(57)【要約】【課題】転動体の傷つきを防いで転がり軸受回転時における振動や騒音を抑えるとともに、設置位置や圧力の調整が不要で効率よく転動体の均等配列を行うこと。【解決手段】転動体等配装置１は、同軸に配置された内輪ＩＲと外輪ＯＲの間の円環状空間２１に複数個の転動体Ｒを内蔵した転がり軸受Ｂを内輪ＩＲおよび外輪ＯＲの軸心Ｏが鉛直になるように支持するとともに、内輪ＩＲまたは外輪ＯＲを介して転動体Ｒに磁力線Ｍを作用させる磁石３と、転がり軸受Ｂの軸心Ｏ方向のいずれか一方の端面側から他方の端面側へ向けて円環状空間２１のほぼ全域にわたり均等に圧縮エアを噴射するエア噴射機構７とを備える。【選択図】図１
2008202606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸に配置された内輪と外輪の間の円環状空間に複数個の転動体を内蔵した転がり軸受を前記内輪および前記外輪の軸心が鉛直になるように支持する支持部材と、
前記転がり軸受の軸心方向のいずれか一方の端面側から他方の端面側へ向けて前記円環状空間のほぼ全域にわたり均等に圧縮エアを噴射するエア噴射装置と、
前記転がり軸受の軸心方向の少なくともいずれかの端面側に配置され、前記内輪または外輪を介して前記転動体に磁力線を作用させる磁石とを備える転動体等配装置。
【請求項２】
前記内輪または前記外輪のいずれか一方を固定する固定部材と、前記内輪または前記外輪の他方をその軸心周りに回転させる回転装置とを備える請求項１に記載の転動体等配装置。
【請求項３】
前記転がり軸受の前記エア噴射装置と同一の端面側に前記磁石が配置され、前記転がり軸受を挟んで前記エア噴射装置とは反対側の端面に対向する撮影装置を備える請求項１または請求項２に記載の転動体等配装置。
【請求項４】
前記転がり軸受の前記エア噴射装置と同一の端面側に前記磁石が配置され、前記転がり軸受を挟んで前記エア噴射装置とは反対側の端面に対向する撮影装置と、
該撮影装置により取得された画像に基づいて、前記回転装置を制御する制御装置とを備える請求項２に記載の転動体等配装置。
【請求項５】
同軸に配置された内輪と外輪の間の円環状空間に複数個の転動体を内蔵した転がり軸受を前記内輪および前記外輪の軸心が鉛直になるように支持し、前記転がり軸受の軸心方向のいずれか一方の端面側、前記内輪または外輪を介して前記転動体に磁力線を作用させた状態で、前記軸心方向のいずれか一方の端面側から他方の端面側へ向けて前記円環状空間の全域にわたって均等に圧縮エアを噴射する転動体等間隔配列方法。
【請求項６】
前記内輪または前記外輪のいずれか一方を固定し、他方をその軸心周りに回転させながら上記圧縮エアの噴射を行う請求項５に記載の転動体等間隔配列方法。
【請求項７】
前記転がり軸受に前記圧縮エアを噴射する側と同一側から前記磁力線を作用させ、前記転がり軸受を挟んで前記圧縮エアを噴射する側とは反対側から、前記内輪および前記外輪間に形成される軌道内の複数の前記転動体全体を撮影する請求項５または請求項６に記載の転動体等間隔配列方法。
【請求項８】
前記転がり軸受に前記圧縮エアを噴射する側と同一側から前記磁力線を作用させ、前記転がり軸受を挟んで前記圧縮エアを噴射する側とは反対側から、前記内輪および前記外輪間に形成される軌道内の複数の前記転動体全体を撮影し、撮影により取得された画像に基づいて、前記内輪または前記外輪の前記回転を制御する請求項６に記載の転動体等間隔配列方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に内蔵された複数個の転動体を等間隔に配列する転動体等配装置および転動体等間隔配列方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、転がり軸受は内輪、外輪、転動体およびリテーナから構成されている。この転がり軸受の組立工程では、内輪と外輪との間に内蔵された複数個の転動体を等間隔で配列する作業が行われる。そして、この配列作業の後、転動体にリテーナを装着する作業が行われる。これにより、等間隔の転動体が転動可能に保持された転がり軸受が組み立てられる。
従来、転がり軸受の配列作業は、例えば、下記の特許文献に開示されているような方法が採られていた。
