JP7085430B2 - Ball bearing assembly method - Google Patents
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Description
本発明は、波動減速機等に組み込まれる玉軸受の組立方法に関する。 The present invention relates to a method for assembling ball bearings to be incorporated in a wave speed reducer or the like.
波動減速機は、図9に示すように、内歯1aを有する環状のサーキュラースプライン1の径方向内側に、その内歯1aと噛み合う外歯2aを有する環状のフレックススプライン2を配するとともに、フレックススプライン2の径方向内側にフレックススプライン2を楕円形に撓ませるウェイブジェネレータ3を配し、サーキュラースプライン1を固定してウェイブジェネレータ3を回転させると、ウェイブジェネレータ3の1回転に対して、フレックススプライン2がサーキュラースプライン1との歯数差分だけ回転するようにしたものである。そして、そのウェイブジェネレータ3が、回転駆動される断面楕円形のカム4と、カム4の外周とフレックススプライン2の内周との間に組み込まれる玉軸受10とで構成されている。
As shown in FIG. 9, the wave speed reducer arranges an
この波動減速機に用いられる玉軸受10は、外輪11および内輪12が複数の玉13を挟んでそれぞれ楕円形に変形した状態で組み込まれ、カム4および内輪12の回転に伴って、玉13に押された外輪11が楕円形の姿勢を変化させるように変形していくので、使用中の外輪11の変形挙動を安定させて軸受寿命を延長するために、一般的な用途に用いられるものよりも多くの玉13を組み込むことが求められる。
The ball bearing 10 used in this wave speed reducer is incorporated in a state in which the
一方、通常の深溝玉軸受に適用される組立方法は、図5に示すように、外輪21に対して内輪22を相対的に径方向に偏心させ、外輪21と内輪22との間に形成された三日月状の隙間に挿入した玉23を外輪21の軌道溝に沿って配置した後、外輪21に径方向外側から図中の白抜き矢印方向の荷重を加えて、外輪21を図中の実線矢印方向に弾性変形させ、内輪22を外輪21と同心となるまで移動させるものである(この方法は「かち込み」と呼ばれることもある。)。
On the other hand, in the assembly method applied to a normal deep groove ball bearing, as shown in FIG. 5, the
しかしながら、この通常の組立方法では、図6に示すように外輪21と内輪22との間に組み込まれた玉23を隙間なく並べた場合の、玉23の列が軸受周方向(以下、単に「周方向」とも称する。)に占める角度をαとするとき、α/360×100で表される玉23の充填率が50~60%にとどまり、これ以上に組み込もうとすると、内輪22を外輪21と同心の位置に移動させる際に外輪21の変形が過大となって、外輪21が塑性変形したり割れたりしてしまう。
However, in this normal assembly method, when the
これに対して、特許文献1では、波動減速機用の玉軸受により多くの玉を組み込む方法として、図7および図8に示すような冶具51を用いることが提案されている。この冶具51は、玉軸受10の外輪11内周面の軸方向両側部に係合する突出部52aを有する外用部材52と、玉軸受10の内輪12外周面の軸方向両側部に係合する突出部53aを有する内用部材53と、内用部材53の内梁53bを貫通して外用部材52の外梁52bにねじ結合するボルト54とからなる。その外用部材52および内用部材53には、それぞれ玉軸受10の外輪11と内輪12の間へ玉13を導くための通路52c、53cが形成されている。
On the other hand,
そして、ボルト54を締め付けて内梁53bと外梁52bを接近させることにより、外用部材52と内用部材53の突出部52a、53aどうしを径方向に離反させて、玉軸受10の外輪11と内輪12の径方向隙間を周方向の一部で拡大し、その径方向隙間の拡大した部分へ、外用部材52および内用部材53の通路52c、53cから玉13を入れるようになっている。
Then, by tightening the
上記特許文献1で提案されている玉軸受の組立方法では、通常の深溝玉軸受の組立方法よりも多くの玉を組み込むことができるが、その組込作業の際に玉を1箇所からしか外輪と内輪の間に挿入できず、また治具が大型化しやすく取扱いにくいという難点がある。
In the ball bearing assembly method proposed in
そこで、本発明は、外輪と内輪の間に組み込まれる玉の充填率を高めることができ、その玉の組込作業も効率よく行うことができる玉軸受の組立方法を提供することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a method for assembling ball bearings, which can increase the filling rate of balls incorporated between the outer ring and the inner ring and can efficiently incorporate the balls. ..
