JP2023161392A - 軸受用保持器、及び軸受用保持器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】板金プレス加工で製造される軸受用保持器、及び前記軸受用保持器の製造方法において、製造コストの増大を抑制しながら、内径抜き工程を行った後に発生するバリにより生ずる不具合を解消する。【解決手段】転がり軸受に用いる金属製の保持器であって、軸方向に離間した一対の大径リング部及び小径リング部３を複数の柱部により繋いだ形状を成す。小径リング部３の軸方向端面３Ａの径方向内方ＲＩ側の端部に、前記大径リング部に向かって窪む円環状の凹部Ａを有する。小径リング部３の内周面３ＢのバリＢの先端は、軸方向端面３Ａの軸方向最外部Ｅよりも前記大径リング部寄りにある。円環状の凹部Ａの径方向外方ＲＯの部分は、径方向内方へ行くにしたがって上昇する傾斜面Ｃ２を有する。傾斜面Ｃ２の傾斜角度は、回転軸Ｏに直交する平面に対して１０度以上２０度以下である。【選択図】図３

Description

本発明は、板金プレス加工で製造される軸受用保持器、及び前記軸受用保持器の製造方法に関する。

円板状の素材（例えば、特許文献１の円形の金属製素板９）から多段階のプレス加工を経て製造される軸受用保持器がある（例えば、特許文献１及び２等参照）。このような金属製の軸受用保持器は、軸方向に離間した一対の大径リング部及び小径リング部を複数の柱部により繋いだ形状を成す。

前記軸受用保持器の製造工程には、例えば特許文献１の図３の（ニ）及び図５の（ホ）のように、小径リング部の径方向内方の底板部を打ち抜いて除去する内径抜き工程がある。

特開平８－３２６７６１号公報 実開昭５５－２８１９２号公報

前記軸受用保持器の前記底板部を打ち抜いて除去すると、前記底板部が打ち抜かれた小径リング部の内周面にバリが発生し、発生したバリは小径リング部の底面（軸方向端面）から突出する。小径リング部の底面からバリが突出していると、軸受を組み立てる際に作業者が受傷すること、及び前記保持器を組み込んだ軸受の使用中にバリが脱落して軸受に噛み込むこと等の不具合が生じる恐れがある。

前記保持器の底面から突出したバリを除去するためには、プレス加工後にショットブラスト等の表面処理工程、又は面押し工程を行う必要があるので、その工程分の製造コストが増大する。また、前記保持器の底面からバリが突出しないように打ち抜き加工を行うには、精密なプレス加工が可能となるファインブランキングを行う必要がある。ファインブランキングは、高精度な専用金型及び複動油圧装置を配置した高価な専用機が必要になるので、その分の製造コストが増大する。製品形状によっては、前記ファインブランキングを行えない場合がある。

本発明は、板金プレス加工で製造される軸受用保持器、及び前記軸受用保持器の製造方法において、製造コストの増大を抑制しながら、内径抜き工程を行った後に発生するバリにより生ずる不具合を解消することを目的とする。

本発明の第１観点に係る軸受用保持器は、転がり軸受に用いる金属製の保持器であって、軸方向に離間した一対の大径リング部及び小径リング部を複数の柱部により繋いだ形状を成す。前記小径リング部の軸方向端面の径方向内方側の端部に、前記大径リング部に向かって窪む円環状の凹部を有する。前記小径リング部の内周面のバリの先端は、前記軸方向端面の軸方向最外部よりも前記大径リング部寄りにある。

本発明の第２観点に係る軸受用保持器は、第１観点に係る軸受用保持器において、前記円環状の凹部の径方向外方の部分は、径方向内方へ行くにしたがって上昇する傾斜面を有する。前記傾斜面の傾斜角度は、前記転がり軸受の回転軸に直交する平面に対して１０度以上２０度以下である。

本発明の第３観点に係る軸受用保持器の製造方法は、転がり軸受に用いる金属製の保持器の製造方法である。前記保持器は、軸方向に離間した一対の大径リング部及び小径リング部を複数の柱部により繋いだ形状を成す。円板状の素材から多段階のプレス加工を経て前記保持器を製造する工程内に、絞り工程後の中間成形品に対して、前記小径リング部の径方向内方の底板部を打ち抜いて除去する内径抜き工程を有する。前記内径抜き工程に用いる打抜きダイの径方向内方側端部の上面を、径方向内方へ行くにしたがって上昇する傾斜面とし、前記傾斜面の傾斜角度は、前記転がり軸受の回転軸に直交する平面に対して１０度以上２０度以下である。

