JP5882097B2 - Rolling bearing device manufacturing apparatus and rolling bearing device manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、転がり軸受装置の製造装置および転がり軸受装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a rolling bearing device manufacturing apparatus and a rolling bearing device manufacturing method.
従来、磁気記録装置(HDD)等に用いられる転がり軸受装置を製造する製造方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1に記載の転がり軸受装置の製造方法は、内輪とシャフト(軸)とを圧入により固定する転がり軸受装置に対し、共振周波数を測定しながらシャフトに内輪を押込み、共振周波数が一定になるように予圧をかけるようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a manufacturing method for manufacturing a rolling bearing device used in a magnetic recording device (HDD) or the like is known (for example, see Patent Document 1). In the manufacturing method of the rolling bearing device described in
しかしながら、従来の製造方法のように、転がり軸受装置に共振周波数が一定になるように予圧をかけた場合、共振周波数は一定になるものの、転がり軸受のラジアルプレイやレースウェイの曲率の個体差により、トルクにばらつきが発生するという問題がある。 However, when a preload is applied to the rolling bearing device so that the resonance frequency is constant as in the conventional manufacturing method, the resonance frequency is constant, but due to individual differences in the radial play of the rolling bearing and the curvature of the raceway. There is a problem that the torque varies.
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、トルクのばらつきを低減した転がり軸受装置を製造する製造装置および製造方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, Comprising: It aims at providing the manufacturing apparatus and manufacturing method which manufacture the rolling bearing apparatus which reduced the dispersion | variation in torque.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、同軸に配置された相対回転可能な内輪と外輪を有して軸方向に間隔をあけて同軸に配列される2つの転がり軸受と、該2つの転がり軸受の各前記内輪に圧入状態で嵌合された軸部材とを備える転がり軸受装置組立体の前記軸部材を軸回りに回転させる回転駆動部と、前記2つの転がり軸受の前記外輪どうしを軸方向に近接させる方向に押込み、これらの外輪を位置決めする押込み部と、前記軸部材の回転により前記内輪に対して前記外輪が回転させられる際に該外輪から該内輪に伝達されるトルクを測定するトルク測定部と、該トルク測定部により測定されるトルクが所定の許容範囲内で略一定になるように、前記押込み部を制御する制御部と備える転がり軸受装置の製造装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention includes two rolling bearings having an inner ring and an outer ring that are coaxially disposed and coaxially arranged at an axial interval, and are press-fitted into the inner rings of the two rolling bearings. A rotation drive unit that rotates the shaft member of the rolling bearing device assembly including the shaft member fitted in the shaft, and pushes the outer rings of the two rolling bearings close to each other in the axial direction. a pushing portion for positioning the outer ring, and a torque measuring unit for the outer ring relative to the inner ring by rotation of the shaft member is to measure the torque transmitted from the outer ring when rotated to the inner ring, the torque measuring unit as the torque to be measured is substantially constant within a predetermined tolerance by, providing an apparatus for manufacturing a rolling bearing device comprising a control unit for controlling the pushing portion.
本発明によれば、押込み部により、転がり軸受装置組立体の外輪どうしが軸方向に近接する方向に押込まれて位置決めされることで、転がり軸受に予圧をかけた状態で外輪と軸部材とが圧入固定された転がり軸受装置が製造される。 According to the present invention, the outer ring of the rolling bearing device assembly is pushed and positioned in a direction close to the axial direction by the pushing portion so that the outer ring and the shaft member are in a state in which a preload is applied to the rolling bearing. A press-fitted and fixed rolling bearing device is manufactured.
この場合において、回転駆動部により、軸部材が軸回りに回転させられると、軸部材に圧入された外輪が内輪に対して軸回りに回転し、外輪から内輪にトルクが伝達される。したがって、押込み部により転がり軸受に予圧をかけながら、内輪に対して外輪が回転させられる際に内輪から外輪に伝達されるトルクをトルク測定部により測定し、そのトルクが所定の許容範囲内で略一定になるように、制御部により押込み部を制御することで、トルクのばらつきを低減した転がり軸受装置を製造することができる。 In this case, the rotary drive unit, the shaft member when rotated about the axis, the outer ring press-fitted to the shaft member is rotated around the axis relative to the inner ring, the torque to the inner ring from the outer ring is transmitted. Therefore, while applying a preload to the rolling bearing by the pushing portion, the torque outer ring is transmitted from the inner ring when rotated in the outer ring was measured by the torque measuring unit with respect to the inner wheel, the torque is within a predetermined tolerance By controlling the pushing portion by the control unit so as to be substantially constant, a rolling bearing device with reduced torque variation can be manufactured.
上記発明においては、前記軸部材を支持し、前記回転駆動部により前記軸回りに回転可能な支持部と、該支持部と前記軸部材との滑りを抑制する滑り抑制部とを備えることとしてもよい。 In the above-mentioned invention, the shaft member may be supported, and a support portion that is rotatable about the shaft by the rotation driving portion, and a slip suppression portion that suppresses slippage between the support portion and the shaft member may be provided. Good.
このように構成することで、支持部により支持された軸部材が、滑り抑制部により支持部との滑りを抑制された状態で回転駆動部により支持部と共に軸回りに回転させられる。したがって、回転駆動部により決められる一定の回転数で軸部材を回転させることができる。これにより、滑りによって軸部材の回転数が変動して外輪から内輪に伝達されるトルクが変化するのを防ぎ、トルク測定部により正確なトルクを測定することができる。 By comprising in this way, the shaft member supported by the support part is rotated around an axis with a support part by the rotational drive part in the state in which the slip with the support part was suppressed by the slip suppression part. Therefore, the shaft member can be rotated at a constant rotation speed determined by the rotation drive unit. Accordingly, it is possible to prevent the torque transmitted from the outer ring to the inner ring from changing due to slippage and the torque transmitted from the outer ring to the inner ring, and to measure the accurate torque by the torque measuring unit.
