JP6224282B1 - 軸受圧入装置及び軸受圧入方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】内輪と外輪とを備える球面軸受を被圧入部材に形成された圧入孔に精度良く、かつ、効率的に圧入する。【解決手段】軸受圧入装置100は、被圧入部材2の圧入孔2cの軸心2eと一致する軸心を有し、内輪1aの内周に摺動自在に嵌入されて内輪1aの軸心1cを圧入孔2cの軸心2eに調心する軸状部23を有する内輪調心部材20と、鉛直方向に移動自在であり、圧入孔2cの軸心2eと一致する軸心を有し、外輪1bの外周に摺動自在に嵌入されて外輪1bの軸心1dを圧入孔2cの軸心2eに調心する円筒状部42を有する外輪調心部材40と、軸状部23が摺動自在に嵌入される嵌入孔333が形成され、外周に外輪調心部材40が鉛直方向に摺動自在に嵌入された本体部331と、本体部331の下端に形成され、外輪1bを押圧する押圧部332とを有し、鉛直方向に移動自在な押圧部材32と、を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、軸受圧入装置及び軸受圧入方法に関する。
従来、軸受の外輪を被圧入部材の圧入孔に圧入するための技術が知られている。例えば、特許文献1には、水平方向に設置された台座と、台座と同芯上で上下移動して台座上の被挿入物にベアリングを挿入するシリンダとを備えたベアリング挿入治具が開示されている。このベアリング挿入治具は、台座に被挿入物の位置決めをするための溝を形成し、シリンダのロッドの下部にベアリングの位置決めをするための凸部を形成すると共に、ベアリングを保持するための磁石を取り付けている。また、特許文献2には、ベアリング(軸受)の外輪を外筒の突起で抑えながら、ベアリングの外輪の端面を圧入ヘッドによって軸方向かつ鉛直方向下側から上側に押圧してワークに圧入するベアリング装置が開示されている。
特開2001−162463号公報 特開平10−264049号公報
ここで、軸受としては、外輪に対して内輪が内輪の軸を回転軸として回転自在でかつ回転軸と外輪の中心軸とのなす角が変化する球面軸受がある。この球面軸受も被圧入部材の圧入孔に挿入する場合がある。特許文献1に記載の治具では、内輪と外輪とが偏心可能な球面軸受を被圧入部材に圧入する際に、内輪及び外輪の軸心を被圧入部材の圧入孔の軸心に対して調心することができない。そのため、外輪が内輪に対して偏心した状態で球面軸受を被圧入部材の圧入孔に圧入してしまい、外輪の外周面が圧入孔の内周面にかじった状態となり、圧入の精度が低下してしまうおそれがある。
特許文献2に記載の装置は、鉛直方向上側に被圧入部材(ワーク)を配置するため、被圧入部材の形状や重量等によっては、被圧入部材の固定作業に手間を要し、また、固定自体が難しい場合がある。仮に、特許文献2に記載の装置の構成を鉛直方向において上下逆にした場合、被圧入部材上に球面軸受を載置した状態で圧入ヘッドにより軸受を押圧する構成になる。しかしながら、球面軸受を単に被圧入部材上に載置する構成では、球面軸受を載置した時点で、被圧入部材の圧入孔に対して球面軸受を精度良く、かつ、安定的に位置決めすることができないため、結果的に圧入の精度や作業効率の低下を招くおそれがある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内輪と外輪とを備える球面軸受を被圧入部材に形成された圧入孔に精度良く、かつ、効率的に圧入することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、内輪と外輪とを備える球面軸受を被圧入部材に形成された圧入孔に圧入する軸受圧入装置であって、前記圧入孔の軸心と一致する軸心を有し、前記内輪の内周に摺動自在に嵌入されて前記内輪の軸心を前記圧入孔の軸心に調心する軸状部を有する内輪調心部材と、鉛直方向に移動自在であり、前記圧入孔の軸心と一致する軸心を有し、前記外輪の外周に摺動自在に嵌入されて前記外輪の軸心を前記圧入孔の軸心に調心する円筒状部を有する外輪調心部材と、前記軸状部が摺動自在に嵌入される嵌入孔が形成され、外周に前記外輪調心部材が鉛直方向に摺動自在に嵌入された本体部と、前記本体部の下端に形成され、前記外輪を押圧する押圧部とを有し、鉛直方向に移動自在な押圧部材と、を備えることを特徴とする。
本発明にかかる軸受圧入装置は、圧入孔の軸心と一致する軸心を有する内輪調心部材の軸状部、外輪調心部材の円筒状部に、球面軸受の内輪、外輪を嵌入する。それにより、球面軸受の内輪の軸心及び外輪の軸心の双方を圧入孔の軸心に調心した状態で、押圧部材の押圧部によって外輪を押圧し、被圧入部材に外輪を圧入することができるため、外輪が圧入孔にかじった状態となることを抑制することが可能となる。また、単に球面軸受を被圧入部材上に載置する場合に比べて、球面軸受を被圧入部材に対して精度良く、かつ安定的に位置決めすることができるため、圧入の精度や作業効率を向上させることができる。さらに、押圧部材は、軸状部を摺動自在に嵌入可能な嵌入孔が形成されており、外輪調心部材は、押圧部材の本体部の外周に、鉛直方向に摺動自在に嵌入されている。その結果、内輪調心部材の軸状部や外輪調心部材の円筒状部が、押圧部による外輪の押圧(被圧入部材への圧入)動作を妨げることはなく、スムーズな圧入を実現することができる。従って、本発明にかかる軸受圧入装置によれば、内輪と外輪とを備える球面軸受を被圧入部材に形成された圧入孔に精度良く、かつ、効率的に圧入することができる。
また、本発明にかかる軸受圧入装置は、前記被圧入部材が載置される載置面を有する台座と、前記台座の前記載置面に設けられ、前記載置面に載置された前記被圧入部材の水平方向の移動を規制して、前記圧入孔の軸心を位置決めする位置決め部材と、を備えることが好ましい。これにより、被圧入部材を台座の載置面に載置するだけで、被圧入部材を安定に支持し、かつ、圧入孔の軸心を容易に位置決めすることができる。
