JP2013199973A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間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。
【解決手段】２つの転がり軸受の内輪にシャフトが圧入状態で嵌合された転がり軸受組立体の外輪に対して内輪を軸回りに回転させる回転工程ＳＡ１と、内輪どうしが軸方向に相互に近接する方向に押込む押込み工程ＳＡ２と、内輪が外輪に対して回転する際に内輪から外輪に伝達されるトルクをロードセルにより測定して、Ｆ＜Ｒ／６０の関係式を満たす遮断周波数を有するローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力するトルク測定工程ＳＡ３と、トルク測定値と目標値との差分が所定の閾値以下である場合に回転工程および押込み工程を終了し、所定の閾値よりも大きい場合にトルク測定値と目標値に基づいて追加押込み量を算出して、押込み工程に戻る判定工程ＳＡ４とを含み、追加押込み量を算出する周期がローパスフィルタの時定数よりも長くなるように設定される転がり軸受装置の製造方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、転がり軸受装置の製造方法に関するものである。

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および特許文献２参照。）。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（回転軸）との間に嫌気性接着剤を塗布して内輪にシャフトを嵌合させ、重りにより内輪に対して一定の荷重を付加したまま接着剤が硬化する間保持することにより、内輪とシャフトとが接合されている。

また、特許文献２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し込み、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。

特開２０００−３４６０８５号公報 特開２００３−２３９９５６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の転がり軸受装置の製造方法は、接着剤が硬化するまで待つため時間がかかり、量産性に劣るという不都合がある。また、特許文献２に記載の転がり軸受装置の製造方法では、転がり軸受のトルク波形にうねりがある場合に、内輪と外輪の位置関係によって共振周波数が変動し、トルク（転がり軸受の一周分のトルクの平均値）にばらつきが発生する原因となる。さらに、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っても、トルクにばらつきが発生するという問題がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、短時間で、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製造装置、並びに転がり軸受装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の製造方法、並びにこの製造方法を実現する製造装置を提供する。
本発明は、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圧入状態で嵌合された転がり軸受組立体の外輪に対して、前記内輪を軸回りに回転させる回転工程と、該回転工程により前記外輪に対して回転させられている前記内輪を、該内輪どうしが軸方向に相互に近接する方向に押込む押込み工程と、該押込み工程により前記内輪が押込まれながら前記外輪に対して回転する際に、該内輪から該外輪に伝達されるトルクをロードセルにより測定して、下式を満たす遮断周波数を有するローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力するトルク測定工程と、該トルク測定工程により出力されたトルク測定値と目標値との差分が所定の閾値以下であるか否かを判定し、該差分が前記所定の閾値以下である場合に前記回転工程による前記内輪の回転および前記押込み工程による前記内輪の押込みを終了し、前記差分が前記所定の閾値よりも大きい場合に前記トルク測定値と前記目標値に基づいて前記内輪をさらに押し込む追加押込み量を算出して、前記押込み工程に戻る判定工程とを含み、前記追加押込み量を算出する周期が前記ローパスフィルタの時定数よりも長くなるように設定される転がり軸受装置の製造方法を提供する。
Ｆ＜Ｒ／６０
ここで、Ｆはローパスフィルタの遮断周波数（Ｈｚ）、Ｒは転がり軸受の回転数（ｒｐｍ）である。

本発明によれば、押込み工程により、内輪および外輪と転動体とが隙間なく接触させられて、２つの転がり軸受に予圧がかけられる。また、判定工程により、回転中の内輪から外輪に伝達されるトルク測定値と目標値との差分が所定の閾値以下であると判定された場合に、２つの転がり軸受に予圧をかけた状態に内輪が位置決めされて内輪と軸部材とが圧入固定され、差分が所定の閾値よりも大きいと判定された場合に、押込み工程に戻されて追加押込み量だけ内輪がさらに押込まれ、所望のトルクが得られるように内輪の位置が調節し直される。したがって、内輪と軸部材とを接着剤により固定する場合のような接着剤が硬化するまでの待ち時間が必要なく、ラジアルプレイやレースウェイの曲率の個体差による影響も受けずに済む。

この場合において、追加押込み量を算出する周期をローパスフィルタの時定数よりも長くなるように設定することで、ローパスフィルタによりトルクの出力信号から高周波成分が遮断されるのにかかる時間遅れによって、トルク測定値が本来のトルクよりも低い値で測定されるのを防止することができる。

また、トルク測定工程において、遮断周波数が上記の関係式を満たすローパスフィルタにより、ロードセルによって測定したトルクの測定値から高周波成分を遮断することで、転がり軸受の真円度や組み立て時の傾きによるうねり状のトルク変動やスパイク状のトルク変動およびロードセルのノイズなどを除去した本来のトルクを得ることができる。
これにより、内輪と軸部材とを精度よく位置決めして、短時間で、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。

上記発明においては、前記トルク測定工程が、前記ローパスフィルタにより、下記の関係式を満たすように、前記転がり軸受の１周分の前記トルクを平均化して前記トルク測定値を出力することとしてもよい。
１＜Ｎ×Ｓ×Ｒ×２／６０
ここで、Ｓはロードセルの出力電圧のサンプリング周期（ｓ）、ＮはＳのサンプリング周期でロードセルの出力電圧をＡＤ変換して得られる値の数（データ数）である。

このように構成することで、転がり軸受の真円度や組立時の傾きによるうねり状のトルク変動を確実に除去することができる。また、転がり軸受の内部に混入するコンタミなどによるスパイク状のトルク変動やロードセルの共振周波数を基本周波数とするノイズは、周波数がさらに高いので、これらも確実に除去することができる。

本発明は、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圧入状態で嵌合された転がり軸受組立体の外輪に対して、前記内輪を軸回りに回転させる回転工程と、該回転工程により前記外輪に対して回転させられている前記内輪を、該内輪どうしが軸方向に相互に近接する方向に押込む押込み工程と、該押込み工程により前記内輪が押込まれながら前記外輪に対して回転する際に、該内輪から該外輪に伝達されるトルクをロードセルにより測定して、下式を満たす遮断周波数を有するローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力するトルク測定工程と、該トルク測定工程により出力されたトルク測定値と目標値との差分が所定に閾値以下であるか否かを判定し、該差分が前記所定の閾値以下である場合に、前記回転工程による前記内輪の回転および前記押込み工程による前記内輪の押込みを終了し、前記差分が前記所定の閾値よりも大きい場合に、前記トルク測定値と前記目標値に基づいて前記内輪をさらに押し込む追加押込み量を算出して、前記押込み工程に戻る判定工程と含み、前記追加押込み量を算出する周期が前記ローパスフィルタの時定数よりも長くなるように設定される転がり軸受装置の製造方法。
Ｆ＜Ｒ／３０
ここで、Ｆはローパスフィルタの遮断周波数（Ｈｚ）、Ｒは転がり軸受の回転数（ｒｐｍ）である。

転がり軸受において発生するトルクのうねりの多くは２波／周以上であるので、１／２周分だけで全体分のトルクのうねりの周波数の平均値が分かる。したがって、本発明によれば、うねり状のトルク変動を効率的に除去して短時間で予圧をかけることができる。

上記発明においては、前記トルク測定工程が、前記ローパスフィルタにより、下記の関係式を満たすように、前記転がり軸受の１／２周分のトルクを平均化して前記トルク測定値を出力することとしてもよい。
１＜Ｎ×Ｓ×Ｒ×４／６０

このように構成することで、転がり軸受の１／２周分のトルクのうねりの周波数の平均値に基づき、うねり状のトルク変動をより効率的に除去して短時間で予圧をかけることができる。

また、上記発明においては、押込み工程が、前記トルク測定値と前記目標値よりも小さい仮目標値との差分が前記所定の閾値以下になるまで前記内輪を押込む第１押込み工程と、前記トルク測定値と前記目標値との差分が前記所定の閾値以下になるまでさらに前記内輪を押込む第２押込み工程とを含み、前記トルク測定工程が、前記第１押込み工程により押込まれる前記内輪から前記外輪に伝達されて前記ロードセルにより測定されるトルクの測定値を、遮断周波数が高い第１ローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力する第１トルク測定工程と、前記第２押込み工程により押込まれる前記内輪から前記外輪に伝達されて前記ロードセルにより測定されるトルクの測定値を、前記第１ローパスフィルタの遮断周波数よりも低い遮断周波数を有する第２ローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力する第２トルク測定工程とを含むこととしてもよい。

