JPH0753865Y2 - ベアリング転動体組付装置用偏心カム軸の回転駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 この考案は転動体をベアリング外輪の内周に組み込む装
置に係り、特に転動体の組み込みを偏心カムにより行う
偏心カム軸の回転駆動装置に関する。

B.考案の概要 この考案はベアリング外輪の内周に転動体を順次供給し
て偏心カムにより組み込む際の偏心カム軸の回転駆動装
置において、 偏心カムを一回転づつ間欠的に回転させる入出力軸制御
装置（インデックス装置）およびクラッチ・ブレーキを
設けたことにより、 偏心カムの回転数や停止位置を常に正確に制御できるよ
うになり、これにより所定数の転動体を常に正確に組み
込むことが容易にできるようにしたものである。

C.従来の技術 従来よりベアリングは負担する荷重の大きさ，方向，回
転数等種々の荷重の形態に対応して多様なものが提供さ
れている。ベアリングには負担する荷重の方向により、
大別してラジアルベアリングとスラストベアリングに分
けられるが、ラジアル荷重を負担するベアリングにキー
ストンベアリングがある。第６図（ａ），（ｂ）はその
外形を示したもので、キーストンベアリング１は重荷重
に用いられるラジアルベアリングで、その基本構造はベ
アリング外輪２に内接して転動体である円筒状のころ
（以下ローラと記す）３が全周にわたって連設される。
キーストンベアリング１はローラ３の脱落防止を図るリ
テーナを不要として、作動中ローラが抜け落ちることが
ないように外輪２のローラを収納する部分の内径はロー
ラ３が内径側に脱落する最小径より小に構成されてい
る。

上記のキーストンベアリング１の製造において、ベアリ
ング外輪２に内接して全周にわたってローラ３を連設し
て嵌入する嵌装方法には外輪２を焼嵌する方法が用いら
れていた。即ち所定温度に加温した油槽を加熱手段とし
て用い、ベアリング外輪を油槽に浸漬して加熱昇温し、
所定温度になった時点でローラを嵌入する方法が行われ
ていた。従って、ベアリング外輪２の内周に転動体を嵌
入して組み付ける組付工程は生産性が低く、また自動製
造ラインに組み込むことが困難であった。

D.考案が解決しようとする課題 上記転動体をベアリング外輪の内周に嵌入して組み付け
る装置として実願昭63−32385号（実開平１−138531
号）がある。かかる装置において、偏心カムを回転駆動
させるのは第７図に示すように電動機４により直接、ま
たは、クラッチ・ブレーキ５を介してカム軸６を駆動さ
せることによって行っていた。第７図において、７は偏
心カムである。なお、電動機４としては可変速電動機や
減速機付き電動機を使用してもよい。

第７図に示す転動体組付装置においては、ベアリング外
輪２への一回の転動体組み込み作業毎に、組み込むべき
所定数の転動体を装置内に供給セットして、次に偏心カ
ム７を間欠運動ではなく連続的に回動せしめて組み込み
を行うという手段をとっていた。

上記のような装置を用いると以下のような問題点が生じ
る。

（１）転動体はベアリング外輪の内周に連続的に回動す
る偏心カムの１回転毎に１個づつ組み込まれ、かつ一連
の組み込みが終了するまで行われ、この一連の組み込み
が終了した時点で偏心カムを停止させても、連続的に回
動する偏心カムの速度が早いために、電動機を直接停止
させても慣性で偏心カムがオーバーランして正確な停止
位置に停止できない。また、クラッチ・ブレーキが介在
した場合でも同様に慣性のために偏心カムを正確な停止
位置に停止させることが困難であった。

（２）上述のように転動体は第８図に示す転動体供給機
構８の収納部９の中に決められた数量だけ収納してお
き、ベアリング外輪２の内周へのそれの嵌入が終わった
後、収納部９の内に再び転動体３を入れなければならな
い。このとき、転動体３を収納部９に入れるとき、収納
部９はシュート状に形成されているため、転動体３を収
納部９に落とし込むと、第８図に示す一点鎖線のように
外部に飛び出してしまう問題がある。

