球轴承的检查装置和检查方法与流程

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球轴承的检查装置和检查方法与流程

本发明涉及球轴承的检查装置和检查方法。



背景技术:

通常,在球轴承的制造工序中,为了综合判定已完成的球轴承的质量的好坏而以轴承单体来检查滚珠表面的损伤、垃圾、加工不良的有无。在该检查工序中,将被检查球轴承的内圈嵌装于旋转轴,在对外圈付与了预紧的状态下利用旋转轴对内圈进行旋转驱动。而且,测量随着内圈与外圈的相对旋转而从球轴承发生的振动,基于该振动测量结果来判别被检查球轴承的质量的好坏。作为上述的检查工序所使用的球轴承的检查装置,已知例如专利文献1、2所公开的检查装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本国日本特开平10-253501号公报

专利文献2:日本国日本特开2000-292314号公报



技术实现要素:

本发明欲解决的技术问题

专利文献1所公开的球轴承的检查装置包括具有2轴的旋转轴、并使球轴承在这2轴的旋转轴之间翻转180度的机构。因此,能够连续地进行如下动作:在用一个旋转轴对球轴承进行旋转驱动的同时从球轴承的一面侧付与预紧并进行检查,在检查结束后将球轴承旋转180°,在用另一个旋转轴对球轴承进行旋转驱动的同时从球轴承的另一面侧付与预紧并进行检查。但是,在该方法中,翻转机构和高价的主轴需要为2轴,成为设备的成本上升的原因。

另一方面,专利文献2所公开的球轴承的检查装置搭载有将轴承外圈向预紧方向的相反方向反推的机构。在一般的振动测量装置中,由预紧来决定接触的轨道面,但是,通过用反推机构将轴承外圈微量反推,从而接触面扩大,能够发现更大的面的缺陷。但是,在将轴承外圈反推时,不能使外圈负荷较大的预紧力载荷。因此,即使在从球轴承的一面侧付与预紧的情况下能够进行振动测量,也难以在从另一面侧付与预紧的情况下进行充分的振动测量。

其理由是,检查装置不具有将内圈在轴向限制的构造。也与球轴承的尺寸有关,振动测量时需要在轴向负荷50~400N程度的预紧力载荷。在负荷有这样的载荷时,仅用旋转轴与内圈的摩擦力不能防止内圈的轴向的变位。其结果是,在预紧力载荷不足的情况下,内圈内径面与旋转轴会滑动而内圈会空转,或者外圈与内圈一起旋转,难以进行精确的振动测量。

因此,本发明目的在于提供一种球轴承的检查装置和检查方法,不需要在球轴承的一面侧的振动测量结束后进行另一面侧的振动测量时的球轴承的翻转机构,可以使旋转轴为单轴,能够减少设备成本。

用于解决问题的技术方案

本发明包括下述构成。

(1)一种球轴承的检查装置,其使球轴承的外圈和内圈相对旋转并检测从所述球轴承发生的振动,其特征在于,

所述球轴承的检查装置包括:

心轴,其将所述球轴承的内圈支承在外周面;

旋转驱动部,其旋转驱动所述心轴;

第1加压部,其在轴向按压被所述心轴支承的所述球轴承的外圈来对所述球轴承付与预紧;

第2加压部,其在由所述第1加压部进行的按压方向的相反方向按压所述外圈来对所述球轴承付与预紧;以及

振动检测部,其检测来自所述球轴承的振动,

所述心轴具有:

抵碰部,其从所述外周面向径向外侧突出;

至少1个可动凸缘,其与所述抵碰部分开至少所述内圈的宽度来配置;以及

凸缘驱动机构,其将所述可动凸缘切换为从所述外周面突出的第1状态、或收容在所述心轴内的第2状态,

所述球轴承的检查装置还包括驱动力供给部,其付与将所述凸缘驱动机构切换为所述第1状态或所述第2状态的驱动力。

(2)如(1)记载的球轴承的检查装置,其特征在于,

所述凸缘驱动机构在所述心轴的内部具有被支承为在所述轴向移动自如的活塞单元,

所述活塞单元和所述可动凸缘的至少一者具有相对于所述轴向倾斜的倾斜面,通过在该倾斜面上所述活塞单元与所述可动凸缘相互滑动,从而将所述活塞单元的轴向移动转换为所述可动凸缘的径向移动。

(3)如(1)或(2)记载的球轴承的检查装置,其特征在于,

所述球轴承检查装置包括向所述心轴供给所述球轴承的加载部,

在所述加载部搭载有所述驱动力供给部。

(4)如(1)至(3)的任一项记载的球轴承的检查装置,其特征在于,

所述球轴承检查装置包括运算部,该运算部基于由所述振动检测部得到的振动检测结果,运算对所述球轴承进行评价的评价值。

(5)如(1)至(4)的任一项记载的球轴承的检查装置,其特征在于,

所述心轴具有:

心轴主体,其形成有所述抵碰部;以及

盖部件,其安装在所述心轴主体的所述球轴承的插入侧的一端部,

所述可动凸缘是平板状的部件,配置在形成于所述心轴主体的所述一端部的主体侧平面部、和与所述盖部件的所述主体侧平面部面对并与所述主体侧平面部平行地形成的盖部件侧平面部之间。

(6)如(5)记载的球轴承的检查装置,其特征在于,

在所述主体侧平面部与所述盖部件侧平面部之间,配置有具有比所述可动凸缘的板厚更大的厚度的间隔部件。

(7)如(5)或(6)记载的球轴承的检查装置,其特征在于,

所述可动凸缘沿着所述径向形成有相互平行的一对引导孔,

所述心轴主体和所述盖部件的至少一者具有嵌插到所述引导孔的一对引导销。

(8)一种球轴承的检查方法,使用(1)至(7)的任一项记载的球轴承的检查装置,其特征在于,

所述球轴承的检查方法包含以下工序:

使所述可动凸缘为所述第2状态,将被检查用的球轴承的内圈插入到所述心轴,将所述球轴承支承在所述内圈与所述抵碰部抵接的位置;

所述凸缘驱动机构使所述可动凸缘从所述外周面突出;

