JP4120460B2

JP4120460B2 - Bearing alignment method and bearing alignment assembly apparatus

Info

Publication number: JP4120460B2
Application number: JP2003121822A
Authority: JP
Inventors: 忍國分; 正一郎原; 俊明岩崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: JP2004324791A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸を支持する２つの軸受を調芯する軸受調芯方法および軸受調芯組立装置に関するものであり、例えば、冷凍装置、空気調和機、真空ポンプ等に使用されるスクロール圧縮機等の、円筒シェル内の両端部に配置された２つの軸受により回転軸が支持された回転機構を組み立てるのに用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の軸受調芯方法および軸受調芯組立装置においては、ステータを内挿した胴体ケーシングの両端部内に、該胴体ケーシングの内径より小さい外径を有する軸受がそれぞれ取り付けられ、該軸受により胴体ケーシングの中心部に、ロータを外挿した回転軸が支持された電動機の組立方法であって、ステータが内挿された胴体ケーシングの一端部内に一方の軸受を挿入し、該軸受をその中心を基準として組立位置に固定すると共に、胴体ケーシングをステータの内面を基準として組立位置に固定した状態で、その胴体ケーシングの外周側複数位置から胴体ケーシングを軸受に溶接して、胴体ケーシングの一端部内に一方の軸受を取り付ける第１の軸受組立工程と、胴体ケーシングの他端側から中心部に、ロータが外挿された回転軸を挿入して、その一端部を一方の軸受に差し込む回転軸組立工程と、胴体ケーシングの他端部内に他方の軸受を挿入して、該軸受に回転軸の他端部を差し込み、取り付けを終えた一方の軸受の中心を基準として、胴体ケーシングを組立位置に固定すると共に、他方の軸受をその中心を基準として組立位置に固定した状態で、その胴体ケーシングの外周側複数位置から胴体ケーシングを他方の軸受に溶接して、胴体ケーシングの他端部内に他方の軸受を取り付ける第２の軸受組立工程とを包含している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記従来の軸受調芯方法は、まず、上部軸受はパレットにて水平に支持されながら第１軸受組立機Ａに運ばれ、胴体ケーシングに組み付けられる。この際、第１軸受組立機Ａに取り付けた位置決めピンがパレット側に設けられたピン孔に挿入されることにより、第１軸受組立機Ａの組立位置にパレットが固定され、その結果、パレット上の上部軸受が、その中心を基準として第１軸受組立機Ａの組立位置に固定される。
次に、上部軸受を組み付けられた胴体ケーシングは、パレットでそのまま回転軸組立機Ｂに運ばれ、該組立機Ｂで回転軸を組み付けられる。
その後、上部軸受および回転軸を組み付けられた胴体ケーシングは、第２軸受組立機Ｃに運ばれ、下部軸受が組み付けられる。この際、第２軸受組立機Ｃに取り付けた位置決めピンがパレット側に設けられたピン孔に挿入されることにより、第２軸受組立機Ｃの組立位置にパレットが固定され、その結果、上部軸受の中心を基準として胴体ケーシングが第２軸受組立機Ｃの組立位置に固定される。また、下部軸受には基準面が設けられ、この基準面を第２軸受組立機Ｃに設けられた当ブロックに押し付けることにより、下部軸受を水平にする。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１２８３９６号公報（第４−７頁、第１−７図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の軸受調芯方法および軸受調芯組立装置では、第１軸受および第２軸受に、軸受孔との位置関係および姿勢の関係がそれぞれ高精度に規定された基準孔または基準面を設け、この基準孔および基準面を軸受調芯組立装置（各組立機Ａ、Ｂ、Ｃ）に対して高精度に芯出しおよび姿勢出しをして固定する必要があった。
したがって、上記基準孔および基準面の加工工数が増えるため製品がコストアップするという問題点があった。また、上記基準孔および基準面と軸受孔との同軸度および平行度、並びに第１軸受および第２軸受を軸受調芯組立装置（各組立機Ａ、Ｂ、Ｃ）に固定する際の位置決め誤差が軸受組立精度に集積されるため、組立精度に限界があるという問題点もあった。
【０００６】
本発明は、上記のような従来のものの問題点を解決するためになされたものであり、第１および第２軸受に、軸受孔との位置関係および姿勢の関係がそれぞれ高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設けなくても、高精度な軸受調芯組立が可能となるような軸受調芯方法および軸受調芯組立装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る軸受調芯方法は、回転軸を支持する第１軸受および第２軸受を調芯する方法であって、第１軸受を、動かないように保持し、上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して所定の力で傾けるとともに、上記第２の軸受を上記回転軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸および第２軸受を揺動運動させ、揺動運動の少なくとも三箇所において、第１軸受に対する第２軸受の相対的な、傾きおよび上記第１軸受の中心軸に交差する方向での上記第１軸受に対する上記第２軸受の相対的な、移動距離の両方を同時に検出する第１工程と、第１工程で得られた上記各個所における移動距離の情報に基づいて、第１軸受の中心軸に対して第２軸受の中心が一致する第２軸受の位置を、第１軸受に対する第２軸受の目標位置として求める第２工程と、第１軸受の中心と、回転軸の中心軸上の第２軸受と嵌合する部分の上記中心軸方向における中心との間の距離と、第１工程で得られた上記各個所における移動距離の情報とから、上記各個所における第１軸受に対する上記回転軸の傾きの大きさと方向を計算し、この計算結果と第１工程で得られた上記各個所における傾きの情報に基づいて、第１軸受の中心軸に対して第２軸受の中心軸が平行となる第２軸受の姿勢を、第１軸受に対する第２軸受の目標姿勢として求める第３工程と、第２軸受を第２工程および第３工程で求められた目標位置および目標姿勢に位置決めし、その状態で保持する第４工程と、を備えたものである。
【０００８】
また、本発明の別の発明に係る軸受調芯方法は、回転軸を支持する第１軸受および第２軸受を調芯して組み立てる方法であって、第１軸受がフレームにより上記回転軸に沿って直動自在に保持される場合に、上記第１軸受を直動自在に保持したフレームを、動かないように保持し、上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸、第１軸受および第２軸受を上記フレームの中心軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸、第１軸受および第２軸受を揺動運動させ、揺動運動の少なくとも三箇所において上記フレームに対する第１軸受の相対的な傾き、並びに上記フレームに対する第２軸受の相対的な、傾きおよび上記フレームの中心軸に交差する方向での移動距離の両方を同時に検出する第１工程と、第１工程で得られた上記各個所における第１軸受の傾きおよび第２軸受の移動距離の情報に基づいて、第１軸受の中心軸の傾き中心に対して第２軸受の中心が一致する第２軸受の位置を、上記フレームに対する第２軸受の目標位置として求める第２工程と、第１の軸受の中心と、回転軸の中心軸上の第２軸受と嵌合する部分の上記中心軸方向における中心との間の距離と、第１工程で得られた上記各個所における第２軸受の移動距離の情報とから、上記各個所における第１軸受に対する上記回転軸の傾きの大きさと方向を計算し、この計算結果と第１工程で得られた上記各個所における第１および第２軸受の傾きの情報に基づいて、第１軸受の中心軸の傾き中心に対して第２軸受の中心軸が平行となる第２軸受の姿勢を、上記フレームに対する第２軸受の目標姿勢として求める第３工程と、第２軸受を第２工程および第３工程で求められた目標位置および目標姿勢に位置決めし、その状態で保持する第４工程と、を備えたものである。
【０００９】
また、本発明に係る軸受調芯組立装置は、円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１軸受および第２軸受を調芯して組み立てる装置であって、第１軸受を、上記円筒シェル内の所定位置に動かないように保持する保持手段と、上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して所定の力で傾ける手段と、上記第２軸受を上記回転軸に対して所定の力で傾ける手段と、上記回転軸および第２軸受を揺動運動させる揺動手段と、揺動運動の少なくとも三箇所において第１軸受に対する第２軸受の相対的な、傾きおよび上記第１軸受の中心軸に交差する方向での移動距離の両方を同時に検出する計測手段と、上記計測手段によって計測された上記各個所における移動距離の情報に基づいて、第１軸受の中心軸に対して第２軸受の中心が一致する第２軸受の位置を、第１軸受に対する第２軸受の目標位置として求め、第１軸受の中心と、回転軸の中心軸上の第２軸受と嵌合する部分の上記中心軸方向における中心との間の距離と、上記計測手段によって計測された上記各個所における移動距離の情報とから、上記各個所における第１軸受に対する上記回転軸の傾きの大きさと方向を計算し、この計算結果と上記計測手段によって計測された上記各個所における傾きの情報に基づいて、第１軸受の中心軸に対して第２軸受の中心軸が平行となる第２軸受の姿勢を、第１軸受に対する第２軸受の目標姿勢として求める計算手段と、第２軸受を上記目標位置および目標姿勢に位置決めしその状態で保持する位置決め手段と、第１軸受および第２軸受をそれぞれ上記円筒シェルに固定する固定手段と、を備えたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１〜図１２は本発明の実施の形態１による軸受調芯方法および軸受調芯組立装置を説明するための図であり、より具体的には、図１は本実施の形態１による軸受調芯方法および軸受調芯組立装置によって組み立てられる回転機構を示す縦断面図、図２〜図４は軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図、図５は回転軸支持機構を拡大して示す縦断面図、図６は軸連結部の構成を説明する斜視図、図７は回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して傾けた様子を示す断面説明図、図８は軸受調芯工程を説明するフローチャート、図９は時間ｉに芯ずれ計測機構にて計測されるデータの一例を模式的に示す説明図、図１０は第１軸受に対する回転軸の傾きについて説明する図、図１１は時間ｉに平行度計測機構にて計測されるデータの一例を模式的に示す説明図、図１２は第１軸受に対する回転軸の傾きを補正した第２軸受の傾き方向の動きを模式的に示す説明図である。
【００１１】
図１において、円筒シェル１の内周にステータ２が固定され、回転軸４の外周にロータ３が固定されている。第１軸受５は円筒シェル１内周の一端部に固定され、回転軸４の一端側（下側）外周が嵌挿されている。第２軸受６は円筒シェル１内周の他端部に固定され、回転軸４の他端側（上側）外周が嵌挿されている。被組立体である回転機構１０は、上記のように、内周にステータ２が固定された円筒シェル１、外周にロータ３が固定された回転軸４、並びに円筒シェル１内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸４を支持する第１軸受５および第２軸受６により構成されている。
本発明による軸受調芯方法および軸受調芯組立装置は、主に、第２軸受６を円筒シェル１に固定する工程に適用するものであり、図１は、第２軸受６が円筒シェル１に固定された状態を示している。
【００１２】
以下、本実施の形態による軸受調芯組立装置の構成を、図２〜図４を基に説明する。図２において、円筒シェル１が上部に載置されるワーク載置台３１は、ワーク昇降機構３２により昇降され、メインベース３０の下面に押し付けられることにより、メインベース３０に対して固定される。回転軸４を支持する回転軸支持機構３３は、回転軸４を、その軸方向位置を拘束し回転および傾き可能に支持する回転軸支持手段に相当する。円筒シェル保持機構３４は、メインベース３０に対して固定されたワーク載置台３１に対して円筒シェル１を押し付けて固定する機構であり、円筒シェル１を保持する円筒シェル保持手段に相当する。さらに、本実施の形態では第１軸受５が円筒シェル１内の所定位置にあらかじめ固定されているので、円筒シェル１を保持することにより第１軸受５をも保持することになり、円筒シェル保持機構３４は第１軸受保持手段にも相当する。第２軸受クランプ機構３５は、第２軸受６を設定された高さに保持する機構であり、第２軸受保持手段に相当する。上部ベースＡ３６は支柱３７でメインベース３０に対して強固に固定されている。
【００１３】
ワーク載置台３１は、メインベース３０に対し上下動のみ可動にガイド等で支持されている。
回転軸支持機構３３は、例えば図５に示すような構成となっており、回転軸４の下端部を支持する球９１、球９１を支持する複数の小球９２、球９１および複数の小球９２を収納するケース９３、ケース９３を支持するスラストベアリング９４を備えて、回転軸４を、回転可能且つ回転軸４の下端部が水平移動可能に支持している。なお、４ａは回転軸４の下端部には球９１の一部が嵌る凹部４ａが設けられている。
【００１４】
図３において、フロート部４０は第２軸受６が第２軸受クランプ機構３５により保持されており、フロート機構４１はフロート部４０を鉛直方向に複数点で支持している。ＸＹテーブル４２はフロート部４０を上部ベースＡ３６に固定された上部ベースＢ４３に対し水平方向移動可能に支持する。第２軸受クランプ機構３５およびフロート部４０、フロート機構４１およびＸＹテーブル４２が、第２軸受保持手段を、回転軸４まわりの回転方向を拘束し、第２軸受６の中心軸まわりの回転方向を拘束し、第２軸受６の中心軸方向および該中心軸方向に対し直交する方向の並進自由度と第２軸受６の中心軸に交差する軸まわりの回転自由度を可動的に支持する第２軸受支持手段に相当する。
【００１５】
第２軸受傾斜モーメント付加機構４４は、フロート部４０に支持された第２軸受６を回転軸４に対して傾ける機構であり、第２軸受傾斜モーメント付加手段に相当する。回転軸傾斜モーメント付加機構４５は、軸連結部４８にて連結された回転軸４を第１軸受５に対して傾ける機構であり、回転軸傾斜モーメント付加手段に相当する。モータ４７にて回転駆動される駆動軸４６（４６ａ、４６ｂ、４６ｃ）と回転軸４とは軸連結部４８で連結されており、モータ４７が回転軸４を回転させる回転力を発生する回転力発生手段に相当し、駆動軸４６と軸連結部４８とが回転軸４に回転力発生手段の回転力を伝達する回転力伝達手段に相当する。芯ずれ計測機構４９はフロート部４０の水平方向位置を計測する機構、平行度計測機構５０はフロート部４０の鉛直方向位置を計測する機構であり、これら芯ずれ計測機構４９および平行度計測機構５０が第２軸受６の軸受調芯組立装置に対する位置および姿勢を計測する第２軸受計測手段（計測手段）に相当する。
【００１６】
軸連結部４８は、例えば図６に示すように回転軸４の上端部軸端のスリット部１１に軸連結部４８の内周に設けられた連結爪５１が挿入するようになっており、駆動軸４６に対し軸方向に摺動可能で回転が拘束された状態で支持され、バネ５６で鉛直下向きに押し付けられている。このように構成することで駆動軸４６と回転軸４の回転位相を一致させ同期して回転が行える。
【００１７】
第２軸受傾斜モーメント付加機構４４および回転軸傾斜モーメント付加機構４５は駆動軸４６に固定されており、駆動軸４６が回転すると第２軸受傾斜モーメント付加機構４４および回転軸傾斜モーメント付加機構４５は駆動軸４６回りで回転するため、駆動軸４６の回転と同期して第２軸受６および回転軸４の傾き方向が連続的に変化する。図３中、第２軸受傾斜モーメント付加機構４４は、フロート部４０の上部に右方向に荷重を付加することにより第２軸受６を右方向に移動させ、さらに右回りの回転方向に傾けるモーメント力を付加する。回転軸傾斜モーメント付加機構４５は駆動軸Ｂ４６ｂに取り付けられたアーム７０の左端部に下方向に荷重を付加することにより、駆動軸Ｂ４６ｂをジョイントＡ７１を中心とした左回りの回転方向に回転するためジョイントＢ７２は右方向に移動する。軸連結部４８によって連結された回転軸４はジョイントＢ７２が右方向に移動することにより、第１軸受５の軸受中心に対して右回りの回転方向に傾くモーメント力を付加する。このように構成することにより、第２軸受６の傾き方向と回転軸４の傾き方向が異なる方向となることを防止している。しかしながら実際には、摩擦等の理由により回転軸の傾き方向と第２の軸受の傾き方向とが必ずしも一致しない。
【００１８】
第２軸受傾斜モーメント付加機構４４および回転軸傾斜モーメント付加機構４５は、バネ部材を介して駆動軸４６に取り付けられており、駆動軸４６の回転中に第２軸受６および回転軸４に付加するモーメント力が変化しないように構成されている。また、第２軸受傾斜モーメント力は、フロート部４０傾斜時に発生するフロート機構４１のバネ力による復元モーメント力よりも大きく、回転軸４と第２軸受６の接触状態が図７に示した２点接触状態となるように設定する。また、回転軸傾斜モーメント力においても、回転軸４と第１軸受５の接触状態が図７に示した２点接触状態となるように設定する。第２軸受傾斜モーメント力および回転軸傾斜モーメント力があまりに大きいと、第２軸受６と回転軸４との摩擦力および第１軸受５と回転軸４との摩擦力が大きくなり、第２軸受６および回転軸４の揺動軌跡が不安定になる場合あるいは軸受が損傷する場合があるため、第２軸受傾斜モーメント力および回転軸傾斜モーメント力を適切な大きさに設定する必要がある。
【００１９】
駆動軸４６は駆動軸Ａ４６ａ、駆動軸Ｂ４６ｂ、駆動軸Ｃ４６ｃの３つに分割されており、ジョイントＡ７１、ジョイントＢ７２によって、各駆動軸Ａ４６ａ、駆動軸Ｂ４６ｂ、駆動軸Ｃ４６ｃを駆動軸４６の回転方向と軸方向を拘束した状態で連結している。すなわち、ジョイントＡ７１の関節部分において、駆動軸Ｂ４６ｂは駆動軸Ａ４６ａに対して垂直な平面内で偏心する自由度を持ち、さらに駆動軸Ｂ４６ｂは周方向全方向に折れ曲がるように回転する自由度を持つ。ジョイントＢ７２についても同様で駆動軸Ｃ４６ｃは駆動軸Ｂ４６ｂに対して同様の自由度を有している。
回転軸傾斜モーメント付加機構４５は、駆動軸Ｂ４６ｂに取り付けられた荷重付加バー７０を下向きに押圧する。駆動軸Ｂ４６ｂはジョイントＡ部で回転することにより駆動軸Ｂ４６ｂが傾き、駆動軸Ｃ４６ｃを偏心させる。駆動軸Ｃ４６ｃの下端には軸連結部４８が設けられているため、軸連結部４８にて連結された回転軸４の上端を偏心させ、回転軸４が傾く。
このように構成することにより回転軸４の傾斜が行え、モータ４７を駆動することにより回転軸４の回転角度に同期して回転軸４の傾け方向を円滑に変化させることができる。
【００２０】
なお、回転軸傾斜モーメントは第２軸受傾斜モーメント付加機構４４によっても発生するが、本実施の形態では回転軸４を傾ける力を発生する機構と第２軸受６を傾ける力を発生する機構とを別々に設けることにより、第２軸受６と回転軸４の接触力を最小限にすることが可能となり、この接触力による摩擦力で計測誤差が発生するのを防止している。しかしながら実際は、例えば軸受に存在する潤滑油（冷凍空調用圧縮機ならば冷凍機油）が少ない場合、回転軸４を傾ける力による接触力により発生する摩擦力は０にはならないため、回転軸の傾き方向と第２軸受の傾き方向とが一致せず計測誤差が発生する。
【００２１】
モータ４６はサーボモータで構成されており、駆動軸４６回転時の回転角度の把握および回転速度の制御が可能である。回転軸４は駆動軸４６と回転方向で拘束されているため、モータ４６により回転軸４の回転角度の把握および回転速度の制御が可能となる。
【００２２】
芯ずれ計測機構４９はフロート部４０の水平方向位置を３方向から計測することにより軸受調芯組立装置に対するフロート部４０の水平方向位置を計測する。平行度計測機構５０は、フロート部４０の３点の鉛直方向位置を計測することにより軸受調芯組立装置に対するフロート部４０の傾きを計測する。第２軸受６は第２軸受クランプ機構３５によりフロート部４０と一体となっているため、フロート部４０を計測することにより第２軸受６の動きを計測することが可能である。
芯ずれ計測機構４９および平行度計測機構５０の計測結果は、計算手段に相当する例えばパーソナルコンピュータ等の計算機（図示せず。）に送られ、後に詳述するように、計測結果（移動限界の情報）に基づいて計算機に実装されるソフトウェアプログラムにより第１軸受に対する第２軸受の目標位置および目標姿勢が求められる。
【００２３】
図４において、芯ずれ調整機構５２はフロート部４０の装置に対する水平方向位置を調整するための機構であり、平行度調整機構５３はフロート部４０の装置に対する傾きを調整するための機構である。芯ずれ調整機構５２は水平面内で直交する２軸方向に取り付けられており、芯ずれ調整機構５２に対してフロート部４０を挟んだ対向する側に背圧機構を配置して芯ずれ調整時フロート部４０が芯ずれ調整機構５２に押し付けられるように構成されている。平行度調整機構５３はフロート部４０の３箇所の鉛直方向位置を位置決めするように３箇所に配置され、フロート部４０を任意の傾きに調整可能に構成されている。
第２軸受保持機構５４は、芯ずれ調整機構５２および平行度調整機構５３により装置に対する位置および姿勢を調整されたフロート部４０を位置決め保持することにより、第２軸受６の装置に対する位置および姿勢を保持する。例えば図４に示すように、フロート部４０を平行度調整機構５３に対し押し付けることにより第２軸受６の位置および姿勢を保持できる。
芯ずれ調整機構５２、平行度調整機構５３および第２軸受保持機構５４が、第２軸受６を目標位置および目標姿勢に位置決めしその状態で保持する位置決め手段に相当する。
【００２４】
溶接機構５５は、第１軸受および第２軸受をそれぞれ円筒シェルに固定する固定手段に相当し、周方向に１２０度の間隔で円筒シェル１外側３箇所に配置されており、第２軸受保持機構５４で位置および姿勢を保持された第２軸受６を円筒シェル１に対しアークスポット溶接（ＭＡＧ溶接）で固定する。
このように、溶接で固定することにより、固定部品が不要であり安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、周方向に均等な間隔で配置された３箇所以上の溶接点で固定することにより、溶接によって第１軸受５に対する第２軸受６の相対的な位置および姿勢が変化することを防止することができ、第１軸受５の中心軸と第２軸受６の中心軸とをより高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することができるという効果がある。
【００２５】
次に、上記のように構成された、本発明の実施の形態１による軸受調芯組立装置を用いた、本発明の実施の形態１による軸受調芯方法について、図８に基づいて説明する。
まず、ステップＳＴ１において、第２軸受６を軸受調芯組立装置上部の第２軸受クランプ機構３５にセットし、第２軸受クランプ機構３５を駆動して第２軸受６とフロート部４０とを強固に一体化する。
次に、ステップＳＴ２において、内周中央にステータ２および内周下部に第１軸受５が固定され、第１軸受５にはロータ３が外周に固定された回転軸４が挿入された状態の円筒シェル１をワーク載置台３１にセットする。ワーク昇降機構３２を駆動し円筒シェル１を上昇させて回転軸４を第２軸受６に挿入するとともにワーク載置台３１をメインベース３０の下面に押し付けることにより、メインベース３０とワーク載置台３１を強固に一体化する。上部ベースＡ３６に固定された円筒シェル保持機構３４を駆動し円筒シェル１をワーク載置台３１に押し付けることにより、円筒シェル１とワーク載置台３１が強固に一体化し、円筒シェル１が軸受調芯組立装置に対して固定される。
なお、ワーク昇降機構３２を駆動して円筒シェル１を上昇させる際、第２軸受６と一体となったフロート部４０の軸受調芯組立装置に対する位置を芯ずれ調整機構５２であらかじめ調整しておくことにより、第２軸受６への回転軸４の挿入がスムーズに行える。
【００２６】
次に、ステップＳＴ３において、モータ４７を駆動して駆動軸４６を回転させることにより軸連結部４８で回転軸４と駆動軸４６が連結する。
さらに、ステップＳＴ４において、第２軸受傾斜モーメント付加手段４４および回転軸傾斜モーメント付加手段４５を駆動することにより、第２軸受６は回転軸４に対して傾き、回転軸４は第１軸受５に対して傾いた状態となる。図７は、この状態を示す回転機構の断面図であり、回転軸４は第１軸受５と点Ｐおよび点Ｑの２点で接触し、第２軸受６は回転軸と点Ｒおよび点Ｓの２点で接触した状態となる。この状態でモータ４７を駆動することにより、回転軸４の回転と同期して第２軸受６および回転軸４の傾き方向が連続的に変化する（回転軸４の回転と同期して第２軸受６および回転軸４が揺動運動する、すなわち回転軸４および第２軸受６が歳差運動する。）。
【００２７】
ステップＳＴ５において、揺動運動（歳差運動）の少なくとも３箇所（多ければ多いほど良い。）において、平行度計測機構５０および芯ずれ計測機構４９により、第１軸受５に対する第２軸受６の相対的な、傾きおよび第１軸受５の中心軸に交差する方向での移動距離の両方を同時に検出する。なお、芯ずれ計測機構４９および平行度計測機構５０は軸受調芯組立装置に対する第２軸受６（フロート部４０）の水平方向位置および傾きをそれぞれ計測するのであるが、第１軸受５の中心軸に交差する方向が水平方向となるように第１軸受５を軸受調芯組立装置に固定することにより、第１軸受５に対する第２軸受６の相対的な、傾きおよび第１軸受５の中心軸に交差する方向での移動距離を検出する。
以上のステップＳＴ１〜ＳＴ５が、本実施の形態１による軸受調芯方法の第１工程である。
【００２８】
ステップＳＴ６において、本実施の形態１による軸受調芯方法の第２工程および第３工程として、例えばパーソナルコンピュータ等の計算機により、上記ステップＳＴ５での計測結果に基づいて第２軸受６の目標位置および目標姿勢を演算する。
すなわち、第１工程で得られた上記各個所における移動距離の情報に基づいて、第１軸受の中心軸に対して第２軸受の中心が一致する第２軸受の位置を、第１軸受に対する第２軸受の目標位置として求める（第２工程）。
さらに、第１軸受の中心と、回転軸の中心軸上の第２軸受と嵌合する部分の上記中心軸方向における中心との間の距離と、第１工程で得られた上記各個所における移動距離の情報とから、上記各個所における第１軸受に対する上記回転軸の傾きの大きさと方向を計算し、この計算結果と第１工程で得られた上記各個所における傾きの情報に基づいて、第１軸受の中心軸に対して第２軸受の中心軸が平行となる第２軸受の姿勢を、第１軸受に対する第２軸受の目標姿勢として求める（第３工程）。
【００２９】
以下、第２工程および第３工程について具体的に説明する。
図９は、時間ｉに芯ずれ計測機構４９にて計測されるデータの一例を模式的に示している。図９において、ＥＸおよびＥＹは軸受調芯組立装置に固定された直交座標系であり、Ｅｏは第１軸受５の中心位置（第１軸受５の軸受中心の位置であり、図１０のＰ１に対応する。）である。Ｅg（ｉ）は、軸受調芯組立装置の座標系中心（以下、装置座標系中心と言うこともある。）に対する第１軸受５の中心の水平移動量を示すベクトルである。Ｅｃｇ（ｉ）は、第１軸受５の中心軸に対する第２軸受６の中心（図１０のＰ２に対応する。）の水平移動量を示すベクトルである。また、Ｅ'ｓ（ｉ）は、装置座標系中心に対する第２軸受６の中心の水平移動量を示すベクトルであり、時間ｉに芯ずれ計測機構４９にて計測されるデータである。これらのベクトルＥｇ（ｉ），Ｅｃｇ（ｉ），Ｅ'ｓ（ｉ）には、図１０のように、幾何学的に以下の関係が成り立つ。
Ｅ'ｓ（ｉ）＝Ｅｃｇ（ｉ）＋Ｅｇ（ｉ）（１）
第１軸受５が軸受調芯組立装置に対して固定されているならば、Ｅｇ（ｉ）は方向、量とも一定である。さらにベクトルＥｃｇ（ｉ）の大きさは一定であるから、Ｅ'ｓ（ｉ）の終点の軌跡は、中心がＥｏで半径が｜Ｅｃｇ（ｉ）｜の円を示す。よって、Ｅ'ｓ（ｉ）の終点（少なくとも３箇所）の計測値から、例えば最小二乗法によりＥ'ｓ（ｉ）の終点の軌跡の中心Ｅｏが求められる。
このＥ'ｓ（ｉ）の終点の軌跡の中心Ｅｏが、第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心が一致する第２軸受６の位置であり、第１軸受５に対する第２軸受６の目標位置である（第２工程）。
【００３０】
図１１は、時間ｉに平行度計測機構５０にて計測されるデータの一例を模式的に示している。図１１において、ＴＸおよびＴＹは軸受調芯組立装置に固定された直交座標系であり、傾きの大きさおよび傾き方向は計測面の法線ベクトルをＴＸ−ＴＹ平面に投影したベクトルで示す。Ｔｏは第１軸受５の傾き姿勢である。Ｔｇ（ｉ）は装置座標系中心に対する第１軸受１の傾きを示す方向ベクトルである。Ｔｃｇ（ｉ）は第１軸受５に対する回転軸４の傾きを示す方向ベクトルである。Ｔｓｃ（ｉ）は回転軸４に対する第２軸受６の傾きを示す方向ベクトルである。Ｔ'ｓ（ｉ）は装置座標系中心に対する第２軸受６の傾きを示す方向ベクトルであり、時間ｉに平行度計測機構５０にて計測されるデータである。これらのベクトルには、幾何学的に、以下の関係が成り立つ。
Ｔ'ｓ（ｉ）＝Ｔｓｃ（ｉ）＋Ｔｃｇ（ｉ）＋Ｔｇ（ｉ）（２）
の関係が成り立つ。
【００３１】
第１軸受５の中心軸に対する第２軸受６の中心の水平移動量を示すベクトルＥｃｇ（ｉ）の方向は、第１軸受５に対する回転軸４の傾きを示す方向ベクトルＴｃｇ（ｉ）の方向と等しい。また、第２工程で求められたＥｏはベクトルＥｇ（ｉ）の終点であるから、Ｅｃｇ（ｉ）は、時間ｉに芯ずれ計測機構４９にて計測される移動距離の情報（装置座標系中心に対する第２軸受６の中心の水平移動量を示すベクトル）Ｅ'ｓ（ｉ）を用いて（１）式より求めることができる。よって、図１０のように、第１軸受５の中心Ｐ１と、回転軸４の中心軸上の第２軸受６と嵌合する部分の上記中心軸方向における中心（本実施の形態では第２軸受６が第１軸受５に対して偏心しておらず、第１軸受５の中心Ｐ１と第２軸受６の中心Ｐ２とが何れも回転軸４の中心軸上にあるので、回転軸４の中心軸上の第２軸受６と嵌合する部分の上記中心軸方向における中心とは第２軸受６の中心Ｐ２である。）Ｐ２との間の距離Ｈｃｇが既知であれば、第１軸受５に対する回転軸４の傾きを示す方向ベクトルＴｃｇ（ｉ）が求まる。すわなち、以下の式で表される。
