JP2014061549A - 転がり軸受ケージを製造する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ケージの疲労強度を向上させ得る、転がり軸受ケージの製造方法を提供する。
【解決手段】少なくとも１つのケージリング１と、ケージリング１に接続する複数のケージウェブ２とを備える転がり軸受ケージを製造する方法において、少なくとも部分的に成形した転がり軸受ケージを準備する準備工程と、所定の圧力をケージリング１の半径方向内側に位置する面及び／又は半径方向外側に位置する面に加えて、表面近傍の領域におけるケージリング１の材料を圧縮する加圧工程とを有するようにした。
【選択図】図８

Description

本発明は、可動の機械部品用の軸受に係り、特に転がり軸受ケージを製造する方法に関する。

機械工学及び装置工学において、軸受は、互いに運動する構成部材を案内するために使用される。この軸受は、望む方向の運動を可能にする一方、望まない方向の運動を阻止する。使用される作用原理に基づいて、滑り軸受と転がり軸受とに分類される。転がり軸受の場合、互いに運動する構成部材間に転動体が存在する。

極めて多数の種々異なる態様の転がり軸受が存在する。これらの態様の大部分は、基本要素として内レースと、外レースと、両レース間に位置する転動体とを有する。これらの転動体の相互の位置は、大抵の場合、ケージによって保持される。

転がり軸受内のケージは、高速で交番する小さな負荷に曝されている。このことは、疲労強度の制限につながる。疲労強度の向上は、例えばケージリングの寸法の拡大及び／又はより高価値の材料によって達成可能である。しかし、これらの手段は、軸受のコストの上昇及び／又は重量の増加につながる。

それゆえ本発明の課題は、ケージの疲労強度を向上させ得る、転がり軸受ケージを製造する改良されたコンセプトを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明に係る、少なくとも１つのケージリングと、ケージリングに接続する複数のケージウェブとを備える転がり軸受ケージを製造する方法では、少なくとも部分的に成形した転がり軸受ケージを準備する準備工程と、所定の圧力をケージリングの半径方向内側に位置する面及び／又は半径方向外側に位置する面に加えて、表面近傍の領域におけるケージリングの材料を圧縮する加圧工程と、を有するようにした。

好ましい態様において、所定の圧力を、所定の圧力でもってケージリングの半径方向内側に位置する面及び／又は半径方向外側に位置する面上を転動する少なくとも１つの押圧ローラにより加える。

好ましい態様において、少なくとも１つの押圧ローラをケージに関して、所定の圧力を加える際に実質的に、押圧ローラの回転軸線がケージの回転軸線と交差するか、又は押圧ローラの回転軸線がケージの回転軸線に対して平行に延びるように配向する。

好ましい態様において、少なくとも１つの押圧ローラを、所定の圧力を加える際に実質的に一定の圧力でもってケージリングの面の周方向に沿って転動させる。

好ましい態様において、少なくとも１つの押圧ローラを、所定の圧力を加える際に、接線方向の速度成分をもってケージリングの面の周方向に沿って動かし、その際、軸方向の速度成分をもってケージリングの面上を、接続するケージウェブに向かって動かし、このときの接線方向の速度成分が軸方向の速度成分より大きいようにする。

好ましい態様において、ケージのケージリング毎に、半径方向内側に位置する面のために少なくとも１つの押圧ローラを使用し、半径方向外側に位置する面のために少なくとも１つの押圧ローラを使用し、両面に同じか又はそれぞれ異なる所定の圧力を加える。

好ましい態様において、一方の押圧ローラにより半径方向内側に位置する面に対して、他方の押圧ローラによって半径方向外側に位置する面に加える圧力よりも高い所定の圧力を加える。

好ましい態様において、押圧ローラの、所定の圧力を及ぼす表面が金属、特に硬化された鋼よりなる。

好ましい態様において、所定の圧力を、キャリパ状の矯正工具を半径方向内側に位置する面及び半径方向外側に位置する面上に被嵌することにより加えるようにし、キャリパ状の矯正工具は、第１の半径方向の間隔を有する２つの対向して位置する滑動面を有し、かつケージリングの半径方向内側に位置する面と、半径方向外側に位置する面とは、第２の半径方向の間隔を有しており、第１の半径方向の間隔を第２の半径方向の間隔より小さくして、キャリパ状の矯正工具を半径方向内側に位置する面及び半径方向外側に位置する面上に被嵌するときに所定の圧力が加わるようにする。

