JP2007303536A - 円錐ころ軸受用保持器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向寸法が短い大径リングの曲げ成形を容易にして、成形後に適正な大径リングの軸方向寸法を確保することができる円錐ころ軸受用保持器の製造方法を提供する。
【解決手段】この円錐ころ軸受用保持器の製造方法は、板状素材７に対して、円形状の中心孔９と、該中心孔９の外周側における小径リング３１の幅寸法を隔てた位置に円周方向に沿って複数箇所配置され、径方向外方に次第に幅広となるように延びる扇状のポケット孔８と、を形成する工程と、板状素材７のポケット孔８の外周側における大径リング３２の幅寸法を隔てた位置に円周方向に沿ってノッチ１２を形成する工程と、略円錐状の型面を有する金型１３によって、板状素材７のノッチ１２の径方向内側部分を円錐台形状に曲げ変形させて円錐台形状の保持器を成形する工程と、板状素材７から該保持器を分離させる工程と、を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、円錐ころ軸受に組み込んで複数の円錐ころを転動自在に保持するための円錐ころ軸受用保持器の製造方法に関する。

円錐ころ軸受に組み込まれる保持器は、小径リングと、該小径リングに対して軸方向に離間配置された大径リングと、を備えて円錐台形状とされており、大径リングと小径リングとの間には大径リングと前記小径リングとを連結する柱部が円周方向に複数箇所配置されている。そして、円周方向に互いに隣り合う各柱部の間には、円錐ころを転動自在に保持するポケット部が形成されている。

従来、このような円錐ころ軸受用保持器を製造するには、まず、板状素材に対して、円形状の中心孔と、該中心孔の外周側における小径リングの幅寸法を隔てた位置に円周方向に沿って複数箇所配置され、径方向外方に次第に幅広となるように延びる扇状のポケット孔と、を打抜き加工等により形成した後、略円錐状の型面を有する金型によって、板状素材の、ポケット孔の外周側における大径リングの幅寸法を隔てた位置の内側部分を円錐台形状に曲げ変形させることにより、大径リング、複数の柱部及び小径リングが一体となった円錐台形状の保持器成形体を成形し、次いで、板状素材から保持器成形体を分離することにより、保持器を得るようにした円錐ころ軸受用保持器の製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−９０７４０号公報

しかし、上記特許文献１に記載の製造方法においては、製造された保持器の大径リングの軸方向端面からポケット孔の大径リング側の縁部までの軸方向寸法（大径リングの軸方向寸法Ｔ１：図１参照）が小さい場合には、曲げ成形の際、該軸方向寸法を確保することは難しい。
これについて、図８に従って詳細に説明する。前記軸方向寸法が小さい場合には、略円錐状の型面を有する金型（パンチ１３及びダイス１４）によって、板状素材７における、ポケット孔１０８の外周側での大径リング１３２の幅寸法（板状素材段階の大径リングの径方向寸法）を隔てた位置の内側部分を円錐台形状に曲げ変形させ、当接面１０６を有した柱部１３３を起立させる曲げ成形を行う。この際に、大径リング１３２の外周部（円錐台形状の保持器における大径リングの軸方向端部）の予定位置Ｓ２を基点として柱部１３３が曲がらず、該予定位置Ｓ２より径方向内側、より具体的にはポケット孔１０８の大径リング側の縁部を基点として柱部１３３と大径リング１３２の連結部より曲がり始めることがある。

