JP5725254B2 - ころ整列装置およびころ整列方法 - Google Patents

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Description

本発明は、複数のころを備えたころ軸受などを組み立てる際に利用され、ころ軸受を構成する外輪の内側にころを組み込むために、ころを円環状に整列させるためのころ整列装置およびころ整列方法に関する。
大きなラジアル荷重を支承しつつ、回転軸を支持するための回転支持部には、ラジアルころ軸受が組み込まれる。この回転支持部がより大きなラジアル荷重を支承する必要がある場合、保持器を設けずに、負荷容量の増大を図った、いわゆる総ころ型のラジアルころ軸受が使用される。
総ころ型のラジアルころ軸受を組み立てるために、各種の組立装置や治具が従来から使用されている。図11は、特開平5−329721号公報に記載された、従来構造の組立装置を示している。この組立装置1は、整列ガイド部材2と、ガイドバー3と、押し込み筒4と、ころ供給手段5と、シャッタ部材6と、1対のチャック部材7a、7bとから構成される。
整列ガイド部材2には、中心部に軸方向に貫通し、上部に漏斗状の受け部を備える貫通孔8が設けられている。ガイドバー3は、鉛直方向(図11の上下方向)に配設されており、その基端部は、電動モータ9の出力軸10に連結され、その先端部は、貫通孔8内に緩く挿入されている。また、ガイドバー3の先端部外周面には、複数の溝11が円周方向等間隔に形成されている。押し込み筒4は、ガイドバー3の中間部の周囲に、ガイドバー3に対する軸方向の相対変位を可能に配置されている。ころ供給手段5は、貫通孔8の内周面とガイドバー3の外周面との間に形成された円環状の整列空間12に向けて、複数のころRを順次供給する。シャッタ部材6は、整列ガイド部材2の下端面に沿って水平移動可能に設けられており、貫通孔8の下端開口部を開閉可能としている。1対のチャック部材7a、7bは、互いに対向する面にそれぞれ凹円弧状の保持部を有しており、互いに遠近動(水平移動)可能となっている。
組立装置1の運転時には、貫通孔8の下端開口部をシャッタ部材6により塞いだ状態で、ころ供給手段5により、複数のころRが貫通孔8の受け部を介して、整列空間12に向けて順次供給される。ガイドバー3の外周面に接触したころRは、ガイドバー3の回転によって連れ回され、整列空間12内で円環状に互いに並列に整列する。その後、円環状に整列したころ群Gを、チャック部材7a、7bの1対の保持部により保持し、シャッタ部材6を移動させて貫通孔8の下端開口部を露出させる。そして、押し込み筒4を下方に相対変位させることで、押し込み筒4の先端面(下端面)により、ころ群Gは、整列空間12から下方に向けて押し出され、整列ガイド部材2の下方に設けた外輪Wの内側に組み込まれる。
この従来構造の組立装置1により、複数のころRを整列空間12内に円環状に整列させ、ころ群Gを、外輪Wの内側に一度に組み込むことができるため、総ころ型のラジアルころ軸受の組立作業の作業効率を向上させることができる。
しかしながら、この組立装置1では、ころRを円環状に整列させるために、ころRを、ガイドバー3の外周面に金属接触させて、ガイドバー3の回転によって連れ回すようにしている。このため、ころRが、ガイドバー3の外周面と貫通孔8の内周面の間に噛み込まれ、ころRの転動面に損傷を生じさせる可能性がある。特に、ガイドバー3の先端部外周面に、ころRの連れ回し効果を高めるための溝11が形成されているため、ころRの転動面はより損傷しやすい。ころRの整列に要する作業時間を短くするために、ガイドバー3の回転速度を上昇させると、ころRの転動面により一層損傷が生じやすくなるため、この組立装置1では、ころRを整列させるための作業時間の短縮を図り難い。
特開2008−68374号公報には、複数のころを円環状に整列させるために、ハウジングの円筒状内周面と水平方向に配置された中心軸の外周面との間に形成される円環状の整列空間に、並列に配置されたころを軸方向に平行な向きで順次落下させ、前記中心軸によって連れ回すように構成して、簡略化および小型化が図られた、ころ軸受の組立装置が開示されている。しかし、この組立装置でも、ころが中心軸の外周面とハウジングの内周面との間で噛み込まれ、ころの転動面に損傷を生じさせる可能性がある点で同様の問題を有する。
さらに、従来構造の組立装置1では、外輪Wの内側にころ群Gを組み込んだ後、ころ群Gの内側に内輪を組み込むまでの間に、ころRが傾斜したり、外輪Wの内側から脱落したりする可能性がある。これに対して、特開2009−150491号公報には、ころ群Gを外輪Wの内側に組み込んだ後、ころ群Gの内側に、弾性的に縮径した状態の保持具を挿入し、保持具の弾力により、ころRを外輪Wの内周面に形成された外輪軌道に向け押圧し、保持することが開示されている。しかしながら、保持具を利用する場合でも、ころ群Gの組み込み直後で、保持具を挿入する以前の状態において、ころRが傾斜したり脱落したりする可能性がある。
特開平5−329721号公報 特開2009−150491号公報 特開2008−68374号公報
本発明は、複数のころを整列空間に整列させる際に、ころの転動面が損傷することを有効に防止できる、ころ整列装置およびころ整列方法を提供することを目的としている。
