JP4788200B2

JP4788200B2 - 自動調心ころ軸受の組立方法

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Publication number: JP4788200B2
Application number: JP2005162204A
Authority: JP
Inventors: 久和田所; 義郎井手
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-06-02
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2025-06-02
Also published as: JP2006336752A

Description

この発明は、各種機械装置に組み込まれ、例えばハウジングの内側に回転軸を支承する、自動調心ころ軸受の組立方法の改良に関する。

例えば重量の嵩む軸をハウジングの内側に回転自在に支承する為に従来から、特許文献１に記載された様な自動調心ころ軸受が使用されている。図７〜８は、この特許文献１に記載される等により、従来から広く知られている自動調心ころ軸受１を示している。この自動調心ころ軸受１は、互いに同心に組み合わされた外輪２と内輪３との間に、複数の球面ころ４、４を転動自在に配列して成る。そして、１対の保持器５、５により、これら複数の球面ころ４、４の分離防止を図っている。

上記外輪２の内周面には、単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道６を形成している。又、内輪３の外周面の幅方向（図７の左右方向）両側には、それぞれが上記外輪軌道６と対向する、１対の内輪軌道７、７を形成している。又、上記複数の球面ころ４、４は、その最大径部が各球面ころ４、４の軸方向長さの中央部にある対称形で、上記外輪軌道６と上記１対の内輪軌道７、７との間に、２列に亙って転動自在に配列されている。

上記両保持器５、５は、円すい筒状の主部８に、これら各球面ころ４、４をそれぞれ転動自在に保持する複数のポケット９を、円周方向に亙って等間隔に形成している。上記主部８は、上記各球面ころ４、４のピッチ円直径よりも径方向内側に配置しており、この主部８の円周方向に関する上記各ポケット９の幅は、上記各球面ころ４、４の外径よりも小さくしている。従って、これら各ポケット９内に保持されたこれら各球面ころ４、４が、上記両保持器５、５の内径側に抜け出る事はない。又、上記主部８の大径側端縁部に外向フランジ部１０を、上記金属板を径方向外方に折り曲げる事により形成している。そして、この外向フランジ部１０の内周縁部で上記各ポケット９の円周方向中間部に相当する位置に、それぞれ径方向内方に突出する状態で形成した弾性舌片１１を、上記各球面ころ４、４の軸方向両端面の中央部にそれぞれ形成した円形の凹部１２に係合させている。これら弾性舌片１１と凹部１２との係合により、上記各ポケット９内に上記各球面ころ４、４を、上記主部８の径方向外側から組み込めるが、一度組み込んだ後の状態では、これら各球面ころ４、４が、上記両保持器５、５の外径側に抜け出ない様にしている。

上述の様に構成される自動調心ころ軸受１により、例えばハウジングの内側に回転軸を支承する場合、外輪２をハウジングに内嵌固定し、内輪３を回転軸に外嵌固定する。回転軸と共にこの内輪３が回転する場合には、複数の球面ころ４、４が転動して、この回転を許容する。ハウジングの軸心と回転軸の軸心とが不一致の場合、上記外輪２の内側で上記内輪３が調心する（外輪２の中心軸に対し内輪３の中心軸を傾斜させる）事で、この不一致を補償する。この場合に於いて、外輪軌道６は単一球面状に形成されている為、上記複数の球面ころ４、４の転動は、不一致補償後に於いても、円滑に行なわれる。

