JP2009191899A - ころ軸受の保持器の製造方法及びこれに使用する加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】工程を減らすことにより、製造機械の設置スペースを縮小すると共に製造設備の設置費を減らすことができ、また、作業能率が向上してコストを低減することのできるころ軸受の保持器の製造方法及びこれに使用する装置を提供する。
【解決手段】成形材の長手方向に沿って凹部を形成すると共に、この凹部が形成された成形材の長手方向に所定の間隔で同時にポケットを形成する凹部・ポケット成形工程と、このポケットが形成された成形材を所定の長さに切断する切断工程と、切断された成形材をほぼ円形に折曲げる曲げ工程及び折曲げられた成形材の両端部を接合して保持器を形成する接合工程と、この保持器を熱処理する熱処理工程とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、主としてプレス加工により形成するころ軸受の保持器の製造方法及びこれに使用する加工装置に関するものである。

従来の主としてプレス加工によるころ軸受の保持器の製造方法に、保持器の素材である帯鋼の幅方向に長手方向に沿って、プレス又はロールにより断面がほぼＶ字状になるように成型するＶ型フォーム成型工程と、Ｖ字状部が形成された帯鋼の長手方向に所定の間隔でポケットを形成するポケット抜き工程と、ポケットが形成された帯鋼を所定の長さに切断する切断工程と、切断された帯鋼を円形状に折曲げる曲げ工程と、折曲げられた帯鋼の両端部を溶接接合する接合工程と、これによって形成された保持器を熱処理する熱処理工程とからなるものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、ブランク材の柱に凹部を形成すると高さが低くなるため、加工の際にブランク材の上下を固定できないので、ブランク材の下端部のみを固定したものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−１６９５７号公報（第５頁、図２、図３） 特開２０００−３３７３８８号公報（第３頁、図１）

特許文献１の保持器の製造方法は、上記のように６つの工程からなっているが、さらに、ポケット抜き工程においては、荒抜き、仕上げ抜き、ころ止め成形の３つの工程が必要な場合もある。
このように多くの工程を必要とするため、製造機械を設置するために広いスペースを必要とするばかりでなく、製造設備の設置に多額の費用が必要である。

また、工程が多いため段取りが面倒で多くの時間を必要とするための作業性が悪く、さらに、Ｖ型フォーム成型工程とそれ以降との工程との間にスピードが合わないことがあり、このため、Ｖ字状部が形成された帯鋼をストックしなければならず、好ましくなかった。さらに、Ｖ字状部の形成やポケットの打抜きに多くの金型が必要である等多くの問題があり、これらにより、コストアップになっていた。

また、特許文献２の保持器の製造方法においては、ブランク材の柱に凹部を形成する際、下端部のみを固定するようにしているので、不安定であるという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、工程を減らすことにより、製造機械の設置スペースを縮小すると共に製造設備の設置費を減らすことができ、また作業能率が向上してコストを低減することのできるころ軸受の保持器の製造方法及びこれに使用する加工装置を提供することを目的としたものである。

本発明に係るころ軸受の保持器の製造方法は、成形材の長手方向に沿って凹部を形成すると共に、該凹部が形成された成形材の長手方向に所定の間隔で同時にポケットを形成する凹部・ポケット成形工程と、該ポケットが形成された成形材を所定の長さに切断する切断工程と、該切断された成形材をほぼ円形に折曲げる曲げ工程及び該折曲げられた成形材の両端部を接合して保持器を形成する接合工程と、該保持器を熱処理する熱処理工程とを備えたものである。

また、本発明のころ軸受の保持器の凹部・ポケット加工装置は、上記の凹部・ポケット成形工程を実行する装置であって、プレス機の上型に凹部成形パンチを設けると共に、該凹部成形パンチの下流側にポケット打抜パンチを設け、前記上型の落下により成形材に凹部の形成とポケットの打抜きを同時に行うようにしたものである。

また、上記のプレス機の上型の幅方向の両側から下方に突出し、下部に対向して傾斜面を有するストッパ部を設けると共に、下型上に該下型上を送られる成形材の両縁部に当接し、外面に前記ストッパ部の傾斜面に当接する傾斜面を有するスライド部をスライド可能に設けたものである。