（３）また、ベアリング外輪２へ転動体３を嵌入したと
きに、転動体３の数量が次第に少なくなって行き、残り
１〜２個になると、転動体３に付着している油の抵抗に
より収納部９から下方に落下する速度が遅くなる。この
ため、第９図に示すように転動体３が収納部９の底部ま
で落ちきらない状態で偏心カム７に押されて開口部にひ
っかかってしまい、装置が損傷してしまう問題がある。

この考案は上記の各問題点を解決するために、偏心カム
の停止位置を正確に制御できるようにするとともに、所
定数の転動体を常に正確にベアリング外輪の内周に組み
込むことができる偏心カム軸の回転駆動装置を提供する
ことを目的とする。

E.課題を解決するための手段 この考案は偏心カムを回動せしめ、転動体供給機構の開
口部からベアリング外輪の内周面に組み込まれる数が予
め決められている転動体を偏心カムによって順次供給し
組み込むベアリングの転動体組み付け装置における偏心
カム駆動軸の回転駆動装置において、 電動機と、この電動機の回転力がクラッチオンで、ブレ
ーキオフのときに、出力軸に伝達し、クラッチオフでブ
レーキオンのときに伝達を停止するとともに出力軸を制
動するクラッチ・ブレーキと、このクラッチ・ブレーキ
の回転力が入力軸に伝達され、入力軸の回転中にも出力
軸が一定の時間は停止状態となるように設定されるとと
もに、停止状態では出力軸がロックされる入出力軸制御
装置と、この入出力軸制御装置の出力軸と前記偏心カム
駆動軸とに設けられ、前記出力軸の回転力を前記駆動軸
に伝達させる歯車群と、前記入出力軸制御装置の入力軸
もしくは偏心カム駆動軸に設けられた軸回転検出手段
と、この検出手段により検出されるとともに前記転動体
がベアリング外輪に予め決められた数だけ組み込まれた
ときに送出される軸回転検出信号に基づいて前記クラッ
チ・ブレーキのクラッチをオフ、ブレーキをオンとする
制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とするもので
ある。

F.作用 電動機の回転力はクラッチ・ブレーキの入力軸に伝達さ
れる。クラッチ・ブレーキはクラッチオンのとき、ブレ
ーキはオフとなってクラッチ・ブレーキの出力軸に電動
機の回転力が伝達される。この回転力は入出力軸制御装
置の入力軸に伝達されると、入出力軸制御装置は予め設
定されたスケジュールに従って、例えば入力軸の1/2回
転中に出力軸が1/2回転し、入力軸の残りの1/2回転中に
は出力軸は停止するように設定されている。この停止状
態のとき、出力軸はロックされる。入出力軸制御装置の
出力軸の回転力は歯車群を介して偏心カム駆動軸に伝達
され際、歯車群の歯車比によって偏心カムは転動体供給
機構内で１回転し、転動体を正確にベアリング外輪の内
周面に嵌入させる。入出力軸制御装置の出力軸は入力軸
の回転中にも一定時間は停止期間がある。そして、軸回
転検出手段により検出されて、転動体がベアリング外輪
に予め決められた数だけ組み込まれたときに送出される
軸回転検出信号に基づいてクラッチ・ブレーキのクラッ
チをオフ、ブレーキをオンさせる。

G.実施例 以下この考案の一実施例を図面に基づいて説明するに、
第６図から第９図に示す部分と同一部分には同一符号を
付して示す。

〈第１実施例〉 第１図A,Bにおいて、101は電動機で、この電動機101の
出力軸101aの回転力はベルト90を介してクラッチ・ブレ
ーキ102の入力軸に伝達される。クラッチ・ブレーキ102
はクラッチをオンする（ブレーキはこのときオフとな
る）ことによってクラッチ・ブレーキ102の出力軸102a
が回転する。この出力軸102aの回転力はベルト91を介し
て所謂インデックス装置と称される入出力軸制御装置10
3の入力軸103aに伝達される。

入出力軸制御装置103の出力軸103bは設定されたスケジ
ュールに従って回転を行い、歯車104および105を介して
偏心カム駆動軸６が回転駆動される。この駆動軸６が回
転駆動されると偏心カム７が転動体供給機構８内で回転
される。偏心カム７は１回転ごとに転動体３を１個づつ
ベアリング外輪２の内周面に組み込む。なお、転動体３
をベアリング外輪２に組み込まれる数は予め決められて
いる。

