KR20160040684A - 원추 롤러 베어링 조립 장치, 및 원추 롤러 베어링 조립 방법 - Google Patents

원추 롤러 베어링 조립 장치, 및 원추 롤러 베어링 조립 방법 Download PDF

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닛본 세이고 가부시끼가이샤
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Abstract

포켓부 (6) 의 직경 방향 내측에 공급된 원추 롤러 (1) 의 대직경부를, 직경 방향 내측에서 직경 방향 외측을 향하여 안내하는 내측 지그 (58) 와, 포켓부 (6) 의 직경 방향 내측에 공급된 원추 롤러 (1) 의 소직경부를, 직경 방향 외측에서 직경 방향 내측을 향하여 가압하는 외측 지그 (60) 를 구비한다. 유지기 재치부 (50) 가 유지기 (2) 및 원추 롤러 (1) 를 중심축 (C) 둘레로 회전시킨 상태에서, 내측 지그 (58) 및 외측 지그 (60) 에 의해, 원추 롤러 (1) 의 소직경부와 유지기 (2) 의 포켓부 (6) 의 접촉점을 지지점으로 하여, 원추 롤러 (1) 의 대직경부를 포켓부 (6) 를 향하여 선회시킴으로써, 원추 롤러 (1) 가 포켓부 (6) 에 장입된다.

Description

원추 롤러 베어링 조립 장치, 및 원추 롤러 베어링 조립 방법{TAPERED ROLLER BEARING ASSEMBLING DEVICE AND TAPERED ROLLER BEARING ASSEMBLING METHOD}
본 발명은, 원추 롤러 베어링 조립 장치, 및 원추 롤러 베어링 조립 방법에 관한 것이다.
종래, 원추 롤러 베어링의 조립 방법으로는, 도 14 및 도 15 에 나타내는 바와 같이, 원추 롤러 (101) 에 원심력을 부여하여, 유지기 (102) 의 포켓부 (121) 에 장입 (裝入) 하는 방법이 알려져 있다 (특허문헌 1 참조). 보다 구체적으로는, 먼저, 중력에 의해 파이프 (105) 내를 낙하해 온 원추 롤러 (101) 를, 유지기 (102) 의 포켓부 (121) 의 직경 방향 내측에 원환상으로 배치한다. 다음으로, 하형 (下型) (104) 을 풀리 (144) 에 의해 회전 구동시킴으로써, 원추 롤러 (101) 및 유지기 (102) 에 원심력을 발생시킨다. 그리고, 발생한 원심력에 의해 원추 롤러 (101) 는, 유지기 (101) 의 포켓부 (121) 를 찾으면서 장입된다.
또, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 특허문헌 2 에 기재된 원추 롤러 베어링 (201) 에 있어서는, 유지기 (205) 의 소직경 환상부 (208) 에 있어서의 포켓부 (209) 의 롤러 접촉부 최소 직경 (200d1) 이, 원추 롤러 (204) 의 무게 중심 (200G) 의 PCD (200 Rpcd) 보다 소직경으로 설정되어 있다. 이로써, 원추 롤러 (204) 와 유지기 (205) 를 임시 조립할 때에 원추 롤러 (204) 가 안정되지 않고 전도하고, 유지기 (205) 로부터 탈락하여 양산의 조립 라인에 지장을 초래한다는 문제의 해결을 도모하고 있다.
다른 원추 롤러 베어링의 조립 방법으로는, 유지기의 대직경 환상부를 상방에 배치하고, 원추 롤러를 그 대직경측을 선두로 하여 유지기의 내주측 또한 유지기의 소직경 환상부측 (하방측) 으로부터, 유지기의 포켓에 삽입하는 방법이 알려져 있다 (특허문헌 3 참조).
일본 공개특허공보 소52-67445호 일본 공개특허공보 2007-78047호 일본 공개특허공보 2007-64312호
그런데, 최근, 테이퍼각 (원추 롤러의 중심축을 포함하는 단면에 있어서의 2 개의 빗변이 이루는 각) 이 큰 원추 롤러 베어링의 설계 요구가 증가해 오고 있고,이하의 이유로부터, 원추 롤러 베어링의 조립이 어려워지고 있다.
테이퍼각이 큰 원추 롤러 베어링의 조립을 어렵게 하고 있는 요인은, 유지기의 포켓부로의 롤러 삽입에 있다. 도 17 에 나타내는 바와 같이, 종래의 조립 방법에서는, 유지기 (301) 의 직경 방향 내측에, 원추 롤러 (310) 를 소직경부가 하방이 되도록 배치하고, 유지기 (301) 의 소직경 원환부 (303) 의 상면 또는 대 (臺) (305) 의 상면에 일단 원추 롤러 (310) 를 직립시킨다 (도 17 중, 실선의 원추 롤러 (310) 를 참조). 그리고, 원심력이나 지그의 가압을 사용하여, 원추 롤러 (310) 의 대직경부를 포켓부 (302) 를 향하여 선회시킴으로써, 원추 롤러 (310) 를 유지기 (301) 의 포켓부 (302) 에 직경 방향 내측에서 직경 방향 외측을 향하여 장입한다 (도 17 중, 일점쇄선의 원추 롤러 (310) 을 참조).
