JP2004028208A - Manufacturing method for shell type roller bearing - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のトランスミッションやカーエアコン用コンプレッサ等に用いるシェル型ころ軸受を、高精度で且つ高強度に製造できるシェル型ころ軸受の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動車のトランスミッションやカーエアコン用コンプレッサ等の回転軸を支持する部分には、シェル型ころ軸受、シェル型ニードル軸受等のシェル型軸受が、それらの大きな荷重を受けることができ、且つ小容積である特性を生かして採用されている。なお、これらの軸受の転動体としては、その外径形状によって「ころ」、及びそのころを針状化させた「ニードル」が存在するが、以下説明の便宜のためこれらの転動体を「ころ」と総称する。したがって以下「シェル型ころ軸受」は、通称「シェル型針状軸受」「シェル型ニードル軸受」と称する軸受を含んだ意味で用いている。
【0003】
このようなシェル型ころ軸受としては種々の形式が存在するが、例えば図5に示すシェル型ころ軸受21のように、外輪22と、ころ23と、ころ23を等間隔で保持する保持器24とからなるものが広く用いられている。このシェル型ころ軸受21の外輪22においては、軸受の中心軸線方向に対して両端部に第1折曲部25と第2折曲部26とを備え、各折曲部の間にころ23を等間隔に保持している保持器24を配置し、全体としてころ23を外輪22によって覆った、シェル型構造をなしている。
【0004】
図示実施例における保持器24は図6の斜視図に示すように、両側端のリング部27間に等間隔に帯状のころ保持部28を備えており、ころ保持部28はその中間部分を半径方向内側に折り曲げて折曲部を形成している。それにより図5(b)に示すように、ころ保持部28の間のころ保持間隙29にころ23を配置し、ころ23を等間隔に保持している。
【0005】
このようなシェル型ころ軸受の製造に際しては、一例として図7(a)〜(e)に順に示す方法によって製造される。この製造方法の例においては、最初同図(a)に示すように、鋼板の素材により外輪22の一端部に第1折曲部25を形成し、他端部は未だ折曲していない延出部30とした状態でその全体に対して焼き入れや浸炭処理等を施し、軸受としての耐摩耗性等の耐久性を向上させるための熱処理による硬化処理を行う。
【0006】
次いで図7(b)に示すように、延出部30を後に折曲して第2折曲部26とするため、この延出部30の一部分に対して焼き戻し処理等の部分軟化処理を行い、曲げ加工を容易に行うことができるようにする。なお、上記工程中、或いはその工程後の適切な時期にスケール落とし等の洗浄作業を行う。このような外輪22に対して、その端部が延出部30として開放している側から、図7(c)に示すように、その図中矢印方向にころ23と保持器24を挿入する。
【0007】
次いで図7(d)に示すように、前記延出部30を図中矢印方向に折り曲げ、それにより同図(e)に示すように第2折曲部26を形成し、シェル型ころ軸受の完成品とする。その際、外輪の内側に薄肉部31を形成し、所定の部分から容易に曲げることができるようにする。このようなシェル型軸受は、その後、軸とそれを支持するハウジングのような所定の間隙にアーバプレス等により圧入し、押し込んで固定している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような工程によってシェル型ころ軸受を製造する際には、特に外輪22の全体に対して焼き入れ等の熱処理や、浸炭処理等の硬化処理を行った後、第2折曲部26を形成するために外輪22の延出部30を折曲する作業を容易に行うことができるように、焼き戻し等の部分軟化処理を行っていたため、シェル型ころ軸受の完成品の状態において前記第2折曲部26の硬度が低いままの状態となっている。
【0009】
そのため、この完成品としてのシェル型ころ軸受を軸とこの軸を支持するハウジングとの間にアーバプレス等の機器を用いて圧入し組み込む際、この第2折曲部26部分が前記部分軟化処理によって硬度が低くなっている部分が変形することがあり、特にころの転動面にその影響を及ぼしているときには、軸受としての機能を著しく損ねることがある。また、上記のような部分軟化処理の設備が必要となり、コストアップの原因ともなる。
【0010】
上記のように、延出部30を折り曲げて第2折曲部26を容易に形成するための部分軟化処理を行う必要が無いように、図7(a)の焼き入れ工程に入る前に、予め少なくとも折り曲げ部分にメッキを施し、焼き入れや浸炭処理の硬化処理の影響を受けないようにして、この部分を柔らかい素材のままにしておくことも考えられる。
【0011】
しかしながら、このような折り曲げ部分にメッキを施して硬化処理の影響を受けないようにする方法は、メッキによる被覆を施す処理、また折り曲げを行った後にそのメッキを剥離する処理が必要となり、工数が増加すると共に、メッキ処理を行った後の廃液等の処理等、環境に対する影響を除く設備負担が増加し、その分コスト高となる問題もある。
【0012】
更に、上記のような欠点を解消するために、図6に示す製造工程とは異なり、外輪22に対する硬化処理を行う前の素材の比較的柔らかな状態で、外輪22に対するころ23、保持器24の挿入と、その延出部の折り曲げによる第2折曲部26の形成を行い、このように全てを組み立てた後に全体を焼き入れ硬化処理することも考えられる。
【0013】