また、上記発明においては、前記押込み部が、前記外輪を押込みながら該外輪と共に前記軸回りに回転可能に設けられていることとしてもよい。
このように構成することで、押込み部を支持部および軸部材と同期して回転させることができる。したがって、押込み部と内輪との間の滑りによる、外輪から内輪に伝達されるトルクの変動を抑制し、トルク測定部により正確なトルクを測定することができる。
In the aspect described above, the pushing portion may be provided rotatably with the outer ring to said axis together with the outer ring while pushing.
By comprising in this way, a pushing part can be rotated synchronizing with a support part and a shaft member. Therefore, fluctuations in torque transmitted from the outer ring to the inner ring due to slippage between the pushing portion and the inner ring can be suppressed, and accurate torque can be measured by the torque measuring unit.
また、上記発明においては、前記支持部の前記軸回りの回転と前記押込み部の前記軸回りの回転とを同期させる回転伝達機構を備えることとしてもよい。
このように構成することで、押込み部と内輪との間の滑りを抑制することができる。
Moreover, in the said invention, it is good also as providing the rotation transmission mechanism which synchronizes the rotation of the said support part around the said axis | shaft, and the rotation of the said pushing part around the said axis | shaft.
By comprising in this way, the slip between a pushing part and an inner ring | wheel can be suppressed.
また、上記発明においては、前記支持部に対して前記軸部材を前記軸方向に押し付ける押付部を備えることとしてもよい。
このように構成することで、押込み部により外輪を押込んでいない状態や押込み部と外輪との間の圧力が低い状態でも、押付部により、転がり軸受装置組立体の軸部材を支持部に押し付けて、軸部材と支持部との間の滑りを防止することができる。したがって、滑りによって軸部材の回転数が変動して外輪から内輪に伝達されるトルクが低下するのを防ぐことができる。これにより、正確なトルクを測定して、予圧のかけ過ぎを防止することができる。
Moreover, in the said invention, it is good also as providing the pressing part which presses the said shaft member to the said axial direction with respect to the said support part.
With this configuration, even when the outer ring is not pushed by the pushing portion or when the pressure between the pushing portion and the outer ring is low, the pressing member pushes the shaft member of the rolling bearing device assembly against the support portion. The slip between the shaft member and the support portion can be prevented. Therefore, it is possible to prevent the torque transmitted from the outer ring to the inner ring from decreasing due to the change in the rotation speed of the shaft member due to the slip. As a result, it is possible to measure an accurate torque and prevent excessive preload.
また、上記発明においては、所定の第1変位量で前記押込み部を前記軸方向に進退させる第1駆動部と、該第1駆動部の前記第1変位量よりも大きく総変位量よりも小さい第2変位量で、前記第1駆動部または前記支持部を前記軸方向に進退可能な第2駆動部とを備えることとしてもよい。 In the above invention, the first drive unit that moves the pushing portion forward and backward in the axial direction with a predetermined first displacement amount, and larger than the first displacement amount of the first drive unit and smaller than the total displacement amount. It is good also as providing the 2nd drive part which can advance / retreat the said 1st drive part or the said support part to the said axial direction by 2nd displacement amount.
このように構成することで、第1駆動部の駆動だけでは押込み部による外輪の押込み量が足りない場合に、第2駆動部により押込み部に対して近接する方向に第1駆動部を移動させた状態で、第1駆動部を再度駆動させて押込み部により外輪を押込むことで、所望のトルクを満たすように転がり軸受に予圧をかけることができる。 With such a configuration, when the pushing amount of the outer ring by the pushing portion is insufficient only by driving the first driving portion, the first driving portion is moved in the direction approaching the pushing portion by the second driving portion. In this state, the first drive part is driven again and the outer ring is pushed by the pushing part, so that a preload can be applied to the rolling bearing so as to satisfy a desired torque.
また、上記発明においては、前記トルク測定部が、前記転がり軸受に対して接触可能および退避可能に設けられていることとしてもよい。
このように構成することで、転がり軸受装置組立体に予圧をかけた後、転がり軸受からトルク測定部を離間させた状態で押込み部による外輪の押込みを開放することにより、トルク測定部に過剰な負荷をかけることなく転がり軸受装置を取り出すことができる。これにより、トルク測定部が破損するのを防止するとともに、トルク測定部を校正し直す手間を省くことができる。
Moreover, in the said invention, the said torque measurement part is good also as being provided with the said rolling bearing so that contact and retraction | saving are possible.
With this configuration, after applying preload to the rolling bearing device assembly, the torque measuring unit is released from the outer ring by pressing the outer ring while the torque measuring unit is separated from the rolling bearing. The rolling bearing device can be taken out without applying a load. As a result, the torque measuring unit can be prevented from being damaged, and the trouble of recalibrating the torque measuring unit can be saved.
また、上記発明においては、前記押込み部と前記外輪との接触を検出可能な検出部を備え、前記制御部が、前記検出部により前記押込み部と前記外輪との接触が検出されるまで前記第2駆動部を駆動させ、前記検出部により前記押込み部と前記内輪との接触が検出された場合に前記第1駆動部を駆動させることとしてもよい。
このように構成することで、制御部により第1駆動部と第2駆動部とを効率的に切り替えて、転がり軸受に予圧をかける時間を短縮することができる。
In the invention described above, a detection unit capable of detecting contact between the pushing portion and the outer ring is provided, and the control unit detects the contact between the pushing portion and the outer ring until the detection unit detects contact between the pushing portion and the outer ring . It is good also as driving a 2 drive part and driving the said 1st drive part, when the contact of the said pushing part and the said inner ring is detected by the said detection part.
