JP2009264400A - 保持器の製造方法およびその保持器 - Google Patents

Abstract

【課題】 保持器角部におけるコーナーだれの発生や円弧状湾曲部の残存がなく、精度の良い保持器を生産性良く製造できる保持器の製造方法、およびその製造方法により製造される保持器、およびその保持器を備えた転がり軸受を提供する。
【解決手段】 内周面が成形型面２ａとなるダイス２を環状素材１の外周に配置し、環状素材１の内側にコイル４を配置し、このコイル４に電流を流す。これにより、環状素材１に誘導電流を発生させ、コイル４と環状素材１間に発生する磁場の反力により環状素材１を拡径させてダイス２の内周面に押し付けることで、環状素材１をダイス２の内周面に沿って成形する。この成形された環状素材１に、転動体保持用の窓６を形成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、軸受に組み込まれる保持器の製造方法、およびその製造方法により製造される保持器、並びにその保持器を備えた転がり軸受に関する。

従来、ころ軸受に組み込まれる保持器の製造方法として、環状素材を弾性体によりバルジ加工して成形体とし、その成形体の胴部に転動体保持用の窓を形成する方法が知られている（例えば特許文献１）。
特開２００５−２４６４６５号公報

しかし、環状素材を弾性体によりバルジ加工する上記した成形方法では、環状素材の内周面全体に十分な押圧力を与えるべき弾性体が環状素材の内周面に強く接するため、環状素材の角部にまで弾性体が十分充満しない。その結果、図５に示すように、環状素材の成形体４０の角部ではコーナーだれが発生したり、大きな円弧状湾曲部が残ってしまうほか、弾性体の充満の程度によっては製品精度にバラツキが生じる。
これらの課題に対する対策として、特許文献１に開示の成形方法では、弾性体と環状素材の内周面との境面に液体を別途注入するようにしているが、これでは液体注入という余分な作業が必要となるため、生産性が悪化する。

この発明の目的は、保持器角部におけるコーナーだれの発生や円弧状湾曲部の残存がなく、精度の良い保持器を生産性良く製造できる保持器の製造方法、およびその製造方法により製造される保持器、およびその保持器を備えた転がり軸受を提供することである。

この発明の保持器の製造方法は、内周面が環状の成形型面となるダイスを環状素材の外周に配置し、前記環状素材の内側にコイルを配置し、このコイルに電流を流すことで、前記環状素材に誘導電流を発生させ、コイルと環状素材間に発生する磁場の反力により環状素材を拡径させて前記ダイスの内周面に押し付けることで、前記環状素材をダイスの内周面に沿って成形する工程と、この成形された環状素材に、転動体保持用の窓を形成する工程とを含むことを特徴とする。
この製造方法によると、環状素材の成形工程において、磁場の反力を利用することから、環状素材の内径面全体に略均等な押圧力を加えることができ、ダイスの内周面における成形型面の角部まで環状素材を十分に充満させることができる。その結果、成形品である保持器には角部でのコーナーだれの発生や円弧状湾曲部の残存がなく、精度の良い保持器とすることができる。また、成形工程において液体を別途注入するなどの余分な作業を必要としないので、生産性も向上する。

この発明において、前記ダイスが、内周面における成形型面となる箇所の軸方向の両端に環状溝を有し、このダイスにより、前記環状素材を、内径側に開口する一対の溝形部分と、これら溝形部分の隣合う内径側端を繋ぐ内径側部分とでなる略Ｍ字形の断面形状とするものであっても良い。
このように保持器に溝形部分を形成する場合に、この発明における成形型面に精度良く倣わせて成形できて、円弧状湾曲部の発生を無くすという作用が効果的に得られる。

この発明の他の保持器の製造方法は、外周面が成形型面となるダイスを環状素材の内周に配置し、前記環状素材の外側にコイルを配置し、このコイルに電流を流すことで、前記環状素材に誘導電流を発生させ、コイルと環状素材間に発生する磁場の反力により環状素材を縮径させて前記ダイスの外周面に押し付けることで、前記環状素材をダイスの外周面に沿って成形する工程と、この成形された環状素材に、転動体保持用の窓を形成する工程とを含むことを特徴とする。
この製造方法の場合も、環状素材の成形工程において、磁場の反力を利用することから、環状素材の外径面全体に略均等な押圧力を加えることができ、ダイスの外周面における成形型面の角部まで環状素材を十分に充満させることができる。その結果、成形品である保持器には角部でのコーナーだれの発生や円弧状湾曲部の残存がなく、精度の良い保持器とすることができる。また、成形工程において液体を別途注入するなどの余分な作業を必要としないので、生産性も向上する。

