特許 5882097 転がり軸受装置の製造装置および転がり軸受装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5882097

(24)【登録日】2016年2月12日

(45)【発行日】2016年3月9日

(54)【発明の名称】転がり軸受装置の製造装置および転がり軸受装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23P 21/00 20060101AFI20160225BHJP

   F16C 19/16 20060101ALI20160225BHJP

   F16C 25/06 20060101ALI20160225BHJP

   B23P 19/02 20060101ALI20160225BHJP

   G01M 13/04 20060101ALI20160225BHJP

【ＦＩ】

   B23P21/00 306A

   F16C19/16

   F16C25/06

   B23P19/02 B

   G01M13/04

【請求項の数】13

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-68017(P2012-68017)

(22)【出願日】2012年3月23日

(65)【公開番号】特開2013-198949(P2013-198949A)

(43)【公開日】2013年10月3日

【審査請求日】2015年1月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002325

【氏名又は名称】セイコーインスツル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100154863

【弁理士】

【氏名又は名称】久原 健太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100142837

【弁理士】

【氏名又は名称】内野 則彰

(74)【代理人】

【識別番号】100123685

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 信行

(72)【発明者】

【氏名】小坂 貴之

【審査官】 谷治 和文

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０５６５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１５４７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３１７８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０７６６４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｐ ２１／００

Ｂ２３Ｐ １９／０２

Ｆ１６Ｃ １９／１６

Ｆ１６Ｃ ２５／０６

Ｇ０１Ｍ １３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

同軸に配置された相対回転可能な内輪と外輪を有して軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受と、該２つの転がり軸受の各前記外輪に圧入状態で嵌合された軸部材とを備える転がり軸受装置組立体の前記軸部材を軸回りに回転させる回転駆動部と、
前記２つの転がり軸受の前記外輪どうしを軸方向に近接させる方向に押込み、これらの外輪を位置決めする押込み部と、
前記軸部材の回転により前記内輪に対して前記外輪が回転させられる際に該外輪から該内輪に伝達されるトルクを測定するトルク測定部と、
該トルク測定部により測定されるトルクが所定の許容範囲内で略一定になるように、前記押込み部を制御する制御部と備える転がり軸受装置の製造装置。

【請求項2】

前記軸部材を支持し、前記回転駆動部により前記軸回りに回転可能な支持部と、
該支持部と前記軸部材との滑りを抑制する滑り抑制部とを備える請求項１に記載の転がり軸受装置の製造装置。

【請求項3】

前記押込み部が、前記内輪を押込みながら該内輪と共に前記軸回りに回転可能に設けられている請求項２に記載の転がり軸受装置の製造装置。

【請求項4】

前記押込み部が、前記外輪を押込みながら該外輪と共に前記軸回りに回転可能に設けられている請求項２に記載の転がり軸受装置の製造装置。

【請求項5】

前記支持部の前記軸回りの回転と前記押込み部の前記軸回りの回転とを同期させる回転伝達機構を備える請求項３または請求項４に記載の転がり軸受装置の製造装置。

【請求項6】

前記支持部に対して前記軸部材を前記軸方向に押し付ける押付部を備える請求項２から請求項５のいずれかに記載の転がり軸受装置の製造装置。

【請求項7】

所定の第１変位量で前記押込み部を前記軸方向に進退させる第１駆動部と、
該第１駆動部の前記第１変位量よりも大きく総変位量よりも小さい第２変位量で、前記第１駆動部または前記支持部を前記軸方向に進退可能な第２駆動部とを備える請求項１から請求項６のいずれかに記載の転がり軸受装置の製造装置。

【請求項8】

前記トルク測定部が、前記転がり軸受に対して接触可能および退避可能に設けられている請求項１から請求項７のいずれかに記載の転がり軸受装置の製造装置。

【請求項9】

前記押込み部と前記内輪もしくは前記外輪との接触を検出可能な検出部を備え、
前記制御部が、前記検出部により前記押込み部と前記内輪もしくは前記外輪との接触が検出されるまで前記第２駆動部を駆動させ、前記検出部により前記押込み部と前記内輪との接触が検出された場合に前記第１駆動部を駆動させる請求項７または請求項８に記載の転がり軸受装置の製造装置。

【請求項10】

前記第１駆動部と前記検出部とが共通の圧電素子からなり、
該圧電素子により前記押込み部を進退させる動作と該圧電素子により前記押込み部と前記内輪もしくは前記外輪との接触を検出する動作とを切替える切替え回路を備える請求項９に記載の転がり軸受装置の製造装置。

【請求項11】

前記第２駆動部が、前記転がり軸受に予圧がかからない範囲で前記第１駆動部または前記支持部を軸方向に進退させて、前記押込み部とともに前記内輪を軸方向に押し込む請求項７または請求項８に記載の転がり軸受装置の製造装置。