上述の様に構成され作用する自動調心ころ軸受１を組み立てる工程に就いては、例えば特許文献２に記載されている。この自動調心ころ軸受１を組み立てる場合には、先ず、図９に示す様な内輪組立体１３を、外輪２の外で組み立てる。この内輪組立体１３は、内輪３の周囲に複数の球面ころ４、４を、１対の保持器５、５と共に組み付けて成る。この様な内輪組立体１３の外径Ｄ₁₃は、上記外輪２の開口部の内径Ｒ₂ よりも大きい（Ｄ₁₃＞Ｒ₂ ）為、そのままではこの外輪２の内側に挿入できない。そこで、上記特許文献２に記載されている様に、図１０に示す如く、上記外輪２を直径方向反対側から径方向内方に押圧して、この外輪２を楕円形に弾性変形させ、この楕円形の長径を上記内輪組立体１３の外径よりも大きくする。そして、この状態で、図９〜１０に示す様に、この内輪組立体１３を上記外輪２の内側に、この内輪組立体１３の中心軸Ｏ₁₃とこの外輪２の中心軸Ｏ₂ とを実質的に直交させた状態で、外輪軌道６の曲率中心がこの内輪組立体１３の中心軸Ｏ₁₃上に位置する状態にまで挿入する。挿入後、この外輪２を径方向反対側から押圧している力を解除し、この外輪２を円形に復元させる。

上述の様にして、上記外輪２内に上記内輪組立体１３を、これら外輪２と内輪組立体１３との中心軸Ｏ₂ 、Ｏ₁₃同士が上記外輪軌道６の曲率中心上で、実質的に直交する状態にまで挿入する挿入作業を行なった後、これら両中心軸Ｏ₂ 、Ｏ₁₃同士を一致させる、所謂返し作業と呼ばれる組み込み作業を行なう。即ち、上記内輪組立体１３を、この内輪組立体１３及び上記外輪２の直径方向を中心に実質的に９０度揺動させる。そして、前述の図７〜８に示した如く、上記内輪組立体１３を上記外輪２の内側に組み込む。この様な返し作業の手順に就いては、例えば特許文献３に記載されている。

上記特許文献２に記載された従来方法の場合、上記外輪２を楕円形に弾性変形させる為、上記図１０に示す様に、この外輪２の直径方向反対側２個所位置を、互いに近付く方向に強く押圧している。この様にしてこの外輪２を楕円形に変形させる場合、この外輪２の一部に大きな引っ張り応力が発生する。そして、この引っ張り応力を、この外輪２に亀裂等の損傷を発生させない程度の値に抑える為には、この外輪２の弾性変形量を少なく抑える必要がある。従って、例えば、この外輪２の軸方向の幅寸法が大きい等、この外輪２の寸法・形状によっては、上記図１０に示す様な組立方法を採用できない。この様な場合には、前記両保持器５、５に設けた各ポケット９、９のうちの一部のポケットに球面ころを組み込まずに上記外輪２の内側に上記内輪組立体１３を挿入した後、この内輪組立体１３を少し回転させてから、上記一部のポケット内に球面ころを組み込む。但し、この様な作業を採用した場合には、自動調心ころ軸受の組立作業の自動化を図れない（前記挿入作業を手作業で行なう必要がある）。

特許文献４には、単列深溝型の玉軸受を構成する玉の数を多くすべく、外輪を弾性変形させつつ玉の組み込みを行なう際に、この外輪の直径方向反対側２個所位置ずつを、互いに近付く方向に押圧する技術が記載されている。但し、この様な特許文献４に記載された従来技術は、互いに偏心した状態で配置された内輪の外周面と外輪の内周面との間の空間の一部で上記玉を挿入可能な部分の周方向長さを確保する事を意図したもので、本発明の対象となる自動調心ころ軸受の組立方法とは基本的に異なる。

特許第３５２９１９１号公報特開昭５４−２７６４４号公報特開平１１−４２５２１号公報特開２００４−６８９８５号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑み、外輪を楕円形に変形させる事に伴ってこの外輪に発生する最大引っ張り応力を抑えて、この外輪の弾性変形量を大きくでき、この外輪を楕円形に変形させて挿入作業を行なえる範囲を広くできる、自動調心ころ軸受の組立方法を実現すべく発明したものである。又、本発明は、自動組立が可能な自動調心ころ軸受の種類を増やせると共に、自動調心ころ軸受の組立作業の全自動化が可能となる組立方法を実現すべく発明したものである。

