JP3600813B2 - ニードルローラ圧縮装置、ニードルローラ圧縮方法 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベアリングなどに使用されるニードルローラの製造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
通常、ベアリングなどに使用されているニードルローラは、円滑な回転を許容するために断面を真円形状に構成しており、また、そのニードルローラがスキュー回転した時の端部の接触抵抗などを低減させるために、その端部に曲率を持たせた傾斜面を形成するようにしている。
【0003】
このようなニードルローラは、一般的に、次のような工程で製造されている。
【0004】
まず、図4に示すように、あらかじめヘッダ装置5における対向するパンチ6とダイス7に凹部65、75を設け、また、それぞれの凹部65、75の底面部61、71と側面部62、72の境界外周部分に一定の曲率を有する湾曲した傾斜面66、76を形成しておく。そして、そのパンチ6とダイス7の凹部65、75にニードルローラ4を取り付け、ニードルローラ4を軸方向に圧縮することによって、図5の想像線に示すように、ニードルローラ4の端部40に傾斜面40aを成形する。そして、その後、パンチ6とダイス7を離間させ、左右の貫通孔63、73からピン64、74を突出させてニードルローラ4を取り出すとともに、その取り出されたニードルローラ4の中央部分のワッパ43をトリミング加工で削ぎ取り、研磨によって断面を真円柱状にする。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようにニードルローラ4を圧縮してその端部40に傾斜面40aを形成する場合、図5に示すように、凹部75における側面部72から湾曲する傾斜面76のA点、すなわち、側面部72から内側に向けての傾斜角度θが45度までの点にかけては、ニードルローラ4の端部40に傾斜面40aを形成する方向に圧縮力が作用するが、そのA点を越える部分、すなわち、側面部72から内側に向けての傾斜角度θが45度を越える部分については、ニードルローラ4を軸方向に座屈させる圧縮力が作用し、図6に示すように、ニードルローラ4の端部中央部分に窪み40cや非対称な湾曲部分40a、40bを生じさせてしまうことになる。
【0006】
また、このようにニードルローラ4の軸方向に高い圧縮力が作用した場合は、そのニードルローラ4の中央部分に生じるワッパ43が大きくなり、材料に対する完成品の使用効率が悪くなる。更に、トリミング加工でワッパ43を削ぎ取る場合、図6のa−a線で示すような切断面で削ぎ取って研磨量を少なくするのが好ましいが、そのワッパ43の基端部分で削ぎ取ろうとした場合、切刃8が湾曲した部分から滑り逃げてしまい、その結果、ワッパ43全体をエグリ取って窪み部分44を生じさせてしまうことになる。
【0007】
そこで、本発明はこのような課題に着目してなされたもので、座屈などを生じさせることなくニードルローラの端部に傾斜面を形成できるようなものを提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、上記課題を解決するために、ニードルローラを軸方向に圧縮することによってニードルローラの端部と側面部の境界外周部分に傾斜面を形成するようにしたものにおいて、そのニードルローラを嵌め込んで圧縮するための凹部の底面部と側面部における境界部分に、その嵌め込まれたニードルローラの軸方向に対して45度を越えない範囲の傾斜面を設け、その傾斜面の範囲内において凹部に嵌め込まれたニードルローラを軸方向に圧縮するようにしたものである。
【0009】
このように、軸方向に対して45度を越えない範囲内においてニードルローラを圧縮するようにしたので、軸方向に対する過度な圧縮を低減して座屈を防止することができ、端部に窪みや非対称な湾曲部分を生じさせることもなく、また、ワッパの大きなはみ出しなどを防止することができるようになる。
【0010】
また、このような傾斜面を、側面部から底面部にかけて直線状に傾斜したテーパ面で構成する。
【0011】
