JP2006138372A - ころ軸受用保持器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】保持器を幅方向に短縮化可能となし、かつ、保持器高さを小型化可能とすること。
【解決手段】本保持器１０は、窓孔１３の円周方向で対向する両柱部１２が幅方向に交互に屈曲された複数の屈曲部１５ａ，１５ｂ，１５ｃを備え、これら屈曲部に窓孔内に突出するころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃを備え、屈曲部が断面Ｒ形状とされて、その保持器厚み方向の先端部分が該先端に向けて細幅となる断面形状に構成され、かつ、該先端部分が塑性変形加工により窓孔内に突出した状態に延伸されて上記ころ止め部とされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、針状ころ軸受や円筒ころ軸受用の保持器およびその製造方法に関する。

図１２を参照して従来のころ軸受用保持器１００を説明する。図１２は窓孔１０１において円周方向で対向する両柱部１０１の一方の断面形状が示されている。他方の柱部の形状も同様である。柱部１０１は、保持器幅方向に交互に屈曲されてころＰＣＤを保持器厚み方向に挟む複数の屈曲部１０２〜１０４を備え、これら屈曲部１０２〜１０４に窓孔１０１内に爪状ないしは舌片状に突出するころ止め部１０５〜１０７を備え、これらころ止め部１０５〜１０７によりころ１０８を窓孔１０１内に保持するようになっている（特許文献１、２参照。）。

以上に述べた従来の保持器１００の構成によれば、その製造工程の中に、幅方向交互に断面Ｗ形状に屈曲した鋼板製の環状ブランクから窓孔１０１を打ち抜き成形する窓孔成形工程がある。この工程においては、ころ止め部１０５〜１０７が屈曲部１０２〜１０４の一部に対して窓孔１０１に向けて同時に突出成形されるようになっているから、屈曲部１０２〜１０４にはころ止め部１０５〜１０７の成形のために保持器幅方向に比較的長い平坦領域が必要となる。そのため、屈曲部１０２〜１０４の保持器幅方向の相互間隔が長くなり、ころ止め部１０５〜１０７の保持器幅方向の相互間隔を短くすることに限界を来し、その限界を超えて保持器幅方向の窓幅を短くし、ころ長さがより短いころ（短寸ころ）を保持できる保持器を製造することは難しい。また、従来の保持器構成では、ころ止め部１０５〜１０７の相互間隔をＤとし、板厚をＴとすると、２Ｔ＋Ｄの保持器厚み（高さ）が必要となり、ころ径に応じて上記間隔Ｄを短くできても、保持器厚みを２Ｔ以下にはできず、この２Ｔが保持器の厚み方向での小型化の限界となり、これ以上の小型化を図ることは難しい。
実開昭６４−５５３２２号公報 実開平０３−５１２２５号公報

したがって、本発明により解決すべき課題は、ころ長さが短いころを保持できるよう保持器を幅方向により短縮化可能となし、かつ、同一ころ径のころを保持するにあたり、保持器高さをより小型化可能とすることにある。

本発明によるころ軸受用保持器は、窓孔の円周方向で対向する両柱部が保持器幅方向に交互に屈曲されてころＰＣＤを保持器厚み方向に挟む複数の屈曲部を備え、この屈曲部に窓孔内に突出するころ止め部を備えたころ軸受用保持器において、上記屈曲部の保持器厚み方向の先端部分が、該先端に向かう程細幅になる断面形状に構成され、かつ、該先端部分が塑性変形加工により窓孔内に突出した状態に延伸されて上記ころ止め部とされていることを特徴とするものである。

屈曲部は断面Ｒ（アール）形状であることが好ましい。屈曲部がＲ形状であれば、その先端部分もＲ形状となる。この場合、屈曲部全体が必ずしも断面Ｒ形状でなくても、少なくともその先端部分だけを断面Ｒ形状としてもよい。

先端部分を塑性変形させる領域は、保持器素材の板厚未満であることが好ましい。

屈曲部の保持器厚み方向の先端部分の断面は、該先端に向けて細幅となる断面形状であればよく、この断面形状には、例えば、断面円弧形状、断面楕円形状、等があるが、この断面形状に限らず、断面三角形状等も含むことができる。