本発明の組立方法の対象となる自動調心ころ軸受は、前述の従来から知られている自動調心ころ軸受と同様に、球状凹面である外輪軌道を内周面に形成した外輪と、この外輪軌道と対向する１対の内輪軌道を外周面に形成した内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に、２列に亙って転動自在に設けられた複数の球面ころと、これら各球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えた保持器とから成る。

特に、本発明の自動調心ころ軸受の組立方法は、上述の様な自動調心ころ軸受を組み立てるべく、次の、仮組立工程と、外輪位置規制工程と、外輪押圧工程と、挿入工程と、返し工程とを備える。
このうちの仮組立工程では、上記内輪と、上記複数の球面ころの総てと、上記保持器とを予め組み合わせて内輪組立体とする。
又、上記外輪位置規制工程では、１対の光電スイッチを利用して、上記外輪を回転させつつ、この外輪の円周方向等間隔偶数個所に内外両周面同士を連通させる通油孔が存在しているか否かを判定する。そして、通油孔が存在していると判定した場合には、上記外輪を挟んで互いに対向する状態で配置したこの外輪を弾性変形させる際に利用する１対の押圧治具によりこの外輪を押圧する力の中心位置が、円周方向に隣り合う通油孔の間位置となる様に、この外輪の回転方向に関する位置を規制する。
又、上記外輪押圧工程は、上記両押圧治具として、それぞれの先端面が、挟角が１２０〜１５０度のＶ字形の凹面であるものを利用して行なう。そして、これら両押圧治具の先端面と上記外輪の外周面との当接位置を、これら両押圧治具によるこの外輪の押圧中心から円周方向両側に１５〜３０度ずつ外れた部分に設定した状態で、これら両押圧治具の先端面により、上記外輪の外周面の直径方向反対側２個所位置ずつ合計４個所位置を互いに近付く方向に押圧する。これにより、上記外輪を楕円形に、この外輪の開口部の長径が上記内輪組立体を挿入可能な大きさになるまで弾性変形させる。
又、上記挿入工程では、上記外輪を弾性変形させた状態で、上記内輪組立体をこの外輪の内側に、これら内輪組立体と外輪との中心軸同士が、上記外輪軌道の曲率中心部分で直交する状態に迄挿入する。
更に、上記返し工程では、上記外輪を押圧している力を解除した後に、この外輪の内側に挿入された上記内輪組立体を、これら内輪組立体及び外輪の直径方向を中心に９０度揺動させ、この内輪組立体をこの外輪の内側に組み込むべく、この外輪を、その上面に開口した球状凹部を有する台座の上面に載置した状態で、この台座と共に回転させながら、上記内輪組立体を構成する上記各球面ころをこの台座に形成された球状凹部の内面である案内用球状凹面で案内しつつ、この内輪組立体を上記直径方向を中心に揺動させて、この内輪組立体の中心軸と上記外輪の中心軸とを一致させる。
そして、本発明の自動調心ころ軸受の組立方法の場合には、上述した様な各工程を人手によらずに自動的に行なう。

上述の様に構成する本発明の自動調心ころ軸受の組立方法によれば、外輪を楕円形に変形させる事に伴ってこの外輪に発生する最大引っ張り応力を抑えられる。この様に、最大引っ張り応力を抑えられる点に就いて、図１〜２を参照しつつ説明する。尚、自動調心ころ軸受１の構成各部材等の符号に就いては、図１の他、図５〜１０に示したものを使用する。