また、前記外輪調心部材は、前記押圧部が前記外輪を押圧する前に、前記押圧部の鉛直方向の移動に伴って、前記円筒状部が前記外輪の外周に摺動自在に嵌入されることが好ましい。これにより、押圧部材により球面軸受の外輪を押圧する過程で、外輪調心部材によって球面軸受の外輪を圧入孔の軸心と同軸に調心することができるため、作業のさらなる効率化を図ることが可能となる。
また、前記位置決め部材は、前記載置面から鉛直方向上側に突出し、前記載置面に載置された前記被圧入部材の前記圧入孔に嵌合される円筒状の凸部であり、前記内輪調心部材の前記軸状部は、前記凸部の軸心と同軸に延びることが好ましい。これにより、台座に被圧入部材を載置し、凸部に圧入孔を嵌合させるだけで、被圧入部材の圧入孔の軸心を容易に位置決めすることができ、また、内輪調心部材の軸状部の軸心を圧入孔の軸心と一致させることができる。
また、前記内輪調心部材は、前記軸状部が形成された基板部を有し、前記台座は、前記内輪調心部材の前記基板部が着脱自在に取り付けられる取付孔を有することが好ましい。これにより、内輪調心部材を台座から容易に着脱することができるため、球面軸受の内輪のサイズに対応した軸状部を有する内輪調心部材へと容易に取り換えすることが可能となる。
また、前記位置決め部材は、前記取付孔に取り付けられた前記基板部から鉛直方向上側に突出し、前記載置面に載置された前記被圧入部材の前記圧入孔に嵌合される円筒状の凸部であり、前記内輪調心部材の前記軸状部は、前記凸部の軸心と同軸に延びることが好ましい。これにより、内輪調心部材の基板部が台座の上面に露出している場合でも、被圧入部材の圧入孔に嵌合される凸部を台座上に容易に設けることができる。
また、前記内輪調心部材、前記外輪調心部材、及び前記押圧部材は、複数の前記圧入孔に対応して複数設けられ、複数の前記押圧部材は、連動して鉛直方向に沿って移動可能であり、複数の前記球面軸受の前記外輪を複数の前記圧入孔のうち対応するものに同時に圧入することが好ましい。これにより、一度の動作で複数の球面軸受を複数の圧入孔に同時に圧入することができるため、作業効率をさらに向上させることができる。
また、本発明にかかる軸受圧入装置は、前記被圧入部材が載置される載置面を有する台座を備え、前記内輪調心部材は、前記軸状部が形成された基板部を有し、前記台座は、前記内輪調心部材の前記基板部が着脱自在に取り付けられる複数の取付孔を有し、前記取付孔は、前記基板部が水平方向に沿って移動可能な長穴状に形成されることが好ましい。これにより、被圧入部材に複数の圧入孔が形成されている場合に、被圧入部材のサイズや圧入孔の形成位置が変わったとしても、長穴状に形成された取付孔内で内輪調心部材の基板部を水平方向に沿って移動させて、軸状部を圧入孔の軸心に対応した位置に位置づけることができる。その結果、一つの軸受圧入装置により、種々の被圧入部材へと球面軸受を圧入することが可能となる。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、内輪と外輪とを備える球面軸受を被圧入部材に形成された圧入孔に圧入する軸受圧入方法であって、台座の載置面に前記被圧入部材を載置する載置ステップと、前記載置ステップの後、前記台座に固定され、前記圧入孔の軸心と一致する軸心を有する軸状部に、前記内輪の内周を摺動自在に嵌入し、前記内輪の軸心を前記圧入孔の軸心に調心する内輪調心ステップと、前記内輪調心ステップの後、鉛直方向に移動自在であり、前記圧入孔の軸心と一致する軸心を有する円筒状部に、前記外輪の外周を摺動自在に嵌入し、前記外輪の軸心を前記圧入孔の軸心に調心する外輪調心ステップと、前記外輪調心ステップの後、前記軸状部が摺動自在に嵌入される嵌入孔が形成され、外周に前記外輪調心部材が鉛直方向に摺動自在に嵌入された本体部と、前記本体部の下端に形成され、前記外輪を押圧する押圧部とを有し、鉛直方向に移動自在な押圧部材により、前記外輪を押圧して前記被圧入部材に圧入する圧入ステップと、
を備えることを特徴とする。
本発明にかかる軸受圧入方法は、載置ステップにおいて、台座の載置面に被圧入部材を載置し、内輪調心ステップ、外輪調心ステップにおいて、圧入孔の軸心と一致する軸心を有する内輪調心部材の軸状部、外輪調心部材の円筒状部に、球面軸受の内輪、外輪を嵌入する。それにより、圧入ステップにおいて、球面軸受の内輪の軸心及び外輪の軸心の双方を圧入孔の軸心に調心した状態で、押圧部材の押圧部によって外輪を押圧し、被圧入部材に外輪を圧入することができるため、外輪が圧入孔にかじった状態となることを抑制することが可能となる。また、単に球面軸受を被圧入部材上に載置する場合に比べて、球面軸受を被圧入部材に対して精度良く、かつ安定的に位置決めすることができるため、圧入の精度や作業効率を向上させることができる。さらに、押圧部材は、軸状部を摺動自在に嵌入可能な嵌入孔が形成されており、外輪調心部材は、押圧部材の本体部の外周に、鉛直方向に摺動自在に嵌入されている。その結果、圧入ステップにおいて、内輪調心部材の軸状部や外輪調心部材の円筒状部が、押圧部による外輪の押圧(被圧入部材への圧入)動作を妨げることはなく、スムーズな圧入を実現することができる。従って、本発明にかかる軸受圧入方法によれば、内輪と外輪とを備える球面軸受を被圧入部材に形成された圧入孔に精度良く、かつ、効率的に圧入することができる。
本発明にかかる軸受圧入装置及び軸受圧入方法は、内輪と外輪とを備える球面軸受を被圧入部材に形成された圧入孔に精度良く、かつ、効率的に圧入することができるという効果を奏する。