【０００３】
まず、第１の方法は、内部に爪が設けられたガイドリングを用いた方法である。まず転がり軸受に内蔵された複数個の転動体をいったん片側に寄せ、その片寄せ状態の転がり軸受の上にガイドリングを載せる。そして螺旋状の段差部を備えたシャフトをガイドリングの内部へと挿通させる。するとシャフトの段差部が爪に当たって爪を押し下げ、その押し下げられた爪が隣接する転動体間に割り込んで転動体間の間隔を均等化するというものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
次に、第２の方法は、複数本のエアノズルを用いた方法である。まず転がり軸受の内輪を内輪用載置ブロックの上に載せ、次いで外輪を外輪用載置ブロックの上に載せる。そして両ブロック間に均等に配置された転動体と同数のエアノズルから各転動体に向けて圧縮エアを吹き付ける。これにより、それぞれの転動体がエアノズルの上に移動し、転動体を均等に配列するというものである（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−２２５７５７号公報
【特許文献２】特開２００１−２４１４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記のような従来の方法によると、以下のような問題があった。
まず、特許文献１の方法の場合、爪を転動体間に割り込ませて間隔を調整するものであるため、爪と転動体が必ず接触することによって転動体が傷ついてしまうという不都合がある。転動体に傷がつくと転がり軸受を回転させたときに振動や騒音の発生要因となり、転がり軸受の機能不良に繋がるという問題がある。
【０００６】
一方、特許文献２の方法の場合、転動体と同数本設置したエアノズルによって転動体間の間隔を調整するものであるため、エアノズルから吹き付ける圧縮エアが局所的なものになってしまう。すなわち、転動体間のエア圧力を均等にする必要があり、そのためにはすべてのエアノズルの設置位置と圧力の調整が必要になり、その調整が微妙で難しいという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、転動体を損傷させることなく組み立てて、転がり軸受回転時における振動や騒音を抑えるとともに、設置位置や圧力の調整が不要で効率よく転動体の均等配列を行うことができる転動体等配装置および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】
【０００８】
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、同軸に配置された内輪と外輪の間の円環状空間に複数個の転動体を内蔵した転がり軸受を前記内輪および前記外輪の軸心が鉛直になるように支持する支持部材と、前記転がり軸受の軸心方向のいずれか一方の端面側から他方の端面側へ向けて前記円環状空間の全域にわたり均等に圧縮エアを噴射するエア噴射装置と、前記転がり軸受の軸心方向の少なくとも一方の端面側に配置され、前記内輪または外輪を介して前記転動体に磁力線を作用させる磁石とを備える転動体等配装置を提供する。
【０００９】
本発明によれば、支持部材により支持された転がり軸受の内輪および外輪の間の円環状空間に対し、エア噴射装置の作動により圧縮エアを均等に噴射することにより、隣接する転動体の間隔に応じて発生する吸引力によって、各転動体を円周方向に移動させることができる。具体的には、隣接する転動体の間隔に応じて、圧縮エアの流量と流速に差が生じるため、各転動体に作用する吸引力に差ができる。このとき、ベルヌーイの定理により、隣接する転動体間の吸引力は、互いに均衡を保とうとするため、各転動体は、その吸引力の影響を受けて、すべての転動体間の距離が均一になるように円周方向に転がって移動することになる。
【００１０】
また、各転動体に対し、磁石の発生する磁力線が内輪または外輪を介して作用することにより、隣接する転動体同士に反発力が作用する。各転動体は、この反発力によって、各転動体間に作用する反発力が釣り合う位置（各転動体間の距離が等しくなる位置）まで、移動することになる。
【００１１】