本発明のころ整列装置は、ころ軸受の組立装置の一部を構成するものであって、軸方向に直列に配置された複数のころを、当該ころの軸方向に作用する力により、所定の空間形状を有する整列空間に順次供給する手段と、前記整列空間に供給された前記ころを、当該ころの軸方向と直交する方向の力により当該整列空間の長さ方向に移動させ、複数のころを互いに並列に整列させる手段を備える点に特徴がある。
より具体的には、本発明のころ整列装置は、治具本体と、ころ供給手段と、整列用流体供給手段とを備える。前記治具本体は、円環状や直線状などの所定の空間形状を有する整列空間を備える。この整列空間は、長さ方向に複数のころを互いに並列に整列させることが可能で、その幅方向が前記ころを整列させた状態での当該ころの軸方向と一致するように構成されている。
前記ころ供給手段は、前記整列空間に前記ころを整列させた状態での当該ころの軸方向と同じ方向である当該整列空間の幅方向に一致する方向に、前記ころを軸方向に直列に配置した状態で保持し、当該ころを当該整列空間のころ供給位置に順次供給する。
前記整列用流体供給手段は、前記ころ供給手段により前記ころ供給位置に順次供給される前記ころのそれぞれに対して、前記整列空間の幅方向(前記ころの供給方向)と直交する方向から、当該ころが前記整列空間の長さ方向に移動するように、流体を噴出させる。
前記治具本体が、当該治具本体を構成する他の部材に対して前記整列空間の幅方向に相対変位可能に設けられ、その端面が、前記整列空間の幅方向片端面を構成する、押し出し治具を備えることが好ましい。
前記ころ供給手段が、その内部に前記ころを収納可能なシュート部と、当該シュート部の内部に前記整列空間側に向かう流体の流れを生じさせる、ころ供給用流体供給手段とを備えることが好ましい。
本発明のころ整列装置は、前記整列空間が円環状である場合と直線状である場合のいずれにも適用することが可能である。
前記整列空間が円環状である場合には、前記ころのうち、前記整列空間内に最初に供給され、当該整列空間の長さ方向に移動するころを、前記ころ供給位置の手前側で停止させるためのストッパを設けることが好ましい。
本発明のころ整列方法は、ころ軸受の組立方法の一部を構成するものであって、軸方向に直列に配置された複数のころを、当該ころの軸方向に作用する力により、所定の空間形状を有する整列空間に順次供給する工程と、前記整列空間に供給された前記ころを、当該ころの軸方向と直交する方向の力により当該整列空間の長さ方向に移動させることで、複数のころを互いに並列に整列させる工程を備える点に特徴がある。
すなわち、本発明のころ整列方法は、円環状や直線状など所定の空間形状を有する整列空間の長さ方向に複数のころを互いに並列に整列させる方法であって、前記整列空間の幅方向に一致する方向に、前記ころを軸方向に直列に配置して、当該ころの軸方向と前記整列空間の幅方向が一致する状態で、当該ころを前記整列空間のころ供給位置に順次供給し、当該ころ供給位置に供給された当該ころのそれぞれに対して、前記整列空間の幅方向(当該ころの供給方向)と直交する方向から流体を噴出することにより、当該ころを当該整列空間の長さ方向に移動させる。
前記ころのうち、前記ころ供給位置に供給されたころを、前記整列空間の長さ方向に移動させて、当該ころ供給位置から離間させることにより、前記ころのうち、次のころが、当該ころ供給位置に供給されるように構成することが好ましい。
前記ころを前記整列空間の前記ころ供給位置に供給するに際して、前記軸方向に直列に配置されたころに、当該ころの軸方向に作用する力を付与することが好ましい。
この場合、前記ころの軸方向の作用する力の少なくとも一部を、前記整列空間側に向かう流体の流れにより構成して、前記ころを前記ころ供給位置に供給する際に、当該流体の流れを前記ころに作用させ、前記ころ供給位置に供給されたころを前記整列空間の長さ方向に移動させる際に、当該流体の流れを一時的に停止させることが好ましい。
なお、本発明の解釈において、前記「ころ」には、直径に比べて軸方向長さが大きい(アスペクト比が大きい)ニードルも含まれるものとする。
本発明のころ整列装置およびころ整列方法によれば、ころの転動面に損傷が生じることを有効に防止しつつ、複数のころを整列空間に整列させることができる。すなわち、本発明の場合、ころを回転する軸(ガイドバー)によって連れ回すことなく、整列空間内に供給されたころに対して、当該ころの供給方向と直交する方向に向けて噴出する流体の流れ(流体圧)を利用することにより、当該ころを整列空間の長さ方向に移動させ、次のころを整列空間に供給すことを繰り返すことにより、整列空間内に複数のころを適切に整列させることができる。また、前記ころに向けて噴出する流体の速度を上昇させる、あるいは、噴出量を増大させることにより、整列時間の短縮化を容易に図ることもできる。