図1は、実施形態にかかる軸受圧入装置を示す部分断面図である。 図2は、図1のA−A線に沿った部分断面図である。 図3は、実施形態にかかる軸受圧入装置の台座を示す平面図及び断面図である。 図4は、球面軸受を示す断面図である。 図5は、実施形態にかかる軸受圧入方法を示すフローチャートである。 図6は、載置ステップを示す説明図である。 図7は、外輪調心ステップを示す説明図である。 図8は、圧入ステップを示す説明図である。 図9は、第二取付孔に沿って第二内輪調心部材をスライド移動させた状態の軸受圧入装置を示す断面図である。 図10は、変形例にかかる台座を示す説明図である。 図11は、他の変形例にかかる台座を示す説明図である。
以下に、本発明にかかる軸受圧入装置及び軸受圧入方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
図1は、実施形態にかかる軸受圧入装置を示す部分断面図であり、図2は、図1のA−A線に沿った部分断面図であり、図3は、実施形態にかかる軸受圧入装置の台座を示す説明図である。図3において、図中上側の図は、台座の平面図であり、図中下側の図は、台座の側面図である。図1から図3に示す軸受圧入装置100は、球面軸受1を被圧入部材2に圧入する装置である。軸受圧入装置100は、図1及び図2に示すように、筐体10と、2つの内輪調心部材20と、押圧機構30と、2つの外輪調心部材40とを備える。
図4は、軸受圧入装置により被圧入部材に圧入される球面軸受を示す断面図である。本実施形態において、被圧入部材2に圧入される対象となる球面軸受1は、内輪1aと、内輪1aの内周に摺動自在に嵌合された外輪1bとを備える。球面軸受1は、図4に示すように、内輪1aと外輪1bとを備えた球面滑り軸受である。球面軸受1は、外輪1bに対して内輪1aが、内輪1aの軸心1cを回転軸として回転自在である。また、球面軸受1は、内輪1aの軸心1cと、外輪1bの軸心1dとのなす角が変化することができる(内輪1aと外輪1bとが偏心する)。なお、被圧入部材2に圧入される対象となる球面軸受1は、内輪1aの軸心1cと、外輪1bの軸心1dとのなす角が変化することができるものであればよい。例えば、球面軸受1は、内輪1aと外輪1bとの間に複数の転動体及び複数の転動体を保持する保持機構を備えた球面玉軸受等であってもよい。
本実施形態において、被圧入部材2は、2つの回転部材をリンクするための略直方体状のリンク部材である。被圧入部材2は、一方の端面2a側から他方の端面2b側まで貫通すると共に、球面軸受1の外輪1bが圧入される2つの圧入孔2cを有する。本実施形態において、圧入孔2cは、図1に示すように、被圧入部材2の端面2b側において、内径が小さくなる縮径部2dを有する。
筐体10は、水平方向に延びる台座11と、台座11の縁部から鉛直方向に延びる側壁12と、側壁12の上部に取り付けられ、水平方向に延びる天板13とを備える。台座11は、被圧入部材2が載置される載置面11aを有する。載置面11aは、水平方向に沿って平坦に形成される。また、台座11は、図1に示すように、載置面11aから下面までを貫通する第一取付孔111及び第二取付孔112を有する。
第一取付孔111は、図3に示すように、載置面11aから下面側に延びる第一小径孔111aと、第一小径孔111aから下面まで延びる第一大径孔111bとを有する。第一小径孔111a及び第一大径孔111bは、円筒状に形成される。第一大径孔111bは、第一小径孔111aよりも大径である。また、第一大径孔111bは、上面に複数(本実施形態では、4つ)のボルト孔111cが形成されている。
第二取付孔112は、図3に示すように、台座11の下面から載置面11a側に延びる第二小径孔112aと、第二小径孔112aから載置面11aまで延びる第二大径孔112bとを有する。第二小径孔112a及び第二大径孔112bは、図3に示すように、台座11の長手方向に沿って長穴状に形成されている。第二小径孔112aの円弧状部分の曲率半径は、第一取付孔111の第一小径孔111aの半径と同一である。また、第二大径孔112bの円弧状部分の曲率半径は、第一取付孔111の第一大径孔111bの半径と同一である。また、第二大径孔112bは、下面に複数(本実施形態では、6つ)のボルト孔112cが形成されている。
側壁12は、図1及び図2に示すように、軸受圧入装置100の正面視における台座11の両側面側及び背面側に設けられる。天板13は、台座11の載置面11aと対向する位置に設けられる。筐体10は、軸受圧入装置100の正面側において開口する。また、天板13は、図1及び図2に示すように、中心において、上面から下面までを貫通する貫通孔131を有する。貫通孔131は、天板13の長手方向に沿って長穴状に形成されている。
内輪調心部材20は、台座11に載置される被圧入部材2の複数の圧入孔2cに対応して、一つずつ設けられる。内輪調心部材20は、台座11の第一取付孔111及び第二取付孔112に、一つずつ着脱自在に取り付けられる。各内輪調心部材20は、図1及び図2に示すように、基板部21と、凸部22と、軸状部23とを有する。以下の説明においては、適宜、台座11の第一取付孔111に取り付けられる内輪調心部材20を「第一内輪調心部材201」といい、台座11の第二取付孔112に取り付けられる内輪調心部材20を「第二内輪調心部材202」という。第一内輪調心部材201と第二内輪調心部材202とは、基板部21の構成が異なる以外は、同じ構成を有する。そのため、以下の説明においては、適宜、第一内輪調心部材201の基板部21を「第一基板部211」といい、第二内輪調心部材202の基板部21を「第二基板部212」という。
