JPH076857B2 - Bearing sorting device - Google Patents

Bearing sorting device

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JPH076857B2
JPH076857B2 JP2676190A JP2676190A JPH076857B2 JP H076857 B2 JPH076857 B2 JP H076857B2 JP 2676190 A JP2676190 A JP 2676190A JP 2676190 A JP2676190 A JP 2676190A JP H076857 B2 JPH076857 B2 JP H076857B2
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bearing
spindle
torque
rotational torque
circuit
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JP2676190A
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一正 若尾
孝寿 大村
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Mitutoyo Corp
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Mitutoyo Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、軸受の回転トルクを測定して軸受を選別する
装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for measuring bearing rotational torque and selecting bearings.

[従来の技術] 軸受とりわけ転がり軸受は、製造する際の部品の精度の
ばらつきなどにより回転トルクにばらつきが生じる。そ
こで、製造された軸受の中から、回転トルクが予め設定
された基準回転トルクに関する許容範囲内にあるものを
得るために、各軸受の回転トルクの測定(選別作業)が
行われている。
[Prior Art] Bearings, especially rolling bearings, have variations in rotational torque due to variations in precision of parts during manufacturing. Therefore, in order to obtain, from the manufactured bearings, the rotational torque within the allowable range regarding the preset reference rotational torque, the rotational torque of each bearing is measured (sorting work).

このような軸受回転トルクの測定においては、測定され
る軸受の外輪を回転しないように固定し、かつスピンド
ルを介してスラスト荷重を加えた状態の内輪をモータに
より回転させることが行われている。この測定の際、各
被測定軸受の測定前に予測される回転トルクと、前記ス
ピンドルを支持する軸受の回転トルクおよびモータの回
転トルクなどの基準負荷に対して、モータを一定速度で
駆動するに必要な基準電流値は予め計算される。被測定
軸受が一定速度回転されるために、被測定軸受の回転ト
ルクに対応する駆動電流がモータに流される。ここで、
この駆動電流値と基準電流値とを比較することにより、
測定対象の軸受の回転トルクおよび基準回転トルクとの
偏差量とが測定される。
In the measurement of such bearing rotation torque, the outer ring of the bearing to be measured is fixed so as not to rotate, and the inner ring under a thrust load applied via a spindle is rotated by a motor. At the time of this measurement, the motor is driven at a constant speed with respect to the reference torque such as the rotational torque predicted before the measurement of each measured bearing, the rotational torque of the bearing supporting the spindle, and the rotational torque of the motor. The required reference current value is calculated in advance. Since the measured bearing rotates at a constant speed, a drive current corresponding to the rotational torque of the measured bearing is passed through the motor. here,
By comparing this drive current value and the reference current value,
The rotational torque of the bearing to be measured and the deviation amount from the reference rotational torque are measured.

また他の軸受の回転トルクの測定技術として、被測定軸
受の内輪に当接するスピンドルとモータとの間にトーシ
ョンバーを介在し、モータの駆動に伴うトーションバー
の歪み量を測定するようにした構成のものも挙げられ
る。
Further, as another technique for measuring the rotational torque of a bearing, a torsion bar is interposed between the spindle that contacts the inner ring of the bearing to be measured and the motor, and the distortion amount of the torsion bar due to the driving of the motor is measured. There are also things.

[発明が解決しようとする課題] 上述の従来例では、スピンドルを支持する転がり軸受の
回転トルクの大きさおよびそのバラツキは、測定対象の
軸受がたとえば船舶用のものといった比較的大型の場合
には被測定軸受のそれらに比べて極めて小さい。したが
って、スピンドルに関する回転トルクやそのバラツキに
よる影響は無視することができ、比較的良好な精度で軸
受の回転トルクを測定できる。一方、たとえばビデオデ
ッキのキャプスタンや回転ヘッドなどに用いられる小型
の軸受では、その回転トルクも極めて小さい。このよう
な小型軸受の回転トルクを前記従来例の測定装置により
測定しようとすると、スピンドルを支持する転がり軸受
の回転トルクの大きさやそのバラツキが被測定軸受のそ
れらに比べて有意な値となるために、正確な測定が困難
になるという問題がある。特に、スピンドルの支持には
二つの転がり軸受が多用されており、スピンドルに関わ
るトルクのバラツキが被測定軸受のそれより大きくなる
場合が多く、問題は深刻であった。
[Problems to be Solved by the Invention] In the above-described conventional example, the magnitude and variation of the rotational torque of the rolling bearing that supports the spindle are large when the bearing to be measured is relatively large, for example, for a ship. It is extremely small compared to those of the measured bearing. Therefore, the influence of the rotational torque on the spindle and its variation can be ignored, and the rotational torque of the bearing can be measured with relatively good accuracy. On the other hand, in a small bearing used for a capstan of a video deck, a rotary head, or the like, the rotation torque is also extremely small. When trying to measure the rotating torque of such a small bearing by the measuring device of the conventional example, the magnitude and the variation of the rotating torque of the rolling bearing supporting the spindle become a significant value compared with those of the measured bearing. In addition, there is a problem that accurate measurement becomes difficult. In particular, two rolling bearings are frequently used for supporting the spindle, and the variation in the torque related to the spindle is often larger than that of the measured bearing, which is a serious problem.