在旋转驱动所述内圈的状态下,利用所述第1加压部或所述第2加压部的某一个对所述球轴承付与预紧并检测所述球轴承的振动;以及

在旋转驱动所述内圈的状态下,利用所述第1加压部或所述第2加压部的另一个对所述球轴承付与预紧并检测所述球轴承的振动。

(9)如(8)记载的球轴承的检查方法,其特征在于,

所述球轴承的检查方法还包含如下工序:基于所述球轴承的振动检测结果,运算对所述球轴承进行评价的评价值。

发明效果

根据本发明,不需要在结束了球轴承的一面侧的振动测量之后进行另一面侧的振动测量时的球轴承的翻转机构,旋转轴可以是单轴,能够减少设备成本。

附图说明

图1是用于说明本发明的实施方式的图,是球轴承的检查装置的整体构成图。

图2A是示出第1加压部和第2加压部的构成例的图,是使用了滚珠丝杠螺母机构的加压部的概略结构图。

图2B是示出第1加压部和第2加压部的构成例的图,是使用了缸活塞机构的加压部的概略结构图。

图3是检查装置的控制框图。

图4A是示出对球轴承以加压力Pa付与了预紧的状态的说明图。

图4B是示出对球轴承以加压力Pb付与了预紧的状态的说明图。

图5A是心轴的从轴向前端侧观察的主视图。

图5B是沿着图5A所示的V-V线的心轴的局部剖视图。

图6是示出活塞的外观的立体图。

图7是开闭部件的从轴向后端侧观察的后视图。

图8A是可动凸缘的单体的主视图。

图8B是沿着图8A的VIII-VIII线的可动凸缘的剖视图。

图9A是示出利用推杆使活塞单元在轴向移动、而使可动凸缘不从心轴的外周面突出的状态的心轴的图,是心轴的主视图。

图9B是示出利用推杆使活塞单元在轴向移动、而使可动凸缘不从心轴的外周面突出的状态的心轴的图,是沿着图9A所示的IX-IX线的心轴的局部剖视图。

图10A是分阶段地示出在心轴上安装球轴承的步骤的说明图。

图10B是分阶段地示出在心轴上安装球轴承的步骤的说明图。

图10C是分阶段地示出在心轴上安装球轴承的步骤的说明图。

图10D是分阶段地示出在心轴上安装球轴承的步骤的说明图。

图11是第2构成例的心轴的轴向剖视图。

图12是活塞的从轴向前端侧观察的主视图。

图13是可动凸缘的剖视图。

图14A是示出活塞被压缩弹簧向轴向前端侧施力的状态的局部剖视图。

图14B是示出开闭部件被向轴向后端侧按压开始的状态的局部剖视图。

图15是将可动凸缘向径向内侧拉入的状态的剖视图。

图16A是示出可动凸缘的变形例的剖视图。

图16B是示出可动凸缘的变形例的剖视图。

图17是对第2构成例的心轴使用了在径向内侧设置有台阶部的可动凸缘的情况下的心轴的剖视图。

图18A是第3构成例的心轴的从轴向前端侧观察的主视图。

图18B是沿着图18A的XVIII-XVIII线的心轴的局部剖视图。

图19是示出使凸缘部不从心轴的外周面突出而收容在心轴内的状态的心轴的局部剖视图。

图20A是第4构成例的心轴的从轴向前端侧观察的主视图。

图20B是沿着图20A的XX-XX线的心轴的局部剖视图。

图21是示出使凸缘部不从心轴的外周面突出而收容在心轴内的状态的心轴的局部剖视图。

图22A是心轴的从轴向前端侧观察的主视图。

图22B是心轴的侧视图。

图23是开闭部件的从轴向后端侧观察的后视图。

图24A是可动凸缘的单体的主视图。

图24B是沿着图24A的XXIV-XXIV线的可动凸缘的剖视图。

图25是示意性地示出可动凸缘的支承构造的分解立体图。

图26是示出心轴主体与盖部件与间隔部件的关系的心轴的侧剖视图。

图27是示出可动凸缘的支承构造的参考例的分解立体图。

图28A是心轴的主视图。

图28B是沿着图28A所示的XXVIII-XXVIII线的心轴的局部剖视图。

图29A是心轴的主视图。

图29B是沿着图29A所示的XXIX-XXIX线的心轴的局部剖视图。

附图标记说明

11 球轴承

13 外圈

15 内圈

17、17A、17B、17C、17D、17E 心轴

19 旋转驱动部

21 第1加压部

23 第2加压部

25 振动检测部

27 加载部

29 推杆(活塞操作部)

41 盖部件

45、45A、45B 活塞单元

51 外周面

53 外周面

55 抵碰部

61 前端侧加压圈

63 基端侧加压圈

87、87A、87B、87C、87A1、88A、88B、88C、88D、88A1、118A、118B、118C、118D、151A、151B、151C 可动凸缘

89、116 开闭部件

91、91A、91B 活塞

93A、93B、93C、93D 倾斜面

97A、97B、97C、97D 倾斜销

100 球轴承的检查装置

101 连通孔

102 前端倾斜面

103 引导孔

105 主体侧平面部

107 盖部件侧平面部

109 间隔部件

113 引导销

Pa 加压力

Pb 加压力

具体实施方式

以下,参照附图详细说明本发明的实施方式。

图1是用于说明本发明的实施方式的图,是球轴承的检查装置的整体构成图。

<第1构成例>

球轴承的检查装置100(以下简称为检查装置)使被检查用的球轴承11的外圈13和内圈15相对旋转,检测从球轴承11发生的振动。

检查装置100包括:截面圆形的心轴17,其在外周面嵌装球轴承11;旋转驱动部19,其以旋转轴Ax为中心而对心轴17进行旋转驱动;第1加压部21和第2加压部23,其对球轴承11付与预紧;以及振动检测部25,其检测来自球轴承11的振动。

检查装置100包括将球轴承11供给到心轴17的加载部27。加载部27与心轴17的旋转轴Ax在同轴上,配置在旋转驱动部19的相反侧,沿着旋转轴Ax进退自如。在加载部27的心轴17侧的一端部31,将向心轴17供给的球轴承(在图中用虚线示出的球轴承11A)可拆装地支承。

在加载部27的中心轴部,能够相对于心轴17在轴向突出地搭载有推杆29。通过将推杆29搭载在加载部27,从而能够简化检查装置100的构成。推杆29不限于设置在加载部27,也可以单独配置、或与其他的部件一并设置,只要能够从心轴17远离即可。