第一内輪調心部材201の第一基板部211は、台座11に形成された第一取付孔111の第一小径孔111aに嵌合される円柱状の第一小径部211aと、第一大径孔111bに嵌合される円柱状の第一大径部211bとを有する。第一基板部211は、第一取付孔111内に全体が収容される。第一基板部211は、第一小径部211aの上面が台座11の載置面11aで水平方向に沿って平坦に露出する。本実施形態において、第一小径部211aの上面(第一基板部211の上面)は、台座11の載置面11aの一部を形成する。また、第一大径部211bは、図1に示すように、第一取付孔111に形成されたボルト孔111cに対応した位置にボルト孔211cが形成される。第一基板部211は、各ボルト孔111c及び各ボルト孔211cにボルトが締結されることにより、台座11に固定される。
一方、第二内輪調心部材202の第二基板部212は、台座11に形成された第二取付孔112の第二小径孔112aに嵌合される円柱状の第二小径部212aと、第二大径孔112bに嵌合される円柱状の第二大径部212bとを有する。第二基板部212は、第二取付孔112内に全体が収容される。第二基板部212は、第二大径部212bの上面が台座11の載置面11aで水平方向に沿って平坦に露出する。本実施形態において、第二大径部212bの上面(第二基板部212の上面)は、台座11の載置面11aの一部を形成する。また、第二大径部212bは、図1に示すように、第二取付孔112に形成されたボルト孔112cに対応した位置にボルト孔212cが形成される。第二基板部212は、各ボルト孔112c及び各ボルト孔212cにボルトが締結されることにより、台座11に固定される。
各内輪調心部材20(第一内輪調心部材201及び第二内輪調心部材202)の凸部22は、基板部21の上面から鉛直方向上側に突出するに円筒状部材である。凸部22は、内径が被圧入部材2の圧入孔2cの縮径部2dに嵌合可能に形成されている。それにより、図1に示すように、被圧入部材2を台座11の載置面11aに載置すると、圧入孔2cの縮径部2dに凸部22が嵌合されて、被圧入部材2の水平方向の移動を規制される。その結果、圧入孔2cの軸心2eが位置決めされる。つまり、凸部22は、載置面11aに載置された被圧入部材2の圧入孔2cの軸心2eを位置決めする位置決め部材として機能する。
各内輪調心部材20(第一内輪調心部材201及び第二内輪調心部材202)の軸状部23は、基板部21(第一基板部211、第二基板部212)の上面から垂直に延出された円柱状の部材である。なお、軸状部23は、多角柱状の部材であってもよい。軸状部23は、凸部22の軸心と同軸に延びる。つまり、軸状部23は、基板部21が台座11に固定された状態で、凸部22により位置決めされた被圧入部材2の圧入孔2cの軸心2eと同軸に延びる。軸状部23は、その軸心が凸部22により位置決めされた圧入孔2cの軸心2eと一致する。また、軸状部23は、基板部21が台座11に固定された状態で、基板部21から、すなわち台座11の載置面11aから、載置面11aに載置された被圧入部材2の圧入孔2cよりも鉛直方向上側に突出する位置まで延びる。軸状部23は、図1及び図2に示すように、球面軸受1の内輪1aの内周に摺動自在に嵌入され、内輪1aの軸心1cを凸部22により位置決めされた被圧入部材2の圧入孔2cの軸心2eに調心する。本実施形態において、軸状部23は、図1及び図2に示すように、基板部21とは反対側の端部において、外周面が基板部21とは反対側に向かうにつれて縮径するテーパ状に形成されている。それにより、軸状部23に球面軸受1の内輪1aの内周を滑らかに嵌入させることができる。
押圧機構30は、平板31と、平板31の上面に取り付けられたトグルクランプ32(図2参照)と、平板31の下面に取り付けられた2つの押圧部材33とを備える。平板31は、台座11と天板13との間で長手方向が水平方向に沿って配置された直方体状の部材である。トグルクランプ32は、レバー部材321を図2に実線矢印で示す方向に回動させることで、棒状部材322を直線上に移動させる機構である。トグルクランプ32は、筐体10の天板13に形成された貫通孔131を介して棒状部材322が筐体10の内外で鉛直方向に沿って移動自在に延在する状態で、ワッシャ6を介してナット部323により天板13に締結される。また、トグルクランプ32は、棒状部材322の下端が平板31の中心に図示しないボルトによって締結される。
押圧部材33は、図1及び図2に示すように、中空円筒状の部材であり、鉛直方向の上端で平板31の下面に図示しないボルトにより取り付けられる。押圧部材33は、台座11に載置される被圧入部材2の複数の圧入孔2cに対応して、一つずつ設けられる。図1に示す右側に配置される押圧部材33は、第一内輪調心部材201の軸状部23と同軸に配置される。また、図1に示す左側に配置される押圧部材33は、第二内輪調心部材202の軸状部23と同軸に配置される。つまり、各押圧部材33は、凸部22により位置決めされる被圧入部材2の圧入孔2cの軸心2eと同軸に配置される。
各押圧部材33は、平板31に取り付けられる本体部331と、本体部331の平板31に取り付けられる端部とは反対側の端部(下端)に形成された押圧部332とを有する。押圧部332は、本体部331の外周面から径方向外側に突出すると共に、軸方向に沿って平板31側と反対側に突出する。押圧部332は、内径が球面軸受1の内輪1aの外径よりもわずかに大きく、かつ、外径が球面軸受1の外輪1bの外径と同程度である。それにより、各押圧部材33は、押圧部332の下面で球面軸受1の外輪1bの上面を押圧可能とされている。また、各押圧部材33は、内輪調心部材20の軸状部23を摺動自在に嵌入可能な嵌入孔333が形成されている。
押圧機構30は、トグルクランプ32のレバー部材321を図2において実線で示す位置から、破線で示す位置まで回動させることにより、棒状部材322及び平板31を図2において実線で示す位置から破線で示す位置まで移動させる。それにより、平板31の下面に取り付けられた2つの押圧部材33も、平板31の移動に伴って鉛直方向に沿って移動する。このように、本実施形態において、各押圧部材33は、トグルクランプ32の作動に伴って、連動して鉛直方向に沿って移動自在とされている。