【請求項12】

軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受の内輪に軸部材が嵌合状態で圧入された転がり軸受組立体の外輪に対して、前記外輪を回転させる回転工程と、
該回転工程により前記内輪に対して前記外輪が回転させられている前記２つの転がり軸受の前記外輪どうしを軸方向に近接させる方向に押し込む押込み工程と、
該押込み工程により前記外輪が押込まれながら前記内輪に対して回転する際に、該外輪から該内輪に伝達されるトルクを測定するトルク測定工程とを含み、
前記押込み工程が、前記トルク測定工程により測定されるトルクが所定の許容範囲内で略一定になった状態で、前記外輪の押込みを終了する転がり軸受装置の製造方法。

【請求項13】

前記外輪と押込み部との接触を検出する検出工程と、
該検出工程により前記外輪と押込み部との接触を検出されるまで、前記外輪に近接する方向に前記押込み部を移動させる接触工程とを含み、
前記押込み工程が、前記検出工程により前記外輪と前記押込み部との接触が検出されたら、該押込み部により前記内輪を押込む請求項１２に記載の転がり軸受装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、転がり軸受装置の製造装置および転がり軸受装置の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、磁気記録装置（ＨＤＤ）等に用いられる転がり軸受装置を製造する製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の転がり軸受装置の製造方法は、内輪とシャフト（軸）とを圧入により固定する転がり軸受装置に対し、共振周波数を測定しながらシャフトに内輪を押込み、共振周波数が一定になるように予圧をかけるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−２３９９５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の製造方法のように、転がり軸受装置に共振周波数が一定になるように予圧をかけた場合、共振周波数は一定になるものの、転がり軸受のラジアルプレイやレースウェイの曲率の個体差により、トルクにばらつきが発生するという問題がある。

【0005】

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、トルクのばらつきを低減した転がり軸受装置を製造する製造装置および製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、同軸に配置された相対回転可能な内輪と外輪を有して軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受と、該２つの転がり軸受の各前記内輪に圧入状態で嵌合された軸部材とを備える転がり軸受装置組立体の前記軸部材を軸回りに回転させる回転駆動部と、前記２つの転がり軸受の前記外輪どうしを軸方向に近接させる方向に押込み、これらの外輪を位置決めする押込み部と、前記軸部材の回転により前記内輪に対して前記外輪が回転させられる際に該外輪から該内輪に伝達されるトルクを測定するトルク測定部と、該トルク測定部により測定されるトルクが所定の許容範囲内で略一定になるように、前記押込み部を制御する制御部と備える転がり軸受装置の製造装置を提供する。

【0007】

本発明によれば、押込み部により、転がり軸受装置組立体の外輪どうしが軸方向に近接する方向に押込まれて位置決めされることで、転がり軸受に予圧をかけた状態で外輪と軸部材とが圧入固定された転がり軸受装置が製造される。

【0008】

この場合において、回転駆動部により、軸部材が軸回りに回転させられると、軸部材に圧入された外輪が内輪に対して軸回りに回転し、外輪から内輪にトルクが伝達される。したがって、押込み部により転がり軸受に予圧をかけながら、内輪に対して外輪が回転させられる際に内輪から外輪に伝達されるトルクをトルク測定部により測定し、そのトルクが所定の許容範囲内で略一定になるように、制御部により押込み部を制御することで、トルクのばらつきを低減した転がり軸受装置を製造することができる。

【0009】

上記発明においては、前記軸部材を支持し、前記回転駆動部により前記軸回りに回転可能な支持部と、該支持部と前記軸部材との滑りを抑制する滑り抑制部とを備えることとしてもよい。

【0010】

このように構成することで、支持部により支持された軸部材が、滑り抑制部により支持部との滑りを抑制された状態で回転駆動部により支持部と共に軸回りに回転させられる。したがって、回転駆動部により決められる一定の回転数で軸部材を回転させることができる。これにより、滑りによって軸部材の回転数が変動して外輪から内輪に伝達されるトルクが変化するのを防ぎ、トルク測定部により正確なトルクを測定することができる。

【0011】

また、上記発明においては、前記押込み部が、前記外輪を押込みながら該外輪と共に前記軸回りに回転可能に設けられていることとしてもよい。
このように構成することで、押込み部を支持部および軸部材と同期して回転させることができる。したがって、押込み部と内輪との間の滑りによる、外輪から内輪に伝達されるトルクの変動を抑制し、トルク測定部により正確なトルクを測定することができる。

【0012】

また、上記発明においては、前記支持部の前記軸回りの回転と前記押込み部の前記軸回りの回転とを同期させる回転伝達機構を備えることとしてもよい。
このように構成することで、押込み部と内輪との間の滑りを抑制することができる。

