JP2007009989A - 円錐ころ軸受用保持器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 材料歩留の向上及び金型費の節減を図ることができるとともに精度の安定した製造を行うことができる円錐ころ軸受用保持器及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 円錐ころ軸受用保持器１６は、板状母材３０にポケット２２を形成するためのポケット形成用孔３１及び幅方向一端縁３２を加工して、板状母材３０の幅方向他端縁３３に長手方向に直線的に延びる直線部３４と、幅方向一端縁３２に長手方向に湾曲して延びる波型部３５を構成し、ポケット形成用孔３１の柱部を構成する部位に対して、円錐ころ１５が接触する部分を面押し、プレス工程によって波型部３５を引伸ばし、板状母材３０の両端部３９を溶接することで、直線部３４が小径リング部１９を、波型部３５が大径リング部２０をそれぞれ構成する円錐台形状に形成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、円錐ころ軸受用保持器及びその製造方法に関する。

従来の円錐ころ軸受用保持器の製造方法として、板金から扇状のブランクを、円錐ころを入れるためのポケット用の各孔と共に、数枚ずつまとめて打抜きし、環状成形前のワークとして用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、他の従来の円錐ころ軸受用保持器の製造方法として、帯鋼を所定の長さに切断し、円錐ころを入れるためのポケット孔を長方形にして明け、大径リング部となる側のポケット開口部を圧延することで、扇状のブランクを形成するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開昭５７−０７９３２７号公報 特開２００５−０９８４１３号公報

ところで、上記特許文献１では、長方形の素材から扇状のブランクを打抜くため、材料歩留が悪く、また、抜き型は扇状に全体を打抜く必要があるため、特に、大型の保持器を作成する際にはコスト面で不利になりうるという問題点があった。

また、上記特許文献２では、圧延した際に、材料が全長方向にも伸びるために、ポケットにおける周方向長さが不安定になる場合がある。この場合、必要な周方向長さを得るためには、圧延する際の潰し量が制限を受けるので、その結果、形状によっては強度の確保が難しい。

さらに、円筒状に形成した後に大径リング部となる側のポケット開口部を圧延する場合には、各ポケットに対して同時に潰しを行えないために、別々に潰し加工を行わなければならない。その結果、大径リング部の加工中の変形量が不均一になり、必要な精度を確保し難い。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、材料歩留の向上及び金型費の節減を図ることができるとともに精度の安定した製造を行うことができる円錐ころ軸受用保持器及びその製造方法を提供することにある。

本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
（１） 小径リング部と、大径リング部と、該小径及び大径リング部と連結する複数の柱部とを備え、複数の円錐ころをそれぞれ保持するための複数のポケットが形成される、円錐ころ軸受用保持器の製造方法であって、
板部材に前記ポケットを形成するための孔及び幅方向一端縁を加工し、該板部材の幅方向他端縁に長手方向に直線的に延びる直線部と、前記幅方向一端縁に該長手方向に湾曲して延びる波型部とを構成する工程と、
前記孔の前記柱部を構成する部位に対して、前記円錐ころが接触する部分を面押しする工程と、
前記波型部を引伸ばすプレス工程と、
前記板部材の長手方向両端部を溶接する工程と、
を備え、
前記保持器は、前記直線部が前記小径リング部を、前記波型部が前記大径リング部をそれぞれ構成する円錐台形状に形成され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） 前記保持器は、断面略台形状の工具を用いた前記プレス工程により前記波型部を引伸ばすことで前記板部材を扇状に形成した後、扇状の前記板部材を環状に湾曲させ、さらに前記溶接工程により湾曲された前記板部材の長手方向両端部を溶接することで前記円錐台形状に形成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） 前記保持器は、前記板部材を円筒状に湾曲させた後、前記溶接工程により湾曲された前記板部材の長手方向両端部を溶接し、さらに前記プレス工程により前記幅方向一端縁の直径を広げて前記波型部を引伸ばすことで前記円錐台形状に形成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。
（４） 前記プレス工程は、円錐形状の金型によって前記波型部を引伸ばすことを特徴とする（３）に記載の円錐ころ軸受用保持器の製造方法。
（５） 前記板部材は帯状に形成されており、
前記孔及び前記幅方向一端縁を加工した後に、前記帯状の板部材を所定の長さを有する略長方形状に切断する工程を備えることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の円錐ころ軸受用保持器の製造方法。
（６） （１）〜（５）に記載の方法によって製造されることを特徴とする円錐ころ軸受用保持器。