在本说明书中,将心轴17的加载部27侧称为轴向前端侧(或前端侧),将心轴17的旋转驱动部侧称为轴向后端侧(或后端侧)。

心轴17具有:心轴主体39;盖部件41;可动凸缘87;和驱动可动凸缘87的、详细后述的凸缘驱动机构。心轴主体39具有形成有在轴向后端侧的一端部形成的并将未图示的旋转轴连接的锥形部33;和在锥形部33的相反侧的另一端部35的开口,并在内部形成有详细后述的活塞收容部37。盖部件41将心轴主体39的另一端部35覆盖,封闭活塞收容部37的开口。可动凸缘87配置在心轴主体39与盖部件41之间。

在盖部件41的轴向前端侧的端部中心,形成有使加载部27的推杆29插通的、详细后述的插通孔43。

在心轴主体39和盖部件41的内部的活塞收容部37,收容有:活塞单元45;以及将活塞单元45向轴向前端侧施力的压缩弹簧47。活塞单元45具有开闭部件89、和活塞91,在活塞收容部37内被支承为在轴向移动自如。

心轴主体39具有:前端侧的外周面53,其与盖部件41的外周面51平齐;以及抵碰部55,其从该前端侧的外周面53向径向外侧突出。抵碰部55能够与球轴承11的内圈15的侧面抵接,被形成为不会与外圈13干涉的径向高度。抵碰部55除了可以由前端侧的外周面53的台阶形成之外,还可以是从前端侧的外周面53竖立设置的销、凸块等部件。

旋转驱动部19包括经由齿轮、皮带等向与心轴主体39的锥形部33连接并支承心轴17的未图示的旋转轴供给旋转驱动力的马达。

在心轴17的半径方向外侧,配置有:有底圆筒形状的前端侧加压圈61,其与外圈13的加载部27侧的侧面抵接;以及有底圆筒形状的基端侧加压圈63,其与外圈13的旋转驱动部19侧的侧面抵接。

前端侧加压圈61将来自第1加压部21的轴向的按压力(图中箭头Pa)传递到外圈13。基端侧加压圈63将与由第1加压部21进行的按压方向为相反方向的、来自第2加压部23的轴向的按压力(图中箭头Pb)传递到外圈13。

第1加压部21只要能够按压驱动前端侧加压圈61即可,第2加压部23只要能够按压驱动基端侧加压圈63即可,其构成没有限制。例如,如图2A所示,也可以使用滚珠丝杠螺母机构,该滚珠丝杠螺母机构将经由螺母65与滚珠丝杠38啮合的按压臂69连结在基端侧加压圈63(或者前端侧加压圈61)上。在该情况下,通过利用伺服马达71使滚珠丝杠38旋转,从而经由基端侧加压圈63(61)将球轴承的外圈在轴向按压,能够对球轴承付与预紧。

如图2B所示,也可以是用缸活塞机构来驱动前端侧加压圈61(或者基端侧加压圈63)的构成。在该情况下,通过利用流体的流出流入在轴向驱动缸73内的活塞75,从而经由前端侧加压圈61(63)将外圈在轴线方向按压,能够对球轴承付与预紧。

振动检测部25例如包括加速度传感器、变位传感器、速度传感器、传声器等,将检测到的振动转换为电气信号。

此处,说明使用上述构成的检查装置100检测球轴承的振动的基本的检查方法的各工序。

图3示出检查装置100的控制框图。检查装置100的控制部81驱动加载部27,将球轴承11安装到心轴17的外周部而限制球轴承11的轴向移动。然后,控制部81驱动旋转驱动部19并经由未图示的旋转轴将心轴17旋转驱动。由此,旋转驱动球轴承11的内圈15。

当控制部81驱动第1加压部21,在轴向按压外圈13的侧面时,如图4A所示,球轴承11的外圈13相对于内圈15向图中右方向(后端侧)变位。另外,当控制部81驱动第2加压部23,在轴向按压外圈13的侧面时,如图4B所示,球轴承11的外圈13相对于内圈15向图中左方向(前端侧)变位。

控制部81在图4A所示的预紧付与状态、和图4B所示的预紧付与状态下分别利用振动检测部25检测来自球轴承11的振动。控制部81将检测到的各预紧付与状态的振动检测结果即振动数据输出到运算部83。运算部83对输入的振动数据进行频率分析,通过运算求出评价球轴承11的各种评价值的每一个频率的强度。然后,对由轴承的各规格和测量时的内外圈的相对转速决定的各种重要的频率、例如因外圈滚道面的损伤而引起的外圈损伤频率Zfc、因内圈滚道面的损伤而引起的内圈损伤频率Zfi、滚珠损伤频率2fb下的强度,与预先设定的阈值进行比较,来判定球轴承11的好坏。

此处,用(1)式表示外圈损伤频率Zfc[Hz],用(2)式表示内圈损伤频率Zfi[Hz],用(3)式表示滚珠损伤频率2fb[Hz]。

[数学式1]

fr:内圈转速[Hz]

Z:滚动体的数量

α:接触角(度)

Da:滚动体直径[mm]

dm:ピッチ圆直径[mm]

然后,控制部81将判定的好坏判定结果输出到输出部85。从输出部85输出的好坏判定结果的信息显示在例如检查装置100所具有的显示部,或者读取到与检查装置100连接的外部设备,并作为检测信号供给到外部。

在振动测量的结束后,控制部81驱动加载部27,排出球轴承11。

如上所述,在轴向不同的方向付与预紧来检测球轴承的振动的情况下,需要防止因预紧而导致的内圈15的轴向的变位。本构成的检查装置100为了防止内圈15的轴向的偏移,以与内圈15的一个侧面相面对的方式在心轴17的外周面形成有抵碰部55。另外,以与内圈15的另一侧面相面对的方式从心轴17的外周面向半径方向外侧突出有后述的可动凸缘87。

接下来,详细说明使可动凸缘87从心轴17的外周面突出的第1状态、和使其收容在心轴17内的第2状态进行切换的机构。在以下的说明中,对于与上述的部件相同的部件标注相同的附图标记,简化或省略其说明。

图5A是从轴向前端侧观察心轴17的主视图,图5B是沿着图5A所示的V-V线的心轴17的局部剖视图。

球轴承11的内圈15固定在心轴主体39的前端侧的外周面53。可动凸缘87A、87B、87C、87D能够与内圈15的侧面抵接、且在比外圈13低的半径方向高度从前端侧的外周面53在径向起伏自如地配置。