By comprising in this way, the time which pre-loads to a rolling bearing can be shortened by switching a 1st drive part and a 2nd drive part efficiently by a control part.
また、上記発明においては、前記第1駆動部と前記検出部とが共通の圧電素子からなり、該圧電素子により前記押込み部を進退させる動作と該圧電素子により前記押込み部と前記外輪との接触を検出する動作とを切替える切替え回路を備えることとしてもよい。
このように構成することで、第1駆動部と検出部を共通にする分だけ装置を安価にすることができる。また、第1駆動部と検出部とを別部材にする場合と比較して、外輪を押込む際の押込み力による装置側の変形を防ぎ、外輪を精度よく押込むことができる。
In the above invention, the first driving unit and the detection unit are made of a common piezoelectric element, and the piezoelectric element moves the pushing part back and forth, and the piezoelectric element makes contact between the pushing part and the outer ring. It is good also as providing the switching circuit which switches the operation | movement which detects this.
By comprising in this way, an apparatus can be made cheap by the part which makes a 1st drive part and a detection part common. Further, as compared with the case where the first drive unit and the detection unit are separate members, it is possible to prevent deformation on the apparatus side due to the pushing force when pushing the outer ring, and to push the outer ring with high accuracy.
また、上記発明においては、前記第2駆動部が、前記転がり軸受に予圧がかからない範囲で前記第1駆動部または前記支持部を軸方向に進退させて、前記押込み部とともに前記外輪を軸方向に押し込むこととしてもよい。
このように構成することで、第2駆動部の駆動により外輪を軸方向に押込む分だけ、第1駆動部により押込み部を進退させるストローク量を小さくすることができる。したがって、外輪を軸方向に押込んで転がり軸受に予圧をかけるのにかかる時間を短縮することができる。
Further, in the above invention, the second drive part moves the first drive part or the support part forward and backward in the axial direction within a range in which no preload is applied to the rolling bearing, and moves the outer ring together with the pushing part in the axial direction. It may be pushed in.
By configuring in this way, the stroke amount by which the pushing portion is advanced and retracted by the first driving portion can be reduced by the amount that the outer ring is pushed in the axial direction by driving the second driving portion. Therefore, it is possible to reduce the time required to apply the preload to the rolling bearing by pushing the outer ring in the axial direction.
本発明によれば、トルクのばらつきを低減した転がり軸受装置を製造することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to manufacture a rolling bearing device with reduced torque variation.
以下、本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の製造装置および製造方法について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る転がり軸受装置の製造装置100は、例えば、ハードディスクドライブ装置等に用いられる図1に示すような転がり軸受装置1を製造することができるようになっている。
Hereinafter, a manufacturing apparatus and a manufacturing method of a rolling bearing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
A rolling bearing
転がり軸受装置1は、例えば、同図に示すように、軸方向に間隔をあけて同軸に配列される第1転がり軸受10および第2転がり軸受20と、これらの転がり軸受10,20に嵌合されるシャフト(軸部材)31と、転がり軸受10,20間に軸方向に挟まれるスペーサ部材33とを備えている。
The rolling
シャフト31は、中空の略円筒形状に形成されており、軸方向の一端に全周にわたり径方向外方に突出する鍔状のフランジ部31aを備えている。このシャフト31には、フランジ部31a側から第1転がり軸受10、第2転がり軸受20の順に嵌め込まれている。
The
第1転がり軸受10は、同軸に配置された円環形状の内輪11および外輪13と、これら内輪11と外輪13との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて内蔵される複数個の転動体15とを備えている。第2転がり軸受20は、第1転がり軸受10と同様の構成および寸法を有し、内輪21および外輪23と、複数個の転動体25とを備えている。各転動体15,25は、図示しないリテーナにより等間隔配置された状態で転動可能に保持されている。
The first rolling bearing 10 includes a plurality of annular inner rings 11 and