本発明の円錐ころ軸受用保持器の製造方法によれば、板部材にポケットを形成するための孔及び幅方向一端縁を加工して、板部材の幅方向他端縁に長手方向に直線的に延びる直線部と、幅方向一端縁に長手方向に湾曲して延びる波型部を構成し、プレス工程によって波型部を引伸ばすようにしたので、板部材に対して肉厚方向の圧延を行わずにポケットを形成することができ、材料歩留まりが良く、且つ、精度の安定した製造を行うことができる。

また、板部材は帯状に形成されており、孔及び幅方向一端縁を加工した後に、帯状の板部材を所定の長さを有する略長方形状に切断するので、孔及び幅方向一端縁の加工工程やプレス工程に使用されるパンチ等の金型が型番に対して１組で済み、金型費を節減することができる。

以下、本発明の各実施形態に係る円錐ころ軸受用保持器及びその製造方法について図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態である円錐ころ軸受用保持器を装着する円錐ころ軸受１０は、ハウジング（図示せず）が外嵌され、内周面に円錐内面状に傾斜した外輪軌道面１２を有する外輪１１と、回転軸（図示せず）が内嵌され、外周面に円錐外面状に傾斜した内輪軌道面１４を有する内輪１３と、外輪１１の外輪軌道面１２と内輪１３の内輪軌道面１４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１５と、外輪１１の外輪軌道面１２と内輪１３の内輪軌道面１４との間に組込まれた円錐ころ軸受用保持器である環状の保持器１６と、を備える。

外輪１１の外輪軌道面１２と、内輪１３の内輪軌道面１４と、円錐ころ１５とは、それぞれの円錐面の延長上の頂点が軸線上の１点に集まるように設定されている。

内輪１３には、内輪軌道面１４の大径側端部に大径側つば部１７が、小径側端部に小径側つば部１８がそれぞれ形成されている。円錐ころ１５は、円錐台形の大径側を大径側つば部１７側に向けて、外輪軌道面１２と内輪軌道面１４間に配置され、大径側つば部１７と小径側つば部１８とによりアキシアル方向の移動を規制されている。

図１及び図２に示すように、保持器１６は、小径リング部１９と、大径リング部２０と、小径及び大径リング部１９，２０に連結する複数の柱部２１と、を備えて略円錐台形状に形成される。また、保持器１６には、小径リング部１９、大径リング部２０、及び隣接する柱部２１によって、複数の円錐ころ１５をそれぞれ保持するための複数のポケット２２が等間隔で形成される。

また、保持器１６は、製造時に長手方向両端部同士が溶接によって接合される接合部２３を有し、ポケット２２の円周方向両側には、後述する面押しによって成形されるテーパ面３８をそれぞれ有する。

このような形状を有する保持器１６は、図２（ｂ）に示すように、小径リング部１９側で外径Ｄ１、大径リング部２０側で外径Ｄ１より大きい外径Ｄ２、及び、傾斜面の長さＬ１を有し、また、ポケット２２は、円錐ころ１５に対応して、長さＬ２の小径リング部側内面２４、長さＬ３の大径リング部側内面２５、長さＬ４の柱部側内面２６，２６によって画成される。

次に、図３〜４を参照して、保持器１６の製造方法について説明する。まず、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、帯状の板部材である板状母材３０に対して、ポケット２２を形成するためのポケット形成用孔３１及び幅方向一端縁３２を打抜き加工する。板状母材３０は、合金鋼を素材として、所定の肉厚と、保持器１６の傾斜面の長さと同一の幅Ｌ１を有する。