在本构成例中,可动凸缘87A、87B、87C、87D等分配置在沿着心轴17的圆周方向的4个部位,但不限于此,也能够配置在2等分配置、3等分配置等任意的多个部位。

图6是示出活塞91的外观的立体图。活塞91在前端侧具有细径部96,在后端侧具有形成有台阶部94的粗径部98。粗径部98插入到图5A、图5B所示的心轴主体39的活塞收容部37,压缩弹簧47的一端部卡止于台阶部94。活塞91被压缩弹簧47向开闭部件89侧施力。另外,细径部96的前端与开闭部件89抵接。由此,细径部96受到来自开闭部件89的轴向力,另外,将压缩弹簧47的弹性复原力传递到开闭部件89。

图7是开闭部件89的从轴向后端侧观察的后视图。开闭部件89设置有基部95,在基部95的后端部呈放射状等间隔地设置有随着去往轴向后方而半径方向长度渐增的倾斜销97A、97B、97C、97D。

各倾斜面93A、93B、93C、93D的从旋转轴Ax起的倾斜角分别相等,另外,各倾斜销97A、97B、97C、97D的从旋转轴Ax起的倾斜角也相等。

各倾斜销97A、97B、97C、97D分别与对应的可动凸缘87A、87B、87C、87D卡合,使各可动凸缘在径向变位。开闭部件89的倾斜销97A与可动凸缘87A对应地设置,倾斜销97B与可动凸缘87B对应地设置。另外,倾斜销97C与可动凸缘87C对应地设置,倾斜销97D与可动凸缘87D对应地设置。

图8A是可动凸缘87的单体的主视图,图8B是沿着图8A的VIII-VIII线的可动凸缘87的剖视图。各可动凸缘87A、87B、87C、87D是如下板状片:分别具有从上述的心轴17的外周面突出的圆弧端99,在圆弧端99的相反侧,相对于厚度方向倾斜地形成有使开闭部件89所对应的倾斜销97A、97B、97C、97D插通的连通孔101。

各可动凸缘87A、87B、87C、87D如图5B所示,在连通孔101中分别插入有对应的倾斜销的状态下被夹持在心轴主体39的另一端部35与盖部件41的后端部104之间。由此,各可动凸缘87A、87B、87C、87D的轴向移动被限制,能够通过对应的倾斜销97A、97B、97C、97D的移动而在径向滑动。

接下来,说明利用上述构成使可动凸缘87从心轴17的外周面53在径向起伏的动作。

图9A、图9B是示出利用来自图1所示的加载部27的推杆29使活塞单元45向轴向后端侧移动、使可动凸缘87不从心轴17的外周面53(盖部件41的外周面51)突出的状态的心轴17的样子的图,图9A是心轴17的主视图,图9B是沿着图9A所示的IX-IX线的心轴17的局部剖视图。

作为向活塞单元45供给驱动力以使可动凸缘87移动的驱动力供给部的推杆29如图9B所示,以将开闭部件89的基部95向轴向后端侧按压的方式突出。

利用该推杆29的突出,开闭部件89沿着轴向被向后端侧按压。这样,开闭部件89经由活塞91压缩压缩弹簧47,与活塞91及可动凸缘87A、87B、87C、87D一起向后端侧移动。

此时,开闭部件89的倾斜销97A、97B、97C、97D在心轴主体39的前端侧,在与各倾斜销97A、97B、97C、97D对应地呈放射状形成的合计4个槽40内,一边被限制旋转,一边在轴向移动。

各可动凸缘87A、87B、87C、87D在连通孔101中插通有分别对应的倾斜销97A、97B、97C、97D,因此,随着开闭部件89的轴向移动,倾斜销97A、97B、97C、97D与连通孔101的卡合位置会变化,各可动凸缘87A、87B、87C、87D向径向内侧移动。

由此,各可动凸缘87A、87B、87C、87D的圆弧端99不再从心轴17的外周面53(盖部件41的外周面51)突出。

另外,当使按压开闭部件89的推杆29向轴向前端侧退避时,利用压缩弹簧47的弹性复原力,活塞91和开闭部件89向轴向前端侧移动,可动凸缘87A、87B、87C、87D的圆弧端99从心轴17的外周面53突出。

接下来,说明在上述构成的心轴17上安装球轴承11并限制内圈15的轴向的变位的步骤。图10A~图10D是分阶段地示出在心轴17上安装球轴承的步骤的说明图。

如图10A所示,使在一端部31安放有检查对象的球轴承11的加载部27沿着心轴17的轴向移动,使加载部27的一端部31的端面抵接在心轴17的盖部件41的前端面。

此时,心轴17内的活塞单元45被压缩弹簧47向心轴17的轴向前端侧(图中左侧)施力。另外,盖部件41的插通孔43在与加载部27的推杆29面对的位置开口。

接下来,如图10B所示,使加载部27的推杆29向心轴17侧突出,用推杆29将开闭部件89的基部95向轴向后端侧按压。这样,活塞单元45一边将压缩弹簧47压缩一边向轴向后端侧移动。当开闭部件89的轴向位置由于活塞单元45的移动而变化时,插通有倾斜销97A、97B(以下,未图示的97C、97D也同样)的可动凸缘87A、87B(以下,未图示的87C、87D也同样)向径向内侧移动。此外,在以下的说明中,与未图示的倾斜销97C、97D、可动凸缘87C、87D相关的动作由于与上述的倾斜销97A、97B、可动凸缘87A、87B的动作同样,因此,省略其说明。

当活塞单元45在轴向移动时,倾斜销97A、97B的外周面(相对于轴向倾斜的倾斜面)与可动凸缘87A、87B的连通孔101的内周面(相对于轴向倾斜的倾斜面)滑动。另外,可动凸缘87A、87B的径向内侧的前端倾斜面102与活塞91的前端的倾斜面93A滑动。由此,可动凸缘87A、87B向径向内侧移动。其结果是,可动凸缘87A、87B的圆弧端99被收容到比心轴17的外周面53、及盖部件41的外周面51靠内侧的位置。

在该状态下,如图10C所示,使加载部27的工件安装部件108沿着轴向向心轴17侧突出,使安装在加载部27上的球轴承11在轴向移动。由此,将球轴承11抵碰到心轴17的抵碰部55。