このようなものであると、直線状のテーパ面にニードルローラの端部を接触させることによって、凹部とニードルローラの外径寸法差に関係なく、均一にその端部境界部分に傾斜面を構成することができるようになる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明のニードルローラ圧縮装置であるヘッダ装置1のパンチ2およびダイス3部分における要部断面図を示したものであり、図2は、ダイス3における凹部35の拡大図を示したものである。また、図3は、パンチ2およびダイス3に取り付けられたニードルローラ4の圧縮工程を示したものである。
【0013】
このヘッダ装置1は、ニードルローラ4の両端部40に傾斜面41を形成するためのパンチ2およびダイス3と、このパンチ2およびダイス3に嵌め込まれたニードルローラ4をその軸方向に沿って圧縮するための図示しない圧縮機構とを備えたものである。このパンチ2およびダイス3は、押出成形されたニードルローラ4の直径と略同等の内径を有する凹部25、35を備えたものであり、そのパンチ2に設けられた凹部25とダイス3に設けられた凹部35を同一軸線上に設けてそれぞれの開口部26、36を対向させている。また、パンチ2およびダイス3の底面部21、31には、ピン24、34を凹部25、35側に突出できるようにした貫通孔23、33を設けており、圧縮されたニードルローラ4を取り出す際に、そのニードルローラ4が付着している側のパンチ2もしくはダイス3の貫通孔23、33からピン24、34を突出させてニードルローラ4を取り外せるようにしている。一方、圧縮機構は、駆動モータなどの駆動手段によってパンチ2側を駆動し、パンチ2もしくはダイス3に嵌め込まれたニードルローラ4を軸方向に圧縮できるようにしたものである。
【0014】
このように構成したものにおいて、本実施の形態では、パンチ2およびダイス3における底面部21、31および側面部22、32の境界部分に直線状に傾斜したテーパ面26、36を設けている。
【0015】
このテーパ面26、36は、底面部21、31と側面部22、32の境界部分の全周にわたって設けられたものであり、凹部25、35の軸方向に沿って略45度以下の傾斜角度、好ましくは、30度から40度の傾斜角を設け、底面部21、31に向かってそれぞれ対向するテーパ面26、36の間隔が漸次狭くなるようにしている。このテーパ面26、36の軸方向に対する長さは、最圧縮時におけるパンチ2およびダイス3の底面部21、31の間隔に対応して決められ、パンチ2を最もダイス3側まで移動させた際に、そのニードルローラ4の両端部40がそれぞれのテーパ面26、36上に位置するような長さに設定している。
【0016】
一方、圧縮機構は、パンチ2とダイス3の外側壁面27、37を離間させた状態で圧縮工程が完了するようにパンチ2側を駆動するようにしており、最圧縮時に、両端部40に傾斜面41を形成し、かつ、パンチ2およびダイス3の底面部21、31からニードルローラ4に対して座屈を生じさせない程度の圧縮力を加えられるようにしている。
【0017】
次に、このように構成されたヘッダ装置1を用いてニードルローラ4の端部40に傾斜面41を形成する工程について説明する。
【0018】
まず、押出成形によって円柱状に成形されたニードルローラ4を、ヘッダ装置1のダイス3に形成された凹部35に嵌め込み(図3(a))、図示しないスイッチを操作することによって圧縮機構を駆動し、パンチ2をダイス3側に移動させる。そして、この移動に伴って、ダイス3側から突出するニードルローラ4の他端部40をパンチ2の凹部25側にも嵌め込み、更に圧縮を加えることによって、凹部25、35のテーパ面26、36にニードルローラ4の両端部40と側面部42との境界部分を押し付けて塑性変形させる(図3(b))。
【0019】
この塑性変形によって、ニードルローラ4の両端部40と側面部42との境界部分がテーパ面26、36に沿って傾斜面41を形成するが、凹部25、35のテーパ面26、36から加わる軸方向への圧縮力や底面部21、31からの圧縮力によって外側壁面27、37間にワッパ43が発生する。このワッパ43を取り除くべく、図示しないスイッチを操作することによってパンチ2とダイス3を離間させ、ニードルローラ4が付着している側の貫通孔23、33からピン24、34を突出させてニードルローラ4を取り出すとともに、この膨出したワッパ43を研磨などによって取り除く(図3(c))。
