(57)【要約】【課　　題】特にローラー外輪の内径側が中空部内となる袋形状を有するニードルベアリングを工業的有利に組付けるニードルベアリング組付装置を提供する。【解決手段】ニードルを１列に順次供給するニードル送込装置と、ローラー外輪内に順次１本づつ定数分のニードルを押し込むニードル挿入カムとを備えることを特徴とするニードルベアリング組付装置。【選択図】　図４
2004068838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニードルを１列に順次供給するニードル送込装置と、ローラー外輪内に順次１本づつ定数分のニードルを押し込むニードル挿入カムとを備えることを特徴とするニードルベアリング組付装置。
【請求項２】
さらに、１本づつ押し込まれる前記ニードル同士の干渉を防止するワーク自転機構を備えることを特徴とする請求項１記載のニードルベアリング組付装置。
【請求項３】
前記ニードル挿入カムが、前記定数分のニードルの内、最終ニードルを圧入させるよう構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のニードルベアリング組付装置。
【請求項４】
さらに、ニードル欠品判定機構を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のニードルベアリング組付装置。
【請求項５】
前記ニードル欠品判定機構が、前記ニードル挿入カムの回転数を確認するカム回転数確認センサーと、前記定数分のニードルがローラー外輪内に送り込まれていること確認する最終ニードル確認センサーと、前記最終ニードルを圧入する際に前記ニードル挿入カムに生じる圧入荷重を検出する圧入荷重検出センサーとを備えることを特徴とする請求項４記載のニードルベアリング組付装置。
【請求項６】
前記圧入荷重検出センサーが、さらに前記最終ニードルの前記ニードル挿入カムにおける圧入開始位置を特定できる機能を有することを特徴とする請求項５記載のニードルベアリング組付装置。
【請求項７】
前記ニードル挿入カムがサーボモーターにて回転駆動され、前記圧入荷重検出センサーの出力信号がモーター電流値にて制御されていることを特徴とする請求項５または６記載のニードルベアリング組付装置。
【請求項８】
前記最終ニードル確認センサーが、前記最終ニードルを圧入する際の前記ニードル送込装置に備えるニードルプッシャーの位置判定と、前記カム回転数確認センサーからの回転数判定とによって制御されていることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載のニードルベアリング組付装置。
【請求項９】
ローラー外輪の内径側が中空部内となる袋形状を有するニードルベアリングを製造するための請求項１ないし８のいずれかに記載のニードルベアリング組付装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のニードルベアリング組付装置を使用して製造されたニードルベアリング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明に属する技術分野】
本発明は、ニードルベアリング組付装置に関するものである。本発明は、特にローラー外輪の内径側が中空部内となる袋形状を有するニードルベアリングの製造に際して好適な組付装置である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかるニードルベアリング組付装置は、例えば特開平１０−２４９６５７号公報等で既に知られている。この公報には、ローラー外輪とローラー内輪との間に形成される中空部内に挿入される定数分のニードルを、ニードル整列装置とニードル押込装置にて環状に供給するニードルベアリング組付装置が記載されている。
【０００３】
【本発明を解決しようとする課題】
上記従来公知のニードルベアリング組付装置にて製造されるニードルベアリングは、ローラー外輪とローラー内輪との間に形成される中空部内に定数分のニードルを設ける構成であるため、このニードル抜けを防止するワッシャーの組み付け、そして、このワッシャーを保持するワッシャー止めの後工程およびワッシャーならびにワッシャー止めの部品供給が必要となる。しかしながら、近年の低コスト化が求められる中、ワッシャーならびにワッシャー止めの部品を省略するタイプのニードルベアリングの需要が増えてきている。
【０００４】