図1は、本発明の実施の形態の第1例の組立装置を構成する整列装置を、一部を省略して模式的に示す平面図である。 図2は、図1のA−O−B−C断面図である。 図3は、図1に示した整列装置を、一部を省略して模式的に示す断面斜視図である。 図4は、図1の中央部拡大図である。 図5は、図4のD部拡大図である。 図6は、本発明の実施の形態の第1例の組立装置を構成する挿入治具を取り出して示す断面図である。 図7は、本発明の実施の形態の第1例の組立装置を構成する挿入治具の保持部材を取り出して示す断面図である。 図8(A)は、図1に示した整列装置から挿入治具にころ群を移動する以前の状態を示す組立装置の断面図であり、図8(B)は、この整列装置から挿入治具にころ群を移動した以後の状態を示す組立装置の断面図であり、図8(C)は、挿入治具から外輪にころ群および保持部材を組み込んだ後の状態を示す組立装置の断面図である。 図9は、本発明の実施の形態の第2例の組立装置を構成する整列装置を、一部を省略した状態で示す立て断面図である。 図10は、図9のE−E断面図である。 図11は、従来構造の総ころ型ラジアルころ軸受用の組立装置を示す部分断面図である。
[実施の形態の第1例]
図1〜図8は、本発明の実施の形態の第1例を示している。組立装置13は、整列装置14と、挿入治具15とから構成され、総ころ型のラジアルころ軸受を構成する外輪Wの内側に、複数のころRを組み込むために使用される。
本発明の整列装置14は、治具本体16と、ころ供給手段17と、整列用流体供給手段18とを備える。治具本体16は、ガイド筒19と、ガイド軸20と、押し出し治具21と、蓋体(図示せず)とから構成され、これらの部材に囲まれた部分に、複数のころを互いに並列に整列させることが可能な、所定の空間形状を有する、整列空間26が形成される。
ガイド筒19は、段付き円筒状で、内径側半部の厚肉部22と、外径側半部の薄肉部23とから構成されている。厚肉部22の中央部には、軸方向に貫通した貫通孔24が形成されている。また、薄肉部23は、円輪状で、厚肉部22の軸方向一端部(下端部)外周面から径方向外方に突出するように設けられている。
ガイド軸20は、円柱状であり、貫通孔24内にこの貫通孔24と同心に緩く挿入されている。貫通孔24の内径寸法d24とガイド軸20の外径寸法D20との差δの1/2は、ころRの直径Dよりも僅かに大きい(δ/2>D)。なお、本例では、図4および図5に示すように、ガイド軸20の外周面の一部で、ころ供給手段17からころRが供給される位置である、ころ供給位置S(図1、図4および図5の斜格子部分)に対向する部分に、切り欠き43が形成されている。これにより、ころ供給手段17により供給されるころRの外周面(転動面)と、ガイド軸20の外周面との間の隙間を大きく確保して、ころRの供給時に、ころRの外周面とガイド軸20の外周面とが接触することを防止している。
押し出し治具21は、鍔付円筒状で、ガイド軸20に外嵌した状態で、その軸方向一端部(上端部)を貫通孔24内にガイド筒19の下方側から挿入している。また、押し出し治具21の軸方向他端部(下端部)には外向鍔部25が設けられている。押し出し治具21のうち、軸方向に関して外向鍔部25から外れた部分の外径寸法D21は、貫通孔24の内径寸法d24よりも僅かに小さい(D21<d24)。また、押し出し治具21の内径寸法d21は、ガイド軸20の外径寸法D20よりも僅かに大きい(d21>D20)。これに対し、外向鍔部25の外径寸法D25は、貫通孔24の内径寸法d24よりも十分に大きい(D25>d24)。また、押し出し治具21は、治具本体16を構成する他の部材である、ガイド筒19、ガイド軸20および蓋体に対して、軸方向(図1の表裏方向、図2および図3の上下方向)に相対変位可能に設けられている。ただし、ころRの整列が完了する以前の状態では、図2に示すように、押し出し治具21の軸方向位置を、その軸方向一端面(上面)からガイド筒19の上面までの距離mが、ころRの軸方向寸法Lよりも僅かに大きくなる位置に規制している。
前記蓋体は、ガイド筒19を構成する厚肉部22の上面に対し取り外し可能に設けられ、整列装置14の稼動時には、厚肉部22の上面に固定された状態で、貫通孔24の上端開口部を塞ぐ。また、蓋体の一部には、ころ供給手段17を構成するシュート部27の下端部を挿入するための通孔が設けられる。
本例の場合、ガイド筒19に設けられた貫通孔24の内周面と、ガイド軸20の外周面と、押し出し治具21の軸方向一端面と、蓋体の下面とにより画成された円環状の空間を、整列空間26としている。また、本例の場合、整列空間26は、円環状であり、その長さ方向である円周方向に複数のころRを互いに並列に整列させることが可能な空間形状を有する。複数のころRが整列空間26に整列した状態で、整列空間26の幅方向は、ころRの軸方向と一致する。また、押し出し治具21は、ガイド筒19、ガイド軸20および蓋体に対して、押し出し治具21の軸方向と同じ方向である整列空間26の幅方向に相対変位して、押し出し治具21の端面である、軸方向一端面(上面)が、整列空間26内を幅方向(押し出し治具21ところRの軸方向)に移動できるようになっている。
ころ供給手段17は、シュート部27と、ころ供給用流体供給手段28とを備えており、整列空間26の幅方向に一致する方向(図1の表裏方向、図2および図3の上下方向)に、ころRを軸方向に直列に配置した状態で保持し、ころRを整列空間26内に順次供給する。シュート部27は、中空円筒状で、ころ供給手段17の内部に鉛直方向に伸長するように形成され、その内径寸法はころRの直径Dよりも僅かに大きく、その全長は整列空間26に整列させる全数(図示の例では16本)のころRを軸方向に直列に配置した場合の軸方向長さよりも長いか同等程度である。また、シュート部27の下端部は、蓋体に形成された通孔内に挿入された状態で、整列空間26の円周方向の一部分の上方に位置している。この整列空間26のうちで、その上方にシュート部27の下端部が位置する部分(円周方向の一部)が、このシュート部27から整列空間26内にころRが供給される位置である、ころ供給位置S(図1、図4および図5の斜格子位置)となる。