このような方法を採用することにより、製造時の工数の増加を防止することができると共に、メッキ等の環境負荷増大を防止することができるものの、内部にころや保持器が組み込まれ、且つ、軸受の中心線側から外輪の内周面に対する処理はほとんどできない状態となっているため、外輪内面において熱処理によって生じたスケールなどの洗浄を行うことが困難となり、洗浄できないスケールを残してしまうこととなる。そのためこのシェル型ころ軸受の早期損傷の原因となる場合もあり、また、上記のような熱処理によって生じる変形を矯正することができなくなり、軸受精度が低下する原因ともなる。
【0014】
したがって本発明は、高精度で高強度のシェル型ころ軸受を製造することができ、またその製造時の工程数が少なく、安価であり、且つ環境に対して負荷を与えることのないシェル型ころ軸受の製造方法を提供することを主たる目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るシェル型ころ軸受の製造方法は、上記課題を解決するため、両側端部に中心軸線方向内側への折曲部を備え、前記両折曲部間にころと保持器を収容するシェル型ころ軸受の製造方法において、前記両側端部間に保持器を収納して全体に硬化処理を施し、その後保持器の内側からころを挿入して保持させ一体化したものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明によるシェル型ころ軸受の製造方法の実施例を図面に沿って説明する。図1(a)〜(f)には本発明によるシェル型ころ軸受の製造工程を順に示しており、同図の製造工程で製造されるシェル型ころ軸受は、前記図5に示すものとほぼ同様の構造をなし、周知の構造の軸受を示している。したがって、この軸受の構造の説明はここでは省略するが、図1に示したシェル型ころ軸受1においても、図6に示すような形状をなす保持器を用いた例を示している。なお、図2及び図3は図1に示す製造工程の一部を詳細に示す図である。
【0017】
本発明によるシェル型ころ軸受の製造に際して、外輪2については、鋼板を成形することにより、最初図1(a)に示すように第1折曲部5を折り曲げ、後に第2折曲部となる部分は未だ折り曲げずに延出部10としている。このような外輪2に対して、同図に示すように開放している延出部10側から保持器4を挿入する。この保持器4は、前記のように図6に示すような形状の保持器が用いられる。
【0018】
保持器4の外輪2に対する挿入後、図1(b)に示すように延出部10を内側に折り曲げ、同図(c)に示すように第2折曲部6を形成する。その際、前記従来例と同様に、外輪2の内側に薄肉部11を形成しておくことにより、所定の部分から容易に折り曲げ可能となる。このような第2折曲部6の形成により、保持器4はシェルとしての外輪2内に収納され、例えば図3の左側に示すようにこれらが一体化した状態となる。
【0019】
次いで図1(d)に示すように、上記のように一体化した外輪2と保持器4に対して焼き入れや浸炭処理等の硬化処理を施す。その後、この焼き入れ等の熱処理によって生じたスケール等の洗浄を行う。その際、洗浄材を軸受の中心軸線側から外輪2の内周面に対して、図3に示すような保持器4のころ保持間隙9を通って、直接外輪2の内周面に作用させることができ、この部分に生じているスケール等の除去を行うことができる。
【0020】
次いで図1(e)に示すように、また図3にも示すように、ころ3を軸受の中心軸線に平行に保持して、保持器4の内側に移動させ、更に軸受の中心軸線側から放射方向に移動させ、保持器4におけるころ保持部8、8の間に形成されるころ保持間隙9に当接させ押し込む。
【0021】
この転がり軸受においては、前記保持器4のころ保持間隙9の幅は、図2(b)における図中左側のころ3の部分に示すように、ころ3の直径Dはころ保持間隙9の最小幅Wよりわずかに大きく設定している。これを換言すると、ころ保持間隙9の最小幅Wをころ3の直径Dよりわずかに小さくなるように設定することとなる。
【0022】
またころ3の直径Dところ保持間隙9の最小幅Wとの差は、図2(b)に示すころ3がころ保持間隙9の最小幅部分に当接した後、ころの表面に傷やへこみを生じることなくころ保持間隙9を通過させることができ、且つころ3の自重やわずかの振動によってはころ保持間隙9からころ3が落下しない程度の値に設定する。したがってその程度は、保持器4の材質や肉厚、形状、先に行った硬化処理の影響等に応じて、ころ保持部8の変形の容易性の程度を考慮し、適切な値に設定することが好ましい。
【0023】
上記のようなころ保持間隙9に対するころ3の挿入により、図2(b)の右側に図示するころ3のように、ころ保持間隙9に保持され、このようなころ保持間隙9に対するころ3の挿入作業を、図2(c)に示すように全てのころ保持間隙9に対して行う。このようにして製造された図1(f)に示すようなシェル型ころ軸受の完成品は、例えばカーエアコンの組立工場において、軸とその軸を支持するハウジング部分の間隙に圧入する。その結果図2(d)に示すように、軸13はハウジング14に対してシェル型ころ軸受1により、回転自在に支持されることとなる。
【0024】
本発明は上記実施例の他、前記のようにシェル型ニードル軸受を含め、シェル型ころ軸受であるならば更に種々の形式のものに適用することができ、例えば図4に示すように、第1折曲部5の内周側端部を軸受の軸線と平行な方向にカールさせて第1カール部15を形成し、同様に第2折曲部6にも第2カール部16を形成したものに適用することもできる。このように外輪2の端部を全体として大きくカールさせるものにおいても、このカールは全て鋼材の硬化処理前に行うため、容易にその作業を行うことができ、カール時の素材の割れやひびの発生を防止することができる。また、カールの成形加工後に焼き入れ等の硬化処理を行うことができるので、これらの部分を硬度の高い状態として維持し、ハウジング等への組み込みを行うことができる。
