JP4811056B2 - Method for manufacturing roller bearing and tapered roller bearing - Google Patents
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Description
本発明は、ころ軸受及び円錐ころ軸受の製造方法に関する。 The present invention relates to a roller bearing and a method for manufacturing a tapered roller bearing.
一般に円錐ころ軸受で使用される保持器(かご型保持器)は、組立て前に予め保持器の径を組立て完了時より広げ、前記保持器の各ポケット部にころを収めた状態で形成される最小内接円径を軸受内輪の小径フランジ部側つばの外径より大きくしておくことで、軸受内輪に組込まれる。そして、前記保持器が前記軸受内輪に組み込まれた後、外側よりプレス型を押し付ける等して、前記保持器の小径フランジ部を加締めにより塑性変形させ、前記保持器の径を収縮させる。これによって、前記保持器は、ポケット部に入れられたころの遊びを規制し、その遊びの規制をもって、前記ころが小径フランジ部側つばを乗り越えられないようになり、保持器と、ころと、軸受内輪との分解が不可能となる。 Generally, a cage (cage type cage) used in a tapered roller bearing is formed in such a manner that the diameter of the cage is expanded in advance from the time of completion of assembly before assembly and the rollers are stored in the respective pocket portions of the cage. By setting the minimum inscribed circle diameter larger than the outer diameter of the flange on the small-diameter flange portion of the bearing inner ring, the bearing inner ring is incorporated. Then, after the cage is incorporated in the bearing inner ring, the small diameter flange portion of the cage is plastically deformed by caulking by pressing a press die from the outside, and the diameter of the cage is contracted. Thereby, the cage regulates the play of the roller put in the pocket portion, and with the regulation of the play, the roller can not get over the flange on the small diameter flange portion, the cage, the roller, Disassembly from the bearing inner ring becomes impossible.
ところで、保持器のポケット部ところとの遊びは、ある程度小さい方が、回転の変化に対して有利であるばかりか、ころの姿勢変化を抑制し、高速回転や音響特性等の点でも効果的に働き、軸受として重要な要素となっている。 By the way, the play with the pocket portion of the cage is not only more advantageous for the rotation change, but also suppresses the posture change of the roller, and is effective in terms of high-speed rotation and acoustic characteristics. It is an important element as a bearing.
また、組立て後に前記保持器の径を収縮させる加締め工程においては、前記ころと前記保持器との物理的な取り合い等の関係により、受側の型を前記保持器の内側より押し付けることができないため、前記保持器の外側からプレス型を押し付け、前記保持器を変形させるのが一般的である。この場合には、保持器の加工精度が低くならざるを得ない。このため、保持器の誤差分を見込み、ポケット部ところとの遊びとなる隙間を予め広く取らなければならず、機能上最適な遊びを塑性変形後に見積もることは難しい。 Further, in the caulking step for shrinking the diameter of the cage after assembly, the receiving mold cannot be pressed from the inside of the cage due to the physical relationship between the roller and the cage. Therefore, it is common to press the press die from the outside of the cage to deform the cage. In this case, the processing accuracy of the cage must be lowered. For this reason, in view of the error of the cage, it is necessary to widen a gap that becomes a play with the pocket portion in advance, and it is difficult to estimate the play that is functionally optimal after plastic deformation.
この対策として、保持器の底孔にテーパー形状の拡径パンチを嵌入させて、小径フランジ部側を正規形状に対し拡径して大径フランジ部側から前記小径フランジ部側に向けて徐々に増径された状態にし、そして保持器が軸受内輪に組込まれた後、前記小径フランジ部と柱部との接続部近傍のみを治具を用いて前記小径フランジ部側の内方に加締めるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As a countermeasure, a taper-shaped diameter-enlarged punch is inserted into the bottom hole of the cage, and the diameter of the small-diameter flange portion is increased relative to the normal shape, and gradually from the large-diameter flange portion side toward the small-diameter flange portion side. After the diameter is increased and the cage is assembled in the bearing inner ring, only the vicinity of the connecting portion between the small diameter flange portion and the column portion is crimped inward on the small diameter flange portion side using a jig. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
さらには、保持器が正規形状に対し大径フランジ部側から小径フランジ部に向けて徐々に増径させられた状態で、前記保持器が軸受内輪に組込まれた後、加締めが小径フランジ部で行われるものも提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Furthermore, after the cage is assembled into the bearing inner ring in a state where the diameter of the cage is gradually increased from the large-diameter flange portion side toward the small-diameter flange portion with respect to the regular shape, the caulking is performed on the small-diameter flange portion. (See, for example, Patent Document 2).
