴って発生する各部材の弾性変形および計測時の回転軸４と第１軸受５および第２軸受６間に発生する摩擦力によって発生する計測誤差をキャンセルすることが可能となり、第１軸受４の中心軸に対して第２軸受６の中心軸がより精度良く一致した回転機構の組立が可能となる。
【００７６】
なお、上記各実施の形態では、第２軸受６の中心軸を第１軸受５の中心軸に一致させるように調芯する場合について説明したが、本発明による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置は第２軸受６の中心軸を第１軸受５の中心軸に一致させる場合に限らず、例えば、わざと所定距離ずらせるように調芯する場合などにも適用できることは言うまでもない。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る軸受調芯組立方法によれば、円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる方法であって、第１軸受を、動かないように保持された上記円筒シェル内の所定位置に保持し、上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸および第２軸受の傾き方向を連続的に変化させて揺動運動させるとともに、前記揺動運動の際、上記回転軸を回転運動させたときの第１軸受に対する第２軸受の相対的な、傾き移動限界および上記第１軸受の中心軸に直交する方向での移動限界を検出する第１工程と、第１工程で得られた上記移動限界の情報に基づいて第１軸受に対する第２軸受の目標位置および目標姿勢を求める第２工程と、第２軸受を上記第２工程で求められた目標位置および目標姿勢に位置決めし、その状態で保持する第３工程と、第１軸受を保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第４工程と、第２軸受を保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第５工程とを備えたので、第１軸受と第２軸受にそれぞれ軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設ける必要がなく、第１軸受および第２軸受における高精度加工部は製品機能として不可欠な軸受孔のみでよいため、加工工数を削減でき安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、上記基準孔あるいは基準面の加工精度の影響を受けないため、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００７８】
さらに、第１工程の前に第４工程が実施され、第１工程において、第１軸受が上記円筒シェル内の所定位置にあらかじめ固定されているので、第１軸受を円筒シェルに固定する際、第１軸受が組立装置に対して位置ずれすることを防止できるという効果がある。また、円筒シェルを組立装置に対して固定することにより第１軸受を組立装置に対して固定できるため第１軸受の組立装置への固定が容易に行える結果、組立装置の構造を単純化できるという効果がある。
【００７９】
さらに、第１工程において、上記回転軸および第２軸受を傾ける方向と上記回転軸の回転角度を同期させるので、回転軸における第１軸受の嵌合する部分の軸心に対し回転軸における第２軸受が嵌合する部分の軸心がずれていたり、平行でなかったりする場合でも、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００８０】
さらに、回転軸における第１軸受が嵌合する部分の軸心に対して第２軸受が嵌合する部分の軸心がずれていることがあらかじめ分かっている場合に、上記回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して傾ける方向を、上記ずれている方向と一致させるので、回転軸の傾き状態が力学的に安定した状態となり、回転軸の回転速度むらによる計測誤差を防止できるため、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とをより高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００８１】
さらに、第１工程において、回転軸および第２軸受の揺動運動を正転方向と逆転方向の両方向について行い、それぞれの方向における第１軸受に対する第２軸受の相対的な、傾き移動限界および上記第１軸受の中心軸に直交する方向での移動限界を検出して正転方向と逆転方向の上記各移動限界の平均値を算出し、第２工程において、各移動限界の平均値の情報に基づいて第１軸受に対する第２軸受の目標位置および目標姿勢を求めるので、回転軸および第２軸受の第１軸受に対する揺動運動に伴なって発生する各部材の弾性変形等の影響による計測誤差をキャンセルすることができ、第１軸受の中心軸に第２軸受の中心軸をより高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００８２】
また、本発明の別の発明に係る軸受調芯組立方法によれば、円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる方法であって、第１軸受が上記円筒シェルの一端部に固定されたフレームにより上記回転軸に沿って直動自在に保持される場合に、上記第１軸受を直動自在に保持したフレームを、動かないように保持された上記円筒シェル内の所定位置に保持し、上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸、第１軸受および第２軸受を上記フレームの中心軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸、第１軸受および第２軸受の傾き方向を連続的に変化させて揺動運動させさせるとともに、前記揺動運動の際、上記回転軸を回転運動させ、上記回転軸、上記第１軸受および第２軸受を傾ける方向と上記回転軸の回転角度を同期させ、上記回転軸を回転運動させたときの、上記フレームに対する第１軸受の相対的な傾き移動限界、並びに上記フレームに対する第２軸受の相対的な、傾き移動限界および上記フレームの中心軸に直交する方向での移動限界を検出する第１工程と、第１工程で得られた上記移動限界の情報に基づいて上記フレームに対する第２軸受の目標位置および目標姿勢を求める第２工程と、第２軸受を上記第２工程で求められた目標位置および目標姿勢に位置決めし、その状態で保持する第３工程と、上記フレームを保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第４工程と、第２軸受を保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第５工程とを備えたので、フレーム、第１軸受および第２軸受にそれぞれフレームの第１軸受挿入用開口部および軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設ける必要がなく、フレーム、第１軸受および第２軸受における高精度加工部は製品機能として不可欠なフレームの上記開口部および軸受孔のみでよいため、加工工数を削減でき安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、上記基準孔あるいは基準面の加工精度の影響を受けないため、第１軸受の理想的姿勢における中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することができるという効果がある。
【００８３】
さらに、第１軸受、第２軸受またはフレームを円筒シェルに固定する方法がスポット溶接であり、周方向に均等な間隔で配置された少なくとも３箇所で上記円筒シェルと第１軸受、第２軸受またはフレームを溶接固定するので、固定部品が不要であり安価な回転機構を提供でき、しかも、周方向に均等な間隔で配置された３箇所以上の溶接点で固定することにより、溶接によって第１軸受またはフレームに対する第２軸受の相対的な位置および姿勢が変化することを防止することができる結果、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とをより高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することができるという効果がある。
【００８４】
また、本発明に係る軸受調芯組立装置によれば、円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる装置であって、第１軸受を保持する第１軸受保持手段と、第２軸受を保持する第２軸受保持手段と、上記円筒シェルを保持する円筒シェル保持手段と、上記第２軸受保持手段を、第２軸受の中心軸まわりの回転方向を拘束し、第２軸受の中心軸方向および該中心軸方向に対し直交する方向の並進自由度と第２軸受の中心軸に直交する軸まわりの回転自由度を可動的に支持する第２軸受支持手段と、上記回転軸を、その軸方向位置を拘束し回転および傾き可能に支持する回転軸支持手段と、上記回転軸を回転させる回転力を発生する回転力発生手段と、上記回転軸に上記回転力発生手段の回転力を伝達する回転力伝達手段と、上記回転軸を傾ける回転軸傾斜モーメント付加手段と、上記回転軸の傾き方向と一致する方向に第２軸受を傾ける第２軸受傾斜モーメント付加手段と、第２軸受の軸受調芯組立装置に対する位置および姿勢を計測する第２軸受計測手段と、上記第２軸受計測手段によって計測された結果に基づき第２軸受の目標位置および目標姿勢を計算する計算手段と、第２軸受を上記目標位置および目標姿勢に位置決めしその状態で保持する位置決め手段と、第１軸受および第２軸受をそれぞれ上記円筒シェルに固定する固定手段とを備え、上記回転軸傾斜モーメント付加手段による回転軸の傾き方向および上記第２軸受傾斜モーメント付加手段による第２軸受の傾き方向と回転軸の回転角度とを同期させるように構成したので、第１軸受と第２軸受にそれぞれ軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設ける必要がなく、第１軸受および第２軸受における高精度加工部は製品機能として不可欠な軸受孔のみでよいため、加工工数を削減でき安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、上記基準孔あるいは基準面の加工精度の影響を受けないため、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００８５】
さらに、回転軸を回転させる回転力を発生する回転力発生手段と上記回転軸に上記回転力発生手段の回転力を伝達する回転力伝達手段とを備え、回転軸傾斜モーメント付加手段による回転軸の傾き方向および第２軸受傾斜モーメント付加手段による第２軸受の傾き方向と回転軸の回転角度とを同期させるように構成したので、回転軸における第１軸受の嵌合する部分の軸心に対し回転軸における第２軸受が嵌合する部分の軸心がずれて（オフセットして）いたり、平行でなかったりする場合でも、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００８６】
さらに、第１軸受が円筒シェル内の所定位置にあらかじめ固定されている場合に、第１軸受固定手段が円筒シェルを保持し、上記第１軸受保持手段が円筒シェル保持手段を兼ねるので、円筒シェルを保持することで第１軸受固定手段の構造を簡素化できるという効果がある。
【００８７】
さらに、第１軸受の円筒シェル開口側の端面に複数のネジ穴が設けられている場合に、第１軸受保持手段が、上記複数のネジ穴にそれぞれ螺合する複数のボルトを有するので、ネジ穴にボルトを螺合させて第１軸受の軸受調芯組立装置に対する保持を行うことにより、第１軸受の保持を強固に行うことができるため、本軸受調芯組立装置を用いた軸受調芯組立作業中に第１軸受の位置や姿勢が変化することを防止でき、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とをより高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００８８】
さらに、第１軸受の軸受調芯組立装置に対する位置および姿勢を検出する手段を備えたので、第１軸受の軸受調芯組立装置に対する位置および姿勢が変化した場合、その位置および姿勢の変化を検出し第２軸受の目標位置および目標姿勢を補正することによって、第１軸受の軸受調芯組立装置に対する位置および姿勢が変化した場合にも、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００８９】