【0025】
本発明は更に種々の態様で実施することができ、例えば保持器のころ保持間隙部に対するころの挿入に際しては、前記のような圧入を行うことのないように、ころ保持間隙ところの外径を設定した場合においても、ころの保持間隙部分に対する一時的なころの仮保持手段によって一体化し、シェル型ころ軸受の各種機器への組み込み時に、軸受設置空間に一端部を挿入した後、その仮保持手段を取り除く等の手段を採用することにより、本発明を別の態様で適用することもでき、更にその他、種々の態様で実施することができる。
【0026】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成したので、外輪はその端部の折曲後に焼き入れ等の硬化処理を行えば良く、素材の柔らかなうちに折曲加工を行うことができるので、容易にその折曲加工を行うことができ、外輪の折曲部分における割れの発生を防止するすことができる。また、硬化処理を行った後に焼き入れを容易に行うことができるように焼き戻し等の軟化処理を行うもののような工程の増加を生じさせることがない。
【0027】
更に、硬化処理に際して後で折曲する部分に対して硬化処理の影響が及ばないように、その部分にメッキを施す必要が無く、それによりメッキを施す作業、そのメッキを除去する作業等の工程の増加を防止することができ、また、メッキの廃液処理負担を生じさせることが無く、コストアップの原因を除去することができ、且つ環境負荷を軽減することができる。また、従来の外輪にころや保持器を組み込んだ後に全体を硬化処理を行うもののにおける、熱処理によって生じたスケールの除去作業が困難になると共に、熱処理によってころが変形したときの矯正を行うことができない、等の問題点を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるシェル型ころ軸受の製造方法の実施例を順に示す断面図であり、(a)は外輪に保持器を挿入する状態を示す断面図であり、(b)は外輪の端部を折り曲げる状態を示す断面図であり、(c)は外輪に保持器を収容し組み付けた状態を示す断面図であり、(d)は硬化処理及び洗浄工程を示す断面図であり、(e)はころを保持器に組み込む状態を示す断面図であり、(f)はシェル型ころ軸受の完成品の状態を示す断面図である。
【図2】同実施例におけるころを保持体に組み込む状態、及びシェル型ころ軸受の使用状態を示す一部断面図であり、(a)は保持器を外輪に組み付け硬化処理及び洗浄を行う状態を示す一部断面図であり、(b)はその保持器にころを組み込む状態を示す拡大断面図であり、(c)は保持器に全てのころを組み込んだ状態を示す一部断面図であり、(d)は製造されたシェル型軸受の使用時様態を示す一部断面図である。
【図3】同実施例におけるころを保持体に組み込む状態を示す斜視図である。
【図4】本発明により製造されるシェル型ころ軸受の他の態様を示す断面図である。
【図5】従来用いられているシェル型ころ軸受の例を示す断面図であり、(a)は(b)のB−B部分の断面図、(b)は(a)のA−A図部分の断面図である。
【図6】保持器の斜視図である。
【図7】従来のシェル型ころ軸受の製造方法を順に示す断面図であり、(a)は外輪を硬化処理する状態を示す断面図であり、(b)は外輪の一部を部分軟化処理する状態を示す断面図であり、(c)はころと保持器を外輪に組み込む状態を示す断面図であり、(d)は外輪の端部を折り曲げる状態を示す断面図であり、(e)はシェル型ころ軸受の完成品を示す断面図である。
【符号の説明】
1 シェル型ころ軸受
2 外輪
3 ころ
4 保持器
5 第1折曲部
6 第2折曲部
7 リング部
8 ころ保持部
9 ころ保持間隙
10 延出部
11 薄肉部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a shell-type roller bearing that can be manufactured with high precision and high strength, for example, for a shell-type roller bearing used for a transmission of an automobile or a compressor for a car air conditioner.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, shell-type bearings such as shell-type roller bearings and shell-type needle bearings are capable of receiving a large load on a portion for supporting a rotating shaft such as a transmission of an automobile or a compressor for a car air conditioner, and have a small volume. It has been adopted taking advantage of the characteristics. As the rolling elements of these bearings, there are "rollers" depending on their outer diameters, and "needles" in which the rollers are formed into needles, but these rolling elements are referred to as "rollers" for convenience of the description below. ]. Therefore, the term “shell-type roller bearing” is used to include a bearing commonly called “shell-type needle bearing” or “shell-type needle bearing”.