여기서, 발명자들은, 테이퍼각이 커지면, 원추 롤러 (310) 의 중심축 (300P) 을 통과하는 단면과 유지기 (301) 의 소직경 원환부 (303) 의 접촉점 (300A) 으로부터, 원추 롤러 (310) 의 대직경측 정각점 (300B) 까지의 길이 (300Lc) 가 길어지는 것을 알아냈다. 이것에 의하면, 길이 (300Lc) 는, 원추 롤러 (310) 를 포켓부 (302) 에 장입할 때의 선회 반경과 동등하기 때문에, 테이퍼각이 커지면, 원추 롤러 (310) 의 선회 반경 (300Lc) 이 커지고, 포켓부 (302) 의 길이 (300Ld) 보다 커지기 (300Lc ＞ 300Ld) 쉬워져, 원추 롤러 (310) 의 장입이 곤란해져 버린다.
본 발명은, 상기 서술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 테이퍼각이 큰 원추 롤러여도, 유지기의 포켓부에 적절히 장입하는 것이 가능한 원추 롤러 베어링 조립 장치, 및 원추 롤러 베어링 조립 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 상기 목적은, 하기의 구성에 의해 달성된다.
(1) 복수의 포켓부를 갖는 유지기를 재치 (載置) 하는 유지기 재치부와,
복수의 원추 롤러를, 상기 유지기의 포켓부의 직경 방향 내측에 공급하는 원추 롤러 공급부를 구비하는 원추 롤러 베어링 조립 장치로서,
상기 포켓부의 직경 방향 내측에 공급된 상기 원추 롤러의 대직경부를, 직경 방향 내측에서 직경 방향 외측을 향하여 안내하는 내측 지그와,
상기 포켓부의 직경 방향 내측에 공급된 상기 원추 롤러의 소직경부를, 직경 방향 외측에서 직경 방향 내측을 향하여 가압하는 외측 지그를 구비하고,
상기 유지기 재치부는, 상기 유지기와, 그 유지기의 포켓부의 직경 방향 내측에 공급된 상기 원추 롤러를 재치함과 함께, 상기 유지기 및 상기 원추 롤러를 상기 유지기 재치부의 중심축 둘레로 회전 가능하고,
상기 유지기 재치부가 상기 유지기 및 상기 원추 롤러를 상기 중심축 둘레로 회전시킨 상태에서, 상기 내측 지그 및 상기 외측 지그에 의해, 상기 원추 롤러의 소직경부와 상기 유지기의 포켓부의 접촉점을 지지점으로 하여, 상기 원추 롤러의 대직경부를 상기 포켓부를 향하여 선회시킴으로써, 상기 원추 롤러가 상기 포켓부에 장입되는 원추 롤러 베어링 조립 장치.
(2) 상기 외측 지그는, 상기 원추 롤러의 소직경부와 직경 방향으로 대향하도록, 직경 방향으로 연장되는 돌기부를 가짐과 함께, 탄성체로 형성되고,
상기 돌기부는, 상기 포켓부의 직경 방향 외측으로부터, 그 포켓부 내를 통하여, 그 포켓부의 직경 방향 내측으로 연장되고,
상기 유지기 재치부가 상기 유지기 및 상기 원추 롤러를 상기 중심축 둘레로 회전시킨 상태에 있어서, 상기 돌기부는, 상기 원추 롤러의 소직경부와 맞닿아 탄성 변형하면서, 상기 원추 롤러의 소직경부를 직경 방향 외측에서 직경 방향 내측으로 가압하는 (1) 에 기재된 원추 롤러 베어링 조립 장치.
(3) 상기 외측 지그는, 직경 방향으로 이동 가능하고,
상기 포켓부로의 상기 원추 롤러의 장입이 완료 후, 상기 외측 지그를 직경 방향 외측으로 이동시킴으로써, 상기 돌기부를 상기 유지기로부터 퇴피시키는 (2) 에 기재된 원추 롤러 베어링 조립 장치.
(4) 상기 외측 지그는, 상기 원추 롤러의 소직경부와 직경 방향으로 대향하는 안내면을 갖고 있고,
상기 안내면은, 상기 유지기의 외주면을 따른 부분 원추 형상이고,
상기 유지기 재치부가 상기 유지기 및 상기 원추 롤러를 상기 중심축 둘레로 회전시킨 상태에 있어서, 상기 안내면은, 상기 원추 롤러의 소직경부를 직경 방향 외측에서 직경 방향 내측으로 가압하는 (1) 에 기재된 원추 롤러 베어링 조립 장치.
(5) 상기 내측 지그는, 상기 원추 롤러의 대직경부와 직경 방향으로 대향하도록, 상기 유지기 재치부와 동축으로 배치됨과 함께, 대략 원반 형상으로 형성되고,
상기 내측 지그의 외주면에는, 둘레 방향 일방측을 향함에 따라 직경 방향 외측으로 경사지는 캠면이 형성되어 있고,
상기 유지기 재치부가 상기 유지기 및 상기 원추 롤러를 상기 중심축 둘레로 회전시킨 상태에 있어서, 상기 캠면은, 상기 원추 롤러의 대직경부를 직경 방향 내측에서 직경 방향 외측을 향하여 안내하는 (1) ∼ (4) 중 어느 하나에 기재된 원추 롤러 베어링 조립 장치.