これらの第1転がり軸受10および第2転がり軸受20は、内輪11,21がシャフト31の外周面を圧入状態で嵌合することにより、内輪11,21とシャフト31とがそれぞれ固定されるようになっている。また、第1転がり軸受10は、内輪11の軸方向の端面がフランジ部31aに突き当てられている。
The first rolling bearing 10 and the second rolling bearing 20 are configured so that the
内輪11,21は、それぞれ外周面に深溝型若しくはアンギュラ型の内輪軌道を有し、外輪13,23は、それぞれ内周面に深溝型若しくはアンギュラ型の外輪軌道を有している。これら内輪11,21の内輪軌道と外輪13,23の外輪軌道との間で転動体15,25が転動させられることにより、内輪11,21と外輪13,23とがそれぞれ相対回転させられるようになっている。
The inner rings 11, 21 each have a deep groove type or angular type inner ring raceway on the outer peripheral surface, and the
スペーサ部材33は、例えば、外形寸法が外輪13,23の外径寸法と略等しく、内径寸法が外輪13,23の内径寸法よりも小さく内輪11,21の外径寸法よりも大きい略円環形状を有している。このスペーサ部材33の軸方向の一方の端面(下端面)には、第1転がり軸受10の外輪13の軸方向の一方の端面(上端面)が付き当てあられ、スペーサ部材33の軸方向の他方の端面(上端面)には、第2転がり軸受20の外輪23の軸方向の一方の端面(下端面)が付き当てられている。これにより、第1転がり軸受10と第2転がり軸受20の内輪11,21間には、スペーサ部材33の軸方向の長さに応じた隙間が形成されている。
The
このように構成された転がり軸受装置1は、内輪11,21どうしを相互に近接する方向に押圧した状態でシャフト31に固定することにより、内輪11,21および外輪13,23と転動体15,25とを隙間なく接触させて、転がり軸受10,20に予圧をかけた状態を維持することができるようになっている。以下、転がり軸受10,20に予圧をかける前の状態、すなわち、内輪11,21どうしの距離と外輪13,23どうしの距離が略同程度になるまで組み立てた仮組みの状態を転がり軸受装置組立体1Aという。
The rolling
本実施形態に係る転がり軸受装置の製造装置100は、図2に示すように、転がり軸受装置組立体1Aが載置される載置部50と、載置部50に載置された転がり軸受装置組立体1Aのシャフト31を軸回りに回転させるモータ(回転駆動部)55と、内輪11,21どうしを軸方向に近接させる方向に押込んで位置決めする押込み機構60と、押込み機構60を制御する制御部57と、外輪13,23に対して内輪11,21が回転する際に内輪11,21から外輪13,23に伝達されるトルクを測定するロードセル(トルク測定部)59とを備えている。
As shown in FIG. 2, the rolling bearing
モータ55は、鉛直方向に延びる回転軸55aを有している。
載置部50は、シャフト31を支持可能なシャフト受け(支持部)51と、シャフト受け51を軸回りに回転可能に支持する回転支持部材53、シャフト31とシャフト受け51との滑りを抑制する減圧部(滑り抑制部。図示略)とを備えている。
The
The mounting
シャフト受け51は、モータ55の回転軸55aに接続されており、回転支持部材53により支持されてモータ55により軸回りに回転させられるようになっている。このシャフト受け51には、シャフト31のフランジ部31aを固定して、シャフト31を鉛直方向に向けて配置することができるようになっている。
減圧部は、シャフト受け51に設けられており、減圧によりシャフト31を吸着するようになっている。
The
The decompression part is provided in the
押込み機構60は、第2転がり軸受20の内輪21を軸方向に押込み可能な内輪プッシャー(押込み部)61と、内輪プッシャー61を軸回りに回転可能に支持する回転支持部材63と、内輪プッシャー61を軸方向に進退させるアクチュエータ(第1駆動部)65とを備えている。
The pushing
内輪プッシャー61は、内輪21の軸方の端面と略等しい寸法を有する円環形状の接触面(図示略)を有する接触部61aを備えている。また、内輪プッシャー61は、モータ55の回転軸55aと同軸に配置され、接触部61aの接触面が内輪21の軸方向の端面に接触可能に設けられている。
The
この内輪プッシャー61は、接触部61a接触面が内輪21の端面に接触した状態で内輪21が軸回りに回転すると、摩擦力により内輪21の回転力が接触部61aに伝達され、シャフト受け51およびシャフト31と同期して軸回りに回転するようになっている。
When the
アクチュエータ65としては、例えば、圧電素子が用いられる。このアクチュエータ65は、制御部57により所定の変位量で内輪プッシャー61を軸方向に移動させることができるようになっている。
As the
ロードセル59は、例えば、摩擦係数が高い樹脂等の高摩擦係数材料からなる接触部59aを備えている。このロードセル59は、第1転がり軸受10の外輪13に対して径方向外方から接触部59aを押し付けて、外輪13,23に働く周方向の力、すなわち、外輪13,23に対して内輪11,21が回転する際に内輪11,21から外輪13,23に伝達されるトルクを測定することができるようになっている。ロードセル59により測定されたトルクは、制御部57に送られるようになっている。
The
制御部57は、内輪プッシャー61を移動させる駆動信号をアクチュエータ65に出力するようになっている。この制御部57は、ロードセル59により測定されるトルクが所定の許容範囲内で略一定になるように、アクチュエータ65の駆動を制御するようになっている。
The
次に、本実施形態に係る転がり軸受装置の製造方法について、図3のフローチャートを参照して説明する。
本実施形態に係る転がり軸受装置の製造方法は、転がり軸受装置組立体51Aの外輪13,23に対して内輪11,21を回転させる回転工程SA1と、回転工程SA1により外輪13,23に対して内輪11,21が回転させられている2つの転がり軸受10,20の内輪11,21どうしを軸方向に近接させる方向に押し込む押込み工程SA2と、押込み工程SA2により内輪11,21が押込まれながら外輪13,23に対して回転する際に、内輪11,21から外輪13,23に伝達されるトルクを測定するトルク測定工程SA3とを含んでいる。
Next, the manufacturing method of the rolling bearing device according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
The manufacturing method of the rolling bearing device according to the present embodiment includes a rotation process SA1 in which the
押込み工程S2は、トルク測定工程S3においてロードセル59により測定されるトルクが所定の許容範囲内で略一定になった状態で、制御部57によりアクチュエータ65の駆動が制御されて、内輪21の押込みを終了するようになっている。