ワッシャーならびにワッシャー止めの部品を省略するタイプのニードルベアリングは、通常、ローラー外輪の内径側が中空部内となる袋形状であり、円環状に整列させたニードルをそのまま挿入できないため、上記従来公知のニードルベアリング組付装置では、このタイプのニードルベアリングを製造することが出来ない。また、このタイプのニードルベアリングは、ニードルを組み立てる際、ローラー外輪内にニードルを１本づつ押し込み、円環状に配列させることによって製造されている。しかしながら、この製造方法に従う工業的多量生産の場合、定数分のニードルを１本づつ挿入する際のニードル欠品判定を効率良く行うことは困難である。実際、員数不足の発生率が高く、歩留まりが悪いため、ニードル挿入後の工程でニードル欠品の有無を目視等で確認しなければならなかった。よって、作業性に優れているとは言い難い。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、ニードルを１列に順次供給するニードル送込装置と、ローラー外輪内に順次１本づつ定数分のニードルを押し込むニードル挿入カムとを備えるニードルベアリング組付装置によって、特にローラー外輪の内径側が中空部内となる袋形状を有するニードルベアリングが生産性良く製造できることを知見した。
また本発明者らは、１本づつ押し込まれる前記ニードル同士の干渉を防止するワーク自転機構を前記ニードルベアリング組付装置に備え、また、前記ニードル挿入カムが、前記定数分のニードルの内、最終ニードルを圧入させるよう構成されていることで、より好適にニードルベアリングを製造できることも知見した。
【０００６】
また本発明者らは、前記ニードル挿入カムの回転数を確認するカム回転数確認センサーと、前記定数分のニードルがローラー外輪内に送り込まれていること確認する最終ニードル確認センサーと、前記最終ニードルを圧入する際に前記ニードル挿入カムに生じる圧入荷重を検出する圧入荷重検出センサーとを備えるニードル欠品判定機構を前記ニードルベアリング組付装置に具備させることで、前記定数分のニードルがローラー外輪内まで送り込まれる際の員数チェック、およびニードル挿入後のニードル欠品の有無を、ニードルベアリング組立工程時に行うことができること、つまり優れた作業性が達成できることも知見した。
【０００７】
また本発明者らは、（イ）前記圧入荷重検出センサーが、さらに前記最終ニードルの前記ニードル挿入カムにおける圧入開始位置を特定できる機能を有すること、（ロ）前記ニードル挿入カムがサーボモーターにて回転駆動され、前記圧入荷重検出センサーの出力信号がモーター電流値にて制御されていること、および（ハ）前記最終ニードル確認センサーが、前記最終ニードルを圧入する際の前記ニードル送込装置に備えるニードルプッシャーの位置判定と、前記カム回転数確認センサーからの回転数判定で制御されていることによって、前記ニードル欠品判定機構がより有利に具体化されることも知見した。
【０００８】
さらに本発明者らは、このような種々の新知見を得て、さらに種々検討を重ねて本発明を完成させるに至った。
したがって本発明は、
（１）　ニードルを１列に順次供給するニードル送込装置と、ローラー外輪内に順次１本づつ定数分のニードルを押し込むニードル挿入カムとを備えることを特徴とするニードルベアリング組付装置。
（２）　さらに、１本づつ押し込まれる前記ニードル同士の干渉を防止するワーク自転機構を備えることを特徴とする前記（１）記載のニードルベアリング組付装置、
（３）　前記ニードル挿入カムが、前記定数分のニードルの内、最終ニードルを圧入させるよう構成されていることを特徴とする前記（１）または（２）記載のニードルベアリング組付装置、
（４）　さらに、ニードル欠品判定機構を備えることを特徴とする前記（１）ないし（３）のいずれかに記載のニードルベアリング組付装置、
（５）　前記ニードル欠品判定機構が、前記ニードル挿入カムの回転数を確認するカム回転数確認センサーと、前記定数分のニードルがローラー外輪内に送り込まれていること確認する最終ニードル確認センサーと、前記最終ニードルを圧入する際に前記ニードル挿入カムに生じる圧入荷重を検出する圧入荷重検出センサーとを備えることを特徴とする前記（４）記載のニードルベアリング組付装置、
（６）　前記圧入荷重検出センサーが、さらに前記最終ニードルの前記ニードル挿入カムにおける圧入開始位置を特定できる機能を有することを特徴とする前記（５）記載のニードルベアリング組付装置、
（７）　前記ニードル挿入カムがサーボモーターにて回転駆動され、前記圧入荷重検出センサーの出力信号がモーター電流値または電圧値（好ましくは電流値）にて制御されていることを特徴とする前記（５）または（６）記載のニードルベアリング組付装置、
（８）　前記最終ニードル確認センサーが、前記最終ニードルを圧入する際の前記ニードル送込装置に備えるニードルプッシャーの位置判定と、前記カム回転数確認センサーからの回転数判定とによって制御されていることを特徴とする前記（５）ないし（７）のいずれかに記載のニードルベアリング組付装置、
（９）　ローラー外輪の内径側が中空部内となる袋形状を有するニードルベアリングを製造するための前記（１）ないし（８）のいずれかに記載のニードルベアリング組付装置、
（１０）前記（１）ないし（９）のいずれかに記載のニードルベアリング組付装置を使用して製造されたニードルベアリング、