(6) 복수의 포켓부를 갖는 유지기를, 유지기 재치부에 재치하는 공정과,
복수의 원추 롤러를 상기 유지기의 포켓부의 직경 방향 내측에 공급하는 공정을 구비하는 원추 롤러 베어링 조립 방법으로서,
상기 포켓부의 직경 방향 내측에 공급된 상기 원추 롤러의 대직경부를, 직경 방향 내측에서 직경 방향 외측을 향하여 안내하는 내측 지그와,
상기 포켓부의 직경 방향 내측에 공급된 상기 원추 롤러의 소직경부를, 직경 방향 외측에서 직경 방향 내측을 향하여 가압하는 외측 지그를 구비하고,
상기 유지기 재치부는, 상기 유지기와, 그 유지기의 포켓부의 직경 방향 내측에 공급된 상기 원추 롤러를 재치함과 함께, 상기 유지기 및 상기 원추 롤러를 상기 유지기 재치부의 중심축 둘레로 회전 가능하고,
상기 유지기 재치부가 상기 유지기 및 상기 원추 롤러를 상기 중심축 둘레로 회전시키는 공정과,
상기 내측 지그 및 상기 외측 지그에 의해, 상기 원추 롤러의 소직경부와 상기 유지기의 포켓부의 접촉점을 지지점으로 하여, 상기 원추 롤러의 대직경부를 상기 포켓부를 향하여 선회시킴으로써, 상기 원추 롤러가 상기 포켓부에 장입되는 공정을 구비하는 원추 롤러 베어링 조립 방법.
원추 롤러의 소직경부와 유지기의 포켓부의 접촉점을 지지점으로 하여, 원추 롤러의 대직경부를 포켓부를 향하여 선회시킴으로써, 원추 롤러를 포켓부에 장입할 때에는, 원추 롤러의 선회 반경 (Lc) 은, 포켓부의 길이 (Ld) 보다 항상 작아지는 기하학적 조건 (Lc ＜ Ld) 이 필요하다.
여기서, 본원발명에 있어서는, 외측 지그가 원추 롤러의 소직경부를 직경 방향 외측에서 직경 방향 내측을 향하여 가압함으로써, 원추 롤러의 소직경부가 직경 방향 내측에 머물고, 원추 롤러의 선회의 지지점이 직경 방향 내측에 머물기 때문에, 원추 롤러의 선회 반경 (Lc) 이 과대해지는 것이 방지된다. 이로써, 테이퍼각이 큰 원추 롤러여도, 유지기의 포켓부에 적절히 장입하는 것이 가능하다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 원추 롤러 베어링 조립 장치를 수평 방향에서 본 도면이다.
도 2 는 도 1 에 있어서의 Ⅱ-Ⅱ 선 화살표도이다.
도 3 은 도 1 에 있어서의 유지기 재치부 주변의 확대 단면도이다.
도 4 는 유지기의 측면도이다.
도 5 의 (a) 는 국좌 (菊座) 의 평면도이고, 도 5 의 (b) 는 국좌의 측면도이다.
도 6 은 원추 롤러가 유지기 재치부에 공급된 직후의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 7 은 원추 롤러가 유지기 재치부에 공급된 직후의 상태를 나타내는 평면도이다.
도 8 은 외측 지그의 부분 사시도이다.
도 9 는 원추 롤러가 포켓부에 장입되는 과정을 나타내는 평면도이다.
도 10 은 원추 롤러가 포켓부에 장입되는 과정을 나타내는 단면도이다.
도 11 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 유지기 재치부 주변의 주요부 확대 단면도이다.
도 12 는 제 2 실시형태에 관련된 유지기 재치부 주변의 주요부 확대 평면도이다.
도 13 은 제 2 실시형태에 관련된 외측 지그의 부분 사시도이다.
도 14 는 특허문헌 1 의 롤러 조립 장치를 나타내는 도면이다.
도 15 는 특허문헌 1 의 유지기를 나타내는 도면이다.
도 16 은 특허문헌 2 의 원추 롤러 베어링의 일부를 나타내는 도면이다.
도 17 은 종래의 원추 롤러 베어링의 포켓부로의 장입 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 관련된 원추 롤러 베어링 조립 장치, 원추 롤러 베어링 조립 방법의 각 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
(제 1 실시형태)
도 1 에는, 제 1 실시형태에 관련된 원추 롤러 베어링 조립 장치 (90) 가 나타내어져 있다. 원추 롤러 베어링 조립 장치 (90) 는, 상방으로부터 충전된 복수의 원추 롤러 (1) 를, 중첩되어 쌓인 상태에서 그 내부의 공공 (20a) 에 스톡하는 튜브 (20) 와, 튜브 (20) 로부터 배출되는 복수의 원추 롤러 (1) 를 하방에 공급하는 원추 롤러 공급부 (30) 와, 원추 롤러 공급부 (30) 로부터 공급된 원추 롤러 (1) 가 장입되는 유지기 (2) 를 회전 가능하게 재치하는 유지기 재치부 (50) 를 구비한다. 튜브 (20) 및 원추 롤러 공급부 (30) 는, 유지기 (2) 에 대해 원추 롤러 (1) 를 공급하는 원추 롤러 공급 장치 (10) 를 구성한다. 또, 원추 롤러 (1) 는, 소직경부가 하방 즉 선두 (하류) 측이 되도록 튜브 (20) 내에 충전된다. 또, 튜브 (20) 의 공공 (20a) 의 직경은, 원추 롤러 (1) 의 대직경측의 직경보다 약간 커지도록 설정된다.
원추 롤러 공급부 (30) 는, 중력 방향 (도 1 중에 있어서의 Z 방향) 과 수직인 X 방향 및 Y 방향으로 연장되는 베이스 (32) 와, 베이스 (32) 의 상면에 재치된 베어링 블록 (34) 과, 베이스 (32) 의 하방의 X 방향 양측에 회전 가능하게 배치되어 Z 방향으로 연장되는 1 쌍의 스크루 (40) 와, 베이스 (32) 의 하면의 X 방향 중앙부에 고정되고, Z 방향으로 연장되는 1 쌍의 가이드 (42) (도 2 참조) 와, 베이스 (32) 의 하면에 볼트 고정된 브래킷 (57) 을 구비한다. 또, 1 쌍의 가이드 (42) 및 브래킷 (57) 의 하부에는, 내측 지그 (58) 가 고정되어 있다.