【0013】

また、上記発明においては、前記支持部に対して前記軸部材を前記軸方向に押し付ける押付部を備えることとしてもよい。
このように構成することで、押込み部により外輪を押込んでいない状態や押込み部と外輪との間の圧力が低い状態でも、押付部により、転がり軸受装置組立体の軸部材を支持部に押し付けて、軸部材と支持部との間の滑りを防止することができる。したがって、滑りによって軸部材の回転数が変動して外輪から内輪に伝達されるトルクが低下するのを防ぐことができる。これにより、正確なトルクを測定して、予圧のかけ過ぎを防止することができる。

【0014】

また、上記発明においては、所定の第１変位量で前記押込み部を前記軸方向に進退させる第１駆動部と、該第１駆動部の前記第１変位量よりも大きく総変位量よりも小さい第２変位量で、前記第１駆動部または前記支持部を前記軸方向に進退可能な第２駆動部とを備えることとしてもよい。

【0015】

このように構成することで、第１駆動部の駆動だけでは押込み部による外輪の押込み量が足りない場合に、第２駆動部により押込み部に対して近接する方向に第１駆動部を移動させた状態で、第１駆動部を再度駆動させて押込み部により外輪を押込むことで、所望のトルクを満たすように転がり軸受に予圧をかけることができる。

【0016】

また、上記発明においては、前記トルク測定部が、前記転がり軸受に対して接触可能および退避可能に設けられていることとしてもよい。
このように構成することで、転がり軸受装置組立体に予圧をかけた後、転がり軸受からトルク測定部を離間させた状態で押込み部による外輪の押込みを開放することにより、トルク測定部に過剰な負荷をかけることなく転がり軸受装置を取り出すことができる。これにより、トルク測定部が破損するのを防止するとともに、トルク測定部を校正し直す手間を省くことができる。

【0017】

また、上記発明においては、前記押込み部と前記外輪との接触を検出可能な検出部を備え、前記制御部が、前記検出部により前記押込み部と前記外輪との接触が検出されるまで前記第２駆動部を駆動させ、前記検出部により前記押込み部と前記内輪との接触が検出された場合に前記第１駆動部を駆動させることとしてもよい。
このように構成することで、制御部により第１駆動部と第２駆動部とを効率的に切り替えて、転がり軸受に予圧をかける時間を短縮することができる。

【0018】

また、上記発明においては、前記第１駆動部と前記検出部とが共通の圧電素子からなり、該圧電素子により前記押込み部を進退させる動作と該圧電素子により前記押込み部と前記外輪との接触を検出する動作とを切替える切替え回路を備えることとしてもよい。
このように構成することで、第１駆動部と検出部を共通にする分だけ装置を安価にすることができる。また、第１駆動部と検出部とを別部材にする場合と比較して、外輪を押込む際の押込み力による装置側の変形を防ぎ、外輪を精度よく押込むことができる。

【0019】

また、上記発明においては、前記第２駆動部が、前記転がり軸受に予圧がかからない範囲で前記第１駆動部または前記支持部を軸方向に進退させて、前記押込み部とともに前記外輪を軸方向に押し込むこととしてもよい。
このように構成することで、第２駆動部の駆動により外輪を軸方向に押込む分だけ、第１駆動部により押込み部を進退させるストローク量を小さくすることができる。したがって、外輪を軸方向に押込んで転がり軸受に予圧をかけるのにかかる時間を短縮することができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、トルクのばらつきを低減した転がり軸受装置を製造することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態に係る製造装置および製造方法により製造される転がり軸受装置の縦断面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の製造装置の縦断面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の製造方法を示すフローチャートである。

【図4】本発明の一実施形態の第１変形例に係る転がり軸受装置の製造装置の縦断面図である。

【図5】本発明の一実施形態の第２変形例に係る転がり軸受装置の製造装置の縦断面図である。

【図6】本発明の一実施形態の第３変形例に係る転がり軸受装置の製造装置の縦断面図である。

【図7】本発明の一実施形態の第４変形例に係る転がり軸受装置の製造装置の縦断面図である。

【図8】本発明の一実施形態の第５変形例に係る転がり軸受装置の製造装置の縦断面図である。

【図9】本発明の一実施形態の第５変形例に係る転がり軸受装置の製造方法を示すフローチャートである。

【図10】本発明の一実施形態の第５変形例に係る別の転がり軸受装置の製造装置の縦断面図である。

【図11】本発明の一実施形態の第５変形例に係る別の転がり軸受装置の製造装置の縦断面図である。

【図12】本発明の一実施形態の第５変形例に係る別の転がり軸受装置の製造方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の製造装置および製造方法について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る転がり軸受装置の製造装置１００は、例えば、ハードディスクドライブ装置等に用いられる図１に示すような転がり軸受装置１を製造することができるようになっている。

【0026】

転がり軸受装置１は、例えば、同図に示すように、軸方向に間隔をあけて同軸に配列される第１転がり軸受１０および第２転がり軸受２０と、これらの転がり軸受１０，２０に嵌合されるシャフト（軸部材）３１と、転がり軸受１０，２０間に軸方向に挟まれるスペーサ部材３３とを備えている。