このように構成することで、転がり軸受にがたがあるような初期の段階を含む第１押込み工程では、第１トルク測定工程により遮断周波数が高い第１ローパスフィルタを用いて出力されるトルク測定値に従い、仮目標値まで短時間で圧入することができる。また、第２押込み工程では、第２トルク測定工程により遮断周波数が低い第２ローパスフィルタを用いて出力されるトルク測定値に従い、所望の目標値に略一致するまで圧入することができる。

したがって、第１押込み工程と第２押込み工程とを組合せることで、最初から最後まで遮断周波数が低い第２ローパスフィルタを用いて内輪を押込む場合と比較して、予圧をかける時間を短縮することができる。

また、上記発明においては、前記第１ローパスフィルタの遮断周波数が下記の関係式（１）を満たし、前記第２ローパスフィルタの遮断周波数が下記の関係式（２）を満たすこととしてもよい。
ｆ１＜０．８４×Ｒ１・・・（１）
ｆ２＜Ｒ２／６０・・・（２）
ここで、ｆ１は第１ローパスフィルタの遮断周波数（Ｈｚ）、ｆ２は第２ローパスフィルタの遮断周波数（Ｈｚ）、Ｒ１は第１押込み工程における転がり軸受の回転数（ｒｐｍ）、Ｒ２は第２押込み工程における転がり軸受の回転数（ｒｐｍ）である。

このように構成することで、転がり軸受の内部に混入するコンタミなどによるスパイク状のトルク変動があっても、その影響を受けることなくトルクが一定なるように予圧をコントロールすることができる。したがって、第１押込み工程でのトルクのばらつきを少なくして仮目標値と目標値との差を小さくし、第２押込み工程にかかる時間を短縮することができる。これにより、うねり状のトルク変動があっても、トルクのばらつきが少ない平均トルクの転がり軸受装置を短時間で製造することができる。

また、上記発明においては、前記第１ローパスフィルタの遮断周波数と前記第２ローパスフィルタの遮断周波数とが下記の関係式を満たすこととしてもよい。
Ｒ１＞Ｒ２
このように構成することで、第１押込み工程にかかる時間を短縮し、第２押込み工程で精度よくトルクをコントロールすることができる。したがって、トルクのばらつきが少ない転がり軸受装置を短時間で製造することができる。

また、上記発明においては、前記第１トルク測定工程が、前記第１ローパスフィルタにより、下記の関係式（３）を満たすように、前記トルクを平均化して前記トルク測定値を出力し、前記第２トルク測定工程が、前記第２ローパスフィルタにより、下記の関係式（４）を満たすように、前記トルクを平均化して前記トルク測定値を出力することとしてもよい。
１＜ｎ１×Ｓ１×Ｒ１×１．６７・・・（３）
１＜ｎ２×Ｓ２×Ｒ２／３０・・・（４）
ここで、Ｓ１はロードセルの出力電圧のサンプリング周期（ｓ）、ｎ１はＳ１のサンプリング周期でロードセルの出力電圧をＡＤ変換して得られる値の数（データ数）、Ｓ２はロードセルの出力電圧のサンプリング周期（ｓ）、ｎ２はＳ２のサンプリング周期でロードセルの出力電圧をＡＤ変換して得られる値の数（データ数）である。

このように構成することで、第１押込み工程でのトルクのばらつきをより少なくして、仮目標値と目標値との差を極力小さくし、第２押込み工程にかかる時間をより短縮することができる。これにより、うねり状のトルク変動があっても、トルクのばらつきがより少ない平均トルクの転がり軸受装置を短時間で製造することができる。

また、上記発明においては、前記第１押込み工程後、前記第２押込み工程前に、前記転がり軸受の１周あたりの前記トルクのうねりの周波数を分析する周波数分析工程を含み、該周波数分析工程により分析される前記トルクのうねりの周波数に基づいて、前記第２ローパスフィルタの遮断周波数を下記の関係式により決定することとしてもよい。
ｆ２＜Ｎ×Ｒ２／６０
ここで、Ｎは所定の閾値以上の周波数成分を有するトルクのうねりの数または所定の閾値以上の周波数成分を有するトルクのうねりがない場合は５０である。

このように構成することで、第２押込み工程において、転がり軸受のトルクのうねりの影響を受けずに、２つの転がり軸受に予圧をかけることができる。また、閾値以上のうねりがない場合は、転がり軸受の内部に混入するコンタミなどによりスパイク状のトルク変動の影響を防止する第２ローパスフィルタを用いて２つの転がり軸受に予圧をかけることができる。そして、第２押込み工程において、トルクのうねりの数が多いときは短時間で予圧をかけることができ、全体として予圧をかける時間を短縮し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ことができる。

また、上記発明においては、前記第２トルク測定工程が、前記第２ローパスフィルタにより、下記の関係式を満たすように、前記トルクを平均化して前記トルク測定値を出力することとしてもよい。
１＜ｎ２×Ｒ２×Ｓ２×Ｎ×２／６０

このように構成することで、転がり軸受のトルクのうねりの影響を受けず、また、転がり軸受の内部に混入するコンタミなどによるスパイク状のトルク変動やロードセルの共振周波数を基本周波数とするノイズも確実に除去して、短時間で、トルクのばらつきをより低減した転がり軸受装置を製造することができる。

また、上記発明においては、前記回転工程前に前記内輪と前記軸部材との間に接着剤を塗布する接着剤塗布工程を含むこととしてもよい。
このように構成することで、内輪が押込まれた位置で圧入により軸部材に固定された状態で、接着剤が硬化することにより内輪と軸部材とが接着する。したがって、短時間で予圧をかけた状態を維持させつつ、接着剤により内輪と軸部材とをより強固に固定することができる。

また、上記発明においては、前記回転工程による前記内輪の回転および前記押込み工程による前記内輪の押込みの終了後に、軸方向に押込まれた前記内輪と前記軸部材とをレーザ溶接する溶接工程を含むこととしてもよい。

このように構成することで、内輪が押込まれた位置で圧入により軸部材に固定された状態で、レーザ溶接により内輪と軸部材とが接合する。したがって、短時間で予圧をかけた状態を維持させつつ、レーザ溶接により内輪と軸部材とをより強固に固定することができる。

ところで、以上では前記内輪を軸回りに回転させ、前記外輪に対して回転させられている前記内輪を、該内輪どうしが軸方向に相互に近接する方向に押込む押込み、前記内輪が押込まれながら前記外輪に対して回転する際に、該内輪から該外輪に伝達されるトルクを測定するトルク測定工程をとっていたが、逆に前記外輪を回転させ、前記外輪を、該外輪どうしが軸方向に相互に近接する方向に押込み、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方法をとっても良く効果も同様である。

本発明によれば、短時間で、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という効果を奏する。

本発明の第１実施形態に係る転がり軸受装置の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。 本発明の第１実施形態に係る転がり軸受装置の製造方法を説明するフローチャートである。 図２の製造方法に用いられる製造装置の縦断面図である。 図３の制御装置のブロック図である。 本発明の第１実施形態の第１変形例に係る製造方法に用いられる製造装置の制御装置を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態の第３変形例に係る製造方法の説明に用いるトルクと時間との関係を示す図である。 本発明の第１実施形態の第４変形例に係る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。 本発明の第１実施形態の第５変形例に係る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。 本発明の第２実施形態に係る転がり軸受装置の製造方法を説明するフローチャートである。 図９の製造方法の説明に用いるトルクと時間との関係を示す図である。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係る転がり軸受装置の製造方法について、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方法は、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。

転がり軸受装置１は、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円環形状のスペーサ部材３３とを備えている。符合３１ａは径方向外方に突出する鍔状のフランジ部を示している。

２つの転がり軸受１０，２０は、同軸に配置された円環形状の内輪１１，２１と外輪１３，２３との間の円環状空間に、周方向に間隔をあけて転動可能に内蔵される複数個の転動体１５，２５とを備え、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とがそれぞれ圧入固定されるようになっている。また、スペーサ部材３３が外輪１３，２３間に軸方向に挟まれており、これにより、内輪１１，２１間にスペーサ部材３３の軸方向の長さに応じた隙間が形成されている。