この打抜き工程では、帯状の板状母材３０がパンチ台８１上に等ピッチで連続的に供給され、所定の形状のパンチ８２がパンチ台８１に形成された孔８１ａに対して進退可能に設けられている。パンチ８２は、一辺が凹面状の湾曲部８３ａをなす四辺形状の第１部分８３と、この第１部分８３の長手寸法と略同一寸法を有し、湾曲部８３ａに相似する凸面状の湾曲部８４ａを一辺に有する部分円形状の第２部分８４とを備える。そして、このパンチ８２を用いて打抜くことで、板状母材３０からこれら第１及び第２部分８３，８４に対応する２つの切除部分８５，８６が除去される。

そして、パンチ８２をパンチ台８１から後退させ、板状母材３０をストロークＬ５だけ長手方向に搬送し、柱部２１を成形するための柱部形成部３６を残しながら、複数のポケット形成用孔３１及び幅方向一端縁３２を順次打抜いて行く。

これにより、板状母材３０には、幅方向他端縁３３に長手方向に直線的に延びる直線部３４と、幅方向一端縁３２に長手方向に湾曲して延びる波型部３５と、所定の間隔を持って連続する柱部形成部３６と、を有し、連続する複数のポケット形成用孔３１が設けられる帯状の第１中間部材３７が構成される。

図３（ｃ）に示すように、帯状の第１中間部材３７が形成されると、この第１中間部材３７における柱部形成部３６の両側部に面取り状の型押し（図示せず）が等ピッチで面押しされ、ポケット形成用孔３１の円周方向両側で円錐ころ１５が接触する部分にテーパ面３８が形成される。その後、図３（ｄ）に示すように、第１中間部材３７は、所定の長さＬ６を有する略長方形状となるように、柱部形成用板３６の長手方向中心位置Ａ１で切断される。

次に、図３（ｅ）に示すように、波型部３４を引伸ばすプレス工程が実行される。このプレス工程では、工具（図４参照。）８９を用いて、所定の長さＬ６に切断された第１中間部材３７における波型部３５をそれぞれ引伸ばして引伸部４０を形成する。

図４に示すように、工具８９は、断面略台形状をなし、下面９０が、大きい湾曲率で凸状になっている。この工具８９は、ポケット形成用孔３１に挿入されてから、下面９０を波型部３５に圧接させて、引伸部４０を形成する。工具８９によって波型部３５が引伸ばされた引伸部４０は、直線部３４に比べて長さが長くなるため、扇状をなす第２中間部材４１が得られる。

そして、扇状の第２中間部材４１を環状に湾曲し、図３（ｆ）に示すように、湾曲された第２中間部材４１に対して接合工程が実行される。この接合工程では、切断工程において切断された長手方向両端部３９，３９を溶接することで、図２（ａ）及び（ｂ）に示す保持器１６が得られる。

上述したように、第１実施形態の円錐ころ軸受用保持器１６及びその製造方法によれば、板状母材３０にポケット２２を形成するためのポケット形成用孔３１及び幅方向一端縁３２を加工して、板状母材３０の幅方向他端縁３３に長手方向に直線的に延びる直線部３４と、幅方向一端縁３２に長手方向に湾曲して延びる波型部３５を構成し、プレス工程によって波型部３５を引伸ばすようにしたので、板状母材３０に対して肉厚方向の圧延を行わずにポケット２２を形成することができ、材料歩留まりが良く、且つ、精度の安定した製造を行うことができる。

また、本実施形態によれば、保持器１６は、断面略台形状の工具８９を用いたプレス工程により波型部３５を引伸ばすことで第１中間部材３７を扇状に形成した後、扇状の第２中間部材４１を環状に湾曲させ、さらに溶接工程により湾曲された第２中間部材４１の長手方向両端部３９，３９を溶接することで円錐台形状に形成されるので、圧延による部分的な強度低下の影響を受けることがないと共に、大径リング部２０の長さが工具８９の大きさに委ねられるので、大径リング部２０を安定して高精度に成形することができる。