【0027】

シャフト３１は、中空の略円筒形状に形成されており、軸方向の一端に全周にわたり径方向外方に突出する鍔状のフランジ部３１ａを備えている。このシャフト３１には、フランジ部３１ａ側から第１転がり軸受１０、第２転がり軸受２０の順に嵌め込まれている。

【0028】

第１転がり軸受１０は、同軸に配置された円環形状の内輪１１および外輪１３と、これら内輪１１と外輪１３との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて内蔵される複数個の転動体１５とを備えている。第２転がり軸受２０は、第１転がり軸受１０と同様の構成および寸法を有し、内輪２１および外輪２３と、複数個の転動体２５とを備えている。各転動体１５，２５は、図示しないリテーナにより等間隔配置された状態で転動可能に保持されている。

【0029】

これらの第１転がり軸受１０および第２転がり軸受２０は、内輪１１，２１がシャフト３１の外周面を圧入状態で嵌合することにより、内輪１１，２１とシャフト３１とがそれぞれ固定されるようになっている。また、第１転がり軸受１０は、内輪１１の軸方向の端面がフランジ部３１ａに突き当てられている。

【0030】

内輪１１，２１は、それぞれ外周面に深溝型若しくはアンギュラ型の内輪軌道を有し、外輪１３，２３は、それぞれ内周面に深溝型若しくはアンギュラ型の外輪軌道を有している。これら内輪１１，２１の内輪軌道と外輪１３，２３の外輪軌道との間で転動体１５，２５が転動させられることにより、内輪１１，２１と外輪１３，２３とがそれぞれ相対回転させられるようになっている。

【0031】

スペーサ部材３３は、例えば、外形寸法が外輪１３，２３の外径寸法と略等しく、内径寸法が外輪１３，２３の内径寸法よりも小さく内輪１１，２１の外径寸法よりも大きい略円環形状を有している。このスペーサ部材３３の軸方向の一方の端面（下端面）には、第１転がり軸受１０の外輪１３の軸方向の一方の端面（上端面）が付き当てあられ、スペーサ部材３３の軸方向の他方の端面（上端面）には、第２転がり軸受２０の外輪２３の軸方向の一方の端面（下端面）が付き当てられている。これにより、第１転がり軸受１０と第２転がり軸受２０の内輪１１，２１間には、スペーサ部材３３の軸方向の長さに応じた隙間が形成されている。

【0032】

このように構成された転がり軸受装置１は、内輪１１，２１どうしを相互に近接する方向に押圧した状態でシャフト３１に固定することにより、内輪１１，２１および外輪１３，２３と転動体１５，２５とを隙間なく接触させて、転がり軸受１０，２０に予圧をかけた状態を維持することができるようになっている。以下、転がり軸受１０，２０に予圧をかける前の状態、すなわち、内輪１１，２１どうしの距離と外輪１３，２３どうしの距離が略同程度になるまで組み立てた仮組みの状態を転がり軸受装置組立体１Ａという。

【0033】

本実施形態に係る転がり軸受装置の製造装置１００は、図２に示すように、転がり軸受装置組立体１Ａが載置される載置部５０と、載置部５０に載置された転がり軸受装置組立体１Ａのシャフト３１を軸回りに回転させるモータ（回転駆動部）５５と、内輪１１，２１どうしを軸方向に近接させる方向に押込んで位置決めする押込み機構６０と、押込み機構６０を制御する制御部５７と、外輪１３，２３に対して内輪１１，２１が回転する際に内輪１１，２１から外輪１３，２３に伝達されるトルクを測定するロードセル（トルク測定部）５９とを備えている。

【0034】

モータ５５は、鉛直方向に延びる回転軸５５ａを有している。
載置部５０は、シャフト３１を支持可能なシャフト受け（支持部）５１と、シャフト受け５１を軸回りに回転可能に支持する回転支持部材５３、シャフト３１とシャフト受け５１との滑りを抑制する減圧部（滑り抑制部。図示略）とを備えている。

【0035】

シャフト受け５１は、モータ５５の回転軸５５ａに接続されており、回転支持部材５３により支持されてモータ５５により軸回りに回転させられるようになっている。このシャフト受け５１には、シャフト３１のフランジ部３１ａを固定して、シャフト３１を鉛直方向に向けて配置することができるようになっている。
減圧部は、シャフト受け５１に設けられており、減圧によりシャフト３１を吸着するようになっている。

【0036】

押込み機構６０は、第２転がり軸受２０の内輪２１を軸方向に押込み可能な内輪プッシャー（押込み部）６１と、内輪プッシャー６１を軸回りに回転可能に支持する回転支持部材６３と、内輪プッシャー６１を軸方向に進退させるアクチュエータ（第１駆動部）６５とを備えている。