好ましい態様において、キャリパ状の矯正工具は、内側の滑動面を有する円柱形の内側領域と、外側の滑動面を有する円筒形の外側領域とを有し、内側領域と外側領域との間に、キャリパ状の矯正工具を被嵌する際にケージを少なくとも部分的に収容するための中空室が形成され、内側の滑動面は、キャリパ状の矯正工具を被嵌するとき、半径方向内側に位置する面上を滑動し、外側の滑動面は、キャリパ状の矯正工具を被嵌するとき、半径方向外側に位置する面上を滑動する。

本発明の根底には、ケージリングの表面近傍の領域における圧縮応力によって、ケージリング内に運転中に発生する引張応力が小さくなり、ケージの疲労強度の向上に至るという認識がある。付加的に、所定の圧力を加えることにより、例えばケージリングの表面は平滑化可能である。その結果、亀裂発生の危険は低減可能である。ケージリングの案内面を平滑化することにより、ケージと案内レース面との間の摩擦も低減可能である。これにより、疲労強度の改善に加えて、より高い滑動速度も達成可能である。

幾つかの態様においては、所定の圧力を、所定の圧力でもってケージリングの半径方向内側に位置する面及び／又は半径方向外側に位置する面上を転動する少なくとも１つの押圧ローラによって加える。これにより、簡単に、表面近傍の領域におけるケージリングの材料は、圧縮可能である。

幾つかの別の態様においては、所定の圧力を、キャリパ状の矯正工具を半径方向内側に位置する面及び半径方向外側に位置する面上に被嵌することによって加える。その際、キャリパ状の矯正工具は、第１の半径方向の間隔を有する２つの対向して位置する滑動面を有し、かつケージリングの半径方向内側に位置する面と、半径方向外側に位置する面とは、第２の半径方向の間隔を有している。第１の半径方向の間隔を第２の半径方向の間隔より小さく選択することにより、キャリパ状の矯正工具を半径方向内側に位置する面及び半径方向外側に位置する面上に被嵌するときに所定の圧力を加えることができる。この矯正工具により、個数が多いとき、所定の圧力を好適かつ迅速に加えることができる。

以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。

転がり軸受ケージを製造する方法のフローチャートである。 ケージサイドリングにおける概略的な応力分布図である。 ケージリングの断面における概略的な応力分布図である。 円筒ころ軸受ケージにおいて所定の圧力を加えている状態を示す概略図である。 玉軸受ケージにおいて所定の圧力を加えている状態を示す概略図である。 アンギュラ玉軸受ケージにおいて所定の圧力を加えている状態を示す概略図である。 自動調心ころ軸受ケージ又は複列の円筒ころ軸受ケージにおいて所定の圧力を加えている状態を示す概略図である。 ダブルローラを用いて所定の圧力を加えている状態を示す概略図である。 矯正工具を用いて所定の圧力を加えている状態を示す概略図である。

以下に説明するそれぞれ異なる実施の形態では、一部において、同一又は類似の機能的特性を有する対象物及び機能単位には、同一の符号が使用可能である。さらに、一実施の形態又は一図面において何度も登場するが、単数又は複数の特徴に関して一括して説明可能な部品及び対象物のために、統一的な符号が使用可能である。同一の又は統一的な符号により示す部品又は対象物は、個々の、複数の又はすべての特徴、例えば寸法に関して、記載から異なることが明示的又は暗示的に看取されない限り同じに、しかし場合によってはそれぞれ異なって形成されていてもよい。さらに、それぞれ異なる実施の形態の任意選択的な特徴は、互いに組み合わせ可能又は互いに組み換え可能である。

以下の実施の形態は、主として、所定の圧力を転がり軸受ケージの完全な成形（例えばケージリングの旋削及びポケットの形成）後に初めて加える形態に関する。しかし、所定の圧力を既に、転がり軸受が部分的に成形された（例えばケージリングが既に旋削されているが、ポケットはまだ形成されていない）段階で加え、その後で初めて残余の成形（例えばポケットの形成）を行うことも可能である。