このように構成された転がり軸受装置１は、シャフト３１を軸回りに回転させると、内輪１１，２１と外輪１３，２３との間で転動体１５，２５が転動することにより、シャフト３１に固定された内輪１１，２１がシャフト３１と共に外輪１３，２３に対して軸回りに回転するようになっている。

また、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。

本実施形態に係る転がり軸受装置の製造方法は、図２のフローチャートに示されるように、このような転がり軸受装置組立体１Ａの外輪１３，２３に対して内輪１１，２１をそれぞれ軸回りに回転させる回転工程（ステップＳＡ１）と、回転工程により外輪２３に対して回転させられている内輪２１を、内輪１１，２１どうしが軸方向に相互に近接する方向に押込む押込み工程（ステップＳＡ２）と、押込み工程により内輪１１，２１が押込まれながら外輪２１，２３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（ステップＳＡ３）と、トルク測定工程により測定されたトルク測定値と目標値との差分が所定の閾値以下であるか否かを判定する判定工程（ステップＳＡ４）と含んでいる。

判定工程（ステップＳＡ４）は、トルク測定値と目標値との差分が閾値以下である場合に、回転工程による内輪１１，２１の回転と押込み工程による内輪２１の押込みとを終了するようになっている。これにより、２つの転がり軸受１０，２０に予圧をかけた状態に内輪１１，２１が位置決めされて、内輪１１，２１とシャフト３１とが圧入により固定される。

一方で、判定工程は、トルク測定値と目標値との差分が閾値よりも大きい場合に、そのトルク測定値と目標値に基づいて内輪２１をさらに押し込む追加押込み量を算出し、押込み工程（ステップＳＡ２）に戻るようになっている。これにより、追加押込み量だけ内輪２１がさらに押込まれ、所望のトルクが得られるように内輪２１の位置が調節し直される。

本実施形態においては、例えば、図３に示すような、製造装置１００が用いられる。
製造装置１００は、同図に示すように、転がり軸受装置組立体１Ａのシャフト３１を固定するシャフト受け４１と、シャフト受け４１に固定されたシャフト３１を軸回りに回転させるモータ４３（回転手段）と、転がり軸受装置組立体１Ａの内輪２１を軸方向に押込み可能な内輪プッシャー４５と、内輪プッシャー４５を軸方向に進退させる圧電素子等のアクチュエータ４７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(トルク測定手段)４９と、これらのモータ４３、アクチュエータ４７およびロードセル４９を制御する制御装置５０とを備えている。そして、内転プッシャー４５とアクチュエータ４７とで押し込み手段を構成する。符合４２はシャフト受け４１を軸回りに回転可能に支持する支持部を示し、符合４６は内輪プッシャー４５を軸回りに回転可能に支持する支持部を示している。

シャフト受け４１は、モータ４３により軸回りに回転させられるようになっている。
アクチュエータ４７は、内輪プッシャー４５を軸方向に移動させて第２転がり軸受２０の内輪２１を押圧し、内輪２１を第１転がり軸受１０の内輪１１に近接させる方向に押込むことができるようになっている。

ロードセル４９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４９ａを第１転がり軸受１０の外輪１３に対して径方向外方から押し付けて、外輪１３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４９によりトルクが測定されると、その出力電圧が制御装置５０に送られるようになっている。

制御装置５０は、図４に示すように、演算処理および判定処理してアクチュエータ４７およびモータ４３に指令値を送る判定手段となるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５１と、ＣＰＵ５１からの指令値を駆動電圧に変換するＤ／Ａ変換器５２，５４と、Ｄ／Ａ変換器５２により変換された駆動電圧を増幅してアクチュエータ４７に送るドライバ（電圧増幅器）５３と、Ｄ／Ａ変換器５４により変換された駆動電圧を増幅してモータ４３に送るドライバ（電圧増幅器）５５と、ロードセル４９からの出力電圧を増幅するアンプ５６と、アンプ５６により増幅された出力電圧の高周波成分を遮断するローパスフィルタ５７と、ローパスフィルタ５７により高周波成分が遮断された出力電圧を数値化してトルク測定値をＣＰＵ５１に送るＡＤ変換器５８と、ＣＰＵ５１に入力されたトルク測定値等を記憶するメモリ５９とを備えている。

ローパスフィルタ５７は、下記の関係式を満たす遮断周波数を有している。
Ｆ＜Ｒ／６０
ここで、Ｆはローパスフィルタ５７の遮断周波数（Ｈｚ）、Ｒは転がり軸受１０，２０の回転数（ｒｐｍ）である。

ＣＰＵ５１には、判定工程（ステップＳＡ４）においてトルク測定値と目標値とに基づいて算出する内輪２１の追加押込み量の周期が、ローパスフィルタ５７の時定数よりも長くなるように設定されている。

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方法の作用について説明する。
本実施形態に係る製造方法により転がり軸受装置１を製造するには、まず、転がり軸受装置組立体１Ａのシャフト３１をシャフト受け４１に固定する。そして、内輪プッシャー４５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４９の接触部４９ａを第１転がり軸受１０の外輪１３の外周面に接触させる。

次いで、ＣＰＵ５１から指令値を出力してＤ／Ａ変換器５４およびドライバ５５を介してモータ４３を駆動させ、シャフト受け４１と共にシャフト３１を軸回りに回転させる（ステップＳＡ１）。シャフト３１が軸回りに回転すると、シャフト３１が圧入された内輪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。

続いて、ＣＰＵ５１から指令値を出力してＤ／Ａ変換器５２およびドライバ５３を介してアクチュエータ４７を駆動させ、内輪プッシャー４５により、回転している第２転がり軸受２０の内輪２１を軸方向に押圧する。これにより、内輪２１が第１転がり軸受１０の内輪１１に対して近接する方向に押込まれる（ステップＳＡ２）。

ここで、第１転がり軸受１０の内輪１１はシャフト３１のフランジ部３１ａに突き当てられている。したがって、内輪２１を軸方向に押込むだけで、内輪１１，２１どうしが軸方向に近接させられて、第１転がり軸受１０および第２転がり軸受２０に予圧がかけられる。転がり軸受１０，２０に予圧がかけられると、内輪１１，２１から外輪１３，２３に伝達されるトルクが上昇する。

続いて、外輪１３，２３に対して内輪１１，２１が軸回りに回転している際に、ロードセル４９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（ステップＳＡ３）。ロードセル４９によりトルクが測定されると、その出力電圧がアンプ５６により増幅されてローパスフィルタ５７により高周波成分が遮断された後、ＡＤ変換器５８により数値化されてＣＰＵ５１に入力される。ＣＰＵ５１に入力されたトルク測定値はメモリ５９に記憶される。

この場合において、ローパスフィルタ５７の遮断周波数が上記関係式を満たすことで、転がり軸受１０，２０の真円度や組み立て時の傾きによるうねり状のトルク変動やスパイク状のトルク変動およびロードセル４９のノイズなどを除去することができる。

次いで、ＣＰＵ５１により、入力されたトルク測定値が目標値と略一致するか否か、すなわち、トルク測定値と目標値との差分が所定の閾値以下であるか否かが判定される（ステップＳＡ４)。

ＣＰＵ５１により、差分が閾値以下であると判定された場合は、Ｄ／Ａ変換器５２，５４およびドライバ５３，５５を介して、アクチュエータ４７およびモータ４３に対してそれぞれ駆動停止の指令値が入力される。そして、内輪プッシャー４５による内輪２１の押込みが終了するとともに（ステップＳＡ５）、シャフト３１と共に外輪１３，２３に対する内輪１１，２１の回転が停止される（ステップＳＡ６）。

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が完成される。

一方、ＣＰＵ５１により、差分が閾値よりも大きいと判定された場合は、トルク測定値と目標値とに基づいて内輪２１をさらに押し込む追加押込み量が算出される（ステップＳＡ７）。具体的には、ＣＰＵ５１により下式によって追加押込み量が算出される。
ΔＶ＝Ａ×（ＴＧ−ＴＡ）
Ｖ_n＝Ｖ_n-1＋ΔＶ
ここで、ΔＶはアクチュエータ４７に印加する電圧の増加分、Ａは所定の係数、ＴＧは目標値、ＴＡはトルク測定値、Ｖｎはアクチュエータ４７に印加する電圧である。