また、上記の上型に設けたポケット打抜パンチに代えてポケット荒抜パンチを設け、該ポケット荒抜パンチの下流側に前記ポケットのピッチに対応した間隔でポケット仕上パンチ及びころ止め成形パンチを順次設けたものである。

本発明によれば、工程を減らすことにより、製造機械の設置スペースを縮小すると共に製造設備の設置費を低減でき、また、作業段取りが減ると共に加工ラインのスピードを上げることができるので作業能率を向上することができ、これらによりコストを大幅に低減することができる。

図１は本発明の一実施の形態に係るころ軸受の保持器の製造工程を示すブロック図、図２、図３はその具体的な模式的説明図である。
ころ軸受の保持器の製造にあたっては、図２（ａ）に示すように、例えば軟鋼や合金鋼からなり、コイル状に巻かれた帯状の成形材１を、巻戻しつつ後述の凹部・ポケット加工装置にセットし、図２（ｂ）に示すように矢印方向に送り、幅方向の中央部の長手方向に沿って逆台形状の凹部２を形成すると共に、長手方向に所定の間隔でポケット３を形成する。なお、４はポケット３の間に形成された柱である（凹部・ポケット成形工程）。

このようにして、１台の装置により凹部２とポケット３が形成された成形材１は、引続き長手方向に送られ、図２（ｃ）に示すように、切断機により所定の長さに切断５される。この切断位置は、ポケット３の中央部であることが望ましい（切断工程）。

切断された成形材１は、図３（ｄ）に示すように、曲げ加工装置より、凹部２を内側にしてほぼ円形に曲げ成形され（曲げ工程）、ついで、図３（ｅ）に示すように、両端部を溶接６により接合する（接合工程）。なお、このような成形材１の曲げ工程及び接合工程は、１台の装置によって行われる。このような工程を経て、図３（ｆ）に示すような保持器７が製造される。
最後にこの保持器７を熱処理する（熱処理工程）。

［実施の形態１］
次に、上記のような凹部・ポケット成型工程を実行するための本発明の実施の形態１に係る凹部・ポケット加工装置を図４により説明する。なお、図中の成形材は、図２（ｂ）のＡ−Ａ断面に対応するものである。また、説明を容易にするために、以下の図面では、一部を誇張して示してある。
図２（ａ）に示す成形材１は、巻戻されてプレス機である凹部・ポケット加工装置１０の下型２０上を矢印方向に送られる。なお、２１は下型２０の幅方向の中央部において長手方向に設けられた成形材１に形成される凹部２の外形に対応した形状の溝（雌型）である。

１１は上型で、凹部成形パンチ１２が設けられ、その下流側にはポケット打抜パンチ１３が設けられている。なお、２は凹部成形パンチ１２により成形材１に形成された凹部、３ａ，３ｂ，３ｃは成形材１の両縁部１ａ，１ｂ（図２（ｂ）参照）から凹部２にかけて、長手方向に所定の間隔で打抜かれたポケット、４ａ，４ｂ，４ｃはポケット３ａ〜３ｃの間に形成された柱である。

次に、図５により上記のように構成した凹部・ポケット加工装置１０の作用を説明する。
図４の状態において、上型１１が落下すると、凹部成形パンチ１２により既成の凹部２に連続して凹部２が形成され、同時に、ポケット打抜パンチ１３によりポケット３ｄが打抜かれる。
次に、上型１１が上昇すると、成形材１は矢印方向に、ポケット３のピッチＰに対応した距離だけ歩進し、図５（ｂ）の状態になる。
このようにして、成形材１には、図２（ｂ）に示すような凹部２の形成と、ポケット３の打抜きが、１台の凹部・ポケット加工装置１０（プレス機）により、同時に行われる。

図６は凹部・ポケット加工装置１０の成形材１を所定の位置に保持するための保持手段の模式的説明図で、図４のＢ−Ｂ断面に対応する。図８は図６のＣ−Ｃ断面図である。
１６ａ，１６ｂは上型１１の幅方向の両側に下方に突出して設けられたストッパ部で、下部の対向する内側面には、下部が外方に傾斜する傾斜面１７ａ，１７ｂが設けられている。