また、ころ供給用流体供給手段28は、シュート部27の内部に、整列空間26側(上方から下方)に向かう流体の流れを生じさせることで、当該シュート部27内に収納されたころRに対し整列空間26側に向いた流体圧を作用させるものである。本例では、ころ供給用流体供給手段28により供給する流体を、空気としている。すなわち、ころ供給用流体供給手段28は、エア噴出ノズル29と、コンプレッサに接続されたアクチュエータとを備え、エア噴出ノズル29の先端部を、シュート部27の上端開口部に接続している。
整列用流体供給手段18は、ころ供給手段17により整列空間26内に供給されたころRに対し、ころRの供給方向(整列空間26の幅方向)と直交する方向から(図1〜図3の右側から左側に向けて)流体を噴出させるものである。本例では、整列用流体供給手段18により供給する流体を、空気としている。すなわち、整列用流体供給手段18は、エア噴出ノズル30と、コンプレッサに接続されたアクチュエータ31とを備え、エア噴出ノズル30を、ガイド筒19を構成する厚肉部22の内外両周面を連通させるように形成された挿通孔32内に挿入し、その先端部を、整列空間26のうちのころ供給位置Sに対向させている。また、エア噴出ノズル30の基端部を、ガイド筒19を構成する薄肉部23の上面に設置したアクチュエータ31に接続している。また、本例では、エア噴出ノズル30の配設方向を、厚肉部22の放射方向(径方向)に対し所定角度θ(図4参照)だけ傾斜させている。これにより、エア噴出ノズル30から噴出された空気が、整列空間26内をその長さ方向(円周方向、図1、図4および図5の矢印X方向)に向けて流れやすくしている。また、エア噴出ノズル30の先端部を整列空間26の幅方向中央位置に設けることで、ころRの軸方向中央位置に向けてエア噴出ノズル30から空気を噴出するようにしている。これにより、エア噴射ノズル30から噴出した空気の空気圧によって、ころRが傾斜しないようにしている。
また、本例では、ころ供給用流体供給手段28を構成するアクチュエータと、整列用流体供給手段18を構成するアクチュエータ31とを制御器に接続し、この制御器によりそれぞれの運転状態を制御している。具体的には、ころ供給用流体供給手段28を構成するアクチュエータを、実行と停止(ONとOFF)とを繰り返すように制御することで、シュート部27内への空気の供給と不供給とを、20ms毎、50ms毎、あるいは100ms毎というように、一定間隔で交互に繰り返すようにして、ころRに対する流体圧の作用を断続的なものとしている。これに対し、整列用流体供給手段18を構成するアクチュエータ31については、運転を常時続けるように制御することで、整列空間26内に連続的に空気を供給するようにしている。
また、本例では、整列空間26に最初に供給されたころRが、整列空間26の円周方向に移動して、ころ供給位置Sまで戻ってきた場合に、このころRを、ころ供給位置Sの手前側で停止させるためのストッパ部材33を、2本設けている。ストッパ部材33は、棒状で、エア噴出ノズル30の配設方向に対して直角方向に、エア噴出ノズル30の上下両側に、エア噴出ノズル30と平行に1本ずつ配置されている。なお、本例の場合、ストッパ部材33の先端面は、単なる平坦面としているが、ころRの外周面に対し全面が当接可能な部分円筒状の凹面とすることもできる。また、本例では、ストッパ部材33を、ガイド筒19を構成する厚肉部22の内外両周面を連通させるように形成された1対の挿通孔34内にそれぞれ挿入している。
また、挿入治具15は、図6および図8に示すように、ガイド部材35と、保持部材36と、ガイドロッド37と、押し出し筒38とから構成される。挿入治具15は、整列装置14によって円環状に整列されたころ群Gの内側に保持部材36を挿入した状態で、ころ群Gおよび保持部材36を外輪Wの内側に同時に組み込むことを可能とする。
ガイド部材35には、その中央部に軸方向に貫通する状態でガイド孔39が形成されている。ガイド孔39の内径寸法d39は、ガイド筒19に形成された貫通孔24の内径寸法d24および外輪Wの内径寸法dとは、製造誤差などにより生じる、機能上問題を生じない程度の誤差を除き、実質的に等しい(d39=d24=d)。
保持部材36は、ころ群Gを構成するころRを外輪Wの外輪軌道に向けて押圧し、ころ群Gを保持するためのものであり、ガイド孔39内に配置されている。本例では、図5に示したように、保持部材36を、ゴム、合成樹脂などの弾性材製で、円筒部40と、この円筒部40の軸方向一端部を塞いだ底部41とから構成される、有底円筒状としている。円筒部40の自由状態での外径寸法D40は、ころ群Gを外輪Wあるいはガイド孔39の内側に組み込んで、これらの内周面に押し付けた場合でのころ群Gの内接円の直径よりも僅かに大きい。このような構成を有する保持部材36は、ガイド孔39内に軸方向に挿入されるころ群Gの内側に、弾性的に縮径した状態で挿入可能である。