この結果、上記吸引力と上記反発力の作用により、最終的に、各転動体を円環状空間内の円周上に等間隔で配列することができる。
また、円環状空間に対して圧縮エアを噴射することにより、内輪および外輪の転動面および転動体に付着している塵埃を吹き飛ばして清浄化することができる。
【００１２】
上記発明においては、前記内輪または前記外輪のいずれか一方を固定する固定部材と、前記内輪または前記外輪の他方をその軸心周りに回転させる回転装置とを備える構成としてもよい。
このように構成することで、回転装置の作動により、固定部材によって固定された内輪または外輪の他方を軸心回りに回転させることで、内輪または外輪と転動体との接触面に動摩擦が作用する状態で等配処理を行うことができる。動摩擦が作用する状態では、静止摩擦が作用する状態に比べて内外輪と転動体との間に生じる摩擦抵抗が小さくなるので、転動体が移動し易くなる。したがって、転動体の円周方向への転がり動作が、一層スムーズ行われるようになり、転動体を等間隔に配列するまでの時間を短縮することができる。
【００１３】
また、上記発明においては、前記転がり軸受の前記エア噴射装置と同一の端面側に前記磁石が配置され、前記転がり軸受を挟んで前記エア噴射装置とは反対側の端面に対向する撮影装置を備える構成としてもよい。
このように構成することで、転動体の配置を撮影装置により取得した画像を用いて確認することができ、等配処理の自動化を図ることができる。
【００１４】
また、上記発明においては、前記転がり軸受の前記エア噴射装置と同一の端面側に前記磁石が配置され、前記転がり軸受を挟んで前記エア噴射装置とは反対側の端面に対向する撮影装置と、該撮影装置により取得された画像に基づいて、前記回転装置を制御する制御装置とを備える構成としてもよい。
【００１５】
このように構成することで、制御装置の作動により回転装置を作動させ、内輪および外輪と転動体とに動摩擦が作用する状態で等配処理を行い、撮影装置により取得された画像に基づいて、等配が十分に行われたことが確認された場合に、回転装置を停止させて静止摩擦が作用する状態とすることにより、転動体が等間隔に配置された状態に保持して等配処理を終了することができる。したがって、等配処理を簡易に自動化することができる。また、等配処理の終了の判定を短時間で確実に行うことができ、処理に要する時間を短縮することができる。
【００１６】
また、本発明は、同軸に配置された内輪と外輪の間の円環状空間に複数個の転動体を内蔵した転がり軸受を前記内輪および前記外輪の軸心が鉛直になるように支持し、前記転がり軸受の軸心方向のいずれか一方の端面側から前記内輪または外輪を介して前記転動体に磁力線を作用させた状態で、前記軸心方向のいずれか一方の端面側から他方の端面側へ向けて前記円環状空間の全域にわたって均等に圧縮エアを噴射する転動体等間隔配列方法を提供する。
【００１７】
本発明によれば、各転動体に対し、磁力線を内輪または外輪を介して作用させることにより、隣接する転動体同士に反発力が作用する。各転動体は、この反発力によって、各転動体間に作用する反発力が釣り合う位置（各転動体間の距離が等しくなる位置）まで、移動することになる。
【００１８】
この場合に、転がり軸受の内輪および外輪の間の円環状空間に対し、圧縮エアを均等に噴射することにより、隣接する転動体の間隔に応じて発生する吸引力によって、各転動体を円周方向に移動させることができる。具体的には、隣接する転動体の間隔に応じて、圧縮エアの流量と流速に差が生じるため、各転動体に作用する吸引力に差ができる。このとき、ベルヌーイの定理により、隣接する転動体間の吸引力は、互いに均衡を保とうとするため、各転動体は、その吸引力の影響を受けて、すべての転動体間の距離が均一になるように円周方向に転がって移動することになる。
【００１９】
この結果、上記反発力と上記吸引力の作用により、最終的に、各転動体を円環状空間内の円周上に等間隔で配列することができる。
また、円環状空間に対して圧縮エアを噴射することにより、内輪および外輪の転動面および転動体に付着している塵埃を吹き飛ばして清浄化することができる。
【００２０】
上記転動体等間隔配列方法においては、前記内輪または前記外輪のいずれか一方を固定し、他方をその軸心周りに回転させながら上記圧縮エアの噴射を行う方法としてもよい。