また軸受には内輪と外輪の間の軸方向端部にシール材を
設ける場合もあり、さらには内部にグリースを封入する
場合もある。このような各種類の軸受を製造において、
シール材が設けられるべき軸受にシール材が設けられて
いるか否かの検査は、作業者が目視で検査したり、また
は軸受の軸方向端部に光を当ててその反射光の状態でシ
ール材の有無を判別することで行っていた。このような
従来例の方法では作業性が悪く、また工程が煩雑になる
という問題がある。また、グリースを封入すべきタイプ
の軸受において、しかもシール材を有する軸受の場合に
は、完成後にグリースの有無を調べる検査は不可能であ
り、したがって本来グリースが封入されるべきタイプの
軸受でありながらグリースが注入されていない欠陥品が
出荷されるおそれがある。
Further, the bearing may be provided with a seal material at an axial end portion between the inner ring and the outer ring, and further, grease may be filled inside. In manufacturing these types of bearings,
Whether or not the bearing should be provided with a sealant is inspected visually by an operator, or by shining light on the axial end of the bearing to see if the sealant is present. It was done by determining the presence or absence of. Such a conventional method has problems that workability is poor and the process is complicated. Also, in the case of bearings that should be filled with grease, and in the case of bearings that have a sealant, it is not possible to inspect for grease after completion, so it is the type of bearing that should be filled with grease. However, there is a risk of shipping defective products that are not filled with grease.

本発明の目的は上述の技術的課題を解消し、軸受の回転
トルクを測定して軸受を選別するにあたり、極めて微少
な回転トルクを高精度に検出でき、かつ軸受を選別する
工程の作業性を格段に向上できる軸受の選別装置を提供
することである。
The object of the present invention is to solve the above technical problem, to measure the rotational torque of the bearing and to select the bearing, the extremely small rotational torque can be detected with high accuracy, and the workability of the step of selecting the bearing can be improved. An object of the present invention is to provide a bearing selection device that can be significantly improved.

[課題を解決するための手段] 本発明は、被選別転がり軸受の外輪を固定する固定手段
と、 内輪に軸方向から遊端部が当接するスピンドルと、 そのスピンドルを支持する静圧空気軸受と、 スピンドルを回転駆動する手段と、 スピンドルの回転トルクを測定する測定手段と、 測定手段の出力に応答し、測定された回転トルクを予め
定める基準トルクと比較して選別する手段とを含むこと
を特徴とする軸受の選別装置である。
[Means for Solving the Problem] The present invention provides a fixing means for fixing an outer ring of a rolling bearing to be sorted, a spindle in which a free end portion abuts on the inner ring in the axial direction, and a static pressure air bearing for supporting the spindle. , A means for rotationally driving the spindle, a measuring means for measuring the rotational torque of the spindle, and a means for responding to the output of the measuring means and comparing the measured rotational torque with a predetermined reference torque for selection. It is a characteristic bearing selection device.

[作 用] 本発明の軸受の選別装置では、スピンドルを支持する静
圧空気軸受は、その回転トルクが被測定転がり軸受の回
転トルクに対して極めて小さく、たとえば、1桁〜2桁
も小さく、しかもその静圧空気軸受の回転トルクのバラ
ツキも極めて小さく、スピンドルを支持する静圧空気軸
受の回転トルクが測定(選別)影響を与えることはほと
んどない。したがって選別される軸受が比較的小型であ
ってその回転トルクが微少であっても、高精度にこれを
検出できる。また軸受の大きさや、軸受の軸方向両端部
にシール材を設けるか否か、また内部にグリースを封入
するか否かで回転トルクは異なり、各場合に対応する基
準となる回転トルクを測定しておき、実際の測定値をこ
れと比較するだけで軸受の選別作業を高い作業性で行う
ことができる。
[Operation] In the bearing selection device of the present invention, the hydrostatic air bearing that supports the spindle has a rotational torque that is extremely small with respect to the rotational torque of the measured rolling bearing, for example, one digit to two digits. Moreover, the variation in the rotational torque of the hydrostatic air bearing is extremely small, and the rotational torque of the hydrostatic air bearing supporting the spindle hardly affects measurement (selection). Therefore, even if the selected bearing is relatively small and its rotational torque is very small, it can be detected with high accuracy. In addition, the rotational torque differs depending on the size of the bearing, whether or not a seal material is provided at both ends in the axial direction of the bearing, and whether or not grease is filled inside the bearing.Measure the reference rotational torque corresponding to each case. In addition, the bearing selection work can be performed with high workability simply by comparing the actual measurement value with this.