【0037】

内輪プッシャー６１は、内輪２１の軸方の端面と略等しい寸法を有する円環形状の接触面（図示略）を有する接触部６１ａを備えている。また、内輪プッシャー６１は、モータ５５の回転軸５５ａと同軸に配置され、接触部６１ａの接触面が内輪２１の軸方向の端面に接触可能に設けられている。

【0038】

この内輪プッシャー６１は、接触部６１ａ接触面が内輪２１の端面に接触した状態で内輪２１が軸回りに回転すると、摩擦力により内輪２１の回転力が接触部６１ａに伝達され、シャフト受け５１およびシャフト３１と同期して軸回りに回転するようになっている。

【0039】

アクチュエータ６５としては、例えば、圧電素子が用いられる。このアクチュエータ６５は、制御部５７により所定の変位量で内輪プッシャー６１を軸方向に移動させることができるようになっている。

【0040】

ロードセル５９は、例えば、摩擦係数が高い樹脂等の高摩擦係数材料からなる接触部５９ａを備えている。このロードセル５９は、第１転がり軸受１０の外輪１３に対して径方向外方から接触部５９ａを押し付けて、外輪１３，２３に働く周方向の力、すなわち、外輪１３，２３に対して内輪１１，２１が回転する際に内輪１１，２１から外輪１３，２３に伝達されるトルクを測定することができるようになっている。ロードセル５９により測定されたトルクは、制御部５７に送られるようになっている。

【0041】

制御部５７は、内輪プッシャー６１を移動させる駆動信号をアクチュエータ６５に出力するようになっている。この制御部５７は、ロードセル５９により測定されるトルクが所定の許容範囲内で略一定になるように、アクチュエータ６５の駆動を制御するようになっている。

【0042】

次に、本実施形態に係る転がり軸受装置の製造方法について、図３のフローチャートを参照して説明する。
本実施形態に係る転がり軸受装置の製造方法は、転がり軸受装置組立体５１Ａの外輪１３，２３に対して内輪１１，２１を回転させる回転工程ＳＡ１と、回転工程ＳＡ１により外輪１３，２３に対して内輪１１，２１が回転させられている２つの転がり軸受１０，２０の内輪１１，２１どうしを軸方向に近接させる方向に押し込む押込み工程ＳＡ２と、押込み工程ＳＡ２により内輪１１，２１が押込まれながら外輪１３，２３に対して回転する際に、内輪１１，２１から外輪１３，２３に伝達されるトルクを測定するトルク測定工程ＳＡ３とを含んでいる。

【0043】

押込み工程Ｓ２は、トルク測定工程Ｓ３においてロードセル５９により測定されるトルクが所定の許容範囲内で略一定になった状態で、制御部５７によりアクチュエータ６５の駆動が制御されて、内輪２１の押込みを終了するようになっている。

【0044】

次に、このように構成された本実施形態に係る転がり軸受装置の製造装置１００および製造方法の作用について説明する。
本実施形態に係る転がり軸受装置の製造装置１００および製造方法により転がり軸受装置１を製造するには、まず、転がり軸受装置１の仮組みを行った後、シャフト３１のフランジ部３１ａをシャフト受け５１に固定して、転がり軸受装置組立体１Ａを載置部５０に載置する。

【0045】

そして、内輪プッシャー６１の接触部６１ａの接触面を第２転がり軸受２０の内輪２１の軸方向の端面に接触させるとともに、ロードセル５９の接触部５９ａを第１転がり軸受１０の外輪１３の外周面に接触させる。また、制御部５７に所定のトルク値を設定する。

【0046】

次いで、モータ５５を作動させ、シャフト受け５１と共にシャフト３１を回転軸５５ａ回りに回転させる（回転工程ＳＡ１）。シャフト３１が軸回りに回転させられると、シャフト３１に圧入された内輪１１，２１が外輪１３，２３に対して軸回りに回転し、内輪１１，２１から外輪１３，２３にトルクが伝達される。

【0047】

次いで、制御部５７により、アクチュエータ６５を駆動させて内輪プッシャー６１を軸方向に移動させる。すると、第２転がり軸受２０の外輪２３に対して回転させられている内輪２１が軸方向に押圧され、第１転がり軸受１０の内輪１１に対して近接する方向に内輪２１が押込まれる（押込み工程ＳＡ２）。

【0048】

この場合において、内輪１１がフランジ部３１ａに突き当てられているので、内輪２１を軸方向に押込むだけで内輪１１，２１どうしを軸方向に近接させることができる。これにより、第１転がり軸受１０および第２転がり軸受２０に予圧がかかり、内輪１１，２１から外輪１３，２３に伝達されるトルクが上昇する。

【0049】

また、外輪１３，２３に対して内輪１１，２１が回転している際に、ロードセル５９により、内輪１１，２１から外輪１３，２３に伝達されるトルクが測定される（トルク測定工程ＳＡ３）。この場合において、減圧部によりシャフト３１がシャフト受け５１との滑りを抑制されながらシャフト３１と共に軸回りに回転させられるので、モータ５５により決められる一定の回転数でシャフト３１を回転させることができる。

