JP2009041777A

JP2009041777A - ころ軸受のころ保持器の製造方法

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Publication number: JP2009041777A
Application number: JP2008299434A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Honda; 暁良本田; Masahide Matsubara; 正英松原; Kunio Fukuda; 邦男福田; Hiroyuki Sawai; 弘幸沢井; Toshiyuki Suzuki; 俊之鈴木; Akiyoshi Yamaguchi; 昭義山口
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-06-04
Filing date: 2008-11-25
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2019-06-03
Also published as: JP4743261B2; DE19964525B4; US6425182B1; DE19964525C5; DE19925700A1; US6186669B1; DE19925700C2

Abstract

【課題】ころ保持器の寸法精度を損なわないようにころの転動面と接触する接触面をプレス成形する。
【解決手段】ころを収納する窓孔２１の上面側周縁部１０ａにころの転動面に接触する接触面２４をプレス成形する際に、窓孔２１の下面側周縁部分１０ｂを浮かした状態で隔柱２２の下面２５を受け金型３０で受け、押し金型１１が接触面２４をプレス成形するときに、下面側周縁部１０ｂをプレス方向に変形可能に保持して成形する。これにより、下面側周縁部１０ｂが受け金型３０によって拘束されることなく自由にプレス方向に変形することができるから、隔柱２２の断面積の増減が無く、したがって隔柱２２に伸びが生じることを防止できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ころ軸受のころを保持する金属製のころ保持器の製造方法に関し、より詳しくは、ころを収納する窓孔の周縁部にころの転動面と接触する接触面をプレス成形する際に、ころ保持器の寸法精度を損なわないようにプレス成形する技術に関する。

従来、種々の形式のころ軸受が用いられているが、これらのころ軸受のなかには、鋼板等の金属板からプレス成形されたころ保持器を用いるものがある。

このような金属製のころ保持器の一例を図１１を参照して説明すると、このころ保持器１は、複数のころをそれぞれ収納する複数の窓孔２と、これらの窓孔２をころ軸受の回転軸線方向に挟持する前後一対のフランジ部３，４と、前記窓孔をころ軸受の回転方向に分離する複数の隔柱５とを備えている。そしてこのころ保持器１は、図１２に示したように、ころ軸受の内輪６及び外輪７に接触して転動する複数のころ８を、ころ軸受の回転方向に等間隔に保持する役割を果たしている。

ところで、図１２に示したように、隔柱５の上面５ａ側の窓孔周縁部には、ころ８の転動面と接触する接触面９がそれぞれ成形されている。これらの接触面９は、図１３に模式的に示したように、窓孔２を打ち抜き成形して生じた側面１０を、押し金型１１及び受け金型１２を用いて図示上下方向に圧縮してプレス成形することにより成形したものである。これにより、接触面９の表面を平滑なものとすることができるので、ころ８の転動面を傷付ける不具合を確実に防止することができる。

ところで、上述のころ保持器１の接触面９をプレス成形する際は、どのようなタイプの保持器１であっても保持器１の軸方向と垂直な方向からプレスされるが、押し金型１１が窓孔２の上面側周縁部１０ａを圧縮すると、図１３中に符号Ｓ０で示した部分が圧縮されると同時に、図１３中に符号Ｓ１及びＳ２で示した部分の肉が膨出する。しかしながら、従来のころ保持器１のプレス成形においては、受け金型１２が隔柱５の下面５ｂ全体を受けているため、隔柱５はプレス成形の際に自由に変形することができない。これにより、隔柱５の断面積の減少分Ｓ０に対して、隔柱５の断面積の増加分の総和Ｓ１＋Ｓ２が小さいため、隔柱５には断面積の減少を補償するために自身の延在方向への伸びが生じ、その寸法精度に狂いが生じてしまう。