베이스 (32) 및 베어링 블록 (34) 의 X 방향 중앙부 (도 1 중, 가상 평면 (A) 으로서 나타내지고 있다) 에는, 각각 Z 방향으로 연장되어, 서로 연통하는 관통공 (32a, 34a) 이 형성되어 있다. 튜브 (20) 는 관통공 (32a 및 34a) 에 삽입되고, Z 방향에 대해 평행하게 고정된다. 튜브 (20) 의 Z 방향 길이는, 관통공 (32a 및 34a) 의 Z 방향 길이보다 길어지도록 설정되어 있고, 베어링 블록 (34) 의 상방으로 연장된다.
1 쌍의 스크루 (40) 의 각 회전축은, 베이스 (32) 및 베어링 블록 (34) 을 관통하고, 상단부에 기어 (36) 를 갖는다. 일방의 스크루 (40) 의 회전축에는, 풀리 (38) 가 장착되어 있다. 풀리 (38) 는, 타이밍 벨트를 통하여 서보 모터 (도시하지 않음) 에 의해 구동 가능하게 구성되어 있다. 각 회전축에 형성된 기어 (36) 는, 도시하지 않는 기어에 의해 연결되고, 1 쌍의 스크루 (40) 를 서로 반대 방향으로 회전시킨다.
1 쌍의 스크루 (40) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, X 방향에 있어서 서로 약간 이간되어 배치된다. 또, 스크루 (40) 에는, 그 직경 방향 측면 (40a) 으로부터 직경 방향으로 돌출되는 나선상의 돌기 (40b) 가 형성되어 있고, 나선상의 홈 (40c) 을 구성하고 있다. 그리고, 가상 평면 (A) 에 대해 선 대칭이 되도록 구성된 1 쌍의 스크루 (40) 는, 일방 (도 2 중, 우측의 스크루 (40)) 를 반시계 방향, 타방 (도 2 중, 좌측의 스크루 (40)) 을 시계 방향으로 하여, 서로 역방향의 화살표 (B) 방향 (도 2 참조) 으로 회전시킴으로써, 나선상의 홈 (40c) 이 원추 롤러 (1) 를 가상 평면 (A) 을 따라 Z 방향 하방으로 반송하도록 형성된다.
1 쌍의 가이드 (42) 는, 1 쌍의 스크루 (40) 의 직경 방향 측면 (40a) 과 대향하도록 서로 Y 방향으로 대향하여 배치됨과 함께, 1 쌍의 스크루 (40) 의 돌기 (40b) 와 간섭하지 않는 테이퍼상으로 형성되어 있다. 그리고, 1 쌍의 가이드 (42) 는, 1 쌍의 스크루 (40) 의 나선상의 돌기 (40b) 와 함께 원추 롤러 (1) 를 끼워넣고, 원추 롤러 (1) 가 나선상의 돌기 (40b) 로부터 낙하하는 것을 방지하고 있다. 따라서, 1 쌍의 가이드 (42) 는, 1 쌍의 스크루 (40) 의 중심 (O') 을 연결하는 가상 선분 (도 2 중, 파선으로 나타내어져 있다) 에 관하여 대칭으로 배치되고, 원추 롤러 (1) 의 중심 (O) 이 1 쌍의 스크루 (40) 의 중심 (O') 을 연결하는 가상 선분의 대략 중간점 상에 위치하도록, 원추 롤러 (1) 의 외주면을 안내한다.
도 3 도 참조하면, 유지기 재치부 (50) 는, Z 방향으로 연장되는 대략 원통상의 기대 (基臺) (51) 와, 기대 (51) 의 내주면에 복수의 베어링 (59) 을 통하여 회전 가능하게 지지되고, Z 방향으로 연장되어 상단에 플랜지부 (52a) 를 갖는 축 (52) 과, 플랜지부 (52a) 의 외주면에 고정되어 플랜지부 (52a) 의 상방으로 연장되는 대략 원통상의 하형 (54) 과, 플랜지부 (52a) 의 상면 및 하형 (54) 의 내주면에 맞닿도록 고정되고, 외주면 (56a) 에 유지기 (2) 를 오측으로부터 끼워 고정시키는 대략 원반 형상의 지그 시트 (56) 와, 지그 시트 (56) 의 상면에 동축으로 고정된 국좌 (55) 를 갖는다.
여기서, 베이스 (32) 나, 1 쌍의 스크루 (40), 1 쌍의 가이드 (42), 내측 지그 (58) 등으로 이루어지는 원추 롤러 공급 장치 (10) 와, 국좌 (55) 등으로 이루어지는 유지기 재치부 (50) 는 도시되지 않은 구동 기구에 의해 상하 방향으로 상대 이동시키는 것이 가능하다. 그리고, 원추 롤러 공급 장치 (10) 와 유지기 재치부 (50) 가 가장 근접한 경우여도, 국좌 (55) 의 상면과 내측 지그 (58) 의 하면은 간극을 개재하여 대향하도록 설정되어 있다.