なお、押圧部材33の調心作業を行う際は、まず、トグルクランプ32のナット部323を一旦緩めた状態で、嵌入孔333に軸状部23を嵌入させる。その後、ナット部323を締め付けて押圧機構30全体の天板13に対して固定することにより、押圧部材33の軸心を軸状部23の軸心に、すなわち凸部22により位置決めされる被圧入部材2の圧入孔2cの軸心2eに調心することができる。
外輪調心部材40は、各押圧部材33の本体部331の外周に、鉛直方向に沿って摺動自在に取り付けられた円筒状部材である。外輪調心部材40は、載置面11aに載置された被圧入部材2の圧入孔2cに対応して、一つずつ設けられる。外輪調心部材40は、図1及び図2に示すように、底部41と、底部41の縁部から垂直方向に延びる円筒状部42とを備える。底部41は、中心孔41aを有する。中心孔41aは、内径が押圧部材33の本体部331の外径よりもわずかに大きく、本体部331の外周に摺動自在に嵌入される。また、円筒状部42は、内径が押圧部材33の押圧部332の外径よりもわずかに大きく、押圧部332の外周に摺動自在に嵌入される。その結果、外輪調心部材40は、押圧部材33と同軸に、すなわち凸部22により位置決めされた被圧入部材2の圧入孔2cの軸心2eと同軸に配置される。外輪調心部材40の円筒状部42は、その軸心が凸部22により位置決めされた圧入孔2cの軸心2eと一致する。
外輪調心部材40の円筒状部42は、外輪調心部材40が押圧部材33の下端に位置した状態(図1及び図2に示す状態)で、押圧部332よりも鉛直方向下側に向けて、球面軸受1の外輪1bの軸方向長さと同程度の長さだけ突出する。また、円筒状部42は、外径が球面軸受1の外輪1bの外径よりもわずかに大きく、外輪1bの外周に摺動自在に嵌入可能とされている。それにより、外輪調心部材40は、押圧部材33が外輪1bを押圧する前に、押圧部材33の鉛直方向の移動に伴って外輪1bの外周に摺動自在に嵌入され、外輪1bの軸心1dを圧入孔2cの軸心2eに調心する。本実施形態において、円筒状部42は、図1及び図2に示すように、底部41とは反対側の端部において、内周面が底部41とは反対側に向かうにつれて拡径するテーパ状に形成されている。それにより、円筒状部42を球面軸受1の外輪1bの外周に滑らかに嵌入させることができる。
次に、実施形態にかかる軸受圧入方法として、軸受圧入装置100を用いて球面軸受1を被圧入部材2の圧入孔2cに圧入する際の動作について、図面に基づいて説明する。図5は、実施形態にかかる軸受圧入方法を示すフローチャートであり、図6は、載置ステップを実施する様子を示す説明図であり、図7は、外輪調心ステップを実施する様子を示す説明図であり、図8は、圧入ステップを実施する様子を示す説明図である。
載置ステップST1は、軸受圧入装置100の台座11上に被圧入部材2を載置するステップである。載置ステップST1は、図6に示すように、被圧入部材2の端面2b側を鉛直方向下側とした状態で、各圧入孔2cに内輪調心部材20の軸状部23を挿入しつつ、台座11上に被圧入部材2を載置する。それにより、各凸部22が各圧入孔2cの縮径部2dに嵌入される。その結果、被圧入部材2の水平方向に沿った移動が規制され、各圧入孔2cの軸心2eが位置決めされる。
内輪調心ステップST2は、載置ステップST1の後、内輪調心部材20の軸状部23に球面軸受1の内輪1aの内周を摺動自在に嵌入し、内輪1aの軸心1cを圧入孔2cの軸心2eに調心するステップである。これにより、図1に示すように、軸状部23によって球面軸受1の水平方向の移動が規制されるため、球面軸受1が載置面11aに載置された被圧入部材2に対して精度良く、かつ、安定的に位置決めされる。
外輪調心ステップST3は、内輪調心ステップST2の後、外輪調心部材40の円筒状部42に外輪1bの外周を摺動自在に嵌入し、外輪1bの軸心1dを圧入孔2cの軸心2eに調心するステップである。外輪調心ステップST3は、押圧機構30のトグルクランプ32のレバー部材321を図2に実線で示す位置から、実線矢印で示す方向に回動させることで、棒状部材322及び平板31を鉛直方向下側へと移動させる。それにより、図7に示すように、平板31に取り付けられた各押圧部材33も鉛直方向下側へと移動し、各押圧部材33が球面軸受1の外輪1bを押圧する前に、各押圧部材33に取り付けられた外輪調心部材40の円筒状部42に球面軸受1の外輪1bの外周が嵌入される。その結果、外輪1bの軸心1dが圧入孔2cの軸心2eに調心される。これにより、球面軸受1の内輪1aの軸心1c及び外輪1bの軸心1dの双方が被圧入部材2の圧入孔2cの軸心2eに調心された状態となる。
圧入ステップST4は、外輪調心ステップST3の後、押圧部材33をさらに鉛直方向下側に移動させて、嵌入孔333に軸状部23を嵌入しながら、円筒状部42の内周側で球面軸受1の外輪1bを載置面11aに載置された被圧入部材2に対して押圧して圧入孔2cに圧入するステップである。圧入ステップST4は、押圧機構30のトグルクランプ32のレバー部材321を図2に破線で示す位置まで回動させることで、棒状部材322及び平板31を図1及び図2に破線で示す位置まで移動させる。それにより、図8に示すように、各押圧部材33の押圧部332の下面によって各球面軸受1の外輪1bが鉛直方向下側に押圧され、被圧入部材2の各圧入孔2cに同時に圧入される。この際、軸状部23は、押圧部材33に形成された嵌入孔333内に摺動自在に嵌入される。また、外輪調心部材40は、押圧部材33の外周に摺動自在に取り付けられているため、被圧入部材2の一方の端面2aに接した以降、押圧部材33に対して鉛直方向上側に相対移動する。その結果、内輪調心部材20の軸状部23や外輪調心部材40が、押圧部材33による球面軸受1の押圧を妨げることはない。