このようにすることで、目標値とトルク測定値とが離れているときはアクチュエータ４７の変位増加分を大きくし、目標値とトルク測定値とが近くなったらアクチュエータ４７の変位増加分を小さくし、適切な追加押込み量を簡易に算出することができる。なお、内輪１１，２１とシャフト３１とを圧入状態で嵌合させるため、予圧量の上昇は不可逆的であり、ΔＶが負のときにＶｎを低下させても予圧量は変化しない。

ＣＰＵ５１により、追加押込み量が算出されると、押込み工程（ステップＳＡ２）に戻り、トルク測定値と目標値との差分が所定の閾値以下になるまで、ステップＳＡ２からステップＳＡ４が繰り返される。

この場合において、ＣＰＵ５１において、追加押込み量を算出する周期をローパスフィルタ５７の時定数よりも長くなるように設定することで、ローパスフィルタ５７によりトルクの出力信号から高周波成分が遮断されるのにかかる時間遅れによって、トルク測定値が本来のトルクよりも低い値で測定されるのを防止することができる。

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方法によれば、圧入により内輪１１，２１とシャフト３１とを固定することで、内輪１１，２１とシャフト３１とを接着剤により固定する場合のような接着剤が硬化するまでの待ち時間を省くことができる。また、内輪１１，２１から外輪１３，２３に伝達されるトルクを目標値に略一致させることで、ラジアルプレイやレースウェイの曲率の個体差による影響を受けなくて済む。

そして、ローパスフィルタ５７により、転がり軸受１０，２０の真円度や組み立て時の傾きによるうねり状のトルク変動やスパイク状のトルク変動およびロードセル４９のノイズなどを除去するとともに、ローパスフィルタ５７による時間遅れの影響を防止することで、本来のトルクを得ることができる。したがって、内輪２１とシャフト３１とを精度よく位置決めして、短時間で、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。

本実施形態は、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、アンプ５６により増幅された出力電圧からローパスフィルタ５７により高周波成分を遮断した後に、ＡＤ変換器５８によりその出力電圧を数値化してＣＰＵ５１に送ることとしたが、第１変形例としては、図５に示すように、アンプ５６により増幅された出力電圧をＡＤ変換器５８により数値化した後に、ローパスフィルタ５７により高周波成分を遮断してＣＰＵ５１に送ることとしてもよい。

また、第２変形例としては、例えば、トルク測定工程が、ローパスフィルタ５７により、下記の関係式を満たすように、転がり軸受１０の１周分のトルクを平均化してトルク測定値を出力することとしてもよい。
１＜Ｎ×Ｓ×Ｒ×２／６０
ここで、Ｓはロードセル４９の出力電圧のサンプリング周期（ｓ）、ＮはＳのサンプリング周期でロードセル４９の出力電圧をＡＤ変換して得られる値の数（データ数）である。

このようにすることで、転がり軸受１０，２０の真円度や組立時の傾きによるうねり状のトルク変動を確実に除去することができる。また、転がり軸受１０，２０の内部に混入するコンタミなどによるスパイク状のトルク変動やロードセルの共振周波数を基本周波数とするノイズは、周波数がさらに高いので、これらも確実に除去することができる。したがって、平均トルクのばらつきがより少ない転がり軸受装置１を製造することができる。

また、本実施形態においては、ローパスフィルタ５７の遮断周波数が上記関係式（Ｆ＜Ｒ／６０）を満たすこととしたが、第３変形例としては、ローパスフィルタ５７の遮断周波数が下記の関係式を満たすこととしてもよい。
Ｆ＜Ｒ／３０

図６に示すように、転がり軸受１０，２０において発生するトルクのうねりの多くは２波／周以上であるので、１／２周分だけで全体分のトルクのうねりの周波数の平均値が分かる。したがって、本変形例によれば、上記関係式を満たす遮断周波数を有するローパスフィルタ５７により、うねり状のトルク変動を効率的に除去して、転がり軸受１０，２０に短時間で予圧をかけることができる。図６において、縦軸はトルクを示し、横軸は時間を示している。

また、本変形例においては、トルク測定工程（ステップＳＡ３）が、ローパスフィルタ５７により、下記の関係式を満たすように、転がり軸受１０の１／２周分のトルクを平均化してトルク測定値を出力することとしてもよい。
１＜Ｎ×Ｓ×Ｒ×４／６０

このようにすることで、転がり軸受１０の１／２周分のトルクのうねりの周波数の平均値に基づき、うねり状のトルク変動をより効率的に除去することができる。また、転がり軸受１０，２０の内部に混入するコンタミなどによるスパイク状のトルク変動やロードセルの共振周波数を基本周波数とするノイズも確実に除去することができる。したがって、短時間で予圧をかけて、平均トルクのばらつきがより少ない転がり軸受装置１を製造することができる。

また、本実施形態においては、内輪１１，２１とシャフト３１とを圧入により固定することとしたが、第４変形例としては、例えば、回転工程（ステップＳＡ１）前に内輪１１，２１とシャフト３１との間に接着剤を塗布する接着剤塗布工程を含むこととしてもよい。

この場合、図７に示すように、転がり軸受装置組立体１Ａを組立てる際に、接着剤塗布工程により、内輪１１，２１の内周面とシャフト３１の外周面との間の隙間に予め接着剤３７を塗布しておくこととすればよい。そして、接着剤３７が硬化する前に、回転工程（ステップＳＡ１）以降の工程を実行することとすればよい。

このようにすることで、内輪２１が押込まれた位置で圧入によりシャフト３１に固定された状態で、接着剤３７が硬化することにより内輪１１，２１とシャフト３１とが接着する。したがって、短時間で予圧をかけた状態を維持させつつ、接着剤３７により内輪１１，２１とシャフト３０とをより強固に固定することができる。

また、第５変形例としては、例えば、回転工程（ステップＳＡ１）による内輪１１，２１の回転および押込み工程（ステップＳＡ２）による内輪２１の押込みの終了後に、押込み工程（ステップＳＡ３）により軸方向に押込まれた内輪２１とシャフト３１とをレーザ溶接する溶接工程を含むこととしてもよい。

この場合、例えば、図８に示すように、押込み工程ＳＡ２により押込んだ内輪２１の一方の端面の周縁部とシャフト３１の外周面との境界付近をレーザ溶接することとすればよい。図８において、符合３９はレーザ溶接跡を示している。このようにすることで、内輪２１が押込まれた位置で圧入によりシャフト３１に固定された状態で、レーザ溶接により内輪２１とシャフト３１とが接合する。したがって、短時間で予圧をかけた状態を維持させつつ、レーザ溶接により内輪１１，２１とシャフト３０とをより強固に固定することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る転がり軸受装置の製造方法について説明する。
本実施形態に係る転がり軸受装置の製造方法は、図９のフローチャートに示されるように、押込み工程が、第１押込み工程（ステップＳＡ２）と、第２押込み工程（ステップＳＢ１）とを含み、トルク測定工程が、第１押込み工程時のトルクを測定する第１トルク測定工程（ステップＳＡ３）と、第２押込み工程時のトルクを測定する第２トルク測定工程（ＳＢ２）とを含む点で第１実施形態と異なる。
以下、第１実施形態に係る転がり軸受装置の製造方法と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態においては、制御装置５０が、ローパスフィルタ５７に代えて、互いに遮断周波数が異なる２つのローパスフィルタ（以下、第１ローパスフィルタと第２ローパスフィルタという。いずれも図示略。）を切替え可能に備えている。第１ローパスフィルタは、第２ローパスフィルタよりも高い遮断周波数を有している。
ＣＰＵ５１には、本目標値（目標値）と、本目標値よりも小さい仮目標値とが設定されるようになっている。

第１押込み工程（ステップＳＡ２）は、トルク測定値と仮目標値との差分が所定の閾値以下になるまで内輪２１を押込むようになっている。第２押込み工程（ステップＳＢ１）は、トルク測定値と本目標値との差分が所定の閾値以下になるまでさらに内輪２１を押込むようになっている。