図１は、一実施の形態に係る転がり軸受ケージを製造する方法１００のフローチャートを示している。方法１００は、転がり軸受ケージの準備工程１１０を有している。その際、ケージは、少なくとも１つのケージリングと、ケージリングに接続する複数のケージウェブとを有している。さらに方法１００は、ケージリングの表面近傍の領域における材料を圧縮あるいは圧密化するために、所定の圧力をケージリングの半径方向内側に位置する面及び／又は半径方向外側に位置する面に加える（又は及ぼす）加圧工程１２０を有している。

ケージの表面近傍の領域の圧縮により、圧縮応力を、ケージリングの表面近傍の領域に形成可能である。こうして形成された圧縮応力は、圧縮応力が形成されていない場合と比較して、ケージリング内に（運転中に）発生する引張応力を小さくし、ひいては疲労強度を向上させ得る。疲労強度は、所定の圧力を加えるとケージリングの表面の平滑化が達成されるので、亀裂発生の危険を低減することができ、これにより付加的に向上可能である。ケージリングの案内面（内側に位置する面及び／又は外側に位置する面）の平滑化は、ケージと（内レース及び／又は外レースの）案内レース面との間の摩擦を低減可能である。これにより、より高い滑動速度及び／又は面圧も実現可能である。

所定の圧力は、ケージリングの半径方向内側に位置する面及び半径方向外側に位置する面の一方にのみ加えられても、半径方向内側に位置する面及び半径方向外側に位置する面の両方に加えられてもよい。

ケージリングの表面近傍の領域とは、ケージリングの表面（半径方向内側に位置する面又は半径方向外側に位置する面）から、ケージリングのそれとは反対側に位置する表面に向かって延在し、ケージリングの内側に位置する面と外側に位置する面との間の半径方向の平均的な間隔を１００％としたとき、ケージリングの内側に位置する面と外側に位置する面との間の半径方向の平均的な間隔の例えば５０％に等しいか又は５０％より小さい（又は４０％、３０％、２０％、１０％又は５％より小さい）深さに到達するまでのケージリングの領域と見なされ得る。その際、表面近傍の領域（の深さ）を規定するにあたり、最大の圧縮を１００％としたとき、最大の圧縮の２０％より小さい（又は１０％、５％又は１％より小さい）圧縮は、無視してもよい。圧縮あるいは圧密化とは、例えば、所定の圧力を加える前の密度と比較した材料の密度の上昇と解すべきである。

所定の圧力は、製造機械の単数（又は複数）の圧力を及ぼす構成部材との接触により加えることが可能である。ケージリングの半径方向内側に位置する面及び半径方向外側に位置する面の両方に予め規定された圧力を加える場合、半径方向内側に位置する面のための所定の圧力と、半径方向外側に位置する面のための所定の圧力とは、同じであっても、異なっていてもよい。例えば疲労強度のためには、ケージリングの半径方向内側に位置する面に対して、半径方向外側に位置する面に対するよりも高い所定の圧力を加えるのが、好ましい。

任意選択的又は付加的に、ケージリングの半径方向内側に位置する面及び／又は半径方向外側に位置する面にわたって軸方向で圧力を変更してもよい。こうして、軸方向で所定の圧縮応力プロフィール（又は圧縮プロフィール）を実現することが可能である。疲労強度のためには、例えば、軸方向で、ケージリングの、ケージウェブがケージリングに接続する側に対して、これとは反対側に位置する側に対するよりも高い所定の圧力を加えるのが、好ましい。つまり、所定の圧力は、所定の一定の圧力であっても、所定の圧力プロフィールであってもよく、またケージリングのそれぞれ異なる面のために同じであっても、異なっていてもよい。

所定の圧力は、例えば、半径方向の断面にわたって合計される圧縮応力を１００％としたとき、運転中に半径方向の断面にわたって合計される引張応力の、半径方向の断面にわたって合計される（表面近傍の領域における）圧縮応力からの偏差が、２０％より小さくなる（又は１０％、５％又は１％より小さくなる）ように選択してもよい。引張応力は、例えば、平均回転数又は最大設定回転数での転がり軸受の運転中にケージリングの半径方向の断面中に発生する引張応力である。択一的又は任意選択的には、所定の圧力を単純に、圧縮応力（例えば最大の圧縮応力又は平均的な圧縮応力）が、運転中のケージリングの（半径方向で位置する）中央部における引張応力より大きくなるように選択してもよい。