以上説明したように、実施形態にかかる軸受圧入装置100及び軸受圧入方法は、圧入孔2cの軸心2eと一致する軸心を有する内輪調心部材20の軸状部23、外輪調心部材40の円筒状部42に、球面軸受1の内輪1a、外輪1bを嵌入する。それにより、球面軸受1の内輪1aの軸心1c及び外輪1bの軸心1dの双方を圧入孔2cの軸心2eに調心した状態で、押圧部材33の押圧部332によって外輪1bを押圧し、被圧入部材2に外輪1bを圧入することができるため、外輪1bが圧入孔2cにかじった状態となることを抑制することが可能となる。また、単に球面軸受1を被圧入部材2上に載置する場合に比べて、球面軸受1を被圧入部材2に対して精度良く、かつ安定的に位置決めすることができるため、圧入の精度や作業効率を向上させることができる。さらに、押圧部材33は、軸状部23を摺動自在に嵌入可能な嵌入孔333が形成されており、外輪調心部材40は、押圧部材33の本体部331の外周に、鉛直方向に摺動自在に嵌入されている。その結果、内輪調心部材20の軸状部23や外輪調心部材40の円筒状部42が、押圧部332による外輪1bの押圧(被圧入部材2への圧入)動作を妨げることはなく、スムーズな圧入を実現することができる。従って、実施形態にかかる軸受圧入装置100及び軸受圧入方法は、内輪1aと外輪1bとを備える球面軸受1を被圧入部材2に形成された圧入孔2cに精度良く、かつ、効率的に圧入することができる。
また、実施形態にかかる軸受圧入装置100及び軸受圧入方法によれば、押圧部材33により、球面軸受1の外輪1b全体に均等に、同時に押圧力を付与することができる。その結果、例えばハンマーを用いた手作業により被圧入部材2の圧入孔2cに球面軸受1の外輪1bを押圧して圧入する場合に比べて、作業時間を大幅に短縮することができ、かつ、圧入精度を高めることができる。また、ハンマーを用いた手作業では、内輪1aと外輪1bとが偏心した状態で被圧入部材2に対して押圧してしまい、外輪1bが圧入孔2cにかじった状態となるおそれがある。実施形態にかかる軸受圧入装置100及び軸受圧入方法によれば、上述したように、外輪1bが圧入孔2cにかじった状態となることを抑制することができる。さらに、押圧機構30のトグルクランプ32を用いて押圧部材33を動作させるため、ハンマーを用いる場合に比べて、作業安全性を高めることもできる。
また、本実施形態にかかる軸受圧入装置100は、被圧入部材2が載置される載置面11aを有する台座11と、台座11の載置面11aに設けられ、載置面11aに載置された被圧入部材2の水平方向の移動を規制して、圧入孔2cの軸心2eを位置決めする位置決め部材(凸部22)と、を備える。これにより、被圧入部材2を台座11の載置面11aに載置するだけで、被圧入部材2を安定に支持し、かつ、圧入孔2cの軸心2eを容易に位置決めすることができる。
また、外輪調心部材40は、押圧部332が外輪1bを押圧する前に、押圧部332の鉛直方向の移動に伴って、円筒状部42が外輪1bの外周に摺動自在に嵌入される。これにより、押圧部材33により球面軸受1の外輪1bを押圧する過程で、外輪調心部材40によって球面軸受1の外輪1bを圧入孔2cの軸心2eと同軸に調心することができるため、作業のさらなる効率化を図ることが可能となる。
また、位置決め部材は、載置面11aから鉛直方向上側に突出し、載置面11aに載置された被圧入部材2の圧入孔2cに嵌合される円筒状の凸部22であり、内輪調心部材20の軸状部23は、凸部22の軸心と同軸に延びる。これにより、台座11に被圧入部材2を載置し、凸部22に圧入孔2cを嵌合させるだけで、被圧入部材2の圧入孔2cの軸心2eを容易に位置決めすることができ、また、内輪調心部材20の軸状部23の軸心を圧入孔2cの軸心2eと一致させることができる。
また、内輪調心部材20は、軸状部23が形成された基板部21を有し、台座11は、内輪調心部材20の基板部21が着脱自在に取り付けられる第一取付孔111、第二取付孔112を有する。これにより、内輪調心部材20を台座11から容易に着脱することができるため、球面軸受1の内輪1aのサイズに対応した軸状部23を有する内輪調心部材20へと容易に取り換えすることが可能となる。なお、内輪調心部材20は、台座11と一体に形成されるものであってもよい。
また、位置決め部材は、第一取付孔111、第二取付孔112に取り付けられた基板部21から鉛直方向上側に突出し、載置面11aに載置された被圧入部材2の圧入孔2cに嵌合される円筒状の凸部22であり、内輪調心部材20の軸状部23は、凸部22の軸心と同軸に延びる。これにより、内輪調心部材20の基板部21が台座11の上面に露出している場合でも、被圧入部材2の圧入孔2cに嵌合される凸部22を台座11上に容易に設けることができる。
なお、凸部22は、基板部21ではなく、台座11に設けられるものであってもよい。また、本実施形態では、基板部21の上面が台座11の載置面11aの一部を形成するものとしたが、載置面11aに被圧入部材2を安定に載置することさえできれば、基板部21の上面は、載置面11aよりも鉛直方向下側に位置してもよい。また、位置決め部材は、被圧入部材2の水平方向の移動を規制することさえできれば、凸部22以外のいかなるものであってもよい。例えば、位置決め部材は、台座11の載置面11aから鉛直方向上側に突出し、被圧入部材2の外周面に嵌入される突出部であってもよいし、図1に示す左右側に配置される側壁12から水平方向に突出し、被圧入部材2の図1に示す左右両側面に当接する突出部であってもよい。
また、内輪調心部材20、外輪調心部材40、及び押圧部材33は、複数の圧入孔2cの軸心2eに対応して複数設けられ、複数の押圧部材33は、連動して鉛直方向に沿って移動可能であり、複数の球面軸受1の外輪1bを複数の圧入孔2cのうち対応するものに同時に圧入する。これにより、一度の動作で複数の球面軸受1を複数の圧入孔2cに同時に圧入することができるため、作業効率をさらに向上させることができる。