【0050】

さらに、内輪プッシャー６１が摩擦力により内輪２１と同期して軸回りに回転することで、シャフト受け５１とシャフト３１との間の滑りおよび内輪２１と内輪プッシャー６１との滑りが抑制される。したがって、シャフト３１をよりスムーズに回転させて、滑りによってシャフト３１の回転数が変動して内輪１１，２１から外輪１３，２３に伝達されるトルクが変化するのを防ぐことができる。したがって、正確なトルクを測定することができる。また、トルクの測定値が低下するのを防止し、予圧をかけすぎることを防ぐことができる。

【0051】

ロードセル５９により測定されたトルクは制御部５７に送られ、制御部５７により、そのトルクの測定値が予め設定された所定のトルク値に略一致するまでアクチュエータ６５が駆動させられる。そして、トルクが所定の許容範囲内で略一定になると、制御部５７によりアクチュエータ６５の駆動が停止され、内輪２１の押込みが終了する。
これにより、第１転がり軸受１０および第２転がり軸受２０に予圧をかけた状態で、シャフト３１に対して内輪２１が位置決め状態で圧入固定された転がり軸受装置１が完成する。

【0052】

以上説明したように、本実施形態に係る転がり軸受装置の製造装置および製造方法によれば、転がり軸受１０，２０に予圧をかけながら、外輪１３，２３に対して内輪１１，２１が回転させられる際に内輪１１，２１から外輪１３，２３に伝達されるトルクが所定の許容範囲内で略一定になるように、内輪２１の押込みを制御して位置決め固定することで、トルクのばらつきを低減した転がり軸受装置１を製造することができる。

【0053】

本実施形態においては、滑り抑制部として、減圧部を例示して説明したが、これに代えて、例えば、摩擦係数が高いテフロン（登録商標）ゴムやウレタン樹脂等の高摩擦係数材料を採用することとしてもよい。この場合、シャフト受け５１とシャフト３１との間に高摩擦係数材料を配置することとすればよい。また、滑り抑制部として、シャフト３１を外周から把持するチャックを採用することとしてもよい。この場合、シャフト受け５１にチャックを配置することとすればよい。また、滑り抑制部として、シャフト受け５１とシャフト３１とを締結するネジを採用することとしてもよい。

【0054】

また、本実施形態においては、回転支持部材６５により内輪プッシャー６１を保持し、内輪プッシャー６１を内輪２１と同期させて回転させることとしたが、内輪プッシャー６１は、固定して軸回りに回転させないこととしてもよい。

【0055】

また、本実施形態においては、以下のように変形することができる。
本実施形態においては、シャフト受け５１の回転を内輪２１の摩擦力のみにより内輪プッシャー６１に伝達することとしたが、第１変形例としては、例えば、図４に示すように、シャフト受け５１に接続されるベルト７１および内輪プッシャー６１に接続されるベルト７３と、これらのベルト７１，７３が接続されており、シャフト受け５１の回転を内輪プッシャー６１に伝達可能な棒状の回転伝達部材７５とを有する回転伝達機構７０を備えることとしてもよい。この場合、回転伝達部材７５は、回転軸５５ａと平行に軸回りに回転可能に配置し、軸方向に間隔を空けてベルト７１およびベルト７３を接続することとすればよい。

【0056】

このようにすることで、内輪プッシャー６１にシャフト受け５１の回転を積極的に伝達して、内輪２１の回転と内輪プッシャー６１の回転とを確実に同期させることができる。したがって、これら内輪２１と内輪プッシャー６１との間の滑りを防止し、滑りによりトルクが変動するのを回避することができる。これにより、所望のトルクに精度よく予圧を設定することができる。

【0057】

第２変形例としては、図５に示すように、シャフト３１を軸方向に押圧してシャフト受け５１に押し付ける柱状の押付部材８１およびバネ部材８３等からなるシャフトプッシャー（押付部）８２を備えることとしてもよい。この場合、内輪プッシャー６１の接触部６１ａの半径方向内側において押付部材８１を回転軸に沿って進退可能に配置するとともに、バネ部材８３を押付部材８１に接続して回転軸に沿って伸縮可能に配置することとすればよい。

【0058】

このようにすることで、内輪プッシャー６１により内輪２１を押込んでいない状態や内輪プッシャー６１と内輪２１との間の圧力が低い状態でも、シャフトプッシャー８２により、転がり軸受装置組立体１Ａのシャフト３１をシャフト受け５１に押し付けて、シャフト３１とシャフト受け５１との間の滑りを防止することができる。したがって、滑りによってシャフト３１の回転数が変動して内輪１１，２１から外輪１３，２３に伝達されるトルクが低下するのを防ぐことができる。これにより、正確なトルクを測定して、予圧のかけ過ぎを防止することができる。