[実施例] 第1図は本発明の一実施例の軸受の選別装置1の構成を
示す一部断面を含む正面図である。軸受の選別装置1
は、選別の対象となる転がり軸受2を保持する固定手段
である保持装置3と、保持装置3を挿通するスピンドル
4を回転駆動するモータを内蔵し、スピンドル4を支持
する静圧空気軸受(以下、軸受装置と記す)5と、スピ
ンドル4の回転数を検出するロータリエンコーダ6とを
備える。保持装置3、軸受装置5およびロータリエンコ
ーダ6は一体的に構成され、移動部材7に固定される。
軸受装置5は、定格回転状態ではそれ自身の回転に伴う
摩擦による回転トルクは0.3〜0.8g・mm程度であり、ま
たそのバラツキは全くといってよいほどない。一方、ビ
デオデッキのキャプスタンに用いられるような小型の軸
受2は、グリース封入タイプのもので回転トルクが9.0
〜14g・mm程度であり、グリース無封入タイプのもので
回転トルクが3〜5g・mm程度である。したがって、軸受
2の回転トルクの検出においては、軸受装置5の回転ト
ルクからの影響をほとんど全くと言ってよいほどに受け
ない構成になっている。移動部材7はレール8に沿って
第1図の上下方向に移動自在に設けられ、その上端部は
エアシリンダ9のロッド10に固定されている。エアシリ
ンダ9およびレール8は基台11に一体的に固定されてい
る。
[Embodiment] FIG. 1 is a front view including a partial cross-section showing a configuration of a bearing sorting apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. Bearing selection device 1
Is a static pressure air bearing (hereinafter referred to as a static pressure air bearing) that has a holding device 3 that is a fixing unit that holds the rolling bearing 2 to be selected and a motor that rotationally drives a spindle 4 that passes through the holding device 3 and that supports the spindle 4. A bearing device) 5 and a rotary encoder 6 for detecting the rotation speed of the spindle 4. The holding device 3, the bearing device 5, and the rotary encoder 6 are integrally configured and fixed to the moving member 7.
In the rated rotation state, the bearing device 5 has a rotation torque of about 0.3 to 0.8 g · mm due to friction associated with the rotation of the bearing device 5, and there is almost no variation. On the other hand, the small bearing 2 used in the capstan of a VCR is a grease-filled type bearing with a rotational torque of 9.0.
Approximately 14 g · mm, which is a grease-free type and has a rotational torque of approximately 3-5 g · mm. Therefore, the detection of the rotational torque of the bearing 2 is configured to be almost completely unaffected by the rotational torque of the bearing device 5. The moving member 7 is provided so as to be movable in the vertical direction of FIG. 1 along the rail 8, and the upper end portion thereof is fixed to the rod 10 of the air cylinder 9. The air cylinder 9 and the rail 8 are integrally fixed to the base 11.

保持装置3は、転がり軸受2の外輪12と嵌合する段差部
13が遊端部の内周面に形成された先細状の固定部材14
と、固定部材14が着脱自在にかつ同軸に連結される筒状
のハウジング15とを備えている。ハウジング15内には、
スピンドル4と固定状態にある回転部材19が回転自在に
設けられている。回転部材19には、筒状であってスピン
ドル4が挿通する挿通孔16と、コイルばね17がスピンド
ル4との間に収納される円筒状の収納凹所18とが形成さ
れている。
The holding device 3 is a step portion that fits with the outer ring 12 of the rolling bearing 2.
13 is a tapered fixing member 14 formed on the inner peripheral surface of the free end.
And a cylindrical housing 15 to which the fixing member 14 is detachably and coaxially connected. In the housing 15,
A rotating member 19 fixed to the spindle 4 is rotatably provided. The rotating member 19 is formed with a cylindrical insertion hole 16 into which the spindle 4 is inserted, and a cylindrical accommodation recess 18 in which the coil spring 17 is accommodated between the rotation member 19 and the spindle 4.

前記スピンドル4の下端部には、平坦面を下方に向けた
サラビス20が螺着されている。固定部材14の内側には、
軸線と平行な断面が略U字状である回転部材21がスピン
ドル4と同軸に収納されている。回転部材21は、底部に
回転軸22の基端部が嵌着される嵌着孔23が形成され、内
側上部に回転筒体24がスピンドル4と回転自在であっ
て、固定されて収納されている。回転軸22の先端は、転
がり軸受2の内輪28内に嵌入する構成になっている。外
輪12と内輪28との間には、転動体27が介装されている。
なお、軸受2には、その軸方向両側にシール材(図示せ
ず)が装着される場合もある。回転筒体24に形成されて
いるフランジ25は、回転部材21の上端部を覆い、回転部
材19の下端部と隙間26を開けて対向している。また、回
転部材19と回転筒体24のフランジとの間にスプライン
(図示省略)が形成され、回転部材19と回転筒体24は同
回転する構成になっている。
At the lower end of the spindle 4, a salvis 20 having a flat surface facing downward is screwed. Inside the fixing member 14,
A rotary member 21 having a substantially U-shaped cross section parallel to the axis is housed coaxially with the spindle 4. The rotating member 21 has a fitting hole 23 formed in the bottom portion, into which the base end portion of the rotating shaft 22 is fitted, and a rotating cylinder 24, which is rotatable with the spindle 4 and is fixedly housed in the inner upper portion. There is. The tip of the rotary shaft 22 is configured to be fitted into the inner ring 28 of the rolling bearing 2. A rolling element 27 is interposed between the outer ring 12 and the inner ring 28.
A sealant (not shown) may be attached to both sides of the bearing 2 in the axial direction. The flange 25 formed on the rotary cylinder 24 covers the upper end of the rotary member 21 and faces the lower end of the rotary member 19 with a gap 26 therebetween. Further, a spline (not shown) is formed between the rotary member 19 and the flange of the rotary cylinder 24, and the rotary member 19 and the rotary cylinder 24 are configured to rotate together.