【0020】
なお、実験では、直径2.0mm、軸方向の距離が6.9mmのスチール製ニードルローラをヘッダ装置1で6.7mmまで圧縮した場合、この外側壁面27、37間に形成されるワッパ43は僅かに膨出するのみとなり、このワッパ43を切刃で削ぎ取ることなく研磨によって断面を真円形状にすることができるようになった。
【0021】
このように上記実施の形態においては、ニードルローラ4を軸方向に圧縮することによりニードルローラ4の端部40と側面部42の境界部分に傾斜面41を形成するようにしたものにおいて、そのニードルローラ4を嵌め込むための凹部25、35の底面部21、31と側面部22、32における境界部分に、ニードルローラ4もしくは凹部25、35の軸方向に対して45度を越えない傾斜を設け、その傾斜の範囲内においてニードルローラ4を軸方向に圧縮するようにしたので、座屈を防止することができ、また、ワッパ43の大きなはみ出しなどを防止することができるようになる。
【0022】
また、その傾斜を、側面部22、32から底面部21、31にかけて直線状に傾斜したテーパ面26、36で構成したので、仮にニードルローラ4と凹部25、35における径寸法が異なる場合であっても、ニードルローラ4の傾斜角度を均一にさせることができるようになる。
【0023】
なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【0024】
例えば、上記実施の形態においては、凹部25、35の傾斜部分をテーパ面26、36で構成するようにしたが、これに限らず、最圧縮時にニードルローラ4の端部40が軸方向に沿って45度を越えない範囲で湾曲させれば良く、例えば、この傾斜を最大傾斜角45度以下の湾曲した傾斜面で構成するようにしても良い。
【0025】
【発明の効果】
本発明では、ニードルローラを軸方向に圧縮することによりニードルローラの端部と側面部の境界部分に傾斜面を形成するようにしたものにおいて、そのニードルローラを嵌め込むための凹部の底面部と側面部における境界部分に、ニードルローラもしくは凹部の軸方向に対して45度を越えない傾斜面を設け、その傾斜面の範囲内において凹部に嵌め込まれたニードルローラを軸方向に圧縮するようにしたので、軸方向に対する座屈を防止することができ、また、ワッパの大きなはみ出しなどを防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示すヘッダ装置の要部断面図。
【図2】同形態における底面部近傍の拡大図。
【図3】同形態におけるニードルローラの圧縮工程を示す図。
【図4】従来例におけるヘッダ装置の要部断面図。
【図5】従来例におけるヘッダ装置の底面部近傍の拡大図。
【図6】従来例におけるニードルローラの圧縮工程を示す図。
【符号の説明】
1・・・ニードルローラ圧縮装置(ヘッダ装置)
4・・・ニードルローラ
21、31・・・底面部
22、32・・・即面部
25、35・・・凹部
26、36・・・傾斜面(テーパ面)
40・・・端部
42・・・側面部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベアリングなどに使用されるニードルローラの製造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
通常、ベアリングなどに使用されているニードルローラは、円滑な回転を許容するために断面を真円形状に構成しており、また、そのニードルローラがスキュー回転した時の端部の接触抵抗などを低減させるために、その端部に曲率を持たせた傾斜面を形成するようにしている。
【0003】
このようなニードルローラは、一般的に、次のような工程で製造されている。
【0004】