本発明の保持器においては、ころ止め部が形成される屈曲部の先端部分が該先端に向けて細幅形状に構成されているから、ころ止め部をより先端部分に形成すれば、それだけころ止め部の保持器幅方向の長さを短くでき、これによってころ止め部の形成に必要とする屈曲部の保持器幅方向の領域も狭く、小さくすることが可能となる。その結果、本発明の保持器では、保持器幅方向の長さ寸法を短くして、保持器幅方向のころ止め部を相互に近づけることが可能となり、従来ではなし得なかった、よりころ長さが短いころ（短寸ころ）を有効に保持させることが可能となる。

また、本発明の保持器においては、屈曲部の先端部分にころ止め部を設ける形態であるから、屈曲部全体にころ止め部を設ける形態と比較して、保持器厚み方向のころ止め部の対向距離が同一であっても、従来の保持器よりも保持器高さを小型化することができる。詳しく説明すると、本発明の保持器においては、ころ止め部の相互間隔をＤとし、板厚をＴとすると、ころ止め部が屈曲部の最先端で肉厚を薄くすると、保持器厚みをＤ≒２Ｔとすることが可能となり、従来の保持器厚みの小型化限界を超えて、保持器素材の板厚２枚分弱程度の小型化を図ることも可能となる。

さらに、本発明では、屈曲部の先端部分のみを塑性変形加工により窓孔内に突出した状態に延伸するから、ころ止め部の成形領域が小さくなり、これにより、その変形に要する加工力が小さく済み、これに伴い、ころ止め部の成形時の精度悪化を避けることができる。

本発明のころ軸受用保持器によれば、従来よりもより短寸のころを保持することが可能であり、また、従来の保持器と同等程度にころ止め機能を確保しつつ従来の保持器よりも、より保持器の小型化を達成することができる。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態に係るころ軸受用保持器（保持器という）を詳細に説明する。

図１ないし図９は、本発明の一実施の形態に係るスラストころ軸受用保持器に係り、図１は、保持器の平面図、図２は、図１の保持器の部分拡大斜視図、図３は、図１の保持器の部分拡大展開平面図、図４は、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図５ないし図８は実施の形態の保持器の製造方法の説明に供する図である。図９は、実施の形態の保持器におけるころ止め部の各形成例を示す図である。

実施の形態の保持器１０は、スラストころ軸受用であり、プレス成形される、いわゆるプレス保持器である。保持器１０は、半径方向内外で同心の円環状リブ部１１を備える。両円環状リブ部１１は、保持器幅方向（半径方向）に間隔をあけて対向している。複数の柱部１２は、両円環状リブ部１１に両端部が一体連結され、円周方向等間隔で保持器中心から放射状に列設されている。窓孔１３は、円環状リブ部１１と円周方向で対向する二つの柱部１２とが囲むスペース（空孔部）により、保持器幅方向に長窓形に形成されている。ころ１４は、窓孔１３それぞれに、その長窓方向にころの長さ方向が沿う形態で、個別に挿入されて保持されている。

以上の構成において、窓孔１３の半径方向で対向する両辺は、両円環状リブ部１１の保持器幅方向で対向する内面により、また、窓孔１３の円周方向で対向する両辺は、両柱部１２の円周方向で対向する内面により構成されている。

窓孔１３の円周方向で対向する両柱部１２は、保持器幅方向に交互に屈曲されてころＰＣＤ（ころ１４の中心を結ぶ円線ＣＬの直径）を保持器厚み方向に挟む複数の屈曲部１５ａ，１５ｂ，１５ｃを備え、この屈曲部１５ａ，１５ｂ，１５ｃに窓孔１３内に突出するころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃを備える。