여기서, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 유지기 (2) 는, 소직경 원환부 (3) 와, 대직경 원환부 (4) 와, 소직경 원환부 (3) 및 대직경 원환부 (4) 를 둘레 방향으로 소정 간격으로 연결하는 복수의 기둥부 (5) 와, 이들 소직경 원환부 (3) 와 대직경 원환부 (4) 와 기둥부 (5) 사이에 구획되는 복수의 포켓부 (6) 를 갖는다. 그리고, 유지기 (2) 는, 대직경 원환부 (4) 가 상방이 되도록, 소직경 원환부 (3) 의 내주면이, 지그 시트 (56) 의 외주면 (56a) 의 상단에 외측으로부터 끼워진다.
국좌 (55) 는, 지그 시트 (56) 의 상면에 동축으로 고정되고, 대략 원반 형상으로 형성되어 있다. 도 5 도 참조하면, 국좌 (55) 의 외주면에는, 유지기 (2) 의 복수의 포켓부 (6) 와 직경 방향으로 대향하고 (Z 방향으로 오버랩되고), 또한 복수의 포켓부 (6) 와 동일 수의 국좌 포켓부 (55a) 가 오목하게 형성되어 있다. 그리고, 원추 롤러 공급부 (30) 로부터 포켓부 (6) 의 직경 방향 내측으로 잘라내어진 원추 롤러 (1) 는, 절출 피치 원 직경 (PCD) (도 5 및 도 6 참조) 상에 있어서, 국좌 포켓부 (55a) 에 수용되어 위치 결정된다.
도 3 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 내측 지그 (58) 는, 국좌 (55) 와 동축으로 배치되어 있고, 국좌 (55) 의 상방에 있어서, 원추 롤러 공급부 (30) 로부터 공급된 원추 롤러 (1) 의 대직경부와 직경 방향으로 대향하고 있다. 또, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 내측 지그 (58) 는, 대략 원반 형상으로 형성되고, 브래킷 (57) 에 고정되어 있다.
도 6 및 도 7 에 나타내는 바와 같이, 내측 지그 (58) 의 외주면 (58c) 은, 그 외경이 원추 롤러 (1) 의 절출 피치 원 직경 (PCD) 보다 약간 작게 설정되어 있음과 함께, 상방을 향함에 따라 직경 방향 외측으로 경사지는 원추면으로 되어 있다. 또, 내측 지그 (58) 의 외주면 (58c) 에는 절결 (58a) 이 형성되어 있다.
절결 (58a) 은, 상방의 원추 롤러 공급부 (30) 로부터 공급되는 원추 롤러 (1) 가, 지그 시트 (56) 의 상면에 있어서 국좌 (55) 의 국좌 포켓부 (55a) 내로 낙하 가능해지도록 형성된다. 도 7 에 있어서, 원추 롤러 (1) 가 원추 롤러 공급부 (30) 로부터 잘라내지는 위치에 있어서의, 포켓부 (6) 및 국좌 포켓부 (55a) 의 둘레 방향 중간부를 연결한 가상 평면을 D 로 나타내고 있다. 절결 (58a) 은, 가상 평면 (D) 상에 있어서, 가장 직경 방향 내측에 위치하도록 오목하게 형성되어 있다. 또, 절결 (58a) 은, 둘레 방향 일방측 (도 7 중, 반시계 방향측) 을 향함에 따라 직경 방향 외측으로 경사지는 캠면 (58b) 을 갖고 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 절결 (58a) 의 둘레 방향 폭은, 유지기 (2) 의 인접하는 기둥부 (5) 간의 둘레 방향 거리의 약 2 배로 설정되어 있다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 축 (52) 은, 그 하단에 연결된 서보 모터 (도시하지 않음) 에 의해 Z 축에 평행한 중심축 (C) 둘레로 회전 가능하게 되어 있고, 축 (52) 의 회전에 수반하여 하형 (54), 지그 시트 (56), 국좌 (55), 유지기 (2), 및 원추 롤러 공급부 (30) 로부터 공급된 원추 롤러 (1) 도 일체로 회전한다. 한편, 내측 지그 (58) 는, 상기 서술한 바와 같이 브래킷 (57) 에 고정되어 있으므로, 축 (52) 이 회전할 때에도 회전하지 않는다. 또, 후술하는 외측 지그 (60) 에 대해서도, 축 (52) 등과는 이간되어 배치되어 있으므로, 축 (52) 이 회전할 때에도 회전하지 않는다.
또, 본 실시형태의 원추 롤러 베어링 조립 장치 (90) 는, 도 6 ∼ 8 에 나타내는 바와 같이, 원추 롤러 공급부 (30) 로부터 공급된 원추 롤러 (1) 보다 직경 방향 외측에 배치된 외측 지그 (60) 를 갖는다. 외측 지그 (60) 는, 가상 평면 (D) 과 수직으로 연장되는 봉상부 (61) 와, 봉상부 (61) 의 선단부로부터 직경 방향 내측으로 만곡한 돌기부 (63) 를 갖는다. 또, 외측 지그 (60) 는, 스프링강 등으로 이루어지는 탄성체이다.
돌기부 (63) 는, 원추 롤러 (1) 의 소직경부와 직경 방향으로 대향하도록, 포켓부 (6) 의 직경 방향 외측으로부터, 당해 포켓부 (6) 내를 통하여, 당해 포켓부 (6) 의 직경 방향 내측까지 연장되어 있다. 여기서, 돌기부 (63) 의 정점은, 가상 평면 (D) 보다 둘레 방향 일방측으로 거리 (G) 만큼 어긋나 배치되어 있고, 원추 롤러 (1) 가 원추 롤러 공급부 (30) 로부터 잘라내어지는 위치에 있어서, 원추 롤러 (1) 가 수용되는 공간을 확보하고 있다.