上記の課題を解決するために、本発明は、内周面に軌道溝が形成された外輪と、前記外輪の径方向内側に配され、外周面に軌道溝が形成された内輪と、前記外輪の軌道溝と内輪の軌道溝との間に転動自在に配される複数の玉とを備えた玉軸受の組立方法において、前記複数の玉を前記外輪の軌道溝と内輪の軌道溝との間に組み込む際に、まず、前記複数の玉のうちの2つのみを、支点用玉として、前記外輪の軌道溝と内輪の軌道溝との間に所定の角度間隔をおいて配置した後、前記外輪および内輪に、前記両支点用玉の角度間隔の中央位置付近で、外輪と内輪の径方向隙間を狭める方向の荷重を加えて、前記外輪および内輪を弾性変形させ、前記外輪および内輪の弾性変形によって外輪と内輪の径方向隙間が広がった領域から、前記複数の玉のうち、前記支点用玉以外の玉を、前記外輪の軌道溝と内輪の軌道溝との間に入れていく構成を採用した。ここで、角度間隔とは、軸受中心を含む平面上の2点と軸受中心とを結ぶ2本の直線のなす角度のことをいう(以下同じ)。 In order to solve the above problems, the present invention comprises an outer ring having a raceway groove formed on the inner peripheral surface, an inner ring arranged radially inside the outer ring and having a raceway groove formed on the outer peripheral surface, and the outer ring. In a method of assembling a ball bearing including a plurality of balls freely arranged between the raceway groove of the inner ring and the raceway groove of the inner ring, the plurality of balls are provided between the raceway groove of the outer ring and the raceway groove of the inner ring. When incorporating in between, first, only two of the plurality of balls are arranged as fulcrum balls at a predetermined angular distance between the raceway groove of the outer ring and the raceway groove of the inner ring. A load in a direction that narrows the radial gap between the outer ring and the inner ring is applied to the outer ring and the inner ring near the center position of the angular distance between the two fulcrum balls to elastically deform the outer ring and the inner ring, and the outer ring and the inner ring are subjected to elastic deformation. From the region where the radial gap between the outer ring and the inner ring is widened by elastic deformation, among the plurality of balls, balls other than the fulcrum ball are inserted between the raceway groove of the outer ring and the raceway groove of the inner ring. It was adopted. Here, the angle interval means the angle formed by two straight lines connecting two points on a plane including the bearing center and the bearing center (the same applies hereinafter).
上記の構成によれば、外輪と内輪の間の所定位置に2つの支点用玉を配置して、両支点用玉の間で外輪および内輪に荷重を加えるだけで、各支点用玉の位置に対して周方向で荷重が加えられる側と反対の側に、それぞれ外輪と内輪の径方向隙間が広がる領域が形成され、その2箇所の領域から外輪と内輪の間へ残りの玉を組み込むことができるので、通常の深溝玉軸受の組立方法よりも玉の充填率を高めることができ、従来の治具を用いた方法よりも効率よく玉の組込作業を行うことができる。 According to the above configuration, two fulcrum balls are arranged at predetermined positions between the outer ring and the inner ring, and a load is applied to the outer ring and the inner ring between the two fulcrum balls to position the fulcrum balls. On the other hand, on the side opposite to the side where the load is applied in the circumferential direction, a region where the radial gap between the outer ring and the inner ring widens is formed, and the remaining balls can be incorporated between the outer ring and the inner ring from the two regions. Therefore, the filling rate of the balls can be increased as compared with the usual method of assembling a deep groove ball bearing, and the ball assembling work can be performed more efficiently than the method using a conventional jig.
ここで、前記両支点用玉の角度間隔は70~90°、前記外輪と内輪の間に前記支点用玉以外の玉を入れていく位置は、前記各支点用玉の配置されている位置から周方向で前記荷重が加えられる側と反対の側に、角度間隔で30~50°離れた位置とすることが好ましい。 Here, the angle distance between the two fulcrum balls is 70 to 90 °, and the position where the balls other than the fulcrum balls are inserted between the outer ring and the inner ring is from the position where the fulcrum balls are arranged. It is preferable that the positions are separated by 30 to 50 ° at an angular interval on the side opposite to the side to which the load is applied in the circumferential direction.