In the pushing step S2, the driving of the
次に、このように構成された本実施形態に係る転がり軸受装置の製造装置100および製造方法の作用について説明する。
本実施形態に係る転がり軸受装置の製造装置100および製造方法により転がり軸受装置1を製造するには、まず、転がり軸受装置1の仮組みを行った後、シャフト31のフランジ部31aをシャフト受け51に固定して、転がり軸受装置組立体1Aを載置部50に載置する。
Next, the operation of the rolling bearing
In order to manufacture the rolling
そして、内輪プッシャー61の接触部61aの接触面を第2転がり軸受20の内輪21の軸方向の端面に接触させるとともに、ロードセル59の接触部59aを第1転がり軸受10の外輪13の外周面に接触させる。また、制御部57に所定のトルク値を設定する。
Then, the contact surface of the
次いで、モータ55を作動させ、シャフト受け51と共にシャフト31を回転軸55a回りに回転させる(回転工程SA1)。シャフト31が軸回りに回転させられると、シャフト31に圧入された内輪11,21が外輪13,23に対して軸回りに回転し、内輪11,21から外輪13,23にトルクが伝達される。
Next, the
次いで、制御部57により、アクチュエータ65を駆動させて内輪プッシャー61を軸方向に移動させる。すると、第2転がり軸受20の外輪23に対して回転させられている内輪21が軸方向に押圧され、第1転がり軸受10の内輪11に対して近接する方向に内輪21が押込まれる(押込み工程SA2)。
Next, the
この場合において、内輪11がフランジ部31aに突き当てられているので、内輪21を軸方向に押込むだけで内輪11,21どうしを軸方向に近接させることができる。これにより、第1転がり軸受10および第2転がり軸受20に予圧がかかり、内輪11,21から外輪13,23に伝達されるトルクが上昇する。
In this case, since the inner ring 11 is abutted against the
また、外輪13,23に対して内輪11,21が回転している際に、ロードセル59により、内輪11,21から外輪13,23に伝達されるトルクが測定される(トルク測定工程SA3)。この場合において、減圧部によりシャフト31がシャフト受け51との滑りを抑制されながらシャフト31と共に軸回りに回転させられるので、モータ55により決められる一定の回転数でシャフト31を回転させることができる。
Further, when the
さらに、内輪プッシャー61が摩擦力により内輪21と同期して軸回りに回転することで、シャフト受け51とシャフト31との間の滑りおよび内輪21と内輪プッシャー61との滑りが抑制される。したがって、シャフト31をよりスムーズに回転させて、滑りによってシャフト31の回転数が変動して内輪11,21から外輪13,23に伝達されるトルクが変化するのを防ぐことができる。したがって、正確なトルクを測定することができる。また、トルクの測定値が低下するのを防止し、予圧をかけすぎることを防ぐことができる。
Furthermore, the
ロードセル59により測定されたトルクは制御部57に送られ、制御部57により、そのトルクの測定値が予め設定された所定のトルク値に略一致するまでアクチュエータ65が駆動させられる。そして、トルクが所定の許容範囲内で略一定になると、制御部57によりアクチュエータ65の駆動が停止され、内輪21の押込みが終了する。
これにより、第1転がり軸受10および第2転がり軸受20に予圧をかけた状態で、シャフト31に対して内輪21が位置決め状態で圧入固定された転がり軸受装置1が完成する。
The torque measured by the
As a result, the rolling
以上説明したように、本実施形態に係る転がり軸受装置の製造装置および製造方法によれば、転がり軸受10,20に予圧をかけながら、外輪13,23に対して内輪11,21が回転させられる際に内輪11,21から外輪13,23に伝達されるトルクが所定の許容範囲内で略一定になるように、内輪21の押込みを制御して位置決め固定することで、トルクのばらつきを低減した転がり軸受装置1を製造することができる。
As described above, according to the rolling bearing device manufacturing apparatus and manufacturing method according to the present embodiment, the
本実施形態においては、滑り抑制部として、減圧部を例示して説明したが、これに代えて、例えば、摩擦係数が高いテフロン(登録商標)ゴムやウレタン樹脂等の高摩擦係数材料を採用することとしてもよい。この場合、シャフト受け51とシャフト31との間に高摩擦係数材料を配置することとすればよい。また、滑り抑制部として、シャフト31を外周から把持するチャックを採用することとしてもよい。この場合、シャフト受け51にチャックを配置することとすればよい。また、滑り抑制部として、シャフト受け51とシャフト31とを締結するネジを採用することとしてもよい。
In the present embodiment, the decompression unit has been described as an example of the slip suppression unit. Instead, for example, a high friction coefficient material such as Teflon (registered trademark) rubber or urethane resin having a high friction coefficient is employed. It is good as well. In this case, a high coefficient of friction material may be disposed between the
また、本実施形態においては、回転支持部材65により内輪プッシャー61を保持し、内輪プッシャー61を内輪21と同期させて回転させることとしたが、内輪プッシャー61は、固定して軸回りに回転させないこととしてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態においては、以下のように変形することができる。
本実施形態においては、シャフト受け51の回転を内輪21の摩擦力のみにより内輪プッシャー61に伝達することとしたが、第1変形例としては、例えば、図4に示すように、シャフト受け51に接続されるベルト71および内輪プッシャー61に接続されるベルト73と、これらのベルト71,73が接続されており、シャフト受け51の回転を内輪プッシャー61に伝達可能な棒状の回転伝達部材75とを有する回転伝達機構70を備えることとしてもよい。この場合、回転伝達部材75は、回転軸55aと平行に軸回りに回転可能に配置し、軸方向に間隔を空けてベルト71およびベルト73を接続することとすればよい。
Moreover, in this embodiment, it can deform | transform as follows.