（１１）前記（１０）に記載のニードルベアリングを搭載した二輪車または四輪駆動車、
に関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を添付図面に示した実施例に基づいて説明する。図１〜図５は本発明の実施例を示すものであり、図１はニードル挿入完了後のニードルベアリングの概略構成側面図である。図２は本発明の実施例に係るニードルベアリング組付装置の概略構成図である。図３は図２の左側面図である。図４は図２の指定個所Ａの部分拡大図である。図５は図４のＢ矢視平面図である。
【００１０】
先ず図１を参照して、本発明による効果が最も表れるニードルベアリング１０は、例えばローラー外輪１１の内径側が中空部内となる袋形状を有するタイプのベアリングであり、この袋部にニードル１２を挿入し、定数分のニードル１２（例えば１５本）を円環状に配列する。前記定数分のニードル１２の内、図４に示す最終ニードル１２ｆを圧入することで、図示しないローラー内輪（インナーホルダー）、ワッシャー、およびサークリップなどの追加部品を必要とせず、簡単な構成でベアリングとして使用することができる。
【００１１】
しかしながら、前記ローラー外輪１１の内径側は袋形状であるから、ちょうど両端面側が蓋をされた状態であるため、例えば、あらかじめ円環状に整列させた定数分のニードルを、どちらか一端面側から一気に挿入するなどの組付方法はとれない。以下に説明するニードルベアリング組付装置は、上記従来公知の組付方法ではできないニードルベアリング、特にローラー外輪の内径側が中空部内となる袋形状を有するニードルベアリングに際し、工業的生産性に優れる組付装置である。
【００１２】
図２〜図４を併せて参照して、本発明のニードルベアリング組付装置２０は、例えば以下に説明する構成で機能する。
内側で回転可能にニードル挿入カム２１を設けるニードル下部ホルダー２２の先端部は、順次供給されるローラー外輪（ワーク）１１の一端面側から前記ローラー外輪１１の内径部に挿入され、その挿入された状態で、前記ローラー外輪１１がワーク自転用ステージ２３上に設置される。次に、ワーク昇降シリンダー２４の上昇によって、前記ニードル挿入カム２１、前記ニードル下部ホルダー２２、およびワーク自転用ステージ２３が併せて上昇し、前記ローラー外輪１１の内径部に他端面側からニードル上部ホルダー２５の一端部が挿入され、その状態でワーク自転用クランパー２６にて前記ローラー外輪１１が一旦クランプされる。前記ワーク自転用クランパー２６は、ワーククランプスプリング２７にて背圧されながら、前記ワーク昇降シリンダー２４からの受圧力を回転可能に調整している。
【００１３】
前記ローラー外輪１１の袋形状の内径部に順次挿入されるニードル１２は、先ずニードル用パーツフィーダー３０よりスプリングシュート３１を通って、定数多段ストック機構を有するニードル供給シリンダー３２へ送り込まれる。順次送り込まれる前記ニードル１２は定数分毎に多段ストックされる。前記多段ストックされた定数分のニードル１２は、前記ニードル上部ホルダー２５の他端面上の前記ローラー外輪１１内に送り込み可能な位置までスライド配送される。また、前記スライド配送に合わせて、ニードル送込シリンダー３３にて上昇可能なニードル送込装置３４が、ウェートスライドシリンダー３５にて前記ローラー外輪１１内に前記ニードル１２を送り込み可能な位置までスライド移動される。そして、前記ニードル送込装置３４に備えられたニードルプッシャー３４ａは、前記最終ニードル１２ｆの上方に一旦設置される。
【００１４】
次に、前記ローラー外輪１１内へ前記定数分のニードル１２が挿入完了となるまでの過程を説明する。
前記一旦設置された前記ニードルプッシャー３４ａの自重によって、前記スライド配送された定数分のニードル１２は、前記最終ニードル１２ｆ側から前記ニードル上部ホルダー２５内に設けるニードル通過孔４０を通って、前記ローラー外輪１１内へ順次送り込まれる。図５を併せて参照して、前記ローラー外輪１１内へ送り込まれる前記ニードル１２は、前記ニードル下部ホルダー２２の先端部の一部に当接され、前記ニードル挿入カム２１が１回転する毎に１本づつ順次前記ローラー外輪１１内の袋形状の内径部に挿入される。前記ローラー外輪１１の内径部に順次挿入される前記ニードル１２同士の干渉を避けるため、ワーク自転用平歯車４１にて回転駆動される前記ワーク自転用クランパー２６の回転によって、前記の干渉しない位置まで前記ローラー外輪１１を自転させる。また、前記最終ニードル１２ｆについては、既に前記ローラー外輪１１内へ挿入済みの前記ニードル１２同士を干渉させつつ、圧入によって組み付けることで、前記ニードルベアリング１０が容易に製造できる。尚、前記ニードル挿入カム２１および前記ワーク自転用平歯車４１の回転駆動は、それぞれニードル挿入カム回転用モーター５０およびワーク自転用モーター５１にて制御されている。