本発明に係る軸受用保持器、及び前記軸受用保持器の製造方法によれば、内径抜き工程を行った際に発生する前記保持器の小径リング部の内周面のバリの先端が、前記小径リング部の軸方向端面の軸方向最外部よりも前記保持器の大径リング部寄りにある。そのため、前記バリの先端が前記保持器の小径リング部の底面を越えて突出していないので、軸受組立前に前記バリが接触によって脱落し易い状態になることが避けられる。例えば、前記保持器をスタッキングしても前記保持器同士が干渉しないとともに、運搬等の際に前記バリが他の部品と接触することがない。

したがって、前記バリを除去しなくても、軸受を組み立てる際に作業者が受傷すること、及び前記保持器を組み込んだ軸受の使用中にバリが脱落して軸受に噛み込むこと等の不具合を抑制できるので、前記バリを除去するためのショットブラスト等の表面処理、又は面押し工程を行う必要がなく、ファインブランキングを行う必要もないので、製造コストが増大しない。

また、本発明の軸受用保持器の製造方法によれば、内径抜き工程の打抜きダイの上面の形状を変更するだけで、打抜きパンチ等の他の金型部品は従来の金型を使用でき、内径抜き工程も従来どおりの１工程のままなので、製造コストの上昇が抑えられる。

本発明の実施の形態に係る軸受用保持器である円錐ころ軸受用保持器の概略縦断面図である。 絞り工程後の中間成形品を示す縦断面図である。 内径抜き工程後の中間成形品の一例を示す縦断面図、及び要部拡大図である。 内径抜き工程の金型説明用概略縦断面図である。 図４の要部拡大図である。 前記軸受用保持器がアンギュラ玉軸受用保持器である場合の内径抜き工程後の中間成形品の一例を示す縦断面図、及び要部拡大図である。 前記軸受用保持器が円筒ころ軸受用保持器である場合の内径抜き工程後の中間成形品の一例を示す縦断面図、及び要部拡大図である。

次に本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。

本明細書において、軸受用保持器を転がり軸受に組み付けた状態で、前記軸受の回転軸（図中の符号Ｏ参照）の方向に直交する方向を「径方向」（図中の矢印Ｒ参照）という。「径方向」において、前記回転軸から離れる方向を「径方向外方」（図中の矢印ＲＯ参照）、前記回転軸に近づく方向を「径方向内方」（図中の矢印ＲＩ参照）という。前記軸受の回転軸の方向に平行な方向を「軸方向」（図中の矢印Ｊ参照）という。前記回転軸の方向に対して「周方向」を定義する。

＜軸受用保持器＞
図１の概略縦断面図に示す本発明の実施の形態に係る軸受用保持器１は、金属製の円錐ころ軸受用保持器１Ａであり、ＳＰＣＣ（ＪＩＳ規格：冷延鋼板）、ＳＰＨＣ（ＪＩＳ規格：熱延鋼板）等の鋼板が使用される。円錐ころ軸受用保持器１Ａは、軸方向Ｊに離間した一対の大径リング部２及び小径リング部３を、周方向等分に配置された複数の柱部４により繋いだ形状を成す。隣り合う柱部４，４間のポケット５に、転動体である円錐ころを収容する。

図３の内径抜き工程後の中間成形品Ｉｐの要部拡大図に示すように、小径リング部３の軸方向端面３Ａの径方向内方ＲＩ側の端部に、大径リング部２（図１参照）に向かって窪む円環状の凹部Ａを有する。小径リング部３の内周面３ＢのバリＢの先端は、小径リング部３の底面である軸方向端面３Ａの軸方向最外部Ｅよりも大径リング部２寄りにある。板厚Ｔは、例えば、２．０ｍｍ以上３．５ｍｍ以下である。

円環状の凹部Ａの径方向外方ＲＯの部分は、径方向内方ＲＩへ行くにしたがって上昇する傾斜面Ｃ２を有する。傾斜面Ｃ２の、回転軸Ｏに直交する平面に対する傾斜角度βは、１０度以上２０度以下である。

＜軸受用保持器の製造方法＞
軸受用保持器１である円錐ころ軸受用保持器１Ａの製造方法は、板金プレス加工で保持器１Ａを製造するものであり、円板状の素材から多段階のプレス加工を経て保持器１Ａを製造する工程を有する。