このため、前記曲げ成形の際に、大径リングが予定位置Ｓ２を基点として曲がりにくくなって、保持器成形後の大径リングの軸方向寸法が正規寸法より短くなり、大径リングの適正な軸方向寸法を確保することが難しくなる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸方向寸法が短い大径リングでも曲げ成形を容易にして、成形後に適正な大径リングの軸方向寸法を確保することができる円錐ころ軸受用保持器の製造方法を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 小径リングと、該小径リングに対して軸方向に離間配置された大径リングと、該大径リングと前記小径リングとの間に円周方向に複数箇所配置されて、前記大径リングと前記小径リングとを連結する柱部と、を備えた円錐ころ軸受用保持器の製造方法であって、
板状素材に対して、円形状の中心孔と、該中心孔の外周部に円周方向に沿って複数箇所配置され、前記中心孔に連通した状態で径方向外方に次第に幅広となるように延びる扇状のポケット孔と、を形成する工程と、
前記板状素材の前記ポケット孔の外周側における前記大径リングの幅寸法を隔てた位置又は該位置近傍に円周方向に沿ってノッチを形成する工程と、
略円錐状の型面を有する金型によって、前記板状素材の前記ノッチの径方向内側部分を円錐台形状に曲げ変形させることにより、前記大径リング及び前記複数の柱部が一体となった円錐台形状の保持器基体を成形する工程と、
前記板状素材から前記保持器基体を分離する工程と、
前記分離した前記保持器基体の前記複数の柱部の先端に前記小径リングを固定する工程と、を備える
ことを特徴とする円錐ころ軸受用保持器の製造方法。

（２） 前記小径リングは、前記分離した前記保持器基体の複数の前記ポケット孔にそれぞれ前記円錐ころを挿入して、該円錐ころを内輪の軌道面に配置した状態で、前記複数の柱部の先端に固定される、
ことを特徴とする（１）に記載の円錐ころ軸受用保持器の製造方法。

（３） 小径リングと、該小径リングに対して軸方向に離間配置された大径リングと、該大径リングと前記小径リングとの間に円周方向に複数箇所配置されて、前記大径リングと前記小径リングとを連結する柱部と、を備えた円錐ころ軸受用保持器の製造方法であって、
板状素材に対して、円形状の中心孔と、該中心孔の外周側における前記小径リングの幅寸法を隔てた位置に円周方向に沿って複数箇所配置され、径方向外方に次第に幅広となるように延びる扇状のポケット孔と、を形成する工程と、
前記板状素材の前記ポケット孔の外周側における前記大径リングの幅寸法を隔てた位置又は該位置近傍に円周方向に沿ってノッチを形成する工程と、
略円錐状の型面を有する金型によって、前記板状素材の前記ノッチの径方向内側部分を円錐台形状に曲げ変形させることにより、前記大径リング、前記複数の柱部及び前記小径リングが一体となった円錐台形状の保持器を成形する工程と、
前記板状素材から前記保持器を分離する工程と、を備える
ことを特徴とする円錐ころ軸受用保持器の製造方法。

本発明によれば、板状素材のポケット孔の外周側における大径リングの幅寸法を隔てた位置又は該位置近傍に円周方向に沿ってノッチを形成した後、略円錐状の型面を有する金型によって、板状素材の前記ノッチの径方向内側部分を円錐台形状に曲げ変形させる曲げ成形を行うので、大径リングの軸方向寸法が短い場合においても、該大径リングの曲げ成形が容易となり、成形後に適正な大径リングの軸方向寸法を確保することができる。

以下、本発明に係る実施形態を図に従って説明する。図１は本発明の実施の形態の一例である円錐ころ軸受用保持器の製造方法によって製造された円錐ころ軸受用保持器が組み込まれた円錐ころ軸受の要部断面図、図２は本発明の実施の形態の一例である円錐ころ軸受用保持器の製造方法を説明するための工程図、図３は打ち抜き用ピアスの一例を示す平面図、図４はノッチの加工例を説明するための図、図５は大径リングの曲げ成形の様子を示す図である。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明に係る実施形態の一例である円錐ころ軸受用保持器の製造方法によって製造された円錐ころ軸受用保持器が組み込まれた円錐ころ軸受について説明する。該円錐ころ軸受２０は、ハウジング（不図示）に外嵌され、内周面に円錐内面状に傾斜した外輪軌道面３５を有する外輪４と、回転軸（不図示）に内嵌され、外周面に円錐外面状に傾斜した内輪軌道面３４を有する内輪１と、外輪４の外輪軌道面３５と内輪１の内輪軌道面３４との間に複数配置された転動体である円錐台形の円錐ころ２と、該円錐ころ２を回転自在に保持する環状の保持器３と、を備える。