또한, 외측 지그 (60) 는, 적어도 직경 방향으로 이동 가능하여, 돌기부 (63) 를 원추 롤러 (1) 가나 유지기 (2) 에 대해 근접·퇴피시키는 것이 가능하다.
여기서, 본 실시형태에 있어서의 원추 롤러의 조립 방법에 대해 설명한다.
먼저, 소직경부를 선두측 (하방) 에 갖춘 원추 롤러 (1) 를, 튜브 (20) 의 공공 (20a) 내에 충전한다. 튜브 (20) 의 공공 (20a) 내에 충전된 원추 롤러 (1) 는, 베어링 블록 (34) 의 관통공 (34a) 및 베이스 (32) 의 관통공 (32a) 을 통과하고, 1 쌍의 스크루 (40) 및 가이드 (42) 의 입구까지 이동한다.
이어서, 원추 롤러 (1) 는, 그 하면이 1 쌍의 스크루 (40) 의 각 돌기 (40b) 에 지지됨과 함께, 외주면이 1 쌍의 스크루 (40) 의 홈 (40c) 과 1 쌍의 가이드 (42) 에 끼워짐으로써, 자세가 적절히 유지된다.
튜브 (20) 로부터 연속적으로 배출되는 복수의 원추 롤러 (1) 는, 1 쌍의 스크루 (40) 를 회전시킴으로써, 1 쌍의 스크루 (40) 의 홈 (40c) 과 가이드 (42) 에 의해 각각 1 개씩 상류 및 하류 방향으로 잘라 나뉘면서, 하방으로 반송되고, 스크루 (40) 의 최하단으로부터 매우 정확한 시간 간격으로, 순차적으로 1 개씩 자유 낙하된다.
여기서, 유지기 (2), 축 (52), 하형 (54), 국좌 (55), 및 지그 시트 (56) 는, 스크루 (40) 가 1 회전할 때, 유지기 (2) 가 서로 이웃하는 포켓부 (6) 의 간격에 상당하는 각도 (포켓부 피치) 만큼, 중심축 (C) (도 3 참조) 둘레로 회전하도록, 스크루 (40) 의 회전과 동기가 취해지고 있다. 따라서, 도 6 및 도 7 에 나타내는 바와 같이, 스크루 (40) 로부터 자유 낙하한 원추 롤러 (1) 는, 절출 피치 원 직경 (PCD) 상에 있어서, 지그 시트 (56) 의 상면 및 국좌 포켓부 (55a) 에 수용된다. 또한, 스크루 (40) 와 유지기 (2) 등의 회전은 독립적으로 제어해도 되고, 예를 들어, 스크루 (40) 가 1 회전하고 정지한 후, 유지기 (2) 등을 포켓부 피치만큼 중심축 (C) 둘레로 회전시키도록 해도 된다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 지그 시트 (56) 의 상면 및 국좌 포켓부 (55a) 에 수용된 원추 롤러 (1) 는, 다음의 원추 롤러 (1) 가 잘라내어지는 타이밍까지, 유지기 (2) 등과 함께 포켓부 피치만큼 중심축 (C) 둘레로 회전한다. 이 때, 도 10 에 화살표로 나타낸 바와 같이, 외측 지그 (60) 의 돌기부 (63) 는, 원추 롤러 (1) 의 소직경부와 맞닿아 탄성 변형하면서, 원추 롤러 (1) 의 소직경부를 직경 방향 외측에서 직경 방향 내측으로 가압한다. 또, 내측 지그 (58) 의 캠면 (58b) 은, 당해 캠면 (58b) 의 형상을 따라, 원추 롤러 (1) 의 대직경부를 직경 방향 내측에서 직경 방향 외측을 향하여 안내한다.
이와 같이, 유지기 (2) 및 원추 롤러 (1) 를 중심축 (C) 둘레로 회전시킨 상태에서, 내측 지그 (58) 및 외측 지그 (60) 에 의해, 원추 롤러 (1) 의 소직경부와 유지기 (2) 의 포켓부 (6) (소직경 원환부 (3)) 의 접촉점 (E) 을 지지점으로 하여, 원추 롤러 (1) 의 대직경부를 포켓부 (6) 를 향하여 선회 반경 (Lc) 으로 선회시킴으로써, 원추 롤러 (1) 는 포켓부 (6) 에 장입된다 (도 10 중, 점선으로 나타낸 원추 롤러 (1) 를 참조). 또한, 원추 롤러 (1) 의 선회 반경 (Lc) 은, 상기한 접촉점 (E) 과 원추 롤러 (1) 의 대직경측 정각점 (F) 의 길이와 동등하다.
여기서, 원추 롤러 (1) 를 포켓부 (6) 에 장입할 때에는, 원추 롤러 (1) 의 선회 반경 (Lc) 은, 포켓부 (6) 의 길이 (Ld) 보다 항상 작아지는 기하학적 조건 (Lc ＜ Ld) 이 필요하다. 그래서, 특히 본 실시형태에서는, 외측 지그 (60) 의 돌기부 (63) 의 위치를, 상기 서술한 기하학적 조건 (Lc ＜ Ld) 을 만족하도록 설정하고 있다. 따라서, 원추 롤러 (1) 의 소직경부가 직경 방향 내측에 머물고, 원추 롤러 (1) 의 선회의 지지점 (접촉점 (E)) 이 직경 방향 내측에 머물기 때문에, 원추 롤러 (1) 의 선회 반경 (Lc) 이 과대해지는 것이 방지된다. 이로써, 테이퍼각이 큰 원추 롤러 (1) 여도, 유지기 (2) 의 포켓부 (6) 에 적절히 장입하는 것이 가능하다.