図２は例示的に、ケージリング１の一部を示しており、ケージリング１の半径方向の断面にわたる応力の分布を概略的に示している。図２において、符号Ａ_ａは、外側の圧縮応力の面を、符号Ａ_ｉは、内側の圧縮応力の面を、符号Ａ_ｚは、引張応力の面を、それぞれ示している。例えば所定の圧力は、次式：
Ａ_ｚ＝Ａ_ａ＋Ａ_ｉ
が成立する、つまり、半径方向の断面にわたる圧縮応力が引張応力と実質的に同じ大きさであるように選択可能である。

比較的高い圧縮応力は、例えばケージリングの半径方向の大きな割合を占める極めて低い引張応力によって相殺可能である。弱部は、サイドリングであるので、圧縮応力は、第一にサイドリングに加えられ得る。

転がり軸受のケージの準備工程１１０は、例えば転がり軸受のケージの製造工程（ポケットを設ける前の旋削による製造工程）を含んでいてよく、任意選択的には、所定の圧力を加える加圧工程１２０を行う前の別の処理工程を含んでいてもよい。

所定の圧力を加える加圧工程１２０は、種々異なる態様において実施可能である。一般的に表現すれば、（ケージを製造する）製造機械内で、単数の圧力を及ぼす構成部材との接触又は（例えば内側に位置する面と外側に位置する面とに圧力を加えるときは）複数の圧力を及ぼす構成部材との接触により、圧力を加える又は及ぼすことが可能である。

所定の圧力を加える加圧工程１２０は、例えば（圧力を及ぼす構成部材としての）少なくとも１つの押圧ローラにより実施可能である。押圧ローラは、所定の圧力でもって、ケージリングの半径方向内側に位置する面又は半径方向外側に位置する面上を転動する。付加的に、第２の押圧ローラを介して、所定の圧力を、ケージリングのその都度他方の面に加えることができる。任意選択的には、圧力を加える加圧工程１２０を加速するか、又はより連続的に実施するために、ケージリングの同一の面のために２以上の押圧ローラを使用してもよい。

押圧ローラは、所定の圧力を加えるためにそれぞれ異なって配置されていてもよい。例えば少なくとも１つの押圧ローラは、ケージに関して、所定の圧力を加える際に実質的に、押圧ローラの回転軸線がケージの回転軸線と交差するか、又は押圧ローラの回転軸線がケージの回転軸線に対して平行に延びるように配向されていてもよい。その際、実質的に配向されるとは、例えば、製造誤差による小さな偏差や、内側に位置する面又は外側に位置する面を軸方向の運動成分を伴って螺旋状にローラがけするための、押圧ローラの軽微な傾斜位置による小さな偏差があってもよいことと解されるべきである。ケージの回転軸線とは、ケージが運転中に転がり軸受内で回転する軸線と解されるべきである。同様に、押圧ローラの回転軸線とは、押圧ローラが所定の圧力を加える際に回転する軸線と解されるべきである。圧力を加える面がケージの回転軸線に対して平行であるとき、例えば押圧ローラの回転軸線も、ケージの回転軸線に対して平行であり得る。

任意選択的には、少なくとも１つの押圧ローラは（しかし、その他の押圧ローラも）、所定の圧力を加える際、実質的に一定の圧力でケージリングの面の周方向に沿って（つまり接線方向で）転動可能である。しかし、この圧力は、例えば（周方向に沿った運動より明らかに小さくてもよい）軸方向の付加的な運動に際し、増減してもよい。

その際、押圧ローラの回転軸線がケージリング周りに可動である一方、ケージが固定であってもいいし、転がり軸受ケージが回転する一方、押圧ローラの回転軸線が固定であってもよい。換言すれば、所定の圧力を加えるために、転がり軸受ケージが固定である一方、押圧ローラが転がり軸受ケージ周りに運動しても、押圧ローラが固定である一方、転がり軸受ケージが転がり軸受ケージの回転軸線周りに回転してもよい。

つまり、可変又は一定の所定の圧力に関わらず、少なくとも１つの押圧ローラは、所定の圧力を加える際、接線方向の速度成分をもってケージリングの面の周方向に沿って可動であり、その際、軸方向の速度成分をもってケージリングの面上を、接続するケージウェブに向かって可動である。その際、接線方向の速度成分は、軸方向の速度成分より大きくてもよい。疲労強度のためには、接続するケージウェブに向かって軸方向運動を実施するのが有利であるが、逆方向の運動も可能である。