ガイドロッド37は、円柱状で、ガイド孔39内に、軸方向に関して保持部材36と直列に配置されており、その軸方向一端面(下端面)の外周寄り部分は、保持部材36を構成する円筒部40の軸方向他端面(上端面)に当接している。また、ガイドロッド37の外径寸法D37は、保持部材36の円筒部40の自由状態での外径寸法D40よりも僅かに小さく、整列装置14のガイド軸20の外径寸法D20と実質的に同じである(D37=D20)。
押し出し筒38は、ガイド孔39内に挿入されたころ群Gを、ガイド孔39から軸方向に押し出すためのものであり、ガイド孔39内にがたつきなく挿入された状態で、保持部材36およびガイドロッド37の周囲に設けられている。本例では、押し出し筒38は、鍔付円筒状であり、その軸方向一端部(下端部)をガイド孔39内にガイド部材35の上方側から挿入している。また、押し出し筒38の軸方向他端部(上端部)には外向鍔部42が設けられている。本例では、押し出し筒38として、整列装置14の押し出し治具21と形状および寸法に関して実質的に同じものを使用している。
図6および図8(A)に示したように、ころ群Gをガイド孔39内に挿入する以前の状態(挿入治具15の稼動前の状態)では、保持部材36および押し出し筒38の軸方向一端面(下端面)を、ガイド部材35の軸方向一端面(下端面)と同一平面上に位置させておく。
本例の組立装置13を運転する場合には、最初に、整列装置14を用いて、複数のころRを円環状に互いに並列に整列させる。このために、整列装置14のころ供給手段17を構成するシュート部27の上端開口部から、整列空間26に整列させる全数(16本)のころRを軸方向に挿入する。ころRの投入時において、最初に挿入した先頭(1番目)のころRは、シュート部27から整列空間26のうちのころ供給位置Sに供給され、残り(2〜16番目)のころRが、シュート部27の内部に軸方向に直列に配置した状態で収納される。
次に、ころ供給用流体供給手段28の先端部(下端部)をシュート部27に挿入し、このころ供給用流体供給手段28により、シュート部27の内部に、整列空間26側に向いた空気の流れを一定間隔で発生させつつ、整列用流体供給手段18により、エア噴出ノズル30を通じて、ころRの供給方向(鉛直方向)と直交する方向である水平方向から空気を噴出し続ける。
これにより、先頭のころRには、その上方に載置された残りのころRの重量にころ供給用流体供給手段28による空気圧が足し合わされた下方に向いた押し付け力と、水平方向の空気圧とが作用する。ころ供給用流体供給手段28による鉛直方向の空気圧および整列用流体供給手段18による水平方向の空気圧は、このころRに前記下方への押し付け力が作用している間は、ころRを水平方向に移動させることはできないが、ころ供給用流体供給手段28による空気の供給が停止し、前記下方への押し付け力が減少した場合には、この減少した下方への押し付け力に打ち勝って、このころRを水平方向に移動させることができるように、それぞれ設定される。なお、シュート部27に残存するころRの本数に応じて、ころ供給用流体供給手段28の空気圧あるいは整列用流体供給手段18の空気圧を変化させることもできる。なお、これらの空気圧は、ころRの大きさや重量、組み込まれるころRの本数などに応じて、予め試験的に求めておくことが好ましい。
ころ供給用流体供給手段28による空気の供給が停止し、下方への押し付け力が減少した瞬間に、水平方向の空気圧により、先頭のころRをころ供給位置Sから整列空間26の長さ方向(図1、図4および図5の矢印X方向)前方に向け移動させ、一瞬でころ供給位置Sから排出する、あるいは、少しずつの移動を周期的に繰り返して、最終的にころ供給位置Sから排出する。このようにして、先頭のころRの位置が、ころ供給位置Sから完全に外れると、下方に向いた押し付け力が作用しなくなるため、先頭のころRは、エア噴出ノズル30から噴出する空気により、ストッパ部材33の先端面に当接するまで、円周方向に吹き飛ばされるように、整列空間26の長さ方向に比較的容易に移動させることができる。
先頭のころRがころ供給位置Sから外れると、ころRの重量と、ころ供給用流体供給手段28により供給される空気の空気圧とが足し合わされた下方に向いた押圧力によって、シュート部27から2番目のころRが直ちに供給される。特に本例の場合、ころ供給用流体供給手段28により下方に向いた空気圧を作用させているため、ころ供給速度を速くでき、かつ、水平方向に作用する空気圧にかかわらず、ころ供給位置Sに供給されるころRの姿勢が大きく傾くことを有効に防止できる。そして、2番目のころRも、先頭のころRと同様に、ころ供給用流体供給手段28の停止時に、エア噴出ノズル30から噴出される空気により、ころ供給位置Sから整列空間26の長さ方向に移動させられる。本例では、このようにして順次、ころ供給位置SへのころRの供給と、ころ供給位置SからのころRの移動とを繰り返し行うことで、円環状の整列空間26に全数(16本)のころRを互いに並列に整列させることができる。