여기서, 내측 지그 (58) 의 외주면 (58c) 의 외경은, 원추 롤러 (1) 가 포켓부 (6) 에 장입된 상태에 있어서, 원추 롤러 (1) 의 외주면 (1a) 의 내경보다 약간 작아지도록 설정되어 있고, 이들 내측 지그 (58) 의 외주면 (58c) 과 원추 롤러의 외주면 (1a) 은 근소한 간극을 개재하여 대향한다. 따라서, 원추 롤러 (1) 가 포켓부 (6) 에 장입된 후, 유지기 (2) 의 회전에 의해 원추 롤러 (1) 가 포켓부 (6) 로부터 튀어나오는 것이, 내측 지그 (58) 의 외주면 (58c) 에 의해 방지된다.
그리고, 유지기 (2) 의 모든 포켓부 (6) 로의 원추 롤러 (1) 의 장입이 완료된 후, 도시하지 않은 가동 기구에 의해, 원추 롤러 공급 장치 (10) 와 유지기 재치부 (50) 를 이간시킴과 함께, 외측 지그 (60) 를 직경 방향 외측으로 이동시킴으로써, 돌기부 (63) 를 유지기 (2) 로부터 퇴피시킨다. 또한, 유지기 (2) 를 유지기 재치부 (50) 로부터 떼어내고, 유지기 (2) 의 내주측으로부터 공지된 방법에 의해 내륜 (도시하지 않음) 을 장착한다. 그리고, 이들 원추 롤러 (1), 유지기 (2), 및 내륜을 일체로 하여 다음 공정으로 넘긴다 (조립 완료).
이상, 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 원추 롤러 베어링 조립 장치 (90) 에 의하면, 외측 지그 (60) 가 원추 롤러 (1) 의 소직경부를 직경 방향 외측에서 직경 방향 내측을 향하여 가압함으로써, 원추 롤러 (1) 의 소직경부가 직경 방향 내측에 머물고, 원추 롤러 (1) 의 선회의 지지점 (접촉점 (E)) 이 직경 방향 내측에 머물기 때문에, 원추 롤러의 선회 반경 (Lc) 이 과대해지는 것이 방지된다. 이로써, 테이퍼각이 큰 원추 롤러 (1) 여도, 유지기 (2) 의 포켓부 (6) 에 적절히 장입하는 것이 가능하다.
(제 2 실시형태)
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 원추 롤러 베어링 조립 장치에 대해 설명한다. 본 실시형태의 원추 롤러 베어링 조립 장치는, 제 1 실시형태와 비교하여 외측 지그 (60) 의 구성이 상이하다.
도 11 ∼ 도 13 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 외측 지그 (60) 에 있어서는, 봉상부 (61) 의 선단으로부터 직경 방향 내측을 향하는 볼록부 (65) 가 형성되어 있다. 볼록부 (65) 는, 원추 롤러 (1) 의 소직경부와 직경 방향으로 대향하는 안내면 (65a) 을 갖고 있고, 이 안내면 (65a) 은, 유지기 (2) 보다 직경 방향 외측에 위치하고, 또한 유지기 (2) 의 외주면을 따른 부분 원추 형상으로 되어 있다.
이와 같이 구성한 경우여도, 유지기 (2) 및 원추 롤러 (1) 를 중심축 (C) 둘레로 회전시킨 상태에 있어서, 외측 지그 (60) 의 볼록부 (65) 의 안내면 (65a) 이 원추 롤러 (1) 의 소직경부를 직경 방향 외측에서 직경 방향 내측을 향하여 가압하므로, 원추 롤러 (1) 의 소직경부가 직경 방향 내측에 머물고, 원추 롤러 (1) 의 선회의 지지점이 직경 방향 내측에 머문다. 이로써, 원추 롤러의 선회 반경 (Lc) 이 과대해지는 것이 방지되고, 테이퍼각이 큰 원추 롤러 (1) 여도, 유지기 (2) 의 포켓부 (6) 에 적절히 장입하는 것이 가능하다.
특히, 본 실시형태의 외측 지그 (60) 는, 제 1 실시형태와 같이, 스프링강으로 이루어지는 외측 지그 (60) 에서는 원추 롤러 (1) 를 가압하는 힘이 부족한 경우에 바람직하다. 또한, 본 실시형태의 외측 지그 (60) 는, 유지기 (2) 의 외주면을 따른 형상을 갖는 안내면 (65a) 에 의해 원추 롤러 (1) 를 가압하므로, 탄성 변형시킬 필요는 없다.
또한, 본 발명은, 상기 서술한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 적절히 변형, 개량 등이 가능하다.
본 출원은, 2013년 9월 9일 출원의 일본 특허출원 2013-186456호에 기초하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다.