相応に図３は、ケージウェブ２が接続されている円筒ころ軸受ケージのサイドリング１の断面における圧縮応力の概略的な分布図である。図３には、内側に位置する面３及び外側に位置する面３における圧縮応力分布並びにケージサイドリング１からケージウェブ２への移行部３ａにおける圧縮応力を示してある。

既に言及したように、複数の押圧ローラを同時に使用してもよい。例えばケージの各ケージリングのために、半径方向で内側に位置する面のための少なくとも１つの押圧ローラと、半径方向外側に位置する面のための少なくとも１つの押圧ローラとが、（同じか、又は異なる）所定の圧力をそれぞれの面に加えるために使用可能である。

任意選択的又は付加的に、半径方向内側に位置する面に所定の圧力を加える押圧ローラが、半径方向外側に位置する面に所定の圧力を加える他の押圧ローラよりも高い所定の圧力を加えるようになっていてもよい。これにより、ケージの疲労強度はさらに向上可能である。

単数又は複数の押圧ローラは、種々異なって形成されていてもよい。例えば、押圧ローラの、予め規定された圧力を及ぼす表面は、金属、例えば硬化された鋼からなっていることができる。しかし、別の材料が使用されてもよい。例えば、押圧ローラの、予め規定された圧力を及ぼす表面が、ケージリングの材料より硬い材料からなっていれば十分である。

この加圧転造は、例えば軸方向で常にケージポケットに向かって（又はケージウェブに向かって又はケージポケットに向かって）、ケージリング１からウェブ２への移行部３ａにおける圧縮応力を高めるために実施される。

ケージリング１からウェブ２への移行部３ａにおける圧縮応力は、ポケット角隅部におけるノッチ応力を低減することができる。このことは、他方、ケージの疲労強度を向上させる。

ローラがけ又は一般的には硬化は、あらゆる製造時点において実施可能である。つまり、例えば始めにリングの旋削後であってポケットの形成前に実施可能である。

択一的には、所定の圧力を、例えば半径方向内側に位置する面及び半径方向外側に位置する面上にキャリパ状あるいはプライヤ状の矯正工具あるいはサイジング工具（Ｋａｌｉｂｒｉｅｒｗｅｒｋｚｅｕｇ）を被嵌することによって加えてもよい。この場合、キャリパ状の矯正工具は、第１の半径方向の間隔を有する、対向して位置する２つの滑動面を有し、かつケージリングの、半径方向内側に位置する面と、半径方向外側に位置する面とは、第２の半径方向の間隔を有していることができる。第１の半径方向の間隔は、第２の半径方向の間隔より小さく選択することができるので、半径方向内側に位置する面及び半径方向外側に位置する面上にキャリパ状の矯正工具を被嵌する際、所定の圧力が加えられる。その限りにおいて、矯正工具は、対向して位置する滑動面がキャリパ対として機能し、ケージリングをそれぞれ他方の滑動面に向かって押圧するので、キャリパ状と表現することができる。

キャリパ状の矯正工具は、被嵌時にその都度ケージリングの周囲の一部にのみ所定の圧力が加えられ、こうして例えば複数の作業工程を介してケージリングの全周が加工されるように形成されていてもよい。しかし、択一的には、キャリパ状の矯正工具は、一回の作業工程において所定の圧力をケージリングの全周に沿って加えることができるように形成されていてもよい。例えばこのことは、キャリパ状の矯正工具であって、内側の滑動面を有する円柱形の内側領域と、（円筒体の内面に設けられた）外側の滑動面を有する円筒形の外側領域とを備え、その結果、内側領域と外側領域との間に中空室が形成されていて、キャリパ状の矯正工具をケージリング上に被嵌する際にケージを少なくとも部分的に収容することができるキャリパ状の矯正工具によって実施可能である。その際、内側の滑動面は、キャリパ状の矯正工具の被嵌時にケージリングの半径方向内側に位置する面上を滑動し、外側の滑動面は、キャリパ状の矯正工具の被嵌時にケージリングの半径方向外側に位置する面上を滑動することができる。

矯正工具５を用いた矯正による圧縮応力形成の一例は、図９に示してある。図９に示した例では、矯正工具５は、軸方向でケージリング１上を、任意選択的に存在するストッパ６まで案内される。その際、ケージのウェブ２は、矯正工具５の中空室内にスペースを見出すことが可能である。