【0059】

第３変形例としては、図６に示すように、第２変形例に係る製造装置１００において、アクチュエータ６５（以下、第１アクチュエータ６５という。）の変位量（以下、第１変位量とする。）よりも大きく第１アクチュエータ６５の総変位量よりも小さい第２変位量で、第１アクチュエータ６５を軸方向に進退可能な第２アクチュエータ（第２駆動部）８５を備えることとしてもよい。この場合、制御部５７により、第１アクチュエータ６５および第２アクチュエータ８５の駆動を制御することとすればよい。

【0060】

この場合、第１アクチュエータ６５の駆動だけでは内輪プッシャー６１による内輪２１の押込み量が不足する場合に、第１アクチュエータ６５の変位を一旦元に戻し、第２アクチュエータ８５により第２変位量で第１アクチュエータ６５を軸方向に移動させてから、第１アクチュエータ６５を再び駆動させて内輪プッシャー６１により内輪２１を再度押し込むこととすればよい。

【0061】

本変形例においては、第１アクチュエータ６５として圧電素子を採用し、第２アクチュエータ８５としては、例えば、ステッピングモータ（図示略）に送りねじを取り付けて構成されるスライドモータ等を採用することとすればよい。

【0062】

このようにすることで、圧電素子からなる第１アクチュエータ６５は微小な変位をコントロールでき、トルクのコントロールを精度よく行うことができる。そして、ステッピングモータからなる第２アクチュエータ８５により、第１アクチュエータ６５の総変位量と同等または総変位量よりも小さい第２変位量で第１アクチュエータ６５の位置を簡易に調節することができる。

【0063】

本変形例においては、第２アクチュエータ８５が、転がり軸受１０，２０に予圧がかからない範囲で第１アクチュエータ６５を軸方向に移動させて、内輪プッシャー６１とともに内輪２１を予め決めた所定の位置まで軸方向に押し込むこととしてもよい。
このようにすることで、第２アクチュエータ８５の駆動により内輪２１を軸方向に押込む分だけ、第１アクチュエータ６５により内輪プッシャー６１を進退させるストローク量を小さくすることができる。したがって、内輪２１を軸方向に押込んで転がり軸受１０，２０に予圧をかけるのにかかる時間を短縮することができる。

【0064】

第４変形例としては、図７に示すように、第３変形例に係る製造装置１００において、第１転がり軸受１０の外輪１３に対してロードセル５９を接触可能および退避可能に設けることとしてもよい。この場合、例えば、外輪１３の半径方向にロードセル５９を進退可能に配置することとすればよい。

【0065】

このようにすることで、転がり軸受装置組立体１Ａに予圧をかけた後、第１転がり軸受１０の外輪１３からロードセル５９を離間させた状態で、第２アクチュエータ８５により第１アクチュエータ６５を軸方向に後退させて、内輪プッシャー６１と内輪２１との接触状態およびシャフトプッシャー８２とシャフト３１との接触を開放することにより、ロードセル５９に過剰な負荷をかけることなく転がり軸受装置１を取り出すことができる。これにより、ロードセル５９が破損するのを防止するとともに、ロードセル５９を校正し直す手間を省くことができる。

【0066】

第５変形例としては、図８に示すように、さらに、内輪プッシャー６１と内輪２１との接触を検出可能な圧力センサ（検出部）８７を備えることとしてもよい。そして、図９のフローチャートに示されるように、回転工程ＳＡ１後に、制御部５７が、圧力センサ８７により内輪プッシャー６１と内輪２１との接触を検出し（検出工程ＳＢ１）、検出工程ＳＢ１により内輪プッシャー６１と内輪２１との接触が検出されるまで第２アクチュエータ８５を駆動させ（接触工程ＳＢ２）、検出工程ＳＢ１により内輪プッシャー６１と内輪２１との接触が検出された場合に第１アクチュエータ６５を駆動させることとしてもよい。

【0067】

図８においては、第１アクチュエータ６５と第２アクチュエータ８５との間に圧力センサ８７を配置して、第２アクチュエータ８５に対する第１アクチュエータ６５の押圧力を検出することとしている。

【0068】

このようにすることで、制御部５７により第１アクチュエータ６５と第２アクチュエータ８５とを効率的に切り替えて、転がり軸受１０，２０に予圧をかける時間を短縮することができる。すなわち、ロードセル５９により測定されるトルクを監視しながら第１アクチュエータ６５を駆動させ、内輪プッシャー６１の変位量では不足する場合に第２アクチュエータ８５を第２変位量だけ駆動させて、再度、第１アクチュエータ６５を駆動させて内輪２１を押し込むような場合と比較して、第１アクチュエータ６５の変位量を有効に使用して予圧をかけた状態の転がり軸受装置１を短時間で製造することができる。