然后,如图10D所示,将工件安装部件108向加载部27侧拉回,之后,使加载部27从心轴17远离,将推杆29拉回到加载部27内。

这样,心轴17内的活塞单元45受到压缩弹簧47的弹性复原力而向轴向前端侧移动。利用该动作,可动凸缘87A、87B再次向径向外侧突出,球轴承11成为内圈被配置在抵碰部55与可动凸缘87A、87B之间的状态,内圈的轴向移动被限制。

如上所述,活塞单元45和可动凸缘87A、87B至少任一方具有相对于心轴17的轴向倾斜的倾斜面,通过活塞单元45与可动凸缘87A、87B在该倾斜面相互滑动,从而活塞单元45的轴向移动被转换为可动凸缘87A、87B的径向移动。

其结果是,安装在心轴17上的球轴承11成为内圈15的一个侧面面对抵碰部55、另一侧面面对可动凸缘87A、87B、87C、87D的状态,轴向的移动被限制。因此,如图4A、图4B所示,在对外圈13施加有较大的轴向的加压力Pa的情况下自不必说,即使在施加有与加压力Pa相反的较大的加压力Pb的情况下,球轴承11也不会越过抵碰部55、可动凸缘87而在轴向偏移,能够稳定地进行振动测量。

在利用上述构成的球轴承的检查装置100来进行振动测量的情况下,首先,在将可动凸缘87拉入到心轴17的内侧的状态下,将球轴承11插入到心轴17,使球轴承11的内圈侧面抵接到抵碰部55。在该球轴承11的加载结束后,使可动凸缘87从心轴17的外周面突出,设置为球轴承11被配置在抵碰部55与可动凸缘87之间的状态。由此,内圈15的轴向的变位被心轴17的抵碰部55和可动凸缘87阻止,球轴承11的内圈15的轴向移动被限制。

接下来,利用图1所示的第1加压部21,将球轴承11的外圈13从轴向前端侧向后端侧加压。此时,内圈15的侧面抵接在抵碰部55,从图4A所示的图中左方向向右方向的预紧作用在球轴承11上。在该预紧付与状态下利用旋转驱动部19旋转驱动心轴17,使内圈15和外圈13相对旋转并利用振动检测部25来测量自球轴承11的振动。

然后,停止第1加压部21的加压,利用第2加压部23将球轴承11的外圈从轴向后端侧向前端侧加压。此时,内圈15的侧面抵接在可动凸缘87,从图4B所示的图中右方向向左方向的预紧作用在球轴承11上。在该预紧付与状态下利用旋转驱动部19旋转驱动心轴17,使内圈15和外圈13相对旋转并利用振动检测部25测量来自球轴承11的振动。

在结束了振动测量后,停止第2加压部23的加压,再次将可动凸缘87收纳到心轴17的内侧,取出球轴承11。

根据上述构成的球轴承的检查装置100,在球轴承11的加载时,可动凸缘被拉入到心轴的内部,能够放入取出球轴承11。而且,在对作为检查对象的球轴承11付与预紧并进行振动测量时,在从一个预紧方向向与此相反的另一个预紧方向使加压力的方向翻转时,不需要使球轴承11翻转。因此,不需要翻转机构,旋转驱动轴也可以仅是单轴,能够简化检查装置,能够降低设备成本。

另外,检查装置100由于要测量的振动非常微小,因此,在振动测量中,存在不可以从外部使振动检测器以外的部件接触到球轴承11、心轴17的制约。但是,在将球轴承11相对于心轴17拆装时,由于不进行振动测量,因此,即使设置为用推杆29来按压开闭部件89的构成,也不会对振动测量带来障碍。

<第2构成例>

接下来,说明球轴承的检查装置的第2构成例。

图11是第2构成例的心轴17A的轴向剖视图。

本构成的心轴17A除了活塞91A和可动凸缘88A、88B(未图示的其他的可动凸缘88C、88D也同样)的形状不同之外,其他与上述的第1构成例同样。

图12是本构成的活塞91A的从轴向前端侧观察的主视图。活塞91A在其前端侧的一端部具有被形成为去往轴向前端侧而顶端变细的倾斜面93A、93B、93C、93D。另外,在活塞91A的轴向前端具有沿着轴向延伸设置的突起106。

图13是可动凸缘88A、88B、88C、88D的剖视图。在可动凸缘88A、88B、88C、88D的圆弧端99的相反侧的端部,形成有前端倾斜面102。

各可动凸缘的前端倾斜面102被形成为:在被装配于心轴17A时,与活塞91A的对应的倾斜面93A、93B、93C、93D平行。

接下来,说明利用本构成进行的可动凸缘88A、88B、88C、88D的径向的移动。

图14A是示出活塞91A被压缩弹簧47向轴向前端侧施力的状态的局部剖视图,图14B是示出开闭部件89被向轴向后端侧按压开始的状态的局部剖视图。

如图14A所示,在活塞91A被压缩弹簧47施力的状态下,活塞91A的倾斜面93A抵接在可动凸缘88A的前端倾斜面102,倾斜面93B抵接在可动凸缘88B的前端倾斜面102。

如图14B所示,在开闭部件89被向轴向后端侧按压开始的情况下,活塞91A的突起106抵接在开闭部件89的基部95。当进一步持续按压开闭部件89时,开闭部件89经由突起106使活塞91A向轴向后端侧移动。

这样,活塞91A的倾斜面93A、93B从可动凸缘88A、88B的前端倾斜面102、102远离。此时,开闭部件89的倾斜销97A、97B也向轴向后端侧移动,但是,由于可动凸缘的连通孔101、101与倾斜销97A、97B的松动、倾斜销97A的刚性不高的原因,与可动凸缘88A、88B将要闭合的动作相比,活塞91A略微提前向轴向后端侧移动。

因此,在可动凸缘88A、88B闭合时,通过开闭部件89的倾斜销97A、97B与可动凸缘的连通孔101滑动,从而可动凸缘88A、88B向径向内侧移动。此时,在活塞91A的倾斜面93A、93B、和与其对应的前端倾斜面102之间形成间隙,不会产生与倾斜面93A、93B的摩擦阻力。

图15示出将可动凸缘88A、88B拉入到径向内侧的状态的剖视图。通过将推杆29抵碰到开闭部件89,从而开闭部件89的倾斜销97A、97B在可动凸缘88A、88B的连通孔101内滑动。其结果是,可动凸缘88A、88B的圆弧端99移动到比外周面51、53靠径向内侧的位置。