In the present embodiment, the rotation of the
このようにすることで、内輪プッシャー61にシャフト受け51の回転を積極的に伝達して、内輪21の回転と内輪プッシャー61の回転とを確実に同期させることができる。したがって、これら内輪21と内輪プッシャー61との間の滑りを防止し、滑りによりトルクが変動するのを回避することができる。これにより、所望のトルクに精度よく予圧を設定することができる。
By doing so, it is possible to positively transmit the rotation of the
第2変形例としては、図5に示すように、シャフト31を軸方向に押圧してシャフト受け51に押し付ける柱状の押付部材81およびバネ部材83等からなるシャフトプッシャー(押付部)82を備えることとしてもよい。この場合、内輪プッシャー61の接触部61aの半径方向内側において押付部材81を回転軸に沿って進退可能に配置するとともに、バネ部材83を押付部材81に接続して回転軸に沿って伸縮可能に配置することとすればよい。
As a second modification, as shown in FIG. 5, a shaft pusher (pressing portion) 82 including a
このようにすることで、内輪プッシャー61により内輪21を押込んでいない状態や内輪プッシャー61と内輪21との間の圧力が低い状態でも、シャフトプッシャー82により、転がり軸受装置組立体1Aのシャフト31をシャフト受け51に押し付けて、シャフト31とシャフト受け51との間の滑りを防止することができる。したがって、滑りによってシャフト31の回転数が変動して内輪11,21から外輪13,23に伝達されるトルクが低下するのを防ぐことができる。これにより、正確なトルクを測定して、予圧のかけ過ぎを防止することができる。
By doing so, the
第3変形例としては、図6に示すように、第2変形例に係る製造装置100において、アクチュエータ65(以下、第1アクチュエータ65という。)の変位量(以下、第1変位量とする。)よりも大きく第1アクチュエータ65の総変位量よりも小さい第2変位量で、第1アクチュエータ65を軸方向に進退可能な第2アクチュエータ(第2駆動部)85を備えることとしてもよい。この場合、制御部57により、第1アクチュエータ65および第2アクチュエータ85の駆動を制御することとすればよい。
As a third modified example, as shown in FIG. 6, in the
この場合、第1アクチュエータ65の駆動だけでは内輪プッシャー61による内輪21の押込み量が不足する場合に、第1アクチュエータ65の変位を一旦元に戻し、第2アクチュエータ85により第2変位量で第1アクチュエータ65を軸方向に移動させてから、第1アクチュエータ65を再び駆動させて内輪プッシャー61により内輪21を再度押し込むこととすればよい。
In this case, when the amount of pushing of the
本変形例においては、第1アクチュエータ65として圧電素子を採用し、第2アクチュエータ85としては、例えば、ステッピングモータ(図示略)に送りねじを取り付けて構成されるスライドモータ等を採用することとすればよい。
In this modification, a piezoelectric element is employed as the
このようにすることで、圧電素子からなる第1アクチュエータ65は微小な変位をコントロールでき、トルクのコントロールを精度よく行うことができる。そして、ステッピングモータからなる第2アクチュエータ85により、第1アクチュエータ65の総変位量と同等または総変位量よりも小さい第2変位量で第1アクチュエータ65の位置を簡易に調節することができる。
By doing in this way, the
本変形例においては、第2アクチュエータ85が、転がり軸受10,20に予圧がかからない範囲で第1アクチュエータ65を軸方向に移動させて、内輪プッシャー61とともに内輪21を予め決めた所定の位置まで軸方向に押し込むこととしてもよい。
このようにすることで、第2アクチュエータ85の駆動により内輪21を軸方向に押込む分だけ、第1アクチュエータ65により内輪プッシャー61を進退させるストローク量を小さくすることができる。したがって、内輪21を軸方向に押込んで転がり軸受10,20に予圧をかけるのにかかる時間を短縮することができる。
In this modification, the
By doing so, the stroke amount by which the
第4変形例としては、図7に示すように、第3変形例に係る製造装置100において、第1転がり軸受10の外輪13に対してロードセル59を接触可能および退避可能に設けることとしてもよい。この場合、例えば、外輪13の半径方向にロードセル59を進退可能に配置することとすればよい。
As a fourth modified example, as shown in FIG. 7, in the
このようにすることで、転がり軸受装置組立体1Aに予圧をかけた後、第1転がり軸受10の外輪13からロードセル59を離間させた状態で、第2アクチュエータ85により第1アクチュエータ65を軸方向に後退させて、内輪プッシャー61と内輪21との接触状態およびシャフトプッシャー82とシャフト31との接触を開放することにより、ロードセル59に過剰な負荷をかけることなく転がり軸受装置1を取り出すことができる。これにより、ロードセル59が破損するのを防止するとともに、ロードセル59を校正し直す手間を省くことができる。
In this way, after the preload is applied to the rolling
第5変形例としては、図8に示すように、さらに、内輪プッシャー61と内輪21との接触を検出可能な圧力センサ(検出部)87を備えることとしてもよい。そして、図9のフローチャートに示されるように、回転工程SA1後に、制御部57が、圧力センサ87により内輪プッシャー61と内輪21との接触を検出し(検出工程SB1)、検出工程SB1により内輪プッシャー61と内輪21との接触が検出されるまで第2アクチュエータ85を駆動させ(接触工程SB2)、検出工程SB1により内輪プッシャー61と内輪21との接触が検出された場合に第1アクチュエータ65を駆動させることとしてもよい。
As a fifth modified example, as shown in FIG. 8, a pressure sensor (detection unit) 87 that can detect contact between the
図8においては、第1アクチュエータ65と第2アクチュエータ85との間に圧力センサ87を配置して、第2アクチュエータ85に対する第1アクチュエータ65の押圧力を検出することとしている。
In FIG. 8, a
このようにすることで、制御部57により第1アクチュエータ65と第2アクチュエータ85とを効率的に切り替えて、転がり軸受10,20に予圧をかける時間を短縮することができる。すなわち、ロードセル59により測定されるトルクを監視しながら第1アクチュエータ65を駆動させ、内輪プッシャー61の変位量では不足する場合に第2アクチュエータ85を第2変位量だけ駆動させて、再度、第1アクチュエータ65を駆動させて内輪21を押し込むような場合と比較して、第1アクチュエータ65の変位量を有効に使用して予圧をかけた状態の転がり軸受装置1を短時間で製造することができる。
By doing in this way, the
本変形例においては、第1アクチュエータ65と第2アクチュエータ85との間に圧力センサ87を配置することとしたが、これに代えて、例えば、第1アクチュエータ65と内輪プッシャー61との間に圧力センサ87を配置して、圧力センサ87により、第1アクチュエータ65に対する内輪プッシャー61の押圧力を検出することとしてもよい。