他としては、小径フランジ部と、柱部と、大径フランジ部となるT字状の突起部とを有する板を予め形成し、前記板を成型装置を用いて円錐台形状にして中間部材を形成した後、前記中間部材の大径フランジ部にリング状のフレームを嵌め込み、前記フレームを加締めることにより保持器を組上げるものが提案されている(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、特許文献1と特許文献2記載の円錐ころ軸受においても、従来と同様に、保持器が軸受内輪に組み付けられる際、塑性変形を伴う加締め加工が用いられているため、寸法精度を安定させることが求められる。
However, in the tapered roller bearings described in
さらには、保持器の組立では、内径の打抜きスクラップが大きく(歩留が悪く)、絞り加工後にころが入るポケット部をインデックスしてあける必要があり、また面押し工程も同時カム成形を行っている。これらの工程はコストが高い上、一工程ずつ加工が行われるため、この点でも寸法精度を安定させることが求められる。 Furthermore, when assembling the cage, the punched scrap of the inner diameter is large (poor yield), and it is necessary to index and open the pocket where the roller enters after drawing, and the surface pressing process is also performed by simultaneous cam forming. Yes. Since these processes are expensive and are processed one by one, it is necessary to stabilize the dimensional accuracy in this respect as well.
また、特許文献3記載の保持器では、T字状の突起部にリング状のフレームを嵌め込んで大径フランジ部を形成しており、部品点数が増加する。また、前記フレームは肉厚があるため、結果的に大径フランジ部側の肉厚が厚くなってしまう。そのため、前記保持器にころを組み付けた時の変形荷重が大きくなる可能性がある。さらに、大径フランジ部となる前記T字状の突起部における周方向端部が直線状であるため、前記保持器を円錐台形状にした際には周方向端部でずれが生じやすい構造となっている。
Further, in the cage described in
そこで、本発明では、保持器を円錐ころ軸受に組み付ける際の加締め工程を排除し、また円錐ころ軸受の保持器の形状工夫を図り、もって性能や耐久性を向上させたころ軸受及び円錐ころ軸受の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, a roller bearing and a tapered roller that eliminate the caulking step when the cage is assembled to the tapered roller bearing, and improve the shape and shape of the cage of the tapered roller bearing, thereby improving performance and durability. It aims at providing the manufacturing method of a bearing.
本発明の目的は、下記構成により達成される。
(1) 軸受内輪と、軸受外輪と、前記軸受内輪と前記軸受外輪の両軌道面上に複数配置された円錐形状のころと、前記ころを保持すべく小径フランジ部及び大径フランジ部を周方向に設けられた複数の柱部で接続してポケット部を設けた保持器とを有する円錐ころ軸受の製造方法において、前記小径フランジ部と、前記柱部と、前記大径フランジ部となる周方向に分割された複数の円弧状部とを有する板を成型装置を用いて円錐台形状にして前記保持器を形成し、前記軸受内輪の軌道面の所定の位置に前記ころを配置した後、前記保持器のポケット部内に前記ころが入るように前記保持器を前記軸受内輪に小径側から嵌め込み、隣接する前記円弧状部の周方向端部同士を互いに接合させることで、前記保持器、前記ころ、前記軸受内輪を組立てることを特徴とする円錐ころ軸受の製造方法。
The object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1) A bearing inner ring, a bearing outer ring, a plurality of conical rollers arranged on both raceway surfaces of the bearing inner ring and the bearing outer ring, and a small-diameter flange portion and a large-diameter flange portion to hold the rollers. In a manufacturing method of a tapered roller bearing having a cage connected by a plurality of column portions provided in a direction and provided with a pocket portion, the small diameter flange portion, the column portion, and a circumference serving as the large diameter flange portion A plate having a plurality of arc-shaped parts divided in a direction is formed into a truncated cone shape using a molding device to form the cage, and after the rollers are arranged at predetermined positions on the raceway surface of the bearing inner ring, The retainer is fitted into the bearing inner ring from the small diameter side so that the roller enters the pocket portion of the retainer, and the circumferential ends of the adjacent arc-shaped portions are joined to each other, thereby the retainer, Assemble the inner ring of the bearing A method for manufacturing a tapered roller bearing.