また、前記外輪と内輪の間に治具を挿入し、前記治具を周方向の両側から挟む位置に前記支点用玉を配置した後、前記外輪と内輪が弾性変形によって前記治具を径方向で挟み付けるまで、前記外輪および内輪に荷重を加えるようにすれば、所定の厚み寸法の治具を用いるだけで、外輪および内輪に加える荷重を管理しなくても、残りの玉の組み込みに必要な外輪と内輪の径方向隙間を形成できるようになるので、作業効率をさらに向上させることができる。 Further, after inserting a jig between the outer ring and the inner ring and arranging the fulcrum balls at positions sandwiching the jig from both sides in the circumferential direction, the outer ring and the inner ring elastically deform to hold the jig in the radial direction. If the load is applied to the outer ring and the inner ring until it is sandwiched between the two, it is necessary to install the remaining balls by using a jig having a predetermined thickness without controlling the load applied to the outer ring and the inner ring. Since it becomes possible to form a radial gap between the outer ring and the inner ring, the work efficiency can be further improved.
前記治具としては、前記外輪の内周面に沿う凸円弧面と前記内輪の外周面に沿う凹円弧面とを有する板状部材を採用し、その厚み寸法Tは、前記外輪の内径をD1、前記外輪の軌道溝の溝底径をD2、前記内輪の外径をd1、前記内輪の軌道溝の溝底径をd2とするとき、
T≦3/2(D1-d1)-(D2-d2)
とするとよい。
As the jig, a plate-shaped member having a convex arc surface along the inner peripheral surface of the outer ring and a concave arc surface along the outer peripheral surface of the inner ring is adopted, and the thickness dimension T thereof is D1 for the inner diameter of the outer ring. When the groove bottom diameter of the raceway groove of the outer ring is D2, the outer diameter of the inner ring is d1, and the groove bottom diameter of the raceway groove of the inner ring is d2.
T ≦ 3/2 (D1-d1)-(D2-d2)
It is good to say.
そして、本発明の玉軸受の組立方法は、波動減速機の内周側に組み込まれる玉軸受に対して、特に効果的に適用することができる。 The ball bearing assembly method of the present invention can be particularly effectively applied to the ball bearing incorporated on the inner peripheral side of the wave speed reducer.
本発明の玉軸受の組立方法では、上述したように、外輪と内輪の間に所定の角度間隔をおいて2つの支点用玉を配置して、両支点用玉の間で外輪および内輪に荷重を加えることにより、周方向の2箇所に外輪と内輪の径方向隙間が広がる領域を形成し、その2箇所の領域から残りの玉を外輪と内輪の間に入れられるようにしたので、通常の深溝玉軸受の組立方法よりも玉の充填率を高めることができ、従来の治具を用いた方法よりも効率よく玉の組込作業を行うことができる。 In the ball bearing assembly method of the present invention, as described above, two fulcrum balls are arranged between the outer ring and the inner ring at a predetermined angular distance, and a load is applied to the outer ring and the inner ring between the two fulcrum balls. By adding, a region where the radial gap between the outer ring and the inner ring widens is formed in two places in the circumferential direction, and the remaining balls can be inserted between the outer ring and the inner ring from the two places. The filling rate of the balls can be increased as compared with the method of assembling the deep groove ball bearings, and the ball assembling work can be performed more efficiently than the method using the conventional jig.