第2図は、軸受装置5に関連する構成を示す断面図であ
る。軸受装置5は略円筒状のハウジング29を備え、内部
に回転軸30が収納されている。回転軸30の端部は、電力
ライン76を介して電力付勢される。回転軸30は、モータ
31の回転子32に同軸に固着され、モータ31を貫通し、ロ
ータリエンコーダ6内に挿通されている。ロータリエン
コーダ6は、回転軸30の回転速度に対応して周波数が変
化するパルス信号を出力するものであって、周知の構成
を有しているものであり、詳細な説明は省略する。前記
パルス信号は、リード線33を介して取り出される。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration related to the bearing device 5. The bearing device 5 includes a substantially cylindrical housing 29, and a rotary shaft 30 is housed inside. The end of the rotary shaft 30 is energized via a power line 76. The rotating shaft 30 is a motor
It is fixed coaxially to the rotor 32 of 31, passes through the motor 31, and is inserted into the rotary encoder 6. The rotary encoder 6 outputs a pulse signal whose frequency changes according to the rotation speed of the rotary shaft 30, has a well-known configuration, and a detailed description thereof will be omitted. The pulse signal is taken out via the lead wire 33.

回転軸30は、ハウジング29内の部分でフランジ35が形成
されている。また、ハウジング29には、回転軸30の軸状
部36を収納する円筒状の収納部37と、収納部37より大径
であってフランジ35を収納する凹所38が相互に連通して
形成されている。
The rotary shaft 30 has a flange 35 formed inside the housing 29. Further, the housing 29 is formed with a cylindrical storage portion 37 for storing the shaft-shaped portion 36 of the rotary shaft 30 and a recess 38 having a diameter larger than that of the storage portion 37 and storing the flange 35, which communicate with each other. Has been done.

収納部37の下端部近傍には、軸受金29と回転軸30との間
に軸受スリーブ39が配置され、ハウジング29に固定され
ている。軸受スリーブ39よりフランジ35側には、フラン
ジ40を有する軸受スリーブ41が装着されている。軸受ス
リーブ41は、収納部37と軸部36との間に介在されてい
る。フランジ40は、回転軸30のフランジ35をスラスト方
向に下方側から支持している。また、回転軸30のフラン
ジ35を収納する凹所38内には、その上部に円環状のスラ
スト板42が配置されている。
A bearing sleeve 39 is arranged between the bearing metal 29 and the rotating shaft 30 near the lower end of the storage portion 37, and is fixed to the housing 29. A bearing sleeve 41 having a flange 40 is mounted on the flange 35 side of the bearing sleeve 39. The bearing sleeve 41 is interposed between the storage portion 37 and the shaft portion 36. The flange 40 supports the flange 35 of the rotary shaft 30 from the lower side in the thrust direction. Further, an annular thrust plate 42 is arranged above the recess 38 that houses the flange 35 of the rotary shaft 30.

ハウジング29には内部に加圧空気を導入するための管継
手43が螺着され、ハウジング29の内部に管継手と連通す
る空気の流路44が、収納孔37および凹所38を外囲する経
路に沿って形成される。ハウジング29の収納部37の内周
面は全周に亘り、流路44と連通する凹状溝45,46が形成
される。一方、軸受スリーブ39,41には、凹状溝45,46に
個別的に臨むノズル49,50が形成される。
A pipe joint 43 for introducing pressurized air to the inside of the housing 29 is screwed into the housing 29, and an air flow path 44 communicating with the pipe joint inside the housing 29 surrounds the storage hole 37 and the recess 38. It is formed along the route. Recessed grooves 45 and 46 communicating with the flow path 44 are formed over the entire inner peripheral surface of the housing portion 37 of the housing 29. On the other hand, the bearing sleeves 39 and 41 are formed with nozzles 49 and 50 that individually face the concave grooves 45 and 46.

ハウジング29には、管継手43と半径方向で対向する位置
に、収納部37と連通する排気孔53が形成され、排気孔53
には排気コネクタ54が螺着されている。収納部37の内部
と凹所38とを連通する連通孔55が、軸受スリーブ41に形
成されている。軸受スリーブ41のフランジ40およびスラ
スト板42にも、流路44と連通し、回転軸30のフランジ35
に臨むノズル56,57が形成される。
An exhaust hole 53 communicating with the housing portion 37 is formed in the housing 29 at a position facing the pipe joint 43 in the radial direction.
An exhaust connector 54 is screwed onto the. The bearing sleeve 41 is formed with a communication hole 55 that connects the interior of the storage portion 37 and the recess 38. The flange 40 of the bearing sleeve 41 and the thrust plate 42 are also in communication with the flow path 44, and the flange 35 of the rotating shaft 30.
Nozzles 56 and 57 facing the front are formed.