(2) (1)に記載の円錐ころ軸受の製造方法において、隣接する前記周方向端部同士は軸方向から見て円周方向にオーバーラップした状態で互いに接合されることを特徴とする円錐ころ軸受の製造方法。 (2) In the method for manufacturing a tapered roller bearing according to (1), the adjacent circumferential end portions are joined to each other in a state of being overlapped in the circumferential direction when viewed from the axial direction. A method of manufacturing a roller bearing.
(3) 軸受内輪と、軸受外輪と、前記軸受内輪と前記軸受外輪の両軌道面上に複数配置されたころと、前記ころを保持すべく小径フランジ部及び大径フランジ部を周方向に設けられた複数の柱部で接続してポケット部を設けた保持器とを有するころ軸受において、前記保持器の前記大径フランジ部は隣接する前記柱部間に前記柱部の本数と同数の溶接面を有することを特徴とするころ軸受。 (3) A bearing inner ring, a bearing outer ring, a plurality of rollers arranged on both raceway surfaces of the bearing inner ring and the bearing outer ring, and a small-diameter flange portion and a large-diameter flange portion are provided in the circumferential direction to hold the rollers. In the roller bearing having a cage provided with a pocket portion connected by a plurality of pillar portions, the large-diameter flange portion of the cage is welded in the same number as the number of the pillar portions between the adjacent pillar portions. A roller bearing characterized by having a surface.
(4) (3)に記載のころ軸受において、前記溶接面の少なくとも一部が軸方向に対して交差する面を有することを特徴とするころ軸受。 (4) The roller bearing according to (3), wherein at least a part of the welded surface has a surface intersecting the axial direction.
本発明によれば、円錐ころ軸受の組立ての際、保持器がプレス加工等の成型装置で製造され、円錐状のころと軸受内輪を組み込んだ状態で、前記保持器の円弧状部の周方向端部同士が接合されるため、保持器は寸法精度のよいものとなる。また、保持器を円錐ころ軸受に組み付ける際の加締め工程が排除できるためコスト的に安価にできる。 According to the present invention, when assembling the tapered roller bearing, the cage is manufactured by a molding apparatus such as press working, and the circumferential direction of the arc-shaped portion of the cage is assembled with the conical roller and the bearing inner ring assembled. Since the ends are joined to each other, the cage has good dimensional accuracy. Moreover, since the caulking process when assembling the cage to the tapered roller bearing can be eliminated, the cost can be reduced.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1(a)は、本発明の第1実施形態の円錐ころ軸受10の要部を示した図である。円錐ころ軸受10は、軸受内輪11と、軸受内輪11と同芯に配置される軸受外輪12と、軸受内輪11と軸受外輪12の両軌道面13a,13b間に複数配置された円錐状のころ14と、前記ころ14を保持するポケット部16が設けられる保持器17とを具備している。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Fig.1 (a) is the figure which showed the principal part of the tapered roller bearing 10 of 1st Embodiment of this invention. The tapered roller bearing 10 includes a bearing
保持器17は、図1(b)に示すように、円錐台形状をしており、小径フランジ部25及び大径フランジ部26を周方向に設けられた複数の柱部15で接続することでポケット部16を構成する。各柱部15の内周面には、ころ14の転動面を案内するころ案内面22が周方向両側面に亙って形成されている。また、大径フランジ部26には、隣接する柱部15間に柱部15の本数と同数の溶接面18が形成されている。溶接面18は、側面視楔状に形成されており、保持器17の軸方向に対して交差する面となっている。
As shown in FIG. 1B, the