したがって、従来は、接触面９をプレス成形する際に生じる隔柱５の伸びを減少させるため、押し金型１１のストロークを減少させて接触面９の面積を狭めたり、隔柱５の伸びを予め見込んで隔柱の寸法を設定したりしているが、そのために必要なプレス成形のトライ工数が膨大なものとなる。また、ころ保持器の寸法精度の管理が困難であるため、寸法精度を損なわないでころ保持器を加工することができるプレス成形技術が求められている。

そこで、本発明の目的は、上述した従来技術が有する問題点を解消し、ころを収納する窓孔の周縁部にころの転動面と接触する接触面をプレス成形する際に、ころ保持器の寸法精度を損なわないようにプレス成形可能なころ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、ころ軸受のころを保持する金属製のころ保持器の製造方法において、前記ころを収納する窓孔を周方向にわたって均等に画成する隔柱の外径面側又は内径面側の一方の窓孔周縁部に、前記ころの転動面に接触する接触面をプレス成形し、
前記プレス成形において、前記隔柱の前記外径面側又は内径面側の一方の前記窓孔周縁部を押し金型により押圧するとともに、外径面側又は内径面側の他方の窓孔周縁部が受け金型により押圧方向に拘束されないことを特徴とするころ保持器の製造方法により達成される。

すなわち、本発明によれば、ころ保持器の窓孔の上面側周縁部にころとの接触面をプレス成形する際に、窓孔の外径面側縁部又は内径面側縁部のうちプレス成形されない側の縁部が、受け金型によって拘束されることなく自由にプレス方向に変形することができる。これにより、接触面をプレス成形する際に、ころ保持器の断面積の増減を無くし、ころ保持器の隔柱が自身の延在方向に伸びることを防止することができるから、寸法精度を損なわないようにころ保持器に接触面をプレス成形することができる。

本発明のころ軸受用ころ保持器の製造に用いるプレス金型は、前記ころ保持器の前記ころを収納する窓孔の上面側周縁部に、前記ころの転動面に接触する接触面を圧縮成形する押し金型と、前記押し金型が前記接触面をプレス成形するときに、前記窓孔の下面側周縁部分を浮かした状態で前記ころ保持器の下面を受けて、前記窓孔の下面側周縁部をプレス方向に変形可能に保持する受け金型とを備えることを特徴とする。好ましくは、前記受け金型が、前記押し金型と接触しない一般面から突出して前記ころ保持器の下面に接触する突出部と、前記突出部と前記一般面との間で延びて、前記受け金型側に膨出する前記窓孔の下面側周縁部を受ける傾斜面とを有する。

すなわち、本発明のプレス金型によれば、前記突出部がころ保持器の隔柱の下面と接触する接触幅と前記傾斜面の傾斜角度とを適切に設定することにより、押し金型が窓孔の上面側周縁部を圧縮して減少する断面積と、窓孔の下面側周縁部が受け金型側に膨出して増加する断面積とを等しくし、ころ保持器の隔柱が自身の延在方向に伸びることを防止することができる。

以下、本発明によるころ軸受のころ保持器とその製造方法、及びその製造に用いるプレス金型の各実施形態を、図１〜図１０を参照して詳細に説明する。ここで、図１は本発明に係る第１実施形態のころ保持器を組み込んだころ軸受の断面図、図２は図１に示したころ保持器の要部を拡大して示す断面図、図３は図２に示したころ保持器の製造方法を模式的に示す断面図、図４は図１に示したころ保持器の要部を拡大して示す斜視図、図５は本発明に係る第２実施形態のころ保持器の要部を拡大して示す斜視図、図６は図５中に示したＡ−Ａ破断線に沿ったガイド部の断面図、図７は図５中に示したころ保持器の隔柱の製造方法を模式的に示す断面図、図８は本発明に係る第３実施形態のころ保持器の要部を拡大して示す斜視図、図９は図８中に示したＣ−Ｃ破断線に沿ったガイド部の断面図、図１０は図８中に示したころ保持器の隔柱の製造方法を模式的に示す断面図である。なお、前述の説明と同一の部分には同一の符号を用い、その説明を簡略なものとする。