次に、前記ニードルベアリング１０のニードル欠品判定が、上記したニードル挿入完了時点までに行うことができるニードル欠品判定機構について説明する。
【００１５】
前記ニードル欠品判定機構は、前記ニードル挿入カム２１の回転数を確認するカム回転数確認センサー６０と、前記定数分のニードル１２が前記ローラー外輪１１内に送り込まれていることを確認する最終ニードル確認センサー６１と、前記最終ニードル１２ｆを圧入する際に前記ニードル挿入カム２１に生じる圧入荷重を検出する圧入荷重検出センサー６２とで構成される。
前記カム回転数確認センサー６０は、例えば、ニードル挿入カム２１の回転によって検出される反射パルスの信号によって、カムの回転数を確認することが可能である。
【００１６】
前記最終ニードル確認センサー６１については、例えば、前記最終ニードルを圧入する際に、前記ニードルプッシャー３４ａに設けるドック３４ｂが、前記最終ニードル確認センサー６１に接触するよう設置し、前記最終ニードルの圧入時に、前記ドック３４ｂが前記最終ニードル確認センサー６１に接触するか否かで、前記定数分のニードル１２が送り込まれているか否かを確認することが可能である。また、前記最終ニードル確認センサー６１による前記ニードルプッシャー３４ａのニードル員数チェック結果と、前記カム回転数確認センサー６０からのカム回転数判定結果とを組み合わせることで、確実に、前記ローラー外輪１１内へ前記定数分のニードル１２が送り込まれているか否かを検知することが可能である。
【００１７】
前記圧入荷重検出センサー６２については、例えば、前記ニードル挿入カム２１を回転駆動させる前記ニードル挿入カム回転用モーター５０をサーボモーターとすることで、前記最終ニードル１２ｆ圧入時のモーター電流値の変化を感知することが可能となり、圧入荷重の検出および圧入開始位置の特定を行うことができる。
【００１８】
工業生産されるニードルベアリングの内径寸法は、厳密には同径とすることが容易ではない。事実、ニードルベアリングの工業的生産においては、欠陥のあるニードルベアリングはしばしば発生する。また、顧客要望より様々な大きさのニードルベアリングを製造する場合、目視では判断し難いレベルの異径ニードルが、間違って正規のニードルと混入してしまい、そのままローラー外輪内に挿入されるという懸念もある。ゆえに、この欠陥品の有無を判定し、この欠陥品を排除する必要がある。本発明の装置を用いれば、規格外の外径寸法を有するニードルがローラー外輪内に供給されると、それは正常なニードルを組付けた場合と比較して、その圧入荷重と圧入開始位置が異なるため、容易にニードルベアリングのニードル欠品のみならず、内径寸法異常および異径ニードルの混入をも発見することができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、ニードル挿入カムを設けることによって、当該カムによるローラー外輪内へ定数分のニードルの挿入が工業的有利に実施することができる。さらに、当該カムの回転数判定と、当該カムの回転駆動を制御するサーボモーターに生じる圧入荷重と圧入開始位置の検出によって、ニードルの欠品判定とが同時に行うことが可能となる。
したがって、本発明装置を使用すれば、特にローラー外輪の内径側が中空部内となる袋形状を有するニードルベアリングを工業的有利に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ニードル挿入完了後のニードルベアリングの概略構成側面図。
【図２】本発明の実施例に係るニードルベアリング組付装置の概略構成図。
【図３】図２の左側面図。
【図４】図２の指定個所Ａの部分拡大図。
【図５】図４のＢ矢視平面図。
【符号の説明】
１０・・・ニードルベアリング
１１・・・ローラー外輪（ワーク）
１２・・・ニードル
１２ｆ・・・最終ニードル
２０・・・ニードルベアリング組付装置
２１・・・ニードル挿入カム
２２・・・ニードル下部ホルダー
２３・・・ワーク自転用ステージ
２４・・・ワーク昇降シリンダー
２５・・・ニードル上部ホルダー
２６・・・ワーク自転用クランパー
２７・・・ワーククランプスプリング
３０・・・ニードル用パーツフィーダー
３１・・・スプリングシュート
３２・・・ニードル供給シリンダー
３３・・・ニードル送込シリンダー
３４・・・ニードル送込装置
３４ａ・・・ニードルプッシャー
３４ｂ・・・ドック
３５・・・ウェートスライドシリンダー
４０・・・ニードル通過孔
４１・・・ワーク自転用平歯車
５０・・・ニードル挿入カム回転用モーター
５１・・・ワーク自転用モーター
６０・・・カム回転数確認センサー
６１・・・最終ニードル確認センサー
６２・・・圧入荷重検出センサー
【図１】
2004068838.tif 000003
【図２】
2004068838.tif 000004
【図３】
2004068838.tif 000005
【図４】
2004068838.tif 000006
【図５】
2004068838.tif 000007