さらに、第２軸受計測手段が、非接触式の変位センサからなるので、第２軸受の軸受調芯組立装置の基準に対する位置および姿勢を、接触子による外乱を与えることなく計測することができ、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とをより高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００９０】
また、本発明の別の発明に係る軸受調芯組立装置によれば、円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる装置であって、第１軸受が上記円筒シェルの他端部に固定されたフレームにより上記回転軸に沿って直動自在に保持される場合に、上記フレームを保持するフレーム保持手段と、第２軸受を保持する第２軸受保持手段と、上記円筒シェルを保持する円筒シェル保持手段と、上記第２軸受保持手段を、第２軸受の中心軸まわりの回転方向を拘束し、第２軸受の中心軸方向および該中心軸方向に対し直交する方向の並進自由度と第２軸受の中心軸に直交する軸まわりの回転自由度を可動的に支持する第２軸受支持手段と、上記回転軸を、その軸方向位置を拘束し回転および傾き可能に支持する回転軸支持手段と上記回転軸を回転させる回転力を発生する回転力発生手段と、上記回転軸に上記回転力発生手段の回転力を伝達する回転力伝達手段と、上記回転軸を傾ける回転軸傾斜モーメント付加手段と、上記回転軸の傾き方向と一致する方向に第１軸受を傾ける第１軸受傾斜モーメント付加手段と、上記回転軸の傾き方向と一致する方向に第２軸受を傾ける第２軸受傾斜モーメント付加手段と、第１軸受の軸受調芯組立装置の基準に対する姿勢を計測する第１軸受計測手段と、第２軸受の軸受調芯組立装置の基準に対する位置および姿勢を計測する第２軸受計測手段と、上記第１および第２軸受計測手段によって計測された結果に基づき第２軸受の目標位置および目標姿勢を計算する計算手段と、第２軸受を上記目標位置および目標姿勢に位置決めしその状態で保持する位置決め手段と、上記フレームおよび第２軸受をそれぞれ上記円筒シェルに固定する固定手段とを備え、上記回転軸傾斜モーメント付加手段による回転軸の傾き方向、上記第１軸受傾斜モーメント付加手段による第１軸受の傾き方向および上記第２軸受傾斜モーメント付加手段による第２軸受の傾き方向と回転軸の回転角度とを同期させるように構成したので、フレーム、第１軸受および第２軸受にそれぞれフレームの第１軸受挿入用開口部および軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設ける必要がなく、フレーム、第１軸受および第２軸受における高精度加工部は製品機能として不可欠なフレームの上記開口部および軸受孔のみでよいため、加工工数を削減でき安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、上記基準孔あるいは基準面の加工精度の影響を受けないため、第１軸受の理想的姿勢における中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態１による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置によって組み立てられる回転機構を示す縦断面図である。
【図２】 実施の形態１による軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図３】 実施の形態１による軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図４】 実施の形態１による軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図５】 実施の形態１による軸受調芯組立装置で用いられる回転軸支持機構を拡大して示す縦断面図である。
【図６】 実施の形態１による軸受調芯組立装置で用いられる軸連結部の構成を説明する斜視図である。
【図７】 実施の形態１に係わり回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して傾けた様子を示す断面説明図である。
【図８】 実施の形態１に係わり芯ずれ計測機構にて計測した第２軸受の水平方向の動きを示す説明図である。
【図９】 実施の形態１に平行度計測機構にて計測した第２軸受の傾き方向の動きを示す説明図である。
【図１０】 実施の形態１による軸受調芯組立方法を説明するフローチャートである。
【図１１】 実施の形態２による軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図１２】 実施の形態２に係わる回転機構の外観図である。
【図１３】 実施の形態３による軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図１４】 実施の形態４による軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図１５】 実施の形態４に係わり回転軸、第１軸受および第２軸受をフレームの中心軸に対して傾けた様子を示す断面説明図である。
【図１６】 実施の形態４による軸受調芯組立方法を説明するフローチャートである。
【図１７】 スクロール圧縮機の構成を示す断面説明図である。
【図１８】 従来の軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 円筒シェル、２ ステータ、３ ロータ、４ 回転軸、５ 第１軸受、６第２軸受、７ 電動機部分、８ 圧縮部、１０ 回転機構、１２ ネジ穴、１３ フレーム、３３ 回転軸支持機構、３４ 円筒シェル保持機構、３５ 第２軸受クランプ機構、４０ フロート部、４１ フロート機構、４２ ＸＹテーブル、４４ 第２軸受傾斜モーメント付加機構、４５ 回転軸傾斜モーメント付加機構、４６ 駆動軸、４７ モータ、４８ 軸連結部、４９ 芯ずれ計測機構、５０ 平行度計測機構、５１ 連結爪、５２ 芯ずれ調整機構、５３ 平行度調整機構、５４ 第２軸受保持機構、５５ 溶接機構、６２ ボルト、６３ 第１軸受水平位置計測機構、６４、６５ 第１軸受傾き計測機構。
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸を支持する２つの軸受を調芯して組み立てる軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置に関するものであり、例えば、冷凍装置、空気調和機、真空ポンプ等に使用されるスクロール圧縮機等の、円筒シェル内の両端部に配置された２つの軸受により回転軸が支持された回転機構を組み立てるのに用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機等に使用されるスクロール圧縮機は、図１７に示すように、胴体ケーシング（円筒シェル）１、ステータ２、ロータ３、回転軸４、上部軸受（第１軸受）５および下部軸受（第２軸受）６からなる電動機部分７に、圧縮部８を一体的に組み込んだ構成になっている。電動機部分７においては、ステータ２は円筒形状の胴体ケーシング１の内側に焼嵌め等により固定されている。ロータ３はクランク軸である回転軸４の外側に圧入等により固定されて、ステータ２の内側に所定隙間をあけて挿入されている。上部軸受５および下部軸受６は胴体ケーシング１の両端部内に取り付けられて、回転軸４を回転自在に支持している。
【０００３】
このようなスクロール圧縮機の組立工程の１つである軸受５、６を調芯して組み立てる方法およびその装置は、例えば特開平８−１２８３９６号公報に開示されている。
以下、図１８をもとに従来のこの種の軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置について説明する。従来の軸受調芯組立装置は、図１８に示すように、ステータ２を内挿された胴体ケーシング１の下端部内に上部軸受５を取り付ける第１軸受組立機Ａと、上部軸受５の取り付けを終えた胴体ケーシング１の中心部に、ロータ３が外挿された回転軸４を挿入する回転軸組立機Ｂと、回転軸４の挿入を終えた胴体ケーシング１の上端部内に下部軸受６を取り付ける第２軸受組立機Ｃとからなる。
【０００４】
従来の軸受調芯組立方法は、まず、上部軸受５はパレット１０にて水平に支持されながら第１軸受組立機Ａに運ばれ、胴体ケーシング１に組み付けられる。この際、第１軸受組立機Ａに取り付けた位置決めピン（図示せず）がパレット１０側に設けられたピン孔（図示せず）に挿入されることにより、第１軸受組立機Ａの組立位置にパレット１０が固定され、その結果、パレット１０上の上部軸受５が、その中心を基準として第１軸受組立機Ａの組立位置に固定される。
【０００５】
次に、上部軸受５を組み付けられた胴体ケーシング１は、パレット１０でそのまま回転軸組立機Ｂに運ばれ、該組立機Ｂで回転軸４を組み付けられる。
その後、上部軸受５および回転軸４を組み付けられた胴体ケーシング１は、第２軸受組立機Ｃに運ばれ、下部軸受６が組み付けられる。この際、第２軸受組立機Ｃに取り付けた位置決めピン（図示せず）がパレット１０側に設けられたピン孔（図示せず）に挿入されることにより、第２軸受組立機Ｃの組立位置にパレット１０が固定され、その結果、上部軸受５の中心を基準として胴体ケーシング１が第２軸受組立機Ｃの組立位置に固定される。また、下部軸受６には基準面が設けられ、この基準面を第２軸受組立機Ｃに設けられた当ブロック（図示せず）に押し付けることにより、下部軸受を水平にする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置では、第１軸受および第２軸受に、軸受孔との位置関係および姿勢の関係がそれぞれ高精度に規定された基準孔または基準面を設け、この基準孔および基準面を軸受調芯組立装置（各組立機Ａ、Ｂ、Ｃ）に対して高精度に芯出しおよび姿勢出しをして固定する必要があった。
したがって、上記基準孔および基準面の加工工数が増えるため製品がコストアップするという問題点があった。また、上記基準孔および基準面と軸受孔との同軸度および平行度、並びに第１軸受および第２軸受を軸受調芯組立装置（各組立機Ａ、Ｂ、Ｃ）に固定する際の位置決め誤差が軸受組立精度に集積されるため、組立精度に限界があるという問題点もあった。
【０００７】
本発明は、上記のような従来のものの問題点を解決するためになされたものであり、第１および第２軸受に、軸受孔との位置関係および姿勢の関係がそれぞれ高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設けなくても、高精度な軸受調芯組立が可能となるような軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る軸受調芯組立方法は、円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる方法であって、第１軸受を、動かないように保持された上記円筒シェル内の所定位置に保持し、上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸および第２軸受の傾き方向を連続的に変化させて揺動運動させるとともに、前記揺動運動の際、上記回転軸を回転運動させ、上記回転軸および第２軸受を傾ける方向と上記回転軸の回転角度を同期させたときの第１軸受に対する第２軸受の相対的な、傾き移動限界および上記第１軸受の中心軸に直交する方向での移動限界を検出する第１工程と、第１工程で得られた上記移動限界の情報に基づいて第１軸受に対する第２軸受の目標位置および目標姿勢を求める第２工程と、第２軸受を上記第２工程で求められた目標位置および目標姿勢に位置決めし、その状態で保持する第３工程と、第１軸受を保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第４工程と、第２軸受を保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第５工程とを備えたものである。
【０００９】
さらに、第１工程の前に第４工程が実施され、第１工程において、第１軸受が上記円筒シェル内の所定位置にあらかじめ固定されているものである。
【００１０】
さらに、第１工程において、上記回転軸および第２軸受を傾ける方向と上記回転軸の回転角度を同期させるものである。
【００１１】