以上のように、整列空間26内に全数のころRを整列させたならば、ガイド筒19を構成する厚肉部22の上面から蓋体およびころ供給手段17を取り外し、整列装置14を挿入治具15の下方に移動させる。具体的には、図8(A)に示したように、整列装置14のガイド筒19に設けられた貫通孔24と、挿入治具15のガイド部材35に設けられたガイド孔39とが同心になるように、整列装置14を挿入治具15の下方に移動させる。そして、この状態から、整列装置14の押し出し治具21を上方に相対変位させる。これにより、整列空間26内に円環状に整列されたころ群Gを、整列空間26から上方に押し出して、軸方向に取り出す。そして、ころ群Gの上端面により、挿入治具15の押し出し筒38を上方に押し上げつつ、ころ群Gを、ガイド孔39の内側に挿入していく。これにより、ガイド孔39の内周面により、ころ群Gの直径が広がることを阻止した状態で、ころ群Gの内側に、保持部材36が弾性的に縮径した状態で挿入される。なお、保持部材36の上方への移動は、ガイドロッド37により阻止される。
そして、図8(B)に示したように、貫通孔24からガイド孔39へのころ群Gの移動が完全に終了したならば、図8(C)に示したように、整列装置14を挿入治具15の下方から移動させて、整列装置14の代わりに軌道部材である外輪Wを配置する。その後、押し出し筒38を、ガイド部材35およびガイドロッド37に対して下方に相対変位させることで、ころ群Gおよびころ群Gの内側に挿入された保持部材36を同時に、ガイド孔39から下方に押し出し、外輪Wの内側に組み込む。
本例の場合、外輪Wの内側に、複数のころRを円環状に互いに並列に整列させた状態で組み込むことができるだけでなく、外輪Wの内側に組み込まれたころRが、組み込み直後の状態から、傾斜したり脱落したりすることなどを有効に防止できる。すなわち、整列装置14を用いてころRを整列させた後、ガイド筒19の厚肉部22の上面から蓋体を取り外した状態で、押し出し治具21を、治具本体16の他の部材に対して上方に相対変位させることにより、円環状に整列されたころ群Gのみを容易に取り出すことができる。このため、総ころ型のラジアルころ軸受の組立作業の作業効率をさらに向上させることができる。さらに、本例では、貫通孔24内から取り出したころ群Gを、そのまま外輪Wの内側に挿入するのではなく、一度、挿入治具15のガイド孔39内に移すことにより、その内側に保持部材36を挿入した状態で、ころ群Gおよび保持部材36を外輪Wの内側に同時に組み込むことができる。保持部材36は、外輪Wの内側に組み込まれた状態で、ころ群Gを構成するころRを外輪Wの内周面に形成された外輪軌道に向けて押圧し、保持することができるため、外輪Wの内側にころRを組み込んだ直後の状態から、ころRが傾斜したり脱落したりすることなどを有効に防止できる。
また、本例の場合、複数のころRを円環状に整列させる際に、ころRを回転する軸(ガイドバー)によって連れ回すことにより整列させるのではなく、整列用流体供給手段18によりころRに向けて噴出する空気の流れ(空気圧)を利用することにより、ころRを整列させる。このため、ころRの転動面に損傷が生じることを有効に防止しつつ、ころRを整列空間26内に整列させることができる。また、整列用流体供給手段18により噴出する空気の速度を上昇させる、あるいは噴出量を増大させることで、整列時間の短縮化を容易に図ることもできる。
さらに、本例の場合、ころ供給用流体供給手段28を用いて、シュート部27内に収納されたころRを、整列空間26に向けて押圧するようにしている。このため、ころ供給用流体供給手段28を備えない場合に比べて、ころ供給位置SへのころRの供給速度を上昇させることが可能になり、整列時間の短縮化を図る上で有利になる。また、ころRに対して水平方向に作用する空気圧にかかわらず、ころ供給位置Sに供給するころRの姿勢が傾くことを防止できる。また、シュート部27内への空気の供給と不供給とを交互に繰り返すように制御しているため、整列用流体供給手段18による空気圧を過剰に大きくしなくても、先頭のころRを、残りのころRの重量ところ供給用流体供給手段28による空気圧とにより押し出し治具21の上面に向け押し付ける力にかかわらず、ころRをころ供給位置Sから移動させることが可能になる。このことは、これらの流体供給手段の小型化につながるため、整列装置14の小型化および軽量化を図る上でも有利になる。
なお、本例の場合、ころ供給用流体供給手段28および整列用流体供給手段18により供給された空気は、ガイド筒19(貫通孔24)の内周面と押し出し治具21の外周面、および、ガイド軸20の外周面と押し出し治具21の内周面との間に形成された環状の微小隙間を通じて外部に排出することができる。さらに、エア噴出ノズル30を挿入するための挿入孔32の断面形状を、エア噴出ノズル30の噴出方向を調整するために長円形としている場合には、エア噴出ノズル30と挿入孔32との間の隙間から排出することもできる。ただし、ガイド筒19の一部に、供給された空気を外部に排出するための専用の排出孔を形成することもできる。特に、供給する流体として水や油を使用する場合には、専用の排出孔を使用して外部に排出することが好ましく、排出された流体を循環させて供給用として再利用することがさらに好ましい。
また、保持部材36の形状は、図示の構造に限定されない。すなわち、円環状に整列されたころ群Gの内側に挿入された状態で、ころ群Gを構成するころRを、外輪(軌道部材)の軌道面に向けて押圧し、保持できるものであれば十分であり、中空状および中実状の何れの構造も採用でき、その径方向断面形状も円形状、星型形状などの各種形状を採用できる。