この発明において、前記ダイスが、外周面における成形型面となる箇所の軸方向の両端に環状突条を有し、このダイスにより、前記環状素材を、内径側に開口する一対の溝形部分と、これら溝形部分の隣合う内径側端を繋ぐ内径側部分とでなる略Ｍ字形の断面形状とするものであっても良い。
このように保持器に溝形部分を形成する場合に、この発明における成形型面に精度良く倣わせて成形できて、円弧状湾曲部の発生を無くすという作用が効果的に得られる。

これらの発明において、前記環状素材は、板材から深絞りなどのプレス成形により成形したものであっても良い。環状素材が上記プレス成形品である場合に、この発明の精度良く成形できるという作用が、効果的に発揮される。

これらの発明において、前記環状素材は、帯材の両端を溶接により接合することで環状としたものであっても良い。環状素材が溶接接合品である場合も、この発明の精度良く成形できるという作用が、効果的に発揮される。

この発明の保持器は、内周面が成形型面となりこの成形型面の軸方向の両端に環状溝を有するダイスを環状素材の外周に配置し、前記環状素材の内側にコイルを配置し、このコイルに電流を流すことで、前記環状素材に誘導電流を発生させ、コイルと環状素材間に発生する磁場の反力により環状素材を拡径させて前記ダイスの内周面に押し付けることで、前記環状素材をダイスの内周面に沿って略Ｍ字形の断面形状に成形し、この成形された環状素材に、転動体保持用の窓を形成してなるものである。
この構成によると、磁場の反力を利用することで環状素材が成形されるので、環状素材の内径面全体に略均等な押圧力が加えられて、ダイスの内周面における成形型面の角部まで環状素材が十分に充満される。これにより、成形品である保持器には角部でのコーナーだれの発生や円弧状湾曲部の残存がなく、精度の良い保持器とすることができる。

この発明の他の保持器は、外周面が成形型面となりこの成形型面の軸方向の両端に環状突条を有するダイスを環状素材の内周に配置し、前記環状素材の外側にコイルを配置し、このコイルに電流を流すことで、前記環状素材に誘導電流を発生させ、コイルと環状素材間に発生する磁場の反力により環状素材を縮径させて前記ダイスの外周面に押し付けることで、前記環状素材をダイスの外周面に沿って略Ｍ字形の断面形状に成形し、この成形された環状素材に、転動体保持用の窓を形成してなるものである。
この構成の場合も、磁場の反力を利用することで環状素材が成形されるので、環状素材の外径面全体に略均等な押圧力が加えられて、ダイスの外周面における成形型面の角部まで環状素材が十分に充満される。これにより、成形品である保持器には角部でのコーナーだれの発生や円弧状湾曲部の残存がなく、精度の良い保持器とすることができる。