円錐ころ軸受用保持器１Ａの製造方法は、絞り工程、ポケット孔打抜き工程、縁切り工程、及び内径抜き工程等を有する。前記絞り工程は、円板状の素材から図２に示す中間成形品Ｉｄを絞り加工で成形する。前記ポケット孔打抜き工程は、図１に示すポケット孔５をパンチで抜く。前記縁切り工程は、図２及び図３に示す上縁部Ｆを図１のように平坦にする。前記内径抜き工程は、例えば図２に示す絞り工程後の中間成形品Ｉｄを、図３に示す中間成形品Ｉｐのように、小径リング部３の径方向内方ＲＩの底板部Ｈを打ち抜いて除去する。

（内径抜き工程の詳細）
図４の概略縦断面図、及び図５の要部拡大図を参照する。例えば、図４に示すような、打抜きダイＤ及び打抜きパンチＰ、並びに第１ガイドリングＧ１及び第２ガイドリングＧ２を用いて前記内径抜き工程を行う。第２ガイドリングＧ２は、中間成形品Ｉｄをセットする際のガイド機能を有する。第１ガイドリングＧ１は、打抜きパンチＰと中間成形品Ｉｄの中心位置を合わせる機能、及び成形後の中間成形品Ｉｐを打抜きパンチＰから外す機能を有する。

図５に示すように、打抜きダイＤの径方向内方ＲＩ側端部の上面を、径方向内方ＲＩへ行くにしたがって上昇する傾斜面Ｃ１とし、傾斜面Ｃ１の、回転軸Ｏ（図４参照）に直交する平面に対する傾斜角度αを、１０度以上２０度以下としている。傾斜角度αが１０度未満の場合は、バリＢの先端が、図３に示す小径リング部３の底面３Ａを越えて突出してしまう恐れがある。傾斜角度αが２０度を超える場合は、後述するように打抜きパンチＰの加圧力により、打抜きダイＤの刃先付近に当接する小径リング部３が塑性変形して打抜きダイＤの形状が転写される際に、塑性変形の量が多過ぎて保持器１に反りや変形が生じる等、保持器１における真円度等の形状精度が悪化し易い。

図４及び図５に示す、打抜きダイＤ、及び打抜きパンチＰ等を用いて内径抜き工程を行うと、打抜きパンチＰの加圧力により、打抜きダイＤの刃先付近に当接する保持器の小径リング部３が塑性変形し、打抜きダイＤの形状が小径リング部３に転写される。前記内径抜き工程の完了により、円環状の凹部Ａを有する図３に示す内径抜き工程後の中間成形品Ｉｐが得られる。中間成形品Ｉｐの傾斜面Ｃ２は打抜きダイＤの傾斜面Ｃ１によって成形され、傾斜面Ｃ２の傾斜角度βは打抜きダイＤの傾斜面Ｃ１の傾斜角度αに対応する。

＜軸受用保持器の別のタイプの例＞
本発明の実施の形態に係る軸受用保持器１は、円錐ころ軸受用保持器１Ａに限定されるものではなく、板金プレス加工にて製造され内径抜き工程を行う金属製の保持器に適用でき、例えばアンギュラ玉軸受用保持器１Ｂ、又は円筒ころ軸受用保持器１Ｃ等であってもよい。

軸受用保持器１がアンギュラ玉軸受用保持器１Ｂである場合の内径抜き工程後の中間成形品Ｉｐの一例を、図６の縦断面図、及び要部拡大図に示す。また、軸受用保持器１が円筒ころ軸受用保持器１Ｃである場合の内径抜き工程後の中間成形品Ｉｐの一例を、図７の縦断面図、及び要部拡大図に示す。図６及び図７において、図１及び図３と同一の符号は、同一又は対応する部分又は諸元である。

図６のアンギュラ玉軸受用保持器１Ｂ、及び図７の円筒ころ軸受用保持器１Ｃは、図１及び図３の円錐ころ軸受用保持器１Ａと同様、小径リング部３の軸方向端面３Ａの径方向内方ＲＩ側の端部に、大径リング部２に向かって窪む円環状の凹部Ａを有する。小径リング部３の内周面３ＢのバリＢの先端は、小径リング部３の底面である軸方向端面３Ａの軸方向最外部Ｅよりも大径リング部２寄りにある。板厚Ｔは、例えば、２．０ｍｍ以上３．５ｍｍ以下である。