Ｔｃｇ（ｉ）＝(｜Ｔｃｇ（ｉ）｜／Ｈｃｇ)×Ｅｃｇ（ｉ）（３）
Ｔｃｇ（ｉ）が求まれば、式（２）の関係より、装置座標系中心に対する第１軸受５の傾きを示すベクトルと回転軸４に対する第２軸受６の傾きを示すベクトルとの和Ｔｓ（ｉ）が求まる。すなわち、
Ｔｓ（ｉ）＝Ｔｓｃ（ｉ）＋Ｔｇ（ｉ）（４）
であり、これを示した図が図１２である。すなわち、図１２は第１軸受５に対する回転軸４の傾きを補正した第２軸受６の傾き方向の動きを示している。
【００３２】
ここで、第１軸受５が軸受調芯組立装置に対して固定されているならば、Ｔｇ（ｉ）は方向、量とも一定である。さらに、ベクトルＴｓｃ（ｉ）の大きさは一定であるから、Ｔｓ（ｉ）の終点の軌跡は、中心がＴｏで、半径が｜Ｔｓｃ（ｉ）｜の円を示す。よって、Ｔｓ（ｉ）の終点の軌跡から、例えば最小二乗法によりＴｓ（ｉ）の終点の軌跡の中心Ｔｏを求める。
このＴｓ（ｉ）の終点の軌跡の中心Ｔｏが、第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心軸が平行となる第２軸受６の姿勢であり、第１軸受５に対する第２軸受６の目標姿勢である（第３工程）。
【００３３】
以上のようにして、摩擦等の理由により回転軸４の傾き方向と第２軸受６の傾き方向とが一致しない場合でも、軸受調芯組立装置の座標における第１軸受５の中心位置Ｅｏ、および第１軸受５の傾き姿勢Ｔｏ、すなわち、第２軸受６の中心が第１軸受５の中心軸に対して一致する第２軸受６の位置、および第２軸受６の中心軸が第１軸受５の中心軸に対して平行となる第２軸受６の姿勢を正確に求めることができる。
【００３４】
このように、第１軸受５を円筒シェル１内の所定位置に保持し（第１軸受５を動かないように保持し）、回転軸４の所定位置に第１軸受５および第２軸受６を嵌合させた状態で回転軸４および第２軸受６を第１軸受の中心軸に対して所定の力で傾けて回転軸４および第２軸受６を揺動運動させ、揺動運動の少なくとも三箇所において、第１軸受５に対する第２軸受６の相対的な、傾きおよび第１軸受５の中心軸に交差する方向での移動距離の両方を同時に検出し、検出された傾きおよび移動距離の情報に基づいて第１軸受５に対する第２軸受６の目標位置および目標姿勢を求めることにより、第１軸受５および第２軸受６に軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設けることなく第１軸受５の軸受内周に対する第２軸受６の軸受内周の相対的な位置および姿勢関係を把握することが可能である。
【００３５】
また、第１の軸受５の中心Ｐ１と、回転軸の中心軸上の第２軸受６と嵌合する部分の上記中心軸方向における中心との間の距離Ｐ２との間の距離Ｈｃｇと第１工程で得られた各個所における移動距離の情報とから、各個所における第１軸受５に対する回転軸４の傾きの大きさと方向を計算し、この計算結果と第１工程で得られた各個所における傾きの情報に基づいて、第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心軸が平行となる第２軸受６の姿勢を、第１軸受５に対する第２軸受６の目標姿勢として求めることにより、第１工程において、摩擦等の理由により回転軸の傾き方向と第２軸受の傾き方向とが一致しない場合でも、第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心軸が平行となる第２軸受６の姿勢を正確に求めることができ、高精度な軸受調芯組立が可能となる。
【００３６】
上記の実施の形態では、回転軸４および第２軸受６を傾ける方向と回転軸４の回転角度を同期する方法を示したが，回転軸４の偏心および軸曲がりがほとんどない場合などには、回転軸４を回転させたり、回転軸４および第２軸受６を傾ける方向と回転軸４の回転角度を同期させたりしなくても、回転軸４および第２軸受６を第１軸受５の中心軸に対して傾けて回転軸４および第２軸受６を揺動運動させるだけでも，上記の計算方法で正確に求める姿勢を求めることができる。
【００３７】
次に、ステップＳＴ７において、芯ずれ調整機構５２を駆動し芯ずれ計測機構４９にて第２軸受６の現在の位置Ｅｃを得ながらフィードバック制御することにより目標位置Ｅｏに調整する。同じく、平行度調整機構５３を駆動し平行度計測機構５０により第２軸受６の現在の姿勢Ｔｒを得ながらフィードバック制御することにより目標姿勢Ｔｏに調整する。
さらに、ステップＳＴ８により、第２軸受保持機構５４を駆動して第２軸受６を目標位置および目標姿勢に保持する。
ステップＳＴ７およびＳＴ８が、本実施の形態１による軸受調芯方法の第４工程である。
【００３８】
最後に、ステップＳＴ９により、溶接機構５５にて第２軸受６を円筒シェル１に３点同時にＭＡＧ溶接にて固定する。
本実施の形態１では溶接による第２軸受６の位置ずれおよび姿勢ずれを防止するため、各溶接点の溶接条件すなわち溶接トーチ先端から円筒シェル１外周までの距離、溶接電流、溶接電圧、溶接開始時間、溶接終了時間が同一になるように設定している。
【００３９】
なお、本実施の形態１では、第１軸受５の円筒シェルへの固定は第１工程の前に既に実施されている。このように、円筒シェル１を軸受調芯組立装置に保持する前に第１軸受５をあらかじめ円筒シェル１に固定しておくことにより、第１軸受５を円筒シェル１に固定する際、第１軸受が軸受調芯組立装置に対して位置ずれすることを防止できる。また、円筒シェル１を軸受調芯組立装置に対して固定することにより第１軸受５を軸受調芯組立装置に対して固定できるため、第１軸受５の軸受調芯組立装置への固定が容易に行える結果、軸受調芯組立装置の構造を単純化できるという効果がある。
なお、第１工程において、円筒シェル１を軸受調芯組立装置に保持してから第１軸受５を円筒シェル１に固定した場合には、第１軸受５が円筒シェル１や軸受調芯組立装置に対して位置ずれすることがあるが、この場合にも、すでに固定されている第１軸受５に対して第２軸受６の揺動運動および移動限界の検出が実施されるので、第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心軸を高精度に一致させることができるという効果がある。
【００４０】
このように、本実施の形態によれば、第１軸受５と第２軸受６にそれぞれ軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設ける必要がなく、第１軸受５および第２軸受６における高精度加工部は製品機能として不可欠な軸受孔のみでよいため、加工工数を削減でき安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、上記基準孔あるいは基準面の加工精度の影響を受けないため、第１軸受５の中心軸と第２軸受６の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。しかも、第１工程において、摩擦等の理由により回転軸の傾き方向と第２軸受の傾き方向とが一致しない場合でも、第１軸受に対する第２軸受の目標姿勢を正確に求めることができる。
【００４１】
さらに、上記実施の形態１では、第１軸受５および第２軸受６の軸受孔に対し回転軸４を軸受クリアランスの限界まで傾けた状態で回転させるため、軸受孔端部の微小な突起部等を平滑化することができ、一種のなじみ効果が得られる。
【００４２】
また、第１軸受５に対する第２軸受６の相対的な傾きおよび移動距離の測定データ数は、多ければ多い程、高い軸受調芯精度が得られるので好ましいが、本実施の形態のように回転軸４および第２軸受６を揺動運動させることにより、多数の測定データを容易に得ることができる。
【００４３】
なお、上記実施の形態１の図３では、芯ずれ計測機構４９および平行度計測機構５０がフロート部４０の水平方向位置および傾きを計測するように配置した例を示したが、第２軸受６の水平方向位置および傾きを直接計測するように配置すれば、第２軸受クランプ機構３５で第２軸受６をフロート部４０に対して強固に固定保持する必要ないので第２軸受クランプ機構３５を簡易なものにすることができる。
【００４４】
さらに、上記実施の形態１の図３では、芯ずれ計測機構４９および平行度計測機構５０が接触式の変位センサで構成される例を示したが、これを例えばレーザ変位計または渦電流式変位センサなどの非接触式の変位センサで構成することも可能であり、非接触式変位センサで構成した場合は、接触子先端の摩擦、接触圧力および計測面の微小な凹凸による計測誤差を防止することができる。
【００４５】
なお、上記実施の形態１では回転軸４および第２軸受６を第１軸受５の中心軸に対して所定の力で傾けて回転軸４および第２軸受６を揺動運動させたが、その代わりに、回転軸４および第２軸受６を第１軸受５の中心軸に対して所定の力で少なくとも異なる３方向に傾けてもよく、この場合には、上記と同様の効果に加えて、回転軸４および第２軸受６を揺動運動させる場合に比べて短時間で、第１軸受５に対する第２軸受６の相対的な、傾きおよび第１軸受５の中心軸に交差する方向での移動距離を検出することができるという効果が得られる。
【００４６】
実施の形態２．
図１３および図１４は本発明の実施の形態２による軸受調芯方法および軸受調芯組立装置を説明するための図であり、より具体的には、図１３は軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図、図１４は回転機構の外観図である。
図１４に示すように、第１軸受５の円筒シェル１開口側の端面には周方向９０度間隔でネジ穴１２が設けられている。また、図１３に示すように、ワーク載置台３１にはボルト孔６１が設けられ、ボルト孔６１にはボルト６２が挿入されており、このボルト６２がワーク載置台３１の上面に置かれた第１軸受５のネジ穴１２に螺合することにより、第１軸受５がワーク載置台６１に強固に固定される。
【００４７】
上記実施の形態１のステップＳＴ１では、円筒シェル保持機構３４が円筒シェル１の上部から加圧力を加えることにより第１軸受６をワーク載置台３１に固定する。円筒シェル１には、第２軸受６の水平移動軌跡および傾き軌跡計測時に第１軸受５を介して力が加わる。また、溶接時にも上部ベース３６に保持された第２軸受６から反力を受ける。これらの力に抗して円筒シェル１のワーク載置台３１に対する位置を保持するためには、円筒シェル保持機構３４か非常に大きな加圧力を発生する必要がある。円筒シェル１に大きな加圧力を加えると、円筒シェル１に歪が生じ第２軸受６の組立精度に影響を及ぼす恐れがある。さらにワーク載置台３１は昇降機構３２によりメインベース３０に対して押し付けて固定されている。昇降機構３２は円筒シェル保持機構３４の発生する加圧力を受けるため、円筒シェル保持機構３４が発生する加圧力よりもさらに大きな力を発生させる必要があり、軸受調芯組立装置が非常に大掛かりなものとなる。
【００４８】
これに対して、本実施の形態の構成では、ワーク載置台６１に対して直接第１軸受５をボルト６２で固定することができるため強固な固定が行える結果、本軸受調芯組立装置を用いた軸受調芯組立作業中に第１軸受の位置や姿勢が変化することを防止できる。しかも、円筒シェル１を上部から加圧する必要がないため円筒シェル保持機構３４が不要であり、昇降機構３２が発生する力を抑えることができるため、軸受調芯組立装置の簡素化が行える。このように、軸受調芯組立装置に対する第１軸受５の確実な固定と軸受調芯組立装置の簡素化との両方が可能となる。
【００４９】
なお、上記実施の形態１および２では、第１軸受５が円筒シェル１内の所定位置にあらかじめ溶接などにより固定されており、第１軸受保持手段と円筒シェル保持手段とが兼用される場合について説明したが、第１軸受５が円筒シェル１内の所定位置にあらかじめ固定されていない場合には、実施の形態１で示した円筒シェル保持機構４３が円筒シェル１を保持し、実施の形態２で示したボルト６２により第１軸受５をワーク載置台６１に保持するようにしてもよい。
【００５０】
実施の形態３．
図１５は本発明の実施の形態３による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置を説明するための図であり、より具体的には、軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。
本実施の形態による軸受調芯組立装置は、実施の形態１による軸受調芯組立装置に、第１軸受水平位置計測機構６３（第１軸受５の軸受調芯組立装置に対する位置計測する手段に相当する。）と第１軸受傾き計測機構６４（第１軸受５の軸受調芯組立装置に対する姿勢を計測する手段に相当する。）とを付加したものである。
【００５１】
第１軸受水平位置計測機構６３はワーク載置台３１に周方向に１２０度間隔で３箇所に設けられており、第１軸受５の内周位置を計測する。第１軸受傾き計測機構６４はワーク載置台３１に周方向に１２０度間隔で３箇所に設けられており、第１軸受５の端面を鉛直方向に計測する。
【００５２】
実施の形態１のステップＳＴ５にて、第２軸受６の軸受調芯組立装置の基準に対する水平方向位置および姿勢を計測するとともに第１軸受５の水平方向位置および姿勢を計測した。
円筒シェル１の固定保持が不完全である場合、ステップＳＴ７からステップＳＴ９の間に、軸受調芯組立装置の基準に対する第１軸受５の位置および姿勢が変化することも考えられるが、本実施の形態３では、このような場合にも、第１軸受水平方向位置計測機構６３および第１軸受傾き計測機構６４で第１軸受５の位置および姿勢の変化量を把握することができるため、第１軸受５の中心軸に対する第２軸受６の中心軸の水平方向位置および傾きを正確に把握することができる。
【００５３】
なお、第１軸受水平位置計測機構６３は水平面内の直交する２軸方向の２箇所に設けても同様の効果を奏する。
【００５４】
また、円筒シェル１と第１軸受５とがあらかじめ固定されている場合は、第１軸受水平位置計測機構６３および第１軸受傾き計測機構６４は、円筒シェル１の位置および姿勢を計測するように構成しても同様の効果を奏する。
【００５５】
実施の形態４．
図１６〜図１８は本発明の実施の形態４による軸受調芯方法および軸受調芯組立装置を説明するための図であり、より具体的には、図１６は回転軸における第１軸受が嵌合する部分の軸心Ｌ１に対して第２軸受が嵌合する部分の中心Ｐ２がある方向にある大きさだけ偏心している場合の第２軸受６の第１軸受の中心軸に交差する方向（以下、水平方向ということもある。）の動きを模式的に示す説明図、図１７は時間ｉに芯ずれ計測機構にて計測されるデータの一例を模式的に示す説明図、図１８は回転軸の偏心を補正した第２軸受の水平方向の動きを模式的に示す説明図である。
本実施の形態では、回転軸４の軸心Ｌ１に対して第２軸受６が嵌合する部分の回転軸４の中心Ｐ２が偏心しておりその大きさと方向があらかじめ分かっている場合の軸受調芯方法および軸受調芯組立装置を示している。
【００５６】
以下では、主に実施の形態１と異なる部分について説明する。
本実施の形態による軸受調心組立装置では、回転軸４および第２軸受６を傾ける方向と回転軸４の回転角度とを同期させて回転軸４および第２軸受６を歳差運動させるように構成されており、実施の形態１で示した軸受調心組立装置に加えて新たに、回転軸４の回転角度を検出する手段を備えている。この回転角度を検出するにあたっては、例えば回転軸４と同期して回転する駆動軸に回転角度検出器（エンコーダ）を設置し、駆動軸の角度を検出することで回転軸４の回転角度を検出すればよい。
【００５７】
次に、本実施の形態による軸受調芯方法を、主に実施の形態１と異なる点について説明する。
実施の形態１のステップＳＴ４において、回転軸４および第２軸受６を第１軸受５の中心軸に対して傾けて回転軸４および第２軸受６を揺動運動させる際、回転軸４を回転させ、且つ回転軸４および第２軸受６を傾ける方向と回転軸４の回転角度とを同期させて回転軸４および第２軸受６を歳差運動させる。
次に、実施の形態１のステップＳＴ５において、歳差運動の少なくとも三箇所において、回転軸４の回転角度、並びに第１軸受５に対する第２軸受６の相対的な、傾きおよび第１軸受５の中心軸に交差する方向での移動距離の３つを同時に検出する。
【００５８】
以下、図１６〜図１８を用いて、第１軸受５に対する第２軸受６の目標位置および目標姿勢をそれぞれ求める第２工程および第３工程について説明する。
第２工程においては、回転軸の偏心の大きさと方向、並びに第１工程（ステップＳＴ１〜ＳＴ５）で得られた各個所における回転軸４の回転角度および第２軸受６の移動距離の情報に基づいて、第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心が一致する第２軸受６の位置を、第１軸受５に対する第２軸受６の目標位置として求める。
また、第３工程においては、第１軸受５の中心Ｐ１と、回転軸４の中心軸（本実施の形態のように、回転軸における第１軸受が嵌合する部分の軸心に対して第２軸受が嵌合する部分の中心が偏心している場合は、回転軸４の中心軸とは、回転軸４の第１軸受５が嵌合する部分の中心軸を指す。以下、この回転軸４の第１軸受５が嵌合する部分の中心軸を第１の軸と言う。）Ｌ１上の第２軸受６と嵌合する部分の上記中心軸方向における中心（すなわち第２の軸の上記中心軸方向における中心）Ｐ３との間の距離との間の距離Ｈｃｇと、第１工程で得られた各個所における第２軸受６の移動距離の情報とから、各個所における第１軸受５に対する回転軸４の傾きの大きさと方向を計算し、この計算結果と第１工程で得られた各個所における第２軸受６の傾きの情報に基づいて、第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心軸が平行となる第２軸受６の姿勢を、第１軸受５に対する第２軸受６の目標姿勢として求める。
【００５９】
図１６および図１７において、ＥＸ及びＥＹは軸受調芯組立装置に固定された直交座標系であり、Ｅｏは第１軸受５の中心位置（第１軸受５の軸受中心の位置であり、図１６のＰ１に対応する。）である。Ｅｇ（ｉ）は、軸受調芯組立装置の座標系中心（以下、装置座標系中心と言うこともある。）に対する第１軸受５の中心Ｐ１の水平移動量を示すベクトルである。Ｅｃｇ（ｉ）は、第１軸受５の中心軸に対する回転軸４の第１軸受５が嵌合する部分の中心軸（第１の軸）Ｌ１上の第２軸受６が嵌合する部分の上記中心軸Ｌ１方向における中心Ｐ３の水平移動量を示すベクトルである。Ｅｃ（ｉ）は、回転軸４の第１軸受５が嵌合する部分の中心軸Ｌ１に対する第２軸受６が嵌合する部分の第２の軸Ｌ２の偏心位置Ｐ２の偏心の大きさおよび方向を示すベクトルである。Ｅ'ｓ（ｉ）は、装置座標系中心に対する第２軸受６の中心Ｐ２の水平移動量を示すベクトルであり、時間ｉに芯ずれ計測機構４９にて計測されるデータである。これらのベクトルＥｇ（ｉ），Ｅｃｇ（ｉ），Ｅｃ（ｉ），Ｅ'ｓ（ｉ）には、幾何学的に以下の関係が成り立つ。
Ｅ'ｓ（ｉ）＝Ｅｃｇ（ｉ）＋Ｅｇ（ｉ）＋Ｅｃ（ｉ）（５）
【００６０】
ここで、時間ｉでの回転軸４の回転角度Ｔ（ｉ）が既知であれば、偏心の大きさ（回転軸４の第１軸受５が嵌合する部分の中心軸Ｌ１に対する第２軸受６が嵌合する部分の第２の軸Ｌ２の偏心位置Ｐ２）をＲｃとするとＥｃ（ｉ）は以下の式で表される。
Ｅｃ（ｉ）＝Ｒｃ（ｃｏｓ（Ｔ（ｉ），ｓｉｎ（Ｔ（ｉ））（６）
【００６１】
また、
Ｅ'ｓ（ｉ）−Ｅｃ（ｉ）＝Ｅｓ（ｉ）（７）
とおくと、以下の式が成り立つ。
Ｅｓ（ｉ）＝Ｅｃｇ（ｉ）＋Ｅｇ（ｉ）（８）
Ｅｓ（ｉ）は、上記回転軸４の第１の軸に対する第２の軸の偏心の大きさを含まない装置座標系中心に対する第２軸受６の中心の水平移動量Ｅｓ（ｉ）に他ならない。これを示した図が図１８である。
【００６２】
第１軸受５が軸受調芯組立装置に対して固定されているならば、Ｅｇ（ｉ）は方向、量とも一定である。さらにベクトルＥｃｇ（ｉ）の大きさは一定であるから、Ｅｓ（ｉ）の終点の軌跡は、中心がＥｏで半径が｜Ｅｃｇ（ｉ）｜の円を示す。よって、Ｅｓ（ｉ）の終点（少なくとも３箇所）の計測値から、例えば最小二乗法によりＥｓ（ｉ）の終点の軌跡の中心Ｅｏが求められる。
このＥｓ（ｉ）の終点の軌跡の中心Ｅｏが、第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心が一致する第２軸受６の位置であり、第１軸受５に対する第２軸受６の目標位置である（第２工程）。
【００６３】
さらに、ＥｏはベクトルＥｇ（ｉ）の終点であるから、（８）式よりＥｃｇ（ｉ）を求めることができる。このＥｃｇ（ｉ）を用いて、実施の形態１の場合と同様にして、第１軸受５の中心軸に対して第２軸受６の中心軸が平行となる第２軸受６の姿勢であり、第１軸受５に対する第２軸受６の目標姿勢であるＴｏを求める（第３工程）。
【００６４】
以上のようにして、摩擦等の理由により回転軸４の傾きと第２軸受６の傾き方向が一致せず、しかも、回転軸４の第２の軸Ｌ２が第１の軸Ｌ１に対してある方向にある大きさだけ偏心している場合でも、軸受調芯組立装置の座標における第１軸受５の中心位置Ｅｏ、および第１軸受５の傾き姿勢Ｔｏ、すなわち、第２軸受の中心が第１軸受５の中心軸に対して一致する第２軸受６の位置、および第２軸受６の中心軸が第１軸受５の中心軸に対して平行となる第２軸受６の姿勢を正確に求めることができる。
【００６５】
したがって、第１および第２軸受５，６に、軸受孔との位置関係および姿勢の関係がそれぞれ高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設けなくても、しかも、第１工程において、摩擦等の理由により回転軸４の傾き方向と第２軸受６の傾き方向とが一致しない場合でも、さらに、回転軸４における第１軸受５が嵌合する部分の中心軸に対して第２軸受６が嵌合する部分の中心が偏心している場合でも、高精度な軸受調芯組立が可能となる。
【００６６】
また、図１８では第２軸受６が嵌合する部分の軸心がずれて（オフセットして）している場合を示したが、第２軸受６が嵌合する部分の軸心が平行でなかったり（軸曲がり）している場合でもＰ２，Ｐ３を上記記述と同様に定義できるため、同様に計算することができる。
【００６７】
実施の形態５．
図１９〜図２５は本発明の実施の形態５による軸受調芯方法および軸受調芯組立装置を説明するための図であり、より具体的には、図１９は軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図、図２０は回転軸、第１軸受および第２軸受をフレームの中心軸に対して傾けた様子を示す断面説明図、図２１は時間ｉに芯ずれ計測機構にて計測されるデータの一例を模式的に示す説明図、図２２は第１軸受がフレームにより回転軸に沿って直動自在に保持される場合の第２軸受６の水平方向の動きを模式的に示す説明図、図２３はフレームに対する第１軸受の傾きを補正した第２軸受の水平方向の動きを模式的に示す説明図、図２４は時間ｉに平行度計測機構にて計測されるデータの一例を模式的に示す説明図、図２５はフレームに対する第１軸受の傾きおよび第１軸受に対する回転軸の傾きを補正した第２軸受の傾き方向の動きを模式的に示す説明図である。
【００６８】
本実施の形態では、第１軸受５が円筒シェル１の一端部に固定されたフレーム１３により回転軸４に沿って直動自在に保持されており、本実施の形態による軸受調芯組立装置は、実施の形態１による軸受調芯組立装置に、第１軸受５の軸受調芯組立装置に対する姿勢を計測する第１軸受計測手段として、第１軸受傾き計測機構６５を付加したものである。
第１軸受５は、例えば特開２０００−１６１２５４号公報等に詳細に記載されているように、フレーム１３の内周に配置されたＯリング１４を介して保持されており、フレーム１３の内周と所定の隙間を保った状態で鉛直方向に摺動可能に支持（回転軸４に沿って直動自在に保持）されている。フレーム１３は円筒シェル１内周の一端部に例えば溶接などにより固定されている。第１軸受傾き計測機構６５は周方向に１２０度間隔で３箇所に配置され第１軸受５の軸受調芯組立装置に対する姿勢を計測する。
【００６９】
次に、本実施の形態による軸受調芯方法を、主に実施の形態１と異なる点について説明する。図２０は、実施の形態１で説明したステップＳＴ４における第１軸受５の状態を示しており、本実施の形態では、第１軸受５が、円筒シェル１の他端部に固定されたフレーム１３の内周に配置されたＯリング１４を介してフレーム１３の内周に対して所定の隙間を保った状態で、フレーム１３の内周に保持されており、回転軸４および第２軸受６を所定の力で傾けることにより、第１軸受５はフレーム１３内で傾いてＯリング１４が変形し第１軸受４はフレーム１３の内周と点Ｔおよび点Ｕの２点で接触した状態となる。すなわち、本実施の形態では、ステップＳＴ４において、回転軸４、第１軸受５および第２軸受６をフレーム１３の中心軸に対して所定の力で傾けて、回転軸４、第１軸受５および第２軸受６を揺動運動させる。
【００７０】
このように、円筒シェル１を軸受調芯組立装置に保持しても第１軸受４が移動可能である場合でも、ステップＳＴ５において、揺動運動（歳差運動）の少なくとも３箇所（多いほうがよい）において、第２軸受６の位置および姿勢、並びに第１軸受４の姿勢の３つを同時に計測することによって、フレーム１３に対する第１軸受５の相対的な傾き、並びにフレーム１３に対する第２軸受６の相対的な、傾きおよびフレーム１３の中心軸に交差する方向での移動距離の３つを同時に検出することができ、この計測データをステップＳＴ６の演算に用いることにより、第１軸受４の理想的姿勢における中心軸に対して第２軸受６の中心軸が一致した回転機構の組立が可能となる。
なお、本発明で言う第１軸受４の理想的姿勢とは、上記のように実際に第１軸受４を揺動運動させた時の第１軸受４の中心軸の軌跡の中心線（本発明ではこの第１軸受４の中心軸の軌跡の中心線を傾き中心と言う。）に第１軸受４の中心軸が一致している状態である。この傾き中心は、フレーム１３内周の中心軸と一致する。
【００７１】
以下、図２１〜図２５を用いて、フレーム１３に対する第２軸受６の目標位置および目標姿勢をそれぞれ求める第２工程および第３工程について説明する。
第２工程においては、第１工程（ステップＳＴ１〜ＳＴ５）で得られた各個所における第１軸受５の傾きおよび第２軸受６の移動距離の情報に基づいて、第１軸受５の中心軸の傾き中心に対して第２軸受６の中心が一致する第２軸受６の位置を、フレーム１３に対する第２軸受６の目標位置として求める。
また、第３工程においては、第１軸受５の中心と、回転軸４の中心軸上の第２軸受６と嵌合する部分の上記中心軸方向における中心との間の距離Ｈｃｃと第１工程で得られた各個所における第２軸受６の移動距離の情報とから、各個所における第１軸受５に対する回転軸４の傾きの大きさと方向を計算し、この計算結果と第１工程で得られた各個所における第１および第２軸受５、６の傾きの情報に基づいて、第１軸受５の中心軸の傾き中心に対して第２軸受６の中心軸が平行となる第２軸受６の姿勢を、フレーム１３に対する第２軸受６の目標姿勢として求める。
【００７２】
図２１は、第２軸受６の水平方向の動きを示す図であり、時間ｉに芯ずれ計測機構４９にて計測されるデータの一例を模式的に示している。図２１および図２２において、ＥＸおよびＥＹは軸受調芯組立装置に固定された直交座標系であり、Ｅｏはフレーム１３内周の中心位置（図２２のＰ４に対応する。）である。Ｅｇｆ（ｉ）は、装置座標系中心に対するフレーム１３内周中心Ｐ４の水平移動量（フレーム１３の中心軸に交差する方向での移動量）を示すベクトルである。Ｅｃｆ（ｉ）は、フレーム１３に対する第１軸受５の傾き（図２２のＬ３に対応する。）により生じるフレーム１３内周中心Ｐ４に対する第２軸受６の中心（図２２のＰ５に対応する。）の水平移動量成分を示すベクトルである。Ｅｃｃ（ｉ）は、第１軸受５の中心軸（図２２のＬ３に対応する。）に対する第２軸受６の中心Ｐ２の水平移動量を示すベクトルである。また、Ｅ'ｓ（ｉ）は、装置座標系中心に対する第２軸受６の中心Ｐ２の水平移動量を示すベクトルであり、時間ｉに芯ずれ計測機構４９にて計測されるデータである。これらのベクトルＥｇｆ（ｉ），Ｅｃｆ（ｉ），Ｅｃｃ（ｉ），Ｅ'ｓ（ｉ）には、図２２のように、幾何学的に下記の関係が成り立つ。
Ｅ'ｓ（ｉ）＝Ｅｇｆ（ｉ）＋Ｅｃｆ（ｉ）＋Ｅｃｃ（ｉ）（９）
【００７３】
フレーム１３に対する第１軸受５の傾きにより生じるフレーム１３内周中心軸Ｌ３に対する第２軸受６の中心Ｐ２の水平移動量成分を示すベクトルＥｃｆ（ｉ）の方向は、図２４に示す、フレーム１３に対する第１軸受５の傾き示す方向ベクトルＴｃｆ（ｉ）と方向が等しい。ここで、フレーム１３に対する第１軸受５の傾きを示すベクトルＴｃｆ（ｉ）は、第１軸受傾き計測機構６５により求められるため、図２２のようにフレーム１３内周中心Ｐ４と第２軸受６の中心Ｐ５との距離Ｈｃｇ'が既知であれば、幾何学的にフレーム１３に対する第１軸受５の傾きにより生じるフレーム１３内周中心の中心軸Ｌ３に対する第２軸受６の中心Ｐ２の水平移動量成分を示すベクトルＥｃｆ（ｉ）が求まる。すなわち以下の式で表される。
Ｅｃｆ（ｉ）＝(Ｈｃｇ'／｜Ｔｃｆ（ｉ）｜)×Ｔｃｆ（ｉ）（１０）
よって
Ｅ'ｓ（ｉ）−Ｅｃｆ（ｉ）＝Ｅｓ２（ｉ）（１１）
とおくと、以下の式が成り立つ。
Ｅｓ２（ｉ）＝Ｅｇｆ（ｉ）＋Ｅｃｃ（ｉ）（１２）
Ｅｓ２（ｉ）は、フレーム１３に対する第１軸受５の傾きにより生じるフレーム１３内周中心Ｐ４に対する第２軸受６の中心Ｐ５の水平移動量成分（ベクトルＥｃｆ（ｉ））を含まない、装置座標系中心に対する第２軸受６の中心Ｐ２の水平移動量Ｅｓ２（ｉ）に他ならない。これを示した図が図２３である。
【００７４】
フレーム１３が軸受調芯組立装置に対して固定されているならば、Ｅｇｆ（ｉ）は方向、量とも一定である。さらにベクトルＥｃｃ（ｉ）の大きさは一定であるから、Ｅｓ２（ｉ）の終点の軌跡は、中心がＥｏで、半径が｜Ｅｃｃ（ｉ）｜の円を示す。よって、Ｅｓ２（ｉ）の終点の軌跡から、例えば最小二乗法によりＥｓ２（ｉ）の終点の軌跡の中心Ｅｏが求められる。
このＥｓ２（ｉ）の終点の軌跡の中心Ｅｏが、フレーム１３の中心軸に対して第２軸受６の中心が一致する第２軸受６の位置であり、フレーム１３に対する第２軸受６の目標位置である（第２工程）。
【００７５】
次に、装置座標系におけるフレーム１３内周の傾き姿勢Ｔｏを求める。
図２４は、第２軸受６の傾きを示し、時間ｉに平行度計測機構５０にて計測されるデータの一例を模式的に示している。図２４において、ＴＸおよびＴＹは軸受調芯組立装置に固定された直交座標系であり、傾きの大きさおよび傾き方向は計測面の法線ベクトルをＴＸ−ＴＹ平面に投影したベクトルで示す。Ｔｏはフレーム１３内周の傾き姿勢である。Ｔｇｆ（ｉ）は、装置座標系中心に対するフレーム１３内周の傾きを示す方向ベクトルである。Ｔｃｃ（ｉ）は、第１軸受５に対する回転軸４の傾きを示すベクトルである。Ｔｓｃ（ｉ）は、回転軸４に対する第２軸受６の傾きを示す方向ベクトルである。Ｔ'ｓ（ｉ）は、装置座標系中心に対する第２軸受６の傾きを示す方向ベクトルであり、時間ｉに平行度計測機構５０にて計測されるデータである。これらのベクトルには、幾何学的に、以下の関係が成り立つ。