まず、図１〜図４を参照し、本発明による第１実施形態のころ軸受のころ保持器及びその製造方法について詳細に説明する。図１に示したように、本第１実施形態におけるころ保持器２０は、ころ軸受の外輪６と内輪７に接触して転動する複数のころ８を窓孔２１内にそれぞれ収納することにより、複数のころ８を軸受回転方向に等間隔に保持するためのもので、鋼板等の金属板をプレス成形することにより製造されたものである。また、その全体形状は図１１に示した従来のころ保持器１とほぼ同様であるが、複数の窓孔２１を軸受回転方向に分離する隔柱２２の断面形状が、従来のものとは異なっている。

すなわち、図２に拡大して示したように、前記隔柱２２には、従来のころ保持器１と同様、その上面２３側の窓孔周縁部に、ころ８の転動面と接触する接触面２４がそれぞれプレス成形されている。これに対して、その下面２５側の窓孔周縁部には、ころ保持器２０の一般下面２５よりもころ軸受の回転軸線に対して半径方向内側に突出する膨出部２６がそれぞれ形成され、この点において従来のころ保持器１と異なっている。

次に、図３を参照し、本実施形態のころ保持器２０における隔柱２２をプレス成形する手順について説明する。

図３中に細い実線で示したように、窓孔２１を打ち抜き成形した段階では、隔柱２２の断面形状はほぼ矩形状となっており、かつ窓孔２１に臨む左右一対の側面１０の上面２３側の部分には、窓孔２１を打ち抜き成形した際に生じた破断面が残っている。そこで、窓孔２１の上面側周縁部１０ａを押し金型１１を用いてプレス成形することにより、接触面２４を形成しつつ前記破断面を平滑化する。このとき、隔柱２２の下面２５のうち、幅方向（図示する紙面の左右方向）の中央部のみを受け金型３０で受け、窓孔２１の下面側周縁部１０ｂを前記受け金型３０から浮かした状態で接触面２４をプレス成形する。

このため、受け金型３０は、押し金型１１の下端面と接触しない一般面３１から押し金型１１側に突出し、隔柱２２の下面２５の幅方向中央部を受ける突出部３２と、この突出部３２の先端と前記一般面３１を接続する左右一対の傾斜面３３とを有している。

これにより、隔柱２２に接触面２４をプレス成形する際に、押し金型１１が隔柱２２を受け金型３０側に押圧すると、隔柱２２はその断面形状が変形し、その窓孔２１の下面側周縁部１０ｂはプレス方向、すなわち受け金型３０に向かう方向に自由に変位することができる。これに伴い、窓孔２１の下面側周縁部１０ｂは受け金型３０側に膨出して傾斜面３３に押圧され、左右一対の膨出部２６がそれぞれ形成される。

このとき、受け金型３０の突出部３２が隔柱２２の下面２５と接触する接触幅と、傾斜面３３の傾斜角度とを適切に設定し、押し金型１１が窓孔２１の上面側周縁部１０ａをプレスすることにより減少する隔柱２２の断面積Ｓ０と、隔柱２２の変形に伴って膨出して増加した隔柱２２の断面積Ｓ１＋Ｓ２とを等しくする。これにより、接触面２４をプレス成形する際に生じる隔柱２２の断面積の増減がプラスマイナスゼロとなるから、隔柱２２が自身の延在方向に伸びることはない。したがって、本第１実施形態におけるころ保持器２０の製造方法によれば、ころ保持器２０の寸法精度を損なうことなく、隔柱２２に接触面２４をプレス成形することができる。