柱中央屈曲部１５ａとそれの保持器幅方向両側の柱端部屈曲部１５ｂ，１５ｃとの間は、保持器幅方向に対して傾斜した柱傾斜部１７ａ，１７ｂで連接され、柱端部屈曲部１５ｂ，１５ｃと円環状リブ部１１，１１との間は、保持器幅方向に対して傾斜した柱傾斜部１８ａ，１８ｂで連接されている。この構成により窓孔１３の両内面は断面Ｗ形状をなしている。

以上の構成において、屈曲部１５ａ，１５ｂ，１５ｃは断面Ｒ形状とされており、その保持器厚み（高さ）方向の先端部分（図９（ａ）の円Ｘ，Ｙ，Ｚで囲む拡大図部分で符号で１５ａ´，１５ｂ´，１５ｃ´で示される仮想線部分）は、屈曲部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの上記断面Ｒ形状により、該先端に向けて細幅となる断面形状に構成され、かつ、該先端部分が塑性変形加工により窓孔１３内に突出した状態に延伸されてころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃとされている。ころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃにおいて、柱中央部側のころ止め部１６ａはころＰＣＤよりも保持器厚み（高さ）方向一方においてころ１４の一半側を保持し、保持器厚み（高さ）方向一方へのころ落ちを防止している。同様に、ころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃにおいて、柱端部側のころ止め部１６ｂ，１６ｃはころＰＣＤよりも保持器厚み（高さ）方向他方においてころ１４の他半側を保持し、保持器厚み（高さ）方向他方へのころ落ちを防止している。

図５ないし図８を参照して実施の形態の保持器１０の製造方法を説明する。図５（ａ）はブランキング工程における環状ブランクの部分斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図６（ａ）は屈曲部成形工程における環状ブランクの部分斜視図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図７（ａ）は窓孔成形工程における環状ブランクの部分斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図、図８（ａ）はころ止め部成形工程における環状ブランクの部分斜視図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。

この製造方法の工程は、ブランキング工程、屈曲部成形工程、窓孔成形工程、およびころ止め部成形工程を含む。

まず、ブランキング工程により、ＳＰＣＣやＳＣＭ４１５等の素材鋼板（図示略）から環状ブランク２０が、図５（ａ）（ｂ）で示すように打ち抜かれる。

次いで、上記環状ブランク２０は、屈曲部成形工程により、図６（ａ）（ｂ）で示すようにブランク幅方向に沿って複数の屈曲部１５ａ，１５ｂ，１５ｃを備えた屈曲形状に成形される。これら屈曲部１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、ブランク厚み方向先端側に向かう程細幅となる断面Ｒ形状となっている。この屈曲部成形工程により、環状ブランク２０の断面はＷ形状をなしている。

次いで、窓孔成形工程により、環状ブランク２０に図７（ａ）（ｂ）で示すように円周方向に複数の窓孔１３…が打ち抜かれる。

最後に、ころ止め部成形工程により、図８（ａ）（ｂ）で示すように上成形金型（押圧用パンチ）２１と下成形金型（ダイス）２２とを用いて、窓孔１３近傍において、屈曲部１５ａ，１５ｂ，１５ｃのブランク厚み方向先端部分が窓孔１３に向けて塑性加工により延伸されてころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃが成形される。上成形金型２１は、環状ブランク２０にころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ成形のために下面に平坦部２１ａを備える。また、下成形金型２２は、環状ブランク２０の内周面形状に沿う２つの凹状成形金型面２２ａ，２２ｂとそれらの内底面それぞれに凹状平坦部２２ｃ，２２ｄとを備える。これら平坦部２１ａや凹状平坦部２２ｃ，２２ｄの形状は、ころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃの窓孔１３への必要突出量に対応して設定することができる。

下成形金型２２上に環状ブランク２０を配置し、下成形金型２２の凹状成形金型面２２ａ，２２ｂの内底面それぞれの凹状平坦部２２ｃ，２２ｄと上成形金型２１の平坦部２１ａとでブランク２０の屈曲部１５ａ，１５ｂ，１５ｃそれぞれの先端部分１５ａ´，１５ｂ´，１５ｃ´（図９（ａ）参照）を押圧して、ころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃを成形する。