２２ａ，２２ｂは、下型２０の幅方向の上面の両側に幅方向にスライド可能に設けられたスライド部で、その外側面には上型１１のストッパ部１６ａ，１６ｂの傾斜面１７ａ，１７ｂに対応して傾斜面２３ａ，２３ｂが設けられている。なお、１は下型２０上を紙面の垂直方向（図８では矢印方向）に送られる成形材、１２は凹部成形パンチである。

そして、上型１１が上昇している状態（図６）では、下型２０のスライド部２２ａ，２２ｂの傾斜面２３ａ，２３ｂが、上型１１のストッパ部１６ａ，１６ｂの傾斜面１７ａ，１７ｂの下部に当接し、その位置が規制されている。このとき、スライド部２２ａ，２２ｂの内側の間隔は成形材１の幅とほぼ等しくなっており、成形材１の幅方向の両縁部に当接又は近接して成形材１を所定の位置に保持する。

いま、図７に示すように、上型１１が落下し、凹部成形パンチ１２が成形材１を圧下して凹部２を形成すると、その分、成形材１の幅が狭くなるが、上型１１の落下と同時にストッパ部１６ａ，１６ｂも下降し、その傾斜面１７ａ，１７ｂがスライド部２２ａ，２２ｂの傾斜面２３ａ，２３ｂを押圧するため、スライド部２２ａ，２２ｂは楔作用により内側（矢印方向）にスライドし、成形材１の縮幅に追従してその両縁部に当接し、成形材１の幅方向を所定の位置に保持する。

図８において、２２ｃ，２２ｄは凹部２の成形後に若干幅狭になって、ポケット３が形成される成形材１の幅方向の両縁部を保持する第２のスライド部で、その構造はスライド部２２ａ，２２ｂとほぼ同様であり、上型１１に設けたストッパ部１６ａ，１６ｂで規制されるが、この部分の成形材１はポケット３を打抜いても縮幅しないので、上型１１が落下してもスライド部２２ｃ，２２ｄはスライドしないようになっている。

このように、スライド部２２ａ，２２ｂ及び２２ｃ，２２ｄは常に成形材１の幅方向の両縁部に当接してその位置を保持しているので、凹部成形パンチ１２及びポケット打抜パンチ１３により凹部２及びポケット３を形成する際に、成形材１が幅方向にずれることがなく、凹部２及びポケット３を所定の位置に正確に形成することができる。
上型１１が上昇すると、スライド部２３ａ，２３ｂは図６の状態になるが、成形材１の幅方向の位置は、スライド部２３ａ，２３ｂにより引続き規制されている。

上記のように構成した本実施の形態によれば、成形材１の凹部２の成形とポケット３の打抜きを、１台の凹部・ポケット加工装置１０により１工程で行うようにしたので、製造機械を設置するスペースを縮小できると共に、製造設備の設置費を低減することができる。
また、製造工程を減らすことができるので、段取り時間が短縮されるばかりでなく、製造ラインのスピードを上げることができ、その上凹部２が形成された成形材１をストックすることもないので、作業能率を大幅に向上することができる。さらに、金型を減らすことができるので、これらにより、コストを大きく低減することができる。

また、成形材１は、凹部・ポケット成形工程の際に、上型１１に設けたストッパ部１６ａ，１６ｂと、下型２０に設けたスライド部２２ａ〜２２ｄからなる保持手段により、常に所定の位置に保持されているので、成形材１が幅方向にずれることがなく、このため、凹部２及びポケット３を所定の位置に正確に形成することができる。

［実施の形態２］
図８は本発明の実施の形態２に係るころ軸受の製造方法の凹部・ポケット成形工程の説明図である。なお、実施の形態１と同じ構成又は機能の部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、プレス機からなる凹部・ポケット加工装置１０の上型１１に設けたポケット打抜きパンチ１３をポケット荒抜きパンチ１３ａとし、その下流側にポケット３のピッチｐと同じピッチで、ポケット仕上げパンチ１４と、ころ止め成形パンチ１５とを順次設けたもので、その他の構成は実施の形態１の場合と同様である。