【００７６】
前述のように、フレーム１３に対する第１軸受５の傾きを示す方向ベクトルＴｃｆ（ｉ）は、第１軸受傾き計測機構６５により求められる。
また、第１軸受５の中心軸（図２２のＬ３に対応する。）に対する第２軸受６の中心Ｐ２の水平移動量を示すベクトルＥｃｃ（ｉ）の方向は、第１軸受５に対する回転軸４の傾きを示す方向ベクトルＴｃｃ（ｉ）と方向が等しいことより、図２２のように、第１軸受５の中心Ｐ１と第２軸受６の中心Ｐ２の距離Ｈｃｃが既知であれば、幾何学的に、第１軸受５に対する回転軸４の傾きを示す方向ベクトルＴｃｃ（ｉ）が求まる。すなわち以下の式で計算される。
Ｔｃｃ（ｉ）＝(｜Ｔｃｃ（ｉ）｜／Ｈｃｃ)×Ｅｃｃ（ｉ）（１４）
なお、第２工程で求められたＥｏはベクトルＥｇｆ（ｉ）の終点であるから、Ｅｃｃ（ｉ）は、時間ｉに芯ずれ計測機構４９にて計測される移動距離の情報（装置座標系中心に対する第２軸受６の中心の水平移動量を示すベクトル）Ｅ'ｓ（ｉ）を用いて（１１）および（１２）式より求めることができる。
【００７７】
Ｔｃｆ（ｉ），Ｔｃｃ（ｉ）が求まれば、式（１３）の関係より、装置座標系中心に対するフレーム１３の傾きを示すベクトルと回転軸４に対する第２軸受６の傾きを示すベクトルの和Ｔｓ（ｉ）が求まる。すなわち、
Ｔｓ２（ｉ）＝Ｔｇｆ（ｉ）＋Ｔｓｃ（ｉ）（１５）
であり、これを示した図が図２５である。
ここで、フレーム１３が軸受調芯組立装置に対して固定されているならば、Ｔｇｆ（ｉ）は方向、量とも一定である。さらにベクトルＴｓｃ（ｉ）の大きさは一定であるから、Ｔｓ２（ｉ）の終点の軌跡は、中心がＴｏで、半径が｜Ｔｓｃ（ｉ）｜の円を示す。よって、Ｔｓ２（ｉ）の終点の軌跡から、例えば最小二乗法によりＴｓ２（ｉ）の終点の軌跡の中心Ｔｏを求める。
このＴｓ２（ｉ）の終点の軌跡の中心Ｔｏが、フレーム１３の中心軸に対して第２軸受６の中心軸が平行となる第２軸受６の姿勢であり、フレーム１３に対する第２軸受６の目標姿勢である（第３工程）。
【００７８】
以上のようにして、摩擦等の理由により回転軸４の傾きと第２軸受６の傾き方向とが一致せず、しかも第１軸受５が、フレーム１３の内周に鉛直方向に摺動可能に支持されている場合でも、軸受調芯組立装置の座標におけるフレーム１３内周の中心位置Ｅｏ、およびフレーム１３の傾き姿勢Ｔｏ、すなわち、第２軸受６の中心が第１軸受５の中心軸の傾き中心（フレーム１３内周の中心軸）に対して一致する位置、および第２軸受６の中心軸が第１軸受５の傾き中心（フレーム１３内周の中心軸）に対して平行となる姿勢を正確に求めることができる。
【００７９】
したがって、フレーム１３、第１軸受５および第２軸受６にそれぞれフレーム１３の第１軸受挿入用開口部および軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設ける必要がなく、フレーム１３、第１軸受５および第２軸受６における高精度加工部は製品機能として不可欠なフレーム１３の上記開口部および軸受孔のみでよいため、加工工数を削減でき安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、上記基準孔あるいは基準面の加工精度の影響を受けないため、第１軸受５の理想的姿勢における中心軸と第２軸受６の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することができるという効果がある。さらに、摩擦等の理由により回転軸４の傾き方向と第２軸受６の傾き方向とが一致しない場合でも、第１軸受５の理想的姿勢における中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となる。
【００８０】
なお、上記実施の形態５では回転軸４、第１軸受５および第２軸受６をフレーム１３の中心軸に対して所定の力で傾けて回転軸４、第１軸受５および第２軸受６を揺動運動させたが、その代わりに、回転軸４、第１軸受５および第２軸受６をフレーム１３の中心軸に対して所定の力で少なくとも異なる３方向に傾けてもよく、この場合には、上記と同様の効果に加えて、回転軸４、第１軸受５および第２軸受６を揺動運動させる場合に比べて短時間で、フレーム１３に対する第１軸受５の相対的な傾き、並びにフレーム１３に対する第２軸受６の相対的な、傾きおよびフレーム１３の中心軸に交差する方向での移動距離を検出することができるという効果が得られる。
【００８１】
なお、上記実施の形態５では、フレーム１３が円筒シェル１内の所定位置にあらかじめ溶接などにより固定されており、フレーム保持手段が円筒シェル１を保持し、フレーム保持手段が円筒シェル保持手段を兼ねる場合について説明したが、実施の形態２で第１軸受５について説明したのと同様に、フレーム１３の円筒シェル１開口側の端面に、複数のネジ穴が設けられている場合に、フレーム保持手段が、複数のネジ穴にそれぞれ螺合する複数のボルトを有し、ネジ穴にボルトを螺合させてフレーム１３の軸受調芯組立装置に対する保持を行うことにより、フレーム１３の保持を強固に行うことができるため、本軸受調芯組立装置を用いた軸受調芯組立作業中にフレーム１３の位置や姿勢が変化することを防止でき、第１軸受５の中心軸と第２軸受６の中心軸とをより高精度に一致させることが可能となる。
【００８２】
また、上記実施の形態５では、フレーム１３が円筒シェル１内の所定位置にあらかじめ溶接などにより固定されており、フレーム保持手段と円筒シェル保持手段とが兼用される場合について説明したが、フレーム１３が円筒シェル１内の所定位置にあらかじめ固定されていない場合には、実施の形態１で示した円筒シェル保持機構４３が円筒シェル１を保持し、上述のボルト６２によりフレーム１３をワーク載置台６１に保持するようにしてもよい。
【００８３】
上記の実施の形態では、回転軸４および第２軸受６を傾ける方向と回転軸４の回転角度を同期する方法を示したが、回転軸４の偏心および軸曲がりがほとんどない場合などには、回転軸４を回転させたり、回転軸４および第２軸受６を傾ける方向と回転軸４の回転角度を同期させたりしなくても、回転軸４および第２軸受６を第１軸受５の中心軸に対して傾けて回転軸４および第２軸受６を揺動運動させるだけでも，上記の計算方法で正確に求める姿勢を求めることができるのは、実施の形態１で説明したのと同様である。
【００８４】
実施の形態６．
図２６〜図２８は本発明の実施の形態６による軸受調芯方法および軸受調芯組立装置を説明するための図であり、より具体的には、図２６は時間ｉに芯ずれ計測機構にて計測されるデータの一例を模式的に示す説明図、図２７は回転軸の軸心が偏心している場合の第２軸受６の第１軸受の中心軸に交差する方向（以下、水平方向ということもある。）の動きを模式的に示す説明図、図２８はフレームに対する第１軸受の傾きおよび回転軸の偏心を補正した第２軸受の水平方向の動きを模式的に示す説明図である。
【００８５】
本実施の形態では、実施の形態５と同様に、第１軸受５がフレーム１３により回転軸４に沿って直動自在に保持され、しかも、実施の形態４と同様に、回転軸４の第１軸受５が嵌合する部分の中心軸Ｌ１に対する第２軸受６が嵌合する部分の中心（第２の軸の偏心位置）Ｐ２が偏心しておりその大きさと方向があらかじめ分かっている場合の軸受調芯方法および軸受調芯組立装置を示している。
【００８６】
以下では、主に実施の形態４および５と異なる部分について説明する。
本実施の形態による軸受調心組立装置では、実施の形態１で示した軸受調心組立装置に加えて新たに、回転軸４の回転角度を検出する手段を備えている。この回転角度を検出するにあたっては、例えば回転軸４と同期して回転する駆動軸に回転角度検出器（エンコーダ）を設置し，駆動軸の角度を検出することで回転軸４の回転角度を検出すればよい。
本実施の形態による軸受調心組立装置では、実施の形態４と同様に、回転軸４および第２軸受６を傾ける方向と回転軸４の回転角度とを同期させて回転軸４および第２軸受６を歳差運動させるように構成されており、実施の形態１で示した軸受調心組立装置に加えて新たに、回転軸４の回転角度を検出する手段を備えている。
また、実施の形態５と同様に、実施の形態１で示した軸受調心組立装置に加えて新たに、第１軸受５の軸受調芯組立装置に対する姿勢を計測する第１軸受計測手段として、第１軸受傾き計測機構６５を備えている。
【００８７】
次に、本実施の形態による軸受調芯方法を、主に実施の形態５と異なる点について説明する。
実施の形態５のステップＳＴ４において、回転軸４、第１軸受５および第２軸受６をフレーム１３の中心軸に対して所定の力で傾けて、回転軸４、第１軸受５および第２軸受６を揺動運動させる際、回転軸４を回転させ、且つ回転軸４、第１軸受５および第２軸受６を傾ける方向と回転軸４の回転角度とを同期させて回転軸４、第１軸受５および第２軸受６を歳差運動させる。
次に、ステップＳＴ５において、歳差運動の少なくとも三箇所（多ければ多いほど良い）において、回転軸４の回転角度、フレーム１３に対する第１軸受５の相対的な傾き、並びに第１軸受５に対する第２軸受６の相対的な、傾きおよび第１軸受５の中心軸に交差する方向での移動距離の４つを同時に検出する。
【００８８】
以下、図２６〜図２８を用いて、フレーム１３に対する第２軸受６の目標位置および目標姿勢をそれぞれ求める第２工程および第３工程について説明する。
第２工程においては、回転軸の偏心の大きさと方向、並びに第１工程（ステップＳＴ１〜ＳＴ５）で得られた各個所における回転軸４の回転角度、第１軸受５の傾きおよび第２軸受６の移動距離の情報に基づいて、第１軸受５の中心軸の傾き中心に対して第２軸受６の中心が一致する第２軸受６の位置を、フレーム１３に対する第２軸受６の目標位置として求める。
また、第３工程においては、第１の軸受５の中心Ｐ１と、回転軸の中心軸上の第２軸受６と嵌合する部分の上記中心軸方向における中心Ｐ３との間の距離Ｈｃcと第１工程で得られた各個所における第２軸受６の移動距離の情報とから、各個所における第１軸受５に対する回転軸４の傾きの大きさと方向を計算し、この計算結果と第１工程で得られた各個所における第１および第２軸受５、６の傾きの情報に基づいて、第１軸受５の中心軸の傾き中心に対して第２軸受６の中心軸が平行となる第２軸受６の姿勢を、フレーム１３に対する第２軸受６の目標姿勢として求める。
【００８９】
図２６は、第２軸受６の水平方向の動きを示す図で、時間ｉに芯ずれ計測機構４９にて計測されるデータの一例を模式的に示している。図２６において、ＥＸおよびＥＹは軸受調芯組立装置に固定された直交座標系、Ｅｏはフレーム１３内周の中心位置（図２７のＰ４に対応する。）である。Ｅｇｆ（ｉ）は、装置座標系中心に対するフレーム１３内周中心Ｐ４の水平移動量を示すベクトルである。Ｅｃｆ（ｉ）は、フレーム１３に対する第１軸受５の傾きにより生じるフレーム１３内周中心Ｐ４に対する第２軸受６の中心（図２７のＰ５に対応する。）の水平移動量成分を示すベクトルである。Ｅｃｃ（ｉ）は、。Ｅｃｃ（ｉ）は、第１軸受５の中心軸（図２７のＬ３に対応する。）に対する第２軸受６の中心Ｐ２の水平移動量を示すベクトルである。Ｅｃ（ｉ）は、Ｅｃ（ｉ）は、回転軸４の第１軸受５が嵌合する部分の中心軸Ｌ１に対する第２軸受６が嵌合する部分の第２の軸の偏心位置Ｐ２の偏心の大きさおよび方向を示すベクトルである。Ｅ'ｓ（ｉ）は、装置座標系中心に対する第２軸受６の中心Ｐ２の水平移動量を示すベクトルであり、時間ｉに芯ずれ計測機構４９にて計測されるデータである。これらのベクトルには、図２７のように、幾何学的に下記の関係が成り立つ。