さらに、回転軸における第１軸受が嵌合する部分の軸心に対して第２軸受が嵌合する部分の軸心がずれていることがあらかじめ分かっている場合に、上記回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して傾ける方向を、上記ずれている方向と一致させるものである。
【００１２】
さらに、第１工程において、回転軸および第２軸受の揺動運動を正転方向と逆転方向の両方向について行い、それぞれの方向における第１軸受に対する第２軸受の相対的な、傾き移動限界および上記第１軸受の中心軸に直交する方向での移動限界を検出して正転方向と逆転方向の上記各移動限界の平均値を算出し、第２工程において、各移動限界の平均値の情報に基づいて第１軸受に対する第２軸受の目標位置および目標姿勢を求めるものである。
【００１３】
また、本発明の別の発明に係る軸受調芯組立方法は、円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる方法であって、第１軸受が上記円筒シェルの一端部に固定されたフレームにより上記回転軸に沿って直動自在に保持される場合に、上記第１軸受を直動自在に保持したフレームを、動かないように保持された上記円筒シェル内の所定位置に保持し、上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸、第１軸受および第２軸受を上記フレームの中心軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸、第１軸受および第２軸受の傾き方向を連続的に変化させて揺動運動させるとともに、前記揺動運動の際、上記回転軸を回転運動させ、上記回転軸、上記第１軸受および第２軸受を傾ける方向と上記回転軸の回転角度を同期させ、上記回転軸を回転運動させたときの、上記フレームに対する第１軸受の相対的な傾き移動限界、並びに上記フレームに対する第２軸受の相対的な、傾き移動限界および上記フレームの中心軸に直交する方向での移動限界を検出する第１工程と、第１工程で得られた上記移動限界の情報に基づいて上記フレームに対する第２軸受の目標位置および目標姿勢を求める第２工程と、第２軸受を上記第２工程で求められた目標位置および目標姿勢に位置決めし、その状態で保持する第３工程と、上記フレームを保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第４工程と、第２軸受を保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第５工程とを備えたものである。
【００１４】
さらに、第１軸受、第２軸受またはフレームを円筒シェルに固定する方法がスポット溶接であり、周方向に均等な間隔で配置された少なくとも３箇所で上記円筒シェルと第１軸受、第２軸受またはフレームを溶接固定するものである。
【００１５】
また、本発明に係る軸受調芯組立装置は、円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる装置であって、第１軸受を保持する第１軸受保持手段と、第２軸受を保持する第２軸受保持手段と、上記円筒シェルを保持する円筒シェル保持手段と、上記第２軸受保持手段を、第２軸受の中心軸まわりの回転方向を拘束し、第２軸受の中心軸方向および該中心軸方向に対し直交する方向の並進自由度と第２軸受の中心軸に直交する軸まわりの回転自由度を可動的に支持する第２軸受支持手段と、上記回転軸を、その軸方向位置を拘束し回転および傾き可能に支持する回転軸支持手段と、上記回転軸を回転させる回転力を発生する回転力発生手段と、上記回転軸に上記回転力発生手段の回転力を伝達する回転力伝達手段と、上記回転軸を傾ける回転軸傾斜モーメント付加手段と、上記回転軸の傾き方向と一致する方向に第２軸受を傾ける第２軸受傾斜モーメント付加手段と、第２軸受の軸受調芯組立装置に対する位置および姿勢を計測する第２軸受計測手段と、上記第２軸受計測手段によって計測された結果に基づき第２軸受の目標位置および目標姿勢を計算する計算手段と、第２軸受を上記目標位置および目標姿勢に位置決めしその状態で保持する位置決め手段と、第１軸受および第２軸受をそれぞれ上記円筒シェルに固定する固定手段とを備え、上記回転軸傾斜モーメント付加手段による回転軸の傾き方向および上記第２軸受傾斜モーメント付加手段による第２軸受の傾き方向と回転軸の回転角度とを同期させるように構成したものである。
【００１６】
さらに、回転軸を回転させる回転力を発生する回転力発生手段と上記回転軸に上記回転力発生手段の回転力を伝達する回転力伝達手段とを備え、回転軸傾斜モーメント付加手段による回転軸の傾き方向および第２軸受傾斜モーメント付加手段による第２軸受の傾き方向と回転軸の回転角度とを同期させるように構成したものである。
【００１７】
さらに、第１軸受が円筒シェル内の所定位置にあらかじめ固定されている場合に、第１軸受固定手段が円筒シェルを保持し、上記第１軸受保持手段が円筒シェル保持手段を兼ねるものである。
【００１８】
さらに、第１軸受の円筒シェル開口側の端面に複数のネジ穴が設けられている場合に、第１軸受保持手段が、上記複数のネジ穴にそれぞれ螺合する複数のボルトを有するものである。
【００１９】
さらに、第１軸受の軸受調芯組立装置に対する位置および姿勢を検出する手段を備えたものである。
【００２０】
さらに、第２軸受計測手段が、非接触式の変位センサからなるものである。
【００２１】
また、本発明の別の発明に係る軸受調芯組立装置は、円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる装置であって、第１軸受が上記円筒シェルの他端部に固定されたフレームにより上記回転軸に沿って直動自在に保持される場合に、上記フレームを保持するフレーム保持手段と、第２軸受を保持する第２軸受保持手段と、上記円筒シェルを保持する円筒シェル保持手段と、上記第２軸受保持手段を、第２軸受の中心軸まわりの回転方向を拘束し、第２軸受の中心軸方向および該中心軸方向に対し直交する方向の並進自由度と第２軸受の中心軸に直交する軸まわりの回転自由度を可動的に支持する第２軸受支持手段と、上記回転軸を、その軸方向位置を拘束し回転および傾き可能に支持する回転軸支持手段と、上記回転軸を回転させる回転力を発生する回転力発生手段と、上記回転軸に上記回転力発生手段の回転力を伝達する回転力伝達手段と、上記回転軸を傾ける回転軸傾斜モーメント付加手段と、上記回転軸の傾き方向と一致する方向に第１軸受を傾ける第１軸受傾斜モーメント付加手段と、上記回転軸の傾き方向と一致する方向に第２軸受を傾ける第２軸受傾斜モーメント付加手段と、第１軸受の軸受調芯組立装置の基準に対する姿勢を計測する第１軸受計測手段と、第２軸受の軸受調芯組立装置の基準に対する位置および姿勢を計測する第２軸受計測手段と、上記第１および第２軸受計測手段によって計測された結果に基づき第２軸受の目標位置および目標姿勢を計算する計算手段と、第２軸受を上記目標位置および目標姿勢に位置決めしその状態で保持する位置決め手段と、上記フレームおよび第２軸受をそれぞれ上記円筒シェルに固定する固定手段とを備え、上記回転軸傾斜モーメント付加手段による回転軸の傾き方向、上記第１軸受傾斜モーメント付加手段による第１軸受の傾き方向および上記第２軸受傾斜モーメント付加手段による第２軸受の傾き方向と回転軸の回転角度とを同期させるように構成したものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１〜図１０は本発明の実施の形態１による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置を説明するための図であり、より具体的には、図１は本実施の形態１による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置によって組み立てられる回転機構を示す縦断面図、図２〜図４は軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図、図５は回転軸支持機構を拡大して示す縦断面図、図６は軸連結部の構成を説明する斜視図、図７は回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して傾けた様子を示す断面説明図、図８は芯ずれ計測機構にて計測した第２軸受の水平方向の動きを示す説明図、図９は平行度計測機構にて計測した第２軸受の傾き方向の動きを示す説明図、図１０は軸受調芯組立工程を説明するフローチャートである。
【００２３】
図１おいて、１は円筒シェル、２は円筒シェル１の内周に固定されたステータ、３はロータ、４は外周にロータ３が固定された回転軸、５は円筒シェル１内周の一端部に固定され、回転軸４の一端側（下側）外周が嵌挿された第１軸受、６は円筒シェル１内周の他端部に固定され、回転軸４の他端側（上側）外周が嵌挿された第２軸受であり、これらが被組立体である回転機構１０を構成している。 本発明による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置は、主に、第２軸受６を円筒シェル１に固定する工程に適用するものであり、図１は、第２軸受６が円筒シェル１に固定された状態を示している。
【００２４】
以下、本実施の形態による軸受調芯組立装置の構成を、図２〜図４を基に説明する。図２において、３０は軸受調芯組立装置のメインベース、３１は円筒シェル１が上部に載置されるワーク載置台、３２はワーク載置台を昇降し且つメインベース３０の下面に押し付けることによりワーク載置台３１をメインベース３０に対して固定するワーク昇降機構である。３３は回転軸４を支持する回転軸支持機構であり、回転軸４を、その軸方向位置を拘束し回転および傾き可能に支持する回転軸支持手段に相当する。３４は円筒シェル１をメインベース３０に対して固定されたワーク載置台３１に対して押し付けて固定する円筒シェル保持機構であり、円筒シェル１を保持する円筒シェル保持手段に相当し、本実施の形態では第１軸受５が円筒シェル１内の所定位置にあらかじめ固定されているので、円筒シェル１を保持することにより第１軸受５をも保持することになり、第１軸受保持手段にも相当する。３５は第２軸受６を設定された高さに保持する第２軸受クランプ機構であり、第２軸受保持手段に相当する。３６は支柱３７でメインベース３０に対して強固に固定された上部ベースＡである。
【００２５】
ワーク載置台３１は、メインベース３０に対し上下動のみ可動にガイド等で支持されている。
回転軸支持機構３３は、例えば図５に示すような構成となっている。図５において、９１は回転軸４の下端部を支持する球、９２は球９１を支持する複数の小球、９３は球９１および複数の小球９２を収納するケース、９４はケース９４を支持するスラストベアリングであり、回転軸４を、回転可能且つ回転軸４の下端部が水平移動可能に支持している。なお、４ａは回転軸４の下端部に設けられ球９１の一部が嵌る凹部である。
【００２６】
図３において、４０は第２軸受６が第２軸受クランプ機構３５により保持されているフロート部、４１はフロート部４０を鉛直方向に複数点で支持しているフロート機構、４２はフロート部４０を上部ベースＡ３６に固定された上部ベースＢ４３に対し水平方向移動可能に支持するＸＹテーブルであり、第２軸受クランプ機構３５およびフロート部４０、フロート機構４１およびＸＹテーブル４２が、第２軸受保持手段を、回転軸４まわりの回転方向を拘束し、第２軸受６の中心軸まわりの回転方向を拘束し、第２軸受６の中心軸方向および該中心軸方向に対し直交する方向の並進自由度と第２軸受６の中心軸に直交する軸まわりの回転自由度を可動的に支持する第２軸受支持手段に相当する。
【００２７】
４４はフロート部４０に支持された第２軸受６を回転軸４に対して傾ける第２軸受傾斜モーメント付加機構であり、第２軸受傾斜モーメント付加手段に相当する。４５は軸連結部４８にて連結された回転軸４を第１軸受５に対して傾ける回転軸傾斜モーメント付加機構であり、回転軸傾斜モーメント付加手段に相当する。４６（４６ａ、４６ｂ、４６ｃ）はモータ４７にて回転駆動される駆動軸、４８は駆動軸４６と回転軸４とを連結する軸連結部であり、モータ４７が回転軸４を回転させる回転力を発生する回転力発生手段に相当し、駆動軸４６と軸連結部４８とが回転軸４に回転力発生手段の回転力を伝達する回転力伝達手段に相当する。４９はフロート部４０の水平方向位置を計測する芯ずれ計測機構、５０はフロート部４０の鉛直方向位置を計測する平行度計測機構であり、これら芯ずれ計測機構４９および平行度計測機構５０が第２軸受６の軸受調芯組立装置に対する位置および姿勢を計測する第２軸受計測手段に相当する。