根据本构成,能够以较小的滑动阻力更顺畅地使可动凸缘88A、88B在径向移动。

此外,上述的第1、第2构成例的可动凸缘都是平坦的板状的部件,但是,不限于此。

图16A、图16B是示出可动凸缘的变形例的剖视图。图16A示出对于第1构成例的可动凸缘在径向内侧设置有厚壁的台阶部110的可动凸缘87A1。图16B示出对于第2构成例的可动凸缘在径向内侧设置有厚壁的台阶部110的可动凸缘88A1。

图17示出对于第2构成例的心轴使用了在径向内侧设置有台阶部110的可动凸缘88A1的情况下的心轴17B的剖视图。此外,由于第1构成例的情况也同样,因此,省略关于可动凸缘87A1的说明。

可动凸缘88A1的台阶部110抵碰到盖部件41的内周面112,台阶部110作为可动凸缘88A1的防脱而发挥功能。由此,能够以充分的强度对抗因心轴17B的旋转而产生的离心力。

<第3构成例>

接下来,说明球轴承的检查装置的第3构成例。

图18A是第3构成例的心轴17C的从轴向前端侧观察的主视图,图18B是沿着图18A的XVIII-XVIII线的心轴17C的局部剖视图。

本构成的心轴17C的活塞单元45A被设置在心轴主体39的活塞收容部37的压缩弹簧47、和设置在有底筒状的盖部件41A的内部的压缩弹簧114向前端侧施力。

活塞单元45A具有开闭部件116、多个可动凸缘118A、118B、118C、118D、以及活塞91B。

可动凸缘118A(其他的可动凸缘118B、118C、118D也同样)一体地形成有:倾斜面117,其与形成在活塞91B的前端侧的对应的倾斜面93A滑动接触;直状延伸片119,其向前端侧延伸;以及凸缘部121,其向径向外侧延伸。

开闭部件116为大致圆筒形状,在后端部形成有具有圆锥状的内壁面(倾斜面)的凹部123,在外周的一部分形成有与压缩弹簧114抵接的台阶部125。

在图18B所示的对开闭部件116未作用向轴向后端侧的轴向力的状态下,上述构成的心轴17C成为凸缘部121向径向外侧突出而限制了球轴承11的轴向移动的状态。即,活塞91B被压缩弹簧47向轴向前端侧施力,可动凸缘118A的倾斜面117被活塞91B的倾斜面93A压抵。由此,可动凸缘118A向径向外侧滑动,成为凸缘部121从心轴17C的外周面127突出的状态。

图19是示出不使图18A、图18B所示的凸缘部121从心轴17C的外周面127突出而是收容在心轴17C内的状态的局部剖视图。

将推杆29插通盖部件41A的插通孔43并抵碰到开闭部件116,克服压缩弹簧114的弹性力按压开闭部件116。这样,开闭部件116沿着盖部件41A的内周面向后方移动,可动凸缘118A的直状延伸片119在沿着开闭部件116的凹部123的内壁面滑动的同时向半径方向内侧移动。由此,可动凸缘118A的凸缘部121从比心轴17C的外周面127突出的状态成为被收容在心轴17C内的状态。

理由本构成的心轴17C,也能够使可动凸缘118A、118B、118C、118D的凸缘部121从心轴17C的外周面127起伏,利用更简单的机构获得与第1构成例同样的作用效果。

<第4构成例>

接下来,说明球轴承的检查装置的第4构成例。

图20A是第4构成例的心轴17D的从轴向前端侧观察的主视图,图20B是沿着图20A的XX-XX线的心轴17D的局部剖视图。

本构成的心轴17D的活塞单元45B被设置在心轴主体39的活塞收容部37的压缩弹簧47向前端侧施力。

活塞单元45B具有多个可动凸缘131A、131B、131C、以及活塞91C。在本构成例中,示出了3等分配置的可动凸缘131A、131B、131C,但是,等分数不限于此。

可动凸缘131A(他的可动凸缘131B、131C也同样)一体地形成有:倾斜面133,其与在活塞91C的轴向前端侧形成的倾斜面93B滑动接触;以及凸缘部135,其向径向外侧延伸。

可动凸缘131A具有在内周侧形成有倾斜面133并向轴向后端侧延伸的滑动接触部137,心轴主体39具有与滑动接触部137的外周面面对的槽部。在该槽部中,收容有将滑动接触部137的外周面138向径向内侧弹性施力的压缩弹簧141。

在对图20B所示的活塞91C未作用向轴向后端侧的轴向力的状态下,上述构成的心轴17D成为凸缘部135向径向外侧突出而限制了球轴承11的轴向移动的状态。即,活塞91C被压缩弹簧47向轴向前端侧施力,可动凸缘131A的倾斜面133被活塞91C的倾斜面93A压抵。

由此,可动凸缘131A向径向外侧移动,成为凸缘部135从对球轴承11的内圈内周面进行支承的心轴17D的外周面143突出的状态。另外,其他的可动凸缘131B、131C也同样,成为凸缘部135从外周面143突出的状态。

图21是示出不使图20A、图20B所示的凸缘部135从心轴17D的外周面143突出而是收容在心轴17D内的状态的局部剖视图。

将推杆29穿通盖部件41B的插通孔43并抵碰到活塞91B,克服压缩弹簧47的弹性力而按压活塞91B。这样,活塞91B沿着心轴主体39的活塞收容部37的内壁面向轴向后端侧移动,来自压缩弹簧141的弹性施力作用在滑动接触部137,可动凸缘131A向径向内侧移动。由此,可动凸缘131A的凸缘部135从比心轴17D的外周面143突出的状态成为被收容在心轴17D内的状态。

压缩弹簧141只要能够将可动凸缘131A向径向内侧施力即可,不限于弹簧件。例如,如果使用O形环,则能够制成为兼有气密性、水密性的构成。

<第5构成例>

接下来,说明球轴承的检查装置的第5构成例。

图22A是从轴向前端侧观察心轴17E的主视图,图22B是心轴17E的侧视图。心轴主体39具有能够在轴向与插入的球轴承的一个端面抵接的抵碰部55。盖部件41安装在心轴主体39的球轴承11的插入侧的一端部。在心轴主体39的抵碰部55、与盖部件41之间,配置有3个可动凸缘151A、151B、151C。