【００９０】
ここで、時間ｉでの回転軸４の回転角度Ｔ（ｉ）が既知であれば、偏心の大きさ（回転軸４の第１軸受５が嵌合する部分の中心軸Ｌ１に対する第２軸受６が嵌合する部分の第２の軸の偏心位置Ｐ２）をＲｃとするとＥｃ（ｉ）は実施の形態４で示した（６）式で求められる。
【００９１】
また、実施の形態５と同様に、図２７のようにフレーム１３に対する第１軸受５の傾きにより生じるフレーム内周中心Ｐ４に対する第２軸受６の軸受中心Ｐ５の水平移動量成分を示すベクトルＥｃｆ（ｉ）は、傾き計測機構６５により求められるフレーム１３に対する第１軸受５の傾きを示す方向ベクトルＴｃｆ（ｉ）より、実施の形態５で示した（１０）式を用いて求められる。
【００９２】
よって、
Ｅ'ｓ（ｉ）−Ｅｃｆ（ｉ）−Ｅｃ（ｉ）＝Ｅｓ３（ｉ）（１７）
とおくと、以下の式が成り立つ。
Ｅｓ３（ｉ）＝Ｅｇｆ（ｉ）＋Ｅｃｃ（ｉ）（１８）
Ｅｓ３（ｉ）は、フレーム１３に対する第１軸受５の傾きにより生じるフレーム１３内周中心Ｐ４に対する第２軸受６の中心Ｐ５の水平移動量成分（ベクトルＥｃｆ（ｉ））を含まず、さらに回転軸４の第１の軸Ｌ１に対する第２の軸Ｌ２の偏心の大きさをも含まない、装置座標系中心に対する第２軸受６の中心Ｐ２の水平移動量Ｅｓ３（ｉ）に他ならない。これを示した図が図２８である。
【００９３】
フレーム１３が軸受調芯組立装置に対して固定されているならば、Ｅｇｆ（ｉ）は方向、量とも一定である。さらにベクトルＥｃｃ（ｉ）の大きさは一定であるから、Ｅｓ３（ｉ）の終点の軌跡は、中心がＥｏで、半径が｜Ｅｃｃ（ｉ）｜の円を示す。よって、Ｅｓ３（ｉ）の終点の軌跡から、例えば最小二乗法によりＥｓ３（ｉ）の終点の軌跡の中心Ｅｏが求められる。
このＥｓ２（ｉ）の終点の軌跡の中心Ｅｏが、フレーム１３の中心軸に対して第２軸受６の中心が一致する第２軸受６の位置であり、フレーム１３に対する第２軸受６の目標位置である（第２工程）。
【００９４】
さらに、ＥｏはベクトルＥｇｆ（ｉ）の終点であるから、実施の形態５で示した（１４）式よりＥｃｃ（ｉ）を求めることができる。このＥｃｃ（ｉ）を用いて、実施の形態５の場合と同様にして、フレーム１３の中心軸に対して第２軸受６の中心軸が平行となる第２軸受６の姿勢であり、フレーム１３に対する第２軸受６の目標姿勢であるＴｏを求める（第３工程）。
【００９５】
以上のようにして、摩擦等の理由により回転軸４の傾きと第２軸受６の傾き方向が一致せず、しかも、第１軸受１４が、フレーム１３の内周に鉛直方向に摺動可能に支持されており、かつ回転軸４の第２の軸が第１の軸に対してある方向にある大きさだけ偏心している場合でも、軸受調芯組立装置の座標におけるフレーム１３内周の中心位置Ｅｏ、およびフレーム１３の傾き姿勢Ｔｏ、すなわち、第２軸受６の中心が第１軸受５の中心軸の傾き中心（フレーム１３内周の中心軸に対して一致する位置）、および第２軸受６の中心軸が第１軸受５の傾き中心（フレーム１３内周の中心軸）に対して平行となる姿勢を正確に求めることができる。
【００９６】
したがって、フレーム１３、第１軸受５および第２軸受６にそれぞれフレーム１３の第１軸受挿入用開口部および軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設ける必要がなく、フレーム１３、第１軸受５および第２軸受６における高精度加工部は製品機能として不可欠なフレーム１３の上記開口部および軸受孔のみでよいため、加工工数を削減でき安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、上記基準孔あるいは基準面の加工精度の影響を受けないため、第１軸受５の理想的姿勢における中心軸と第２軸受６の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することができるという効果がある。さらに、摩擦等の理由により回転軸４の傾き方向と第２軸受６の傾き方向とが一致しない場合で、しかも、回転軸４における第１軸受５が嵌合する部分の軸心に対して第２軸受６が嵌合する部分の中心が偏心している場合でも、第１軸受５の理想的姿勢における中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となる。
【００９７】
なお、上記各実施の形態では、第２軸受６の中心軸を第１軸受５の中心軸に一致させるように調芯する場合について説明したが、本発明による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置は第２軸受６の中心軸を第１軸受５の中心軸に一致させる場合に限らず、例えば、わざと所定距離ずらせるように調芯する場合などにも適用できることは言うまでもない。
【００９８】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る軸受調芯方法によれば、回転軸を支持する第１軸受および第２軸受を調芯する方法であって、第１軸受を、動かないように保持し、上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して所定の力で傾けるとともに、上記第２の軸受を上記回転軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸および第２軸受を揺動運動させ、揺動運動の少なくとも三箇所において、第１軸受に対する第２軸受の相対的な、傾きおよび上記第１軸受の中心軸に交差する方向での上記第１軸受に対する上記第２軸受の相対的な、移動距離の両方を同時に検出する第１工程と、第１工程で得られた上記各個所における移動距離の情報に基づいて、第１軸受の中心軸に対して第２軸受の中心が一致する第２軸受の位置を、第１軸受に対する第２軸受の目標位置として求める第２工程と、第１軸受の中心と、回転軸の中心軸上の第２軸受と嵌合する部分の上記中心軸方向における中心との間の距離と、第１工程で得られた上記各個所における移動距離の情報とから、上記各個所における第１軸受に対する上記回転軸の傾きの大きさと方向を計算し、この計算結果と第１工程で得られた上記各個所における傾きの情報に基づいて、第１軸受の中心軸に対して第２軸受の中心軸が平行となる第２軸受の姿勢を、第１軸受に対する第２軸受の目標姿勢として求める第３工程と、第２軸受を第２工程および第３工程で求められた目標位置および目標姿勢に位置決めし、その状態で保持する第４工程と、を備えたので、第１軸受５と第２軸受６にそれぞれ軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設ける必要がなく、第１軸受５および第２軸受６における高精度加工部は製品機能として不可欠な軸受孔のみでよいため、加工工数を削減でき安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、上記基準孔あるいは基準面の加工精度の影響を受けないため、第１軸受５の中心軸と第２軸受６の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。しかも、第１工程において、摩擦等の理由により回転軸の傾き方向と第２軸受の傾き方向とが一致しない場合でも、第１軸受に対する第２軸受の目標姿勢を正確に求めることができる。
【００９９】
また、本発明の別の発明に係る軸受調芯方法によれば、回転軸を支持する第１軸受および第２軸受を調芯して組み立てる方法であって、第１軸受がフレームにより上記回転軸に沿って直動自在に保持される場合に、上記第１軸受を直動自在に保持したフレームを、動かないように保持し、上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸、第１軸受および第２軸受を上記フレームの中心軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸、第１軸受および第２軸受を揺動運動させ、揺動運動の少なくとも三箇所において上記フレームに対する第１軸受の相対的な傾き、並びに上記フレームに対する第２軸受の相対的な、傾きおよび上記フレームの中心軸に交差する方向での移動距離の両方を同時に検出する第１工程と、第１工程で得られた上記各個所における第１軸受の傾きおよび第２軸受の移動距離の情報に基づいて、第１軸受の中心軸の傾き中心に対して第２軸受の中心が一致する第２軸受の位置を、上記フレームに対する第２軸受の目標位置として求める第２工程と、第１の軸受の中心と、回転軸の中心軸上の第２軸受と嵌合する部分の上記中心軸方向における中心との間の距離と、第１工程で得られた上記各個所における第２軸受の移動距離の情報とから、上記各個所における第１軸受に対する上記回転軸の傾きの大きさと方向を計算し、この計算結果と第１工程で得られた上記各個所における第１および第２軸受の傾きの情報に基づいて、第１軸受の中心軸の傾き中心に対して第２軸受の中心軸が平行となる第２軸受の姿勢を、上記フレームに対する第２軸受の目標姿勢として求める第３工程と、第２軸受を第２工程および第３工程で求められた目標位置および目標姿勢に位置決めし、その状態で保持する第４工程と、を備えたので、フレーム、第１軸受および第２軸受にそれぞれフレームの第１軸受挿入用開口部および軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設ける必要がなく、フレーム、第１軸受および第２軸受における高精度加工部は製品機能として不可欠なフレームの上記開口部および軸受孔のみでよいため、加工工数を削減でき安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、上記基準孔あるいは基準面の加工精度の影響を受けないため、第１軸受の理想的姿勢における中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することができるという効果がある。さらに、第１工程において、摩擦等の理由により回転軸の傾き方向と第２軸受の傾き方向とが一致しない場合でも、第１軸受の理想的姿勢における中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となる。
【０１００】
また、本発明に係る軸受調芯組立装置によれば、円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１軸受および第２軸受を調芯して組み立てる装置であって、第１軸受を、上記円筒シェル内の所定位置に動かないように保持する保持手段と、上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して所定の力で傾け手段と、上記第２軸受を上記回転軸に対して所定の力で傾ける手段と、上記回転軸および第２軸受を揺動運動させる揺動手段と、揺動運動の少なくとも三箇所において第１軸受に対する第２軸受の相対的な、傾きおよび上記第１軸受の中心軸に交差する方向での移動距離の両方を同時に検出する計測手段と、上記計測手段によって計測された上記各個所における移動距離の情報に基づいて、第１軸受の中心軸に対して第２軸受の中心が一致する第２軸受の位置を、第１軸受に対する第２軸受の目標位置として求め、第１軸受の中心と、回転軸の中心軸上の第２軸受と嵌合する部分の上記中心軸方向における中心との間の距離と、上記計測手段によって計測された上記各個所における移動距離の情報とから、上記各個所における第１軸受に対する上記回転軸の傾きの大きさと方向を計算し、この計算結果と上記計測手段によって計測された上記各個所における傾きの情報に基づいて、第１軸受の中心軸に対して第２軸受の中心軸が平行となる第２軸受の姿勢を、第１軸受に対する第２軸受の目標姿勢として求める計算手段と、第２軸受を上記目標位置および目標姿勢に位置決めしその状態で保持する位置決め手段と、第１軸受および第２軸受をそれぞれ上記円筒シェルに固定する固定手段と、を備えたので、第１軸受と第２軸受にそれぞれ軸受孔との位置関係および姿勢の関係が高精度に規定された基準孔あるいは基準面を設ける必要がなく、第１軸受および第２軸受における高精度加工部は製品機能として不可欠な軸受孔のみでよいため、加工工数を削減でき安価な回転機構を提供できるという効果がある。また、上記基準孔あるいは基準面の加工精度の影響を受けないため、第１軸受の中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となり、信頼性が高い回転機構を提供することできるという効果がある。さらに、摩擦等の理由により回転軸の傾き方向と第２軸受の傾き方向とが一致しない場合でも、第１軸受の理想的姿勢における中心軸と第２軸受の中心軸とを高精度に一致させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態１による軸受調芯組立方法および軸受調芯組立装置によって組み立てられる回転機構を示す縦断面図である。
【図２】実施の形態１による軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図３】実施の形態１による軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図４】実施の形態１による軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図５】実施の形態１による軸受調芯組立装置で用いられる回転軸支持機構を拡大して示す縦断面図である。
【図６】実施の形態１による軸受調芯組立装置で用いられる軸連結部の構成を説明する斜視図である。
【図７】実施の形態１に係わり、回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して傾けた様子を示す断面説明図である。
【図８】実施の形態１による軸受調芯方法を説明するフローチャートである。
【図９】実施の形態１に係わり、時間ｉに芯ずれ計測機構にて計測されるデータの一例を模式的に示す説明図である。
【図１０】実施の形態１に係わり第１軸受に対する回転軸の傾きについて説明する図である。
【図１１】実施の形態１に係わり、時間ｉに平行度計測機構にて計測されるデータの一例を模式的に示す説明図である。
【図１２】実施の形態１に係わり、第１軸受に対する回転軸の傾きを補正した第２軸受の傾き方向の動きを模式的に示す説明図である。
【図１３】実施の形態２による軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図１４】実施の形態２に係わる回転機構の外観図である。
【図１５】実施の形態３による軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図１６】実施の形態４に係わり、回転軸が偏心している場合の第２軸受の水平方向の動きを模式的に示す説明図である。
【図１７】実施の形態４に係わり、時間ｉに芯ずれ計測機構にて計測されるデータの一例を模式的に示す説明図である。
【図１８】実施の形態４に係わり、回転軸の偏心を補正した第２軸受の水平方向の動きを模式的に示す説明図である。
【図１９】実施の形態５による軸受調芯組立装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図２０】実施の形態５に係わり、回転軸、第１軸受および第２軸受をフレームの中心軸に対して傾けた様子を示す断面説明図である。
【図２１】実施の形態５に係わり、時間ｉに芯ずれ計測機構にて計測されるデータの一例を模式的に示す説明図である。
【図２２】実施の形態５に係わり、第１軸受がフレームにより回転軸に沿って直動自在に保持される場合の第２軸受６の水平方向の動きを模式的に示す説明図である。
【図２３】実施の形態５に係わり、フレームに対する第１軸受の傾きを補正した第２軸受の水平方向の動きを模式的に示す説明図である。
【図２４】実施の形態５に係わり、時間ｉに平行度計測機構にて計測されるデータの一例を模式的に示す説明図である。
【図２５】実施の形態５に係わり、フレームに対する第１軸受の傾きおよび第１軸受に対する回転軸の傾きを補正した第２軸受の傾き方向の動きを模式的に示す説明図である。
【図２６】実施の形態６に係わり、時間ｉに芯ずれ計測機構にて計測されるデータの一例を模式的に示す説明図である。
【図２７】実施の形態６に係わり、第１軸受がフレームにより回転軸に沿って直動自在に保持され、しかも回転軸が偏心している場合の第２軸受６の水平方向の動きを模式的に示す説明図である。
【図２８】実施の形態６に係わり、フレームに対する第１軸受の傾きおよび回転軸の偏心を補正した第２軸受の水平方向の動きを模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１円筒シェル、２ステータ、３ロータ、４回転軸、５第１軸受、６第２軸受、７電動機部分、８圧縮部、１０回転機構、１２ネジ穴、１３フレーム、３３回転軸支持機構、３４円筒シェル保持機構、３５第２軸受クランプ機構、４０フロート部、４１フロート機構、４２ＸＹテーブル、４４第２軸受傾斜モーメント付加機構、４５回転軸傾斜モーメント付加機構、４６駆動軸、４７モータ、４８軸連結部、４９芯ずれ計測機構、５０平行度計測機構、５１連結爪、５２芯ずれ調整機構、５３平行度調整機構、５４第２軸受保持機構、５５溶接機構、６２ボルト、６３第１軸受水平位置計測機構、６４、６５第１軸受傾き計測機構。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bearing alignment method and a bearing alignment assembly apparatus that align two bearings that support a rotating shaft, and for example, a scroll compressor used in a refrigeration apparatus, an air conditioner, a vacuum pump, and the like. The rotary mechanism is used for assembling a rotating mechanism in which a rotating shaft is supported by two bearings arranged at both ends in a cylindrical shell.
[0002]
[Prior art]
In conventional bearing alignment methods and bearing alignment assembly apparatuses, bearings having outer diameters smaller than the inner diameter of the fuselage casing are respectively attached to both ends of the fuselage casing in which the stator is inserted. A method of assembling an electric motor in which a rotating shaft with a rotor inserted therein is supported at the center, wherein one bearing is inserted into one end of a fuselage casing in which a stator is inserted, and the bearing is used as a reference. With the fuselage casing fixed to the assembly position with the inner surface of the stator as a reference, the fuselage casing is welded to the bearing from a plurality of positions on the outer peripheral side of the fuselage casing, and one of the fuselage casings is inserted into one end of the fuselage casing. A first bearing assembling step for attaching the bearing, and a rotation shaft with an extra rotor inserted from the other end side of the fuselage casing to the center portion; Rotating shaft assembly process in which one end portion is inserted into one bearing, the other bearing is inserted into the other end portion of the fuselage casing, the other end portion of the rotating shaft is inserted into the bearing, and the mounting of the one bearing is finished. The fuselage casing is fixed to the assembly position with the center as a reference, and the fuselage casing is welded to the other bearing from a plurality of positions on the outer peripheral side of the fuselage casing with the other bearing fixed to the assembly position with the center as a reference. And a second bearing assembly step of mounting the other bearing in the other end portion of the body casing (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
In the conventional bearing alignment method, first, the upper bearing is conveyed to the first bearing assembly machine A while being supported horizontally by the pallet, and is assembled to the body casing. At this time, the positioning pin attached to the first bearing assembly machine A is inserted into the pin hole provided on the pallet side, so that the pallet is fixed at the assembly position of the first bearing assembly machine A. The upper bearing is fixed to the assembly position of the first bearing assembly machine A with reference to the center thereof.
Next, the fuselage casing to which the upper bearing is assembled is carried as it is to the rotary shaft assembly machine B by the pallet, and the rotary shaft is assembled by the assembly machine B.
Thereafter, the body casing in which the upper bearing and the rotating shaft are assembled is carried to the second bearing assembly machine C, and the lower bearing is assembled. At this time, the positioning pin attached to the second bearing assembly machine C is inserted into the pin hole provided on the pallet side, so that the pallet is fixed at the assembly position of the second bearing assembly machine C. As a result, the upper bearing The fuselage casing is fixed to the assembly position of the second bearing assembly machine C with reference to the center. Further, the lower bearing is provided with a reference surface, and the lower bearing is made horizontal by pressing the reference surface against the block provided in the second bearing assembly machine C.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-128396 (page 4-7, FIG. 1-7)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional bearing alignment method and bearing alignment assembly apparatus as described above, a reference hole or a reference surface in which the positional relationship and orientation relationship with the bearing hole are defined with high accuracy in the first bearing and the second bearing, respectively. The reference hole and the reference surface must be centered and positioned with high accuracy and fixed to the bearing alignment assembly device (each assembly machine A, B, C).
Therefore, there is a problem that the cost of the product increases because the number of processing steps for the reference hole and the reference surface increases. Further, coaxiality and parallelism between the reference hole and the reference surface and the bearing hole, and positioning errors when the first bearing and the second bearing are fixed to the bearing alignment assembly device (each assembly machine A, B, C). However, there is a problem that the assembly accuracy is limited.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and the first and second bearings are defined with high precision in the positional relationship and the posture relationship with the bearing holes. Provided is a bearing alignment method and a bearing alignment assembly apparatus that enable highly accurate bearing alignment assembly without providing a reference hole or a reference surface.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A bearing alignment method according to the present invention is a method of aligning a first bearing and a second bearing that support a rotating shaft, holding the first bearing so as not to move, and placing the first bearing at a predetermined position on the rotating shaft. The rotating shaft and the second bearing are tilted with a predetermined force with respect to the central axis of the first bearing while the first bearing and the second bearing are fitted. And tilting the second bearing with a predetermined force with respect to the rotating shaft. The rotary shaft and the second bearing are oscillated, and the tilt of the second bearing relative to the first bearing and the direction crossing the central axis of the first bearing are at least three in the oscillating motion. The second bearing relative to the first bearing; Based on the first step of detecting both of the moving distances at the same time and the information of the moving distances at the respective locations obtained in the first step, the center of the second bearing coincides with the center axis of the first bearing. A second step of determining the position of the two bearings as a target position of the second bearing with respect to the first bearing, the center axis direction of the portion that fits the center of the first bearing and the second bearing on the center axis of the rotary shaft The magnitude and direction of the inclination of the rotating shaft with respect to the first bearing at each location are calculated from the distance between the center and the information on the movement distance at each location obtained in the first step. Based on the result and the tilt information obtained in the first step, the attitude of the second bearing in which the central axis of the second bearing is parallel to the central axis of the first bearing is determined with respect to the first bearing. A third step to obtain the target orientation of the second bearing, and a second step Receiving the positioning to the target position and target posture determined in the second step and the third step, those with a fourth step of holding in that state, the.
[0008]
A bearing alignment method according to another invention of the present invention is a method of aligning and assembling a first bearing and a second bearing that support a rotating shaft, and the first bearing is aligned with the rotating shaft by a frame. The frame that holds the first bearing so that it can move freely is held so that it does not move, and the first bearing and the second bearing are fitted at predetermined positions on the rotating shaft. In this state, the rotary shaft, the first bearing, and the second bearing are tilted with a predetermined force with respect to the center axis of the frame to cause the rotary shaft, the first bearing, and the second bearing to swing. First detecting at the same time both the relative inclination of the first bearing relative to the frame and the relative inclination of the second bearing relative to the frame and the movement distance in the direction intersecting the central axis of the frame at at least three locations. 1 step and 1st step The position of the second bearing where the center of the second bearing coincides with the center of inclination of the central axis of the first bearing based on the obtained information on the inclination of the first bearing and the movement distance of the second bearing at each of the above-mentioned locations. As the target position of the second bearing with respect to the frame, the center of the first bearing, and the center in the direction of the central axis of the portion fitted with the second bearing on the central axis of the rotating shaft The magnitude and direction of the inclination of the rotary shaft with respect to the first bearing at each location are calculated from the distance between them and the information on the movement distance of the second bearing at each location obtained in the first step. Based on the result and the information on the inclination of the first and second bearings at each of the above-mentioned points obtained in the first step, the center axis of the second bearing is parallel to the center of inclination of the center axis of the first bearing. 2 The attitude of the bearing, the second axis with respect to the frame And a fourth step of positioning the second bearing at the target position and the target posture determined in the second step and the third step and holding the target in that state. .
[0009]
A bearing alignment assembly apparatus according to the present invention is an apparatus that aligns and assembles a first bearing and a second bearing that are respectively disposed at both ends of an inner periphery of a cylindrical shell and support a rotating shaft. Holding means for holding the bearing so as not to move to a predetermined position in the cylindrical shell, and the rotary shaft and the second bearing in a state where the first bearing and the second bearing are fitted to the predetermined position of the rotary shaft. Tilt with a predetermined force against the center axis of the first bearing Means for tilting the second bearing with a predetermined force with respect to the rotating shaft; Oscillating means for oscillating the rotary shaft and the second bearing, and the inclination of the second bearing relative to the first bearing and the direction intersecting the central axis of the first bearing at at least three locations of the oscillating motion The center of the second bearing coincides with the center axis of the first bearing based on the information on the movement distance at the respective locations measured by the measuring means that simultaneously detects both of the movement distances at The position of the second bearing is obtained as a target position of the second bearing with respect to the first bearing, and the center of the first bearing and the center in the direction of the central axis of the portion fitted with the second bearing on the central axis of the rotating shaft And the information on the movement distance at each location measured by the measuring means, the magnitude and direction of the inclination of the rotary shaft with respect to the first bearing at each location are calculated. measurement Based on the information of the inclination at each of the above points measured by the step, the attitude of the second bearing in which the central axis of the second bearing is parallel to the central axis of the first bearing is determined by the second bearing with respect to the first bearing. Calculating means for obtaining a target attitude; positioning means for positioning the second bearing at the target position and the target attitude and holding in that state; and fixing means for fixing the first bearing and the second bearing to the cylindrical shell, respectively. It is provided.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
1 to 12 are views for explaining a bearing alignment method and a bearing alignment assembly apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. More specifically, FIG. 1 shows a bearing alignment according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 to FIG. 4 are longitudinal sectional views showing the configuration of the main part of the bearing alignment assembly device, and FIG. 5 is an enlarged view of the rotation shaft support mechanism. FIG. 6 is a perspective view illustrating the configuration of the shaft coupling portion, and FIG. 7 is a cross-sectional explanatory diagram illustrating a state in which the rotating shaft and the second bearing are inclined with respect to the central axis of the first bearing. 8 is a flowchart for explaining the bearing alignment process, FIG. 9 is an explanatory view schematically showing an example of data measured by the misalignment measuring mechanism at time i, and FIG. 10 is for explaining the inclination of the rotating shaft with respect to the first bearing. FIG. 11 shows data measured by the parallelism measuring mechanism at time i. Explanatory view schematically showing an example, FIG. 12 is an explanatory diagram showing the movement of the second bearing in the direction of inclination obtained by correcting the inclination of the rotation axis relative to the first bearing schematically.
[0011]
In FIG. 1, the stator 2 is fixed to the inner periphery of the cylindrical shell 1, and the rotor 3 is fixed to the outer periphery of the rotating shaft 4. The first bearing 5 is fixed to one end portion of the inner periphery of the cylindrical shell 1, and the outer periphery on one end side (lower side) of the rotary shaft 4 is fitted. The second bearing 6 is fixed to the other end portion of the inner periphery of the cylindrical shell 1, and the other end side (upper side) outer periphery of the rotating shaft 4 is fitted therein. As described above, the rotating mechanism 10 that is an assembly is the cylindrical shell 1 with the stator 2 fixed to the inner periphery, the rotating shaft 4 with the rotor 3 fixed to the outer periphery, and both ends of the inner periphery of the cylindrical shell 1. Each of the first bearing 5 and the second bearing 6 is disposed to support the rotating shaft 4.
The bearing alignment method and the bearing alignment assembly apparatus according to the present invention are mainly applied to the process of fixing the second bearing 6 to the cylindrical shell 1, and FIG. The fixed state is shown.
[0012]
Hereinafter, the structure of the bearing alignment assembly apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, a workpiece mounting table 31 on which the cylindrical shell 1 is mounted is moved up and down by a workpiece lifting mechanism 32 and is fixed to the main base 30 by being pressed against the lower surface of the main base 30. The rotating shaft support mechanism 33 that supports the rotating shaft 4 corresponds to rotating shaft support means that supports the rotating shaft 4 so that the position in the axial direction of the rotating shaft 4 can be rotated and tilted. The cylindrical shell holding mechanism 34 is a mechanism that presses and fixes the cylindrical shell 1 against the work mounting table 31 fixed to the main base 30, and corresponds to a cylindrical shell holding unit that holds the cylindrical shell 1. Further, in the present embodiment, since the first bearing 5 is fixed in advance in a predetermined position in the cylindrical shell 1, by holding the cylindrical shell 1, the first bearing 5 is also held, and the cylindrical shell holding The mechanism 34 also corresponds to first bearing holding means. The second bearing clamp mechanism 35 is a mechanism that holds the second bearing 6 at a set height, and corresponds to second bearing holding means. The upper base A 36 is firmly fixed to the main base 30 with the support 37.
[0013]
The work mounting table 31 is supported by a guide or the like so as to be movable only in the vertical direction with respect to the main base 30.
The rotating shaft support mechanism 33 is configured as shown in FIG. 5, for example, and includes a sphere 91 that supports the lower end of the rotating shaft 4, a plurality of small spheres 92 that support the sphere 91, a sphere 91, and a plurality of small spheres. A case 93 for storing 92 and a thrust bearing 94 for supporting the case 93 are provided, and the rotary shaft 4 is supported such that the rotary shaft 4 can rotate and the lower end portion of the rotary shaft 4 can move horizontally. In addition, as for 4a, the recessed part 4a in which a part of ball | bowl 91 fits in the lower end part of the rotating shaft 4 is provided.
[0014]
In FIG. 3, the float portion 40 has the second bearing 6 held by the second bearing clamp mechanism 35, and the float mechanism 41 supports the float portion 40 at a plurality of points in the vertical direction. The XY table 42 supports the float unit 40 so as to be movable in the horizontal direction with respect to the upper base B43 fixed to the upper base A36. The second bearing clamp mechanism 35 and the float part 40, the float mechanism 41 and the XY table 42 restrict the rotation direction around the rotation shaft 4 and the rotation direction around the central axis of the second bearing 6 by the second bearing holding means. A second bearing that movably supports the degree of freedom of translation in the direction of the central axis of the second bearing 6 and the direction orthogonal to the direction of the central axis and the degree of freedom of rotation about the axis intersecting the central axis of the second bearing 6. It corresponds to a bearing support means.
[0015]
The second bearing tilt moment applying mechanism 44 is a mechanism for tilting the second bearing 6 supported by the float 40 with respect to the rotating shaft 4 and corresponds to second bearing tilt moment adding means. The rotating shaft tilt moment adding mechanism 45 is a mechanism for tilting the rotating shaft 4 connected by the shaft connecting portion 48 with respect to the first bearing 5 and corresponds to rotating shaft tilt moment adding means. The drive shaft 46 (46a, 46b, 46c) that is rotationally driven by the motor 47 and the rotary shaft 4 are connected by a shaft connecting portion 48, and the motor 47 generates a rotational force that rotates the rotary shaft 4. The driving shaft 46 and the shaft coupling portion 48 correspond to the generating means, and correspond to the rotational force transmitting means for transmitting the rotational force of the rotational force generating means to the rotating shaft 4. The misalignment measuring mechanism 49 is a mechanism for measuring the horizontal position of the float unit 40, and the parallelism measuring mechanism 50 is a mechanism for measuring the vertical position of the float unit 40. The misalignment measuring mechanism 49 and the parallelism measuring mechanism 50 are the same. Corresponds to second bearing measuring means (measuring means) for measuring the position and orientation of the second bearing 6 with respect to the bearing alignment assembly device.
[0016]
For example, as shown in FIG. 6, the shaft coupling portion 48 is configured such that a coupling claw 51 provided on the inner periphery of the shaft coupling portion 48 is inserted into the slit portion 11 at the shaft end of the upper end portion of the rotating shaft 4. The shaft 46 is supported while being slidable in the axial direction and constrained in rotation, and is pressed vertically downward by a spring 56. With this configuration, the rotation phases of the drive shaft 46 and the rotary shaft 4 can be made to coincide with each other so that the rotation can be performed in synchronization.
[0017]
The second bearing tilt moment adding mechanism 44 and the rotary shaft tilt moment adding mechanism 45 are fixed to the drive shaft 46. When the drive shaft 46 rotates, the second bearing tilt moment adding mechanism 44 and the rotary shaft tilt moment adding mechanism 45 are driven. Since it rotates around the shaft 46, the tilt directions of the second bearing 6 and the rotating shaft 4 continuously change in synchronization with the rotation of the drive shaft 46. In FIG. 3, the second bearing tilting moment adding mechanism 44 moves the second bearing 6 in the right direction by applying a load in the right direction to the upper portion of the float 40, and further tilts in the clockwise direction. Is added. The rotation shaft tilt moment addition mechanism 45 applies a load downward to the left end portion of the arm 70 attached to the drive shaft B46b to rotate the drive shaft B46b in the counterclockwise rotation direction about the joint A71. The joint B72 moves in the right direction. The rotating shaft 4 connected by the shaft connecting portion 48 applies a moment force inclined in the clockwise rotation direction with respect to the bearing center of the first bearing 5 by the joint B72 moving in the right direction. By constituting in this way, it is prevented that the inclination direction of the 2nd bearing 6 and the inclination direction of the rotating shaft 4 become a different direction. However, actually, the inclination direction of the rotating shaft and the inclination direction of the second bearing do not always coincide with each other due to friction or the like.
[0018]
The second bearing tilt moment adding mechanism 44 and the rotary shaft tilt moment adding mechanism 45 are attached to the drive shaft 46 via spring members, and are added to the second bearing 6 and the rotary shaft 4 while the drive shaft 46 is rotating. The moment force is configured not to change. Further, the second bearing tilt moment force is larger than the restoring moment force due to the spring force of the float mechanism 41 generated when the float portion 40 is tilted, and the contact state between the rotating shaft 4 and the second bearing 6 is the two points shown in FIG. Set to be in contact. Also, the rotational shaft tilt moment force is set so that the contact state between the rotation shaft 4 and the first bearing 5 is the two-point contact state shown in FIG. If the second bearing tilt moment force and the rotary shaft tilt moment force are too large, the frictional force between the second bearing 6 and the rotary shaft 4 and the frictional force between the first bearing 5 and the rotary shaft 4 increase, and the second bearing 6 Further, since the swing locus of the rotating shaft 4 may become unstable or the bearing may be damaged, it is necessary to set the second bearing tilt moment force and the rotating shaft tilt moment force to appropriate magnitudes.
[0019]
The drive shaft 46 is divided into three, a drive shaft A 46a, a drive shaft B 46b, and a drive shaft C 46c. The rotation direction of the drive shaft 46 is determined by the joint A 71 and the joint B 72. And are connected in a state where the axial direction is constrained. That is, in the joint portion of the joint A71, the drive shaft B46b has a degree of freedom to be decentered in a plane perpendicular to the drive axis A46a, and the drive shaft B46b has a degree of freedom to rotate so as to be bent in all circumferential directions. . The same applies to the joint B72, and the drive shaft C46c has the same degree of freedom with respect to the drive shaft B46b.
The rotation shaft tilt moment addition mechanism 45 presses the load application bar 70 attached to the drive shaft B46b downward. The drive shaft B46b rotates at the joint A portion, whereby the drive shaft B46b is tilted and the drive shaft C46c is decentered. Since the shaft connecting portion 48 is provided at the lower end of the drive shaft C46c, the upper end of the rotating shaft 4 connected by the shaft connecting portion 48 is eccentric, and the rotating shaft 4 is inclined.
With this configuration, the rotation shaft 4 can be tilted, and by driving the motor 47, the tilt direction of the rotation shaft 4 can be smoothly changed in synchronization with the rotation angle of the rotation shaft 4.
[0020]
Although the rotation shaft tilt moment is also generated by the second bearing tilt moment adding mechanism 44, in the present embodiment, a mechanism for generating a force for tilting the rotation shaft 4 and a mechanism for generating a force for tilting the second bearing 6 are provided. By providing them separately, the contact force between the second bearing 6 and the rotary shaft 4 can be minimized, and the occurrence of measurement errors due to the frictional force due to this contact force is prevented. However, in actuality, for example, when there is a small amount of lubricating oil present in the bearing (refrigeration oil in the case of a compressor for refrigeration and air conditioning), the frictional force generated by the contact force due to the force that tilts the rotating shaft 4 does not become zero, so the inclination of the rotating shaft The direction and the inclination direction of the second bearing do not match and a measurement error occurs.
[0021]
The motor 46 is composed of a servo motor, and can grasp the rotation angle and control the rotation speed when the drive shaft 46 rotates. Since the rotation shaft 4 is constrained with the drive shaft 46 in the rotation direction, the motor 46 can grasp the rotation angle of the rotation shaft 4 and control the rotation speed.
[0022]
The misalignment measuring mechanism 49 measures the horizontal position of the float 40 with respect to the bearing alignment assembly device by measuring the horizontal position of the float 40 from three directions. The parallelism measuring mechanism 50 measures the inclination of the float unit 40 with respect to the bearing alignment assembly device by measuring three vertical positions of the float unit 40. Since the second bearing 6 is integrated with the float portion 40 by the second bearing clamp mechanism 35, the movement of the second bearing 6 can be measured by measuring the float portion 40.
The measurement results of the misalignment measuring mechanism 49 and the parallelism measuring mechanism 50 are sent to a computer (not shown) such as a personal computer corresponding to the calculation means, and as will be described in detail later, The target position and target posture of the second bearing with respect to the first bearing are obtained by a software program installed in the computer based on the information.
[0023]
In FIG. 4, the misalignment adjusting mechanism 52 is a mechanism for adjusting the horizontal position of the float unit 40 with respect to the apparatus, and the parallelism adjusting mechanism 53 is a mechanism for adjusting the inclination of the float unit 40 with respect to the apparatus. The misalignment adjusting mechanism 52 is attached in two axial directions perpendicular to each other in a horizontal plane, and a back pressure mechanism is arranged on the opposite side of the misalignment adjusting mechanism 52 with the float portion 40 interposed therebetween to float when the misalignment is adjusted. The portion 40 is configured to be pressed against the misalignment adjusting mechanism 52. The parallelism adjusting mechanisms 53 are arranged at three locations so as to position the three vertical positions of the float portion 40, and are configured to be able to adjust the float portion 40 to an arbitrary inclination.
The second bearing holding mechanism 54 positions and holds the float portion 40 whose position and posture with respect to the device are adjusted by the misalignment adjusting mechanism 52 and the parallelism adjusting mechanism 53, so that the position and posture of the second bearing 6 with respect to the device are adjusted. Hold. For example, as shown in FIG. 4, the position and posture of the second bearing 6 can be maintained by pressing the float 40 against the parallelism adjusting mechanism 53.
The misalignment adjusting mechanism 52, the parallelism adjusting mechanism 53, and the second bearing holding mechanism 54 correspond to positioning means for positioning the second bearing 6 at the target position and the target posture and holding them in that state.
[0024]
The welding mechanism 55 corresponds to a fixing means for fixing the first bearing and the second bearing to the cylindrical shell, and is disposed at three locations on the outer side of the cylindrical shell 1 at intervals of 120 degrees in the circumferential direction. The second bearing 6 maintained in position and posture at 54 is fixed to the cylindrical shell 1 by arc spot welding (MAG welding).
Thus, by fixing by welding, there is an effect that a fixed part is unnecessary and an inexpensive rotation mechanism can be provided. Further, by fixing at three or more welding points arranged at equal intervals in the circumferential direction, the relative position and posture of the second bearing 6 with respect to the first bearing 5 can be prevented from being changed by welding. Thus, the central axis of the first bearing 5 and the central axis of the second bearing 6 can be made to coincide with each other with higher accuracy, and there is an effect that a highly reliable rotation mechanism can be provided.
[0025]
Next, a bearing alignment method according to Embodiment 1 of the present invention using the bearing alignment assembly apparatus according to Embodiment 1 of the present invention configured as described above will be described with reference to FIG.
First, in step ST1, the second bearing 6 is set on the second bearing clamp mechanism 35 in the upper part of the bearing alignment assembly device, and the second bearing clamp mechanism 35 is driven to firmly connect the second bearing 6 and the float 40. Integrate.