内輪１には、内輪軌道面３４の大径側端部に大径側つば部２１ａが、小径側端部に小径つば部２１ｂがそれぞれ形成されている。該大径側つば部２１ａと該小径側つば部２１ｂとの間に円錐ころ２が配置されて、該円錐ころ２のアキシアル方向の移動が規制されている。

保持器３は、小径リング３１と、小径リング３１に対して軸方向に略同心に離間配置された大径リング３２と、大径リング３２と小径リング３１との間に円周方向に複数箇所配置されて、大径リング３２と小径リング３１とを連結する柱部３３と、を備えており、円周方向に互いに離間配置された各柱部３３との間には円錐ころ２を転動可能に保持するポケット孔８が形成されている。

また、本実施形態では、大径リング３２及び複数の柱部３３によって構成される保持器基体３ａ（図２の分離工程参照）と、小径リング３１と、を別々に形成している。そして、保持器基体３ａの複数のポケット孔８にそれぞれ円錐ころ２を挿入して、該円錐ころ２を内輪１の内輪軌道面３４に配置した状態で、保持器基体３ａの複数の柱部３３の先端に小径リング３１を嵌合し、この嵌合部を例えばＹＡＧレーザにより溶接等を施して固定している。また、この場合、小径リング３１に複数の柱部３３が位置決め嵌合される複数の凹部を設けるのが好ましい。
なお、小径リング３１は、例えば、円周方向の一部が切断されて、径方向に拡径可能とされており、内輪１の小径側つば部２１ｂを乗り越えた後に、該切断部分が溶接等により接続されてもよい。

次に、図２〜図５を参照して、本実施形態の円錐ころ軸受用保持器の製造方法について説明する。
本実施形態の円錐ころ軸受用保持器の製造方法は、図２に示すように、打抜き工程、面押し工程、ノッチ加工工程、曲げ工程、分離工程、及び小径リング固定工程（不図示）を備えている。

まず、打抜き工程では、金属板（合金鋼等）等の板状素材７に対して、円形状の中心孔９と、該中心孔９の外周部に円周方向に沿って複数箇所配置され、中心孔９に連通した状態で径方向外方に次第に幅広となるように延びる扇状のポケット孔８と、を図３に示す打抜き用ピアス３０を用いた打ち抜き加工により形成する。これにより、円周方向に互いに隣り合う各ポケット孔８の間には、柱部３３が形成される。

打抜きピアス３０は、図３に示すように、中心孔打抜き部９ａと、該中心孔打抜き部９ａの外周部に一体に設けられた一対のポケット孔打抜き部８ａと、を備えており、中心孔打抜き部９ａを中心軸として予め定められた角度で回動されながら板状素材７に対して打抜き加工を続けることで、板状素材７に中心孔９及びポケット孔８が形成される。なお、本実施形態では、板状素材７に中心孔９及びポケット孔８を一度の打抜き加工で形成する場合を例示したが、板状素材７に中心孔９及びポケット孔８を別々に打ち抜いて形成するようにしてもよい。

次に実施される面押し工程では、打抜き工程で形成された柱部３３の円周方向の両側部にテーパ形状の型押し治具（図示せず）を押し付けることで、柱部３３に円錐ころ２の案内面となる当接面６を形成する。

さらに、ノッチ加工工程は、図４に示すように、先端淵部に楔形状の突起部１０を有するパンチ１１を用いて、板状素材７のポケット孔８の外周側における大径リング３２の幅寸法を隔てた位置、即ち大径リング３２の外周部（円錐台形状の保持器基体３ａにおける大径リング３２の軸方向端部）の予定位置Ｓ１に円周方向に沿ってノッチ１２を加工して、大径リング３２の曲げの基点を形成する。