本発明の外輪押圧工程を実施すべく、内輪組立体１３を挿入する為に外輪２を楕円形に変形させる為には、それぞれが油圧シリンダや送りねじ機構等のリニアアクチュエータにより平行移動させられる１対の押圧治具１４、１４により、上記外輪２を直径方向反対側から強く挟持する。これら両押圧治具１４、１４の先端面１５、１５を、上記平行移動方向に対し直角方向に存在する平坦面とした場合には、前述の図１０に示した従来方法の場合と同様に、上記外輪２の直径方向反対側２個所位置を互いに近付く方向に押圧する状態となる。これに対して、本発明の様に、上記両押圧治具１４、１４の先端面をＶ字形の凹面とした場合には、上記外輪２の外周面の直径方向反対側２個所位置ずつ、合計４個所位置を、互いに近付く方向に押圧する状態となる。そして、上記両先端面１５、１５を構成する１対ずつの傾斜面１６、１６の傾斜角度θを変える事により、これら各傾斜面１６、１６と上記外輪２の外周面との当接位置を調節できる。即ち、これら各傾斜面１６、１６を上記平坦面に対しθだけ傾斜させた場合には、これら各傾斜面１６、１６と上記外輪２の外周面とが、上記両押圧治具１４、１４によるこの外輪２の押圧中心から円周方向にθだけ外れた位置に当接する。

そこで、上記傾斜角度θを種々異ならせた場合を想定して、上記外輪２を、同じ量だけ（内側に上記内輪組立体１３を挿入可能な程度にまで）楕円形に変形させた場合に、上記外輪２の一部（最も内径が小さくなった外輪軌道６の幅方向端縁部）に生じる引っ張り応力を（ＦＥＭ解析により）求めた。図２の白抜きで表した棒グラフは、この結果を示している。この図２から明らかな通り、上記傾斜角度θを２０度とし、上記各傾斜面１６、１６と上記外輪２の外周面との当接位置を、上記押圧中心から両側に２０度だけずれた位置に設定すれば、上記引っ張り応力を最も低くできる。又、本発明の様に、上記傾斜角度θを１５〜３０度の範囲内に設定し、上記当接位置を上記押圧中心から両側に１５〜３０度ずれた位置に設定すれば、他の角度範囲に設定した場合に比べて、上記引っ張り応力を十分に低く抑えられる。

例えば、図３は、大きさ（型番）が異なる８種類の外輪２に関して、上記当接位置を押圧中心（直径方向反対側２個所位置のみ）とした場合と、この当接位置を、上記１５〜３０度の中央値として、押圧中心から円周方向に２２．５度ずらした２個所位置ずつ、合計４個所とした場合とに就いて、上記外輪２に生じる最大引っ張り応力の大きさを、ＦＥＭ解析により求めた結果を示している。この様な図３から明らかな通り、上記外輪２の大きさに関係なく、上記当接位置を押圧中心から円周方向両側に振り分けた場合に、この当接位置を押圧中心に一致させた場合に比べて、最大引っ張り応力の値を３０〜３８％低減できる。

この為、上記当接位置を押圧中心から円周方向両側に振り分ける事により、上記外輪２の弾性変形量を大きくできる。そして、例えば軸方向に関する幅寸法が大きく、自由状態での開口部の内径と内輪組立体の外径との差が大きい場合でも、当該外輪２を楕円形に変形させる事による、この外輪２内への前記内輪組立体１３の挿入作業を行なえる。この結果、自動組立が可能な自動調心ころ軸受の種類を増やせる。言い換えれば、上記幅寸法が大きな外輪２を有する自動調心ころ軸受の自動組立が可能になる。
更に、本発明の場合には、１対の押圧治具の先端面を、挟角が１２０〜１５０度のＶ字形の凹面としている為、これら両押圧治具の先端面と外輪の外周面との当接位置の規制を、容易に、且つ、安定して行なえる。

又、本発明の場合には、外輪位置規制工程により、外輪２の円周方向等間隔偶数個所に、この外輪２の内外両周面同士を連通させる通油孔２６、２６が存在している場合に、１対の押圧治具１４、１４により上記外輪２を押圧する力の中心位置を、円周方向に隣り合う通油孔２６、２６の間位置とする為、応力集中に伴って亀裂等の損傷が発生し易い通油孔２６、２６部分に応力が集中する事を防止できる。即ち、図２に黒塗りで表した棒グラフから明らかな通り、損傷が発生し易い通油孔２６、２６部分に発生する応力の最大値を抑えて、これら各通油孔２６、２６を設けた外輪２を有する自動調心ころ軸受の自動組立も可能にできる。