【００２８】
軸連結部４８は、例えば図６に示すように回転軸４の上端部軸端のスリット部１１に軸連結部４８の内周に設けられた連結爪５１が挿入するようになっており、駆動軸４６に対し軸方向に摺動可能で回転が拘束された状態で支持され、バネ５６で鉛直下向きに押し付けられている。このように構成することで駆動軸４６と回転軸４の回転位相を一致させ同期して回転が行える。
【００２９】
第２軸受傾斜モーメント付加機構４４および回転軸傾斜モーメント付加機構４５は駆動軸４６に固定されており、駆動軸４６が回転すると第２軸受傾斜モーメント付加機構４４および回転軸傾斜モーメント付加機構４５は駆動軸４６回りで回転するため、駆動軸４６の回転と同期して第２軸受６および回転軸４の傾き方向が連続的に変化する。図３中、第２軸受傾斜モーメント付加機構４４はフロート部４０の上部に右方向に荷重を付加することにより第２軸受６を右方向に移動させさらに右回りの回転方向に傾けるモーメント力を付加する。回転軸傾斜モーメント４５は駆動軸Ｂ４６ｂに取り付けられたアーム７０の左端部に下方向に荷重を付加することにより、駆動軸Ｂ４６ｂをジョイントＡ７１を中心とした左回りの回転方向に回転するためジョイントＢ７２は右方向に移動する。軸連結部４８によって連結された回転軸４はジョイントＢ７２が右方向に移動することにより、第１軸受５の軸受中心に対して右回りの回転方向に傾くモーメント力を付加する。このように構成することにより、第２軸受６の傾き方向と回転軸４の傾き方向が同一方向となる。
【００３０】
第２軸受傾斜モーメント付加機構４４および回転軸傾斜モーメント付加機構４５は、バネ部材を介して駆動軸４６に取り付けられており、駆動軸４６の回転中に第２軸受６および回転軸４に付加するモーメント力が変化しないように構成されている。また、第２軸受傾斜モーメント力は、フロート部４０傾斜時に発生するフロート機構４１のバネ力による復元モーメント力よりも大きく、回転軸４と第２軸受６の接触状態が図７に示した２点接触状態となるように設定する。また、回転軸傾斜モーメント力においても、回転軸４と第１軸受５の接触状態が図７に示した２点接触状態となるように設定する。第２軸受傾斜モーメント力および回転軸傾斜モーメント力があまりに大きいと、第２軸受６と回転軸４との摩擦力および第１軸受５と回転軸４との摩擦力が大きくなり、第２軸受６および回転軸４の揺動軌跡が不安定になる場合または軸受が損傷する場合があるため、第２軸受傾斜モーメント力および回転軸傾斜モーメント力を適切な大きさに設定する必要がある。
【００３１】
駆動軸４６は駆動軸Ａ４６ａ、駆動軸Ｂ４６ｂ、駆動軸Ｃ４６ｃの３つに分割されており、ジョイントＡ７１、ジョイントＢ７２によって、各駆動軸Ａ４６ａ、駆動軸Ｂ４６ｂ、駆動軸Ｃ４６ｃを駆動軸４６の回転方向と軸方向を拘束した状態で連結している。すなわち、ジョイントＡ７１の関節部分において、駆動軸Ｂ４６ｂは駆動軸Ａ４６ａに対して垂直な平面内で偏心する自由度を持ち、さらに駆動軸Ｂ４６ｂは周方向全方向に折れ曲がるように回転する自由度を持つ。ジョイントＢ７２についても同様で駆動軸Ｃ４６ｃは駆動軸Ｂ４６ｂに対して同様の自由度を有している。
回転軸傾斜モーメント付加機構４５は、駆動軸Ｂ４６ｂに取り付けられた荷重付加バー７０を下向きに押圧する。駆動軸Ｂ４６ｂはジョイントＡ部で回転することにより駆動軸Ｂ４６ｂが傾き、駆動軸Ｃ４６ｃを偏心させる。駆動軸Ｃ４６ｃの下端には軸連結部４８が設けられているため、軸連結部４８にて連結された回転軸４の上端を偏心させ、回転軸４が傾く。
このように構成することにより回転軸４の傾斜が行え、モータ４７を駆動することにより回転軸４の回転角度に同期して回転軸４の傾け方向を円滑に変化させることができる。
【００３２】
なお、回転軸傾斜モーメントは第２軸受傾斜モーメント付加機構４４によっても発生するが、本実施の形態では回転軸４を傾ける力を発生する機構と第２軸受６を傾ける力を発生する機構とを別々に設けることにより、第２軸受６と回転軸４の接触力を最小限にすることが可能となり、この接触力による摩擦力で計測誤差が発生するのを防止している。
【００３３】
また、本実施の形態では、回転軸傾斜モーメントおよび第２軸受傾斜モーメントは駆動軸４６の回転角度により変化しない構成とすることが必要であるが、回転軸傾斜モーメントおよび第２軸受傾斜モーメントが駆動軸４６の回転角度によりばらつく場合は、あらかじめモーメント力の変化に対する第２軸受６の水平移動限界および傾き限界の変化を調べておき、各傾斜モーメント付加機構にロードセルなどの力センサを設けてモーメント力を検出し、これらの情報をもとにモーメント力のばらつきに対して第２軸受６の水平移動限界および傾き限界を補正する。
【００３４】
モータ４６はサーボモータで構成されており、駆動軸４６回転時の回転角度の把握および回転速度の制御が可能である。回転軸４は駆動軸４６と回転方向で拘束されているため、モータ４６により回転軸４の回転角度の把握および回転速度の制御が可能となる。
【００３５】
芯ずれ計測機構４９はフロート部４０の水平方向位置を３方向から計測することにより軸受調芯組立装置に対するフロート部４０の水平方向位置を計測する。平行度計測機構５０は、フロート部４０の３点の鉛直方向位置を計測することにより軸受調芯組立装置に対するフロート部４０の傾きを計測する。第２軸受６は第２軸受クランプ機構３５によりフロート部４０と一体となっているため、フロート部４０を計測することにより第２軸受６の動きを計測することが可能である。
芯ずれ計測機構４９および平行度計測機構５０の計測結果は、計算手段に相当する例えばパーソナルコンピュータ等の計算機（図示せず。）に送られ、後に詳述するように、計測結果（移動限界の情報）に基づいて計算機に実装されるソフトウェアプログラムにより第１軸受に対する第２軸受の目標位置および目標姿勢が求められる。
【００３６】
図４において、５２はフロート部４０の装置に対する水平方向位置を調整するための芯ずれ調整機構、５３はフロート部４０の装置に対する傾きを調整するための平行度調整機構である。芯ずれ調整機構５２は水平面内で直交する２軸方向に取り付けられており、芯ずれ調整機構５２に対してフロート部４０を挟んだ対向する側に背圧機構を配置して芯ずれ調整時フロート部４０が芯ずれ調整機構５２に押し付けられるように構成されている。平行度調整機構５３はフロート部４０の３箇所の鉛直方向位置を位置決めするように３箇所に配置され、フロート部４０を任意の傾きに調整可能に構成されている。
５４は第２軸受保持機構であり芯ずれ調整機構５２および平行度調整機構５３により装置に対する位置および姿勢を調整されたフロート部４０を位置決め保持することにより、第２軸受６の装置に対する位置および姿勢を保持する。例えば図４に示すように、フロート部４０を平行度調整機構５３に対し押し付けることにより第２軸受６の位置および姿勢を保持できる。
芯ずれ調整機構５２、平行度調整機構５３および第２軸受保持機構５４が、第２軸受６を目標位置および目標姿勢に位置決めしその状態で保持する位置決め手段に相当する。
【００３７】
５５は溶接機構であり、周方向に１２０度の間隔で円筒シェル１外側３箇所に配置されており、第２軸受保持機構５４で位置および姿勢を保持された第２軸受６を円筒シェル１に対しアークスポット溶接（ＭＡＧ溶接）で固定する。
このように、溶接で固定することにより、固定部品が不要であり安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、周方向に均等な間隔で配置された３箇所以上の溶接点で固定することにより、溶接によって第１軸受５に対する第２軸受６の相対的な位置および姿勢が変化することを防止することができ、第１軸受５の中心軸と第２軸受６の中心軸とをより高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することができるという効果がある。
【００３８】
次に、上記のように構成された本実施の形態１による軸受調芯組立装置を用いた、本実施の形態１による軸受調芯組立方法について、図１０に基づいて説明する。
まず、ステップＳＴ１において、第２軸受６を軸受調芯組立装置上部の第２軸受クランプ機構３５にセットし、第２軸受クランプ機構３５を駆動して第２軸受６とフロート部４０とを強固に一体化する。
次に、ステップＳＴ２において、内周中央にステータ２および内周下部に第１軸受５が固定され、第１軸受５にはロータ３が外周に固定された回転軸４が挿入された状態の円筒シェル１をワーク載置台３１にセットする。ワーク昇降機構３２を駆動し円筒シェル１を上昇させて回転軸４を第２軸受６に挿入するとともにワーク載置台３１をメインベース３０の下面に押し付けることにより、メインベース３０とワーク載置台３１を強固に一体化する。上部ベースＡ３６に固定された円筒シェル保持機構３４を駆動し円筒シェル１をワーク載置台３１に押し付けることにより円筒シェル１とワーク載置台３１が強固に一体化し、円筒シェル１が軸受調芯組立装置に対して固定される。
なお、ワーク昇降機構３２を駆動して円筒シェル１を上昇させる際、第２軸受６と一体となったフロート部４０の軸受調芯組立装置に対する位置を芯ずれ調整機構５２であらかじめ調整しておくことにより、第２軸受６への回転軸４の挿入がスムーズに行える。
【００３９】
次に、ステップＳＴ３において、モータ４７を駆動して駆動軸４６を回転させることにより軸連結部４８で回転軸４と駆動軸４６が連結する。
さらに、ステップＳＴ４において、第２軸受傾斜モーメント付加手段４４および回転軸傾斜モーメント付加手段４５を駆動することにより、第２軸受６は回転軸４に対して傾き、回転軸４は第１軸受５に対して傾いた状態となる。図７は、この状態を示す回転機構の断面図であり、回転軸４は第１軸受５と点Ｐおよび点Ｑの２点で接触し、第２軸受６は回転軸と点Ｒおよび点Ｓの２点で接触した状態となる。この状態でモータ４７を駆動することにより、回転軸４の回転と同期して第２軸受６および回転軸４の傾き方向が連続的に変化する（回転軸４および第２軸受６が揺動する。）。
ステップＳＴ５において、このときの第２軸受６の動きを芯ずれ計測機構４９および平行度計測機構５０により計測する（第１軸受５に対する第２軸受６の相対的な、傾き移動限界および第１軸受５の中心軸に直交する方向での移動限界すなわち揺動軌跡を検出する）。
以上のステップＳＴ１〜ＳＴ５が、本実施の形態１による軸受調芯組立方法の第１工程である。
【００４０】
ステップＳＴ６において、本実施の形態１による軸受調芯組立方法の第２工程として、例えばパーソナルコンピュータ等の計算機により、上記ステップＳＴ５での計測結果に基づいて第２軸受６の目標位置および目標姿勢を演算する。
図８は、芯ずれ計測機構４９にて計測した第２軸受６の水平方向（第１軸受の中心軸に直交する方向）の動きを示すデータの一例である。図８において、ＥＸおよびＥＹは装置に固定された直交座標系、Ｅｒは第２軸受６の水平移動軌跡であり第１軸受５および第２軸受６の両方に回転軸４が挿入された状態での水平移動限界を意味する。水平移動軌跡Ｅｒは円形でありその中心Ｅｏは幾何学的に第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心が一致する位置である。中心Ｅｏは円Ｅｒの点列データから例えば最小二乗法を用いて求めることができる。Ｅｃは第２軸受６の現在位置であり、ＥｏからＥｃへ向かうベクトルが現在の芯ずれを示す。このようにして第２軸受６の目標位置および目標位置に対する芯ずれを得ることができる。
【００４１】
図９は、平行度計測機構５０にて計測した第２軸受６の傾き方向の動きを示すデータの一例である。図９において、ＴＸおよびＴＹは装置に固定された直交座標系であり、傾きの大きさおよび傾き方向は計測面の法線ベクトルをＴＸ−ＴＹ平面に投影したベクトルで示す。Ｔｒは第２軸受６の傾き軌跡であり第１軸受５および第２軸受６の両方に回転軸４が挿入された状態での傾き限界を意味する。傾き軌跡Ｔｒは円形でありその中心Ｔｏは幾何学的に第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心軸が平行となる姿勢である。Ｔｃは第２軸受６の現在姿勢でありＴｏからＴｃへ向かうベクトルが現在の傾きの大きさおよび傾き方向を示す。このようにして第２軸受６の目標姿勢および目標姿勢に対する平行度および傾き方向を得ることができる。
【００４２】