In the present modification, the
また、例えば、図10に示すように、シャフト受け51を回転軸55a回りに回転可能に保持する保持部91と、保持部91を固定するベース93とを設け、これら保持部91とベース93との間に圧力センサ87を配置して、圧力センサ87によりベース93に対する保持部91の押圧力を検出することとしてもよい。
Further, for example, as shown in FIG. 10, a holding
本変形例においては、図11に示すように、第1アクチュエータ65と制御部57とを結ぶスイッチング回路(切替え回路)95を備え、スイッチング回路95により、制御部57からの駆動信号に基づいて第1アクチュエータ65に電圧をかけて駆動させる回路95aと第1アクチュエータ65にかかる荷重により発生する電圧を制御部57に送る回路95bとを切り替えることとしてもよい。
In this modification, as shown in FIG. 11, a switching circuit (switching circuit) 95 that connects the
この場合、例えば、図12のフローチャートに示されるように、転がり軸受装置組立体1Aを組み立ててシャフト受け51に裁置してシャフト受け51と共にシャフト31を回転軸55a回りに回転させた後(回転工程SA1)、回路95bに設定して圧力センサ87により第1アクチュエータ65にかかる電圧を監視し(検出工程SB1)、制御部57により内輪プッシャー61と内輪21とが接触するまで第2アクチュエータ85を駆動させることとすればよい(接触工程SB2)。
In this case, for example, as shown in the flowchart of FIG. 12, after the rolling
そして、圧力センサ87により内輪プッシャー61と内輪21との接触が検出された場合に、スイッチング回路95により回路95bから回路95aに切り替え(スイッチングSB3)、第1アクチュエータ65に電圧を加えて駆動させて、内輪プッシャー61により内輪21を押し込むこととすればよい(押込み工程SA2)。
When the contact between the
その後、ロードセル59により所定のトルクが測定されたら(トルク測定工程SA3)、制御部57により内輪21の押込みを終了し、第2アクチュエータ85の駆動により第1アクチュエータ65を軸方向に後退させて内輪プッシャー61およびシャフトプッシャー82を退避させるとともに、ロードセル59も退避させて(退避SB4)、転がり軸受装置1を取り出すこととすればよい。
Thereafter, when a predetermined torque is measured by the load cell 59 (torque measurement step SA3), the pushing of the
本変形例においては、第1駆動部として第1アクチュエータ65を例示し、検出部として圧力センサ87を例示して説明したが、これに代えて、例えば、第1駆動部および検出部として共通の圧電素子を用いることとしてもよい。そして、圧電素子により内輪プッシャー61を軸方向に進退させて内輪21を押込む動作と、この圧電素子により内輪プッシャー61と内輪21との接触を検出する動作とをスイッチング回路95により切替えることとしてもよい。
In the present modification, the
このようにすることで、第1駆動部と検出部とを1つの圧電素子を用いて共通にする分だけ製造装置100を安価にすることができる。また、第1駆動部と検出部とを別部材にする場合と比較して、内輪プッシャー61により内輪21を押込む際の押込み力による製造装置100側の変形を防ぎ、内輪21を軸方向に精度よく押込むことができる。
By doing in this way, the
以上、本発明の一実施形態およびその変形例について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記の一実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention and its modification were explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this Embodiment, The design change of the range which does not deviate from the summary of this invention Etc. are also included. For example, the present invention is not limited to those applied to the above-described one embodiment and modifications, but may be applied to embodiments in which these embodiments and modifications are appropriately combined, and is not particularly limited. Absent.
具体的には、外輪に中空形状の軸を圧入し、外輪どうしを軸方向に近接させる方向に押し込み外輪を回転させて内輪に伝わるトルクを測定しても良い。また、同軸に配置された2つの内輪と2つの外輪とで2つの転がり軸受を構成する例を示したが、2つの内輪もしくは2つの外輪とスペーサ部材を一体化した構造のもの、即ち内輪もしくは外輪の何れか一方が一つの部材で構成され軌道輪を二箇所有する構造も本発明の「同軸に配置された相対回転可能な内輪と外輪を有して軸方向に間隔をあけて同軸に配列される2つの転がり軸受」に該当するものとする。 Specifically, the torque transmitted to the inner ring may be measured by pressing a hollow shaft into the outer ring, pushing the outer rings in the axial direction and rotating the outer ring. In addition, an example in which two rolling bearings are configured by two inner rings and two outer rings arranged coaxially has been shown. However, a structure in which two inner rings or two outer rings and a spacer member are integrated, that is, an inner ring or The structure in which either one of the outer rings is composed of a single member and has two race rings is also arranged according to the present invention “having the inner ring and the outer ring that are relatively coaxially arranged and arranged coaxially with an axial interval therebetween. "Two rolling bearings".