すなわち、本第１実施形態のころ保持器の製造方法によれば、ころ保持器２０の窓孔２１の上面側周縁部１０ａにころ８との接触面２４をプレス成形する際に、窓孔２１の下面側周縁部１０ｂが受け金型３０によって拘束されることなく、自由にプレス方向に変形することができる。これにより、接触面２４をプレス成形する際の隔柱２２の断面積の増減を防止し、隔柱２２が自身の延在方向に伸びることを防止できるから、ころ保持器２０の寸法精度を損なわないように接触面２４をプレス成形することができる。また、接触面２４のプレス成形に伴って隔柱２２の断面積が減少しないから、ころ保持器２０の強度及び剛性を向上させることができる。

更に、本第１実施形態のころ保持器の製造方法によれば、隔柱２２に伸びを生じさせることなく接触面２４をプレス成形することができるから、接触面２４の面積を大きく取ることができる。これにより、接触面２４を拡大してころ８のガイド性を向上させることができるから、ころ軸受の回転機能を向上させることができる。また、押し金型１１と接触面２４との接触圧力を低下させることができるから、接触面２４のプレス成形に用いる金型の寿命を向上させることができる。

加えて、接触面２４をプレス成形する際に隔柱２２に伸びが生じないので、窓孔２１の四隅に形成するＲ部のプレス成形を、接触面２４のプレス成形と同時に行うことができる。すなわち、従来は、接触面２４をプレス成形することにより隔柱２２に伸びが生じていたため、接触面２４のプレス成形が完了して隔柱２２の長さが確定した後に、窓孔２１の四隅のＲ部のプレス成形を別工程として行わざるを得なかった。ところが、本第１実施形態のころ保持器の製造方法においては、接触面２４をプレス成形する際に隔柱２２に伸びが生じないので、接触面２４と四隅のＲ部とのプレス成形を同時に行うことができる。これにより、プレス成形に要する工程数を削減してころ保持器２０の製造コストを削減できるばかりでなく、窓孔２１全体の形状精度を向上させて、ころ８のガイド性をより一層向上させることができる。

次に、図５〜図７を参照し、本発明による第２実施形態のころ軸受のころ保持器について詳細に説明する。図５に示したように、本第２実施形態のころ保持器４０は、図示されない複数のころを軸受回転方向に等間隔に保持するためのもので、鋼板等の金属板をプレス成形することにより製造されたものである。また、図示されない複数のころをそれぞれ収納する複数の窓孔４１を軸受回転方向に分離する隔柱４２には、その側面４３の長手方向の一部に、ころと接触してこれをガイドするガイド部４４が突設されている。そして、前記ガイド部４４には、図７に示したように、このころ保持器４０の半径方向内側を向くように傾斜する接触面４４ａが形成されている。

次に、本第２実施形態のころ保持器４０の前記ガイド部４４をプレス成形する手順について、図６及び図７を参照して説明する。図６に示したように、ガイド部４４は、窓孔４１を打ち抜き成形する際に同時にプレス成形される。このとき、ガイド部４４の表面は側面４３と同様に破断面となって荒れている。そこで、図７に示したように、受け金型５０及び押し金型６０を用いて、ガイド部４４に接触面４４ａをプレス成形し、その表面を平滑なものとする。

前記受け金型５０は、図７に示したように、隔柱４２に対して半径方向外側に離間している基部５１と、この基部５１の表面から隔柱４２に向かって突出し、隔柱４２を形成する左右一対の側面４３，４３の間において隔柱４２の半径方向外側（図示上側）の表面４２ａに密着する突出部５２とを有している。一方、前記押し金型６０は、ガイド部４４の接触面４４ａを形成する左右一対の傾斜面６１，６１と、接触面４４ａを形成する際に受け金型５０に向かって変位する余肉部分４４ｂを案内する左右一対の案内面６２，６２とを備えている。これにより、図７中に矢印Ｂで示したように、押し金型６０を受け金型５０に向かって半径方向外側（図示上側）に変位させると、ガイド部４４の傾斜面４４ａを成形すると同時に、前記余肉部分４４ｂが受け金型５０に向かって半径方向外側に変位し、膨出部４４ｃを形成する。