このように、第１軸受５を円筒シェル１内の所定位置に保持し、回転軸４の所定位置に第１軸受５および第２軸受６を嵌合させた状態で回転軸４および第２軸受６を第１軸受の中心軸に対して所定の力で傾けて回転軸４および第２軸受６を揺動運動させたときの第１軸受５に対する第２軸受６の相対的な、傾き移動限界および第１軸受５の中心軸に直交する方向での移動限界を検出し、検出された移動限界の情報に基づいて第１軸受５に対する第２軸受６の目標位置および目標姿勢を求めることにより、第１軸受５および第２軸受６に軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設けることなく第１軸受５の軸受内周に対する第２軸受６の軸受内周の相対的な位置および姿勢関係を把握することが可能である。
【００４３】
また、回転軸４および第２軸受６を第１軸受５の中心軸に対して所定の力で傾けて回転軸４および第２軸受６の傾き方向を連続的に変化させる（揺動運動させる）際、回転軸４を回転させ、且つ回転軸４および第２軸受６を傾ける方向と回転軸４の回転角度を同期させる（歳差運動させる）ことにより、回転軸４における第１軸受５の嵌合する部分の軸心に対し回転軸４における第２軸受６が嵌合する部分の軸心がずれて（オフセットして）いたり（偏心）、平行でなかったり（軸曲がり）する場合でも、回転軸４が第１軸受５および第２軸受６と接触する回転軸４側の接触点が変わらないため、偏心および軸曲がりの影響を受けることなく、正確に第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心軸が一致する位置および姿勢を検出することができる。
【００４４】
さらに、回転軸４における第１軸受５が嵌合する部分の軸心に対して第２軸受６が嵌合する部分の軸心がずれている（偏心している）ことがあらかじめ分かっている場合、回転軸４および第２軸受６を傾ける方向を上記偏心方向と一致させることにより力学的に安定した状態となるため、回転軸４の回転速度が安定するので、第２軸受６の水平方向移動軌跡および傾き移動軌跡の計測誤差を小さくできる。
しかし、回転軸４の偏心および軸曲がりがほとんどない場合などには、回転軸４を回転させたり、回転軸４および第２軸受６を傾ける方向と回転軸４の回転角度を同期させたりしなくても、回転軸４および第２軸受６を第１軸受５の中心軸に対して傾けて回転軸４および第２軸受６を揺動運動させるだけでもよい。
【００４５】
次に、ステップＳＴ７において、芯ずれ調整機構５２を駆動し芯ずれ計測機構４９にて第２軸受６の現在の位置Ｅｃを得ながらフィードバック制御することにより目標位置Ｅｏに調整する。同じく、平行度調整機構５３を駆動し平行度計測機構５０により第２軸受６の現在の姿勢Ｔｒを得ながらフィードバック制御することにより目標姿勢Ｔｏに調整する。
さらに、ステップＳＴ８により、第２軸受保持機構５４を駆動して第２軸受６を目標位置および目標姿勢に保持する。
ステップＳＴ７およびＳＴ８が、本実施の形態１による軸受調芯組立方法の第３工程である。
【００４６】
最後に、本実施の形態１による軸受調芯組立方法の第５工程として、ステップＳＴ９により、溶接機構５５にて第２軸受６を円筒シェル１に３点同時にＭＡＧ溶接にて固定する。
本実施の形態１では溶接による第２軸受６の位置ずれおよび姿勢ずれを防止するため、各溶接点の溶接条件すなわち溶接トーチ先端から円筒シェル１外周までの距離、溶接電流、溶接電圧、溶接開始時間、溶接終了時間が同一になるように設定している。
【００４７】
なお、本実施の形態１では、第１軸受５を円筒シェルに固定する第４工程は第１工程の前に既に実施されている。このように、円筒シェル１を軸受調芯組立装置に保持する前に第１軸受５をあらかじめ円筒シェル１に固定しておくことにより、第１軸受５を円筒シェル１に固定する際、第１軸受が軸受調芯組立装置に対して位置ずれすることを防止できる。また、円筒シェル１を軸受調芯組立装置に対して固定することにより第１軸受５を軸受調芯組立装置に対して固定できるため、第１軸受５の軸受調芯組立装置への固定が容易に行える結果、軸受調芯組立装置の構造を単純化できるという効果がある。
なお、第１工程において、円筒シェル１を軸受調芯組立装置に保持してから第１軸受５を円筒シェル１に固定した場合には、第１軸受５が円筒シェル１や軸受調芯組立装置に対して位置ずれすることがあるが、この場合にも、すでに固定されている第１軸受５に対して第２軸受６の揺動運動および移動限界の検出が実施されるので、第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心軸を高精度に一致させることができるという効果がある。
【００４８】
このように、本実施の形態によれば、第１軸受５と第２軸受６にそれぞれ軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設ける必要がなく、第１軸受５および第２軸受６における高精度加工部は製品機能として不可欠な軸受孔のみでよいため、加工工数を削減でき安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、上記基準孔あるいは基準面の加工精度の影響を受けないため、第１軸受５の中心軸と第２軸受６の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００４９】
さらに、上記実施の形態１では、第１軸受５および第２軸受６の軸受孔に対し回転軸４を軸受クリアランスの限界まで傾けた状態で回転させるため、軸受孔端部の微小な突起部等を平滑化することができ、一種のなじみ効果が得られる。
【００５０】
なお、上記実施の形態１の図３では、芯ずれ計測機構４９および平行度計測機構５０がフロート部４０の水平方向位置および傾きを計測するように配置した例を示したが、第２軸受６の水平方向位置および傾きを直接計測するように配置すれば、第２軸受クランプ機構３５で第２軸受６をフロート部４０に対して強固に固定保持する必要ないので第２軸受クランプ機構３５を簡易なものにすることができる。
【００５１】
さらに、上記実施の形態１の図３では、芯ずれ計測機構４９および平行度計測機構５０が接触式の変位センサで構成される例を示したが、これを例えばレーザ変位計または渦電流式変位センサなどの非接触式の変位センサで構成することも可能であり、非接触式変位センサで構成した場合は、接触子先端の摩擦、接触圧力によるおよび計測面の微小な凹凸による計測誤差を防止することができる。
【００５２】
なお、上記実施の形態１では回転軸４および第２軸受６を第１軸受５の中心軸に対して所定の力で傾けて回転軸４および第２軸受６を揺動運動させたが、その代わりに、回転軸４および第２軸受６を第１軸受５の中心軸に対して所定の力で少なくとも異なる３方向に傾けてもよく、この場合にも、以下に説明するように同様の効果が得られる。
【００５３】
図８において、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３は第２軸受６を異なる３方向に傾けた場合に得られる第２軸受６の水平方向移動限界の点である。この３点を通る円Ｅｒを演算で求めることにより、円Ｅｒの中心Ｅｏすなわち第１軸受５の中心軸に対し第２軸受６の中心が一致する位置が得られる。また、図９においてＴ１，Ｔ２，Ｔ３は第２軸受６を異なる３方向に傾けた場合に得られる傾き限界の点であり、この３点を通る円Ｔｒを演算して求めることにより円Ｔｒの中心Ｔｏすなわち第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心軸が平行となる姿勢が得られる。
【００５４】
実施の形態２．
図１１および図１２は本発明の実施の形態２による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置を説明するための図であり、より具体的には、図１１は軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図、図１２は回転機構の外観図である。
図１２に示すように、第１軸受５の円筒シェル１開口側の端面には周方向９０度間隔でネジ穴１２が設けられている。また、図１１に示すように、ワーク載置台３１にはボルト孔６１が設けられ、ボルト孔６１にはボルト６２が挿入されており、このボルト６２がワーク載置台３１の上面に置かれた第１軸受５のネジ穴１２に螺合することにより、第１軸受５がワーク載置台６１に強固に固定される。
【００５５】
上記実施の形態１のステップＳＴ１では、円筒シェル保持機構３４が円筒シェル１の上部から加圧力を加えることにより第１軸受６をワーク載置台３１に固定する。円筒シェル１には、第２軸受６の水平移動軌跡および傾き軌跡計測時に第１軸受５を介して力が加わる。また、溶接時にも上部ベース３６に保持された第２軸受６から反力を受ける。これらの力に抗して円筒シェル１のワーク載置台３１に対する位置を保持するためには、円筒シェル保持機構３４か非常に大きな加圧力を発生する必要がある。円筒シェル１に大きな加圧力を加えると、円筒シェル１に歪が生じ第２軸受６の組立精度に影響を及ぼす恐れがある。さらにワーク載置台３１は昇降機構３２によりメインベース３０に対して押し付けて固定されている。昇降機構３２は円筒シェル保持機構３４の発生する加圧力を受けるため、円筒シェル保持機構３４が発生する加圧力よりもさらに大きな力を発生させる必要があり、軸受調芯組立装置が非常に大掛かりなものとなる。
【００５６】
これに対して、本実施の形態の構成では、ワーク載置台６１に対して直接第１軸受５をボルト６２で固定することができるため強固な固定が行える結果、本軸受調芯組立装置を用いた軸受調芯組立作業中に第１軸受の位置や姿勢が変化することを防止できる。しかも、円筒シェル１を上部から加圧する必要がないため円筒シェル保持機構３４が不要であり、昇降機構３２が発生する力を抑えることができるため、軸受調芯組立装置の簡素化が行える。このように、軸受調芯組立装置に対する第１軸受５の確実な固定と軸受調芯組立装置の簡素化との両方が可能となる。
【００５７】
なお、上記実施の形態１および２では、第１軸受５が円筒シェル１内の所定位置にあらかじめ溶接などにより固定されており、第１軸受保持手段と円筒シェル保持手段とが兼用される場合について説明したが、第１軸受５が円筒シェル１内の所定位置にあらかじめ固定されていない場合には、実施の形態１で示した円筒シェル保持機構４３が円筒シェル１を保持し、実施の形態２で示したボルト６２により第１軸受５をワーク載置台６１に保持するようにしてもよい。
【００５８】
実施の形態３．
図１３は本発明の実施の形態３による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置を説明するための図であり、より具体的には、軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。図１３において、６３および６４は第１軸受５の軸受調芯組立装置に対する位置および姿勢をそれぞれ計測する手段に相当する第１軸受水平位置計測機構および第１軸受傾き計測機構である。
本実施の形態による軸受調芯組立装置は、実施の形態１による軸受調芯組立装置に、第１軸受水平位置計測機構６３と第１軸受傾き計測機構６４とを付加したものである。
【００５９】
第１軸受水平位置計測機構６３はワーク載置台３１に周方向に１２０度間隔で３箇所に設けられており、第１軸受５の内周位置を計測する。第１軸受傾き計測機構６４はワーク載置台３１に周方向に１２０度間隔で３箇所に設けられており、第１軸受５の端面を鉛直方向に計測する。
【００６０】
実施の形態１のステップＳＴ５にて、第２軸受６の軸受調芯組立装置の基準に対する水平方向位置および姿勢を計測するとともに第１軸受５の水平方向位置および姿勢を計測した。
円筒シェル１の固定保持が不完全である場合、ステップＳＴ７からステップＳＴ９の間に、軸受調芯組立装置の基準に対する第１軸受５の位置および姿勢が変化することも考えられるが、本実施の形態４では、このような場合にも、第１軸受水平方向位置計測機構６３および第１軸受傾き計測機構６４で第１軸受５の位置および姿勢の変化量を把握することができるため、第１軸受５の中心軸に対する第２軸受６の中心軸の水平方向位置および傾きを正確に把握することができる。
【００６１】
なお、第１軸受水平位置計測機構６３は水平面内の直交する２軸方向の２箇所に設けても同様の効果を奏する。
【００６２】
また、円筒シェル１と第１軸受５とがあらかじめ固定されている場合は、第１軸受水平位置計測機構６３および第１軸受傾き計測機構６４は、円筒シェル１の位置および姿勢を計測するように構成しても同様の効果を奏する。
【００６３】
実施の形態４．