この発明の転がり軸受は、この発明の保持器を備えた転がり軸受である。この構成によると、転がり軸受の精度向上およびコスト低減が可能となる。

この発明の保持器の製造方法は、内周面が成形型面となるダイスを環状素材の外周に配置し、前記環状素材の内側にコイルを配置し、このコイルに電流を流すことで、前記環状素材に誘導電流を発生させ、コイルと環状素材間に発生する磁場の反力により環状素材を拡径させて前記ダイスの内周面に押し付けることで、前記環状素材をダイスの内周面に沿って成形する工程と、この成形された環状素材に、転動体保持用の窓を形成する工程とを含むため、保持器角部におけるコーナーだれの発生や円弧状湾曲部の残存がなく、精度の良い保持器を生産性良く製造できる。
この発明の他の保持器の製造方法は、外周面が成形型面となるダイスを環状素材の内周に配置し、前記環状素材の外側にコイルを配置し、このコイルに電流を流すことで、前記環状素材に誘導電流を発生させ、コイルと環状素材間に発生する磁場の反力により環状素材を縮径させて前記ダイスの外周面に押し付けることで、前記環状素材をダイスの外周面に沿って成形する工程と、この成形された環状素材に、転動体保持用の窓を形成する工程とを含むため、保持器角部におけるコーナーだれの発生や円弧状湾曲部の残存がなく、精度の良い保持器を生産性良く製造できる。
この発明の保持器は、内周面が成形型面となりこの成形型面の軸方向の両端に環状溝を有するダイスを環状素材の外周に配置し、前記環状素材の内側にコイルを配置し、このコイルに電流を流すことで、前記環状素材に誘導電流を発生させ、コイルと環状素材間に発生する磁場の反力により環状素材を拡径させて前記ダイスの内周面に押し付けることで、前記環状素材をダイスの内周面に沿って略Ｍ字形の断面形状に成形し、この成形された環状素材に、転動体保持用の窓を形成してなるため、保持器角部でのコーナーだれの発生や円弧状湾曲部の残存がなく、精度の良い保持器とすることができる。
この発明の他の保持器は、外周面が成形型面となりこの成形型面の軸方向の両端に環状突条を有するダイスを環状素材の内周に配置し、前記環状素材の外側にコイルを配置し、このコイルに電流を流すことで、前記環状素材に誘導電流を発生させ、コイルと環状素材間に発生する磁場の反力により環状素材を縮径させて前記ダイスの外周面に押し付けることで、前記環状素材をダイスの外周面に沿って略Ｍ字形の断面形状に成形し、この成形された環状素材に、転動体保持用の窓を形成してなるため、保持器角部でのコーナーだれの発生や円弧状湾曲部の残存がなく、精度の良い保持器とすることができる。
この発明の転がり軸受は、この発明の保持器を備えたため、転がり軸受の精度向上およびコスト低減が可能となる。

この発明の第１の実施形態を図１と共に説明する。この実施形態の保持器の製造方法は、転がり軸受の一例であるころ軸受に組み込まれる保持器の製造方法であって、図１（Ａ）はその製造方法に用いられる成形装置の断面図を示す。この成形装置１０は、内周面が成形型面２ａとなる円筒状のダイス２と、このダイス２内にダイス２と同心位置となるように配置されるコイル４とを備える。ダイス２は、直径方向に沿う分割面等の軸心を含む分割面で互いに分割された一対の割型３，３で構成され、これら割型３は成形中に軸方向および径方向に移動しないように、図示しない保持手段で保持される。ダイス２の内周面には、その成形型面２ａとなる箇所の軸方向の両端に環状溝２ａａが形成されている。環状溝２ａａは、断面形状が台形状の溝である。コイル４は、図示しない大容量のコンデンサや放電スイッチなどと共に放電回路を構成し、成形時には放電スイッチのオン動作により、短時間にコンデンサからコイル４に大電流が流される。このコイル４は、ダイス２内の下位置に配置されるスペーサ５の上に設置される。スペーサ５は、製造される保持器の素材である金属製の環状素材１の設置台を兼ねる。
この場合の環状素材１は、鋼材から深絞りなどのプレス成形により成形したものであっても、鋼製帯材の両端を溶接により接合することで環状としたものであっても良い。

上記成形装置１０による成形工程は以下のように行なわれる。
先ず、図１（Ａ）のように、ダイス２内のスペーサ５の上に、ダイス２と同心位置となってダイス２の成形型面２ａとコイル４との間に介在するように環状素材１を設置する。言い換えると、内周面が成形型面２ａとなるダイス２を環状素材１の外周に配置し、この環状素材１の内側にコイル４を配置する。このように、スペーサ５の上に環状素材１を設置することで、ダイス２の成形型面２ａに対して環状素材１が対向するように、環状素材１が適正な高さ位置に調整される。

この状態で、環状素材１の内側に配置されたコイル４に大電流を流すことにより、環状素材１に誘導電流を発生させ、コイル４と環状素材１の間に発生する磁場の反力により環状素材１を拡径させる。これにより、ダイス２の内周面の成形型面２ａに環状素材１を押し付けることで、図１（Ｂ）のように、環状素材１をダイス２の内周面の成形型面２ａに沿って略Ｍ字形の断面形状に成形する。