ハウジング29は、本体60とカバー体61とからなり、これ
らの間にはスペーサ58が介在され、スペーサ58には流路
44の一部となる貫通孔59が形成されている。スペーサ58
は、本体60およびカバー体61と相互に気密に封止されて
いる。
The housing 29 is composed of a main body 60 and a cover body 61, a spacer 58 is interposed between them, and the spacer 58 has a flow path.
A through hole 59 which is a part of 44 is formed. Spacer 58
Are hermetically sealed together with the main body 60 and the cover body 61.

第3図は、軸受の選別装置1の電気的構成を説明するブ
ロック図である。軸受の選別装置1は、モータ31の回転
数を予め定める回転数に制御するためのフェーズロック
ドループ(以下、PLLと略す)回路62と、PLL回路62から
の信号に基づき、第1図に示す転がり軸受2の回転トル
クをモータ31の回転トルクとして検出するトルク検出回
路63とを備えて構成されている。PLL回路62は、モータ3
1の回転速度を検出し、対応する周波数fmのパルス信号P
mを出力するロータリエンコーダ6と、モータ31に設定
される基準回転数に対応する基準周波数f0の基準パルス
信号Psを発生する基準発振回路64とを備えて構成されて
いる。なお、基準発振回路64は、たとえば水晶発振器な
どによって実現されるものが挙げられる。これらからの
出力は位相比較回路65で位相が比較され、位相差δに対
応する信号がローパスフィルタ66に出力され、位相差δ
に対応するレベルの直流電圧としてレベル信号SLがロー
タリエンコーダ66から出力される。
FIG. 3 is a block diagram illustrating the electrical configuration of the bearing selection device 1. The bearing selection device 1 is shown in FIG. 1 based on a signal from a phase locked loop (hereinafter abbreviated as PLL) circuit 62 for controlling the rotation speed of the motor 31 to a predetermined rotation speed and a signal from the PLL circuit 62. And a torque detection circuit 63 for detecting the rotation torque of the rolling bearing 2 as the rotation torque of the motor 31. The PLL circuit 62 is the motor 3
The rotation speed of 1 is detected and the corresponding pulse signal P of frequency fm
The rotary encoder 6 that outputs m and the reference oscillating circuit 64 that generates the reference pulse signal Ps having the reference frequency f0 corresponding to the reference rotation speed set in the motor 31 are configured. Note that the reference oscillation circuit 64 may be implemented by, for example, a crystal oscillator. The outputs from these are compared in phase by the phase comparison circuit 65, a signal corresponding to the phase difference δ is output to the low-pass filter 66, and the phase difference δ
The level signal SL is output from the rotary encoder 66 as a DC voltage of a level corresponding to.

ロータリエンコーダ6の出力は方向判別回路67にも入力
され、モータ31の回転方向が判別される。方向判別回路
67からの信号はロータ位置検出回路68に入力され、回転
軸30の周方向に関する基準位置が検出される。ロータ位
置検出回路68の出力に基づいて、正弦波発生回路69は、
回転軸30がロータ位置検出回路68で検出される周方向に
沿う基準位置を通過するタイミングに同期して、正弦波
を発生する。
The output of the rotary encoder 6 is also input to the direction discriminating circuit 67 to discriminate the rotation direction of the motor 31. Direction discrimination circuit
The signal from 67 is input to the rotor position detection circuit 68, and the reference position in the circumferential direction of the rotary shaft 30 is detected. Based on the output of the rotor position detection circuit 68, the sine wave generation circuit 69
A sine wave is generated in synchronization with the timing when the rotary shaft 30 passes through the reference position along the circumferential direction detected by the rotor position detection circuit 68.

発生された正弦波は、レベル調整回路70に入力される。
レベル調整回路70は、ローパスフィルタ66から入力され
る直流のレベル信号SLに対応して、正弦波発生回路69で
発生される正弦波の振幅レベルを調整する。レベル調整
回路70からの正弦波が駆動回路71に入力されると、モー
タ31を駆動するに必要なレベルの3相交流電力が発生さ
れ、電力ライン76を介してモータ31に供給される。電力
ライン76に設けられている電流検出回路72は、電力ライ
ン76の電流値を検出して、駆動回路71に出力する。これ
によって、駆動回路71は、電力ライン76に所定レベルの
範囲内の電流を出力する。
The generated sine wave is input to the level adjustment circuit 70.
The level adjusting circuit 70 adjusts the amplitude level of the sine wave generated by the sine wave generating circuit 69 in response to the DC level signal SL input from the low pass filter 66. When the sine wave from the level adjusting circuit 70 is input to the drive circuit 71, three-phase AC power of a level required to drive the motor 31 is generated and supplied to the motor 31 via the power line 76. The current detection circuit 72 provided in the power line 76 detects the current value of the power line 76 and outputs it to the drive circuit 71. As a result, the drive circuit 71 outputs a current within a predetermined level range to the power line 76.