まず、図4に示すように、あらかじめヘッダ装置5における対向するパンチ6とダイス7に凹部65、75を設け、また、それぞれの凹部65、75の底面部61、71と側面部62、72の境界外周部分に一定の曲率を有する湾曲した傾斜面66、76を形成しておく。そして、そのパンチ6とダイス7の凹部65、75にニードルローラ4を取り付け、ニードルローラ4を軸方向に圧縮することによって、図5の想像線に示すように、ニードルローラ4の端部40に傾斜面40aを成形する。そして、その後、パンチ6とダイス7を離間させ、左右の貫通孔63、73からピン64、74を突出させてニードルローラ4を取り出すとともに、その取り出されたニードルローラ4の中央部分のワッパ43をトリミング加工で削ぎ取り、研磨によって断面を真円柱状にする。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようにニードルローラ4を圧縮してその端部40に傾斜面40aを形成する場合、図5に示すように、凹部75における側面部72から湾曲する傾斜面76のA点、すなわち、側面部72から内側に向けての傾斜角度θが45度までの点にかけては、ニードルローラ4の端部40に傾斜面40aを形成する方向に圧縮力が作用するが、そのA点を越える部分、すなわち、側面部72から内側に向けての傾斜角度θが45度を越える部分については、ニードルローラ4を軸方向に座屈させる圧縮力が作用し、図6に示すように、ニードルローラ4の端部中央部分に窪み40cや非対称な湾曲部分40a、40bを生じさせてしまうことになる。
【0006】
また、このようにニードルローラ4の軸方向に高い圧縮力が作用した場合は、そのニードルローラ4の中央部分に生じるワッパ43が大きくなり、材料に対する完成品の使用効率が悪くなる。更に、トリミング加工でワッパ43を削ぎ取る場合、図6のa−a線で示すような切断面で削ぎ取って研磨量を少なくするのが好ましいが、そのワッパ43の基端部分で削ぎ取ろうとした場合、切刃8が湾曲した部分から滑り逃げてしまい、その結果、ワッパ43全体をエグリ取って窪み部分44を生じさせてしまうことになる。
【0007】
そこで、本発明はこのような課題に着目してなされたもので、座屈などを生じさせることなくニードルローラの端部に傾斜面を形成できるようなものを提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、上記課題を解決するために、ニードルローラを軸方向に圧縮することによってニードルローラの端部と側面部の境界外周部分に傾斜面を形成するようにしたものにおいて、そのニードルローラを嵌め込んで圧縮するための凹部の底面部と側面部における境界部分に、その嵌め込まれたニードルローラの軸方向に対して45度を越えない範囲の傾斜面を設け、その傾斜面の範囲内において凹部に嵌め込まれたニードルローラを軸方向に圧縮するようにしたものである。
【0009】
このように、軸方向に対して45度を越えない範囲内においてニードルローラを圧縮するようにしたので、軸方向に対する過度な圧縮を低減して座屈を防止することができ、端部に窪みや非対称な湾曲部分を生じさせることもなく、また、ワッパの大きなはみ出しなどを防止することができるようになる。
【0010】
また、このような傾斜面を、側面部から底面部にかけて直線状に傾斜したテーパ面で構成する。
【0011】
このようなものであると、直線状のテーパ面にニードルローラの端部を接触させることによって、凹部とニードルローラの外径寸法差に関係なく、均一にその端部境界部分に傾斜面を構成することができるようになる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明のニードルローラ圧縮装置であるヘッダ装置1のパンチ2およびダイス3部分における要部断面図を示したものであり、図2は、ダイス3における凹部35の拡大図を示したものである。また、図3は、パンチ2およびダイス3に取り付けられたニードルローラ4の圧縮工程を示したものである。
【0013】