そして、曲げ工程は、略円錐状の雌型面を有するダイス１４（図５参照）にノッチ加工工程を経た板状素材７をセットし、板状素材７のノッチ１２の径方向内側部分に略円錐状の雄型面を有するパンチ１３をノッチ１２側から挿入することにより、図５に示すように、前記径方向内側部分を円錐台形状に曲げ変形させて複数の柱部３３を押し広げ、これにより、大径リング３２及び複数の柱部３３が一体となった円錐台形状の保持器基体３ａを曲げ成形する。

前記曲げ成形においては、板状素材７のノッチ１２の径方向内側部分は、ノッチ１２位置、即ち大径リング３２の外周部（円錐台形状の保持器基体３ａにおける大径リング３２の軸方向端部）の予定位置Ｓ１を基点として曲がるため、大径リング３２の軸方向寸法が短い場合においても、該大径リング３２の曲げ成形を容易に行うことができる。

分離工程は、保持器基体３ａに対して円環形状のパンチ（不図示）を打ち込むか、或いはノッチ１２部分にレーザービームを照射する等して、板状素材７から保持器基体３ａを分離する。

小径リング固定工程は、分離工程で板状素材７から分離された保持器基体３ａの複数のポケット孔８にそれぞれ円錐ころ２を挿入して、該円錐ころ２を内輪１の内輪軌道面３４に配置し、この状態で、保持器基体３ａの複数の柱部３３の先端に小径リング３１を嵌合させ、この嵌合部を例えばＹＡＧレーザにより溶接等を施して固定している。
なお、前記小径リング３１を前記保持器基体３ａに位置ずれすることなく確実に固定するため、柱部３３の先端に取付座を設けてもよい。

上述したように、本実施形態では、板状素材７のポケット孔８の外周側における大径リング３２の幅寸法を隔てた位置に円周方向に沿ってノッチ１２を形成した後、略円錐状の型面を有する金型１３，１４によって、板状素材７のノッチ１２の径方向内側部分を円錐台形状に曲げ変形させる曲げ成形を行うので、板状素材７のノッチ１２の径方向内側部分を、ノッチ１２位置、即ち、大径リング３２の外周部（円錐台形状の保持器基体３ａにおける大径リング３２の軸方向端部）の予定位置Ｓ１を基点として曲げることができる。これにより、大径リング３２の軸方向寸法が短い場合においても、該大径リング３２の曲げ成形が容易となり、成形後に適正な大径リング３２の軸方向寸法を確保することができる。

また、大径リング３２及び複数の柱部３３によって構成される保持器基体３ａと、小径リング３１と、を別々に形成し、保持器基体３ａの複数のポケット孔８にそれぞれ円錐ころ２を挿入して、該円錐ころ２を内輪１の内輪軌道面３４に配置した状態で、保持器基体３ａの複数の柱部３３の先端に小径リング３１を固定している。これにより、従来のように、保持器の小径リングを内輪１の小径側つば部２１ｂの径より拡径させて円錐ころ軸受に組み込んだ後に小径リングを加締め加工する必要がなくなるので、保持器の寸法精度が向上する。

（第２実施形態）
次に、図６及び図７に従って、本発明に係る第２実施形態である円錐ころ軸受用保持器の製造方法について説明する。なお、第１実施形態と重複する部分については各図に同一符号を付して説明する。

第２実施形態である円錐ころ軸受用保持器の製造方法は、図６に示すように、打抜き工程、面押し工程、ノッチ加工工程、曲げ工程、及び分離工程を備えている。

打抜き工程は、金属板（合金鋼等）等の板状素材７に対して、円形状の中心孔９と、該中心孔９の外周側における小径リング３１の幅寸法を隔てた位置に円周方向に沿って複数箇所配置され、径方向外方に次第に幅広となるように延びる扇状のポケット孔８と、を図７に示す打抜き用ピアス４０を用いた打ち抜き加工により形成する。これにより、円周方向に互いに隣り合う各ポケット孔８の間には、柱部３３が形成される。