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この実施形態の玉軸受の組立方法は、前述の図9に示した波動減速機の内周側に組み込まれる玉軸受10に適用されるものである。この玉軸受10は、通常の深溝玉軸受と同じく、外輪11の内周面に形成された軌道溝と、外輪11の径方向内側に配される内輪12の外周面に形成された軌道溝との間に、複数の玉13を転動自在に配したものであるが、その外輪11および内輪12は、楕円形に変形した状態で使用されるため、通常の深溝玉軸受よりも薄肉に形成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The ball bearing assembly method of this embodiment is applied to the ball bearing 10 incorporated in the inner peripheral side of the wave speed reducer shown in FIG. 9 described above. Like a normal deep groove ball bearing, the ball bearing 10 has a raceway groove formed on the inner peripheral surface of the
図1および図2は前記玉軸受10の組立方法の手順を示す。この玉軸受10の組み立てを行う際には、まず、図1に示すように、外輪11に対して内輪12を相対的に径方向に偏心させ、外輪11と内輪12との間に形成された三日月状の隙間に、外輪11の内周面に沿う凸円弧面と内輪12の外周面に沿う凹円弧面とを有する板状部材からなる治具20を挿入し、この治具20を周方向の両側から挟む位置に、支点用玉となる玉13を1つずつ外輪11の軌道溝11aに沿って配置する。
1 and 2 show a procedure for assembling the ball bearing 10. When assembling the ball bearing 10, first, as shown in FIG. 1, the
その後、図2に示すように、内輪12を外輪11と同心となるまで移動させることにより、2つの支点用玉13が、外輪11の軌道溝11aと内輪12の軌道溝12aとの間に所定の角度間隔θをおいて配置されることになる。
After that, as shown in FIG. 2, by moving the
ここで、治具20の厚み寸法Tは、外輪11の内径をD1、外輪11の軌道溝11aの溝底径をD2、内輪12の外径をd1、内輪12の軌道溝12aの溝底径をd2とするとき、
T≦3/2(D1-d1)-(D2-d2)・・・(1)
となるように設定され、治具20と外輪11および内輪12との間にわずかな径方向隙間が生じるようになっている。また、治具20の周方向長さ寸法は、治具20を挟み付ける2つの支点用玉13の角度間隔θが70~90°となるように設定されている。
Here, the thickness dimension T of the
T ≦ 3/2 (D1-d1)-(D2-d2) ... (1)
A slight radial gap is formed between the
次に、図2に示すように、外輪11および内輪12に、両支点用玉13の角度間隔θの中央位置付近で、外輪11と内輪12の径方向隙間を狭める方向(図中の白抜き矢印方向)の荷重を加えて、外輪11および内輪12を弾性変形させる。
Next, as shown in FIG. 2, the direction in which the radial gap between the
このときの外輪11と内輪12の弾性変形による径方向隙間の変化を、解析によって求めた。その解析の結果を図3に示す(解析は図2の左右で対称な条件で行ったので、周方向の半分のみを記載している。)。この図3では、外輪11および内輪12に荷重を加える位置(荷重位置)を基準とする周方向位置において、支点用玉13の配置されている位置(40°付近)から荷重が加えられる側と反対の側に角度間隔で30~50°離れた位置(70~90°付近、図2中の領域A付近)で、外輪11と内輪12の径方向隙間が最も広がっている。
The change in the radial gap due to the elastic deformation of the
したがって、図2に示すように、外輪11および内輪12に適切な荷重を加えて、周方向の2箇所の領域A付近で、外輪11と内輪12の径方向隙間を玉13の直径より大きくなるようにした状態で、これらの2箇所の領域Aから支点用玉13以外の玉13を外輪11の軌道溝11aと内輪12の軌道溝12aとの間に入れていけばよい。
Therefore, as shown in FIG. 2, an appropriate load is applied to the
また、図3から、周方向位置が70~90°付近の隙間変化量は、外輪11および内輪12に加える荷重の大きさにつれて変化するが、荷重レベルによらず荷重位置(0°の位置)の隙間変化量の1/2程度の大きさになることがわかる。したがって、この解析結果から、図2中の領域A付近で外輪11と内輪12の径方向隙間が玉13の直径より大きくなるときの荷重位置の隙間変化量を推定し、これに応じて、治具20の厚み寸法Tを前記(1)式の範囲で設定し、外輪11と内輪12を弾性変形させる際には、その弾性変形によって治具20を径方向で挟み付けるまで荷重を加えるようにすれば、荷重の管理を行わなくても、残りの玉13を入れられる状態を容易に実現することができ、作業効率の向上が図れる。
Further, from FIG. 3, the amount of change in the gap in the circumferential position near 70 to 90 ° changes according to the magnitude of the load applied to the
上記の組立方法で組み立てられた玉軸受10では、図4に示すように、玉13の充填率(α/360×100)が80%程度まで達し、波動減速機の内周側に組み込まれるのに適したものとなっている。
In the
この玉軸受の組立方法は、上述したように、まず、外輪11と内輪12の間に2つの支点用玉13を所定の角度間隔θをおいて配置し、次に、両支点用玉13の角度間隔θの中央位置付近で、外輪11と内輪12にその径方向隙間を狭める方向の荷重を加えることにより、周方向の2箇所に外輪11と内輪12の径方向隙間が広がる領域Aを形成し、その2箇所の領域Aから残りの玉13を外輪11と内輪12の間に入れていくようにしたものであり、通常の深溝玉軸受の組立方法よりも玉13の充填率を高めることができる。
As described above, in the method of assembling the ball bearings, first, two