すなわち、本第２実施形態のころ保持器の製造方法によれば、ころ保持器４０の隔柱４２にガイド部４４をプレス成形する際に、ガイド部４４の一部４４ｂ及び４４ｃが受け金型５０によって拘束されることなく、自由にプレス方向（半径方向外側）に変形することができる。これにより、接触面４４ａをプレス成形する際の隔柱４２の断面積の増減を防止し、隔柱４２が自身の延在方向に伸びることを防止できるから、ころ保持器４０の寸法精度を損なわないようにガイド部４４をプレス成形することができる。また、本第２実施形態のころ保持器４０は、隔柱４２の側面４３の一部にガイド部４４を突設するとともに、このガイド部４４にころとの接触面４４ａを設けるものであるから、隔柱４２の全体に接触面４４ａを設ける場合に比較し、隔柱４２の形状精度をより一層向上させることができる。

次に、図８〜図１０を参照し、本発明による第３実施形態のころ軸受のころ保持器について詳細に説明する。図８に示したように、本第３実施形態のころ保持器７０は、図示されない複数のころを軸受回転方向に等間隔に保持するためのもので、鋼板等の金属板をプレス成形することにより製造されたものである。また、図示されない複数のころをそれぞれ収納する複数の窓孔７１を軸受回転方向に分離する隔柱７２には、その側面７３の長手方向の２カ所に、ころと接触してこれをガイドするガイド部７４，７４がそれぞれ突設されている。そして、前記ガイド部７４には、図１０に示したように、このころ保持器７０の半径方向内側を向くように傾斜する接触面７４ａが形成されている。

次に、本第３実施形態のころ保持器７０の前記ガイド部７４をプレス成形する手順について、図９及び図１０を参照して説明する。図９に示したように、ガイド部７４は、窓孔７１を打ち抜き成形する際に同時にプレス成形される。このとき、ガイド部７４の表面は側面７３と同様に破断面となって荒れている。そこで、図１０に示したように、受け金型８０及び押し金型９０を用いて、ガイド部７４に接触面７４ａをプレス成形し、その表面を平滑なものとする。

前記受け金型８０は、図１０に示したように、隔柱７２に対して半径方向外側に離間している基部８１と、この基部８１の表面から隔柱７２に向かって突出し、隔柱７２を形成する左右一対の側面７３，７３の間において隔柱７２の半径方向外側（図示上側）の表面７２ａに密着する突出部８２とを有している。一方、前記押し金型９０は、ガイド部７４の接触面７４ａを形成する左右一対の傾斜面９１，９１を備えている。これにより、図１０中に矢印Ｄで示したように、押し金型９０を受け金型８０に向かって半径方向外側（図示上側）に変位させると、ガイド部７４の傾斜面７４ａが成形されると同時に、余肉部分が受け金型５０に向かって半径方向外側に変位し膨出部７４ｂを形成する。

すなわち、本第３実施形態のころ保持器の製造方法によれば、ころ保持器７０の隔柱７２にガイド部７４をそれぞれプレス成形する際に、ガイド部７４の一部が受け金型５０によって拘束されることなく、自由にプレス方向（半径方向外側）に変形することができる。これにより、接触面７４ａをプレス成形する際の隔柱７２の断面積の増減を防止し、隔柱７２が自身の延在方向に伸びることを防止できるから、ころ保持器７０の寸法精度を損なわないようにガイド部７４をプレス成形することができる。また、本第３実施形態のころ保持器７０は、隔柱７２の側面７３に一対のガイド部７４を突設するとともに、このガイド部７４にころとの接触面７４ａを設けるものであるから、隔柱７２の全体に接触面７４ａを設ける場合に比較し、隔柱７２の形状精度をより一層向上させることができる。また、一つの窓孔７１毎に合計４カ所の接触面７４ａがころをガイドするので、ころのガイド性をより一層向上させることができる。なお、第３実施形態の製造方法は、隔柱７２にガイド部７４を有しない保持器にも適用できることは言うまでもない。