在比抵碰部55靠盖部件41侧的心轴主体39的外周面53,插入未图示的球轴承的内圈。

可动凸缘151A、151B、151C分别配置在与心轴主体39的抵碰部55在轴向夹着球轴承的位置。这些可动凸缘151A、151B、151C被设置在能够与插入于心轴主体39的球轴承的另一个端面抵接、且比球轴承的外圈低的径向高度。这些可动凸缘151A、151B、151C从外周面53在径向起伏自如地被心轴主体39支承。

3个可动凸缘151A、151B、151C沿着心轴17的圆周方向以中心角为120°的间隔等分配置。本构成的可动凸缘151A、151B、151C等分配置在沿着圆周方向的3个部位,但是,可动凸缘的配置不限于此。例如,也可以是将2个可动凸缘2等分配置的构成、将4个可动凸缘4等分配置的构成等。即,可动凸缘能够由任意的多个构成,能够配置在沿着心轴17E的圆周方向的任意的多个部位。

图23是开闭部件89A的从轴向后端侧观察的后视图。开闭部件89A具有:基部95;以及倾斜销97A、97B、97C,其在基部95的后端部向轴向后端侧呈放射状、距轴心的径向长度渐增。各倾斜销97A、97B、97C在以轴心为中心的周向等间隔地设置。

倾斜销97A、97B、97C与分别对应的可动凸缘151A、151B、151C卡合,使各可动凸缘151A、151B、151C在径向变位。即,倾斜销97A与可动凸缘151A对应地设置,倾斜销97B与可动凸缘151B对应地设置,倾斜销97C与可动凸缘151C对应地设置。

图24A是可动凸缘151A、151B、151C的单体的主视图,图24B是沿着图24A的XXIV-XXIV线的可动凸缘的剖视图。各可动凸缘151A、151B、151C被形成为平板状,分别具有从上述的心轴17A的外周面53(参照图22B)突出的圆弧端99。各可动凸缘151A、151B、151C在圆弧端99的相反侧形成有相对于厚度方向倾斜的连通孔101。在各连通孔101中插通开闭部件89A的对应的倾斜销97A、97B、97C。另外,在各可动凸缘151A、151B、151C上,在比圆弧端99的相反侧的连通孔101更靠前的端部,形成有前端倾斜面102。

在对应的倾斜销97A、97B、97C插入在连通孔101中的状态下,如图22B所示,各可动凸缘151A、151B、151C配置在相互平行地形成的主体侧平面部105与盖部件侧平面部107之间。由此,各可动凸缘151A、151B、151C的轴向移动被限制。另外,各可动凸缘151A、151B、151C被支承为能够利用对应的倾斜销97A、97B、97C的移动而在径向滑动。

接下来,进一步详细说明对上述的可动凸缘151A、151B、151C从心轴主体39的外周面53在径向起伏自如地支承的支承构造。

图25是示意性地示出可动凸缘151A、151B、151C的支承构造的分解立体图。可动凸缘151A、151B、151C配置在形成在心轴主体39的盖部件41侧的一端部的主体侧平面部105、与形成在盖部件41的心轴主体39侧的端部的盖部件侧平面部107之间。

在主体侧平面部105与盖部件侧平面部107之间,配置有与心轴主体39及盖部件41相互独立地形成的隔圈即多个间隔部件109。间隔部件109是在中心部具有贯通孔111的圆筒状部件。在图示例中,各间隔部件109等分配置在沿着周向的3个部位。

各间隔部件109具有比可动凸缘151A、151B、151C的板厚t略微大的厚度ta。通过主体侧平面部105与盖部件侧平面部107分别紧贴在各间隔部件109的轴向端面,从而主体侧平面部105与盖部件侧平面部107的间隙尺寸被设定为ta。各间隔部件109的轴向的两端面被进行磨削加工、研磨加工,厚度ta被严格地管理。

这些间隔部件109平衡良好地配置在不与3个可动凸缘151A、151B、151C干涉、能够稳定地保持主体侧平面部105与盖部件侧平面部107的间隔的3个部位。

图26是示出心轴主体39与盖部件41与间隔部件109的关系的心轴17E的侧剖视图。盖部件41利用螺栓118安装于心轴主体39。螺栓118的前端部通过间隔部件109的贯通孔111,拧合到穿设在主体侧平面部105的螺纹孔115。由此,盖部件41的盖部件侧平面部107与心轴主体39的主体侧平面部105之间的轴向尺寸被设定为各间隔部件109的厚度ta。

另外,如图25所示,在可动凸缘151A、151B、151C上,形成有引导径向的滑动动作的一对引导孔103。一对引导孔103是分别沿着可动凸缘151A、151B、151C起伏的径向形成的、相互平行的长孔。

在心轴主体39的主体侧平面部105,为了在起伏方向引导可动凸缘151A、151B、151C,竖立设置有3组插入到一对引导孔103的一对引导销113。引导销113的轴向高度被设定得比间隔部件109的厚度ta低。

一对引导销113分别嵌插到可动凸缘151A、151B、151C的引导孔103,并在引导孔103内滑动,从而沿着心轴17的径向引导各可动凸缘151A、151B、151C。此外,引导销113也可以竖立设置在盖部件41的盖部件侧平面部107侧。

在心轴主体39与盖部件41之间,利用间隔部件109将收容可动凸缘151A、151B、151C的空间的轴向尺寸设定为高精度。由此,将可动凸缘151A、151B、151C从心轴17的外周面51、53突出时的轴向的跳动量抑制得较小。

进一步详细说明该可动凸缘的跳动量。

例如,当3个可动凸缘151A、151B、151C的轴向的跳动量(游隙量)大幅偏差时,在插入在外周面53的球轴承被预紧时,内圈有可能相对于旋转轴倾斜。该内圈15的倾斜会产生给振动测量带来影响的噪声成分,成为使振动测量精度降低的主要原因。因此,需要减小可动凸缘151A、151B、151C的轴向的跳动量来防止内圈15倾斜。

此处,以用形成在心轴主体的端面的槽来引导可动凸缘的情况为参考例来考虑。图27示出作为参考例的可动凸缘的支承构造。

在心轴主体239的端面201,在周向以120°的间隔分别沿着径向形成有3个槽203A、203B、203C。在这些槽203A、203B、203C中分别插入可动凸缘287。而且,在将各可动凸缘287收容在槽203A、203B、203C内的状态下,将盖部件241安装在心轴主体239的端面201。