さらに、本実施形態では、板状母材３０は帯状に形成されており、ポケット形成用孔３１及び幅方向一端縁３２を加工した後に、帯状の板状母材３０を所定の長さを有する略長方形状に切断するので、連続的に連なる帯状の板状母材３０から保持器１６に必要なポケット２２の数に応じてポケット形成用孔３１及び幅方向一端縁３２を連続的に明けることができ、材料歩留まりが良く、保持器１６のポケット２２の数や外径に変更が生じた場合であっても容易に対処することができる。また、ポケット形成用孔３１及び幅方向一端縁３２の加工工程やプレス工程に使用されるパンチ８２等の金型が型番に対して１組で済み、金型費を節減することができる。

また、上記方法によって製造される本実施形態の円錐ころ軸受用保持器１６によれば、小径リング部１９及び大径リング部２０の長さが安定しているために、円錐ころ軸受１０に装着されることで、ポケット２２内に円錐ころ１５を安定的に保持して、焼付き等の支障を起すことなく円滑な運転を実現して、長期的に高品質を保障することができる。

（第２実施形態）
次に、図５を参照して本発明の第２実施形態に係る円錐ころ軸受用保持器及びその製造方法について説明する。なお、第１実施形態と同等部分については、同一符号を付して、説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態の円錐ころ軸受用保持器の製造方法では、第１実施形態と同様に、図５（ａ）〜（ｄ）に示す打抜き工程、面押し工程及び切断工程が行われ、図５（ｅ），（ｆ）に示すように、切断後、接合工程及びプレス工程の順に行われる。接合工程では、第１中間部材３７は、円筒状に湾曲され、切断工程において切断されて形成された長手方向両端部３９，３９を溶接することで接合させて第２中間部材４１´を形成する。

その後、プレス工程は、図５（ｆ）に示すように、円錐形状の第１，第２金型９１，９２を用いて行われる。第１金型９１は内周側に配置され、第２金型９２は外周側に配置され、第２中間部材４１´を挟み込むように第１金型９１を第２金型９２に向けてフィードさせることで、幅方向一端縁（図５（ｅ）参照。）３２の直径を広げて波型部３５を引伸ばし、円錐台形状に加工された保持器１６を得る。

従って、第２実施形態の円錐ころ軸受用保持器１６の製造方法によれば、保持器１６は、板状母材３０を円筒状に湾曲させた後、溶接工程により湾曲された板状母材３０の長手方向両端部３９を溶接し、さらにプレス工程により幅方向一端縁３２の直径を広げて波型部３５を引伸ばすことで円錐台形状に形成されるので、プレス工程の１工程で円筒形状から円錐台形状に形成することができ、各波型部３５の引伸ばしが同時に行われ、製造時間の短縮とより均一なポケット２２の形状を与えることができる。

また、プレス工程は、円錐形状の第１，第２金型９１，９２によって波型部３５を引伸ばすので、単純な形状の金型を用いることによる、更なる金型費の節減を得ることができる。

さらに、上記方法によって製造される本実施形態の円錐ころ軸受用保持器１６によれば、各ポケット２２における小径側リング部側内面２４の長さＬ２及び大径リング部側内面２５の長さＬ３を、全体として誤差なく安定して形成することができる。これにより、保持器１６を円錐ころ軸受１０に装着することで、ポケット２２内に円錐ころ１５を安定的に保持して、焼付き等の支障を起すことなく円滑な運転を実現して、長期的に高品質を保障することができる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
例えば、図６（ａ），（ｂ）に示す切断工程の変形例のように、第１中間部材３７において、切断する位置を、ポケット形成用孔３１の中心位置Ｂ１に設定して長手方向両端部３９´，３９´を与えるように設定しても同様に円錐ころ軸受用保持器１６を製造することができる。

また、保持器１６は、図７に示す変形例のように、大径リング部２０に垂直面２０´を有するようにしても良い。

さらに、本実施形態では、ポケット形成用孔３１の一辺が凹状となるようにしてポケット形成用孔３１と幅方向一端縁３２を打抜き加工しているが、一辺が凸状となるポケット形成用孔３１と、隣接するポケット形成用孔３１間における幅方向一端縁３２とを打抜くことで直線部と波型部を構成し、波型部の凸部分を引き伸ばすようにした場合も本発明に含まれる。