トルク検出回路63にはオフセット調整回路73が設けられ
ており、ローパスフィルタ66からの出力が入力される。
オフセット調整回路73は、ローパスフィルタ66からのレ
ベル信号SLとして検出されるモータ31の回転トルクか
ら、無負荷状態での軸受装置5や保持装置3における回
転トルク成分を除去するための回路である。この回転ト
ルク成分は、予め計算される。ロータリエンコーダ6と
基準発振回路64とからの出力はロック状態検出回路74に
入力され、パルス信号Pmの周波数fmと、基準パルス信号
Psの基準周波数f0とが予め定められる許容範囲Δfに関
して、 |fm−f0|≦Δf …(1) の範囲にあるか否かを検出する。すなわち本実施例のPL
L回路62が、モータ31を適正に制御しているか否かを判
断する。モータ31の回転速度がPLL回路62の制御範囲の
外であれば、モータ31の回転速度を予め定めた一定速度
に制御することは困難となり、このような場合には転が
り軸受2の回転トルクの適正な計測動作は不可能とな
る。
An offset adjustment circuit 73 is provided in the torque detection circuit 63, and the output from the low pass filter 66 is input.
The offset adjusting circuit 73 is a circuit for removing the rotational torque component in the bearing device 5 and the holding device 3 in the unloaded state from the rotational torque of the motor 31 detected as the level signal SL from the low pass filter 66. This rotational torque component is calculated in advance. The outputs from the rotary encoder 6 and the reference oscillation circuit 64 are input to the lock state detection circuit 74, and the frequency fm of the pulse signal Pm and the reference pulse signal are input.
It is detected whether or not the reference frequency f0 of Ps is within the range of | fm−f0 | ≦ Δf (1) with respect to the predetermined allowable range Δf. That is, the PL of this embodiment
The L circuit 62 determines whether or not the motor 31 is properly controlled. If the rotation speed of the motor 31 is outside the control range of the PLL circuit 62, it becomes difficult to control the rotation speed of the motor 31 to a predetermined constant speed. In such a case, the rotation torque of the rolling bearing 2 is Proper measurement operation becomes impossible.

出力回路75は、モータ31の回転速度の制御が前述したロ
ック状態であるとき、オフセット調整回路73からの信号
に基づいて、転がり軸受2に回転トルクに対応する電圧
レベルとしての出力信号Vtrqを出力し、または当該回転
トルクに基づく各種データなどを表示出力する。
When the control of the rotation speed of the motor 31 is in the lock state described above, the output circuit 75 outputs the output signal Vtrq as a voltage level corresponding to the rotation torque to the rolling bearing 2 based on the signal from the offset adjustment circuit 73. Or display and output various data based on the rotation torque.

第4図は、基準パルス信号Psとパルス信号Pmとの位相の
関係を示すタイムチャートである。基準発振回路64から
は第4図(1)に示される周波数f0の基準パルス信号Ps
が出力され、ロータリエンコーダ6からはパルス信号Pm
が出力される。ロータリエンコーダ6は、モータ31に保
持装置3を介して装着されている転がり軸受2の回転ト
ルクの程度に従って、基準パルス信号Psに対し第4図
(2)または第4図(3)に例示するような位相差δ1
または位相差δ2(一般には信号δで示す)を有する駆
動周波数fmのパルス信号Pmを出力する。そうして、位相
比較回路65で、上記該位相差δ1,δ2が検出される。
FIG. 4 is a time chart showing the phase relationship between the reference pulse signal Ps and the pulse signal Pm. From the reference oscillating circuit 64, the reference pulse signal Ps of the frequency f0 shown in FIG.
Is output, and the pulse signal Pm is output from the rotary encoder 6.
Is output. The rotary encoder 6 is illustrated in FIG. 4 (2) or FIG. 4 (3) with respect to the reference pulse signal Ps according to the degree of the rotation torque of the rolling bearing 2 mounted on the motor 31 via the holding device 3. Phase difference δ1
Alternatively, the pulse signal Pm having the drive frequency fm having the phase difference δ2 (generally indicated by the signal δ) is output. Then, the phase comparison circuit 65 detects the phase differences δ1 and δ2.

第5図および第6図は、前記位相差δと、モータ31の負
荷となる回転トルクおよびモータ31への駆動電流Iとの
関係をそれぞれ示すグラフである。基準パルス信号Psに
対して、モータ31自身のオフセット回転トルクf1が前記
位相差δ1を生じさせる場合、転がり軸受2を装着した
際の回転トルクf2(f1≦f2)により第5図に図示の位相
差δ2(δ1≦δ2)が発生される。PLL回路62はこの
ような位相差δ1,δ2を0にする制御を行うものであ
り、第6図に示すように位相差δ1,δ2のレベルに対応
するレベルの駆動電流I1,I2でモータ31を駆動する。
FIG. 5 and FIG. 6 are graphs showing the relationship between the phase difference δ, the rotational torque serving as the load of the motor 31, and the drive current I to the motor 31, respectively. When the offset rotation torque f1 of the motor 31 itself produces the phase difference δ1 with respect to the reference pulse signal Ps, the rotation torque f2 (f1 ≦ f2) when the rolling bearing 2 is mounted causes the torque difference shown in FIG. A phase difference δ2 (δ1 ≦ δ2) is generated. The PLL circuit 62 controls such that the phase differences δ1 and δ2 are set to 0. As shown in FIG. 6, the motor 31 is driven by the drive currents I1 and I2 at the levels corresponding to the levels of the phase differences δ1 and δ2. To drive.