Next, in step ST2, the stator 2 is fixed at the center of the inner periphery and the first bearing 5 is fixed at the lower portion of the inner periphery, and the first bearing 5 is inserted with the rotating shaft 4 with the rotor 3 fixed on the outer periphery. The shell 1 is set on the workpiece mounting table 31. The workpiece elevating mechanism 32 is driven to raise the cylindrical shell 1 to insert the rotary shaft 4 into the second bearing 6 and press the workpiece mounting table 31 against the lower surface of the main base 30, thereby connecting the main base 30 and the workpiece mounting table 31. Integrate firmly. By driving the cylindrical shell holding mechanism 34 fixed to the upper base A36 and pressing the cylindrical shell 1 against the workpiece mounting table 31, the cylindrical shell 1 and the workpiece mounting table 31 are firmly integrated, and the cylindrical shell 1 is assembled as a bearing alignment assembly. Fixed to the device.
Note that when the workpiece lifting mechanism 32 is driven to raise the cylindrical shell 1, the position of the float 40 integrated with the second bearing 6 with respect to the bearing alignment assembly device is adjusted in advance by the misalignment adjusting mechanism 52. Thus, the rotation shaft 4 can be smoothly inserted into the second bearing 6.
[0026]
Next, in step ST <b> 3, the rotation shaft 4 and the drive shaft 46 are connected by the shaft connecting portion 48 by driving the motor 47 and rotating the drive shaft 46.
Further, in step ST4, the second bearing 6 is tilted with respect to the rotary shaft 4 by driving the second bearing tilt moment adding means 44 and the rotary shaft tilt moment adding means 45, and the rotary shaft 4 is moved to the first bearing 5. It will be in a state inclined to. FIG. 7 is a sectional view of the rotating mechanism showing this state. The rotating shaft 4 contacts the first bearing 5 at two points, point P and point Q, and the second bearing 6 has the rotating shaft, point R, and point S. It will be in the state which contacted at two points. By driving the motor 47 in this state, the tilt directions of the second bearing 6 and the rotating shaft 4 are continuously changed in synchronization with the rotation of the rotating shaft 4 (the second bearing is synchronized with the rotation of the rotating shaft 4). 6 and the rotating shaft 4 swing, that is, the rotating shaft 4 and the second bearing 6 precess.)
[0027]
In step ST5, at least at three locations of swinging motion (precession motion), the higher the better, the relative degree of the second bearing 6 relative to the first bearing 5 by the parallelism measuring mechanism 50 and the misalignment measuring mechanism 49. Both the inclination and the movement distance in the direction intersecting the central axis of the first bearing 5 are detected simultaneously. The misalignment measuring mechanism 49 and the parallelism measuring mechanism 50 measure the horizontal position and inclination of the second bearing 6 (float portion 40) with respect to the bearing alignment assembly device. By fixing the first bearing 5 to the bearing alignment assembly device so that the direction intersecting with the horizontal direction is the relative direction of the second bearing 6 with respect to the first bearing 5 and the central axis of the first bearing 5 The moving distance in the direction intersecting with is detected.
The above steps ST1 to ST5 are the first step of the bearing alignment method according to the first embodiment.
[0028]
In step ST6, as a second step and a third step of the bearing alignment method according to the first embodiment, the target position of the second bearing 6 and the second position are determined by a computer such as a personal computer based on the measurement result in step ST5. Calculate the target posture.
That is, based on the information on the movement distance at each of the above points obtained in the first step, the position of the second bearing where the center of the second bearing coincides with the center axis of the first bearing is determined based on the first bearing. Obtained as the target position of the two bearings (second step).
Furthermore, the distance between the center of the first bearing and the center in the direction of the central axis of the portion that fits the second bearing on the central axis of the rotary shaft, and the movement at each of the locations obtained in the first step Based on the distance information, the magnitude and direction of the inclination of the rotary shaft with respect to the first bearing at each location are calculated. Based on the calculation result and the information on the tilt at each location obtained in the first step, The attitude of the second bearing in which the center axis of the second bearing is parallel to the center axis of the one bearing is obtained as a target attitude of the second bearing with respect to the first bearing (third step).
[0029]
Hereinafter, the second step and the third step will be specifically described.
FIG. 9 schematically shows an example of data measured by the misalignment measuring mechanism 49 at time i. In FIG. 9, EX and EY are orthogonal coordinate systems fixed to the bearing alignment assembly device, and Eo is the center position of the first bearing 5 (the position of the bearing center of the first bearing 5; P1 in FIG. Corresponding). Eg (i) is a vector indicating the amount of horizontal movement of the center of the first bearing 5 with respect to the center of the coordinate system of the bearing alignment assembly device (hereinafter also referred to as the center of the device coordinate system). Ecg (i) is a vector indicating the amount of horizontal movement of the center of the second bearing 6 (corresponding to P2 in FIG. 10) with respect to the central axis of the first bearing 5. E ′s (i) is a vector indicating the amount of horizontal movement of the center of the second bearing 6 with respect to the center of the apparatus coordinate system, and is data measured by the misalignment measuring mechanism 49 at time i. These vectors Eg (i), Ecg (i), and E's (i) have the following geometric relationships as shown in FIG.
E's (i) = Ecg (i) + Eg (i) (1)
If the 1st bearing 5 is being fixed with respect to the bearing alignment assembly apparatus, Eg (i) will be constant in both direction and quantity. Further, since the magnitude of the vector Ecg (i) is constant, the locus of the end point of E's (i) indicates a circle having the center Eo and the radius | Ecg (i) |. Therefore, the center Eo of the locus of the end point of E's (i) is obtained from the measured values of the end point (at least three places) of E's (i), for example, by the least square method.
The center Eo of the locus of the end point of E ′s (i) is the position of the second bearing 6 where the center of the second bearing 6 coincides with the center axis of the first bearing 5. 2 is the target position of the bearing 6 (second step).
[0030]
FIG. 11 schematically shows an example of data measured by the parallelism measuring mechanism 50 at time i. In FIG. 11, TX and TY are orthogonal coordinate systems fixed to the bearing alignment assembly device, and the magnitude and direction of the inclination are indicated by vectors obtained by projecting the normal vector of the measurement surface onto the TX-TY plane. To is the inclination posture of the first bearing 5. Tg (i) is a direction vector indicating the inclination of the first bearing 1 with respect to the center of the apparatus coordinate system. Tcg (i) is a direction vector indicating the inclination of the rotating shaft 4 with respect to the first bearing 5. Tsc (i) is a direction vector indicating the inclination of the second bearing 6 with respect to the rotating shaft 4. T ′s (i) is a direction vector indicating the inclination of the second bearing 6 with respect to the center of the apparatus coordinate system, and is data measured by the parallelism measuring mechanism 50 at time i. These vectors geometrically have the following relationship:
T's (i) = Tsc (i) + Tcg (i) + Tg (i) (2)
The relationship holds.
[0031]
The direction of the vector Ecg (i) indicating the horizontal movement amount of the center of the second bearing 6 with respect to the central axis of the first bearing 5 is the direction of the direction vector Tcg (i) indicating the inclination of the rotary shaft 4 with respect to the first bearing 5. equal. Further, since Eo obtained in the second step is the end point of the vector Eg (i), Ecg (i) is information on the movement distance (center of the apparatus coordinate system) measured by the misalignment measuring mechanism 49 at time i. Can be obtained from the equation (1) using a vector E ′s (i) indicating the horizontal movement amount of the center of the second bearing 6 with respect to. Therefore, as shown in FIG. 10, the center in the direction of the central axis (the second bearing in the present embodiment) of the portion that fits the center P <b> 1 of the first bearing 5 and the second bearing 6 on the central axis of the rotating shaft 4. 6 is not eccentric with respect to the first bearing 5, and the center P1 of the first bearing 5 and the center P2 of the second bearing 6 are both on the central axis of the rotating shaft 4, so the central axis of the rotating shaft 4 The center in the direction of the central axis of the portion to be fitted with the second bearing 6 is the center P2 of the second bearing 6. If the distance Hcg to P2 is known, the rotation with respect to the first bearing 5 is performed. A direction vector Tcg (i) indicating the inclination of the axis 4 is obtained. That is, it is expressed by the following formula.
Tcg (i) = (| Tcg (i) | / Hcg) × Ecg (i) (3)
If Tcg (i) is obtained, the sum Ts () of the vector indicating the inclination of the first bearing 5 with respect to the center of the apparatus coordinate system and the vector indicating the inclination of the second bearing 6 with respect to the rotating shaft 4 is obtained from the relationship of the expression (2). i) is obtained. That is,
Ts (i) = Tsc (i) + Tg (i) (4)
FIG. 12 shows this. That is, FIG. 12 shows the movement in the tilt direction of the second bearing 6 corrected for the tilt of the rotating shaft 4 with respect to the first bearing 5.
[0032]
Here, if the 1st bearing 5 is being fixed with respect to the bearing alignment assembly apparatus, Tg (i) will be constant in both direction and quantity. Further, since the size of the vector Tsc (i) is constant, the locus of the end point of Ts (i) indicates a circle having the center To and the radius | Tsc (i) |. Therefore, the center To of the end point trajectory of Ts (i) is obtained from the end point trajectory of Ts (i) by, for example, the least square method.
The center To of the locus of the end point of Ts (i) is the attitude of the second bearing 6 in which the central axis of the second bearing 6 is parallel to the central axis of the first bearing 5. 2 is a target posture of the bearing 6 (third step).
[0033]
As described above, even when the inclination direction of the rotary shaft 4 and the inclination direction of the second bearing 6 do not coincide with each other due to friction or the like, the center position Eo of the first bearing 5 in the coordinates of the bearing alignment assembly device, and The inclination posture To of the first bearing 5, that is, the position of the second bearing 6 where the center of the second bearing 6 coincides with the center axis of the first bearing 5, and the center axis of the second bearing 6 are the first bearing 5. It is possible to accurately determine the attitude of the second bearing 6 that is parallel to the central axis of the second bearing 6.
[0034]
In this way, the first bearing 5 is held at a predetermined position in the cylindrical shell 1 (the first bearing 5 is held so as not to move), and the first bearing 5 and the second bearing 6 are placed at predetermined positions on the rotary shaft 4. In the fitted state, the rotary shaft 4 and the second bearing 6 are tilted with a predetermined force with respect to the central axis of the first bearing to cause the rotary shaft 4 and the second bearing 6 to swing, so that at least three of the swinging motions occur. At the location, both the relative inclination of the second bearing 6 with respect to the first bearing 5 and the movement distance in the direction intersecting the central axis of the first bearing 5 are simultaneously detected, and information on the detected inclination and movement distance is detected. By determining the target position and target posture of the second bearing 6 with respect to the first bearing 5 based on the above, the positional relationship and the posture relationship with the bearing holes are defined with high accuracy in the first bearing 5 and the second bearing 6. Bearing of the first bearing 5 without providing a reference hole or reference surface It is possible to grasp the inner circumferential bearing the relative position and orientation relationship of the second bearing 6 to the circumferential.
[0035]
Further, the distance Hcg between the center P1 of the first bearing 5 and the distance P2 between the center in the direction of the central axis of the portion to be fitted with the second bearing 6 on the central axis of the rotating shaft and the first The magnitude and direction of the inclination of the rotating shaft 4 with respect to the first bearing 5 at each location are calculated from the information on the movement distance at each location obtained in the process, and the calculation result and each location obtained in the first process are calculated. Based on the inclination information, the attitude of the second bearing 6 in which the central axis of the second bearing 6 is parallel to the central axis of the first bearing 5 is obtained as the target attitude of the second bearing 6 with respect to the first bearing 5. Accordingly, in the first step, even if the inclination direction of the rotary shaft and the inclination direction of the second bearing do not coincide with each other due to friction or the like, the central axis of the second bearing 6 relative to the central axis of the first bearing 5 is It is possible to accurately determine the posture of the second bearing 6 that is parallel, Bearing alignment assembly is made possible such.
[0036]
In the above embodiment, the method of synchronizing the direction in which the rotation shaft 4 and the second bearing 6 are inclined and the rotation angle of the rotation shaft 4 is shown. However, when there is almost no eccentricity and shaft bending of the rotation shaft 4, The rotation shaft 4 and the second bearing 6 can be centered on the first bearing 5 without rotating the rotation shaft 4 or synchronizing the rotation angle of the rotation shaft 4 with the direction in which the rotation shaft 4 and the second bearing 6 are inclined. Even if the rotary shaft 4 and the second bearing 6 are only oscillated while being tilted with respect to the shaft, the posture to be accurately obtained by the above calculation method can be obtained.
[0037]
Next, in step ST7, the misalignment adjusting mechanism 52 is driven, and the misalignment measuring mechanism 49 performs feedback control while obtaining the current position Ec of the second bearing 6, thereby adjusting to the target position Eo. Similarly, the parallelism adjusting mechanism 53 is driven, and the parallelism measuring mechanism 50 adjusts the target attitude To by performing feedback control while obtaining the current attitude Tr of the second bearing 6.
Further, in step ST8, the second bearing holding mechanism 54 is driven to hold the second bearing 6 at the target position and target posture.
Steps ST7 and ST8 are the fourth step of the bearing alignment method according to the first embodiment.
[0038]
Finally, in step ST9, the second bearing 6 is fixed to the cylindrical shell 1 by the welding mechanism 55 at three points simultaneously by MAG welding.
In the first embodiment, in order to prevent the positional deviation and posture deviation of the second bearing 6 due to welding, the welding conditions of each welding point, that is, the distance from the tip of the welding torch to the outer periphery of the cylindrical shell 1, the welding current, the welding voltage, and the welding start Time and welding end time are set to be the same.
[0039]
In the first embodiment, the first bearing 5 is already fixed to the cylindrical shell before the first step. As described above, the first bearing 5 is fixed to the cylindrical shell 1 in advance before the cylindrical shell 1 is held by the bearing alignment assembly device. It is possible to prevent the bearing from being displaced with respect to the bearing alignment assembly device. Further, since the first bearing 5 can be fixed to the bearing alignment assembly device by fixing the cylindrical shell 1 to the bearing alignment assembly device, the first bearing 5 can be easily fixed to the bearing alignment assembly device. As a result, the structure of the bearing alignment assembly device can be simplified.
In the first step, when the first bearing 5 is fixed to the cylindrical shell 1 after the cylindrical shell 1 is held in the bearing alignment assembly device, the first bearing 5 is the cylindrical shell 1 or the bearing alignment assembly device. In this case as well, the swinging motion and the movement limit of the second bearing 6 are detected with respect to the first bearing 5 that has already been fixed. There is an effect that the center axis of the second bearing 6 can be made to coincide with the center axis of 5 with high accuracy.
[0040]
As described above, according to the present embodiment, there is no need to provide the first bearing 5 and the second bearing 6 with a reference hole or a reference surface in which the positional relationship and the posture relationship with the bearing hole are defined with high accuracy. Since the high-precision processed parts in the first bearing 5 and the second bearing 6 need only be bearing holes indispensable as product functions, there is an effect that the number of processing steps can be reduced and an inexpensive rotation mechanism can be provided. Further, since it is not affected by the processing accuracy of the reference hole or the reference surface, the central axis of the first bearing 5 and the central axis of the second bearing 6 can be made to coincide with each other with high accuracy, and the rotation can be performed with high reliability. There is an effect that a mechanism can be provided. In addition, in the first step, even when the inclination direction of the rotary shaft and the inclination direction of the second bearing do not coincide with each other for reasons such as friction, the target posture of the second bearing with respect to the first bearing can be accurately obtained.
[0041]
Furthermore, in the first embodiment, since the rotating shaft 4 is rotated with respect to the bearing holes of the first bearing 5 and the second bearing 6 while being tilted to the limit of the bearing clearance, a minute protrusion or the like at the end of the bearing hole is used. Can be smoothed, and a kind of familiar effect can be obtained.
[0042]
Further, the larger the number of measurement data of the relative inclination and the movement distance of the second bearing 6 with respect to the first bearing 5, the higher the bearing alignment accuracy, which is preferable. However, as in the present embodiment, rotation is possible. By swinging the shaft 4 and the second bearing 6, a large number of measurement data can be easily obtained.
[0043]
In FIG. 3 of the first embodiment, the example in which the misalignment measuring mechanism 49 and the parallelism measuring mechanism 50 are arranged so as to measure the horizontal position and the inclination of the float 40 is shown. If the second bearing clamp mechanism 35 is not required to firmly hold the second bearing 6 with respect to the float 40, the second bearing clamp mechanism 35 can be simplified. Can be made.
[0044]
Further, in FIG. 3 of the first embodiment, an example in which the misalignment measuring mechanism 49 and the parallelism measuring mechanism 50 are configured by contact type displacement sensors is shown. It can also be configured with non-contact type displacement sensors such as sensors, and when configured with non-contact type displacement sensors, it prevents measurement errors due to contact tip friction, contact pressure, and minute irregularities on the measurement surface. be able to.
[0045]
In the first embodiment, the rotary shaft 4 and the second bearing 6 are tilted with a predetermined force with respect to the central axis of the first bearing 5, and the rotary shaft 4 and the second bearing 6 are swung. Instead, the rotating shaft 4 and the second bearing 6 may be tilted in at least three different directions with a predetermined force with respect to the central axis of the first bearing 5, and in this case, in addition to the same effects as described above, Compared with the case where the rotary shaft 4 and the second bearing 6 are swung, the relative inclination of the second bearing 6 with respect to the first bearing 5 and the direction intersecting the central axis of the first bearing 5 are shorter. The effect that the moving distance can be detected is obtained.
[0046]
Embodiment 2. FIG.
FIGS. 13 and 14 are views for explaining a bearing alignment method and a bearing alignment assembly apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. More specifically, FIG. 13 shows a main part of the bearing alignment assembly apparatus. FIG. 14 is an external view of the rotation mechanism.
As shown in FIG. 14, screw holes 12 are provided on the end face of the first bearing 5 on the opening side of the cylindrical shell 1 at intervals of 90 degrees in the circumferential direction. As shown in FIG. 13, the work mounting table 31 is provided with a bolt hole 61, and a bolt 62 is inserted into the bolt hole 61, and the bolt 62 is placed on the upper surface of the work mounting table 31. The first bearing 5 is firmly fixed to the workpiece mounting table 61 by being screwed into the screw hole 12 of the one bearing 5.
[0047]
In step ST <b> 1 of the first embodiment, the cylindrical bearing holding mechanism 34 applies a pressing force from above the cylindrical shell 1 to fix the first bearing 6 to the workpiece mounting table 31. A force is applied to the cylindrical shell 1 via the first bearing 5 when measuring the horizontal movement locus and the inclination locus of the second bearing 6. Further, a reaction force is received from the second bearing 6 held by the upper base 36 during welding. In order to hold the position of the cylindrical shell 1 relative to the workpiece mounting table 31 against these forces, it is necessary to generate a very large pressing force from the cylindrical shell holding mechanism 34. If a large pressing force is applied to the cylindrical shell 1, the cylindrical shell 1 may be distorted and the assembly accuracy of the second bearing 6 may be affected. Furthermore, the work mounting table 31 is fixed by being pressed against the main base 30 by the lifting mechanism 32. Since the elevating mechanism 32 receives the applied pressure generated by the cylindrical shell holding mechanism 34, it is necessary to generate a force larger than the applied pressure generated by the cylindrical shell holding mechanism 34, and the bearing alignment assembly device is not very large. It will be a thing.
[0048]
On the other hand, in the configuration of the present embodiment, the first bearing 5 can be directly fixed to the workpiece mounting table 61 with the bolts 62, so that the first bearing 5 can be firmly fixed. It is possible to prevent the position and posture of the first bearing from being changed during the bearing alignment work. Moreover, since it is not necessary to pressurize the cylindrical shell 1 from above, the cylindrical shell holding mechanism 34 is unnecessary, and the force generated by the elevating mechanism 32 can be suppressed, so that the bearing alignment assembly device can be simplified. In this way, both the secure fixing of the first bearing 5 to the bearing alignment assembly device and the simplification of the bearing alignment assembly device are possible.
[0049]
In the first and second embodiments, the first bearing 5 is fixed to a predetermined position in the cylindrical shell 1 in advance by welding or the like, and the first bearing holding means and the cylindrical shell holding means are used in combination. As described above, when the first bearing 5 is not fixed to a predetermined position in the cylindrical shell 1 in advance, the cylindrical shell holding mechanism 43 shown in the first embodiment holds the cylindrical shell 1 and the second embodiment. You may make it hold | maintain the 1st bearing 5 in the workpiece mounting base 61 with the volt | bolt 62 shown by.
[0050]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 15 is a diagram for explaining a bearing alignment assembly method and a bearing alignment assembly apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. More specifically, FIG. 15 is a longitudinal section showing a configuration of a main part of the bearing alignment assembly apparatus. FIG.
The bearing alignment assembly device according to the present embodiment corresponds to the bearing alignment assembly device according to the first embodiment, and corresponds to a first bearing horizontal position measuring mechanism 63 (a means for measuring the position of the first bearing 5 with respect to the bearing alignment assembly device). And a first bearing inclination measuring mechanism 64 (corresponding to means for measuring the attitude of the first bearing 5 with respect to the bearing alignment assembly device).
[0051]
The first bearing horizontal position measuring mechanism 63 is provided at three positions on the work table 31 at intervals of 120 degrees in the circumferential direction, and measures the inner peripheral position of the first bearing 5. The first bearing inclination measuring mechanism 64 is provided at three positions on the workpiece mounting table 31 at intervals of 120 degrees in the circumferential direction, and measures the end surface of the first bearing 5 in the vertical direction.
[0052]
In step ST5 of the first embodiment, the horizontal position and posture of the second bearing 6 with respect to the reference of the bearing alignment assembly device were measured, and the horizontal position and posture of the first bearing 5 were measured.
When fixing and holding the cylindrical shell 1 is incomplete, the position and posture of the first bearing 5 with respect to the reference of the bearing alignment assembly device may change between step ST7 and step ST9. In the third aspect, the first bearing horizontal position measuring mechanism 63 and the first bearing inclination measuring mechanism 64 can grasp the amount of change in the position and orientation of the first bearing 5 even in such a case. The horizontal position and inclination of the central axis of the second bearing 6 with respect to the central axis of the bearing 5 can be accurately grasped.
[0053]
The first bearing horizontal position measuring mechanism 63 has the same effect even if it is provided at two locations in the two biaxial directions perpendicular to each other in the horizontal plane.
[0054]
When the cylindrical shell 1 and the first bearing 5 are fixed in advance, the first bearing horizontal position measuring mechanism 63 and the first bearing inclination measuring mechanism 64 measure the position and posture of the cylindrical shell 1. Even if configured, the same effect can be obtained.
[0055]
Embodiment 4 FIG.
16 to 18 are views for explaining a bearing alignment method and a bearing alignment assembly apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. More specifically, FIG. 16 shows that the first bearing on the rotating shaft is fitted. The direction intersecting the central axis of the first bearing of the second bearing 6 when the center P2 of the portion where the second bearing is fitted is eccentric by a certain amount with respect to the shaft center L1 of the mating portion ( Hereinafter, it is also referred to as a horizontal direction.) An explanatory diagram schematically showing the movement of FIG. 17, FIG. 17 is an explanatory diagram schematically showing an example of data measured by the misalignment measuring mechanism at time i, and FIG. It is explanatory drawing which shows typically the motion of the horizontal direction of the 2nd bearing which correct | amended the eccentricity of the axis | shaft.
In the present embodiment, the centering of the shaft P2 in the portion where the second bearing 6 is fitted to the shaft center L1 of the shaft 4 is eccentric, and the centering of the bearing when the size and direction thereof are known in advance. 1 shows a method and a bearing alignment assembly apparatus.
[0056]
In the following description, differences from the first embodiment will be mainly described.
In the bearing aligning / assembling apparatus according to the present embodiment, the rotating shaft 4 and the second bearing 6 are precessed by synchronizing the direction in which the rotating shaft 4 and the second bearing 6 are inclined with the rotation angle of the rotating shaft 4. In addition to the bearing aligning and assembling apparatus shown in the first embodiment, a means for detecting the rotation angle of the rotating shaft 4 is newly provided. In detecting the rotation angle, for example, a rotation angle detector (encoder) is installed on the drive shaft that rotates in synchronization with the rotation shaft 4 and the rotation angle of the rotation shaft 4 is detected by detecting the angle of the drive shaft. do it.
[0057]
Next, the bearing alignment method according to the present embodiment will be described mainly with respect to differences from the first embodiment.
In step ST4 of the first embodiment, when the rotary shaft 4 and the second bearing 6 are tilted with respect to the central axis of the first bearing 5 to cause the rotary shaft 4 and the second bearing 6 to swing, the rotary shaft 4 is rotated. In addition, the rotating shaft 4 and the second bearing 6 are precessed by synchronizing the direction in which the rotating shaft 4 and the second bearing 6 are inclined with the rotation angle of the rotating shaft 4.
Next, in step ST5 of the first embodiment, the rotation angle of the rotating shaft 4 and the relative inclination of the second bearing 6 with respect to the first bearing 5 and the first bearing 5 at least in three places of precession. Three movement distances in the direction intersecting the central axis are detected simultaneously.
[0058]
Hereinafter, the second step and the third step for obtaining the target position and the target posture of the second bearing 6 with respect to the first bearing 5 will be described with reference to FIGS.
In the second step, based on the magnitude and direction of the eccentricity of the rotary shaft, and information on the rotation angle of the rotary shaft 4 and the moving distance of the second bearing 6 at each location obtained in the first step (steps ST1 to ST5). Thus, the position of the second bearing 6 where the center of the second bearing 6 coincides with the center axis of the first bearing 5 is obtained as the target position of the second bearing 6 with respect to the first bearing 5.
Further, in the third step, the center P1 of the first bearing 5 and the center axis of the rotating shaft 4 (as in the present embodiment, the first axis with respect to the shaft center of the portion where the first bearing fits in the rotating shaft). When the center of the portion where the two bearings are fitted is eccentric, the central axis of the rotating shaft 4 refers to the central axis of the portion of the rotating shaft 4 where the first bearing 5 is fitted. The central axis of the portion where the first bearing 5 is fitted is referred to as the first axis.) The center in the direction of the central axis of the portion fitted with the second bearing 6 on L1 (that is, the center of the second shaft). Rotation with respect to the first bearing 5 at each location based on the distance Hcg between the center and the distance between the center P3 and the distance traveled by the second bearing 6 at each location obtained in the first step. The magnitude and direction of the inclination of the axis 4 are calculated, and the calculation result and the second value at each location obtained in the first step are calculated. Based on the inclination information of the support 6, the attitude of the second bearing 6 in which the center axis of the second bearing 6 is parallel to the center axis of the first bearing 5 is determined as the target of the second bearing 6 with respect to the first bearing 5. Find as posture.
[0059]
16 and 17, EX and EY are orthogonal coordinate systems fixed to the bearing alignment assembly device, and Eo is the center position of the first bearing 5 (the position of the bearing center of the first bearing 5). Corresponding to P1.). Eg (i) is a vector indicating the amount of horizontal movement of the center P1 of the first bearing 5 with respect to the coordinate system center of the bearing alignment assembly device (hereinafter also referred to as the device coordinate system center). Ecg (i) is the above-mentioned portion of the portion where the second bearing 6 on the central axis (first shaft) L1 of the portion where the first bearing 5 of the rotary shaft 4 is fitted to the center axis of the first bearing 5 is fitted. This is a vector indicating the amount of horizontal movement of the center P3 in the direction of the central axis L1. Ec (i) is the magnitude and direction of the eccentricity of the eccentric position P2 of the second shaft L2 of the portion where the second bearing 6 is fitted to the central axis L1 of the portion of the rotary shaft 4 where the first bearing 5 is fitted. It is a vector which shows. E ′s (i) is a vector indicating the horizontal movement amount of the center P2 of the second bearing 6 with respect to the center of the apparatus coordinate system, and is data measured by the misalignment measuring mechanism 49 at time i. These vectors Eg (i), Ecg (i), Ec (i), and E's (i) have the following relationship geometrically.
E's (i) = Ecg (i) + Eg (i) + Ec (i) (5)
[0060]
Here, if the rotation angle T (i) of the rotating shaft 4 at time i is known, the magnitude of the eccentricity (the second bearing 6 with respect to the central axis L1 of the portion where the first bearing 5 of the rotating shaft 4 is fitted). Ec (i) is expressed by the following equation, where Rc is the eccentric position P2 of the second axis L2 of the portion where the two are fitted.
Ec (i) = Rc (cos (T (i), sin (T (i))) (6)
[0061]
Also,
E's (i) -Ec (i) = Es (i) (7)
Then, the following equation holds.
Es (i) = Ecg (i) + Eg (i) (8)
Es (i) is nothing but the horizontal movement amount Es (i) of the center of the second bearing 6 with respect to the center of the apparatus coordinate system not including the eccentricity of the second axis with respect to the first axis of the rotating shaft 4. . This is shown in FIG.
[0062]
If the 1st bearing 5 is being fixed with respect to the bearing alignment assembly apparatus, Eg (i) will be constant in both direction and quantity. Further, since the magnitude of the vector Ecg (i) is constant, the locus of the end point of Es (i) indicates a circle having the center Eo and the radius | Ecg (i) |. Therefore, the center Eo of the locus of the end point of Es (i) is obtained from the measured values of the end point (at least three places) of Es (i) by, for example, the least square method.
The center Eo of the locus of the end point of Es (i) is the position of the second bearing 6 where the center of the second bearing 6 coincides with the center axis of the first bearing 5, and the second bearing with respect to the first bearing 5. No. 6 target position (second step).
[0063]
Furthermore, since Eo is the end point of the vector Eg (i), Ecg (i) can be obtained from the equation (8). Using this Ecg (i), in the same manner as in the first embodiment, the posture of the second bearing 6 is such that the central axis of the second bearing 6 is parallel to the central axis of the first bearing 5. To, which is the target posture of the second bearing 6 with respect to the first bearing 5, is determined (third step).
[0064]
As described above, the inclination of the rotation shaft 4 and the inclination direction of the second bearing 6 do not coincide with each other due to friction or the like, and the second axis L2 of the rotation shaft 4 is relative to the first axis L1. Even when the shaft is eccentric by a certain amount in the direction, the center position Eo of the first bearing 5 in the coordinates of the bearing alignment assembly device and the tilting posture To of the first bearing 5, that is, the center of the second bearing is the first bearing. The position of the second bearing 6 that coincides with the central axis of 5 and the attitude of the second bearing 6 in which the central axis of the second bearing 6 is parallel to the central axis of the first bearing 5 can be obtained accurately. it can.
[0065]
Therefore, the first and