このようにすることで、固定した内輪または外輪の他方を軸心回りに回転させることで、内輪または外輪と転動体との接触面に動摩擦が作用する状態で等配処理を行うことができる。動摩擦が作用する状態では、静止摩擦が作用する状態に比べて内外輪と転動体との間に生じる摩擦抵抗が小さくなるので、転動体が移動し易くなる。したがって、転動体の円周方向への転がり動作が、一層スムーズ行われるようになり、転動体を等間隔に配列するまでの時間を短縮することができる。
【００２１】
また、上記転動体等間隔配列方法においては、前記転がり軸受に前記圧縮エアを噴射する側と同一側から前記磁力を作用させ、前記転がり軸受を挟んで前記圧縮エアを噴射する側とは反対側から、前記内輪および前記外輪間に形成される軌道内の複数の前記転動体全体を撮影する方法としてもよい。
このようにすることで、転動体の配置を撮影により取得した画像を用いて確認することができ、等配処理の自動化を図ることができる。
【００２２】
また、上記転動体等間隔配列方法においては、前記転がり軸受に前記圧縮エアを噴射する側と同一側から前記磁力を作用させ、前記転がり軸受を挟んで前記圧縮エアを噴射する側とは反対側から、前記内輪および前記外輪間に形成される軌道内の複数の前記転動体全体を撮影し、撮影により取得された画像に基づいて、前記内輪または前記外輪の前記回転を制御する方法としてもよい。
【００２３】
このようにすることで、内輪または外輪の回転を制御し、内輪および外輪と転動体とに動摩擦が作用する状態で等配処理を行い、撮影により取得された画像に基づいて、等配が十分に行われたことが確認された場合に、回転を停止させて静止摩擦が作用する状態とすることにより、転動体が等間隔に配置された状態に保持して等配処理を終了することができる。したがって、等配処理を簡易に自動化することができる。また、等配処理の終了の判定を短時間で確実に行うことができ、処理に要する時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、圧縮エアによる吸引力と、磁石の磁力線による反発力の作用により、転がり軸受の転動体を等間隔で配列するようにしたので、従来のような爪と転動体との機械的な接触がなく、爪で転動体を傷つけてしまうこともない。したがって、転動体の傷に起因して発生する転がり軸受回転時における振動や騒音を抑えることができ、転がり軸受の品質が向上するという効果がある。
【００２５】
また、本発明によれば、従来のような複数本のエアノズルから各々の転動体に向けてエアを吹き付ける方法と違って、各エアノズルの設置位置やエア圧力を調整する必要がない。よって、簡単かつ廉価な方法で効率よく均等配列することができるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
［第1の実施形態］
以下、本発明の第1の実施形態に係る転動体等配装置１について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る転動体等配装置１は、転がり軸受Ｂにリテーナ（図示せず）を装着する前段階で、内輪ＩＲと外輪ＯＲに挟まれた複数個の転動体Ｒを円周上に等間隔で配列するための装置である。
【００２７】
転動体等配装置１は、磁石（支持部材）３と、回転機構（回転装置）５と、エア噴射機構（エア噴射装置）７とを備えている。
磁石３は、転がり軸受Ｂを内輪ＩＲと外輪ＯＲの軸心Ｏが鉛直になるように支持するとともに、内輪ＩＲまたは外輪ＯＲを介して転動体Ｒに磁力線Ｍを作用させるようになっている。すなわち、この転動体等配装置１では、磁石３が、支持部材としても機能している。
【００２８】
磁石３は、磁極の向きに直交する方向の寸法（外形寸法）よりも磁極方向の寸法の方が大きい柱状に形成されている。ここで、磁石３の磁極方向の寸法は、外輪ＯＲの外形と同じか、若干小さくすることが好ましい。
また、磁石３は、少なくとも内輪ＩＲに対向する端部が、磁極の向きに直交する断面から見て円形をなしている。
【００２９】
回転機構５は、内輪ＩＲと外輪ＯＲを相対的に移動させるためのものであり、駆動モータ９とローラ１１とを備えている。