本実施形態では、保持器17、ころ14、及び軸受内輪11を組立てるに先立ち、板状素材から保持器17を形成する。保持器17の代表的な加工工程を、図2(a)を参照しながら説明する。図2(a)に示すように、(1)まず図示しない板状素材より、外径側の一部が開口したポケット部16、及び大径フランジ部26となる複数の円弧状部20の外周面20aをプレス等で打抜き、中間素材21を形成する。これにより、中間素材21は、小径側フランジ部25、複数の柱部15、及び大径フランジ部26が周方向に分割された複数の円弧状部20を有し、前記円弧状部20は柱部15に対してL字状に連結されるとともに周方向端面24a、24bが楔状に形成される。なお、円弧状部20の周方向の長さの合計は、保持器17が円錐台形状に形成された際の大径フランジ部26の寸法にほぼ等しい。また、(1)の工程、即ち打抜き工程においては、ポケット部16と外周面20aとを別々に打抜いても構わない。(2)次に、中間部材21の柱部15の周方向両側に、プレス等でころ案内面22を形成する。(3)さらに、中間部材21を成型装置である円錐台形状の金型で塑性変形加工を行い、柱部15と円弧状部20を引き上げながら円錐台形状にする。これにより、周方向端部24a,24bが互いに噛み合わされる。(4)そして、円錐台形状に形成された中間部材21の中央部打抜部材19を小径フランジ部25が形成されるように縁を残してプレス等で円形状に打抜いて、保持器15を形成する。なお、(2)の工程と、(3)の工程の手順は、図2(b)に示すように、工程が前後してもよく、また工程は順送工程、単工程のどちらで行っても構わない。以上の工程により、円錐台形状である保持器17が形成される。
In this embodiment, prior to assembling the
前述した工程すべては、塑性変形を伴う加工で行われるが、これらの工程における保持器17の寸法精度は成型装置である金型の精度のよるため、安定した寸法精度が得られる。
All the steps described above are performed by processing accompanied by plastic deformation. However, since the dimensional accuracy of the
次に、図3を参照しながら、上記工程で組立てられた前記保持器17と、ころ14及び軸受内輪11とを組み立てる工程を説明する。予め軸受内輪11の外径とほぼ同じ径をした円錐形状である組立支持冶具27に軸受内輪11をほぼ同芯となるように乗せた後、軸受内輪11の軌道面13aにころ14を所定の位置に入れ、ころ支持冶具23を用いころ14を外側より支持する。なお、ころ支持冶具23は下方より弾性体29により支持されるとともに、組立支持冶具27の外周に外嵌されている。また、ころ支持冶具23は、図5に示すように、複数のころ14を外側より支持しやすいように環状部内周面28がころ14の形状に合わせ波打った形状となっている。
次の組立工程では、円錐台形状に形成された前記保持器17を前記軸受内輪11の小径側により被せる。このとき、前記保持器17を軌道面13aに配置された前記ころ14に嵌入させるため、前記保持器17の円弧状部20が前記ころ14と前記ころ支持冶具23の間を通過する際、柱部15を弾性変形の範囲内で外周方向に開くように変形させ、前記保持器17の柱部15に設けられたころ案内面22がころ14の転動面と対向するように、前記保持器17を嵌め込む。これにより、ポケット16内にころ14が配置される。また、前記ころ支持冶具23は前記保持器17が嵌め込まれる際、前記保持部17により下方に押し下げられるので、前記軸受内輪11と、前記保持器17と、前記ころ14とで組上げられた組立体を容易に取り出すことができる。
その後、隣接する円弧状部20の周方向端部24a,24bを合わせYAGレーザ等で溶接して接合することにより、前記軸受内輪11と、前記保持器17と、前記ころ14とを組み立てる。これにより、互いに隣接する円弧状部20の周方向端部24a、24bは、軸方向から見て円周方向にオーバーラップした状態で接合され、大径フランジ部26が形成される。
Next, the process of assembling the
In the next assembly process, the
Then, the bearing
したがって、本実施形態によれば、保持器17はプレス加工によって製造され、且つ、軸受内輪11ところ14を組込んだ状態で円弧状部20の周方向端部24a,24bが溶接固定されるので、保持器17を円錐ころ軸受10に組み付ける際に加締め加工を行う必要がなく、寸法精度のよい安価な円錐ころ軸受10を製造することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、大径フランジ部26は、隣接する柱部15間に柱部15の本数と同数の溶接面18を有するので、従来の大径フランジ部をフレームで補強する構成に比べて部品点数を少なくすることができ、安価な円錐ころ軸受10を製造することができる。
Moreover, according to this embodiment, since the large
さらに、本実施形態によれば、板状素材で打ち抜かれた複数の円弧状部20の互いに隣接する周方向端部24a、24bが軸方向から見て円周方向にオーバーラップするように溶接接合されることで、大径フランジ部26の溶接面18の少なくとも一部は、保持器17の軸方向に対して交差する面を有する。これにより、軸方向にずれを生じることのない精度のよい大径フランジ部26が形成される。
Furthermore, according to the present embodiment, the welding is performed such that the
(第2実施形態)
図4(a)は、保持器17の形成において、保持器17の円弧状部20が保持器17の柱部15に対しT字状に連結された場合の加工工程図である。加工工程の手順は、図3に示した加工工程と同様であるが、図4(a)の(1)の工程に示すように、図示しない板状素材より、ポケット部16、及び円弧状部20の外周面20aをプレス等の成型装置で打抜く際、打抜かれる板状素材は円弧状部20が柱部15に対しT字状に連結される。即ち、円弧状部20が柱部15に対して対称に延出するように形成される。その後、(2)の工程、(3)の工程、及び(4)の工程により、前記保持器17は円弧状部20と柱部15がT字状に連結された状態で円錐台形状に形成される。なお、(2)の工程と、(3)の工程の手順は、図4(b)に示すように、工程が前後になってもよく、また工程は順送工程、単工程のどちらで行っても構わない。また、この工程で組立てられた前記保持器ところと軸受内輪とを組立てる工程は、図3で示した工程と同様である(図4参照)。
(Second Embodiment)
FIG. 4A is a processing step diagram in the case where the
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の様態はこれら実施形態に限られるものではない。例えば、周方向端部24a,24bは図2においては一対の楔状の形状で示しているが、特にその形状である必要はなく、前記周方向端部24a,24bにおいて軸方向でずれが生じづらいように周方向端部24a,24bが軸方向から見て円周方向にオーバーラップする構造であればよく、例えば半円形状や、2対以上あるいは他形状との組合せであってもよい。即ち、溶接面18の少なくとも一部が軸方向に対して交差する面を有するものであればよい。