図１４〜図１６は本発明の実施の形態４による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置を説明するための図であり、より具体的には、図１４は軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図、図１５は回転軸、第１軸受および第２軸受をフレームの中心軸に対して傾けた様子を示す断面説明図、図１６は軸受調芯組立方法を説明するフローチャートである。
図１４において、１３はフレームである。第１軸受５は、例えば特開２０００−１６１２５４号公報等に詳細に記載されているように、フレーム１３の内周に配置されたＯリング１４を介して保持されており、フレーム１３の内周と所定の隙間を保った状態で鉛直方向に摺動可能に支持（回転軸４に沿って直動自在に保持）されている。フレーム１３は円筒シェル１内周の一端部に例えば溶接などにより固定されている。６５は第１軸受計測手段に相当する第１軸受傾き計測機構であり周方向に１２０度間隔で３箇所に配置され第１軸受５の軸受調芯組立装置に対する姿勢を計測する。
【００６４】
本実施の形態では、第１軸受５が円筒シェル１の一端部に固定されたフレーム１３により回転軸４に沿って直動自在に保持されており、本実施の形態による軸受調芯組立装置は、実施の形態１による軸受調芯組立装置に、第１軸受５の軸受調芯組立装置に対する姿勢を計測する第１軸受計測手段として、第１軸受傾き計測機構６５を付加したものである。
【００６５】
次に、本実施の形態による軸受調芯組立方法を、主に実施の形態１と異なる点について説明する。図１５は、実施の形態１で説明したステップＳＴ４における第１軸受１４の状態を示しており、本実施の形態では、第１軸受５が、円筒シェル１の他端部に固定されたフレーム１３の内周に配置されたＯリング１４を介してフレーム１３の内周に対して所定の隙間を保った状態で、フレーム１３の内周に保持されており、回転軸４および第２軸受６を所定の力で傾けることにより、第１軸受５はフレーム１３内で傾いてＯリング１４が変形し第１軸受４はフレーム１３の内周と点Ｔおよび点Ｕの２点で接触した状態となる。すなわち、本実施の形態では、ステップＳＴ４において、回転軸４、第１軸受５および第２軸受６をフレーム１３の中心軸に対して所定の力で傾けて、回転軸４、第１軸受５および第２軸受６を揺動運動させる。
【００６６】
このように、円筒シェル１を軸受調芯組立装置に保持しても第１軸受４が移動可能である場合でも、ステップＳＴ５において、第２軸受６の位置および姿勢を計測するとともに第１軸受４の姿勢を計測することによって、フレーム１３に対する第１軸受５の相対的な傾き移動限界、並びにフレーム１３に対する第２軸受６の相対的な、傾き移動限界およびフレーム１３の中心軸に直交する方向での移動限界を検出することができ、この計測データをステップＳＴ６の演算に用いることにより、第１軸受４の理想的姿勢における中心軸に対して第２軸受６の中心軸が一致した回転機構の組立が可能となる。
【００６７】
すなわち、軸受調芯組立装置に対する第１軸受５の姿勢を計測することにより、フレーム１３に対する第１軸受５の相対的な傾き移動限界を計測することができ、第１軸受５のフレーム１３に対する理想的な姿勢を算出することができるため、第１軸受５の理想的な姿勢に対して第２軸受６を位置決めすることができる。その結果、フレーム１３、第１軸受５および第２軸受６にそれぞれフレーム１３の第１軸受挿入用開口部および軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設ける必要がなく、フレーム１３、第１軸受５および第２軸受６における高精度加工部は製品機能として不可欠なフレーム１３の上記開口部および軸受孔のみでよいため、加工工数を削減でき安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、上記基準孔あるいは基準面の加工精度の影響を受けないため、第１軸受５の理想的位置および姿勢における中心軸と第２軸受６の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することができるという効果がある。
【００６８】
なお、上記実施の形態４では、フレーム１３が円筒シェル１内の所定位置にあらかじめ溶接などにより固定されており、フレーム保持手段が円筒シェル１を保持し、フレーム保持手段が円筒シェル保持手段を兼ねる場合について説明したが、実施の形態２で第１軸受５について説明したのと同様に、フレーム１３の円筒シェル１開口側の端面に、複数のネジ穴が設けられている場合に、フレーム保持手段が、複数のネジ穴にそれぞれ螺合する複数のボルトを有し、ネジ穴にボルトを螺合させてフレーム１３の軸受調芯組立装置に対する保持を行うことにより、フレーム１３の保持を強固に行うことができるため、本軸受調芯組立装置を用いた軸受調芯組立作業中にフレーム１３の位置や姿勢が変化することを防止でき、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とをより高精度に一致させることが可能となる。
【００６９】
また、上記実施の形態４では、フレーム１３が円筒シェル１内の所定位置にあらかじめ溶接などにより固定されており、フレーム保持手段と円筒シェル保持手段とが兼用される場合について説明したが、フレーム１３が円筒シェル１内の所定位置にあらかじめ固定されていない場合には、実施の形態１で示した円筒シェル保持機構４３が円筒シェル１を保持し、上述のボルト６２によりフレーム１３をワーク載置台６１に保持するようにしてもよい。
【００７０】
また、上記実施の形態４では、回転軸４、第１軸受５および第２軸受６をフレーム１３の中心軸に対して傾けて回転軸４、第１軸受５および第２軸受６の傾き方向を連続的に変化させる（揺動運動させる）際、回転軸４を回転させ、且つ回転軸４、第１軸受５および第２軸受６を傾ける方向と回転軸４の回転角度を同期させる（歳差運動させる）ことにより、回転軸４における第１軸受５の嵌合する部分の軸心に対し回転軸４における第２軸受６が嵌合する部分の軸心がずれて（オフセットして）いたり（偏心）、平行でなかったり（軸曲がり）する場合でも、偏心および軸曲がりの影響を受けることなく、正確に第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心軸が一致する位置および姿勢を検出することができるようにした。
しかし、回転軸４の偏心および軸曲がりがほとんどない場合などには、回転軸４を回転させたり、回転軸４、第１軸受５および第２軸受６を傾ける方向と回転軸４の回転角度を同期させたりしなくても、回転軸４、第１軸受５および第２軸受６をフレーム１３の中心軸に対して傾けて回転軸４、第１軸受５および第２軸受６を揺動運動させるだけでもよい。
【００７１】
また、回転軸４における第１軸受５が嵌合する部分の軸心に対して第２軸受６が嵌合する部分の軸心がずれている（偏心している）ことがあらかじめ分かっている場合には、回転軸４、第１軸受５および第２軸受６を傾ける方向を上記偏心方向と一致させることにより力学的に安定した状態となるため、回転軸４の回転速度が安定するので、第２軸受６の水平方向移動軌跡および傾き移動軌跡の計測誤差を小さくできるのは、実施の形態１で説明したのと同様である。
【００７２】
実施の形態５．
図１６は本発明の実施の形態５による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置を説明するための図であり、より具体的には、軸受調芯組立方法を説明するフローチャートである。
上記各実施の形態では、回転軸４および第２軸受６の揺動運動（歳差運動）の方向が１方向（回転軸４も回転して歳差運動する場合には回転軸４の正転方向）のみである場合について説明したが、本実施の形態では、揺動運動を正転方向と逆転方向の両方向について行い、それぞれの方向における第１軸受５に対する第２軸受６の相対的な、傾き移動限界および第１軸受５の中心軸に直交する方向での移動限界を検出して正転方向と逆転方向の上記各移動限界の平均値を算出し、各移動限界の平均値の情報に基づいて第１軸受５に対する第２軸受６の目標位置および目標姿勢を求める。
【００７３】
図１６に示すフローチャートは、実施の形態１の図１０で示したフローチャートにおいて、回転軸４および第２軸受６を逆転方向に揺動させるステップＳＴ１４と、そのときの第２軸受６の揺動軌跡を検出するステップＳＴ１５と、上記ステップＳＴ１５での計測結果に基づいて第２軸受６の目標位置および目標姿勢を演算するステップＳＴ１６と、ステップＳＴ６ステップＳＴ１６で得られた正転時と逆転時の第２軸受６の目標位置および目標姿勢をそれぞれ平均化して調芯目標位置および目標姿勢を決定するステップＳＴ１０とを付加したものである。
【００７４】
本実施の形態によれば、回転軸４および第２軸受６の第１軸受５に対する揺動運動に伴って発生する各部材の弾性変形および計測時の回転軸４と第１軸受５および第２軸受６間に発生する摩擦力によって発生する計測誤差をキャンセルすることが可能となり、第１軸受４の中心軸に対して第２軸受６の中心軸がより精度良く一致した回転機構の組立が可能となる。
【００７５】
なお、実施の形態４で説明したように、第１軸受５が円筒シェル１の一端部に固定されたフレーム１３により回転軸４に沿って直動自在に保持されている軸受を調芯して組み立てる場合にも、揺動運動を正転方向と逆転方向の両方向について行い、それぞれの方向における、フレーム１３に対する第１軸受５の相対的な傾き移動限界、並びにフレーム１３に対する第２軸受６の相対的な、傾き移動限界およびフレーム１３の中心軸に直交する方向での移動限界を検出して正転方向と逆転方向の上記各移動限界の平均値を算出し、各移動限界の平均値の情報に基づいて第１軸受５に対する第２軸受６の目標位置および目標姿勢を求めるようにしてもよく、この場合にも、回転軸４および第２軸受６の第１軸受５に対する揺動運動に伴って発生する各部材の弾性変形および計測時の回転軸４と第１軸受５および第２軸受６間に発生する摩擦力によって発生する計測誤差をキャンセルすることが可能となり、第１軸受４の中心軸に対して第２軸受６の中心軸がより精度良く一致した回転機構の組立が可能となる。
【００７６】
なお、上記各実施の形態では、第２軸受６の中心軸を第１軸受５の中心軸に一致させるように調芯する場合について説明したが、本発明による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置は第２軸受６の中心軸を第１軸受５の中心軸に一致させる場合に限らず、例えば、わざと所定距離ずらせるように調芯する場合などにも適用できることは言うまでもない。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る軸受調芯組立方法によれば、円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる方法であって、第１軸受を、動かないように保持された上記円筒シェル内の所定位置に保持し、上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸および第２軸受の傾き方向を連続的に変化させて揺動運動させるとともに、前記揺動運動の際、上記回転軸を回転運動させたときの第１軸受に対する第２軸受の相対的な、傾き移動限界および上記第１軸受の中心軸に直交する方向での移動限界を検出する第１工程と、第１工程で得られた上記移動限界の情報に基づいて第１軸受に対する第２軸受の目標位置および目標姿勢を求める第２工程と、第２軸受を上記第２工程で求められた目標位置および目標姿勢に位置決めし、その状態で保持する第３工程と、第１軸受を保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第４工程と、第２軸受を保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第５工程とを備えたので、第１軸受と第２軸受にそれぞれ軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設ける必要がなく、第１軸受および第２軸受における高精度加工部は製品機能として不可欠な軸受孔のみでよいため、加工工数を削減でき安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、上記基準孔あるいは基準面の加工精度の影響を受けないため、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００７８】