また、前述の図7および図8に示した従来の治具51を用いる方法に比べると、玉13を外輪11と内輪12の間に入れていく箇所が多いうえ、取扱いにくい大型の治具51を操作する必要がないので、効率よく玉13の組込作業を行うことができる。
Further, as compared with the method using the
さらに、外輪11と内輪12の間に挿入する治具20の厚み寸法Tを適切に設定することにより、外輪11と内輪12が治具20を径方向で挟み付けるまで荷重を加えたときに、支点用玉13以外の玉13の組み込みに必要な外輪11と内輪12の径方向隙間が形成されるようにできるので、荷重の管理が不要であり、この点でも作業効率を向上させることができる。
Further, by appropriately setting the thickness dimension T of the
なお、本発明の治具は、上述した実施形態のものに限らず、2つの支点用玉の所定の角度間隔に対応する周方向長さを有し、外輪と内輪の径方向隙間に挿入されて、その径方向隙間の縮小を規制できるものであればよい。 The jig of the present invention is not limited to the one of the above-described embodiment, and has a circumferential length corresponding to a predetermined angular distance between the two fulcrum balls, and is inserted into the radial gap between the outer ring and the inner ring. Anything can be used as long as it can regulate the reduction of the radial gap.
また、本発明は、実施形態のような波動減速機の内周側に組み込まれる玉軸受に対して特に効果的に適用できるが、玉の充填率を高めることが求められる玉軸受の組立方法として広く用いることができる。 Further, the present invention can be applied particularly effectively to a ball bearing incorporated in the inner peripheral side of a wave speed reducer as in the embodiment, but as a method for assembling a ball bearing that is required to increase the filling rate of balls. Can be widely used.
1 サーキュラースプライン
2 フレックススプライン
3 ウェイブジェネレータ
4 カム
10 玉軸受
11 外輪
11a 軌道溝
12 内輪
12a 軌道溝
13 玉
20 治具
1
Claims (5)
前記複数の玉を前記外輪の軌道溝と内輪の軌道溝との間に組み込む際に、
まず、前記複数の玉のうちの2つのみを、支点用玉として、前記外輪の軌道溝と内輪の軌道溝との間に所定の角度間隔をおいて配置した後、前記外輪および内輪に、前記両支点用玉の角度間隔の中央位置付近で、外輪と内輪の径方向隙間を狭める方向の荷重を加えて、前記外輪および内輪を弾性変形させ、前記外輪および内輪の弾性変形によって外輪と内輪の径方向隙間が広がった領域から、前記複数の玉のうち、前記支点用玉以外の玉を、前記外輪の軌道溝と内輪の軌道溝との間に入れていくようにしたことを特徴とする玉軸受の組立方法。 An outer ring having a raceway groove formed on the inner peripheral surface, an inner ring arranged radially inside the outer ring and having a raceway groove formed on the outer peripheral surface, and rolling between the raceway groove of the outer ring and the raceway groove of the inner ring. In the method of assembling a ball bearing having a plurality of balls arranged freely.
When incorporating the plurality of balls between the raceway groove of the outer ring and the raceway groove of the inner ring,
First, only two of the plurality of balls are arranged as fulcrum balls at a predetermined angle between the raceway groove of the outer ring and the raceway groove of the inner ring, and then the outer ring and the inner ring are subjected to. Near the center position of the angular distance between the two fulcrum balls, a load in a direction that narrows the radial gap between the outer ring and the inner ring is applied to elastically deform the outer ring and the inner ring, and the outer ring and the inner ring are elastically deformed by the elastic deformation of the outer ring and the inner ring. Among the plurality of balls, balls other than the fulcrum balls are inserted between the raceway grooves of the outer ring and the raceway grooves of the inner ring from the region where the radial gap is widened. How to assemble ball bearings.
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