打抜きピアス４０は、図７に示すように、中心孔打抜き部９ａと、該中心孔打抜き部９ａの外周部に一体に設けられた一対のポケット孔打抜き部８ａと、を備えており、中心孔打抜き部９ａを中心軸として予め定められた角度で回動されながら板状素材７に対して打抜き加工を続けることで、板状素材７に中心孔９及びポケット孔８が形成される。なお、本実施形態では、板状素材７に中心孔９及びポケット孔８を一度の打抜き加工で形成する場合を例示したが、板状素材７に中心孔９及びポケット孔８を別々に打ち抜いて形成するようにしてもよい。

次に実施される面押し工程は、打抜き工程で形成された柱部３３の円周方向の両側部にテーパ形状の型押し治具（図示せず）を押し付けることで、柱部３３に円錐ころ２の案内面となる当接面６を形成する。

さらに、ノッチ加工工程は、先端淵部に楔形状の突起部１０を有するパンチ１１を用いて、板状素材７のポケット孔８の外周側における大径リング３２の幅寸法を隔てた位置、即ち大径リング３２の外周部（円錐台形状の保持器成形体３ｂにおける大径リング３２の軸方向端部）の予定位置Ｓ１に円周方向に沿ってノッチ１２を加工して、大径リング３２の曲げの基点を形成する（図４参照）。

そして、曲げ工程は、略円錐状の雌型面を有するダイス１４（図５参照）にノッチ加工工程を経た板状素材７をセットし、板状素材７のノッチ１２の径方向内側部分に略円錐状の雄型面を有するパンチ１３をノッチ１２側から挿入することにより、前記径方向内側部分を円錐台形状に曲げ変形させて複数の柱部３３を押し広げ、これにより、小径リング３１、大径リング３２及び複数の柱部３３が一体となった円錐台形状の保持器３を曲げ成形する。

前記曲げ成形においては、板状素材７のノッチ１２の径方向内側部分は、ノッチ１２位置、即ち大径リング３２の外周部（円錐台形状の保持器成形体３ｂにおける大径リング３２の軸方向端部）の予定位置Ｓ１を基点として曲がるため、大径リング３２の軸方向寸法が短い場合においても、該大径リング３２の曲げ成形を容易に行うことができる。

分離工程は、前記保持器３に対して円環形状のパンチ（不図示）を打ち込むか、或いはノッチ１２部分にレーザービームを照射する等して、板状素材７から保持器３を分離する。

上述したように、本実施形態では、板状素材７のポケット孔８の外周側における大径リング３２の幅寸法を隔てた位置に円周方向に沿ってノッチ１２を形成した後、略円錐状の型面を有する金型１３，１４によって、板状素材７のノッチ１２の径方向内側部分を円錐台形状に曲げ変形させる曲げ成形を行うので、板状素材７のノッチ１２の径方向内側部分を、ノッチ１２位置、即ち、大径リング３２の外周部（円錐台形状の保持器成形体３ｂにおける大径リング３２の軸方向端部）の予定位置Ｓ１を基点として曲げることができる。これにより、大径リング３２の軸方向寸法が短い場合においても、該大径リング３２の曲げ成形が容易となり、成形後に適正な大径リング３２の軸方向寸法を確保することができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の様態はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜、変形、改良などが可能である。例えば、上記実施形態では、面押し工程を打抜き工程とノッチ加工工程との間に行ったが、面押し工程をノッチ加工工程と曲げ工程との間、或いは曲げ工程と分離工程との間に行うようにしてもよい。

また、上記実施形態における各工程では上下方向（重力方向）で処理が施されるが、例えば曲げ工程ではノッチ側から金型を挿入して複数の柱部を押し広げることができればよく、その処理方向について制限はない。