さらに、第１工程の前に第４工程が実施され、第１工程において、第１軸受が上記円筒シェル内の所定位置にあらかじめ固定されているので、第１軸受を円筒シェルに固定する際、第１軸受が組立装置に対して位置ずれすることを防止できるという効果がある。また、円筒シェルを組立装置に対して固定することにより第１軸受を組立装置に対して固定できるため第１軸受の組立装置への固定が容易に行える結果、組立装置の構造を単純化できるという効果がある。
【００７９】
さらに、第１工程において、上記回転軸および第２軸受を傾ける方向と上記回転軸の回転角度を同期させるので、回転軸における第１軸受の嵌合する部分の軸心に対し回転軸における第２軸受が嵌合する部分の軸心がずれていたり、平行でなかったりする場合でも、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００８０】
さらに、回転軸における第１軸受が嵌合する部分の軸心に対して第２軸受が嵌合する部分の軸心がずれていることがあらかじめ分かっている場合に、上記回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して傾ける方向を、上記ずれている方向と一致させるので、回転軸の傾き状態が力学的に安定した状態となり、回転軸の回転速度むらによる計測誤差を防止できるため、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とをより高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００８１】
さらに、第１工程において、回転軸および第２軸受の揺動運動を正転方向と逆転方向の両方向について行い、それぞれの方向における第１軸受に対する第２軸受の相対的な、傾き移動限界および上記第１軸受の中心軸に直交する方向での移動限界を検出して正転方向と逆転方向の上記各移動限界の平均値を算出し、第２工程において、各移動限界の平均値の情報に基づいて第１軸受に対する第２軸受の目標位置および目標姿勢を求めるので、回転軸および第２軸受の第１軸受に対する揺動運動に伴なって発生する各部材の弾性変形等の影響による計測誤差をキャンセルすることができ、第１軸受の中心軸に第２軸受の中心軸をより高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００８２】
また、本発明の別の発明に係る軸受調芯組立方法によれば、円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる方法であって、第１軸受が上記円筒シェルの一端部に固定されたフレームにより上記回転軸に沿って直動自在に保持される場合に、上記第１軸受を直動自在に保持したフレームを、動かないように保持された上記円筒シェル内の所定位置に保持し、上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸、第１軸受および第２軸受を上記フレームの中心軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸、第１軸受および第２軸受の傾き方向を連続的に変化させて揺動運動させさせるとともに、前記揺動運動の際、上記回転軸を回転運動させ、上記回転軸、上記第１軸受および第２軸受を傾ける方向と上記回転軸の回転角度を同期させ、上記回転軸を回転運動させたときの、上記フレームに対する第１軸受の相対的な傾き移動限界、並びに上記フレームに対する第２軸受の相対的な、傾き移動限界および上記フレームの中心軸に直交する方向での移動限界を検出する第１工程と、第１工程で得られた上記移動限界の情報に基づいて上記フレームに対する第２軸受の目標位置および目標姿勢を求める第２工程と、第２軸受を上記第２工程で求められた目標位置および目標姿勢に位置決めし、その状態で保持する第３工程と、上記フレームを保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第４工程と、第２軸受を保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第５工程とを備えたので、フレーム、第１軸受および第２軸受にそれぞれフレームの第１軸受挿入用開口部および軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設ける必要がなく、フレーム、第１軸受および第２軸受における高精度加工部は製品機能として不可欠なフレームの上記開口部および軸受孔のみでよいため、加工工数を削減でき安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、上記基準孔あるいは基準面の加工精度の影響を受けないため、第１軸受の理想的姿勢における中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することができるという効果がある。
【００８３】
さらに、第１軸受、第２軸受またはフレームを円筒シェルに固定する方法がスポット溶接であり、周方向に均等な間隔で配置された少なくとも３箇所で上記円筒シェルと第１軸受、第２軸受またはフレームを溶接固定するので、固定部品が不要であり安価な回転機構を提供でき、しかも、周方向に均等な間隔で配置された３箇所以上の溶接点で固定することにより、溶接によって第１軸受またはフレームに対する第２軸受の相対的な位置および姿勢が変化することを防止することができる結果、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とをより高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することができるという効果がある。
【００８４】
また、本発明に係る軸受調芯組立装置によれば、円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる装置であって、第１軸受を保持する第１軸受保持手段と、第２軸受を保持する第２軸受保持手段と、上記円筒シェルを保持する円筒シェル保持手段と、上記第２軸受保持手段を、第２軸受の中心軸まわりの回転方向を拘束し、第２軸受の中心軸方向および該中心軸方向に対し直交する方向の並進自由度と第２軸受の中心軸に直交する軸まわりの回転自由度を可動的に支持する第２軸受支持手段と、上記回転軸を、その軸方向位置を拘束し回転および傾き可能に支持する回転軸支持手段と、上記回転軸を回転させる回転力を発生する回転力発生手段と、上記回転軸に上記回転力発生手段の回転力を伝達する回転力伝達手段と、上記回転軸を傾ける回転軸傾斜モーメント付加手段と、上記回転軸の傾き方向と一致する方向に第２軸受を傾ける第２軸受傾斜モーメント付加手段と、第２軸受の軸受調芯組立装置に対する位置および姿勢を計測する第２軸受計測手段と、上記第２軸受計測手段によって計測された結果に基づき第２軸受の目標位置および目標姿勢を計算する計算手段と、第２軸受を上記目標位置および目標姿勢に位置決めしその状態で保持する位置決め手段と、第１軸受および第２軸受をそれぞれ上記円筒シェルに固定する固定手段とを備え、上記回転軸傾斜モーメント付加手段による回転軸の傾き方向および上記第２軸受傾斜モーメント付加手段による第２軸受の傾き方向と回転軸の回転角度とを同期させるように構成したので、第１軸受と第２軸受にそれぞれ軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設ける必要がなく、第１軸受および第２軸受における高精度加工部は製品機能として不可欠な軸受孔のみでよいため、加工工数を削減でき安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、上記基準孔あるいは基準面の加工精度の影響を受けないため、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００８５】
さらに、回転軸を回転させる回転力を発生する回転力発生手段と上記回転軸に上記回転力発生手段の回転力を伝達する回転力伝達手段とを備え、回転軸傾斜モーメント付加手段による回転軸の傾き方向および第２軸受傾斜モーメント付加手段による第２軸受の傾き方向と回転軸の回転角度とを同期させるように構成したので、回転軸における第１軸受の嵌合する部分の軸心に対し回転軸における第２軸受が嵌合する部分の軸心がずれて（オフセットして）いたり、平行でなかったりする場合でも、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００８６】
さらに、第１軸受が円筒シェル内の所定位置にあらかじめ固定されている場合に、第１軸受固定手段が円筒シェルを保持し、上記第１軸受保持手段が円筒シェル保持手段を兼ねるので、円筒シェルを保持することで第１軸受固定手段の構造を簡素化できるという効果がある。
【００８７】
さらに、第１軸受の円筒シェル開口側の端面に複数のネジ穴が設けられている場合に、第１軸受保持手段が、上記複数のネジ穴にそれぞれ螺合する複数のボルトを有するので、ネジ穴にボルトを螺合させて第１軸受の軸受調芯組立装置に対する保持を行うことにより、第１軸受の保持を強固に行うことができるため、本軸受調芯組立装置を用いた軸受調芯組立作業中に第１軸受の位置や姿勢が変化することを防止でき、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とをより高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００８８】
さらに、第１軸受の軸受調芯組立装置に対する位置および姿勢を検出する手段を備えたので、第１軸受の軸受調芯組立装置に対する位置および姿勢が変化した場合、その位置および姿勢の変化を検出し第２軸受の目標位置および目標姿勢を補正することによって、第１軸受の軸受調芯組立装置に対する位置および姿勢が変化した場合にも、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００８９】
さらに、第２軸受計測手段が、非接触式の変位センサからなるので、第２軸受の軸受調芯組立装置の基準に対する位置および姿勢を、接触子による外乱を与えることなく計測することができ、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とをより高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。
【００９０】
また、本発明の別の発明に係る軸受調芯組立装置によれば、円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる装置であって、第１軸受が上記円筒シェルの他端部に固定されたフレームにより上記回転軸に沿って直動自在に保持される場合に、上記フレームを保持するフレーム保持手段と、第２軸受を保持する第２軸受保持手段と、上記円筒シェルを保持する円筒シェル保持手段と、上記第２軸受保持手段を、第２軸受の中心軸まわりの回転方向を拘束し、第２軸受の中心軸方向および該中心軸方向に対し直交する方向の並進自由度と第２軸受の中心軸に直交する軸まわりの回転自由度を可動的に支持する第２軸受支持手段と、上記回転軸を、その軸方向位置を拘束し回転および傾き可能に支持する回転軸支持手段と上記回転軸を回転させる回転力を発生する回転力発生手段と、上記回転軸に上記回転力発生手段の回転力を伝達する回転力伝達手段と、上記回転軸を傾ける回転軸傾斜モーメント付加手段と、上記回転軸の傾き方向と一致する方向に第１軸受を傾ける第１軸受傾斜モーメント付加手段と、上記回転軸の傾き方向と一致する方向に第２軸受を傾ける第２軸受傾斜モーメント付加手段と、第１軸受の軸受調芯組立装置の基準に対する姿勢を計測する第１軸受計測手段と、第２軸受の軸受調芯組立装置の基準に対する位置および姿勢を計測する第２軸受計測手段と、上記第１および第２軸受計測手段によって計測された結果に基づき第２軸受の目標位置および目標姿勢を計算する計算手段と、第２軸受を上記目標位置および目標姿勢に位置決めしその状態で保持する位置決め手段と、上記フレームおよび第２軸受をそれぞれ上記円筒シェルに固定する固定手段とを備え、上記回転軸傾斜モーメント付加手段による回転軸の傾き方向、上記第１軸受傾斜モーメント付加手段による第１軸受の傾き方向および上記第２軸受傾斜モーメント付加手段による第２軸受の傾き方向と回転軸の回転角度とを同期させるように構成したので、フレーム、第１軸受および第２軸受にそれぞれフレームの第１軸受挿入用開口部および軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設ける必要がなく、フレーム、第１軸受および第２軸受における高精度加工部は製品機能として不可欠なフレームの上記開口部および軸受孔のみでよいため、加工工数を削減でき安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、上記基準孔あるいは基準面の加工精度の影響を受けないため、第１軸受の理想的姿勢における中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態１による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置によって組み立てられる回転機構を示す縦断面図である。