上記実施形態では、ころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃを同時成形するものであるが、下成形金型に凹状平坦部２２ｃ，２２ｄを設けず、上成形金型（パンチ）２１のみでころ止め部を成形するよう、ころ止め部１６ａと、ころ止め部１６ｂ，１６ｃとは別工程で行ってもよい。

なお、ころ止め部成形工程より以降にも、洗浄、浸炭焼入れ、焼き戻し、研磨、表面処理、等の各種製造工程があるが、その説明は省略する。

以上説明した製造方法により製造された実施形態の保持器１０においては、窓孔１３の円周方向で対向する両柱部１２が保持器幅方向に交互に屈曲されてころＰＣＤを保持器厚み方向に挟む複数の屈曲部１５ａ，１５ｂ，１５ｃを備えている。また、屈曲部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの保持器厚み方向の先端部分１５ａ´，１５ｂ´，１５ｃ´は窓孔成形工程前では断面Ｒ形状をなしている。そして、窓孔成形工程では、この先端部分１５ａ´，１５ｂ´，１５ｃ´が塑性変形加工により窓孔１３内に突出した状態に延伸されてころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃとされている。

次に、図９を参照して、実施の形態の保持器１０を図１２に示す従来の保持器１００と比較しつつ説明する。図９（ａ）は、実施の形態の保持器１０において短寸ころの保持が可能な保持器を示し、図９（ｂ）は実施の形態の保持器１０において保持器厚みが小さく薄型とした保持器を示す図である。

図９（ａ）で示すように、実施の形態の保持器１０においては、ころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃが形成される先端部分１５ａ´，１５ｂ´，１５ｃ´（引き出し拡大円Ｘ，Ｙ，Ｚ内で仮想線で示す部分）が該先端に向けて細幅形状となる断面Ｒ形状に構成されているから、ころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃを形成するのに、屈曲部１５ａ，１５ｂ，１５ｃに保持器幅方向に長い平坦部分を設ける必要がなくなる。これによって、実施の形態の保持器１０では、保持器幅を短くしてころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃの相互間隔を従来の保持器よりも大幅に短くすることが可能となり、ころ長さが短いころ（短寸ころ）を保持することができる。

図９（ｂ）で示すように、実施の形態の保持器１０においては、先端部分１５ａ´，１５ｂ´，１５ｃ´が塑性変形加工により窓孔１３内に突出した状態に延伸されてころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃとされているから、ころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃの厚みを屈曲部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの板厚未満とすることができる。これに対してころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃの厚みが屈曲部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの板厚である従来の保持器１００と比較して、同一ころ径のころ１４を保持する保持器厚み（高さ）の小型化を図ることができる。

すなわち、実施の形態の保持器１０においては、ころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃの相互間隔をＤとし、板厚をＴとすると、保持器厚みは、ほぼＤ＋α（αはころ止め部の肉厚で＜＜板厚Ｔ）となり、ころ径に応じて上記間隔Ｄを保持器厚みを最小２Ｔ近くにまで設定することが可能となり従来の保持器厚み（保持器高さ）の小型化限界を超えて、それより小型化を図ることができる。

（他の実施の形態）
（１）図１０（ａ）（ｂ）は、図８（ａ）（ｂ）のころ止め部成形工程の他の変形例を示す図である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。図１０に示すころ止め部成形工程においては、上成形金型２１の内周面２１ａに凸状平坦部２１ｂが設けられている。この図１０に示す下成形金型２２と上成形金型２１とにより、環状ブランク２０の屈曲部１５ａの先端部分１５ａ´を押圧し、窓孔１３内に延伸させてころ止め部１６ａを成形する。この場合、下成形金型２２には平坦部を設けず湾曲（断面Ｒ形状）した面状としておき、ころ止め部１６ａの成形後にワークをひっくり返し、別工程で再度上成形金型により反対側の屈曲部１５ｂ，１５ｃにころ止め部１６ｂ，１６ｃを設けてもよい。
（２）図１１は、本発明の他の実施の形態に係るラジアルタイプの保持器１０の窓孔近傍を拡大して示す図であり、この実施の形態の保持器１０においては、窓孔１３の円周方向で対向する両柱部１２が保持器幅方向（軸方向）に交互に屈曲されてころＰＣＤを保持器厚み方向に挟む複数の屈曲部１５ａ，１５ｂ，１５ｃを備え、各屈曲部１５ａ，１５ｂ，１５ｃに窓孔１３内に突出するころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃを備え、各屈曲部１５ａ，１５ｂ，１５ｃそれぞれの保持器厚み方向（半径方向）の先端部分が該先端に向けて細幅形状（Ｒ形状）に構成され、かつ、該先端部分が塑性変形加工により窓孔内に突出した状態に延伸されてころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃとされたものである。