駆動モータ９は、出力軸１３がローラ１１の中心部に取り付けられており、ローラ１１を軸線回りに回転駆動するようになっている。ローラ１１は、磁石３が支持する外輪ＯＲに、外周面を接触させられるようになっている。
したがって、駆動モータ９を駆動させると、これに連動してローラ１１が回転し、ローラ１１の外周面に当接した外輪ＯＲが、ローラ１１の回転力によってその軸心Ｏ回りに逆回転するようになっている。
ここで、外輪ＯＲを傷つけることがないよう、ローラ１１において、少なくとも外輪ＯＲと接触する外周部は、ゴム等の柔軟な材質によって構成することが好ましい。
【００３０】
エア噴射機構７は、転がり軸受Ｂの軸心Ｏ方向のいずれか一方の端面側から他方の端面側（本実施形態では上端面から下端面）へ向けて、転動体Ｒが内蔵される円環状空間２１（図２および図５参照）の略全域にわたり均等に圧縮エアを噴射するためのものであり、コンプレッサ１５とエアノズル１７とを備えている。
【００３１】
コンプレッサ１５とエアノズル１７は、エアホース１９によって接続されている。エアノズル１７は略円柱状からなり、転がり軸受Ｂの軸心Ｏ方向に対向する底面中央には、内輪ＩＲを固定する凸部（固定部材）１７ａを備えている。エアノズル１７を下降操作すると、底面中央に形成された凸部１７ａが内輪ＩＲに嵌め込まれるようになっている。すなわち、内輪ＩＲは、エアノズル１７の凸部１７ａと上記磁石３とによって上下に挟まれて固定されるようになっている。
【００３２】
また、エアノズル１７の内部には、エアホース１９に連通するエア通路１７ｂが設けられており、エア通路１７ｂの下端には円周方向に沿ってエア噴射口１７ｃが開口している。エア噴射口１７ｃは、転がり軸受Ｂの円環状空間２１とほぼ同一径に設定されており、これをエアノズル１７の底面側から見ると、円周上に一連に繋がった円環状の口を有している。
【００３３】
したがって、コンプレッサ１５から圧縮エアを吐出すると、その圧縮エアは、エアホース１９を介してエアノズル１７のエア通路１７ｂ内に供給される。そして、エア通路１７ｂを通った圧縮エアは、円環状のエア噴射口１７ｃから転がり軸受Ｂの円環状空間２１に向かって垂直下向きに噴射されるようになっている。
【００３４】
このように構成された本実施形態に係る転動体等配装置１の作用について説明する。
図２および図３に示すように、リテーナ（図示せず）を装着する前段階の転がり軸受Ｂは、内輪ＩＲと外輪ＯＲとの間の円環状空間２１内に、複数個（本実施形態では１３個）の転動体Ｒが内蔵されている。これらの転動体Ｒは、それぞれ内輪ＩＲの外周面と外輪ＯＲの内周面とに沿って、円環状空間２１内を円周方向に自由に転がって移動できる状態になっている。また、隣接する転動体Ｒ間の距離、例えば、図３に示す転動体Ｒ１と転動体Ｒ２との間の距離と、転動体Ｒ２と転動体Ｒ３との間の距離が異なっている。
そして、この状態の転がり軸受Ｂを、図１に示した転動体等配装置１にセットし、以下のようにして転動体等配処理が行われる。
【００３５】
まず、転がり軸受Ｂを内輪ＩＲと外輪ＯＲの軸心Oが鉛直となる向きにして、磁石３上に設置する。このとき、内輪ＩＲおよび外輪ＯＲは、円柱形状をなす磁石３と同軸にして配置する。これにより、内輪ＩＲのみが磁石３に支持される。この状態では、外輪ＯＲは、転動体Ｒを介して内輪ＩＲに支持されており、内輪ＩＲに対して軸心Ｏ回りの相対回転が許容されている。
【００３６】
このように内輪ＩＲおよび外輪ＯＲを、互いの軸心Ｏが略鉛直となる向きにして保持した状態では、内輪ＩＲと外輪ＯＲとの間に形成される転動体Ｒの軌道が略水平になる（すなわち、水平面に対する軌道の傾斜がなくなる）。このため、この状態では、内輪ＩＲと外輪ＯＲとの間に配置される各転動体Ｒは、重力の作用によっては移動することがなく、重力以外の外力を受けない限り、その場に留まる。
【００３７】
次に、磁石３とエアノズル１７により内輪ＩＲを上下から挟み込むように、磁石３上に設置した転がり軸受Ｂの上からエアノズル１７をかぶせて、内輪ＩＲと外輪ＯＲの軸心Ｏが鉛直になるように、転がり軸受Ｂを支持する。このとき、内輪ＩＲは、エアノズル１７の凸部１７ａと磁石３とによって挟まれて固定される。
【００３８】