This is the end of the description of specific embodiments. However, aspects of the present invention are not limited to these embodiments. For example, although the
また、大径側を周方向に分割している円弧状部と柱部は、第1実施形態においてはL字状、第2実施形態ではT字状に連結されているが、円弧状部が柱部間を連結するものであればよく、例えば円弧状部の一端に偏った中途な位置での連結でもよい。 In addition, the arc-shaped portion and the column portion that divide the large diameter side in the circumferential direction are connected in an L shape in the first embodiment and a T shape in the second embodiment. What is necessary is just to connect between pillar parts, for example, the connection in the middle position biased to the end of an arc-shaped part may be sufficient.
さらに、上述したこれら実施形態は、円錐ころ軸受に本発明を適用したものであるが、同じ様態の保持器を有しているころ軸受であれば適用してもよく、例えば円筒ころ軸受でもよい。 Further, in the above-described embodiments, the present invention is applied to a tapered roller bearing, but any roller bearing having a cage in the same mode may be applied, for example, a cylindrical roller bearing may be used. .
10 円錐ころ軸受
11 軸受内輪
12 軸受外輪
13a、13b 軌道面
14 ころ
15 柱部
16 ポケット部
17 保持器
18 溶接面
19 中心部打抜部材
20 円弧状部
21 中間部材
22 ころ案内面
23 ころ支持冶具
24a、24b 周方向端部
25 小径フランジ部
26 大径フランジ部
27 組立支持冶具
28 環状部内周面
29 弾性体
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記小径フランジ部と、前記柱部と、前記大径フランジ部となる周方向に分割された複数の円弧状部とを有する板を成型装置を用いて円錐台形状にして前記保持器を形成し、
前記軸受内輪の軌道面の所定の位置に前記ころを配置した後、前記保持器のポケット部内に前記ころが入るように前記保持器を前記軸受内輪に小径側から嵌め込み、
隣接する前記円弧状部の周方向端部同士を互いに接合させることで、
前記保持器、前記ころ、前記軸受内輪を組立てることを特徴とする円錐ころ軸受の製造方法。 A bearing inner ring, a bearing outer ring, a plurality of conical rollers arranged on both raceway surfaces of the bearing inner ring and the bearing outer ring, and a small-diameter flange portion and a large-diameter flange portion are provided in the circumferential direction to hold the rollers. In a method of manufacturing a tapered roller bearing having a cage provided with a pocket portion connected by a plurality of pillar portions,
A plate having the small-diameter flange portion, the column portion, and a plurality of arc-shaped portions divided in the circumferential direction to be the large-diameter flange portion is formed into a truncated cone shape using a molding apparatus to form the retainer. ,
After placing the roller at a predetermined position on the raceway surface of the bearing inner ring, the cage is fitted into the bearing inner ring from the small diameter side so that the roller enters the pocket portion of the cage,
By joining the circumferential ends of the adjacent arc-shaped portions to each other,
A method of manufacturing a tapered roller bearing, comprising assembling the cage, the roller, and the bearing inner ring.
隣接する前記周方向端部同士は軸方向から見て円周方向にオーバーラップした状態で互いに接合されることを特徴とする円錐ころ軸受の製造方法。 In the manufacturing method of the tapered roller bearing according to claim 1,
The manufacturing method of a tapered roller bearing, wherein the adjacent circumferential end portions are joined to each other in a state of being overlapped in the circumferential direction when viewed from the axial direction.
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