このように成形された環状素材１の周方向複数箇所に、図１（Ｃ）のように、転動体（ころ）保持用の窓６を形成することで、保持器１１が製造される。窓６の形成は、打ち抜き用のプレス型（図示せず）を用いてプレス加工等で行われる。

図２は、この発明の保持器の製造方法の他の実施形態を示す。この実施形態もころ軸受に組み込まれる保持器の製造方法であって、図２（Ａ）はその製造方法に用いられる成形装置の断面図を示す。この成形装置１０Ａは、外周面が成形型面１２ａとなる円柱状のダイス１２と、このダイス１２の外周にダイス１２と同心位置となるように配置されるコイル１４とを備える。ダイス１２は、直径方向に沿う分割面等の軸心を含む分割面で互いに分割された一対の割型１３，１３で構成され、これら割型１３は成形中に軸方向および径方向に移動しないように、その外周部の下位置に設置したスペーサ１５で保持される。スペーサ１５は、製造される保持器の素材である金属製の環状素材１の設置台を兼ねる。環状素材１は、板材から深絞りなどのプレス成形により成形したものであっても、帯材の両端を溶接により接合することで環状としたものであっても良い。ダイス１２の外周面には、その成形型面１２ａとなる箇所の軸方向の両端に環状突条１２ａａが形成されている。環状突条１２ａａは、断面形状が台形状である。この場合も、コイル１４は、図示しない大容量のコンデンサや放電スイッチなどと共に放電回路を構成し、成形時には放電スイッチのオン動作により、短時間にコンデンサからコイル１４に大電流が流される。

上記成形装置１０Ａによる成形工程は以下のように行なわれる。
先ず、図２（Ａ）のように、ダイス１２内のスペーサ１５の上に、ダイス１２と同心位置となってダイス１２の成形型面１２ａとコイル１４との間に介在するように環状素材１を設置する。言い換えると、外周面が成形型面１２ａとなるダイス１２を環状素材１の内周に配置し、この環状素材１の外側にコイル１４を配置する。このように、スペーサ１５の上に環状素材１を設置することで、ダイス１２の成形型面１２ａに対して環状素材１が対向するように、環状素材１が適正な高さ位置に調整される。

この状態で、環状素材１の外側に配置されたコイル１４に大電流を流すことにより、環状素材１に誘導電流を発生させ、コイル１４と環状素材１の間に発生する磁場の反力により環状素材１を縮径させる。これにより、ダイス１２の外周面の成形型面１２ａに環状素材１を押し付けることで、図２（Ｂ）のように、環状素材１をダイス１２の外周面の成形型面１２ａに沿って略Ｍ字形の断面形状に成形する。

このように成形された環状素材１の周方向複数箇所に、図２（Ｃ）のように、転動体（ころ）保持用の窓６を形成することで、保持器１１が製造される。この場合も、窓６の形成はプレス加工で行われる。

図３は、図１や図２の実施形態で示した製造方法により製造された保持器１１の断面図を示す。この保持器１１において、その胴部の両端部は、前記ダイス２，１２の内周面や外周面における成形型面２ａ，１２ａとなる箇所の両端の環状溝２ａａあるいは環状突条１２ａａに沿った成形部分であり、内径側に開口する一対の溝形部分１１ａとされている。溝形部分１１ａは、断面形状が台形溝形とされている。この保持器１１は、前記一対の溝形部分１１ａと、これら溝形部分１１ａの隣合う内径側端を繋ぐ内径側部分１１ｂとでなる略Ｍ字形の断面形状とされる。窓６は多数形成されるが、同図ではその一部のみを図示し、他は省略してある。前記一対の溝形部分１１ａにおける溝底となる部位は、窓６に挿入されるころ７の軸心（ピッチ円中心ＰＣＤ）に対して外径側に位置し、前記内径側部分１１ｂはころ７の軸心に対して内径側に位置する。

上記した保持器の製造方法における環状素材１の成形工程では、磁場の反力を利用することにより、環状素材１の内径面全体あるいは外径面全体に略均等な押圧力を加えることができるため、ダイス２，１２の内周面あるいは外周面における成形型面２ａ，１２ａの角部まで、つまり環状溝２ａａあるいは環状突条１２ａａが形成された軸方向の両端まで環状素材１を十分に充満させることができ、成形品である図３の保持器１１は、その角部である前記溝形部分１１ａでのコーナーだれの発生や円弧状湾曲部の残存がなく、精度の良い保持器とすることができる。また、上記した従来例のように、成形工程において液体を別途注入するなどの余分な作業を必要としないので、生産性も向上する。