なお、本実施形態では、一つの被圧入部材2に2つの圧入孔2cが形成されるものとしたが、圧入孔2cは、一つの被圧入部材2に少なくとも1つ設けられればよく、3つ以上設けられてもよい。内輪調心部材20、外輪調心部材40、及び押圧部材33は、被圧入部材2に形成された圧入孔2cが一つである場合は、軸受圧入装置100に1つずつ設けられればよい。また、内輪調心部材20、外輪調心部材40、及び押圧部材33は、被圧入部材2に形成された圧入孔2cが3つ以上である場合は、圧入孔2cに対応した数、位置に設けられればよい。また、一つの圧入孔2cが形成された複数の被圧入部材2に対応付けて、内輪調心部材20、外輪調心部材40、及び押圧部材33を複数設けてもよい。位置決め部材が凸部22である場合は、凸部22についても同様である。
また、本実施形態にかかる軸受圧入装置100は、被圧入部材2が載置される載置面11aを有する台座11を備え、内輪調心部材20は、軸状部23が形成された基板部21を有し、台座11は、内輪調心部材20の基板部21が着脱自在に取り付けられる複数の取付孔、すなわち第一取付孔111、第二取付孔112を有し、第二取付孔112は、基板部21が水平方向に沿って移動可能な長穴状に形成される。その結果、一つの軸受圧入装置100により、種々の被圧入部材2へと球面軸受1を圧入することが可能となる。
図9は、第二取付孔に沿って第二内輪調心部材をスライド移動させた状態の軸受圧入装置を示す断面図である。図示するように、第二内輪調心部材202を第二取付孔112の第一取付孔111とは反対側の端部へと移動させることで、第一内輪調心部材201と第二内輪調心部材202との距離を離すことができる。その結果、図9に示すように被圧入部材2のサイズ(長手方向の長さ)が大きくなったり、圧入孔2cの形成位置が変わったりしても、第二内輪調心部材202の軸状部23を圧入孔2cの軸心2eに対応した位置に位置づけることができる。なお、第二内輪調心部材202は、図9に示すように、第二基板部212の上面に各ボルト孔212cが形成されているため、ボルトの取り外し、取り付け作業を容易に行うことができる。
また、押圧機構30は、平板31を被圧入部材2のサイズ変更に対応して大きく(長手方向に長く)すれば、押圧部材33も第二内輪調心部材202の軸状部23を圧入孔2cの軸心2eに対応した位置に位置づけることできる。平板31は、棒状部材322に図示しないボルトにより取り付けられているため、容易に取り換えることができる。さらに、トグルクランプ32が嵌入される天板13の貫通孔131が長穴状に形成されているため、押圧機構30全体を貫通孔131に沿って水平方向(本実施形態に示す例では、図9の左方向)にスライド移動させれば、トグルクランプ32を2つの圧入孔2cの中間地点に位置づけることができる。この結果、トグルクランプ32のレバー部材321を2つの圧入孔2cの中間地点で作動させることができ、各押圧部材33で各球面軸受1の外輪1bに均等に押圧力を付与することができる。
なお、球面軸受1の外輪1bのサイズが変更される際には、押圧部材33、外輪調心部材40を外輪1bのサイズに対応したものに取り換えればよい。本実施形態の軸受圧入装置100は、押圧部材33を図示しないボルトにより平板31に取り付けると共に、外輪調心部材40を押圧部材33に摺動自在に取り付けるため、押圧部材33、外輪調心部材40を容易に取り換えることができる。
なお、本実施形態では、台座11に長穴状の第二取付孔112を形成するものとしたが、第二取付孔112は、長穴状でなくともよい。図10は、変形例にかかる台座を示す説明図である。図示するように、変形例にかかる台座11Aは、第一取付孔111と同じ形状の第二取付孔112を有する。すなわち、第二取付孔112は、載置面11aから下面側に延びる第二小径孔112aと、第二小径孔112aから下面まで延びる第二大径孔112bとを有する。また、第二大径孔112bは、上面に複数(本実施形態では、4つ)のボルト孔112cが形成されている。このように、第二取付孔112を長穴状に形成しないことで、台座11Aひいては軸受圧入装置100のコンパクト化を図ることができる。また、本実施形態では、長穴状の第二取付孔112は、図3に示すように、第二小径孔112aが鉛直方向下側、第二大径孔112bが鉛直方向上側に配置されるものとしたが、第二取付孔112の構成は、これに限られない。図11は、他の変形例にかかる台座を示す説明図である。図示するように、他の変形例にかかる台座11Bは、第一取付孔111と同様に、第二小径孔112aが鉛直方向上側、第二大径孔112bが鉛直方向下側に配置された長穴状の第二取付孔112を有する。この場合、第二内輪調心部材202の第二基板部212は、第二小径部212aが鉛直方向上側、第二大径部212bが鉛直方向下側に配置されればよい。
また、本実施形態では、被圧入部材2の圧入孔2cが縮径部2dを有するものとしたが、縮径部2dは、圧入孔2cから省略されてもよい。また、被圧入部材2は、直方体状に限られず、台座11の載置面11aに載置可能であれば、いかなる形状であってもよい。
また、本実施形態では、押圧機構30が平板31及びトグルクランプ32を有するものとしたが、押圧機構30の構成は、これに限られない。例えば、押圧部材33が一つだけであれば、平板31を省略し、トグルクランプ32の棒状部材322に押圧部材33を直接取り付けてもよい。また、トグルクランプ32に代えて、棒状部材322を直接的に鉛直方向に上下させるレバーを有する機構を用いてもよい。また、軸受圧入装置100は、押圧機構30をオペレータの指示に基づいて自動制御により鉛直方向に上下させるものであってもよい。