又、本発明の場合には、返し工程時に、台座を回転させる事に伴って、内輪組立体及び外輪を振動させる事ができる。従って、返し作業の過程で互いに接触する、各球面ころと外輪との位置関係を不安定にできる。この為、この返し作業の途中で、何れかの球面ころの軸方向端縁と上記外輪の開口周縁部とが引っ掛かっても、引っ掛かった状態が安定せずに直ちに解消される。この為、当該球面ころを外輪軌道の内側に送り込む事ができる。又、上記各球面ころがこの外輪軌道の内側に送り込まれた後の状態でも、これら各球面ころの転動面とこの外輪軌道との間に作用する摩擦を小さく抑えられる。この為、これら転動面や外輪軌道に擦り傷等の損傷を生じさせる事なく、上記内輪組立体を上記外輪の内側に組み込める。

更に、本発明の場合には、内輪３と各球面ころ４、４と保持器５、５とを予め組み合わせて内輪組立体１３とする仮組立工程と、外輪位置規制工程と、外輪押圧工程と、この内輪組立体１３を上記外輪２の内側に挿入する挿入工程と、この外輪２の内側に挿入したこの内輪組立体１３を９０度揺動させてこれら内輪組立体１３と外輪２との中心軸を一致させる返し工程とを、人手によらずに自動的に行なう。
この様に構成する事により、自動調心ころ軸受１の組立作業の全自動化が可能になり、この自動調心ころ軸受１の低コスト化を図れる。

図４〜６は、本発明の実施例を示している。本実施例に使用する自動調心ころ軸受の組立装置は、台座１７と、揺動腕１８と、押圧治具１４、１４とを備える。このうちの台座１７は、ステンレス鋼等の金属、或いはポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂等の合成樹脂により造られたもので、図示しない旋回台の上面に支持固定されている。この旋回台は、鉛直方向に配設された回転中心軸を中心に回転するもので、上記台座１７は、この回転中心軸と同心に配置されている。又、この台座１７は、自動調心ころ軸受１を構成する外輪２をその上面に載置自在であり、且つ、この上面に開口した球状凹部１９を有する。この球状凹部１９は、上記回転中心軸上の点を曲率中心とする案内用球状凹面２０と、底部に、この案内用球状凹面２０よりも径方向外方（下方）に凹んだ状態で設けられた、油抜き用の凹部２１とから成る。又、この案内用球状凹面２０は、外輪２の内周面に形成した外輪軌道６と実質的に同一の曲率半径を有する。そして、この外輪２を上記台座１７に載置した状態で、上記外輪軌道６の曲率中心と上記案内用球状凹面２０の曲率中心とが実質的に一致する。

又、上記揺動腕１８の基端部（図４の上端部）は、ロータリアクチュエータ２２の出力盤２３の前面で、回転中心から外れた位置に結合固定している。この出力盤２３は、水平方向に配置された回転中心軸を中心として揺動変位するもので、この回転中心軸の高さ位置は、上記台座１７の上面に載置された状態での、上記外輪軌道６の曲率中心の位置と実質的に（誤差を除き可及的に）一致している。又、上記揺動腕１８の先端部は、上記台座１７の上面に載置された上記外輪２の上方で、この外輪２の内側に挿入された内輪組立体１３を構成する何れかの球面ころ４の軸方向端面に係合（突き当て）自在な位置に存在する。

更に、上記両押圧治具１４、１４はそれぞれ、互いに対向する状態で互いに同心に設けられた、油圧シリンダ、送りねじ機構等の、変位量を厳密に規制可能な直動式のアクチュエータ２４の出力ロッド２５の先端部に、互いに同心に支持固定されている。この様な両押圧治具１４、１４は、上記両アクチュエータ２４の伸長に伴って互いに近付き合った状態で、上記外輪２を直径方向反対側から抑え付ける。そして、この外輪２を上記台座１７の上方に、上記案内用球状凹面２０と同心に支持する。