1 転がり軸受装置
1A 転がり軸受装置組立体
10 第1転がり軸受
11,21 内輪
13,23 外輪
15,25 転動体
20 第2転がり軸受
31 シャフト(軸部材)
51 シャフト受け(支持部)
55 モータ(回転駆動部)
59 ロードセル(トルク測定部)
61 内輪プッシャー(押込み部)
65 (第1)アクチュエータ(第1駆動部)
70 回転伝達機構
82 シャフトプッシャー(押付部)
85 第2アクチュエータ(第2駆動部)
87 圧力センサ(検出部)
95 スイッチング回路(切替え回路)
SA1 回転工程
SA2 押込み工程
SA3 トルク測定工程
SB1 検出工程
SB2 接触工程
DESCRIPTION OF
51 Shaft support (support)
55 Motor (rotary drive)
59 Load cell (torque measurement unit)
61 Inner ring pusher (push-in part)
65 (First) Actuator (First Drive Unit)
70
85 Second actuator (second drive unit)
87 Pressure sensor (detector)
95 Switching circuit (switching circuit)
SA1 rotation process SA2 indentation process SA3 torque measurement process SB1 detection process SB2 contact process
Claims (13)
前記2つの転がり軸受の前記外輪どうしを軸方向に近接させる方向に押込み、これらの外輪を位置決めする押込み部と、
前記軸部材の回転により前記内輪に対して前記外輪が回転させられる際に該外輪から該内輪に伝達されるトルクを測定するトルク測定部と、
該トルク測定部により測定されるトルクが所定の許容範囲内で略一定になるように、前記押込み部を制御する制御部と備える転がり軸受装置の製造装置。 Two rolling bearings having an inner ring and an outer ring that are coaxially arranged and having an inner ring and an outer ring that are coaxially arranged with a space in the axial direction, and are fitted into the outer rings of the two rolling bearings in a press-fit state. A rotary drive unit that rotates the shaft member about an axis of a rolling bearing device assembly including the shaft member;
Pushing in the direction in which the outer rings of the two rolling bearings are close to each other in the axial direction, and pushing parts for positioning these outer rings ;
A torque measuring unit for measuring a torque in which the outer ring to the inner ring by rotation of the shaft member is transmitted from the outer race to the inner race when rotated,
An apparatus for manufacturing a rolling bearing device, comprising: a control unit that controls the pushing portion so that the torque measured by the torque measuring unit is substantially constant within a predetermined allowable range.
該支持部と前記軸部材との滑りを抑制する滑り抑制部とを備える請求項1に記載の転がり軸受装置の製造装置。 A support part that supports the shaft member and is rotatable about the axis by the rotation drive part;
The apparatus for manufacturing a rolling bearing device according to claim 1 , further comprising a slip suppression portion that suppresses slip between the support portion and the shaft member.
該第1駆動部の前記第1変位量よりも大きく総変位量よりも小さい第2変位量で、前記第1駆動部または前記支持部を前記軸方向に進退可能な第2駆動部とを備える請求項1から請求項6のいずれかに記載の転がり軸受装置の製造装置。 A first drive unit that moves the pushing portion forward and backward in the axial direction by a predetermined first displacement amount;
A second drive unit capable of moving the first drive unit or the support unit back and forth in the axial direction with a second displacement amount that is larger than the first displacement amount of the first drive unit and smaller than the total displacement amount. The manufacturing apparatus of the rolling bearing apparatus in any one of Claims 1-6 .
前記制御部が、前記検出部により前記押込み部と前記内輪もしくは前記外輪との接触が検出されるまで前記第2駆動部を駆動させ、前記検出部により前記押込み部と前記内輪との接触が検出された場合に前記第1駆動部を駆動させる請求項7または請求項8に記載の転がり軸受装置の製造装置。 A detection unit capable of detecting contact between the pushing portion and the inner ring or the outer ring;
The control unit drives the second drive unit until the detection unit detects contact between the pushing unit and the inner ring or the outer ring, and the detection unit detects contact between the pushing unit and the inner ring. The rolling bearing device manufacturing apparatus according to claim 7 or 8 , wherein the first drive unit is driven in the case of being performed.
該圧電素子により前記押込み部を進退させる動作と該圧電素子により前記押込み部と前記内輪もしくは前記外輪との接触を検出する動作とを切替える切替え回路を備える請求項9に記載の転がり軸受装置の製造装置。 The first drive unit and the detection unit are made of a common piezoelectric element,
10. The rolling bearing device according to claim 9 , further comprising a switching circuit that switches between an operation of moving the pushing portion back and forth by the piezoelectric element and an operation of detecting contact between the pushing portion and the inner ring or the outer ring by the piezoelectric element. apparatus.
該回転工程により前記内輪に対して前記外輪が回転させられている前記2つの転がり軸受の前記外輪どうしを軸方向に近接させる方向に押し込む押込み工程と、
該押込み工程により前記外輪が押込まれながら前記内輪に対して回転する際に、該外輪から該内輪に伝達されるトルクを測定するトルク測定工程とを含み、
前記押込み工程が、前記トルク測定工程により測定されるトルクが所定の許容範囲内で略一定になった状態で、前記外輪の押込みを終了する転がり軸受装置の製造方法。 A rotating step of rotating the outer ring with respect to an outer ring of a rolling bearing assembly in which a shaft member is press-fitted in a fitted state to inner rings of two rolling bearings arranged coaxially with an interval in the axial direction;
A pushing process of pushing the outer rings of the two rolling bearings, in which the outer ring is rotated with respect to the inner ring by the rotation process, in a direction in which the outer rings are close to each other in the axial direction;
A torque measuring step of measuring torque transmitted from the outer ring to the inner ring when the outer ring rotates with respect to the inner ring while being pushed by the pushing step;
The method of manufacturing a rolling bearing device, wherein the pushing step ends the pushing of the outer ring in a state where the torque measured by the torque measuring step is substantially constant within a predetermined allowable range.
該検出工程により前記外輪と押込み部との接触を検出されるまで、前記外輪に近接する方向に前記押込み部を移動させる接触工程とを含み、
前記押込み工程が、前記検出工程により前記外輪と前記押込み部との接触が検出されたら、該押込み部により前記内輪を押込む請求項12に記載の転がり軸受装置の製造方法。 A detection step of detecting contact between the outer ring and the pushing portion;
A contact step of moving the pushing portion in a direction approaching the outer ring until contact between the outer ring and the pushing portion is detected by the detection step,
The method of manufacturing a rolling bearing device according to claim 12 , wherein in the pressing step, when the contact between the outer ring and the pressing portion is detected by the detecting step, the inner ring is pressed by the pressing portion.
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