[0003]
There are various types of such shell-type roller bearings. For example, as in a shell-type roller bearing 21 shown in FIG. 5, an
[0004]
As shown in the perspective view of FIG. 6, the
[0005]
When manufacturing such a shell type roller bearing, as an example, it is manufactured by a method shown in FIGS. 7A to 7E in order. In this example of the manufacturing method, first, as shown in FIG. 1A, a
[0006]
Next, as shown in FIG. 7B, in order to bend the
[0007]
Next, as shown in FIG. 7 (d), the extending
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
When the shell-type roller bearing is manufactured by the above-described processes, the
[0009]
Therefore, when this completed shell-type roller bearing is press-fitted between a shaft and a housing that supports the shaft by using a device such as an arbor press, the
[0010]
As described above, before the quenching step of FIG. 7A is performed, it is not necessary to perform the partial softening process for easily forming the
[0011]
However, such a method of plating the bent portion so as not to be affected by the hardening process requires a process of coating with a plating and a process of peeling off the plating after the bending, which is a man-hour. In addition to the increase, there is also a problem that the burden on the facility, such as the treatment of the waste liquid after performing the plating treatment, excluding the influence on the environment increases, and the cost increases accordingly.
[0012]
Further, unlike the manufacturing process shown in FIG. 6, in order to eliminate the above-mentioned disadvantages, the
[0013]
By adopting such a method, it is possible to prevent an increase in man-hours at the time of manufacturing and to prevent an increase in environmental load such as plating, but rollers and retainers are incorporated inside, and Since the inner ring surface of the outer ring can hardly be treated from the center line side of the bearing, it is difficult to clean the scale generated by heat treatment on the inner surface of the outer ring, leaving scale that cannot be cleaned. Become. As a result, the shell type roller bearing may be damaged at an early stage, and the deformation caused by the heat treatment as described above cannot be corrected.