このヘッダ装置1は、ニードルローラ4の両端部40に傾斜面41を形成するためのパンチ2およびダイス3と、このパンチ2およびダイス3に嵌め込まれたニードルローラ4をその軸方向に沿って圧縮するための図示しない圧縮機構とを備えたものである。このパンチ2およびダイス3は、押出成形されたニードルローラ4の直径と略同等の内径を有する凹部25、35を備えたものであり、そのパンチ2に設けられた凹部25とダイス3に設けられた凹部35を同一軸線上に設けてそれぞれの開口部26、36を対向させている。また、パンチ2およびダイス3の底面部21、31には、ピン24、34を凹部25、35側に突出できるようにした貫通孔23、33を設けており、圧縮されたニードルローラ4を取り出す際に、そのニードルローラ4が付着している側のパンチ2もしくはダイス3の貫通孔23、33からピン24、34を突出させてニードルローラ4を取り外せるようにしている。一方、圧縮機構は、駆動モータなどの駆動手段によってパンチ2側を駆動し、パンチ2もしくはダイス3に嵌め込まれたニードルローラ4を軸方向に圧縮できるようにしたものである。
【0014】
このように構成したものにおいて、本実施の形態では、パンチ2およびダイス3における底面部21、31および側面部22、32の境界部分に直線状に傾斜したテーパ面26、36を設けている。
【0015】
このテーパ面26、36は、底面部21、31と側面部22、32の境界部分の全周にわたって設けられたものであり、凹部25、35の軸方向に沿って略45度以下の傾斜角度、好ましくは、30度から40度の傾斜角を設け、底面部21、31に向かってそれぞれ対向するテーパ面26、36の間隔が漸次狭くなるようにしている。このテーパ面26、36の軸方向に対する長さは、最圧縮時におけるパンチ2およびダイス3の底面部21、31の間隔に対応して決められ、パンチ2を最もダイス3側まで移動させた際に、そのニードルローラ4の両端部40がそれぞれのテーパ面26、36上に位置するような長さに設定している。
【0016】
一方、圧縮機構は、パンチ2とダイス3の外側壁面27、37を離間させた状態で圧縮工程が完了するようにパンチ2側を駆動するようにしており、最圧縮時に、両端部40に傾斜面41を形成し、かつ、パンチ2およびダイス3の底面部21、31からニードルローラ4に対して座屈を生じさせない程度の圧縮力を加えられるようにしている。
【0017】
次に、このように構成されたヘッダ装置1を用いてニードルローラ4の端部40に傾斜面41を形成する工程について説明する。
【0018】
まず、押出成形によって円柱状に成形されたニードルローラ4を、ヘッダ装置1のダイス3に形成された凹部35に嵌め込み(図3(a))、図示しないスイッチを操作することによって圧縮機構を駆動し、パンチ2をダイス3側に移動させる。そして、この移動に伴って、ダイス3側から突出するニードルローラ4の他端部40をパンチ2の凹部25側にも嵌め込み、更に圧縮を加えることによって、凹部25、35のテーパ面26、36にニードルローラ4の両端部40と側面部42との境界部分を押し付けて塑性変形させる(図3(b))。
【0019】
この塑性変形によって、ニードルローラ4の両端部40と側面部42との境界部分がテーパ面26、36に沿って傾斜面41を形成するが、凹部25、35のテーパ面26、36から加わる軸方向への圧縮力や底面部21、31からの圧縮力によって外側壁面27、37間にワッパ43が発生する。このワッパ43を取り除くべく、図示しないスイッチを操作することによってパンチ2とダイス3を離間させ、ニードルローラ4が付着している側の貫通孔23、33からピン24、34を突出させてニードルローラ4を取り出すとともに、この膨出したワッパ43を研磨などによって取り除く(図3(c))。
【0020】
なお、実験では、直径2.0mm、軸方向の距離が6.9mmのスチール製ニードルローラをヘッダ装置1で6.7mmまで圧縮した場合、この外側壁面27、37間に形成されるワッパ43は僅かに膨出するのみとなり、このワッパ43を切刃で削ぎ取ることなく研磨によって断面を真円形状にすることができるようになった。
【0021】
このように上記実施の形態においては、ニードルローラ4を軸方向に圧縮することによりニードルローラ4の端部40と側面部42の境界部分に傾斜面41を形成するようにしたものにおいて、そのニードルローラ4を嵌め込むための凹部25、35の底面部21、31と側面部22、32における境界部分に、ニードルローラ4もしくは凹部25、35の軸方向に対して45度を越えない傾斜を設け、その傾斜の範囲内においてニードルローラ4を軸方向に圧縮するようにしたので、座屈を防止することができ、また、ワッパ43の大きなはみ出しなどを防止することができるようになる。