第7図は、モータ31の回転数n(rpm)と出力回路75か
らの出力電圧Vtrqとの関係を示すグラフである。ライン
sp1は、転がり軸受2がシール材およびグリースをいず
れも有していない場合を示し、ラインg1,g2はともにグ
リースのみを有する転がり軸受2の回転トルクの許容範
囲を示し、ラインgs1,gs2はともにシール材とグリース
の2つを備えた回転軸受2の回転トルクの許容範囲を示
す。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the rotation speed n (rpm) of the motor 31 and the output voltage Vtrq from the output circuit 75. line
sp1 indicates the case where the rolling bearing 2 has neither sealing material nor grease, lines g1 and g2 both indicate the permissible range of the rotational torque of the rolling bearing 2 which has only grease, and lines gs1 and gs2 both indicate The allowable range of the rotation torque of the rotary bearing 2 provided with two seal materials and grease is shown.

したがって、軸受の選別装置1に転がり軸受2を装着
し、回転数をn1,n2,n3,n4(例として500rpm,1000rpm,15
00rpm,1900rpm)としてその際の回転トルクを計測す
る。このとき転がり軸受2がたとえばシール材とグリー
スとを備えた種類である場合に、測定された回転トルク
が第7図のラインgs2より下方に位置すると、グリース
またはシール材のいずれか少なくとも一方が欠落してい
ることを知ることができる。また、測定結果がラインgs
1より上方に位置すると、収容した転動体27の欠損など
が推測される。出力回路75は、測定される転がり軸受2
の予め設定された仕様すなわち予め定める基準トルク
と、計測結果である測定された回転トルクとを比較し、
前記各種異常状態または適合状態を表示出力し、これに
よって転がり軸受の選別を行うことができる。
Therefore, the rolling bearing 2 is mounted on the bearing sorting device 1 and the rotation speed is set to n1, n2, n3, n4 (for example, 500 rpm, 1000 rpm, 15 rpm).
The rotation torque at that time is measured as 00 rpm, 1900 rpm). At this time, when the rolling bearing 2 is of a type including a sealant and grease, for example, and the measured rotational torque is located below the line gs2 in FIG. 7, at least one of the grease and the sealant is missing. You can know what you are doing. Also, the measurement result is line gs
If it is located above 1, it may be inferred that the contained rolling element 27 is missing. The output circuit 75 is a rolling bearing 2 to be measured.
Comparing the preset specifications of, i.e., the predetermined reference torque with the measured rotation torque that is the measurement result,
The various abnormal states or the conforming states are displayed and output, whereby the rolling bearings can be selected.

なお、軸受の選別位置1を空運転した際、つまり軸受2
をセットせずに運転した場合、軸受の選別装置1そのも
ののトルクは5g・mm程度であって、トルクにバラツキは
ほとんど認められなかった。
In addition, when the selection position 1 of the bearing is idle, that is, the bearing 2
When the bearing sorting device 1 itself was operated without setting, the torque was about 5 g · mm, and there was almost no variation in the torque.

以上のように本実施例に例えば、転がり軸受2の回転ト
ルクをその回転トルクが比較的微少であっても高精度で
計測することができ、しかも測定された回転トルクに基
づいて転がり軸受2の良品または不良品などを選別する
ことができる。これにより転がり軸受2の選別工程の作
業性が向上される。
As described above, in the present embodiment, for example, the rotation torque of the rolling bearing 2 can be measured with high accuracy even if the rotation torque is relatively small, and the rolling bearing 2 can be measured based on the measured rotation torque. It is possible to select good products or defective products. This improves the workability of the rolling bearing 2 selection process.

[発明の効果] 以上のように発明に従えば、スピンドルは静圧空気軸受
で支持され、スピンドルを回転した際の回転トルクは測
定手段で測定される。これにより測定されたスピンドル
の回転トルクに関して、選別される転がり軸受の回転ト
ルク以外に、スピンドルを支持する軸受の回転トルクの
影響を可及的に抑制できる。したがって選別される転が
り軸受が比較的小型であってその回転トルクが微少であ
っても、高精度にこれを検出できる。また転がり軸受の
大きさや、転がり軸受の軸方向両端部にシール材を設け
るか否か、また内部にグリースを封入するか否かで回転
トルクは異なることになり、各場合に対応する基準とな
る回転トルクを測定しておき、実際の測定値をこれと比
較するだけで転がり軸受の選別作業を高い作業性で行う
ことができる。
[Advantages of the Invention] According to the invention as described above, the spindle is supported by the hydrostatic air bearing, and the rotating torque when the spindle is rotated is measured by the measuring means. With respect to the measured rotation torque of the spindle, the influence of the rotation torque of the bearing supporting the spindle in addition to the rotation torque of the selected rolling bearing can be suppressed as much as possible. Therefore, even if the selected rolling bearing is relatively small and its rotational torque is very small, it can be detected with high accuracy. In addition, the rotational torque will differ depending on the size of the rolling bearing, whether or not sealing materials are provided at both ends of the rolling bearing in the axial direction, and whether or not grease is filled inside. By simply measuring the rotational torque and comparing the actual measured value with this, the rolling bearing selection work can be performed with high workability.