又、上記両アクチュエータ２４により上記両押圧治具１４、１４を、上記外輪２を上記案内用球状凹面２０と同心に支持する為の位置よりも更に近づけ合う事で、この外輪２を、前述の図１０に示した様に、楕円形に変形可能にしている。この為に、上記両押圧治具１４、１４の先端面１５、１５に、前述の図１に示した様な傾斜面１６、１６を、これら各先端面１５、１５毎に１対ずつ設けている。そして、上記台座１７上に載置した上記外輪２を楕円形に変形させて、この外輪２の内側に上記内輪組立体１３を挿入する、挿入作業を行なえる様にしている。

本実施例の場合には、上記外輪２として、図６の上段の（Ａ）に示した様に、円周方向等間隔４個所位置に通油孔２６、２６を形成したものと、図６の下段の（Ｂ）に示す様に通油孔を持たないものとの何れに就いても、自動組立を行なえる様にしている。この為に本実施例の場合には、上記台座１７の上面に載置した上記外輪２を直径方向反対側から挟む２個所位置に、光電スイッチ２７ａ、２７ｂ（投光器及び受光器）を配置している。これら両光電スイッチ２７ａ、２７ｂ同士の間でレーザ光等の光が、上記通油孔２６、２６を通過する事で授受される。

本実施例の場合には、上記外輪２を上記台座１７の上面に、この台座１７と同心に載置した後、上記両押圧治具１４、１４を互いに近づける以前に、この台座１７を最大１／２回転させる。例えば、上記外輪２が上記通油孔２６、２６を有するものである場合には、図６の（Ａ）（ｂ）に示す様に、上記両押圧治具１４、１４により上記外輪２を押圧する力の中心位置が、円周方向に隣り合う通油孔２６、２６の丁度間位置になった瞬間に、上記両光電スイッチ２７ａ、２７ｂ同士の間で光の授受が行なわれる。そこで、この瞬間に上記台座１７の回転を一度停止させて、図６の（Ａ）（ｃ）に示す様に、上記両押圧治具１４、１４を互いに近づける。そして、上記外輪２を楕円形に変形させて、前記挿入作業を行なう。

一方、図６の下段の（Ｂ）に示す様に通油孔を持たないものである場合には、この図６の（Ｂ）の（ａ）→（ｃ）に示す様に、上記台座１７を１／２回転させた場合でも、上記両光電スイッチ２７ａ、２７ｂ同士の間で光の授受が行なわれる瞬間が発生しない。そこで、この場合には、当該外輪２は通油孔を持たないものであるとして、図６の（Ｂ）（ｃ）に示す様に、上記両押圧治具１４、１４を互いに近づける。そして、上記外輪２を楕円形に変形させて、上記挿入作業を行なう。

本実施例の場合には、この様にして挿入作業を行なった後、前記両アクチュエータ２４が上記外輪２を押圧している力を（この外輪２を変形させないが、位置決め可能な程度にまで）弱めてから、上記内輪組立体１３を揺動変位させて、この内輪組立体１３の中心軸と上記外輪２の中心軸とを一致させる、所謂返し作業工程を行なう。

上記挿入作業により、上記内輪組立体１３を上記台座１７の上面に載置した外輪２の内側に挿入した状態では、この内輪組立体１３を構成する各球面ころ４、４のうち、下半部に存在する球面ころ４、４の転動面が、前記案内用球状凹面２０に当接する。そして、上記返し作業の開始状態では、上記内輪組立体１３の中心軸Ｏ₁₃と上記外輪２の中心軸Ｏ₂ とが、この外輪２の内周面の外輪軌道６の曲率中心Ｏ₆ 部分で直交する。又、上記開始状態では、前記揺動腕１８の先端部が、図５の（Ａ）に示す様に、上記内輪組立体１３の上端部の側方に存在する。