second bearings

5 and 6 do not need to be provided with a reference hole or a reference surface in which the positional relationship and the posture relationship with the bearing hole are respectively defined with high accuracy, and in the first step, Even if the inclination direction of the rotating shaft 4 and the inclination direction of the second bearing 6 do not coincide with each other for reasons such as the above, the second bearing 6 is further relative to the central axis of the portion of the rotating shaft 4 where the first bearing 5 is fitted. Even in the case where the center of the portion to which the is fitted is eccentric, a highly accurate bearing alignment assembly is possible.
[0066]
FIG. 18 shows a case where the shaft center of the portion where the second bearing 6 is fitted is shifted (offset), but the shaft center of the portion where the second bearing 6 is fitted is not parallel. Or P2 and P3 can be defined in the same manner as described above, and can be calculated in the same way.
[0067]
Embodiment 5. FIG.
19 to 25 are views for explaining a bearing alignment method and a bearing alignment assembly apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. More specifically, FIG. 19 shows a main part of the bearing alignment assembly apparatus. FIG. 20 is a cross-sectional explanatory view showing a state in which the rotary shaft, the first bearing and the second bearing are inclined with respect to the center axis of the frame, and FIG. 21 is a misalignment measuring mechanism at time i. FIG. 22 schematically shows an example of measured data, and FIG. 22 schematically shows the horizontal movement of the second bearing 6 when the first bearing is held by the frame so as to move freely along the rotation axis. FIG. 23 is an explanatory diagram schematically showing the horizontal movement of the second bearing corrected for the inclination of the first bearing relative to the frame, and FIG. 24 is a diagram of data measured by the parallelism measuring mechanism at time i. FIG. 25 is an explanatory view schematically showing an example, and FIG. 25 shows the first bearing with respect to the frame. The second bearing inclination movement obtained by correcting the inclination of the rotation axis with respect to the gas and the first bearing is an explanatory view schematically showing.
[0068]
In the present embodiment, the first bearing 5 is held by the frame 13 fixed to one end of the cylindrical shell 1 so as to be linearly movable along the rotation shaft 4. The bearing alignment assembly device according to the present embodiment is The first bearing inclination measurement mechanism 65 is added to the bearing alignment assembly device according to the first embodiment as first bearing measurement means for measuring the attitude of the first bearing 5 relative to the bearing alignment assembly device.
The first bearing 5 is held via an O-ring 14 disposed on the inner periphery of the frame 13 as described in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-161254, and the inner periphery of the frame 13. And is supported so as to be slidable in the vertical direction while maintaining a predetermined gap (held to be linearly movable along the rotation shaft 4). The frame 13 is fixed to one end of the inner periphery of the cylindrical shell 1 by, for example, welding. The first bearing inclination measuring mechanism 65 is disposed at three positions at 120 degree intervals in the circumferential direction and measures the attitude of the first bearing 5 with respect to the bearing alignment assembly device.
[0069]
Next, the bearing alignment method according to the present embodiment will be described mainly with respect to differences from the first embodiment. FIG. 20 shows the state of the first bearing 5 in step ST4 described in the first embodiment. In the present embodiment, the frame 13 in which the first bearing 5 is fixed to the other end of the cylindrical shell 1 is shown. The O-ring 14 disposed on the inner circumference of the frame 13 is held on the inner circumference of the frame 13 with a predetermined gap maintained with respect to the inner circumference of the frame 13, and the rotary shaft 4 and the second bearing 6 are connected to each other. By tilting with a predetermined force, the first bearing 5 is tilted in the frame 13 and the O-ring 14 is deformed, and the first bearing 4 is in contact with the inner periphery of the frame 13 at two points T and U. . That is, in the present embodiment, in step ST4, the rotary shaft 4, the first bearing 5 and the second bearing 6 are tilted with a predetermined force with respect to the center axis of the frame 13, and the rotary shaft 4, the first bearing 5 and The second bearing 6 is swung.
[0070]
In this way, even if the first bearing 4 is movable even if the cylindrical shell 1 is held by the bearing alignment assembly device, at least three places of swinging motion (precession motion) (more is better) in step ST5. ), The relative inclination of the first bearing 5 with respect to the frame 13 and the second bearing 6 with respect to the frame 13 are measured simultaneously by measuring the position and posture of the second bearing 6 and the posture of the first bearing 4. The relative inclination and the movement distance in the direction crossing the central axis of the frame 13 can be detected at the same time. By using this measurement data in the calculation of step ST6, the ideal of the first bearing 4 can be detected. It is possible to assemble a rotation mechanism in which the central axis of the second bearing 6 coincides with the central axis in the target posture.
The ideal attitude of the first bearing 4 in the present invention means the center line of the locus of the central axis of the first bearing 4 when the first bearing 4 is actually swung as described above (the present invention). Then, the center axis of the locus of the central axis of the first bearing 4 is referred to as the center of inclination). The center of inclination coincides with the central axis of the inner periphery of the frame 13.
[0071]
Hereinafter, the second step and the third step for obtaining the target position and the target posture of the second bearing 6 with respect to the frame 13 will be described with reference to FIGS.
In the second step, based on the information on the inclination of the first bearing 5 and the movement distance of the second bearing 6 at each location obtained in the first step (steps ST1 to ST5), the central axis of the first bearing 5 is changed. The position of the second bearing 6 at which the center of the second bearing 6 coincides with the center of inclination is determined as the target position of the second bearing 6 with respect to the frame 13.
In the third step, the distance Hcc between the center of the first bearing 5 and the center in the direction of the central axis of the portion that fits the second bearing 6 on the central axis of the rotating shaft 4 and the first step. The magnitude and direction of the inclination of the rotating shaft 4 with respect to the first bearing 5 at each location are calculated from the information on the travel distance of the second bearing 6 at each location obtained in step S1, and the calculation result and the first step are obtained. On the basis of the information on the inclination of the first and

second bearings

5 and 6 at each location, the center axis of the second bearing 6 is parallel to the center of inclination of the center axis of the first bearing 5. The posture is obtained as a target posture of the second bearing 6 with respect to the frame 13.
[0072]
FIG. 21 is a diagram illustrating the horizontal movement of the second bearing 6, and schematically illustrates an example of data measured by the misalignment measuring mechanism 49 at time i. 21 and 22, EX and EY are orthogonal coordinate systems fixed to the bearing alignment assembly device, and Eo is the center position of the inner periphery of the frame 13 (corresponding to P4 in FIG. 22). Egf (i) is a vector indicating the horizontal movement amount (movement amount in the direction intersecting the central axis of the frame 13) of the inner peripheral center P4 of the frame 13 with respect to the center of the apparatus coordinate system. Ecf (i) is the center of the second bearing 6 with respect to the inner peripheral center P4 of the frame 13 (corresponding to P5 of FIG. 22) caused by the inclination of the first bearing 5 with respect to the frame 13 (corresponding to L3 of FIG. 22). This is a vector indicating the horizontal movement amount component. Ecc (i) is a vector indicating the horizontal movement amount of the center P2 of the second bearing 6 with respect to the central axis of the first bearing 5 (corresponding to L3 in FIG. 22). E's (i) is a vector indicating the horizontal movement amount of the center P2 of the second bearing 6 with respect to the center of the apparatus coordinate system, and is data measured by the misalignment measuring mechanism 49 at time i. These vectors Egf (i), Ecf (i), Ecc (i), and E's (i) have the following relationship geometrically as shown in FIG.
E's (i) = Egf (i) + Ecf (i) + Ecc (i) (9)
[0073]
The direction of the vector Ecf (i) indicating the horizontal movement amount component of the center P2 of the second bearing 6 relative to the inner peripheral center axis L3 of the frame 13 caused by the inclination of the first bearing 5 with respect to the frame 13 is relative to the frame 13 shown in FIG. The direction is equal to the direction vector Tcf (i) indicating the inclination of the first bearing 5. Here, since the vector Tcf (i) indicating the inclination of the first bearing 5 with respect to the frame 13 is obtained by the first bearing inclination measuring mechanism 65, the inner peripheral center P4 of the frame 13 and the second bearing 6 as shown in FIG. If the distance Hcg ′ from the center P5 is known, the horizontal movement amount component of the center P2 of the second bearing 6 with respect to the center axis L3 of the inner peripheral center of the frame 13 caused by the inclination of the first bearing 5 with respect to the frame 13 geometrically. A vector Ecf (i) indicating is obtained. That is, it is expressed by the following formula.
Ecf (i) = (Hcg ′ / | Tcf (i) |) × Tcf (i) (10)
Therefore
E's (i) -Ecf (i) = Es2 (i) (11)
Then, the following equation holds.
Es2 (i) = Egf (i) + Ecc (i) (12)
Es2 (i) does not include the horizontal movement amount component (vector Ecf (i)) of the center P5 of the second bearing 6 with respect to the inner peripheral center P4 of the frame 13 caused by the inclination of the first bearing 5 with respect to the frame 13. This is nothing but the horizontal movement amount Es2 (i) of the center P2 of the second bearing 6 with respect to the center. FIG. 23 shows this.
[0074]
If the frame 13 is fixed to the bearing alignment assembly device, Egf (i) is constant in both direction and amount. Further, since the magnitude of the vector Ecc (i) is constant, the locus of the end point of Es2 (i) indicates a circle having the center Eo and the radius | Ecc (i) |. Therefore, the center Eo of the locus of the end point of Es2 (i) is obtained from the locus of the end point of Es2 (i) by, for example, the least square method.
The center Eo of the locus of the end point of Es2 (i) is the position of the second bearing 6 where the center of the second bearing 6 matches the center axis of the frame 13, and the target position of the second bearing 6 with respect to the frame 13 (Second step).
[0075]
Next, the inclination posture To of the inner periphery of the frame 13 in the apparatus coordinate system is obtained.
FIG. 24 shows the inclination of the second bearing 6 and schematically shows an example of data measured by the parallelism measuring mechanism 50 at time i. In FIG. 24, TX and TY are orthogonal coordinate systems fixed to the bearing aligning / assembling apparatus, and the magnitude and direction of the tilt are indicated by a vector obtained by projecting the normal vector of the measurement surface onto the TX-TY plane. To is an inclination posture of the inner periphery of the frame 13. Tgf (i) is a direction vector indicating the inclination of the inner periphery of the frame 13 with respect to the center of the apparatus coordinate system. Tcc (i) is a vector indicating the inclination of the rotating shaft 4 with respect to the first bearing 5. Tsc (i) is a direction vector indicating the inclination of the second bearing 6 with respect to the rotating shaft 4. T ′s (i) is a direction vector indicating the inclination of the second bearing 6 with respect to the center of the apparatus coordinate system, and is data measured by the parallelism measuring mechanism 50 at time i. These vectors geometrically have the following relationship:

[0076]
As described above, the direction vector Tcf (i) indicating the inclination of the first bearing 5 with respect to the frame 13 is obtained by the first bearing inclination measuring mechanism 65.
The direction of the vector Ecc (i) indicating the horizontal movement amount of the center P2 of the second bearing 6 with respect to the center axis of the first bearing 5 (corresponding to L3 in FIG. 22) is the rotation axis 4 with respect to the first bearing 5. If the distance Hcc between the center P1 of the first bearing 5 and the center P2 of the second bearing 6 is known as shown in FIG. In addition, a direction vector Tcc (i) indicating the inclination of the rotary shaft 4 with respect to the first bearing 5 is obtained. That is, it is calculated by the following formula.
Tcc (i) = (| Tcc (i) | / Hcc) × Ecc (i) (14)
Since Eo obtained in the second step is the end point of the vector Egf (i), Ecc (i) is information on the moving distance measured by the misalignment measuring mechanism 49 at time i (center of the apparatus coordinate system). Can be obtained from the equations (11) and (12) using E ′s (i), which is a vector indicating the horizontal movement amount of the center of the second bearing 6 with respect to.
[0077]
If Tcf (i) and Tcc (i) are obtained, the sum of a vector indicating the inclination of the frame 13 with respect to the center of the apparatus coordinate system and a vector indicating the inclination of the second bearing 6 with respect to the rotating shaft 4 is obtained from the relationship of the expression (13). Ts (i) is obtained. That is,
Ts2 (i) = Tgf (i) + Tsc (i) (15)
FIG. 25 shows this.
Here, if the frame 13 is fixed to the bearing alignment apparatus, Tgf (i) is constant in both direction and amount. Further, since the size of the vector Tsc (i) is constant, the locus of the end point of Ts2 (i) indicates a circle whose center is To and whose radius is | Tsc (i) |. Therefore, the center To of the end point trajectory of Ts2 (i) is obtained from the end point trajectory of Ts2 (i) by, for example, the least square method.
The center To of the locus of the end point of Ts2 (i) is the posture of the second bearing 6 in which the central axis of the second bearing 6 is parallel to the central axis of the frame 13, and The target posture (third step).
[0078]
As described above, the tilt of the rotary shaft 4 and the tilt direction of the second bearing 6 do not coincide with each other due to friction or the like, and the first bearing 5 can slide in the vertical direction on the inner periphery of the frame 13. Even when supported, the center position Eo of the inner periphery of the frame 13 in the coordinates of the bearing alignment assembly device and the inclination posture To of the frame 13, that is, the center of the second bearing 6 is the inclination of the center axis of the first bearing 5. A position that coincides with the center (the central axis of the inner periphery of the frame 13) and a posture in which the central axis of the second bearing 6 is parallel to the center of inclination of the first bearing 5 (the central axis of the inner periphery of the frame 13). It can be determined accurately.
[0079]
Therefore, the frame 13, the first bearing 5 and the second bearing 6 are each provided with a reference hole or a reference surface in which the positional relationship and posture relationship with the first bearing insertion opening and the bearing hole of the frame 13 are defined with high accuracy. There is no need to provide a high-precision machined portion in the frame 13, the first bearing 5 and the second bearing 6 with only the opening and the bearing hole of the frame 13 which are indispensable as product functions. There is an effect that a mechanism can be provided. Further, since it is not affected by the processing accuracy of the reference hole or the reference surface, the central axis in the ideal posture of the first bearing 5 and the central axis of the second bearing 6 can be made to coincide with each other with high accuracy. There is an effect that a highly efficient rotation mechanism can be provided. Further, even when the inclination direction of the rotary shaft 4 and the inclination direction of the second bearing 6 do not coincide with each other due to friction or the like, the center axis in the ideal posture of the first bearing 5 and the center axis of the second bearing are highly accurate. Can be matched.
[0080]
In the fifth embodiment, the rotary shaft 4, the first bearing 5, and the second bearing 6 are tilted with a predetermined force with respect to the center axis of the frame 13, and the rotary shaft 4, the first bearing 5, and the second bearing 6 are tilted. In this case, the rotating shaft 4, the first bearing 5 and the second bearing 6 may be tilted in at least three different directions with a predetermined force with respect to the center axis of the frame 13. In addition to the same effects as described above, the relative inclination of the first bearing 5 with respect to the frame 13 in a shorter time than when the rotary shaft 4, the first bearing 5 and the second bearing 6 are swung. In addition, the relative inclination of the second bearing 6 with respect to the frame 13 and the movement distance in the direction intersecting the central axis of the frame 13 can be detected.
[0081]
In the fifth embodiment, the frame 13 is fixed in advance to a predetermined position in the cylindrical shell 1 by welding or the like, the frame holding means holds the cylindrical shell 1, and the frame holding means also serves as the cylindrical shell holding means. In the same manner as described for the first bearing 5 in the second embodiment, the frame holding means is provided when a plurality of screw holes are provided in the end surface of the frame 13 on the opening side of the cylindrical shell 1. However, the frame 13 is firmly held by holding a plurality of bolts that are respectively screwed into the plurality of screw holes, and holding the frame 13 with respect to the bearing alignment assembly device by screwing the bolts into the screw holes. Therefore, it is possible to prevent the position and posture of the frame 13 from changing during the bearing alignment assembling work using the present bearing alignment assembly device. It can be made to coincide with the central axis of the second bearing 6 with higher accuracy become.
[0082]
In the fifth embodiment, the case where the frame 13 is fixed in advance to a predetermined position in the cylindrical shell 1 by welding or the like and the frame holding means and the cylindrical shell holding means are used together has been described. Is not fixed at a predetermined position in the cylindrical shell 1 in advance, the cylindrical shell holding mechanism 43 shown in the first embodiment holds the cylindrical shell 1, and the frame 13 is attached to the workpiece mounting table 61 by the bolt 62 described above. You may make it hold | maintain.
[0083]
In the above embodiment, the method of synchronizing the rotation angle of the rotation shaft 4 and the rotation angle of the rotation shaft 4 with the direction in which the rotation shaft 4 and the second bearing 6 are tilted is shown. The rotation shaft 4 and the second bearing 6 can be centered on the first bearing 5 without rotating the rotation shaft 4 or synchronizing the rotation angle of the rotation shaft 4 with the direction in which the rotation shaft 4 and the second bearing 6 are inclined. Just as described in the first embodiment, it is possible to obtain the posture to be obtained accurately by the above calculation method only by swinging the rotating shaft 4 and the second bearing 6 while tilting with respect to the shaft. is there.
[0084]
Embodiment 6 FIG.
26 to 28 are diagrams for explaining a bearing alignment method and a bearing alignment assembly apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. More specifically, FIG. 26 shows a misalignment measuring mechanism at time i. FIG. 27 is an explanatory view schematically showing an example of data measured in this manner, and FIG. 27 is a direction crossing the central axis of the first bearing of the second bearing 6 when the axis of the rotating shaft is eccentric (hereinafter referred to as a horizontal direction). 28) is an explanatory view schematically showing the movement of the second bearing, and FIG. 28 is an explanatory view schematically showing the movement of the second bearing in the horizontal direction corrected for the inclination of the first bearing and the eccentricity of the rotating shaft with respect to the frame. .
[0085]
In the present embodiment, as in the fifth embodiment, the first bearing 5 is held by the frame 13 so as to be able to move linearly along the rotation shaft 4, and as in the fourth embodiment, the first shaft 5 of the rotation shaft 4 is held. The bearing when the center (the eccentric position of the second shaft) P2 of the portion where the second bearing 6 is fitted to the center axis L1 of the portion where the bearing 5 is fitted is eccentric and the size and direction thereof are known in advance. 2 shows an alignment method and a bearing alignment assembly apparatus.
[0086]
In the following, parts different from

Embodiments

4 and 5 will be mainly described.
In addition to the bearing aligning / assembling apparatus shown in the first embodiment, the bearing aligning / assembling apparatus according to the present embodiment newly includes means for detecting the rotation angle of the rotating shaft 4. In detecting the rotation angle, for example, a rotation angle detector (encoder) is installed on the drive shaft that rotates in synchronization with the rotation shaft 4 and the rotation angle of the rotation shaft 4 is detected by detecting the angle of the drive shaft. do it.
In the bearing aligning / assembling apparatus according to the present embodiment, as in the fourth embodiment, the direction in which the rotation shaft 4 and the second bearing 6 are inclined and the rotation angle of the rotation shaft 4 are synchronized to each other. 6 is configured to precess, and in addition to the bearing aligning and assembling apparatus shown in the first embodiment, a means for detecting the rotation angle of the rotating shaft 4 is newly provided.
Further, as in the fifth embodiment, in addition to the bearing alignment assembly device shown in the first embodiment, as a first bearing measurement means for newly measuring the attitude of the first bearing 5 with respect to the bearing alignment assembly device, A first bearing inclination measuring mechanism 65 is provided.
[0087]
Next, the bearing alignment method according to the present embodiment will be described mainly regarding differences from the fifth embodiment.
In step ST4 of the fifth embodiment, the rotary shaft 4, the first bearing 5 and the second bearing 6 are tilted with a predetermined force with respect to the central axis of the frame 13, and the rotary shaft 4, the first bearing 5 and the second bearing are tilted. When the rotary shaft 4 is swung, the rotary shaft 4 is rotated by synchronizing the rotation angle of the rotary shaft 4 with the direction in which the rotary shaft 4 and the first bearing 5 and the second bearing 6 are inclined. The bearing 5 and the second bearing 6 are precessed.
Next, in step ST5, the rotation angle of the rotating shaft 4, the relative inclination of the first bearing 5 with respect to the frame 13, and the first bearing 5 with respect to the first bearing 5 at at least three precession points (the more the better). The relative inclination of the two bearings 6 and the movement distance in the direction intersecting the central axis of the first bearing 5 are detected simultaneously.
[0088]
Hereinafter, the second step and the third step for obtaining the target position and the target posture of the second bearing 6 with respect to the frame 13 will be described with reference to FIGS. 26 to 28.
In the second step, the magnitude and direction of the eccentricity of the rotating shaft, the rotation angle of the rotating shaft 4 at each location obtained in the first step (steps ST1 to ST5), the inclination of the first bearing 5, and the second bearing 6 As a target position of the second bearing 6 with respect to the frame 13, the position of the second bearing 6 in which the center of the second bearing 6 coincides with the center of inclination of the central axis of the first bearing 5 based on the information on the movement distance of Ask.
Further, in the third step, the distance Hcc between the center P1 of the first bearing 5 and the center P3 in the central axis direction of the portion fitted with the second bearing 6 on the central axis of the rotating shaft is The magnitude and direction of the inclination of the rotating shaft 4 with respect to the first bearing 5 at each location are calculated from the information on the movement distance of the second bearing 6 at each location obtained in one step. The second bearing in which the central axis of the second bearing 6 is parallel to the inclination center of the central axis of the first bearing 5 based on the obtained information on the inclination of the first and

second bearings

5 and 6 at each location. 6 is determined as a target posture of the second bearing 6 with respect to the frame 13.
[0089]
FIG. 26 is a diagram illustrating the horizontal movement of the second bearing 6, and schematically illustrates an example of data measured by the misalignment measuring mechanism 49 at time i. In FIG. 26, EX and EY are orthogonal coordinate systems fixed to the bearing alignment assembly device, and Eo is the center position of the inner periphery of the frame 13 (corresponding to P4 in FIG. 27). Egf (i) is a vector indicating the horizontal movement amount of the inner peripheral center P4 of the frame 13 with respect to the center of the apparatus coordinate system. Ecf (i) is a vector indicating the horizontal movement amount component of the center (corresponding to P5 in FIG. 27) of the second bearing 6 with respect to the inner peripheral center P4 of the frame 13 caused by the inclination of the first bearing 5 with respect to the frame 13. . Ecc (i) is Ecc (i) is a vector indicating the amount of horizontal movement of the center P2 of the second bearing 6 with respect to the central axis of the first bearing 5 (corresponding to L3 in FIG. 27). Ec (i) is the eccentricity of the eccentric position P2 of the second shaft of the portion where the second bearing 6 is fitted to the central axis L1 of the portion of the rotating shaft 4 where the first bearing 5 is fitted. Is a vector indicating the magnitude and direction of. E ′s (i) is a vector indicating the horizontal movement amount of the center P2 of the second bearing 6 with respect to the center of the apparatus coordinate system, and is data measured by the misalignment measuring mechanism 49 at time i. These vectors geometrically have the following relationship as shown in FIG.

[0090]
Here, if the rotation angle T (i) of the rotating shaft 4 at time i is known, the magnitude of the eccentricity (the second bearing 6 with respect to the central axis L1 of the portion where the first bearing 5 of the rotating shaft 4 is fitted). If the eccentric position P2 of the second shaft of the part where the two are fitted is Rc, Ec (i) can be obtained by the equation (6) shown in the fourth embodiment.
[0091]
Similarly to the fifth embodiment, as shown in FIG. 27, a vector Ecf () indicating the horizontal movement amount component of the bearing center P5 of the second bearing 6 with respect to the inner peripheral center P4 of the frame caused by the inclination of the first bearing 5 with respect to the frame 13. i) is obtained from the direction vector Tcf (i) indicating the inclination of the first bearing 5 with respect to the frame 13 obtained by the inclination measuring mechanism 65 using the equation (10) shown in the fifth embodiment.
[0092]
Therefore,
E's (i) -Ecf (i) -Ec (i) = Es3 (i) (17)
Then, the following equation holds.
Es3 (i) = Egf (i) + Ecc (i) (18)
Es3 (i) does not include the horizontal movement amount component (vector Ecf (i)) of the center P5 of the second bearing 6 with respect to the inner peripheral center P4 of the frame 13 caused by the inclination of the first bearing 5 with respect to the frame 13, and further the rotating shaft This is nothing but the horizontal movement amount Es3 (i) of the center P2 of the second bearing 6 relative to the center of the apparatus coordinate system, which does not include the magnitude of the eccentricity of the second axis L2 with respect to the first axis L1. This is shown in FIG.
[0093]
If the frame 13 is fixed to the bearing alignment assembly device, Egf (i) is constant in both direction and amount. Further, since the magnitude of the vector Ecc (i) is constant, the locus of the end point of Es3 (i) indicates a circle having the center Eo and the radius | Ecc (i) |. Therefore, the center Eo of the locus of the end point of Es3 (i) is obtained from the locus of the end point of Es3 (i) by, for example, the least square method.
The center Eo of the locus of the end point of Es2 (i) is the position of the second bearing 6 where the center of the second bearing 6 matches the center axis of the frame 13, and the target position of the second bearing 6 with respect to the frame 13 (Second step).
[0094]
Furthermore, since Eo is the end point of the vector Egf (i), Ecc (i) can be obtained from the equation (14) shown in the fifth embodiment. Using this Ecc (i), the posture of the second bearing 6 is such that the central axis of the second bearing 6 is parallel to the central axis of the frame 13 in the same manner as in the fifth embodiment. To which is the target posture of the second bearing 6 with respect to is obtained (third step).
[0095]
As described above, the inclination of the rotary shaft 4 and the inclination direction of the second bearing 6 do not coincide with each other due to friction or the like, and the first bearing 14 can slide in the vertical direction on the inner periphery of the frame 13. Even when the second shaft of the rotating shaft 4 is supported and is eccentric by a certain amount in a certain direction with respect to the first shaft, the center position of the inner periphery of the frame 13 in the coordinates of the bearing alignment assembly device Eo and the inclination posture To of the frame 13, that is, the inclination center of the center axis of the first bearing 5 (a position where the center of the second bearing 6 coincides with the center axis of the inner periphery of the frame 13), and the second bearing 6. It is possible to accurately obtain a posture in which the central axis is parallel to the center of inclination of the first bearing 5 (the central axis of the inner periphery of the frame 13).
[0096]
Therefore, the frame 13, the first bearing 5 and the second bearing 6 are each provided with a reference hole or a reference surface in which the positional relationship and posture relationship with the first bearing insertion opening and the bearing hole of the frame 13 are defined with high accuracy. There is no need to provide a high-precision machined portion in the frame 13, the first bearing 5 and the second bearing 6 with only the opening and the bearing hole of the frame 13 which are indispensable as product functions. There is an effect that a mechanism can be provided. Further, since it is not affected by the processing accuracy of the reference hole or the reference surface, the central axis in the ideal posture of the first bearing 5 and the central axis of the second bearing 6 can be made to coincide with each other with high accuracy. There is an effect that a highly efficient rotation mechanism can be provided. Further, when the direction of inclination of the rotating shaft 4 and the direction of inclination of the second bearing 6 do not coincide with each other due to friction or the like, and the shaft center of the portion of the rotating shaft 4 where the first bearing 5 is fitted is Even when the center of the portion where the two bearings 6 are fitted is eccentric, the center axis in the ideal posture of the first bearing 5 and the center axis of the second bearing can be matched with high accuracy.
[0097]
In each of the above embodiments, the case where the center axis of the second bearing 6 is aligned with the center axis of the first bearing 5 has been described. However, the bearing alignment assembly method and the bearing alignment according to the present invention are described. Needless to say, the assembling apparatus is not limited to the case where the center axis of the second bearing 6 is aligned with the center axis of the first bearing 5, but can be applied to the case where the center is intentionally shifted by a predetermined distance.
[0098]
【The invention's effect】
As described above, the bearing alignment method according to the present invention is a method of aligning the first bearing and the second bearing that support the rotating shaft, and holds the first bearing so as not to move, The rotary shaft and the second bearing are tilted with a predetermined force with respect to the central axis of the first bearing in a state where the first bearing and the second bearing are fitted at predetermined positions of the rotary shaft. And tilting the second bearing with a predetermined force with respect to the rotating shaft. The rotary shaft and the second bearing are oscillated, and the tilt of the second bearing relative to the first bearing and the direction crossing the central axis of the first bearing are at least three in the oscillating motion. The second bearing relative to the first bearing; Based on the first step of detecting both of the moving distances at the same time and the information of the moving distances at the respective locations obtained in the first step, the center of the second bearing coincides with the center axis of the first bearing. A second step of determining the position of the two bearings as a target position of the second bearing with respect to the first bearing, the center axis direction of the portion that fits the center of the first bearing and the second bearing on the center axis of the rotary shaft The magnitude and direction of the inclination of the rotating shaft with respect to the first bearing at each location are calculated from the distance between the center and the information on the movement distance at each location obtained in the first step. Based on the result and the tilt information obtained in the first step, the attitude of the second bearing in which the central axis of the second bearing is parallel to the central axis of the first bearing is determined with respect to the first bearing. A third step to obtain the target orientation of the second bearing, and a second step And the fourth step of positioning the support at the target position and the target posture determined in the second step and the third step, and maintaining the state in this state, the first bearing 5 and the second bearing 6 are respectively provided with bearing holes. It is not necessary to provide a reference hole or a reference surface in which the positional relationship and the posture relationship are defined with high accuracy, and the high-precision processed portion in the first bearing 5 and the second bearing 6 is only a bearing hole indispensable as a product function. Therefore, there is an effect that the number of processing steps can be reduced and an inexpensive rotation mechanism can be provided. Further, since it is not affected by the processing accuracy of the reference hole or the reference surface, the central axis of the first bearing 5 and the central axis of the second bearing 6 can be made to coincide with each other with high accuracy, and the rotation can be performed with high reliability. There is an effect that a mechanism can be provided. In addition, in the first step, even when the inclination direction of the rotary shaft and the inclination direction of the second bearing do not coincide with each other for reasons such as friction, the target posture of the second bearing with respect to the first bearing can be accurately obtained.
[0099]
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of aligning the first bearing and the second bearing for supporting the rotating shaft, wherein the first bearing is mounted on the rotating shaft by a frame. The frame that holds the first bearing so as to move linearly is held so as not to move, and the first bearing and the second bearing are fitted at predetermined positions of the rotating shaft. In the combined state, the rotary shaft, the first bearing, and the second bearing are tilted with a predetermined force with respect to the center axis of the frame, and the rotary shaft, the first bearing, and the second bearing are caused to swing and swing. Simultaneous detection of both the relative inclination of the first bearing relative to the frame and the relative inclination of the second bearing relative to the frame and the travel distance in a direction intersecting the central axis of the frame at at least three points of motion. A first step and a first step The second bearing in which the center of the second bearing coincides with the center of inclination of the central axis of the first bearing based on the information on the inclination of the first bearing and the movement distance of the second bearing at each of the above points obtained in the process. The second step of obtaining the position of the second bearing as a target position of the second bearing with respect to the frame, the center of the first bearing, and the center in the central axis direction of the portion that fits the second bearing on the central axis of the rotary shaft And the magnitude and direction of the inclination of the rotating shaft with respect to the first bearing at each location, from the information on the distance traveled by the second bearing at each location obtained in the first step, Based on the calculation result and the information on the inclination of the first and second bearings at each of the above points obtained in the first step, the central axis of the second bearing is parallel to the inclination center of the central axis of the first bearing. The attitude of the second bearing Since the third step for obtaining the target orientation of the two bearings, and the fourth step for positioning the second bearing at the target position and the target posture obtained in the second step and the third step and holding in that state are provided. The frame, the first bearing, and the second bearing need not be provided with a reference hole or a reference surface in which the positional relationship and the posture relationship with the first bearing insertion opening and the bearing hole of the frame are defined with high accuracy, Since the high-precision processed parts in the frame, the first bearing, and the second bearing need only be the opening and the bearing hole of the frame that are indispensable as product functions, there is an effect that the processing man-hours can be reduced and an inexpensive rotating mechanism can be provided. In addition, since it is not affected by the processing accuracy of the reference hole or the reference surface, it is possible to make the central axis in the ideal posture of the first bearing coincide with the central axis of the second bearing with high accuracy and reliability. There is an effect that a high rotation mechanism can be provided. Further, in the first step, even if the inclination direction of the rotary shaft does not coincide with the inclination direction of the second bearing due to friction or the like, the central axis in the ideal posture of the first bearing and the central axis of the second bearing are It is possible to match with high accuracy.
[0100]
Moreover, according to the bearing alignment assembly apparatus according to the present invention, the apparatus is an apparatus that aligns and assembles the first bearing and the second bearing that are respectively disposed at both ends of the inner periphery of the cylindrical shell and support the rotating shaft, Holding means for holding the first bearing so as not to move to a predetermined position in the cylindrical shell, and the rotary shaft and the second shaft in a state where the first bearing and the second bearing are fitted to the predetermined positions of the rotary shaft. Tilt the bearing with a predetermined force relative to the center axis of the first bearing Means, and means for inclining the second bearing with respect to the rotating shaft with a predetermined force; Oscillating means for oscillating the rotary shaft and the second bearing, and the inclination of the second bearing relative to the first bearing and the direction intersecting the central axis of the first bearing at at least three locations of the oscillating motion The center of the second bearing coincides with the center axis of the first bearing based on the information on the movement distance at the respective locations measured by the measuring means that simultaneously detects both of the movement distances at The position of the second bearing is obtained as a target position of the second bearing with respect to the first bearing, and the center of the first bearing and the center in the direction of the central axis of the portion fitted with the second bearing on the central axis of the rotating shaft And the information on the movement distance at each location measured by the measuring means, the magnitude and direction of the inclination of the rotary shaft with respect to the first bearing at each location are calculated. measurement Based on the information of the inclination at each of the above points measured by the step, the attitude of the second bearing in which the central axis of the second bearing is parallel to the central axis of the first bearing is determined by the second bearing with respect to the first bearing. Calculating means for obtaining a target attitude; positioning means for positioning the second bearing at the target position and the target attitude and holding in that state; and fixing means for fixing the first bearing and the second bearing to the cylindrical shell, respectively. Since it is provided, it is not necessary to provide a reference hole or a reference surface in which the positional relationship and the posture relationship with the bearing hole are defined with high accuracy in the first bearing and the second bearing, respectively. Since the precision machined portion only needs a bearing hole that is indispensable as a product function, there is an effect that the number of machining steps can be reduced and an inexpensive rotation mechanism can be provided. Further, since it is not affected by the processing accuracy of the reference hole or the reference surface, the central axis of the first bearing and the central axis of the second bearing can be made to coincide with each other with high accuracy, and a rotation mechanism with high reliability can be obtained. There is an effect that it can be provided. Further, even when the inclination direction of the rotary shaft and the inclination direction of the second bearing do not match due to friction or the like, the central axis in the ideal posture of the first bearing and the central axis of the second bearing are made to coincide with each other with high accuracy. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a rotation mechanism assembled by a bearing alignment assembly method and a bearing alignment assembly device according to Embodiment 1;
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a main part of the bearing alignment assembly device according to the first embodiment.
3 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a main part of the bearing alignment assembly device according to Embodiment 1. FIG.
4 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a main part of the bearing alignment assembly device according to Embodiment 1. FIG.
5 is an enlarged longitudinal sectional view showing a rotary shaft support mechanism used in the bearing alignment assembly device according to Embodiment 1. FIG.
FIG. 6 is a perspective view for explaining a configuration of a shaft coupling portion used in the bearing alignment assembly device according to Embodiment 1;
FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view illustrating a state in which the rotation shaft and the second bearing are inclined with respect to the central axis of the first bearing according to the first embodiment.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a bearing alignment method according to the first embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram schematically illustrating an example of data measured by the misalignment measuring mechanism at time i according to the first embodiment.
FIG. 10 is a diagram for explaining the inclination of the rotating shaft with respect to the first bearing according to the first embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram schematically showing an example of data measured by the parallelism measuring mechanism at time i according to the first embodiment.
FIG. 12 is an explanatory diagram schematically showing the movement of the second bearing in the tilt direction, corrected for the tilt of the rotation shaft with respect to the first bearing, according to the first embodiment.
13 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a main part of a bearing alignment assembly device according to Embodiment 2. FIG.
14 is an external view of a rotation mechanism according to Embodiment 2. FIG.
15 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a main part of a bearing alignment assembly device according to Embodiment 3. FIG.
FIG. 16 is an explanatory diagram schematically showing horizontal movement of the second bearing in the case where the rotation shaft is eccentric in relation to the fourth embodiment.
FIG. 17 is an explanatory diagram schematically illustrating an example of data measured by the misalignment measuring mechanism at time i according to the fourth embodiment.
FIG. 18 is an explanatory diagram schematically showing horizontal movement of a second bearing according to the fourth embodiment, in which the eccentricity of the rotation shaft is corrected.
FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a main part of a bearing alignment assembly device according to a fifth embodiment.
FIG. 20 is an explanatory cross-sectional view illustrating a state in which the rotary shaft, the first bearing, and the second bearing are inclined with respect to the center axis of the frame according to the fifth embodiment.
FIG. 21 is an explanatory diagram schematically showing an example of data measured by the misalignment measuring mechanism at time i according to the fifth embodiment.
FIG. 22 is an explanatory diagram schematically showing horizontal movement of the second bearing 6 in the case where the first bearing is held by the frame so as to be linearly movable along the rotation axis, according to the fifth embodiment.
FIG. 23 is an explanatory diagram schematically showing horizontal movement of the second bearing, corrected for inclination of the first bearing with respect to the frame, according to the fifth embodiment.
FIG. 24 is an explanatory diagram schematically showing an example of data measured by the parallelism measuring mechanism at time i according to the fifth embodiment.
FIG. 25 is an explanatory diagram schematically showing the movement of the second bearing in the tilt direction in which the tilt of the first bearing with respect to the frame and the tilt of the rotating shaft with respect to the first bearing are corrected according to the fifth embodiment.
FIG. 26 is an explanatory diagram schematically showing an example of data related to the sixth embodiment and measured by the misalignment measuring mechanism at time i.
FIG. 27 schematically relates to the horizontal movement of the second bearing 6 according to the sixth embodiment when the first bearing is held by the frame so as to be linearly movable along the rotating shaft and the rotating shaft is eccentric. It is explanatory drawing shown in.
FIG. 28 is an explanatory diagram schematically showing horizontal movement of the second bearing according to the sixth embodiment, in which the inclination of the first bearing with respect to the frame and the eccentricity of the rotating shaft are corrected.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical shell, 2 Stator, 3 Rotor, 4 Rotating shaft, 5 1st bearing, 6 2nd bearing, 7 Electric motor part, 8 Compression part, 10 Rotating mechanism, 12 Screw hole, 13 Frame, 33 Rotating shaft support mechanism, 34 Cylindrical shell holding mechanism, 35 Second bearing clamp mechanism, 40 Float section, 41 Float mechanism, 42 XY table, 44 Second bearing tilt moment adding mechanism, 45 Rotating shaft tilt moment adding mechanism, 46 Drive shaft, 47 Motor, 48 shaft Connecting part, 49 Center misalignment measuring mechanism, 50 Parallelism measuring mechanism, 51 Connecting claw, 52 Center misalignment adjusting mechanism, 53 Parallelism adjusting mechanism, 54 Second bearing holding mechanism, 55 Welding mechanism, 62 bolt, 63 First bearing horizontal Position measuring mechanism, 64, 65 First bearing tilt measuring mechanism.