由此,可动凸缘287被心轴主体239支承为在径向滑动自如。在此情况下,利用槽203A、203B、203C的槽深tb和可动凸缘287的厚度t设定收容可动凸缘287的空间的轴向宽度。另外,利用槽203A、203B、203C的槽侧面211,将可动凸缘287在圆周方向定位,并在径向引导。

需要说明的是,可动凸缘287如果由平面磨床将3个可动凸缘287同时研磨,则能够使3个可动凸缘287的厚度t高精度地一致。但是,对于收容可动凸缘287的3个槽203A、203B、203C,需要分别个别地加工。即,3个槽203A、203B、203C的槽底面的加工需要用平面磨床进行至少3个循环。因此,3个槽203A、203B、203C难以使各自的槽深tb高精度地一致。

当槽203A、203B、203C的槽深tb为高精度地一致时,可动凸缘287与槽203A、203B、203C的轴向间隙会产生偏差。可动凸缘287能够在轴向倾斜该轴向间隙的量,可动凸缘287的轴向的跳动变大。其结果是,在对球轴承付与预紧时,球轴承的内圈相对于旋转轴倾斜,会产生对振动测量带来影响的噪声成分。

这样,在图27所示的参考例中,在槽深tb有着偏差的槽203A、203B、203C决定可动凸缘287的可动空间的轴向宽度。另一方面,在图25所示的本构成的检查装置中,被夹持在心轴主体39的主体侧平面部105与盖部件41的盖部件侧平面部107之间的间隔部件109的厚度ta决定可动凸缘151A、151B、151C的可动空间的轴向宽度。

另外,图27所示的参考例是利用槽203A、203B、203C来引导可动凸缘287的径向的滑动的构成。另一方面,在本构成的检查装置中,如图25所示,是利用引导销113和引导孔103来引导可动凸缘151A、151B、151C的径向的滑动的构成。

在本构成的情况下,心轴主体39的主体侧平面部105由于是没有槽等的单纯的平面,因此,通过利用平面磨床等进行加工,高精度地获得相对于心轴17E的旋转轴的直角度及平面度。另外,对于盖部件41的盖部件侧平面部107也同样,高精度地获得相对于心轴17E的旋转轴的直角度及平面度。

而且,3个可动凸缘151A、151B、151C能够进行利用平面磨床等进行的同时加工,3个间隔部件109也分别能够同时加工。因此,能够高精度地使各可动凸缘151A、151B、151C的厚度t、和各间隔部件109的轴长相等化。如上所述,由于能够同时加工,从而将相互的尺寸精度提高到1μm以下,能够消除个体差。

利用这些主体侧平面部105及盖部件侧平面部107、和决定双方的间隔的间隔部件109、和可动凸缘151A、151B、151C,高精度地设定可动凸缘151A、151B、151C的可动空间的轴向尺寸。其结果是,能够按照设计减小可动凸缘151A、151B、151C的轴向的游隙,抑制球轴承被预紧时的内圈的倾斜。因此,减轻对振动检查带来影响的噪声成分的产生,能够进行高精度的测量。

而且,利用能够进行高精度的加工的引导销113和引导孔103,能够使可动凸缘151A、151B、151C在径向顺畅且高精度地滑动。

另外,心轴17E的制造可以是没有槽加工的平面磨削加工、平面研磨加工,加工成本减少。并且,在可动凸缘151A、151B、151C与球轴承接触而磨损的情况下,通过再次磨削、研磨可动凸缘151A、151B、151C和间隔部件109,从而能够再次利用心轴17E。由此,运转成本也能够减少。

接下来,说明利用上述的心轴17E的构成使可动凸缘151A、151B、151C从心轴17E的外周面53在径向起伏的动作。

图28A是可动凸缘151A、151B、151C的收容状态的心轴17的主视图,图28B是沿着图28A所示的XXVIII-XXVIII线的心轴17的局部剖视图。

首先,使加载部的推杆29向心轴17E侧移动,使活塞单元45向轴向后端侧移动。这样,可动凸缘151A、151B、151C从比心轴17E的外周面53(及盖部件41的外周面51)在径向突出的状态成为被收容在心轴17E内的状态。

即,当推杆29将开闭部件89A的基部95向轴向后端侧推压时,开闭部件89A沿着轴向被向后端侧按压。这样,开闭部件89A经由活塞91A将压缩弹簧47压缩,与活塞91A一起向后端侧移动。

此时,开闭部件89A的倾斜销97A、97B、97C(还参照图23)一边被在心轴主体39的前端侧与各倾斜销97A、97B、97C对应地呈放射状形成的3个槽40限制旋转,一边在轴向移动。

在连通孔101中插通有各倾斜销97A、97B、97C的可动凸缘151A、151B、151C中,随着开闭部件89A的轴向移动,倾斜销97A、97B、97C与连通孔101的卡合位置在径向内侧变化。其结果是,如图28A、图28B所示,各可动凸缘151A、151B、151C向径向内侧移动,各可动凸缘151A、151B、151C的圆弧端99不再从心轴17的外周面51(及盖部件41的外周面53)突出。

图29A是可动凸缘151A、151B、151C的突出状态的心轴17E的主视图,图29B是沿着图29A所示的XXIX-XXIX线的心轴17E的局部剖视图。当上述的加载部的推杆从心轴17E远离时,活塞91及开闭部件89A由于压缩弹簧47的弹性复原力而被向轴向前端侧施力。这样,与上述的第2构成例同样,活塞91A的各倾斜面93E与对应的可动凸缘151A、151B、151C的前端倾斜面102抵接,被向径向外侧推出。由此,可动凸缘151A、151B、151C成为从心轴17的外周面53(及盖部件41的外周面51)突出的状态。

在上述的可动凸缘151A、151B、151C在径向移动时,引导销113在可动凸缘151A、151B、151C的引导孔103内滑动。由此,可动凸缘151A、151B、151C能够没有松动地顺畅地移动。

这样,本发明不限定于上述的实施方式,将实施方式的各构成相互组合、本领域技术人员基于说明书的记载、以及公知的技术进行变更、应用也是本发明的预定内容,包含在要求保护的范围内。

本申请基于2014年5月20日申请的日本国专利申请(日本特愿2014-104335)、及2015年3月30日申请的日本国专利申请(日本特愿2015-69845),将其内容作为参照援引于此。

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