【0022】
また、その傾斜を、側面部22、32から底面部21、31にかけて直線状に傾斜したテーパ面26、36で構成したので、仮にニードルローラ4と凹部25、35における径寸法が異なる場合であっても、ニードルローラ4の傾斜角度を均一にさせることができるようになる。
【0023】
なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【0024】
例えば、上記実施の形態においては、凹部25、35の傾斜部分をテーパ面26、36で構成するようにしたが、これに限らず、最圧縮時にニードルローラ4の端部40が軸方向に沿って45度を越えない範囲で湾曲させれば良く、例えば、この傾斜を最大傾斜角45度以下の湾曲した傾斜面で構成するようにしても良い。
【0025】
【発明の効果】
本発明では、ニードルローラを軸方向に圧縮することによりニードルローラの端部と側面部の境界部分に傾斜面を形成するようにしたものにおいて、そのニードルローラを嵌め込むための凹部の底面部と側面部における境界部分に、ニードルローラもしくは凹部の軸方向に対して45度を越えない傾斜面を設け、その傾斜面の範囲内において凹部に嵌め込まれたニードルローラを軸方向に圧縮するようにしたので、軸方向に対する座屈を防止することができ、また、ワッパの大きなはみ出しなどを防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示すヘッダ装置の要部断面図。
【図2】同形態における底面部近傍の拡大図。
【図3】同形態におけるニードルローラの圧縮工程を示す図。
【図4】従来例におけるヘッダ装置の要部断面図。
【図5】従来例におけるヘッダ装置の底面部近傍の拡大図。
【図6】従来例におけるニードルローラの圧縮工程を示す図。
【符号の説明】
1・・・ニードルローラ圧縮装置(ヘッダ装置)
4・・・ニードルローラ
21、31・・・底面部
22、32・・・即面部
25、35・・・凹部
26、36・・・傾斜面(テーパ面)
40・・・端部
42・・・側面部
Claims (4)
- ニードルローラの端部を嵌め込むための凹部と、当該凹部に嵌め込まれたニードルローラを軸方向に圧縮する圧縮機構とを具備してなるニードルローラ圧縮装置において、
前記凹部の底面部と側面部の境界部分に、凹部の軸方向に対して45度を越えない傾斜面を設け、当該傾斜面の範囲内において前記凹部に嵌め込まれたニードルローラを軸方向に圧縮してニードルローラの端部と側面部の境界外周部分に傾斜面を形成することを特徴とするニードルローラ圧縮装置。 - 前記傾斜面が、側面部から直線的に傾斜するテーパ面である請求項1記載のニードルローラ圧縮装置。
- ニードルローラの端部を嵌め込むための凹部と、当該凹部に嵌め込まれたニードルローラを軸方向に圧縮する圧縮機構とを具備してなり、前記凹部に嵌め込まれたニードルローラを前記圧縮機構を用いて軸方向に圧縮することによりニードルローラの端部と側面部の境界外周部分に傾斜面を形成するニードルローラ圧縮方法において、
前記凹部の底面部と側面部の境界部分に、凹部の軸方向に対して45度を越えない傾斜面を設け、当該傾斜面の範囲内において前記凹部に嵌め込まれたニードルローラを軸方向に圧縮することを特徴とするニードルローラ圧縮方法。 - 前記傾斜面が、側面部から直線状に傾斜するテーパ面である請求項3記載のニードルローラ圧縮方法。
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JP2003136179A JP2003136179A (ja) | 2003-05-14 |
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2001
- 2001-10-30 JP JP2001332295A patent/JP3600813B2/ja not_active Expired - Fee Related
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