また、磁石３の発生する磁力線Ｍが、内輪ＩＲと外輪ＯＲとの間に配置される各転動体Ｒを上下方向に通過することになる。具体的には、図１に示すように、磁石３の発する磁力線Ｍが、磁石３の上端から、内輪ＩＲ、転動体Ｒおよび外輪ＯＲを通り、外輪ＯＲの径方向外側から空中を通過して、磁石３の下端面側に戻る。このとき、図３に示すように、隣接する転動体Ｒ同士に反発力Ｋが作用することになる。
【００３９】
次に、図１に示す回転機構５において、駆動モータ９を駆動してローラ１１を回転させ、その回転力によって外輪ＯＲをその軸心Ｏ回りに回転させる。外輪ＯＲが回転することにより、外輪ＯＲと転動体Ｒとの接触面に動摩擦が生じる状態となり、転動体Ｒを円周方向へと転がり易くすることができる。
【００４０】
そして最後に、エア噴射機構７において、コンプレッサ１５からエアノズル１７に圧縮エアを供給し、その圧縮エアを円環状のエア噴射口１７ｃから転がり軸受Ｂの円環状空間２１のほぼ全域にわたって均等に噴射する。なお、この際に圧縮エアの噴射圧を特に細かく設定する必要はない。
【００４１】
図３に示すように、転動体等配装置１にセットする転がり軸受Ｂは、上述した通り、隣接する転動体Ｒ間の距離が異なっているので、各転動体Ｒは、磁力線Ｍによる反発力Ｋの作用により、各転動体Ｒ間に作用する反発力Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３が釣り合う位置、すなわち、各転動体Ｒ間の距離が等しくなる位置まで、移動することになる。
【００４２】
この場合に、磁石３は、磁極の向きに直交する方向よりも磁極方向の寸法の方が大きい形状に形成されているので、転動体Ｒに作用する磁力を稼ぐことができ、転動体Ｒに加わる磁力を大きくすることができる。
また、磁石３の磁極の向きに直交する方向の寸法（外形寸法）が、外輪ＯＲの外形と同じか若干小さくされているので、磁石３の磁束密度を高くすることができる。
また、磁石３は、内輪ＩＲおよび外輪ＯＲに対向する端部が、磁極の向きに直交する断面から見て円形をなしているので、この端部近傍に、内輪ＩＲおよび外輪ＯＲの軸心Ｏ回りに回転対象となる磁場を形成することができる。すなわち、内輪ＩＲと外輪ＯＲとの間に形成される磁場の大きさを、内輪ＩＲと外輪ＯＲとの間の全領域にわたって略均一にすることができる。したがって、各転動体Ｒに作用する磁力を均一にすることができる。
この結果、転動体Ｒが、容易、かつ、高精度に所定の位置に移動することになる。
【００４３】
また、図４に示すように、エアノズル１７から噴射された圧縮エアは、隣接する転動体Ｒ間の距離が異なることにより、転動体Ｒ間を流れる圧縮エアの流量と流速に差が生じる。つまり、転動体Ｒ１と転動体Ｒ２との間の距離は離れているので、図中矢印アで示すように、転動体Ｒ間を通過する圧縮エアの流量が多く、流速が速くなる。一方、転動体Ｒ２と転動体Ｒ３との間の距離は、転動体Ｒ１と転動体Ｒ２との間の距離に比べて近いので、図中矢印イで示すように、転動体Ｒ間を通過する圧縮エアの流量は少なく、流速が遅くなる。
【００４４】
このように、転動体Ｒ間を通過する圧縮エアの流量と流速に差が生じると、その結果として、転動体Ｒ１−転動体Ｒ２間と、転動体Ｒ２−転動体Ｒ３間とで、吸引力Ｆに差ができる。このとき、ベルヌーイの定理により、隣接する転動体Ｒ間の吸引力Ｆ１，Ｆ２は互いに均衡を保とうとするため、各転動体Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、吸引力Ｆの影響を受けて、すべての転動体Ｒ間の距離が均一になるように、円周方向（図４において、左右方向参照）に転がって移動することになる。つまり、図４の例では、中央の転動体Ｒ２と右側の転動体Ｒ３との間に生じる吸引力Ｆ２よりも、中央の転動体Ｒ２と左側の転動体Ｒ１との間に生じる吸引力Ｆ１の方が大きいので、中央の転動体Ｒ２は、より大きな吸引力Ｆ１によって左側の転動体Ｒ１に向かって引き寄せられる。
【００４５】
上述したように、本実施形態では、円環状のエア噴射口１７Ｃ構造を採用したことにより、転がり軸受Ｂの円環状空間２１のほぼ全域にわたって、圧縮エアが均等に噴射される。したがって、図５および図６に示すすべての転動体Ｒ１〜Ｒ５間に生じる吸引力Ｆ３が互いに均衡を保とうとするので、その結果、各転動体Ｒ間のすべての吸引力Ｆ３がつり合った状態で安定する。