【0069】

本変形例においては、第１アクチュエータ６５と第２アクチュエータ８５との間に圧力センサ８７を配置することとしたが、これに代えて、例えば、第１アクチュエータ６５と内輪プッシャー６１との間に圧力センサ８７を配置して、圧力センサ８７により、第１アクチュエータ６５に対する内輪プッシャー６１の押圧力を検出することとしてもよい。

【0070】

また、例えば、図１０に示すように、シャフト受け５１を回転軸５５ａ回りに回転可能に保持する保持部９１と、保持部９１を固定するベース９３とを設け、これら保持部９１とベース９３との間に圧力センサ８７を配置して、圧力センサ８７によりベース９３に対する保持部９１の押圧力を検出することとしてもよい。

【0071】

本変形例においては、図１１に示すように、第１アクチュエータ６５と制御部５７とを結ぶスイッチング回路（切替え回路）９５を備え、スイッチング回路９５により、制御部５７からの駆動信号に基づいて第１アクチュエータ６５に電圧をかけて駆動させる回路９５ａと第１アクチュエータ６５にかかる荷重により発生する電圧を制御部５７に送る回路９５ｂとを切り替えることとしてもよい。

【0072】

この場合、例えば、図１２のフローチャートに示されるように、転がり軸受装置組立体１Ａを組み立ててシャフト受け５１に裁置してシャフト受け５１と共にシャフト３１を回転軸５５ａ回りに回転させた後（回転工程ＳＡ１）、回路９５ｂに設定して圧力センサ８７により第１アクチュエータ６５にかかる電圧を監視し（検出工程ＳＢ１）、制御部５７により内輪プッシャー６１と内輪２１とが接触するまで第２アクチュエータ８５を駆動させることとすればよい（接触工程ＳＢ２）。

【0073】

そして、圧力センサ８７により内輪プッシャー６１と内輪２１との接触が検出された場合に、スイッチング回路９５により回路９５ｂから回路９５ａに切り替え（スイッチングＳＢ３）、第１アクチュエータ６５に電圧を加えて駆動させて、内輪プッシャー６１により内輪２１を押し込むこととすればよい（押込み工程ＳＡ２）。

【0074】

その後、ロードセル５９により所定のトルクが測定されたら（トルク測定工程ＳＡ３）、制御部５７により内輪２１の押込みを終了し、第２アクチュエータ８５の駆動により第１アクチュエータ６５を軸方向に後退させて内輪プッシャー６１およびシャフトプッシャー８２を退避させるとともに、ロードセル５９も退避させて（退避ＳＢ４）、転がり軸受装置１を取り出すこととすればよい。

【0075】

本変形例においては、第１駆動部として第１アクチュエータ６５を例示し、検出部として圧力センサ８７を例示して説明したが、これに代えて、例えば、第１駆動部および検出部として共通の圧電素子を用いることとしてもよい。そして、圧電素子により内輪プッシャー６１を軸方向に進退させて内輪２１を押込む動作と、この圧電素子により内輪プッシャー６１と内輪２１との接触を検出する動作とをスイッチング回路９５により切替えることとしてもよい。

【0076】

このようにすることで、第１駆動部と検出部とを１つの圧電素子を用いて共通にする分だけ製造装置１００を安価にすることができる。また、第１駆動部と検出部とを別部材にする場合と比較して、内輪プッシャー６１により内輪２１を押込む際の押込み力による製造装置１００側の変形を防ぎ、内輪２１を軸方向に精度よく押込むことができる。

【0077】

以上、本発明の一実施形態およびその変形例について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記の一実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。

【0078】

具体的には、外輪に中空形状の軸を圧入し、外輪どうしを軸方向に近接させる方向に押し込み外輪を回転させて内輪に伝わるトルクを測定しても良い。また、同軸に配置された２つの内輪と２つの外輪とで２つの転がり軸受を構成する例を示したが、２つの内輪もしくは２つの外輪とスペーサ部材を一体化した構造のもの、即ち内輪もしくは外輪の何れか一方が一つの部材で構成され軌道輪を二箇所有する構造も本発明の「同軸に配置された相対回転可能な内輪と外輪を有して軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受」に該当するものとする。

【符号の説明】

【0079】

１ 転がり軸受装置
１Ａ 転がり軸受装置組立体
１０ 第１転がり軸受
１１，２１ 内輪
１３，２３ 外輪
１５，２５ 転動体
２０ 第２転がり軸受
３１ シャフト（軸部材）
５１ シャフト受け（支持部）
５５ モータ（回転駆動部）
５９ ロードセル（トルク測定部）
６１ 内輪プッシャー（押込み部）
６５ （第１）アクチュエータ（第１駆動部）
７０ 回転伝達機構
８２ シャフトプッシャー（押付部）
８５ 第２アクチュエータ（第２駆動部）
８７ 圧力センサ（検出部）
９５ スイッチング回路（切替え回路）
ＳＡ１ 回転工程
ＳＡ２ 押込み工程
ＳＡ３ トルク測定工程
ＳＢ１ 検出工程
ＳＢ２ 接触工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】