また、本実施形態では、帯状の板状母材３０から、パンチ８２によってポケット形成用孔３１及び幅方向一端縁３２を一ヶ所ずつ打抜き、長手方向にスライドさせながら加工した後、所定の長さを有する略長方形状に切断するようにしたが、所定の長さを有する板状母材を用意し、ポケット形成用孔３１及び幅方向一端縁３２を加工する第１及び第２部材８３，８４を所定数用意したパンチによって板状母材を打抜き、幅方向にスライドさせて加工してもよい。これにより、ポケット形成用孔３１及び幅方向一端部３２の加工と切断工程を同時に行うようにしてもよい。

本発明の第１実施形態である円錐ころ軸受用保持器を装着する円錐ころ軸受の半断面図である。 （ａ）は、図１に示した円錐ころ軸受用保持器の外観斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の正面図である。 本発明の第１実施形態である円錐ころ軸受用保持器の製造方法を示し、（ａ）は打抜き工程を説明するための断面図、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は面押し工程を説明するための平面図、（ｄ）は切断工程を説明するための平面図、（ｅ）はプレス工程を説明するための平面図、（ｆ）は接合工程を説明するための断面図である。 プレス工程に用いる工具の外観斜視図である。 本発明の第２実施形態である円錐ころ軸受用保持器の製造方法を示し、（ａ）は打抜き工程を説明するための断面図、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は面押し工程を説明するための平面図、（ｄ）は切断工程を説明するための平面図、（ｅ）は接合工程を説明するための平面図、（ｆ）はプレス工程を説明するための断面図である。 （ａ），（ｂ）は本発明に係る円錐ころ軸受用保持器の製造方法における切断工程の変形例を示す平面図である。 本発明に係る円錐ころ軸受用保持器における変形例を示す正面図である。

符号の説明

１０ 保持器（円錐ころ軸受用保持器）
１５ 円錐ころ
１９ 小径リング部
２０ 大径リング部
２１ 柱部
２２ ポケット
３０ 板状母材（板部材）
３１ ポケット形成用孔（孔）
３２ 幅方向一端縁
３３ 幅方向他端縁
３４ 直線部
３５ 波型部
８２ パンチ
８９ 工具
９１ 第１金型（金型）
９２ 第２金型（金型）

Claims (6)

1. 小径リング部と、大径リング部と、該小径及び大径リング部と連結する複数の柱部とを備え、複数の円錐ころをそれぞれ保持するための複数のポケットが形成される、円錐ころ軸受用保持器の製造方法であって、
   板部材に前記ポケットを形成するための孔及び幅方向一端縁を加工し、該板部材の幅方向他端縁に長手方向に直線的に延びる直線部と、前記幅方向一端縁に該長手方向に湾曲して延びる波型部とを構成する工程と、
   前記孔の前記柱部を構成する部位に対して、前記円錐ころが接触する部分を面押しする工程と、
   前記波型部を引伸ばすプレス工程と、
   前記板部材の長手方向両端部を溶接する工程と、
   を備え、
   前記保持器は、前記直線部が前記小径リング部を、前記波型部が前記大径リング部をそれぞれ構成する円錐台形状に形成され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. 前記保持器は、断面略台形状の工具を用いた前記プレス工程により前記波型部を引伸ばすことで前記板部材を扇状に形成した後、扇状の前記板部材を環状に湾曲させ、さらに前記溶接工程により湾曲された前記板部材の長手方向両端部を溶接することで前記円錐台形状に形成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. 前記保持器は、前記板部材を円筒状に湾曲させた後、前記溶接工程により湾曲された前記板部材の長手方向両端部を溶接し、さらに前記プレス工程により前記幅方向一端縁の直径を広げて前記波型部を引伸ばすことで前記円錐台形状に形成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。
4. 前記プレス工程は、円錐形状の金型によって前記波型部を引伸ばすことを特徴とする請求項３に記載の円錐ころ軸受用保持器の製造方法。
5. 前記板部材は帯状に形成されており、
   前記孔及び前記幅方向一端縁を加工した後に、前記帯状の板部材を所定の長さを有する略長方形状に切断する工程を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の円錐ころ軸受用保持器の製造方法。
6. 請求項１〜５に記載の方法によって製造されることを特徴とする円錐ころ軸受用保持器。

Images