本発明の実施の形態の一例である円錐ころ軸受用保持器の製造方法によって製造された円錐ころ軸受用保持器を組み込んだ円錐ころ軸受の要部断面図である。 本発明の実施の形態の一例である円錐ころ軸受用保持器の製造方法を説明するための工程図である。 打ち抜き用ピアスの一例を示す平面図である。 ノッチの加工例を説明するための図である。 大径リングの曲げ成形の様子を示す図であり、（ａ）は成形途中の状態、（ｂ）は成形完了時の状態である。 本発明の他の実施の形態である円錐ころ軸受用保持器の製造方法を説明するための工程図である。 打ち抜き用ピアスの一例を示す平面図である。 従来の大径リングの曲げ成形の様子を示す図であり、（ａ）は成形途中の状態、（ｂ）は成形完了時の状態である。

符号の説明

１ 内輪
２ 円錐ころ
３ 円錐ころ軸受用保持器
３ａ 保持器基体
３ｂ 保持器成形体
４ 外輪
７ 板状素材
８ ポケット孔
９ 中心孔
１０ 突起部
１２ ノッチ
１３ パンチ（金型）
１４ ダイス（金型）
２０ 円錐ころ軸受
３１ 小径リング
３２ 大径リング
３３ 柱部
３４ 内輪軌道面
３５ 外輪軌道面

Claims (3)

1. 小径リングと、該小径リングに対して軸方向に離間配置された大径リングと、該大径リングと前記小径リングとの間に円周方向に複数箇所配置されて、前記大径リングと前記小径リングとを連結する柱部と、を備えた円錐ころ軸受用保持器の製造方法であって、
   板状素材に対して、円形状の中心孔と、該中心孔の外周部に円周方向に沿って複数箇所配置され、前記中心孔に連通した状態で径方向外方に次第に幅広となるように延びる扇状のポケット孔と、を形成する工程と、
   前記板状素材の前記ポケット孔の外周側における前記大径リングの幅寸法を隔てた位置又は該位置近傍に円周方向に沿ってノッチを形成する工程と、
   略円錐状の型面を有する金型によって、前記板状素材の前記ノッチの径方向内側部分を円錐台形状に曲げ変形させることにより、前記大径リング及び前記複数の柱部が一体となった円錐台形状の保持器基体を成形する工程と、
   前記板状素材から前記保持器基体を分離する工程と、
   前記分離した前記保持器基体の前記複数の柱部の先端に前記小径リングを固定する工程と、を備える
   ことを特徴とする円錐ころ軸受用保持器の製造方法。
2. 前記小径リングは、前記分離した前記保持器基体の複数の前記ポケット孔にそれぞれ前記円錐ころを挿入して、該円錐ころを内輪の軌道面に配置した状態で、前記複数の柱部の先端に固定される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の円錐ころ軸受用保持器の製造方法。
3. 小径リングと、該小径リングに対して軸方向に離間配置された大径リングと、該大径リングと前記小径リングとの間に円周方向に複数箇所配置されて、前記大径リングと前記小径リングとを連結する柱部と、を備えた円錐ころ軸受用保持器の製造方法であって、
   板状素材に対して、円形状の中心孔と、該中心孔の外周側における前記小径リングの幅寸法を隔てた位置に円周方向に沿って複数箇所配置され、径方向外方に次第に幅広となるように延びる扇状のポケット孔と、を形成する工程と、
   前記板状素材の前記ポケット孔の外周側における前記大径リングの幅寸法を隔てた位置又は該位置近傍に円周方向に沿ってノッチを形成する工程と、
   略円錐状の型面を有する金型によって、前記板状素材の前記ノッチの径方向内側部分を円錐台形状に曲げ変形させることにより、前記大径リング、前記複数の柱部及び前記小径リングが一体となった円錐台形状の保持器を成形する工程と、
   前記板状素材から前記保持器を分離する工程と、を備える
   ことを特徴とする円錐ころ軸受用保持器の製造方法。

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