さらに、ころ供給用流体供給手段28を構成するアクチュエータと、整列用流体供給手段18を構成するアクチュエータ31との制御器による制御方法についても、ころ供給用流体供給手段28が断続的に空気を供給し、整列用流体供給手段18が連続的に空気を供給するといった制御方法に限定されない。すなわち、ころ供給用流体供給手段28が連続的に空気を供給するように設定することも、整列用流体供給手段18が断続的に空気を供給するように設定することも可能である。たとえば、ころ供給用流体供給手段28および整列用流体供給手段18の両方から、連続的に一定時間空気を供給した後、途中から断続的に空気を供給するように切り替えることもできる。このように制御すれば、シュート部27の上端開口部に挿入され落下するころRに対し、整列空間26側に向いた空気の流れを常に生じさせられるため、ころRの供給速度を上昇させることができて、整列時間の短縮を図る上で有利になる。整列用流体供給手段18およびころ供給用流体供給手段28により供給される流体についても、空気に限られず、水や油などの各種流体を使用することもできる。
[実施の形態の第2例]
図9〜図10は、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の場合、整列装置14aは、複数のころRを直線状に互いに並列に整列させて、別の装置にころRを供給する際に使用される。整列装置14aは、治具本体16aと、ころ供給手段17aと、整列用流体供給手段18aとを備える。
治具本体16aは、ころ供給用ケース44単体で構成されており、ころ供給用ケース44の内側には、直線状の整列空間26aが形成されている。本例の場合、整列空間26aに関して、図9の左右方向および図10の表裏方向が幅方向に相当し、図9および図10の上下方向が長さ方向に相当する。また、ころ供給用ケース44を構成する1対の側壁45a、45bのうち、一方の側壁45aの長さ方向一端部(図9の上端部)には、ころRを挿通可能な通孔46が形成されている。また、ころ供給用ケース44は、その下部において図示しない別の装置に接続され、この別の装置にころRを供給するため、整列空間26aの下端部は開口している。
ころ供給手段17aは、シュート部27aと、ころ供給用流体供給手段(図示せず)とを備えており、整列空間26aの幅方向に一致する方向(図9の左右方向、図10の表裏方向)に、複数のころRを軸方向に直列に配置した状態で保持し、ころRを整列空間26aに順次供給する。このため、シュート部27aを通孔46と同心に水平方向に配置して、このシュート部27aの内部に収納したころRを、通孔46を通じて、整列空間26aに供給するようにしている。また、ころ供給手段17aのころ供給用流体供給手段は、実施の形態の第1例の場合と同様に構成されており、シュート部27aの内部に、整列空間26a側に向いた空気の流れを生じさせ、シュート部27a内に収納されたころRを整列空間26aに向けて押圧する。
整列用流体供給手段18aは、エア噴出ノズル30aと、アクチュエータとを備えており、ころ供給手段17aにより整列空間26a内に供給されたころRに対し、ころRの供給方向(整列空間26aの幅方向)と直交する方向から(図9および図10の上方から下方に向けて)空気を噴出させる。このため、ころ供給用ケース44の天板47に、上下方向に貫通する挿通孔32aを形成している。そして、挿通孔32a内に挿入したエア噴出ノズル30aの先端部を、整列空間26aのうちで、シュート部27aからころRが供給される位置である、ころ供給位置S(整列空間26aの上端部)に対向させている。
本例の整列装置14aを使用する場合も、最初に、ころ供給手段17aのシュート部27aの一端開口部から、ころRを軸方向に挿入する。たとえば、パーツフィーダーなどからころRを連続供給することが可能である。本例では、ころ供給用流体供給手段により、シュート部27aの内部に、整列空間26a側に向かう空気の流れを常時発生させ、最初に挿入した先頭のころRを、シュート部27aから整列空間26aのうちのころ供給位置Sに供給し、かつ、水平方向の空気圧をころRに作用させ、このころRをころ供給位置Sに止める。その後、整列用流体供給手段18aにより、エア噴出ノズル30aを通じて、ころRの供給方向と直交する方向である上方から空気を噴出する(噴出し続ける)。
これにより、先頭のころRには、ころ供給用流体供給手段による水平方向の空気圧と、下方に向いた空気圧とが作用する。そして、この下方に向いた空気圧が、このころRに作用する水平方向の空気圧に打ち勝って、このころRをころ供給位置Sから移動させる。このようにして、先頭のころRの位置が、ころ供給位置Sから完全に外れると、水平方向に向いた押し付け力が作用しなくなるため、先頭のころRは、エア噴出ノズル30aから噴出される空気および重力の作用により吹き飛ばされ、整列空間26aの長さ方向に比較的容易に移動させられる。
先頭のころRがころ供給位置Sから外れると、シュート部27aから2番目のころRが直ちに供給される。特に本例の場合、ころ供給用流体供給手段により水平方向に向いた空気圧を常時作用させているため、下方に向いた空気圧および重力の作用にかかわらず、ころ供給位置Sに供給されるころRの姿勢が大きく傾くことを有効に防止できる。そして、2番目のころRも、先頭のころRと同様に、エア噴出ノズル30aから噴出される空気により、ころ供給位置Sから整列空間26aの長さ方向に移動させられる。本例の場合には、このようにして順次、ころ供給位置Sへのころの供給と、ころ供給位置SからのころRの移動とを繰り返し行う。これにより、直線状の整列空間26aに複数本のころRを互いに並列に整列させつつ、整列空間26aの下端開口部から別の装置に向けてころRを順次供給することができる。