このようにして、磁石３による上記反発力Ｋと圧縮エア機構７の圧縮エアによる吸引力Ｆとの作用により、最終的には全部の転動体Ｒが、円環状空間２１内の円周上に等間隔で配列される。
【００４６】
なお、通常、転がり軸受Ｂの製造工程では、等配処理以外の工程で転動体Ｒが磁化されることがあるので、転動体Ｒの磁化による悪影響が生じないように、製造工程の最終段階で転動体Ｒの消磁処理が行われる。このため、等配処理時に転動体Ｒに磁力を作用させても、完成した転がり軸受Ｂに性能低下が生じることはない。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態に係る転動体等配装置１によれば、外輪ＯＲと転動体Ｒとの接触面を動摩擦が生じる状態にして、磁力線Ｍによる反発力Ｋと圧縮エアによる吸引力Ｆとを各転動体Ｒに作用させることとしたので、外輪ＯＲ転動体Ｒをスムーズに移動させることができるとともに、機械的接触のような損傷を防ぐことができる。この結果、転動体Ｒを等間隔に配列するまでの時間が短縮化し、効率よく均等配列することができる。また、円環状空間２１に対して圧縮エアを噴射することにより、内輪ＩＲおよび外輪ＯＲの転動面および転動体Ｒに付着している塵埃を吹き飛ばして清浄化することができる。
【００４８】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る転動体等配装置３１について、図７を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る転動体等配装置１と構成を共通する個所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００４９】
本実施形態に係る転動体等配装置３１は、内輪ＩＲおよび外輪ＯＲの下方に配置され、これらを支持する支持部材（エア噴射装置）３５と、内輪ＩＲおよび外輪ＯＲの上方に配置されるカメラ（撮影装置）３７とを備えている。支持部材３５には、エア通路１７ｂが形成されることにより、第１の実施形態と同様のエアノズルが構成されているとともに、中央部に円柱形上の磁石部（磁石）３３が備えられている。すなわち、この転動体等配装置３１では、支持部材３５が、エア噴射装置としても機能している。
カメラ３７には、制御装置３９が接続されている。制御装置３９は、カメラ３７により取得された画像を処理して、回転機構５を制御するようになっている。図中、符号４１は照明装置である。
【００５０】
磁石部３３からの磁力線Ｌは、図に示されるように、磁石部３３の一端から内輪ＩＲ、転動体Ｒおよび外輪ＯＲを通過し、外輪ＯＲの外側から空中を通過して磁石部３３の他端側に戻るように形成されている。
【００５１】
カメラ３７は、内輪ＩＲおよび外輪ＯＲ間に形成される軌道内の複数の転動体Ｒ全体を撮影するようになっている。
前記制御装置３９は、カメラ３７により撮影されることによって取得された軌道内の転動体Ｒの画像を処理して、例えば、転動体Ｒの輪郭形状を画像認識することにより、転動体Ｒの重心位置を求め、すべての隣接する転動体Ｒの重心間の距離がほぼ等距離であるか否かを判断するようになっている。
【００５２】
具体的には、前記制御装置３９は、すべての隣接する転動体Ｒの重心間の距離が、目標値に対して所定のしきい値の範囲内であるか否かを判定し、しきい値範囲内に配されている場合には、回転機構５の駆動モータ９に対して、停止信号を出力するようになっている。
このように構成された本実施形態に係る転動体等配装置３１によれば、エアノズル３５により転がり軸受Ｂを支持し、転がり軸受Ｂを挟んでエア噴射機構７と反対側において、カメラ３７を作動させることにより、複数の転動体Ｒ全体の配置を観察することができる。これにより、転動体Ｒが等配不良のまま後工程に流れる不都合をより確実に防止することができる。
【００５３】
また、カメラ３７により、転動体Ｒの等配状態を撮影し、十分に等分に配置されたと判断された場合に回転機構５の駆動モータ９を停止して、等配処理を停止するので、一律に一定の時間経過を待つことなく、効率的に等配処理を行うことができる。その結果、処理に要する時間を短縮して、サイクルタイムを短縮することができるという利点がある。