第１トルク測定工程（ステップＳＡ３）は、第１押込み工程（ステップＳＡ２）により押込まれる内輪１１、２１から外輪１３、２３に伝達されてロードセル４９により測定されるトルクの測定値を第１ローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力するようになっている。第２トルク測定工程（ステップＳＢ２）は、第２押込み工程（ステップＳＢ１）により押込まれる内輪１１，２１から外輪１３，２３に伝達されてロードセル４９により測定されるトルクの測定値を第２ローパスフィルタにより高周波成分を遮断して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がり軸受装置の製造方法の作用について説明する。
本実施形態に係る製造方法により転がり軸受装置１を製造するには、まず、ＣＰＵ５１２により、仮目標値と本目標値を設定する。そして、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て（ステップＳＡ１）、内輪２１を軸方向に押込み（ステップＳＡ２）、内輪１１，２１から外輪１３，２３に伝達されるトルクを測定して（ステップＳＡ３）、ＣＰＵ５１によりトルク測定値と仮目標値との差分が所定の閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳＡ４）。

ＣＰＵ５１により、差分が閾値よりも大きいと判定された場合は、追加押込み量が算出されて（ステップＳＡ７）、第１押込み工程（ステップＳＡ２）に戻る。一方、差分が閾値以下であると判定された場合は、ＣＰＵ５１から指令値を出力してＤ／Ａ変換器５４およびドライバ５２を介してアクチュエータ４７を駆動させ、内輪プッシャー４５により、回転している第２転がり軸受２０の内輪２１を軸方向にさらに押込む（ステップＳＢ１）。

続いて、ロードセル４９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（ステップＳＢ２）、その出力電圧がアンプ５６により増幅されてローパスフィルタ５７により高周波成分が遮断された後、ＡＤ変換器５８により数値化されてＣＰＵ５１に入力される。そして、ＣＰＵ５１により、トルク測定値と本目標値との差分が所定の閾値以下であるか否かが判定される（ステップＳＢ３）。

ＣＰＵ５１により差分が閾値以下と判定された場合は、Ｄ／Ａ変換器５２，５４およびドライバ５３，５５を介して、アクチュエータ４７およびモータ４３に対してそれぞれ駆動停止の指令値が入力される。そして、内輪プッシャー４５による内輪２１の押込みが終了するとともに（ステップＳＡ５）、シャフト３１と共に外輪１３，２３に対する内輪１１，２１の回転が停止される（ステップＳＡ６）。

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が完成される。

一方、ＣＰＵ５１により差分が閾値よりも大きいと判定された場合は、ステップＳＡ７と同様にして、トルク測定値と本目標値とに基づいて内輪２１をさらに押し込む追加押込み量が算出される（ステップＳＢ４）

ＣＰＵ５１により、追加押込み量が算出されると、押込み工程（ステップＳＢ１）に戻り、トルク測定値と本目標値との差分が所定の閾値以下になるまで、ステップＳＢ１からステップＳＢ３が繰り返される。

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方法によれば、転がり軸受１０，２０にがたがあるような初期の段階を含む第１押込み工程（ステップＳＡ２）では、図１０に示すように、第１トルク測定工程（ステップＳＡ３）により遮断周波数が高い第１ローパスフィルタを用いて出力されるトルク測定値に従い、仮目標値まで短時間で圧入することができる。図１０において、縦軸はトルクと電圧を示し、横軸は時間を示している。また、実線ｍはアクチュエータ４７に印加する電圧を示し、破線ｎはトルク測定値を示している。

また、第２押込み工程では、第２トルク測定工程により遮断周波数が低い第２ローパスフィルタ５７を用いて出力されるトルク測定値に従い、所望の本目標値に略一致するまで圧入することができる。したがって、第１押込み工程と第２押込み工程とを組合せることで、最初から最後まで遮断周波数が低い第２ローパスフィルタを用いて内輪２１を押込む場合と比較して、予圧をかける時間を短縮することができる。

本実施形態は以下のように変形することができる。
第４変形例としては、例えば、第１ローパスフィルタの遮断周波数が下記の関係式（１）を満たし、第２ローパスフィルタの遮断周波数が下記の関係式（２）を満たすこととしてもよい。
ｆ１＜０．８４×Ｒ１・・・（１）
ｆ２＜Ｒ２／６０・・・（２）
ここで、ｆ１は第１ローパスフィルタの遮断周波数（Ｈｚ）、ｆ２は第２ローパスフィルタの遮断周波数（Ｈｚ）、Ｒ１は第１押込み工程における転がり軸受１０の回転数（ｒｐｍ）、Ｒ２は第２押込み工程における転がり軸受１０の回転数（ｒｐｍ）である。

このようにすることで、転がり軸受１０，２０の内部に混入するコンタミなどによるスパイク状のトルク変動があっても、その影響を受けることなくトルクが一定なるように予圧をコントロールすることができる。したがって、第１押込み工程でのトルクのばらつきを少なくして仮目標値と本目標値との差を小さくし、第２押込み工程にかかる時間を短縮することができる。これにより、うねり状のトルク変動があっても、トルクのばらつきが少ない平均トルクの転がり軸受装置１を短時間で製造することができる。

また、第５変形例としては、第１ローパスフィルタの遮断周波数と第２ローパスフィルタの遮断周波数とが下記の関係式を満たすこととしてもよい。
Ｒ１＞Ｒ２
このようにすることで、第１押込み工程（ステップＳＡ２）にかかる時間を短縮するとともに、第２押込み工程（ステップＳＢ１）で内輪１１，１３から外輪２１，２３に伝達されるトルクを精度よくコントロールすることができる。したがって、トルクのばらつきが少ない転がり軸受装置１を短時間で製造することができる。

また、第６変形例としては、第１トルク測定工程（ステップＳＡ３）が、第１ローパスフィルタにより、下記の関係式（３）を満たすようにトルクを平均化してトルク測定値を出力し、第２トルク測定工程（ステップＳＢ２）が、第２ローパスフィルタにより、下記の関係式（４）を満たすようにトルクを平均化してトルク測定値を出力することとしてもよい。

１＜ｎ１×Ｓ１×Ｒ１×１．６７・・・（３）
１＜ｎ２×Ｓ２×Ｒ２／３０・・・（４）
ここで、Ｓ１はロードセル４９の出力電圧のサンプリング周期（ｓ）、ｎ１はＳ１のサンプリング周期でロードセル４９の出力電圧をＡＤ変換して得られる値の数（データ数）、Ｓ２はロードセル４９の出力電圧のサンプリング周期（ｓ）、ｎ２はＳ２のサンプリング周期でロードセル４９の出力電圧をＡＤ変換して得られる値の数（データ数）である。

このようにすることで、第１押込み工程（ステップＳＡ２）でのトルクのばらつきをより少なくして、仮目標値と本目標値との差を極力小さくし、第２押込み工程（ステップＳＢ１）にかかる時間をより短縮することができる。これにより、うねり状のトルク変動があっても、トルクのばらつきがより少ない平均トルクの転がり軸受装置１を短時間で製造することができる。

第７変形例としては、第１押込み工程（ステップＳＡ２）後、第２押込み工程（ステップＳＢ１）前に、転がり軸受１０，２０の１周あたりのトルクのうねりの周波数を分析する周波数分析工程を含み、周波数分析工程により分析されるトルクのうねりの周波数に基づいて、第２ローパスフィルタの遮断周波数を下記の関係式により決定することとしてもよい。
ｆ２＜Ｎ×Ｒ２／６０
ここで、Ｎは所定の閾値以上の周波数成分を有するトルクのうねりの数、または、所定の閾値以上の周波数成分を有するトルクのうねりがない場合は５０である。

周波数分析工程は、例えば、判定工程（ステップＳＡ４）と第２押込み工程（ステップＳＢ１）との間に実行し、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）等により、トルクのうねりの周波数成分を算出することとすればよい。

例えば、転がり軸受１０，２０の１周あたりにトルクのうねりが３波ある場合を例示して説明する。この場合、例えば、各波をそれぞれ成分Ｗ１，成分Ｗ２，成分Ｗ３とすると、成分Ｗ３が所定の閾値以上のときは上記式にＮ＝３を入力し、成分Ｗ３が所定の閾値よりも小さく成分Ｗ２が所定の閾値以上のときは上記式にＮ＝２を入力し、成分Ｗ３，Ｗ２が所定の閾値よりも小さく成分Ｗ１が所定の閾値以上のときは上記式にＮ＝１を入力することとすればよい。また、成分Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３のいずれもが所定の閾値よりも小さいときは、上記式にＮ＝５０を入力することとすればよい。