本例の場合にも、実施の形態の第1例の場合と同様に、ころRの転動面に損傷が生じることを有効に防止しつつ、ころRを整列空間26aに整列させることができる。
なお、本例の整列装置14aを実施する場合も、ころ供給用流体供給手段をのアクチュエータと、整列用流体供給手段18aのアクチュエータ30aとの制御器による制御方法は、ころ供給用流体供給手段および整列用流体供給手段18aが連続的に空気を供給する構成に限定されない。すなわち、ころ供給用流体供給手段を構成するアクチュエータおよび整列用流体供給手段18aを構成するアクチュエータ30aにより、断続的または連続的に空気を供給することができる。その他の構成および作用効果については、実施の形態の第1例の場合と同様である。
1 組立装置
2 整列ガイド部材
3 ガイドバー
4 押し込み筒
5 ころ供給手段
6 シャッタ部材
7a、7b チャック部材
8 貫通孔
9 電動モータ
10 出力軸
11 溝
12 整列空間
13 組立装置
14、14a 整列装置
15 挿入治具
16、16a 治具本体
17、17a ころ供給手段
18、18a 整列用流体供給手段
19 ガイド筒
20 ガイド軸
21 押し出し治具
22 厚肉部
23 薄肉部
24 貫通孔
25 外向鍔部
26、26a 整列空間
27、27a シュート部
28 ころ供給用流体供給手段
29 エア噴出ノズル
30、30a エア噴出ノズル
31 アクチュエータ
32、32a 挿通孔
33 ストッパ部材
34 挿通孔
35 ガイド部材
36 保持部材
37 ガイドロッド
38 押し出し筒
39 ガイド孔
40 円筒部
41 底部
42 外向鍔部
43 切り欠き
44 ころ供給用ケース
45 側壁部
46 通孔
47 天板
G ころ群
R ころ
S ころ供給位置
W ワーク

Claims (8)

  1. 所定の空間形状を有し、長さ方向に複数のころを互いに並列に整列させることが可能で、その幅方向が前記ころを整列させた状態での当該ころの軸方向と一致する、整列空間を備える治具本体と、
    その内部に前記複数のころを軸方向に直列に配置した状態で収納可能なシュート部と、当該シュート部の内部に前記整列空間側に向かう流体の流れを生じさせる、ころ供給用流体供給手段とを有し、前記整列空間の幅方向に一致する方向に、前記ころを軸方向に直列に配置した状態で保持し、当該ころを当該整列空間のころ供給位置に順次供給するころ供給手段と、
    前記ころ供給手段により前記ころ供給位置に順次供給される前記ころのそれぞれに対して、前記整列空間の幅方向と直交する方向から、少なくとも一部が前記整列空間側に向かう流体の流れにより構成される、当該ころの軸方向に作用する押し付け力に打ち勝って、当該ころが当該ころ供給位置から前記整列空間の長さ方向に移動するように、流体を噴出させる整列用流体供給手段とを備える、
    整列装置。
  2. 前記治具本体は、当該治具本体を構成する他の部材に対して前記整列空間の幅方向に相対変位可能に設けられ、その端面が、前記整列空間の幅方向片端面を構成する、押し出し治具を備える、請求項1に記載のころ整列装置。
  3. 前記整列空間が円環状である、請求項1に記載のころ整列装置。
  4. 前記シュート部は、鉛直方向に伸長するように形成されており、前記押し付け力は、前記ころ供給位置にあるころの上方で該シュート部に残ったころの重量と前記ころ供給用流体供給手段の前記流体の流れにとにより構成され、該ころ供給用流体供給手段による前記流体の供給を停止し、前記押し付け力が減少した場合に、該押し付け力に打ち勝って、前記ころが水平方向に移動させられるように構成されている、請求項11に記載のころ整列装置。
  5. 前記ころのうち、前記整列空間内に最初に供給され、当該整列空間の長さ方向に移動するころを、前記ころ供給位置の手前側で停止させるためのストッパを備える、請求項12に記載したころ整列装置。
  6. 前記整列空間が直線状である、請求項1に記載のころ整列装置。
  7. 所定の空間形状を有する整列空間の長さ方向に複数のころを互いに並列に整列させる方法であって、前記整列空間の幅方向と一致する方向に、前記ころを軸方向に直列に配置して、当該ころの軸方向と前記整列空間の幅方向が一致する状態で、少なくとも一部が前記整列空間側に向かう流体の流れにより構成される、当該ころの軸方向に作用する押し付け力により、当該ころを前記整列空間のころ供給位置に順次供給し、当該ころ供給位置に供給された前記ころのそれぞれに対して、前記整列空間の幅方向と直交する方向から流体を噴出することにより、当該ころの軸方向に作用する押し付け力に打ち勝って、該ころを当該ころ供給位置から当該整列空間の長さ方向に移動させ、当該ころ供給位置から離間させるとともに、前記複数のころのうち、次のころを、当該ころ供給位置に供給する、ころ整列方法。
  8. 前記ころ供給位置に供給されたころを前記整列空間の長さ方向に移動させる際に、当該流体の流れを一時的に停止して、前記押し付け力を減少させる、請求項15に記載のころ整列方法。
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