また、一定時間経過後にカメラ３７により撮影して等配状態を判定する場合には、等配不良の場合に、再度等配処理を行うようにすることができる。
【００５４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、次のような各種の変形も可能である。例えば、回転機構５について、内輪ＩＲを固定して外輪ＯＲを回転させることを例示して説明したが、内輪ＩＲと外輪ＯＲを相対的に移動させればよいのであって、これとは逆に、外輪ＯＲを固定して内輪ＩＲを回転させるものでもよい。
また、エア噴射機構７については、転がり軸受Ｂの上端面側から円環状空間２１に対して垂直下向きに圧縮エアを噴射することを例示して説明したが、転がり軸受Ｂを内輪ＩＲと外輪ＯＲの軸心Ｏが鉛直となるように支持してあれば、反対に、下端面側から円環状空間２１に対して垂直上向きに圧縮エアを噴射しても同様な効果が得られる。
また、第２の実施形態の照明装置４１として、転動体Ｒに対してカメラ３７と同一側に配置して反射光を撮影することを例示して説明したが、これに代えて、転動体Ｒを挟んでカメラ３７とは反対側に配置される透過照明としてもよい。
【００５５】
また、第１の実施形態の磁石３および第２の実施形態の磁石部３３は、電磁石でも永久磁石でもよく、電磁石の場合には、電磁石をＯＮ／ＯＦＦすることにより、等配処理の開始および停止を切り替えてもよい。一方、永久磁石の場合には、磁石３および磁石部３３の発する磁力を止めることができない。このため、内輪ＩＲおよび外輪ＯＲを他の支持部材で支持しておき、等配処理後は、内輪ＩＲおよび外輪ＯＲと磁石３または磁石３３とを、内輪ＩＲおよび外輪ＯＲの軸心Ｏ方向に十分に離間させた後に、転がり軸受Ｂを移動させることとしてもよい。このようにすることで、転動体Ｒの等配状態を崩さずに、転がり軸受Ｂを移動させることができる。
【００５６】
また、第１の実施形態においては、エアノズル１７を例示して説明したが、これに代えて、第２の実施形態の支持部材３５を採用してもよい。この場合、磁石３と支持部材３５の磁石部３３が、互いに異なる磁極が対向するように配置することが好ましい。このように構成することで、第１の実施形態のように磁石３を内輪ＩＲおよび外輪ＯＲの軸心Ｏ方向の一方にのみ設けた場合に比べて、各転動体Ｒに作用する磁力がより大きくなり、各転動体Ｒ間に働く反発力Ｋを大きくすることができる。
【００５７】
また、第１の実施形態に係る転動体等配装置１では、磁石３が支持部材としての機能を兼ねることを例示して説明したが、これに代えて、転がり軸受Ｂを支持する独立した支持部材を備える構成としてもよい。また、第２の実施形態に係る転動体等配装置３１では、支持部材３５がエア噴射装置としての機能を兼ねることを例示して説明したが、これに代えて、圧縮エアを噴射する独立したエア噴射装置を備える構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る転動体等配装置を示す全体図である。
【図２】図１の転動体が等間隔に配列される前の転がり軸受を示す全体図である。
【図３】図２の転がり軸受の部分拡大図である。
【図４】図１のエア噴射機構のエア噴射時の作用を示す模式図である。
【図５】図１の転動体が等間隔に配列された後の転がり軸受を示す全体図である。
【図６】図５の転がり軸受の部分拡大図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る転動体等配装置を示す全体図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  転動体等配装置
３  磁石（支持部材）
７  エア噴射機構（エア噴射装置）
Ｂ  転がり軸受
２１  円環状空間
ＩＲ  内輪
ＯＲ  外輪
Ｒ  転動体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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