前記入出力軸制御装置103は、入力軸103aの１回転中に
出力軸103bが、ほぼ1/2の時間内に間欠的に半回転（180
°）し、残りのほぼ1/2の時間は停止状態となるように
スケジュールがセットされている。また、歯車104と105
については歯車比を2:1としてあり、歯車104が1/2回転
（180°）することによって歯車105が１回転（360°）
するように構成されている。

なお、前記各軸の回転運動を示すと第２図に示すタイム
チャートになる。この第２図から入出力軸制御装置103
の入力軸103aが１回転（360°）する間に、偏心カム駆
動軸６（偏心カム７）は間欠的に１回転する。また、入
出力軸制御装置103の出力軸は停止状態のときは図示し
ないが、ロック状態になっている。

上記のように偏心カム７は間欠的に回転し、回転と回転
の間に停止期間が設けられているので、この偏心カム７
の停止期間に同期させてクラッチ・ブレーキ102のクラ
ッチをオフ、ブレーキをオンさせることが容易にでき
る。つまり、この実施例では第１図A,Bに示すように入
出力軸制御装置103の入力軸端に円板106を取り付けると
ともに、この円板106の外周に一定間隔を置いてセンサ1
07を配設してある。また、円板106の外周にはマーク106
aが設けられ、このマーク106aとセンサ107により軸回転
検出手段が構成されて、この軸回転検出手段による軸回
転検出信号は、転動体３がベアリング外輪２に予め決め
られた数だけ組み込まれたときに送出されるように設定
されていて、この信号が送出されたときに、同期させて
クラッチ・ブレーキ102のクラッチをオフさせる。クラ
ッチ・ブレーキ102のクラッチがオフとなると、ブレー
キはオンとなり、偏心カム７の停止期間中の位置で入出
力軸制御装置103の入力軸103aの回転を停止させること
ができる。

従って、次のベアリング外輪２への転動体３の組み込み
を行うに当たっては、クラッチ・ブレーキ102のクラッ
チをオンとするだけで偏心カム７の停止期間中の位置か
ら入出力軸制御装置103の入力軸103aの回転を開始させ
ることができるようになる。このとき、入力軸103aの回
転停止位置に多少のバラツキがあっても、半回転以内で
あれば、偏心カムの停止期間中であるので、支障なく、
偏心カム７を常に同じ位置で停止させることが、第２図
に示すタイムチャートから明らかである。なお、所定数
の転動体３をベアリング外輪２に組み込むには偏心カム
７も正確に所定回数だけ間欠回転させることになる。こ
の偏心カム７の回転数はセンサ107により検出し、マー
ク106aを所定回数検出後に、所定位置で入出力軸制御装
置103の入力軸103aを停止させる。

また、センサ107は光学的センサを使用して円板106上の
マーク106aを検出してもよく、あるいは電磁気的センサ
（非接触の近接センサなど）を使用して磁性体のマーク
106aを検出するようにしてもよい。さらに、第１図A,B
に示した実施例とは異なる構成の電気的または機械的な
検出手段を使用した構成としてもよい。この他、転動体
３の組み付け数、すなわち偏心カム７の回転数の検出は
センサ107を使用することなく全く別の手段によって検
出するようにしてもよい。

上記実施例のように構成することにより、偏心カム７の
回転数や停止位置を正確に制御できるので、第１図Ａお
よび第３図Ａに示すように、転動体収納部９に、従来の
ように１回づつ所定数の転動体３を供給するという手段
をとる必要がなくなり、常に転動体３を余分に供給して
転動体収納部９にはいつもその上部近くまで転動体３が
収納された状態としておくことができる。

また、上記実施例ではクラッチ・ブレーキ102と入出力
軸制御装置103を用いることにより、偏心カム７には一
定の停止期間があるため、その停止期間中にクラッチ・
ブレーキ102を作動させ、偏心カム７側への電動機101の
駆動力および電動機101の慣性による影響を無くすこと
によって、その検出が容易にできるようになり、その結
果、クラッチ・ブレーキ102の制御が容易になって、偏
心カム７の回転数、停止位置等を正確に制御できるよう
になる。