[0014]
Therefore, the present invention makes it possible to manufacture a high-precision, high-strength shell-type roller bearing, has a small number of steps in its production, is inexpensive, and does not impose a load on the environment. The main object is to provide a method for manufacturing a bearing.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a method for manufacturing a shell-type roller bearing according to the present invention includes bending portions on both side end portions inward in the center axis direction, and accommodates a roller and a retainer between the bending portions. In the method of manufacturing a shell-type roller bearing, a cage is housed between the two side ends, a hardening treatment is performed on the whole, and then rollers are inserted from the inside of the cage to be held and integrated.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a method for manufacturing a shell type roller bearing according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 (a) to 1 (f) sequentially show the steps of manufacturing a shell type roller bearing according to the present invention. The shell type roller bearing manufactured by the manufacturing steps shown in FIG. 1 is almost the same as that shown in FIG. A bearing having a similar structure and a known structure is shown. Therefore, although the description of the structure of this bearing is omitted here, the shell
[0017]
At the time of manufacturing the shell type roller bearing according to the present invention, the
[0018]
After the insertion of the
[0019]
Next, as shown in FIG. 1D, the
[0020]
Next, as shown in FIG. 1 (e) and also in FIG. 3, the
[0021]
In this rolling bearing, the width of the
[0022]
The difference between the diameter D of the
[0023]
By inserting the
[0024]
In addition to the above embodiments, the present invention can be applied to various types of shell roller bearings, including the shell type needle bearings as described above. For example, as shown in FIG. The inner peripheral end of the first
[0025]
The present invention can be further carried out in various modes.For example, when inserting the rollers into the roller holding gap of the cage, the outer diameter of the roller holding gap is adjusted so as not to perform the above-described press-fitting. Even if it is set, it is integrated by the temporary roller temporary holding means for the roller holding gap, and when installing the shell type roller bearing into various devices, after inserting one end into the bearing installation space, the temporary holding The present invention can be applied in another mode by employing means such as removing the means, and can be implemented in other various modes.
[0026]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the outer ring may be subjected to a hardening process such as quenching after bending the end portion, and the bending process can be performed while the material is soft, so that the outer ring can be easily formed. The bending process can be performed, and the occurrence of cracks in the bent portion of the outer ring can be prevented. Also, there is no increase in the number of steps such as those in which a softening treatment such as tempering is performed so that quenching can be easily performed after the hardening treatment.
[0027]
Further, there is no need to apply plating to a portion to be bent later during the curing process so that the portion is not affected by the curing process. Can be prevented, the burden of plating waste liquid treatment can be avoided, the cause of cost increase can be eliminated, and the environmental load can be reduced. In addition, although the entire hardening process is performed after incorporating rollers and cages into the conventional outer ring, it is difficult to remove the scale caused by heat treatment, and it is also possible to correct when the rollers are deformed by heat treatment. It is possible to solve the problems such as not being possible.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are sectional views sequentially showing an embodiment of a method of manufacturing a shell type roller bearing according to the present invention, wherein FIG. 1A is a sectional view showing a state in which a cage is inserted into an outer ring, and FIG. It is sectional drawing which shows the state which bent the edge part, (c) is sectional drawing which shows the state which accommodated the retainer in the outer ring, and was assembled, (d) is sectional drawing which shows a hardening process and a washing | cleaning process, (e) is a cross-sectional view showing a state in which the rollers are incorporated into the cage, and (f) is a cross-sectional view showing the state of a finished product of the shell type roller bearing.
FIGS. 2A and 2B are partial cross-sectional views showing a state in which the rollers in the embodiment are incorporated in a holder and a state in which a shell-type roller bearing is used. FIG. (B) is an enlarged sectional view showing a state in which rollers are incorporated in the retainer, and (c) is a partial sectional view showing a state in which all rollers are incorporated in the retainer. FIG. 4D is a partial cross-sectional view showing a state of use of the manufactured shell-type bearing.
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the rollers in the embodiment are incorporated into a holding body.
FIG. 4 is a sectional view showing another embodiment of the shell type roller bearing manufactured according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a conventionally used shell-type roller bearing, in which (a) is a cross-sectional view taken along the line BB of (b), and (b) is an AA diagram of (a). It is sectional drawing of a part.
FIG. 6 is a perspective view of a retainer.
7A and 7B are cross-sectional views sequentially showing a method of manufacturing a conventional shell-type roller bearing, in which FIG. 7A is a cross-sectional view showing a state in which an outer ring is hardened, and FIG. 7B is a partly softened part of the outer ring. FIG. 3C is a cross-sectional view showing a state in which the roller and the retainer are assembled into the outer ring, FIG. 4D is a cross-sectional view showing a state in which the end of the outer ring is bent, and FIG. FIG. 2 is a sectional view showing a finished product of a shell type roller bearing.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記両折曲部間にころと保持器を収容するシェル型ころ軸受の製造方法において、
前記両側端部間に保持器を収納して全体に硬化処理を施し、
その後保持器の内側からころを挿入して保持させ一体化したことを特徴とするシェル型ころ軸受の製造方法。Equipped with a bent part toward the center axis direction inside at both ends,
In a method for manufacturing a shell-type roller bearing for accommodating a roller and a cage between the two bent portions,
A hardening process is applied to the entire housing by storing the cage between the both end portions,
A method of manufacturing a shell-type roller bearing, wherein rollers are inserted from the inside of the cage and held and integrated thereafter.
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