このようにすることで、第２押込み工程において、トルクのうねりに適したローパスフィルタを使用し、転がり軸受１０，２０のトルクのうねりの影響を受けずに、２つの転がり軸受１０，２０に予圧をかけることができる。また、閾値以上のうねりがない場合は、転がり軸受１０，２０の内部に混入するコンタミなどによりスパイク状のトルク変動の影響を防止する第２ローパスフィルタを用いて２つの転がり軸受１０，２０に予圧をかけることができる。そして、第２押込み工程において、トルクのうねりの数が多いときは短時間で予圧をかけ、全体として予圧をかける時間を短縮して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。

本変形例においては、第２トルク測定工程（ステップＳＢ２）が、第２ローパスフィルタにより、下記の関係式を満たすように、トルクを平均化してトルク測定値を出力することとしてもよい。
１＜ｎ２×Ｒ２×Ｓ２×Ｎ×２／６０

このようにすることで、転がり軸受１０，２０のトルクのうねりの影響を受けず、また、転がり軸受１０，２０の内部に混入するコンタミなどによるスパイク状のトルク変動やロードセルの共振周波数を基本周波数とするノイズも確実に除去して、短時間で、トルクのばらつきをより低減した転がり軸受装置１を製造することができる。

以上、本発明の各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、具体的な構成はこれら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、本発明を上記の各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。例えば、第２実施形態において、接着剤塗布工程を含むこととしてもよいし、レーザ溶接工程を含むこととしてもよい。

また、例えば、外輪を回転させ、外輪を、外輪どうしが軸方向に相互に近接する方向に押込み、外輪が押込まれながら内輪に対して回転する際に、外輪から内輪に伝達されるトルクを測定する方法をとっても良い。また、軸方向に間隔をあけて同軸に配置される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「同軸に配置される２つの転がり軸受」に該当するものとする。

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（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（転がり軸受）
３１ シャフト（軸部材）
３７ 接着剤
４７ アクチュエータ（圧電素子）
４９ ロードセル
ＳＡ１ 回転工程（ステップＳＡ１)
ＳＡ２ 押し込み工程（第１押込み工程：ステップＳＡ２)
ＳＡ３ トルク測定工程（第１トルク測定工程：ステップＳＡ３)
ＳＡ４ 判定工程（ステップＳＡ４)
ＳＢ１ 第２押込み工程（ステップＳＢ１)
ＳＢ２ 第２測定工程（ステップＳＢ２)

上記目的を達成するために、本発明は以下の製造方法、並びにこの製造方法を実現する製造装置を提供する。
本発明は、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圧入状態で嵌合された転がり軸受組立体の外輪に対して、前記内輪を軸回りに回転させる回転工程と、該回転工程により前記外輪に対して回転させられている前記内輪を、該内輪どうしが軸方向に相互に近接する方向に押込む押込み工程と、該押込み工程により前記内輪が押込まれながら前記外輪に対して回転する際に、該内輪から該外輪に伝達されるトルクをトルク測定器により測定して、下式を満たす遮断周波数を有するローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力するトルク測定工程と、該トルク測定工程により出力されたトルク測定値と目標値との差分が所定の閾値以下であるか否かを判定し、該差分が前記所定の閾値以下である場合に前記回転工程による前記内輪の回転および前記押込み工程による前記内輪の押込みを終了し、前記差分が前記所定の閾値よりも大きい場合に前記トルク測定値と前記目標値に基づいて前記内輪をさらに押し込む追加押込み量を算出して、前記押込み工程に戻る判定工程とを含み、前記追加押込み量を算出する周期が前記ローパスフィルタの時定数よりも長くなるように設定される転がり軸受装置の製造方法を提供する。
Ｆ＜Ｒ／６０
ここで、Ｆはローパスフィルタの遮断周波数（Ｈｚ）、Ｒは転がり軸受の回転数（ｒｐｍ）である。

また、トルク測定工程において、遮断周波数が上記の関係式を満たすローパスフィルタにより、トルク測定器によって測定したトルクの測定値から高周波成分を遮断することで、転がり軸受の真円度や組み立て時の傾きによるうねり状のトルク変動やスパイク状のトルク変動およびトルク測定器のノイズなどを除去した本来のトルクを得ることができる。
これにより、内輪と軸部材とを精度よく位置決めして、短時間で、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。

上記発明においては、前記トルク測定工程が、前記ローパスフィルタにより、下記の関係式を満たすように、前記転がり軸受の１周分の前記トルクを平均化して前記トルク測定値を出力することとしてもよい。
１＜Ｎ×Ｓ×Ｒ×２／６０
ここで、Ｓはトルク測定器の出力電圧のサンプリング周期（ｓ）、ＮはＳのサンプリング周期でトルク測定器の出力電圧をＡＤ変換して得られる値の数（データ数）である。

このように構成することで、転がり軸受の真円度や組立時の傾きによるうねり状のトルク変動を確実に除去することができる。また、転がり軸受の内部に混入するコンタミなどによるスパイク状のトルク変動やトルク測定器の共振周波数を基本周波数とするノイズは、周波数がさらに高いので、これらも確実に除去することができる。

本発明は、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圧入状態で嵌合された転がり軸受組立体の外輪に対して、前記内輪を軸回りに回転させる回転工程と、該回転工程により前記外輪に対して回転させられている前記内輪を、該内輪どうしが軸方向に相互に近接する方向に押込む押込み工程と、該押込み工程により前記内輪が押込まれながら前記外輪に対して回転する際に、該内輪から該外輪に伝達されるトルクをトルク測定器により測定して、下式を満たす遮断周波数を有するローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力するトルク測定工程と、該トルク測定工程により出力されたトルク測定値と目標値との差分が所定に閾値以下であるか否かを判定し、該差分が前記所定の閾値以下である場合に、前記回転工程による前記内輪の回転および前記押込み工程による前記内輪の押込みを終了し、前記差分が前記所定の閾値よりも大きい場合に、前記トルク測定値と前記目標値に基づいて前記内輪をさらに押し込む追加押込み量を算出して、前記押込み工程に戻る判定工程と含み、前記追加押込み量を算出する周期が前記ローパスフィルタの時定数よりも長くなるように設定される転がり軸受装置の製造方法。
Ｆ＜Ｒ／３０
ここで、Ｆはローパスフィルタの遮断周波数（Ｈｚ）、Ｒは転がり軸受の回転数（ｒｐｍ）である。

また、上記発明においては、押込み工程が、前記トルク測定値と前記目標値よりも小さい仮目標値との差分が前記所定の閾値以下になるまで前記内輪を押込む第１押込み工程と、前記トルク測定値と前記目標値との差分が前記所定の閾値以下になるまでさらに前記内輪を押込む第２押込み工程とを含み、前記トルク測定工程が、前記第１押込み工程により押込まれる前記内輪から前記外輪に伝達されて前記トルク測定器により測定されるトルクの測定値を、遮断周波数が高い第１ローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力する第１トルク測定工程と、前記第２押込み工程により押込まれる前記内輪から前記外輪に伝達されて前記トルク測定器により測定されるトルクの測定値を、前記第１ローパスフィルタの遮断周波数よりも低い遮断周波数を有する第２ローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力する第２トルク測定工程とを含むこととしてもよい。

また、上記発明においては、前記第１トルク測定工程が、前記第１ローパスフィルタにより、下記の関係式（３）を満たすように、前記トルクを平均化して前記トルク測定値を出力し、前記第２トルク測定工程が、前記第２ローパスフィルタにより、下記の関係式（４）を満たすように、前記トルクを平均化して前記トルク測定値を出力することとしてもよい。
１＜ｎ１×Ｓ１×Ｒ１×１．６７・・・（３）
１＜ｎ２×Ｓ２×Ｒ２／３０・・・（４）
ここで、Ｓ１はトルク測定器の出力電圧のサンプリング周期（ｓ）、ｎ１はＳ１のサンプリング周期でトルク測定器の出力電圧をＡＤ変換して得られる値の数（データ数）、Ｓ２はトルク測定器の出力電圧のサンプリング周期（ｓ）、ｎ２はＳ２のサンプリング周期でトルク測定器の出力電圧をＡＤ変換して得られる値の数（データ数）である。