図４は、上記した製造方法により製造された保持器１１を組み込んだ転がり軸受（ころ軸受）２０を、回転軸３０の支持に用いた例を示す。このように、上記した製造方法で製造された保持器１１を転がり軸受２０に組み込むことにより、転がり軸受２０の精度向上およびコスト低減が可能となる。

この発明の一実施形態にかかる保持器の製造方法の説明図である。 この発明の他の実施形態にかかる保持器の製造方法の説明図である。 これらの製造方法により製造された保持器の断面図である。 同保持器を組み込んでなる転がり軸受を回転軸の支持に用いた例を示す断面図である。 従来例の製造方法により製造された保持器の断面図である。

符号の説明

１…環状素材
２，１２…ダイス
２ａ，１２ａ…成形型面
２ａａ…環状溝
１２ａａ…環状突条
４，１４…コイル
６…窓
７…ころ（転動体）
１１…保持器
１１ａ…溝形部分
１１ｂ…内径側部分
２０…転がり軸受

Claims (9)

1. 内周面が環状の成形型面となるダイスを環状素材の外周に配置し、前記環状素材の内側にコイルを配置し、このコイルに電流を流すことで、前記環状素材に誘導電流を発生させ、コイルと環状素材間に発生する磁場の反力により環状素材を拡径させて前記ダイスの内周面に押し付けることで、前記環状素材をダイスの内周面に沿って成形する工程と、この成形された環状素材に、転動体保持用の窓を形成する工程とを含むことを特徴とする保持器の製造方法。
2. 請求項１において、前記ダイスが、内周面における成形型面となる箇所の軸方向の両端に環状溝を有し、このダイスにより、前記環状素材を、内径側に開口する一対の溝形部分と、これら溝形部分の隣合う内径側端を繋ぐ内径側部分とでなる略Ｍ字形の断面形状とする保持器の製造方法。
3. 外周面が成形型面となるダイスを環状素材の内周に配置し、前記環状素材の外側にコイルを配置し、このコイルに電流を流すことで、前記環状素材に誘導電流を発生させ、コイルと環状素材間に発生する磁場の反力により環状素材を縮径させて前記ダイスの外周面に押し付けることで、前記環状素材をダイスの外周面に沿って成形する工程と、この成形された環状素材に、転動体保持用の窓を形成する工程とを含むことを特徴とする保持器の製造方法。
4. 請求項３において、前記ダイスが、外周面における成形型面となる箇所の軸方向の両端に環状突条を有し、このダイスにより、前記環状素材を、内径側に開口する一対の溝形部分と、これら溝形部分の隣合う内径側端を繋ぐ内径側部分とでなる略Ｍ字形の断面形状とする保持器の製造方法。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記環状素材が、板材から深絞りなどのプレス成形により成形したものである保持器の製造方法。
6. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記環状素材が、帯材の両端を溶接により接合することで環状としたものである保持器の製造方法。
7. 内周面が成形型面となりこの成形型面の軸方向の両端に環状溝を有するダイスを環状素材の外周に配置し、前記環状素材の内側にコイルを配置し、このコイルに電流を流すことで、前記環状素材に誘導電流を発生させ、コイルと環状素材間に発生する磁場の反力により環状素材を拡径させて前記ダイスの内周面に押し付けることで、前記環状素材をダイスの内周面に沿って略Ｍ字形の断面形状に成形し、この成形された環状素材に、転動体保持用の窓を形成してなる保持器。
8. 外周面が成形型面となりこの成形型面の軸方向の両端に環状突条を有するダイスを環状素材の内周に配置し、前記環状素材の外側にコイルを配置し、このコイルに電流を流すことで、前記環状素材に誘導電流を発生させ、コイルと環状素材間に発生する磁場の反力により環状素材を縮径させて前記ダイスの外周面に押し付けることで、前記環状素材をダイスの外周面に沿って略Ｍ字形の断面形状に成形し、この成形された環状素材に、転動体保持用の窓を形成してなる保持器。
9. 請求項７または請求項８に記載の保持器を備えた転がり軸受。

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