なお、従来の軸受の選別装置では、内輪を固定し、かつ
外輪を回転する構成になっていた。軸受の選別装置で
は、外輪を固定側とし、かつ内輪を回転側とする構成、
つまり内輪に回転駆動力を与える構成にしたことによ
り、内輪と外輪を相対的に回転させるための手段を小型
化することができる。したがって、軸受の選別装置は装
置全体がコンパクトに構成されるという効果も得られて
いる。
In the conventional bearing sorting device, the inner ring is fixed and the outer ring is rotated. In the bearing sorting device, the outer ring is fixed and the inner ring is rotated.
That is, by adopting a configuration in which the rotational driving force is applied to the inner ring, it is possible to downsize the means for relatively rotating the inner ring and the outer ring. Therefore, the bearing sorting device has the advantage that the entire device is compact.

特に本発明では、内輪に当接するスピンドルは、静圧空
気軸受によって支持するようにしたので、その静圧空気
軸受の回転トルクを被餞別転がり軸受の回転トルクに対
してたとえば1桁〜2桁も小さくすることができ、これ
によってスピンドルの回転トルクに悪影響されることな
く、転がり軸受の回転トルクを高精度で測定することが
可能になるとともにさらにその転がり軸受の各種類、た
とえばシール材とグリースとを備えた種類、グリースの
みを備えた種類、さらにシール材とグリースとをいずれ
も備えない種類などの選別もまた、可能になるという優
れた効果が達成される。
In particular, in the present invention, since the spindle abutting on the inner ring is supported by the hydrostatic air bearing, the rotational torque of the hydrostatic air bearing can be, for example, one digit to two digits with respect to the rotational torque of the rolling bearing for each bead. This makes it possible to measure the rotational torque of the rolling bearing with high accuracy without being adversely affected by the rotational torque of the spindle, and also to use each type of rolling bearing, such as seal material and grease. The excellent effect that the selection of the type including the above, the type including only the grease, and the type including neither the sealing material nor the grease is also possible is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す一部断面を含む正面
図、第2図はこの実施例の要部断面拡大図、第3図はこ
の実施例の電気的構成を示すブロック図、第4図はこの
実施例に関わる基準パルス信号Psとパズル信号Pmとの位
相を説明するタイムチャート、第5図および第6図はこ
の実施例に関わる位相差δ1,δ2と負荷回転トルクf1,f
2および駆動電流値I1,I2との関係を示すグラフ、第7図
はこの実施例の選別作用に関わる回転数nと出力電圧Vt
rgとの関係を説明するグラフである。 1……軸受の選別装置、2……転がり軸受、3……保持
装置、4……スピンドル、5……軸受装置、6……ロー
タリエンコーダ、62……PLL回路
FIG. 1 is a front view including a partial cross section showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of an essential part of this embodiment, and FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of this embodiment. FIG. 4 is a time chart for explaining the phases of the reference pulse signal Ps and the puzzle signal Pm according to this embodiment, and FIGS. 5 and 6 are the phase differences δ1, δ2 and the load rotation torque f1, according to this embodiment. f
2 and the driving current values I1 and I2 are shown in FIG. 7, and FIG. 7 shows the rotation speed n and the output voltage Vt related to the selection operation of this embodiment.
It is a graph explaining the relationship with rg. 1 ... Bearing selection device, 2 ... Rolling bearing, 3 ... Holding device, 4 ... Spindle, 5 ... Bearing device, 6 ... Rotary encoder, 62 ... PLL circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被選別転がり軸受の外輪を固定する固定手
段と、 内輪に軸方向から遊端部が当接するスピンドルと、 そのスピンドルを支持する静圧空気軸受と、 スピンドルを回転駆動する手段と、 スピンドルの回転トルクを測定する測定手段と、 測定手段の出力に応答し、測定された回転トルクを予め
定める基準トルクと比較して選別する手段とを含むこと
を特徴とする軸受の選別装置。
Claim: What is claimed is: 1. A fixing means for fixing an outer ring of a rolling bearing to be sorted, a spindle in which a free end portion of the rolling bearing abuts on the inner ring, a static pressure air bearing for supporting the spindle, and a means for rotationally driving the spindle. A bearing selecting device comprising: a measuring device for measuring a rotating torque of a spindle; and a device for responding to an output of the measuring device and comparing the measured rotating torque with a predetermined reference torque.
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