本実施の形態においては、上型１１が落下して凹部２を形成する際に、図８（ｂ）に示すように、ポケット荒抜きパンチ１３ａでポケット３ｄを荒抜きすると同時に、先に荒抜きされたポケット３ｃをポケット仕上抜きパンチ１４で仕上げを行うと共に、ポケット３ｃの下流側のポケット３ｂにころ止め成形パンチ１５によりころ止めを形成するようにしたものである。そして、成形材１はピッチｐに対応した長さだけ矢印方向に歩進して上記の動作を繰り返えす。なお、その他の作用は、実施の形態１の場合と同様である。

本実施の形態においても実施の形態１の場合とほぼ同様の効果が得られるが、さらに、１台の凹部・ポケット成形装置１０によりポケット３の荒抜き、仕上げ抜き及びころ抜け止めの形成を、凹部２の形成と同時に行うことができるので、工程及び段取り作業をより短縮することができる。

上記の説明では、図３（ｆ）に示す保持器の製造方法について述べたが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、凹部の肉厚を薄くした偏肉保持器、あるいは成形材の幅方向の内径側及び外径側に突出部を有する波打ち屈曲部が設けられた保持器など、他の構造の保持器の製造にも本発明を実施することができる。

本発明に係るころ軸受の製造方法の工程説明図である。 図１の製造工程を具体的に示す模式的説明図である。 図２に続く説明図である。 実施の形態１に係る凹部・ポケット加工装置の成形材の送り方向の模式的説明図である。 図４の作用説明図である。 図４の凹部・ポケット加工装置の成形材の送り方向と直交する方向の模式的説明図である。 図６の作用説明図である。 図６のＣ−Ｃ断面図である。 実施の形態２に係る凹部・ポケット加工装置の成形材の送り方向の模式的説明図である。 図９の作用説明図である。

符号の説明

１ 成形材、２ 凹部、３ ポケット、７ 保持器、１０ 凹部・ポケット加工装置、１１ 上型、１２ 凹部成形パンチ、１３ ポケット打抜パンチ、１３ａ 荒抜きパンチ、１４ ポケット仕上げパンチ、１５ ころ止め成形パンチ、１６ａ，１６ｂ ストッパ部、１７ａ，１７ｂ 傾斜面、２０ 下型、２１ 雌型、２２ａ〜２２ｄ スライド部材、２３ａ〜２３ｄ 傾斜面。

Claims (4)

1. 成形材の長手方向に沿って凹部を形成すると共に、該凹部が形成された成形材の長手方向に所定の間隔で同時にポケットを形成する凹部・ポケット成形工程と、該ポケットが形成された成形材を所定の長さに切断する切断工程と、該切断された成形材をほぼ円形に折曲げる曲げ工程及び該折曲げられた成形材の両端部を接合して保持器を形成する接合工程と、該保持器を熱処理する熱処理工程とを備えたことを特徴とするころ軸受の保持器の製造方法。
2. 請求項１の凹部・ポケット成形工程を実行する装置であって、
   プレス機の上型に凹部成形パンチを設けると共に、該凹部成形パンチの下流側にポケット打抜パンチを設け、前記上型の落下により成形材に凹部の形成とポケットの打抜きを同時に行うことを特徴とするころ軸受の保持器の凹部・ポケット加工装置。
3. 前記プレス機の上型の幅方向の両側から下方に突出し、下部に対向して傾斜面を有するストッパ部を設けると共に、下型上に該下型上を送られる成形材の両縁部に当接し、外面に前記ストッパ部の傾斜面に当接する傾斜面を有するスライド部をスライド可能に設けたことを特徴とする請求項２記載のころ軸受の保持器の凹部・ポケット加工装置。
4. 前記上型に設けたポケット打抜パンチに代えてポケット荒抜パンチを設け、該ポケット荒抜パンチの下流側に前記ポケットのピッチに対応した間隔でポケット仕上パンチ及びころ止め成形パンチを順次設けたことを特徴とする請求項２又は３記載のころ軸受の保持器の凹部・ポケット加工装置。

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