【図２】 実施の形態１による軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図３】 実施の形態１による軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図４】 実施の形態１による軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図５】 実施の形態１による軸受調芯組立装置で用いられる回転軸支持機構を拡大して示す縦断面図である。
【図６】 実施の形態１による軸受調芯組立装置で用いられる軸連結部の構成を説明する斜視図である。
【図７】 実施の形態１に係わり回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して傾けた様子を示す断面説明図である。
【図８】 実施の形態１に係わり芯ずれ計測機構にて計測した第２軸受の水平方向の動きを示す説明図である。
【図９】 実施の形態１に平行度計測機構にて計測した第２軸受の傾き方向の動きを示す説明図である。
【図１０】 実施の形態１による軸受調芯組立方法を説明するフローチャートである。
【図１１】 実施の形態２による軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図１２】 実施の形態２に係わる回転機構の外観図である。
【図１３】 実施の形態３による軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図１４】 実施の形態４による軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図１５】 実施の形態４に係わり回転軸、第１軸受および第２軸受をフレームの中心軸に対して傾けた様子を示す断面説明図である。
【図１６】 実施の形態４による軸受調芯組立方法を説明するフローチャートである。
【図１７】 スクロール圧縮機の構成を示す断面説明図である。
【図１８】 従来の軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 円筒シェル、２ ステータ、３ ロータ、４ 回転軸、５ 第１軸受、６第２軸受、７ 電動機部分、８ 圧縮部、１０ 回転機構、１２ ネジ穴、１３ フレーム、３３ 回転軸支持機構、３４ 円筒シェル保持機構、３５ 第２軸受クランプ機構、４０ フロート部、４１ フロート機構、４２ ＸＹテーブル、４４ 第２軸受傾斜モーメント付加機構、４５ 回転軸傾斜モーメント付加機構、４６ 駆動軸、４７ モータ、４８ 軸連結部、４９ 芯ずれ計測機構、５０ 平行度計測機構、５１ 連結爪、５２ 芯ずれ調整機構、５３ 平行度調整機構、５４ 第２軸受保持機構、５５ 溶接機構、６２ ボルト、６３ 第１軸受水平位置計測機構、６４、６５ 第１軸受傾き計測機構。
Claims (12)
- 円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる方法であって、
第１軸受を、動かないように保持された上記円筒シェル内の所定位置に保持し、上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸および第２軸受の傾き方向を連続的に変化させて揺動運動させるとともに、上記揺動運動の際、上記回転軸を回転運動させ、上記回転軸および第２軸受を傾ける方向と上記回転軸の回転角度を同期させたときの第１軸受に対する第２軸受の相対的な、傾き移動限界および上記第１軸受の中心軸に直交する方向での移動限界を検出する第１工程と、
第１工程で得られた上記移動限界の情報に基づいて第１軸受に対する第２軸受の目標位置および目標姿勢を求める第２工程と、
第２軸受を上記第２工程で求められた目標位置および目標姿勢に位置決めし、その状態で保持する第３工程と、
第１軸受を保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第４工程と、
第２軸受を保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第５工程と
を備えたことを特徴とする軸受調芯組立方法。 - 第１工程の前に第４工程が実施され、第１工程において、第１軸受が上記円筒シェル内の所定位置にあらかじめ固定されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受調芯組立方法。
- 回転軸における第１軸受が嵌合する部分の軸心に対して第２軸受が嵌合する部分の軸心がずれていることがあらかじめ分かっている場合に、上記回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して傾ける方向を、上記ずれている方向と一致させて、上記揺動運動および上記回転軸の回転運動を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の軸受調芯組立方法。
- 第１工程において、回転軸および第２軸受の揺動運動を正転方向と逆転方向の両方向について行い、それぞれの方向における第１軸受に対する第２軸受の相対的な、傾き移動限界および上記第１軸受の中心軸に直交する方向での移動限界を検出して正転方向と逆転方向の上記各移動限界の平均値を算出し、第２工程において、各移動限界の平均値の情報に基づいて第１軸受に対する第２軸受の目標位置および目標姿勢を求めることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の軸受調芯組立方法。
- 円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる方法であって、第１軸受が上記円筒シェルの一端部に固定されたフレームにより上記回転軸に沿って直動自在に保持される場合に、
上記第１軸受を直動自在に保持したフレームを、動かないように保持された上記円筒シェル内の所定位置に保持し、上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸、第１軸受および第２軸受を上記フレームの中心軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸、第１軸受および第２軸受の傾き方向を連続的に変化させて揺動運動させるとともに、前記揺動運動の際、上記回転軸を回転運動させ、上記回転軸、上記第１軸受および第２軸受を傾ける方向と上記回転軸の回転角度を同期させ、上記回転軸を回転運動させたときの、上記フレームに対する第１軸受の相対的な傾き移動限界、並びに上記フレームに対する第２軸受の相対的な、傾き移動限界および上記フレームの中心軸に直交する方向での移動限界を検出する第１工程と、
第１工程で得られた上記移動限界の情報に基づいて上記フレームに対する第２軸受の目標位置および目標姿勢を求める第２工程と、
第２軸受を上記第２工程で求められた目標位置および目標姿勢に位置決めし、その状態で保持する第３工程と、
上記フレームを保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第４工程と、
第２軸受を保持されている位置で上記円筒シェルに固定する第５工程と
を備えたことを特徴とする軸受調芯組立方法。 - 第１軸受、第２軸受またはフレームを円筒シェルに固定する方法がスポット溶接であり、周方向に均等な間隔で配置された少なくとも３箇所で上記円筒シェルと第１軸受、第２軸受またはフレームを溶接固定することを特徴とする請求項１または５記載の軸受調芯組立方法。
- 円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる装置であって、
第１軸受を保持する第１軸受保持手段と、
第２軸受を保持する第２軸受保持手段と、
上記円筒シェルを保持する円筒シェル保持手段と、
上記第２軸受保持手段を、第２軸受の中心軸まわりの回転方向を拘束し、第２軸受の中心軸方向および該中心軸方向に対し直交する方向の並進自由度と第２軸受の中心軸に直交する軸まわりの回転自由度を可動的に支持する第２軸受支持手段と、
上記回転軸を、その軸方向位置を拘束し回転および傾き可能に支持する回転軸支持手段と、
上記回転軸を回転させる回転力を発生する回転力発生手段と、
上記回転軸に上記回転力発生手段の回転力を伝達する回転力伝達手段と、
上記回転軸を傾ける回転軸傾斜モーメント付加手段と、
上記回転軸の傾き方向と一致する方向に第２軸受を傾ける第２軸受傾斜モーメント付加手段と、
第２軸受の軸受調芯組立装置に対する位置および姿勢を計測する第２軸受計測手段と、 上記第２軸受計測手段によって計測された結果に基づき第２軸受の目標位置および目標姿勢を計算する計算手段と、
第２軸受を上記目標位置および目標姿勢に位置決めしその状態で保持する位置決め手段と、
第１軸受および第２軸受をそれぞれ上記円筒シェルに固定する固定手段とを備え、
上記回転軸傾斜モーメント付加手段による回転軸の傾き方向および上記第２軸受傾斜モーメント付加手段による第２軸受の傾き方向と回転軸の回転角度とを同期させるように構成したことを特徴とする軸受調芯組立装置。 - 第１軸受が円筒シェル内の所定位置にあらかじめ固定されている場合に、第１軸受固定手段が円筒シェルを保持し、上記第１軸受保持手段が円筒シェル保持手段を兼ねることを特徴とする請求項７記載の軸受調芯組立装置。
- 第１軸受の円筒シェル開口側の端面に複数のネジ穴が設けられている場合に、第１軸受保持手段が、上記複数のネジ穴にそれぞれ螺合する複数のボルトを有することを特徴とする請求項７記載の軸受調芯組立装置。
- 第１軸受の軸受調芯組立装置に対する位置および姿勢を検出する手段を備えたことを特徴とする請求項７記載の軸受調芯組立装置。
- 第２軸受計測手段が、非接触式の変位センサからなることを特徴とする請求項７記載の軸受調芯組立装置。
- 円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１および第２軸受を調芯して組み立てる装置であって、第１軸受が上記円筒シェルの他端部に固定されたフレームにより上記回転軸に沿って直動自在に保持される場合に、
上記フレームを保持するフレーム保持手段と、
第２軸受を保持する第２軸受保持手段と、
上記円筒シェルを保持する円筒シェル保持手段と、
上記第２軸受保持手段を、第２軸受の中心軸まわりの回転方向を拘束し、第２軸受の中心軸方向および該中心軸方向に対し直交する方向の並進自由度と第２軸受の中心軸に直交する軸まわりの回転自由度を可動的に支持する第２軸受支持手段と、
上記回転軸を、その軸方向位置を拘束し回転および傾き可能に支持する回転軸支持手段と、
上記回転軸を回転させる回転力を発生する回転力発生手段と、
上記回転軸に上記回転力発生手段の回転力を伝達する回転力伝達手段と、
上記回転軸を傾ける回転軸傾斜モーメント付加手段と、
上記回転軸の傾き方向と一致する方向に第１軸受を傾ける第１軸受傾斜モーメント付加手段と、
上記回転軸の傾き方向と一致する方向に第２軸受を傾ける第２軸受傾斜モーメント付加手段と、
第１軸受の軸受調芯組立装置の基準に対する姿勢を計測する第１軸受計測手段と、
第２軸受の軸受調芯組立装置の基準に対する位置および姿勢を計測する第２軸受計測手段と、
上記第１および第２軸受計測手段によって計測された結果に基づき第２軸受の目標位置および目標姿勢を計算する計算手段と、
第２軸受を上記目標位置および目標姿勢に位置決めしその状態で保持する位置決め手段と、
上記フレームおよび第２軸受をそれぞれ上記円筒シェルに固定する固定手段とを備え、
上記回転軸傾斜モーメント付加手段による回転軸の傾き方向、上記第１軸受傾斜モーメント付加手段による第１軸受の傾き方向および上記第２軸受傾斜モーメント付加手段による第２軸受の傾き方向と回転軸の回転角度とを同期させるように構成したことを特徴とする軸受調芯組立装置。
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