なお、偏心カム７の間欠回転運動における停止位置を第
３図A,Bまたは第３図Ｃの位置にセットすることも自由
に選択することができる。特に第３図Ｃの位置のように
セットした場合は転動体３がボールであるときに飛び出
しを防ぐのに有効である。第３図A,Bにおいて、10はベ
アリング外輪着座台、11はベアリング外輪着座台駆動
軸、12は回転駆動ローラ、12,13は保持部、14は開口部
である。

ここで上記実施例で示した入出力軸制御装置103のスケ
ジュールのセットは入力軸103aの約1/2回転中に出力軸1
03bが1/2回転（180°）し、入力軸103aの残りの約1/2回
転中には出力軸103bは停止する場合について述べてき
た。しかし、入力軸の1/2回転以下（例えば1/3回転）の
回転中に出力軸が1/2回転（180°）し、入力軸の残りの
1/2回転以上（例えば2/3回転）の回転中は出力軸を停止
するようにしてもよい。これによって、偏心カム７の間
欠回転における停止期間の割合を長時間に（例えば回転
時間1:停止時間２）することができるので、制御がより
容易で確実になる。

また、入力軸の1/3回転中に出力軸が1/3回転（120°）
し、入力軸の残りの2/3回転中は出力軸は停止するよう
にするとともに、歯車104と105の歯車比を3:1とするな
どとしてもよい。この場合、入出力軸制御装置103の入
力軸103aの１回転ごとに偏心カム７は間欠的に１回転
し、偏心カム７が１回転する時間と定位置で停止してい
る時間の比率は、1:2の時間比率となる。

上記実施例の場合、電動機101に可変速電動機を用いる
と、ベアリング外輪２の径や転動体３の数量が変わるよ
うな場合に対応が容易である。上述した実施例では入出
力軸制御装置103の入力軸103aの１回転中に偏心カム７
が間欠的に１回転するものであったが、入出力軸制御装
置103内の歯車の組み合わせによって構成してもよい。
また、上記実施例ではクラッチ・ブレーキ102と入力軸
制御装置103を用いることにより、偏心カム７の停止期
間中にクラッチ・ブレーキ102を作動させ、偏心カム７
側への電動機101の駆動力および電動機101の慣性による
影響を無くし、かつ入出力軸制御装置103の入力軸103a
をクラッチオフのとき、ブレーキオンにさせて停止させ
るので、回転数、停止位置等を正確に制御できるように
なる。

〈第２実施例〉 入出力軸制御装置103内での歯車の組み合わせによって
入力軸103aの２回転中に、その出力軸103bはそのほぼ前
半で１回転し、そのほぼ後半では停止する条件に制御装
置103はセットされる。そして、第４図に示すように、
入出力軸制御装置103の出力軸103bの回転が1:1の歯車比
を有する１組の歯車104aおよび105aによって偏心カム駆
動軸６に伝達され、偏心カム７は回転駆動される。この
ときの各軸の回転状況を示すタイムチャートを第５図に
示す。

この第２実施例では偏心カム駆動軸６に、外周にマーク
108aを有する円板108を固定するとともに、円板108の外
周に一定の間隔を隔ててセンサ109を配設することによ
って偏心カム駆動軸６の停止位置を検出するようにして
ある。この場合、偏心カム駆動軸６と偏心カム７は一体
的に回動しているので、偏心カム駆動軸６の停止位置を
計測することによって直接的に偏心カム７の停止位置を
検出する。そしてセンサ109による偏心カム７の停止位
置の検出信号出力にもとづいてクラッチブレーキ102の
クラッチをオフ、ブレーキをオンとして偏心カム７を常
に所定の停止位置で停止させることができる。

第４図に示す実施例では入出力軸制御装置103の出力軸1
03bと偏心カム駆動軸６を1:1の歯車比の歯車104a,105a
で噛合して駆動しているが、歯車104a,105aを用いるこ
となく、出力軸103bと偏心カム駆動軸６をカップリング
により直結してもよい。

H.考案の効果 以上述べたようにこの考案によれば、偏心カムを間欠的
に回転させるようにしたので、以下のような種々な効果
が得られる。

（１）偏心カムの回転数や停止位置を常に正確に制御で
きるので、所定数の転動体を常に正確に組み込むことが
容易にできる。

（２）組付装置の転動体収納部内には常に転動体を連続
的に供給しておくだけでよく、従来のように１回の組み
付けごとに所定数の転動体を数えて供給する必要がない
ので、転動体の供給が容易となり、供給機構を簡素化す
ることができる。