上記図５の（Ａ）に示す様に、上記台座１７の上面に載置した外輪２の内側に上記内輪組立体１３を挿入したならば、それまで停止していた上記揺動腕１８を、図５の（Ａ）に示した状態から反時計方向に揺動変位させる。そして、上記内輪組立体１３を、図５の（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）に示す順番で、この内輪組立体１３及び上記外輪２の直径方向を中心に揺動変位させる。この揺動変位に伴って、この内輪組立体１３が、この外輪２の内側に組み込まれる。

上記図５の（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）に示す様に、上記内輪組立体１３が上記外輪２の内側に組み込まれる過程で、この内輪組立体１３を構成する上記各球面ころ４、４が、上記案内用球状凹面２０に案内されつつ、上記外輪軌道６の内側に入り込む。これら案内用球状凹面２０の上端開口縁部と外輪軌道６の下端開口縁部との間には、不可避な誤差に基づく微小な段差が存在するが、上記各球面ころ４、４の端面外周縁部に存在する面取りの存在に基づき、これら各球面ころ４、４が上記外輪軌道６の内側に、無理なく送り込まれる。しかも、本実施例の場合には、上記台座１７を回転させる事に伴って、上記内輪組立体１３及び上記外輪２を振動させている。従って、上記返し作業の過程で互いに接触する、各球面ころ４、４と外輪２との位置関係が不安定になり、この返し作業の途中で、何れかの球面ころ４の軸方向端縁と上記外輪２の開口周縁部とが引っ掛かっても、引っ掛かった状態が安定せずに直ちに解消される。この為、当該球面ころ４を上記外輪軌道６の内側に送り込む事ができる。又、上記各球面ころ４、４がこの外輪軌道６の内側に送り込まれた後の状態でも、これら各球面ころ４、４の転動面とこの外輪軌道６との間に作用する摩擦を小さく抑えられる。この為、これら転動面や外輪軌道６に擦り傷等の損傷を生じさせる事なく、上記内輪組立体１３を上記外輪２の内側に組み込める。尚、上記台座１７を回転させる理由は、上記各球面ころ４、４と上記外輪２との位置関係を不安定にする為である。

又、図示の実施例の場合には、前記球状凹部１９の底部に、上記案内用球状凹面２０よりも径方向外方に凹んだ、油抜き用の凹部２１を設けている為、上記球状凹部１９内に入り込んだ油が上記案内用球状凹面２０に留る事を防止できる。但し、上記凹部２１を設ける事に伴って、上記返し作業の初期段階で、この凹部２１に対向している一部の球面ころ４の軸方向端面外周縁部とこの凹部２１の開口周縁部とが引っ掛かる可能性を生じる。この為、本実施例の場合には、前記台座１７を、前記外輪２の中心軸を中心として回転させる事により、上記一部の球面ころ４を上記案内用球状凹面２０に、無理なく乗り上げさせる様にしている。尚、上記凹部２１の開口周縁部に面取りを施せば、上記一部の球面ころ４の上記案内用球状凹面２０への乗り上げを、より円滑に行なわせる事ができる。

尚、上記返し作業を行なう際の、前記揺動腕１８による前記内輪組立体１３の揺動速度、並びに上記台座１７の回転速度は、揺動及び回転に伴って、上記返し作業にとって有害な遠心力が発生しない程度の適正な値に収める。この様な適正値に就いては、計算乃至は実験により求める。例えば、上記揺動速度に関しては、圧延機等の産業機械用の自動調心ころ軸受の場合で、９０度／３〜４秒程度若しくはこれよりも緩徐に行なう事が適切である。又、上記回転速度に就いては、上記各球面ころ４、４と上記外輪２との位置関係を不安定にする為の振動を得られる限り、低く抑える事が、これら各球面ころ４、４の転動面と上記案内用球状凹面２０との摩擦を抑えて、これら各面の損傷を防止する面からは好ましい。