なお、内輪調心部材20の軸状部23は、球面軸受1の内輪1aまたは押圧部材33を調心することさえできれば、内輪1aの内周面または押圧部材33の嵌入孔333の内周面に全面接触するものでなく、内輪1aの内周面または嵌入孔333の内周面の一部にのみ摺動自在に接触するものであってもよい。また、外輪調心部材40の円筒状部42は、球面軸受1の外輪1bを調心することさえできれば、外輪1bの外周面に全面接触するものでなく、外輪1bの外周面の一部にのみ摺動自在に接触するものであってもよい。
1 球面軸受
1a 内輪
1b 外輪
1c,1d 軸心
2 被圧入部材
2a,2b 端面
2c 圧入孔
2e 軸心
2d 縮径部
6 ワッシャ
10 筐体
11,11A,11B 台座
11a 載置面
111 第一取付孔
111a 第一小径孔
111b 第一大径孔
111c,112c,211c,212c ボルト孔
112 第二取付孔
112a 第二小径孔
112b 第二大径孔
12 側壁
13 天板
131 貫通孔
20 内輪調心部材
201 第一内輪調心部材
202 第二内輪調心部材
21 基板部
211 第一基板部
211a 第一小径部
211b 第一大径部
212 第二基板部
212a 第二小径部
212b 第二大径部
22 凸部
23 軸状部
30 押圧機構
31 平板
32 トグルクランプ
321 レバー部材
322 棒状部材
323 ナット部
33 押圧部材
331 本体部
332 押圧部
333 嵌入孔
40 外輪調心部材
41 底部
41a 中心孔
42 円筒状部
100 軸受圧入装置

Claims (9)

  1. 内輪と外輪とを備える球面軸受を被圧入部材に形成された圧入孔に圧入する軸受圧入装置であって、
    前記圧入孔の軸心と一致する軸心を有し、前記内輪の内周に摺動自在に嵌入されて前記内輪の軸心を前記圧入孔の軸心に調心する軸状部を有する内輪調心部材と、
    鉛直方向に移動自在であり、前記圧入孔の軸心と一致する軸心を有し、前記外輪の外周に摺動自在に嵌入されて前記外輪の軸心を前記圧入孔の軸心に調心する円筒状部を有する外輪調心部材と、
    前記軸状部が摺動自在に嵌入される嵌入孔が形成され、外周に前記外輪調心部材が鉛直方向に摺動自在に嵌入された本体部と、前記本体部の下端に形成され、前記外輪を押圧する押圧部とを有し、鉛直方向に移動自在な押圧部材と、
    を備えることを特徴とする軸受圧入装置。
  2. 前記被圧入部材が載置される載置面を有する台座と、
    前記台座の前記載置面に設けられ、前記載置面に載置された前記被圧入部材の水平方向の移動を規制して、前記圧入孔の軸心を位置決めする位置決め部材と、
    を備えることを特徴とする請求項1に記載の軸受圧入装置。
  3. 前記外輪調心部材は、前記押圧部が前記外輪を押圧する前に、前記押圧部の鉛直方向の移動に伴って、前記円筒状部が前記外輪の外周に摺動自在に嵌入されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の軸受圧入装置。
  4. 前記位置決め部材は、前記載置面から鉛直方向上側に突出し、前記載置面に載置された前記被圧入部材の前記圧入孔に嵌合される円筒状の凸部であり、
    前記内輪調心部材の前記軸状部は、前記凸部の軸心と同軸に延びることを特徴とする請求項2に記載の軸受圧入装置。
  5. 前記内輪調心部材は、前記軸状部が形成された基板部を有し、
    前記台座は、前記内輪調心部材の前記基板部が着脱自在に取り付けられる取付孔を有することを特徴とする請求項2または請求項4に記載の軸受圧入装置。
  6. 前記位置決め部材は、前記取付孔に取り付けられた前記基板部から鉛直方向上側に突出し、前記載置面に載置された前記被圧入部材の前記圧入孔に嵌合される円筒状の凸部であり、
    前記内輪調心部材の前記軸状部は、前記凸部の軸心と同軸に延びることを特徴とする請求項5に記載の軸受圧入装置。
  7. 前記内輪調心部材、前記外輪調心部材、及び前記押圧部材は、複数の前記圧入孔に対応して複数設けられ、
    複数の前記押圧部材は、連動して鉛直方向に沿って移動可能であり、複数の前記球面軸受の前記外輪を複数の前記圧入孔のうち対応するものに同時に圧入することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の軸受圧入装置。
  8. 前記被圧入部材が載置される載置面を有する台座を備え、
    前記内輪調心部材は、前記軸状部が形成された基板部を有し、
    前記台座は、前記内輪調心部材の前記基板部が着脱自在に取り付けられる複数の取付孔を有し、
    前記取付孔は、前記基板部が水平方向に沿って移動可能な長穴状に形成されることを特徴とする請求項7に記載の軸受圧入装置。
  9. 内輪と外輪とを備える球面軸受を被圧入部材に形成された圧入孔に圧入する軸受圧入方法であって、
    台座の載置面に前記被圧入部材を載置する載置ステップと、
    前記載置ステップの後、前記台座に固定され、前記圧入孔の軸心と一致する軸心を有する軸状部に、前記内輪の内周を摺動自在に嵌入し、前記内輪の軸心を前記圧入孔の軸心に調心する内輪調心ステップと、
    前記内輪調心ステップの後、鉛直方向に移動自在であり、前記圧入孔の軸心と一致する軸心を有する円筒状部を有する外輪調心部材の前記円筒状部に、前記外輪の外周を摺動自在に嵌入し、前記外輪の軸心を前記圧入孔の軸心に調心する外輪調心ステップと、
    前記外輪調心ステップの後、前記軸状部が摺動自在に嵌入される嵌入孔が形成され、外周に前記外輪調心部材が鉛直方向に摺動自在に嵌入された本体部と、前記本体部の下端に形成され、前記外輪を押圧する押圧部とを有し、鉛直方向に移動自在な押圧部材により、前記外輪を押圧して前記被圧入部材に圧入する圧入ステップと、
    を備えることを特徴とする軸受圧入方法。
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