（３）転動体収納部内を転動体が常に連続して下降する
ので、従来のような開口部からの転動体の飛び出しが発
生しない。

（４）転動体を常に偏心カムの上面に載置させた状態で
偏心カムを停止させることが容易にできるので、転動体
がボール（球体）である場合にも飛び出しを防止するこ
とができる。

（５）転動体は連続的に上方の転動体の重量を受けなが
ら下降し、かつ偏心カムは間欠回転するので、転動体が
開口部にひっかかることが発生しない。

（６）偏心カムは間欠回転し、その回転は１回ごとに速
度零から立ち上がり、停止に至るので、転動体に与える
衝撃が少ない。

（７）偏心カムを間欠回転させることで、ベアリング外
輪への転動体の組み付け時間を短縮し、組み付け作業を
高速化することができる。この理由は転動体が収納部の
底部に降下するのに合わせて偏心カムを高速で間欠回転
することができ、かつ転動体は常に上部の転動体の重量
を受けながら底部まで円滑に降下するからである。

（８）入出力軸制御装置の入力軸の回転停止位置に多少
のバラツキがあっても、半回転以内であれば、偏心カム
の停止期間中であるので、支障なく、偏心カムを常に同
じ位置で停止させることができる。

（９）クラッチ・ブレーキと入出力軸制御装置を用いる
ことにより、偏心カムには一定の停止期間があるため、
その停止期間中にクラッチ・ブレーキを作動させ、偏心
カム側への電動機の駆動力および電動機の慣性による影
響を無くすことによって、その検出が容易にできるよう
になり、その結果、クラッチ・ブレーキの制御が容易に
なって、偏心カムの回転数、停止位置等を正確に制御で
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図A,Bはこの考案の一実施例を示すもので、第１図
Ａは概略構成説明図、第１図Ｂは第１図ＡのＹ−Ｙ線矢
視図、第２図は第１図A,Bの動作説明のタイムチャー
ト、第３図A,B,Cは転動体供給機構部の詳細を示す断面
図、第４図はこの考案の第２実施例を示す概略構成説明
図、第５図は第２実施例の動作説明のタイムチャート、
第６図から第９図は従来例を示す概略構成説明図であ
る。 １…ベアリング、２…ベアリング外輪、３…転動体、６
…偏心駆動軸、７…偏心カム、８…転動体供給機構、９
…転動体収納部、101…電動機、102…クラッチ・ブレー
キ、103…入出力軸制御装置、104,105,104a,105a…歯
車、106,108…円板、107,109…センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 渡辺 昌典 愛知県春日井市気噴町１番地 中部精機株 式会社内 (72)考案者 石坂 雄二 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 (56)参考文献 特公 昭34−6002（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】偏心カムを回動せしめ、転動体供給機構の
   開口部からベアリング外輪の内周面に組み込まれる数が
   予め決められている転動体を偏心カムによって順次供給
   し組み込むベアリングの転動体組み付け装置における偏
   心カム駆動軸の回転駆動装置において、 電動機と、この電動機の回転力がクラッチオンで、ブレ
   ーキオフのときに、出力軸に伝達し、クラッチオフでブ
   レーキオンのときに伝達を停止するとともに出力軸を制
   動するクラッチ・ブレーキと、このクラッチ・ブレーキ
   の回転力が入力軸に伝達され、入力軸の回転中にも出力
   軸が一定の時間は停止状態となるように設定されるとと
   もに、停止状態では出力軸がロックされる入出力軸制御
   装置と、この入出力軸制御装置の出力軸と前記偏心カム
   駆動軸とに設けられ、前記出力軸の回転力を前記駆動軸
   に伝達させる歯車群と、前記入出力軸制御装置の入力軸
   もしくは偏心カム駆動軸に設けられた軸回転検出手段
   と、この検出手段により検出されるとともに、前記転動
   体がベアリング外輪に予め決められた数だけ組み込まれ
   たときに送出される軸回転検出信号に基づいて前記クラ
   ッチ・ブレーキのクラッチをオフ、ブレーキをオンとす
   る制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とするベア
   リング転動体組付装置用偏心カム軸の回転駆動装置。