このように構成することで、転がり軸受のトルクのうねりの影響を受けず、また、転がり軸受の内部に混入するコンタミなどによるスパイク状のトルク変動やトルク測定器の共振周波数を基本周波数とするノイズも確実に除去して、短時間で、トルクのばらつきをより低減した転がり軸受装置を製造することができる。

本実施形態においては、例えば、図３に示すような、製造装置１００が用いられる。
製造装置１００は、同図に示すように、転がり軸受装置組立体１Ａのシャフト３１を固定するシャフト受け４１と、シャフト受け４１に固定されたシャフト３１を軸回りに回転させるモータ４３（回転手段）と、転がり軸受装置組立体１Ａの内輪２１を軸方向に押込み可能な内輪プッシャー４５と、内輪プッシャー４５を軸方向に進退させる圧電素子等のアクチュエータ４７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(トルク測定器)４９と、これらのモータ４３、アクチュエータ４７およびロードセル４９を制御する制御装置５０とを備えている。そして、内転プッシャー４５とアクチュエータ４７とで押し込み手段を構成する。符合４２はシャフト受け４１を軸回りに回転可能に支持する支持部を示し、符合４６は内輪プッシャー４５を軸回りに回転可能に支持する支持部を示している。

Claims (18)

1. 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圧入状態で嵌合された転がり軸受組立体の外輪に対して、前記内輪を軸回りに回転させる回転工程と、
   該回転工程により前記外輪に対して回転させられている前記内輪を、該内輪どうしが軸方向に相互に近接する方向に押込む押込み工程と、
   該押込み工程により前記内輪が押込まれながら前記外輪に対して回転する際に、該内輪から該外輪に伝達されるトルクをロードセルにより測定して、下式を満たす遮断周波数を有するローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力するトルク測定工程と、
   該トルク測定工程により出力されたトルク測定値と目標値との差分が所定の閾値以下であるか否かを判定し、該差分が前記所定の閾値以下である場合に前記回転工程による前記内輪の回転および前記押込み工程による前記内輪の押込みを終了し、前記差分が前記所定の閾値よりも大きい場合に前記トルク測定値と前記目標値に基づいて前記内輪をさらに押し込む追加押込み量を算出して、前記押込み工程に戻る判定工程とを含み、
   前記追加押込み量を算出する周期が前記ローパスフィルタの時定数よりも長くなるように設定される転がり軸受装置の製造方法。
   Ｆ＜Ｒ／６０
   ここで、Ｆはローパスフィルタの遮断周波数（Ｈｚ）、Ｒは転がり軸受の回転数（ｒｐｍ）である。
2. 軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受の外輪に軸部材が圧入状態で嵌合された転がり軸受組立体の内輪に対して、前記外輪を軸回りに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回転させられている前記外輪を、該外輪どうしが軸方向に相互に近接する方向に押込む押込み工程と、
   該押込み工程により前記外輪が押込まれながら前記外輪に対して回転する際に、該外輪から該外輪に伝達されるトルクをロードセルにより測定して、下式を満たす遮断周波数を有するローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力するトルク測定工程と、
   該トルク測定工程により出力されたトルク測定値と目標値との差分が所定の閾値以下であるか否かを判定し、該差分が前記所定の閾値以下である場合に前記回転工程による前記外輪の回転および前記押込み工程による前記内輪の押込みを終了し、前記差分が前記所定の閾値よりも大きい場合に前記トルク測定値と前記目標値に基づいて前記外輪をさらに押し込む追加押込み量を算出して、前記押込み工程に戻る判定工程とを含み、
   前記追加押込み量を算出する周期が前記ローパスフィルタの時定数よりも長くなるように設定される転がり軸受装置の製造方法。
   Ｆ＜Ｒ／６０
   ここで、Ｆはローパスフィルタの遮断周波数（Ｈｚ）、Ｒは転がり軸受の回転数（ｒｐｍ）である。
3. 前記トルク測定工程が、前記ローパスフィルタにより、下記の関係式を満たすように、前記転がり軸受の１周分の前記トルクを平均化して前記トルク測定値を出力する請求項１または請求項２に記載の転がり軸受装置の製造方法。
   １＜Ｎ×Ｓ×Ｒ×２／６０
   ここで、Ｓはロードセルの出力電圧のサンプリング周期（ｓ）、ＮはＳのサンプリング周期でロードセルの出力電圧をＡＤ変換して得られる値の数（データ数）である。
4. 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圧入状態で嵌合された転がり軸受組立体の外輪に対して、前記内輪を軸回りに回転させる回転工程と、
   該回転工程により前記外輪に対して回転させられている前記内輪を、該内輪どうしが軸方向に相互に近接する方向に押込む押込み工程と、
   該押込み工程により前記内輪が押込まれながら前記外輪に対して回転する際に、該内輪から該外輪に伝達されるトルクをロードセルにより測定して、下式を満たす遮断周波数を有するローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力するトルク測定工程と、
   該トルク測定工程により出力されたトルク測定値と目標値との差分が所定に閾値以下であるか否かを判定し、該差分が前記所定の閾値以下である場合に、前記回転工程による前記内輪の回転および前記押込み工程による前記内輪の押込みを終了し、前記差分が前記所定の閾値よりも大きい場合に、前記トルク測定値と前記目標値に基づいて前記内輪をさらに押し込む追加押込み量を算出して、前記押込み工程に戻る判定工程と含み、
   前記追加押込み量を算出する周期が前記ローパスフィルタの時定数よりも長くなるように設定される転がり軸受装置の製造方法。
   Ｆ＜Ｒ／３０
   ここで、Ｆはローパスフィルタの遮断周波数（Ｈｚ）、Ｒは転がり軸受の回転数（ｒｐｍ）である。
5. 軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受の外輪に軸部材が圧入状態で嵌合された転がり軸受組立体の内輪に対して、前記外輪を軸回りに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回転させられている前記外輪を、該外輪どうしが軸方向に相互に近接する方向に押込む押込み工程と、
   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ロードセルにより測定して、下式を満たす遮断周波数を有するローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力するトルク測定工程と、
   該トルク測定工程により出力されたトルク測定値と目標値との差分が所定に閾値以下であるか否かを判定し、該差分が前記所定の閾値以下である場合に、前記回転工程による前記外輪の回転および前記押込み工程による前記外輪の押込みを終了し、前記差分が前記所定の閾値よりも大きい場合に、前記トルク測定値と前記目標値に基づいて前記外輪をさらに押し込む追加押込み量を算出して、前記押込み工程に戻る判定工程と含み、
   前記追加押込み量を算出する周期が前記ローパスフィルタの時定数よりも長くなるように設定される転がり軸受装置の製造方法。
   Ｆ＜Ｒ／３０
   ここで、Ｆはローパスフィルタの遮断周波数（Ｈｚ）、Ｒは転がり軸受の回転数（ｒｐｍ）である。
6. 前記トルク測定工程が、前記ローパスフィルタにより、下記の関係式を満たすように、前記転がり軸受の１／２周分のトルクを平均化して前記トルク測定値を出力する請求項４または請求項５に記載の転がり軸受装置の製造方法。
   １＜Ｎ×Ｓ×Ｒ×４／６０
7. 押込み工程が、前記トルク測定値と前記目標値よりも小さい仮目標値との差分が前記所定の閾値以下になるまで前記内輪を押込む第１押込み工程と、前記トルク測定値と前記目標値との差分が前記所定の閾値以下になるまでさらに前記内輪を押込む第２押込み工程とを含み、
   前記トルク測定工程が、前記第１押込み工程により押込まれる前記内輪から前記外輪に伝達されて前記ロードセルにより測定されるトルクの測定値を、遮断周波数が高い第１ローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力する第１トルク測定工程と、前記第２押込み工程により押込まれる前記内輪から前記外輪に伝達されて前記ロードセルにより測定されるトルクの測定値を、前記第１ローパスフィルタの遮断周波数よりも低い遮断周波数を有する第２ローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力する第２トルク測定工程とを含む請求項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方法。