Claims

回転軸を支持する第１軸受および第２軸受を調芯する方法であって、
第１軸受を、動かないように保持し、上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸を第１軸受の中心軸に対して所定の力で傾けるとともに、上記第２の軸受を上記回転軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸および第２軸受を揺動運動させ、揺動運動の少なくとも三箇所において、第１軸受に対する第２軸受の相対的な、傾きおよび上記第１軸受の中心軸に交差する方向での上記第１軸受に対する上記第２軸受の相対的な、移動距離の両方を同時に検出する第１工程と、
第１工程で得られた上記各個所における移動距離の情報に基づいて、第１軸受の中心軸に対して第２軸受の中心が一致する第２軸受の位置を、第１軸受に対する第２軸受の目標位置として求める第２工程と、
第１軸受の中心と、回転軸の中心軸上の第２軸受と嵌合する部分の上記中心軸方向における中心との間の距離と、第１工程で得られた上記各個所における移動距離の情報とから、上記各個所における第１軸受に対する上記回転軸の傾きの大きさと方向を計算し、この計算結果と第１工程で得られた上記各個所における傾きの情報に基づいて、第１軸受の中心軸に対して第２軸受の中心軸が平行となる第２軸受の姿勢を、第１軸受に対する第２軸受の目標姿勢として求める第３工程と、
第２軸受を第２工程および第３工程で求められた目標位置および目標姿勢に位置決めし、その状態で保持する第４工程と
を備えたことを特徴とする軸受調芯方法。A method of aligning a first bearing and a second bearing that support a rotating shaft,
The first bearing is held so as not to move, and the rotary shaft is applied to the central axis of the first bearing with a predetermined force in a state where the first bearing and the second bearing are fitted at predetermined positions of the rotary shaft. tilt Rutotomoni, the second bearing is inclined at a predetermined force with respect to the rotating shaft to oscillating motion of the rotary shaft and the second bearing, at least three positions of the oscillating motion, first with respect to the first bearing 2 A first step of simultaneously detecting both a relative inclination of the bearing and a relative movement distance of the second bearing relative to the first bearing in a direction intersecting the central axis of the first bearing ;
Based on the movement distance information obtained at the first step, the position of the second bearing where the center of the second bearing coincides with the center axis of the first bearing is defined as the second bearing with respect to the first bearing. A second step to obtain as a target position of
The distance between the center of the first bearing and the center in the direction of the central axis of the portion that fits the second bearing on the central axis of the rotating shaft, and the movement distance at each of the locations obtained in the first step From the information, the magnitude and direction of the inclination of the rotary shaft with respect to the first bearing at each location are calculated, and based on the calculation result and the information on the inclination at each location obtained in the first step, the first bearing A third step of obtaining a posture of the second bearing in which the central axis of the second bearing is parallel to the central axis of the second bearing as a target posture of the second bearing with respect to the first bearing;
A bearing alignment method comprising: a fourth step of positioning the second bearing at the target position and target posture determined in the second step and the third step and holding the second bearing in that state.

第１工程において、上記回転軸および第２軸受を第１軸受の中心軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸および第２軸受を揺動運動させる代わりに、上記回転軸を第１軸受の中心軸に対して所定の力で傾けるとともに、上記第２軸受を上記回転軸に対して所定の力で少なくとも異なる３方向に傾けることを特徴とする請求項１記載の軸受調芯方法。In the first step, instead of tilting the rotary shaft and the second bearing with a predetermined force with respect to the central axis of the first bearing to swing the rotary shaft and the second bearing, the rotary shaft is moved to the first bearing. 2. The bearing alignment method according to claim 1 , wherein the second bearing is tilted in at least three different directions with a predetermined force with respect to the rotation shaft while being tilted with a predetermined force with respect to the central axis of the shaft.

回転軸における第１軸受が嵌合する部分の中心軸に対して第２軸受が嵌合する部分の中心が偏心しておりその大きさと方向があらかじめ分かっている場合に、
第１工程において、回転軸を第１軸受の中心軸に対して傾けるとともに、上記第２の軸受を上記回転軸に対して傾けて上記回転軸および第２軸受を揺動運動させる際、上記回転軸を回転させ、且つ上記回転軸および第２軸受を傾ける方向と上記回転軸の回転角度とを同期させて上記回転軸および第２軸受を歳差運動させ、歳差運動の少なくとも三箇所において、上記回転軸の回転角度、並びに第１軸受に対する第２軸受の相対的な、傾きおよび上記第１軸受の中心軸に交差する方向での上記第１軸受に対する上記第２軸受の相対的な、移動距離の３つを同時に検出し、第２工程において、上記回転軸の偏心の大きさと方向、並びに第１工程で得られた上記各個所における回転軸の回転角度および移動距離の情報に基づいて、第１軸受の中心軸に対して第２軸受の中心が一致する第２軸受の位置を、第１軸受に対する第２軸受の目標位置として求める
ことを特徴とする請求項１記載の軸受調芯方法。When the center of the portion where the second bearing is fitted is eccentric with respect to the central axis of the portion where the first bearing is fitted on the rotating shaft, and its size and direction are known in advance,
In the first step, Rutotomoni inclined rotation axis with respect to the central axis of the first bearing, the second bearing is inclined with respect to the rotation axis when the swinging motion the rotating shaft and the second bearing, the Rotating the rotating shaft and precessing the rotating shaft and the second bearing by synchronizing the rotation angle of the rotating shaft and the rotation angle of the rotating shaft with the rotation angle of the rotating shaft and the second bearing. A rotation angle of the rotary shaft, and a relative inclination of the second bearing with respect to the first bearing, and a relative inclination of the second bearing with respect to the first bearing in a direction intersecting the central axis of the first bearing; Three of the movement distances are detected at the same time, and in the second step, based on the magnitude and direction of the eccentricity of the rotation shaft, and information on the rotation angle and movement distance of the rotation shaft at each location obtained in the first step. The central shaft of the first bearing Second position of the bearing, the bearing alignment method according to claim 1, wherein the determination as the target position of the second bearing to the first bearing center of the second bearing match against.

回転軸を支持する第１軸受および第２軸受を調芯して組み立てる方法であって、第１軸受がフレームにより上記回転軸に沿って直動自在に保持される場合に、
上記第１軸受を直動自在に保持したフレームを、動かないように保持し、上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸、第１軸受および第２軸受を上記フレームの中心軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸、第１軸受および第２軸受を揺動運動させ、揺動運動の少なくとも三箇所において上記フレームに対する第１軸受の相対的な傾き、並びに上記フレームに対する第２軸受の相対的な、傾きおよび上記フレームの中心軸に交差する方向での移動距離の両方を同時に検出する第１工程と、
第１工程で得られた上記各個所における第１軸受の傾きおよび第２軸受の移動距離の情報に基づいて、第１軸受の中心軸の傾き中心に対して第２軸受の中心が一致する第２軸受の位置を、上記フレームに対する第２軸受の目標位置として求める第２工程と、
第１の軸受の中心と、回転軸の中心軸上の第２軸受と嵌合する部分の上記中心軸方向における中心との間の距離と、第１工程で得られた上記各個所における第２軸受の移動距離の情報とから、上記各個所における第１軸受に対する上記回転軸の傾きの大きさと方向を計算し、この計算結果と第１工程で得られた上記各個所における第１および第２軸受の傾きの情報に基づいて、第１軸受の中心軸の傾き中心に対して第２軸受の中心軸が平行となる第２軸受の姿勢を、上記フレームに対する第２軸受の目標姿勢として求める第３工程と、
第２軸受を第２工程および第３工程で求められた目標位置および目標姿勢に位置決めし、その状態で保持する第４工程と
を備えたことを特徴とする軸受調芯方法。A method of aligning and assembling a first bearing and a second bearing that support a rotating shaft, wherein the first bearing is held by a frame so as to be movable along the rotating shaft.
A frame that holds the first bearing so as to be linearly movable is held so as not to move, and the rotary shaft, the first bearing, and the first bearing and the second bearing are fitted in a predetermined position of the rotary shaft. The second bearing is tilted with a predetermined force with respect to the central axis of the frame to cause the rotary shaft, the first bearing, and the second bearing to swing, and the first bearing with respect to the frame at least at three positions of the swinging motion. A first step of simultaneously detecting both a relative inclination and a relative inclination of the second bearing with respect to the frame and a moving distance in a direction intersecting a central axis of the frame;
Based on the information on the inclination of the first bearing and the movement distance of the second bearing obtained in the first step, the center of the second bearing coincides with the center of inclination of the central axis of the first bearing. A second step of determining a position of the two bearings as a target position of the second bearing with respect to the frame;
The distance between the center of the first bearing and the center in the direction of the central axis of the portion fitted with the second bearing on the central axis of the rotary shaft, and the second at each of the above-mentioned points obtained in the first step From the information on the moving distance of the bearing, the magnitude and direction of the inclination of the rotary shaft with respect to the first bearing at each location are calculated, and the calculation result and the first and second at each location obtained in the first step are calculated. Based on the information on the inclination of the bearing, the second bearing attitude in which the central axis of the second bearing is parallel to the inclination center of the central axis of the first bearing is obtained as a target attitude of the second bearing with respect to the frame. 3 steps,
A bearing alignment method comprising: a fourth step of positioning the second bearing at the target position and target posture determined in the second step and the third step and holding the second bearing in that state.

第１工程において、上記回転軸、第１軸受および第２軸受をフレームの中心軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸、第１軸受および第２軸受を揺動運動させる代わりに、上記回転軸、第１軸受および第２軸受を上記フレームの中心軸に対して所定の力で少なくとも異なる３方向に傾けることを特徴とする請求項４記載の軸受調芯方法。In the first step, instead of tilting the rotary shaft, the first bearing and the second bearing with a predetermined force with respect to the center axis of the frame to cause the rotary shaft, the first bearing and the second bearing to swing, 5. The bearing alignment method according to claim 4, wherein the rotation shaft, the first bearing, and the second bearing are inclined in at least three different directions with a predetermined force with respect to the central axis of the frame.

回転軸における第１軸受が嵌合する部分の中心軸に対して第２軸受が嵌合する部分の中心が偏心しておりその大きさと方向があらかじめ分かっている場合に、
第１工程において、回転軸、第１軸受および第２軸受をフレームの中心軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸、第１軸受および第２軸受を揺動運動させる際、上記回転軸を回転させ、且つ上記回転軸、第１軸受および第２軸受を傾ける方向と上記回転軸の回転角度とを同期させて上記回転軸、第１軸受および第２軸受を歳差運動させ、歳差運動の少なくとも三箇所において、上記回転軸の回転角度、上記フレームに対する第１軸受の相対的な傾き、並びに上記フレームに対する第２軸受の相対的な、傾きおよび上記フレームの中心軸に交差する方向での移動距離の４つを同時に検出し、
第２工程において、上記回転軸の偏心の大きさと方向、並びに第１工程で得られた上記各個所における回転軸の回転角度、第１軸受の傾きおよび第２軸受の移動距離の情報に基づいて、第１軸受の中心軸の傾き中心に対して第２軸受の中心が一致する第２軸受の位置を、上記フレームに対する第２軸受の目標位置として求める
ことを特徴とする請求項４記載の軸受調芯方法。When the center of the portion where the second bearing is fitted is eccentric with respect to the central axis of the portion where the first bearing is fitted on the rotating shaft, and its size and direction are known in advance,
In the first step, the rotary shaft, the first bearing, and the second bearing are tilted with a predetermined force with respect to the center axis of the frame to cause the rotary shaft, the first bearing, and the second bearing to swing. And rotating the rotary shaft, the first bearing, and the second bearing in synchronism with the direction in which the rotary shaft, the first bearing, and the second bearing are tilted and the rotational angle of the rotary shaft, and precessing the rotary shaft, the first bearing, and the second bearing. In at least three places of movement, the rotation angle of the rotary shaft, the relative inclination of the first bearing with respect to the frame, and the relative inclination of the second bearing with respect to the frame and the direction intersecting the central axis of the frame 4 of the movement distance of
In the second step, based on the information on the magnitude and direction of the eccentricity of the rotary shaft, the rotation angle of the rotary shaft, the inclination of the first bearing, and the movement distance of the second bearing obtained in the first step. 5. The bearing according to claim 4, wherein a position of the second bearing whose center of the second bearing coincides with a center of inclination of the center axis of the first bearing is obtained as a target position of the second bearing with respect to the frame. Alignment method.

円筒シェル内周の両端部にそれぞれ配置されて回転軸を支持する第１軸受および第２軸受を調芯して組み立てる装置であって、
第１軸受を、上記円筒シェル内の所定位置に動かないように保持する保持手段と、
上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸を第１軸受の中心軸に対して所定の力で傾ける手段と、上記第２軸受を上記回転軸に対して所定の力で傾ける手段と、上記回転軸および第２軸受を揺動運動させる揺動手段と、
揺動運動の少なくとも三箇所において第１軸受に対する第２軸受の相対的な、傾きおよび上記第１軸受の中心軸に交差する方向での移動距離の両方を同時に検出する計測手段と、
上記計測手段によって計測された上記各個所における移動距離の情報に基づいて、第１軸受の中心軸に対して第２軸受の中心が一致する第２軸受の位置を、第１軸受に対する第２軸受の目標位置として求め、第１軸受の中心と、回転軸の中心軸上の第２軸受と嵌合する部分の上記中心軸方向における中心との間の距離と、上記計測手段によって計測された上記各個所における移動距離の情報とから、上記各個所における第１軸受に対する上記回転軸の傾きの大きさと方向を計算し、この計算結果と上記計測手段によって計測された上記各個所における傾きの情報に基づいて、第１軸受の中心軸に対して第２軸受の中心軸が平行となる第２軸受の姿勢を、第１軸受に対する第２軸受の目標姿勢として求める計算手段と、
第２軸受を上記目標位置および目標姿勢に位置決めしその状態で保持する位置決め手段と、
第１軸受および第２軸受をそれぞれ上記円筒シェルに固定する固定手段と
を備えたことを特徴とする軸受調芯組立装置。An apparatus for aligning and assembling a first bearing and a second bearing that are respectively arranged at both ends of the inner periphery of the cylindrical shell and support the rotating shaft,
Holding means for holding the first bearing so as not to move to a predetermined position in the cylindrical shell;
Means that inclined with a predetermined force to the rotation shaft with respect to the center axis of the first bearing in a state where the fitting the first bearing and the second bearing in a predetermined position of the rotating shaft, the rotating the second bearing Means for tilting the shaft with a predetermined force, rocking means for rocking the rotating shaft and the second bearing,
Measuring means for simultaneously detecting both the relative inclination of the second bearing with respect to the first bearing and the movement distance in the direction intersecting the central axis of the first bearing in at least three places of the swinging motion;
Based on the information of the movement distance at each of the locations measured by the measuring means, the position of the second bearing where the center of the second bearing coincides with the center axis of the first bearing is determined as the second bearing with respect to the first bearing. As a target position, and the distance between the center of the first bearing and the center in the direction of the central axis of the portion fitted with the second bearing on the central axis of the rotating shaft, and the above-described measurement by the measuring means The magnitude and direction of the inclination of the rotating shaft with respect to the first bearing at each location is calculated from the information on the movement distance at each location, and the calculation result and the information on the inclination at each location measured by the measuring means are calculated. A calculation means for determining a posture of the second bearing in which the central axis of the second bearing is parallel to the central axis of the first bearing as a target posture of the second bearing with respect to the first bearing;
Positioning means for positioning the second bearing at the target position and target posture and holding the second bearing;
A bearing alignment assembly apparatus comprising fixing means for fixing the first bearing and the second bearing to the cylindrical shell, respectively.

第１軸受が上記円筒シェルの他端部に固定されたフレームにより上記回転軸に沿って直動自在に保持される場合に、
第１軸受保持手段の代わりに上記フレームを保持するフレーム保持手段を備え、
揺動手段は、上記第１軸受を直動自在に保持したフレームを、動かないように保持し、上記回転軸の所定位置に第１軸受および第２軸受を嵌合させた状態で上記回転軸、第１軸受および第２軸受を上記フレームの中心軸に対して所定の力で傾けて上記回転軸、第１軸受および第２軸受を揺動運動させる手段であり、
計測手段は、揺動運動の少なくとも三箇所において上記フレームに対する第１軸受の相対的な傾き、並びに上記フレームに対する第２軸受の相対的な、傾きおよび上記フレームの中心軸に交差する方向での移動距離の３つを同時に検出するものであり、
計算手段は、上記計測手段によって計測された上記各個所における第１軸受の傾きおよび第２軸受の移動距離の情報に基づいて、第１軸受の中心軸の傾き中心に対して第２軸受の中心が一致する第２軸受の位置を、上記フレームに対する第２軸受の目標位置として求め、第１軸受の中心と、回転軸の中心軸上の第２軸受と嵌合する部分の上記中心軸方向における中心との間の距離と、上記計測手段によって計測された上記各個所における第２軸受の移動距離の情報とから、上記各個所における第１軸受に対する上記回転軸の傾きの大きさと方向を計算し、この計算結果と上記計測手段によって計測された上記各個所における第１および第２軸受の傾きの情報に基づいて、第１軸受の中心軸の傾き中心に対して第２軸受の中心軸が平行となる第２軸受の姿勢を、第１軸受に対する第２軸受の目標姿勢として求めるものである
ことを特徴とする請求項７記載の軸受調芯組立装置。When the first bearing is held by the frame fixed to the other end of the cylindrical shell so as to be able to move linearly along the rotation axis,
A frame holding means for holding the frame instead of the first bearing holding means;
The oscillating means holds the frame that holds the first bearing so that it can move linearly, so that the frame does not move, and the rotary shaft in a state where the first bearing and the second bearing are fitted at predetermined positions of the rotary shaft. And means for tilting the first bearing and the second bearing with a predetermined force with respect to the central axis of the frame to swing the rotary shaft, the first bearing and the second bearing,
The measuring means includes a relative inclination of the first bearing with respect to the frame and a relative inclination of the second bearing with respect to the frame and movement in a direction intersecting the central axis of the frame at least at three positions of the swinging motion. It detects three distances simultaneously,
The calculating means is based on the information on the inclination of the first bearing and the movement distance of the second bearing at the respective locations measured by the measuring means, and the center of the second bearing with respect to the center of inclination of the central axis of the first bearing. Is determined as a target position of the second bearing with respect to the frame, and the center of the first bearing and the portion that fits the second bearing on the central axis of the rotary shaft in the direction of the central axis The magnitude and direction of the inclination of the rotating shaft with respect to the first bearing at each location are calculated from the distance to the center and the information on the movement distance of the second bearing at each location measured by the measuring means. The center axis of the second bearing is parallel to the center of inclination of the center axis of the first bearing on the basis of the calculation result and the information on the inclinations of the first and second bearings at the respective points measured by the measuring means. First The attitude of the bearing, the bearing alignment assembly apparatus according to claim 7, characterized in that for obtaining a target posture of the second bearing to the first bearing.