この矯正法は、個数が多いときには経済的と言えるが、（ケージリングとウェブとの間の）移行部３ａに形成される圧縮応力は、小さくなる。

転がり軸受用のケージは、それが使用される転がり軸受の型式次第で、種々異なる幾何学形状、例えばそれぞれ異なる個数及び形状のケージリング及びケージウェブを有している場合がある。しかし、転がり軸受ケージを製造する方法は、それとは関わりなく使用可能である。

図４は、例えば、円筒ころ軸受における押圧ローラ４による圧縮応力形成を概略的に示している。図４は、円筒ころ軸受ケージの２つのサイドリング１及び１つのウェブ２を通る断面を示している。図４に示した例では、ケージリングの内側に位置する面のために１つの押圧ローラ４が使用され、ケージリングの外側に位置する面のために１つの別の押圧ローラ４が使用される。その際、軸方向の運動は、例えば、矢印で概略的に示したように、常に内向きに（ケージウェブに向かって）実施される。

択一的に図５は、玉軸受ケージにおける転がり軸受ケージを製造する方法を示している。図５は、やはりケージのサイドリング１の断面を示している。ウェブ２と、ケージポケットの１つに収められたボールとは、破線で概略的に示してある。さらに、図４に対して行った説明及び一般的な製造方法に対して行った説明が当てはまる。

択一的に図６は、アンギュラ玉軸受ケージ用の転がり軸受ケージを製造する方法を示している。このアンギュラ玉軸受ケージも、２つのサイドリング１を有している。さらに、前述の例に対して行った説明及び方法に対して行ったすべてのその他の説明も、相応に当てはまる。

択一的に図７は、自動調心ころ軸受ケージ又は複列の円筒ころ軸受ケージ用の転がり軸受ケージを製造する方法を示している。このケージは、１つのケージリング１と、ケージリング１の両側に接続したウェブ２とを有している。さらに、本例においては、内側に位置する面及び外側に位置する面のためにそれぞれ１つの押圧ローラ４が使用される。付加的に、前述の例に対して行った説明及び方法に対して行ったすべてのその他の説明も、相応に当てはまる。

図８は、半径方向内側に位置する面及び半径方向外側に位置する面に対してそれぞれ異なる所定の圧力を加える可能性を示している。このために第１の押圧ローラ４は、製造機械のキャリパ状の構成部材の第１のばね腕７に取り付けられており、第２の押圧ローラ４は、製造機械のキャリパ状の構成部材の第２のばね腕７に取り付けられている。第１のばね腕７は、第１の押圧ローラ４を第１の力Ｆ_１でケージリング１の半径方向内側に位置する面に押し付け、第１の所定の圧力をこの内側に位置する面に加える。同時に第２のばね腕７は、第２の押圧ローラ４を第２の力Ｆ_２でケージリング１の半径方向外側に位置する面に押し付け、第２の所定の圧力をこの外側に位置する面に加える。例えば、ばね腕の横断面積がそれぞれ異なることによって、同時に、必要に応じた圧縮応力を加えることができる。例えば第１のばね腕７は、第２のばね腕７より大きな横断面積を有していてよい。その結果、第１の力Ｆ_１は、第２の力Ｆ_２より大きく（Ｆ_１＞Ｆ_２）、第１の所定の圧力は、第２の所定の圧力より大きい。これにより、例えば疲労強度はさらに向上可能である。

キャリパ状の構成部材を使用することによって、ウェブ２を介して結合されている複数のケージリング１を有するケージにおいても、外側のケージリング１がキャリパ状の構成部材の空間内にスペースを見出すので、内側のケージリング１まで到達可能である。

つまり、ダブルローラにより、ばね腕７が適当に形成されていれば、それぞれ異なる圧縮応力を外径部（外側に位置する面）にも、孔内（内側に位置する面）にも及ぼすことができる。ある使用例では（高い疲労強度を達成するために）、例えば孔内（内側に位置する面）及び（ケージリングからケージウェブへの）移行部３ａに、外径部（外側に位置する面）におけるより高い圧縮応力が必要な場合がある。