8. 前記第１ローパスフィルタの遮断周波数が下記の関係式（１）を満たし、前記第２ローパスフィルタの遮断周波数が下記の関係式（２）を満たす請求項７に記載の転がり軸受装置の製造方法。
   ｆ１＜０．８４×Ｒ１・・・（１）
   ｆ２＜Ｒ２／６０・・・（２）
   ここで、ｆ１は第１ローパスフィルタの遮断周波数（Ｈｚ）、ｆ２は第２ローパスフィルタの遮断周波数（Ｈｚ）、Ｒ１は第１押込み工程における転がり軸受の回転数（ｒｐｍ）、Ｒ２は第２押込み工程における転がり軸受の回転数（ｒｐｍ）である。
9. 前記第１ローパスフィルタの遮断周波数と前記第２ローパスフィルタの遮断周波数とが下記の関係式を満たす請求項７または請求項８に記載の転がり軸受装置の製造方法。
   Ｒ１＞Ｒ２
10. 前記第１トルク測定工程が、前記第１ローパスフィルタにより、下記の関係式（３）を満たすように、前記トルクを平均化して前記トルク測定値を出力し、
    前記第２トルク測定工程が、前記第２ローパスフィルタにより、下記の関係式（４）を満たすように、前記トルクを平均化して前記トルク測定値を出力する請求項７から請求項９のいずれかに記載の転がり軸受装置の製造方法。
    １＜ｎ１×Ｓ１×Ｒ１×１．６７・・・（３）
    １＜ｎ２×Ｓ２×Ｒ２／３０・・・（４）
    ここで、Ｓ１はロードセルの出力電圧のサンプリング周期（ｓ）、ｎ１はＳ１のサンプリング周期でロードセルの出力電圧をＡＤ変換して得られる値の数（データ数）、Ｓ２はロードセルの出力電圧のサンプリング周期（ｓ）、ｎ２はＳ２のサンプリング周期でロードセルの出力電圧をＡＤ変換して得られる値の数（データ数）である。
11. 前記第１押込み工程後、前記第２押込み工程前に、前記転がり軸受の１周あたりの前記トルクのうねりの周波数を分析する周波数分析工程を含み、
    該周波数分析工程により分析される前記トルクのうねりの周波数に基づいて、前記第２ローパスフィルタの遮断周波数を下記の関係式により決定する請求項７から請求項１０のいずれかに記載の転がり軸受装置の製造方法。
    ｆ２＜Ｎ×Ｒ２／６０
    ここで、Ｎは所定の閾値以上の周波数成分を有するトルクのうねりの数または所定の閾値以上の周波数成分を有するトルクのうねりがない場合は５０である。
12. 前記第２トルク測定工程が、前記第２ローパスフィルタにより、下記の関係式を満たすように、前記トルクを平均化して前記トルク測定値を出力する請求項１１に記載の転がり軸受装置の製造方法。
    １＜ｎ２×Ｒ２×Ｓ２×Ｎ×２／６０
13. 前記回転工程前に前記内輪もしくは前記外輪と前記軸部材との間に接着剤を塗布する接着剤塗布工程を含む請求項１から請求項１２のいずれかに記載の転がり軸受装置の製造方法。
14. 前記回転工程による前記内輪もしくは前記外輪の回転および前記押込み工程による前記内輪もしくは前記外輪の押込みの終了後に、軸方向に押込まれた前記内輪もしくは前記外輪と前記軸部材とをレーザ溶接する溶接工程を含む請求項１から請求項１２のいずれかに記載の転がり軸受装置の製造方法。
15. 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圧入状態で嵌合された転がり軸受組立体の外輪に対して、前記内輪を軸回りに回転させる回転手段と、
    該回転手段により前記外輪に対して回転させられている前記内輪を、該内輪どうしが軸方向に相互に近接する方向に押込む押込み手段と、
    該押込み手段により前記内輪が押込まれながら前記外輪に対して回転する際に、該内輪から該外輪に伝達されるトルクをロードセルにより測定して、下式を満たす遮断周波数を有するローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力するトルク測定手段と、
    該トルク測定手段により出力されたトルク測定値と目標値との差分が所定の閾値以下であるか否かを判定し、該差分が前記所定の閾値以下である場合に前記回転工程による前記内輪の回転および前記押込み工程による前記内輪の押込みを終了し、前記差分が前記所定の閾値よりも大きい場合に前記トルク測定値と前記目標値に基づいて前記内輪をさらに押し込む追加押込み量を算出して、前記押込み工程に戻る判定手段とを含み、
    前記追加押込み量を算出する周期が前記ローパスフィルタの時定数よりも長くなるように設定される転がり軸受装置の製造装置。
    Ｆ＜Ｒ／６０
    ここで、Ｆはローパスフィルタの遮断周波数（Ｈｚ）、Ｒは転がり軸受の回転数（ｒｐｍ）である。
16. 軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受の外輪に軸部材が圧入状態で嵌合された転がり軸受組立体の内輪に対して、前記外輪を軸回りに回転させる回転手段と、
    該回転手段により前記内輪に対して回転させられている前記外輪を、該外輪どうしが軸方向に相互に近接する方向に押込む押込み手段と、
    該押込み手段により前記外輪が押込まれながら前記外輪に対して回転する際に、該外輪から該外輪に伝達されるトルクをロードセルにより測定して、下式を満たす遮断周波数を有するローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力するトルク測定手段と、
    該トルク測定工程により出力されたトルク測定値と目標値との差分が所定の閾値以下であるか否かを判定し、該差分が前記所定の閾値以下である場合に前記回転工程による前記外輪の回転および前記押込み工程による前記内輪の押込みを終了し、前記差分が前記所定の閾値よりも大きい場合に前記トルク測定値と前記目標値に基づいて前記外輪をさらに押し込む追加押込み量を算出して、前記押込み工程に戻る判定手段とを含み、
    前記追加押込み量を算出する周期が前記ローパスフィルタの時定数よりも長くなるように設定される転がり軸受装置の製造装置。
    Ｆ＜Ｒ／６０
    ここで、Ｆはローパスフィルタの遮断周波数（Ｈｚ）、Ｒは転がり軸受の回転数（ｒｐｍ）である。
17. 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圧入状態で嵌合された転がり軸受組立体の外輪に対して、前記内輪を軸回りに回転させる回転手段と、
    該回転工程により前記外輪に対して回転させられている前記内輪を、該内輪どうしが軸方向に相互に近接する方向に押込む押込み手段と、
    該押込み工程により前記内輪が押込まれながら前記外輪に対して回転する際に、該内輪から該外輪に伝達されるトルクをロードセルにより測定して、下式を満たす遮断周波数を有するローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力するトルク測定手段と、
    該トルク測定工程により出力されたトルク測定値と目標値との差分が所定に閾値以下であるか否かを判定し、該差分が前記所定の閾値以下である場合に、前記回転工程による前記内輪の回転および前記押込み工程による前記内輪の押込みを終了し、前記差分が前記所定の閾値よりも大きい場合に、前記トルク測定値と前記目標値に基づいて前記内輪をさらに押し込む追加押込み量を算出して、前記押込み工程に戻る判定手段と含み、
    前記追加押込み量を算出する周期が前記ローパスフィルタの時定数よりも長くなるように設定される転がり軸受装置の製造装置。
    Ｆ＜Ｒ／３０
    ここで、Ｆはローパスフィルタの遮断周波数（Ｈｚ）、Ｒは転がり軸受の回転数（ｒｐｍ）である。
18. 軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受の外輪に軸部材が圧入状態で嵌合された転がり軸受組立体の内輪に対して、前記外輪を軸回りに回転させる回転手段と、
    該回転工程により前記内輪に対して回転させられている前記外輪を、該外輪どうしが軸方向に相互に近接する方向に押込む押込み手段と、
    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ロードセルにより測定して、下式を満たす遮断周波数を有するローパスフィルタにより高周波成分を遮断して出力するトルク測定手段と、
    該トルク測定工程により出力されたトルク測定値と目標値との差分が所定に閾値以下であるか否かを判定し、該差分が前記所定の閾値以下である場合に、前記回転工程による前記外輪の回転および前記押込み工程による前記外輪の押込みを終了し、前記差分が前記所定の閾値よりも大きい場合に、前記トルク測定値と前記目標値に基づいて前記外輪をさらに押し込む追加押込み量を算出して、前記押込み工程に戻る判定工程と含み、
    前記追加押込み量を算出する周期が前記ローパスフィルタの時定数よりも長くなるように設定される転がり軸受装置の製造装置。
    Ｆ＜Ｒ／３０
    ここで、Ｆはローパスフィルタの遮断周波数（Ｈｚ）、Ｒは転がり軸受の回転数（ｒｐｍ）である。

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