1 : 원추 롤러
1a : 외주면
2 : 유지기
3 : 소직경 원환부
4 : 대직경 원환부
5 : 기둥부
6 : 포켓부
10 : 원추 롤러 공급 장치
30 : 원추 롤러 공급부
50 : 유지기 재치부
51 : 기대
52 : 축
52a : 플랜지부
54 : 하형
55 : 국좌
55a : 국좌 포켓부
56 : 지그 시트
56a : 외주면
57 : 브래킷
58 : 내측 지그
58a : 절결부
58b : 캠면
58c : 외주면
59 : 베어링
60 : 외측 지그
61 : 봉상부
63 : 돌기부
65 : 볼록부
65a : 안내면
90 : 원추 롤러 베어링 조립 장치

Claims (6)

  1. 복수의 포켓부를 갖는 유지기를 재치하는 유지기 재치부와,
    복수의 원추 롤러를, 상기 유지기의 포켓부의 직경 방향 내측에 공급하는 원추 롤러 공급부를 구비하는 원추 롤러 베어링 조립 장치로서,
    상기 포켓부의 직경 방향 내측에 공급된 상기 원추 롤러의 대직경부를, 직경 방향 내측에서 직경 방향 외측을 향하여 안내하는 내측 지그와,
    상기 포켓부의 직경 방향 내측에 공급된 상기 원추 롤러의 소직경부를, 직경 방향 외측에서 직경 방향 내측을 향하여 가압하는 외측 지그를 구비하고,
    상기 유지기 재치부는, 상기 유지기와, 그 유지기의 포켓부의 직경 방향 내측에 공급된 상기 원추 롤러를 재치함과 함께, 상기 유지기 및 상기 원추 롤러를 상기 유지기 재치부의 중심축 둘레로 회전 가능하고,
    상기 유지기 재치부가 상기 유지기 및 상기 원추 롤러를 상기 중심축 둘레로 회전시킨 상태에서, 상기 내측 지그 및 상기 외측 지그에 의해, 상기 원추 롤러의 소직경부와 상기 유지기의 포켓부의 접촉점을 지지점으로 하여, 상기 원추 롤러의 대직경부를 상기 포켓부를 향하여 선회시킴으로써, 상기 원추 롤러가 상기 포켓부에 장입되는 원추 롤러 베어링 조립 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측 지그는, 상기 원추 롤러의 소직경부와 직경 방향으로 대향하도록, 직경 방향으로 연장되는 돌기부를 가짐과 함께, 탄성체로 형성되고,
    상기 돌기부는, 상기 포켓부의 직경 방향 외측으로부터, 그 포켓부 내를 통하여, 그 포켓부의 직경 방향 내측으로 연장되고,
    상기 유지기 재치부가 상기 유지기 및 상기 원추 롤러를 상기 중심축 둘레로 회전시킨 상태에 있어서, 상기 돌기부는, 상기 원추 롤러의 소직경부와 맞닿아 탄성 변형하면서, 상기 원추 롤러의 소직경부를 직경 방향 외측에서 직경 방향 내측으로 가압하는 원추 롤러 베어링 조립 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 외측 지그는, 직경 방향으로 이동 가능하고,
    상기 포켓부로의 상기 원추 롤러의 장입이 완료 후, 상기 외측 지그를 직경 방향 외측으로 이동시킴으로써, 상기 돌기부를 상기 유지기로부터 퇴피시키는 원추 롤러 베어링 조립 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측 지그는, 상기 원추 롤러의 소직경부와 직경 방향으로 대향하는 안내면을 갖고 있고,
    상기 안내면은, 상기 유지기의 외주면을 따른 부분 원추 형상이고,
    상기 유지기 재치부가 상기 유지기 및 상기 원추 롤러를 상기 중심축 둘레로 회전시킨 상태에 있어서, 상기 안내면은, 상기 원추 롤러의 소직경부를 직경 방향 외측에서 직경 방향 내측으로 가압하는 원추 롤러 베어링 조립 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내측 지그는, 상기 원추 롤러의 대직경부와 직경 방향으로 대향하도록, 상기 유지기 재치부와 동축으로 배치됨과 함께, 대략 원반 형상으로 형성되고,
    상기 내측 지그의 외주면에는, 둘레 방향 일방측을 향함에 따라 직경 방향 외측으로 경사지는 캠면이 형성되어 있고,
    상기 유지기 재치부가 상기 유지기 및 상기 원추 롤러를 상기 중심축 둘레로 회전시킨 상태에 있어서, 상기 캠면은, 상기 원추 롤러의 대직경부를 직경 방향 내측에서 직경 방향 외측을 향하여 안내하는 원추 롤러 베어링 조립 장치.
  6. 복수의 포켓부를 갖는 유지기를, 유지기 재치부에 재치하는 공정과,
    복수의 원추 롤러를 상기 유지기의 포켓부의 직경 방향 내측에 공급하는 공정을 구비하는 원추 롤러 베어링 조립 방법으로서,
    상기 포켓부의 직경 방향 내측에 공급된 상기 원추 롤러의 대직경부를, 직경 방향 내측에서 직경 방향 외측을 향하여 안내하는 내측 지그와,
    상기 포켓부의 직경 방향 내측에 공급된 상기 원추 롤러의 소직경부를, 직경 방향 외측에서 직경 방향 내측을 향하여 가압하는 외측 지그를 구비하고,
    상기 유지기 재치부는, 상기 유지기와 그 유지기의 포켓부의 직경 방향 내측에 공급된 상기 원추 롤러를 재치함과 함께, 상기 유지기 및 상기 원추 롤러를 상기 유지기 재치부의 중심축 둘레로 회전 가능하고,
    상기 유지기 재치부가 상기 유지기 및 상기 원추 롤러를 상기 중심축 둘레로 회전시키는 공정과,
    상기 내측 지그 및 상기 외측 지그에 의해, 상기 원추 롤러의 소직경부와 상기 유지기의 포켓부의 접촉점을 지지점으로 하여, 상기 원추 롤러의 대직경부를 상기 포켓부를 향하여 선회시킴으로써, 상기 원추 롤러가 상기 포켓부에 장입되는 공정을 구비하는 원추 롤러 베어링 조립 방법.
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