択一的には、半径方向内側に位置する面及び半径方向外側に位置する面には、同じ所定の圧力（Ｆ_１＝Ｆ_２）を加えてもよい。これにより、極めて薄い壁厚さのケージ（例えばアルミニウム、黄銅、鋼からなるころ軸受及び玉軸受用の金属薄板ケージ又はニードル軸受ケージ）も、このキャリパ状のダブル押圧ローラホルダ（図８）によって、該当するリング表面において圧縮可能である。内側からも外側からも同じ力が働くことにより、半径方向でのケージの変形は回避可能である。周方向及び軸方向の力だけが、例えば薄壁のケージにより伝達されればよい。薄壁のケージの場合、ポケットの形成をローラがけ後に行うことが推奨され得る。

図８に示した工具（ダブル押圧ローラホルダ）の場合、ケージリングは例えば２度にわたってローラがけされ得る（左方向へのローラがけ時と、工具の引き戻し時）。Ｆ_１＞Ｆ_２が成立していても、Ｆ_１＜Ｆ_２が成立していても、Ｆ_１＝Ｆ_２が成立していてもよい。

一般に、所定の圧力を加えることにより、表面の平滑化が実現可能である。これにより、亀裂発生の危険は低減可能であり、滑動速度の上昇も可能である。さらに面圧及び摩擦も低減可能である。

換言すれば、所定の圧力は、例えば、ケージリングの半径方向内側に位置する面及び／又は半径方向外側に位置する面のために１μｍより小さな（又は０．８μｍ、０．５μｍ又は０．３μｍより小さな）平均粗さＲ_ａが達成可能であるように選択可能である。

半径方向内側に位置する面及び半径方向外側に位置する面は、大抵の場合、運転中のケージの回転軸線に対して平行であるが、これらの面が回転軸線に対して平行でない構造型式（例えばアンギュラ玉軸受）も存在する。一般に、例えばケージリングの半径方向内側に位置する面は、転がり軸受の内レースに実質的に面しており、半径方向外側に位置する面は、転がり軸受の外レースに実質的に面している。

上述の方法は、例えば重厚な造りのケージ（例えば鋼、黄銅、アルミニウム、軽金属）を有する転がり軸受において使用可能である。可能な転がり軸受の型式は、例えば円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、玉軸受、４点軸受、自動調心ころ軸受又はアンギュラ玉軸受である。

幾つかの実施の形態は、上述のコンセプトに応じて転がり軸受ケージを製造する方法により製造されたケージに関する。その際、ケージの必要な、任意選択的な、択一的な又は付加的な特徴は、方法との関連で説明した可能性に相当する。

幾つかの実施の形態は、ケージリングの表面近傍の領域における圧縮応力と、表面の平滑化とに関する。ケージの発生する引張応力を僅かに上回る、上述のケージリングの表面近傍の領域における圧縮応力は、上述のケージリング内に引張応力が発生しない（又はほとんど発生しない）こと、ひいては疲労強度の向上をもたらす。表面の平滑化は、付加的に亀裂発生の危険を低減することができる。案内面（半径方向内側に位置する面及び半径方向外側に位置する面）の平滑化は、ケージと案内レース面との間の摩擦を低減することができる。これにより、より高い滑動速度及び面圧も可能である。例えば、吹付け処理（Ｓｔｒａｈｌｂｅｈａｎｄｌｕｎｇ）よりも平滑な表面が達成可能である。

疲労強度は、公知の疲労強度試験により求めることができる。このために、標準ケージのヴェーラー曲線を作成し、その後、上述のコンセプトにしたがって製造したケージのヴェーラー曲線を、標準ケージのために使用したのと同じ負荷条件下で作成する。１つのグラフに両ヴェーラー曲線を記載すると、材料の圧縮と、内径部及び外径部におけるケージリングの平滑化とによる改善が明らかとなる。

明細書、特許請求の範囲及び図面に開示する特徴は、単独でも、任意の組み合わせでも、本発明の種々異なる形態での実現にとって重要である。

本発明の幾つかの観点が装置との関連で説明してあったとしても、これらの観点が、対応する方法の説明もなし、装置のブロック又は構成要素が、対応する方法ステップ又は方法ステップの特徴とも解されるべきことは自明である。同様に、方法ステップとの関連でか、又は方法ステップとして説明した観点も、対応する装置の対応するブロック又は細部若しくは特徴の説明もなしている。