円環状の凹部Ａの径方向外方ＲＯの部分は、径方向内方ＲＩへ行くにしたがって上昇する傾斜面Ｃ２を有する。傾斜面Ｃ２の、回転軸Ｏに直交する平面に対する傾斜角度βは、１０度以上２０度以下である。

＜作用効果＞
本発明の実施の形態に係る軸受用保持器１、及び軸受用保持器１の製造方法によれば、内径抜き工程を行った際に発生する保持器１の小径リング部３の内周面３ＢのバリＢの先端が、小径リング部３の軸方向端面３Ａの軸方向最外部Ｅよりも保持器１の大径リング部２寄りにある。そのため、バリＢの先端が、保持器１の小径リング部３の底面３Ａを越えて突出していないので、軸受組立前にバリＢが接触によって脱落し易い状態になることが避けられる。例えば、保持器１をスタッキングしても保持器１同士が干渉しないとともに、運搬等の際にバリＢが他の部品と接触することがない。

したがって、バリＢを除去しなくても、軸受を組み立てる際に作業者が受傷すること、及び保持器１を組み込んだ軸受の使用中にバリが脱落して軸受に噛み込むこと等の不具合を抑制できるので、バリＢを除去するためのショットブラスト等の表面処理、又は面押し工程を行う必要がなく、ファインブランキングを行う必要もないので、製造コストが増大しない。

また、本発明の軸受用保持器１の製造方法によれば、内径抜き工程の打抜きダイＤの上面の形状を変更するだけで、打抜きパンチＰ等の他の金型部品は従来の金型を使用でき、内径抜き工程も従来どおりの１工程のままなので、製造コストの上昇が抑えられる。

以上の実施の形態の記載はすべて例示であり、これに制限されるものではない。本発明の範囲から逸脱することなく種々の改良及び変更を施すことができる。

１ 軸受用保持器
１Ａ 円錐ころ軸受用保持器
１Ｂ アンギュラ玉軸受用保持器
１Ｃ 円筒ころ軸受用保持器
２ 大径リング部
３ 小径リング部
３Ａ 軸方向端面（底面）
３Ｂ 内周面
４ 柱部
５ ポケット孔
Ａ 円環状の凹部
Ｂ バリ
Ｃ１，Ｃ２ 傾斜面
Ｄ 打抜きダイ
Ｅ 軸方向最外部
Ｆ 上縁部
Ｇ１ 第１ガイドリング
Ｇ２ 第２ガイドリング
Ｈ 底板部
Ｉｄ 絞り工程後の中間成形品
Ｉｐ 内径抜き工程後の中間成形品
Ｊ 軸方向
Ｏ 回転軸
Ｐ 打抜きパンチ
Ｒ 径方向
ＲＩ 径方向内方
ＲＯ 径方向外方
Ｔ 板厚
α，β 傾斜角度

Claims (3)

1. 転がり軸受に用いる金属製の保持器であって、
   軸方向に離間した一対の大径リング部及び小径リング部を複数の柱部により繋いだ形状を成し、
   前記小径リング部の軸方向端面の径方向内方側の端部に、前記大径リング部に向かって窪む円環状の凹部を有し、
   前記小径リング部の内周面のバリの先端は、前記軸方向端面の軸方向最外部よりも前記大径リング部寄りにある、
   軸受用保持器。
2. 前記円環状の凹部の径方向外方の部分は、径方向内方へ行くにしたがって上昇する傾斜面を有し、
   前記傾斜面の傾斜角度は、前記転がり軸受の回転軸に直交する平面に対して１０度以上２０度以下である、
   請求項１に記載の軸受用保持器。
3. 転がり軸受に用いる金属製の保持器の製造方法であって、
   前記保持器は、軸方向に離間した一対の大径リング部及び小径リング部を複数の柱部により繋いだ形状を成し、
   円板状の素材から多段階のプレス加工を経て前記保持器を製造する工程内に、
   絞り工程後の中間成形品に対して、前記小径リング部の径方向内方の底板部を打ち抜いて除去する内径抜き工程を有し、
   前記内径抜き工程に用いる打抜きダイの径方向内方側端部の上面を、径方向内方へ行くにしたがって上昇する傾斜面とし、
   前記傾斜面の傾斜角度は、前記転がり軸受の回転軸に直交する平面に対して１０度以上２０度以下である、
   軸受用保持器の製造方法。

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