挿入工程を行なう為に外輪を弾性変形させる為に使用する１対の押圧治具を示す斜視図。１対の押圧治具による押圧位置が外輪に生じる応力の大きさに及ぼす影響を知る為に行なった第一の実験の結果を示す棒グラフ。同じく第二の実験の結果を示す線図。挿入工程に続いて返し工程を行なう装置の実施例を示す要部略平面図。内輪組立体を外輪の内側に組み込むべく、この内輪組立体を旋回させる状態を示す、図４のＡ−Ａ断面に相当する図。外輪を弾性変形させるのに先立ってこの外輪の円周方向に関する位相を規制する状態を示す図。自動調心ころ軸受の１例を示す部分断面図。図７の側方から見た図。外輪を弾性変形させずに、この外輪に内輪組立体を近づけた状態を示す断面図。外輪を弾性変形させた状態で、この外輪の内側に内輪組立体を挿入した状態を示す側面図。

１自動調心ころ軸受
２外輪
３内輪
４球面ころ
５保持器
６外輪軌道
７内輪軌道
８主部
９ポケット
１０外向フランジ部
１１弾性舌片
１２凹部
１３内輪組立体
１４押圧治具
１５先端面
１６傾斜面
１７台座
１８揺動腕
１９球状凹部
２０案内用球状凹面
２１凹部
２２ロータリアクチュエータ
２３出力盤
２４アクチュエータ
２５出力ロッド
２６通油孔
２７ａ、２７ｂ光電スイッチ

Claims

球状凹面である外輪軌道を内周面に形成した外輪と、この外輪軌道と対向する１対の内輪軌道を外周面に形成した内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に、２列に亙って転動自在に設けられた複数の球面ころと、これら各球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えた保持器とから成る自動調心ころ軸受の組立方法に於いて、
上記内輪と上記複数の球面ころの総てと上記保持器とを予め組み合わせて内輪組立体とする、仮組立工程と、
１対の光電スイッチを利用して、上記外輪を回転させつつ、この外輪の円周方向等間隔偶数個所に内外両周面同士を連通させる通油孔が存在しているか否かを判定し、通油孔が存在していると判定した場合には、上記外輪を挟んで互いに対向する状態で配置したこの外輪を弾性変形させる際に利用する１対の押圧治具によりこの外輪を押圧する力の中心位置が、円周方向に隣り合う通油孔の間位置となる様に、この外輪の回転方向に関する位置を規制する、外輪位置規制工程と、
上記両押圧治具として、それぞれの先端面が、挟角が１２０〜１５０度のＶ字形の凹面であるものを利用し、これら両押圧治具の先端面と上記外輪の外周面との当接位置を、これら両押圧治具によるこの外輪の押圧中心から円周方向両側に１５〜３０度ずつ外れた部分に設定した状態で、これら両押圧治具の先端面により、上記外輪の外周面の直径方向反対側２個所位置ずつ合計４個所位置を互いに近付く方向に押圧し、上記外輪を楕円形に、この外輪の開口部の長径が上記内輪組立体を挿入可能な大きさになるまで弾性変形させる、外輪押圧工程と、
上記外輪を弾性変形させた状態で、上記内輪組立体をこの外輪の内側に、これら内輪組立体と外輪との中心軸同士が、上記外輪軌道の曲率中心部分で直交する状態に迄挿入する、挿入工程と、
上記外輪を押圧している力を解除した後、この外輪の内側に挿入された上記内輪組立体を、これら内輪組立体及び外輪の直径方向を中心に９０度揺動させ、この内輪組立体をこの外輪の内側に組み込むべく、この外輪を、その上面に開口した球状凹部を有する台座の上面に載置した状態で、この台座と共に回転させながら、上記内輪組立体を構成する上記各球面ころをこの台座に形成された球状凹部の内面である案内用球状凹面で案内しつつ、この内輪組立体を上記直径方向を中心に揺動させて、この内輪組立体の中心軸と上記外輪の中心軸とを一致させる、返し工程とを備え、
これら各工程を人手によらずに自動的に行なう事を特徴とする自動調心ころ軸受の組立方法。