上述の実施の形態は、本発明の原理を説明するためのものにすぎない。当業者がここに記載される配置及び細部の改変及び変更を試みてもよいことは、自明である。それゆえ本発明の権利範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定され、実施の形態の図示及び説明に提示した個々の特徴によっては限定されない。

１ ケージリング、 ２ ケージウェブ、 ３ 圧縮応力分布、 ３ａ ケージリングからケージウェブへの移行部における圧縮応力分布、 ４ 押圧ローラ、 ５ 矯正工具、 ６ ストッパ、 ７ ばね腕、 １００ 転がり軸受ケージを製造する方法、 １１０ 転がり軸受ケージの準備工程、 １２０ 所定の圧力を加える加圧工程

Claims (10)

1. 少なくとも１つのケージリングと、該ケージリングに接続する複数のケージウェブとを備える転がり軸受ケージを製造する方法（１００）であって、
   少なくとも部分的に成形した転がり軸受ケージを準備する準備工程（１１０）と、
   所定の圧力を前記ケージリングの半径方向内側に位置する面及び／又は半径方向外側に位置する面に加えて、表面近傍の領域におけるケージリングの材料を圧縮する加圧工程（１２０）と、
   を有することを特徴とする、転がり軸受ケージを製造する方法。
2. 前記所定の圧力を、該所定の圧力でもって前記ケージリングの半径方向内側に位置する面及び／又は半径方向外側に位置する面上を転動する少なくとも１つの押圧ローラにより加える、請求項１記載の方法。
3. 前記少なくとも１つの押圧ローラを前記ケージに関して、前記所定の圧力を加える際に実質的に、前記押圧ローラの回転軸線が前記ケージの回転軸線と交差するか、又は前記押圧ローラの回転軸線が前記ケージの回転軸線に対して平行に延びるように配向する、請求項２記載の方法。
4. 前記少なくとも１つの押圧ローラを、前記所定の圧力を加える際に実質的に一定の圧力でもって前記ケージリングの面の周方向に沿って転動させる、請求項２又は３記載の方法。
5. 前記少なくとも１つの押圧ローラを、前記所定の圧力を加える際に、接線方向の速度成分をもって前記ケージリングの面の周方向に沿って動かし、その際、軸方向の速度成分をもって前記ケージリングの面上を、接続するケージウェブに向かって動かし、このときの接線方向の速度成分が軸方向の速度成分より大きいようにする、請求項２から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 前記ケージのケージリング毎に、前記半径方向内側に位置する面のために少なくとも１つの押圧ローラを使用し、前記半径方向外側に位置する面のために少なくとも１つの押圧ローラを使用し、両面に同じか又はそれぞれ異なる所定の圧力を加える、請求項２から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 一方の押圧ローラにより前記半径方向内側に位置する面に対して、他方の押圧ローラによって前記半径方向外側に位置する面に加える圧力よりも高い所定の圧力を加える、請求項２から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 前記押圧ローラの、前記所定の圧力を及ぼす表面が金属、特に硬化された鋼よりなる、請求項２から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 前記所定の圧力を、キャリパ状の矯正工具を前記半径方向内側に位置する面及び前記半径方向外側に位置する面上に被嵌することにより加えるようにし、前記キャリパ状の矯正工具は、第１の半径方向の間隔を有する２つの対向して位置する滑動面を有し、かつ前記ケージリングの前記半径方向内側に位置する面と、前記半径方向外側に位置する面とは、第２の半径方向の間隔を有しており、前記第１の半径方向の間隔を前記第２の半径方向の間隔より小さくして、前記キャリパ状の矯正工具を前記半径方向内側に位置する面及び前記半径方向外側に位置する面上に被嵌するときに所定の圧力が加わるようにする、請求項１記載の方法。
10. 前記キャリパ状の矯正工具は、内側の滑動面を有する円柱形の内側領域と、外側の滑動面を有する円筒形の外側領域とを有し、前記内側領域と前記外側領域との間に、前記キャリパ状の矯正工具を被嵌する際に前記ケージを少なくとも部分的に収容するための中空室が形成され、前記内側の滑動面は、前記キャリパ状の矯正工具を被嵌するとき、前記半径方向内側に位置する面上を滑動し、前記外側の滑動面は、前記キャリパ状の矯正工具を被嵌するとき、前記半径方向外側に位置する面上を滑動する、請求項９記載の方法。

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