図１１に示す実施の形態の保持器１０においては、ころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃが形成される屈曲部１５ａ，１５ｂ，１５ｃそれぞれの先端部分が該先端に向けて細幅形状に構成されているから、保持器幅寸法を短くすることができ、ころ長さが短いころを保持することができる。

図１１に示す実施の形態の保持器１０においては、上記先端部分が塑性変形加工により窓孔１３内に突出した状態に延伸されてころ止め部１６ａ，１６ｂ，１６ｃとされているから、従来の保持器よりもその保持器高さをより小型化することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態以外にも、特許請求の範囲に記載した範囲内で種々に変更して実施することができる。

本発明の実施の形態に係るスラストころ軸受用保持器の平面図である。 図１の保持器の部分拡大斜視図である。 図１の保持器の部分拡大展開平面図である。 図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１の保持器の製造方法におけるブランキング工程の説明に供する図である。 図１の保持器の製造方法における屈曲部成形工程の説明に供する図である。 図１の保持器の製造方法における窓孔成形工程の説明に供する図である。 図１の保持器の製造方法におけるころ止め部成形工程の説明に供する図である。 図１の保持器におけるころ止め部の各形成例を示す図である。 図８のころ止め部成形工程の他の変形例を示す図である。 本発明の他の実施の形態に係るラジアルころ軸受用保持器の平面図である。 従来の保持器の断面図である。

符号の説明

１０ ころ軸受用保持器
１１ 円環状リブ部
１２ 柱部
１３ 窓孔
１４ ころ
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 屈曲部
１５ａ´，１５ｂ´，１５ｃ´ 屈曲部の先端部分
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ ころ止め部

Claims (3)

1. 窓孔の円周方向で対向する両柱部が保持器幅方向に交互に屈曲されてころＰＣＤを保持器厚み方向に挟む複数の屈曲部を備え、この屈曲部に窓孔内に突出するころ止め部を備えたころ軸受用保持器において、上記屈曲部の保持器厚み方向の先端部分が該先端に向かう程細幅になる断面形状に構成され、かつ、該先端部分が塑性変形加工により窓孔内に突出した状態に延伸されて上記ころ止め部とされている、ことを特徴とするころ軸受用保持器。
2. 上記屈曲部が断面Ｒ形状である、ことを特徴とする請求項１に記載のころ軸受用保持器。
3. 窓孔の円周方向で対向する両柱部が保持器幅方向に交互に屈曲されてころＰＣＤを保持器厚み方向に挟む複数の屈曲部を備え、この屈曲部に窓孔内に突出するころ止め部を備えたころ軸受用保持器の製造方法において、
   素材鋼板から環状ブランクを打ち抜くブランキング工程と、
   打ち抜かれた環状ブランクを、該ブランク幅方向に屈曲しかつ断面Ｒ形状の複数の屈曲部を備えた屈曲形状に成形する屈曲部成形工程と、
   屈曲形状に成形された環状ブランクに円周方向に複数の窓孔を打ち抜き成形する窓孔成形工程と、
   窓孔の円周方向で対向する屈曲部のブランク厚み方向先端部分を窓孔に向けて塑性加工により延伸させて上記ころ止め部を成形するころ止め部成形工程と、
   を具備したことを特徴とするころ軸受用保持器の製造方法。
   
   

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