以上、本発明に係るころ軸受のころ保持器とその製造方法、及びその製造に用いるプレス金型の各実施形態ついて詳しく説明したが、本発明は上述した実施形態によって限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。例えば、上述した各実施形態においては、ラジアル軸受のころ保持器について説明したが、具体的には円筒ころ軸受や円すいころ軸受、球面ころ軸受の保持器等に適用できる。また、本発明がアキシャル軸受のころ保持器にも適用できることは言うまでもない。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ころと接触する接触面をころ保持器の窓孔周縁部にプレス成形する際に、窓孔同士を軸受回転方向に分離する隔柱の断面積を減少させることがない。これにより、接触面の形成に伴う隔柱の伸びをなくすことができるから、ころ保持器の寸法精度を向上させることができるばかりでなく、プレス成形のトライ工数を削減することができる。また、隔柱の強度及び剛性が向上するので、ころ保持器全体の強度及び剛性が向上する。また、接触面の面積を大きく取ることができるから、ころのガイド性を向上させてころ軸受の回転機能を向上させることができるばかりでなく、押し金型と接触面との接触圧力を低下させて接触面のプレス成形に用いる金型の寿命を向上させることができる。

本発明に係る第１実施形態のころ保持器を組み込んだころ軸受の断面図。図１に示したころ保持器の要部を拡大して示す断面図。図２に示したころ保持器の製造方法を模式的に示す断面図。図１に示したころ保持器の要部を拡大して示す斜視図。本発明に係る第２実施形態のころ保持器の要部を拡大して示す斜視図。図５中に示したＡ−Ａ破断線に沿ったガイド部の断面図。図５中に示したころ保持器の隔柱の製造方法を模式的に示す断面図。本発明に係る第３実施形態のころ保持器の要部を拡大して示す斜視図。図８中に示したＣ−Ｃ破断線に沿ったガイド部の断面図。図８中に示したころ保持器の隔柱の製造方法を模式的に示す断面図。従来のころ保持器を示す部分斜視図。図１１に示したころ保持器を組み込んだころ軸受の要部拡大断面図。図１１に示したころ保持器の製造方法を模式的に示す断面図。

符号の説明

１従来のころ保持器
２窓孔
３，４フランジ部
５隔柱
６ころ軸受の内輪
７ころ軸受の外輪
８ころ
９接触面
１０側面
１１押し金型
１２受け金型
２０第１実施形態のころ保持器
２１窓孔
２２隔柱
２３上面
２４接触面
２５下面
２６膨出部
３０受け金型
３１一般面
３２突出部
３３傾斜面
４０第２実施形態のころ保持器
４１窓孔
４２隔柱
４３側面
４４ガイド部
４４ａ接触面
５０受け金型
５１基部
５２突出部
６０押し金型
６１傾斜面
６２案内面
７０第３実施形態のころ保持器
７１窓孔
７２隔柱
７３側面
７４ガイド部
７４ａ接触面
８０受け金型
８１基部
８２突出部
９０押し金型
９１傾斜面

Claims

ころ軸受のころを保持する金属製のころ保持器の製造方法において、
前記ころを収納する窓孔を周方向にわたって均等に画成する隔柱の外径面側又は内径面側の一方の窓孔周縁部に、前記ころの転動面に接触する接触面をプレス成形し、
前記プレス成形において、前記隔柱の前記外径面側又は内径面側の一方の前記窓孔周縁部を押し金型により押圧するとともに、外径面側又は内径面側の他方の窓孔周縁部が受け金型により押圧方向に拘束されないことを特徴とするころ軸受のころ保持器の製造方法。
外径面側の上面又は内径面側の下面の略中央部が前記受け金型によって受けられることを特徴とする請求項１に記載のころ軸受のころ保持器の製造方法。